JP2009076188A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メモリセルを構成するゲート電極をフローティング状態とし、隣接する他のゲート電極の電位を変化させ、この変化と容量結合比によりゲート電極の電位を減圧する。また、例えば、さらに、ゲート電極と別のゲート電極を接続してチャージシェアし、その後、別のゲート電極を隣接する他のゲート電極との容量結合により減圧することで、別のゲート電極の電位を大きく減圧させることができる。これにより、チャージポンプ回路の発生電圧レベルを低減することができる。その結果、チャージポンプ回路の規模を低減又はその回路自体を不要とすることができ、チップ面積を縮小できる。
【選択図】図15
Description
(ゲート電極G1の電位昇圧)=(ゲート電極G1のゲート電極G2に対する容量結合比)×(ゲート電極G2の電位変化)
で表され、その昇圧分に相当するチャージポンプ回路面積を縮小できることになる。しかし、このうち(ゲート電極G1のゲート電極G2に対する容量結合比)についてはメモリセルの構造により決まる値であるため、(ゲート電極G1の電位昇圧)の値をより高くするためには(ゲート電極G2の電位変化)を大きくする必要があり、昇圧可能な電圧の範囲が限られていた。
第6の電位が、第2の電位よりも大きい場合には、第9の電位は、第4の電位よりも大きく、第6の電位が、第2の電位よりも小さい場合には、第9の電位は、第4の電位よりも小さいものである。
図1に、実施の形態1に示す不揮発性半導体記憶装置のブロック図を示す。実施の形態1の不揮発性半導体記憶装置には、制御回路1、入出力回路2、アドレスバッファ3、行デコーダ4、列デコーダ5、ベリファイセンスアンプ回路6、高速リードセンスアンプ回路7、書き込み回路8、メモリセルアレイ9、および電源回路10などから構成されている。制御回路1は、接続先のマイクロコンピュータなどホストから入力される制御用信号を一時的に格納し、動作ロジックの制御を行う。また、詳細は後述するが、制御回路1はメモリセルアレイ9内のメモリセルのゲート電極の電位の制御を行なう。入出力回路2には、メモリセルアレイ9から読み出しまたはメモリセルアレイ9へ書き込むデータ、プログラムデータなどの各種データが入出力される。アドレスバッファ3は、外部から入力されたアドレスを一時的に格納する。
実施の形態2に示すメモリセル、およびアレイ構成は実施の形態1と同様であり、ゲート電極を用いて所望の電極電位を昇圧(若しくは減圧)するシーケンスが異なるものである。
実施の形態3に示す不揮発性半導体記憶装置の実施の形態1との違いは、図3に示すスイッチトランジスタA(SW:A)、B(SW:B)の構成である。
実施の形態4である不揮発性半導体記憶装置のメモリセルは、図25に示すように、選択ゲートCGの両側にメモリゲートMGが配置されている、いわゆるツインMONOSとなっている。本メモリセルはシリコン基板400上に拡散層406Aおよび406Bが形成され、メモリ動作させるゲート電極401A(メモリゲートMG)、401B(メモリゲートMG)とセルの選択を行なうゲート電極402(選択ゲートCG)が分かれて形成されている。実施の形態1〜3と同様に酸化シリコン膜403と酸化シリコン膜404で挟まれた窒化シリコン膜405に電荷を注入/放出することによりメモリとして動作させる。実施の形態4においても2つのメモリゲートMGを用いてチャージシェアとCGを利用した減圧を繰り返し、メモリゲートの電極電位を大きく減圧していくことは同じであるが、選択ゲートCGの電極電位を、メモリゲートMGを用いて昇圧(および減圧)して、大きく電位変化させていることが異なる。
これまでの実施の形態では、同一メモリセル内に存在するゲートとの容量結合を用いた実施例であったが、以下の実施の形態5で示すように、隣接するワード線(WL)との容量結合を利用するような方法でも、同様の効果が得られるため、以下で詳細に説明する。
実施の形態6で示す不揮発性半導体記憶装置のアレイ配列は実施の形態5と同様であるが、メモリセルの構成が異なり、シリコン基板上に酸化シリコン膜などのトンネル膜/窒化シリコン膜などの電荷蓄積膜/アルミナなどのブロック膜/窒化タンタルなどのゲート電極となっている。
本実施の形態7と前記実施の形態3との違いは、本実施の形態7においては、メモリセルアレイ内の非選択メモリブロックにてメモリゲート電圧を減圧した後に、選択メモリブロックのメモリゲートとチャージシェアすることである。つまり、前記実施の形態3では、1つの選択された選択メモリブロック内に存在する複数のメモリゲート間でのチャージシェアを行なう例を示していたが、本実施の形態7では、選択されていない非選択メモリブロックに存在するメモリゲート電極と選択されている選択メモリブロックに存在するメモリゲート電極間でもチャージシェアを行なう例について説明する。
