JP2010170591A - Nonvolatile semiconductor storage device and method for driving the same - Google Patents

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Akisuke Fujii
章輔 藤井
Naoki Yasuda
直樹 安田
Koichi Muraoka
浩一 村岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor storage device in which the repetitive operation reliability of a charge storage type memory cell is improved, and a method for driving the same. <P>SOLUTION: The nonvolatile semiconductor storage device is provided with a memory cell and a drive unit. The memory cell comprises: a semiconductor layer comprising a channel and source/drain regions provided on both sides of the channel; a laminated structure having a first insulation film provided on the channel and the a charge storage layer provided on the first insulation film; and a gate electrode provided on the laminated structure. The drive unit applies, between the semiconductor layer and the gate electrode, a first pulse for writing or deleting data while lowering the potential of the gate electrode than that of the semiconductor layer, and applies, between the semiconductor layer and the gate electrode, a second pulse for injecting electrons into the laminated structure while raising the potential of the gate electrode than that of the semiconductor, on the basis of the number of times of applying the first pulse. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a driving method thereof.

従来のフラッシュメモリでは、情報を記憶させる電荷保持層として導電性のポリシリコンからなる浮遊ゲートを使用しているが、さらに高性能な次世代フラッシュメモリとして、絶縁性の電荷保持層を有するメモリが検討されている。   In the conventional flash memory, a floating gate made of conductive polysilicon is used as a charge retention layer for storing information. However, as a higher performance next-generation flash memory, a memory having an insulating charge retention layer is used. It is being considered.

例えば、電荷保持層として絶縁性の窒化シリコンを用いたMONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)構造のメモリは、浮遊ゲートの代わりに窒化シリコンのような電荷蓄積層を用いることで、従来の浮遊ゲート型メモリにおいて問題となっていた隣接セル間干渉や、トンネル絶縁膜の欠陥による保持データの破損などが低減されると考えられている。   For example, a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor) structure memory using insulating silicon nitride as a charge retention layer has been conventionally used by using a charge storage layer such as silicon nitride instead of a floating gate. It is considered that interference between adjacent cells, which is a problem in the floating gate type memory, and damage of retained data due to a defect of the tunnel insulating film are reduced.

しかしながら、MONOS型メモリのような絶縁性の電荷蓄積層を有する不揮発性半導体記憶装置を実用化するにあたり、繰り返し動作の信頼性が低いことが問題となっている(例えば、非特許文献1参照)。すなわち、繰り返し印加される書き込み及び消去動作のストレスによって、メモリセルにおいて絶縁破壊が発生する。また、絶縁性の電荷蓄積層を有するSilicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon構造のメモリ(例えば、非特許文献2参照)や、電荷蓄積層としてナノクリスタルを用いるメモリ(例えば、非特許文献3参照)においても、同様の絶縁破壊が発生し、繰り返し動作の信頼性が問題である。   However, when a nonvolatile semiconductor memory device having an insulating charge storage layer such as a MONOS type memory is put to practical use, there is a problem that reliability of repeated operation is low (for example, see Non-Patent Document 1). . That is, dielectric breakdown occurs in the memory cell due to stress of repetitively applied write and erase operations. In addition, a memory having a silicon-oxide-nitride-oxide-silicon structure having an insulating charge storage layer (see, for example, Non-Patent Document 2) and a memory using nanocrystals as a charge storage layer (see, for example, Non-Patent Document 3) ), The same dielectric breakdown occurs, and the reliability of repeated operation is a problem.

なお、浮遊ゲート型の不揮発性半導体記憶装置において、チャネル電流が流れない状態にてゲート絶縁膜に電圧ストレスを印加して、ゲート絶縁膜にトラップされていた電子を浮遊ゲート側に引き抜くことによって書き込み特性を回復させる技術が開示されている(例えば、特許文献1)。   Note that in a floating gate type nonvolatile semiconductor memory device, writing is performed by applying voltage stress to the gate insulating film in a state where channel current does not flow and extracting electrons trapped in the gate insulating film to the floating gate side. A technique for restoring characteristics is disclosed (for example, Patent Document 1).

