JP2003346486A - Semiconductor memory element and data write method to semiconductor memory element - Google Patents

Semiconductor memory element and data write method to semiconductor memory element

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JP2003346486A
JP2003346486A JP2002156188A JP2002156188A JP2003346486A JP 2003346486 A JP2003346486 A JP 2003346486A JP 2002156188 A JP2002156188 A JP 2002156188A JP 2002156188 A JP2002156188 A JP 2002156188A JP 2003346486 A JP2003346486 A JP 2003346486A
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data
semiconductor memory
writing
terminal
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Shinichi Jinbo
信一 神保
Tatsuhiko Fujihira
龍彦 藤平
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory element the reliability of which can be improved by preventing deterioration and destruction of a gate oxide film of a memory transistor for a long period of time. <P>SOLUTION: A protection circuit 5 comprising a resistor R, a diode D, and a switch SW is connected to the word line of the memory transistor 1. When data are written in the memory transistor 1, the switch SW is switched off to apply a voltage at write to a write terminal 2. After data write, the switch SW is switched on. Since the voltage applied to the write terminal 2 is clamped by the diode D in this state, a high voltage by static electricity or the like is prevented from being applied to the gate oxide film of the memory transistor 1 even under an environment wherein the high voltage is applied to the write terminal 2 many times so as to maintain the reliability of the semiconductor memory element for a long period of time. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明は、フローティングゲ
ート型の半導体メモリー素子に関し、特に、静電気等の
高電圧による酸化膜の絶縁破壊を保護しつつ、データの
書き込みを支障なく行える半導体メモリー素子および半
導体メモリー素子へのデータ書き込み方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a floating gate type semiconductor memory device and, more particularly, to a semiconductor memory device and a semiconductor device capable of protecting data from breakdown of an oxide film due to a high voltage such as static electricity and capable of writing data without any trouble. The present invention relates to a method for writing data to a memory element.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性メモリーであるEPROM、E
EPROM等のフローティングゲート型の半導体メモリ
ー素子は、半導体基板上に形成された薄い膜厚のゲート
酸化膜を通して、フローティングゲートに電子の注入を
行うことにより、データの書き込みを行う。電子の注入
には、チャネルホットエレクトロンあるいはFN(Fo
wler−Nordheim)トンネリング現象等を用
いて行われる。一方、データ消去時には、電子を引き抜
くために、EPROMでは紫外線照射が行われ、EEP
ROMでは、上述したゲート酸化膜を介したFNトンネ
リング現象が用いられる。
2. Description of the Related Art Nonvolatile memories such as EPROM and E
In a floating gate type semiconductor memory element such as an EPROM, data is written by injecting electrons into a floating gate through a thin gate oxide film formed on a semiconductor substrate. For electron injection, channel hot electrons or FN (Fo)
(Wler-Nordheim) Tunneling phenomenon or the like. On the other hand, when erasing data, the EPROM is irradiated with ultraviolet light to extract electrons,
In the ROM, the above-described FN tunneling phenomenon via the gate oxide film is used.

【0003】ゲート酸化膜は、このゲート酸化膜を通過
する電荷量が一定値を超えると破壊され、半導体メモリ
ー素子の寿命を招く。このため、これらフローティング
ゲート型の半導体メモリー素子では、ゲート酸化膜が、
製造時および使用時の静電気等により、破壊もしくは特
性劣化することを防ぐ必要がある。これに相反して、デ
ータ書き込みあるいは消去のために、ゲート酸化膜に対
し必要な電界を印加できる構造が必要となる。
[0003] The gate oxide film is destroyed when the amount of charge passing through the gate oxide film exceeds a certain value, resulting in the life of the semiconductor memory device. Therefore, in these floating gate type semiconductor memory devices, the gate oxide film
It is necessary to prevent destruction or deterioration of characteristics due to static electricity during manufacturing and use. On the contrary, a structure that can apply a necessary electric field to the gate oxide film for data writing or erasing is required.