前記実施の形態7では同一のメモリマット内の存在する選択メモリブロックと非選択メモリブロック間でメモリゲート電極を減圧およびチャージシェアすることにより消去電圧を減圧する例について説明した。本実施の形態8においては、さらに、異なるメモリマット間で減圧およびチャージシェアを加えて実施することで、さらにメモリゲート電極の電位を減圧して消去動作を実施する例について述べる。
本実施の形態9では、前記実施の形態8と同様に、異なるマット間のメモリゲート電極同士をチャージシェアすることにより消去動作時の電圧を減圧するが、スイッチトランジスタの構成が前記実施の形態8とは異なっている。
本実施の形態10と、前記実施の形態1〜4、7〜9との違いはデータの消去方式である。前記実施の形態1〜4、7〜9においては、消去方式としてバンド間トンネル現象で誘起したホットホールを電荷蓄積膜であるシリコン窒化膜に注入する方式を例に説明しているが、本実施の形態10においては、消去方式としてFN(Fowler−Nordheim)トンネル電流を使用する方式について説明する。すなわち、前記実施の形態1〜4、7〜9では、電荷蓄積膜に蓄積されている電子を半導体基板からホットホールを電荷蓄積膜に注入することで相殺して消去動作を行なうのに対し、本実施の形態10では、電荷蓄積膜に蓄積されている電子をFNトンネル電流で電荷蓄積膜から半導体基板に放出することにより消去動作を行なうものである。このFNトンネル電流を用いる消去方式でも、本発明で説明している方法でメモリゲート電極の電位を減圧することにより、負電圧発生用のチャージポンプ回路の発生電圧レベルを小さくしても高いメモリゲート電極の電位とすることができる。つまり、メモリゲート電極の減圧方法については前記実施の形態1〜4、7〜9に記載した方法と、それぞれまったく同じ方法により減圧する。そして、減圧したメモリゲート電極に印加される電圧を、さらに、負電圧発生用のチャージポンプ回路で消去動作が可能な消去電圧にすることにより、窒化シリコン膜からなる電荷蓄積膜に蓄積されている電子をFNトンネル電流で半導体基板へ放出する。このとき、ソース領域/ドレイン領域(拡散層)には0Vを印加する。このように本実施の形態10で説明するFNトンネル電流を使用した消去方式でも、減圧とチャージシェアによる本発明の減圧動作は有効であることがわかる。すなわち、FNトンネル電流を用いる消去方式でも、本発明の減圧動作を使用することにより、負電圧発生用のチャージポンプ回路の発生電圧レベルを小さくすることができ、チャージポンプ回路の規模を縮小することができる。
本実施の形態11においては、コントロールゲート電極に印加する電圧に負電圧を印加する場合について説明する。前記実施の形態1〜4、7〜9では、コントロールゲート電極に印加する電圧の最小値は0Vである。しかし、例えば、メモリセルのスケーリングにより読み出し時における非選択セルのオフリーク電流を抑制するために、非選択セルのコントロールゲート電極に負電圧(Vcg)を印加する場合が考えられる。この場合、前記実施の形態1〜4、7〜9に説明した減圧動作において、コントロールゲート電極の立ち下げ電圧を1.5Vの立ち下げ幅(1.5Vから0V)よりも大きな立ち下げ幅(1.5VからVcg)とすることができる。これにより、メモリゲート電極の減圧動作時において、コントロールゲート電極の電位シフトが大きくなることから、(1)より大きな負電位を生成することができる、あるいは、(2)メモリゲート電極に最初に印加する電位Veを小さくできるという効果が得られる。
本実施の形態12では、スイッチトランジスタのデバイス構成について説明する。
前記実施の形態12ではスイッチトランジスタをpチャネル型MOSFETから構成する場合について説明したが、本実施の形態13では、スイッチトランジスタをpチャネル型MOFETとnチャネル型MOSFETから構成する場合について説明する。
2 入出力回路
3 アドレスバッファ
4 行デコーダ
5 列デコーダ
6 ベリファイセンスアンプ回路
7 高速リードセンスアンプ回路
8 書き込み回路
9 メモリセルアレイ
10 電源回路
11 電流トリミング回路
13 メモリマット
14 メモリブロック
100 シリコン基板
101 ゲート電極
102 ゲート電極
103 酸化シリコン膜
104 酸化シリコン膜
105 窒化シリコン膜
106 拡散層
107 拡散層
400 シリコン基板
401A ゲート電極
401B ゲート電極
402 ゲート電極
403 酸化シリコン膜
404 酸化シリコン膜
405 窒化シリコン膜
406A 拡散層
406B 拡散層
A(SW:A) スイッチトランジスタ
A1(SW:A1)〜A8(SW:A8) スイッチトランジスタ
