JP2001358238A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JP2001358238A
JP2001358238A JP2001137695A JP2001137695A JP2001358238A JP 2001358238 A JP2001358238 A JP 2001358238A JP 2001137695 A JP2001137695 A JP 2001137695A JP 2001137695 A JP2001137695 A JP 2001137695A JP 2001358238 A JP2001358238 A JP 2001358238A
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voltage
source
gate
memory
memory cell
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JP2001137695A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kobayashi
真一 小林
Yasushi Terada
康 寺田
Yoshikazu Miyawaki
好和 宮脇
Takeshi Nakayama
武志 中山
Tomoshi Futatsuya
知士 二ッ谷
Yuichi Kunori
勇一 九ノ里
Natsuo Ajika
夏夫 味香
Hiroshi Onoda
宏 小野田
Makoto Oi
誠 大井
Atsushi Fukumoto
敦 福本
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need of the write operation before erasing to reduce the time taken for one-shot erase operation and the time taken for the rewrite operation of data in a flash memory comprising a plurality of stack gate type memory cells. SOLUTION: For erasing, a plurality of memory cells inject electrons from their sources 1003 at once into their floating gates 1005, this raising the threshold voltage of the plurality of memory cells. For programming, selected memory cells discharge electrons from their floating gates 1005 at once into their drains 1002, this dropping the threshold voltage of the selected memory cells.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は不揮発性半導体記憶装
置に関し、特にスタックゲート型メモリセルを含む電気
的にプログラムおよび消去可能な不揮発性半導体記憶装
置(以下、フラッシュメモリと称す)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to an electrically programmable and erasable nonvolatile semiconductor memory device including a stack gate type memory cell (hereinafter referred to as a flash memory).

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、消去およびプログラムの一般的な
定義を説明する。消去とは、複数のメモリセルのしきい
値電圧を一括して所定の状態に変えることをいう。プロ
グラムとは、選択されたメモリセルのしきい値電圧をも
う1つの所定の状態に変えることをいう。消去されたメ
モリセルにデータ“1”を対応させ、プログラムされた
メモリセルにデータ“0”を対応させる。
2. Description of the Related Art First, general definitions of erase and program will be described. Erasing refers to changing the threshold voltages of a plurality of memory cells to a predetermined state at once. Programming means changing the threshold voltage of a selected memory cell to another predetermined state. The data "1" is made to correspond to the erased memory cell, and the data "0" is made to correspond to the programmed memory cell.

【0003】(1) メモリセルの断面構造(図12
8,129) 図128に、従来のフラッシュメモリに用いられる一般
的なスタックゲート型メモリセル(メモリトランジス
タ)の断面構造を示す。P- 型半導体基板1001の主
面に所定間隔をもって2つのN+ 型不純物領域が形成さ
れている。一方の不純物領域がドレイン1002を構成
し、他方の不純物領域がソース1003を構成する。ド
レイン1002とソース1003との間の半導体基板1
001の領域上に、極めて薄い酸化膜等からなる絶縁膜
1004(約100Å)が形成されている。絶縁膜10
04の上にフローティングゲート1005が形成され、
さらにその上に絶縁膜を介してコントロールゲート10
06が形成されている。このように、メモリセルは二重
ゲート構造を有する。なお、P- 型半導体基板1001
をP- ウェルで置換えてもよい。
(1) Cross-sectional structure of memory cell (FIG. 12)
FIG. 128 shows a cross-sectional structure of a general stack gate type memory cell (memory transistor) used in a conventional flash memory. Two N + -type impurity regions are formed on the main surface of P − -type semiconductor substrate 1001 at a predetermined interval. One impurity region forms a drain 1002 and the other impurity region forms a source 1003. Semiconductor substrate 1 between drain 1002 and source 1003
On the region 001, an insulating film 1004 (about 100 °) made of an extremely thin oxide film or the like is formed. Insulating film 10
04, a floating gate 1005 is formed,
Further, a control gate 10 is further formed thereon via an insulating film.
06 is formed. Thus, the memory cell has a double gate structure. Incidentally, the P- type semiconductor substrate 1001
May be replaced by a P-well.

【0004】フラッシュメモリでは、フローティングゲ
ート1005に電子が注入されているかまたはフローテ
ィングゲート1005から電子が放出されているかによ
り、情報(データ)がメモリセルに記憶される。
In a flash memory, information (data) is stored in a memory cell depending on whether electrons are injected into the floating gate 1005 or electrons are emitted from the floating gate 1005.

【0005】フローティングゲート1005に電子が注
入されている状態では、コントロールゲート1006か
ら見たメモリセルのしきい値電圧は高く、図129に示
すように、コントロールゲート電圧がVg0以上になら
なければドレイン1002およびソース1003間に電
流は流れない。これは、フローティングゲート1005
に蓄積されている電子の負電荷によって正の電圧が打ち
消されるからである。この状態をプログラム状態と呼
ぶ。この場合、メモリセルにはデータ“0”が記憶され
る。フローティングゲート1005に蓄積された電子は
そのままでは半永久的に消えないため、記憶されたデー
タも半永久的に保持される。
In a state where electrons are injected into the floating gate 1005, the threshold voltage of the memory cell viewed from the control gate 1006 is high, and as shown in FIG. No current flows between 1002 and source 1003. This is the floating gate 1005
This is because the positive voltage is canceled by the negative charges of the electrons stored in the memory cell. This state is called a program state. In this case, data “0” is stored in the memory cell. Since the electrons stored in the floating gate 1005 do not disappear semi-permanently as they are, the stored data is also held semi-permanently.

【0006】また、フローティングゲート1005から
電子が放出されている状態では、コントロールゲート1
006から見たメモリセルのしきい値電圧は低く、図1
29に示すように、コントロールゲート電圧がVg1以
上になるとドレイン1002およびソース1003間に
電流が流れる。この状態を消去状態と呼ぶ。この場合、
メモリセルにはデータ“1”が記憶される。
When electrons are emitted from the floating gate 1005, the control gate 1
006, the threshold voltage of the memory cell is low.
As shown at 29, when the control gate voltage becomes Vg1 or more, a current flows between the drain 1002 and the source 1003. This state is called an erase state. in this case,
Data “1” is stored in the memory cell.

【0007】このような2つの状態を検出することによ
り、メモリセルに記憶されているデータを読取ることが
できる。
By detecting such two states, data stored in a memory cell can be read.

【0008】(2) メモリセルのプログラムおよび消
去(図130) 図130の(a)にメモリセルのプログラム時の電圧印
加条件を示し、図130の(b)にメモリセルの消去時
の電圧印加条件を示す。
(2) Programming and Erasing of Memory Cell (FIG. 130) FIG. 130 (a) shows a voltage application condition when programming the memory cell, and FIG. 130 (b) shows a voltage application when erasing the memory cell. Indicates conditions.

【0009】プログラム時には、ドレイン1002に書
込電圧Vw(通常6V程度)を印加し、コントロールゲ
ート1006に高電圧Vpp(通常12V程度)を印加
し、ソース1003を接地する。それにより、ドレイン
1002の近傍でアバランシェ降伏によるホットエレク
トロンが発生し、あるいは、ドレイン1002およびソ
ース1003間の領域に形成されるチャネルに高エネル
ギを有するチャネルホットエレクトロンが発生する。コ
ントロールゲート1006の高電圧によって加速された
ホットエレクトロンは、絶縁膜1004によるエネルギ
障壁を飛越えてドレイン近傍からフローティングゲート
1005に注入される。その結果、メモリセルのしきい
値電圧が上昇する。
At the time of programming, a write voltage Vw (typically about 6 V) is applied to the drain 1002, a high voltage Vpp (typically about 12V) is applied to the control gate 1006, and the source 1003 is grounded. Accordingly, hot electrons due to avalanche breakdown are generated near the drain 1002, or channel hot electrons having high energy are generated in a channel formed in a region between the drain 1002 and the source 1003. Hot electrons accelerated by the high voltage of the control gate 1006 jump over the energy barrier of the insulating film 1004 and are injected into the floating gate 1005 from near the drain. As a result, the threshold voltage of the memory cell increases.

【0010】消去時には、ドレイン1002をフローテ
ィング状態にし、ソース1003に高電圧Vppを印加
し、コントロールゲート1006を接地する。それによ
り、薄い絶縁膜1004に高電圧が発生し、トンネル現
象によりフローティングゲート1005からソース10
03に電子が放出される。その結果、メモリセルのしき
い値電圧が下降する。
At the time of erasing, the drain 1002 is set in a floating state, the high voltage Vpp is applied to the source 1003, and the control gate 1006 is grounded. As a result, a high voltage is generated in the thin insulating film 1004, and the floating gate 1005
03 emits electrons. As a result, the threshold voltage of the memory cell decreases.

【0011】このように、プログラム時には、ホットエ
レクトロンによりフローティングゲート1005に電子
が注入される。したがって、図130に示すように、チ
ャネル方向または基板方向に、より高電界が発生するよ
うに、ドレイン1002に沿ってP+ 型不純物領域10
02aが設けられている。
As described above, at the time of programming, electrons are injected into the floating gate 1005 by hot electrons. Therefore, as shown in FIG. 130, the P + -type impurity region 10 is formed along the drain 1002 so that a higher electric field is generated in the channel direction or the substrate direction.
02a is provided.

【0012】また、消去時には、トンネル現象によりフ
ローティングゲート1005からソース1003に電子
が放出される。そのため、消去時にはフローティングゲ
ート1005とソース1003との間の電界のみが必要
である。リーク電流が発生しないように、チャネル方向
または基板方向の電界は小さいほうが好ましい。したが
って、チャネル方向または基板方向の電界を弱めるため
に、ソース1003に沿ってN- 型不純物領域1003
aが設けられている。
At the time of erasing, electrons are emitted from the floating gate 1005 to the source 1003 by a tunnel phenomenon. Therefore, at the time of erasing, only an electric field between the floating gate 1005 and the source 1003 is required. It is preferable that the electric field in the channel direction or the substrate direction be small so that a leak current does not occur. Therefore, in order to weaken the electric field in the channel direction or the substrate direction, the N − -type impurity region
a is provided.

【0013】(3) フラッシュメモリの全体の構成
(図131,132) 図131は、従来のフラッシュメモリの全体の構成を示
すブロック図である。
(3) Overall Configuration of Flash Memory (FIGS. 131 and 132) FIG. 131 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional flash memory.

【0014】メモリアレイ1010は、複数のビット
線、複数のビット線に交差する複数のワード線、および
それらの交点に設けられた複数のメモリセルを含む。
Memory array 1010 includes a plurality of bit lines, a plurality of word lines intersecting the plurality of bit lines, and a plurality of memory cells provided at intersections thereof.

【0015】図131においては、説明を簡単にするた
めに、2行および2列に配列された4つのメモリセルM
00,M01,M10,M11が示される。メモリセル
M00,M01のドレインはビット線BL0に接続さ
れ、メモリセルM10,M11のドレインはビット線B
L1に接続される。メモリセルM00,M10のコント
ロールゲートはワード線WL0に接続され、メモリセル
M01,M11のコントロールゲートはワード線WL1
に接続される。メモリセルM00,M01,M10,M
11のソースはソース線SLに接続される。
FIG. 131 shows four memory cells M arranged in two rows and two columns for the sake of simplicity.
00, M01, M10, and M11 are shown. The drains of memory cells M00 and M01 are connected to bit line BL0, and the drains of memory cells M10 and M11 are bit line B
L1. The control gates of memory cells M00 and M10 are connected to word line WL0, and the control gates of memory cells M01 and M11 are word line WL1.
Connected to. Memory cells M00, M01, M10, M
Eleven sources are connected to a source line SL.

【0016】アドレスバッファ1020は、外部から与
えられるアドレス信号ADを受け、Xアドレス信号をX
デコーダ1030に与え、Yアドレス信号をYデコーダ
1040に与える。Xデコーダ1030は、Xアドレス
信号に応答して複数のワード線WL0,WL1のうちい
ずれかを選択する。Yデコーダ1040は、Yアドレス
信号に応答して複数のビット線のいずれかを選択する選
択信号Y0,Y1を発生する。
Address buffer 1020 receives an externally applied address signal AD and converts the X address signal to X.
The Y address signal is applied to a Y decoder 1030. X decoder 1030 selects one of a plurality of word lines WL0 and WL1 in response to an X address signal. Y decoder 1040 generates selection signals Y0 and Y1 for selecting any of a plurality of bit lines in response to a Y address signal.

【0017】Yゲート1050はビット線BL0,BL
1に対応してYゲートトランジスタYG0,YG1を含
む。YゲートトランジスタYG0,YG1は、それぞれ
選択信号Y0,Y1に応答して、ビット線BL0,BL
1をセンスアンプ1060および書込回路1080に接
続する。
The Y gate 1050 is connected to the bit lines BL0, BL
1 includes Y gate transistors YG0 and YG1. The Y gate transistors YG0, YG1 respond to the selection signals Y0, Y1, respectively.
1 is connected to the sense amplifier 1060 and the write circuit 1080.

【0018】読出時には、センスアンプ1060が、ビ
ット線BL0またはビット線BL1上に読出されたデー
タを検知し、データ入出力バッファ1070を介して外
部に出力する。プログラム時には、外部から与えられる
データDAがデータ入出力バッファ1070を介して書
込回路1080に与えられ、書込回路1080はそのデ
ータに従ってビット線BL0,BL1に書込電圧を与え
る。
At the time of reading, sense amplifier 1060 detects data read on bit line BL0 or bit line BL1, and outputs the same to outside via data input / output buffer 1070. During programming, externally applied data DA is applied to write circuit 1080 via data input / output buffer 1070, and write circuit 1080 applies a write voltage to bit lines BL0 and BL1 according to the data.

【0019】Vpp/Vcc切換回路1090は、外部
から与えられる高電圧(通常12V)および外部から与
えられる電源電圧Vcc(通常5V)を受け、Xデコー
ダ1030、Yデコーダ1040および書込回路108
0に高電圧Vppまたは電源電圧Vccを与える。ベリ
ファイ電圧発生回路1100は、外部から与えられる電
源電圧Vccを受け、後述するベリファイ時に、選択さ
れたワード線に所定のベリファイ電圧を与える。ソース
制御回路1110は、消去時に、ソース線SLに高電圧
Vppを与える。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 receives an externally applied high voltage (normally 12 V) and an externally applied power supply voltage Vcc (normally 5 V), and receives X decoder 1030, Y decoder 1040 and write circuit 108.
0 is supplied with the high voltage Vpp or the power supply voltage Vcc. Verify voltage generating circuit 1100 receives an externally applied power supply voltage Vcc, and applies a predetermined verify voltage to a selected word line at the time of verification described later. The source control circuit 1110 applies a high voltage Vpp to the source line SL at the time of erasing.

【0020】制御信号バッファ1120は、外部から与
えられる制御信号CTを制御回路1130に与える。制
御回路1130は、各回路の動作を制御する。
The control signal buffer 1120 supplies a control signal CT supplied from the outside to the control circuit 1130. The control circuit 1130 controls the operation of each circuit.

【0021】Xデコーダ1030は、図132に示すよ
うに、デコーダ回路1301、および複数のワード線W
Lに対応する複数の高電圧スイッチ1302を含む。デ
コーダ回路1301は、Xアドレス信号XAをデコード
して、複数のワード線WLのいずれか1つを選択するた
めの選択信号を発生する。各高電圧スイッチ1302
は、制御回路1130から与えられる制御信号SWに応
答して、選択されたワード線WLに高電圧Vppまたは
電源電圧Vccを与える。
X decoder 1030 includes a decoder circuit 1301 and a plurality of word lines W, as shown in FIG.
L includes a plurality of high voltage switches 1302 corresponding to L. Decoder circuit 1301 decodes X address signal XA and generates a selection signal for selecting one of a plurality of word lines WL. Each high voltage switch 1302
Supplies high voltage Vpp or power supply voltage Vcc to selected word line WL in response to control signal SW provided from control circuit 1130.

【0022】なお、このフラッシュメモリはチップCH
上に形成される。 (4) フラッシュメモリの動作(図133〜図14
0) (a) プログラム動作(図133) 図133は、プログラム動作時の電圧印加条件を示す図
である。ここでは、たとえばメモリセルM00をプログ
ラムするものと仮定する。制御回路1130には、制御
信号バッファ1120を介してプログラム動作を指定す
る制御信号が与えられる。Vpp/Vcc切換回路10
90には外部から高電圧Vppが与えられる。Vpp/
Vcc切換回路1090は、高電圧VppをXデコーダ
1030およびYデコーダ1040に与える。
This flash memory has a chip CH
Formed on top. (4) Operation of Flash Memory (FIGS. 133 to 14)
0) (a) Program Operation (FIG. 133) FIG. 133 is a diagram showing voltage application conditions during the program operation. Here, it is assumed that memory cell M00 is programmed, for example. Control circuit 1130 is supplied with a control signal designating a program operation via control signal buffer 1120. Vpp / Vcc switching circuit 10
90 is supplied with a high voltage Vpp from outside. Vpp /
Vcc switching circuit 1090 applies high voltage Vpp to X decoder 1030 and Y decoder 1040.

【0023】Xデコーダ1030は、アドレスバッファ
1020から与えられるXアドレス信号に応答して、ワ
ード線WL0を選択し、それに高電圧Vppを与える。
X decoder 1030 responds to an X address signal supplied from address buffer 1020 to select word line WL0 and apply a high voltage Vpp thereto.

【0024】また、Yデコーダ1040は、アドレスバ
ッファ1020から与えられるYアドレス信号に応答し
て、YゲートトランジスタYG0に高電圧の選択信号Y
0を与える。それにより、YゲートトランジスタYG0
がオンする。
In response to the Y address signal supplied from address buffer 1020, Y decoder 1040 supplies a high voltage selection signal Y to Y gate transistor YG0.
Give 0. Thereby, the Y gate transistor YG0
Turns on.

【0025】ソース制御回路1110は、ソース線SL
に0Vを与える。書込回路1080が活性化される。そ
れにより、ビット線BL0に書込電圧Vwが与えられ
る。
The source control circuit 1110 includes a source line SL
To 0V. Write circuit 1080 is activated. Thereby, write voltage Vw is applied to bit line BL0.

【0026】その結果、メモリセルM00に、図130
の(a)に示すように電圧が印加され、メモリセルM0
0がプログラムされる。
As a result, FIG.
A voltage is applied as shown in FIG.
0 is programmed.

【0027】(b) 消去動作(図134〜図136) 消去動作は消去前書込動作および一括消去動作からな
る。
(B) Erasing Operation (FIGS. 134 to 136) The erasing operation includes a pre-erase writing operation and a batch erasing operation.

【0028】(i) 消去前書込動作(図134) メモリセルを一括消去する前には、上記の方法によりす
べてのメモリセルにプログラムを行なう。このようにし
て、すべてのメモリセルのしきい値電圧を高くする。こ
れを、消去前書込動作と呼ぶ。
(I) Write operation before erasure (FIG. 134) Before the memory cells are erased collectively, all the memory cells are programmed by the above method. Thus, the threshold voltages of all the memory cells are increased. This is called a pre-erase write operation.

【0029】図134のフローチャートを参照しなが
ら、消去前書込動作を説明する。まず、すべてのメモリ
セルのデータが“0”であるか否かを判別する(ステッ
プS51)。すべてのメモリセルのデータが“0”でな
いときには、アドレス信号により指定されるアドレスを
0番地に設定する(ステップS52)。そして、上述し
たプログラム動作により、アドレス信号により指定され
たメモリセルにプログラムを行なう(ステップS5
3)。
The pre-erase write operation will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is determined whether or not the data of all the memory cells is "0" (step S51). If the data of all the memory cells is not "0", the address specified by the address signal is set to the address 0 (step S52). Then, the memory cell specified by the address signal is programmed by the above-described program operation (step S5).
3).

【0030】次に、アドレス信号により指定されるアド
レスが最終番地であるか否かを判別する(ステップS5
4)。アドレスが最終番地でない場合には、アドレスを
1ずつインクリメントし(ステップS55)、プログラ
ム動作を行なう(ステップS53)。この動作を、アド
レスが最終番地になるまで続ける(ステップS53,S
54,S55)。アドレスが最終番地になると、消去前
書込動作を終了する。
Next, it is determined whether or not the address specified by the address signal is the last address (step S5).
4). If the address is not the last address, the address is incremented by one (step S55), and the program operation is performed (step S53). This operation is continued until the address reaches the final address (steps S53 and S53).
54, S55). When the address becomes the last address, the pre-erase write operation ends.

【0031】(ii) 一括消去動作(図135,図1
36) 次に、図135のフローチャートを参照しながら、一括
消去動作を説明する。また、図136に、一括消去時の
電圧印加条件を示す。
(Ii) Batch erase operation (FIG. 135, FIG. 1)
36) Next, the batch erase operation will be described with reference to the flowchart in FIG. FIG. 136 shows voltage application conditions during batch erase.

【0032】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に一括消去を指定する制御信号が与え
られる。一括消去時には、Vpp/Vcc切換回路10
90は、ソース制御回路1110に高電圧Vppを与え
る。ソース制御回路1110は、ソース線SLに高電圧
Vppを与える(ステップS61)。
First, a control signal designating batch erasure is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. At the time of batch erase, Vpp / Vcc switching circuit 10
90 supplies a high voltage Vpp to the source control circuit 1110. The source control circuit 1110 applies the high voltage Vpp to the source line SL (Step S61).

【0033】また、Xデコーダ1030は、ワード線W
L0,WL1を接地する。Yデコーダ1040は、Yゲ
ートトランジスタYG0,YG1にそれぞれ0Vの選択
信号Y0,Y1を与える。それにより、ビット線BL
0,BL1はフローティング状態になる。
The X decoder 1030 is connected to the word line W
L0 and WL1 are grounded. The Y decoder 1040 supplies 0V selection signals Y0 and Y1 to the Y gate transistors YG0 and YG1, respectively. Thereby, the bit line BL
0 and BL1 are in a floating state.

【0034】その結果、すべてのメモリセルには、図1
30の(b)に示すように電圧が印加され、すべてのメ
モリセルのしきい値電圧が下降する。
As a result, all the memory cells have the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 30B, a voltage is applied, and the threshold voltages of all the memory cells decrease.

【0035】ソース線SLへの1回の高電圧(消去電
圧)の印加のみでは、すべてのメモリセルのしきい値電
圧を所定の値よりも下降させることが困難である。その
ため、一般的には、ソース線SLに複数回高電圧パルス
を印加し、それぞれのパルス印加後に消去ベリファイ動
作を行なう。
It is difficult to lower the threshold voltages of all memory cells below a predetermined value only by once applying a high voltage (erase voltage) to source line SL. Therefore, generally, a high voltage pulse is applied to the source line SL a plurality of times, and an erase verify operation is performed after each pulse application.

【0036】まず、ソース線SLに高電圧パルスを印加
した後(ステップS61)、ソース線SLを0Vに設定
し(ステップS62)、0番地を選択する(ステップS
63)。そして、選択されたワード線にベリファイ電圧
発生回路1100によって電源電圧Vccよりも低い所
定のベリファイ電圧が与えられる(ステップS64)。
それにより、選択されたメモリセルのデータが対応する
ビット線に読出され、センスアンプ1060により検知
される。そして、センスアンプ1060により検知され
たデータが“1”であるか否かが判別される(ステップ
S65)。
First, after applying a high-voltage pulse to the source line SL (step S61), the source line SL is set to 0 V (step S62), and address 0 is selected (step S61).
63). Then, a predetermined verify voltage lower than the power supply voltage Vcc is applied to the selected word line by the verify voltage generating circuit 1100 (step S64).
Thereby, the data of the selected memory cell is read out to the corresponding bit line, and detected by sense amplifier 1060. Then, it is determined whether or not the data detected by the sense amplifier 1060 is "1" (step S65).

【0037】センスアンプ1060により検知されたデ
ータが“0”ならば、ステップS61〜S64が繰返さ
れる。
If the data detected by sense amplifier 1060 is "0", steps S61 to S64 are repeated.

【0038】センスアンプ1060により検知されたデ
ータが“1”ならば、アドレス信号により指定されるア
ドレスが最終番地であるか否かが判別される(ステップ
S66)。アドレスが最終番地でないならば、アドレス
が1だけインクリメントされる(ステップS67)。こ
のように、アドレスを1ずつインクリメントしながらす
べてのメモリセルのデータが読出される。もし読出され
たデータが“0”ならば、ソース線SLに高電圧パルス
を印加し、メモリセルを消去する。
If the data detected by the sense amplifier 1060 is "1", it is determined whether or not the address specified by the address signal is the last address (step S66). If the address is not the last address, the address is incremented by 1 (step S67). In this way, data of all memory cells are read while incrementing the address by one. If the read data is "0", a high voltage pulse is applied to the source line SL to erase the memory cell.

【0039】このようにして、メモリセルのしきい値電
圧をモニタしながらすべてのメモリセルを徐々に消去す
る。
In this way, all the memory cells are gradually erased while monitoring the threshold voltage of the memory cells.

【0040】(c) 読出動作(図137) 図137に、読出動作時の電圧印加条件を示す。ここで
は、メモリセルM00からデータが読出されるものと仮
定する。
(C) Read Operation (FIG. 137) FIG. 137 shows voltage application conditions during the read operation. Here, it is assumed that data is read from memory cell M00.

【0041】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、読出動作を指定する制御信号が与
えられる。Xデコーダ1030は、アドレスバッファ1
020から与えられるXアドレス信号に応答してワード
線WL0を選択し、それに電源電圧Vccを印加する。
このとき、非選択のワード線の電位は0Vに保たれる。
First, a control signal designating a read operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. X-decoder 1030 is provided in address buffer 1
The word line WL0 is selected in response to the X address signal given from 020, and the power supply voltage Vcc is applied thereto.
At this time, the potential of the unselected word line is kept at 0V.

【0042】Yデコーダ1040は、アドレスバッファ
1020から与えられるYアドレス信号に応答してYゲ
ートトランジスタYG0をオンさせる。それにより、ビ
ット線BL0がセンスアンプ1060に接続される。こ
のとき、ソース線SLには、ソース制御回路1110に
より0Vが与えられる。
Y decoder 1040 turns on Y gate transistor YG 0 in response to a Y address signal supplied from address buffer 1020. Thereby, bit line BL0 is connected to sense amplifier 1060. At this time, 0 V is applied to the source line SL by the source control circuit 1110.

【0043】その結果、メモリセルM00のしきい値電
圧が低い場合には、メモリセルM00はオン状態にな
る。それにより、センスアンプ1060内の抵抗Rに電
流Iが流れ、ビット線BL0上の読出電圧Vrが低くな
る。このビット線BL0上の読出電圧Vrがインバータ
INV2を介してデータ“1”として出力される。
As a result, when the threshold voltage of memory cell M00 is low, memory cell M00 is turned on. Thus, current I flows through resistor R in sense amplifier 1060, and read voltage Vr on bit line BL0 decreases. The read voltage Vr on bit line BL0 is output as data "1" via inverter INV2.

【0044】また、メモリセルM00のしきい値電圧が
高い場合には、メモリセルM00はオフ状態になる。そ
れにより、ビット線BL0上の読出電圧Vrが高くな
る。このビット線BL0上の読出電圧Vrがインバータ
INV2を介してデータ“0”として出力される。
When the threshold voltage of the memory cell M00 is high, the memory cell M00 is turned off. Thereby, the read voltage Vr on the bit line BL0 increases. The read voltage Vr on bit line BL0 is output as data "0" via inverter INV2.

【0045】なお、読出時のビット線の電圧が電源電圧
Vccに近くなると、ホットエレクトロンが発生し、メ
モリセルがプログラムされる可能性がある。これをソフ
トライトと呼ぶ。このソフトライトを防止するために、
NチャネルトランジスタTRおよびインバータINV1
により、ビット線上の読出電圧Vrが1V程度に設定さ
れる。
When the voltage of the bit line at the time of reading becomes close to the power supply voltage Vcc, hot electrons are generated and the memory cell may be programmed. This is called soft light. To prevent this soft light,
N-channel transistor TR and inverter INV1
Thereby, the read voltage Vr on the bit line is set to about 1V.

【0046】(d) 各動作における各線の電位(図1
38) 図138に、プログラム動作、消去動作および読出動作
におけるワード線、ビット線およびソース線の電位を示
す。プログラム時および消去前書込時には、ワード線に
高電圧Vppが印加され、ビット線に書込電圧Vwが印
加され、ソース線に0Vが印加される。一括消去時に
は、ソース線のみに高電圧Vppが印加され、ワード線
に0Vが印加され、ビット線はフローティング状態とな
っている。読出時には、ワード線に電源電圧Vccが印
加され、ソース線が0Vとなり、ビット線に読出電圧V
rが現れる。
(D) The potential of each line in each operation (FIG. 1
38) FIG. 138 shows potentials of a word line, a bit line, and a source line in a program operation, an erase operation, and a read operation. At the time of programming and writing before erasure, the high voltage Vpp is applied to the word line, the write voltage Vw is applied to the bit line, and 0 V is applied to the source line. At the time of batch erasing, the high voltage Vpp is applied only to the source line, 0 V is applied to the word line, and the bit line is in a floating state. At the time of reading, the power supply voltage Vcc is applied to the word line, the source line becomes 0 V, and the read voltage V
r appears.

【0047】(e) 消去前書込動作が必要な理由(図
139,図140) 次に、消去時に消去前書込動作が必要となる理由を図1
39および図140を用いて説明する。図139は、プ
ログラム動作および一括消去動作を行なった場合のメモ
リセルのしきい値電圧の変化を示している。また、図1
40はプログラム動作、消去前書込動作および一括消去
動作を行なった場合のメモリセルのしきい値電圧の変化
を示している。
(E) Reason for the need for write operation before erasure (FIGS. 139 and 140) Next, the reason for the need for write operation before erasure at the time of erasure is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. 39 and FIG. FIG. 139 shows a change in the threshold voltage of the memory cell when the program operation and the batch erase operation are performed. FIG.
Numeral 40 indicates a change in the threshold voltage of the memory cell when the program operation, the pre-erase write operation and the batch erase operation are performed.

【0048】一括消去動作においては、図130の
(b)に示すように、メモリセルのコントロールゲート
1006は0Vとなり、ドレイン1002はフローティ
ング状態となり、ソース1003には高電圧Vppが与
えられる。このような電圧印加条件においては、ソース
1003とフローティングゲート1005との間に高電
圧が発生し、この高電圧によってフローティングゲート
1005に蓄積された電子がソース1003に引抜かれ
る。その結果、メモリセルのしきい値電圧が低くなる。
In the batch erase operation, as shown in FIG. 130B, the control gate 1006 of the memory cell becomes 0 V, the drain 1002 is in a floating state, and the source 1003 is supplied with a high voltage Vpp. Under such a voltage application condition, a high voltage is generated between the source 1003 and the floating gate 1005, and the electrons stored in the floating gate 1005 are extracted to the source 1003 by the high voltage. As a result, the threshold voltage of the memory cell decreases.

【0049】しかしながら、しきい値電圧の低い状態
(データ“1”)においてこの消去動作を行なうと、図
139に示すように、そのメモリセルのしきい値電圧が
負になってしまう。これを、メモリセルのデプレッショ
ン化と呼ぶ。メモリセルのデプレッション化により、読
出時に次に示す問題が生じる。
However, if this erasing operation is performed in a state where the threshold voltage is low (data "1"), the threshold voltage of the memory cell becomes negative as shown in FIG. This is called depletion of the memory cell. Due to the depletion of the memory cell, the following problem occurs at the time of reading.

【0050】ここで、図137に示される読出動作にお
いて、メモリセルM00が選択され、かつメモリセルM
01が一括消去によりデプレッション化していると仮定
する。すなわち、メモリセルM01のしきい値電圧は負
となっている。
Here, in the read operation shown in FIG. 137, memory cell M00 is selected and memory cell M00 is selected.
Assume that 01 is depleted by batch erasure. That is, the threshold voltage of the memory cell M01 is negative.

【0051】この場合、ワード線WL0には電源電圧V
ccが印加されるが、ワード線WL1の電位は0Vのま
まである。メモリセルM00がデータ“0”を記憶して
いるならば、ワード線WL0の電位が電源電圧Vccと
なってもメモリセルM00はオンしない。したがって、
ビット線BL0には電流が発生しない。
In this case, the power supply voltage V is applied to the word line WL0.
Although cc is applied, the potential of the word line WL1 remains at 0V. If the memory cell M00 stores data "0", the memory cell M00 does not turn on even if the potential of the word line WL0 becomes the power supply voltage Vcc. Therefore,
No current is generated in the bit line BL0.

【0052】しかしながら、メモリセルM01のしきい
値電圧が負になっていると、ワード線WL1の電位が0
Vであっても、メモリセルM01はオンすることにな
る。その結果、ビット線BL0に電流が発生する。この
場合、センスアンプ1060により、メモリセルM00
に記憶されるデータが“1”であると判断される。
However, when the threshold voltage of the memory cell M01 is negative, the potential of the word line WL1 becomes zero.
Even at V, the memory cell M01 is turned on. As a result, a current is generated in the bit line BL0. In this case, the sense amplifier 1060 causes the memory cell M00
Is determined to be "1".

【0053】このように、ビット線に接続されるメモリ
セルのうち少なくとも1つのメモリセルのしきい値電圧
が負になっていれば、そのメモリセルが非選択の状態で
あってもそのビット線に電流が流れてしまう。そのた
め、選択されたメモリセルに記憶されるデータを正確に
読出すことができない。
As described above, if the threshold voltage of at least one of the memory cells connected to the bit line is negative, even if that memory cell is in a non-selected state, Current flows through the Therefore, data stored in the selected memory cell cannot be read accurately.

【0054】このような問題を解決するために、図14
0に示すように、一括消去動作の前に消去前書込動作を
行なう。それによって、すべてのメモリセルのしきい値
電圧を一旦高い状態にし、その後一括消去動作を行な
う。その結果、消去されたメモリセルの電圧は正の値で
かつ電源電圧Vccよりも低い値に統一されることにな
る。このように、消去前書込動作により、信頼性が向上
する。
To solve such a problem, FIG.
As shown by 0, a pre-erase write operation is performed before the batch erase operation. As a result, the threshold voltages of all the memory cells are temporarily set to a high state, and then a collective erase operation is performed. As a result, the voltage of the erased memory cell is unified to a positive value and lower than the power supply voltage Vcc. Thus, the reliability is improved by the pre-erase write operation.

【0055】以下に、従来のフラッシュメモリの構造に
ついてより詳しく説明する。データを自由に書込むこと
ができ、しかも電気的に消去可能なメモリデバイスとし
てフラッシュメモリが存在する。1つのトランジスタで
構成され、書込まれた情報電荷を電気的に一括消去する
ことが可能なEEPROM、いわゆる、フラッシュメモ
リが米国特許第4,868,619号、“An In−
SystemReprogrammable 32K×
8 CMOS Flash Memory” by V
irgil Niles Kynett et a
l.,IEEE Journal of Solid−
State Circuits,vol.23,No.
5,October 1988で提案されている。
Hereinafter, the structure of a conventional flash memory will be described in more detail. A flash memory exists as a memory device in which data can be freely written and which can be electrically erased. An EEPROM comprising one transistor and capable of electrically erasing written information charges at once, a so-called flash memory is disclosed in U.S. Pat. No. 4,868,619, "An In-
SystemReprogrammable 32K ×
8 CMOS Flash Memory "by V
irgil Niles Kynett et a
l. , IEEE Journal of Solid-
State Circuits, vol. 23, no.
5, October 1988.

【0056】図148はフラッシュメモリの一般的な構
成を示すブロック図である。図において、フラッシュメ
モリは行列状に配置されたメモリセルマトリックス1
と、Xアドレスデコーダ2と、Yゲート3と、Yアドレ
スデコーダ4と、アドレスバッファ5と、書込回路6
と、センスアンプ7と、入出力バッファ8と、コントロ
ールロジック9とを含む。
FIG. 148 is a block diagram showing a general configuration of a flash memory. In the figure, a flash memory is a memory cell matrix 1 arranged in a matrix.
, X address decoder 2, Y gate 3, Y address decoder 4, address buffer 5, write circuit 6
, A sense amplifier 7, an input / output buffer 8, and a control logic 9.

【0057】メモリセルマトリックス1は、行列状に配
置された複数個のメモリトランジスタをその内部に有す
る。メモリセルマトリックス1の行および列を選択する
ためにXアドレスデコーダ2とYゲート3とが接続され
ている。Yゲート3には列の選択情報を与えるYアドレ
スデコーダ4が接続されている。Xアドレスデコーダ2
とYアドレスデコーダ4には、それぞれ、アドレス情報
が一時格納されるアドレスバッファ5が接続されてい
る。
The memory cell matrix 1 has a plurality of memory transistors arranged in a matrix therein. X address decoder 2 and Y gate 3 are connected to select a row and a column of memory cell matrix 1. The Y gate 3 is connected to a Y address decoder 4 for giving column selection information. X address decoder 2
And the Y address decoder 4 are connected to an address buffer 5 for temporarily storing address information.

【0058】Yゲート3には、データ入力時に書込動作
を行なうための書込回路6とデータ出力時に流れる電流
値から「0」と「1」を判定するセンスアンプ7が接続
されている。書込回路6とセンスアンプ7にはそれぞ
れ、入出力データを一時格納する入出力バッファ8が接
続されている。アドレスバッファ5と入出力バッファ8
には、フラッシュメモリの動作制御を行なうためのコン
トロールロジック9が接続されている。コントロールロ
ジック9は、チップイネーブル信号、アウトプットイネ
ーブル信号およびプログラム信号に基づいた制御を行な
う。
The Y gate 3 is connected to a write circuit 6 for performing a write operation at the time of data input and a sense amplifier 7 for determining "0" and "1" from a current value flowing at the time of data output. An input / output buffer 8 for temporarily storing input / output data is connected to the write circuit 6 and the sense amplifier 7, respectively. Address buffer 5 and input / output buffer 8
Is connected to a control logic 9 for controlling the operation of the flash memory. The control logic 9 performs control based on a chip enable signal, an output enable signal, and a program signal.

【0059】図149は、図148に示されたメモリセ
ルマトリックス1の概略構成を示す等価回路図である。
このメモリセルマトリックスを有するフラッシュメモリ
はNOR型と呼ばれている。図において、行方向に延び
る複数本のワード線WL1 ,WL2 ,…,WLi と、列
方向に延びる複数本のビット線BL1 ,BL2 ,…,B
Lj とが互いに直交するように配置され、マトリックス
を構成する。各ワード線と各ビット線の交点には、それ
ぞれフローティングゲートを有するメモリトランジスタ
Q11,Q12,…,Qijが配設されている。各メモリトラ
ンジスタのドレインは各ビット線に接続されている。メ
モリトランジスタのコントロールゲートは各ワード線に
接続されている。メモリトランジスタのソースは各ソー
ス線S1,S2 ,…に接続されている。同一行に属する
メモリトランジスタのソースは、図に示されるように相
互に接続されている。
FIG. 149 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration of memory cell matrix 1 shown in FIG. 148.
A flash memory having this memory cell matrix is called a NOR type. In the figure, a plurality of word lines WL1, WL2,..., WLi extending in the row direction and a plurality of bit lines BL1, BL2,.
Lj are arranged so as to be orthogonal to each other to form a matrix. Memory transistors Q11, Q12,..., Qij each having a floating gate are arranged at the intersection of each word line and each bit line. The drain of each memory transistor is connected to each bit line. The control gate of the memory transistor is connected to each word line. The sources of the memory transistors are connected to the respective source lines S1, S2,. The sources of the memory transistors belonging to the same row are connected to each other as shown in the figure.

【0060】図150は、上記のようなNOR型フラッ
シュメモリを構成する1つのメモリトランジスタの断面
構造を示す部分断面図である。図151はNOR型フラ
ッシュメモリの平面的配置を示す概略平面図である。図
152は図151のA−A線に沿う部分断面図である。
これらの図を参照してNOR型フラッシュメモリの構造
について説明する。
FIG. 150 is a partial cross sectional view showing a cross sectional structure of one memory transistor constituting the above NOR type flash memory. FIG. 151 is a schematic plan view showing a planar arrangement of the NOR type flash memory. FIG. 152 is a partial sectional view taken along line AA of FIG.
The structure of the NOR flash memory will be described with reference to these drawings.

【0061】図150および図152を参照して、シリ
コン基板上に設けられたp型不純物領域10の主表面上
にn型不純物領域、たとえば、ドレイン領域11とソー
ス領域12とが間隔を隔てて形成されている。これらの
ドレイン領域11とソース領域12との間に挟まれた領
域には、チャネルが形成されるようにコントロールゲー
ト13とフローティングゲート14が形成されている。
フローティングゲート14はp型不純物領域10の上に
膜厚100Å程度の薄いゲート酸化膜15を介在して形
成されている。コントロールゲート13はフローティン
グゲート14から電気的に分離されるように、フローテ
ィングゲート14の上に層間絶縁膜16を介在して形成
されている。フローティングゲート14は多結晶シリコ
ンから形成されている。コントロールゲート13は多結
晶シリコン層あるいは多結晶シリコン層と高融点金属の
積層膜から構成されている。酸化膜17は、フローティ
ングゲート14やコントロールゲート13を構成する多
結晶シリコン層の表面にCVD法により堆積させること
によって形成されている。さらに、フローティングゲー
ト14やコントロールゲート13を被覆するようにスム
ースコート膜21(図152参照)が形成されている。
Referring to FIGS. 150 and 152, an n-type impurity region, for example, a drain region 11 and a source region 12 are spaced apart from each other on the main surface of p-type impurity region 10 provided on a silicon substrate. Is formed. In a region sandwiched between the drain region 11 and the source region 12, a control gate 13 and a floating gate 14 are formed so as to form a channel.
The floating gate 14 is formed on the p-type impurity region 10 with a thin gate oxide film 15 having a thickness of about 100 ° interposed. The control gate 13 is formed on the floating gate 14 with an interlayer insulating film 16 interposed therebetween so as to be electrically separated from the floating gate 14. Floating gate 14 is formed from polycrystalline silicon. The control gate 13 is composed of a polycrystalline silicon layer or a laminated film of a polycrystalline silicon layer and a refractory metal. Oxide film 17 is formed by depositing the surface of a polycrystalline silicon layer constituting floating gate 14 and control gate 13 by a CVD method. Further, a smooth coat film 21 (see FIG. 152) is formed so as to cover the floating gate 14 and the control gate 13.

【0062】図151に示すように、コントロールゲー
ト13は相互に接続されて横方向(行方向)に延びるよ
うにワード線として形成されている。ビット線18はワ
ード線13と直交するように配置され、ドレインコンタ
クト20を通じて各ドレイン領域11に電気的に接続さ
れている。図152に示すように、ビット線18はスム
ースコート膜21の上に形成されている。図151に示
すように、ソース領域12は、ワード線13が延びる方
向に沿って延在し、ワード線13とフィールド酸化膜1
9とに囲まれた領域に形成されている。ドレイン領域1
1もワード線13とフィールド酸化膜19とによって囲
まれた領域に形成されている。
As shown in FIG. 151, the control gates 13 are formed as word lines so as to be connected to each other and extend in the horizontal direction (row direction). The bit line 18 is arranged so as to be orthogonal to the word line 13 and is electrically connected to each drain region 11 through a drain contact 20. As shown in FIG. 152, the bit line 18 is formed on the smooth coat film 21. As shown in FIG. 151, source region 12 extends along the direction in which word line 13 extends, and word line 13 and field oxide film 1 are formed.
9 and is formed in the area surrounded by. Drain region 1
1 is also formed in a region surrounded by the word line 13 and the field oxide film 19.

【0063】上記のように構成されたNOR型フラッシ
ュメモリの動作について図150を参照して説明する。
The operation of the NOR flash memory configured as described above will be described with reference to FIG.

【0064】まず書込動作においては、ドレイン領域1
1に5V程度の電圧、コントロールゲート13に10V
程度の電圧が印加される。そしてソース領域12とp型
不純物領域10は接地電位(OV)に保たれる。このと
き、メモリトランジスタのチャネルには数100μAの
電流が流れる。ソースからドレインに流れた電子のうち
ドレイン近傍で加速された電子は、この近傍で高いエネ
ルギーを有する電子、いわゆるチャネルホットエレクト
ロンとなる。この電子は、コントロールゲート13に印
加された電圧による電界により、矢印に示されるよう
に、フローティングゲート14に注入される。このよう
にして、フローティングゲート14に電子の蓄積が行な
われ、メモリトランジスタのしきい値電圧Vthがたとえ
ば8Vとなる。この状態が書込状態、“0”と呼ばれ
る。
First, in the write operation, the drain region 1
A voltage of about 5 V for 1 and 10 V for control gate 13
Voltage is applied. Then, source region 12 and p-type impurity region 10 are kept at the ground potential (OV). At this time, a current of several 100 μA flows through the channel of the memory transistor. Of the electrons flowing from the source to the drain, the electrons accelerated in the vicinity of the drain become electrons having high energy in the vicinity of the electrons, that is, channel hot electrons. These electrons are injected into the floating gate 14 as shown by the arrow due to the electric field generated by the voltage applied to the control gate 13. In this manner, electrons are stored in floating gate 14, and the threshold voltage Vth of the memory transistor becomes, for example, 8V. This state is called a write state, "0".

【0065】次に、消去動作においては、ソース領域1
2に5V程度の電圧が印加され、コントロールゲート1
3に−10V程度の電圧が印加され、p型不純物領域1
0は接地電位に保持される。そして、ドレイン領域11
は解放される。ソース領域12に印加された電圧による
電界により、矢印に示されるように、フローティング
ゲート14中の電子は、薄いゲート酸化膜15をFNト
ンネル現象によって通過する。このようにして、フロー
ティングゲート14中の電子が引き抜かれることによっ
て、メモリトランジスタのしきい値電圧Vthがたとえば
2Vとなる。この状態が消去状態、“1”と呼ばれる。
各メモリトランジスタのソースは図149に示されるよ
うに接続されているので、この消去動作によって、すべ
てのメモリを一括消去できる。
Next, in the erasing operation, the source region 1
A voltage of about 5 V is applied to the control gate 1 and the control gate 1
3, a voltage of about −10 V is applied to the p-type impurity region 1.
0 is held at the ground potential. And the drain region 11
Is released. Due to the electric field generated by the voltage applied to the source region 12, the electrons in the floating gate 14 pass through the thin gate oxide film 15 by the FN tunnel phenomenon, as indicated by arrows. Thus, the electrons in the floating gate 14 are extracted, so that the threshold voltage Vth of the memory transistor becomes, for example, 2V. This state is called an erased state, "1".
Since the sources of the respective memory transistors are connected as shown in FIG. 149, all the memories can be collectively erased by this erasing operation.

【0066】さらに、読出動作において、コントロール
ゲート13に5V程度の電圧、ドレイン領域11に1V
程度の電圧が印加される。そしてソース領域12、p型
不純物領域10は接地電位に保持される。このとき、メ
モリトランジスタのチャネル領域に電流が流れるかどう
かにより、“1”、“0”の判定が行なわれる。
Further, in the read operation, a voltage of about 5 V is applied to the control gate 13 and 1 V is applied to the drain region 11.
Voltage is applied. Then, the source region 12 and the p-type impurity region 10 are kept at the ground potential. At this time, “1” or “0” is determined depending on whether a current flows in the channel region of the memory transistor.

【0067】すなわち、書込状態のときはVthが8Vな
のでチャネルが形成されず、電流が流れない。これに対
し、消去状態のときはVthが2Vなのでチャネルが形成
され電流が流れる。
That is, since Vth is 8 V in the writing state, no channel is formed and no current flows. On the other hand, in the erase state, Vth is 2 V, so that a channel is formed and a current flows.

【0068】NOR型では、チャネルホットエレクトロ
ンを利用してフローティングゲート14に電子を注入
し、書込状態“0”にしている。チャネルホットエレク
トロンによる電子の注入は効率が悪いので、NOR型は
消費電力が大きくなるという問題があった。
In the NOR type, electrons are injected into the floating gate 14 using channel hot electrons, and the write state is set to “0”. Since injection of electrons by channel hot electrons is inefficient, the NOR type has a problem that power consumption increases.

【0069】また、図152を参照して、たとえばメモ
リトランジスタ22aを選択して書込む際には、先程説
明したようにドレイン領域11に5V程度、コントロー
ルゲート13に10V程度の電圧を印加することによっ
て、メモリトランジスタ22aのフローティングゲート
14に書込が行なわれる。
Referring to FIG. 152, for example, when selecting and writing to memory transistor 22a, a voltage of about 5 V is applied to drain region 11 and a voltage of about 10 V to control gate 13 as described above. Thereby, writing is performed on floating gate 14 of memory transistor 22a.

