JP2002251885A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JP2002251885A
JP2002251885A JP2001046466A JP2001046466A JP2002251885A JP 2002251885 A JP2002251885 A JP 2002251885A JP 2001046466 A JP2001046466 A JP 2001046466A JP 2001046466 A JP2001046466 A JP 2001046466A JP 2002251885 A JP2002251885 A JP 2002251885A
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JP
Japan
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transistor
substrate bias
memory
data
substrate
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JP2001046466A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Okuno
卓也 奥野
Yutaka Fujimoto
裕 藤本
Noriyuki Iwamori
則行 岩森
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor memory capable of enhancing read-out precision with a new configuration. SOLUTION: In a read-out circuit 10, when a transistor is in a off-state in the consequence of that read-out performed for memory transistors T01-T03 in a memory block cell block X, a switch S2 is turned on, and substrate bias voltage is applied to memory transistors T11-T13 of a memory cell block Y. In a read-out circuit 11, when a transistor is in a off-state in the consequence of that read-out is performed for memory transistors T11-T13 in a memory block cell book Y, a switch S1 is turned on, and substrate bias voltage is applied to the memory transistors T01-T03 of the memory cell block X.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、不揮発性半導体
記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置において、高精
度にデータを記憶するために冗長回路を用いる場合があ
る。図13には、従来の不揮発性半導体記憶装置におけ
る一般的な冗長回路を示す。図13の装置において、1
ビットのデータ(情報)につき3つの不揮発性メモリセ
ル71,72,73が配設されている。また、不揮発性
メモリセル71,72,73に記憶されているデータ
は、メモリ読み出し回路74,75,76にて読み出さ
れ、該読み出し回路74,75,76から判定回路77
に取り込まれるようになっている。そして、判定回路7
7により、3つの記憶データについて同じデータが過半
数(2つ)以上あるか否か判定され(多数決がとら
れ)、2つ以上ある同じデータが正しいデータとして読
み出されるようになっている。この場合、メモリセル7
1,72,73のうちのいずれか一つが異常となって
も、読み出し精度が確保されるようになっている。
2. Description of the Related Art In a nonvolatile semiconductor memory device, a redundant circuit may be used to store data with high accuracy. FIG. 13 shows a general redundant circuit in a conventional nonvolatile semiconductor memory device. In the apparatus of FIG.
Three nonvolatile memory cells 71, 72, and 73 are provided for bit data (information). The data stored in the nonvolatile memory cells 71, 72, and 73 are read out by the memory readout circuits 74, 75, and 76, and the readout circuits 74, 75, and 76 determine the determination circuit 77.
Has been taken into. And the judgment circuit 7
7, it is determined whether or not the same data exists in a majority (two) or more of the three stored data (a majority decision is made), and the two or more same data are read as correct data. In this case, the memory cell 7
Even if any one of 1, 72 and 73 becomes abnormal, the reading accuracy is ensured.

【0003】ところが、上記技術では、記憶データの信
頼性を確保するために、1ビットのデータ(情報)に対
して3ビット分のメモリセル71,72,73が必要と
なり、装置の大型化やコストの増加が問題となってい
る。
However, in the above-mentioned technology, three bits of memory cells 71, 72 and 73 are required for one bit of data (information) in order to ensure the reliability of stored data. Increasing costs are a problem.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題に
着目してなされたものであって、その目的とするところ
は、新規な構成にて読み出し精度を向上させることがで
きる不揮発性半導体記憶装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory capable of improving readout accuracy with a novel configuration. It is to provide a device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、データ書き込み手段にて、トランジスタセルに
おける半導体基板上に絶縁膜を介して配置したフローテ
ィングゲート電極に電荷が注入される。そして、トラン
ジスタセルに対するデータ読み出しを行った結果、いず
れかのトランジスタセルが電荷注入状態ならば、基板バ
イアス印加手段により基板バイアスが印加される。
According to the first aspect of the present invention, charges are injected into the floating gate electrode disposed on the semiconductor substrate of the transistor cell via the insulating film by the data writing means. Then, as a result of reading data from the transistor cells, if any of the transistor cells is in a charge injection state, a substrate bias is applied by the substrate bias applying unit.

【0006】ここで、1ビットデータを記憶するための
複数のトランジスタセルのうちのいずれかのトランジス
タセルにおいてフローティングゲート電極に注入した電
荷の一部が抜けてしまうと、しきい値電圧が変化しデー
タ読み出し時にトランジスタが誤作動してしまうことが
考えられる。これに対し、データ読み出しを行った結
果、その他のトランジスタセルが電荷注入状態ならば、
基板バイアス印加手段により基板バイアスが印加されて
しきい値電圧がシフトされることにより、前述の電荷の
一部が抜けてしまったトランジスタセルにおいても、デ
ータ読み出し時にトランジスタが正常に動作する。
Here, if a part of the charge injected into the floating gate electrode in one of the plurality of transistor cells for storing 1-bit data is removed, the threshold voltage changes. It is conceivable that the transistor malfunctions during data reading. On the other hand, if the result of data reading shows that the other transistor cells are in the charge injection state,
Since the substrate bias is applied by the substrate bias applying means and the threshold voltage is shifted, even in the transistor cell in which a part of the electric charge has escaped, the transistor operates normally at the time of data reading.

【0007】その結果、従来技術の図13のように三重
にデータ記憶を行わなくても二重にデータ記憶を行うこ
とによっても読み出し精度を向上させることができる。
請求項2に記載の発明によれば、フローティングゲート
電極に電荷を注入することによりしきい値電圧を上げて
データ読み出し時にトランジスタ・オフ状態にする場
合、電荷の一部が抜けてしまったトランジスタセルにお
いては、基板バイアスが印加されない状態でのデータ読
み出しではトランジスタ・オフとならないが、基板バイ
アスを印加してしきい値電圧を上げた状態でデータ読み
出しを行うことによりトランジスタ・オフとすることが
できる。
As a result, the readout accuracy can be improved by performing double data storage without performing triple data storage as shown in FIG. 13 of the prior art.
According to the second aspect of the present invention, when the threshold voltage is raised by injecting electric charge into the floating gate electrode and the transistor is turned off at the time of data reading, a part of the electric charge is lost in the transistor cell. In the above, the transistor is not turned off in the data reading in the state where the substrate bias is not applied, but the transistor can be turned off by reading the data in a state where the threshold voltage is raised by applying the substrate bias. .

【0008】また、請求項3に記載の発明によれば、1
ビットにつき2つのトランジスタセルが用意されてお
り、一方のトランジスタセルがオフであったならば、他
方のトランジスタセルに対し基板バイアスが印加され、
その基板バイアスが印加された状態で当該トランジスタ
セルがオフであったならば、一方のトランジスタセルに
対し基板バイアスが印加される。このようにすると、2
つのトランジスタセルのうちいずれか一方がオフ(電荷
注入状態)となっていれば、電荷の一部が抜けた(保持
特性が悪化した)トランジスタセルに対し基板バイアス
が印加され、そのしきい値電圧が高められる。また、電
荷が抜けていないトランジスタセルにも基板バイアスが
印加され、そのしきい値電圧が高められる。これによ
り、トランジスタセルにおけるデータの信頼性を向上で
きる。
According to the third aspect of the present invention, 1
Two transistor cells are provided for each bit, and if one transistor cell is off, a substrate bias is applied to the other transistor cell,
If the transistor cell is off with the substrate bias applied, the substrate bias is applied to one of the transistor cells. In this case, 2
If any one of the two transistor cells is off (charge injection state), a substrate bias is applied to the transistor cell from which a part of the charge has escaped (retention characteristics have deteriorated), and the threshold voltage thereof Is enhanced. Also, a substrate bias is applied to a transistor cell from which no charge has been released, and the threshold voltage is increased. Thereby, the reliability of data in the transistor cell can be improved.

【0009】また、請求項4のように、SOI基板にお
ける半導体層にトレンチを形成することによりトランジ
スタセルを絶縁分離したり、請求項7のように、N型の
半導体基板の表層部にP型のウエル島を形成することに
よりトランジスタセルを接合分離したり、請求項10の
ように、P型の半導体基板の表層部にN型のウエル層を
形成しそのウエル層の表層部にP型のウエル島を形成す
ることによりトランジスタセルを接合分離し、分離した
トランジスタセルに基板バイアスを印加すると、該バイ
アスを印加したトランジスタセルのしきい値電圧が高く
なり、データの読み出し精度を向上できる。
According to a fourth aspect of the present invention, a transistor cell is insulated and isolated by forming a trench in a semiconductor layer of an SOI substrate, or a P-type is formed on a surface layer portion of an N-type semiconductor substrate. The transistor cell is junction-separated by forming a well island, or an N-type well layer is formed on a surface layer of a P-type semiconductor substrate, and a P-type well layer is formed on the surface layer of the well layer. When the transistor cell is junction-separated by forming the well island and a substrate bias is applied to the separated transistor cell, the threshold voltage of the transistor cell to which the bias is applied increases, and the data reading accuracy can be improved.

