JP2010027154A - Method of writing data to semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性の半導体記憶装置へのデータ書き込み処理に関するものであり、特に、不揮発性の半導体記憶装置へのデータ書き込み後に書き込み確認を行う方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to data write processing to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a method and a semiconductor device for performing write confirmation after writing data to a nonvolatile semiconductor memory device.
不揮発性の半導体記憶装置は、大まかにMROM(Mask Read Only Memory)、PROM(Programmable Read Only Memory)、UV−EPROM(Ultra-Violet Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)に分類される。EEPROMは、ビット毎に電気的消去及び書き込みが可能な従来型のEEPROMと、一括電気的消去及び書き込みが可能なフラッシュメモリに大別される。フラッシュメモリにはNOR型とNAND型とがある。 Non-volatile semiconductor memory devices are roughly classified into MROM (Mask Read Only Memory), PROM (Programmable Read Only Memory), UV-EPROM (Ultra-Violet Programmable Read Only Memory), and EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory). being classified. The EEPROM is roughly classified into a conventional EEPROM capable of electrical erasing and writing for each bit and a flash memory capable of batch electrical erasing and writing. Flash memory includes a NOR type and a NAND type.
EEPROMのメモリセルは、制御ゲートとシリコン基板との間に浮遊ゲートを設けた二重ゲート構造を有するMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタである。浮遊ゲート内の電荷の有無により、論理データの「1」又は「0」を記憶する。例えば、浮遊ゲート内に電荷が有る場合、制御ゲートに印加される電圧が所定値を超えるとソース−ドレイン間にチャネルが形成され、電流が流れる。浮遊ゲート内に電荷が無い場合、制御ゲートに印加される電圧が所定値になってもソース−ドレイン間にチャネルが形成されない。そのために、電流も流れない。即ち、浮遊ゲート内に蓄積された電荷により、メモリセルの閾値電圧がシフトして、これにより論理データの「1」又は「0」が表される。浮遊ゲートは、絶縁膜に囲まれているために、浮遊ゲートに電荷を注入若しくは放出した後で電源を切っても、浮遊ゲート内の電荷は浮遊ゲートから漏出することがない。また、新たに入ることもない。 An EEPROM memory cell is a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor having a double gate structure in which a floating gate is provided between a control gate and a silicon substrate. Logic data “1” or “0” is stored depending on the presence or absence of charge in the floating gate. For example, when there is a charge in the floating gate, when the voltage applied to the control gate exceeds a predetermined value, a channel is formed between the source and the drain, and a current flows. When there is no charge in the floating gate, no channel is formed between the source and drain even when the voltage applied to the control gate reaches a predetermined value. Therefore, no current flows. In other words, the threshold voltage of the memory cell is shifted by the electric charge accumulated in the floating gate, thereby representing “1” or “0” of the logical data. Since the floating gate is surrounded by an insulating film, the charge in the floating gate does not leak from the floating gate even if the power is turned off after the charge is injected into or released from the floating gate. Also, no new entry.
NOR型フラッシュメモリのメモリセルにデータを書き込む場合には、メモリセルのドレイン近傍で発生するホットエレクトロンが浮遊ゲートに注入される。そのために、ソースを接地して、ドレイン及び制御ゲートに高電圧(例えばドレインに5V、ゲートに10V)を印加する。ドレインに印加される電圧により、ドレイン近傍に、基板表面から絶縁膜へのエネルギー障壁を越えることができるホットエレクトロンが発生する。このホットエレクトロンが、制御ゲートに印加される高電圧に引かれて浮遊ゲートに注入される。電荷を浮遊ゲートに注入した後に、書き込み確認を行う。特許文献1〜3には、このような書き込み確認を含むフラッシュメモリのメモリセルへのデータの書き込み処理についての発明が記載されている。
発生したホットエレクトロンは、理想的にはすべてが浮遊ゲートに注入されるが、実際には一部が浮遊ゲートを囲む絶縁膜に残る。絶縁膜に残る電荷は、不安定な存在であり、わずかなエネルギーにより励起する。このような不安定な電荷は、ホットキャリア効果によりメモリセルのgmを劣化させる。そのためにメモリセルの閾値電圧がシフトして、書き込み確認に悪影響を及ぼすことがある。
不安定な電荷による書き込み確認処理への影響は、メモリセルのゲート長が短いほど大きくなる。そのために、フラッシュメモリの更なる高集積化の妨げになる。よって、絶縁膜に残った不安定な電荷の影響を受けずに書き込み確認処理を行うことは重要である。
Although all of the generated hot electrons are ideally injected into the floating gate, a part of the hot electrons actually remains in the insulating film surrounding the floating gate. The charge remaining in the insulating film is unstable and is excited by a small amount of energy. Such unstable charges degrade the gm of the memory cell due to the hot carrier effect. As a result, the threshold voltage of the memory cell shifts, which may adversely affect write confirmation.