B(SW:B) スイッチトランジスタ
B1(SW:B1)〜B8(SW:B8) スイッチトランジスタ
C(SW:C) スイッチトランジスタ
C1(SW:C1)、C2(SW:C2) スイッチトランジスタ
CG 選択ゲート
CG1〜CG8 選択ゲート
D ドレイン領域
DL1 拡散層
DL2 拡散層
EB 消去ブロック
FG 浮遊ゲート
FG1〜FG4 浮遊ゲート
G1 ゲート電極
G2 ゲート電極
G3 ゲート電極
G4 ゲート電極
M1〜M8 メタル配線
MB0〜MB15 メモリブロック
MCA メモリセルアレイ
MG メモリゲート
MG1〜MG8 メモリゲート
NWL1 n型ウェル
NWL2 n型ウェル
PS シリコン基板
PWL p型ウェル
Qn nチャネル型MOSFET
Qp pチャネル型MOSFET
S ソース領域
SW:A9〜SW:A10 スイッチトランジスタ
SW:D スイッチトランジスタ
SW:D1〜SW:D8 スイッチトランジスタ
SW:E スイッチトランジスタ
SW:F スイッチトランジスタ
WL ワード線
WL1〜WL8 ワード線
Claims (20)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の電荷蓄積膜と、
前記第1の電荷蓄積膜上に形成された第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極に隣接して形成された第2のゲート電極と、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極の電位を制御するための制御回路と、を有し、
前記第1の電荷蓄積膜に蓄積された電荷量に対応するデータの消去動作の際に、
前記制御回路は、前記第1のゲート電極に第1の電位を、前記第2のゲート電極に第2の電位を供給するように動作し、
その後、前記制御回路は、前記第1のゲート電極がフローティング状態となるように動作し、
その後、前記第1のゲート電極の電位が前記第1の電位から前記第1の電位よりも低い負の第3の電位となるように、前記制御回路は、前記第2のゲート電極に前記第2の電位より低い電位である第4の電位を供給するように動作することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板内に前記第1のゲート電極を含む第1のトランジスタのソース・ドレインとなる一対の半導体領域とを有し、
前記第2のゲート電極は、前記第1のゲート電極の側面に絶縁膜を介し隣接し、かつ、前記一対の半導体領域の間の前記半導体基板上に配置されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第3のゲート電極と、
前記第3のゲート電極に隣接して形成された第4のゲート電極と、を有し、
前記制御回路が前記第1のゲート電極に前記第1の電位を供給する動作は、前記制御回路が前記第3のゲート電極に第5の電位を、前記第4のゲート電極に第6の電位を供給するように動作し、その後、前記制御回路は前記第3のゲート電極がフローティング状態となるように動作し、その後、前記第3のゲート電極の電位が前記第5の電位よりも低い負の第7の電位となるように、前記制御回路が前記第4のゲート電極に前記第6の電位より低い電位である第8の電位を供給するように動作し、その後、前記制御回路の動作によって前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とが電気的に接続されることにより、行われることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第3のゲート電極と、
前記第3のゲート電極に隣接して形成された第4のゲート電極と、を有し、
前記制御回路が前記第1のゲート電極に前記第1の電位を供給する動作は、前記制御回路が前記第3のゲート電極に第5の電位を、前記第4のゲート電極に第6の電位を供給するように動作し、その後、前記制御回路は前記第3のゲート電極がフローティング状態となるように動作し、その後、前記第3のゲート電極の電位が前記第5の電位よりも低い負の第7の電位となるように、前記制御回路が前記第4のゲート電極に前記第6の電位より低い電位である第8の電位を供給するように動作し、その後、前記制御回路の動作によって、前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とが電気的に接続されることにより、行われることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極はメモリセルアレイ領域内に存在し、前記メモリセルアレイ領域の外に、負電圧発生回路が存在しないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項3記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1のゲート電極から前記第4のゲート電極はメモリセルアレイ領域内に存在し、前記メモリセルアレイ領域の外に、負電圧発生回路が存在しないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板上に形成された第3の電荷蓄積膜と、