【0070】次にメモリトランジスタ22bを選択して
書込む際にも、メモリトランジスタ22bにおけるドレ
イン領域11およびコントロールゲート13に同様の電
圧が印加される。メモリトランジスタ22aとメモリト
ランジスタ22bとは、ドレイン領域11を共有してい
る。したがって、メモリトランジスタ22bに書込む際
にドレイン領域11に印加された電圧によって、メモリ
トランジスタ22aのフローティングゲート14に注入
された電子がトンネル現象によりドレイン領域11に引
き抜かれることが起きる場合がある。この現象をドレイ
ンディスターブ現象という。ドレインディスターブ現象
により、電子を注入したメモリトランジスタのフローテ
ィングゲートから電子が引き抜かれるので、書込状態で
あったはずのメモリトランジスタが消去状態となり、フ
ラッシュメモリの誤動作の原因となる。
Next, the same voltage is applied to the drain region 11 and the control gate 13 of the memory transistor 22b when the memory transistor 22b is selected and written. The memory transistor 22a and the memory transistor 22b share the drain region 11. Therefore, the voltage applied to the drain region 11 when writing to the memory transistor 22b may cause electrons injected into the floating gate 14 of the memory transistor 22a to be extracted to the drain region 11 by a tunnel phenomenon. This phenomenon is called a drain disturb phenomenon. Due to the drain disturb phenomenon, electrons are extracted from the floating gate of the memory transistor into which the electrons have been injected, so that the memory transistor, which should have been in the written state, is in the erased state, causing a malfunction of the flash memory.

【0071】NOR型の問題点を解決するものにNAN
D型がある。NAND型フラッシュメモリはたとえばN
IKKEI ELECTRONICS 1992.2.
17(no.547)のPP.180〜181に開示さ
れている。図153はNAND型フラッシュメモリのメ
モリセルマトリックスの一部の等価回路図である。セレ
クトゲートトランジスタ39a、39b、39cは、そ
れぞれ、一方の不純物領域がビット線に接続され、他方
の不純物領域がメモリトランジスタ38a、38b、3
8cに接続されている。
A solution to the problem of the NOR type is NAN.
There is a D type. NAND type flash memory is, for example, N
IKKEI ELECTRONICS 1992.2.
17 (no. 547). 180-181. FIG. 153 is an equivalent circuit diagram of a part of the memory cell matrix of the NAND flash memory. Each of select gate transistors 39a, 39b, and 39c has one impurity region connected to a bit line and the other impurity region connected to memory transistors 38a, 38b, and 3c, respectively.
8c.

【0072】セレクトゲートトランジスタ39aによっ
て縦方向に8個並んでいるメモリトランジスタ38aが
選択され、セレクトゲートトランジスタ39bにより縦
方向に8個並んでいるメモリトランジスタ38bが選択
され、セレクトゲートトランジスタ39cにより縦方向
に8個並んでいるメモリトランジスタ38cが選択され
る。これらのメモリトランジスタ38a、38b、38
cはそれぞれ、セレクトゲートトランジスタ23a、2
3b、23cを通して接地されている。
Eight memory transistors 38a arranged in the vertical direction are selected by the select gate transistor 39a, eight memory transistors 38b arranged in the vertical direction are selected by the select gate transistor 39b, and the vertical direction is selected by the select gate transistor 39c. Are selected from the eight memory transistors 38c. These memory transistors 38a, 38b, 38
c is the select gate transistor 23a, 2
Grounded through 3b and 23c.

【0073】図154はNAND型フラッシュメモリの
メモリセルマトリックスの一部の断面図である。シリコ
ン基板26中に形成されたP型不純物領域30には、不
純物領域27が間隔を隔てて形成されている。各不純物
領域27の間には、フローティングゲート29およびコ
ントロールゲート28を備えるメモリトランジスタ38
aが形成されている。
FIG. 154 is a sectional view of a part of the memory cell matrix of the NAND flash memory. In P-type impurity region 30 formed in silicon substrate 26, impurity regions 27 are formed at intervals. A memory transistor 38 having a floating gate 29 and a control gate 28 between each impurity region 27
a is formed.

【0074】図155はメモリトランジスタ38aの断
面構造図である。シリコン基板に形成されたp型不純物
領域30には、不純物領域27が間を隔てて形成されて
いる。各不純物領域27の間のp型不純物領域30上に
はゲート酸化膜35、フローティングゲート29、層間
絶縁膜36、コントロールゲート28が積層されてい
る。コントロールゲート28およびフローティングゲー
ト29は酸化膜37で覆われている。
FIG. 155 is a sectional structural view of the memory transistor 38a. In the p-type impurity region 30 formed on the silicon substrate, an impurity region 27 is formed with a space therebetween. On the p-type impurity region 30 between the impurity regions 27, a gate oxide film 35, a floating gate 29, an interlayer insulating film 36, and a control gate 28 are stacked. Control gate 28 and floating gate 29 are covered with oxide film 37.

【0075】NAND型フラッシュメモリの動作を図1
53〜図155を用いて以下説明する。まず書込動作を
説明する。たとえばワード線W8 を有するメモリトラン
ジスタ38aに書込みするときは、セレクトゲートトラ
ンジスタの選択ゲートS2 、ビット線B1、ソース線お
よびp型不純物領域30を接地電位に保ち、S1 ,B
2,B3に10V程度の電圧を印加し、ワード線W8 に
20V程度の電圧を印加し、他のワード線W1 〜W7 は
接地電位に保つ。これにより図155ので示すよう
に、ワード線W8 (コントロールゲート28)を有する
メモリトランジスタ38aでは、チャネル領域にある電
子がチャネルFNによりフローティングゲート29に注
入される。これが書込状態“0”であり、このときVth
は3Vとなっている。
FIG. 1 shows the operation of the NAND flash memory.
This will be described below with reference to FIGS. First, the write operation will be described. For example, when writing to the memory transistor 38a having the word line W8, the select gate S2 of the select gate transistor, the bit line B1, the source line, and the p-type impurity region 30 are kept at the ground potential, and S1, B
2, a voltage of about 10 V is applied to B3, a voltage of about 20 V is applied to the word line W8, and the other word lines W1 to W7 are kept at the ground potential. As a result, as shown in FIG. 155, in the memory transistor 38a having the word line W8 (control gate 28), electrons in the channel region are injected into the floating gate 29 by the channel FN. This is the write state “0”, and at this time Vth
Is 3V.

【0076】次に消去動作について説明する。消去を行
なうときは、ビット線、S1 ,S2、p型不純物領域3
0に20Vの電圧を印加し、ワード線W1 〜W8 は接地
電位に保つ。このとき図155ので示すように、書込
状態“0”の状態にあるメモリトランジスタ38aのフ
ローティングゲート29からチャネルFNにより電子が
チャネル領域に引き抜かれ消去状態“1”となる。消去
状態“1”におけるVthは−2Vとなる。
Next, the erasing operation will be described. When erasing, the bit lines, S1, S2, p-type impurity region 3
A voltage of 20 V is applied to 0, and the word lines W1 to W8 are kept at the ground potential. At this time, as shown by in FIG. 155, electrons are extracted from the floating gate 29 of the memory transistor 38a in the write state "0" to the channel region by the channel FN to the erase state "1". Vth in the erase state "1" is -2V.

【0077】次に読出動作について説明していく。たと
えばワード線W8 を有するメモリトランジスタ38aを
読出すとき、ビット線B1に1V程度の電圧を印加し、
ソース線と基板を接地電位に保つ。そしてワード線W8
を接地電位に保ち、ワード線W1 〜W7 に5V程度の電
圧を印加する。また、選択ゲートS1 、S2 に所定の電
圧を印加し、セレクトゲートトランジスタをONさせ
る。
Next, the read operation will be described. For example, when reading the memory transistor 38a having the word line W8, a voltage of about 1 V is applied to the bit line B1.
Keep source lines and substrate at ground potential. And the word line W8
Is maintained at the ground potential, and a voltage of about 5 V is applied to the word lines W1 to W7. Further, a predetermined voltage is applied to the selection gates S1 and S2 to turn on the selection gate transistor.

【0078】ワード線W8 は接地電位(0V)に保たれ
ているので、ワード線W8 を有するメモリトランジスタ
38aが消去状態“1”のときはメモリトランジスタ3
8aがONし、書込状態“0”のときはメモリトランジ
スタ38aがOFFの状態になる。ワード線W1 〜W7
を有するメモリトランジスタ38aはワード線W1 〜W
7 に5Vの電圧が印加されているので書込状態“0”、
消去状態“1”如何にかかわらずメモリトランジスタ3
8aがONする。
Since the word line W8 is kept at the ground potential (0 V), when the memory transistor 38a having the word line W8 is in the erase state "1", the memory transistor 3
When the memory transistor 8a is turned on and the writing state is "0", the memory transistor 38a is turned off. Word lines W1 to W7
Memory transistors 38a having word lines W1 to W
Since a voltage of 5 V is applied to 7, the write state “0”,
Memory transistor 3 regardless of the erase state "1"
8a turns ON.

【0079】したがって、ワード線W8 を有するメモリ
トランジスタ38aが消去状態“1”のときは、図15
4を参照して、電流は各ワード線W1 〜W8 で形成され
るチャネルを通り、ビット線を通り、センスアンプに導
かれる。これに対し、ワード線W8 を有するメモリトラ
ンジスタ38aが書込状態“0”のときはワード線W8
によってはチャネルが形成されないので電流がセンスア
ンプに流れない。センスアンプが電流を感知したときは
消去状態“1”と判定し、電流を感知しなかったときは
書込状態“0”と判断する。
Therefore, when the memory transistor 38a having the word line W8 is in the erased state "1", FIG.
Referring to FIG. 4, a current passes through a channel formed by each of the word lines W1 to W8, passes through a bit line, and is guided to a sense amplifier. On the other hand, when the memory transistor 38a having the word line W8 is in the write state "0", the word line W8
In some cases, no channel is formed, so that no current flows to the sense amplifier. When the current is sensed by the sense amplifier, the erase state is determined to be “1”, and when the current is not sensed, the write state is determined to be “0”.

【0080】チャネルFNを用いてフローティングゲー
トに電子を注入する場合、チャネルホットエレクトロン
を用いて電子を注入する場合に比べ効率がよい。したが
って、NAND型はNOR型に比べ消費電力を低くする
ことができる。
Injecting electrons into the floating gate using the channel FN is more efficient than injecting electrons using channel hot electrons. Therefore, the power consumption of the NAND type can be lower than that of the NOR type.

【0081】また、NAND型は書込時にチャネルFN
を用い、メモリトランジスタのドレイン領域に高電圧を
印加しないのでドレインディスターブ現象をなくすこと
ができる。
In the NAND type, the channel FN is used at the time of writing.
And no high voltage is applied to the drain region of the memory transistor, so that the drain disturb phenomenon can be eliminated.

【0082】[0082]

【発明が解決しようとする課題】(1) 書換動作(図
141) 上記の従来のフラッシュメモリにおいてメモリセルに記
憶されるデータを書換える場合には、図141に示すよ
うに、消去前書込動作を行ない(ステップS71)、一
括消去動作を行ない(ステップS72)、その後プログ
ラム動作を行なう(ステップS73)。
(1) Rewrite operation (FIG. 141) When rewriting data stored in a memory cell in the above-mentioned conventional flash memory, as shown in FIG. An operation is performed (step S71), a batch erasing operation is performed (step S72), and then a program operation is performed (step S73).

【0083】フラッシュメモリの容量が大きくなると、
消去前書込動作に要する時間が非常に長くなる。たとえ
ば、1Mビットのフラッシュメモリにおいては、すべて
のアドレスのメモリセルにプログラムを行なうのに要す
る時間は1〜2秒にもなる。
As the capacity of the flash memory increases,
The time required for the pre-erase write operation becomes very long. For example, in a 1M-bit flash memory, the time required to program memory cells at all addresses is as long as 1-2 seconds.

【0084】このように消去前書込動作に要する時間が
長いことは、データの書換に長時間を要することを意味
する。これは、ユーザーにとって非常に不便である。
The long time required for the pre-erase write operation means that the data rewrite takes a long time. This is very inconvenient for the user.

【0085】(2) 過消去によるデプレッション化
(図142,図143) 上述のように、消去時には、一括消去動作の前に消去前
書込動作を行なうことにより、メモリセルのしきい値電
圧をほぼ同一の値に統一している。しかしながら、実際
には、消去単位内に存在する複数のメモリセルの消去特
性には、必ずばらつきが存在するものである。
(2) Depletion by Over-Erasing (FIGS. 142 and 143) As described above, at the time of erasing, the pre-erase write operation is performed before the collective erase operation to reduce the threshold voltage of the memory cell. The values are almost the same. However, in practice, the erasing characteristics of a plurality of memory cells existing in an erasing unit always have variations.

【0086】もし、図142に示すように、このばらつ
きが非常に大きい場合には、一部のメモリセルが過消去
され、この過消去されたメモリセルはデプレッション化
される。
As shown in FIG. 142, when this variation is extremely large, some memory cells are overerased, and the overerased memory cells are depleted.

【0087】このようにデプレッション化されたメモリ
セルにおいては、そのコントロールゲートが接地されて
いても電流が流れてしまう。その結果、デプレッション
化されたメモリセルと同一のビット線に接続されるメモ
リセルから読出されるデータがデプレッション化された
メモリセルにより乱されてしまい、常にデータが“1”
と判定されてしまう。
In such a depleted memory cell, a current flows even if its control gate is grounded. As a result, data read from a memory cell connected to the same bit line as the depleted memory cell is disturbed by the depleted memory cell, and data is always "1".
Will be determined.

【0088】このような問題は、図143に示されるよ
うな構造を有するメモリセルには存在しない。
Such a problem does not exist in a memory cell having a structure as shown in FIG.

【0089】図143において、P- 型半導体基板13
01の主面に所定間隔をもってN+型不純物領域130
2,1303,1310が形成されている。不純物領域
1302と不純物領域1303との間の領域上には酸化
膜からなる絶縁膜を介してゲート電極1304が形成さ
れている。これにより、選択トランジスタ1305が構
成される。
In FIG. 143, the P − type semiconductor substrate 13
01 at a predetermined interval on the main surface of the N + -type impurity region 130.
2, 1303 and 1310 are formed. A gate electrode 1304 is formed over a region between impurity regions 1302 and 1303 with an insulating film made of an oxide film interposed therebetween. Thus, a selection transistor 1305 is formed.

【0090】不純物領域1303上には約100Å程度
の非常に薄い酸化膜1306を介してフローティングゲ
ート1307が形成され、さらにその上方には絶縁膜を
介してコントロールゲート1308が形成されている。
これにより、2層ゲート構造を有するメモリトランジス
タ1309が構成される。
A floating gate 1307 is formed on impurity region 1303 via an extremely thin oxide film 1306 of about 100 °, and a control gate 1308 is formed above the floating gate 1307 via an insulating film.
Thus, a memory transistor 1309 having a two-layer gate structure is formed.

【0091】選択トランジスタ1305およびメモリト
ランジスタ1309で1ビットのメモリセルが構成され
る。不純物領域1302はビット端子Bに接続され、ゲ
ート電極1304はワード端子Wに接続される。不純物
領域1310はソース端子Sに接続される。コントロー
ルゲート1308はコントロールゲート端子CGに接続
される。
A 1-bit memory cell is constituted by select transistor 1305 and memory transistor 1309. Impurity region 1302 is connected to bit terminal B, and gate electrode 1304 is connected to word terminal W. Impurity region 1310 is connected to source terminal S. Control gate 1308 is connected to control gate terminal CG.

【0092】図143に示されるメモリセルにおいて
は、選択トランジスタ1305が設けられているので、
メモリトランジスタ1309がデプレッション化されて
も、上記のような問題は生じない。
In the memory cell shown in FIG. 143, since select transistor 1305 is provided,
Even if the memory transistor 1309 is depleted, the above problem does not occur.

【0093】しかしながら、図143のメモリセルは、
図128に示されるスタックゲート型メモリセルと比較
して、構造が複雑になり、かつ広い面積が必要となる。
However, the memory cell of FIG.
As compared with the stack gate type memory cell shown in FIG. 128, the structure becomes complicated and a large area is required.

【0094】(3) セクタ間のディスターブ(図14
4) 従来のフラッシュメモリにおいて、メモリアレイをセク
タ分割することによりデータの書換単位を細分化するこ
とができる。この場合、選択されたセクタ内のメモリセ
ルが非選択のセクタ内のメモリセルに影響を与えること
が問題となる。これをディスターブと呼ぶ。
(3) Disturb between sectors (FIG. 14)
4) In a conventional flash memory, a data rewriting unit can be subdivided by dividing a memory array into sectors. In this case, there is a problem that the memory cells in the selected sector affect the memory cells in the non-selected sector. This is called disturb.

【0095】たとえば、図144に示すように、ワード
線WL0に接続される複数のメモリセルをセクタSE1
およびセクタSE2に分割する場合を考える。この場
合、セクタSE1内のメモリセルをプログラムしている
ときに、非選択のセクタSE2内のメモリセルのコント
ロールゲートにも高電圧が印加される。
For example, as shown in FIG. 144, a plurality of memory cells connected to word line WL0 are stored in sector SE1.
And division into sectors SE2. In this case, when programming the memory cells in the sector SE1, a high voltage is also applied to the control gates of the memory cells in the unselected sector SE2.

【0096】また、ビット線BL0に接続される複数の
メモリセルをセクタSE1およびセクタSE3に分割す
る場合を考える。この場合、セクタSE1内のメモリセ
ルをプログラムしているときに、非選択のセクタSE3
内のメモリセルのドレインにも高電圧が印加される。
A case is considered where a plurality of memory cells connected to bit line BL0 are divided into sectors SE1 and SE3. In this case, while programming the memory cells in sector SE1, unselected sector SE3
The high voltage is also applied to the drains of the memory cells inside the memory cells.

【0097】いずれの場合においても、数千回程度のデ
ィスターブが起こっても、十分データの保証は可能であ
る。しかし、同一のワード線および同一のビット線に複
数のセクタが存在するため、1つのセクタ内のメモリセ
ルの書換回数を10000回とすると、他のセクタに起
こるディスターブの回数は次のようになる。
In any case, even if the disturbance occurs about several thousand times, the data can be sufficiently guaranteed. However, since a plurality of sectors exist on the same word line and the same bit line, if the number of rewrites of a memory cell in one sector is set to 10,000, the number of disturbances occurring in other sectors is as follows. .

【0098】ディスターブの回数=(10000回)×
(セクタ数−1) このように、複数のセクタが存在する場合には、あるセ
クタに起こるディスターブの回数は膨大となる。近年で
は、要求されるセクタの書換保証回数は、ますます増加
しており、異なるセクタ間のディスターブは大きな問題
である。
The number of disturbances = (10000 times) ×
(Number of sectors-1) As described above, when a plurality of sectors exist, the number of disturbances occurring in a certain sector becomes enormous. In recent years, the number of required sector rewrite guarantees is increasing more and more, and disturb between different sectors is a serious problem.

【0099】(4) 消費電力 従来のフラッシュメモリのプログラム時には、チャネル
ホットエレクトロンによりフローティングゲートに電子
が注入される。そのため、プログラム時に大きなチャネ
ル電流が必要となる。したがって、プログラム時の消費
電力が大きくなる。
(4) Power Consumption When programming a conventional flash memory, electrons are injected into the floating gate by channel hot electrons. Therefore, a large channel current is required at the time of programming. Therefore, the power consumption during programming increases.

【0100】(5) 集積度 一方、米国特許番号5,126,808は、主ビット線
および副ビット線を有する従来のフラッシュメモリを開
示している。そのようなフラッシュメモリにおいて、プ
ログラミングのためにチャネルホットエレクトロンによ
る電子の注入が用いられ、大きなチャネル電流が流れ
る。その結果、次のような問題も引き起こされる。
(5) Degree of Integration On the other hand, US Pat. No. 5,126,808 discloses a conventional flash memory having a main bit line and a sub bit line. In such a flash memory, electron injection by channel hot electrons is used for programming, and a large channel current flows. As a result, the following problems are caused.

【0101】図145は、主ビット線および副ビット線
を有する従来のフラッシュメモリの半導体基板上のレイ
アウト図である。図145を参照して、半導体基板上
で、主ビット線MB,副ビット線SB0およびSB1が
平行に形成されている。これらのビット線と垂直する方
向に、ワード線VL0,WL1,…およびセレクトゲー
ト線SGL0,SGL1が形成される。各ワード線と副
ビット線とが交わる位置に、メモリセルが形成される。
たとえば、各ワード線WL0,WL1,…と副ビット線
SB1とが交わる位置に、メモリセルM11,M12,
…が形成される。セクタ選択のためのセレクトゲートト
ランジスタSG′は、主ビット線MBとセレクトゲート
線SGL0とが交差する位置に形成される。半導体基板
内に、N+拡散層1405が形成される。
FIG. 145 is a layout diagram of a conventional flash memory having a main bit line and a sub bit line on a semiconductor substrate. Referring to FIG. 145, main bit line MB and sub-bit lines SB0 and SB1 are formed in parallel on a semiconductor substrate. Word lines VL0, WL1,... And select gate lines SGL0, SGL1 are formed in a direction perpendicular to these bit lines. A memory cell is formed at a position where each word line and a sub-bit line intersect.
For example, at the position where each word line WL0, WL1,... And sub-bit line SB1 intersect, memory cells M11, M12,.
Are formed. Select gate transistor SG 'for sector selection is formed at a position where main bit line MB and select gate line SGL0 intersect. An N + diffusion layer 1405 is formed in a semiconductor substrate.

【0102】図145に示したメモリセルM11,M1
2,…において、前述のように、チャネルホットエレク
トロンを用いたプログラミングが行なわれるので、大き
なチャネル電流が副ビット線SB1を介して流れること
になる。したがって、この大きな電流がセクタ選択のた
めのセレクトゲートトランジスタSG′を介して流れる
ので、セレクトゲートトランジスタSG′のチャネル幅
を大きな値に選択する必要がある。このことは、セレク
トゲートトランジスタSG′が半導体基板上において大
きな面積を占めることを意味しており、その結果、半導
体基板における集積度を低下させることになる。
The memory cells M11 and M1 shown in FIG.
In 2, 2,..., As described above, programming using channel hot electrons is performed, so that a large channel current flows through sub-bit line SB1. Therefore, since this large current flows through select gate transistor SG 'for selecting a sector, it is necessary to select the channel width of select gate transistor SG' to a large value. This means that the select gate transistor SG 'occupies a large area on the semiconductor substrate, and as a result, the degree of integration on the semiconductor substrate is reduced.

【0103】これに加えて、図145に示したフラッシ
ュメモリでは、主ビット線MBおよび副ビット線SB
0,SB1の抵抗を減少させるため、第1および第2の
アルミ配線層が副ビット線SB0,SB1および主ビッ
ト線MBとして形成される。したがって、ポリシリコン
層によって形成されるワード線WL0,WL1,…の抵
抗を減少させるためにアルミ配線層を使用することがで
きなくなる。その結果、ワード線における信号の伝播に
おいて遅延が生じ、高い動作速度が得られなくなる。
In addition, in the flash memory shown in FIG. 145, main bit line MB and sub-bit line SB
In order to reduce the resistance of 0 and SB1, first and second aluminum wiring layers are formed as sub-bit lines SB0 and SB1 and main bit line MB. Therefore, an aluminum wiring layer cannot be used to reduce the resistance of word lines WL0, WL1,... Formed by the polysilicon layer. As a result, a delay occurs in signal propagation on the word line, and a high operation speed cannot be obtained.

【0104】図146は、従来のフラッシュメモリのメ
モリセルの構造図である。図146を参照して、2つの
メモリセルM00およびM10は、Pウェル1008上
に形成された分離酸化膜1402により分離されてい
る。たとえば、メモリセルM10についてプログラムが
行なわれる場合には、コントロールゲートを構成する第
2アルミ配線層1006に10Vの高電圧が与えられ、
一方、トランジスタM10のドレイン1002′に5V
の電圧が与えられる。もし、分離酸化膜1402の幅W
bが狭すぎると、この分離酸化膜1402をゲート酸化
膜として用いたMOSトランジスタ1403が等価的に
存在することになる。等価的なMOSトランジスタ14
03の存在は、メモリセルM00およびM10における
所望の動作を妨げる。したがって、この等価的なMOS
トランジスタ1403の発生を防ぐために、分離酸化膜
1402の幅Wbを小さな値に選択することができな
い。このことは、メモリセルアレイにおける集積度が低
下されることを意味する。
FIG. 146 is a structural diagram of a memory cell of a conventional flash memory. Referring to FIG. 146, two memory cells M00 and M10 are separated by a separation oxide film 1402 formed on P well 1008. For example, when programming is performed on memory cell M10, a high voltage of 10 V is applied to second aluminum wiring layer 1006 forming the control gate,
On the other hand, 5V is applied to the drain 1002 'of the transistor M10.
Is applied. If the width W of the isolation oxide film 1402
If b is too narrow, a MOS transistor 1403 using this isolation oxide film 1402 as a gate oxide film is equivalently present. Equivalent MOS transistor 14
The presence of 03 prevents desired operation in memory cells M00 and M10. Therefore, this equivalent MOS
In order to prevent the occurrence of the transistor 1403, the width Wb of the isolation oxide film 1402 cannot be selected to a small value. This means that the degree of integration in the memory cell array is reduced.

【0105】図147は、負電圧を利用したフラッシュ
メモリの動作を示す回路図である。図147(a)はプ
ログラムのために与えられる電圧を示し、一方、図14
7(b)は消去のために与えられる電圧を示す。
FIG. 147 is a circuit diagram showing the operation of the flash memory using a negative voltage. FIG. 147 (a) shows the voltage applied for programming, while FIG.
7 (b) indicates a voltage applied for erasing.

【0106】図147(a)を参照して、メモリセルM
00のフローティングゲートに電子を注入するため、ビ
ット線BL0に5Vの電圧が与えられ、一方、ワード線
WL11に−10Vの負電圧が与えられる。一方、選択
されないワード線WL12には、5Vの電圧が与えられ
る。言い換えると、図示されていないXデコーダは、−
10Vおよび5Vの電圧を出力する必要があることにな
る。
Referring to FIG. 147 (a), memory cell M
To inject electrons into the floating gate 00, a voltage of 5 V is applied to the bit line BL0, and a negative voltage of -10 V is applied to the word line WL11. On the other hand, a voltage of 5 V is applied to the unselected word line WL12. In other words, the X decoder not shown is-
It is necessary to output 10V and 5V voltages.

【0107】図147(b)を参照して、選択されたセ
クタSE1内にストアされたデータを消去するため、ワ
ード線WL11およびWL12に10Vの正電圧が与え
られ、一方、ビット線BL0およびBL1は高インピー
ダンス状態にもたらされる。一方、選択されないセレク
タSE2内のワード線WL21およびWL22には、−
8Vの負電圧が与えられる。言い換えると、図示されて
いないXデコーダは、10Vの正電圧および−8Vの負
電圧を出力する必要がある。
Referring to FIG. 147 (b), to erase data stored in the selected sector SE1, a positive voltage of 10 V is applied to word lines WL11 and WL12, while bit lines BL0 and BL1 are applied. Are brought into a high impedance state. On the other hand, the word lines WL21 and WL22 in the unselected selector SE2 are provided with-
A negative voltage of 8V is provided. In other words, an X decoder (not shown) needs to output a positive voltage of 10V and a negative voltage of -8V.

【0108】したがって、図示されていないXデコーダ
は、プログラム動作において15Vの電圧差を有する出
力電圧を出力し、一方、消去動作において18Vの電圧
差を有する出力電圧を出力する必要がある。したがっ
て、出力電圧の電圧差が大きいため、Xデコーダを半導
体基板上のより小さな占有領域内に形成することが難し
くなっている。
Therefore, an X decoder (not shown) needs to output an output voltage having a voltage difference of 15 V in a program operation and output an output voltage having a voltage difference of 18 V in an erase operation. Therefore, since the voltage difference between the output voltages is large, it is difficult to form the X decoder in a smaller occupied area on the semiconductor substrate.

【0109】(6) 外部電源 プログラム時には、各メモリセルのドレインに5V〜6
Vの電圧を印加する必要がある。上記のように、チャネ
ルホットエレクトロンによるプログラムは大きなチャネ
ル電流を必要とするので、3Vまたは5Vの単一の外部
電源を用いて内部昇圧によりこのドレイン電圧を作り出
すことは非常に困難である。もし、それが可能であると
しても、多数のビットを同時にプログラムすることはで
きず、プログラム時間が膨大となる。
(6) External power supply At the time of programming, 5 V to 6 V is applied to the drain of each memory cell.
It is necessary to apply a voltage of V. As described above, since programming with channel hot electrons requires a large channel current, it is very difficult to create this drain voltage by internal boosting using a single external power supply of 3V or 5V. Even if this is possible, a large number of bits cannot be programmed at the same time, and the programming time is enormous.

【0110】しかしNAND型は読出動作において、直
列に並んだ8個のメモリトランジスタに電流を通すこと
により行なうので読出動作が遅いという欠点を有する。
However, the NAND type has a drawback that the read operation is slow because the read operation is performed by passing a current through eight memory transistors arranged in series.

【0111】また、書込、消去時において20Vという
比較的高い電圧を用いるので、高集積化が困難という問
題があった。
Further, since a relatively high voltage of 20 V is used at the time of writing and erasing, there is a problem that high integration is difficult.

【0112】この発明の目的は、フラッシュメモリにお
いて消去動作に要する時間を短縮し、それによって書換
動作に要する時間を短縮することである。
An object of the present invention is to reduce the time required for an erasing operation in a flash memory, thereby shortening the time required for a rewriting operation.

【0113】この発明の他の目的は、スタックゲート型
メモリセルの過消去によるデプレッション化を防止する
ことである。
Another object of the present invention is to prevent depletion due to over-erasure of a stacked gate type memory cell.

【0114】この発明のさらに他の目的は、メモリアレ
イをセクタ分割した場合のディスターブを防止すること
である。
Still another object of the present invention is to prevent disturbance when a memory array is divided into sectors.

【0115】この発明のさらに他の目的は、プログラム
時の消費電力を少なくすることである。
Still another object of the present invention is to reduce power consumption during programming.

【0116】この発明のさらに他の目的は、単一の外部
電源により動作可能なフラッシュメモリを提供すること
である。
Still another object of the present invention is to provide a flash memory operable by a single external power supply.

【0117】この発明のさらに他の目的は、低消費電力
で動作させることができ、ドレインディスターブ現象を
低減させることができ、読出動作を高速にすることがで
き、最大電圧を低くすることができる不揮発性半導体記
憶装置を提供することである。
Still another object of the present invention is to operate with low power consumption, reduce the drain disturb phenomenon, speed up the read operation, and lower the maximum voltage. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device.

【0118】[0118]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係る不揮発
性半導体記憶装置は、半導体基板の主表面に所定の間隔
をもって形成された一方の第1導電型の不純物領域であ
るソースと、他方の第1導電型の不純物領域であり、高
濃度不純物領域と高濃度不純物領域を覆うように形成さ
れた低濃度不純物領域を有するドレインと、ソースとド
レインとの間の半導体基板上に形成された絶縁膜を介し
て形成されたフローティングゲートと、フローティング
ゲート上の絶縁膜を介して形成されたコントロールゲー
トとを含むメモリセルと、コントロールゲートに接続さ
れたワード線と、ドレインに接続されたビット線とを備
えたものである。第2の発明に係る不揮発性半導体記憶
装置は、半導体基板の主表面に所定の間隔をもって形成
された一方の第1導電型の不純物領域であるドレイン
と、他方の第1導電型の不純物領域であるソースと、ソ
ースを覆うように形成された第1導電型と異なる第2導
電型の不純物領域と、ソースとドレインとの間の半導体
基板上に形成された絶縁膜を介して形成されたフローテ
ィングゲートと、フローティングゲート上の絶縁膜を介
して形成されたフローティングゲートとを含むメモリセ
ルと、コントロールゲートに接続されたワード線と、ド
レインに接続されたビット線とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising: a source which is one impurity region of a first conductivity type formed at a predetermined interval on a main surface of a semiconductor substrate; Formed on a semiconductor substrate between a source and a drain, the first conductivity type impurity region having a high concentration impurity region and a drain having a low concentration impurity region formed to cover the high concentration impurity region. A memory cell including a floating gate formed through an insulating film, a control gate formed through the insulating film on the floating gate, a word line connected to the control gate, and a bit line connected to the drain It is provided with. According to a second aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising: a first conductive type impurity region formed on a main surface of a semiconductor substrate at a predetermined interval; and a drain having the other first conductive type impurity region. A floating source formed via a certain source, an impurity region of a second conductive type different from the first conductive type formed to cover the source, and an insulating film formed on the semiconductor substrate between the source and the drain The memory cell includes a gate, a memory cell including a floating gate formed through an insulating film on the floating gate, a word line connected to the control gate, and a bit line connected to the drain.

【0119】第3の発明に係る不揮発性半導体記憶装置
は、第1の発明に係る不揮発性半導体記憶装置に、され
にソースを覆うように形成された第1導電型と異なる第
2導電型の不純物領域を備えたものである。
The non-volatile semiconductor memory device according to the third invention is different from the non-volatile semiconductor memory device according to the first invention in that the non-volatile semiconductor memory device has a second conductivity type different from the first conductivity type formed so as to cover the source. It has an impurity region.

【0120】[0120]

【実施例】まず、以下に説明する第1〜第11の実施例
におけるプログラムおよび消去動作としきい値電圧との
関係を従来例と比較して説明する。
First, the relationship between the program and erase operations and the threshold voltage in the first to eleventh embodiments described below will be described in comparison with a conventional example.

【0121】従来例では、図1の(b)に示すように、
プログラム動作によりメモリセルのしきい値電圧が上昇
し、消去動作によりメモリセルのしきい値電圧が下降す
る。これに対して、実施例では、図1の(a)に示すよ
うに、プログラム動作によりメモリセルのしきい値電圧
が下降し、消去動作によりメモリセルのしきい値電圧が
上昇する。
In the conventional example, as shown in FIG.
The threshold voltage of the memory cell increases by the program operation, and the threshold voltage of the memory cell decreases by the erase operation. On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 1A, the threshold voltage of the memory cell decreases by the program operation, and the threshold voltage of the memory cell increases by the erase operation.

【0122】すなわち、従来例では、図2の(b)に示
すように、消去状態にあるメモリセルではフローティン
グゲートから電子が放出されており、そのしきい値電圧
は低くなっている。また、プログラム状態にあるメモリ
セルではフローティングゲートに電子が注入されてお
り、そのしきい値電圧は高くなっている。
That is, in the conventional example, as shown in FIG. 2B, in the memory cell in the erased state, electrons are emitted from the floating gate, and the threshold voltage is low. In the memory cell in the programmed state, electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage is high.

【0123】これに対して、実施例では、図2の(a)
に示すように、消去状態にあるメモリセルではフローテ
ィングゲートに電子が注入されており、そのしきい値電
圧は高くなっている。また、プログラム状態にあるメモ
リセルではフローティングゲートから電子が放出されて
おり、そのしきい値電圧は低くなっている。
On the other hand, in the embodiment, in FIG.
As shown in the figure, in the memory cell in the erased state, electrons are injected into the floating gate, and the threshold voltage is high. In the memory cell in the programmed state, electrons are emitted from the floating gate, and the threshold voltage is low.

【0124】消去状態がデータ“1”に対応し、プログ
ラム状態がデータ“0”に対応する点は、実施例および
従来例において同様である。
The fact that the erase state corresponds to data "1" and the program state corresponds to data "0" is the same in the embodiment and the conventional example.

【0125】このように、実施例では、消去動作により
各メモリセルのしきい値電圧が高くなるので、図3に示
すように、消去前書込動作を行なうことなく、一括消去
動作によりすべてのメモリセルのしきい値電圧を電源電
圧Vccよりも高くすることができる。
As described above, in the embodiment, the threshold voltage of each memory cell is increased by the erasing operation. Therefore, as shown in FIG. The threshold voltage of the memory cell can be made higher than power supply voltage Vcc.

【0126】また、図4に示すように、複数のメモリセ
ルのしきい値電圧にばらつきがあっても、一括消去動作
により一部のメモリセルがデプレッション化することは
ない。
As shown in FIG. 4, even if the threshold voltages of a plurality of memory cells vary, some memory cells are not depleted by the collective erase operation.

【0127】(1) 第1の実施例(図5〜図8) (a) フラッシュメモリの全体の構成(図5) 図5は、第1の実施例によるフラッシュメモリの全体の
構成を示すブロック図である。図5のフラッシュメモリ
の全体の構成は各動作における電圧の印加条件が異なる
点を除いて、図131の従来のフラッシュメモリと同様
である。図5のフラッシュメモリもチップCH上に形成
される。
(1) First Embodiment (FIGS. 5 to 8) (a) Overall Configuration of Flash Memory (FIG. 5) FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of a flash memory according to the first embodiment. FIG. The overall configuration of the flash memory of FIG. 5 is the same as the conventional flash memory of FIG. 131 except that the voltage application conditions in each operation are different. The flash memory of FIG. 5 is also formed on the chip CH.

【0128】(b) メモリセルのプログラムおよび消
去(図6) 図6の(a)にプログラム時におけるメモリセルへの電
圧印加条件を示す。また、図6の(b)に消去時におけ
るメモリセルへの電圧印加条件を示す。
(B) Programming and Erasing of Memory Cell (FIG. 6) FIG. 6A shows conditions for applying a voltage to the memory cell during programming. FIG. 6B shows conditions for applying a voltage to the memory cell at the time of erasing.

【0129】プログラム時には、図6の(a)に示すよ
うに、ドレイン1002に高電圧Vpp(通常12V程
度)を印加し、コントロールゲート1006に0Vを印
加し、ソース1003をフローティング状態にする。そ
れにより、フローティングゲート1005とドレイン1
002との間に高電界が発生し、トンネル現象によりフ
ローティングゲート1005からドレイン1002に電
子が放出される。その結果、メモリセルのしきい値電圧
が下降する。
At the time of programming, as shown in FIG. 6A, a high voltage Vpp (normally about 12 V) is applied to the drain 1002, 0 V is applied to the control gate 1006, and the source 1003 is brought into a floating state. As a result, the floating gate 1005 and the drain 1
002, a high electric field is generated, and electrons are emitted from the floating gate 1005 to the drain 1002 by a tunnel phenomenon. As a result, the threshold voltage of the memory cell decreases.

【0130】消去時には、図6の(b)に示すように、
ドレイン1002に0Vを印加し、コントロールゲート
1006に高電圧Vpp(通常12V程度)を印加し、
ソース1003に所定の高電圧VSL(6V)を印加す
る。それにより、ソース1003の近傍でアバランシェ
降伏によるホットエレクトロンまたはチャネルホットエ
レクトロンが発生する。これらのホットエレクトロン
は、コントロールゲート1006の高電圧Vppにより
加速され、絶縁膜1004によるエネルギ障壁を飛越え
て、フローティングゲート1005に注入される。その
結果、メモリセルのしきい値電圧が上昇する。
At the time of erasing, as shown in FIG.
0 V is applied to the drain 1002, a high voltage Vpp (normally about 12 V) is applied to the control gate 1006,
A predetermined high voltage VSL (6 V) is applied to the source 1003. As a result, hot electrons or channel hot electrons are generated near the source 1003 due to avalanche breakdown. These hot electrons are accelerated by the high voltage Vpp of the control gate 1006, jump over the energy barrier by the insulating film 1004, and are injected into the floating gate 1005. As a result, the threshold voltage of the memory cell increases.

【0131】このように、プログラム時にはトンネル現
象によりフローティングゲート1005からドレイン1
002に電子が放出される。そのため、チャネル方向ま
たは基板方向の電界を弱めるために、ドレイン1002
に沿ってN- 型不純物領域1002bが設けられてい
る。
As described above, at the time of programming, a floating phenomenon occurs from the floating gate 1005 to the drain 1 due to the tunnel phenomenon.
At 002, electrons are emitted. Therefore, in order to weaken the electric field in the channel direction or the substrate direction, the drain 1002
Are provided along the N- type impurity region 1002b.

【0132】また、消去時にはホットエレクトロンによ
りソース1003の近傍からフローティングゲート10
05に電子が注入される。そのため、チャネル方向また
は基板方向に、より高電界が発生するように、ソース1
003に沿ってP+ 型不純物領域1003bが設けられ
ている。
At the time of erasing, the floating gate 10 is brought close to the source 1003 by hot electrons.
At 05, electrons are injected. Therefore, the source 1 is set so that a higher electric field is generated in the channel direction or the substrate direction.
A P + type impurity region 1003b is provided along 003.

【0133】なお、P- ウェル1008はP- 型半導体
基板であってもよい。 (c) フラッシュメモリの動作(図7) 次に、フラッシュメモリの一括消去動作、プログラム動
作および読出動作を図7を参照しながら説明する。図7
には、メモリアレイ1010に含まれる一部のメモリセ
ルM11〜M13,M21〜M23,M31〜M33が
示されている。
The P- well 1008 may be a P- type semiconductor substrate. (C) Operation of Flash Memory (FIG. 7) Next, a batch erase operation, a program operation, and a read operation of the flash memory will be described with reference to FIG. FIG.
Shows some memory cells M11 to M13, M21 to M23, and M31 to M33 included in the memory array 1010.

【0134】(i) 一括消去動作(図7の(a)) まず、制御信号バッファ1120を介して制御回路11
30に、一括消去動作を指定する制御信号が与えられ
る。また、Vpp/Vcc切換回路1090には外部か
ら高電圧Vppが与えられる。
(I) Batch Erase Operation ((a) of FIG. 7) First, the control circuit 11
30 is supplied with a control signal designating a batch erase operation. Vpp / Vcc switching circuit 1090 is externally supplied with high voltage Vpp.

【0135】Vpp/Vcc切換回路1090は、Xデ
コーダ1030に高電圧Vppを与える。Xデコーダ1
030は、すべてのワード線WL〜WL3を選択し、そ
れらに高電圧Vppを印加する。Yデコーダ1040
は、Yゲート1050に含まれるすべてのYゲートトラ
ンジスタをオンさせる。書込回路1080は、Yゲート
1050を介して0Vをすべてのビット線BL1〜BL
3に印加する。ソース制御回路1110は、ソース線S
Lに所定の高電圧VSL(VSL<Vpp)を印加する。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 supplies X decoder 1030 with high voltage Vpp. X decoder 1
030 selects all the word lines WL to WL3 and applies a high voltage Vpp to them. Y decoder 1040
Turns on all the Y-gate transistors included in the Y-gate 1050. Write circuit 1080 applies 0 V to all bit lines BL1 to BL via Y gate 1050.
3 The source control circuit 1110 controls the source line S
A predetermined high voltage VSL (VSL <Vpp) is applied to L.

【0136】このようにして、すべてのメモリセルM1
1〜M33に、図6の(b)に示されるように電圧が印
加される。その結果、すべてのメモリセルM11〜M3
3が消去される。
Thus, all memory cells M1
A voltage is applied to 1 to M33 as shown in FIG. As a result, all the memory cells M11 to M3
3 is erased.

【0137】(ii) プログラム動作(図7の
(b)) ここでは、メモリセルM12をプログラムするものと仮
定する。すなわち、メモリセルM12にデータ“0”を
書込み、他のメモリセルにデータ“1”を書き込む。
(Ii) Program Operation (FIG. 7 (b)) Here, it is assumed that the memory cell M12 is programmed. That is, data “0” is written to the memory cell M12, and data “1” is written to another memory cell.

【0138】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、プログラム動作を指定する制御信
号が与えられる。また、Vpp/Vcc切換回路109
0には外部から高電圧Vppが与えられる。
First, a control signal designating a program operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Vpp / Vcc switching circuit 109
0 is supplied with a high voltage Vpp from the outside.

【0139】Xデコーダ1030は、アドレスバッファ
1020から与えられるXアドレス信号に応答してワー
ド線WL2を選択し、選択されたワード線WL2に0V
を印加し、非選択のワード線WL1,WL3には電源電
圧Vccを印加する。
X decoder 1030 selects word line WL2 in response to the X address signal supplied from address buffer 1020, and applies 0 V to selected word line WL2.
And a power supply voltage Vcc is applied to the unselected word lines WL1 and WL3.

【0140】Vpp/Vcc切換回路1090は、書込
回路1080に高電圧Vppを与える。外部からデータ
入出力バッファ1070を介して書込回路1080に順
次データが与えられる。このとき、Yデコーダ1040
は、アドレスバッファ1020から与えられるYアドレ
ス信号に応答してYゲート1050内のYゲートトラン
ジスタを順次オンさせる。書込回路1080は、Yゲー
ト1050を介してビット線BL1に高電圧Vppを印
加し、かつビット線BL2,BL3に電源電圧Vccを
印加する。ソース制御回路1110は、ソース線SLを
フローティング状態にする。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 applies high voltage Vpp to write circuit 1080. Data is sequentially supplied from outside to the write circuit 1080 via the data input / output buffer 1070. At this time, the Y decoder 1040
Turns on the Y gate transistors in the Y gate 1050 in response to the Y address signal supplied from the address buffer 1020. Write circuit 1080 applies high voltage Vpp to bit line BL1 via Y gate 1050, and applies power supply voltage Vcc to bit lines BL2 and BL3. The source control circuit 1110 sets the source line SL to a floating state.

【0141】このようにして、メモリセルM12に、図
6の(a)に示されるように電圧が印加される。このと
き、他のメモリセルは次のいずれかの状態になってい
る。
Thus, a voltage is applied to the memory cell M12 as shown in FIG. At this time, the other memory cells are in one of the following states.

【0142】(A) ドレインに高電圧Vppが印加さ
れ、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加され、
ソースはフローティング状態となっている。
(A) The high voltage Vpp is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate,
The source is in a floating state.

【0143】(B) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに0Vが印加され、ソースは
フローティング状態になっている。
(B) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0144】(C) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加さ
れ、ソースはフローティング状態になっている。
(C) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0145】その結果、メモリセルM12のフローティ
ングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生し、メ
モリセルM12のみがプログラムされる。
As a result, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of the memory cell M12, and only the memory cell M12 is programmed.

【0146】(iii) 読出動作(図7の(c)) 読出動作は、図137を用いて説明した動作とほぼ同様
である。ここでは、メモリセルMC12からデータを読
出すものと仮定する。まず、制御信号バッファ1120
を介して制御回路1130に、読出動作を指定する制御
信号が与えられる。
(Iii) Read operation ((c) in FIG. 7) The read operation is almost the same as the operation described with reference to FIG. Here, it is assumed that data is read from memory cell MC12. First, the control signal buffer 1120
, A control signal designating a read operation is applied to control circuit 1130.

【0147】Xデコーダ1030は、アドレスバッファ
1020から与えられるXアドレス信号に応答して、ワ
ード線WL2を選択し、それに電源電圧Vccを印加す
る。このとき、他のワード線WL1,WL3は0Vに保
たれる。Yデコーダ1040は、アドレスバッファ10
20から与えられるYアドレス信号に応答して、Yゲー
ト1050内の1つのYゲートトランジスタをオンさせ
る。ソース制御回路1110はソース線SLを接地す
る。
X decoder 1030 selects word line WL2 in response to an X address signal supplied from address buffer 1020, and applies power supply voltage Vcc to it. At this time, the other word lines WL1 and WL3 are kept at 0V. The Y decoder 1040 is provided in the address buffer 10
In response to the Y address signal given from the control signal 20, one Y gate transistor in the Y gate 1050 is turned on. Source control circuit 1110 grounds source line SL.

【0148】それにより、ビット線BL1に読出電圧V
rが現れる。この読出電圧Vrがセンスアンプ1060
により検知および増幅され、データ入出力バッファ10
70を介して外部に出力される。
As a result, the read voltage V is applied to the bit line BL1.
r appears. This read voltage Vr is applied to sense amplifier 1060
Is detected and amplified by the data input / output buffer 10
The signal is output to the outside through the line 70.

【0149】(d) 書換動作(図8) このフラッシュメモリにおけるデータの書換動作を図8
のフローチャートを参照しながら説明する。
(D) Rewriting operation (FIG. 8) The rewriting operation of data in this flash memory is shown in FIG.
This will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0150】まず、すべてのメモリセルにデータ“1”
が記憶されているか否かを判別する(ステップS1)。
すべてのメモリセルにデータ“1”が記憶されていない
ときには、一括消去動作を行なう(ステップS2)。そ
の後、プログラム動作を行なう(ステップS3)。この
ように、従来例のような書込前消去動作を行なうことな
く、データの書換を行なうことができる。
First, data "1" is stored in all memory cells.
Is determined (step S1).
If data "1" is not stored in all the memory cells, a batch erase operation is performed (step S2). Thereafter, a program operation is performed (step S3). Thus, data can be rewritten without performing the pre-write erasing operation as in the conventional example.

【0151】(e) 変形例 プログラム時に、非選択のビット線BL2,BL3をフ
ローティング状態にしてもよい。このとき、非選択のメ
モリセルは次のいずれかの状態になっている。
(E) Modifications At the time of programming, unselected bit lines BL2 and BL3 may be in a floating state. At this time, the unselected memory cells are in one of the following states.

【0152】(A) ドレインに高電圧Vppが印加さ
れ、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加され、
ソースはフローティング状態になっている。
(A) The high voltage Vpp is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate,
The source is in a floating state.

【0153】(B) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに0Vが印加され、ソ
ースはフローティング状態になっている。
(B) The drain is in a floating state, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0154】(C) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに電源電圧Vccが印
加され、ソースはフローティング状態になっている。
(C) The drain is in a floating state, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0155】この場合にも、メモリセルM12のフロー
ティングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生
し、トンネル現象によりメモリセルM12のみがプログ
ラムされる。
Also in this case, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of the memory cell M12, and only the memory cell M12 is programmed by a tunnel phenomenon.

