JP2000049312A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

Info

Publication number
JP2000049312A
JP2000049312A JP10212964A JP21296498A JP2000049312A JP 2000049312 A JP2000049312 A JP 2000049312A JP 10212964 A JP10212964 A JP 10212964A JP 21296498 A JP21296498 A JP 21296498A JP 2000049312 A JP2000049312 A JP 2000049312A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
global
cell array
column
local
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10212964A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3660503B2 (ja
Inventor
Toru Tanzawa
徹 丹沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16631216&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2000049312(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21296498A priority Critical patent/JP3660503B2/ja
Publication of JP2000049312A publication Critical patent/JP2000049312A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3660503B2 publication Critical patent/JP3660503B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリセルアレイブロックに対するロウデコ
ーダやカラムゲートの面積の比率を下げ、メモリセルサ
イズを縮小することが困難であった。 【解決手段】 各メモリコア部11〜14はメモリセル
アレイブロック(MCAB)19と、ローカルロウデコ
ーダ(LRDC)20と、ローカルカラムゲート(LC
G)21とから構成される。グローバルローデコーダ
(GRDC)22a、22bは、グローバルワード線
(GWL)を選択する。グローバルカラムゲート(GC
G)はグローバルビット線(GBL)を選択する。ロー
カルロウデコーダ(LRDC)20、及びローカルカラ
ムゲート(LCG)21は選択されたグローバルワード
線(GWL)、グローバルビット線(GBL)に応じて
メモリセルアレイブロック内のメモリセルを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記憶データを一括
消去可能なEEPROMセルを用いた不揮発性半導体記
憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図14乃至図17は、従来の不揮発性半
導体記憶装置の一例を示すものであり、NOR型フラッ
シュメモリを示している。図14は単体のメモリセルの
構成を示し、図15は図14の15−15線に沿った断
面図、図16は図14の16−16線に沿った断面図を
示している。図14乃至図16において、P型半導体基
板101にはN型のウェル領域102が形成され、この
ウェル領域102内にP型のウェル領域103が形成さ
れている。このウェル領域103の表面領域には複数の
素子分離領域104が形成され、これら素子分離領域1
04の相互間に、ゲート酸化膜105が形成されてい
る。このゲート酸化膜105の上には浮遊ゲート(F
G)106が形成され、この浮遊ゲート106の上には
絶縁膜107を介在して制御ゲート(CG)108が形
成されている。これらゲートの両側に位置するウェル領
域内にはドレイン、ソースを構成する拡散層109、1
10が形成されている。制御ゲート108の上には絶縁
膜111が形成され、この絶縁膜111上には前記ドレ
イン109に接続されるビット線(BL)112が形成
されている。
【0003】図17は、上記構成のメモリセルをマトリ
クス状に配置したNOR型のメモリセルアレイブロック
を示している。このメモリセルアレイブロックはメモリ
セルMC00〜MCnmを有しており、同一の行に配置
された複数のメモリセルの制御ゲートは、ワード線WL
n、WLn−1…WL1、WL0にそれぞれ接続され、
同一の列に配置された複数のメモリセルのドレインはビ
ット線BL0、BL1…BL7、BL8…BLmが接続
されている。各メモリセルのソースは共通ソース線SL
に接続されている。このメモリセルアレイブロックにお
いて、ビット幅が8の場合の書き込み、読み出し、消去
動作は次の通りである。
【0004】メモリセルMC00〜MC07がデータの
書き込み時に選択された場合、これらのメモリセルが共
有するワード線WL0にはVpp(10V程度の電圧)
が印加され、その他のワード線は0Vとされる。ビット
線の電圧は書き込みデータに依存する。データ“0”を
書き込むビット線にはVdp(5V程度の電圧)が印加
され、“1”データを書き込むビット線には0Vが印加
される。共通ソース線SLは0Vとされる。ゲートがV
pp、ドレインがVdpのメモリセルでは、ソースから
ドレインに移動する電子の中には高エネルギーを持つも
のがあり、これがゲート方向の電界によって浮遊ゲート