【0010】さらに、分離の単位としては、請求項5,
8,11のように、1つのトランジスタセル毎に分離し
てもよいし、請求項6,9,12のように、複数のトラ
ンジスタセル毎に分離してもよい。前者のトランジスタ
セル毎に分離する場合、必要なセルにのみ基板バイアス
を印加できる。また、後者の複数のトランジスタセル毎
に分離する場合、基板バイアスを印加するための回路を
共通化することができ、装置の小型化を図ることが可能
となる。
Further, the unit of separation is as defined in claim 5
As in the case of the eighth and eleventh embodiments, the transistor may be separated for each transistor cell, or may be separated for each of a plurality of transistor cells. When the former is separated for each transistor cell, a substrate bias can be applied only to a necessary cell. Further, in the latter case where the plurality of transistor cells are separated, a circuit for applying a substrate bias can be shared, and the device can be reduced in size.

【0011】ここで、複数のトランジスタセルについて
一括でデータ消去を行うメモリ(フラッシュメモリ)で
は、消去後のしきい値電圧にバラツキが生じ、過剰消去
が問題となることがある。これに対し、請求項6,9,
12のように、複数のトランジスタセル毎に分離し、複
数のトランジスタセルの全てに基板バイアスを印加する
ことにより、データ読み出し時に過剰消去されたトラン
ジスタセルのしきい値電圧を上げることが可能となる。
これにより、過剰消去されたトランジスタセルが非選択
の場合には同トランジスタを確実にオフすることがで
き、過剰消去の問題(非選択トランジスタを介した電流
リーク)を回避することができる。
Here, in a memory (flash memory) in which data is erased collectively for a plurality of transistor cells, the threshold voltage after erasure varies, and excessive erasure may cause a problem. In contrast, claims 6, 9,
As shown in 12, by separating each of the plurality of transistor cells and applying a substrate bias to all of the plurality of transistor cells, it becomes possible to increase the threshold voltage of the transistor cell which is excessively erased during data reading. .
Thus, when the over-erased transistor cell is unselected, the transistor can be reliably turned off, and the problem of over-erasure (current leakage via the unselected transistor) can be avoided.

【0012】また、請求項4〜6のように、SOI基板
における半導体層にトレンチを形成することによりトラ
ンジスタセルを絶縁分離すると、消去電圧を高くしても
トレンチで分離した隣り合うセルに悪影響を及ぼすこと
がない。よって、消去時に高い電圧を印加することがで
き、半導体基板とフローティングゲート電極間での絶縁
膜を厚膜化することが可能となる。その結果、絶縁膜を
通したリーク電流(電荷抜け)や、書き込みや消去動作
に伴う絶縁膜の劣化を抑制することができる。
Further, when a transistor cell is insulated and isolated by forming a trench in a semiconductor layer in an SOI substrate as described in claims 4 to 6, even if the erase voltage is increased, adjacent cells separated by the trench are adversely affected. Has no effect. Therefore, a high voltage can be applied at the time of erasing, and the thickness of the insulating film between the semiconductor substrate and the floating gate electrode can be increased. As a result, it is possible to suppress a leak current (charge loss) through the insulating film and deterioration of the insulating film due to a writing or erasing operation.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、この
発明を具体化した第1の実施の形態を図面に従って説明
する。図1は、本実施の形態における不揮発性半導体記
憶装置の概略構成を示す回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment.

【0014】図1において、不揮発性メモリ(例えば、
EPROM)は2つのメモリセルブロックX,Yを有す
る。各ブロックX,Yにはビットのデータを記憶するた
めの複数のメモリトランジスタ(図1では、3ビット分
のメモリトランジスタT01〜T03,T11〜T13
を示す)が配設されている。そして、メモリトランジス
タT01とメモリトランジスタT11の各々に同じデー
タが記憶される。同様に、トランジスタT02とトラン
ジスタT12とに同じデータが、また、トランジスタT
03とトランジスタT13とに同じデータが記憶され
る。つまり、本実施の形態では、1ビットにつき2つの
メモリトランジスタが用意され、2つのメモリトランジ
スタに1ビットデータをそれぞれ記憶するようにしてい
る。
In FIG. 1, a nonvolatile memory (for example,
EPROM) has two memory cell blocks X and Y. In each of the blocks X and Y, a plurality of memory transistors for storing bit data (memory transistors T01 to T03 and T11 to T13 for three bits in FIG. 1).
Is shown). Then, the same data is stored in each of the memory transistor T01 and the memory transistor T11. Similarly, the same data is stored in the transistor T02 and the transistor T12.
03 and the transistor T13 store the same data. That is, in this embodiment, two memory transistors are prepared for one bit, and one bit data is stored in each of the two memory transistors.

【0015】本実施の形態のトランジスタセル(メモリ
セル)は、シリコン基板等の半導体基板に形成され、2
層多結晶シリコン型のスタック構造を有する。詳しく
は、図2に示すように、N型の半導体基板(例えば、シ
リコン基板)1の表層部にはP型のウエル島2が形成さ
れ、このP型のウエル島2の表層部にはN+ 型ソース領
域3とN+ 型ドレイン領域4とが離間して形成されてい
る。さらに、半導体基板1の上には、絶縁膜としてのゲ
ート酸化膜5を介して多結晶シリコンよりなるフローテ
ィングゲート電極6が配置されている。このフローティ
ングゲート電極6は長方形をなしソース領域3とドレイ
ン領域4との間を通るように延設されている。また、フ
ローティングゲート電極6の上にはシリコン酸化膜を介
して多結晶シリコンよりなるコントロールゲート電極7
が配置されている。
The transistor cell (memory cell) of this embodiment is formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate.
It has a layer polycrystalline silicon type stack structure. More specifically, as shown in FIG. 2, a P-type well island 2 is formed on the surface of an N-type semiconductor substrate (for example, a silicon substrate) 1. The + type source region 3 and the N + type drain region 4 are formed apart from each other. Further, on the semiconductor substrate 1, a floating gate electrode 6 made of polycrystalline silicon is arranged via a gate oxide film 5 as an insulating film. The floating gate electrode 6 has a rectangular shape and extends so as to pass between the source region 3 and the drain region 4. A control gate electrode 7 made of polycrystalline silicon is formed on the floating gate electrode 6 via a silicon oxide film.
Is arranged.

【0016】そして、データの書き込みは、ソース領域
3を接地するとともにコントロールゲート電極7に高い
電圧(例えば、12V)を印加してフローティングゲー
ト電極6に電子を注入することにより行う。これによ
り、しきい値電圧が高くなる。一方、データの消去は、
ソース領域3に高い電圧(例えば、12V)を印加する
とともにコントロールゲート電極7を接地し、フローテ
ィングゲート電極6の電子を引き抜くことにより行う。
または、UV光を照射することによりデータを消去する
こともできる。
Data writing is performed by grounding the source region 3 and applying a high voltage (eg, 12 V) to the control gate electrode 7 to inject electrons into the floating gate electrode 6. As a result, the threshold voltage increases. On the other hand, erasing data
This is performed by applying a high voltage (for example, 12 V) to the source region 3, grounding the control gate electrode 7, and extracting electrons from the floating gate electrode 6.
Alternatively, data can be erased by irradiating UV light.

【0017】上述したように、図2のトランジスタセル
では、フローティングゲート電極6に電荷を注入するこ
とにより、しきい値電圧を高め、データを記憶保持する
ようにしているが、ゲート酸化膜5を通したリーク電流
(電荷抜け)により、データ保持特性が悪化することが
考えられる。そのため、本実施の形態では、P型のウエ
ル島2の表層部においてP+ 型の基板コンタクト領域8
を形成しており、同基板コンタクト領域8を通じて基板
バイアスを印加することでメモリトランジスタのしきい
値電圧を高め、データ読み出し精度を向上させるように
している。なお、図1では、データ書き込み及び消去の
ための周辺回路(データ書き込み手段等)は省略してお
り、データ読み出しのための回路のみを記載している。
As described above, in the transistor cell of FIG. 2, the charge is injected into the floating gate electrode 6 to increase the threshold voltage and store and retain data. It is conceivable that the data leakage characteristic deteriorates due to the leak current (charge loss). Therefore, in the present embodiment, the P + -type substrate contact region 8 is formed in the surface layer of the P-type well island 2.
The threshold voltage of the memory transistor is increased by applying a substrate bias through the substrate contact region 8 to improve the data reading accuracy. In FIG. 1, peripheral circuits (data writing means and the like) for writing and erasing data are omitted, and only a circuit for reading data is shown.

【0018】詳述すると、図1において、メモリセルブ
ロックXにおけるメモリトランジスタT01,T02,
T03はメモリ読み出し回路10に接続されるととも
に、メモリセルブロックYにおけるメモリトランジスタ
T11,T12,T13は、メモリ読み出し回路11に
接続されている。読み出し回路10は、複数のスイッチ
S01,S02,S03を有しており、選択したビット
に対応するスイッチS01〜S03をオンし、該スイッ
チS01〜S03にて接続したメモリトランジスタT0
1〜T03の記憶情報を読み出す。読み出し回路11も
同様に、複数のスイッチS11,S12,S13を有し
ており、選択したビットに対応するスイッチS11〜S
13をオンし、該スイッチS11〜S13にて接続した
メモリトランジスタT11〜T13の記憶情報を読み出
す。
More specifically, referring to FIG. 1, the memory transistors T01, T02,
T03 is connected to the memory read circuit 10, and the memory transistors T11, T12, T13 in the memory cell block Y are connected to the memory read circuit 11. The read circuit 10 has a plurality of switches S01, S02, S03, turns on the switches S01 to S03 corresponding to the selected bit, and connects the memory transistor T0 connected by the switches S01 to S03.
The stored information of 1 to T03 is read. Similarly, the read circuit 11 has a plurality of switches S11, S12, and S13, and switches S11 to S11 corresponding to the selected bit.
13 is turned on, and information stored in the memory transistors T11 to T13 connected by the switches S11 to S13 is read.