特開平7−122091号公報JP-A-7-1222091

“Nitride Engineering and The Effect of Interface on Charge Trap Flash Performance and Reliability”, IEEE CFP08RPS-CDR 46th Annual International Reliability Physics Symposium Proceedings, Phoenix, pp.406-410, 2008.“Nitride Engineering and The Effect of Interface on Charge Trap Flash Performance and Reliability”, IEEE CFP08RPS-CDR 46th Annual International Reliability Physics Symposium Proceedings, Phoenix, pp.406-410, 2008. “Polarity-Dependent Device Degradation in SONOS Transistors Due to Gate Conduction under Nonvolatile Memory Operations”, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol.6 No.2, pp.334-342 June 2006.“Polarity-Dependent Device Degradation in SONOS Transistors Due to Gate Conduction under Nonvolatile Memory Operations”, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol.6 No.2, pp.334-342 June 2006. “Performance and Reliability Features of Advanced Nonvolatile Memories Based on Discrete Traps (Silicon Nanocrystals, SONOS)”, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol.4 No.3, pp.377-389, September 2004.“Performance and Reliability Features of Advanced Nonvolatile Memories Based on Discrete Traps (Silicon Nanocrystals, SONOS)”, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, vol.4 No.3, pp.377-389, September 2004.

本発明は、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法を提供する。   The present invention provides a nonvolatile semiconductor memory device and a driving method thereof in which the repetitive operation reliability of a charge storage type memory cell is improved.

本発明の一態様によれば、チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、前記積層構造体の上に設けられたゲート電極と、を有するメモリセルと、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、前記第1パルスの印加の回数に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置が提供される。   According to one embodiment of the present invention, a semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel, a first insulating film provided on the channel, and the first insulating film A memory cell having a stacked structure including a charge storage layer provided on the gate electrode, a gate electrode provided on the stacked structure, and a potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer. Then, a first pulse for performing one of data writing and erasing is applied between the semiconductor layer and the gate electrode, and based on the number of times of application of the first pulse, the gate more than the semiconductor layer. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a drive unit that applies a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by increasing an electrode potential between the semiconductor layer and the gate electrode Proposed It is.

本発明の他の一態様によれば、チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、前記積層構造体の上に設けられたゲート電極と、を有するメモリセルと、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、予め定められた時間に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置が提供される。   According to another aspect of the present invention, a semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel, a first insulating film provided on the channel, and the first A memory cell having a stacked structure including a charge storage layer provided on the insulating film; a gate electrode provided on the stacked structure; and a potential of the gate electrode relative to the semiconductor layer. And applying a first pulse for writing or erasing data between the semiconductor layer and the gate electrode and reducing the gate electrode from the semiconductor layer based on a predetermined time. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a driving unit that applies a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by increasing the potential of the semiconductor layer between the semiconductor layer and the gate electrode. Provided That.

本発明の他の一態様によれば、チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、前記積層構造体電荷蓄積層の上に設けられたゲート電極と、を有するメモリセルと、起動信号が入力される入力部と、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、前記入力部に入力された前記起動信号に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置が提供される。
本発明の他の一態様によれば、チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜及び前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層を有する積層構造体と、前記電荷蓄積層の上に設けられたゲート電極と、を有するメモリセルを有する不揮発性半導体記憶装置の駆動方法であって、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、前記第1パルスの印加の回数に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の駆動方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel, a first insulating film provided on the channel, and the first A memory cell having a stacked structure having a charge storage layer provided on an insulating film, a gate electrode provided on the stacked structure charge storage layer, and an input to which a start signal is input And applying a first pulse between the semiconductor layer and the gate electrode for lowering the potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer and writing or erasing data. Based on the input start signal, a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by applying a potential of the gate electrode higher than that of the semiconductor layer is applied between the semiconductor layer and the gate electrode. With drive The nonvolatile semiconductor memory device characterized by comprising a are provided.
According to another aspect of the present invention, a semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel, a first insulating film and the first insulation provided on the channel A driving method of a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell having a stacked structure having a charge storage layer provided on a film and a gate electrode provided on the charge storage layer, A first pulse for writing or erasing data with a potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer is applied between the semiconductor layer and the gate electrode, and the number of times the first pulse is applied And applying a second pulse for injecting electrons into the stacked structure with a potential of the gate electrode higher than that of the semiconductor layer, between the semiconductor layer and the gate electrode. Method for driving the nonvolatile semiconductor memory device is provided.