に到達する。このようにして、浮遊ゲート中の電子の数
が相対的に少ない“1”状態のメモリセルは、電子の数
が相対的に多い“0”状態のメモリセルに変わる。ゲー
トとドレインの電圧関係がこれ以外のメモリセルではド
レイン電流が流れず、メモリセルのデータは変わらな
い。
【0005】メモリセルMC00〜MC07がデータ読
み出し時に選択された場合、これらのメモリセルが共有
するワード線WL0には電源電圧Vcc(5V程度の電
圧)が印加される。その他のワード線は0Vとされる。
選択されたビット線には電圧Vd(1V程度の電圧)が
印加され、非選択のビット線には0Vが印加される。ま
た、共通ソース線SLは0Vとされる。“1”状態のメ
モリセルの閾値電圧は電源電圧Vccより低く、“0”
状態のメモリセルは閾値電圧が電源電圧Vccより高
い。したがって、“1”状態のメモリセルでは電流が流
れ、“0”状態のメモリセルは電流が流れない。この電
流をセンスすることにより、データ“0”又は“1”を
読み出すことができる。
【0006】データの消去は、メモリセルアレイブロッ
ク単位に一括して行われる。この時、全てのワード線が
0Vとされ、P型ウェル及びN型ウェルが消去電圧Ve
e(20V程度の電圧)とされると、ゲート酸化膜に高
電界が印加され、浮遊ゲート中の電子はトンネリングに
よってP型ウェルに移動する。こうして、選択されたメ
モリセルアレイブロック内の全てのメモリセルのデータ
が“1”となる。この時、非選択のメモリセルアレイブ
ロックのP型ウェルは0V、ワード線の電位は全て0V
とされているため、このアレイブロックのデータは消去
されない。
【0007】データの消去方法は、上記ウェルにバイア
ス電圧を印加する方法の他、ソースにバイアス電圧を印
加する方法がある。このとき、ウェルあるいはメモリセ
ルがP型基板上に形成されている場合、基板は接地され
る。このように電圧を印加すると、ソース拡散層とゲー
トのオーバーラップ部でトンネル電流が流れ、データが
消去される。
【0008】データの書き込み、消去時には上述したよ
うに、高い電圧が必要であり、この高電圧を扱うトラン
ジスタはサイズを小さくすることが困難である。メモリ
セルはトンネル酸化膜の膜厚が信頼性を確保するための
条件により規定されているため薄膜化することができな
い。また、信頼性を確保するため書き込み電圧を下げる
ことも困難である。こうした状況において、メモリセル
のサイズを小さくしてビットコストを下げることができ
ても、高電圧が印加されるトランジスタを含むロウデコ
ーダや、カラムゲートがチップ内で占める面積を縮小す
ることが困難であるため、これらのメモリセルアレイブ
ロックに対する面積比が大きくなりコスト低減効果が減
少する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図18は、従来の不揮
発性半導体記憶装置のブロック構成を示している。チッ
プ201上には4つのメモリコア部202、203、2
04、205が配置されている。これらメモリコア部の
近傍にアドレス信号を受けるアドレスバッファ206、
不揮発性半導体記憶装置の全体的な制御を行う制御部2
07、書き込みデータを受け、選択されたメモリにこの
データを書き込む書き込み回路208、選択されたメモ
リセルから読み出されたデータをセンスするセンスアン
プ209が配置されている。前記各メモリコア部は同一
の構成とされている。すなわち、図示せぬメモリセルが
マトリクス状に配置されたメモリセルアレイブロック
(MCAB)210と、アドレス信号に応じてメモリセ
ルアレイブロック内の行を選択するロウプリデコーダ
(RPDC)211、及びロウメインデコーダ(RMD
C)212と、アドレス信号に応じてメモリセルアレイ
ブロック内の列を選択するプリカラムゲート(PCG)
213、及びメインカラムゲート(MCG)214とか
ら構成されている。
【0010】このように上記各メモリコア部は、メモリ
セルアレイブロック210と、ロウプリデコーダ21
1、及びロウメインデコーダ212、プリカラムゲート
213、及びメインカラムゲート214をそれぞれ有し
ている。しかも、ロウメインデコーダ212は、高電圧
が印加されるサイズの大きなトランジスタを有してい
る。このため、前述したように、メモリセルアレイブロ
ック210のサイズを縮小したとしても、ロウプリデコ
ーダ211、及びロウメインデコーダ212、プリカラ
ムゲート213、及びメインカラムゲート214が占有
する面積を削減できないため、ビットコストに対するメ
モリセルのサイズ縮小効果が小さくなってしまうという
問題を有している。
【0011】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、メモリセル
アレイブロックに対するロウデコーダやカラムゲートの
面積の比率を下げることができ、メモリセルサイズを縮
小することができるとともに、ビットコストを低減可能
な不揮発性半導体記憶装置を提供しようとするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、複数の不揮発性半導体メモリセルと、これ
ら複数のメモリセルに接続された複数のローカルワード
線と、前記複数のメモリセルに接続された複数のローカ
ルビット線と、前記複数のメモリセルに接続されたソー
ス線とからなる複数のメモリセルアレイブロックと、前
記メモリセルアレイブロック毎に設けられ、前記ローカ
ルワード線を選択する複数の第1のローデコーダと、前
記メモリセルアレイブロック毎に設けられ、前記ローカ
ルビット線を選択する複数の第1のカラムゲートと、グ
ローバルワード線により複数の前記第1のローデコーダ
に接続される第2のローデコーダと、グローバルビット
線により複数の前記第1のカラムゲートに接続される第