【0156】プログラム時に、ソース線SLに電源電圧
Vccを印加してもよい。このとき、メモリセルM12
のドレインには高電圧Vppが印加され、コントロール
ゲートには0Vが印加され、ソースには電源電圧Vcc
が印加される。他のメモリセルは次のいずれかの状態に
なっている。
During programming, power supply voltage Vcc may be applied to source line SL. At this time, the memory cell M12
High voltage Vpp is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source.
Is applied. Other memory cells are in one of the following states.

【0157】(A) ドレインに高電圧Vppが印加さ
れ、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加され、
ソースに電源電圧Vccが印加されている。
(A) The high voltage Vpp is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate,
The power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0158】(B) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに0Vが印加され、ソースに
電源電圧Vccが印加されている。
(B) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0159】(C) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加さ
れ、ソースに電源電圧Vccが印加されている。
(C) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0160】この場合にも、メモリセルM12のフロー
ティングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生
し、トンネル現象によりメモリセルM12のみがプログ
ラムされる。
Also in this case, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of the memory cell M12, and only the memory cell M12 is programmed by a tunnel phenomenon.

【0161】プログラム時に、非選択のビット線BL
2,BL3をフローティング状態にしかつソース線SL
に電源電圧Vccを印加してもよい。このとき、メモリ
セルM12のドレインには高電圧Vppが印加され、コ
ントロールゲートには0Vが印加され、ソースには電源
電圧Vccが印加される。また、他のメモリセルは次の
いずれかの状態になっている。
At the time of programming, unselected bit lines BL
2 and BL3 in a floating state and the source line SL
May be applied with the power supply voltage Vcc. At this time, the high voltage Vpp is applied to the drain of the memory cell M12, 0 V is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source. The other memory cells are in one of the following states.

【0162】(A) ドレインに高電圧Vppが印加さ
れ、コントロールゲートに電源電圧Vccが印加され、
ソースに電源電圧Vccが印加されている。
(A) The high voltage Vpp is applied to the drain, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate,
The power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0163】(B) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに0Vが印加され、ソ
ースに電源電圧Vccが印加されている。
(B) The drain is in a floating state, 0 V is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0164】(C) ドレインはフローティング状態と
なっており、コントロールゲートに電源電圧Vccが印
加され、ソースに電源電圧Vccが印加されている。
(C) The drain is in a floating state, the power supply voltage Vcc is applied to the control gate, and the power supply voltage Vcc is applied to the source.

【0165】この場合にも、メモリセルM12のフロー
ティングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生
し、トンネル現象によりメモリセルM12のみがプログ
ラムされる。
Also in this case, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of the memory cell M12, and only the memory cell M12 is programmed by a tunnel phenomenon.

【0166】また、一括消去動作後にベリファイ動作を
行なってもよい。さらに、一括消去動作前に、すべての
メモリセルのコントロールゲートに0Vを印加しかつP
- ウェル(またはP- 型半導体基板)に高電圧Vppを
印加することによって、すべてのメモリセルのコントロ
ールゲートから電子を引抜き、その後、ベリファイ動作
を行ないながら一括消去動作を行なってもよい。それに
より、一括消去されたメモリセルのしきい値電圧のばら
つきをさらに小さくすることができる。
A verify operation may be performed after the batch erase operation. Further, before the batch erase operation, 0V is applied to the control gates of all the memory cells and P
-By applying a high voltage Vpp to a well (or a P- type semiconductor substrate), electrons may be extracted from the control gates of all memory cells, and then a batch erase operation may be performed while performing a verify operation. This makes it possible to further reduce the variation in the threshold voltage of the collectively erased memory cells.

【0167】(f) 第1の実施例の効果 従来のフラッシュメモリでは電子がドレイン側からフロ
ーティングゲートに注入される。そのため、読出動作時
にビット線の電位が高くなると、選択されているメモリ
セルにドレインから電子が注入され、ソフトライトが起
こる可能性がある。
(F) Effect of the First Embodiment In the conventional flash memory, electrons are injected from the drain side to the floating gate. Therefore, when the potential of the bit line increases during the read operation, electrons are injected from the drain into the selected memory cell, and soft writing may occur.

【0168】これに対して、第1の実施例のフラッシュ
メモリでは、電子がソース側からフローティングゲート
に注入される。そのため、読出動作時に、ソフトライト
が起こりにくい。
On the other hand, in the flash memory of the first embodiment, electrons are injected into the floating gate from the source side. Therefore, a soft write is less likely to occur during a read operation.

【0169】なお、ベリファイ動作を行ないながらプロ
グラム動作を行なってもよい。それにより、プログラム
されたメモリセルのしきい値電圧のばらつきを小さくす
ることができる。
The program operation may be performed while performing the verify operation. Thus, variation in the threshold voltage of the programmed memory cell can be reduced.

【0170】(2) 第2の実施例(図9,図10) 第2の実施例によるフラッシュメモリの全体の構成は、
図5に示される構成と同様である。
(2) Second Embodiment (FIGS. 9 and 10) The overall configuration of the flash memory according to the second embodiment is as follows.
This is the same as the configuration shown in FIG.

【0171】(a) メモリセルのプログラムおよび消
去(図9) 図9の(a)にプログラム時におけるメモリセルへの電
圧印加条件を示す。また、図9(b)に消去時における
メモリセルへの電圧印加条件を示す。プログラム時の電
圧印加条件は、図6の(a)に示した電圧印加条件と同
様である。
(A) Programming and Erasing of Memory Cell (FIG. 9) FIG. 9A shows conditions for applying a voltage to the memory cell during programming. FIG. 9B shows conditions for applying a voltage to the memory cell at the time of erasing. The voltage application conditions at the time of programming are the same as the voltage application conditions shown in FIG.

【0172】消去時には、図9の(b)に示すように、
ドレイン1002に0Vを印加し、コントロールゲート
1006に高電圧Vpp(通常12V程度)を印加し、
ソース1003に0Vを印加する。それにより、ソース
1003とドレイン1002との間の領域にチャネルc
hが形成され、そのチャネルchとフローティングゲー
ト1005との間に高電界が発生する。トンネル現象に
よりチャネルchからフローティングゲート1005に
電子が注入される。その結果、メモリセルのしきい値電
圧が上昇する。
At the time of erasing, as shown in FIG.
0 V is applied to the drain 1002, a high voltage Vpp (normally about 12 V) is applied to the control gate 1006,
0 V is applied to the source 1003. Accordingly, a channel c is formed in a region between the source 1003 and the drain 1002.
h is formed, and a high electric field is generated between the channel ch and the floating gate 1005. Electrons are injected into the floating gate 1005 from the channel ch by a tunnel phenomenon. As a result, the threshold voltage of the memory cell increases.

【0173】この実施例では、プログラム時にはトンネ
ル現象によりフローティングゲート1005からドレイ
ン1002に電子が放出される。そのため、チャネル方
向または基板方向の電界を弱めるために、ドレイン10
02に沿ってN- 型不純物領域1002cが設けられて
いる。
In this embodiment, during programming, electrons are emitted from floating gate 1005 to drain 1002 by a tunnel phenomenon. Therefore, in order to weaken the electric field in the channel direction or the substrate direction, the drain 10
N- type impurity region 1002c is provided along line 02.

【0174】なお、ソース1003に沿ってN- 型不純
物領域1003cを設けてもよい。このように、ドレイ
ン側およびソース側の両方にN- 型不純物領域1002
c,1003cを設けると、製造工程が少なくなる。
Note that an N − -type impurity region 1003 c may be provided along the source 1003. As described above, the N − -type impurity regions 1002 are
When c and 1003c are provided, the number of manufacturing steps is reduced.

【0175】(b) フラッシュメモリの動作(図1
0) 次に、フラッシュメモリの一括消去動作、プログラム動
作および読出動作を図10を参照しながら説明する。プ
ログラム動作および読出動作は第1の実施例と同様であ
る。したがって、以下、一括消去動作を説明する。
(B) Operation of Flash Memory (FIG. 1)
0) Next, a batch erase operation, a program operation, and a read operation of the flash memory will be described with reference to FIG. The program operation and the read operation are the same as in the first embodiment. Therefore, the batch erase operation will be described below.

【0176】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、一括消去動作を指定する制御信号
が与えられる。また、Vpp/Vcc切換回路1090
には外部から高電圧Vppが与えられる。
First, a control signal designating a batch erase operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Vpp / Vcc switching circuit 1090
Is supplied with a high voltage Vpp from outside.

【0177】Vpp/Vcc切換回路1090は、Xデ
コーダ1030に高電圧Vppを与える。Xデコーダ1
030は、すべてのワード線WL1〜WL3を選択し、
それらに高電圧Vppを印加する。Yデコーダ1040
は、Yゲート1050に含まれるすべてのYゲートトラ
ンジスタをオンさせる。書込回路1080はYゲート1
050を介して0Vをすべてのビット線BL1〜BL3
に印加する。ソース制御回路1110はソース線SLに
0Vを印加する。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 applies a high voltage Vpp to X decoder 1030. X decoder 1
030 selects all word lines WL1 to WL3,
A high voltage Vpp is applied to them. Y decoder 1040
Turns on all the Y-gate transistors included in the Y-gate 1050. Write circuit 1080 has Y gate 1
050 through all bit lines BL1 to BL3
Is applied. Source control circuit 1110 applies 0 V to source line SL.

【0178】このようにして、すべてのメモリセルM1
1〜M33に、図9の(b)に示されるように電圧が印
加される。その結果、すべてのメモリセルM11〜M3
3が消去される。
Thus, all memory cells M1
A voltage is applied to 1 to M33 as shown in FIG. As a result, all the memory cells M11 to M3
3 is erased.

【0179】なお、一括消去動作時に、P- ウェル(ま
たはP- 型半導体基板)に積極的に負の電圧を印加して
もよい。
In the batch erasing operation, a negative voltage may be positively applied to the P- well (or P- type semiconductor substrate).

【0180】データの書換えは、図8に示される手順で
行なわれる。したがって、従来例のような消去前書込動
作を行なうことなく、データの書換えを行なうことがで
きる。
Data rewriting is performed according to the procedure shown in FIG. Therefore, data can be rewritten without performing the pre-erase write operation as in the conventional example.

【0181】(3) 第3の実施例(図11〜図14) 図11は、第3の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。図11のフラッシュメ
モリが図5のフラッシュメモリと異なるのは次の点であ
る。
(3) Third Embodiment (FIGS. 11 to 14) FIG. 11 is a block diagram showing the overall configuration of a flash memory according to the third embodiment. The flash memory of FIG. 11 differs from the flash memory of FIG. 5 in the following points.

【0182】外部から与えられる負電圧−Veeを受
け、所定の負電圧を発生する負電圧制御回路1140が
さらに設けられている。また、Xデコーダ1030は、
図12に示すように、複数の高電圧スイッチ1302
(図132参照)の代わりに、複数のワード線WLにそ
れぞれ接続される複数の電位制御スイッチ1303を含
む。各電位制御スイッチ1303は、Vpp/Vcc切
換回路1090から与えられる高電圧Vppまたは電源
電圧Vccあるいは負電圧制御回路1140から与えら
れる負電圧−Veeを対応するワード線WLに印加す
る。
A negative voltage control circuit 1140 which receives externally applied negative voltage -Vee and generates a predetermined negative voltage is further provided. Also, the X decoder 1030
As shown in FIG.
Instead of (see FIG. 132), a plurality of potential control switches 1303 connected to a plurality of word lines WL are included. Each potential control switch 1303 applies a high voltage Vpp or power supply voltage Vcc provided from Vpp / Vcc switching circuit 1090 or a negative voltage -Vee provided from negative voltage control circuit 1140 to corresponding word line WL.

【0183】(b) メモリセルのプログラムおよび消
去(図13) 図13の(a)にプログラム時におけるメモリセルへの
電圧印加条件を示す。また、図13の(b)に消去時に
おけるメモリセルへの電圧印加条件を示す。
(B) Programming and Erasing of Memory Cell (FIG. 13) FIG. 13A shows conditions for applying a voltage to the memory cell during programming. FIG. 13B shows conditions for applying a voltage to the memory cell at the time of erasing.

【0184】プログラム時には、図13の(a)に示す
ように、ドレイン1002に電源電圧Vcc(通常5V
程度)を印加し、コントロールゲート1006に負電圧
−Vee(−12V)を印加し、ソース1003をフロ
ーティング状態にする。それにより、フローティングゲ
ート1005とドレイン1002との間に高電界が発生
し、トンネル現象によりフローティングゲート1005
からドレイン1002に電子が放出される。その結果、
メモリセルのしきい値電圧が下降する。
At the time of programming, as shown in FIG. 13A, the power supply voltage Vcc (normally 5 V
), A negative voltage −Vee (−12 V) is applied to the control gate 1006, and the source 1003 is brought into a floating state. As a result, a high electric field is generated between the floating gate 1005 and the drain 1002, and the floating gate 1005
, Electrons are emitted to the drain 1002. as a result,
The threshold voltage of the memory cell decreases.

【0185】消去時の電圧印加条件は、図6の(b)に
示した電圧印加条件と同様である。
The voltage application conditions at the time of erasing are the same as the voltage application conditions shown in FIG.

【0186】このように、プログラム時にはトンネル現
象によりフローティングゲート1005からドレイン1
002に電子が放出される。そのため、チャネル方向ま
たは基板方向の電界を弱めるために、ドレイン1002
に沿ってN- 型不純物領域1002dが設けられてい
る。
As described above, the tunneling phenomenon causes the floating gate 1005 to change the drain 1
At 002, electrons are emitted. Therefore, in order to weaken the electric field in the channel direction or the substrate direction, the drain 1002
Are provided along the N- type impurity region 1002d.

【0187】また、消去時にはホットエレクトロンによ
りソース1003の近傍からフローティングゲート10
05に電子が注入される。そのため、チャネル方向また
は基板方向に、より高電界が発生するように、ソース1
003に沿ってP+ 型不純物領域1003dが設けられ
ている。
At the time of erasing, the floating gate 10 is brought close to the source 1003 by hot electrons.
At 05, electrons are injected. Therefore, the source 1 is set so that a higher electric field is generated in the channel direction or the substrate direction.
A P + type impurity region 1003d is provided along 003.

【0188】(c) フラッシュメモリの動作(図1
4) 次に、フラッシュメモリの一括消去動作、プログラム動
作および読出動作を図14を参照しながら説明する。一
括消去動作および読出動作は、第1の実施例と同様であ
る。したがって、以下、プログラム動作を説明する。
(C) Operation of Flash Memory (FIG. 1)
4) Next, a batch erase operation, a program operation, and a read operation of the flash memory will be described with reference to FIG. The batch erasing operation and the reading operation are the same as in the first embodiment. Therefore, the program operation will be described below.

【0189】ここでは、メモリセルM12をプログラム
するものと仮定する。すなわち、メモリセルM12にデ
ータ“0”を書込み、他のメモリセルにデータ“1”を
書き込む。
Here, it is assumed that memory cell M12 is programmed. That is, data “0” is written to the memory cell M12, and data “1” is written to another memory cell.

【0190】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、プログラム動作を指定する制御信
号が与えられる。また、負電圧制御回路1140には外
部から負電圧−Veeが与えられる。
First, a control signal designating a program operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Negative voltage control circuit 1140 is externally supplied with negative voltage -Vee.

【0191】Xデコーダ1030は、アドレスバッファ
1020から与えられるXアドレス信号に応答してワー
ド線WL2を選択し、選択されたワード線WL2に負電
圧制御回路1140からの負電圧−Veeを印加し、非
選択のワード線WL1,WL3には0Vを印加する。
X decoder 1030 selects word line WL2 in response to the X address signal applied from address buffer 1020, and applies the negative voltage -Vee from negative voltage control circuit 1140 to the selected word line WL2. 0 V is applied to unselected word lines WL1 and WL3.

【0192】Vpp/Vcc切換回路1090は、書込
回路1080に電源電圧Vccを与える。外部からデー
タ入出力バッファ1070を介して書込回路1080に
順次データが与えられる。このとき、Yデコーダ104
0は、アドレスバッファ1020から与えられるYアド
レス信号に応答して、Yゲート1050内のYゲートト
ランジスタを順次オンさせる。書込回路1080は、Y
ゲート1050を介してビット線BL1に電源電圧Vc
cを印加し、ビット線BL2,BL3に0Vを印加す
る。ソース制御回路1110は、ソース線SLをフロー
ティング状態にする。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 supplies power supply voltage Vcc to writing circuit 1080. Data is sequentially supplied from outside to the write circuit 1080 via the data input / output buffer 1070. At this time, the Y decoder 104
0 sequentially turns on the Y gate transistors in the Y gate 1050 in response to the Y address signal supplied from the address buffer 1020. The write circuit 1080
The power supply voltage Vc is applied to the bit line BL1 via the gate 1050.
c, and 0 V is applied to the bit lines BL2 and BL3. The source control circuit 1110 sets the source line SL to a floating state.

【0193】このようにして、メモリセルM12に、図
13の(a)に示されるように電圧が印加される。この
とき、他のメモリセルは次のいずれかの状態になってい
る。
Thus, a voltage is applied to the memory cell M12 as shown in FIG. At this time, the other memory cells are in one of the following states.

【0194】(A) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに0Vが印加され、ソースは
フローティング状態になっている。
(A) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0195】(B) ドレインに0Vが印加され、コン
トロールゲートに負電圧−Veeが印加され、ソースは
フローティング状態になっている。
(B) 0 V is applied to the drain, negative voltage -Vee is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0196】(C) ドレインに0Vが印加され、コン
トロールゲートに0Vが印加され、ソースはフローティ
ング状態になっている。
(C) 0 V is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0197】(e) 変形例 プログラム時に、非選択のビット線BL2,BL3をフ
ローティング状態にしてもよい。このとき、非選択のメ
モリセルは次のいずれかの状態になっている。
(E) Modifications At the time of programming, unselected bit lines BL2 and BL3 may be in a floating state. At this time, the unselected memory cells are in one of the following states.

【0198】(A) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに0Vが印加され、ソースは
フローティング状態になっている。
(A) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0199】(B) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに負電圧−Veeが印
加され、ソースはフローティング状態になっている。
(B) The drain is in a floating state, a negative voltage -Vee is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0200】(C) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに0Vが印加され、ソ
ースはフローティング状態になっている。
(C) The drain is in a floating state, 0 V is applied to the control gate, and the source is in a floating state.

【0201】この場合も、メモリセルM12のフローテ
ィングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生し、
トンネル現象によりメモリセルM12のみがプログラム
される。
Also in this case, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of memory cell M12,
Only the memory cell M12 is programmed by the tunnel phenomenon.

【0202】プログラム時に、非選択のビット線をフロ
ーティング状態にしかつソース線SLに0Vを印加して
もよい。このとき、メモリセルM12のドレインには電
源電圧Vccが印加され、コントロールゲートには負電
圧−Veeが印加され、ソースには0Vが印加される。
他のメモリセルは次のいずれかの状態になっている。
At the time of programming, an unselected bit line may be set to a floating state and 0 V may be applied to source line SL. At this time, the power supply voltage Vcc is applied to the drain of the memory cell M12, the negative voltage -Vee is applied to the control gate, and 0 V is applied to the source.
Other memory cells are in one of the following states.

【0203】(A) ドレインに電源電圧Vccが印加
され、コントロールゲートに0Vが印加され、ソースに
0Vが印加されている。
(A) The power supply voltage Vcc is applied to the drain, 0 V is applied to the control gate, and 0 V is applied to the source.

【0204】(B) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに負電圧−Veeが印
加され、ソースに0Vが印加されている。
(B) The drain is in a floating state, a negative voltage -Vee is applied to the control gate, and 0 V is applied to the source.

【0205】(C) ドレインはフローティング状態に
なっており、コントロールゲートに0Vが印加され、ソ
ースに0Vが印加されている。
(C) The drain is in a floating state, and 0 V is applied to the control gate and 0 V is applied to the source.

【0206】この場合も、メモリセルM12のフローテ
ィングゲートとドレインとの間のみに高電界が発生し、
トンネル現象によりメモリセルM12のみがプログラム
される。
Also in this case, a high electric field is generated only between the floating gate and the drain of memory cell M12,
Only the memory cell M12 is programmed by the tunnel phenomenon.

【0207】第3の実施例において、一括消去動作を図
10に示される第2の実施例と同様に行なってもよい。
各メモリセルには、図9の(b)に示したように電圧が
印加される。
In the third embodiment, the batch erasing operation may be performed in the same manner as in the second embodiment shown in FIG.
A voltage is applied to each memory cell as shown in FIG.

【0208】この場合には、フローティングゲートへの
電子の注入およびフローティングゲートからの電子の放
出をトンネル現象を利用して行なうことになるので、消
費電力が低減される。そのため、外部から与えられる電
源電圧から高電圧および負電圧を内部で発生することが
できる。
In this case, since the injection of electrons into the floating gate and the emission of electrons from the floating gate are performed using the tunnel phenomenon, power consumption is reduced. Therefore, a high voltage and a negative voltage can be internally generated from a power supply voltage supplied from the outside.

【0209】(4) 第4の実施例(図15〜図16) 第4の実施例によるフラッシュメモリの全体の構成は図
5に示される構成と同様である。また、プログラム時お
よび消去時のメモリセルへの電圧印加条件は、図6の
(a)および(b)に示した電圧印加条件と同様であ
る。第4の実施例は、制御方法においてのみ第1の実施
例と異なる。
(4) Fourth Embodiment (FIGS. 15 and 16) The overall configuration of the flash memory according to the fourth embodiment is the same as the configuration shown in FIG. The voltage application conditions to the memory cells at the time of programming and erasing are the same as the voltage application conditions shown in FIGS. 6A and 6B. The fourth embodiment differs from the first embodiment only in the control method.

【0210】(a) フラッシュメモリの動作(図1
5) 次に、フラッシュメモリのページ一括消去動作、プログ
ラム動作および読出動作を図15を参照しながら説明す
る。プログラム動作および読出動作は、第1の実施例と
同様である。したがって、以下、ページ一括消去動作を
説明する。
(A) Operation of Flash Memory (FIG. 1)
5) Next, a page erase operation, a program operation, and a read operation of the flash memory will be described with reference to FIG. The program operation and the read operation are the same as in the first embodiment. Therefore, the page batch erasing operation will be described below.

【0211】1つのワード線に接続されるすべてのメモ
リセルをページと呼ぶ。ページ一括消去動作は、ページ
単位で一括消去が行なわれる。ここでは、ワード線WL
2に対応するページの一括消去動作を説明する。
All the memory cells connected to one word line are called a page. In the page batch erasing operation, batch erasing is performed in page units. Here, the word line WL
The batch erase operation of the page corresponding to No. 2 will be described.

【0212】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、ページ一括消去動作を指定する制
御信号が与えられる。また、Vpp/Vcc切換回路1
090には外部から高電圧Vppが与えられる。
First, a control signal designating a batch page erase operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Vpp / Vcc switching circuit 1
090 is externally supplied with a high voltage Vpp.

【0213】Vpp/Vcc切換回路1090は、Xデ
コーダ1030に高電圧Vppを与える。Xデコーダ1
030は、アドレスバッファ1020から与えられるX
アドレス信号に応答して、ワード線WL2を選択し、選
択されたワード線WL2に高電圧Vppを印加し、非選
択のワード線WL1,WL3に0Vを印加する。Yデコ
ーダ1040は、Yゲート1050に含まれるすべての
Yゲートトランジスタをオンさせる。書込回路1080
は、Yゲート1050を介して0Vをすべてのビット線
BL1〜BL3に印加する。ソース制御回路1110
は、ソース線SLに所定の高電圧VSL(VSL<Vpp)
を印加する。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 supplies X decoder 1030 with high voltage Vpp. X decoder 1
030 is X provided from the address buffer 1020.
In response to the address signal, the word line WL2 is selected, a high voltage Vpp is applied to the selected word line WL2, and 0 V is applied to unselected word lines WL1 and WL3. Y decoder 1040 turns on all Y gate transistors included in Y gate 1050. Write circuit 1080
Applies 0V to all the bit lines BL1 to BL3 via the Y gate 1050. Source control circuit 1110
Is a predetermined high voltage VSL (VSL <Vpp) applied to the source line SL.
Is applied.

【0214】このようにして、ワード線WL2に接続さ
れるメモリセルM12,M22,M32に、図6の
(b)に示されるように電圧が印加される。その結果、
メモリセルM12,M22,M32が消去される。
In this way, a voltage is applied to the memory cells M12, M22, M32 connected to the word line WL2 as shown in FIG. 6B. as a result,
The memory cells M12, M22, M32 are erased.

【0215】非選択のワード線WL1,WL3に接続さ
れる各メモリセルにおいては、ドレイン1002に0V
が印加され、ソース1003に高電圧VSLが印加され、
コントロールゲート1006に0Vが印加される。その
ため、ホットエレクトロンが絶縁膜1004によるエネ
ルギ障壁を飛越えてフローティングゲート1005に注
入される可能性は少ない。したがって、選択されたワー
ド線WL2に接続されるメモリセルのみが一括消去され
る。
In each memory cell connected to unselected word lines WL1 and WL3, 0V is applied to drain 1002.
Is applied, a high voltage VSL is applied to the source 1003,
0 V is applied to the control gate 1006. Therefore, there is little possibility that hot electrons are injected into the floating gate 1005 by jumping over the energy barrier of the insulating film 1004. Therefore, only the memory cells connected to the selected word line WL2 are collectively erased.

【0216】このように、第4の実施例では、メモリア
レイ単位でなく、ページ単位で一括消去動作が行なわれ
る。
As described above, in the fourth embodiment, the collective erasing operation is performed in page units, not in memory array units.

【0217】(b) 書換動作(図16) 第4の実施例によるフラッシュメモリにおけるデータの
書換動作を図16のフローチャートを参照しながら説明
する。
(B) Rewriting Operation (FIG. 16) The rewriting operation of data in the flash memory according to the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0218】まず、すべてのメモリセルにデータ“1”
が記憶されているか否かを判別する(ステップS1
1)。すべてのメモリセルにデータ“1”が記憶されて
いないときには、書換えるべきページに関してページ一
括消去動作を行なう(ステップS12)。その後、プロ
グラム動作を行なう(ステップS13)。
First, data "1" is stored in all memory cells.
Is determined (step S1).
1). When data "1" is not stored in all the memory cells, a page batch erasing operation is performed for a page to be rewritten (step S12). Thereafter, a program operation is performed (step S13).

【0219】このように、従来例のような書込前消去動
作を行なうことなく、ページ単位でデータの書換えを行
なうことができる。
As described above, data can be rewritten page by page without performing the erase operation before writing as in the conventional example.

【0220】(5) 第5の実施例(図17) 第5の実施例によるフラッシュメモリの全体の構成は、
図5に示される構成と同様である。また、プログラム時
および消去時のメモリセルへの電圧印加条件は、図9の
(a)および(b)に示した電圧印加条件と同様であ
る。第5の実施例は、制御方法においてのみ第2の実施
例と異なる。
(5) Fifth Embodiment (FIG. 17) The overall configuration of the flash memory according to the fifth embodiment is as follows.
This is the same as the configuration shown in FIG. The voltage application conditions to the memory cell at the time of programming and erasing are the same as the voltage application conditions shown in FIGS. 9A and 9B. The fifth embodiment differs from the second embodiment only in the control method.

【0221】第5の実施例によるフラッシュメモリのペ
ージ一括消去動作、プログラム動作および読出動作を図
17を参照しながら説明する。プログラム動作および読
出動作は第2の実施例と同様である。したがって、以
下、ページ一括消去動作を説明する。ここでは、ワード
線WL2に対応するページの一括消去動作を説明する。
A page erase operation, a program operation, and a read operation of the flash memory according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The program operation and the read operation are the same as in the second embodiment. Therefore, the page batch erasing operation will be described below. Here, the batch erase operation of the page corresponding to word line WL2 will be described.

【0222】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、ページ一括消去動作を指定する制
御信号が与えられる。また、Vpp/Vcc切換回路1
090には外部から高電圧Vppが与えられる。
First, a control signal designating a page batch erase operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Vpp / Vcc switching circuit 1
090 is externally supplied with a high voltage Vpp.

【0223】Vpp/Vcc切換回路1090は、Xデ
コーダ1030に高電圧Vppを与える。Xデコーダ1
030は、アドレスバッファ1020から与えられるX
アドレス信号に応答して、ワード線WL2を選択し、そ
の選択されたワード線WL2に高電圧Vppを印加し、
非選択のワード線WL1,WL3に0Vを印加する。Y
デコーダ1040は、Yゲート1050に含まれるすべ
てのYゲートトランジスタをオンさせる。書込回路10
80は、Yゲート1050を介して0Vをすべてのビッ
ト線BL1〜BL3に印加する。ソース制御回路111
0は、ソース線SLに0Vを印加する。
Vpp / Vcc switching circuit 1090 applies a high voltage Vpp to X decoder 1030. X decoder 1
030 is X provided from the address buffer 1020.
In response to the address signal, select word line WL2, apply high voltage Vpp to the selected word line WL2,
0V is applied to unselected word lines WL1 and WL3. Y
Decoder 1040 turns on all Y gate transistors included in Y gate 1050. Write circuit 10
80 applies 0V to all the bit lines BL1 to BL3 via the Y gate 1050. Source control circuit 111
0 applies 0 V to the source line SL.

【0224】このようにして、ワード線WL2に接続さ
れるメモリセルM12,M22,M32に、図9の
(b)に示されるように電圧が印加される。その結果、
メモリセルM12,M22,M32が消去される。
Thus, a voltage is applied to the memory cells M12, M22, M32 connected to the word line WL2 as shown in FIG. 9B. as a result,
The memory cells M12, M22, M32 are erased.

【0225】非選択のワード線WL1,WL3に接続さ
れる各メモリセルにおいては、ドレイン1002、ソー
ス1003およびコントロールゲート1006に0Vが
印加される。そのため、フローティングゲート1005
とソース1003との間には高電界は発生せず、トンネ
ル現象により電子がフローティングゲート1005に注
入されることはない。したがって、選択されたワード線
に接続されたメモリセルのみが一括消去される。
In each memory cell connected to unselected word lines WL 1 and WL 3, 0 V is applied to drain 1002, source 1003 and control gate 1006. Therefore, the floating gate 1005
No high electric field is generated between the floating gate 1005 and the source 1003, and electrons are not injected into the floating gate 1005 due to a tunnel phenomenon. Therefore, only the memory cells connected to the selected word line are erased collectively.

【0226】このように、第5の実施例においても、メ
モリアレイ単位ではなく、ページ単位で一括消去を行な
うことができる。
As described above, also in the fifth embodiment, batch erasing can be performed not on a memory array basis but on a page basis.

【0227】データの書換えは、図16に示される手順
で行なわれる。したがって、従来例のような消去前書込
動作を行なうことなく、ページ単位でデータの書換えを
行なうことができる。
Data rewriting is performed according to the procedure shown in FIG. Therefore, data can be rewritten in page units without performing the pre-erase write operation as in the conventional example.

【0228】(6) 第6の実施例(図18〜図33) (a) フラッシュメモリの全体の構成(図18,図1
9) 図18は、第6の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。また、図19は、メモ
リアレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す
回路図である。
(6) Sixth Embodiment (FIGS. 18 to 33) (a) Overall Configuration of Flash Memory (FIGS. 18 and 1)
9) FIG. 18 is a block diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the sixth embodiment. FIG. 19 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the memory array and its related parts.

【0229】図18のフラッシュメモリが図131に示
す従来のフラッシュメモリと異なるのは次の点である。
メモリアレイ1010aが複数のセクタに分割されてい
る。図18の例では、メモリアレイ1010aがセクタ
SE1,SE2に分割されている。メモリアレイ101
0aは、セクタSE1,SE2にそれぞれ対応するセレ
クトゲートSG1,SG2を含む。
The flash memory of FIG. 18 differs from the conventional flash memory of FIG. 131 in the following points.
The memory array 1010a is divided into a plurality of sectors. In the example of FIG. 18, the memory array 1010a is divided into sectors SE1 and SE2. Memory array 101
0a includes select gates SG1 and SG2 corresponding to sectors SE1 and SE2, respectively.

【0230】メモリアレイ1010aは、P- ウェル1
008内に形成される。図131に示すVpp/Vcc
切換回路1090は設けられず、高電圧発生回路121
0,1220、負電圧発生回路1230,1240、ウ
ェル電位発生回路1250およびセレクトゲートデコー
ダ1260がさらに設けられる。高電圧発生回路121
0,1220は外部から電源電圧Vcc(たとえば5
V)を受け、高電圧(たとえば10V)を発生する。負
電圧発生回路1230,1240は、外部から電源電圧
Vccを受け、負電圧(たとえば−10V)を発生す
る。ウェル電位発生回路1250は消去時にP- ウェル
1008に負電圧(たとえば−5V)を印加する。セレ
クトゲートデコーダ1260は、アドレスバッファ10
20からのアドレス信号の一部に応答して、セレクトゲ
ートSG1,SG2を選択的に活性化する。
The memory array 1010a is a P-well 1
008. Vpp / Vcc shown in FIG.
The switching circuit 1090 is not provided and the high voltage generation circuit 121
0, 1220, negative voltage generation circuits 1230, 1240, well potential generation circuit 1250, and select gate decoder 1260 are further provided. High voltage generation circuit 121
0 and 1220 are externally supplied with a power supply voltage Vcc (for example, 5
V) and generates a high voltage (for example, 10 V). Negative voltage generating circuits 1230 and 1240 receive power supply voltage Vcc from the outside and generate a negative voltage (for example, -10 V). Well potential generating circuit 1250 applies a negative voltage (for example, -5 V) to P- well 1008 at the time of erasing. Select gate decoder 1260 includes address buffer 10
Select gates SG1 and SG2 are selectively activated in response to a part of the address signal from 20.

【0231】次に図19を参照する。メモリアレイ10
10aには複数の主ビット線が配列される。図19には
2つの主ビット線MB0,MB1が示される。主ビット
線MB0,MB1はそれぞれYゲートトランジスタYG
0,YG1を介してセンスアンプ1060および書込回
路1080に接続される。
Next, reference is made to FIG. Memory array 10
A plurality of main bit lines are arranged in 10a. FIG. 19 shows two main bit lines MB0 and MB1. The main bit lines MB0 and MB1 are respectively connected to Y gate transistors YG
0, YG1 are connected to the sense amplifier 1060 and the write circuit 1080.

【0232】各主ビット線に対応して複数の副ビット線
が配列される。図19の例では、主ビット線MB0に対
応して2つの副ビット線SB01,SB02が設けら
れ、主ビット線MB1に対応して2つの副ビット線SB
11,SB12が設けられる。
A plurality of sub-bit lines are arranged corresponding to each main bit line. In the example of FIG. 19, two sub-bit lines SB01 and SB02 are provided corresponding to main bit line MB0, and two sub-bit lines SB01 corresponding to main bit line MB1.
11, SB12 are provided.

【0233】複数の副ビット線に交差するように複数の
ワード線が配列される。図19の例では、副ビット線S
B01,SB11に交差するようにワード線WL0,W
L1が配列され、副ビット線SB02,SB12に交差
するようにワード線WL2,WL3が配列される。
A plurality of word lines are arranged to cross a plurality of sub-bit lines. In the example of FIG.
Word lines WL0, W
L1 is arranged, and word lines WL2, WL3 are arranged so as to cross the sub-bit lines SB02, SB12.

【0234】副ビット線SB01,SB02,SB1
1,SB12とワード線WL0〜WL3との交点にはそ
れぞれメモリセルM00〜M03,M10〜M13が設
けられる。メモリセルM00,M01,M10,M11
はセクタSE1に含まれ、メモリセルM02,M03,
M12,M13はセクタSE2に含まれる。
Sub bit lines SB01, SB02, SB1
1, memory cells M00 to M03 and M10 to M13 are provided at intersections between SB12 and word lines WL0 to WL3, respectively. Memory cells M00, M01, M10, M11
Are included in the sector SE1, and the memory cells M02, M03,
M12 and M13 are included in the sector SE2.

【0235】各メモリセルのドレインは対応する副ビッ
ト線に接続され、コントロールゲートは対応するワード
線に接続され、ソースはソース線SLに接続される。
A drain of each memory cell is connected to a corresponding sub-bit line, a control gate is connected to a corresponding word line, and a source is connected to a source line SL.

【0236】セレクトゲートSG1はセレクトゲートト
ランジスタSG01,SG11を含み、セレクトゲート
SG2はセレクトゲートトランジスタSG02,SG1
2を含む。副ビット線SB01,SB02はそれぞれセ
レクトゲートトランジスタSG01,SG02を介して
主ビット線MB0に接続され、副ビット線SB11,S
B12はそれぞれセレクトゲートトランジスタSG1
1,SG12を介して主ビット線MB1に接続される。
セレクトゲートデコーダ1260のセレクトゲート線S
GL1はセレクトゲートトランジスタSG01,SG1
1に接続され、セレクトゲート線SGL2はセレクトゲ
ートトランジスタSG02,SG12に接続される。
Select gate SG1 includes select gate transistors SG01 and SG11, and select gate SG2 is select gate transistors SG02 and SG1.
2 inclusive. The sub-bit lines SB01 and SB02 are connected to the main bit line MB0 via select gate transistors SG01 and SG02, respectively.
B12 is a select gate transistor SG1
1 and SG12 to the main bit line MB1.
Select gate line S of select gate decoder 1260
GL1 is the select gate transistors SG01, SG1
1 and the select gate line SGL2 is connected to select gate transistors SG02 and SG12.

【0237】(b) メモリセルのプログラムおよび消
去(図20) 図20の(a)にプログラム時におけるメモリセルへの
電圧印加条件を示す。また、図20の(b)に消去時に
おけるメモリセルへの電圧印加条件を示す。
(B) Programming and Erasing of Memory Cell (FIG. 20) FIG. 20A shows conditions for applying a voltage to the memory cell during programming. FIG. 20B shows conditions for applying a voltage to the memory cell at the time of erasing.

【0238】プログラム時には、図20の(a)に示す
ように、ドレイン1002に正電圧(たとえば5V)を
印加し、コントロールゲート1006に負電圧(たとえ
ば−10V)を印加し、ソース1003をフローティン
グ状態にし、P- ウェル1008に0Vを印加する。そ
れにより、フローティングゲート1005とドレイン1
002との間に高電界が発生し、トンネル現象によりフ
ローティングゲート1005がドレイン1002に電子
が放出される。その結果、メモリセルのしきい値電圧が
下降する。
At the time of programming, as shown in FIG. 20A, a positive voltage (for example, 5 V) is applied to drain 1002, a negative voltage (for example, -10 V) is applied to control gate 1006, and source 1003 is set in a floating state. Then, 0 V is applied to the P − well 1008. As a result, the floating gate 1005 and the drain 1
A high electric field is generated between the floating gate 1002 and the floating gate 1002, and electrons are emitted from the floating gate 1005 to the drain 1002 by a tunnel phenomenon. As a result, the threshold voltage of the memory cell decreases.

【0239】消去時には、図20の(b)に示すよう
に、ドレイン1002をフローティング状態にし、コン
トロールゲート1006に高電圧(たとえば10V)を
印加し、ソース1003をフローティング状態にし、P
- ウェル1008に負電圧(たとえば−5V)を印加す
る。それにより、コントロールゲート1006とP- ウ
ェル1008との間に高電圧(この場合15V)が印加
され、ソース1003とフローティングゲート1005
との間に高電界が発生する。その結果、トンネル現象に
よりソース1003からフローティングゲート1005
に電子が注入され、メモリセルのしきい値電圧が上昇す
る。
At the time of erasing, as shown in FIG. 20B, the drain 1002 is set to the floating state, a high voltage (for example, 10 V) is applied to the control gate 1006, the source 1003 is set to the floating state,
Applying a negative voltage (eg, -5V) to the well 1008; As a result, a high voltage (in this case, 15 V) is applied between the control gate 1006 and the P − well 1008, and the source 1003 and the floating gate 1005 are applied.
And a high electric field is generated between them. As a result, the floating gate 1005
Are injected into the memory cell, and the threshold voltage of the memory cell increases.

【0240】このように、プログラム時にはトンネル現
象によりフローティングゲート1005からドレイン1
002に電子が放出される。そのため、チャネル方向ま
たは基板方向の電界を弱めるために、ドレイン1002
に沿ってN- 型不純物領域1002eが設けられる。
As described above, the tunneling phenomenon causes the floating gate 1005 to change the drain 1
At 002, electrons are emitted. Therefore, in order to weaken the electric field in the channel direction or the substrate direction, the drain 1002
Along the region, an N- type impurity region 1002e is provided.

【0241】なお、ソース1003に沿ってN- 型不純
物領域1003eを設けてもよい。このように、ドレイ
ン側およびソース側の両方にN- 型不純物領域1002
e,1003eを設けると、製造工程が少なくなる。
Note that an N − -type impurity region 1003 e may be provided along the source 1003. As described above, the N − -type impurity regions 1002 are
When e and 1003e are provided, the number of manufacturing steps is reduced.

【0242】(c) フラッシュメモリの動作(図2
1) 次に、フラッシュメモリのセクタ一括消去動作、プログ
ラム動作および読出動作を図21を参照しながら説明す
る。
(C) Operation of flash memory (FIG. 2)
1) Next, the sector erase operation, program operation, and read operation of the flash memory will be described with reference to FIG.

【0243】(i) セクタ一括消去動作 ここでは、セクタSE1を一括消去するものと仮定す
る。まず、制御信号バッファ1120を介して制御回路
1130に、セクタ一括消去動作を指定する制御信号が
与えられる。それにより、高電圧発生回路1220およ
び負電圧発生回路1230が活性化される。
(I) Batch Sector Erase Operation Here, it is assumed that the sector SE1 is collectively erased. First, a control signal designating a sector batch erasing operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Thereby, high voltage generation circuit 1220 and negative voltage generation circuit 1230 are activated.

【0244】高電圧発生回路1220はXデコーダ10
30に高電圧(10V)を与える。Xデコーダ1030
は、セクタSE1のワード線WL0,WL1に高電圧
(10V)を印加し、セクタSE2のワード線WL2,
WL3に0Vを印加する。負電圧発生回路1230はY
デコーダ1040およびウェル電位発生回路1250に
負電圧を与える。Yデコーダ1040はYゲート105
0内のYゲートトランジスタYG0,YG1に負電圧
(−5V)を印加する。それにより、主ビット線MB
0,MB1はフローティング状態になる。ソース制御回
路10はソース線SLをフローティング状態にする。ま
た、ウェル電位発生回路1250はP- ウェル1008
に負電圧(−5V)を印加する。セレクトゲートデコー
ダ1260はセレクトゲート線SG1,SG2に0Vを
印加する。
The high voltage generation circuit 1220
Apply a high voltage (10V) to 30. X decoder 1030
Applies a high voltage (10 V) to the word lines WL0 and WL1 of the sector SE1, and applies the word lines WL2 and WL2 of the sector SE2.
0 V is applied to WL3. Negative voltage generation circuit 1230 is Y
Negative voltage is applied to decoder 1040 and well potential generating circuit 1250. Y decoder 1040 is a Y gate 105
A negative voltage (−5 V) is applied to the Y gate transistors YG0 and YG1 in 0. Thereby, the main bit line MB
0 and MB1 enter a floating state. The source control circuit 10 sets the source line SL to a floating state. Also, well potential generating circuit 1250 has P- well 1008
A negative voltage (−5 V). Select gate decoder 1260 applies 0 V to select gate lines SG1 and SG2.

【0245】このようにして、セクタSE1内のメモリ
セルM00,M01,M10,M11に、図20の
(b)に示されるように電圧が印加される。その結果、
セクタSE1内のすべてのメモリセルが消去される。
In this way, a voltage is applied to the memory cells M00, M01, M10, M11 in the sector SE1, as shown in FIG. as a result,
All memory cells in sector SE1 are erased.

【0246】このとき、非選択のセクタSE2内の各メ
モリセルにおいて、コントロールゲートとP- ウェルと
の間に印加される電圧は5Vである。したがって、トン
ネル現象は発生しない。また、この電位条件は読出時の
電位条件とほぼ同じであるので、データへのディスター
ブがほとんど起きない。
At this time, in each memory cell in the non-selected sector SE2, the voltage applied between the control gate and the P- well is 5V. Therefore, no tunnel phenomenon occurs. Since this potential condition is almost the same as the potential condition at the time of reading, disturbance to data hardly occurs.

【0247】(ii) プログラム動作(図21の
(b)) ここでは、メモリセルM00をプログラムするものと仮
定する。すなわち、メモリセルM00にデータ“0”を
書込み、メモリセルM10にデータ“1”を書き込む。
(Ii) Program Operation (FIG. 21 (b)) Here, it is assumed that the memory cell M00 is programmed. That is, data “0” is written to the memory cell M00, and data “1” is written to the memory cell M10.

【0248】まず、制御信号バッファ1120を介して
制御回路1130に、プログラム動作を指定する制御信
号が与えられる。それにより、高電圧発生回路1210
および負電圧発生回路1240が活性化される。
First, a control signal designating a program operation is applied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120. Thereby, the high voltage generation circuit 1210
And negative voltage generation circuit 1240 is activated.

【0249】負電圧発生回路1240はXデコーダ10
30に負電圧を与える。Xデコーダ1030は、アドレ
スバッファ1020から与えられるXアドレス信号に応
答してワード線WL0を選択し、選択されたワード線W
L0に負電圧(−10V)を印加し、非選択のワード線
WL1〜WL3に0Vを印加する。
Negative voltage generating circuit 1240 is connected to X decoder 10
30 is given a negative voltage. X decoder 1030 selects word line WL0 in response to an X address signal provided from address buffer 1020, and selects selected word line W0.
A negative voltage (−10 V) is applied to L0, and 0 V is applied to unselected word lines WL1 to WL3.

【0250】高電圧発生回路1210はYデコーダ10
40、書込回路1080およびセレクトゲートデコーダ
1260に高電圧を与える。まず、外部からデータ入出
力バッファ1070を介してデータ“0”が書込回路1
080に与えられ、ラッチされる。Yデコーダ1040
は、アドレスバッファ1020から与えられるYアドレ
ス信号に応答してYゲート1050内のYゲートトラン
ジスタYG0に高電圧(たとえば7V)を印加し、Yゲ
ートトランジスタYG1に0Vを印加する。それによ
り、YゲートトランジスタYG0がオンする。
The high voltage generation circuit 1210
40, a high voltage is applied to the write circuit 1080 and the select gate decoder 1260. First, data “0” is externally written to the write circuit 1 via the data input / output buffer 1070.
080 and latched. Y decoder 1040
Applies a high voltage (for example, 7V) to Y gate transistor YG0 in Y gate 1050 and applies 0V to Y gate transistor YG1 in response to a Y address signal supplied from address buffer 1020. As a result, the Y gate transistor YG0 turns on.

【0251】書込回路1080はYゲートトランジスタ
YG0を介して主ビット線MB0にデータ“0”に対応
するプログラム電圧(5V)を印加する。また、セレク
トゲートデコーダ1260は、セレクトゲート線SGL
1に高電圧(たとえば(7V)を印加し、セレクトゲー
ト線SGL2に0Vを印加する。それにより、副ビット
線SB01,SB11がそれぞれ主ビット線MB0,M
B1に接続される。ソース制御回路1110は、ソース
線SLをフローティング状態にする。ウェル電位発生回
路1250はP- ウェル1008に0Vを印加する。
Write circuit 1080 applies a program voltage (5 V) corresponding to data "0" to main bit line MB0 via Y gate transistor YG0. The select gate decoder 1260 is connected to the select gate line SGL.
A high voltage (for example, (7 V)) is applied to 1 and 0 V is applied to the select gate line SGL2, whereby the sub-bit lines SB01 and SB11 are connected to the main bit lines MB0 and M, respectively.
B1. The source control circuit 1110 sets the source line SL to a floating state. Well potential generating circuit 1250 applies 0 V to P- well 1008.

【0252】このようにして、メモリセルM00に、図
20の(a)に示されるように電圧が印加される。その
結果、メモリセルM00のしきい値電圧が下降する。
Thus, a voltage is applied to the memory cell M00 as shown in FIG. As a result, the threshold voltage of the memory cell M00 decreases.

【0253】一定時間(たとえば1m秒)経過後、外部
からデータ入出力バッファ1070を介してデータ
“1”が書込回路1080に与えられ、ラッチされる。
Yデコーダ1040は、アドレスバッファ1020から
与えられるYアドレス信号に応答してYゲート1050
内のYゲートトランジスタYG1に高電圧(7V)を印
加し、YゲートトランジスタYG0に0Vを印加する。
それにより、YゲートトランジスタYG1がオンする。
書込回路1080は、YゲートトランジスタYG1を介
して主ビット線MB1にデータ“1”に対応する0Vを
印加する。したがって、メモリセルM10のしきい値電
圧は高いまま維持される。
After a lapse of a predetermined time (for example, 1 ms), data “1” is externally applied to write circuit 1080 via data input / output buffer 1070 and latched.
Y decoder 1040 responds to a Y address signal provided from address buffer 1020 by Y gate 1050.
, A high voltage (7 V) is applied to the Y gate transistor YG1 and 0 V is applied to the Y gate transistor YG0.
This turns on the Y gate transistor YG1.
Write circuit 1080 applies 0 V corresponding to data "1" to main bit line MB1 via Y gate transistor YG1. Therefore, the threshold voltage of memory cell M10 is kept high.