本発明によれば、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法が提供される。   According to the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device and a driving method thereof in which repetitive operation reliability of charge storage type memory cells is improved.

本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。1 is a schematic view illustrating the configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the invention. 本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention. 本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。FIG. 4 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention. 本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 4 is a graph illustrating characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention. 比較例の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of a nonvolatile semiconductor memory device of a comparative example. 比較例の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。6 is a schematic view illustrating the operation of a nonvolatile semiconductor memory device of a comparative example. FIG. 比較例の不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。It is a graph which illustrates the characteristic of the non-volatile semiconductor memory device of a comparative example. 本発明の第1の実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 6 is a graph illustrating characteristics of another nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention. 本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。FIG. 6 is a schematic view illustrating the operation of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the invention. 本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。FIG. 6 is a graph illustrating characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the invention. 本発明の第2の実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating the operation of another nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the invention. 本発明の第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the invention. 本発明の第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating the operation of a nonvolatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the invention. 本発明の第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the invention. 本発明の第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating the operation of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fourth embodiment of the invention. 本発明の第5の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。FIG. 9 is a schematic view illustrating the configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth embodiment of the invention. 本発明の第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating the configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to a sixth embodiment of the invention. 本発明の第7の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。FIG. 16 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the seventh embodiment of the invention. 本発明の第8の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。FIG. 10 is a schematic view illustrating the configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to an eighth embodiment of the invention. 本発明の第9の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の駆動方法を例示するフローチャート図である。FIG. 25 is a flowchart illustrating a method for driving a nonvolatile semiconductor memory device according to a ninth embodiment of the invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the ratio coefficient of the size between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratio coefficient may be represented differently depending on the drawing.
Further, in the present specification and each drawing, the same reference numerals are given to the same elements as those described above with reference to the previous drawings, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。
すなわち、同図は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101のメモリセルの構成を模式的断面図として例示しており、1つのトランジスタ型メモリセルを表している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention.
That is, this figure illustrates the configuration of the memory cell of the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to the first embodiment of the present invention as a schematic cross-sectional view, and represents one transistor type memory cell.

図1に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101は、チャネル1aとチャネル1aの両側に設けられたソース領域2a及びドレイン領域2bとを有する半導体層1を有す。そして、半導体層1の上には、電荷蓄積層3Bを含む積層構造体(積層絶縁膜)3が設けられている。そして、積層構造体3の上にゲート電極4が設けられている。積層構造体3は、電荷蓄積層3Bと、電荷蓄積層3Bと半導体層1との間に設けられた第1絶縁膜3Aと、電荷蓄積層3Bとゲート電極4との間に設けられた第2絶縁膜3Cと、を有する。   As shown in FIG. 1, the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to this embodiment includes a semiconductor layer 1 having a channel 1a and a source region 2a and a drain region 2b provided on both sides of the channel 1a. On the semiconductor layer 1, a laminated structure (laminated insulating film) 3 including a charge storage layer 3B is provided. A gate electrode 4 is provided on the laminated structure 3. The laminated structure 3 includes a charge storage layer 3B, a first insulating film 3A provided between the charge storage layer 3B and the semiconductor layer 1, and a first insulating film provided between the charge storage layer 3B and the gate electrode 4. 2 insulating film 3C.