【0004】図4は、従来のゲート酸化膜の静電気破壊
を保護する一般的な保護回路を示す図である。図には、
メモリートランジスタ1のフローティングゲート−コン
トロールゲート間の容量をキャパシタCC 、ゲート酸化
膜の容量をキャパシタCT として記載してある。このメ
モリートランジスタ1の書き込み用端子(ワード線)2
には、ダイオードDからなる保護回路3が接続されてい
る。これにより、書き込み用端子2に、ダイオードDの
降伏電圧VD より高い電圧が印加されないよう構成で
き、ゲート酸化膜に対する電流の流れ込みを防止してい
る。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional general protection circuit for protecting a gate oxide film from electrostatic breakdown. In the figure,
Floating gate of the memory transistor 1 - capacitor the capacitance between the control gate C C, are the capacity of the gate oxide film is described as a capacitor C T. Write terminal (word line) 2 of this memory transistor 1
Is connected to a protection circuit 3 including a diode D. Accordingly, the write terminal 2 can be configured as a voltage higher than the breakdown voltage V D of the diode D is not applied, and preventing the flow of current to the gate oxide film.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図5は、図4に示すゲ
ート酸化膜のキャパシタCT のI−V特性図である。こ
の特性図は、フローティングゲートに対する電子の注入
を、FNトンネリング現象によって行う場合が示されて
いる。VB は、ゲート酸化膜の絶縁破壊電圧である。ま
た、VFNは、ゲート酸化膜にかかる電圧を上げたとき
に、FNトンネリング現象による電流が顕著に増え始め
る電圧である。
Figure 5 [0007] is the I-V characteristic view of the capacitor C T of the gate oxide film shown in FIG. This characteristic diagram shows a case where electrons are injected into the floating gate by the FN tunneling phenomenon. V B is the dielectric breakdown voltage of the gate oxide film. V FN is a voltage at which the current due to the FN tunneling phenomenon starts to increase significantly when the voltage applied to the gate oxide film is increased.

【0006】このとき、ダイオードDの降伏電圧を
D 、書き込み用端子2に対する書き込み時の電圧をV
w とすると、書き込み用端子2に電圧VD 、VW が印加
されているときに、ゲート酸化膜(キャパシタCT )に
加わる電圧は、それぞれ、
At this time, the breakdown voltage of the diode D is V D , and the voltage at the time of writing to the write terminal 2 is V
Assuming that w is the voltage applied to the gate oxide film (capacitor C T ) when the voltages V D and V W are applied to the writing terminal 2,

【0007】 クランプ時の電圧V1 =(CC /(CC +CT ))・VD …(1) 書き込み時の電圧V2 =(CC /(CC +CT ))・VW …(2)The voltage V 1 at the time of clamping = (C C / (C C + C T )) · V D (1) The voltage V 2 at the time of writing = (C C / (C C + C T )) · V W. (2)

【0008】となる。そして、製造時もしくは使用時の
静電気等が原因で、異常な高電圧が書き込み用端子2に
加わった場合、この高電圧はダイオードDでクランプさ
れるが、ゲート酸化膜には、瞬間的に上記V1 の電圧が
印加されることになる。この電圧V1 は、キャパシタC
T のゲート酸化膜を保護するために、ゲート酸化膜の絶
縁破壊電圧VB よりも小さくする(V1 <VB
(3))必要がある。
[0008] When an abnormal high voltage is applied to the writing terminal 2 due to static electricity during manufacturing or use, the high voltage is clamped by the diode D, but the gate oxide film momentarily so that the voltage of V 1 is applied. This voltage V 1 is
In order to protect the gate oxide film of T, the breakdown voltage V B of the gate oxide film is made lower (V 1 <V B ...).
(3)) It is necessary.

【0009】一方、データ書き込み時には、フローティ
ングゲートに電子を注入する。この際、ゲート酸化膜に
必要な電界をかける必要がある。この際の電圧VW は、
図5に示すFNトンネリングによる電流が顕著に増加し
始める電圧(VFN)以上の電圧(V2 >VFN…(4))
をゲート酸化膜に印加させる必要がある。
On the other hand, when writing data, electrons are injected into the floating gate. At this time, it is necessary to apply a necessary electric field to the gate oxide film. The voltage V W at this time is
A voltage (V 2 > V FN ... (4)) equal to or higher than the voltage (V FN ) at which the current due to FN tunneling shown in FIG.
Must be applied to the gate oxide film.