【0254】プログラム動作の際にベリファイ動作を行
なってもよい。このベリファイ動作を図22のフローチ
ャートを参照しながら説明する。
A verify operation may be performed during a program operation. This verify operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0255】上記のように、選択されたワード線WL0
に負電圧(−10V)を印加し、選択されたセレクトゲ
ート線SGL1に高電圧(7V)を印加する(ステップ
S21)。また、ソース線SLをフローティング状態に
し(ステップS22)、データ“0”の主ビット線MB
0に5Vを印加し、データ“1”の主ビット線MB1に
0Vを印加する(ステップS23)。それにより、メモ
リセルM00のしきい値電圧が下降する。このとき、メ
モリセルM10のしきい値電圧は高く維持される。
As described above, the selected word line WL0
, And a high voltage (7 V) is applied to the selected select gate line SGL1 (step S21). Further, the source line SL is set to the floating state (step S22), and the main bit line MB for data "0" is
5V is applied to 0, and 0V is applied to the main bit line MB1 of data "1" (step S23). Thereby, the threshold voltage of memory cell M00 decreases. At this time, the threshold voltage of the memory cell M10 is kept high.

【0256】一定時間(たとえば1m秒)経過後、制御
回路1130によりベリファイ動作が開始される。それ
により、ベリファイ電圧発生回路1100が活性化され
る。ベリファイ電圧発生回路1100はXデコーダ10
30に通常の電源電圧Vccよりも低いベリファイ電圧
を供給する。その結果、選択されたワード線WL0にベ
リファイ電圧が印加される(ステップS24)。ソース
制御回路1110によりソース線SLが接地される(ス
テップS25)。それにより、読出動作が行なわれる
(ステップS26)。
After a lapse of a fixed time (for example, 1 ms), control circuit 1130 starts a verify operation. Thereby, verify voltage generation circuit 1100 is activated. Verify voltage generation circuit 1100 is connected to X decoder 10
30 is supplied with a verify voltage lower than the normal power supply voltage Vcc. As a result, a verify voltage is applied to the selected word line WL0 (step S24). The source line SL is grounded by the source control circuit 1110 (step S25). Thereby, a read operation is performed (step S26).

【0257】メモリセルM00のしきい値電圧がベリフ
ァイ電圧よりも高いと、主ビット線MB0には電流が流
れない。そのため、センスアンプ1060がデータ
“1”を検知する。この場合、制御回路1130はプロ
グラムが不十分であると判断し、再びプログラム動作お
よびベリファイ動作を行なう(ステップS27,S21
〜S26)。
When the threshold voltage of memory cell M00 is higher than the verify voltage, no current flows through main bit line MB0. Therefore, sense amplifier 1060 detects data “1”. In this case, control circuit 1130 determines that the program is insufficient, and performs the program operation and the verify operation again (steps S27 and S21).
To S26).

【0258】メモリセルM00のしきい値電圧がベリフ
ァイ電圧よりも低くなれば、主ビット線MB0に電流が
流れる。そのため、センスアンプ1060がデータ
“0”を検知する。この場合、制御回路1130はプロ
グラムが十分であると判断し、メモリセルM00につい
てのプログラム動作を終了する。
If the threshold voltage of memory cell M00 is lower than the verify voltage, a current flows through main bit line MB0. Therefore, sense amplifier 1060 detects data “0”. In this case, control circuit 1130 determines that the program is sufficient, and ends the program operation for memory cell M00.

【0259】Xデコーダ1030に与えられるXアドレ
ス信号が順次インクリメントされ、ワード線WL1,W
L2,WL3に関して順次プログラム動作およびベリフ
ァイ動作が行なわれる(ステップS28,S29)。
The X address signal applied to X decoder 1030 is sequentially incremented, and word lines WL1 and W
A program operation and a verify operation are sequentially performed on L2 and WL3 (steps S28 and S29).

【0260】(iii) 読出動作(図21の(c)) ここでは、メモリセルM00からデータを読出すものと
仮定する。まず、制御信号バッファ1120を介して制
御回路1130に、読出動作を指定する制御信号が与え
られる。
(Iii) Read operation ((c) in FIG. 21) Here, it is assumed that data is read from memory cell M00. First, a control signal designating a read operation is supplied to control circuit 1130 via control signal buffer 1120.

【0261】Xデコーダ1030は、アドレスバッファ
1020から与えられるXアドレス信号に応答してワー
ド線WL0を選択し、それに電源電圧Vcc(5V)を
印加する。このとき、ワード線WL1,WL2,WL3
は0Vに保たれる。セレクトゲートデコーダ1260
は、セレクトゲート線SGL1に5Vを印加し、セレク
トゲート線SGL2に0Vを印加する。Yデコーダ10
40は、アドレスバッファ1020から与えられるYア
ドレス信号に応答してYゲート1050内のYゲートト
ランジスタYG0をオンさせる。ソース制御回路111
0はソース線SLを接地する。
X decoder 1030 selects word line WL0 in response to an X address signal supplied from address buffer 1020, and applies power supply voltage Vcc (5 V) to it. At this time, the word lines WL1, WL2, WL3
Is kept at 0V. Select gate decoder 1260
Applies 5 V to the select gate line SGL1 and 0 V to the select gate line SGL2. Y decoder 10
Reference numeral 40 turns on the Y gate transistor YG0 in the Y gate 1050 in response to the Y address signal supplied from the address buffer 1020. Source control circuit 111
0 grounds the source line SL.

【0262】それにより、主ビット線MBOに読出電圧
Vrが現れる。この読出電圧Vrがセンスアンプ106
0により検知され、データ入出力バッファ1070を介
して外部に出力される。
Thus, read voltage Vr appears on main bit line MBO. This read voltage Vr is applied to sense amplifier 106
0 and is output to the outside via the data input / output buffer 1070.

【0263】(d) メモリセルの断面構造(図23) 図23はこの実施例のフラッシュメモリに用いられるメ
モリセルの断面構造を示す図である。図23に示す構造
をトリプルウェル構造と呼ぶ。
(D) Cross-sectional structure of memory cell (FIG. 23) FIG. 23 is a diagram showing a cross-sectional structure of a memory cell used in the flash memory of this embodiment. The structure shown in FIG. 23 is called a triple well structure.

【0264】P- 型半導体基板1001の所定領域にN
- ウェル1009が形成され、N-ウェル1009内に
P- ウェル1008が形成される。P- ウェル1008
内の所定領域に所定間隔をもって2つのN+ 型不純物領
域が形成される。N+ 型不純物領域の一方がドレイン1
002を構成し、他方がソース1003を構成する。ソ
ース1002とドレイン1003との間の領域上に、極
めて薄い酸化膜等の絶縁膜1004(約100Å)を介
してフローティングゲート1005が形成され、さらに
その上に絶縁膜を介してコントロールゲート1006が
形成される。このようにして、メモリセルMCが形成さ
れる。
N-type semiconductor substrate 1001
A well 1009 is formed, and a P-well 1008 is formed in the N-well 1009; P-well 1008
Two N @ + -type impurity regions are formed at predetermined intervals in a predetermined region. One of the N + type impurity regions is a drain 1
002 and the other constitutes the source 1003. On a region between the source 1002 and the drain 1003, a floating gate 1005 is formed via an insulating film 1004 (about 100 °) such as an extremely thin oxide film, and a control gate 1006 is formed thereon via an insulating film. Is done. Thus, a memory cell MC is formed.

【0265】CMOS回路領域1300は、P- ウェル
内に形成されたNチャネルトランジスタおよびN- ウェ
ル内に形成されたPチャネルトランジスタを含む。
CMOS circuit region 1300 includes an N-channel transistor formed in a P- well and a P-channel transistor formed in an N- well.

【0266】(e) 高集積化 図24は、第6の実施例における2つの隣接したメモリ
セルの構造図である。図24に示されるように、2つの
メモリセルM00およびM10は、Pウェル1008上
に形成された分離酸化膜1400により分離される。
(E) High integration FIG. 24 is a structural diagram of two adjacent memory cells in the sixth embodiment. As shown in FIG. 24, two memory cells M00 and M10 are separated by a separation oxide film 1400 formed on P well 1008.

【0267】プログラム動作において、選択されたメモ
リセルM10のドレイン1002′に5Vの電圧が与え
られ、一方、選択されないメモリセルM00のドレイン
1002に0Vの電圧が与えられる。これに加えて、コ
ントロールゲートを形成する第2アルミ配線層1006
に−10Vの負電圧が与えられる。したがって、分離酸
化膜1400をゲート酸化膜として、MOSトランジス
タ1401が等価的に存在することになる。
In the programming operation, a voltage of 5 V is applied to drain 1002 'of selected memory cell M10, while a voltage of 0 V is applied to drain 1002 of unselected memory cell M00. In addition to this, a second aluminum wiring layer 1006 forming a control gate
Is supplied with a negative voltage of -10V. Therefore, MOS transistor 1401 equivalently exists using isolation oxide film 1400 as a gate oxide film.

【0268】この等価NMOSトランジスタ1401
は、ゲート電極を介して−10Vの負電圧を受ける。し
たがって、この等価トランジスタ1401は、上記のプ
ログラム動作において導通することがあり得ず、したが
って、分離酸化膜1400の幅Waを図146に示した
幅Wbと比較してより小さな値に選択することができ、
したがって、より高い集積度が得られる。
This equivalent NMOS transistor 1401
Receives a negative voltage of -10 V through the gate electrode. Therefore, this equivalent transistor 1401 cannot conduct in the above-described program operation, and therefore, it is possible to select width Wa of isolation oxide film 1400 to a smaller value than width Wb shown in FIG. Can,
Therefore, a higher degree of integration can be obtained.

【0269】図25は、第6の実施例におけるメモリセ
ルアレイの半導体基板上のレイアウト図である。すでに
説明したように、第6の実施例ではプログラム動作およ
び消去動作がトンネル現象を利用して行なわれるので、
副ビット線を介して流れる電流が極めて少なくなる。し
たがって、セクタ選択のためのセレクトゲートトランジ
スタSG0およびSG1のチャネル幅を、図145に示
した例と比較してより小さな値に選択することができ
る。したがって、より高集積化に適したレイアウトが得
られる。
FIG. 25 is a layout diagram of a memory cell array on a semiconductor substrate in the sixth embodiment. As described above, in the sixth embodiment, the program operation and the erase operation are performed by utilizing the tunnel phenomenon.
The current flowing through the sub-bit line becomes extremely small. Therefore, the channel width of select gate transistors SG0 and SG1 for selecting a sector can be selected to a smaller value as compared with the example shown in FIG. Therefore, a layout suitable for higher integration can be obtained.

【0270】図26は、第6の実施例のメモリセルアレ
イにおいて与えられる電圧を示す回路図である。図26
(a)は、プログラム動作において与えられる電圧を示
し、一方、図26(b)は、消去動作において与えられ
る電圧を示す。
FIG. 26 is a circuit diagram showing voltages applied to the memory cell array of the sixth embodiment. FIG.
FIG. 26A shows the voltage applied in the program operation, while FIG. 26B shows the voltage applied in the erase operation.

【0271】図26(a)に示されるように、プログラ
ム動作において、図示されていないXデコーダが−10
Vおよび0Vの出力電圧を出力する。言い換えると、X
デコーダは10Vの電圧差を有する出力電圧を出力す
る。
As shown in FIG. 26 (a), in the program operation, an X decoder (not shown)
The output voltages V and 0V are output. In other words, X
The decoder outputs an output voltage having a voltage difference of 10V.

【0272】一方、図26(b)に示すように、Xデコ
ーダは、消去動作において、10Vおよび0Vの出力電
圧を必要とする。言い換えると、Xデコーダは、10V
の電圧差を有する出力電圧を出力する。
On the other hand, as shown in FIG. 26B, the X decoder requires output voltages of 10 V and 0 V in the erasing operation. In other words, the X decoder is 10V
Is output.

【0273】図26に示した出力電圧差(すなわち10
V)と図147に示した出力電圧差(すなわち15Vお
よび18V)を比較するとわかるように、第6の実施例
におけるXデコーダの出力電圧差が減少されている。こ
のことは、Xデコーダの集積度を向上させるのに貢献す
る。すなわち、第6の実施例ではXデコーダの出力電圧
差が小さくなるので、Xデコーダを半導体基板上のより
少ない占有領域内に形成することが可能となる。
The output voltage difference shown in FIG.
V) and the output voltage difference shown in FIG. 147 (that is, 15 V and 18 V), the output voltage difference of the X decoder in the sixth embodiment is reduced. This contributes to improving the integration of the X decoder. That is, in the sixth embodiment, since the output voltage difference of the X decoder becomes small, it becomes possible to form the X decoder in a less occupied area on the semiconductor substrate.

【0274】(f) 高電圧発生回路(図27,図2
8) 図27の(a)に高電圧発生回路の等価回路を示す。高
電圧発生回路は、複数のダイオードD210および複数
のキャパシタンスC210を含む。キャパシタンスC2
10には2相のクロック信号φ,/φが与えられる。そ
れにより、チャージポンプが構成される。
(F) High voltage generation circuit (FIG. 27, FIG. 2)
8) FIG. 27A shows an equivalent circuit of the high voltage generation circuit. The high voltage generation circuit includes a plurality of diodes D210 and a plurality of capacitances C210. Capacitance C2
10 are supplied with two-phase clock signals φ and / φ. Thereby, a charge pump is configured.

【0275】各ダイオードD210は、通常、図27の
(b)に示すように、Nチャネルトランジスタにより構
成される。Nチャネルトランジスタのバックゲートは接
地されている。
Each diode D210 is usually constituted by an N-channel transistor as shown in FIG. The back gate of the N-channel transistor is grounded.

【0276】しかし、電源電圧Vccが低い場合(たと
えば3V)には、バックゲート効果により高電圧を得る
ことが困難になる。バックゲート効果とは、ソース電圧
と相対的にバックゲート電圧が下がると、しきい値電圧
が上昇することである。
However, when the power supply voltage Vcc is low (for example, 3 V), it is difficult to obtain a high voltage due to the back gate effect. The back gate effect means that when the back gate voltage decreases relative to the source voltage, the threshold voltage increases.

【0277】そこで、この実施例では、図28に示す構
造が用いられる。P- 型半導体基板1001に複数のN
- ウェル1211が形成され、各N- ウェル1211内
にP+ 型不純物領域1212およびN+ 型不純物領域1
213が形成される。これらのP+ 型不純物領域121
2およびN+ 型不純物領域1213がダイオードを構成
する。
In this embodiment, the structure shown in FIG. 28 is used. P- type semiconductor substrate 1001 has a plurality of N
-A well 1211 is formed, and a P + -type impurity region 1212 and an N + -type impurity region 1
213 are formed. These P + type impurity regions 121
The 2 and N + type impurity regions 1213 constitute a diode.

【0278】この構成によると、各ダイオードがバック
ゲートを有さないので、バックゲート効果は起こらな
い。
According to this configuration, since each diode has no back gate, the back gate effect does not occur.

【0279】しかしながら、場合により、図28に示し
た構造を有する高電圧発生回路において、図29に示す
ような寄生トランジスタ(バイポーラトランジスタ)が
存在し得る。図29を参照して、pnp型の寄生トラン
ジスタ1411および1412が、P+ 型不純物領域1
212,N- ウェル1211およびP- 型半導体基板1
001により形成され得る。したがって、これらの寄生
トランジスタ1411,1412,…の存在により、図
30に示した回路が等価的に形成され得る。
However, in some cases, a parasitic transistor (bipolar transistor) as shown in FIG. 29 may exist in the high voltage generating circuit having the structure shown in FIG. Referring to FIG. 29, pnp type parasitic transistors 1411 and 1412 are connected to P + type impurity region 1.
212, N- well 1211 and P- type semiconductor substrate 1
001. Therefore, the circuit shown in FIG. 30 can be equivalently formed by the presence of these parasitic transistors 1411, 1412,.

【0280】図30は、図29に示した寄生トランジス
タ1411,1412,…により構成される回路の等価
回路図である。図30からわかるように、カスケードさ
れた寄生トランジスタ1411,1412,…により、
微小な何らかのリーク電流ILEAKが増幅され、過大な電
流Inが引き起こされる。すなわち、各寄生トランジス
タ1411,1412,…の電流増幅率をhfeとする
と、次式により決定される過大な電流Inが流れること
になる。
FIG. 30 is an equivalent circuit diagram of a circuit constituted by parasitic transistors 1411, 1412,... Shown in FIG. As can be seen from FIG. 30, the cascaded parasitic transistors 1411, 1412,.
A small leak current ILEAK is amplified, and an excessive current In is caused. That is, assuming that the current amplification factor of each of the parasitic transistors 1411, 1412,... Is hfe, an excessive current In determined by the following equation flows.

【0281】I1 =(1+hfe)・ILEAK In=(1+hfe)n ・ILEAK したがって、高電圧発生回路において過大な電流Inが
流れるのを防ぐため、図31に示した構造が提案され
る。
I1 = (1 + hfe) .ILEAK In = (1 + hfe) n.ILEAK Therefore, in order to prevent an excessive current In from flowing in the high voltage generating circuit, a structure shown in FIG. 31 is proposed.

【0282】図31は、第6の実施例によるフラッシュ
メモリに用いられる高電圧発生回路の別の構造を示す断
面図である。図31に示されるように、トリプルウェル
構造が高電圧発生回路に適用される。これにより、図2
9に示したような寄生トランジスタ1411,141
2,…が存在するのが防がれ、安定した昇圧動作が行な
われ得る。
FIG. 31 is a sectional view showing another structure of the high voltage generating circuit used in the flash memory according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 31, a triple well structure is applied to a high voltage generation circuit. As a result, FIG.
Parasitic transistors 1411, 141 as shown in FIG.
Are prevented from being present, and a stable boosting operation can be performed.

【0283】(g) 負電圧発生回路(図32,図3
3) 図32の(a)に負電圧発生回路の等価回路を示す。負
電圧発生回路は、複数のダイオードD230および複数
のキャパシタンスC230を含む。キャパシタンスC2
30には2相のクロック信号φ,/φが与えられる。そ
れにより、チャージポンプが構成される。
(G) Negative voltage generation circuit (FIGS. 32 and 3)
3) FIG. 32A shows an equivalent circuit of the negative voltage generating circuit. The negative voltage generation circuit includes a plurality of diodes D230 and a plurality of capacitances C230. Capacitance C2
30 is supplied with two-phase clock signals φ and / φ. Thereby, a charge pump is configured.

【0284】各ダイオードD230は、通常、図32の
(b)に示すように、Pチャネルトランジスタにより構
成される。Pチャネルトランジスタのバックゲートは接
地されている。
Each diode D230 is usually constituted by a P-channel transistor as shown in FIG. The back gate of the P-channel transistor is grounded.

【0285】しかし、電源電圧Vccが低い場合(たと
えば3V)には、バックゲート効果により低い負電圧を
得ることが困難になる。
However, when power supply voltage Vcc is low (for example, 3 V), it becomes difficult to obtain a low negative voltage due to the back gate effect.

【0286】そこで、この実施例では、図33に示すト
リプルウェル構造が用いられる。P- 型半導体基板10
01にN- ウェル1231が形成され、N- ウェル12
31内に複数のP- ウェル1232が形成され、各P-
ウェル1232内にN+ 型不純物領域1233およびP
+ 型不純物領域1234が形成される。これらのN+型
不純物領域1233およびP+ 型不純物領域1234が
ダイオードを構成する。
In this embodiment, a triple well structure shown in FIG. 33 is used. P- type semiconductor substrate 10
01, an N-well 1231 is formed.
A plurality of P- wells 1232 are formed in
N + type impurity region 1233 and P
+ Type impurity region 1234 is formed. These N + -type impurity regions 1233 and P + -type impurity regions 1234 constitute a diode.

【0287】この構成によると、各ダイオードがバック
ゲートを有さないので、バックゲート効果は起こらな
い。また、図23に示したように、メモリセルもN- ウ
ェル内に形成されるので、製造工程は増加しない。
According to this configuration, since each diode has no back gate, the back gate effect does not occur. Further, as shown in FIG. 23, since the memory cells are also formed in the N- well, the number of manufacturing steps does not increase.

【0288】(7) 第7の実施例(図34,図35) 図34は第7の実施例によるフラッシュメモリのメモリ
アレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す回
路図である。図7の実施例によるフラッシュメモリの全
体の構成は、図18に示す構成と同様である。
(7) Seventh Embodiment (FIGS. 34 and 35) FIG. 34 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array of a flash memory and a portion related thereto according to a seventh embodiment. The overall configuration of the flash memory according to the embodiment of FIG. 7 is the same as the configuration shown in FIG.

【0289】第7の実施例が第6の実施例と異なるの
は、主ビット線MB0,MB1にそれぞれトランスファ
ゲートトランジスタTG0,TG1を介してキャパシタ
ンスC0,C1が接続されている点である。キャパシタ
ンスC0,C1にはウェル電位VBが与えられる。トラ
ンスファゲートトランジスタTG0,TG1には制御回
路1130から制御信号CG1が与えられる。他の部分
の構成は、図19に示される構成と同様である。
The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in that capacitances C0 and C1 are connected to main bit lines MB0 and MB1 via transfer gate transistors TG0 and TG1, respectively. Well potential VB is applied to capacitances C0 and C1. A control signal CG1 is supplied from the control circuit 1130 to the transfer gate transistors TG0 and TG1. The configuration of other parts is the same as the configuration shown in FIG.

【0290】1つのメモリセルについてのプログラム時
間がたとえば1m秒であると仮定すると、図34に示す
ような2ビット構成ではプログラムに2m秒必要とな
る。実際には、1つのワード線に接続されるメモリセル
の数は数百〜数千であるので、データの書換えには膨大
な時間がかかる。各主ビット線ごとにデータラッチを設
けることにより複数のビット線に接続されるメモリセル
に同時にプログラムを行なってもよい。しかし、レイア
ウトが困難となる。
Assuming that the programming time for one memory cell is, for example, 1 ms, a 2-bit configuration as shown in FIG. 34 requires 2 ms for programming. Actually, since the number of memory cells connected to one word line is several hundred to several thousand, rewriting data takes an enormous amount of time. By providing a data latch for each main bit line, memory cells connected to a plurality of bit lines may be simultaneously programmed. However, layout becomes difficult.

【0291】そこで、第7の実施例に示すように、キャ
パシタンスC0,C1が設けられる。
Therefore, as shown in the seventh embodiment, capacitances C0 and C1 are provided.

【0292】プログラム時に、制御信号CG1に応答し
てトランスファゲートトランジスタTG0,TG1がオ
ンする。また、Yデコーダ1040は、Yアドレス信号
に応答してYゲートトランジスタYG0,YG1をたと
えば数十μ秒の周期で高速にスイッチングする。このと
き、書込回路1080にはYアドレス信号に従ってデー
タが順次与えられる。それにより、主ビット線MB0,
MB1を介してキャパシタンスC0,C1がデータに従
って充電される。この動作が1m秒の間繰返される。
At the time of programming, transfer gate transistors TG0 and TG1 turn on in response to control signal CG1. In addition, Y decoder 1040 switches Y gate transistors YG0 and YG1 at high speed, for example, at a period of several tens of microseconds in response to the Y address signal. At this time, data is sequentially applied to write circuit 1080 in accordance with the Y address signal. Thereby, main bit lines MB0, MB0,
The capacitances C0 and C1 are charged according to the data via MB1. This operation is repeated for 1 ms.

【0293】一般に、フローティングゲートからの電子
のトンネルに要する電流は数ナノアンペア以下であるの
で、キャパシタンスC0,C1に蓄積された電荷により
トンネルに要する消費電流を供給することができる。
Generally, the current required for tunneling electrons from the floating gate is several nanoamps or less, so that the current stored in the capacitances C0 and C1 can supply the current required for tunneling.

【0294】図35に示すように、たとえば250μ秒
ごとにYゲートトランジスタYG0,YG1をスイッチ
ングした場合、主ビット線MB0には、250μ秒〜5
00μ秒の期間および750μ秒〜1m秒の期間プログ
ラム電圧は印加されない。しかし、これらの期間には、
主ビット線MB0およびキャパシタンスC0に蓄積され
た電荷により主ビット線MB0の電圧が保持される。し
たがって、主ビット線MB0,MB1に接続されたメモ
リセルをプログラムするのに要する時間は1m秒とな
る。
As shown in FIG. 35, for example, when the Y gate transistors YG0 and YG1 are switched every 250 μsec, the main bit line MB0 is set at 250 μsec to 5
No program voltage is applied for a period of 00 μs and for a period of 750 μs to 1 ms. However, during these periods,
The voltage of the main bit line MB0 is held by the electric charge stored in the main bit line MB0 and the capacitance C0. Therefore, the time required to program the memory cells connected to main bit lines MB0 and MB1 is 1 ms.

【0295】ここで、主ビット線MB0にプログラム電
圧が印加されない期間の電圧減少量ΔVは、キャパシタ
ンスC0の値およびYゲートトランジスタのスイッチン
グ周波数で決まる。キャパシタンスC0の値が大きいほ
ど、またはスイッチング周波数が大きいほど、プログラ
ム電圧の減少は抑えられ、安定かつ高速にプログラムが
行なわれる。
Here, the amount of voltage decrease ΔV during a period in which no program voltage is applied to main bit line MB0 is determined by the value of capacitance C0 and the switching frequency of the Y gate transistor. As the value of the capacitance C0 is larger or the switching frequency is larger, the decrease in the program voltage is suppressed, and the programming is performed stably and at a high speed.

【0296】キャパシタンスC0,C1をMOS容量で
形成する場合、主ビット線MB0,MB1をゲートに接
続することが好ましい。もし、主ビット線MB0,MB
1をMOS容量の拡散層に接続すると、たとえば高温時
に、接合リークなどにより、充電されたプログラム電圧
が短時間で放電してしまう可能性があるからである。
When the capacitances C0 and C1 are formed by MOS capacitors, it is preferable to connect the main bit lines MB0 and MB1 to the gates. If the main bit lines MB0, MB
If 1 is connected to the diffusion layer of the MOS capacitor, the charged program voltage may be discharged in a short time due to junction leakage or the like at a high temperature, for example.

【0297】プログラム時および消去時の電圧印加条件
は第6の実施例と同様である。また、セクタ一括消去動
作およびプログラム動作も第6の実施例と同様である。
The voltage application conditions at the time of programming and erasing are the same as in the sixth embodiment. The sector batch erasing operation and the programming operation are the same as in the sixth embodiment.

【0298】(8) 第8の実施例(図36〜図51) (a) フラッシュメモリの全体の構成(図36,図3
7) 図36は、第8の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。また、図37は、メモ
リアレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す
回路図である。
(8) Eighth Embodiment (FIGS. 36 to 51) (a) Overall Configuration of Flash Memory (FIGS. 36 and 3)
7) FIG. 36 is a block diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the eighth embodiment. FIG. 37 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the memory array and its related parts.

【0299】図36のフラッシュメモリが図18に示す
第6の実施例のフラッシュメモリと異なるのは次の点で
ある。ソース制御回路1110の代わりにソースデコー
ダ1270が設けられる。また、負電圧発生回路123
0はYデコーダ1040の代わりにセレクトゲートデコ
ーダ1260およびソースデコーダ1270に負電圧を
与える。
The flash memory of FIG. 36 differs from the flash memory of the sixth embodiment shown in FIG. 18 in the following points. A source decoder 1270 is provided instead of the source control circuit 1110. Further, the negative voltage generation circuit 123
0 applies a negative voltage to the select gate decoder 1260 and the source decoder 1270 instead of the Y decoder 1040.

【0300】図37に示すように、セクタSE1内のメ
モリセルM00,M01,M10,M11のソースはソ
ース線SL1に接続され、セクタSE2内のメモリセル
M02,M03,M12,M13のソースはソース線S
L2に接続される。ソースデコーダ1270の出力端子
はソース線SL1,SL2に接続される。
As shown in FIG. 37, the sources of memory cells M00, M01, M10, M11 in sector SE1 are connected to source line SL1, and the sources of memory cells M02, M03, M12, M13 in sector SE2 are source. Line S
L2. The output terminal of source decoder 1270 is connected to source lines SL1 and SL2.

【0301】消去時には、選択されたセクタ内の各メモ
リセルのソースはフローティング状態となっている。ソ
ースにリーク経路が存在すると、ソース電位が上昇し、
ソースとフローティングゲートとの間の電界が小さくな
る。
At the time of erasing, the source of each memory cell in the selected sector is in a floating state. If there is a leak path in the source, the source potential rises,
The electric field between the source and the floating gate is reduced.

【0302】そこで、消去時にソース電位を安定にする
ために、ソース線SL1,SL2にそれぞれトランスフ
ァゲートトランジスタTG11,TG12を介してキャ
パシタンスC11,C12を接続してもよい。
To stabilize the source potential at the time of erasing, capacitances C11 and C12 may be connected to source lines SL1 and SL2 via transfer gate transistors TG11 and TG12, respectively.

【0303】キャパシタンスC11,C12にはウェル
電位VBが与えられる。トランスファゲートトランジス
タTG11,TG12には制御回路1130から制御信
号CG2が与えられる。
The well potential VB is applied to the capacitances C11 and C12. The control signal CG2 is supplied from the control circuit 1130 to the transfer gate transistors TG11 and TG12.

【0304】消去時に、制御信号CG2に応答してトラ
ンスファゲートトランジスタTG11,TG12がオン
する。それにより、ソース電位の変化が小さくなる。
At the time of erasing, transfer gate transistors TG11 and TG12 turn on in response to control signal CG2. Thus, the change in the source potential is reduced.

【0305】第8の実施例におけるプログラム動作およ
び読出動作は第6の実施例と同様であるので、以下、セ
クタ一括消去動作を説明する。
Since the program operation and the read operation in the eighth embodiment are the same as those in the sixth embodiment, the collective sector erase operation will be described below.

【0306】第6の実施例では、消去時に、図20の
(b)に示されるように電圧が印加される。しかし、非
常に短い時間(たとえば数m秒)で消去が行なわれる
と、メモリセルの下部における反転層の形成が電圧印加
に追従することができず、メモリセルの下部に空乏層が
形成される。
In the sixth embodiment, at the time of erasing, a voltage is applied as shown in FIG. However, if erasing is performed in a very short time (for example, several milliseconds), the formation of the inversion layer below the memory cell cannot follow the voltage application, and a depletion layer is formed below the memory cell. .

【0307】このような場合、選択されたセクタ内のメ
モリセルへの電圧印加条件と非選択のセクタ内のメモリ
セルへの電圧印加条件とを異ならせることが好ましい。
In such a case, it is preferable that the conditions for applying a voltage to the memory cells in the selected sector and the conditions for applying a voltage to the memory cells in the non-selected sector be different.

【0308】電圧印加条件は、フローティングゲート1
005の下の絶縁膜1004(トンネル絶縁膜)にゲー
トバーズビークがない場合とゲートバーズビークがある
場合とで異なる。ここで、ゲートバーズビークとは、図
43にgbで示すように、製造時に、フローティングゲ
ート1005の下のトンネル絶縁膜によりフローティン
グゲート1005の下面の周縁部が浸蝕されている状態
をいう。これにより、フローティングゲート1005の
周縁部の下方でトンネル絶縁膜の厚さが厚くなる。
The voltage application condition is as follows: floating gate 1
The case where there is no gate bird's beak in the insulating film 1004 (tunnel insulating film) under 005 differs from the case where there is a gate bird's beak. Here, the gate bird's beak refers to a state in which the periphery of the lower surface of the floating gate 1005 is eroded by the tunnel insulating film below the floating gate 1005 during manufacturing, as indicated by gb in FIG. As a result, the thickness of the tunnel insulating film is increased below the periphery of the floating gate 1005.

【0309】まず、ゲートバーズビークがないかあるい
は小さい場合の電圧印加条件を説明し、次に、ゲートバ
ーズビークが大きい場合の電圧印加条件を説明する。
First, the voltage application conditions when there is no or small gate bird's beak will be described, and then the voltage application conditions when the gate bird's beak is large will be described.

【0310】(b) ゲートバーズビークがない場合
(図38〜図42) (i) メモリセルの消去(図38,図39) 図38において、Cgはコントロールゲート1006と
フローティングゲート1005との間の容量、Cfはフ
ローティングゲート1005とP- ウェル1008と間
の容量、Cbは空乏層による容量、Cdはドレイン10
02とフローティングゲート1005との間の容量、C
sはソース1003とフローティングゲート1005と
の間の容量を示す。また、Ctは容量Cfと容量Cbと
の合成容量を示す。
(B) When there is no gate bird's beak (FIGS. 38 to 42) (i) Erasure of memory cell (FIGS. 38 and 39) In FIG. 38, Cg is a value between control gate 1006 and floating gate 1005. The capacitance, Cf is the capacitance between the floating gate 1005 and the P− well 1008, Cb is the capacitance due to the depletion layer, and Cd is the drain 10
02 and the floating gate 1005, C
s indicates the capacitance between the source 1003 and the floating gate 1005. Ct indicates a combined capacitance of the capacitance Cf and the capacitance Cb.

【0311】今、コントロールゲート1006に正電圧
VCGを印加し、P- ウェル1008に負電圧VBを印
加する。この場合、ドレイン1002およびソース10
03はフローティング状態になっているので、ドレイン
電圧Vdおよびソース電圧Vsはほぼ負電圧VBとな
る。このときのフローティングゲート1005の電位を
VFGとし、初期の蓄積電荷を0とすると、電荷保存則
から次式が成立する。
Now, a positive voltage VCG is applied to the control gate 1006, and a negative voltage VB is applied to the P− well 1008. In this case, the drain 1002 and the source 10
Since 03 is in a floating state, the drain voltage Vd and the source voltage Vs become substantially the negative voltage VB. Assuming that the potential of the floating gate 1005 at this time is VFG and the initial accumulated charge is 0, the following equation is established from the charge conservation law.

【0312】 (VCG−VFG)・Cg=(VFG−VB)・(Cs+Ct+Cd) …(1) 式(1)を展開すると次式のようになる。(VCG−VFG) · Cg = (VFG−VB) · (Cs + Ct + Cd) (1) The following expression is obtained by expanding expression (1).

【0313】 VFG={VCG・Cg+(Cs+Ct+Cd)・VB}/(Cs+Ct +Cd+Cg) …(2) さらに式(2)を展開すると、次式のようになる。VFG = {VCG · Cg + (Cs + Ct + Cd) · VB} / (Cs + Ct + Cd + Cg) (2) Further, when Expression (2) is expanded, the following expression is obtained.

【0314】 VFG={VCG+(Cs+Ct+Cd)・VB/Cg}/{(Cs+Ct +Cd)/Cg+1} …(3) ここで、Cs,CdはCgと比較して小さいので、無視
することができる。したがって、式(3)は次式のよう
になる。
VFG = {VCG + (Cs + Ct + Cd) · VB / Cg} / {(Cs + Ct + Cd) / Cg + 1} (3) Here, Cs and Cd can be ignored since they are small compared to Cg. Therefore, equation (3) becomes as follows.

【0315】 VFG=(VCG+Ct・VB/Cg)/(Ct/Cg+1) …(4) 空乏層が広がると、容量Cbが小さくなり、容量Ctも
小さくなる。したがって、フローティングゲート100
5の電位VFGはコントロールゲート1006の電位V
CGに近付く。しかし、フローティング状態のドレイン
1002およびソース1003の電位は、ほぼP- ウェ
ル1008の電位と同じである。
VFG = (VCG + Ct · VB / Cg) / (Ct / Cg + 1) (4) When the depletion layer spreads, the capacitance Cb decreases and the capacitance Ct also decreases. Therefore, the floating gate 100
5 is equal to the potential V of the control gate 1006.
Approach CG. However, the potentials of the drain 1002 and the source 1003 in the floating state are almost the same as the potential of the P − well 1008.

【0316】この場合、フローティングゲート1005
とドレイン1002またはソース1003との間の電界
Eは次式で表される。
In this case, floating gate 1005
And the electric field E between the drain 1002 and the source 1003 is expressed by the following equation.

【0317】 E=(VFG−VB)/TOX …(5) ここで、VFGはフローティングゲート1005の電
位、VBはP- ウェル1008の電位、TOXはトンネ
ル絶縁膜の厚さを表す。
E = (VFG−VB) / TOX (5) where VFG is the potential of the floating gate 1005, VB is the potential of the P − well 1008, and TOX is the thickness of the tunnel insulating film.

【0318】フローティングゲート1005の電位VF
Gが上昇するので、フローティングゲート1005とド
レイン1002との間の電界およびフローティングゲー
ト1005とソース1003との間の電界が大きくな
る。したがって、ドレイン1002またはソース100
3の端部でのトンネル効果が向上する。そのため、消去
効率が向上する。
The potential VF of the floating gate 1005
Since G increases, the electric field between the floating gate 1005 and the drain 1002 and the electric field between the floating gate 1005 and the source 1003 increase. Therefore, the drain 1002 or the source 100
The tunnel effect at the end of No. 3 is improved. Therefore, the erasing efficiency is improved.

【0319】このような効果は選択されたセクタでは好
ましいが、非選択のセクタでは好ましくない。
[0319] Such an effect is preferable in a selected sector, but not preferable in a non-selected sector.

【0320】そこで、選択されたセクタ内のメモリセル
のソース1003は、図39の(a)に示すように、フ
ローティング状態にし、非選択のセクタ内のメモリセル
のソース1003には、図39の(b)に示すように、
P- ウェル1008の電位と同じ電位またはP- ウェル
1008の電位よりも高い電位を供給する。
Therefore, the source 1003 of the memory cell in the selected sector is set to the floating state as shown in FIG. 39A, and the source 1003 of the memory cell in the non-selected sector is set to the state shown in FIG. As shown in (b),
The same potential as the potential of the P-well 1008 or a potential higher than the potential of the P-well 1008 is supplied.

【0321】それにより、非選択のセクタ内のメモリセ
ルでは、ソース1003とドレイン1002との間にチ
ャネルchが形成され、そのチャネルchの電位はソー
ス1003から与えられる。そのため、フローティング
ゲート1005の電位は、フローティングゲート100
5とチャネルchとの間の容量結合により低下し、トン
ネル絶縁膜にかかる電界が緩和される。その結果、非選
択のセクタ内のメモリセルのデータが安定に保護され
る。
Thus, in a memory cell in a non-selected sector, a channel ch is formed between the source 1003 and the drain 1002, and the potential of the channel ch is supplied from the source 1003. Therefore, the potential of the floating gate 1005 becomes
This is reduced by capacitive coupling between the channel 5 and the channel ch, and the electric field applied to the tunnel insulating film is reduced. As a result, the data of the memory cells in the non-selected sectors is stably protected.

【0322】(ii) フラッシュメモリのセクタ一括
消去動作(図40) 図40を参照しながらゲートバーズビークがない場合の
フラッシュメモリのセクタ一括消去動作を説明する。こ
こで、セクタSE1を一括消去するものと仮定する。
(Ii) Sector Batch Erase Operation of Flash Memory (FIG. 40) Referring to FIG. 40, the collective sector erase operation of the flash memory when there is no gate bird's beak will be described. Here, it is assumed that the sector SE1 is collectively erased.

【0323】セクタSE1内のワード線WL0,WL1
に10Vが印加され、セクタSE2内のワード線WL
2,WL3に0Vが印加される。また、セレクトゲート
線SGL1,SGL2には0Vが印加される。P- ウェ
ル1008には−5Vが印加される。ソース線SL1は
フローティング状態にされ、ソース線SL2には−5V
が印加される。
The word lines WL0 and WL1 in the sector SE1
Is applied to the word line WL in the sector SE2.
2, 0V is applied to WL3. Further, 0 V is applied to the select gate lines SGL1 and SGL2. -5 V is applied to the P- well 1008. The source line SL1 is set in a floating state, and -5V is applied to the source line SL2.
Is applied.

【0324】それにより、セクタSE2内のメモリセル
のデータを安定に保護しつつ、セクタSE1内のメモリ
セルを一括消去することができる。
[0324] Thereby, the memory cells in sector SE1 can be erased collectively while the data in the memory cells in sector SE2 are stably protected.

【0325】(iii) ソースデコーダ(図41,図
42) 図41は、ゲートバーズビークがない場合に用いられる
ソースデコーダ1270の構成を示す図である。また、
図42は、図41のソースデコーダ1270の各部の電
圧を示す図である。図41には、ソース線SL1に関連
する部分のみが示される。ソース線SL2に関連する部
分の構成は、入力端子AD0,AD1,AD2に与えら
れる入力信号が異なる点を除いて、図41に示される構
成と同様である。
(Iii) Source Decoder (FIGS. 41 and 42) FIG. 41 shows a structure of a source decoder 1270 used when there is no gate bird's beak. Also,
FIG. 42 is a diagram showing voltages of respective parts of the source decoder 1270 of FIG. FIG. 41 shows only a portion related to source line SL1. The configuration of the portion related to source line SL2 is the same as the configuration shown in FIG. 41 except that input signals applied to input terminals AD0, AD1, and AD2 are different.

【0326】PチャネルトランジスタP1,P2,P3
のバックゲートは端子VDDに接続され、Nチャネルト
ランジスタN1,N2,N3,N4のバックゲートは端
子VBBに接続される。
P-channel transistors P1, P2, P3
Are connected to the terminal VDD, and the back gates of the N-channel transistors N1, N2, N3, N4 are connected to the terminal VBB.

【0327】消去時には、端子VDDに0Vが印加さ
れ、端子VBBにウェル電位と同じ負電圧(−5V)が
印加される。また、端子VBB2にはウェル電位と同じ
負電圧(−5V)またはウェル電位よりも高い負電圧が
印加される。
At the time of erasing, 0 V is applied to the terminal VDD, and the same negative voltage (-5 V) as the well potential is applied to the terminal VBB. Further, a negative voltage (-5 V) equal to the well potential or a negative voltage higher than the well potential is applied to the terminal VBB2.

【0328】セクタSE1の選択時には、入力端子AD
0〜AD2のすべてに0Vの入力信号が与えられる。し
たがって、トランジスタN4がオフし、ソース線SL1
はフローティング状態となる。セクタSE1の非選択時
には、入力端子AD0〜AD2のいずれかに−5Vの入
力信号が与えられる。したがって、トランジスタN4が
オンし、ソース線SL1に−5Vが印加される。
When sector SE1 is selected, input terminal AD
An input signal of 0 V is applied to all of 0 to AD2. Therefore, the transistor N4 turns off and the source line SL1
Is in a floating state. When the sector SE1 is not selected, an input signal of −5 V is applied to any of the input terminals AD0 to AD2. Therefore, the transistor N4 is turned on, and −5 V is applied to the source line SL1.

【0329】プログラム時および読出時には、端子VD
Dに電源電圧Vcc(5V)が印加され、端子VBBに
0Vが印加され、端子VBB2に0Vが印加される。
At the time of programming and reading, the terminal VD
The power supply voltage Vcc (5 V) is applied to D, 0 V is applied to the terminal VBB, and 0 V is applied to the terminal VBB2.

【0330】プログラム時には、入力端子AD0〜AD
2のすべてに5Vの入力信号が与えられる。したがっ
て、トランジスタN4がオフし、ソース線SL1はフロ
ーティング状態になる。
At the time of programming, the input terminals AD0 to AD
2 are all provided with a 5V input signal. Therefore, the transistor N4 is turned off, and the source line SL1 enters a floating state.

【0331】読出時には、入力端子AD0〜AD2のす
べてに0Vの入力信号が印加される。したがって、トラ
ンジスタN4がオンし、ソース線SL1に0Vが印加さ
れる。
At the time of reading, an input signal of 0 V is applied to all of the input terminals AD0 to AD2. Therefore, the transistor N4 is turned on, and 0 V is applied to the source line SL1.

【0332】(c) ゲートバーズビークがある場合
(図43〜図47) (i) メモリセルの消去(図43,図44) 図43に示すように、ゲートバーズビークgbが大きい
と、ドレイン1002およびソース1003を形成する
拡散層が薄いトンネル絶縁膜の下まで延びない場合が生
じる。この場合、ドレイン1002とフローティングゲ
ート1005との間およびソース1003とフローティ
ングゲート1005との間でトンネル効果は生じない。
したがって、P- ウェル1008とフローティングゲー
ト1005との間のトンネル効果により消去が行なわれ
る。
(C) When there is a gate bird's beak (FIGS. 43 to 47) (i) Erasure of memory cell (FIGS. 43 and 44) As shown in FIG. In some cases, the diffusion layer forming the source 1003 does not extend below the thin tunnel insulating film. In this case, no tunnel effect occurs between the drain 1002 and the floating gate 1005 and between the source 1003 and the floating gate 1005.
Therefore, erasing is performed by the tunnel effect between P- well 1008 and floating gate 1005.

【0333】フローティングゲート1005とP- ウェ
ル1008との間の電界Eは次式で表される。
The electric field E between the floating gate 1005 and the P- well 1008 is expressed by the following equation.

【0334】 E=(VFG−VB)/(TOX+Id) …(6) ここで、VFGはフローティングゲート1005の電
位、VBはP- ウェル1008の電位、TOXはトンネ
ル絶縁膜の厚さ、Idは空乏層の厚さを表す。このよう
に、ドレイン1002およびソース1003をフローテ
ィング状態にすると、空乏層により電界が弱められて消
去効率が落ちる。
E = (VFG−VB) / (TOX + Id) (6) where VFG is the potential of the floating gate 1005, VB is the potential of the P − well 1008, TOX is the thickness of the tunnel insulating film, and Id is depletion. Indicates the thickness of the layer. When the drain 1002 and the source 1003 are in a floating state as described above, the electric field is weakened by the depletion layer, and the erasing efficiency is reduced.

【0335】このような場合、選択されたセクタ内のメ
モリセルのソース1003には、図44の(a)に示す
ように、P- ウェル1008の電位と同じ負電圧(−5
V)を印加し、非選択のセクタ内のメモリセルのソース
1003は、図44の(b)に示すように、フローティ
ング状態にする。
In such a case, the source 1003 of the memory cell in the selected sector has the same negative voltage (−5) as the potential of the P − well 1008 as shown in FIG.
V), and the source 1003 of the memory cell in the non-selected sector is brought into a floating state as shown in FIG.

【0336】それにより、選択されたセクタ内のメモリ
セルでは、ソース1003とドレイン1002との間に
チャネルchが形成され、そのチャネルchの電位はソ
ース1003から与えられる。そのため、チャネルch
とフローティングゲート1005との間のトンネル絶縁
膜に充分な電界が印加され、チャネルchとフローティ
ングゲート1005との間でトンネル現象が起こる。そ
の結果、選択されたセクタ内のメモリセルの消去効率が
向上する。
As a result, in the memory cell in the selected sector, a channel ch is formed between the source 1003 and the drain 1002, and the potential of the channel ch is supplied from the source 1003. Therefore, channel ch
When a sufficient electric field is applied to the tunnel insulating film between the floating gate 1005 and the floating gate 1005, a tunnel phenomenon occurs between the channel ch and the floating gate 1005. As a result, the erasing efficiency of the memory cells in the selected sector is improved.

【0337】一方、非選択のセクタ内のメモリセルのソ
ース1003はフローティング状態となっているので、
ソース1003とドレイン1002との間にチャネルは
形成されず、メモリセルの下部に空乏層が形成される。
そのため、フローティングゲート1005とP- ウェル
1008との間の電界が緩和される。
On the other hand, since the source 1003 of the memory cell in the unselected sector is in a floating state,
No channel is formed between the source 1003 and the drain 1002, and a depletion layer is formed below the memory cell.
Therefore, the electric field between floating gate 1005 and P − well 1008 is reduced.

【0338】(ii) フラッシュメモリのセクタ一括
消去動作(図45) 図45を参照しながらゲートバーズビークがある場合の
フラッシュメモリのセクタ一括消去動作を説明する。こ
こで、セクタSE1を一括消去するものと仮定する。
(Ii) Batch Sector Erase Operation of Flash Memory (FIG. 45) The collective sector erase operation of the flash memory when there is a gate bird's beak will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the sector SE1 is collectively erased.

【0339】セクタSE1内のワード線WL0,WL1
に10Vが印加され、セクタSE2内のワード線WL
2,WL3に0Vが印加される。また、セレクトゲート
線SGL1,SGL2には0Vが印加される。P- ウェ
ル1008には−5Vが印加される。ソース線SL1に
は−5Vが印加され、ソース線SL2はフローティング
状態にされる。
The word lines WL0, WL1 in the sector SE1
Is applied to the word line WL in the sector SE2.
2, 0V is applied to WL3. Further, 0 V is applied to the select gate lines SGL1 and SGL2. -5 V is applied to the P- well 1008. -5 V is applied to the source line SL1, and the source line SL2 is set in a floating state.

【0340】それにより、セクタSE2内のメモリセル
のデータを安定に保護しつつ、セクタSE1内のメモリ
セルを一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in sector SE1 while stably protecting the data in the memory cells in sector SE2.

【0341】(iii) ソースデコーダ(図46,図
47) 図46は、ゲートバーズビークがある場合に用いられる
ソースデコーダ1270の構成を示す図である。図47
は、図46のソースデコーダ1270の各部の電圧を示
す図である。図48は、ソース線SL1に関連する部分
のみが示される。ソース線SL2に関連する部分の構成
は、入力端子AD0,AD1,AD2に与えられる入力
信号が異なる点を除いて、図46に示される構成と同様
である。
(Iii) Source Decoder (FIGS. 46 and 47) FIG. 46 is a diagram showing a configuration of a source decoder 1270 used when there is a gate bird's beak. FIG.
FIG. 47 is a diagram showing voltages of respective parts of the source decoder 1270 of FIG. FIG. 48 shows only a portion related to source line SL1. The configuration of a portion related to source line SL2 is the same as the configuration shown in FIG. 46 except that input signals applied to input terminals AD0, AD1, and AD2 are different.