【0019】さらに、本実施の形態では基板バイアス回
路20を備えている。この基板バイアス回路20は基板
バイアス(例えば、5V)を生成する。基板バイアス回
路20は、スイッチS1を介してメモリセルブロックX
のメモリトランジスタT01〜T03と接続されてい
る。また、基板バイアス回路20は、スイッチS2を介
してメモリセルブロックYのメモリトランジスタT11
〜T13と接続されている。
Further, in this embodiment, a substrate bias circuit 20 is provided. The substrate bias circuit 20 generates a substrate bias (for example, 5 V). The substrate bias circuit 20 is connected to the memory cell block X via the switch S1.
Are connected to the memory transistors T01 to T03. The substrate bias circuit 20 is connected to the memory transistor T11 of the memory cell block Y via the switch S2.
To T13.

【0020】次に、図1の回路動作を説明する。例え
ば、メモリトランジスタT02,T12を選択しその記
憶データを読み出す場合、読み出し回路10はスイッチ
S02をオンし、読み出し回路11はS12をオンす
る。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be described. For example, when selecting the memory transistors T02 and T12 and reading the stored data, the read circuit 10 turns on the switch S02 and the read circuit 11 turns on S12.

【0021】メモリトランジスタT02,T12に対し
てデータ書き込みが行われていない(電荷の注入が行わ
れていない)場合、トランジスタT02,T12のしき
い値電圧は低いため、ワード線Lwにてゲート電圧が印
加されると、トランジスタT02,T12はオンとな
り、スイッチS02を介してデータ線Lbに出力電流が
流れる。この出力電流が図示しないセンスアンプ等によ
り検出され、記憶情報としてデータ「1」が読み出され
る。一方、メモリトランジスタT02,T12にデータ
書き込みが行われている(電荷が注入されている)と、
トランジスタT02,T12のしきい値電圧が高くなっ
ているため、ワード線Lwにてゲート電圧が印加されて
もトランジスタT02,T12はオフとなり、データ線
Lbに出力電流は流れない。よって、記憶情報としてデ
ータ「0」が読み出される。
When data is not written to the memory transistors T02 and T12 (charge is not injected), the threshold voltage of the transistors T02 and T12 is low, so that the gate voltage is applied to the word line Lw. Is applied, the transistors T02 and T12 are turned on, and an output current flows to the data line Lb via the switch S02. This output current is detected by a sense amplifier (not shown) or the like, and data “1” is read as stored information. On the other hand, when data is written to the memory transistors T02 and T12 (charge is injected),
Since the threshold voltages of the transistors T02 and T12 are high, the transistors T02 and T12 are turned off even if a gate voltage is applied to the word line Lw, and no output current flows to the data line Lb. Therefore, data “0” is read as stored information.

【0022】ここで、メモリトランジスタT02,T1
2のそれぞれにデータ「0」を書き込んだとしても、デ
ータ保持特性の悪化により、一方のメモリトランジスタ
(例えばトランジスタT12)のしきい値電圧が低下
し、読み出し時にトランジスタ・オンとなることが考え
られる。しかしながら、本実施の形態では、他方のメモ
リトランジスタ(例えばトランジスタT02)がオフで
あったならば、読み出し回路10によりスイッチS2が
オンされる。すると、基板バイアス回路20からトラン
ジスタT12に基板バイアス(例えば、5V)が印加さ
れる。これにより、メモリトランジスタT12のしきい
値電圧が上昇し、同トランジスタT12は読み出し時に
オフとなりデータ「0」が読み出されることとなる。さ
らに、トランジスタT12のデータが「0」となると、
読み出し回路11によりスイッチS1がオンされる。す
ると、基板バイアス回路20からメモリトランジスタT
02に基板バイアスが印加される。これにより、該トラ
ンジスタT02のしきい値電圧が上昇するので、トラン
ジスタT02は確実にオフ状態となり、データ信頼性が
向上される。つまり、基板バイアスの印加によってしき
い値電圧が高められるため、高温・長時間使用した場合
のデータ保持特性が大幅に改善され、データ信頼性が向
上される。
Here, the memory transistors T02, T1
Even if data "0" is written in each of the two, it is conceivable that the threshold voltage of one of the memory transistors (for example, the transistor T12) decreases due to the deterioration of the data holding characteristic, and the transistor turns on at the time of reading. . However, in this embodiment, if the other memory transistor (for example, the transistor T02) is off, the switch S2 is turned on by the read circuit 10. Then, a substrate bias (for example, 5 V) is applied from the substrate bias circuit 20 to the transistor T12. As a result, the threshold voltage of the memory transistor T12 increases, and the transistor T12 is turned off at the time of reading, and data "0" is read. Further, when the data of the transistor T12 becomes “0”,
The switch S1 is turned on by the read circuit 11. Then, from the substrate bias circuit 20, the memory transistor T
02, a substrate bias is applied. Thus, the threshold voltage of the transistor T02 increases, so that the transistor T02 is reliably turned off, and data reliability is improved. That is, since the threshold voltage is increased by the application of the substrate bias, the data retention characteristics when used at a high temperature for a long time are significantly improved, and the data reliability is improved.

【0023】また、メモリトランジスタT02側の保持
特性が悪化し、データ読み出し時にトランジスタ・オン
となる場合においても、メモリトランジスタT12がオ
フであり記憶データ「0」が読み出されれば、読み出し
回路11にてスイッチS1がオンされ、メモリトランジ
スタT02に基板バイアスが印加される。これにより、
メモリトランジスタT02のしきい値電圧が高くなりト
ランジスタ・オフとなるので、データ「0」がデータ線
Lbを介して読み出される。
Further, even when the holding characteristic of the memory transistor T02 deteriorates and the transistor is turned on at the time of data reading, if the memory transistor T12 is off and the stored data "0" is read, the reading circuit 11 The switch S1 is turned on, and a substrate bias is applied to the memory transistor T02. This allows
Since the threshold voltage of the memory transistor T02 increases and the transistor turns off, data “0” is read via the data line Lb.

【0024】なお、本実施の形態では、読み出し回路1
0,11が基板バイアス印加手段に相当する。このよう
に本実施の形態は、以下の特徴を有する。
In this embodiment, the read circuit 1
Reference numerals 0 and 11 correspond to a substrate bias applying unit. As described above, the present embodiment has the following features.

【0025】(1)1ビットにつき2つのメモリトラン
ジスタを用意し、メモリトランジスタに対するデータ読
み出しを行った結果、一方のトランジスタがオフであっ
たならば、他方のトランジスタに対し基板バイアスを印
加するようにした。また、基板バイアスが印加された状
態で当該トランジスタがオフであったならば、一方のト
ランジスタに対し基板バイアスを印加するようにした。
よって、データ読み出しを行った結果、2つのメモリト
ランジスタのうちいずれか一方がオフ(電荷注入状態)
であったならば、電荷の一部が抜けた(保持特性が悪化
した)トランジスタに対し基板バイアスが印加され、そ
のしきい値電圧が高められることとなる。その結果、電
荷の一部が抜けてしまったメモリトランジスタにおいて
は、基板バイアスが印加されない状態でのデータ読み出
しではトランジスタ・オフとならないが、基板バイアス
を印加してしきい値電圧を上げた状態でデータ読み出し
を行うことによりトランジスタ・オフとすることができ
る。また、電荷が抜けていないメモリトランジスタにも
基板バイアスが印加されることによりそのしきい値電圧
が高められるので、同トランジスタは確実にオフとな
る。このようにして、従来技術の図13のように三重に
データ記憶を行わなくても二重にデータ記憶を行うこと
によっても読み出し精度を向上させることができる。
(1) Two memory transistors are prepared for one bit, and as a result of reading data from the memory transistor, if one transistor is off, a substrate bias is applied to the other transistor. did. Further, if the transistor is off while the substrate bias is applied, the substrate bias is applied to one of the transistors.
Therefore, as a result of data reading, one of the two memory transistors is turned off (charge injection state).
In this case, a substrate bias is applied to the transistor from which a part of the charge has escaped (the holding characteristic has deteriorated), and the threshold voltage thereof is increased. As a result, in a memory transistor from which a part of the electric charge has been removed, the transistor does not turn off when data is read without a substrate bias applied, but when the threshold voltage is increased by applying a substrate bias. By reading data, the transistor can be turned off. Further, the threshold voltage is increased by applying the substrate bias to the memory transistor from which the electric charge has not been released, so that the transistor is reliably turned off. In this way, the readout accuracy can be improved by performing double data storage without performing triple data storage as in FIG. 13 of the related art.

【0026】(第2の実施の形態)次に、第2の実施の
形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明す
る。図3は、本実施の形態における不揮発性半導体記憶
装置の概略構成を示す回路図である。なお、本実施の形
態では、全ての記憶データを一括消去するフラッシュメ
モリを用いている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In this embodiment, a flash memory that erases all stored data at once is used.