【0010】また、電圧VW の値としては、電圧VD
上の電圧は印加できないため、V2<V1 …(5)とな
る。以上の各条件(3)〜(5)をまとめると、
Further, as the value of the voltage V W , since a voltage higher than the voltage V D cannot be applied, V 2 <V 1 (5). To summarize the above conditions (3) to (5),

【0011】VFN<V2 <V1 <VB …(6)V FN <V 2 <V 1 <V B (6)

【0012】となる。これら各電圧値を図5に示した。
キャパシタCT のゲート酸化膜を保護するためには、電
圧V1 の値は小さいほど良いが、上記(6)の条件よ
り、V 1 はVFN以上の値をとることになる。このような
条件のもとでは、静電気による高電圧が長時間、もしく
は繰り返し書き込み用端子2に印加されると、図5に示
すようにキャパシタCT のゲート酸化膜には、FNトン
ネリング現象による電流が流れ、酸化膜の信頼性を示す
指標であるQbd(Charge to Breakdo
wn)値が低下したり、意図せずしてフローティングゲ
ートに電子が注入され、データが書き込まれるという可
能性がある。Qbdは、ゲート酸化膜が絶縁破壊に至るま
でに酸化膜中を通過する電荷量である。極端な場合、ゲ
ート酸化膜が絶縁破壊に至ってしまうこともある。
## EQU1 ## These respective voltage values are shown in FIG.
Capacitor CTIn order to protect the gate oxide film of
Pressure V1Is better as the value of
And V 1Is VFNThe above values will be taken. like this
Under certain conditions, high voltage due to static electricity may
Is applied to the write terminal 2 repeatedly, as shown in FIG.
So capacitor CTFN tons in the gate oxide film
Current flows due to the tunneling phenomenon, indicating the reliability of the oxide film
Q is an indexbd(Charge to Breakdo
wn) The value of the floating gate
It is possible that electrons are injected into the port and data is written.
There is a potential. QbdMeans that the gate oxide film
Is the amount of charge passing through the oxide film. In extreme cases,
In some cases, the gate oxide film may cause dielectric breakdown.

【0013】上記説明は、フローティングゲートヘの電
子の注入をFNトンネリング現象を用いた例について説
明したが、チャネルホットエレクトロン現象を用いて行
う場合についても同様に生じる。即ち、チャネルホット
エレクトロンによるフローティングゲートヘの電子の注
入が起き始める電圧をVHOT とすると、上記式(6)に
おけるVFNがVHOT に相当するため、ゲート酸化膜にチ
ャネルホットエレクトロンによる電流が流れて同様の問
題を生じさせる。
In the above description, an example is described in which the FN tunneling phenomenon is used to inject electrons into the floating gate, but the same applies to the case where the channel hot electron phenomenon is used. That is, when a voltage electron injection floating gate F by channel hot electron begins to occur and V HOT, since V FN in the formula (6) corresponds to the V HOT, the gate oxide film current due to channel hot electron flows Cause similar problems.

【0014】図6は、従来のゲート酸化膜の静電気破壊
を保護する他の保護回路(特開平7−244991号公
報に開示)を示す図である。図示のように、この保護回
路4は、ダイオードDと、MOSキャパシタCP を直接
接続して、書き込み用端子2に接続してなるもので、キ
ャパシタCT のゲート酸化膜に電流が流れるより先に保
護回路4のMOSキャパシタCP にトンネル電流を流す
ことにより、書き込み用端子2の電圧をクランプする構
成である。この回路構成では、書き込み用端子2に電圧
を印加するとき、キャパシタCP にかかる電圧をVP
し、ダイオード降伏電圧を図4の場合と同じくVD とす
れば、VP +VD が、上記図4のVDに相当するため、
図4と同様の作用を得ることができる。
FIG. 6 is a diagram showing another conventional protection circuit (disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-244991) for protecting a gate oxide film from electrostatic breakdown. As shown, the protective circuit 4, a diode D, to connect the MOS capacitor C P directly, those formed by connected to the write terminal 2, before the current flows through the gate oxide film of the capacitor C T by flowing a tunnel current to the MOS capacitor C P of the protection circuit 4 to a configuration for clamping the voltage of the write terminal 2. In this circuit configuration, when a voltage is applied to the write terminal 2 and the voltage applied to the capacitor C P is V P and the diode breakdown voltage is V D as in FIG. 4, V P + V D becomes Since it corresponds to V D in FIG. 4,
The same operation as in FIG. 4 can be obtained.