The influence of the unstable charge on the write confirmation process becomes larger as the gate length of the memory cell is shorter. This hinders further integration of the flash memory. Therefore, it is important to perform the write confirmation process without being affected by unstable charges remaining in the insulating film.
本発明は、上記の問題に鑑み、フラッシュメモリのメモリセルのような半導体装置への書き込み時に、絶縁膜に電荷が残っている場合でも書き込み確認処理を安定して行うことができる技術を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides a technique capable of stably performing a write confirmation process even when charges remain in an insulating film when writing to a semiconductor device such as a memory cell of a flash memory. This is the issue.
以上の課題を解決する本発明の半導体装置へのデータ書き込み方法は、半導体基板に第1、第2拡散領域が形成され、この2つの拡散領域に挟まれた領域の前記半導体基板上に、絶縁層に囲まれた電荷蓄積層と制御ゲートとが積層された半導体装置へのデータの書き込み方法である。まず、前記制御ゲートに所定の電圧を印加し、前記第1拡散領域に正電圧を印加し、前記第2拡散領域に接地電圧を印加して前記電荷蓄積層に電荷を注入する。次いで、前記制御ゲートに前記所定の電圧と同じ極性の電圧を印加し、前記第1拡散領域に負電圧を印加し、前記第2拡散領域に前記接地電圧を印加して前記電荷蓄積層に注入された電荷の確認を行う。これにより、データの書き込み及び書き込み確認が行われる。 In the method for writing data to a semiconductor device of the present invention that solves the above-described problems, first and second diffusion regions are formed in a semiconductor substrate, and insulation is provided on the semiconductor substrate in a region sandwiched between the two diffusion regions. This is a method of writing data to a semiconductor device in which a charge storage layer surrounded by layers and a control gate are stacked. First, a predetermined voltage is applied to the control gate, a positive voltage is applied to the first diffusion region, a ground voltage is applied to the second diffusion region, and charges are injected into the charge storage layer. Next, a voltage having the same polarity as the predetermined voltage is applied to the control gate, a negative voltage is applied to the first diffusion region, and the ground voltage is applied to the second diffusion region to be injected into the charge storage layer. Confirm the generated charge. Thereby, data writing and writing confirmation are performed.
このような本発明の半導体装置へのデータ書き込み方法では、データの書き込み時と確認時とで、第1、第2拡散領域間の電界の方向が逆になる。電荷が電子の場合には、書き込み時に第1拡散領域側にホットエレクトロンが発生して電荷蓄積層に注入される。書き込み確認時には、第1拡散領域に負電圧が印加されるために、電荷蓄積層に注入されずに絶縁膜に残った電荷によるチャネル電流への影響は少ない。なお、制御ゲートに印加される電圧は、電荷蓄積層に注入される電荷の極性により、極性が変わる。電荷が電子の場合には正電圧が印加され、正孔の場合には負電圧が印加される。 In such a data writing method to the semiconductor device of the present invention, the direction of the electric field between the first and second diffusion regions is reversed between data writing and confirmation. When the charge is an electron, hot electrons are generated on the first diffusion region side during writing and injected into the charge storage layer. At the time of writing confirmation, since a negative voltage is applied to the first diffusion region, there is little influence on the channel current due to the charge remaining in the insulating film without being injected into the charge storage layer. Note that the polarity of the voltage applied to the control gate changes depending on the polarity of the charge injected into the charge storage layer. A positive voltage is applied when the charge is an electron, and a negative voltage is applied when the charge is a hole.