前記第3の電荷蓄積膜上に形成された第5のゲート電極と、
前記第5のゲート電極に隣接して形成された第6のゲート電極と、を有し、
前記第1のゲート電極が前記第3の電位となった後、前記制御回路の動作によって、前記第1のゲート電極と前記第5のゲート電極とが電気的に接続されることにより、前記第5のゲート電極は、第9の電位となり、
その後、前記制御回路は、前記第5のゲート電極がフローティング状態となるように動作し、その後、前記第5のゲート電極の電位が前記第9の電位よりも低い負の第10の電位となるように、前記制御回路は前記第6のゲート電極の電位を下げる動作を行なうことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板上に形成された第4の電荷蓄積膜と、
前記第4の電荷蓄積膜上に形成された第7のゲート電極と、
前記半導体基板内に、前記第1のゲート電極を含む第1のトランジスタのソース・ドレインとなる一対の半導体領域とを有し、
前記第2のゲート電極は、前記第1のゲート電極の側面に絶縁膜を介して配置され、
前記第7のゲート電極は、前記第2のゲート電極の側面に絶縁膜を介して配置され、
前記第2および前記第7のゲート電極は前記一対の半導体領域間の前記半導体基板上に配置されており、
前記第2のゲート電極の前記第2の電位は、前記第7のゲート電極の電位が昇圧されたことにより、昇圧された電位であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1のゲート電極と、前記第2のゲート電極とは、それぞれ異なるメモリセルに含まれ、かつ、異なるワード線を構成するゲート電極であって、それらのワード線は隣接ワード線であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1の電荷蓄積膜は、窒化シリコン膜であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の電荷蓄積膜と、
前記第1の電荷蓄積膜上に形成された第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極に隣接して形成された第2のゲート電極と、
前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第3のゲート電極と、
前記第3のゲート電極に隣接して形成された第4のゲート電極と、
前記第1のゲート電極、前記第2のゲート電極、前記第3のゲート電極および前記第4のゲート電極の電位を制御するための制御回路と、を有し、
前記第2の電荷蓄積膜に蓄積された電荷量に対応するデータの書き換え動作の際に、
前記制御回路は、前記第1のゲート電極に第1の電位を、前記第2のゲート電極に第2の電位を、前記第3のゲート電極に第3の電位を、前記第4のゲート電極に第4の電位を供給するように動作し、
前記制御回路は、前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とがフローティング状態となるように動作し、
前記第1のゲート電極の電位が第5の電位に変化するように、前記制御回路は、前記第2のゲート電極に第6の電位を供給するように動作し、
その後、前記第3の電位と前記第6の電位との間の中間電位である第7の電位となるように、前記制御回路は、前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とを電気的に接続するように動作し、
その後、前記制御回路は、前記第3のゲート電極と前記第1のゲート電極とが電気的に遮断されることにより、前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とがフローティング状態となるように動作し、
その後、前記第3のゲート電極の電位が第8の電位に変化するように、前記制御回路は、前記第4のゲート電極に第9の電位を供給するように動作し、
前記第6の電位が、前記第2の電位よりも大きい場合には、前記第9の電位は、前記第4の電位よりも大きく、