【0027】図3に示すように、フラッシュメモリは、
第1の実施の形態と同様に、2つのメモリセルブロック
X,Yに分割されており、同ブロックX,Yにて複数の
メモリトランジスタT01〜T09,T11〜T19が
格子状に配設されている。
As shown in FIG. 3, the flash memory comprises:
Similarly to the first embodiment, the memory cell block is divided into two memory cell blocks X and Y, and a plurality of memory transistors T01 to T09 and T11 to T19 are arranged in a lattice in the block X and Y. I have.

【0028】メモリセルブロックXのメモリトランジス
タT01〜T09は、メモリ読み出し回路10に接続さ
れ、メモリセルブロックYのメモリトランジスタT11
〜T19は、メモリ読み出し回路11に接続されてい
る。より詳しくは、メモリトランジスタT01,T0
4,T07はスイッチS01に、メモリトランジスタT
02,T05,T08はスイッチS02に、メモリトラ
ンジスタT03,T06,T09はスイッチS03にそ
れぞれ接続されている。また、メモリトランジスタT1
1,T14,T17はスイッチS11に、メモリトラン
ジスタT12,T15,T18はスイッチS12に、メ
モリトランジスタT13,T16,T19はスイッチS
13にそれぞれ接続されている。
The memory transistors T01 to T09 of the memory cell block X are connected to the memory read circuit 10, and the memory transistors T11 to T09 of the memory cell block Y are connected.
T19 are connected to the memory read circuit 11. More specifically, the memory transistors T01, T0
4, T07 is connected to the switch S01 and the memory transistor T
02, T05 and T08 are connected to the switch S02, and the memory transistors T03, T06 and T09 are connected to the switch S03. Further, the memory transistor T1
1, T14 and T17 are connected to switch S11, memory transistors T12, T15 and T18 are connected to switch S12, and memory transistors T13, T16 and T19 are connected to switch S11.
13 respectively.

【0029】基板バイアス回路20にて生成される基板
バイアス(例えば、5V)は、スイッチS1を介してメ
モリセルブロックXにおける全てのメモリトランジスタ
T01〜T09に印加されるようになっている。また、
基板バイアス回路20からの基板バイアスは、スイッチ
S2を介してメモリセルブロックYにおける全てのメモ
リトランジスタT11〜T19に印加されるようになっ
ている。
The substrate bias (for example, 5 V) generated by the substrate bias circuit 20 is applied to all the memory transistors T01 to T09 in the memory cell block X via the switch S1. Also,
The substrate bias from the substrate bias circuit 20 is applied to all the memory transistors T11 to T19 in the memory cell block Y via the switch S2.

【0030】次に、図3の回路動作を説明する。今、ト
ランジスタT05,T15にデータ「0」を書き込む場
合を考える。この場合、先ず、データの一括消去によ
り、全てのメモリトランジスタT01〜T09,T11
〜T19の記憶データを「1」とした後、メモリトラン
ジスタT05,T15にデータ「0」を書き込む。具体
的には、第1の実施形態と同様に、データ消去は、ソー
スに高い電圧(例えば、12V)を印加するとともにコ
ントロールゲートを接地し、フローティングゲートの電
子を引き抜くことにより行われる。また、データ「0」
の書き込みは、ソースを接地するとともにコントロール
ゲートに高い電圧(例えば、12V)を印加し、フロー
ティングゲートに電子を注入することにより行われる。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described. Now, consider a case where data “0” is written to the transistors T05 and T15. In this case, first, all the memory transistors T01 to T09 and T11 are erased by batch erasing of data.
After setting the storage data of T19 to "1", data "0" is written to the memory transistors T05 and T15. Specifically, similarly to the first embodiment, data erasing is performed by applying a high voltage (for example, 12 V) to the source, grounding the control gate, and extracting electrons from the floating gate. In addition, data “0”
Is performed by grounding the source, applying a high voltage (for example, 12 V) to the control gate, and injecting electrons into the floating gate.

【0031】そして、メモリトランジスタT05のデー
タを読み出す場合、トランジスタT05に接続されるワ
ード線Lwにゲート電圧が印加されるとともに、スイッ
チS02がオンされる。このとき、例えば、メモリトラ
ンジスタT02に過剰消去が生じていた場合には、同ト
ランジスタT02がオンし、データ線Lbに出力電流が
流れ、データ「1」が誤って読み出されてしまうことと
なる。
When reading data from the memory transistor T05, a gate voltage is applied to the word line Lw connected to the transistor T05, and the switch S02 is turned on. At this time, for example, if excessive erasure has occurred in the memory transistor T02, the transistor T02 turns on, an output current flows through the data line Lb, and data "1" is erroneously read. .

【0032】これに対し、本実施の形態では、メモリセ
ルブロックYのメモリトランジスタT15がオフであっ
たならば、読み出し回路11によりスイッチS1がオン
される。これにより、メモリセルブロックXにおける全
てのメモリトランジスタT01〜T09に対して基板バ
イアスが印加されるため、過剰消去されたメモリトラン
ジスタT02のしきい値電圧が上昇する。その結果、過
剰消去の問題(メモリトランジスタT02によるリーク
電流)は回避される。またこのとき、メモリトランジス
タT05のしきい値電圧も上昇するので、データ「0」
が確実に読み出されることとなる。
On the other hand, in the present embodiment, if the memory transistor T15 of the memory cell block Y is off, the read circuit 11 turns on the switch S1. As a result, a substrate bias is applied to all the memory transistors T01 to T09 in the memory cell block X, so that the threshold voltage of the over-erased memory transistor T02 increases. As a result, the problem of excessive erasure (leakage current due to the memory transistor T02) is avoided. At this time, the threshold voltage of the memory transistor T05 also increases, so that the data "0"
Is reliably read.

【0033】一般に、フラッシュメモリにおけるデータ
消去は一括で行われるため、消去後のしきい値電圧にバ
ラツキが生じ、それによる過剰消去が問題となることが
知られている。この対策として、本実施の形態のよう
に、データ読み出し時において過剰消去されたメモリト
ランジスタに基板バイアスを印加することにより、その
過剰消去による問題が回避される。
Generally, since data is erased in a flash memory all at once, it is known that the threshold voltage after erasure varies, which causes a problem of excessive erasure. As a countermeasure, by applying a substrate bias to the memory transistor that has been over-erased at the time of data reading as in the present embodiment, the problem due to the over-erasing can be avoided.

【0034】次に、本実施の形態に用いられるフラッシ
ュメモリ(メモリセルブロックX)の平面図を図4に示
す。また、図4におけるA−A線での縦断面図を図5に
示し、図4におけるB−B線での縦断面図を図6に示
す。
Next, FIG. 4 shows a plan view of a flash memory (memory cell block X) used in the present embodiment. FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 4, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG.

【0035】図5及び図6に示すように、N型の半導体
基板(例えば、シリコン基板)21の表層部には、P型
のウエル島22aが形成されている。図5に示すよう
に、このP型のウエル島22aの表層部にはN+ 型ソー
ス領域23a,23bとN+ 型ドレイン領域24a,2
4bとが離間して形成されている。さらに、P型のウエ
ル島22aの表層部には、P+ 型の基板コンタクト領域
25がN+ 型ソース領域23aに離間して形成されてい
る。
As shown in FIGS. 5 and 6, a P-type well island 22a is formed in a surface portion of an N-type semiconductor substrate (for example, a silicon substrate) 21. As shown in FIG. 5, N + type source regions 23a and 23b and N + type drain regions 24a and 2b are formed on the surface of the P type well island 22a.
4b are formed apart from each other. Further, a P + type substrate contact region 25 is formed in the surface layer portion of the P type well island 22a so as to be separated from the N + type source region 23a.

【0036】図4及び図5に示すように、半導体基板2
1の表面部には、基板コンタクト領域25の両側を挟み
込むように帯状のLOCOS酸化膜26が形成されてい
る。また、図4及び図6示すように、半導体基板21の
表面部において、隣り合うトランジスタセルの間となる
領域にLOCOS酸化膜27が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the semiconductor substrate 2
A band-shaped LOCOS oxide film 26 is formed on the surface of the substrate 1 so as to sandwich both sides of the substrate contact region 25. As shown in FIGS. 4 and 6, a LOCOS oxide film 27 is formed on the surface of the semiconductor substrate 21 in a region between adjacent transistor cells.

【0037】さらに、図4〜図6に示すように、半導体
基板21の上には、絶縁膜としてのゲート酸化膜30を
介して多結晶シリコンよりなるフローティングゲート電
極31が配置される。このフローティングゲート電極3
1は長方形をなしソース領域23a,23bとドレイン
領域24a,24bとの間を通るように延設されてい
る。フローティングゲート電極31の上にはシリコン酸
化膜を介して帯状のコントロールゲート電極33が配置
されている。コントロールゲート電極33は多結晶シリ
コンよりなる。フローティングゲート電極31とコント
ロールゲート電極33とは平面構造として完全に重なっ
た状態で配置されている。つまり、本実施の形態におけ
るフラッシュメモリは、2層多結晶シリコン型のスタッ
ク構造にて形成されている。なお、半導体基板21上に
おいて、コントロールゲート電極33の周囲にはシリコ
ン酸化膜が配置されている。
Further, as shown in FIGS. 4 to 6, a floating gate electrode 31 made of polycrystalline silicon is arranged on a semiconductor substrate 21 via a gate oxide film 30 as an insulating film. This floating gate electrode 3
Reference numeral 1 denotes a rectangle which extends between the source regions 23a and 23b and the drain regions 24a and 24b. A strip-shaped control gate electrode 33 is arranged on the floating gate electrode 31 via a silicon oxide film. Control gate electrode 33 is made of polycrystalline silicon. The floating gate electrode 31 and the control gate electrode 33 are arranged in a state of completely overlapping as a planar structure. That is, the flash memory according to the present embodiment is formed in a two-layer polycrystalline silicon type stack structure. Note that a silicon oxide film is disposed around the control gate electrode 33 on the semiconductor substrate 21.