そして、このような構造を有するメモリセル8に、駆動部20が接続されている。駆動部20は、半導体層1及びゲート電極4に接続され、半導体層1及びゲート電極4との間に印加される電圧を供給する出力部21と、出力部21に接続された制御部22と、を有する。   The drive unit 20 is connected to the memory cell 8 having such a structure. The driving unit 20 is connected to the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4, an output unit 21 that supplies a voltage applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4, and a control unit 22 connected to the output unit 21. Have.

第1絶縁膜3Aには、例えば厚さ4nmのSiO膜が用いられる。そして、電荷蓄積層3Bとしては、例えば厚さ5nmのSi膜が用いられる。そして、第2絶縁膜3Cには、例えば厚さ17nmのAl膜が用いられる。第1絶縁膜3Aは例えばトンネル絶縁膜であり、第2絶縁膜3Cは例えばブロック絶縁膜である。そして、ゲート電極4には、nポリシリコンを用いることができる。すなわち、本具体例のメモリセル8は、MONOS型のメモリセルである。 For example, a 4 nm thick SiO 2 film is used for the first insulating film 3A. For example, a 5 nm thick Si 3 N 4 film is used as the charge storage layer 3B. For the second insulating film 3C, for example, an Al 2 O 3 film having a thickness of 17 nm is used. The first insulating film 3A is, for example, a tunnel insulating film, and the second insulating film 3C is, for example, a block insulating film. The gate electrode 4 can be made of n + polysilicon. That is, the memory cell 8 of this specific example is a MONOS type memory cell.

なお、不揮発性半導体記憶装置101は、第1絶縁膜3Aと第2絶縁膜3Cとの間の界面に電荷を捕獲する界面トラップ型の不揮発性半導体記憶装置とすることもできる。この場合は絶縁膜と絶縁膜との間の界面が電荷蓄積層3Bとみなされる。   Note that the nonvolatile semiconductor memory device 101 may be an interface trap type nonvolatile semiconductor memory device that captures charges at the interface between the first insulating film 3A and the second insulating film 3C. In this case, the interface between the insulating film and the insulating film is regarded as the charge storage layer 3B.

さらには、電荷蓄積層3Bの内部や、第1絶縁膜3Aと電荷蓄積層3Bとの間の界面、並びに、電荷蓄積層3Bと第2絶縁膜3Cとの間の界面に、電荷を捕獲するナノドット(ナノクリスタル)が埋め込まれた構造のナノドット層を有する不揮発性半導体記憶装置とすることもできる。また、電荷蓄積層3Bをナノドット層としてもよい。なお上記のナノドットとは、シリコンやゲルマニウム、あるいは有機物や金属の粒状物のことで、サイズが0.5nmから3nmである。ナノドットは、1つのメモリセルの中に十分な個数を収めるために、できるだけ小さな粒状物であることが望ましく、そのサイズは0.5nmから2nmであることが望ましい。   Further, charges are trapped in the charge storage layer 3B, at the interface between the first insulating film 3A and the charge storage layer 3B, and at the interface between the charge storage layer 3B and the second insulating film 3C. A nonvolatile semiconductor memory device having a nanodot layer with a structure in which nanodots (nanocrystals) are embedded can also be provided. Further, the charge storage layer 3B may be a nanodot layer. The nanodots are silicon, germanium, or organic or metal particles, and have a size of 0.5 nm to 3 nm. Nanodots are preferably as small as possible in order to fit a sufficient number in one memory cell, and the size is preferably 0.5 nm to 2 nm.