前記第6の電位が、前記第2の電位よりも小さい場合には、前記第9の電位は、前記第4の電位よりも小さいことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項11記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記半導体基板上に形成された第3の電荷蓄積膜と、
前記第3の電荷蓄積膜上に形成された第5のゲート電極と、
前記第5のゲートに隣接して形成された第6のゲート電極と、を有し、
前記第5のゲート電極が第10の電位となるように、前記制御回路は、前記第3のゲート電極と前記第5のゲート電極とを電気的に接続するように動作し、
その後、前記制御回路は、前記第3のゲート電極と前記第5のゲート電極とが電気的に遮断されることにより、前記第3のゲート電極と前記第5のゲート電極とがフローティング状態となるように動作し、
前記第5のゲート電極の電位が第11の電位となるように、前記制御回路は前記第6のゲート電極に第12の電位を供給するように動作することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項12記載の不揮発性半導体記憶装置において、
同一のメモリマット内に、前記第1のゲート電極から前記第6のゲート電極が配置され、
前記メモリマット内には、前記第1の電荷蓄積膜から前記第3の電荷蓄積膜以外の複数の第4の電荷蓄積膜と、夫々の前記第4の電荷蓄積膜上に形成された夫々の第7のゲート電極と、前記第7のゲート電極に隣接して形成された第8のゲート電極とを有し、
前記メモリマット内にある前記第1の電荷蓄積膜から前記第4の電荷蓄積膜に蓄積された電荷量に対応するデータが同じデータとなるように、前記制御回路は、前記複数の第7のゲート電極が他の第7のゲート電極と電気的に接続する動作と、電気的に遮断する動作と、前記第7のゲート電極の電位が変化するように前記第7のゲート電極に隣接する前記第8のゲート電極の電位を変化する動作とを、前記メモリマット内の複数の前記第7のゲート電極および第8のゲート電極に対して繰り返す動作を行なうことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項12記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極とは一つのメモリセル内に含まれ、
前記第3のゲート電極と前記第4のゲート電極とは一つのメモリセル内に含まれ、
前記第5のゲート電極と前記第6のゲート電極とは一つのメモリセル内に含まれることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項14記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極によりスプリットゲート型のメモリセルが構成され、
前記第3のゲート電極と前記第4のゲート電極によりスプリットゲート型のメモリセルが構成され、
前記第5のゲート電極と前記第6のゲート電極によりスプリットゲート型のメモリセルが構成され、
前記第1の電荷蓄積膜から前記第3の電荷蓄積膜は窒化シリコン膜であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項15記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記書き換え動作は消去動作であって、前記第1のゲート電極から前記第6のゲート電極はメモリセルアレイ領域内に存在し、前記メモリセルアレイ領域の外に、負電圧発生回路が存在しないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1の電荷蓄積膜と、
前記第1の電荷蓄積膜上に形成された第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極に隣接して形成された第2のゲート電極と、
前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第3のゲート電極と、
前記第3のゲート電極に隣接して形成された第4のゲート電極と、
前記第1のゲート電極をフローティング状態にするための第1のスイッチと、
前記第2のゲート電極をフローティング状態にするための第2のスイッチと、を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置において、
さらに、前記第1のゲート電極と前記第3のゲート電極とを電気的に接続するための第3のスイッチとを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 半導体基板上にある第1のメモリブロックと第2のメモリブロックとを有するメモリマットを含み、
前記第1のメモリブロックには、
(a)前記半導体基板上に形成された第1の電荷蓄積膜と、