【0342】PチャネルトランジスタP1,P2,P
3,P4のバックゲートは端子VDDに接続され、Nチ
ャネルトランジスタN1,N2,N3,N5,N6のバ
ックゲートは端子VBBに接続される。
P-channel transistors P1, P2, P
3, the back gates of P4 are connected to terminal VDD, and the back gates of N-channel transistors N1, N2, N3, N5, N6 are connected to terminal VBB.

【0343】消去時には、端子VDDに0Vが印加さ
れ、端子VBBにはウェル電位と同じ負電圧(−5V)
が印加される。
At the time of erasing, 0 V is applied to the terminal VDD, and the same negative voltage (−5 V) as the well potential is applied to the terminal VBB.
Is applied.

【0344】セクタSE1の選択時には、入力端子AD
0〜AD2のすべてに0Vの入力信号が与えられる。し
たがって、トランジスタN6がオンし、ソース線SL1
には−5Vが印加される。セクタSE1の非選択時に
は、入力端子AD0〜AD2のいずれかに−5Vの入力
信号が与えられる。したがって、トランジスタN6がオ
フし、ソース線SL1はフローティング状態となる。
When sector SE1 is selected, input terminal AD
An input signal of 0 V is applied to all of 0 to AD2. Therefore, the transistor N6 turns on and the source line SL1
Is applied with -5V. When the sector SE1 is not selected, an input signal of −5 V is applied to any of the input terminals AD0 to AD2. Therefore, the transistor N6 turns off, and the source line SL1 enters a floating state.

【0345】プログラム時および読出時には、端子VD
Dに電源電圧Vcc(5V)が印加され、端子VBBに
0Vが印加される。
At the time of programming and reading, the terminal VD
The power supply voltage Vcc (5 V) is applied to D, and 0 V is applied to the terminal VBB.

【0346】プログラム時には、入力端子AD0〜AD
2のすべてに0Vの入力信号が与えられる。したがっ
て、トランジスタN6がオフし、ソース線SL1はフロ
ーティング状態になる。
In programming, input terminals AD0-AD
2 are all provided with an input signal of 0V. Therefore, the transistor N6 turns off and the source line SL1 enters a floating state.

【0347】読出時には、入力端子AD0〜AD2のす
べてに5Vの入力信号が与えられる。したがって、トラ
ンジスタN6がオンし、ソース線SL1に0Vが印加さ
れる。
At the time of reading, a 5 V input signal is applied to all input terminals AD0 to AD2. Therefore, the transistor N6 is turned on, and 0 V is applied to the source line SL1.

【0348】(d) ウェル電位が低い場合(図48〜
図51) (i) メモリセルの消去(図48) 上記の説明では、消去時にP- ウェルに印加する電圧を
−5Vと仮定してきた。さらに消去効率を向上するため
にウェル電位をより下げた場合、非選択のセクタでのデ
ィスターブが問題となってくる。
(D) When the well potential is low (FIG.
(FIG. 51) (i) Erasure of Memory Cell (FIG. 48) In the above description, it was assumed that the voltage applied to the P- well at the time of erasure was -5V. If the well potential is further lowered to further improve the erase efficiency, disturb in unselected sectors becomes a problem.

【0349】たとえば、ゲートバーズビークが大きい場
合には、図46に示したように、選択されたセクタのソ
ース線にはウェル電位と同じ端子VBBの負電圧(−5
V)が印加され、非選択のセクタのソース線はフローテ
ィング状態となる。
For example, when the gate bird's beak is large, as shown in FIG. 46, the negative voltage (−5) of terminal VBB equal to the well potential is applied to the source line of the selected sector.
V) is applied, and the source lines of the non-selected sectors enter a floating state.

【0350】しかし、ウェル電位がより下がると、非選
択のセクタ内のメモリセルにおいて、フローティングゲ
ートとP- ウェルとの間の電界が大きくなる。その結
果、非選択のセクタ内のメモリセルのデータを確実に保
護することができなくなる。
However, when the well potential lowers, the electric field between the floating gate and the P- well increases in the memory cells in the non-selected sectors. As a result, the data of the memory cells in the non-selected sectors cannot be reliably protected.

【0351】そこで、非選択のセクタのソース線にはウ
ェル電位よりも高い電圧を印加する。たとえば、図48
に示すように、P- ウェル1008の電位を−10Vと
する。この場合、選択されたセクタ内のメモリセルのソ
ース1003には、図48の(a)に示すように、ウェ
ル電位と同じ−10Vを印加し、非選択のセクタ内のメ
モリセルのソース1003には−5Vを印加する。
Accordingly, a voltage higher than the well potential is applied to the source lines of the non-selected sectors. For example, FIG.
As shown in the figure, the potential of the P- well 1008 is set to -10V. In this case, as shown in FIG. 48A, the same -10 V as the well potential is applied to the source 1003 of the memory cell in the selected sector, and the source 1003 of the memory cell in the non-selected sector is applied. Applies -5V.

【0352】それにより、非選択のセクタ内のメモリセ
ルにおいて、チャネルとコントロールゲート1006と
の間の電位差を5Vにすることができる。
Thus, the potential difference between the channel and control gate 1006 can be set to 5 V in the memory cells in the non-selected sectors.

【0353】(ii) フラッシュメモリのセクタ一括
消去動作(図49) 図49を参照しながらウェル電位が低い場合のフラッシ
ュメモリのセクタ一括消去動作を説明する。ここで、セ
クタSE1を一括消去するものと仮定する。
(Ii) Batch Sector Erase Operation of Flash Memory (FIG. 49) The sector collective erase operation of the flash memory when the well potential is low will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the sector SE1 is collectively erased.

【0354】セクタSE1内のワード線WL0,WL1
に10Vが印加され、セクタSE2内のワード線WL
2,WL3に0Vが印加される。また、セレクトゲート
線SGL1,SGL2には0Vが印加される。P- ウェ
ル1008には−10Vが印加される。ソース線SL1
には−10Vが印加され、ソース線SL2には−5Vが
印加される。
The word lines WL0 and WL1 in the sector SE1
Is applied to the word line WL in the sector SE2.
2, 0V is applied to WL3. Further, 0 V is applied to the select gate lines SGL1 and SGL2. -10 V is applied to P-well 1008. Source line SL1
−10 V is applied to the source line SL2, and −5 V is applied to the source line SL2.

【0355】それにより、セクタSE2内のメモリセル
のデータを安定に保護しつつ、セクタSE1内のメモリ
セルを一括消去することができる。
As a result, the memory cells in sector SE1 can be collectively erased while the data in the memory cells in sector SE2 are protected stably.

【0356】(iii) ソースデコーダ(図50,図
51) 図50は、ウェル電位が低い場合に用いられるソースデ
コーダ1270の構成を示す図である。図51は、図5
0のソースデコーダ1270の各部の電圧を示す図であ
る。図50には、ソース線SL1に関連する部分のみが
示される。ソース線SL2に関連する部分の構成は、入
力端子AD0,AD1,AD2に与えられる入力信号が
異なる点を除いて、図50に示される構成と同様であ
る。
(Iii) Source Decoder (FIGS. 50 and 51) FIG. 50 shows a structure of a source decoder 1270 used when the well potential is low. FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating voltages of respective units of a source decoder 1270 of 0. FIG. 50 shows only a portion related to source line SL1. The configuration of a portion related to source line SL2 is the same as the configuration shown in FIG. 50 except that input signals applied to input terminals AD0, AD1, and AD2 are different.

【0357】PチャネルトランジスタP1,P2,P
3,P5のバックゲートは端子VDDに接続され、Nチ
ャネルトランジスタN1,N2,N3のバックゲートは
端子VBBに接続される。
P-channel transistors P1, P2, P
3 and P5 are connected to the terminal VDD, and the back gates of the N-channel transistors N1, N2 and N3 are connected to the terminal VBB.

【0358】消去時には、端子VDDに−5Vが印加さ
れ、端子VBBにウェル電位と同じ負電圧(−10V)
が印加される。また、制御線CSLに0Vが印加され、
制御線DSLに−10Vが印加される。
At the time of erasing, −5 V is applied to the terminal VDD, and the same negative voltage (−10 V) as the well potential is applied to the terminal VBB.
Is applied. Also, 0 V is applied to the control line CSL,
-10 V is applied to the control line DSL.

【0359】セクタSE1の選択時には、入力端子AD
0〜AD2のすべてに0Vの入力信号が与えられる。し
たがって、ソース線SL1に−10Vが印加される。セ
クタSE1の非選択時には、入力端子AD0〜AD2の
いずれかに−10Vの入力信号が与えられる。したがっ
て、ソース線SL1に−5Vが印加される。なお、非選
択時のソース線の電位は、消去時に端子VDDに与える
電位を変えることにより自由に選択することができる。
When sector SE1 is selected, input terminal AD
An input signal of 0 V is applied to all of 0 to AD2. Therefore, -10 V is applied to source line SL1. When the sector SE1 is not selected, an input signal of −10 V is applied to any of the input terminals AD0 to AD2. Therefore, -5 V is applied to source line SL1. Note that the potential of the source line at the time of non-selection can be freely selected by changing the potential applied to the terminal VDD at the time of erasing.

【0360】プログラム時および読出時には、端子VD
Dに電源電圧Vcc(5V)が印加され、端子VBBに
0Vが印加される。
In programming and reading, terminal VD
The power supply voltage Vcc (5 V) is applied to D, and 0 V is applied to the terminal VBB.

【0361】プログラム時には、制御線CSLに0Vが
印加され、制御線DSLに5Vが印加される。したがっ
て、ソース線SL1はフローティング状態になる。
At the time of programming, 0 V is applied to control line CSL, and 5 V is applied to control line DSL. Therefore, source line SL1 is in a floating state.

【0362】読出時には、制御線CSLに5Vが印加さ
れ、制御線DSLに0Vが印加される。また、入力端子
AD0〜AD2のすべてに5Vの入力信号が与えられ
る。したがって、ソース線SL1に0Vが印加される。
In reading, 5 V is applied to control line CSL, and 0 V is applied to control line DSL. Further, an input signal of 5 V is applied to all of the input terminals AD0 to AD2. Therefore, 0 V is applied to source line SL1.

【0363】(9) 第9の実施例(図52〜図56) (a) フラッシュメモリの全体の構成(図52,図5
3) 図52は、第9の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。また、図53は、メモ
リアレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す
回路図である。
(9) Ninth Embodiment (FIGS. 52 to 56) (a) Overall Configuration of Flash Memory (FIGS. 52 and 5)
3) FIG. 52 is a block diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the ninth embodiment. FIG. 53 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array and a portion related thereto.

【0364】図52のフラッシュメモリが図36に示す
第8の実施例のフラッシュメモリと異なるのは次の点で
ある。ソースデコーダ1270の代わりにソーススイッ
チ1281,1282が設けられている。負電圧発生回
路1230はセレクトゲートデコーダ1260に負電圧
を与える。
The flash memory of FIG. 52 differs from the flash memory of the eighth embodiment shown in FIG. 36 in the following point. Source switches 1281 and 1282 are provided instead of the source decoder 1270. Negative voltage generating circuit 1230 applies a negative voltage to select gate decoder 1260.

【0365】図53に示すように、ソーススイッチ12
81はセレクトゲート線SGL1上の電位を受け、ソー
ス線SL1の電位を制御する。ソーススイッチ1282
はセレクトゲート線SGL2上の電位を受け、ソース線
SL2の電位を制御する。ソーススイッチ1281,1
282は制御回路1130からの制御信号CG3により
制御される。
As shown in FIG. 53, the source switch 12
81 receives the potential on the select gate line SGL1 and controls the potential of the source line SL1. Source switch 1282
Receives the potential on the select gate line SGL2 and controls the potential of the source line SL2. Source switch 1281,1
282 is controlled by a control signal CG3 from the control circuit 1130.

【0366】第9の実施例におけるプログラム動作およ
び読出動作は第6の実施例と同様であるので、以下、消
去動作を説明する。
Since the program operation and read operation in the ninth embodiment are similar to those in the sixth embodiment, the erase operation will be described below.

【0367】(b) フラッシュメモリのセクタ一括消
去動作(図54) 図54を参照しながら第9の実施例によるフラッシュメ
モリのセクタ一括消去動作を説明する。ここで、セクタ
SE1の一括消去を行なうものと仮定する。
(B) Sector Batch Erase Operation of Flash Memory (FIG. 54) The sector batch erase operation of the flash memory according to the ninth embodiment will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the batch erasing of the sector SE1 is performed.

【0368】第8の実施例で説明したように、より消去
効率を向上するために、P- ウェル1008には−10
Vが印加される。セクタSE1内のワード線WL0,W
L1には10Vが印加され、セクタSE2内のワード線
WL2,WL3には0Vが印加される。また、セレクト
ゲート線SGL1に−10Vが印加され、セレクトゲー
ト線SGL2に−5Vが印加される。ソース線SL1に
はソーススイッチ1281により−10Vが印加され、
ソース線SL2はソーススイッチ1282により−5V
が印加される。
As described in the eighth embodiment, in order to further improve the erasing efficiency, the P− well 1008 has −10
V is applied. Word lines WL0, W in sector SE1
10V is applied to L1, and 0V is applied to word lines WL2 and WL3 in sector SE2. Further, -10 V is applied to the select gate line SGL1, and -5 V is applied to the select gate line SGL2. -10 V is applied to the source line SL1 by the source switch 1281,
The source line SL2 is -5 V by the source switch 1282.
Is applied.

【0369】それにより、セクタSE2にディスターブ
を起こすことなく、セクタSE1を効率的に一括消去す
ることができる。
As a result, the sector SE1 can be efficiently erased in a batch without disturbing the sector SE2.

【0370】(c) セレクトゲートデコーダおよびソ
ーススイッチ(図55,図56) 図55は、第9の実施例のフラッシュメモリに用いられ
るセレクトゲートデコーダおよびソーススイッチの構成
を示す回路図である。図56は、図55のセレクトゲー
トデコーダおよびソーススイッチの各部の電圧を示す図
である。図55には、セレクトゲートデコーダ1260
のセレクトゲート線SGL1に関連する部分およびソー
ス線SL1に接続されるソーススイッチ1281のみが
示される。セレクトゲートデコーダ1260のセレクト
ゲート線SGL2に関連する部分およびソーススイッチ
1282の構成は、入力端子AD0,AD1,AD2に
与えられる入力信号が異なる点を除いて、図55に示さ
れる構成と同様である。
(C) Select Gate Decoder and Source Switch (FIGS. 55 and 56) FIG. 55 is a circuit diagram showing the configuration of the select gate decoder and source switch used in the flash memory of the ninth embodiment. FIG. 56 is a diagram showing voltages of respective portions of the select gate decoder and the source switch of FIG. FIG. 55 shows a select gate decoder 1260.
Only the portion related to select gate line SGL1 and source switch 1281 connected to source line SL1 are shown. The configuration of select gate decoder 1260 related to select gate line SGL2 and the configuration of source switch 1282 are similar to the configuration shown in FIG. 55 except that input signals applied to input terminals AD0, AD1, and AD2 are different. .

【0371】PチャネルトランジスタP21〜P25の
バックゲートは端子VDDに接続され、Nチャネルトラ
ンジスタN21〜N28のバックゲートは端子VBBに
接続される。図53に示す制御信号CG3は、制御線A
SL,BSLにより与えられる。
The back gates of P-channel transistors P21 to P25 are connected to terminal VDD, and the back gates of N-channel transistors N21 to N28 are connected to terminal VBB. The control signal CG3 shown in FIG.
Provided by SL, BSL.

【0372】消去時には、端子VDDに0Vが印加さ
れ、端子VBBに−10Vが印加される。端子VBB2
には−5Vが印加され、端子VSGには−10Vが印加
される。制御線ASLには0Vが印加され、制御線BS
Lには−10Vが印加される。
At the time of erasing, 0 V is applied to the terminal VDD, and -10 V is applied to the terminal VBB. Terminal VBB2
To the terminal VSG, and -10 V to the terminal VSG. 0 V is applied to the control line ASL and the control line BS
-10 V is applied to L.

【0373】セクタSE1の選択時には、入力端子AD
0〜AD2のすべてに0Vの入力信号が与えられる。し
たがって、トランジスタN25,P25がオンし、セレ
クトゲート線SGL1に端子VSGの電位(−10V)
が与えられる。また、制御線ASLの電位が0Vである
ので、トランジスタN27がオンし、ソース線SL1に
も端子VSGの電位(−10V)が与えられる。
When sector SE1 is selected, input terminal AD
An input signal of 0 V is applied to all of 0 to AD2. Therefore, the transistors N25 and P25 are turned on, and the potential of the terminal VSG (−10 V) is applied to the select gate line SGL1.
Is given. Further, since the potential of the control line ASL is 0 V, the transistor N27 is turned on, and the potential (−10 V) of the terminal VSG is also applied to the source line SL1.

【0374】セクタSE1の非選択時には、入力端子A
D0〜AD2のいずれかに−10Vの入力信号が与えら
れる。したがって、トランジスタN26がオンし、セレ
クトゲート線SGL1に端子VBB2の電位(−5V)
が与えられる。また、トランジスタN27を介してソー
ス線SL1にも端子VBB2の電位(−5V)が与えら
れる。なお、端子VBB2に印加される電圧を変更する
ことによって、非選択のセクタのソース線の電位を自由
に変更することができる。
When sector SE1 is not selected, input terminal A
An input signal of -10 V is applied to any of D0 to AD2. Therefore, the transistor N26 is turned on, and the potential of the terminal VBB2 (−5 V) is applied to the select gate line SGL1.
Is given. Further, the potential (−5 V) of the terminal VBB2 is also applied to the source line SL1 via the transistor N27. Note that by changing the voltage applied to the terminal VBB2, the potential of the source line of a non-selected sector can be freely changed.

【0375】プログラム時には、端子VDDに電源電圧
Vcc(7V)が印加され、端子VBB,VBB2に0
Vが印加される。端子VSGには7vが印加され、制御
線ASL,BSLには0Vが印加される。
At the time of programming, power supply voltage Vcc (7 V) is applied to terminal VDD, and 0 V is applied to terminals VBB and VBB2.
V is applied. 7 V is applied to the terminal VSG, and 0 V is applied to the control lines ASL and BSL.

【0376】セクタSE1の選択時には、トランジスタ
N25,P25がオンし、セレクトゲート線SGL1に
端子VSGの電位(7V)が与えられる。このとき、ト
ランジスタN27,N28はオフしているので、ソース
線SL1はフローティング状態となる。セクタSE1の
非選択時には、トランジスタN26がオンし、セレクト
ゲート線SGL1に端子VBB2の電位(0V)が与え
られる。このときも、トランジスタN27,N28がオ
フしているので、ソース線SL1はフローティング状態
となる。
When sector SE1 is selected, transistors N25 and P25 are turned on, and the potential (7V) of terminal VSG is applied to select gate line SGL1. At this time, since the transistors N27 and N28 are off, the source line SL1 is in a floating state. When the sector SE1 is not selected, the transistor N26 is turned on, and the potential (0 V) of the terminal VBB2 is applied to the select gate line SGL1. Also at this time, since the transistors N27 and N28 are off, the source line SL1 is in a floating state.

【0377】読出時には、端子VDDに電源電圧Vcc
(5V)が印加され、端子VBB,VBB2に0Vが印
加される。端子VSGには5Vが印加される。制御線A
SLには0Vが印加され、制御線BSLには5Vが印加
される。
At the time of reading, power supply voltage Vcc is applied to terminal VDD.
(5 V) is applied, and 0 V is applied to the terminals VBB and VBB2. 5 V is applied to the terminal VSG. Control line A
0 V is applied to SL, and 5 V is applied to the control line BSL.

【0378】セクタSE1の選択時には、トランジスタ
N25,P25がオンし、セレクトゲート線SGL1に
端子VSGの電位(5V)が与えられる。このとき、ト
ランジスタN28がオンしているので、ソース線SL1
は接地される。セクタSE1の非選択時には、トランジ
スタN26がオンし、セレクトゲート線SGL1に端子
VBB2の電位(0V)が与えられる。このときも、ト
ランジスタN28がオンしているので、ソース線SL1
は接地される。
When sector SE1 is selected, transistors N25 and P25 are turned on, and the potential (5V) of terminal VSG is applied to select gate line SGL1. At this time, since the transistor N28 is on, the source line SL1
Is grounded. When the sector SE1 is not selected, the transistor N26 is turned on, and the potential (0 V) of the terminal VBB2 is applied to the select gate line SGL1. Also at this time, since the transistor N28 is on, the source line SL1
Is grounded.

【0379】このように、図37に示したソースデコー
ダ1270を必要とせずに、消去時に、選択されたセク
タのソース線にウェル電位を印加し、非選択のセクタの
ソース線にウェル電位よりも高い電位を印加することが
できる。
As described above, at the time of erasing, the well potential is applied to the source line of the selected sector and the source line of the non-selected sector is lower than the well potential at the time of erasing without using the source decoder 1270 shown in FIG. A high potential can be applied.

【0380】(10) 第10の実施例(図57) 第10の実施例によるフラッシュメモリの特徴は、プロ
グラム時にベリファイ動作を必要としないことである。
第10の実施例のフラッシュメモリの構成は、第6〜第
9のいずれかの実施例のフラッシュメモリの構成と同様
である。また、一括消去動作および読出動作も、第6〜
第9の実施例と同様である。
(10) Tenth Embodiment (FIG. 57) A feature of the flash memory according to the tenth embodiment is that a verify operation is not required at the time of programming.
The configuration of the flash memory of the tenth embodiment is the same as the configuration of the flash memory of any of the sixth to ninth embodiments. The batch erase operation and the read operation are also performed in the sixth to
This is the same as the ninth embodiment.

【0381】図57のフローチャートを参照しながら第
10の実施例によるフラッシュメモリのプログラム動作
を説明する。
The program operation of the flash memory according to the tenth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0382】まず、選択されたワード線の電位をベリフ
ァイレベルに設定し、選択されたセレクトゲート線に高
電圧を印加する(ステップS31)。それにより、選択
されたセレクトゲートトランジスタがオンする。そし
て、ソース線をフローティング状態にする(ステップS
32)。データ“0”に対応する主ビット線を5Vにプ
リチャージし、データ“1”に対応する主ビット線を0
Vに保つ(ステップS33)。
First, the potential of the selected word line is set to the verify level, and a high voltage is applied to the selected select gate line (step S31). This turns on the selected select gate transistor. Then, the source line is set in a floating state (step S
32). The main bit line corresponding to data "0" is precharged to 5V, and the main bit line corresponding to data "1" is set to 0.
V (step S33).

【0383】その後、ソース線をある一定期間接地する
(ステップS34)。もし選択されたセクタ内のメモリ
セルのしきい値電圧がベリファイレベルよりも高いと、
データ“0”に対応する主ビット線の電位は上記のプリ
チャージレベルに保たれる。もし選択されたセクタ内の
メモリセルのしきい値電圧がベリファイレベルよりも低
いと、データ“0”に対応する主ビット線はメモリセル
を介して放電される。
After that, the source line is grounded for a certain period (step S34). If the threshold voltage of the memory cell in the selected sector is higher than the verify level,
The potential of the main bit line corresponding to data "0" is maintained at the above precharge level. If the threshold voltage of the memory cell in the selected sector is lower than the verify level, the main bit line corresponding to data "0" is discharged through the memory cell.

【0384】その後、ソース線をフローティング状態に
し(ステップS35)、選択されたワード線に負電圧を
印加する(ステップS36)。それにより、5Vにプリ
チャージされている主ビット線に接続されたメモリセル
のみがプログラムされる。
After that, the source line is set in a floating state (step S35), and a negative voltage is applied to the selected word line (step S36). Thereby, only the memory cells connected to the main bit line precharged to 5 V are programmed.

【0385】上記のプログラムサイクルを指定回数だけ
繰返した後(ステップS37)、Xアドレスをインクリ
メントし、次のワード線に関して上記のプログラムサイ
クルを繰返す(ステップS38,S39)。上記のプロ
グラムサイクルを選択されたセクタ内のすべてのワード
線に関して繰返すと、プログラム動作が終了する(ステ
ップS38)。
After the above program cycle is repeated a specified number of times (step S37), the X address is incremented, and the above program cycle is repeated for the next word line (steps S38 and S39). When the above program cycle is repeated for all the word lines in the selected sector, the program operation ends (step S38).

【0386】上記の方法によると、主ビット線へのプロ
グラム電圧の印加後、逐一ベリファイ動作を行なうこと
なく高速にプログラム動作を行なうことができる。
According to the above-described method, after the program voltage is applied to the main bit line, the program operation can be performed at high speed without performing the verify operation one by one.

【0387】プリチャージレベルを安定に保持するため
に、第2の実施例に示したように、主ビット線にトラン
スファゲートトランジスタを介してキャパシタンスを接
続し、プログラム時にこれらのトランスファゲートトラ
ンジスタをオンさせてもよい。
In order to stably maintain the precharge level, as shown in the second embodiment, a capacitance is connected to a main bit line via a transfer gate transistor, and these transfer gate transistors are turned on during programming. You may.

【0388】なお、上記の方法は、他の実施例のフラッ
シュメモリにも、同様に適用することができる。
The above method can be similarly applied to flash memories of other embodiments.

【0389】(11) 第11の実施例(図58) 第11の実施例によるフラッシュメモリの特徴も、プロ
グラム時にベリファイ動作を必要としないことである。
第11の実施例のフラッシュメモリの構成は、第6〜第
9のいずれかの実施例のフラッシュメモリの構成と同様
である。また、一括消去動作および読出動作も、第6〜
第9の実施例と同様である。
(11) Eleventh Embodiment (FIG. 58) A feature of the flash memory according to the eleventh embodiment is that a verify operation is not required at the time of programming.
The configuration of the flash memory of the eleventh embodiment is the same as the configuration of the flash memory of any of the sixth to ninth embodiments. The batch erase operation and the read operation are also performed in the sixth to
This is the same as the ninth embodiment.

【0390】図58を参照しながら第11の実施例によ
るフラッシュメモリのプログラム動作を説明する。
A program operation of the flash memory according to the eleventh embodiment will be described with reference to FIG.

【0391】まず、選択されたワード線の電位をベリフ
ァイレベルに設定し、選択されたセレクトゲート線に高
電圧を印加する(ステップS41)。それにより、選択
されたセレクトゲートトランジスタがオンする。そし
て、ソース線をフローティング状態にする(ステップS
42)。データ“0”に対応する主ビット線を5Vにプ
リチャージし、データ“1”に対応する主ビット線を0
Vに保つ(ステップS43)。
First, the potential of the selected word line is set to the verify level, and a high voltage is applied to the selected select gate line (step S41). This turns on the selected select gate transistor. Then, the source line is set in a floating state (step S
42). The main bit line corresponding to data "0" is precharged to 5V, and the main bit line corresponding to data "1" is set to 0.
V (step S43).

【0392】その後、ソース線をある一定期間接地する
(ステップS44)。もし選択されたセクタ内のメモリ
セルのしきい値電圧がベリファイレベルよりも高いと、
データ“0”に対応する主ビット線の電位は上記のプリ
チャージレベルに保たれる。もし選択されたセクタ内の
メモリセルのしきい値電圧がベリファイレベルよりも低
いと、データ“0”に対応する主ビット線はメモリセル
を介して放電される。
After that, the source line is grounded for a certain period (step S44). If the threshold voltage of the memory cell in the selected sector is higher than the verify level,
The potential of the main bit line corresponding to data "0" is maintained at the above precharge level. If the threshold voltage of the memory cell in the selected sector is lower than the verify level, the main bit line corresponding to data "0" is discharged through the memory cell.

【0393】その後、すべての主ビット線の電位が0V
となっていないならば(ステップS45)、ソース線を
フローティング状態にし(ステップS46)、選択され
たワード線に負電圧を印加する(ステップS47)。そ
れにより、5Vにプリチャージされている主ビット線に
接続されたメモリセルのみがプログラムされる。
Thereafter, the potentials of all main bit lines are set to 0V.
If not (step S45), the source line is set in a floating state (step S46), and a negative voltage is applied to the selected word line (step S47). Thereby, only the memory cells connected to the main bit line precharged to 5 V are programmed.

【0394】上記のプログラムサイクルをすべてのビッ
ト線の電位が0Vになるまで繰返した後(ステップS4
5)、Xアドレスをインクリメントし、次のワード線に
関して上記のプログラムサイクルを繰返す(ステップS
48,S49)。上記のプログラムサイクルを選択され
たセクタ内のすべてのワード線に関して行なうと、プロ
グラム動作が終了する(ステップS48)。
After the above program cycle is repeated until the potentials of all bit lines become 0 V (step S4).
5) The X address is incremented, and the above program cycle is repeated for the next word line (step S).
48, S49). When the program cycle described above is performed for all the word lines in the selected sector, the program operation ends (step S48).

【0395】上記の方法によると、主ビット線へのプロ
グラム電圧の印加後、逐一ベリファイ動作を行なうこと
なく高速にプログラム動作を行なうことができ、かつプ
ログラム動作を自動的に終了することができる。
According to the above method, after application of the program voltage to the main bit line, the program operation can be performed at high speed without performing the verify operation one by one, and the program operation can be automatically terminated.

【0396】なお、上記の方法は他の実施例のフラッシ
ュメモリにも同様に適用することができる。
Note that the above method can be similarly applied to flash memories of other embodiments.

【0397】(12) 第12の実施例(図59〜図6
4) 図59は、第12の実施例によるフラッシュメモリの全
体の構成を示すブロック図である。図59に示したフラ
ッシュメモリにおいても、図18に示したフラッシュメ
モリと類似の態様でプログラム動作および消去動作が行
なわれる。
(12) Twelfth embodiment (FIGS. 59 to 6)
4) FIG. 59 is a block diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the twelfth embodiment. In the flash memory shown in FIG. 59, the program operation and the erase operation are performed in a manner similar to that of the flash memory shown in FIG.

【0398】図59を参照して、このフラッシュメモリ
は、プリデコーダ1451ないし1454と、グローバ
ルデコーダ1455と、セレクトゲートデコーダ145
6と、ウェル電位制御回路1457および1458と、
ソース線ドライバ1459および1460と、セクタに
分割されたメモリセルアレイ1461および1462
と、ローカルデコーダ1463および1464とを含
む。
Referring to FIG. 59, this flash memory includes predecoders 1451 to 1454, a global decoder 1455, and a select gate decoder 145.
6, well potential control circuits 1457 and 1458,
Source line drivers 1459 and 1460, and memory cell arrays 1461 and 1462 divided into sectors
And local decoders 1463 and 1464.

【0399】図60は、図59に示したメモリセルアレ
イおよびその周辺回路の回路図である。図60におい
て、グローバルデコーダ1455,ローカルデコーダ1
464,メモリセルアレイ,ソース線ドライバ1460
およびセレクトゲートデコーダ1456についての詳細
な回路が示されている。図60において、“2AL”は
第2アルミ配線層により形成された配線を示し、“2P
OL”は第2ポリシリコン層により形成された配線を示
す。
FIG. 60 is a circuit diagram of the memory cell array shown in FIG. 59 and its peripheral circuits. In FIG. 60, global decoder 1455 and local decoder 1
464, memory cell array, source line driver 1460
And a detailed circuit for the select gate decoder 1456 is shown. In FIG. 60, “2AL” indicates a wiring formed by the second aluminum wiring layer, and “2P”
"OL" indicates a wiring formed by the second polysilicon layer.

【0400】次の表1は、消去動作,プログラム動作お
よび読出動作において図59および図60に示した回路
に与えられる電圧を示している。
Table 1 below shows voltages applied to the circuits shown in FIGS. 59 and 60 in the erase operation, the program operation, and the read operation.

【0401】[0401]

【表1】 [Table 1]

【0402】第12の実施例では、すでに述べた様々な
利点に加えて、次のような追加の利点も得られる。
In the twelfth embodiment, in addition to the various advantages already described, the following additional advantages can be obtained.

【0403】図61は、図60に示したワード線WL0
0ないしWL07およびWL10ないしWL17とロー
カルデコーダ1464の出力線WL0ないしWL7との
間の接続態様を示す半導体基板上のレイアウト図であ
る。図61を参照して、各ワード線WL00ないしWL
07およびWL10ないしWL17は、第2ポリシリコ
ン層により形成される。一方、ローカルデコーダ146
4の各出力線は、第1アルミ配線層により形成される。
各ワード線と対応する出力信号線との間の接続は、スル
ーホールを介して行なわれる。図61に示した接続態様
は、図60に示した回路図においても示されていること
が指摘される。
FIG. 61 shows the word line WL0 shown in FIG.
FIG. 13 is a layout view on a semiconductor substrate showing a connection mode between 0 to WL07 and WL10 to WL17 and output lines WL0 to WL7 of a local decoder 1464. Referring to FIG. 61, each word line WL00 to WL00
07 and WL10 to WL17 are formed by the second polysilicon layer. On the other hand, the local decoder 146
Each output line 4 is formed by a first aluminum wiring layer.
The connection between each word line and the corresponding output signal line is made via a through hole. It is pointed out that the connection mode shown in FIG. 61 is also shown in the circuit diagram shown in FIG.

【0404】図60および図61に示した接続態様を用
いることにより、ワード線とローカルデコーダの出力線
との間の接続が簡単化され、したがって配線密度が低下
され、その結果高い集積度が得られる。
By using the connection modes shown in FIGS. 60 and 61, the connection between the word line and the output line of the local decoder is simplified, so that the wiring density is reduced, and as a result, a high degree of integration is obtained. Can be

【0405】図62は、図60に示した2つのメモリセ
ル1491および1492の間の分離を示す断面構造図
である。図60に示したメモリセル1491および14
92は、それぞれのセクタにおいて他方のセクタに最も
近い位置に置かれている。これらのトランジスタ149
1および1492を分離するため、図62に示すよう
に、半導体基板内に分離酸化膜1490が形成される。
2つの隣接するトランジスタ1491および1492を
分離するために必要となる分離酸化膜1490の幅Wc
は、図63に示すようなフィールドシールドのためのト
ランジスタ1495および1496を用いる場合と比較
して少なくて足りる。すなわち、図63に示した例で
は、分離のためのトランジスタ1495および1496
を形成するのみ大きな幅Wdが必要となるが、分離酸化
膜1490を用いることによりより少ない幅Wcで近接
する2つのトランジスタ1491および1492を分離
することができる。これにより、より高い集積度が得ら
れる。
FIG. 62 is a sectional structural view showing the separation between the two memory cells 1491 and 1492 shown in FIG. Memory cells 1491 and 14 shown in FIG.
Reference numeral 92 is located at a position closest to the other sector in each sector. These transistors 149
In order to separate 1 and 1492, as shown in FIG. 62, an isolation oxide film 1490 is formed in the semiconductor substrate.
Width Wc of isolation oxide film 1490 required to isolate two adjacent transistors 1491 and 1492
Is smaller than the case where transistors 1495 and 1496 for the field shield as shown in FIG. 63 are used. That is, in the example shown in FIG. 63, transistors 1495 and 1496 for isolation are used.
However, the use of the isolation oxide film 1490 makes it possible to separate the two adjacent transistors 1491 and 1492 with a smaller width Wc. Thereby, a higher degree of integration can be obtained.

【0406】図64は、第12の実施例において用いら
れるワード線電圧制御回路およびプリデコーダの回路図
である。図64に示したワード線電圧制御回路1470
は、図59において簡単化のために省略されている。
FIG. 64 is a circuit diagram of a word line voltage control circuit and a predecoder used in the twelfth embodiment. Word line voltage control circuit 1470 shown in FIG.
Are omitted in FIG. 59 for simplicity.

【0407】図64を参照して、ワード線電圧制御回路
1470は、VPP発生器1471と、VBB発生器1
472と、電圧検出器1473と、インバータ1474
と、VPPスイッチング回路1475と、VPPスイッ
チング回路1476と、CMOSトランスミッションゲ
ート1477および1478とを含む。
Referring to FIG. 64, word line voltage control circuit 1470 includes VPP generator 1471 and VBB generator 1
472, a voltage detector 1473, and an inverter 1474.
, VPP switching circuit 1475, VPP switching circuit 1476, and CMOS transmission gates 1477 and 1478.

【0408】プリデコーダ1452は、CMOSトラン
スミッションゲートを構成するPMOSトランジスタ1
481およびNMOSトランジスタ1482を含む。
The predecoder 1452 is a PMOS transistor 1 constituting a CMOS transmission gate.
481 and an NMOS transistor 1482.

【0409】図64に示したワード線電圧制御回路14
70およびプリデコーダ1452において、消去動作,
プログラム動作および読出動作を実行するため前述の表
1に示した電圧が与えられる。
The word line voltage control circuit 14 shown in FIG.
70 and the predecoder 1452,
The voltages shown in Table 1 above are applied to execute the program operation and the read operation.

【0410】一般に、フラッシュメモリのメモリセルの
しきい電圧の分布を検査するため、テストのための外部
電圧VEWが与えられる。図64に示されるように、テス
トモード動作において、外部電圧VEWは、ワード線電圧
制御回路1470におけるCMOSトランスミッション
ゲート1478およびプリデコーダ1452におけるC
MOSトランスミッションゲート(トランジスタ148
1および1482により構成される)を介して図60に
示したワード線WL00ないしWL17に与えられる。
外部電圧VEWの電圧経路がCMOS回路のみにより構成
されているので、MOSトランジスタのしきい電圧によ
る電圧の損失が生じない。言い換えると、より広い範囲
で変化する外部電圧VEWを電圧レベルの変化なしにワー
ド線に与えることができ、所望のテストが行なわれ得
る。
Generally, an external voltage VEW for testing is applied to check the distribution of threshold voltages of memory cells of a flash memory. As shown in FIG. 64, in the test mode operation, external voltage VEW is applied to CMOS transmission gate 1478 in word line voltage control circuit 1470 and CMOS transmission gate 1478 in predecoder 1452.
MOS transmission gate (transistor 148
1 and 1482) to the word lines WL00 to WL17 shown in FIG.
Since the voltage path of the external voltage VEW is constituted only by the CMOS circuit, no voltage loss occurs due to the threshold voltage of the MOS transistor. In other words, the external voltage VEW that changes in a wider range can be applied to the word line without changing the voltage level, and a desired test can be performed.

【0411】(13) 第13実施例 図65はこの発明に従った不揮発性半導体記憶装置の第
13実施例の模式図である。半導体基板80はメモリト
ランジスタ領域と周辺領域とに分けられている。メモリ
トランジスタ領域には、メモリトランジスタ87a、8
7b、87c、87dが間を隔てて形成されている。半
導体基板80の主表面のうち、メモリトランジスタ領域
には、n型のソース領域84a、84b、n型のドレイ
ン領域85a、85bが間を隔てて形成されている。ソ
ース領域84aはメモリトランジスタ87aと87bの
ソース領域となり、ソース領域84bはメモリトランジ
スタ87cと87dのソース領域となる。
(13) Thirteenth Embodiment FIG. 65 is a schematic diagram of a thirteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. The semiconductor substrate 80 is divided into a memory transistor region and a peripheral region. In the memory transistor area, the memory transistors 87a, 87
7b, 87c and 87d are formed at intervals. In the main surface of the semiconductor substrate 80, in the memory transistor region, n-type source regions 84a and 84b and n-type drain regions 85a and 85b are formed with a space therebetween. The source region 84a becomes a source region of the memory transistors 87a and 87b, and the source region 84b becomes a source region of the memory transistors 87c and 87d.

【0412】またドレイン領域85aはメモリトランジ
スタ87bと87cのドレイン領域となり、ドレイン領
域85bはメモリトランジスタ87dのドレイン領域と
なる。なお88はコントロールゲートを示し、89はフ
ローティングゲートを示している。
The drain region 85a becomes the drain region of the memory transistors 87b and 87c, and the drain region 85b becomes the drain region of the memory transistor 87d. Reference numeral 88 indicates a control gate, and 89 indicates a floating gate.

【0413】半導体基板80の主表面のうち、メモリト
ランジスタ領域には、n型のソース/ドレイン領域83
a、83bを有するセレクトゲートトランジスタ86が
形成されている。ソース/ドレイン領域83bはメモリ
トランジスタ87aのドレイン領域の役割もしている。
In the main surface of semiconductor substrate 80, n-type source / drain regions 83 are provided in the memory transistor region.
A select gate transistor 86 having a and 83b is formed. The source / drain region 83b also functions as a drain region of the memory transistor 87a.

【0414】メモリトランジスタ87a、87b、87
c、87d上には多結晶シリコンからなる副ビット線9
0が形成されている。副ビット線90はソース/ドレイ
ン領域83bと接続されている。副ビット線90から分
岐した分岐線91aはドレイン領域85aと接続され、
分岐線91bはドレイン領域85bと接続されている。
副ビット線90上にはアルミニウムからなる主ビット線
92が形成されている。主ビット線92は、ソース/ド
レイン領域83aに接続されている。
The memory transistors 87a, 87b, 87
Sub bit lines 9 made of polycrystalline silicon are provided on c and 87d.
0 is formed. Sub bit line 90 is connected to source / drain region 83b. Branch line 91a branched from sub-bit line 90 is connected to drain region 85a,
Branch line 91b is connected to drain region 85b.
A main bit line 92 made of aluminum is formed on sub bit line 90. Main bit line 92 is connected to source / drain region 83a.

【0415】半導体基板80中にはメモリトランジスタ
領域を囲むようにpウェル領域82が形成されており、
pウェル領域82を囲むようにnウェル領域81が形成
されている。周辺領域にはMOSトランジスタ93が形
成されている。この発明に従った不揮発性半導体記憶装
置のさらに詳細な説明を第14実施例を用いて行なう。
[0415] A p-well region 82 is formed in the semiconductor substrate 80 so as to surround the memory transistor region.
N well region 81 is formed to surround p well region 82. A MOS transistor 93 is formed in the peripheral region. A more detailed description of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be given using a fourteenth embodiment.

【0416】(14) 第14実施例 図66(a)はこの発明に従った不揮発性半導体記憶装
置の第14実施例のメモリトランジスタ部の一部の断面
図である。p型シリコン基板201にはpウェル領域2
10が間を隔てて形成されている。pウェル領域210
上には、メモリトランジスタ250〜257、261、
262、セレクトゲートトランジスタ259、260が
形成されている。pウェル領域210には、各メモリト
ランジスタのn型のソース領域223、n型のドレイン
領域224が形成されている。249はn型の不純物領
域を示している。
(14) Fourteenth Embodiment FIG. 66A is a sectional view of a part of a memory transistor portion of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourteenth embodiment of the present invention. A p-well region 2 is formed in the p-type silicon substrate 201.
10 are formed at intervals. p-well region 210
On the top, memory transistors 250 to 257, 261,
262, select gate transistors 259 and 260 are formed. In the p-well region 210, an n-type source region 223 and an n-type drain region 224 of each memory transistor are formed. Reference numeral 249 denotes an n-type impurity region.

【0417】各メモリトランジスタ、セレクトゲートト
ランジスタはシリコン酸化膜247で覆われている。ソ
ース領域223上はシリコン酸化膜247によって塞が
れている。これに対しドレイン領域224および不純物
領域249上はシリコン酸化膜で塞がれていない。各メ
モリトランジスタはフローティングゲート219および
コントロールゲート220を備えている。
Each memory transistor and select gate transistor are covered with a silicon oxide film 247. The source region 223 is covered with a silicon oxide film 247. On the other hand, the drain region 224 and the impurity region 249 are not covered with the silicon oxide film. Each memory transistor has a floating gate 219 and a control gate 220.

【0418】メモリトランジスタ250〜257の各ド
レイン領域224は1本の副ビット線227aによって
電気的に接続されている。メモリトランジスタ261、
262のドレイン領域224は1本の副ビット線227
bによって電気的に接続されている。不純物領域249
は接続導電層248と電気的に接続されている。また、
フィールド酸化膜206上にはダミーゲート242を有
するダミーゲートトランジスタ258が形成されてい
る。ダミーゲートトランジスタの詳細は後で説明する。
The drain regions 224 of the memory transistors 250 to 257 are electrically connected by one sub-bit line 227a. Memory transistor 261,
The drain region 224 of one of the sub bit lines 227
b are electrically connected. Impurity region 249
Are electrically connected to the connection conductive layer 248. Also,
On the field oxide film 206, a dummy gate transistor 258 having a dummy gate 242 is formed. Details of the dummy gate transistor will be described later.

【0419】副ビット線227aおよび227b上には
層間絶縁膜245が形成され、層間絶縁膜245上には
主ビット線233が形成されている。主ビット線233
は接続導電層248と電気的に接続されている。主ビッ
ト線233上には層間絶縁膜246が形成され、層間絶
縁膜246上にはアルミニウム配線238が間を隔てて
形成されている。
An interlayer insulating film 245 is formed on sub-bit lines 227a and 227b, and a main bit line 233 is formed on interlayer insulating film 245. Main bit line 233
Are electrically connected to the connection conductive layer 248. An interlayer insulating film 246 is formed on main bit line 233, and an aluminum wiring 238 is formed on interlayer insulating film 246 with a space therebetween.

【0420】一方、シリコン基板201中にはpウェル
領域210を覆うようにnウェル領域207が形成され
ている。
On the other hand, n-well region 207 is formed in silicon substrate 201 so as to cover p-well region 210.

【0421】図66(b)は図66(a)に示すメモリ
トランジスタの等価回路図である。8個のメモリトラン
ジスタの各ドレイン領域は副ビット線と接続され、ソー
ス領域はソース線に接続されている。選択ゲート1によ
って主ビット線と副ビット線との導通/遮断が行なわれ
る。ワード線1〜8はコントロールゲートのことであ
る。
FIG. 66 (b) is an equivalent circuit diagram of the memory transistor shown in FIG. 66 (a). Each drain region of the eight memory transistors is connected to a sub-bit line, and a source region is connected to a source line. The selection gate 1 conducts / cuts off the main bit line and the sub bit line. Word lines 1 to 8 are control gates.

【0422】図67は、この発明に従った不揮発性半導
体記憶装置の第14実施例のメモリトランジスタの断面
構造図である。pウェル領域210とフローティングゲ
ート219との間にはゲート酸化膜213が形成され、
フローティングゲート219とコントロールゲート22
0の間にはONO膜215が形成されている。
FIG. 67 is a sectional structural view of a memory transistor according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. A gate oxide film 213 is formed between p well region 210 and floating gate 219,
Floating gate 219 and control gate 22
Between zero, an ONO film 215 is formed.

【0423】次にこの発明に従った不揮発性半導体記憶
装置の第14実施例の動作を図66(b)と図67を用
いて説明する。まず消去動作について説明する。従来例
で説明したNOR型およびNAND型は電子を引き抜く
ことにより消去状態にしていたが、この第14実施例で
は電子を注入することにより消去状態にしている。すな
わち、メモリトランジスタ250〜257を一括消去す
る場合、主ビット線233をフローティング状態に保
ち、セレクトゲートトランジスタ259をOFFする。
これにより副ビット線227aもフローティング状態と
なる。そしてソース線およびpウェル領域210aに−
10V程度の電圧を印加する。そして、ワード線1〜ワ
ード線8に10V程度の電圧を印加する。これにより図
67のに示すようにチャネル領域にある電子がトンネ
ル効果の1つであるチャネルFN現象によってフローテ
ィングゲート219に注入される。これが消去状態
“1”でありVthの値は〜6V程度である。
Next, the operation of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 66 (b) and 67. First, the erasing operation will be described. In the NOR type and NAND type described in the conventional example, the erased state is obtained by extracting electrons. In the fourteenth embodiment, the erased state is obtained by injecting electrons. That is, when the memory transistors 250 to 257 are to be erased collectively, the main bit line 233 is kept in a floating state and the select gate transistor 259 is turned off.
As a result, the sub bit line 227a is also in a floating state. Then, the source line and the p-well region 210a are
A voltage of about 10 V is applied. Then, a voltage of about 10 V is applied to the word lines 1 to 8. As a result, as shown in FIG. 67, electrons in the channel region are injected into the floating gate 219 by the channel FN phenomenon, which is one of the tunnel effects. This is the erased state "1", and the value of Vth is about 6V.

【0424】次に書込動作について説明する。たとえば
メモリトランジスタ257を書込状態“0”にすると
き、セレクトゲートトランジスタ259をONし、主ビ
ット線233に5V程度の電圧を印加する。これにより
副ビット線227aの電圧も5V程度になる。そしてp
ウェル領域210aを接地電位に保ち、ソース線をOP
ENにする。さらに、ワード線8に−10V程度の電圧
を印加し、ワード線1〜ワード線7は接地電位に保つ。
これにより、図67のに示すように、メモリトランジ
スタ257のフローティングゲート219に蓄積された
電子はトンネル効果の1つであるドレインFN現象によ
ってドレイン領域224に引き抜かれる。これによりメ
モリトランジスタ257が書込状態“0”となり、この
ときVthの値は1V程度になる。
Next, the write operation will be described. For example, when the write state of the memory transistor 257 is “0”, the select gate transistor 259 is turned on, and a voltage of about 5 V is applied to the main bit line 233. As a result, the voltage of the sub bit line 227a also becomes about 5V. And p
The well region 210a is kept at the ground potential, and the source line is
Set to EN. Further, a voltage of about -10 V is applied to the word line 8, and the word lines 1 to 7 are kept at the ground potential.
As a result, as shown in FIG. 67, electrons accumulated in the floating gate 219 of the memory transistor 257 are extracted to the drain region 224 by the drain FN phenomenon, which is one of the tunnel effects. As a result, the memory transistor 257 is in the write state “0”, and the value of Vth is about 1 V at this time.