【0015】しかし、この図6に示す保護回路4を用い
た場合であっても、図4の構成と同じく静電気による高
電圧が、書き込み用端子2に長時間もしくは何度も印加
されるような環境においては、メモリートランジスタ1
のゲート酸化膜を十分に保護することはできなかった。
以上説明した従来の保護回路3,4は、製造時もしくは
使用時の静電気等を原因として、ゲート酸化膜に電流が
流れることを防止できず、ゲート酸化膜のQbd値を低下
させ、メモリートランジスタ1の寿命の向上、および、
書き込み、消去回数の向上を図ることができなかった。
However, even when the protection circuit 4 shown in FIG. 6 is used, a high voltage due to static electricity is applied to the write terminal 2 for a long time or many times as in the configuration of FIG. In the environment, the memory transistor 1
Could not be sufficiently protected.
The above-described conventional protection circuits 3 and 4 cannot prevent a current from flowing through the gate oxide film due to static electricity or the like during manufacturing or use, reduce the Qbd value of the gate oxide film, 1 life improvement, and
The number of times of writing and erasing could not be improved.

【0016】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであって、メモリートランジスタのゲート酸化膜の
劣化および破壊を長期に渡り防止でき、信頼性を向上で
きる半導体メモリー素子および半導体メモリー素子への
データ書き込み方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been developed for a semiconductor memory device and a semiconductor memory device capable of preventing deterioration and destruction of a gate oxide film of a memory transistor for a long time and improving reliability. It is an object of the present invention to provide a data writing method.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にかかる半導体メモリー素子は、不揮発性メ
モリー等からなるメモリートランジスタに対するワード
線にスイッチと定電圧手段を直列接続した保護回路を接
続したことを特徴とする。スイッチは、MOSトランジ
スタ等を用いて構成され、メモリートランジスタに対す
るデータの書き込み時にはオフ状態に、また、書き込み
時以外にはオン状態に切り替えられる。このスイッチ切
替は、書き込みイネーブル信号の入力に基づき行うこと
ができ、論理回路を介してMOSトランジスタをスイッ
チングさせる等により実現することができる。
In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention has a protection circuit in which a switch and constant voltage means are connected in series to a word line for a memory transistor such as a nonvolatile memory. It is characterized by having done. The switch is configured using a MOS transistor or the like, and is turned off when data is written to the memory transistor, and is turned on when data is not written. This switch switching can be performed based on the input of the write enable signal, and can be realized by, for example, switching a MOS transistor via a logic circuit.

【0018】この発明によれば、メモリートランジスタ
に対するデータの書き込み時には、スイッチをオフ状態
に切り替え、書き込みに必要な電圧を書き込み用端子に
印加可能にする。また、書き込み時以外には、スイッチ
をオン状態に切り替え保持して、書き込み用端子にかか
る電圧を定電圧手段を利用してクランプし、高電圧がメ
モリートランジスタのゲート酸化膜に加わることを防
ぐ。これにより、静電気等による異常な高電圧が書き込
み用端子に何度か印加されるような環境においても、長
期にわたり半導体メモリー素子の信頼性を維持できるよ
うになる。
According to the present invention, at the time of writing data to the memory transistor, the switch is turned off so that a voltage required for writing can be applied to the writing terminal. Also, except during writing, the switch is switched on and held, and the voltage applied to the writing terminal is clamped by using a constant voltage means to prevent a high voltage from being applied to the gate oxide film of the memory transistor. Thus, even in an environment where an abnormal high voltage due to static electricity or the like is applied to the writing terminal several times, the reliability of the semiconductor memory element can be maintained for a long time.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下に添付図面を
参照して、この発明に係る半導体メモリー素子の好適な
実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の半導体
メモリー素子の実施の形態1に係る構成を示す回路図で
ある。メモリートランジスタ1は、従来同様にフローテ
ィングゲート−コントロールゲート間の容量をキャパシ
タCC 、ゲート酸化膜の容量をキャパシタCT として示
す。書き込み用端子(ワード線)2には、抵抗R,定電
圧手段としてのダイオードD,スイッチSWの直列接続
からなる保護回路5が接続されている。抵抗Rの一端は
書き込み用端子2に接続され、他端はダイオードDのカ
ソードに接続されている。ダイオードDのアノードはス
イッチSWを介して基準端子(接地)に接続されてい
る。スイッチSWには、半導体スイッチを用いることが
できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Preferred embodiments of a semiconductor memory device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention. Memory transistor 1, the conventional same floating gate - indicates the capacitance between the control gate capacitors C C, the capacitance of the gate oxide film as the capacitor C T. The write terminal (word line) 2 is connected to a protection circuit 5 composed of a resistor R, a diode D as a constant voltage means, and a switch SW connected in series. One end of the resistor R is connected to the write terminal 2 and the other end is connected to the cathode of the diode D. The anode of the diode D is connected to a reference terminal (ground) via a switch SW. A semiconductor switch can be used as the switch SW.