【0038】また、図5に示すように、ドレイン領域2
4a,24b上にはドレインコンタクト電極35が、基
板コンタクト領域25上には基板コンタクト電極36a
がアルミ等により形成されている。なお、本実施の形態
では、ドレインコンタクト電極35は2つのメモリセル
に共通して設けられている。
Further, as shown in FIG.
4a and 24b, a drain contact electrode 35 is provided on the substrate contact region 25, and a substrate contact electrode 36a is provided on the substrate contact region 25.
Is formed of aluminum or the like. In the present embodiment, the drain contact electrode 35 is provided in common for two memory cells.

【0039】そして、コントロールゲート電極33が図
3におけるワード線Lwに接続され、ドレインコンタク
ト電極35が図3における読み出し回路10に接続され
ている。さらに、基板コンタクト電極36aが図3にお
けるスイッチS1を介して基板バイアス回路20に接続
されている。つまり、基板コンタクト電極36aには、
スイッチS1を介して基板バイアスが印加されるように
なっている。
Then, the control gate electrode 33 is connected to the word line Lw in FIG. 3, and the drain contact electrode 35 is connected to the read circuit 10 in FIG. Further, the substrate contact electrode 36a is connected to the substrate bias circuit 20 via the switch S1 in FIG. That is, the substrate contact electrode 36a has
A substrate bias is applied via the switch S1.

【0040】このように、本実施の形態では、1つのP
型のウエル島22aにおいて、メモリセルブロックXを
構成する複数のメモリトランジスタT01〜T09(図
3参照)が形成されている。そして、基板コンタクト電
極36aから同P型のウエル島22aに対して基板バイ
アスが印加される。これにより、メモリセルブロックX
における全てのメモリトランジスタT01〜T09に基
板バイアスが印加されることとなり、該メモリトランジ
スタT01〜T09のしきい値電圧が高められる。
As described above, in this embodiment, one P
In the mold well island 22a, a plurality of memory transistors T01 to T09 (see FIG. 3) forming the memory cell block X are formed. Then, a substrate bias is applied from the substrate contact electrode 36a to the P-type well island 22a. Thereby, the memory cell block X
, A substrate bias is applied to all the memory transistors T01 to T09, and the threshold voltages of the memory transistors T01 to T09 are increased.

【0041】一方、メモリセルブロックYのメモリトラ
ンジスタT11〜T19は、図7に示すように、ブロッ
クXのP型ウエル島22aとは別のP型ウエル島22b
に形成されている。つまり、本実施の形態では、N型の
半導体基板21上にP型のウエル島22a,22bを形
成することにより、メモリセルブロックXとメモリセル
ブロックYとに接合分離している。そして、メモリセル
ブロックYのP型ウエル島22bに形成された基板コン
タクト電極36bが、図3におけるスイッチS2を介し
て基板バイアス回路20に接続される。これにより、メ
モリセルブロックYにおける全てのトランジスタT11
〜T19に基板バイアスが印加されるようになってい
る。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the memory transistors T11 to T19 of the memory cell block Y have a P-type well island 22b different from the P-type well island 22a of the block X.
Is formed. That is, in the present embodiment, the memory cell block X and the memory cell block Y are junction-separated by forming the P-type well islands 22a and 22b on the N-type semiconductor substrate 21. Then, the substrate contact electrode 36b formed on the P-type well island 22b of the memory cell block Y is connected to the substrate bias circuit 20 via the switch S2 in FIG. As a result, all the transistors T11 in the memory cell block Y
A substrate bias is applied to T19.

【0042】このように本実施の形態は、以下の特徴を
有する。 (1)図7に示すように、メモリセルブロックX,Y毎
にウエル島22a,22bを形成することにより、複数
のメモリトランジスタT01〜T09と複数のメモリト
ランジスタT11〜T19とを接合分離している。この
ように、複数のメモリトランジスタ毎に接合分離する場
合、基板バイアスを印加するためのスイッチS1,S2
及びその配線等を共通化でき、装置の小型化を図ること
ができる。
As described above, this embodiment has the following features. (1) As shown in FIG. 7, by forming the well islands 22a and 22b for each of the memory cell blocks X and Y, the plurality of memory transistors T01 to T09 and the plurality of memory transistors T11 to T19 are junction-separated. I have. As described above, when the junction is separated for each of the plurality of memory transistors, the switches S1 and S2 for applying the substrate bias are used.
In addition, the wiring and the like can be shared, and the size of the device can be reduced.

【0043】(2)メモリセルブロックX,Yにおける
全てのメモリトランジスタT01〜T09,T11〜T
19に基板バイアスを印加することにより、データ読み
出し時に過剰消去されたトランジスタのしきい値電圧を
高めることができる。これにより、過剰消去されたメモ
リトランジスタが非選択の場合には同トランジスタを確
実にオフすることができ、過剰消去の問題(非選択トラ
ンジスタを介した電流リーク)を回避することができ
る。
(2) All the memory transistors T01 to T09, T11 to T in the memory cell blocks X and Y
By applying a substrate bias to the transistor 19, the threshold voltage of the transistor which has been overerased during data reading can be increased. Thus, when the memory transistor that has been over-erased is not selected, the memory transistor can be reliably turned off, and the problem of excessive erasure (current leakage through the non-selected transistor) can be avoided.

【0044】(第3の実施の形態)次に、第3の実施の
形態を、第1の実施の形態との相違点を中心に説明す
る。図8は、本実施の形態における不揮発性半導体記憶
装置の概略構成を示す回路図である。なお、本実施の形
態では、バイト単位でデータ書換が可能なEEPROM
を用いており、選択したメモリトランジスタにのみ基板
バイアスを印加できるようにしている。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. FIG. 8 is a circuit diagram showing a schematic configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. In this embodiment, an EEPROM capable of rewriting data in byte units
And a substrate bias can be applied only to the selected memory transistor.

【0045】図8に示すように、メモリセルブロックX
の読み出し回路12は、スイッチS21〜S29を有
し、メモリセルブロックYの読み出し回路13は、スイ
ッチS31〜S39を有する。ここで、スイッチS2
1,S24,S27により、各トランジスタT01〜T
03に対し基板バイアスを印加するか否かが切り替えら
れる。また、スイッチS22,S25,S28により、
各トランジスタT01〜T03の記憶データを読み出す
か否かが切り替えられる。さらに、スイッチS23,S
26,S29により、各トランジスタT01〜T03に
対しゲート電圧を印加するか否かが切り替えられる。同
様に、スイッチS31,S34,S37により、各トラ
ンジスタT11〜T13に対し基板バイアスを印加する
か否かが切り替えられる。また、スイッチS32,S3
5,S38により、各トランジスタT11〜T13の記
憶データを読み出すか否かが切り替えられる。さらに、
スイッチS33,S36,S39により、各トランジス
タT11〜T13に対しゲート電圧を印加するか否かが
切り替えられる。
As shown in FIG. 8, the memory cell block X
The read circuit 12 has switches S21 to S29, and the read circuit 13 of the memory cell block Y has switches S31 to S39. Here, the switch S2
1, S24 and S27, each transistor T01 to T01
It is switched whether or not a substrate bias is applied to 03. Also, by the switches S22, S25, S28,
Whether the storage data of each of the transistors T01 to T03 is read or not is switched. Further, switches S23, S
26 and S29, whether or not a gate voltage is applied to each of the transistors T01 to T03 is switched. Similarly, whether or not a substrate bias is applied to each of the transistors T11 to T13 is switched by the switches S31, S34, and S37. Also, switches S32 and S3
In S5, whether or not the storage data of each of the transistors T11 to T13 is read is switched. further,
The switches S33, S36, and S39 switch whether or not to apply a gate voltage to each of the transistors T11 to T13.

【0046】次に、メモリトランジスタT02,T12
を選択し、その記憶データを読み出す場合について説明
する。この場合、読み出し回路12は、スイッチS24
〜S26をオンし、読み出し回路13は、スイッチS3
4〜S36をオンする。このとき、メモリトランジスタ
T02にデータ「0」が書き込まれていると、しきい値
電圧が高くなっているので、トランジスタ・オフとなり
スイッチS25を介して出力電流が流れない。よって、
読み出し回路12によりスイッチS2がオンされて、ス
イッチS34を介してメモリトランジスタT12に基板
バイアスが印加される。ここで、仮に、メモリトランジ
スタT12の保持特性が悪化していたとしても、基板バ
イアスの印加によりしきい値電圧が高くなり、トランジ
スタ・オフとなる。従って、読み出し回路13により、
スイッチS35を介してメモリトランジスタT12の記
憶データ「0」が読み出され、スイッチS1がオンされ
る。その結果、基板バイアスがスイッチS24を介して
メモリトランジスタT02に印加され、しきい値電圧が
高くなる。なおこのとき、スイッチS21,S27はオ
フであるので、非選択のメモリトランジスタT01,T
03に基板バイアスが印加されることはない。同様に、
スイッチS31,S37はオフであるので、メモリトラ
ンジスタT11,T13に基板バイアスが印加されるこ
とはない。
Next, the memory transistors T02 and T12
Is selected and the stored data is read out. In this case, the read circuit 12 includes the switch S24
To S26, the readout circuit 13 switches the switch S3
4 to S36 are turned on. At this time, if data "0" is written in the memory transistor T02, the threshold voltage is high, so that the transistor is turned off and no output current flows through the switch S25. Therefore,
The switch S2 is turned on by the read circuit 12, and a substrate bias is applied to the memory transistor T12 via the switch S34. Here, even if the retention characteristics of the memory transistor T12 are deteriorated, the threshold voltage is increased by the application of the substrate bias, and the transistor is turned off. Therefore, the read circuit 13
The storage data "0" of the memory transistor T12 is read via the switch S35, and the switch S1 is turned on. As a result, the substrate bias is applied to the memory transistor T02 via the switch S24, and the threshold voltage increases. At this time, since the switches S21 and S27 are off, the unselected memory transistors T01 and T27
03 is not applied with a substrate bias. Similarly,
Since the switches S31 and S37 are off, no substrate bias is applied to the memory transistors T11 and T13.