2のカラムゲートと、前記第2のカラムゲートに接続さ
れ、書き込みデータを前記第2のカラムゲートに供給す
る書き込み回路と、前記第2のカラムゲートに接続さ
れ、前記第1、第2のカラムゲートを介して前記メモリ
セルから読み出されたデータを検出するセンスアンプと
を具備している。
【0013】前記ローカルビット線は第1層目の金属配
線により構成され、前記グローバルビット線は第2層目
の金属配線により構成され、前記グローバルワード線は
第3層目の金属配線により構成される。
【0014】前記第1、第2のカラムゲートは、第1層
目又は第2層目の金属配線を通して選択信号が供給され
る。前記ローカルビット線は第1層目の金属配線により
構成され、前記グローバルワード線は第2層目の金属配
線により構成され、前記グローバルビット線は第3層目
の金属配線により構成される。
【0015】前記第1、第2のカラムゲートは、第1層
目又は第2層目の金属配線を通して選択信号が供給され
る。前記メモリセルアレイブロック毎に設けられ、消去
時にブロックアドレス信号に応じて、選択されたメモリ
セルアレイブロックの前記ソース線に消去電位を供給す
るソース線デコーダをさらに具備している。
【0016】前記メモリセルアレイブロック毎に設けら
れ、消去時にブロックアドレス信号に応じて、選択され
たメモリセルアレイブロックのウェルに消去電位を供給
するウェルデコーダをさらに具備している。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る不揮
発性半導体記憶装置の第1の実施例を示すものであり、
例えばNOR型のフラッシュメモリのブロック構成を示
している。メモリブロック10には4つのメモリコア部
11、12、13、14が配置されている。これらメモ
リコア部11、12、13、14の近傍にアドレス信号
を受けるアドレスバッファ15、不揮発性半導体記憶装
置の全体的な制御を行う制御部16、書き込みデータを
受け、選択されたメモリにこのデータを書き込む書き込
み回路17、選択されたメモリセルから読み出されたデ
ータをセンスするセンスアンプ18が配置されている。
前記各メモリコア部11、12、13、14は同一の構
成とされている。すなわち、各メモリコア部はメモリセ
ルアレイブロック(MCAB)19と、ローカルロウデ
コーダ(LRDC)20と、ローカルカラムゲート(L
CG)21とから構成されている。
【0018】前記メモリセルアレイブロック(MCA
B)19はマトリクス状に配置された図示せぬ複数のメ
モリセルMCと、これらメモリセルMCに接続されたロ
ーカルワード線WL、及びローカルビット線BLを有し
ている。メモリセルアレイブロック19の具体的な構成
は、図17に示す構成と同様である。前記ローカルロウ
デコーダ20は前記アドレスバッファ15から供給され
るアドレス信号に応じて前記ローカルワード線WLを選
択し、前記ローカルカラムゲート21は前記ローカルビ
ット線BLを選択する。前記メモリコア部11、12に
それぞれ配置されたローカルロウデコーダ20は、グロ
ーバルワード線GWLを介してグローバルローデコーダ
(GRDC)22aに接続されている。このグローバル
ローデコーダ(GRDC)22aは、前記アドレスバッ
ファ15から供給されるアドレス信号に応じて前記メモ
リコア部11のローカルローデコーダ20、又はメモリ
コア部12のローカルローデコーダ20を選択する。同
様に前記メモリコア部13、14にそれぞれ配置された
ローカルロウデコーダ20は、グローバルワード線GW
Lを介してグローバルローデコーダ(GRDC)22b
に接続されている。このグローバルローデコーダ22b
は、前記アドレスバッファ15から供給されるアドレス
信号に応じて前記グローバルワード線GWLを選択す
る。
【0019】一方、前記メモリコア部11、13にそれ
ぞれ配置されたローカルカラムゲート21は、グローバ
ルビット線GBLを介してグローバルカラムゲート23
aに接続される。このグローバルカラムゲート23aは
前記グローバルビット線GBLを選択する。同様に、前
記メモリコア部12、14にそれぞれ配置されたローカ
ルカラムゲート21は、グローバルビット線GBLを介
してグローバルカラムゲート23bに接続される。この
グローバルカラムゲート23bはグローバルビット線G
BLを選択する。
【0020】さらに、前記メモリコア部11、12に配
置されたローカルカラムゲート21は、配線L1を介し
てそれぞれローカルカラムゲート駆動部(LCGD)2
4aに接続される。このローカルカラムゲート駆動部2
4aは、前記アドレスバッファ15から供給されるアド
レス信号に応じて、メモリコア部11、12に配置され
たローカルカラムゲート21を駆動する。前記メモリコ
ア部13、14に配置されたローカルカラムゲート21
は、配線L2を介してローカルカラムゲート駆動部(L
CGD)24bに接続される。このローカルカラムゲー
ト駆動部24bは、前記アドレスバッファ15から供給
されるアドレス信号に応じて、メモリコア部13、14
に配置されたローカルカラムゲート21を駆動する。さ
らに、前記グローバルカラムゲート23a、23bは配
線L3を介してグローバルカラムゲート駆動部24cに
接続される。このグローバルカラムゲート駆動部24c
は、前記アドレスバッファ15から供給されるアドレス
信号に応じて、グローバルカラムゲート23a、23b
の何れかを選択して駆動する。これらローカルカラムゲ
ート駆動部24a、24b、グローバルカラムゲート駆
動部24cはカラムデコーダ(CDC)25に接続され
ている。このカラムデコーダ25は前記アドレスバッフ
ァ15から供給されるアドレス信号に応じて、ローカル
カラムゲート駆動部24a、24b、グローバルカラム
ゲート駆動部24cの何れかを駆動する。
【0021】上記グローバルカラムゲート23a、23