【0020】メモリートランジスタ1に対するデータの
書き込み時には、保護回路5のスイッチSWを開放した
オフ状態に切り替え、書き込み用端子2に、書き込み時
の電圧VW を加える。これにより、メモリートランジス
タ1のキャパシタCT には、
At the time of writing data to the memory transistor 1, the switch SW of the protection circuit 5 is switched to an off state in which the switch SW is opened, and a write voltage V W is applied to the write terminal 2. Thus, the capacitor C T of the memory transistor 1,

【0021】 VT =(CC /(CC +CT ))・VW …(7)V T = (C C / (C C + C T )) · V W (7)

【0022】なる電圧が印加される。上記の電圧VT
印加によって、ゲート酸化膜を通して、チャネルホット
エレクトロンあるいはFN(Fowler−Nordh
eim)トンネリング現象等によりフローティングゲー
トに電子が注入される。
Voltage is applied. The application of the voltage V T, through the gate oxide film, a channel hot electrons or FN (Fowler-Nordh
eim) Electrons are injected into the floating gate due to a tunneling phenomenon or the like.

【0023】一方、メモリートランジスタ1へのデータ
の書き込み時以外は、保護回路5のスイッチSWを閉じ
たオン状態に切り替える。ダイオードDは降伏電圧VD
であり、上記のように保護回路5をスイッチSWとダイ
オードDの直列接続で構成することにより、前述した式
(6)の制約は解消できる。したがって、前述した式
(3),(4)だけに基づいてクランプ時の電圧V1
書き込み時の電圧V2 を決定できるようになる。即ち、
ダイオードDの降伏電圧VD を低く設定できるため、保
護回路5の動作時に静電気等によりメモリートランジス
タ1のゲート酸化膜に電流が流れることを防ぎ、ゲート
酸化膜の破壊の防止、およびゲート酸化膜の信頼性であ
るQbd値の低下を防止できるようになる。
On the other hand, except when data is written to the memory transistor 1, the switch SW of the protection circuit 5 is switched to the closed ON state. Diode D has breakdown voltage V D
By configuring the protection circuit 5 by connecting the switch SW and the diode D in series as described above, the constraint of the equation (6) can be eliminated. Therefore, based on only the above-described equations (3) and (4), the voltages V 1 ,
It becomes possible to determine the voltage V 2 at the time of writing. That is,
Since the breakdown voltage V D of the diode D can be set low, it is possible to prevent a current from flowing to the gate oxide film of the memory transistor 1 due to static electricity or the like during operation of the protection circuit 5, prevent the gate oxide film from being broken, and prevent the gate oxide film This makes it possible to prevent the Qbd value, which is reliability, from decreasing.

【0024】また、保護回路5は、データの書き込み、
および非書き込みの時期に合わせて明確に動作状態を変
更する構成であり、非書き込み時には保護回路5を働か
せ、静電気等による異常な高電圧が書き込み用端子2に
何度か印加されるような環境でも長期にわたり半導体メ
モリー素子の信頼性を維持していくことを可能とした。
データ書き込みについては、データ書き込みに必要な電
圧VW を降伏電圧VDに関係なく印加することが可能で
ある。このように、この発明によれば、半導体メモリー
素子の保護と、データ書き込みのいずれについても必要
な電圧値の制約を緩和して容易に行うことができる。
The protection circuit 5 writes data,
And the operation state is clearly changed in accordance with the non-writing time. In an environment where the protection circuit 5 is activated at the time of non-writing, an abnormally high voltage due to static electricity or the like is applied to the writing terminal 2 several times. However, it has made it possible to maintain the reliability of semiconductor memory devices for a long time.
For data writing, it is possible to apply regardless of the voltage V W necessary for data write to the breakdown voltage V D. As described above, according to the present invention, both the protection of the semiconductor memory element and the restriction on the voltage value required for data writing can be eased and easily performed.

