JP2007035214A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 メモリセルの半導体基板SUBからフローティングゲートFGに電子を注入してデータ書込を実行した後、ゲート電圧VGを−3V、ソース電圧VSとドレイン電圧VDと基板電圧VWELLを0Vにする。これにより、データ書込時に酸化膜OMに捕捉された電子がデトラップされる。このゲート電圧VG(−3V)は、データ消去時に印加されるゲート電圧VG(−10.5V)の絶対値よりもその絶対値が小さな負電圧にされる。
【選択図】 図11
Description
図1は、この発明の実施の形態1による不揮発性半導体記憶装置の全体構成を示すブロック図である。図1において、この不揮発性半導体記憶装置は、外部アドレス信号ADDを受けて内部アドレス信号を出力するアドレスバッファ1と、アドレスバッファ1からの内部アドレス信号を受けて種々の動作制御を実行する制御回路2と、制御回路2からの指示に応じて各種動作シーケンスで用いられる電圧を生成する電圧発生回路3と、電圧発生回路3によって生成された電圧を受けてその電圧レベルを調整して分配する電圧分配回路4とを備える。
データ消去時に印加されるゲート電圧VG(−10.5V)と基板電圧VWELL(7〜10V)との電圧差よりもその絶対値が小さな負電圧(たとえば−3V)にされる。したがって、電圧レベルが小さくてすむため、オペレーション時間の増大が抑制される。
図18は、この発明の実施の形態1の変更例による書込シーケンスの動作を示すフローチャートであって、図10と対比される図である。図18を参照して図10と異なる点は、ステップS3においてメモリセルにPGMデトラップパルスを印加する代わりに所定期間だけWAIT動作(待機動作)を行なう点である。
図23は、この発明の実施の形態2による書込シーケンスの動作を示すフローチャートであって、図10と対比される図である。図23のステップS21,S22,S24,S25は、図10のステップS1〜S4に対応する。ステップS23では、メモリセルに印加されたプログラムパルスが予め定められたN回に到達したか否かが判定され、プログラムパルス数がN回よりも少ない場合はステップS24をとばしてステップS25に進み、プログラムパルス数がN回以上の場合はステップS24に進む。
図29は、この発明の実施の形態2の変更例による書込シーケンスの動作を示すフローチャートであって、図23と対比される図である。図29を参照して図23と異なる点は、ステップS23においてプログラムパルス数をカウントする代わりに各メモリセルのデータの書換回数、すなわち各メモリセルに対して消去シーケンスおよび書込シーケンスが実行された回数をカウントする点である。
Claims (13)
- 不揮発性半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配列され、各々が半導体基板の上部に形成されたフローティングゲートおよびコントロールゲートを含む複数のメモリセルを含むメモリアレイ、および
前記複数のメモリセルのうちの選択されたメモリセルのデータの書込/読出/消去を行なう書込/読出/消去回路を備え、
前記書込/読出/消去回路は、
前記選択されたメモリセルにおいて、前記半導体基板から酸化膜を介して前記フローティングゲートに電子を注入してデータ書込を行ない、
前記コントロールゲートに前記半導体基板よりも低い電圧を印加して、前記データ書込時に前記酸化膜または前記酸化膜と前記半導体基板との界面付近に捕捉された電荷をデトラップさせ、
前記選択されたメモリセルが所望の書込状態にされたかどうかを確認するベリファイを行なうことを特徴とする、不揮発性半導体記憶装置。 - 前記書込/読出/消去回路は、さらに、前記選択されたメモリセルにおいて、前記フローティングゲートから前記酸化膜を介して前記半導体基板に電子を引き抜いてデータ消去を行ない、
前記デトラップ時における前記コントロールゲートへの印加電圧は、前記データ消去時における前記コントロールゲートへの印加電圧よりもその絶対値が小さいことを特徴とする、請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 不揮発性半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配列され、各々が半導体基板の上部に形成されたフローティングゲートおよびコントロールゲートを含む複数のメモリセルを含むメモリアレイ、および
前記複数のメモリセルのうちの選択されたメモリセルのデータの書込/読出/消去を行なう書込/読出/消去回路を備え、
前記書込/読出/消去回路は、
前記選択されたメモリセルにおいて、前記半導体基板から酸化膜を介して前記フローティングゲートに電子を注入してデータ書込を行ない、
前記コントロールゲートおよび前記半導体基板に同一の電圧を予め定められた期間だけ印加して、前記データ書込時に前記酸化膜または前記酸化膜と前記半導体基板との界面付近に捕捉された電荷をデトラップさせ、