前記電荷蓄積層に注入された電荷の確認を行う工程では、例えば、前記制御ゲートに4.5〜5.0Vの電圧を印加し、前記第1拡散領域に−1.0V〜−0.5Vの電圧を印加する。 In the step of confirming the charge injected into the charge storage layer, for example, a voltage of 4.5 to 5.0 V is applied to the control gate, and −1.0 V to −0.5 V is applied to the first diffusion region. Apply a voltage of.
本発明の半導体装置は、半導体基板に第1、第2拡散領域が形成され、この2つの拡散領域に挟まれた領域の前記半導体基板上に、絶縁層に囲まれた電荷蓄積層と制御ゲートとが積層された半導体素子が、NOR型に接続されて、前記制御ゲートにワード線が接続され、前記第1拡散領域にビット線が接続され、前記第2拡散領域が接地されるメモリセルアレイと、前記半導体素子の書き込み確認時に、抵抗を介して前記ビット線に負電圧を印加して、前記電荷蓄積層に注入された電荷に応じた電流を前記ビット線に流させる電源と、前記ビット線を流れる電流に応じた電圧と確認用基準電圧とを比較して、その結果を書き込み確認の結果として出力する確認用センスアンプとを備える。 In the semiconductor device of the present invention, first and second diffusion regions are formed in a semiconductor substrate, and a charge storage layer and a control gate surrounded by an insulating layer are formed on the semiconductor substrate in a region sandwiched between the two diffusion regions. Are connected to the NOR type, a word line is connected to the control gate, a bit line is connected to the first diffusion region, and the second diffusion region is grounded. A power supply for applying a negative voltage to the bit line through a resistor and causing a current corresponding to the charge injected into the charge storage layer to flow through the bit line when writing to the semiconductor element is confirmed; and A confirmation sense amplifier that compares the voltage corresponding to the current flowing through the reference voltage with the reference voltage for confirmation and outputs the result as a result of the write confirmation.
本発明の半導体装置は、データの書き込み確認時にビット線を介して第1拡散領域に負電圧を印加する。電荷蓄積層に電荷が注入されていない場合には、制御ゲートに電圧が印加されると、メモリセルアレイの半導体素子がオン状態になる。これによりビット線にチャネル電流が流れる。電荷蓄積層に電荷が注入されている場合には、制御ゲートに電圧が印加されてもメモリセルアレイの半導体素子がオン状態にならないので、チャネル電流が流れない。チャネル電流の有無により、書き込みがされているか否かを確認できる。
この半導体装置では、第1拡散領域に負電圧を印加するために、本発明の半導体装置へのデータ書き込み方法で行うような書き込み確認が行える。そのために、書き込み確認時に、電荷蓄積層に注入されずに絶縁膜に残った電荷によるチャネル電流への影響は少ない。
本発明の半導体装置の抵抗は、回路上に抵抗成分として作用する素子であればよく、通常の抵抗素子の他に、トランジスタによるチャネル抵抗を用いたものであってもよい。また、他の抵抗成分を有する素子を用いることも勿論可能である。
The semiconductor device of the present invention applies a negative voltage to the first diffusion region via the bit line when data writing is confirmed. When no charge is injected into the charge storage layer, when a voltage is applied to the control gate, the semiconductor elements of the memory cell array are turned on. As a result, a channel current flows through the bit line. When charge is injected into the charge storage layer, the channel current does not flow because the semiconductor element of the memory cell array is not turned on even when a voltage is applied to the control gate. Whether or not writing is performed can be confirmed by the presence or absence of a channel current.
In this semiconductor device, since a negative voltage is applied to the first diffusion region, it is possible to perform write confirmation as performed by the data writing method to the semiconductor device of the present invention. Therefore, when writing is confirmed, there is little influence on the channel current due to charges remaining in the insulating film without being injected into the charge storage layer.