bはデータ線DLを介して前記書き込み回路17に接続
されるとともに、前記センスアンプ18に接続されてい
る。データの書き込み時、グローバルカラムゲート23
a、23bは、前記カラムデコーダ25、及びグローバ
ルカラムゲート駆動部24cにより選択的に駆動され、
前記書き込み回路17からのデータを前記ローカルカラ
ムゲート駆動部24a、又はローカルカラムゲート駆動
部24bにより選択されたローカルカラムゲート21に
供給する。また、データの読み出し時、グローバルカラ
ムゲート23a、23bは、選択されたメモリセルアレ
イブロック19のメモリセルからローカルカラムゲート
21に読み出されたデータをセンスアンプ18に供給す
る。
【0022】図2は、図1に示す不揮発性半導体記憶装
置を例えば汎用メモリに適用した場合を示しており、図
1と同一部分には同一符号を付す。この汎用メモリ30
において、メモリブロック10のアドレス端子Aはアド
レスピンADDに接続され、制御信号入出力端子Bは制
御信号入出力ピンCTLに接続され、データ入出力端子
Cは入出力バッファ(I/O)31を介して入出力ピン
IOに接続されている。
【0023】図3は、図1に示す不揮発性半導体記憶装
置を例えばマイクロプロセッサに適用した場合を示して
いる。このマイクロプロセッサ32はメモリブロック1
0と、ロジックゲート33とを有している。メモリブロ
ック10のアドレス端子A、制御信号入出力端子B、デ
ータ入出力端子Cはそれぞれロジックゲート33に接続
され、ロジックゲート33は入力ピンIN、出力ピンO
UTに接続されている。このロジックゲート33は例え
ばメモリブロック10に記憶されたデータを読み出して
演算処理し、この演算結果は外部に出力されたり、再度
メモリブロック10に記憶される。
【0024】図4は、上記グローバルローデコーダGR
DCの構成を示している。このグローバルローデコーダ
はロウアドレス信号RAi、RAjが供給されるナンド
回路41a、複数のPチャネルMOSトランジスタ(以
下、PMOSトランジスタと称す)41b〜41e、複
数のNチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSト
ランジスタと称す)41f〜41i、前記ナンド回路4
1aの出力端と前記NMOSトランジスタ41gのゲー
トとの間に接続されたインバータ回路41jとにより構
成され、前記PMOSトランジスタ41dとNMOSト
ランジスタ41hの接続点にグローバルワード線GWL
ijが接続されている。
【0025】このグローバルローデコーダGRDCは、
ロウアドレス信号RAi、RAjに応じてナンド回路4
1aの出力信号がハイレベルとなった場合、NMOSト
ランジスタ41f、PMOSトランジスタ41e、NM
OSトランジスタ41hが順次オンとなってグローバル
ワード線GWLijがローレベル(接地電位)とされ
る。また、ロウアドレス信号RAi、RAjに応じてナ
ンド回路41aの出力信号がローレベルとなった場合、
NMOSトランジスタ41g、PMOSトランジスタ4
1dが順次オンとなり、グローバルワード線GWLij
がハイレベル(電圧VSW)とされる。
【0026】図5は、前記ローカルロウデコーダ(LR
DC)の構成を示している。このローカルロウデコーダ
において、ローカルワード線WLijkに接続されたユ
ニットは、インバータ回路51aと、トランスファーゲ
ート51bと、NMOSトランジスタ51cとにより構
成されている。インバータ回路51aの入力端は前記グ
ローバルワード線GWLijに接続され、このインバー
タ回路51aの入出力端はトランスファーゲート51b
の両ゲートにそれぞれ接続されている。このトランスフ
ァーゲート51bの入力端には電源Fk(データ読み出
し時例えば5V、データ書き込み時例えば10V)が供
給され、出力端はメモリセルアレイブロックMCABに
配置されたローカルワード線WLijkに接続されてい
る。NMOSトランジスタ51cはトランスファーゲー
ト51bの出力端と接地間に電流通路が接続され、ゲー
トが前記インバータ回路51aの出力端に接続されてい
る。
【0027】また、ローカルワード線WLijk’に接
続されたユニットも、ローカルワード線WLijkに接
続されたユニットと同一構成であるため、同一部分に同
一符号を付し説明は省略する。
【0028】上記ローカルロウデコーダは、グローバル
ワード線GWLijがハイレベルとなると、トランスフ
ァーゲート51bが導通されると共に、NMOSトラン
ジスタ51cがオフとなり、ローカルワード線WLij
kが選択される。この導通されたトランスファーゲート
51bを介して、データの読み出し又は書き込みに応じ
た電圧がローカルワード線WLijkに供給される。
【0029】図6は、グローバルカラムゲートGCGの
構成を示している。このグローバルカラムゲートGCG
は、複数のNMOSトランジスタ61a〜61dにより
構成されている。これらNMOSトランジスタ61a〜
61dの電流通路の一端は、データ線DLを介して前記
書き込み回路17、センスアンプ18に接続されてい
る。これらNMOSトランジスタ61a〜61dの電流
通路の他端は、グローバルビット線GBL0〜GBL3
にそれぞれ接続され、各ゲートには前記グローバルカラ
ムゲート駆動部から出力された選択信号CA4〜CA7
が供給されている。これらNMOSトランジスタ61a
〜61dは、選択信号CA4〜CA7に応じて導通さ
れ、グローバルビット線GBL0〜GBL3が選択され
る。
【0030】図7は、前記グローバルビット線GBLの
1本に接続されたメモリセルアレイブロックMCABと
ローカルカラムゲートLCGの構成を示している。ロー
カルカラムゲートLCGは、複数のNMOSトランジス
タ71a〜71dにより構成されている。これらNMO
Sトランジスタ71a〜71dの電流通路の一端は、グ