(b)前記第1の電荷蓄積膜上に形成された第1のメモリゲート電極と、
(c)前記第1のメモリゲート電極に絶縁膜を介して隣接するように形成された第1のコントロールゲート電極と、
(d)前記半導体基板内に形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域とを有する第1の不揮発性メモリセルが形成され、
前記第2のメモリブロックには、
(e)前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
(f)前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第2のメモリゲート電極と、
(g)前記第2のメモリゲート電極に絶縁膜を介して隣接するように形成された第2のコントロールゲート電極と、
(h)前記半導体基板内に形成された第2のソース領域および第2のドレイン領域とを有する第2の不揮発性メモリセルが形成され、
前記半導体基板には、前記第1のメモリゲート電極、前記第1のコントロールゲート電極、前記第2のメモリゲート電極および前記第2のコントロールゲート電極の電位を制御する制御回路が形成されている不揮発性半導体記憶装置であって、
前記第1の不揮発性メモリセルに記憶されているデータの書き換え動作の際、
前記制御回路の行なう動作は、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極に同電位の第1電位を印加し、前記第2のコントロールゲート電極に第2電位を印加した後、前記第2のメモリゲート電極をフローティング状態にし、その後、前記第2のコントロールゲート電極に印加されている電位を前記第2電位から第3電位に変化させることで発生する容量結合により、前記第2のメモリゲート電極に印加される電位を前記第1電位から第4電位にし、その後、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極とを電気的に接続することにより、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極とに印加される電位を同電位の第5電位にする動作を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 半導体基板上に複数のメモリブロックを含む第1のメモリマットと複数のメモリブロックを含む第2のメモリマットとを含み、
前記第1のメモリマットには、
(a)前記半導体基板上に形成された第1の電荷蓄積膜と、
(b)前記第1の電荷蓄積膜上に形成された第1のメモリゲート電極と、
(c)前記第1のメモリゲート電極に絶縁膜を介して隣接するように形成された第1のコントロールゲート電極と、
(d)前記半導体基板内に形成された第1のソース領域および第1のドレイン領域とを有する第1の不揮発性メモリセルが形成され、
前記第2のメモリマットには、
(e)前記半導体基板上に形成された第2の電荷蓄積膜と、
(f)前記第2の電荷蓄積膜上に形成された第2のメモリゲート電極と、
(g)前記第2のメモリゲート電極に絶縁膜を介して隣接するように形成された第2のコントロールゲート電極と、
(h)前記半導体基板内に形成された第2のソース領域および第2のドレイン領域とを有する第2の不揮発性メモリセルが形成され、
前記半導体基板には、前記第1のメモリゲート電極、前記第1のコントロールゲート電極、前記第2のメモリゲート電極および前記第2のコントロールゲート電極の電位を制御する制御回路が形成されている不揮発性半導体記憶装置であって、
前記第1の不揮発性メモリセルに記憶されているデータの書き換え動作の際、
前記制御回路の行なう動作は、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極に同電位の第1電位を印加し、前記第2のコントロールゲート電極に第2電位を印加した後、前記第2のメモリゲート電極をフローティング状態にし、その後、前記第2のコントロールゲート電極に印加されている電位を前記第2電位から第3電位に変化させることで発生する容量結合により、前記第2のメモリゲート電極に印加される電位を前記第1電位から第4電位にし、その後、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極とを電気的に接続することにより、前記第1のメモリゲート電極と前記第2のメモリゲート電極とに印加される電位を同電位の第5電位にする動作を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
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