The resistance of the semiconductor device of the present invention may be any element that acts as a resistance component on the circuit, and may be one using a channel resistance of a transistor in addition to a normal resistance element. It is of course possible to use elements having other resistance components.
前記抵抗は、例えば、前記切替器に接続される第1抵抗と、前記第1抵抗と前記電源の陰極との間に接続される第2抵抗とを備えている。この場合、前記第1抵抗と前記第2抵抗との間の電圧が、前記確認用センスアンプで前記確認用基準電圧と比較される。
本発明の半導体装置は、メモリセルアレイからのデータの読み出しのために、前記半導体素子からのデータ読み出し時に、前記ビット線の電圧に応じた電圧を読出用基準電圧と比較して、その結果を読み出しデータとして出力する読出用センスアンプと、前記半導体素子からのデータ読み出し時に前記読出用センスアンプを前記ビット線に接続し、前記半導体素子の書き込み確認時に前記抵抗を前記ビット線に接続する切替器と、をさらに備えてもよい。
The resistor includes, for example, a first resistor connected to the switch, and a second resistor connected between the first resistor and the cathode of the power source. In this case, the voltage between the first resistor and the second resistor is compared with the confirmation reference voltage by the confirmation sense amplifier.
In order to read data from the memory cell array, the semiconductor device of the present invention compares the voltage according to the voltage of the bit line with the reference voltage for reading and reads the result when reading data from the semiconductor element. A read sense amplifier that outputs data, and a switch that connects the read sense amplifier to the bit line when reading data from the semiconductor element, and connects the resistor to the bit line when writing to the semiconductor element is confirmed. , May be further provided.
以上のような本発明により、データの書き込み後の書き込み確認時に、第1拡散領域に負電圧を印加するようにすることで、絶縁膜に電荷が残っている場合でも安定した確認処理を可能となる。 According to the present invention as described above, by applying a negative voltage to the first diffusion region at the time of writing confirmation after data writing, stable confirmation processing can be performed even when charges remain in the insulating film. Become.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1a、bは、本発明が適用されるメモリセルへのデータ書き込み処理を説明するための図である。図1aは、メモリセル1へのデータの書き込み(電荷の注入)についての説明図である。
このメモリセル1は、例えば浮遊ゲートを有するn型MOSトランジスタの構造を有する。メモリセル1は、半導体基板10に2つのn型の拡散領域が形成されている。拡散領域の一方がソースS、他方がドレインDである。拡散領域に挟まれた領域の半導体基板10上には、シリコン酸化膜12に囲まれた浮遊ゲート13と、制御ゲート11とが積層されている。シリコン酸化膜12は、絶縁膜となる。浮遊ゲート13は電荷蓄積層として機能しており、データの書き込み時に電荷が注入される。
1A and 1B are diagrams for explaining a data write process to a memory cell to which the present invention is applied. FIG. 1 a is an explanatory diagram of data writing (charge injection) to the
The
メモリセル1に電荷を注入する際には、例えば、ソースSを接地して(ソース電圧VS=0V)、制御ゲート11に10V(ゲート電圧VG=10V)、ドレインDに5V(ドレイン電圧VD=5V)を印加する。このように印加することで、ソースSとドレインDとの間にチャネル領域14が形成される。ソース電圧VSとドレイン電圧VDとの電位差により、ソースSからドレインDに電荷(この場合は電子)が移動して、ドレインDの近傍に集まる。ドレインDの近傍に集まった電荷は、半導体基板10上からシリコン酸化膜12へのエネルギー障壁を越えることができるホットエレクトロンである。ホットエレクトロンは、制御ゲート11に印加されるゲート電圧VGにより発生する電界により、浮遊ゲート13に注入される。以上のように電圧印加することで、浮遊ゲート13に電荷が注入されるが、シリコン酸化膜12には、従来と同様に電荷が残る。
When injecting charges into the
図1bは、データの書き込み後のメモリセル1に対して行う書き込み確認処理の説明図である。
書き込み確認を行う場合には、ソースSを接地して(ソース電圧VS=0V)、制御ゲート11に4.5〜5.0V(ゲート電圧VG=4.5〜5.0V)、ドレインDに−1.0〜−0.5V(ドレイン電圧VD=−1.0〜−0.5V)を印加する。このように印加することで、ドレインDとソースSとの間にチャネル領域15が形成される。チャネルの向きは、データの書き込み時とは逆向きになる。
ドレインDに印加されるドレイン電圧VDが負電圧なので、これがシリコン酸化膜12に残った電荷から影響を受けることはない。そのために、ドレインDとソースSとの間のチャネル電流は、従来よりも多く流れる。チャネル電流が多く流れるので、書き込み確認が従来よりも確実に行えるようになる。
FIG. 1B is an explanatory diagram of a write confirmation process performed on the
When writing is confirmed, the source S is grounded (source voltage VS = 0V), the control gate 11 is 4.5 to 5.0 V (gate voltage VG = 4.5 to 5.0 V), and the drain D is connected. −1.0 to −0.5 V (drain voltage VD = −1.0 to −0.5 V) is applied. By applying in this way, a channel region 15 is formed between the drain D and the source S. The direction of the channel is opposite to that at the time of data writing.