電荷蓄積層3Bは、注入された電荷を捕獲する機能を有す。電荷蓄積層3Bは、例えば、離散トラップを有する。離散トラップは空間的に分布しており、電荷蓄積層3B中に、または、電荷蓄積層3Bの半導体層1の側(すなわち、第1絶縁膜3Aの側)の界面付近、または、電荷蓄積層3Bの第2絶縁膜3Cの側の界面付近に分布している。電荷蓄積層3Bには、例えば窒化シリコン膜を用いることができ、また、離散トラップの密度が高い金属酸化膜などを用いることもできる。また、離散トラップを有する複数の材料を積層して電荷蓄積層3Bを構成することも可能である。さらに、電荷蓄積層3Bには、電荷蓄積層3Bの中に離散トラップを有していない絶縁層を適用することもできる。   The charge storage layer 3B has a function of capturing the injected charge. The charge storage layer 3B has, for example, discrete traps. The discrete traps are spatially distributed, in the charge storage layer 3B, in the vicinity of the interface of the charge storage layer 3B on the semiconductor layer 1 side (that is, on the first insulating film 3A side), or in the charge storage layer. It is distributed near the interface on the 3B second insulating film 3C side. For example, a silicon nitride film can be used for the charge storage layer 3B, and a metal oxide film having a high density of discrete traps can also be used. It is also possible to form the charge storage layer 3B by laminating a plurality of materials having discrete traps. Furthermore, an insulating layer that does not have a discrete trap in the charge storage layer 3B can be applied to the charge storage layer 3B.

図1に例示したように、不揮発性半導体記憶装置101は、積層構造体3によって構成されたメモリセル8を有するMONOS型の不揮発性半導体記憶装置である。なお、SONOS型(Semiconductor-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)型としても良い。   As illustrated in FIG. 1, the non-volatile semiconductor memory device 101 is a MONOS type non-volatile semiconductor memory device having memory cells 8 constituted by the stacked structure 3. A SONOS type (Semiconductor-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor) type may be used.

ただし、後述するように第2絶縁膜3Cを省略することもでき、すなわち、MNOS(Metal-Nitride-Oxide-Semiconductor)型構造の不揮発性半導体記憶装置とすることもできる。以下では、図1に例示したMONOS型構造を例にして説明する。   However, as will be described later, the second insulating film 3C can be omitted, that is, a non-volatile semiconductor memory device having a MNOS (Metal-Nitride-Oxide-Semiconductor) type structure can be provided. Hereinafter, the MONOS structure illustrated in FIG. 1 will be described as an example.

上記において、第1絶縁膜3AにSiO膜を用い、電荷蓄積層3BにSi膜を用い、第2絶縁膜3CにAl膜を用いた例を説明したが、これらに用いる材料は任意である。 In the above description, the SiO 2 film is used as the first insulating film 3A, the Si 3 N 4 film is used as the charge storage layer 3B, and the Al 2 O 3 film is used as the second insulating film 3C. The material used is arbitrary.

電荷蓄積層3Bには、例えば、窒化シリコン(Si)、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(Al)、酸窒化アルミニウム(AlON)、ハフニア(HfO)、ハフニウム・アルミネート(HfAlO)、窒化ハフニア(HfON)、窒化ハフニウム・アルミネート(HfAlON)、ハフニウム・シリケート(HfSiO)、窒化ハフニウム・シリケート(HfSiON)、酸化ランタン(La)及びランタン・アルミネート(LaAlO)等を用いることができる。また、電荷蓄積層3Bには、これらの材料から選択された少なくともいずれかの材料の層を積層した構造を用いることもできる。 The charge storage layer 3B includes, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxynitride (AlON), hafnia (HfO 2 ), hafnium aluminum Nate (HfAlO 3 ), Hafnia nitride (HfON), Hafnium nitride aluminate (HfAlON), Hafnium silicate (HfSiO), Hafnium nitride silicate (HfSiON), Lanthanum oxide (La 2 O 3 ) and Lanthanum aluminate ( LaAlO 3 ) or the like can be used. The charge storage layer 3B may have a structure in which layers of at least one material selected from these materials are stacked.