【0047】次に、本実施の形態におけるEEPROM
の平面図を図9に示し、同図9のC−C線での縦断面図
を図10に示す。本実施の形態では、SOI(Silicon
On Insulator)構造およびトレンチ酸化膜による分
離構造を利用してトランジスタセル毎の島を形成してい
る。つまり、図10に示すように、P型半導体基板41
とN型半導体基板42とがシリコン酸化膜(埋込酸化
膜)43を介した貼り合わせにより接合されて、SOI
基板が形成されている。なお、N型半導体基板42にお
いて、埋込酸化膜43との接触面にはN+ 型の不純物層
44が形成されている。また、半導体層としてのN型半
導体基板42において表面から埋込酸化膜43に達する
トレンチ45が形成される。このトレンチ45内には酸
化膜が充填されている。そして、図9に示すように、ト
レンチ45にて囲まれた領域毎に各メモリトランジスタ
T01〜T03,T11〜T13がそれぞれ形成されて
いる。
Next, the EEPROM in the present embodiment
9 is shown in FIG. 9, and a longitudinal sectional view taken along line CC of FIG. 9 is shown in FIG. In the present embodiment, SOI (Silicon)
An island is formed for each transistor cell using an On Insulator structure and an isolation structure formed by a trench oxide film. That is, as shown in FIG.
And an N-type semiconductor substrate 42 are bonded by bonding via a silicon oxide film (buried oxide film) 43 to form an SOI
A substrate is formed. In the N-type semiconductor substrate 42, an N + -type impurity layer 44 is formed on a contact surface with the buried oxide film 43. Further, a trench 45 is formed in the N-type semiconductor substrate 42 as a semiconductor layer, reaching the buried oxide film 43 from the surface. The trench 45 is filled with an oxide film. Then, as shown in FIG. 9, memory transistors T01 to T03 and T11 to T13 are formed in each region surrounded by the trench 45.

【0048】詳しくは、図10に示すように、N型半導
体基板42の表層部において、トレンチ45にて囲まれ
た領域毎にP型のウエル島47が形成されている。この
P型のウエル島47の表層部にはN+ 型ソース領域48
とN+ 型ドレイン領域49が離間して形成され、さら
に、N+ 型ドレイン領域49に対して離間して基板コン
タクト領域50が形成されている。また、基板コンタク
ト領域50の両側にLOCOS酸化膜51が形成されて
いる。
More specifically, as shown in FIG. 10, a P-type well island 47 is formed in each surface region of the N-type semiconductor substrate 42 surrounded by the trench 45. In the surface layer of the P-type well island 47, an N + type source region 48 is provided.
And an N + type drain region 49 are formed at a distance from each other, and further, a substrate contact region 50 is formed at a distance from the N + type drain region 49. LOCOS oxide films 51 are formed on both sides of the substrate contact region 50.

【0049】N型半導体基板42の上には、絶縁膜とし
てのゲート酸化膜53を介して多結晶シリコンよりなる
フローティングゲート電極54が配置され、このフロー
ティングゲート電極54は長方形をなしソース領域48
とドレイン領域49との間を通るように延設されてい
る。フローティングゲート電極54の上にはシリコン酸
化膜を介して長方形のコントロールゲート電極56が配
置されている。コントロールゲート電極56は多結晶シ
リコンよりなる。図9及び図10に示すように、フロー
ティングゲート電極54とコントロールゲート電極56
とは平面構造として完全に重なった状態で配置されてい
る。なお、半導体基板42上において、コントロールゲ
ート電極56の周囲にはシリコン酸化膜が配置されてい
る。
On the N-type semiconductor substrate 42, a floating gate electrode 54 made of polycrystalline silicon is arranged via a gate oxide film 53 as an insulating film. The floating gate electrode 54 is rectangular and has a source region 48.
And the drain region 49 is extended. On the floating gate electrode 54, a rectangular control gate electrode 56 is arranged via a silicon oxide film. Control gate electrode 56 is made of polycrystalline silicon. As shown in FIGS. 9 and 10, the floating gate electrode 54 and the control gate electrode 56
And are arranged in a state of completely overlapping as a planar structure. Note that a silicon oxide film is disposed around the control gate electrode 56 on the semiconductor substrate 42.

【0050】また、ソース領域48上にはソースコンタ
クト電極58が、ドレイン領域49上にはドレインコン
タクト電極59が、さらに基板コンタクト領域50上に
は基板コンタクト電極60がアルミ等により形成されて
いる。そして、各トランジスタT01〜T03,T11
〜T13において、コントロールゲート電極56は図8
におけるスイッチS23,S26,S29, S33,
S36,S39に接続されている。また、図9のソース
コンタクト電極58は接地される。さらに、ドレインコ
ンタクト電極59が図8におけるスイッチS22,S2
5,S28,S32,S35,S38に接続され、基板
コンタクト電極60は図8におけるスイッチS21,S
24,S27, S31,S34,S37に接続され
る。
A source contact electrode 58 is formed on the source region 48, a drain contact electrode 59 is formed on the drain region 49, and a substrate contact electrode 60 is formed on the substrate contact region 50 with aluminum or the like. Then, the transistors T01 to T03, T11
From T13 to T13, the control gate electrode 56 is
Switches S23, S26, S29, S33,
It is connected to S36 and S39. Further, the source contact electrode 58 in FIG. 9 is grounded. Further, the drain contact electrode 59 is connected to the switches S22 and S2 in FIG.
5, S28, S32, S35 and S38, and the substrate contact electrode 60 is connected to the switches S21 and S in FIG.
24, S27, S31, S34, and S37.

【0051】このように、SOI基板においてトレンチ
45で区画された領域毎にメモリトランジスタT01〜
T03,T11〜T13が形成されている。そして、各
領域毎に基板コンタクト電極60を介して基板バイアス
が印加される。これにより、基板バイアスを印加するか
否かを各トランジスタ毎に切り替えることができ、必要
なトランジスタのみのしきい値電圧を高めることが可能
となる。
As described above, in the SOI substrate, the memory transistors T01 to T01 are provided for each region partitioned by the trench 45.
T03, T11 to T13 are formed. Then, a substrate bias is applied to each region via the substrate contact electrode 60. Thus, whether or not to apply a substrate bias can be switched for each transistor, and the threshold voltage of only necessary transistors can be increased.

【0052】一般に、EEPROMのような電気的に書
換が可能な不揮発性メモリにおいて、データ消去は、フ
ローティングゲートと半導体基板との間に高電圧を印加
し、ゲート酸化膜に対しFNトンネル電流を流すことで
行われる。また、隣り合うトランジスタセル同士はLO
COS酸化膜にて分離している。この場合、消去電圧が
高すぎるとLOCOS酸化膜を介したリーク電流によっ
て隣接するトランジスタセルに影響を与えてしまう。そ
のため、従来では、消去電圧を高くすることができず、
例えば12Vで行うようにしていた。また、消去電圧を
高くすることができないので、フローティングゲートと
基板間のゲート酸化膜を10nm程度に薄膜化してい
た。ゲート酸化膜を薄くすると、同酸化膜を通したリー
ク電流(電荷抜け)が生じたり、書き込みや消去動作に
伴う酸化膜の劣化が問題となる。
Generally, in an electrically rewritable nonvolatile memory such as an EEPROM, data erasing is performed by applying a high voltage between a floating gate and a semiconductor substrate and flowing an FN tunnel current to a gate oxide film. It is done by that. In addition, adjacent transistor cells are LO
They are separated by a COS oxide film. In this case, if the erasing voltage is too high, the leakage current through the LOCOS oxide film affects adjacent transistor cells. Therefore, conventionally, the erase voltage cannot be increased,
For example, the operation was performed at 12V. Further, since the erasing voltage cannot be increased, the gate oxide film between the floating gate and the substrate has been thinned to about 10 nm. When the gate oxide film is thinned, a leak current (charge loss) through the oxide film occurs, and the oxide film is deteriorated due to a writing or erasing operation.