前記選択されたメモリセルが所望の書込状態にされたかどうかを確認するベリファイを行なうことを特徴とする、不揮発性半導体記憶装置。 - 前記デトラップ時において、前記メモリセルのソース電圧およびドレイン電圧が同一にされることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記デトラップ時において、前記メモリセルのソース電圧およびドレイン電圧と、前記コントロールゲートへの印加電圧と、前記半導体基板への印加電圧とがすべて0Vにされることを特徴とする、請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記書込/読出/消去回路は、前記データ書込時おいて前記選択されたメモリセルの前記コントロールゲートに印加される電圧のパルス数をカウントし、カウントされたパルス数が予め定められた回数以上である場合に前記デトラップを行なうことを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記書込/読出/消去回路は、各メモリセルに対してデータが書換えられた回数をカウントし、カウントされた回数が予め定められた回数以上であるメモリセルに対して前記デトラップを行なうことを特徴とする、請求項1から請求項5までのいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 不揮発性半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配列され、各々が半導体基板の上部に形成されたフローティングゲートおよびコントロールゲートを含む複数のメモリセルを含むメモリアレイ、および
前記複数のメモリセルのうちの選択されたメモリセルのデータの書込/読出/消去を行なう書込/読出/消去回路を備え、
前記書込/読出/消去回路は、
前記選択されたメモリセルにおいて、前記フローティングゲートから酸化膜を介して前記半導体基板に電子を引き抜いてデータ消去を行ない、
前記データ消去によって前記選択されたメモリセルが過消去状態となっていないかどうかを確認する過消去ベリファイを行ない、
前記過消去ベリファイによって過消去状態であると判定された場合に、前記半導体基板から酸化膜を介して前記フローティングゲートに電子を注入してデータを書戻すオーバーイレースリカバーを行ない、
前記コントロールゲートに前記半導体基板よりも高い電圧を印加して、前記オーバーイレースリカバー時に前記酸化膜または前記酸化膜と前記半導体基板との界面付近に捕捉された電荷をデトラップさせ、
再び前記過消去ベリファイを行なうことを特徴とする、不揮発性半導体記憶装置。 - 不揮発性半導体記憶装置であって、
複数行複数列に配列され、各々が半導体基板の上部に形成されたフローティングゲートおよびコントロールゲートを含む複数のメモリセルを含むメモリアレイ、および
前記複数のメモリセルのうちの選択されたメモリセルのデータの書込/読出/消去を行なう書込/読出/消去回路を備え、
前記書込/読出/消去回路は、
前記選択されたメモリセルにおいて、前記フローティングゲートから酸化膜を介して前記半導体基板に電子を引き抜いてデータ消去を行ない、
前記データ消去によって前記選択されたメモリセルが過消去状態となっていないかどうかを確認する過消去ベリファイを行ない、
前記過消去ベリファイによって過消去状態であると判定された場合に、前記半導体基板から前記酸化膜を介して前記フローティングゲートに電子を注入してデータを書戻すオーバーイレースリカバーを行ない、
前記コントロールゲートおよび前記半導体基板に同一の電圧を予め定められた期間だけ印加して、前記オーバーイレースリカバー時に前記酸化膜または前記酸化膜と前記半導体基板との界面付近に捕捉された電荷をデトラップさせ、
再び前記過消去ベリファイを行なうことを特徴とする、不揮発性半導体記憶装置。 - 前記デトラップ時において、前記メモリセルのソース電圧およびドレイン電圧が同一にされることを特徴とする、請求項8に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記デトラップ時において、前記メモリセルのソース電圧およびドレイン電圧と、前記コントロールゲートへの印加電圧と、前記半導体基板への印加電圧とがすべて0Vにされることを特徴とする、請求項9に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記書込/読出/消去回路は、前記オーバーイレースリカバー時において前記選択されたメモリセルの前記コントロールゲートに印加される電圧のパルス数をカウントし、カウントされたパルス数が予め定められた回数以上である場合に前記デトラップを行なうことを特徴とする、請求項8から請求項11までのいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 前記書込/読出/消去回路は、各メモリセルに対してデータが書換えられた回数をカウントし、カウントされた回数が予め定められた回数以上であるメモリセルに対して前記デトラップを行なうことを特徴とする、請求項8から請求項11までのいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
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