ローバルビット線GBLに接続されている。これらNM
OSトランジスタ71a〜71dの電流通路の他端は、
ローカルビット線BL0〜BL3にそれぞれ接続され、
各ゲートには前記ローカルカラムゲート駆動部から出力
された選択信号CA0〜CA3が供給されている。これ
らNMOSトランジスタ71a〜71dは、選択信号C
A0〜CA3に応じて導通され、選択されたローカルビ
ット線をグローバルビット線GBLに接続する。
【0031】メモリセルアレイブロックMCABにおい
て、ローカルワード線WL0に接続された複数のメモリ
セルMCと、ローカルワード線WL1に接続された複数
のメモリセルMCの各ソースはソース線SLに共通接続
され、各ドレインは対応するローカルビット線BL0〜
BL3に接続されている。
【0032】図8は、メモリセルアレイブロックMCA
Bの断面を示しており、図15と同一部分には同一符号
を付している。上記ローカルビット線BLは例えば第1
層目の金属配線(M1)により構成され、前記グローバ
ルビット線GBLは例えば第2層目の金属配線(M2)
により構成され、前記グローバルワード線GWLは例え
ば第3層目の金属配線(M3)により構成されている。
これらグローバルワード線GWL、グローバルビット線
GBLは、メモリセルアレイブロックの上方に配置され
ている。
【0033】図9は、図8の変形例を示すものである。
ローカルビット線BLは例えば第1層目の金属配線(M
1)により構成され、前記グローバルワード線GWLは
例えば第2層目の金属配線(M2)により構成され、前
記グローバルビット線GBLは例えば第3層目の金属配
線(M3)により構成されている。このような構成とし
ても、各配線を配置できる。
【0034】また、ローカルカラムゲート駆動部24
a、24b、及びグローバルカラムゲート駆動部24c
に接続された配線L1、L2、L3にはグローバルビッ
ト線GBLと異なる配線層より具体的にはローカルビッ
ト線BL又はグローバルワード線GWLと同じ配線層が
用いられる。すなわち、グローバルビット線GBLが第
2層目の金属配線の場合(図8)、配線L1〜L3は第
1又は第3層目(好ましくは第3層目)の金属配線とな
る。また、グローバルビット線GBLが第3層目の金属
配線の場合(図9)、配線L1〜L3は第1又は第2層
目(好ましくは第2層目)の金属配線となる。なお、デ
ータ線DLは第1層目乃至第3層目の金属配線を用いる
ことが可能である。
【0035】上記第1の実施例によれば、各メモリコア
部11〜14はメモリセルアレイブロック19、ローカ
ルローデコーダ20、ローカルカラムゲート21のみを
有し、グローバルワード線GWLをグローバルローデコ
ーダ22a、22bにより選択し、グローバルビット線
GBLをグローバルカラムゲート23a、23bにより
選択する構成としている。したがって、グローバルロー
デコーダ22a、22b及びグローバルカラムゲート2
3a、23bを複数のメモリコア部で共有できるため、
従来に比べてメモリコア部の面積を縮小でき、チップサ
イズ全体を縮小できる。この構成は記憶容量の増大に伴
い、メモリコア部の数が増加した場合、上記効果が一層
顕著に現れる。
【0036】図10は、本発明の第2の実施例を示すも
のであり、図1と同一部分には同一符号を付し異なる部
分についてのみ説明する。第2の実施例は、第1の実施
例に示す構成に、さらにソース線デコーダ(SD)を付
加している。すなわち、各メモリコア部11〜14には
ソース線デコーダ(SD)26が設けられている。各メ
モリセルアレイブロックMCAB内のソース線SLは、
例えば全て共通接続されており、この共通接続されたソ
ース線は対応する前記ソース線デコーダ(SD)26に
接続されている。このソース線デコーダ26は、データ
の消去時に、メモリセルアレイブロックを選択するブロ
ックアドレス信号に応じて選択されたメモリセルアレイ
ブロックのソース線に消去電位を供給する。
【0037】図12は、例えばi番目のメモリコア部に
配置されたソース線デコーダSDの一例を示している。
このソース線デコーダSDは、ブロックアドレス信号B
ADDi及び消去信号ERAEが供給されるナンド回路
81aと、複数のPMOSトランジスタ81b〜81
d、複数のNMOSトランジスタ81e〜81g、前記
ナンド回路81aの出力端と前記NMOSトランジスタ
81fのゲートとの間に接続されたインバータ回路81
hとにより構成されている。前記PMOSトランジスタ
81dとNMOSトランジスタ81gはインバータ回路
81iを構成し、このインバータ回路81iの出力端に
i番目のメモリセルアレイブロックのソース線SLiが
接続されている。各PMOSトランジスタ81b〜81
dのソースには消去電位Veeが供給され、各NMOS
トランジスタ81e〜81gのソースは接地されてい
る。
【0038】上記構成において、消去時に、消去信号E
RAEがハイレベルとなり、ブロックアドレス信号BA
DDiがハイレベルとされると、ナンド回路81aの出
力信号がローレベルとなる。このため、インバータ回路
81hの出力端に接続されたNMOSトランジスタ81
fがオン、PMOSトランジスタ81dがオンとなり、
ソース線SLiに消去電位Vee(例えば10V)が供
給される。したがって、このソース線SLiが接続され
たメモリセルアレイブロックのデータが一括消去され
る。
【0039】一方、ブロックアドレス信号BADDiが
非選択とされたソース線デコーダSDの出力信号は全て
ローレベル(0V)である。このため、このソース線デ
コーダSDに接続されたメモリセルアレイブロックは消
去されない。また、その他の動作モード時、例えばデー
タの書き込みや読み出し時には、全てのブロックのソー
ス線に0Vが印加される。
【0040】上記第2の実施例によれば、各メモリセル
コア部にソース線デコーダを配置することにより、チッ