Since the drain voltage VD applied to the drain D is a negative voltage, it is not affected by the charge remaining in the silicon oxide film 12. Therefore, the channel current between the drain D and the source S flows more than before. Since a large amount of channel current flows, the write confirmation can be performed more reliably than before.
図2は、このようなメモリセル1により構成されるNOR型のフラッシュメモリに対して、データの読み出し及び書き込み確認処理を行うための装置の構成図である。
図1a、bに示すメモリセル1をNOR型に接続して構成されるメモリセルアレイ20では、制御ゲート11にワード線WLn(n=0,1,2…)が接続され、ソースSが接地され、ドレインDにビット線BLが接続される。通常はビット線BLも複数設けられるが、説明を簡素にするために、ここでは1本のビット線BLについて説明する。
ワード線WLnには、書き込み、読み出し、書き込み確認、消去などの処理に応じて適切な電圧が印加される。ワード線WLnに印加される電圧は、メモリセル1の制御ゲート電圧VGとなる。ワード線WLnへの電圧の印加装置については、従来と同じ構成のものを使用することができるので、ここでは説明を省略する。
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for performing data read and write confirmation processing on a NOR type flash memory constituted by such a
In the
An appropriate voltage is applied to the word line WLn according to processing such as writing, reading, writing confirmation, and erasing. The voltage applied to the word line WLn becomes the control gate voltage VG of the
ビット線BLには、書き込み、読み出し、書き込み確認、消去などの処理に応じて適切な電圧が印加される。ビット線BLに印加される電圧は、メモリセル1のドレイン電圧VDとなる。なお、書き込み、消去処理の際にビット線BLに電圧を印加する装置は、従来と同じ構成のものを使用することができるので、ここでは説明を省略する。
An appropriate voltage is applied to the bit line BL according to processing such as writing, reading, writing confirmation, and erasing. The voltage applied to the bit line BL becomes the drain voltage VD of the
ビット線BLには、切替器21が接続される。切替器21には、カスコード回路22及び読出用センスアンプ23からなる読み出し装置と、電圧供給回路24及び確認用センスアンプ25からなる確認装置とが接続される。切替器21は、ビット線BLを、読み出し処理の際には読み出し装置に接続し、確認処理の際には確認装置に接続する。
読出用センスアンプ23及び確認用センスアンプ25に印加される基準電圧は、基準電圧発生器26から供給される。読出用センスアンプ23に印加される読出用基準電圧と確認用センスアンプ25に印加される確認用基準電圧とは、同じ電圧であっても異なる電圧であっても、どちらでもよい。
A
A reference voltage applied to the
読み出し装置を構成するカスコード回路22及び読出用センスアンプ23は、メモリセル1からのデータ読み出し時に用いられる。
浮遊ゲート13に電荷が注入されているか否かにより、読み出し時のメモリセル1のドレインDの電圧が異なる。そのために、ビット線BLの電圧も異なる。この異なる電圧に応じた電圧がカスコード回路22から読出用センスアンプ23に入力される。読出用センスアンプ23では、カスコード回路22から入力される電圧と読出用基準電圧とを比較して、浮遊ゲート13に電荷が注入されている場合には、論理データ「0」となる電圧を読み出しデータとして出力し、浮遊ゲート13に電荷が注入されていない場合には、論理データ「1」となる電圧を読み出しデータとして出力する。
The
The voltage of the drain D of the
確認装置を構成する電圧供給回路24及び確認用センスアンプ25は、メモリセル1の書き込み確認時に、電圧供給回路24によりメモリセル1のドレインDに負電圧を印加する。電圧供給回路24は、第1抵抗27と、第2抵抗28と、電源29とを備える。切替器21から直列に、第1抵抗27、第2抵抗28、電源29の陰極が接続され、電源29の陽極は接地される。第1抵抗27と第2抵抗28との間の電圧が、確認用センスアンプ25に入力される。確認用センスアンプ25は、この電圧と確認用基準電圧を比較する。比較結果が確認データとして出力される。第1抵抗27及び第2抵抗28は、回路上に抵抗成分として作用する素子であればよく、通常の抵抗素子の他に、トランジスタによるチャネル抵抗を用いたものでもよい。また、他の抵抗成分として作用する素子であってもよい。
The voltage supply circuit 24 and the
書き込み確認時には、ビット線BLに負電圧が印加されるために、メモリセル1のドレインDに負電圧が印加される。メモリセル1の制御ゲート11にはワード線WLnから正電圧が印加される。