【0053】これに対し、本実施の形態では、図9,1
0に示すように、隣り合うトランジスタセルをトレンチ
45にて絶縁分離する構成を採用している。よって、消
去電圧を、例えば20Vに高めても隣接するメモリトラ
ンジスタに影響を与えることがなく、ゲート酸化膜53
(図10参照)の厚膜化が可能となる。これにより、書
き込みや消去動作に伴うゲート酸化膜53の劣化が抑制
される。また、消去電圧を高めることにより、消去後の
しきい値電圧のバラツキが増加することが考えられる
が、図8の回路を採用することにより、しきい値電圧の
バラツキの影響も回避される。
On the other hand, in the present embodiment, FIG.
As shown in FIG. 0, a configuration is adopted in which adjacent transistor cells are insulated and separated by trenches 45. Therefore, even if the erasing voltage is increased to, for example, 20 V, the adjacent memory transistor is not affected, and the gate oxide film 53 is not affected.
(See FIG. 10). Thus, the deterioration of the gate oxide film 53 due to the writing or erasing operation is suppressed. It is conceivable that the variation of the threshold voltage after erasing is increased by increasing the erase voltage. However, by employing the circuit of FIG. 8, the influence of the variation of the threshold voltage can be avoided.

【0054】なお、本実施の形態では、隣接するメモリ
トランジスタを一本のトレンチ45にて絶縁分離した
が、これに限るものではなく、例えば、二本以上のトレ
ンチにて絶縁分離するようにしてもよい。
In this embodiment, adjacent memory transistors are insulated and isolated by one trench 45. However, the present invention is not limited to this. For example, two or more trenches may be insulated and isolated. Is also good.

【0055】このように本実施の形態は、以下の特徴を
有する。 (1)SOI基板にトレンチ45を形成することにより
各メモリトランジスタT01〜T03,T11〜T13
毎に絶縁分離し、メモリトランジスタ毎に独立して基板
バイアスを印加するようにした。この場合、必要なメモ
リトランジスタにのみ基板バイアスを印加でき、実用上
好ましいものとなる。
As described above, this embodiment has the following features. (1) Each of the memory transistors T01 to T03, T11 to T13 is formed by forming the trench 45 in the SOI substrate.
Insulation is separated for each memory transistor, and a substrate bias is applied independently for each memory transistor. In this case, a substrate bias can be applied only to necessary memory transistors, which is practically preferable.

【0056】(2)SOI基板にトレンチ45を形成す
ることにより各メモリトランジスタT01〜T03,T
11〜T13毎に絶縁分離したので、消去電圧を高くし
ても隣接するメモリトランジスタに影響を与えることが
ない。よって、消去時に高い電圧を印加することができ
るので、ゲート酸化膜53を厚膜化することが可能とな
り、ゲート酸化膜53を通したリーク電流(電荷抜け)
や、書き込みや消去動作に伴う酸化膜53の劣化を抑制
することができる。
(2) By forming the trench 45 in the SOI substrate, each of the memory transistors T01 to T03, T
Since the insulation is separated every 11 to T13, even if the erase voltage is increased, there is no effect on the adjacent memory transistor. Therefore, a high voltage can be applied at the time of erasing, so that the thickness of the gate oxide film 53 can be increased, and a leakage current (charge loss) through the gate oxide film 53 can be obtained.
In addition, deterioration of oxide film 53 due to writing and erasing operations can be suppressed.

【0057】なお、上記以外に次の形態にて具体化でき
る。上記第3の実施の形態では、SOI基板にトレンチ
45を形成することにより、各トランジスタ毎に絶縁分
離するものであったがこれに限るものではなく、第2の
実施の形態と同様の構成を採用してもよい。つまり、図
11に示すように、N型の半導体基板62の表層部にて
セル毎にP型ウエル島47を形成することにより、各ト
ランジスタセル間における接合分離を行う。なお、P型
のウエル島47には、図10と同じ構成により各メモリ
トランジスタが形成されている。そして、各ウエル島4
7毎の基板コンタクト電極60からメモリトランジスタ
毎に独立して基板バイアスが印加できるようになってい
る。一方、第2の実施の形態におけるメモリセルブロッ
クX,Y毎の分離を、SOI基板にトレンチを形成する
ことにより行ってもよい。
The present invention can be embodied in the following forms other than the above. In the third embodiment, the isolation is performed for each transistor by forming the trench 45 in the SOI substrate. However, the present invention is not limited to this, and a configuration similar to that of the second embodiment may be employed. May be adopted. That is, as shown in FIG. 11, the junction isolation between each transistor cell is performed by forming the P-type well island 47 for each cell in the surface layer portion of the N-type semiconductor substrate 62. Note that each memory transistor is formed on the P-type well island 47 with the same configuration as that of FIG. And each well island 4
A substrate bias can be independently applied to each memory transistor from each of the substrate contact electrodes 60. On the other hand, the separation for each of the memory cell blocks X and Y in the second embodiment may be performed by forming a trench in the SOI substrate.

【0058】また、不揮発性メモリを接合分離するもの
としては、図12のような構造を採用することもでき
る。すなわち、図12においては、P型の半導体基板6
4の表層部にN型のウエル層66を形成し、そのウエル
層66の表層部にP型のウエル島47を形成している。
そして、このP型のウエル島47に、図10と同じ構成
によりメモリトランジスタを形成している。このように
しても、メモリトランジスタの接合分離を行うことがで
き、接合分離したメモリトランジスタに基板バイアスを
印加することができる。
Further, a structure as shown in FIG. 12 can be employed for separating the nonvolatile memory by junction. That is, in FIG. 12, the P-type semiconductor substrate 6
An N-type well layer 66 is formed in the surface layer portion of No. 4 and a P-type well island 47 is formed in the surface layer portion of the well layer 66.
A memory transistor is formed on the P-type well island 47 with the same configuration as that of FIG. Also in this case, the junction separation of the memory transistor can be performed, and the substrate bias can be applied to the memory transistor having the junction separated.

【0059】上記各実施の形態では、メモリセルブロッ
クXとメモリセルブロックYとの間において、相互に基
板バイアスを印加するか否かを判定する構成であった
が、これに限定するものではない。例えば、メモリセル
ブロックX及びYのいずれかのメモリトランジスタが電
荷注入状態(トランジスタ・オフ)であれば、両ブロッ
クX,Yに対して基板バイアスを印加するように構成し
てもよい。
In each of the above embodiments, the configuration is such that it is determined whether or not a substrate bias is applied between the memory cell block X and the memory cell block Y. However, the present invention is not limited to this. . For example, if any one of the memory transistors in the memory cell blocks X and Y is in a charge injection state (transistor off), a substrate bias may be applied to both the blocks X and Y.

【0060】また、第2の実施の形態において、図3に
示す回路は、メモリセルブロックX,Y毎に基板バイア
スを印加する構成であったがこれに限定するものではな
い。具体的には、選択したビット線上のメモリトランジ
スタ(例えば、スイッチS01をオンする場合にはトラ
ンジスタT01,T04,T07)のみに基板バイアス
を印加できるように構成してもよい。
In the second embodiment, the circuit shown in FIG. 3 has a configuration in which a substrate bias is applied to each of the memory cell blocks X and Y. However, the present invention is not limited to this. Specifically, the configuration may be such that a substrate bias can be applied only to the memory transistor on the selected bit line (for example, when the switch S01 is turned on, the transistors T01, T04, T07).

【0061】上記各実施の形態では、1ビットデータを
2つのメモリトランジスタに記憶するものであったが、
これに限るものではない。例えば、1ビットデータを3
つのメモリトランジスタに記憶するものに具体化しても
よい。具体的には、例えば、データ読み出し時にて、第
1のメモリトランジスタがオフ(電荷注入状態)であれ
ば、第2のメモリトランジスタに基板バイアスを印加
し、また、第2のメモリトランジスタがオフ(電荷注入
状態)であれば、第3のメモリトランジスタに基板バイ
アスを印加する。さらに、第3のメモリトランジスタが
オフ(電荷注入状態)であれば、第1のメモリトランジ
スタに基板バイアスを印加する。このようにすると、従
来技術における図13の装置と比較して、メモリセルの
数は同じとなるが、データの読み出し精度を向上させる
ことができ、実用上好ましいものとなる。
In the above embodiments, 1-bit data is stored in two memory transistors.
It is not limited to this. For example, if 1-bit data is 3
The present invention may be embodied to store in one memory transistor. Specifically, for example, at the time of data reading, if the first memory transistor is off (charge injection state), a substrate bias is applied to the second memory transistor, and the second memory transistor is turned off ( In the case of the charge injection state), a substrate bias is applied to the third memory transistor. Further, when the third memory transistor is off (in a charge injection state), a substrate bias is applied to the first memory transistor. By doing so, the number of memory cells is the same as in the conventional device of FIG. 13, but the data reading accuracy can be improved, which is practically preferable.

【0062】上記各実施の形態では、フローティングゲ
ート電極6,31,54とコントロールゲート電極7,
33,56とが完全に重なった状態で配置される、いわ
ゆるスタック構造の不揮発性メモリに具体化するもので
あったが、これに限定するものではない。例えば、フロ
ーティングゲート電極とコントロールゲート電極との一
部が重なった簡易型の不揮発性メモリに具体化してもよ
い。勿論、2層ゲート方式の不揮発性メモリに限定する
ものではなく、1層ゲート方式の不揮発性メモリに具体
化してもよい。
In each of the above embodiments, the floating gate electrodes 6, 31, 54 and the control gate electrode 7,
Although the present invention is embodied in a so-called stack-structured nonvolatile memory in which 33 and 56 are arranged in a state of completely overlapping, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be embodied in a simple nonvolatile memory in which a part of a floating gate electrode and a part of a control gate electrode overlap. Of course, the present invention is not limited to the two-layer gate type nonvolatile memory, but may be embodied as a one-layer gate type nonvolatile memory.