【0425】次に読出動作を説明する。たとえばメモリ
トランジスタ257を読出すとき、セレクトゲートトラ
ンジスタ259をONし、主ビット線233に1V程度
の電圧を印加する。そしてソース線およびpウェル領域
210aを接地電位に保つ。そしてワード線8に3〜5
V程度の電圧を印加し、ワード線1〜ワード線7を接地
電位にする。このときメモリトランジスタ257が消去
状態“1”のときはチャネルが形成されずビット線に電
流が流れない。これに対し書込状態“0”のときはチャ
ネルが形成されビット線に電流が流れる。これにより書
込状態/消去状態の判定を行なう。
Next, the read operation will be described. For example, when reading the memory transistor 257, the select gate transistor 259 is turned on and a voltage of about 1 V is applied to the main bit line 233. Then, the source line and the p-well region 210a are kept at the ground potential. And 3-5 on the word line 8
A voltage of about V is applied to set the word lines 1 to 7 to the ground potential. At this time, when the memory transistor 257 is in the erased state “1”, no channel is formed and no current flows through the bit line. On the other hand, when the write state is "0", a channel is formed and a current flows through the bit line. Thus, a write state / erase state is determined.

【0426】この第14実施例ではpウェル領域210
に負の電圧を印加させている。pウェル領域210の周
りにはnウェル領域207があるので、負の電圧を印加
してもpウェル領域210とnウェル領域207とは逆
バイアス状態となり、pウェル領域210に電圧を印加
しても周辺回路形成領域に電圧が印加されることはな
い。
In the fourteenth embodiment, the p well region 210
Is applied with a negative voltage. Since there is an n-well region 207 around the p-well region 210, even if a negative voltage is applied, the p-well region 210 and the n-well region 207 are in a reverse bias state, and a voltage is applied to the p-well region 210. Also, no voltage is applied to the peripheral circuit formation region.

【0427】また、消去動作のとき、pウェル領域に負
の電圧を印加し、ワード線に正の電圧を印加することに
より、最大電圧の値を小さくしながらも、pウェル領域
210とコントロールゲート220間の電位差を相対的
に大きくし、チャネルFN効果を起こすことを可能にし
ている。
In the erase operation, a negative voltage is applied to the p-well region and a positive voltage is applied to the word line, so that the value of the maximum voltage is reduced and the p-well region 210 and the control gate are reduced. The potential difference between 220 is relatively large, and it is possible to cause the channel FN effect.

【0428】また、図66(a)に示すようにメモリト
ランジスタ250〜257の各ドレイン領域224には
副ビット線227aが接続されている。このため読出動
作の際には読出電流を多くとることができるのでNAN
D型に比べて読出動作を高速に行なえる。
As shown in FIG. 66A, a sub-bit line 227a is connected to each of the drain regions 224 of the memory transistors 250 to 257. For this reason, in the read operation, a large read current can be taken.
The reading operation can be performed at a higher speed as compared with the D-type.

【0429】さらに、図67に示すように書込動作をド
レインFNを用いているので、チャネルホットエレクト
ロンを用いる場合に比べ高い効率で書込動作を行なうこ
とができ、これにより消費電力の低減を図れる。
Further, as shown in FIG. 67, since the writing operation uses drain FN, the writing operation can be performed with higher efficiency as compared with the case where channel hot electrons are used, thereby reducing power consumption. I can do it.

【0430】次に図66(a)に示す構造の平面的配置
状態を説明する。図68はコントロールゲート220を
形成した状態までにおける平面図である。図68をA−
A線で切断した状態が、図66(a)においてコントロ
ールゲート220までの状態を示している。コントロー
ルゲート220、選択ゲート234、ダミーゲート24
2、ソース線223aは縦方向に延びている。ソース線
223aは図66(a)に示すソース領域223をつな
げたものである。フィールド酸化膜206とドレイン領
域224が交互に形成されている。なお、選択ゲート2
34上にある配線層(メモリトランジスタのコントロー
ルゲートにあたる)は図示を省略している。
Next, the planar arrangement of the structure shown in FIG. 66A will be described. FIG. 68 is a plan view up to the state where the control gate 220 is formed. FIG.
The state cut along the line A shows the state up to the control gate 220 in FIG. Control gate 220, select gate 234, dummy gate 24
2. The source line 223a extends in the vertical direction. The source line 223a connects the source regions 223 shown in FIG. Field oxide films 206 and drain regions 224 are formed alternately. Note that select gate 2
The wiring layer on 34 (corresponding to the control gate of the memory transistor) is not shown.

【0431】図69は図68の上に副ビット線227
a、227bを形成した状態を示している。ソース線2
23aは配線層241と電気的に接続されている。配線
層241は副ビット線227a、227bと同時に形成
されたものである。
FIG. 69 is different from FIG.
a and 227b are formed. Source line 2
23a is electrically connected to the wiring layer 241. The wiring layer 241 is formed simultaneously with the sub-bit lines 227a and 227b.

【0432】また、選択ゲート234はポリパッド23
6と電気的に接続されている。ポリパッド236も副ビ
ット線227a、227bと同時に形成されたものであ
る。なお、副ビット線227a、227bとドレイン領
域224とのコンタクトは図示が省略されている。ま
た、接続導電層248と不純物領域249とのコンタク
トも図示が省略されている。
The selection gate 234 is connected to the poly pad 23
6 are electrically connected. The poly pad 236 is also formed simultaneously with the sub-bit lines 227a and 227b. The contacts between the sub-bit lines 227a and 227b and the drain region 224 are not shown. Further, the contact between the connection conductive layer 248 and the impurity region 249 is not shown.

【0433】図70は図69の上に主ビット線233を
形成した状態を示している。主ビット線233は接続導
電層248と電気的に接続されている。アルミ電極23
7a、237b、237c、237dは主ビット線23
3と同時に形成されたものである。アルミ電極237a
は一方のポリパッド236と電気的に接続され、アルミ
電極237bは他方のポリパッド236と電気的に接続
されている。アルミ電極237cは配線層241と電気
的に接続されている。またアルミ電極237dはダミー
ゲート242と電気的に接続されている。
FIG. 70 shows a state where main bit line 233 is formed on FIG. The main bit line 233 is electrically connected to the connection conductive layer 248. Aluminum electrode 23
7a, 237b, 237c and 237d are the main bit lines 23
3 and formed at the same time. Aluminum electrode 237a
Is electrically connected to one poly pad 236, and the aluminum electrode 237b is electrically connected to the other poly pad 236. Aluminum electrode 237c is electrically connected to wiring layer 241. The aluminum electrode 237d is electrically connected to the dummy gate 242.

【0434】図71は図70の上にアルミ配線238a
〜238gを形成した状態を示している。アルミ配線2
38aはアルミ電極237aと電気的に接続され、アル
ミ配線238bはアルミ電極237bと電気的に接続さ
れ、アルミ配線238eはアルミ電極237cと電気的
に接続され、アルミ配線238f、238gはアルミ電
極237bと電気的に接続されている。
FIG. 71 shows an aluminum wiring 238a over FIG.
238 g is formed. Aluminum wiring 2
38a is electrically connected to the aluminum electrode 237a, aluminum wiring 238b is electrically connected to the aluminum electrode 237b, aluminum wiring 238e is electrically connected to the aluminum electrode 237c, and aluminum wiring 238f and 238g are connected to the aluminum electrode 237b. It is electrically connected.

【0435】次に、この発明に従った不揮発性半導体記
憶装置の第14実施例の全体の構成および動作の第1〜
第7の例を表2を参照しながら説明する。
Next, the entire structure and operation of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described.
A seventh example will be described with reference to Table 2.

【0436】この不揮発性半導体記憶装置に含まれるメ
モリセルマトリックスは、以下に説明するように複数の
セクタに分割されている。表2には、選択されたセクタ
内のメモリセル(メモリトランジスタ)および非選択の
セクタ内のメモリセル(メモリトランジスタ)への電圧
印加条件が示される。表2において、Vdはドレイン電
圧、Vgはコントロールゲート電圧、Vsはソース電
圧、Vbbはウェル電圧を示す。
A memory cell matrix included in this nonvolatile semiconductor memory device is divided into a plurality of sectors as described below. Table 2 shows conditions for applying voltages to the memory cells (memory transistors) in the selected sector and the memory cells (memory transistors) in the non-selected sectors. In Table 2, Vd indicates a drain voltage, Vg indicates a control gate voltage, Vs indicates a source voltage, and Vbb indicates a well voltage.

【0437】[0437]

【表2】 [Table 2]

【0438】<1> 第1の例 (a) 不揮発性半導体記憶装置の全体の構成 図72は、第1の例による不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を示すブロック図である。
<1> First Example (a) Overall Configuration of Nonvolatile Semiconductor Memory Device FIG. 72 is a block diagram showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first example.

【0439】メモリセルマトリックス70はセクタSE
1,SE2に分割されている。メモリセルマトリックス
70は、セクタSE1,SE2にそれぞれ対応するセレ
クトゲートSG1,SG2を含む。メモリセルマトリッ
クス70はPウェル領域71内に形成される。
A memory cell matrix 70 has a sector SE.
1, SE2. Memory cell matrix 70 includes select gates SG1 and SG2 corresponding to sectors SE1 and SE2, respectively. Memory cell matrix 70 is formed in P well region 71.

【0440】メモリセルマトリックス70には2つの主
ビット線MB0,MB1が配列される。主ビット線MB
0,MB1はそれぞれYゲート72内のYゲートトラン
ジスタYG0,YG1を介してセンスアンプ52および
書込回路53に接続される。
In the memory cell matrix 70, two main bit lines MB0 and MB1 are arranged. Main bit line MB
0 and MB1 are connected to the sense amplifier 52 and the write circuit 53 via Y gate transistors YG0 and YG1 in the Y gate 72, respectively.

【0441】主ビット線MB0に対応して2つの副ビッ
ト線SB01,SB02が設けられ、主ビット線MB1
に対応して2つの副ビット線SB11,SB12が設け
られる。
[0441] Two sub-bit lines SB01 and SB02 are provided corresponding to main bit line MB0, and main bit line MB1 is provided.
, Two sub-bit lines SB11 and SB12 are provided.

【0442】副ビット線SB01,SB11に交差する
ようにワード線WL0,WL1が配列され、副ビット線
SB02,SB12に交差するようにワード線WL2,
WL3が配列される。
Word lines WL0 and WL1 are arranged to cross sub-bit lines SB01 and SB11, and word lines WL2 and WL2 are arranged to cross sub-bit lines SB02 and SB12.
WL3 is arranged.

【0443】副ビット線SB01,SB02,SB1
1,SB12とワード線WL0〜WL3との交点にはそ
れぞれメモリセル(メモリトランジスタ)M00〜M0
3,M10〜M13が設けられる。メモリセルM00,
M01,M10,M11はセクタS1に含まれ、メモリ
セルM02,M03,M12,M13はセクタSE2に
含まれる。
Sub bit lines SB01, SB02, SB1
1, SB12 and the memory cells (memory transistors) M00 to M0 at the intersections of the word lines WL0 to WL3, respectively.
3, M10 to M13 are provided. The memory cells M00,
M01, M10, and M11 are included in sector S1, and memory cells M02, M03, M12, and M13 are included in sector SE2.

【0444】各メモリセルのドレインは対応する副ビッ
ト線に接続され、コントロールゲートは対応するワード
線に接続され、ソースはソース線SLに接続される。
Each memory cell has its drain connected to a corresponding sub-bit line, its control gate connected to a corresponding word line, and its source connected to a source line SL.

【0445】セレクトゲートSG1はセレクトゲートト
ランジスタSG01,SG11を含み、セレクトゲート
SG2はセレクトゲートトランジスタSG02,SG1
2を含む。副ビット線SB01,SB02はそれぞれセ
レクトゲートトランジスタSG01,SG02を介して
主ビット線MB0に接続され、副ビット線SB11,S
B12はそれぞれセレクトゲートトランジスタSG1
1,SG12を介して主ビット線MB1に接続される。
The select gate SG1 includes select gate transistors SG01 and SG11, and the select gate SG2 includes select gate transistors SG02 and SG1.
2 inclusive. The sub-bit lines SB01 and SB02 are connected to the main bit line MB0 via select gate transistors SG01 and SG02, respectively.
B12 is a select gate transistor SG1
1 and SG12 to the main bit line MB1.

【0446】アドレスバッファ58は、外部から与えら
れるアドレス信号を受け、Xアドレス信号をXデコーダ
59に与え、Yアドレス信号をYデコーダ57に与え
る。Xデコーダ59は、Xアドレス信号に応答して複数
のワード線WL0〜WL3のうちいずれかを選択する。
Yデコーダ57は、Yアドレス信号に応答して複数の主
ビット線MB0,MB1のいずれかを選択する選択信号
を発生する。
Address buffer 58 receives an externally applied address signal, supplies an X address signal to X decoder 59, and supplies a Y address signal to Y decoder 57. X decoder 59 selects one of a plurality of word lines WL0 to WL3 in response to the X address signal.
Y decoder 57 generates a selection signal for selecting one of a plurality of main bit lines MB0 and MB1 in response to the Y address signal.

【0447】Yゲート72内のYゲートトランジスタ
は、それぞれ選択信号に応答して主ビット線MB0,M
B1をセンスアンプ52および書込回路53に接続す
る。
The Y gate transistors in Y gate 72 respond to the selection signal, and respond to the selection signals.
B1 is connected to sense amplifier 52 and write circuit 53.

【0448】読出時には、センスアンプ52が、主ビッ
ト線MB0または主ビット線MB1上に読出されたデー
タを検知し、データ入出力バッファ51を介して外部に
出力する。
At the time of reading, sense amplifier 52 detects data read on main bit line MB0 or main bit line MB1, and outputs the same to outside via data input / output buffer 51.

【0449】書込時には、外部から与えられるデータが
データ入出力バッファ51を介して書込回路53に与え
られ、書込回路53はそのデータに従って主ビット線M
B0,MB1にプログラム電圧を与える。
At the time of writing, externally applied data is applied to write circuit 53 via data input / output buffer 51, and write circuit 53 causes main bit line M to be applied in accordance with the data.
A program voltage is applied to B0 and MB1.

【0450】高電圧発生回路54,55は外部から電源
電圧Vcc(たとえば5V)を受け、高電圧を発生す
る。負電圧発生回路56は外部から電源電圧Vccを受
け、負電圧を発生する。ベリファイ電圧発生回路60
は、外部から与えられる電源電圧Vccを受け、ベリフ
ァイ時に、選択されたワード線に所定のベリファイ電圧
を与える。ウェル電位発生回路61は、消去時に、pウ
ェル領域71に負電圧を印加する。ソース制御回路62
は、消去時に、ソース線SLに高電圧を与える。セレク
トゲートデコーダ63は、アドレスバッファ58からの
アドレス信号の一部に応答して、セレクトゲートSG
1,SG2を選択的に活性化する。
High voltage generation circuits 54 and 55 receive power supply voltage Vcc (for example, 5 V) from the outside and generate a high voltage. Negative voltage generating circuit 56 receives power supply voltage Vcc from the outside and generates a negative voltage. Verify voltage generating circuit 60
Receives a power supply voltage Vcc externally applied, and applies a predetermined verify voltage to a selected word line at the time of verification. Well potential generation circuit 61 applies a negative voltage to p well region 71 at the time of erasing. Source control circuit 62
Supplies a high voltage to the source line SL at the time of erasing. Select gate decoder 63 responds to a part of the address signal from address buffer 58 to select gate SG.
1. SG2 is selectively activated.

【0451】書込/消去制御回路50は、外部から与え
られる制御信号に応答して、各回路の動作を制御する。
Write / erase control circuit 50 controls the operation of each circuit in response to an externally applied control signal.

【0452】(b) 不揮発性半導体記憶装置の動作 次に、不揮発性半導体記憶装置のセクタ消去動作、書込
動作および読出動作を表1を参照しながら説明する。
(B) Operation of Non-Volatile Semiconductor Storage Device Next, the sector erase operation, write operation and read operation of the non-volatile semiconductor storage device will be described with reference to Table 1.

【0453】(i) セクタ消去動作 ここでは、セクタSE1を一括消去するものと仮定す
る。まず、書込/消去制御回路50にセクタ一括消去動
作を指定する制御信号が与えられる。それにより、高電
圧発生回路55および負電圧発生回路56が活性化され
る。
(I) Sector erase operation Here, it is assumed that the sector SE1 is erased collectively. First, the write / erase control circuit 50 is supplied with a control signal designating a collective sector erase operation. Thereby, high voltage generation circuit 55 and negative voltage generation circuit 56 are activated.

【0454】高電圧発生回路55はXデコーダ59に高
電圧(10V)を与える。Xデコーダ59は、セクタS
E1のワード線WL0,WL1に高電圧(10V)を印
加し、セクタSE2のワード線WL2,WL3に0Vを
印加する。負電圧発生回路56はYデコーダ57および
ウェル電位発生回路61に負電圧を与える。Yデコーダ
57はYゲート72内のYゲートトランジスタYG0,
YG1に負電圧を印加する。それにより、主ビット線M
B0,MB1はフローティング状態になる。ソース制御
回路62はソース線SLをフローティング状態にする。
また、ウェル電位発生回路61はpウェル領域71に負
電圧(−8V)を印加する。セレクトゲートデコーダ6
3はセレクトゲートSG1,SG2をオフ状態にする。
The high voltage generation circuit 55 applies a high voltage (10 V) to the X decoder 59. The X decoder 59 has the sector S
A high voltage (10 V) is applied to the word lines WL0 and WL1 of E1, and 0 V is applied to the word lines WL2 and WL3 of the sector SE2. Negative voltage generating circuit 56 applies a negative voltage to Y decoder 57 and well potential generating circuit 61. Y decoder 57 is connected to Y gate transistors YG 0, YG 0 in Y gate 72.
A negative voltage is applied to YG1. Thereby, the main bit line M
B0 and MB1 enter a floating state. The source control circuit 62 brings the source line SL into a floating state.
Further, well potential generating circuit 61 applies a negative voltage (−8 V) to p well region 71. Select gate decoder 6
Reference numeral 3 turns off the select gates SG1 and SG2.

【0455】このようにして、選択セクタSE1内のメ
モリセルおよび非選択セクタSE2内のメモリセルに、
表2の(E1)に示されるように電圧が印加される。そ
の結果、セクタSE1内のすべてのメモリセルは消去さ
れる。
[0455] In this manner, the memory cells in the selected sector SE1 and the memory cells in the non-selected sector SE2 are
A voltage is applied as shown in (E1) of Table 2. As a result, all the memory cells in the sector SE1 are erased.

【0456】(ii) 書込動作 ここでは、メモリセルM00をプログラムするものと仮
定する。すなわち、メモリセルM00にデータ“0”を
書込み、メモリセルM10はデータ“1”を保持する。
(Ii) Write Operation Here, it is assumed that memory cell M00 is programmed. That is, data “0” is written to memory cell M00, and memory cell M10 holds data “1”.

【0457】まず、書込/消去制御回路50に、プログ
ラム動作を指定する制御信号が与えられる。それによ
り、高電圧発生回路54および負電圧発生回路56が活
性化される。
First, a write / erase control circuit 50 is supplied with a control signal designating a program operation. Thereby, high voltage generation circuit 54 and negative voltage generation circuit 56 are activated.

【0458】負電圧発生回路56はXデコーダ59に負
電圧を与える。Xデコーダ59は、アドレスバッファ5
8から与えられるXアドレス信号に応答してワード線W
L0を選択し、選択されたワード線WL0に負電圧(−
8V)を印加し、非選択のワード線WL1〜WL3に0
Vを印加する。
The negative voltage generator 56 applies a negative voltage to the X decoder 59. The X decoder 59 is used for the address buffer 5
8 in response to the X address signal applied from
L0 is selected, and a negative voltage (−) is applied to the selected word line WL0.
8V), and 0 is applied to unselected word lines WL1 to WL3.
V is applied.

【0459】高電圧発生回路54はYデコーダ57、書
込回路53およびセレクトゲートデコーダ63に高電圧
を与える。まず、外部からデータ入出力バッファ51を
介してデータ“0”が書込回路53に与えられ、ラッチ
される。Yデコーダ57は、アドレスバッファ58から
与えられるYアドレス信号に応答してYゲート72内の
YゲートトランジスタYG0に高電圧を印加し、Yゲー
トトランジスタYG1に0Vを印加する。それにより、
YゲートトランジスタYG0がオンする。
The high voltage generating circuit 54 applies a high voltage to the Y decoder 57, the write circuit 53 and the select gate decoder 63. First, data “0” is externally applied to write circuit 53 via data input / output buffer 51 and latched. Y decoder 57 applies a high voltage to Y gate transistor YG0 in Y gate 72 and applies 0 V to Y gate transistor YG1 in response to a Y address signal provided from address buffer 58. Thereby,
Y gate transistor YG0 turns on.

【0460】書込回路53はYゲートトランジスタYG
0を介して主ビット線MB0にデータ“0”に対応する
プログラム電圧(5V)を印加する。また、セレクトゲ
ートデコーダ63は、セレクトゲートSG1をオン状態
にし、セレクトゲートSG2をオフ状態にする。それに
より、副ビット線SB01,SB11がそれぞれ主ビッ
ト線MB0,MB1に接続される。ソース制御回路62
は、ソース線SLをフローティング状態にする。ウェル
電位発生回路61はpウェル領域71に0Vを印加す
る。
Write circuit 53 has Y gate transistor YG
A program voltage (5 V) corresponding to data “0” is applied to main bit line MB0 via “0”. The select gate decoder 63 turns on the select gate SG1 and turns off the select gate SG2. Thereby, sub-bit lines SB01 and SB11 are connected to main bit lines MB0 and MB1, respectively. Source control circuit 62
Causes the source line SL to be in a floating state. Well potential generating circuit 61 applies 0 V to p well region 71.

【0461】このようにして、メモリセルM00に、表
2の(P1)の左欄に示されるように電圧が印加され
る。その結果、メモリセルM00のしきい値電圧が下降
する。
Thus, a voltage is applied to the memory cell M00 as shown in the left column of (P1) in Table 2. As a result, the threshold voltage of the memory cell M00 decreases.

【0462】一定時間(たとえば1m秒)経過後、外部
からデータ入出力バッファ51を介してデータ“1”が
書込回路53に与えられ、ラッチされる。Yデコーダ5
7は、アドレスバッファ58から与えられるYアドレス
信号に応答してYゲート72内のYゲートトランジスタ
YG1に高電圧を印加し、YゲートトランジスタYG0
に0Vを印加する。それにより、Yゲートトランジスタ
YG1がオンする。書込回路53は、Yゲートトランジ
スタYG1を介して主ビット線MB1にデータ“1”に
対応する0Vを印加する。
After a lapse of a predetermined time (for example, 1 ms), data “1” is externally applied to write circuit 53 via data input / output buffer 51 and latched. Y decoder 5
7 applies a high voltage to the Y gate transistor YG1 in the Y gate 72 in response to the Y address signal given from the address buffer 58, and
To 0 V. This turns on the Y gate transistor YG1. Write circuit 53 applies 0 V corresponding to data "1" to main bit line MB1 via Y gate transistor YG1.

【0463】このようにして、メモリセルM10に、表
2の(P1)の右欄に示されるように電圧が印加され
る。その結果、メモリセルM10のしきい値電圧は高い
まま維持される。
Thus, a voltage is applied to the memory cell M10 as shown in the right column of (P1) in Table 2. As a result, the threshold voltage of the memory cell M10 is kept high.

【0464】(iii) 読出動作 ここでは、メモリセルM00からデータを読出すものと
仮定する。まず、書込/消去制御回路50に、読出動作
を指定する制御信号が与えられる。
(Iii) Read operation Here, it is assumed that data is read from memory cell M00. First, a control signal designating a read operation is applied to write / erase control circuit 50.

【0465】Xデコーダ59は、アドレスバッファ58
から与えられるXアドレス信号に応答してワード線WL
0を選択し、それに3Vを印加する。このとき、ワード
線WL1〜WL3は0Vに保たれる。セレクトゲートデ
コーダ63は、セレクトゲートSG1をオン状態にし、
セレクトゲートSG2をオフ状態にする。Yデコーダ5
7は、アドレスバッファ58から与えられるYアドレス
信号に応答してYゲート72内のYゲートトランジスタ
YG0をオンさせる。ソース制御回路62はソース線S
Lを接地する。
The X decoder 59 includes an address buffer 58
Word line WL in response to an X address signal applied from
Select 0 and apply 3V to it. At this time, the word lines WL1 to WL3 are kept at 0V. The select gate decoder 63 turns on the select gate SG1, and
The select gate SG2 is turned off. Y decoder 5
7 turns on the Y gate transistor YG0 in the Y gate 72 in response to the Y address signal supplied from the address buffer 58. The source control circuit 62 has a source line S
L is grounded.

【0466】このようにして、選択されたメモリセルM
00に、表2の(R1)の左欄に示されるように電圧が
印加される。それにより、M00の内容が“1”であれ
ば主ビット線MB0に読出電流が流れる。この読出電流
がセンスアンプ52により検知され、データ入出力バッ
ファ51を介して外部に出力される。このとき、非選択
のメモリセルには、表2の(R1)の右欄に示されるよ
うに電圧が印加される。
As described above, the selected memory cell M
00, a voltage is applied as shown in the left column of (R1) in Table 2. Thereby, if the content of M00 is "1", a read current flows through main bit line MB0. This read current is detected by the sense amplifier 52 and output to the outside via the data input / output buffer 51. At this time, a voltage is applied to the unselected memory cells as shown in the right column of (R1) in Table 2.

【0467】<2> 第2の例 (a) 不揮発性半導体記憶装置の全体の構成 図73は、第2の例による不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を示すブロック図である。
<2> Second Example (a) Overall Configuration of Nonvolatile Semiconductor Memory Device FIG. 73 is a block diagram showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second example.

【0468】図73の不揮発性半導体記憶装置が図72
の不揮発性半導体記憶装置と異なるのは、負電圧発生回
路56が消去時にソース制御回路62に負電圧を与える
点である。
The nonvolatile semiconductor memory device of FIG.
The difference from the nonvolatile semiconductor memory device is that the negative voltage generating circuit 56 applies a negative voltage to the source control circuit 62 at the time of erasing.

【0469】他の部分の構成は、図72に示される構成
と同様である。 (b) 不揮発性半導体記憶装置の動作 第2の例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読
出動作は第1の例と同様である。また、セクタ一括消去
動作では、ソース制御回路62によりソース線SLに負
電圧(−8V)が印加される点が第1の例と異なる。
The structure of the other portions is the same as the structure shown in FIG. (B) Operation of Non-Volatile Semiconductor Storage Device The writing operation and the reading operation of the non-volatile semiconductor storage device of the second example are the same as those of the first example. Also, in the sector batch erasing operation, a point different from the first example in that a negative voltage (−8 V) is applied to the source line SL by the source control circuit 62.

【0470】一括消去時に、選択セクタ内のメモリセル
には、表2の(E2)の左欄に示されるように電圧が印
加され、非選択セクタ内のメモリセルには表2の(E
2)の右欄に示されるように電圧が印加される。
At the time of collective erasing, a voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E2) in Table 2, and the memory cells in the non-selected sectors are shown in (E2) in Table 2.
A voltage is applied as shown in the right column of 2).

【0471】<3> 第3の例 (a) 不揮発性半導体記憶装置の全体の構成 図74は、第3の例による不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を示すブロック図である。
<3> Third Example (a) Overall Configuration of Nonvolatile Semiconductor Memory Device FIG. 74 is a block diagram showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third example.

【0472】第3の例の不揮発性半導体記憶装置が第1
の例の不揮発性半導体記憶装置と異なるのは次の点であ
る。ソース制御回路62の代わりにソースデコーダ10
2が設けられる。また、負電圧発生回路56はYデコー
ダ57の代わりにセレクトゲートデコーダ63およびソ
ースデコーダ102に負電圧を与える。
The nonvolatile semiconductor memory device of the third example is the first embodiment.
The difference from the nonvolatile semiconductor memory device of the example is as follows. Instead of the source control circuit 62, the source decoder 10
2 are provided. Negative voltage generating circuit 56 applies a negative voltage to select gate decoder 63 and source decoder 102 instead of Y decoder 57.

【0473】セクタSE1内のメモリセルM00,M0
1,M10,M11のソースはソース線SL1に接続さ
れ、セクタSE2内のメモリセルM02,M03,M1
2,M13のソースはソース線SL2に接続される。ソ
ースデコーダ102の出力端子はソース線SL1,SL
2に接続される。
[0473] Memory cells M00 and M0 in sector SE1
The sources of M1, M10 and M11 are connected to a source line SL1, and the memory cells M02, M03 and M1 in the sector SE2.
2, the sources of M13 are connected to the source line SL2. The output terminals of the source decoder 102 are source lines SL1, SL
2 is connected.

【0474】(b) 不揮発性半導体記憶装置の動作 第3の例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読
出動作は第1の例と同様である。セクタ一括消去動作で
は、ソースデコーダ102が、選択セクタに対応するソ
ース線をフローティング状態にし、非選択セクタに対応
するソース線に負電圧(−8V)を印加する。たとえ
ば、セクタSE1の一括消去時には、ソース線SL1が
フローティング状態にされ、ソース線SL2に−8Vが
印加される。
(B) Operation of Nonvolatile Semiconductor Memory Device The write operation and read operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the third example are the same as those of the first example. In the sector batch erasing operation, the source decoder 102 sets a source line corresponding to a selected sector to a floating state, and applies a negative voltage (−8 V) to a source line corresponding to a non-selected sector. For example, at the time of batch erasing of the sector SE1, the source line SL1 is set in a floating state, and −8 V is applied to the source line SL2.

【0475】このようにして、選択セクタ内のメモリセ
ルには、表2の(E3)の左欄に示されるように電圧が
印加され、非選択セクタ内のメモリセルには表2の(E
3)の右欄に示されるように電圧が印加される。
As described above, a voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E3) in Table 2, and a memory cell in the non-selected sector is applied to (E3) in Table 2.
A voltage is applied as shown in the right column of 3).

【0476】その結果、非選択セクタ内のメモリセルの
データを安定に保護しつつ、選択セクタ内のメモリセル
を一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in the selected sector while stably protecting the data in the memory cells in the non-selected sector.

【0477】<4> 第4の例 (a) 不揮発性半導体記憶装置の全体の構成 図75は、第4の例による不揮発性半導体記憶装置の全
体の構成を示すブロック図である。
<4> Fourth Example (a) Overall Configuration of Nonvolatile Semiconductor Memory Device FIG. 75 is a block diagram showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourth example.

【0478】第4の例の不揮発性半導体記憶装置が図7
4に示す第3の例の不揮発性半導体記憶装置と異なるの
は次の点である。負電圧発生回路56は、消去時にウェ
ル電位発生回路61のみに負電圧を与え、セレクトゲー
トデコーダ63およびソースデコーダ102には負電圧
を与えない。
The nonvolatile semiconductor memory device of the fourth example is shown in FIG.
4 are different from the nonvolatile semiconductor memory device of the third example shown in FIG. Negative voltage generating circuit 56 applies a negative voltage only to well potential generating circuit 61 during erasing, and does not apply a negative voltage to select gate decoder 63 and source decoder 102.

【0479】(b) 不揮発性半導体記憶装置の動作 第4の例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読
出動作は第1の例と同様である。
(B) Operation of Nonvolatile Semiconductor Memory Device The write operation and read operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the fourth example are similar to those of the first example.

【0480】一括消去動作時には、ソースデコーダ10
2が、選択セクタに対応するソース線をフローティング
状態にし、非選択セクタに対応するソース線に0Vを印
加する。たとえば、セクタSE1の一括消去時には、ソ
ース線SL1がフローティング状態にされ、ソース線S
L2には0Vが印加される。
In the batch erase operation, the source decoder 10
2 makes the source line corresponding to the selected sector float, and applies 0 V to the source line corresponding to the non-selected sector. For example, at the time of batch erasing of sector SE1, source line SL1 is set to a floating state and source line S1 is set to a floating state.
0 V is applied to L2.

【0481】このようにして、選択セクタ内のメモリセ
ルには、表2の(E4)の左欄に示されるように電圧が
印加され、非選択セクタ内のメモリセルには、表2の
(E4)の右欄に示されるように電圧が印加される。
As described above, the voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E4) in Table 2, and the memory cells in the non-selected sectors are A voltage is applied as shown in the right column of E4).

【0482】その結果、非選択セクタ内のメモリセルの
データを安定に保護にしつつ、選択セクタ内のメモリセ
ルを一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in the selected sector while stably protecting the data in the memory cells in the non-selected sector.

【0483】<5> 第5の例 (a) 不揮発性半導体記憶装置の全体の構成 図76は、第5の例による不揮発性半導体記憶装置の全
体を構成を示すブロック図である。
<5> Fifth Example (a) Overall Configuration of Nonvolatile Semiconductor Memory Device FIG. 76 is a block diagram showing an overall configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth example.

【0484】第5の例の不揮発性半導体記憶装置が図7
5に示す第4の例の不揮発性半導体記憶装置と異なるの
は次の点である。2つの負電圧発生回路56a、56b
が設けられている。負電圧発生回路56aはウェル電位
発生回路61、セレクトゲートデコーダ63およびソー
スデコーダ102に負電圧を与える。負電圧発生回路5
6bはXデコーダ59に負電圧を与える。他の部分の構
成は図75に示される構成と同様である。
The fifth example of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.
5 is different from the nonvolatile semiconductor memory device of the fourth example shown in FIG. Two negative voltage generating circuits 56a and 56b
Is provided. Negative voltage generating circuit 56a applies a negative voltage to well potential generating circuit 61, select gate decoder 63 and source decoder 102. Negative voltage generation circuit 5
6b applies a negative voltage to the X decoder 59. The configuration of the other parts is the same as the configuration shown in FIG.

【0485】(b) 不揮発性半導体記憶装置の動作 第5の例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読
出動作は第1の例と同様である。
(B) Operation of Nonvolatile Semiconductor Memory Device The write operation and read operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the fifth example are similar to those of the first example.

【0486】セクタ一括消去動作時には、ソースデコー
ダ102が、選択セクタに対応するソース線をフローテ
ィング状態にし、非選択セクタに対応するソース線に−
4Vを印加する。たとえば、セクタSE1の一括消去時
には、ソース線SL1がフローティング状態にされ、ソ
ース線SL2には−4Vが印加される。
At the time of the sector erase operation, the source decoder 102 sets the source line corresponding to the selected sector to a floating state, and sets the source line corresponding to the non-selected sector to-.
Apply 4V. For example, at the time of batch erasing of the sector SE1, the source line SL1 is set in a floating state, and -4 V is applied to the source line SL2.

【0487】このようにして、選択セクタ内のメモリセ
ルには、表2の(E5)の左欄に示されるように電圧が
印加され、非選択セクタ内のメモリセルには、表2の
(E5)に示されるように電圧が印加される。
In this way, a voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E5) in Table 2, and a memory cell in the non-selected sector is applied to ( A voltage is applied as shown in E5).

【0488】その結果、非選択セクタ内のメモリセルの
データを安定に保護しつつ、選択セクタ内のメモリセル
を一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in the selected sector while stably protecting the data in the memory cells in the non-selected sector.

【0489】<6> 第6の例 第6の例による不揮発性半導体記憶装置の全体の構成
は、図74に示される構成と同様である。また、第6の
例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読出動作
は、第1の例と同様である。
<6> Sixth Example The entire configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the sixth example is the same as the configuration shown in FIG. The write operation and read operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the sixth example are the same as those of the first example.

【0490】一括消去動作時には、ソースデコーダ10
2が、選択セクタに対応するソース線に−8Vを印加
し、非選択セクタに対応するソース線に0Vを印加す
る。たとえば、セクタSE1の一括消去時には、ソース
線SL1に−8Vが印加され、ソース線SL2に0Vが
印加される。
At the time of the batch erase operation, the source decoder 10
2 applies -8 V to the source line corresponding to the selected sector and 0 V to the source line corresponding to the non-selected sector. For example, at the time of batch erasing of the sector SE1, -8 V is applied to the source line SL1 and 0 V is applied to the source line SL2.

【0491】このようにして、選択セクタ内のメモリセ
ルには、表2の(E6)の左欄に示されるように電圧が
印加され、非選択セクタ内のメモリセルには、表2の
(E6)の右欄に示されるように電圧が印加される。
In this manner, a voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E6) in Table 2, and a memory cell in the non-selected sector is applied to ( A voltage is applied as shown in the right column of E6).

【0492】その結果、非選択セクタ内のメモリセルの
データを安定に保護しつつ、選択セクタ内のメモリセル
を一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in the selected sector while stably protecting the data in the memory cells in the non-selected sector.

【0493】<7> 第7の例 第7の例による不揮発性半導体記憶装置の全体の構成
は、図76に示される構成と同様である。また、第7の
例の不揮発性半導体記憶装置の書込動作および読出動作
は、第1の例と同様である。
<7> Seventh Example The entire structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the seventh example is similar to the structure shown in FIG. The writing operation and the reading operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the seventh example are the same as those of the first example.

【0494】セクタ一括消去動作時には、ソースデコー
ダ102が、選択セクタに対応するソース線に−8Vを
印加し、非選択セクタに対応するソース線に−4Vを印
加する。たとえば、セクタSE1の選択時には、ソース
線SL1に−8Vが印加され、ソース線SL2に−4V
が印加される。
In the sector erase operation, the source decoder 102 applies -8 V to the source line corresponding to the selected sector and -4 V to the source line corresponding to the non-selected sector. For example, when sector SE1 is selected, -8V is applied to source line SL1 and -4V is applied to source line SL2.
Is applied.

【0495】このようにして、選択セクタ内のメモリセ
ルに、表2の(E7)の左欄に示されるように電圧が印
加され、非選択セクタ内のメモリセルに、表2の(E
7)の右欄に示されるように電圧が印加される。
As described above, a voltage is applied to the memory cells in the selected sector as shown in the left column of (E7) in Table 2, and the memory cells in the non-selected sectors are applied to (E7) in Table 2.
A voltage is applied as shown in the right column of 7).

【0496】その結果、非選択セクタ内のメモリセルの
データを安定に保護しつつ、選択セクタ内のメモリセル
を一括消去することができる。
As a result, it is possible to collectively erase the memory cells in the selected sector while protecting the data in the memory cells in the non-selected sector stably.

【0497】<8> 各例の利点 第1および第2の例では、非選択セクタが基板からある
程度ディスターブを受けるが、ソースデコーダは不要で
あり、負電圧発生回路は1つだけでよい。
<8> Advantages of Each Example In the first and second examples, the non-selected sectors receive some disturbance from the substrate, but the source decoder is unnecessary and only one negative voltage generation circuit is required.

【0498】第3の例では、非選択セクタが基板から受
けるディスターブは小さい。また、負電圧発生回路は1
つだけでよい。さらに、消去時のソースの接合耐圧は低
くてよい。ただし、ソースデコーダが必要である。
In the third example, the disturbance received by the non-selected sector from the substrate is small. In addition, the negative voltage generation circuit is 1
You only need one. Furthermore, the junction withstand voltage of the source at the time of erasing may be low. However, a source decoder is required.

【0499】第4および第6の例では、非選択セクタが
基板から受けるディスターブは最も小さい。また負電圧
発生回路は1つだけでよい。ただし、ソースデコーダが
必要であり、ソースの接合耐圧が8Vだけ必要である。
In the fourth and sixth examples, the unselected sector receives the least disturbance from the substrate. Also, only one negative voltage generating circuit is required. However, a source decoder is required, and only a junction withstand voltage of 8 V is required.

【0500】第5および第7の例では、非選択セクタが
基板から受けるディスターブはやや小さく、ソースの接
合耐圧も〜4Vと小さくてよい。ただし、ソースデコー
ダが必要であり、2つの負電圧発生回路が必要である。
In the fifth and seventh examples, the disturbance received by the non-selected sector from the substrate may be rather small, and the source withstand voltage may be as small as ~ 4V. However, a source decoder is required, and two negative voltage generation circuits are required.

【0501】次に、図66(a)に示すこの発明に従っ
た不揮発性半導体記憶装置の第14実施例の製造方法に
ついて、図77〜図95を用いて説明する。図77〜図
95は、上記の構造を有する不揮発性半導体記憶装置の
製造方法における第1工程〜第19工程を示す断面図で
ある。
Next, a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourteenth embodiment of the present invention shown in FIG. 66A will be described with reference to FIGS. 77 to 95 are cross-sectional views showing first to nineteenth steps in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having the above-described structure.

【0502】まず図77を参照して、p型シリコン基板
201主表面に、300Å程度の膜厚を有する下敷き酸
化膜202を形成する。そして、この下敷き酸化膜20
2上に、CVD(Chemical Vapour D
eposition)法を用いて、500Å程度の膜厚
の多結晶シリコン膜203を形成する。この多結晶シリ
コン膜203上に、CVD法などを用いて、1000Å
程度のシリコン窒化膜204を形成する。そして、この
シリコン窒化膜204上に、素子分離領域を露出するよ
うにレジスト205を形成する。このレジスト205を
マスクとして異方性エッチングを行なうことによって、
素子分離領域上のシリコン窒化膜204および多結晶シ
リコン膜203をエッチングする。
First, referring to FIG. 77, an underlying oxide film 202 having a thickness of about 300 ° is formed on the main surface of p-type silicon substrate 201. Then, the underlying oxide film 20
2 on top of CVD (Chemical Vapor D)
A polycrystalline silicon film 203 having a thickness of about 500 ° is formed by using an evaporation method. On this polycrystalline silicon film 203, 1000 .ANG.
A silicon nitride film 204 of a degree is formed. Then, a resist 205 is formed on the silicon nitride film 204 so as to expose the element isolation region. By performing anisotropic etching using this resist 205 as a mask,
The silicon nitride film 204 and the polycrystalline silicon film 203 on the element isolation region are etched.

【0503】その後、レジスト205を除去し、シリコ
ン窒化膜204をマスクとして用いて選択酸化を行なう
ことによって、図78に示されるように、フィールド酸
化膜206を形成する。そして、上記の多結晶シリコン
膜203およびシリコン窒化膜204を除去する。
Thereafter, by removing the resist 205 and performing selective oxidation using the silicon nitride film 204 as a mask, a field oxide film 206 is formed as shown in FIG. Then, the polycrystalline silicon film 203 and the silicon nitride film 204 are removed.

【0504】次に、図79に示されるように、メモリト
ランジスタ領域および周辺回路領域の一部に、3.0M
eV,2.0×1013cm-3の条件で、リン(P)をイ
オン注入する。そして、1000℃の温度で1時間の不
純物ドライブを行なう。それにより、nウェル207が
形成される。その後、図80に示されるように、メモリ
セル形成領域を覆うようにレジスト209を形成し、こ
のレジスト209をマスクとして用いて、リン(P)を
1.2MeV,1.0×1013cm-3の条件でイオン注
入し、さらに、リン(P)を180KeV,3.5×1
012cm-3の条件でイオン注入する。それにより、周辺
回路領域の一部にnウェル(図示せず)が形成される。
Next, as shown in FIG. 79, a part of the memory transistor region and part of the peripheral circuit region
Under the conditions of eV and 2.0 × 10 13 cm −3, phosphorus (P) is ion-implanted. Then, impurity driving is performed at a temperature of 1000 ° C. for one hour. Thereby, n-well 207 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 80, a resist 209 is formed so as to cover the memory cell formation region, and using this resist 209 as a mask, phosphorus (P) is added at 1.2 MeV and 1.0 × 10 13 cm -3. Ion implantation is performed under the conditions, and phosphorus (P) is further added at 180 KeV, 3.5 × 1.
Ions are implanted under the condition of 012 cm-3. Thereby, an n-well (not shown) is formed in a part of the peripheral circuit region.

【0505】次に、図81を参照して、メモリトランジ
スタ領域に、700KeV,1.0×1013cm-3の条
件でボロン(B)をイオン注入し、さらに180Ke
V,3.5×1012cm-3の条件でボロン(B)をイオ
ン注入する。それにより、pウェル210が形成され
る。
Next, referring to FIG. 81, boron (B) ions are implanted into the memory transistor region under the conditions of 700 KeV and 1.0 × 10 13 cm −3,
V, boron (B) ions are implanted under the conditions of 3.5.times.10@12 cm @ -3. Thereby, p-well 210 is formed.

【0506】そして、各メモリトランジスタのしきい値
電圧制御のための不純物注入を行なった後、図82を参
照して、p型シリコン基板201主表面上全面に、熱酸
化処理を施すことによって150Å程度の膜厚のゲート
絶縁膜211を形成する。そして、このゲート絶縁膜2
11上における選択ゲートトランジスタ(後述)形成領
域を覆うようにレジスト212を形成する。このレジス
ト212をマスクして用いて、エッチングを行なうこと
によって上記のゲート絶縁膜211の選択ゲートトラン
ジスタ形成領域以外の部分を除去する。
After impurity implantation for controlling the threshold voltage of each memory transistor is performed, referring to FIG. 82, the entire surface of the main surface of p-type silicon substrate 201 is subjected to a thermal oxidation treatment to achieve 150 ° C. A gate insulating film 211 having a film thickness of about the same is formed. Then, this gate insulating film 2
A resist 212 is formed so as to cover a selection gate transistor (to be described later) formation region on 11. Using the resist 212 as a mask, etching is performed to remove portions of the gate insulating film 211 other than the select gate transistor formation region.

【0507】上記のレジスト212を除去し、再び熱酸
化処理を施すことによって、p型シリコン基板201上
全面に100Å程度の膜厚のゲート絶縁膜213を形成
する。それにより、選択ゲートトランジスタ形成領域に
は、約250Å程度の膜厚を有するゲート絶縁膜21
1,213が形成されることになる。そして、このゲー
ト絶縁膜211,213上に、CVD法などを用いて第
1の多結晶シリコン膜214を1200Å程度の膜厚に
形成する。そして、この第1の多結晶シリコン膜厚21
4上に、所定形状(この場合であれば紙面に垂直方向に
断続的に複数のレジストパターンが形成される)のレジ
スト212aを堆積し、このレジスト212aをマスク
として用いて第1の多結晶シリコン膜214をエッチン
グする。
The above-mentioned resist 212 is removed and thermal oxidation is performed again to form a gate insulating film 213 having a thickness of about 100 ° on the entire surface of the p-type silicon substrate 201. Thus, the gate insulating film 21 having a thickness of about 250 ° is formed in the select gate transistor formation region.
1, 213 will be formed. Then, a first polycrystalline silicon film 214 is formed on gate insulating films 211 and 213 to a thickness of about 1200 ° by using a CVD method or the like. Then, the first polycrystalline silicon film thickness 21
4, a resist 212a having a predetermined shape (in this case, a plurality of resist patterns are formed intermittently in a direction perpendicular to the paper surface) is deposited, and the first polycrystalline silicon is formed using the resist 212a as a mask. The film 214 is etched.

【0508】その後、図84に示されるように、上記の
第1の多結晶シリコン膜214上に、CVD法などを用
いて100Å程度の膜厚の高温酸化膜を形成し、この高
温酸化膜上にCVD法などを用いてシリコン窒化膜を1
00Å程度の厚みに形成し、さらにこのシリコン窒化膜
上にCVD法を用いて150Å程度の厚みの高温酸化膜
を形成する。それにより、ONO膜215が形成され
る。
Thereafter, as shown in FIG. 84, a high-temperature oxide film having a thickness of about 100 ° is formed on the first polycrystalline silicon film 214 by using a CVD method or the like. A silicon nitride film by CVD method
Then, a high-temperature oxide film having a thickness of about 150 ° is formed on the silicon nitride film by using the CVD method. Thereby, an ONO film 215 is formed.

【0509】次に、図85を参照して、上記のONO膜
215上に、CVD法を用いて、不純物が導入された多
結晶シリコン層を1200Å程度の厚みに形成する。そ
してこの多結晶シリコン層上にスパッタリング法を用い
て、タングステンシリサイド(WSi)層を1200Å
程度の厚みに形成する。これらにより、コントロールゲ
ート電極となる導電層216が形成される。この導電層
216上にCVD法を用いて、2000Å程度の膜厚を
有する高温酸化膜217を形成する。そして、メモリト
ランジスタ領域および周辺部のトランジスタ形成領域上
に位置する高温酸化膜217上に、レジスト218を形
成し、このレジスト218をマスクとしてエッチングを
行なうことによって、周辺回路で用いるトランジスタの
電極を形成する。
Next, referring to FIG. 85, a polycrystalline silicon layer doped with impurities is formed on the ONO film 215 to a thickness of about 1200 ° by the CVD method. Then, a tungsten silicide (WSi) layer is formed on this polycrystalline silicon layer by a sputtering method at 1200 °.
It is formed to a thickness of about. Thus, a conductive layer 216 serving as a control gate electrode is formed. A high-temperature oxide film 217 having a thickness of about 2000 ° is formed on conductive layer 216 by using a CVD method. Then, a resist 218 is formed on the high-temperature oxide film 217 located on the memory transistor region and the peripheral transistor formation region, and etching is performed using the resist 218 as a mask to form a transistor electrode used in a peripheral circuit. I do.