浮遊ゲート13に電荷が注入されているか否かにより、ビット線BLを流れる電流が異なる。この異なる電流のそれぞれに応じた電圧が、電圧供給回路24から確認用センスアンプ25に入力される。確認用センスアンプ25では、電圧供給回路24から入力される電圧と確認用基準電圧とを比較して、浮遊ゲート13に電荷が注入されている場合には、論理データ「1」となる電圧を確認データとして出力し、浮遊ゲート13に電荷が注入されていない場合には、論理データ「0」となる電圧を確認データとして出力する。
At the time of writing confirmation, since a negative voltage is applied to the bit line BL, a negative voltage is applied to the drain D of the
The current flowing through the bit line BL varies depending on whether or not charges are injected into the floating
例えば、浮遊ゲート13に電荷が注入されていない場合には、図1bに示すように、チャネルが発生してビット線BLから電圧供給回路24の向きに電流が流れる。この電流により、第1抵抗27と第2抵抗28との間の電圧は電源29から供給される電圧とは異なる電圧になる。
浮遊ゲート13に電荷が注入されている場合には、チャネルが発生せず、ビット線BLに電流は流れない。そのために、第1抵抗27と第2抵抗28との間の電圧は電源29から供給される電圧と同じになる。
つまり、浮遊ゲート13に電荷が注入されていないときの第1抵抗27と第2抵抗28との間の電圧が、電荷が注入されているときの電圧よりも高くなる。確認用センスアンプでは、この電圧と確認用基準電圧とを比較することで、論理データ「1」を出力するときは電荷が注入されていることを表し、論理データ「0」を出力するときは電荷が注入されていないことを表す、確認データを出力する。
For example, when no charge is injected into the floating
When charge is injected into the floating
That is, the voltage between the
以上のようにして、メモリセルアレイ20の各メモリセル1への書き込み確認処理が行われる。書き込み確認時のチャネル電流がシリコン酸化膜12に残る電荷に影響を受けないために、従来よりも確実な書き込み確認が可能になる。また、書き込み確認時に制御ゲート11に正電圧、ドレインDに負電圧を印加するので、従来あったシリコン酸化膜12に残る電荷の影響が減少するために、電荷の注入量を従来よりも多くすることができる。
上記の説明では、メモリセル1がn型MOS構造を有する半導体記憶装置であったが、これはp型MOS構造を有する半導体記憶装置であってもよい。この場合、書き込み確認時には、制御ゲート11に負電圧を印加する。また、浮遊ゲート13に代えて、ONO(Oxide-Nitride-Oxide)構造の窒化膜により電荷蓄積層が形成されていてもよい。
As described above, the write confirmation process for each
In the above description, the
1…メモリセル、10…半導体基板、11…制御ゲート、12…シリコン酸化膜、13…浮遊ゲート、20…メモリセルアレイ、21…切替器、22…カスコード回路、23…読出用センスアンプ、24…電圧供給回路、25…確認用センスアンプ、26…基準電圧発生器、27…第1抵抗、28…第2抵抗、29…電源、S…ソース、D…ドレイン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記制御ゲートに所定の電圧を印加し、前記第1拡散領域に正電圧を印加し、前記第2拡散領域に接地電圧を印加して前記電荷蓄積層に電荷を注入する工程と、
前記制御ゲートに前記所定の電圧と同じ極性の電圧を印加し、前記第1拡散領域に負電圧を印加し、前記第2拡散領域に前記接地電圧を印加して前記電荷蓄積層に注入された電荷の確認を行う工程と、を含む、
半導体装置へのデータ書き込み方法。 A semiconductor device in which first and second diffusion regions are formed in a semiconductor substrate, and a charge storage layer surrounded by an insulating layer and a control gate are stacked on the semiconductor substrate in a region sandwiched between the two diffusion regions A method of writing data to
Applying a predetermined voltage to the control gate, applying a positive voltage to the first diffusion region, applying a ground voltage to the second diffusion region, and injecting charges into the charge storage layer;
A voltage having the same polarity as the predetermined voltage is applied to the control gate, a negative voltage is applied to the first diffusion region, and the ground voltage is applied to the second diffusion region to be injected into the charge storage layer. A step of confirming the charge,