プ面積の増大を抑えて消去すべきソース線を選択して、
消去電位を供給できる。
【0041】図11は、本発明の第3の実施例を示すも
のであり、図1と同一部分には同一符号を付し異なる部
分についてのみ説明する。第3の実施例は、第1の実施
例に示す構成に、さらにウェルデコーダ(WD)を付加
している。すなわち、各メモリコア部11〜14にはウ
ェルデコーダ(WD)27が設けられている。各メモリ
セルアレイブロックはP型のウェル領域内に形成されて
いる。各メモリセルアレイブロックは対応するウェルデ
コーダ27に接続されている。このウェルデコーダ27
は、データの消去時に、ブロックアドレス信号に応じて
選択されたメモリセルアレイブロックが形成されるウェ
ルに消去電位を供給する。
【0042】図13は、例えばi番目のメモリコア部に
配置されたウェルデコーダWDの一例を示している。こ
のウェルデコーダWDは、ブロックアドレス信号BAD
Di及び消去信号ERAEが供給されるナンド回路91
aと、複数のPMOSトランジスタ91b〜91d、複
数のNMOSトランジスタ91e〜91g、前記ナンド
回路91aの出力端と前記NMOSトランジスタ91f
のゲートとの間に接続されたインバータ回路91hとに
より構成されている。前記PMOSトランジスタ91d
とNMOSトランジスタ91gはインバータ回路91i
を構成し、このインバータ回路91iの出力端にi番目
のメモリセルアレイブロックのウェルWelliが接続
されている。各PMOSトランジスタ91b〜91dの
ソースには消去電位Veeが供給され、各NMOSトラ
ンジスタ91e〜91gのソースは接地されている。
【0043】上記構成において、消去時に、消去信号E
RAEがハイレベルとなり、ブロックアドレス信号BA
DDiがハイレベルとされると、ナンド回路91aの出
力信号がローレベルとなる。このため、インバータ回路
91hの出力端に接続されたNMOSトランジスタ91
fがオン、PMOSトランジスタ91dがオンとなり、
ウェルWelliに消去電位Vee(例えば10V)が
供給される。したがって、このウェルWelliに設け
られたメモリセルの浮遊ゲートからウェルに電子が引き
抜かれ、データが一括消去される。
【0044】一方、ブロックアドレス信号BADDiが
非選択とされたウェルデコーダWDの出力信号は全てロ
ーレベル(0V)である。このため、このウェルデコー
ダWDに接続されたメモリセルアレイブロックは消去さ
れない。また、その他の動作モード時、例えばデータの
書き込みや読み出し時には、全てのブロックのウェルに
0Vが印加される。
【0045】上記第3の実施例によれば、各メモリセル
コア部にウェルデコーダを配置することにより、チップ
面積の増大を抑えて消去すべきウェルを選択して、消去
電位を供給できる。この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、発明の要旨を変えない範囲で種々変形実
施可能なことは勿論である。
【0046】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、メモリセルアレイブロックに対するロウデコーダや
カラムゲートの面積の比率を下げることができ、メモリ
セルサイズを縮小することができるとともに、ビットコ
ストを低減可能な不揮発性半導体記憶装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第1の
実施例を示すブロック構成図。
【図2】図1に示す不揮発性半導体記憶装置を汎用メモ
リに適用した場合を示す概略構成図。
【図3】図1に示す不揮発性半導体記憶装置をマイクロ
プロセッサに適用した場合を示す概略構成図。
【図4】図1に示すグローバルローデコーダGRDCの
構成を示す回路図。
【図5】図1に示すローカルロウデコーダLRDCの構
成を示す回路図。
【図6】図1に示すグローバルカラムゲートGCGの構
成を示す回路図。
【図7】図1に示すメモリセルアレイブロックMCAB
とローカルカラムゲートLCGの構成を示す回路図。
【図8】図1に示すメモリセルアレイブロックMCAB
を示す断面図。
【図9】図8の変形例を示す断面図。
【図10】本発明の第2の実施例を示す構成図。
【図11】本発明の第3の実施例を示す構成図。
【図12】図10に示すソース線デコーダの一例を示す
回路図。
【図13】図11に示すウェルデコーダの一例を示す回
路図。
【図14】従来の不揮発性半導体記憶装置の一例を示す
ものであり、NOR型フラッシュメモリを示す平面図。
【図15】図14の15−15線に沿った断面図。
【図16】図14の16−16線に沿った断面図。
【図17】図14に示すメモリセルを用いたNOR型の
メモリセルアレイブロックを示す回路図。
【図18】従来の不揮発性半導体記憶装置を示すブロッ
ク構成図。
【符号の説明】
10…メモリブロック、 11、12、13、14…メモリコア部、 15…アドレスバッファ、 16…制御部、 17…書き込み回路、 18…センスアンプ、 19…メモリセルアレイブロック(MCAB)、 20…ローカルロウデコーダ(LRDC)、 21…ローカルカラムゲート(LCG)、 22a、22b…グローバルローデコーダ(GRD
C)、 23a、23b…グローバルカラムゲート、 24a、24b…ローカルカラムゲート駆動部(LCG
D)、 24c…グローバルカラムゲート駆動部(GCGD)、 25…カラムデコーダ(CDC)、 26…ソース線デコーダ(SD)、 27…ウェルデコーダ(WD)、 BL…ローカルビット線、 WL…ローカルワード線、 GWL…グローバルワード線、 GBL…グローバルビット線、 M1、M2、M3…第1乃至第3層目の金属配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/792