【0510】次に、図86を参照して、上記の高温酸化
膜217上に、図86において横方向に断続的にレジス
ト218aを形成する。そして、このレジスト218a
をマスクとして用いて、高温酸化膜217、導電膜21
6、ONO膜215、第1の多結晶シリコン膜214を
エッチングする。それにより、フローティングゲート電
極219およびコントロールゲート電極220が形成さ
れる。
Next, referring to FIG. 86, a resist 218a is formed on the high-temperature oxide film 217 intermittently in the horizontal direction in FIG. Then, this resist 218a
High-temperature oxide film 217 and conductive film 21 using
6, the ONO film 215 and the first polycrystalline silicon film 214 are etched. Thereby, a floating gate electrode 219 and a control gate electrode 220 are formed.

【0511】次に、図87(a)を参照して、図86に
示される状態のフラッシュメモリ上に、さらにレジスト
221を塗布し、メモリトランジスタのソース領域とな
る部分を露出させるようにこのレジスト221をパター
ニングする。図87(b)は、図87(a)に示される
状態のフラッシュメモリの一部平面を示す平面図であ
る。そして、図87(b)におけるB−B線に沿って見
た断面が、図87(a)に示されることになる。このよ
うにパターニングされたレジスト221をマスクとして
用いて、ドライエッチングを行なうことによってソース
領域上に形成されているフィールド酸化膜206を除去
する。
Next, referring to FIG. 87 (a), a resist 221 is further applied on the flash memory in the state shown in FIG. 86, and the resist 221 is exposed so as to expose a portion serving as a source region of the memory transistor. 221 is patterned. FIG. 87 (b) is a plan view showing a partial plane of the flash memory in the state shown in FIG. 87 (a). Then, a cross section viewed along line BB in FIG. 87 (b) is shown in FIG. 87 (a). The field oxide film 206 formed on the source region is removed by performing dry etching using the resist 221 thus patterned as a mask.

【0512】そして、レジスト218a,211を除去
した後、図88に示されるように、選択ゲートトランジ
スタのみを露出させるようにレジストパターン221a
を形成する。そして、このレジストパターン221aを
マスクとして用いて、リン(P)を60KeV,3.0
×1013cm-3の条件でイオン注入する。それにより、
選択ゲートトランジスタのソース/ドレイン領域22
3,224を形成する。そして、上記のレジスト221
aを除去する。
Then, after removing the resists 218a and 211, as shown in FIG. 88, the resist pattern 221a is exposed so that only the select gate transistor is exposed.
To form Then, using this resist pattern 221a as a mask, phosphorus (P) is applied at 60 KeV, 3.0.
Ion implantation is performed under the condition of × 10 13 cm -3. Thereby,
Source / drain region 22 of select gate transistor
3,224 are formed. Then, the above-mentioned resist 221
a is removed.

【0513】その後、図89を参照して、選択ゲートト
ランジスタとなるトランジスタを覆い他のメモリセルを
露出するようにレジストパターン221bを形成する。
そして、このレジスト221bをマスクとして用いて、
35KeV,5.5×1015cm-3の条件で、砒素(A
s)をイオン注入する。それにより、メモリトランジス
タのソース/ドレイン領域およびソース線が形成される
ことになる。そして、レジスト221bを除去する。
Thereafter, referring to FIG. 89, a resist pattern 221b is formed so as to cover a transistor serving as a select gate transistor and expose other memory cells.
Then, using this resist 221b as a mask,
Arsenic (A) under the condition of 35 KeV and 5.5 × 10 15 cm -3
s) is ion-implanted. Thereby, source / drain regions and source lines of the memory transistor are formed. Then, the resist 221b is removed.

【0514】次に、図90を参照して、メモリトランジ
スタ領域に、CVD法を用いて、2000Å程度の膜厚
を有する高温酸化膜を形成する。そして、この高温酸化
膜を異方性エッチングすることによって、選択ゲートト
ランジスタの側壁あるいはメモリトランジスタの側壁に
サイドウォール225を形成する。そして、このサイド
ウォール225をマスクとして用いて、35KeV,
4.0×1015cm-3の条件で、砒素(As)をイオン
注入する。それにより、周辺部のトランジスタのソース
/ドレイン領域を形成する。
Next, referring to FIG. 90, a high-temperature oxide film having a thickness of about 2000 ° is formed in the memory transistor region by using the CVD method. Then, a sidewall 225 is formed on the side wall of the select gate transistor or the side wall of the memory transistor by anisotropically etching the high-temperature oxide film. Then, using this side wall 225 as a mask, 35 KeV,
Under the condition of 4.0 × 10 15 cm −3, arsenic (As) is ion-implanted. Thus, source / drain regions of the peripheral transistor are formed.

【0515】その後、図91を参照して、メモリトラン
ジスタ領域に、TEOS(Tetra ethyl o
rtho Silicate)膜などからなるシリコン
酸化膜226を堆積する。そして、30分程度の酸化膜
のシンタ処理を行なう。そして、図92に示すように、
このシリコン酸化膜226を異方性エッチングすること
によって、サイドウォール225aが形成されることに
なる。このサイドウォール225aの形成によって、メ
モリセルにおけるソース領域は、シリコン酸化膜によっ
て覆われることになる。
Thereafter, referring to FIG. 91, a TEOS (Tetra ethyl o) is formed in the memory transistor region.
A silicon oxide film 226 made of, for example, an rtho silicate film is deposited. Then, sintering of the oxide film is performed for about 30 minutes. Then, as shown in FIG.
By performing anisotropic etching of the silicon oxide film 226, a sidewall 225a is formed. With the formation of the sidewall 225a, the source region in the memory cell is covered with the silicon oxide film.

【0516】次に、図93を参照して、CVD法などを
用いて、2000Å程度の膜厚を有する多結晶シリコン
層を形成し、この多結晶シリコン層に不純物を導入する
ことによって導電性をもたせる。この多結晶シリコン層
上に所定形状のレジスト228を塗布し、このレジスト
228をマスクとしてパターニングすることによって副
ビット線227が形成される。
Next, referring to FIG. 93, a polycrystalline silicon layer having a thickness of about 2000 ° is formed by a CVD method or the like, and conductivity is increased by introducing impurities into the polycrystalline silicon layer. Give it. A sub-bit line 227 is formed by applying a resist 228 having a predetermined shape on the polycrystalline silicon layer and patterning using the resist 228 as a mask.

【0517】次に、図94を参照して、上記のレジスト
228を除去した後、副ビット線227上に、CVD法
を用いてTEOS膜などからなるシリコン酸化膜229
を形成する。このシリコン酸化膜229の膜厚は、15
00Å程度である。このシリコン酸化膜229上に、C
VD法などを用いて、膜厚500Å程度のシリコン窒化
膜230を形成する。そして、このシリコン窒化膜23
0上に、CVD法などを用いて10000Å程度の膜厚
を有するBPTEOS膜などからなるシリコン酸化膜2
31を形成する。その後、850℃程度の熱処理により
リフローを行ない、HF等によりBPTEOS膜を50
00Å程度エッチバックする。そして、このシリコン酸
化膜231上に所定形状のレジスト232を堆積し、こ
のレジスト232をマスクとして用いて、シリコン酸化
膜229,231およびシリコン窒化膜230をエッチ
ングする。それにより、副ビット線227と後の工程で
形成される主ビット線233との接続のためのコンタク
トホール233aが形成されることになる。
Next, referring to FIG. 94, after removing the resist 228, a silicon oxide film 229 made of a TEOS film or the like is formed on the sub-bit line 227 by using the CVD method.
To form The thickness of the silicon oxide film 229 is 15
It is about 00 °. On this silicon oxide film 229, C
Using a VD method or the like, a silicon nitride film 230 having a thickness of about 500 ° is formed. Then, the silicon nitride film 23
A silicon oxide film 2 made of a BPTEOS film or the like having a thickness of about 10000.degree.
31 are formed. After that, reflow is performed by a heat treatment at about 850 ° C., and the BPTEOS film is
Etch back about 00Å. Then, a resist 232 having a predetermined shape is deposited on the silicon oxide film 231, and the silicon oxide films 229 and 231 and the silicon nitride film 230 are etched using the resist 232 as a mask. Thus, a contact hole 233a for connecting the sub bit line 227 to the main bit line 233 formed in a later step is formed.

【0518】次に、図95を参照して、上記のコンタク
トホール233a内に、CVD法およびエッチバック法
を用いて、タングステンプラグ233bを形成する。そ
して、このタングステンプラグ233b上およびシリコ
ン酸化膜231上に、スパッタリング法などを用いて、
5000Å程度の膜厚を有するアルミニウム合金層を形
成する。そして、このアルミニウム合金層上に所定形状
のレジスト232aを堆積し、このレジスト232aを
マスクとしてアルミニウム合金層をパターニングするこ
とによって主ビット線233が形成される。その後、レ
ジスト232aを除去し、この主ビット線上に層間絶縁
層を形成する。そして、スルーホール形成工程を経てこ
の層間絶縁層上にさらにアルミニウム配線層を形成す
る。それにより、図66(a)に示される不揮発性半導
体装置が形成されることになる。
Next, referring to FIG. 95, a tungsten plug 233b is formed in the contact hole 233a by using the CVD method and the etch-back method. Then, on the tungsten plug 233b and the silicon oxide film 231 by using a sputtering method or the like.
An aluminum alloy layer having a thickness of about 5000 ° is formed. Then, a resist 232a having a predetermined shape is deposited on the aluminum alloy layer, and the aluminum alloy layer is patterned using the resist 232a as a mask, whereby the main bit line 233 is formed. After that, the resist 232a is removed, and an interlayer insulating layer is formed on the main bit line. Then, an aluminum wiring layer is further formed on the interlayer insulating layer through a through-hole forming step. Thus, the nonvolatile semiconductor device shown in FIG. 66A is formed.

【0519】次に、この発明に従った不揮発性半導体記
憶装置の第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の
製造方法について、図96〜図100を用いて説明す
る。図96〜図100は、図68におけるC−C線に沿
って見た断面を示す図である。
Next, a method of manufacturing the select gate contact portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 96 to 100 are cross-sectional views taken along line CC in FIG.

【0520】まず、図96を参照して、上記の実施例と
同様の工程を経て、高温酸化膜217までを形成する。
選択ゲートトランジスタはといえば、その上層に形成さ
れるアルミニウム配線層238とコンタクトホールを介
して接続される。したがって、その接続部には、コンタ
クトホールが形成されることになる。このコンタクト部
が図97に示されている。図97を参照して、上記のよ
うに高温酸化膜217を堆積した後、エッチングを行な
うことによってコンタクト部における高温酸化膜217
および導電膜216を除去する。それにより、コンタク
トホール251が形成される。
First, referring to FIG. 96, steps up to the high-temperature oxide film 217 are formed through the same steps as in the above embodiment.
The selection gate transistor is connected to an aluminum wiring layer 238 formed thereover via a contact hole. Therefore, a contact hole is formed at the connection portion. This contact is shown in FIG. Referring to FIG. 97, after the high-temperature oxide film 217 is deposited as described above, the high-temperature oxide film 217 in the contact portion is etched by performing etching.
And the conductive film 216 is removed. Thereby, a contact hole 251 is formed.

【0521】そして、図98を参照して、CVD法など
を用いてTEOS膜などからなる酸化膜を全面に形成し
た後、異方性エッチングを行なうことによって、コンタ
クトホール251の側壁にシリコン酸化膜235を残存
させる。このとき、このサイドウォールとなるシリコン
酸化膜235の形成時に、第1の多結晶シリコン膜21
4上のONO膜215もエッチングされるため、第1の
多結晶シリコン膜214は露出している。
Referring to FIG. 98, after an oxide film made of a TEOS film or the like is formed on the entire surface by using a CVD method or the like, a silicon oxide film is formed on the side wall of contact hole 251 by performing anisotropic etching. 235 are left. At this time, when the silicon oxide film 235 serving as the sidewall is formed, the first polycrystalline silicon film 21 is formed.
Since the ONO film 215 on the substrate 4 is also etched, the first polycrystalline silicon film 214 is exposed.

【0522】次に、図99を参照して、コンタクトホー
ル251に多結晶シリコンからなるポリパッド236を
形成し、同時に副ビット線227を形成する。その後、
図100に示されるように、ポリパッド236上および
副ビット線227上に層間絶縁膜245を形成する。そ
して、この層間絶縁膜245におけるポリパッド236
上に位置する部分に、コンタクトホール251aを形成
し、このコンタクトホール251aにアルミ電極237
を形成する。このとき、このアルミ電極237の形成と
同時に、主ビット線233が形成される。このように、
選択ゲートトランジスタのコンタクト部にポリパッド2
36を形成することによって、このコンタクト部におけ
るアスペクト比を小さくすることができ、かつパターン
の重ね合わせのマージンを増大することが可能となる。
Next, referring to FIG. 99, a poly pad 236 made of polycrystalline silicon is formed in the contact hole 251 and a sub-bit line 227 is formed at the same time. afterwards,
As shown in FIG. 100, an interlayer insulating film 245 is formed on the poly pad 236 and the sub-bit line 227. Then, the poly pad 236 in the interlayer insulating film 245 is formed.
A contact hole 251a is formed in the upper portion, and an aluminum electrode 237 is formed in the contact hole 251a.
To form At this time, the main bit line 233 is formed simultaneously with the formation of the aluminum electrode 237. in this way,
Poly pad 2 at contact part of select gate transistor
By forming 36, the aspect ratio in the contact portion can be reduced, and the margin for pattern overlapping can be increased.

【0523】以上のようにして主ビット線233および
アルミニウム電極237が形成された後は、上記の実施
例と同様の工程を経て不揮発性半導体記憶装置が形成さ
れることになる。
After the main bit line 233 and the aluminum electrode 237 are formed as described above, a nonvolatile semiconductor memory device is formed through the same steps as in the above embodiment.

【0524】次に、図101〜図106を用いて、この
発明に基づく不揮発性半導体記憶装置の第14実施例の
ソース線コンタクト部の製造方法について説明する。図
101は、図70に示された不揮発性半導体記憶装置の
一部を示す平面図である。まず図101を参照して、ソ
ース線223aは、ソース線コンタクト部239におい
て、コンタクト部以外のソース線223aの幅W2より
も大きい幅W1を有するように形成されている。一方、
この形状を反映して、ドレイン領域の幅は、ソース線コ
ンタクト部239に挟まれる部分においては、W4と小
さく、それ以外の部分では、このW4より大きいW3の
幅を有している。このような幅の違いを利用して、本実
施例においては、ソース線コンタクト部239のコンタ
クトホール形成と、ドレインコンタクト部240におけ
るコンタクトホール形成とは同時に行なおうとするもの
である。
Next, a method of manufacturing the source line contact portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 101 is a plan view showing a part of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. First, referring to FIG. 101, source line 223a is formed in source line contact portion 239 so as to have a width W1 larger than width W2 of source line 223a other than the contact portion. on the other hand,
Reflecting this shape, the width of the drain region is as small as W4 at the portion sandwiched between the source line contact portions 239, and the width of W3 is larger at other portions. By utilizing such a difference in width, in the present embodiment, formation of a contact hole in the source line contact portion 239 and formation of a contact hole in the drain contact portion 240 are to be performed simultaneously.

【0525】以下に、図102〜図106を用いて、詳
しく説明する。図102(I)は、図101におけるD
−D線に沿った見た断面を示す図である。図102(I
I)は、図101におけるE−E線に沿って見た断面を
示す図である。以下、図103〜図106においても同
様とする。
Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. FIG. 102 (I) is a diagram showing D in FIG.
It is a figure which shows the cross section seen along the -D line. FIG. 102 (I
FIG. I) is a diagram showing a cross section viewed along the line EE in FIG. 101. Hereinafter, the same applies to FIGS. 103 to 106.

【0526】まず、図102を参照して、メモリトラン
ジスタにおけるフローティングゲート電極219、ON
O膜215、コントロールゲート電極220および高温
酸化膜217を上記の実施例と同様の工程を経て形成す
る。このとき、(I)図においては、ソース部の間隔が
ドレイン部の間隔よりも広くなっており、(II)図に
おいては、ドレイン部の間隔がソース部の間隔よりも広
くなっている。
First, referring to FIG. 102, the floating gate electrode 219 in the memory transistor is turned on.
An O film 215, a control gate electrode 220 and a high-temperature oxide film 217 are formed through the same steps as in the above embodiment. At this time, in FIG. (I), the interval between the source portions is wider than the interval between the drain portions, and in FIG. (II), the interval between the drain portions is wider than the interval between the source portions.

【0527】このような状態のメモリトランジスタに、
図103に示されるように、上記の実施例と同様の方法
でサイドウォール225を形成する。そして、サイドウ
ォール225上に、図104に示されるように、さらに
酸化膜226を堆積する。
[0527] In the memory transistor in such a state,
As shown in FIG. 103, a side wall 225 is formed in the same manner as in the above embodiment. Then, an oxide film 226 is further deposited on the side wall 225 as shown in FIG.

【0528】その後、図105(I)を参照して、上記
の酸化膜226に異方性エッチングを施すことによっ
て、ソース線コンタクト部239に、コンタクトホール
239aを形成する。このとき、ソース部の幅がドレイ
ン部の幅よりも広いため、ソース部の方がエッチングさ
れやすくなり、ソース部においてはコンタクトホール2
39aが形成されるが、ドレイン部においてはコンタク
トホールが形成されない。
Thereafter, referring to FIG. 105 (I), a contact hole 239a is formed in source line contact portion 239 by performing anisotropic etching on oxide film 226 described above. At this time, since the width of the source portion is wider than the width of the drain portion, the source portion is more easily etched, and the source portion has a contact hole 2.
39a is formed, but no contact hole is formed in the drain portion.

【0529】一方、図105(II)を参照して、この
場合であれば、ドレイン部の方がソース部よりも幅が広
くなっているため、上記の場合と同様の考え方で、ドレ
イン部のみにコンタクトホール240aが形成されるこ
とになる。このようにして、コンタクトホール239a
および240aが同時に形成された後、図106に示さ
れるように、メモリトランジスタ上に多結晶シリコンな
どからなる副ビット線227および配線層241が形成
されることになる。
On the other hand, referring to FIG. 105 (II), in this case, since the drain portion is wider than the source portion, only the drain portion is used in the same manner as described above. Contact hole 240a is formed in the contact hole. Thus, the contact hole 239a
106 and 240a are formed at the same time, as shown in FIG. 106, a sub-bit line 227 and a wiring layer 241 made of polycrystalline silicon or the like are formed on the memory transistor.

【0530】以上のように、この実施例によれば、ソー
ス線223aの幅の違いおよびドレイン部の幅の違いを
利用して、ソース線コンタクト部239の形成とドレイ
ンコンタクト部240の形成とを同時に行なうことが可
能となる。また、それぞれのコンタクトホール形成のた
めのマスクも必要としないため、工程の簡略化および製
造コストの低減が可能となる。
As described above, according to this embodiment, the formation of the source line contact portion 239 and the formation of the drain contact portion 240 are performed by utilizing the difference in the width of the source line 223a and the difference in the width of the drain portion. This can be done simultaneously. In addition, since a mask for forming each contact hole is not required, the process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

【0531】(15) 第15実施例 次に、図107を用いて、この発明に従った不揮発性半
導体記憶装置の第15実施例について説明する。図10
7(a)は、ダミーメモリトランジスタを形成しない場
合の副ビット線227形成後の不揮発性半導体記憶装置
の断面図であり、図107(b)は、ダミーメモリトラ
ンジスタを形成した場合、つまり不揮発性半導体記憶装
置の第15実施例の断面図である。まず図107(a)
を参照して、副ビット線227の一方端は選択ゲートト
ランジスタ234上で切れており、他方端は、フィール
ド酸化膜206上で切れている。このような場合には、
コンタクトエッチング時などにフィールド酸化膜206
が膜減りし、分離特性が劣化するといった問題点があ
る。
(15) Fifteenth Embodiment Next, a fifteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 7A is a cross-sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device after the formation of the sub-bit line 227 in the case where the dummy memory transistor is not formed. FIG. FIG. 35 is a sectional view of a fifteenth embodiment of the semiconductor memory device. First, FIG. 107 (a)
, One end of sub bit line 227 is cut off on select gate transistor 234, and the other end is cut off on field oxide film 206. In such a case,
Field oxide film 206 during contact etching, etc.
However, there is a problem that the film is reduced and the separation characteristics are deteriorated.

【0532】そこで、第15実施例においては、このフ
ィールド酸化膜206上にダミーメモリトランジスタ2
42bを形成している。それにより、素子間の分離耐圧
を劣化させることなくかつ副ビット線227における段
差も低減することが可能となる。このように、第15実
施例においては、ダミーメモリトランジスタ242bを
フィールド酸化膜206上に形成したが、図107
(b)に示されるように、ダミーメモリトランジスタ2
42aを、p型シリコン基板201上に直接形成しても
よい。それにより、ダミーゲート242とp型シリコン
基板201との間でFNトンネリングを用いて電子の注
入を行なうことが可能となる。それにより、フィールド
シールド効果を持たせることが可能となる。また、この
ダミーメモリトランジスタ242aを挟む副ビット線2
27を用いて、チャネルホットエレクトロンによってダ
ミーゲート242に電子を注入することも可能である。
それによっても、上記の場合と同様のフィールドシール
ド効果が期待できる。
Therefore, in the fifteenth embodiment, the dummy memory transistor 2 is formed on the field oxide film 206.
42b. This makes it possible to reduce the step in the sub-bit line 227 without deteriorating the isolation breakdown voltage between elements. As described above, in the fifteenth embodiment, the dummy memory transistor 242b is formed on the field oxide film 206.
As shown in (b), the dummy memory transistor 2
42a may be formed directly on the p-type silicon substrate 201. Thus, electrons can be injected between the dummy gate 242 and the p-type silicon substrate 201 using FN tunneling. This makes it possible to have a field shield effect. The sub bit line 2 sandwiching the dummy memory transistor 242a
27, electrons can be injected into the dummy gate 242 by channel hot electrons.
With this, the same field shield effect as in the above case can be expected.

【0533】(16) 第16実施例 次に、図108〜図119を用いて、この発明に従った
不揮発性半導体記憶装置の第16実施例について説明す
る。図108は、この発明に従った第16実施例におけ
る不揮発性半導体記憶装置のメモリトランジスタ部の部
分断面図である。図109は、図69におけるF−F線
に沿ってみた断面に対応する断面図である。図110〜
図119は、本実施例における不揮発性半導体記憶装置
の製造工程の第10工程〜第19工程を示す断面図であ
る。
(16) Sixteenth Embodiment Next, with reference to FIGS. 108 to 119, a sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described. FIG. 108 is a partial cross-sectional view of the memory transistor portion of the nonvolatile semiconductor memory device according to the sixteenth embodiment according to the present invention. FIG. 109 is a cross-sectional view corresponding to a cross-section taken along line FF in FIG. 69. FIG.
FIG. 119 is a cross-sectional view showing a tenth step to a nineteenth step of the manufacturing process of the nonvolatile semiconductor memory device in this embodiment.

【0534】前述の各実施例においては、ソース領域上
に位置するフィールド酸化膜206をエッチング除去
し、この状態でソース領域に砒素(As)などを注入す
ることによってソース線を形成していた。しかし、この
場合には、次に説明するような問題点が考えられる。フ
ィールド酸化膜206直下には、素子間の分離特性を向
上させるために、予めボロン(B)などがフィールド酸
化膜206越しに注入されている。したがって、上記の
ように、フィールド酸化膜206をエッチングした後に
ソース線形成のための砒素(As)を注入した場合に
は、フィールド酸化膜206越しに予め注入されている
ボロン(B)と、ソース線形成のために注入された砒素
(As)とがオーバラップする部分が生じることとな
る。それにより、その重なる部分において、キャリア濃
度が相殺され、ソース耐圧が低くなるといった問題点が
考えられる。
In each of the above-described embodiments, the source line is formed by removing the field oxide film 206 located on the source region by etching and implanting arsenic (As) into the source region in this state. However, in this case, the following problems can be considered. Immediately below the field oxide film 206, boron (B) or the like is previously injected through the field oxide film 206 in order to improve the isolation characteristics between elements. Therefore, as described above, when arsenic (As) for forming a source line is implanted after etching field oxide film 206, boron (B) implanted through field oxide film 206 and source A portion that overlaps with arsenic (As) implanted for line formation will occur. This may cause a problem that the carrier concentration is offset in the overlapping portion, and the source withstand voltage is lowered.

【0535】そこで、本実施例においては、ソース線形
成のために、各ソース領域を電気的に接続するような不
純物の導入された多結晶シリコンなどからなる配線層を
形成することとしている。それにより、フィールド酸化
膜206上にその配線層を形成することができるため、
ソース線形成領域上に位置するフィールド酸化膜206
を取除く必要がなくなる。それにより、上記のような不
純物領域の重なりをなくすことができ、ソース耐圧が低
下するのを防止することが可能となる。
Therefore, in this embodiment, in order to form a source line, a wiring layer made of polycrystalline silicon or the like into which impurities are introduced so as to electrically connect the source regions is formed. Thereby, the wiring layer can be formed on the field oxide film 206,
Field oxide film 206 located on source line formation region
There is no need to remove it. Thereby, the overlap of the impurity regions as described above can be eliminated, and a decrease in the source withstand voltage can be prevented.

【0536】以下に、図を用いて、本実施例について、
より具体的に説明する。まず、図108を参照して、本
実施例における特徴部分となるのは、ワード線方向に散
在する各ソース領域223を電気的に接続する配線層2
62が形成されていることである。それ以外の構造は、
上記の各実施例と同様である。この配線層262は、こ
の場合であれば、多結晶シリコンなどで形成されてい
る。
In the following, this embodiment will be described with reference to the drawings.
This will be described more specifically. First, referring to FIG. 108, the feature of this embodiment is that the wiring layer 2 electrically connects the source regions 223 scattered in the word line direction.
62 is formed. Other structures are
This is the same as the above embodiments. In this case, the wiring layer 262 is formed of polycrystalline silicon or the like.

【0537】この配線層262は、フィールド酸化膜2
06で分離されている各ソース領域223を互いに接続
している。したがって、図109に示されるように、ソ
ース領域223上およびソース領域223に挟まれたフ
ィールド酸化膜206上に、配線層262は延在してい
る。このように、配線層262を備えることにより、各
ソース領域223を電気的に接続することができるた
め、フィールド酸化膜206の一部をエッチング除去す
る必要がなくなる。それにより、上述したように、ソー
ス線耐圧が低下するのを防止することが可能となる。
The wiring layer 262 is formed of the field oxide film 2
The source regions 223 separated by 06 are connected to each other. Therefore, as shown in FIG. 109, wiring layer 262 extends over source region 223 and field oxide film 206 sandwiched between source regions 223. By providing the wiring layer 262 in this manner, each source region 223 can be electrically connected, so that it is not necessary to remove a part of the field oxide film 206 by etching. This makes it possible to prevent the source line breakdown voltage from being reduced as described above.

【0538】次に、図110〜図119を用いて、上記
の構造を有する不揮発性半導体記憶装置の製造方法につ
いて説明する。まず図110を参照して、上記の第2の
実施例と同様の工程を経て、高温酸化膜217、導電膜
216、ONO膜215、第1の多結晶シリコン膜21
4をエッチングする。それにより、フローティングゲー
ト電極219およびコントロールゲート電極220が形
成される。そして、レジスト218aを除去する。
Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having the above structure will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 110, high-temperature oxide film 217, conductive film 216, ONO film 215, and first polycrystalline silicon film 21 are formed through the same steps as in the second embodiment.
4 is etched. Thereby, a floating gate electrode 219 and a control gate electrode 220 are formed. Then, the resist 218a is removed.

【0539】次に、図111に示されるように、選択ゲ
ートトランジスタのみを露出させるようにレジストパタ
ーン221aを形成する。そして、このレジストパター
ン221aをマスクとして用いて、リン(P)を60K
eV,3.0×1013cm-2の条件でイオン注入する。
それにより、選択ゲートトランジスタのソース/ドレイ
ン領域223,224を形成する。その後、上記のレジ
スト221aを除去する。
Next, as shown in FIG. 111, a resist pattern 221a is formed so as to expose only the select gate transistor. Using this resist pattern 221a as a mask, phosphorus (P) is
Ion implantation is performed under the conditions of eV and 3.0.times.10@13 cm @ -2.
Thereby, source / drain regions 223 and 224 of the select gate transistor are formed. After that, the resist 221a is removed.

【0540】次に、図112を参照して、選択ゲートト
ランジスタとなるトランジスタを覆い、他のメモリトラ
ンジスタを露出させるようにレジストパターン221b
を形成する。そして、このレジストパターン221bを
マスクとして用いて、35KeV,5.5×1015cm
-2の条件で、砒素(As)をイオン注入する。それによ
り、メモリトランジスタのソース/ドレイン領域が形成
される。その後、レジスト221bを除去する。
Next, referring to FIG. 112, a resist pattern 221b is formed so as to cover a transistor serving as a select gate transistor and expose another memory transistor.
To form Then, using this resist pattern 221b as a mask, 35 KeV, 5.5 × 10 15 cm
Under the condition of -2, arsenic (As) is ion-implanted. Thereby, source / drain regions of the memory transistor are formed. After that, the resist 221b is removed.

【0541】次に、図113を参照して、メモリトラン
ジスタ領域にCVD法を用いて、2000Å程度の膜厚
を有する高温酸化膜を形成する。そして、この高温酸化
膜を異方性エッチングすることによって、選択ゲートト
ランジスタの側壁あるいはメモリトランジスタの側壁に
サイドウォール225を形成する。そして、このサイド
ウォール225をマスクとして用いて、35KeV,
4.0×1015cm-2の条件で、砒素(As)をイオン
注入する。それにより、周辺部のトランジスタのソース
/ドレイン領域およびソース領域223、ドレイン領域
224を形成する。
Next, referring to FIG. 113, a high-temperature oxide film having a thickness of about 2000 ° is formed in the memory transistor region by using the CVD method. Then, a sidewall 225 is formed on the side wall of the select gate transistor or the side wall of the memory transistor by anisotropically etching the high-temperature oxide film. Then, using this side wall 225 as a mask, 35 KeV,
Arsenic (As) is ion-implanted under the condition of 4.0 × 10 15 cm −2. Thus, the source / drain regions of the peripheral transistor, the source region 223, and the drain region 224 are formed.

【0542】次に、図114を参照して、メモリトラン
ジスタ領域に、TEOS(Tetraethyl Or
tho Silicate)膜などからなるシリコン酸
化膜226を堆積する。そして、30分程度の酸化膜の
シンタ処理を行なう。その後、ソース領域223上に位
置するシリコン酸化膜226を露出させるようにレジス
トパターン261を形成する。そして、このレジストパ
ターン261をマスクとして用いて、ソース領域223
上に位置するシリコン酸化膜226、サイドウォール2
25の一部をエッチングする。それにより、図115に
示されるように、ソース領域223上に位置する領域に
コンタクトホール268を形成する。そして、レジスト
261を除去する。
Next, referring to FIG. 114, a TEOS (Tetraethyl Or
A silicon oxide film 226 made of, for example, a silicate film is deposited. Then, sintering of the oxide film is performed for about 30 minutes. Thereafter, a resist pattern 261 is formed to expose the silicon oxide film 226 located on the source region 223. Then, using this resist pattern 261 as a mask, the source region 223 is formed.
Silicon oxide film 226 located on top, sidewall 2
25 is partially etched. Thereby, as shown in FIG. 115, a contact hole 268 is formed in a region located above source region 223. Then, the resist 261 is removed.

【0543】次に、図116を参照して、CVD法など
を用いて、上記のコンタクトホール268内表面および
シリコン酸化膜226上に、多結晶シリコン層262を
形成する。そして、この多結晶シリコン層262上に、
CVD法などを用いて、酸化膜263を形成する。そし
て、ソース領域223上に位置する酸化膜263上に、
レジストパターン264を形成する。このとき、レジス
トパターン264の端部は、ソース側に位置するフロー
ティングゲート電極219、コントロールゲート電極2
20の端部上に位置するようにする。それにより、多結
晶シリコン層262と副ビット線227との距離を離す
ことができ、多結晶シリコン層262と副ビット線22
7との所望の耐圧を確保することができる。さらに、コ
ントロールゲート電極220と多結晶シリコン層262
間の耐圧も所望の値とすることができる。
Next, referring to FIG. 116, a polycrystalline silicon layer 262 is formed on the inner surface of contact hole 268 and on silicon oxide film 226 by using a CVD method or the like. Then, on this polycrystalline silicon layer 262,
An oxide film 263 is formed using a CVD method or the like. Then, on the oxide film 263 located on the source region 223,
A resist pattern 264 is formed. At this time, the ends of the resist pattern 264 are connected to the floating gate electrode 219 and the control gate electrode 2 located on the source side.
20 on the end. Thus, the distance between polycrystalline silicon layer 262 and sub-bit line 227 can be increased, and polycrystalline silicon layer 262 and sub-bit line 22 can be separated.
7 with a desired withstand voltage. Further, the control gate electrode 220 and the polysilicon layer 262
The withstand voltage between them can also be a desired value.

【0544】そして、図117に示されるように、上記
のレジストパターン264をマスクとして用いて酸化膜
263および多結晶シリコン層262をエッチングす
る。それにより、ワード線方向に散在する各ソース領域
223を電気的に接続する配線層262が形成されるこ
とになる。
Then, as shown in FIG. 117, oxide film 263 and polycrystalline silicon layer 262 are etched using resist pattern 264 as a mask. Thus, a wiring layer 262 for electrically connecting the source regions 223 scattered in the word line direction is formed.

【0545】次に、図118を参照して、レジスト26
4を除去した後、酸化膜226,263上に、CVD法
などを用いて酸化膜265を形成する。そして、ドレイ
ン拡散領域224上に位置する酸化膜265を露出させ
るようにレジストパターン266を形成する。そして、
このレジストパターン266をマスクとして用いて、ド
レイン領域224上に位置する各酸化膜265,226
をエッチング除去する。それにより、ドレイン領域22
4の一部が露出することになる。
Next, referring to FIG. 118, resist 26
After removing 4, oxide film 265 is formed on oxide films 226 and 263 by using a CVD method or the like. Then, a resist pattern 266 is formed to expose the oxide film 265 located on the drain diffusion region 224. And
Using resist pattern 266 as a mask, oxide films 265 and 226 located on drain region 224 are formed.
Is removed by etching. Thereby, the drain region 22
4 will be partially exposed.

【0546】その後、図119を参照して、上記のレジ
スト266を除去した後、CVD法などを用いて、20
00Å程度の膜厚を有する多結晶シリコン層を形成し、
この多結晶シリコン層に不純物を導入することによって
導電性をもたせる。そして、この多結晶シリコン層上に
所定形状のレジスト228を塗布し、このレジスト22
8をマスクとして上記の多結晶シリコン層をパターニン
グすることによって、副ビット線227が形成される。
以下、前記の第2の実施例と同様の工程を経て不揮発性
半導体記憶装置が形成されることになる。
Then, referring to FIG. 119, after removing the above-mentioned resist 266, the resist 266 is removed by CVD or the like.
Forming a polycrystalline silicon layer having a thickness of about 00 °,
The polycrystalline silicon layer is made conductive by introducing impurities. Then, a resist 228 having a predetermined shape is applied on the polycrystalline silicon layer.
The sub-bit line 227 is formed by patterning the polycrystalline silicon layer using 8 as a mask.
Hereinafter, a nonvolatile semiconductor memory device is formed through the same steps as in the second embodiment.

【0547】(17) 第17実施例 次に、図120〜図125および図156〜図159を
用いて、本発明に基づく第17実施例について説明す
る。図120は、本発明に従った第17実施例における
不揮発性半導体記憶装置の部分断面図である。図121
〜図125は、図120に示される不揮発性半導体記憶
装置の製造工程の第1工程〜第5工程を示す図である。
図156は、上記の第17実施例における不揮発性半導
体記憶装置の従来構造を示す平面図(a)および(a)
におけるB−B線に沿って見た断面図(b)を示す図で
ある。図157は、図156に示される従来の不揮発性
半導体記憶装置の書込動作を説明するための部分断面図
である。図158は、図156に示される不揮発性半導
体記憶装置の消去動作を説明するための部分断面図であ
る。図159は、図156に示される従来の不揮発性半
導体記憶装置における問題点を説明するための部分断面
図である。
(17) Seventeenth Embodiment Next, a seventeenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 120 to 125 and FIGS. 156 to 159. FIG. 120 is a partial sectional view of the nonvolatile semiconductor memory device according to the seventeenth embodiment of the present invention. Fig. 121
To FIG. 125 are views showing first to fifth steps of the manufacturing process of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.
FIGS. 156A and 156A are plan views showing a conventional structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the seventeenth embodiment.
FIG. 4B is a diagram showing a cross-sectional view (b) taken along line BB in FIG. FIG. 157 is a partial cross-sectional view for describing a write operation of the conventional nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156. FIG. 158 is a partial cross-sectional view for describing an erasing operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156. FIG. 159 is a partial cross-sectional view for describing a problem in the conventional nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156.

【0548】まず、図156〜図159を用いて、本発
明に基づく第17実施例における不揮発性半導体記憶装
置の従来の構造について説明する。図156(a)およ
び図156(b)を参照して、このタイプの不揮発性半
導体記憶装置は、一般的に、バーチャルグランド構成の
メモリセルアレイ(Virtual GroundAr
ray)を有する不揮発性半導体記憶装置と呼ばれてい
る。
First, a conventional structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to a seventeenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Referring to FIGS. 156 (a) and 156 (b), this type of non-volatile semiconductor memory device generally includes a memory cell array (Virtual GroundAr) having a virtual ground configuration.
ray) is referred to as a non-volatile semiconductor memory device having a (ray).

【0549】図156(b)を参照して、p型半導体基
板301の主表面には、ビット線として機能するn型の
高濃度不純物領域302a,302b,302c,30
2dが互いに略平行に間隔を隔てて形成されている。こ
れらの高濃度不純物領域302a〜302dに挟まれた
領域上に、絶縁膜304を介してフローティングゲート
305a、305b、305が形成されている。そし
て、これらのフローティングゲート305a,305
b,305を覆うように、絶縁膜306が形成されてい
る。この絶縁膜306表面上に、コントロールゲート3
07が形成されている。コントロールゲート307は、
図156(a)を参照して、複数のフローティングゲー
ト305上に延在し、高濃度不純物領域302a〜30
2dと略直交する。
Referring to FIG. 156 (b), on the main surface of p-type semiconductor substrate 301, n-type high-concentration impurity regions 302a, 302b, 302c and 30 functioning as bit lines are provided.
2d are formed substantially parallel to each other and at intervals. Floating gates 305a, 305b, and 305 are formed on a region sandwiched between these high-concentration impurity regions 302a to 302d with an insulating film 304 interposed therebetween. These floating gates 305a, 305
An insulating film 306 is formed so as to cover b and 305. On the surface of this insulating film 306, the control gate 3
07 is formed. The control gate 307 is
Referring to FIG. 156 (a), high-concentration impurity regions 302a-30 extend over a plurality of floating gates 305.
It is substantially orthogonal to 2d.

【0550】次に、図157および図158を用いて、
上記の構造を有する従来の不揮発性半導体記憶装置の従
来の動作について説明する。まず書込動作について説明
する。図156(a)および図157を参照して、フロ
ーティングゲート305bに書込みを行なう場合につい
て説明する。フローティングゲート305bに書込を行
なう際には、このフローティングゲート305b上を延
在するコントロールゲート307に12V程度の電圧が
印加され、ビット線として機能する高濃度不純物領域3
02bに5V程度の電圧が印加される。
Next, referring to FIGS. 157 and 158,
A conventional operation of the conventional nonvolatile semiconductor memory device having the above structure will be described. First, the write operation will be described. Referring to FIG. 156 (a) and FIG. 157, a case where writing is performed on floating gate 305b will be described. When writing to floating gate 305b, a voltage of about 12 V is applied to control gate 307 extending over floating gate 305b, and high concentration impurity region 3 functioning as a bit line is applied.
A voltage of about 5 V is applied to 02b.

【0551】このとき、高濃度不純物領域302aは、
フローティング状態に保持される。不純物領域302c
は、接地電位に保持される。それにより、高濃度不純物
領域302bから高濃度不純物領域302cに電流が流
れる。このときに、フローティングゲート305bに電
子が注入されることになる。それにより、フローティン
グゲート305bに書込が行なわれる。
At this time, the high concentration impurity region 302a
It is kept in a floating state. Impurity region 302c
Are kept at the ground potential. Thus, a current flows from the high-concentration impurity region 302b to the high-concentration impurity region 302c. At this time, electrons are injected into the floating gate 305b. Thereby, writing is performed on floating gate 305b.

【0552】次に、消去動作について説明する。各フロ
ーティングゲート305,305a,305bに書込ま
れた情報を消去する際には、各コントロールゲート30
7が接地電位に保持され、各高濃度不純物領域302a
〜302dに10V程度の電圧が印加される。それによ
り、各フローティングゲート305,305a,305
bから同時に電子が引き抜かれ、書込まれた情報が消去
されることになる。この様子が、図158に示されてい
る。
Next, the erasing operation will be described. When erasing information written in each floating gate 305, 305a, 305b, each control gate 30
7 is maintained at the ground potential, and each high-concentration impurity region 302a
A voltage of about 10 V is applied to .about.302d. Thereby, each floating gate 305, 305a, 305
Electrons are simultaneously extracted from b, and the written information is erased. This is shown in FIG.

【0553】以上のような構成を有し、動作を行なう従
来のバーチャルグランド構成のメモリセルアレイを有す
る不揮発性半導体記憶装置に本発明に従った動作を行な
わせた場合には、次に説明するような問題点が生じるこ
ととなる。その問題点について、図159を用いて説明
する。
The following will describe a case where a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell array of a conventional virtual ground configuration having the above configuration and operating is operated according to the present invention. Problems will arise. The problem will be described with reference to FIG.

【0554】従来のバーチャルグランド構成のメモリセ
ルアレイを有する不揮発性半導体記憶装置に本発明に従
った動作を行なわせた場合には、本発明に従った書込動
作を行なった際に問題点が生じることとなる。図159
を参照して、本発明に従った書込動作を行なわせること
によってたとえばフローティングゲート305aに情報
を書込むには、選択されたコントロールゲート307
に、たとえば−8V程度の電圧が印加される。このと
き、選択されたビット線、この場合であれば、ビット線
として機能する高濃度不純物領域302bに5V程度の
電圧が印加される。そして、非選択のビット線、この場
合であれば、高濃度不純物領域302a,302c,3
02dは、接地電位に保持される。
If a conventional nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell array having a virtual ground configuration is operated according to the present invention, a problem occurs when the write operation according to the present invention is performed. It will be. FIG.
, To write information into, for example, floating gate 305a by performing a write operation according to the present invention, a selected control gate 307 is selected.
For example, a voltage of about −8 V is applied. At this time, a voltage of about 5 V is applied to the selected bit line, in this case, the high concentration impurity region 302b functioning as a bit line. Then, unselected bit lines, in this case, the high concentration impurity regions 302a, 302c, 3
02d is kept at the ground potential.

【0555】それにより、図159において矢印で示さ
れるように、フローティングゲート305aから電子が
引き抜かれると同時に、フローティングゲート305a
と隣接するフローティングゲート305bからも電子が
引き抜かれることになる。それは、高濃度不純物領域3
02bの一方の端部がフローティングゲート305aと
部分的に重なり、他方の端部がフローティングゲート3
05bと部分的に重なるように形成されているからであ
る。
As a result, as shown by arrows in FIG. 159, electrons are extracted from floating gate 305a and, at the same time, floating gate 305a
Electrons are also extracted from the floating gate 305b adjacent to. It is the high concentration impurity region 3
02b partially overlaps the floating gate 305a, and the other end of the floating gate 3b
This is because it is formed so as to partially overlap with 05b.

【0556】このように、高濃度不純物領域302b
と、フローティングゲート305aおよびフローティン
グゲート305bが部分的に重なるような位置関係に形
成されることによって、その重なった部分において、F
N現象によってそれぞれのフローティングゲート305
a,305bから電子が引き抜かれてしまう。すなわ
ち、両方のフローティングゲート305a,305bに
情報が書込まれたことになる。その結果、不揮発性半導
体記憶装置の誤動作を引き起こすといった問題点が生じ
ることとなる。
As described above, the high concentration impurity region 302b
And floating gate 305a and floating gate 305b are formed in a positional relationship such that they partially overlap each other.
Due to the N phenomenon, each floating gate 305
Electrons are extracted from a and 305b. That is, information has been written to both floating gates 305a and 305b. As a result, there arises a problem that a malfunction of the nonvolatile semiconductor memory device is caused.

【0557】本実施例における不揮発性半導体記憶装置
は、上記のような問題点を解決するために考案されたも
のである。以下、本実施例における不揮発性半導体記憶
装置の構造および動作について、図120〜図125を
用いて説明する。
The nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment has been devised to solve the above-described problems. Hereinafter, the structure and operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0558】図120を参照して、本実施例におけるバ
ーチャルグランド構成のメモリセルアレイを有する不揮
発性半導体記憶装置は、ビット線として機能する高濃度
不純物領域302a,302b,302c,302dの
一方の端部は、フローティングゲート305の下に位置
し、他方の端部は、隣接するフローティングゲート30
5の下には位置しないように形成されている。高濃度不
純物領域302a,302b,302c,302dの濃
度は、好ましくは、1020/cm3 以上である。
Referring to FIG. 120, in the nonvolatile semiconductor memory device having the memory cell array of the virtual ground configuration in this embodiment, one end of high concentration impurity regions 302a, 302b, 302c, and 302d functioning as bit lines. Is located below the floating gate 305 and the other end is adjacent to the floating gate 30.
5 is formed so as not to be located below. The concentration of the high-concentration impurity regions 302a, 302b, 302c, 302d is preferably 1020 / cm3 or more.

【0559】より具体的には、図120を参照して、高
濃度不純物領域302bの一方端はフローティングゲー
ト305aの下に位置するが、このフローティングゲー
ト305aと隣接するフローティングゲート305bと
不純物領域302bとは重ならないようにオフセットさ
れている。それ以外の構造に関しては、図156(b)
に示される従来の構造とほぼ同様である。
More specifically, referring to FIG. 120, one end of high-concentration impurity region 302b is located below floating gate 305a. Floating gate 305b adjacent to floating gate 305a and impurity region 302b Are offset so that they do not overlap. For other structures, FIG. 156 (b)
This is almost the same as the conventional structure shown in FIG.

【0560】このように、高濃度不純物領域302bの
端部を隣接するフローティングゲート305bと重なら
ないように形成することによって、たとえばフローティ
ングゲート305aに本発明に従った書込動作を行なう
際に、隣接するフローティングゲート305bから電子
が引き抜かれるといった状況を回避することが可能とな
る。それにより、より確実に情報の書込を行なうことが
可能となる。
As described above, by forming the end portion of high-concentration impurity region 302b so as not to overlap with adjacent floating gate 305b, for example, when a write operation according to the present invention is performed on floating gate 305a, the adjacent region is formed. It is possible to avoid a situation in which electrons are extracted from the floating gate 305b. This makes it possible to write information more reliably.

【0561】次に、図121〜図125を用いて、図1
20に示される構造を有する本実施例における不揮発性
半導体記憶装置の製造方法について説明する。まず図1
21(a)および(b)を参照して、p型半導体基板3
01主表面上に、100Å程度の膜厚を有する絶縁膜3
04を形成する。そして、この絶縁膜304上に、CV
D法などを用いて、1000Å程度の膜厚を有する第1
多結晶シリコン層305cを堆積する。
Next, referring to FIGS. 121 to 125, FIG.
A method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device having the structure shown in FIG. First, Figure 1
21 (a) and (b), p-type semiconductor substrate 3
01 insulating film 3 having a thickness of about 100 ° on the main surface
04 is formed. Then, on this insulating film 304, CV
Using a method D or the like, the first
A polycrystalline silicon layer 305c is deposited.

【0562】この第1多結晶シリコン305c上に、所
望の膜厚を有するレジスト308を塗布する。このレジ
スト308を所定形状にパターニングする。このパター
ニングされたレジスト308をマスクとして用いて、エ
ッチングすることによって第1多結晶シリコン層305
cをパターニングする。
A resist 308 having a desired film thickness is applied on the first polycrystalline silicon 305c. This resist 308 is patterned into a predetermined shape. Using the patterned resist 308 as a mask, the first polycrystalline silicon layer 305 is etched.
Pattern c.

【0563】次に、図122(a)を参照して、上記の
第1多結晶シリコン層305cをパターニングした後、
レジスト308をマスクとして用いて、砒素(As)な
どのn型の不純物をp型半導体基板301の主表面にイ
オン注入する。このとき、不純物の注入角度を所定角度
θだけ傾ける。それにより、レジスト308によるシャ
ドーイング効果によって、p型半導体基板301の主表
面に、隣合うフローティングゲートのうち一方にのみそ
の端部が部分的に重なるように高濃度不純物領域302
a〜302dを形成することが可能となる。
Next, referring to FIG. 122 (a), after patterning the first polycrystalline silicon layer 305c,
Using the resist 308 as a mask, an n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted into the main surface of the p-type semiconductor substrate 301. At this time, the implantation angle of the impurity is inclined by a predetermined angle θ. Thus, the high-concentration impurity region 302 is formed on the main surface of the p-type semiconductor substrate 301 by the shadowing effect of the resist 308 such that the end thereof partially overlaps only one of the adjacent floating gates.
a to 302d can be formed.