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

【図1】第1の実施の形態における不揮発性半導体記憶
装置の概略構成を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment.

【図2】トランジスタセルの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a transistor cell.

【図3】第2の実施の形態における不揮発性半導体記憶
装置の概略構成を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment.

【図4】フラッシュメモリの平面図。FIG. 4 is a plan view of a flash memory.

【図5】図4におけるA−A線での縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line AA in FIG. 4;

【図6】図4におけるB−B線での縦断面図。FIG. 6 is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG.

【図7】フラッシュメモリの断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a flash memory.

【図8】第3の実施の形態における不揮発性半導体記憶
装置の概略構成を示す回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment.

【図9】EEPROMの平面図。FIG. 9 is a plan view of an EEPROM.

【図10】図9におけるC−C線での縦断面図。FIG. 10 is a vertical sectional view taken along line CC in FIG. 9;

【図11】別の実施の形態におけるトランジスタセルの
断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a transistor cell in another embodiment.

【図12】別の実施の形態におけるトランジスタセルの
断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a transistor cell in another embodiment.

【図13】従来の不揮発性半導体記憶装置の概略構成を
示すブロック図。
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…ウエル島、5…絶縁膜としてのゲ
ート酸化膜、6…フローティングゲート電極、10,1
1,12,13…基板バイアス印加手段としての読み出
し回路、21…半導体基板、22a,22b…ウエル
島、30…絶縁膜としてのゲート酸化膜、31…フロー
ティングゲート電極、41,42…SOI基板を構成す
る半導体基板、45…トレンチ、47…ウエル島、53
…絶縁膜としてのゲート酸化膜、54…フローティング
ゲート電極、62…半導体基板、64…半導体基板、6
6…ウエル層、T01〜T09,T11〜T19…メモ
リトランジスタ 。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Well island, 5 ... Gate oxide film as insulating film, 6 ... Floating gate electrode, 10, 1
1, 12, 13 ... Readout circuit as substrate bias applying means, 21 ... Semiconductor substrate, 22a, 22b ... Well island, 30 ... Gate oxide film as insulating film, 31 ... Floating gate electrode, 41, 42 ... SOI substrate Constituent semiconductor substrate, 45 ... trench, 47 ... well island, 53
... a gate oxide film as an insulating film, 54 ... a floating gate electrode, 62 ... a semiconductor substrate, 64 ... a semiconductor substrate, 6
6 ... well layer, T01 to T09, T11 to T19 ... memory transistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩森 則行 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD04 AD05 AD08 AD09 AE08 5F083 EP02 EP23 ER06 ER16 ER22 GA17 HA02 JA36 NA01 5F101 BA01 BB05 BC01 BD30 BD36 BE02 BE07 BF01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Noriyuki Iwamori 1-1-1 Showa-cho, Kariya-shi, Aichi F-term in DENSO Corporation (reference) 5B025 AA03 AB01 AC01 AD04 AD05 AD08 AD09 AE08 5F083 EP02 EP23 ER06 ER16 ER22 GA17 HA02 JA36 NA01 5F101 BA01 BB05 BC01 BD30 BD36 BE02 BE07 BF01

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1ビットにつき複数のトランジスタセル
が用意され、当該複数のトランジスタセルに1ビットデ
ータをそれぞれ記憶するようにした不揮発性半導体記憶
装置であって、 前記トランジスタセルにおける半導体基板上に絶縁膜を
介して配置したフローティングゲート電極に電荷を注入
するデータ書き込み手段と、 前記トランジスタセルに対するデータ読み出しを行った
結果、いずれかのトランジスタセルが電荷注入状態なら
ば、基板バイアスを印加する基板バイアス印加手段と、
を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A nonvolatile semiconductor memory device in which a plurality of transistor cells are prepared for one bit, and one bit data is stored in each of the plurality of transistor cells. Data writing means for injecting electric charge into a floating gate electrode disposed via a film; and, as a result of reading data from the transistor cell, if any of the transistor cells is in a charge injection state, a substrate bias is applied to apply a substrate bias. Means,
A non-volatile semiconductor storage device comprising:
【請求項2】 前記データ書き込み手段は、前記フロー
ティングゲート電極に電荷を注入することによりしきい
値電圧を上げてデータ読み出し時にトランジスタ・オフ
状態とし、 前記基板バイアス印加手段は、トランジスタセルに対す
るデータ読み出しを行った結果、いずれかのトランジス
タセルがオフであったならば、基板バイアスを印加して
しきい値電圧を上げることを特徴とする請求項1に記載
の不揮発性半導体記憶装置。
2. The data writing means increases a threshold voltage by injecting electric charge into the floating gate electrode to turn off the transistor when reading data. The substrate bias applying means reads data from the transistor cell. 2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein if any one of the transistor cells is turned off as a result of the above, a substrate bias is applied to increase the threshold voltage.
【請求項3】 1ビットにつき2つのトランジスタセル
が用意され、 前記基板バイアス印加手段は、データ読み出しを行った
結果、一方のトランジスタセルがオフであったならば、
他方のトランジスタセルに対し基板バイアスを印加し、
その基板バイアスを印加した状態でのデータ読み出しを
行った結果、当該トランジスタセルがオフであったなら
ば、前記一方のトランジスタセルに対し基板バイアスを
印加することを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半
導体記憶装置。
3. If two transistor cells are prepared for one bit, and the substrate bias applying means performs data reading, if one of the transistor cells is off,
Apply a substrate bias to the other transistor cell,
3. The method according to claim 2, wherein a substrate bias is applied to the one transistor cell if the transistor cell is turned off as a result of performing data reading with the substrate bias applied. Non-volatile semiconductor storage device.
【請求項4】 基板の上に絶縁膜を介して半導体層を形
成したSOI基板における前記半導体層に絶縁膜に達す
るトレンチを形成することにより前記トランジスタセル
を絶縁分離したことを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. An SOI substrate in which a semiconductor layer is formed via an insulating film on a substrate, wherein the transistor cell is insulated and separated by forming a trench reaching the insulating film in the semiconductor layer. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記トレンチによりトランジスタセル毎
に絶縁分離し、該トランジスタセル毎に独立して基板バ
イアスを印加するようにしたことを特徴とする請求項4
に記載の不揮発性半導体記憶装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the trench is insulated and isolated for each transistor cell, and a substrate bias is applied independently for each transistor cell.
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項6】 複数のトランジスタセル毎に前記トレン
チで絶縁分離し、このトレンチで分離した複数のトラン
ジスタセル毎に基板バイアスを印加するようにしたこと
を特徴とする請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
6. The non-volatile memory according to claim 4, wherein the plurality of transistor cells are insulated and separated by the trench, and a substrate bias is applied to each of the plurality of transistor cells separated by the trench. Semiconductor storage device.
【請求項7】 N型の半導体基板の表層部にP型のウエ
ル島を形成することにより前記トランジスタセルを接合
分離したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の不揮発性半導体記憶装置。
7. The non-volatile semiconductor device according to claim 1, wherein said transistor cell is junction-separated by forming a P-type well island on a surface portion of an N-type semiconductor substrate. Storage device.
【請求項8】 トランジスタセル毎に前記P型のウエル
島を形成することにより接合分離し、該トランジスタセ
ル毎に独立して基板バイアスを印加するようにしたこと
を特徴とする請求項7に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
8. The transistor according to claim 7, wherein the P-type well island is formed for each transistor cell to separate the junction, and a substrate bias is applied independently for each transistor cell. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項9】 複数のトランジスタセル毎に前記P型の
ウエル島を形成することにより接合分離し、このウエル
島で分離した複数のトランジスタセル毎に基板バイアス
を印加するようにしたことを特徴とする請求項7に記載
の不揮発性半導体記憶装置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the P-type well island is formed for each of the plurality of transistor cells to separate the junction, and a substrate bias is applied to each of the plurality of transistor cells separated by the well island. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein:
【請求項10】 P型の半導体基板の表層部にN型のウ
エル層を形成し、そのウエル層の表層部にP型のウエル
島を形成することにより前記トランジスタセルを接合分
離したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の不揮発性半導体記憶装置。
10. The transistor cell is junction-separated by forming an N-type well layer on a surface portion of a P-type semiconductor substrate and forming a P-type well island on a surface portion of the well layer. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項11】 前記トランジスタセル毎に前記P型の
ウエル島を形成することにより接合分離し、該トランジ
スタセル毎に独立して基板バイアスを印加するようにし
たことを特徴とする請求項10に記載の不揮発性半導体
記憶装置。
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the P-type well island is formed for each of the transistor cells to separate the junction, and a substrate bias is independently applied to each of the transistor cells. 14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項12】 複数のトランジスタセル毎に前記P型
のウエル島を形成することにより接合分離し、このウエ
ル島で分離した複数のトランジスタセル毎に基板バイア
スを印加するようにしたことを特徴とする請求項10に
記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein said P-type well island is formed for each of a plurality of transistor cells to separate junctions, and a substrate bias is applied to each of said plurality of transistor cells separated by said well islands. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein:
JP2001046466A 2001-02-22 2001-02-22 Non-volatile semiconductor memory Withdrawn JP2002251885A (en)

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