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の不揮発性半導体メモリセルと、こ
    れら複数のメモリセルに接続された複数のローカルワー
    ド線と、前記複数のメモリセルに接続された複数のロー
    カルビット線と、前記複数のメモリセルに接続されたソ
    ース線とからなる複数のメモリセルアレイブロックと、 前記メモリセルアレイブロック毎に設けられ、前記ロー
    カルワード線を選択する複数の第1のローデコーダと、 前記メモリセルアレイブロック毎に設けられ、前記ロー
    カルビット線を選択する複数の第1のカラムゲートと、 グローバルワード線により複数の前記第1のローデコー
    ダに接続される第2のローデコーダと、 グローバルビット線により複数の前記第1のカラムゲー
    トに接続される第2のカラムゲートと、 前記第2のカラムゲートに接続され、書き込みデータを
    前記第2のカラムデコーダに供給する書き込み回路と、 前記第2のカラムゲートに接続され、前記第1、第2の
    カラムゲートを介して前記メモリセルから読み出された
    データを検出するセンスアンプとを具備することを特徴
    とする不揮発性半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記ローカルビット線は第1層目の金属
    配線により構成され、前記グローバルビット線は第2層
    目の金属配線により構成され、前記グローバルワード線
    は第3層目の金属配線により構成されることを特徴とす
    る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記第1、第2のカラムゲートは、第1
    層目又は第3層目の金属配線を通して選択信号が供給さ
    れることを特徴とする請求項2記載の不揮発性半導体記
    憶装置。
  4. 【請求項4】 前記ローカルビット線は第1層目の金属
    配線により構成され、前記グローバルワード線は第2層
    目の金属配線により構成され、前記グローバルビット線
    は第3層目の金属配線により構成されることを特徴とす
    る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第1、第2のカラムゲートは、第1
    層目又は第2層目の金属配線を通して選択信号が供給さ
    れることを特徴とする請求項4記載の不揮発性半導体記
    憶装置。
  6. 【請求項6】 前記メモリセルアレイブロック毎に設け
    られ、消去時にブロックアドレス信号に応じて、選択さ
    れたメモリセルアレイブロックの前記ソース線に消去電
    位を供給するソース線デコーダをさらに具備することを
    特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
  7. 【請求項7】 前記メモリセルアレイブロック毎に設け
    られ、消去時にブロックアドレス信号に応じて、選択さ
    れたメモリセルアレイブロックのウェルに消去電位を供
    給するウェルデコーダをさらに具備することを特徴とす
    る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
JP21296498A 1998-07-28 1998-07-28 不揮発性半導体記憶装置 Expired - Lifetime JP3660503B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21296498A JP3660503B2 (ja) 1998-07-28 1998-07-28 不揮発性半導体記憶装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21296498A JP3660503B2 (ja) 1998-07-28 1998-07-28 不揮発性半導体記憶装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000049312A true JP2000049312A (ja) 2000-02-18
JP3660503B2 JP3660503B2 (ja) 2005-06-15