【0025】実施の形態2.図2は、本発明の半導体メ
モリー素子の実施の形態2に係る構成を示す回路図であ
る。この保護回路6は、実施の形態1と同様に、抵抗
R,ダイオードDを備え、スイッチSWの機能をMOS
トランジスタ7を用いて構成したものである。MOSト
ランジスタ7としては、図示の例ではNチャネルMOS
−FETを使用し、ソース−ドレインをダイオードDと
アース間に直列接続し、ゲート電圧を制御してスイッチ
ングさせる。このような構成においても実施の形態1と
同様の作用効果を得ることができる。
Embodiment 2 FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. This protection circuit 6 includes a resistor R and a diode D as in the first embodiment, and the function of the switch SW is
This is configured using the transistor 7. The MOS transistor 7 is an N-channel MOS in the illustrated example.
Using a FET, connecting the source-drain in series between the diode D and ground, and controlling and switching the gate voltage. In such a configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0026】実施の形態3.図3は、本発明の半導体メ
モリー素子の実施の形態3に係る構成を示す回路図であ
る。この保護回路8は、実施の形態2において説明した
MOSトランジスタ7を書き込みイネーブル信号に基づ
きスイッチングさせる構成である。図示のように、MO
Sトランジスタ7のゲートは、論理回路9を介して書き
込みイネーブル端子10に接続されている。
Embodiment 3 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention. The protection circuit 8 is configured to switch the MOS transistor 7 described in the second embodiment based on a write enable signal. As shown, MO
The gate of the S transistor 7 is connected to a write enable terminal 10 via a logic circuit 9.

【0027】論理回路9は、半導体メモリー素子を構成
するパッケージ内部に組み込むことができる。この論理
回路9は、メモリートランジスタ1に対するデータの書
き込み時に書き込みイネーブル端子10に書き込みイネ
ーブル信号が入力されたときにMOSトランジスタ7を
オフ状態にスイッチングし、保護回路8を図1相当のオ
フ状態に切り替える。一方、メモリートランジスタ1へ
のデータの書き込み時以外は、保護回路8をオン状態に
切り替える。このように、論理回路9は、MOSトラン
ジスタ7に対し書き込み時にオフ信号、書き込み時以外
にはオン信号を送るだけの簡単な構成で良く、論理回路
9を追加した場合であっても、半導体メモリー素子全体
の回路規模の増大を生じない。
The logic circuit 9 can be incorporated in a package constituting a semiconductor memory device. The logic circuit 9 switches the MOS transistor 7 to an off state when a write enable signal is input to the write enable terminal 10 when writing data to the memory transistor 1, and switches the protection circuit 8 to an off state corresponding to FIG. . On the other hand, except when data is written to the memory transistor 1, the protection circuit 8 is turned on. As described above, the logic circuit 9 may have a simple configuration in which the off signal is sent to the MOS transistor 7 at the time of writing and the on signal is sent at times other than at the time of writing. Even when the logic circuit 9 is added, There is no increase in the circuit scale of the entire device.

【0028】上記構成によれば、実施の形態1,2と同
様の作用効果を得ることができるとともに、データ書き
込みに合わせて保護回路8のオン,オフを切り替えるこ
とができるようになる。
According to the above configuration, the same operation and effect as those of the first and second embodiments can be obtained, and the protection circuit 8 can be switched on and off in accordance with data writing.