また、第1絶縁膜3Aには、例えば、酸化シリコン(SiO)窒化シリコン(Si)、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(Al)、酸窒化アルミニウム(AlON)、ハフニア(HfO)、ハフニウム・アルミネート(HfAlO)、窒化ハフニア(HfON)、窒化ハフニウム・アルミネート(HfAlON)、ハフニウム・シリケート(HfSiO)、窒化ハフニウム・シリケート(HfSiON)、酸化ランタン(La)及びランタン・アルミネート(LaAlO)等を用いることができる。また、電荷蓄積層3Bには、これらの材料から選択された少なくともいずれかの材料の層を積層した構造を用いることもできる。 The first insulating film 3A includes, for example, silicon oxide (SiO 2 ) silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxynitride (AlON), Hafnia (HfO 2 ), hafnium aluminate (HfAlO 3 ), nitrided hafnia (HfON), nitrided hafnium aluminate (HfAlON), hafnium silicate (HfSiO), nitrided hafnium silicate (HfSiON), lanthanum oxide (La 2) O 3 ) and lanthanum aluminate (LaAlO 3 ) can be used. The charge storage layer 3B may have a structure in which layers of at least one material selected from these materials are stacked.

また、第2絶縁膜3Cには、例えば、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(Al)、酸窒化アルミニウム(AlON)、ハフニア(HfO)、ハフニウム・アルミネート(HfAlO)、窒化ハフニア(HfON)、窒化ハフニウム・アルミネート(HfAlON)、ハフニウム・シリケート(HfSiO)、窒化ハフニウム・シリケート(HfSiON)、酸化ランタン(La)及びランタン・アルミネート(LaAlO)、ランタンアルミシリケート(LaAlSiO)等を用いることができる。また、電荷蓄積層3Bの場合と同様に、また、第2絶縁膜3Cにはこれらの材料から選択された少なくともいずれかの材料の層を積層した構造を用いることもできる。 The second insulating film 3C includes, for example, silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum oxynitride (AlON), hafnia (HfO 2 ), hafnium-aluminate (HfAlO 3 ), Nitrided hafnia (HfON), nitrided hafnium aluminate (HfAlON), hafnium silicate (HfSiO), hafnium nitride silicate (HfSiON), lanthanum oxide (La 2 O 3 ) and lanthanum aluminate (LaAlO 3 ), lanthanum aluminum Silicate (LaAlSiO) or the like can be used. Similarly to the case of the charge storage layer 3B, the second insulating film 3C may have a structure in which layers of at least one material selected from these materials are stacked.

また、半導体層1には、シリコン、SiGe、SiGeC、Ge等の各種の半導体基板を用いることができる。さらに、半導体層1には、SOI(Silicon on Insulator)層やGOI(Germanium on Insulator)層及びSGOI層等を用いることもできる。   For the semiconductor layer 1, various semiconductor substrates such as silicon, SiGe, SiGeC, and Ge can be used. Furthermore, an SOI (Silicon on Insulator) layer, a GOI (Germanium on Insulator) layer, an SGOI layer, or the like can be used for the semiconductor layer 1.

また、メモリセル8は、例えば半導体層1の主面が基板の主面と交差する縦型の構造を有することもできる。   The memory cell 8 may have a vertical structure in which, for example, the main surface of the semiconductor layer 1 intersects the main surface of the substrate.

なお、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101において、導電型は任意である。以下では不揮発性半導体記憶装置101がNチャネル型のメモリセル8を有する場合として説明する。   In the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to this embodiment, the conductivity type is arbitrary. Hereinafter, the case where the nonvolatile semiconductor memory device 101 has the N-channel type memory cell 8 will be described.

すなわち、積層構造体3の上にゲート電極4が形成され、例えばゲート電極4をマスクとして、P型の半導体層1にN型の不純物をイオン注入することにより、半導体層1においてN型のソース領域2a及びドレイン領域2bが形成される。そして、ソース領域2aとドレイン領域2bとの間の半導体層1にチャネル1aが形成される。
なお、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101は、Nチャネル型に限らず、Pチャネル型にも適用可能である。その際、ソース領域2a及びドレイン領域2bと半導体層1との不純物が逆極性となる。
That is, a gate electrode 4 is formed on the stacked structure 3, and an N-type source is formed in the semiconductor layer 1 by ion-implanting an N-type impurity into the P-type semiconductor layer 1 using the gate electrode 4 as a mask. Region 2a and drain region 2b are formed. Then, a channel 1a is formed in the semiconductor layer 1 between the source region 2a and the drain region 2b.
Note that the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to the present embodiment is not limited to the N-channel type but can be applied to the P-channel type. At that time, the impurities in the source region 2a and drain region 2b and the semiconductor layer 1 have opposite polarities.