Family

ID=16631216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21296498A Expired - Lifetime JP3660503B2 (ja) 1998-07-28 1998-07-28 不揮発性半導体記憶装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3660503B2 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003151265A (ja) * 2001-11-05 2003-05-23 Hynix Semiconductor Inc 不揮発性強誘電体メモリ装置並びにその駆動方法
JP2003281884A (ja) * 2001-12-13 2003-10-03 Hynix Semiconductor Inc 不揮発性強誘電体メモリ装置及びそれを用いたマルチビットデータの書込み及び読出し方法
US6781187B2 (en) 2001-05-31 2004-08-24 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
JP2007221136A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Samsung Electronics Co Ltd 不揮発性メモリ装置及びその動作方法
KR100772904B1 (ko) 2006-10-02 2007-11-05 삼성전자주식회사 가변저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
JP2008108382A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US7423910B2 (en) 2005-05-24 2008-09-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device including MOS transistors having floating gate and control gate
JP2009245527A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Rohm Co Ltd 半導体記憶装置
US8339851B2 (en) 2006-02-17 2012-12-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device and method of operation therefor
WO2015071966A1 (ja) * 2013-11-12 2015-05-21 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド 半導体装置
JP2015099631A (ja) * 2015-02-19 2015-05-28 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体メモリ

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6781187B2 (en) 2001-05-31 2004-08-24 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
JP2003151265A (ja) * 2001-11-05 2003-05-23 Hynix Semiconductor Inc 不揮発性強誘電体メモリ装置並びにその駆動方法
JP2003281884A (ja) * 2001-12-13 2003-10-03 Hynix Semiconductor Inc 不揮発性強誘電体メモリ装置及びそれを用いたマルチビットデータの書込み及び読出し方法
US7423910B2 (en) 2005-05-24 2008-09-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device including MOS transistors having floating gate and control gate
JP2007221136A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 Samsung Electronics Co Ltd 不揮発性メモリ装置及びその動作方法
US8339851B2 (en) 2006-02-17 2012-12-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device and method of operation therefor
KR100772904B1 (ko) 2006-10-02 2007-11-05 삼성전자주식회사 가변저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US7808815B2 (en) 2006-10-02 2010-10-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable resistance memory device and method of manufacturing the same
JP2008108382A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US7577032B2 (en) 2006-10-26 2009-08-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device
JP2009245527A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Rohm Co Ltd 半導体記憶装置
WO2015071966A1 (ja) * 2013-11-12 2015-05-21 ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド 半導体装置
JP2015099631A (ja) * 2015-02-19 2015-05-28 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体メモリ

Also Published As

Publication number Publication date
JP3660503B2 (ja) 2005-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7324387B1 (en) Low power high density random access memory flash cells and arrays
KR920001917B1 (ko) 불휘발성 반도체기억장치
US5313432A (en) Segmented, multiple-decoder memory array and method for programming a memory array
US7821829B2 (en) Nonvolatile memory device including circuit formed of thin film transistors
KR100909627B1 (ko) 플래시 메모리소자
US5847994A (en) Non-volatile semiconductor memory device having a back ground operation mode
US6738290B2 (en) Semiconductor memory device
JP2001057088A (ja) Nand型不揮発性メモリ
US20070153579A1 (en) NAND memory device and programming methods
JP2007133927A (ja) 半導体記憶装置及びその制御方法
EP1176608B1 (en) Nonvolatile semiconductor storage device and test method therefor
JPH1187658A (ja) メモリセルおよびそれを備える不揮発性半導体記憶装置
JP3558510B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置
KR960000345B1 (ko) Eeprom 및 eeprom 독출 방법
JP3660503B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH0836890A (ja) 半導体不揮発性記憶装置
KR20020094355A (ko) 계층적 섹터구조를 갖는 불휘발성 반도체 메모리 장치
JP4698605B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の制御方法
US6940762B2 (en) Semiconductor memory device including MOS transistor having a floating gate and a control gate
US5995414A (en) Non-volatile semiconductor memory device
JPH11144482A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH04208566A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH0832035A (ja) 半導体記憶装置
JPH01259556A (ja) 不揮発性メモリ装置
JPH09148544A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050317

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080325

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090325

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100325

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100325

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110325

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120325

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130325

Year of fee payment: 8

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term