【0029】なお、上記各実施の形態において説明し
た、保護回路5,6,8を構成する抵抗R,ダイオード
D,MOSトランジスタ7や、論理回路9は、メモリー
トランジスタ1とともに、半導体メモリー素子を構成す
る同一の半導体基板上に形成することができる。また、
これらの回路素子を追加するにあたり、特別なプロセス
は必要なく、従来技術と同一の製造工程で得ることがで
きる。
The resistors R, the diodes D, the MOS transistors 7 and the logic circuit 9 constituting the protection circuits 5, 6 and 8 described in the above embodiments constitute a semiconductor memory element together with the memory transistor 1. Formed on the same semiconductor substrate. Also,
No special process is required for adding these circuit elements, and they can be obtained by the same manufacturing steps as in the prior art.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、メモリートランジスタ
ワード線にスイッチと定電圧手段を直列接続した保護回
路を接続し、スイッチの切り替えによりメモリートラン
ジスタに対するデータの書き込み時に保護回路をオフ状
態にし、書き込み時以外には保護回路をオン状態に切り
替えるため、静電気等による異常な高電圧が書き込み用
端子に何度か印加されるような環境においても、長期に
渡りゲート酸化膜の破壊および劣化を防止して信頼性を
向上できるという効果を奏する。
According to the present invention, a protection circuit in which a switch and a constant voltage means are connected in series to a memory transistor word line is connected, and the protection circuit is turned off when data is written to the memory transistor by switching the switch. At other times, the protection circuit is turned on, preventing the gate oxide film from being damaged and deteriorated for a long time even in an environment where abnormal high voltage due to static electricity or the like is applied several times to the write terminal. And the reliability can be improved.

【0031】また、保護回路を構成するスイッチにはM
OSトランジスタ等を用い、書き込みイネーブル信号を
利用することによりデータの書き込みタイミングに合わ
せて保護回路を簡単に動作切り替えできるようになる。
また、保護回路を構成するダイオードや、MOSトラン
ジスタ等は、半導体メモリー素子を構成する同一の半導
体基板上に回路規模が殆ど増大することなく形成するこ
とができ、また既存の製造工程で製造できるため製造の
容易化が図れ、低コストで高い信頼性を得ることができ
るようになる。
The switches constituting the protection circuit include M
By using an OS transistor or the like and utilizing a write enable signal, the operation of the protection circuit can be easily switched according to the data write timing.
In addition, diodes and MOS transistors that constitute a protection circuit can be formed on the same semiconductor substrate that constitutes a semiconductor memory element with almost no increase in circuit scale, and can be manufactured by existing manufacturing processes. Manufacturing can be facilitated, and high reliability can be obtained at low cost.

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

【図1】本発明の半導体メモリー素子の実施の形態1に
係る構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体メモリー素子の実施の形態2に
係る構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の半導体メモリー素子の実施の形態3に
係る構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来のゲート酸化膜の静電気破壊を保護する一
般的な保護回路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a general protection circuit for protecting a gate oxide film from electrostatic breakdown.

【図5】図4に示すゲート酸化膜のキャパシタCT のI
−V特性図である。
[5] I of the capacitor C T of the gate oxide film shown in FIG. 4
It is a -V characteristic view.

【図6】従来のゲート酸化膜の静電気破壊を保護する他
の保護回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing another protection circuit for protecting a gate oxide film from electrostatic breakdown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メモリートランジスタ 2 書き込み用端子(ワード線) 5,6,8 保護回路 7 MOSトランジスタ 9 論理回路 10 書き込みイネーブル端子 CT ゲート酸化膜のキャパシタ D ダイオード(定電圧手段) R 抵抗 SW スイッチ1 memory transistor 2 writing terminal (word line) 5, 6, 8 protection circuit 7 MOS transistor 9 logic circuit 10 capacitor D diode (constant voltage unit) of the write enable terminal C T gate oxide film R resistor SW switch

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/10 481 G11C 17/00 633Z 27/115 29/788 29/792 Fターム(参考) 5B025 AA01 AB01 AD03 AD14 AE08 5F038 BH02 BH05 BH07 BH13 EZ20 5F083 EP02 ER02 ER03 ER14 ER21 ER25 GA14 GA21 LA10 PR42 PR52 5F101 BA01 BB02 BC02 BC11 BE07 BE08 BE17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/10 481 G11C 17/00 633Z 27/115 29/788 29/792 F term (Reference) 5B025 AA01 AB01 AD03 AD14 AE08 5F038 BH02 BH05 BH07 BH13 EZ20 5F083 EP02 ER02 ER03 ER14 ER21 ER25 GA14 GA21 LA10 PR42 PR52 5F101 BA01 BB02 BC02 BC11 BE07 BE08 BE17