以下、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101の動作、及び、本発明の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の駆動方法に関して説明する。以下の動作及び駆動方法は、駆動部20によって実現される。   Hereinafter, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to the present embodiment and the driving method of the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention will be described. The following operations and driving methods are realized by the driving unit 20.

なお、以下では、メモリセル8へのデータの書き込みが、半導体層1の電位よりもゲート電極4の電位が高い場合に行われ、メモリセル8に書き込まれたデータの消去が、半導体層1の電位よりもゲート電極4の電位が低い場合に行われるものとして説明する。すなわち、例えば、データの書き込みが電荷蓄積層3Bへの電子の注入と捕獲であり、データの消去が電荷蓄積層3Bへの正孔の注入と捕獲である場合として説明する。また、以下では、半導体層1を基準にした時のゲート電極4の電位をゲート電圧Vgとする。   In the following, data writing to the memory cell 8 is performed when the potential of the gate electrode 4 is higher than the potential of the semiconductor layer 1, and erasing of the data written to the memory cell 8 is performed on the semiconductor layer 1. The description will be made assuming that the process is performed when the potential of the gate electrode 4 is lower than the potential. That is, for example, a case where data writing is injection and capture of electrons into the charge storage layer 3B and data erasing is injection and capture of holes into the charge storage layer 3B will be described. Hereinafter, the potential of the gate electrode 4 when the semiconductor layer 1 is used as a reference is referred to as a gate voltage Vg.

図2は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
図2に表したように、不揮発性半導体記憶装置101においては、まず、メモリセル8へデータ書き込みを行う(ステップS110)。すなわち、書き込み動作が行われる。
すなわち、図3に表したように、不揮発性半導体記憶装置101のメモリセル8において、半導体層1の電位よりも電位が高い書き込みパルスPw(第3パルスP3)がゲート電極4に印加される。すなわち、正極性の書き込みパルスPwがゲート電極4に印加される。書き込みパルスPwの電圧(書き込みパルス電圧Vw)は例えば10V〜30Vであり、また、書き込みパルスPwの印加の時間(書き込みパルス時間幅Tw)は10μs〜100μsである。ただし、本発明において、書き込みパルスPwにおける電圧と印加の時間は任意である。これにより、不揮発性半導体記憶装置101に所望のデータが記憶される。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 3 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention.
As shown in FIG. 2, in the nonvolatile semiconductor memory device 101, first, data is written to the memory cell 8 (step S110). That is, a write operation is performed.
That is, as shown in FIG. 3, the write pulse Pw (third pulse P <b> 3) having a higher potential than the potential of the semiconductor layer 1 is applied to the gate electrode 4 in the memory cell 8 of the nonvolatile semiconductor memory device 101. That is, a positive write pulse Pw is applied to the gate electrode 4. The voltage of the write pulse Pw (write pulse voltage Vw) is, for example, 10 V to 30 V, and the application time of the write pulse Pw (write pulse time width Tw) is 10 μs to 100 μs. However, in the present invention, the voltage in the write pulse Pw and the application time are arbitrary. Thereby, desired data is stored in the nonvolatile semiconductor memory device 101.