A method for writing data to a semiconductor device.
請求項1記載の半導体装置へのデータ書き込み方法。 In the step of confirming the charge injected into the charge storage layer, a voltage of 4.5 to 5.0 V is applied to the control gate, and a voltage of −1.0 V to −0.5 V is applied to the first diffusion region. Apply
A method of writing data to the semiconductor device according to claim 1.
前記半導体素子の書き込み確認時に、抵抗を介して前記ビット線に負電圧を印加して、前記電荷蓄積層に注入された電荷に応じた電流を前記ビット線に流させる電源と、
前記ビット線を流れる電流に応じた電圧と確認用基準電圧とを比較して、その結果を書き込み確認の結果として出力する確認用センスアンプと、を備える、
半導体装置。 A semiconductor element in which first and second diffusion regions are formed in a semiconductor substrate, and a charge storage layer surrounded by an insulating layer and a control gate are stacked on the semiconductor substrate in a region sandwiched between the two diffusion regions A memory cell array that is connected to a NOR type, a word line is connected to the control gate, a bit line is connected to the first diffusion region, and the second diffusion region is grounded;
A power supply for applying a negative voltage to the bit line via a resistor and causing a current corresponding to the electric charge injected into the charge storage layer to flow through the bit line when confirming writing of the semiconductor element;
A confirmation sense amplifier that compares a voltage according to the current flowing through the bit line with a reference voltage for confirmation and outputs the result as a result of write confirmation;
Semiconductor device.
前記第1抵抗と前記第2抵抗との間の電圧が、前記確認用センスアンプで前記確認用基準電圧と比較される、
請求項3記載の半導体装置。 The resistor includes a first resistor connected to the switch, and a second resistor connected between the first resistor and a cathode of the power source,
The voltage between the first resistor and the second resistor is compared with the reference voltage for confirmation by the confirmation sense amplifier.
The semiconductor device according to claim 3.
前記半導体素子からのデータ読み出し時に前記読出用センスアンプを前記ビット線に接続し、前記半導体素子の書き込み確認時に前記抵抗を前記ビット線に接続する切替器と、をさらに備える、
請求項3又は4記載の半導体装置。 A read sense amplifier that compares a voltage corresponding to the voltage of the bit line with a read reference voltage and outputs the result as read data when reading data from the semiconductor element;
A switch that connects the read sense amplifier to the bit line when reading data from the semiconductor element, and connects the resistor to the bit line when writing to the semiconductor element is confirmed.
The semiconductor device according to claim 3 or 4.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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