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリートランジスタに対するデータ書
き込み用端子と、基準端子との間に、スイッチと定電圧
手段を直列接続した保護回路を接続したことを特徴とす
る半導体メモリー素子。
1. A semiconductor memory device comprising: a protection circuit in which a switch and a constant voltage means are connected in series between a data writing terminal for a memory transistor and a reference terminal.
【請求項2】 前記メモリートランジスタは、不揮発性
メモリーであることを特徴とする請求項1に記載の半導
体メモリー素子。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory transistor is a nonvolatile memory.
【請求項3】 前記スイッチは、前記メモリートランジ
スタに対するデータの書き込み時にはオフ状態に切り替
えられ、該書き込み時以外にはオン状態に切り替えられ
ることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体メ
モリー素子。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the switch is turned off when data is written to the memory transistor, and is turned on except when the data is written. .
【請求項4】 前記スイッチは、半導体スイッチを用い
て構成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか
一つに記載の半導体メモリー素子。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said switch comprises a semiconductor switch.
【請求項5】 前記スイッチは、MOSトランジスタを
用いて構成されたことを特徴とする請求項1〜4のいず
れか一つに記載の半導体メモリー素子。
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said switch is configured using a MOS transistor.
【請求項6】 前記メモリートランジスタに対するデー
タの書き込み時に、書き込みイネーブル信号が入力され
る書き込みイネーブル端子と、前記書き込みイネーブル
端子に書き込みイネーブル信号が入力された場合に前記
スイッチをオフ状態に切り替える制御を行う論理回路
と、 を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つ
に記載の半導体メモリー素子。
6. A write enable terminal to which a write enable signal is input when data is written to the memory transistor, and a control to switch the switch to an off state when a write enable signal is input to the write enable terminal. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a logic circuit.
【請求項7】 メモリートランジスタに対するデータ書
き込み用端子と基準端子との間にスイッチと定電圧手段
を直列接続した保護回路を備えた半導体メモリー素子へ
のデータ書き込み方法であって、 前記データ書き込み用端子からデータの書き込みを行う
とき、前記スイッチをオフ状態に切り替えるスイッチ切
り替え工程と、 前記スイッチ切り替え工程の後に、前記データ書き込み
用端子からデータを書き込むデータ書き込み工程と、 を含むことを特徴とする半導体メモリー素子へのデータ
書き込み方法。
7. A method for writing data to a semiconductor memory device comprising a protection circuit in which a switch and a constant voltage means are connected in series between a data writing terminal for a memory transistor and a reference terminal, the data writing terminal comprising: A semiconductor memory, comprising: a switch switching step of switching the switch to an off state when writing data from the memory; and a data writing step of writing data from the data writing terminal after the switch switching step. A method of writing data to the element.
【請求項8】 メモリートランジスタに対するデータ書
き込み用端子と基準端子との間にスイッチと定電圧手段
を直列接続してなる保護回路と、前記メモリートランジ
スタに対するデータの書き込み時に書き込みイネーブル
信号が入力される書き込みイネーブル端子と、を備えた
半導体メモリー素子へのデータ書き込み方法であって、 前記イネーブル端子に前記書き込みイネーブル信号が入
力されたとき、前記スイッチをオフ状態に切り替えるス
イッチ切り替え工程と、 前記スイッチ切り替え工程の後に、前記データ書き込み
用端子からデータを書き込むデータ書き込み工程と、 を含むことを特徴とする半導体メモリー素子へのデータ
書き込み方法。
8. A protection circuit comprising a switch and a constant voltage means connected in series between a data writing terminal for a memory transistor and a reference terminal, and a write enable signal inputted when writing data to the memory transistor. A method for writing data to a semiconductor memory device, comprising: an enable terminal; and a switch switching step of switching the switch to an off state when the write enable signal is input to the enable terminal. A data writing step of writing data from the data writing terminal later.
【請求項9】 前記データ書き込み工程によるデータ書
き込み後に、前記スイッチをオン状態に維持させるスイ
ッチ保持工程と、 を含むことを特徴とする請求項7または8に記載の半導
体メモリー素子へのデータ書き込み方法。
9. The method for writing data to a semiconductor memory device according to claim 7, further comprising: a switch holding step of maintaining the switch in an on state after writing data in the data writing step. .
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