【0564】上記の傾斜角度θの値は、好ましくは、約
7°である。このようにして、θの角度だけ鉛直方向に
対して角度を持たせて砒素(As)をイオン注入するこ
とによって、レジスト308に従ってパターニングされ
た隣り合う第1多結晶シリコン層305cのうち、一方
の第1多結晶シリコン層305cとは重なるが他方の第
1多結晶シリコン層305cとはオフセットされた高濃
度不純物領域302a〜302dが形成されることにな
る。この状態を平面的に見た様子が図122(b)に示
されている。
[0564] The value of the inclination angle θ is preferably about 7 °. In this manner, arsenic (As) is ion-implanted at an angle to the vertical direction by an angle of θ, so that one of the adjacent first polysilicon layers 305 c patterned according to the resist 308 is formed. High-concentration impurity regions 302a to 302d overlapping with the first polycrystalline silicon layer 305c but offset from the other first polycrystalline silicon layer 305c are formed. FIG. 122 (b) shows this state as viewed in plan.

【0565】次に、図123を参照して、レジスト30
8を除去した後、CVD法などを用いて、第1多結晶シ
リコン層305cを覆うように酸化膜309を形成す
る。そして、この酸化膜309をエッチバックすること
によって、酸化膜309を第1多結晶シリコン層305
cの間に埋込む。
Next, referring to FIG.
After removing 8, an oxide film 309 is formed using a CVD method or the like so as to cover first polycrystalline silicon layer 305c. Then, the oxide film 309 is etched back to form the oxide film 309 on the first polysilicon layer 305.
Embed between c.

【0566】次に、図124を参照して、CVD法など
を用いて、上記の酸化膜309上および第1多結晶シリ
コン層305c上に、絶縁膜306を形成する。この絶
縁膜306上に、CVD法などを用いて、所定膜厚の第
2多結晶シリコン層307aを堆積する。その後、図1
25(a)を参照して、上記の第2多結晶シリコン層3
07a上にレジスト310を塗布し、このレジスト31
0を所定形状にパターニングする。この場合であれば、
図125(b)を参照して、高濃度不純物領域302a
〜302dと略直交する方向にレジスト310をパター
ニングする。このようにパターニングされたレジスト3
10をマスクとして用いてエッチングすることによっ
て、図125(a)に示されるように、コントロールゲ
ート307,フローティングゲート305a,305
b,305および絶縁膜306を形成する。その後、レ
ジスト310を除去する。以上の工程を経て、図120
に示される不揮発性半導体記憶装置が完成する。
Next, referring to FIG. 124, an insulating film 306 is formed on oxide film 309 and first polycrystalline silicon layer 305c by using a CVD method or the like. A second polycrystalline silicon layer 307a having a predetermined thickness is deposited on insulating film 306 by using a CVD method or the like. Then, FIG.
25 (a), the second polycrystalline silicon layer 3
07a is coated with a resist 310, and the resist 31
0 is patterned into a predetermined shape. In this case,
Referring to FIG. 125 (b), high concentration impurity region 302a
The resist 310 is patterned in a direction substantially orthogonal to 302d. Resist 3 patterned in this way
By etching using 10 as a mask, as shown in FIG. 125 (a), control gate 307, floating gates 305a, 305
b, 305 and an insulating film 306 are formed. After that, the resist 310 is removed. Through the above steps, FIG.
Is completed.

【0567】次に、図126を用いて、図120に示さ
れた上記の第17実施例の他の態様について説明する。
図120に示される不揮発性半導体記憶装置において
は、高濃度不純物領域302a〜302dのみが形成さ
れていた。しかし、本実施例においては、書込動作に関
与するn型の高濃度不純物領域302a〜302dを上
記の第17実施例と同様の方法を用いて形成し、さら
に、n型の低濃度不純物領域303を形成している。こ
のように低濃度不純物領域303を設けることによっ
て、不揮発性半導体記憶装置の動作特性を向上させるこ
とが可能となる。この低濃度不純物領域303の形成方
法としては、砒素(As)などのn型の不純物を、従来
例と同様の注入角度で半導体基板301の主表面にイオ
ン注入することによって形成される。
Next, another embodiment of the seventeenth embodiment shown in FIG. 120 will be described with reference to FIG.
In the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 120, only high-concentration impurity regions 302a to 302d are formed. However, in the present embodiment, the n-type high-concentration impurity regions 302a to 302d involved in the writing operation are formed by using the same method as in the seventeenth embodiment, and furthermore, the n-type low-concentration impurity regions are further formed. 303 are formed. By providing the low-concentration impurity regions 303 in this manner, the operation characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device can be improved. The low-concentration impurity region 303 is formed by ion-implanting an n-type impurity such as arsenic (As) into the main surface of the semiconductor substrate 301 at the same implantation angle as in the conventional example.

【0568】注入条件の一例としては、低濃度不純物領
域303の形成には、注入量1011/cm2 以上の量の
砒素(As)を注入する。それにより、形成される低濃
度不純物領域303の濃度は、1016/cm3 以上の濃
度を有するものとなる。また、このとき、高濃度不純物
領域302a〜302dの形成に際しては、砒素(A
s)の注入量は、好ましくは、1015/cm2 以上であ
る。それにより、高濃度不純物領域302a〜302d
の濃度は、1020/cm3 以上のものとなる。
As an example of implantation conditions, arsenic (As) is implanted in an amount of 10 11 / cm 2 or more for forming the low concentration impurity region 303. Thereby, the concentration of the low-concentration impurity region 303 to be formed has a concentration of 10 16 / cm 3 or more. At this time, when forming the high concentration impurity regions 302a to 302d, arsenic (A
The injection amount of s) is preferably 10 15 / cm 2 or more. Thereby, the high-concentration impurity regions 302a to 302d
Is 1020 / cm3 or more.

【0569】次に、図127を参照して、本発明を要約
する。図127は、本発明に従った不揮発性半導体記憶
装置の必須の構成を示した模式図である。図127を参
照して、半導体基板401の主表面には、間隔を隔てて
不純物領域402a,402bが形成されている。この
不純物領域402a,402bの間のチャネル領域40
9上には絶縁膜403が形成されている、この絶縁膜4
03上にはフローティングゲート404が形成されてい
る。このフローティングゲート404が電子蓄積手段と
なる。フローティングゲート404上には絶縁膜405
を介してワード線406が形成される。ワード線406
上には層間絶縁膜407が形成され、この層間絶縁膜4
07上にはビット線408が形成される。ビット線40
8は、層間絶縁膜407に設けられたコンタクトホール
410を介して不純物領域402aと電気的に接続され
ている。
Next, the present invention will be summarized with reference to FIG. FIG. 127 is a schematic diagram showing an essential configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. Referring to FIG. 127, impurity regions 402a and 402b are formed on the main surface of semiconductor substrate 401 at intervals. Channel region 40 between impurity regions 402a and 402b
9, an insulating film 403 is formed.
A floating gate 404 is formed on the substrate 03. The floating gate 404 serves as an electron storage unit. An insulating film 405 is formed on the floating gate 404.
The word line 406 is formed via the. Word line 406
On top of this, an interlayer insulating film 407 is formed.
A bit line 408 is formed on 07. Bit line 40
8 is electrically connected to the impurity region 402a via a contact hole 410 provided in the interlayer insulating film 407.

【0570】以上の構成を有する不揮発性半導体記憶装
置において、本発明に従った特徴的な動作が行なわれる
ことになる。まず、本発明に従った不揮発性半導体記憶
装置の特徴的な動作においては、初期状態は消去状態と
なる。すなわち、フローティングゲート404に電子が
蓄積された状態が消去状態(初期状態)となる。フロー
ティングゲート404に電子を蓄積する方法としては、
まずビット線408をフローティング状態に保持し、半
導体基板401にたとえば−10V程度の電圧を印加す
る。このとき、ワード線406に10V程度の電圧を印
加する。それにより、チャネル領域409全面でのFN
現象(チャネルFN)によって、フローティングゲート
404内に電子を注入することが可能となる。このと
き、消去状態のメモリトランジスタのしきい値電圧Vth
(E)は、読出時にワード線406に印加される電圧V
Readよりも高い値となっている。
In the nonvolatile semiconductor memory device having the above configuration, a characteristic operation according to the present invention is performed. First, in the characteristic operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the initial state is an erased state. That is, the state in which electrons are accumulated in the floating gate 404 is the erased state (initial state). As a method of accumulating electrons in the floating gate 404,
First, the bit line 408 is held in a floating state, and a voltage of, for example, about −10 V is applied to the semiconductor substrate 401. At this time, a voltage of about 10 V is applied to the word line 406. As a result, the FN over the entire surface of the channel region 409
The phenomenon (channel FN) makes it possible to inject electrons into the floating gate 404. At this time, the threshold voltage Vth of the memory transistor in the erased state
(E) shows the voltage V applied to the word line 406 at the time of reading.
The value is higher than Read.

【0571】上記のようにまず消去状態とした後、所定
のメモリトランジスタから電子を引き抜くことによって
情報の書込が行なわれることになる。書込みの際には、
ビット線408に5V程度の電圧を印加する。このと
き、半導体基板401は接地電位に保たれる。そして、
ワード線406に−10V程度の電圧を印加する。それ
により、フローティングゲート404から電子が引き抜
かれることになる。このとき、電子の引き抜きは、フロ
ーティングゲート404と不純物領域402aとの重な
り部分でのFN現象によって行なわれることになる。そ
の結果、書込後のメモリトランジスタのしきい値電圧V
th(p)は、読出時のワード線406に印加される電圧
VReadよりも小さい値となる。
[0571] After the erased state is set as described above, information is written by extracting electrons from a predetermined memory transistor. When writing,
A voltage of about 5 V is applied to the bit line 408. At this time, the semiconductor substrate 401 is kept at the ground potential. And
A voltage of about −10 V is applied to the word line 406. As a result, electrons are extracted from the floating gate 404. At this time, the extraction of electrons is performed by the FN phenomenon at the overlapping portion between the floating gate 404 and the impurity region 402a. As a result, the threshold voltage V
th (p) has a value smaller than the voltage VRead applied to the word line 406 at the time of reading.

【0572】以上説明したように、本発明に従った不揮
発性半導体記憶装置の動作においては、メモリトランジ
スタに電子を注入した状態が消去状態となっており、す
べてのメモリトランジスタのうち所定のメモリトランジ
スタから電子を引き抜くことによって情報が書込まれる
ことになる。なお、上記の各実施例においては、本発明
を不揮発性半導体記憶装置に適用した場合について説明
した。しかし、本発明は、不揮発性半導体記憶装置以外
の半導体記憶装置にも適用可能である。
As described above, in the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the state where electrons are injected into the memory transistor is in the erased state, and the predetermined memory transistor among all the memory transistors is in the erased state. The information is written by extracting electrons from the. In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to the nonvolatile semiconductor memory device has been described. However, the present invention is also applicable to semiconductor storage devices other than nonvolatile semiconductor storage devices.

【0573】[0573]

【発明の効果】第1の発明によれば、ドレインのチャネ
ル方向または基板方向の電界を弱めることができる。第
2の発明によれば、ソースのチャネル方向または基板方
向に高電界が発生するようにできる。第3の発明によれ
ば、ドレインのチャネル方向または基板方向の電界を弱
めることができ、かつソースのチャネル方向または基板
方向に高電界が発生するようにできる。
According to the first aspect, the electric field in the channel direction of the drain or in the substrate direction can be reduced. According to the second aspect, a high electric field can be generated in the source channel direction or the substrate direction. According to the third aspect, the electric field in the channel direction or the substrate direction of the drain can be weakened, and a high electric field can be generated in the channel direction or the substrate direction of the source.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1〜第11の実施例におけるプログラムおよ
び消去動作としきい値電圧との関係を従来例と比較して
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between program and erase operations and threshold voltages in first to eleventh embodiments in comparison with a conventional example.

【図2】第1〜第11の実施例における消去状態および
プログラム状態を従来例と比較して示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an erased state and a programmed state in the first to eleventh embodiments in comparison with a conventional example.

【図3】第1〜第11の実施例における一括消去時のし
きい値電圧を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing threshold voltages at the time of batch erasing in the first to eleventh embodiments.

【図4】第1〜第11の実施例における一括消去動作に
よるしきい値電圧の変化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in threshold voltage due to a batch erase operation in the first to eleventh embodiments.

【図5】第1の実施例によるフラッシュメモリの全体の
構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of the flash memory according to the first embodiment.

【図6】第1の実施例におけるプログラム時および消去
時のメモリセルへの電圧印加条件を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell during programming and erasing in the first embodiment.

【図7】第1の実施例における一括消去動作時、プログ
ラム動作時および読出動作時の電圧印加条件を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing voltage application conditions during a batch erase operation, a program operation, and a read operation in the first embodiment.

【図8】第1の実施例における書換動作を説明するため
のフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a rewriting operation in the first embodiment.

【図9】第2の実施例におけるプログラム時および消去
時のメモリセルへの電圧印加条件を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell during programming and erasing in the second embodiment.

【図10】第2の実施例における一括消去動作時、プロ
グラム動作時および読出動作時の電圧印加条件を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing voltage application conditions during a batch erase operation, a program operation, and a read operation in the second embodiment.

【図11】第3の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an overall configuration of a flash memory according to a third embodiment.

【図12】図11のフラッシュメモリの含まれるXデコ
ーダの構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of an X decoder included in the flash memory of FIG. 11;

【図13】第3の実施例におけるプログラム時および消
去時のメモリセルへの電圧印加条件を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell at the time of programming and erasing in the third embodiment.

【図14】第3の実施例における一括消去動作時、プロ
グラム動作時および読出動作時の電圧印加条件を示す図
である。
FIG. 14 is a diagram showing voltage application conditions during a batch erase operation, a program operation, and a read operation in the third embodiment.

【図15】第4の実施例におけるページ一括消去動作
時、プログラム動作時および読出動作時の電圧印加条件
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing voltage application conditions during a page erase operation, a program operation, and a read operation in the fourth embodiment.

【図16】第4の実施例における書換動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining a rewriting operation in the fourth embodiment.

【図17】第5の実施例におけるページ一括消去動作
時、プログラム動作時および読出動作時の電圧印加条件
を示す図である。
FIG. 17 is a diagram illustrating voltage application conditions during a page batch erase operation, a program operation, and a read operation in the fifth embodiment.

【図18】第6の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing an overall configuration of a flash memory according to a sixth embodiment.

【図19】図18のフラッシュメモリに含まれるメモリ
アレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す回
路図である。
19 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array included in the flash memory of FIG. 18 and a portion related thereto.

【図20】第6の実施例におけるプログラム時および消
去時のメモリセルへの電圧印加条件を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell during programming and erasing in the sixth embodiment.

【図21】第6の実施例におけるセクタ一括消去動作
時、プログラム動作時および読出動作時の電圧印加条件
を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing voltage application conditions during a collective sector erase operation, a program operation, and a read operation in the sixth embodiment.

【図22】第6の実施例におけるプログラム動作および
ベリファイ動作を説明するためのフローチャートであ
る。
FIG. 22 is a flowchart illustrating a program operation and a verify operation in the sixth embodiment.

【図23】第6の実施例によるフラッシュメモリに用い
られるメモリセルの構造を示す断面図である。
FIG. 23 is a sectional view showing a structure of a memory cell used in a flash memory according to a sixth embodiment.

【図24】第6の実施例における2つの隣接したメモリ
セルの構造図である。
FIG. 24 is a structural diagram of two adjacent memory cells in the sixth embodiment.

【図25】第6の実施例におけるメモリセルアレイのレ
イアウト図である。
FIG. 25 is a layout diagram of a memory cell array in a sixth embodiment.

【図26】図6の実施例のメモリセルアレイにおいて与
えられる電圧を示す回路図である。
FIG. 26 is a circuit diagram showing a voltage applied in the memory cell array of the embodiment of FIG.

【図27】高電圧発生回路の等価回路を示す回路図であ
る。
FIG. 27 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a high voltage generation circuit.

【図28】第6の実施例によるフラッシュメモリに用い
られる高電圧発生回路の一部の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 28 is a sectional view showing a partial structure of a high-voltage generating circuit used in a flash memory according to a sixth embodiment;

【図29】図28に示した構造において寄生トランジス
タが存在することを説明するための断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining that a parasitic transistor exists in the structure shown in FIG. 28;

【図30】図29に示した寄生トランジスタにより構成
された回路の等価回路図である。
30 is an equivalent circuit diagram of a circuit constituted by the parasitic transistors shown in FIG.

【図31】第6の実施例によるフラッシュメモリに用い
られる高電圧発生回路の別の構造を示す断面図である。
FIG. 31 is a sectional view showing another structure of the high voltage generation circuit used in the flash memory according to the sixth embodiment.

【図32】負電圧発生回路の等価回路を示す回路図であ
る。
FIG. 32 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a negative voltage generation circuit.

【図33】第6の実施例によるフラッシュメモリに用い
られる負電圧発生回路の一部の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 33 is a sectional view showing a partial structure of a negative voltage generating circuit used in a flash memory according to a sixth embodiment;

【図34】第7の実施例によるフラッシュメモリに含ま
れるメモリアレイおよびそれに関連する部分の詳細な構
成を示す回路図である。
FIG. 34 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array included in a flash memory according to a seventh embodiment and portions related thereto.

【図35】第7の実施例におけるプログラム時の主ビッ
ト線の電圧の変化を示す図である。
FIG. 35 is a diagram showing a change in voltage of a main bit line during programming in the seventh embodiment.

【図36】第8の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。
FIG. 36 is a block diagram showing an overall configuration of a flash memory according to an eighth embodiment.

【図37】図36のフラッシュメモリに含まれるメモリ
アレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す回
路図である。
FIG. 37 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array included in the flash memory of FIG. 36 and parts related thereto.

【図38】ゲートバーズビークがない場合の消去時のメ
モリセルの状態を説明するための図である。
FIG. 38 is a diagram for explaining a state of a memory cell at the time of erasing when there is no gate bird's beak.

【図39】ゲートバーズビークがない場合の消去時の選
択セクタのメモリセルおよび非選択セクタのメモリセル
への電圧印加条件を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell of a selected sector and a memory cell of a non-selected sector at the time of erasing when there is no gate bird's beak.

【図40】ゲートバーズビークがない場合のセクタ一括
消去動作時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing a voltage application condition at the time of a collective sector erase operation when there is no gate bird's beak.

【図41】ゲートバーズビークがない場合に用いられる
ソースデコーダの構成を示す回路図である。
FIG. 41 is a circuit diagram showing a configuration of a source decoder used when there is no gate bird's beak.

【図42】図41のソースデコーダの各部の電圧を示す
図である。
FIG. 42 is a diagram showing voltages of respective parts of the source decoder of FIG. 41.

【図43】ゲートバーズビークがある場合の消去時のメ
モリセルの状態を説明するための図である。
FIG. 43 is a diagram illustrating a state of a memory cell at the time of erasing when there is a gate bird's beak.

【図44】ゲートバーズビークがある場合の消去時の選
択セクタのメモリセルおよび非選択セクタのメモリセル
への電圧印加条件を示す図である。
FIG. 44 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell of a selected sector and a memory cell of a non-selected sector at the time of erasing when there is a gate bird's beak.

【図45】ゲートバーズビークがある場合のセクタ一括
消去動作時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 45 is a diagram showing voltage application conditions during a collective sector erase operation when there is a gate bird's beak.

【図46】ゲートバーズビークがある場合に用いられる
ソースデコーダの構成を示す回路図である。
FIG. 46 is a circuit diagram showing a configuration of a source decoder used when there is a gate bird's beak.

【図47】図46のソースデコーダの各部の電圧を示す
図である。
FIG. 47 is a diagram showing voltages of respective parts of the source decoder of FIG. 46;

【図48】ウェル電位が低い場合の消去時の選択セクタ
のメモリセルおよび非選択セクタのメモリセルへの電圧
印加条件を示す図である。
FIG. 48 is a diagram showing conditions for applying voltages to a memory cell of a selected sector and a memory cell of a non-selected sector during erasing when the well potential is low.

【図49】ウェル電位が低い場合のセクタ一括消去動作
時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 49 is a diagram showing voltage application conditions during a collective sector erase operation when a well potential is low.

【図50】ウェル電位が低い場合に用いられるソースデ
コーダの構成を示す回路図である。
FIG. 50 is a circuit diagram showing a configuration of a source decoder used when a well potential is low.

【図51】図50のソースデコーダの各部の電圧を示す
図である。
FIG. 51 is a diagram showing voltages of respective parts of the source decoder of FIG. 50;

【図52】第9の実施例によるフラッシュメモリの全体
の構成を示すブロック図である。
FIG. 52 is a block diagram showing an overall configuration of a flash memory according to a ninth embodiment.

【図53】図52のフラッシュメモリに含まれるメモリ
アレイおよびそれに関連する部分の詳細な構成を示す回
路図である。
FIG. 53 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a memory array included in the flash memory of FIG. 52 and a portion related thereto.

【図54】第9の実施例におけるセクタ一括消去動作時
の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 54 is a diagram showing voltage application conditions during a collective sector erase operation in the ninth embodiment.

【図55】図52のフラッシュメモリに含まれるセレク
トゲートデコーダおよびソーススイッチの構成を示す回
路図である。
FIG. 55 is a circuit diagram showing a configuration of a select gate decoder and a source switch included in the flash memory of FIG. 52;

【図56】図55のセレクトゲートデコーダおよびソー
ススイッチの各部の電圧を示す図である。
FIG. 56 is a diagram showing voltages of respective parts of the select gate decoder and the source switch of FIG. 55;

【図57】第10の実施例によるフラッシュメモリにお
けるプログラム動作を説明するためのフローチャートで
ある。
FIG. 57 is a flowchart for explaining a program operation in the flash memory according to the tenth embodiment;

【図58】第11の実施例によるフラッシュメモリにお
けるプログラム動作を説明するためのフローチャートで
ある。
FIG. 58 is a flowchart for explaining a program operation in the flash memory according to the eleventh embodiment;

【図59】第12の実施例によるフラッシュメモリの全
体の構成を示すブロック図である。
FIG. 59 is a block diagram showing an overall configuration of a flash memory according to a twelfth embodiment.

【図60】図59に示したメモリセルアレイおよびその
周辺回路の回路図である。
FIG. 60 is a circuit diagram of the memory cell array and its peripheral circuits shown in FIG. 59.

【図61】図60に示したワード線とローカルデコーダ
の出力線との間の接続態様を示す半導体基板上のレイア
ウト図である。
FIG. 61 is a layout diagram on a semiconductor substrate showing a connection mode between the word lines shown in FIG. 60 and the output lines of the local decoder.

【図62】図60に示した2つのメモリセル1491お
よび1492の間の分離を示す断面構造図である。
FIG. 62 is a cross-sectional structural diagram showing separation between two memory cells 1491 and 1492 shown in FIG. 60;

【図63】図60に示した2つのメモリセル1491お
よび1492の間の分離をフィールドシールドトランジ
スタにより行なう場合の断面構造図である。
FIG. 63 is a sectional view showing a structure in which separation between two memory cells 1491 and 1492 shown in FIG. 60 is performed by a field shield transistor.

【図64】第12の実施例において用いられるワード線
電圧制御回路およびプリデコーダの回路図である。
FIG. 64 is a circuit diagram of a word line voltage control circuit and a predecoder used in the twelfth embodiment.

【図65】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第13実施例のメモリトランジスタ部の一部の断面図で
ある。
FIG. 65 is a cross-sectional view of a part of a memory transistor part of a thirteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図66】(a)はこの発明に従った不揮発性半導体記
憶装置の第14実施例のメモリトランジスタ部の一部の
断面図であり、(b)はその等価回路図である。
FIG. 66A is a cross-sectional view of a part of a memory transistor section of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourteenth embodiment of the present invention, and FIG. 66B is an equivalent circuit diagram thereof.

【図67】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタの断面構造図であ
る。
FIG. 67 is a sectional view showing a memory transistor according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図68】図66(a)に示す構造のコントロールゲー
トを形成した状態までにおける平面図である。
FIG. 68 is a plan view up to a state where a control gate having the structure shown in FIG. 66A is formed.

【図69】図66(a)に示す構造の副ビット線を形成
した状態までにおける平面図である。
FIG. 69 is a plan view up to a state where a sub-bit line having the structure shown in FIG. 66A is formed.

【図70】図66(a)に示す構造の主ビット線を形成
した状態までにおける平面図である。
FIG. 70 is a plan view up to a state where a main bit line having the structure shown in FIG. 66A is formed.

【図71】図66(a)に示す構造のアルミ配線を形成
した状態までにおける平面図である。
FIG. 71 is a plan view up to a state where aluminum wiring having the structure shown in FIG. 66A is formed.

【図72】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例の全体の構成の第1の例を示すブロック図
である。
FIG. 72 is a block diagram showing a first example of the entire configuration of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図73】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例の全体の構成の第2の例を示すブロック図
である。
FIG. 73 is a block diagram showing a second example of the entire configuration of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図74】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例の全体の構成の第3の例を示すブロック図
である。
FIG. 74 is a block diagram showing a third example of the overall configuration of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図75】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例の全体の構成の第4の例を示すブロック図
である。
FIG. 75 is a block diagram showing a fourth example of the entire configuration of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図76】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例の全体の構成の第5の例を示すブロック図
である。
FIG. 76 is a block diagram showing a fifth example of the entire configuration of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図77】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
工程を示す断面図である。
FIG. 77 is a diagram illustrating a first example of a method of manufacturing a memory transistor unit according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図78】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第2
工程を示す断面図である。
FIG. 78 shows a second method of manufacturing the memory transistor section of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
It is sectional drawing which shows a process.

【図79】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第3
工程を示す断面図である。
FIG. 79 shows a third method of manufacturing the memory transistor section of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourteenth embodiment of the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図80】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第4
工程を示す断面図である。
FIG. 80 is a fourth view of the method for manufacturing the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図81】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第5
工程を示す断面図である。
FIG. 81 is a fifth view of the method for manufacturing the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図82】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第6
工程を示す断面図である。
FIG. 82 is a sixth view of the method for manufacturing the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図83】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第7
工程を示す断面図である。
FIG. 83 is a seventh view of the method for manufacturing the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図84】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第8
工程を示す断面図である。
FIG. 84 is an eighth view of the manufacturing method of the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図85】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第9
工程を示す断面図である。
FIG. 85 is a ninth embodiment of a method for manufacturing a memory transistor section of a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows a process.

【図86】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
0工程を示す断面図である。
FIG. 86 shows a first step of a method for manufacturing a memory transistor section of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows 0 process.

【図87】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
1工程を示す断面図である。
FIG. 87 shows a first step of the method for manufacturing the memory transistor section of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
It is sectional drawing which shows one process.

【図88】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
2工程を示す断面図である。
FIG. 88 illustrates a first step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
It is sectional drawing which shows two processes.

【図89】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
3工程を示す断面図である。
FIG. 89 is a first step in a method for manufacturing a memory transistor section according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows three processes.

【図90】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
4工程を示す断面図である。
FIG. 90 is a diagram illustrating a first example of a method of manufacturing a memory transistor unit according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows 4 processes.

【図91】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
5工程を示す断面図である。
FIG. 91 is a diagram illustrating a first example of a method of manufacturing a memory transistor unit according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows 5 processes.

【図92】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
6工程を示す断面図である。
FIG. 92 is a diagram illustrating a first example of a method of manufacturing a memory transistor unit according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows 6 processes.

【図93】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
7工程を示す断面図である。
FIG. 93 is a diagram illustrating a first example of a method of manufacturing a memory transistor unit according to a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows 7 processes.

【図94】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
8工程を示す断面図である。
FIG. 94 is a diagram illustrating a first example of a method for manufacturing a memory transistor section of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourteenth embodiment of the present invention;
It is sectional drawing which shows 8 processes.

【図95】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第1
9工程を示す断面図である。
FIG. 95 is a first step in a method for manufacturing a memory transistor section of a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
It is sectional drawing which shows 9 processes.

【図96】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の製造方法
の第1工程を示す断面図である。
FIG. 96 is a cross-sectional view showing a first step of the method for manufacturing the select gate contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図97】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の製造方法
の第2工程を示す断面図である。
FIG. 97 is a cross sectional view showing a second step of the method for manufacturing the select gate contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図98】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の製造方法
の第3工程を示す断面図である。
FIG. 98 is a cross sectional view showing a third step of the method for manufacturing the select gate contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図99】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置の
第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の製造方法
の第4工程を示す断面図である。
FIG. 99 is a cross sectional view showing a fourth step of the method for manufacturing the select gate contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図100】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のセレクトゲートコンタクト部の製造方
法の第5工程を示す断面図である。
FIG. 100 is a sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing the select gate contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図101】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の平面図であ
る。
FIG. 101 is a plan view of a source line contact portion in a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図102】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の製造方法の第
1工程を示す断面図である。
FIG. 102 is a cross sectional view showing a first step of a method for manufacturing a source line contact portion in a fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図103】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の製造方法の第
2工程を示す断面図である。
FIG. 103 is a cross sectional view showing a second step of the method for manufacturing the source line contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図104】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の製造方法の第
3工程を示す断面図である。
FIG. 104 is a sectional view showing a third step of the method of manufacturing the source line contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図105】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の製造方法の第
4工程を示す断面図である。
FIG. 105 is a sectional view showing a fourth step of the method of manufacturing the source line contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図106】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第14実施例のソース線コンタクト部の製造方法の第
5工程を示す断面図である。
FIG. 106 is a sectional view showing a fifth step of the method of manufacturing the source line contact portion in the fourteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図107】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第15実施例のメモリトランジスタ部の断面図であ
る。
FIG. 107 is a sectional view of a memory transistor part of a fifteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図108】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の一部の断面図
である。
FIG. 108 is a cross-sectional view of a part of the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図109】図69におけるF−F線に沿って見た断面
に対応する断面を示す図である。
FIG. 109 is a view showing a cross section corresponding to a cross section viewed along line FF in FIG. 69;

【図110】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
10工程を示す断面図である。
FIG. 110 is a sectional view showing a tenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図111】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
11工程を示す断面図である。
FIG. 111 is a sectional view showing an eleventh step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図112】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
12工程を示す断面図である。
FIG. 112 is a sectional view showing a twelfth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図113】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
13工程を示す断面図である。
FIG. 113 is a sectional view showing a thirteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図114】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
14工程を示す断面図である。
FIG. 114 is a sectional view showing a fourteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図115】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
15工程を示す断面図である。
FIG. 115 is a cross-sectional view showing a fifteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図116】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
16工程を示す断面図である。
FIG. 116 is a cross-sectional view showing a sixteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図117】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
17工程を示す断面図である。
FIG. 117 is a sectional view showing a seventeenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図118】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
18工程を示す断面図である。
FIG. 118 is a sectional view showing an eighteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図119】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第16実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
19工程を示す断面図である。
FIG. 119 is a sectional view showing a nineteenth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the sixteenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;

【図120】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第17実施例を示す部分断面図である。
FIG. 120 is a partial cross section showing a seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図121】(a)はこの発明に従った不揮発性半導体
記憶装置の第17実施例のメモリトランジスタ部の製造
方法の第1工程を示す部分断面図である。(b)はこの
場合の平面図である。
FIG. 121 (a) is a partial cross-sectional view showing a first step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. (B) is a plan view in this case.

【図122】(a)はこの発明に従った不揮発性半導体
記憶装置の第17実施例のメモリトランジスタ部の製造
方法の第2工程を示す部分断面図である。(b)はこの
場合の平面図である。
FIG. 122 (a) is a partial cross-sectional view showing a second step of the method for manufacturing the memory transistor portion in the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention; (B) is a plan view in this case.

【図123】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第17実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
3工程を示す部分断面図である。
FIG. 123 is a partial cross sectional view showing a third step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図124】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第17実施例のメモリトランジスタ部の製造方法の第
4工程を示す部分断面図である。
FIG. 124 is a partial cross sectional view showing a fourth step of the method for manufacturing the memory transistor portion of the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図125】(a)はこの発明に従った不揮発性半導体
記憶装置の第17実施例のメモリトランジスタ部の製造
方法の第5工程を示す部分断面図である。(b)はこの
場合の平面図である。
FIG. 125 (a) is a partial cross-sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing the memory transistor portion in the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. (B) is a plan view in this case.

【図126】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の第17実施例の他の態様を示す部分断面図である。
FIG. 126 is a partial sectional view showing another mode of the seventeenth embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図127】この発明に従った不揮発性半導体記憶装置
の特徴的な動作を説明するための模式図である。
FIG. 127 is a schematic diagram for explaining a characteristic operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図128】従来のフラッシュメモリに用いられるスタ
ックゲート型メモリセルの構造を示す断面図である。
FIG. 128 is a cross-sectional view showing a structure of a stack gate type memory cell used in a conventional flash memory.

【図129】従来のフラッシュメモリにおけるプログラ
ムおよび消去動作としきい値電圧との関係を示す図であ
る。
FIG. 129 is a diagram showing a relationship between program and erase operations and a threshold voltage in a conventional flash memory.

【図130】従来のフラッシュメモリにおけるプログラ
ム時および消去時のメモリセルへの電圧印加条件を示す
図である。
FIG. 130 is a diagram showing conditions for applying a voltage to a memory cell during programming and erasing in a conventional flash memory.

【図131】従来のフラッシュメモリの全体の構成を示
すブロック図である。
FIG. 131 is a block diagram showing the overall configuration of a conventional flash memory.

【図132】図131のフラッシュメモリに含まれるX
デコーダの構成を示すブロック図である。
FIG. 132 shows X included in the flash memory of FIG. 131.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a decoder.

【図133】従来のフラッシュメモリにおけるプログラ
ム動作時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 133 is a diagram showing voltage application conditions during a program operation in a conventional flash memory.

【図134】従来のフラッシュメモリにおける消去前書
込動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 134 is a flowchart for describing a pre-erase write operation in a conventional flash memory.

【図135】従来のフラッシュメモリにおける一括消去
動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 135 is a flowchart for explaining a batch erasing operation in a conventional flash memory.

【図136】従来のフラッシュメモリにおける一括消去
動作時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 136 is a diagram showing voltage application conditions during a batch erase operation in a conventional flash memory.

【図137】従来のフラッシュメモリにおける読出動作
時の電圧印加条件を示す図である。
FIG. 137 is a diagram showing voltage application conditions during a read operation in a conventional flash memory.

【図138】従来のフラッシュメモリにおけるプログラ
ム動作時、消去動作時および読出動作時における各線の
電圧を示す図である。
FIG. 138 is a diagram showing voltages of respective lines in a conventional flash memory during a program operation, an erase operation, and a read operation.

【図139】従来のフラッシュメモリにおいて消去前書
込動作を行なうことなく一括消去動作を行なった場合の
しきい値電圧を示す図である。
FIG. 139 is a diagram showing a threshold voltage when a batch erase operation is performed without performing a pre-erase write operation in a conventional flash memory.

【図140】従来のフラッシュメモリにおいて消去前書
込動作を行なった後一括消去動作を行なった場合のしき
い値電圧を示す図である。
FIG. 140 is a diagram showing a threshold voltage when a batch erase operation is performed after performing a pre-erase write operation in a conventional flash memory.

【図141】従来のフラッシュメモリにおける書換動作
を説明するためのフローチャートである。
FIG. 141 is a flowchart for describing a rewriting operation in a conventional flash memory.

【図142】従来のフラッシュメモリにおいて一括消去
動作を行なった場合のしきい値電圧の変化を示す図であ
る。
FIG. 142 is a diagram showing a change in threshold voltage when a batch erasing operation is performed in a conventional flash memory.

【図143】選択トランジスタを含むメモリセルの構造
を示す断面図である。
FIG. 143 is a cross-sectional view showing a structure of a memory cell including a selection transistor.

【図144】セクタ分割時のディスターブを説明するた
めの図である。
FIG. 144 is a diagram for explaining disturbance at the time of sector division.

【図145】主ビット線および副ビット線を有する従来
のフラッシュメモリのメモリセルアレイのレイアウト図
である。
FIG. 145 is a layout diagram of a memory cell array of a conventional flash memory having main bit lines and sub-bit lines.

【図146】従来のフラッシュメモリのメモリセルの構
造図である。
FIG. 146 is a structural diagram of a memory cell of a conventional flash memory.

【図147】従来のフラッシュメモリのメモリセルアレ
イにおいて与えられる電圧を示す回路図である。
FIG. 147 is a circuit diagram showing a voltage applied in a memory cell array of a conventional flash memory.

【図148】フラッシュメモリの一般的な構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 148 is a block diagram showing a general configuration of a flash memory.

【図149】NOR型のメモリセルマトリックスの概略
構成を示す等価回路図である。
FIG. 149 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration of a NOR type memory cell matrix.

【図150】NOR型のメモリトランジスタの断面構造
図である。
FIG. 150 is a cross-sectional structure diagram of a NOR-type memory transistor;

【図151】NOR型の平面的配置を示す概略平面図で
ある。
FIG. 151 is a schematic plan view showing a NOR type planar arrangement.

【図152】図151のA−A線に沿う部分断面図であ
る。
FIG. 152 is a partial sectional view taken along line AA of FIG. 151.

【図153】NAND型フラッシュメモリのメモリセル
マトリックスの一部の等価回路図である。
FIG. 153 is an equivalent circuit diagram of a part of a memory cell matrix of the NAND flash memory.

【図154】NAND型フラッシュメモリのメモリセル
マトリックスの一部の断面図である。
FIG. 154 is a cross-sectional view of a part of the memory cell matrix of the NAND flash memory.

【図155】NAND型フラッシュメモリのメモリトラ
ンジスタの断面構造図である。
FIG. 155 is a sectional structural view of a memory transistor of a NAND flash memory.

【図156】(a)は従来のバーチャルグランド構成の
メモリセルアレイを有する不揮発性半導体記憶装置の概
略構成を示す平面図である。(b)は(a)におけるB
−B線に沿って見た断面図である。
FIG. 156 (a) is a plan view showing a schematic configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell array having a virtual ground configuration. (B) is B in (a)
It is sectional drawing seen along the -B line.

【図157】図156に示される不揮発性半導体記憶装
置の従来の書込動作を説明するための図である。
FIG. 157 is a view illustrating a conventional write operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156.

【図158】図156に示される不揮発性半導体記憶装
置の従来の消去動作を説明するための図である。
FIG. 158 is a view illustrating a conventional erase operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156.

【図159】図156に示される従来の不揮発性半導体
記憶装置に本発明に従った動作を行なわせた場合の問題
点を説明するための図である。
FIG. 159 is a diagram for describing a problem when the conventional nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 156 is operated according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

80 半導体基板 81 nウェル領域 82 pウェル領域 83a、b ソース/ドレイン領域 84a、b ソース領域 85a、b ドレイン領域 86 セレクトゲートトランジスタ 87a、b、c、d メモリトランジスタ 88 コントロールゲート 89 フローティングゲート 90 副ビット線 91a、b 分岐線 92 主ビット線 93 MOSトランジスタ 1001 P- 型半導体基板 1002 ドレイン 1003 ソース 1004 絶縁膜 1005 フローティングゲート 1006 コントロールゲート 1008 P- ウェル 1010,10a メモリアレイ 1020 アドレスバッファ 1030 Xデコーダ 1040 Yデコーダ 1050 Yゲート 1060 センスアンプ 1070 データ入出力バッファ 1080 書込回路 1090 Vpp/Vcc切換回路 100 ベリファイ電圧発生回路 1110 ソース制御回路 1120 制御信号バッファ 1130 制御回路 1140 負電圧制御回路 1210,1220 高電圧発生回路 1230,1240 負電圧発生回路 1250 ウェル電位発生回路 1260 セレクトゲートデコーダ 1270 ソースデコーダ 1281,1282 ソーススイッチ BL1,BL2,BL3 ビット線 WL0,WL1,WL2,WL3 ワード線 M11,M12,M13,M21,M22,M23,M
31,M32,M33メモリセル SL ソース線 SE1,SE2 セクタ MB0,MB1 主ビット線 SB01,SB02,SB11,SB12 副ビット線 SL1,SL2 ソース線 SGL1,SGL2 セレクトゲート線 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Reference Signs List 80 semiconductor substrate 81 n-well region 82 p-well region 83a, b source / drain region 84a, b source region 85a, b drain region 86 select gate transistor 87a, b, c, d memory transistor 88 control gate 89 floating gate 90 sub-bit Line 91a, b Branch line 92 Main bit line 93 MOS transistor 1001 P- type semiconductor substrate 1002 Drain 1003 Source 1004 Insulating film 1005 Floating gate 1006 Control gate 1008 P-well 1010, 10a Memory array 1020 Address buffer 1030 X decoder 1040 Y decoder 1050 Y gate 1060 Sense amplifier 1070 Data input / output buffer 1080 Write circuit 1090 Vpp / Vcc off Circuit 100 Verify voltage generation circuit 1110 Source control circuit 1120 Control signal buffer 1130 Control circuit 1140 Negative voltage control circuit 1210,1220 High voltage generation circuit 1230,1240 Negative voltage generation circuit 1250 Well potential generation circuit 1260 Select gate decoder 1270 Source decoder 1281, 1282 Source switch BL1, BL2, BL3 Bit line WL0, WL1, WL2, WL3 Word line M11, M12, M13, M21, M22, M23, M
31, M32, M33 Memory cell SL Source line SE1, SE2 Sector MB0, MB1 Main bit line SB01, SB02, SB11, SB12 Sub bit line SL1, SL2 Source line SGL1, SGL2 Select gate line Note that the same reference numerals in each drawing are the same. Or indicate a substantial part.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年6月6日(2001.6.6)[Submission date] June 6, 2001 (2001.6.6)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0573[Correction target item name] 0573

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0573】[0573]

【発明の効果】第1の発明によれば、ドレインのチャネ
ル方向または基板方向の電界を弱めることができる。第
2の発明によれば、ソースのチャネル方向または基板方
向に高電界が発生するようにできる。第3の発明によれ
ば、ドレインのチャネル方向または基板方向の電界を弱
めることができ、かつソースのチャネル方向または基板
方向に高電界が発生するようにできる。第4の発明によ
れば、半導体基板から前記フローティングゲートにFN
トンネリングにより電子を注入させるので、ソースとド
レインを第1導電型の高濃度不純物領域と低濃度不純物
領域の電界が緩和できる構造とできる。第5の発明によ
れば、フローティングゲートの電子移動をウエルとドレ
インを介すので、ソースに対して構造の自由度を増すこ
とができる。第6の発明によれば、メモリセルおよびM
ISトランジスタを第1導電型のウエルに囲まれた第2
導電型のウエルに形成されているので、メモリセルおよ
びMISトランジスタは半導体基板からの直接の電位的
影響を受けないようにできる。第7の発明によれば、ソ
ースの幅をドレインの幅より小さくしたので、ドレイン
とソースの幅が等しいメモリセルアレイに比べ小さなメ
モリセルアレイが実現できる。第8の発明によれば、ソ
ース配線層を用いるので、分離絶縁膜が形成されていた
部分でのソース耐圧の問題をなくすことができる。
According to the first aspect, the electric field in the channel direction of the drain or in the substrate direction can be reduced. According to the second aspect, a high electric field can be generated in the source channel direction or the substrate direction. According to the third aspect, the electric field in the channel direction or the substrate direction of the drain can be weakened, and a high electric field can be generated in the channel direction or the substrate direction of the source. According to the fourth invention
Then, FN is applied from the semiconductor substrate to the floating gate.
Since electrons are injected by tunneling, the source and
Rain is made of a first conductive type high-concentration impurity region and a low-concentration impurity.
The structure can reduce the electric field in the region. According to the fifth invention
Transfer the floating gate electron to the well and drain
In order to increase the degree of structural freedom for the source
Can be. According to the sixth invention, the memory cell and the M
An IS transistor is surrounded by a first conductivity type well.
Since it is formed in a conductive well, the memory cell and
And the MIS transistor are directly connected to the potential from the semiconductor substrate.
Can be unaffected. According to the seventh invention, the
Since the width of the source is smaller than the width of the drain,
Smaller than a memory cell array with the same width
A molycell array can be realized. According to the eighth invention, the
Since a source wiring layer is used, an isolation insulating film is formed.
The problem of the source withstand voltage in the portion can be eliminated.

───────────────────────────────────────────────────── 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 (31)優先権主張番号 特願平4−238546 (32)優先日 平成4年9月7日(1992.9.7) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−344807 (32)優先日 平成4年12月24日(1992.12.24) (33)優先権主張国 日本(JP) 特許法第30条第1項適用申請有り 平成5年1月1日 日経BP社発行の「日経マイクロデバイス1993年1月 号」に文書をもって発表 (72)発明者 宮脇 好和 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 中山 武志 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 二ッ谷 知士 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 九ノ里 勇一 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 味香 夏夫 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 小野田 宏 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 大井 誠 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 (72)発明者 福本 敦 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社エル・エス・アイ研究所内 Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD04 AD08 AE05 AE06 AE08 5F083 EP02 EP23 EP33 EP77 ER09 ER15 ER22 ER30 JA04 JA36 KA06 KA12 LA06 MA06 MA20 PR36 PR39 5F101 BA01 BB05 BC02 BC11 BD36 BE02 BE05 BE07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme court ゛ (Reference) H01L 29/792 (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-238546 (32) Priority date September, 1994 7th (199.2.9.7) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-344807 (32) Priority date December 24, 1992 (1992.12. 24) (33) Priority claiming country Japan (JP) Application for Article 30 (1) of the Patent Act is filed Jan. 1, 1993 Published in Nikkei BP, "Nikkei Microdevices January 1993" issued by Nikkei BP. (72) Inventor Yoshikazu Miyawaki 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric LSI Research Institute, Inc. (72) Inventor Takeshi 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation S-I Laboratory ( 72) Inventor Tomoshi Futani 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric LSI Research Institute, Inc. (72) Inventor Yuichi Kunori 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Natsuo Mika 4-1-1 Mizuhara, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric L-S Laboratory Inc. (72) Inventor Hiroshi Onoda 4-chome, Mizuhara, Itami-shi, Hyogo No. 1 Mitsubishi Electric LSI Research Institute (72) Inventor Makoto Oi 4-1-1 Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Mitsubishi Electric LSI Research Institute (72) Inventor Atsushi Fukumoto Itami Hyogo Prefecture 4-1-1, Mizuhara-shi, Ichiba F-term (reference) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD04 AD08 AE05 AE06 AE08 5F083 EP02 EP23 EP33 EP77 ER09 ER15 ER22 ER30 JA04 JA36 KA06 KA12 LA06 MA06 MA20 PR36F39F BA01 BB05 BC02 BC11 BD36 BE02 BE05 BE 07

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主表面に所定の間隔をもっ
て形成された一方の第1導電型の不純物領域であるソー
スと、 他方の前記第1導電型の不純物領域であり、高濃度不純
物領域と前記高濃度不純物領域を覆うように形成された
低濃度不純物領域を有するドレインと、 前記ソースとドレインとの間の前記半導体基板上に形成
された絶縁膜を介して形成されたフローティングゲート
と、 前記フローティングゲート上の絶縁膜を介して形成され
たコントロールゲートとを含むメモリセルと、 前記コントロールゲートに接続されたワード線と、 前記ドレインに接続されたビット線とを備えた不揮発性
半導体記憶装置。
A first conductive type impurity region formed on the main surface of the semiconductor substrate at a predetermined interval; and a high-concentration impurity region, the other first conductive type impurity region. A drain having a low-concentration impurity region formed so as to cover the high-concentration impurity region; a floating gate formed through an insulating film formed on the semiconductor substrate between the source and the drain; A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a memory cell including a control gate formed via an insulating film on a floating gate; a word line connected to the control gate; and a bit line connected to the drain.
【請求項2】 半導体基板の主表面に所定の間隔をもっ
て形成された一方の第1導電型の不純物領域であるドレ
インと、 他方の前記第1導電型の不純物領域であるソースと、 前記ソースを覆うように形成された第1導電型と異なる
第2導電型の不純物領域と、 前記ソースとドレインとの間の前記半導体基板上に形成
された絶縁膜を介して形成されたフローティングゲート
と、 前記フローティングゲート上の絶縁膜を介して形成され
たフローティングゲートとを含むメモリセルと、 前記コントロールゲートに接続されたワード線と、 前記ドレインに接続されたビット線とを備えた不揮発性
半導体記憶装置。
2. A semiconductor device comprising: a first conductive type impurity region formed as a drain on a main surface of a semiconductor substrate at a predetermined interval; a second conductive type impurity region; An impurity region of a second conductivity type different from the first conductivity type formed so as to cover; a floating gate formed via an insulating film formed on the semiconductor substrate between the source and the drain; A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a memory cell including a floating gate formed via an insulating film on the floating gate; a word line connected to the control gate; and a bit line connected to the drain.
【請求項3】 さらに、ソースを覆うように形成された
第1導電型と異なる第2導電型の不純物領域を備えた請
求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising an impurity region of a second conductivity type different from the first conductivity type formed so as to cover the source.
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