この後、メモリセル8に記憶されたデータが任意の保持期間Thに渡って保持される(ステップS120)。
この時、図3に表したように、保持期間Thにおけるゲート電圧Vgは、書き込みパルス電圧Vwよりも低い電圧とされ、本具体例では0Vである。ただし、上記の保持期間Thにおけるゲート電圧Vgは、書き込まれたデータに実質的に影響を与えない電圧であれば良く、メモリセル8の設計によって所定の値に定められる。例えば、保持期間Thにおけるゲート電圧Vgの絶対値は、書き込みパルス電圧Vwの絶対値及び後述する消去パルス電圧Veの絶対値よりも低く設定される。
Thereafter, the data stored in the memory cell 8 is held for an arbitrary holding period Th (step S120).
At this time, as shown in FIG. 3, the gate voltage Vg in the holding period Th is lower than the write pulse voltage Vw, and is 0 V in this specific example. However, the gate voltage Vg in the holding period Th may be a voltage that does not substantially affect the written data, and is set to a predetermined value depending on the design of the memory cell 8. For example, the absolute value of the gate voltage Vg in the holding period Th is set lower than the absolute value of the write pulse voltage Vw and the absolute value of an erase pulse voltage Ve described later.

なお、この保持期間Thの時間の長さは、不揮発性半導体記憶装置101の使用状態によって定められるものであり、任意である。また、場合によっては、このデータの保持のステップS120は省略され、上記のステップS110から直接以下のステップS130に移行する場合があっても良い。   The length of the holding period Th is determined by the usage state of the nonvolatile semiconductor memory device 101 and is arbitrary. In some cases, the data holding step S120 may be omitted, and the process may directly move from step S110 to the following step S130.

そして、保持しているデータを書き換えたり消去したりする時に、例えば、所定のトリガを得て、次のステップに進行し、メモリセル8へのデータ消去を行う(ステップS130)。すなわち、消去動作を行う。これは、メモリセル8に一度書き込まれたデータを消去する動作であり、例えば、メモリセル8に新しいデータを書き込む等の前に実行される動作である。
この時、図3に表したように、半導体層1の電位よりも電位が低い消去パルスPe(第1パルスP1)がゲート電極4に印加される。すなわち、負極性の消去パルスPeがゲート電極4に印加される。消去パルスPeの電圧(消去パルス電圧Ve)は例えば−10V〜−30Vであり、またその印加の時間(消去パルス時間幅Te)は1ms〜10msである。ただし、本発明において、消去パルスPeにおける電圧と印加の時間は任意である。これにより、不揮発性半導体記憶装置101に記憶されたデータが消去され、例えば新しいデータを書き込む準備がなされる。
Then, when the held data is rewritten or erased, for example, a predetermined trigger is obtained and the process proceeds to the next step to erase the data in the memory cell 8 (step S130). That is, an erase operation is performed. This is an operation of erasing data once written in the memory cell 8, and is an operation executed before writing new data in the memory cell 8, for example.
At this time, as shown in FIG. 3, an erase pulse Pe (first pulse P <b> 1) having a potential lower than that of the semiconductor layer 1 is applied to the gate electrode 4. That is, the negative erase pulse Pe is applied to the gate electrode 4. The voltage of the erase pulse Pe (erase pulse voltage Ve) is, for example, −10 V to −30 V, and the application time (erase pulse time width Te) is 1 ms to 10 ms. However, in the present invention, the voltage and application time in the erase pulse Pe are arbitrary. As a result, the data stored in the nonvolatile semiconductor memory device 101 is erased, and preparations for writing new data, for example, are made.

そして、上記の書き込み動作のステップS110と消去動作のステップS130とが繰り返される。なお、この時、上記のデータの保持のステップS120も一緒に繰り返される。   Then, step S110 of the write operation and step S130 of the erase operation are repeated. At this time, the data holding step S120 is also repeated.

そして、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101の動作及び駆動方法においては、上記の消去動作のステップS130が繰り返して行われる回数が一定の回数に到達した時に、半導体層1に対してゲート電極4の電位が正となる回復パルスPrを半導体層1とゲート電極4との間に印加する(ステップS150)。   In the operation and driving method of the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to the present embodiment, when the number of times that the above-described erase operation step S130 is repeated reaches a certain number, the gate is formed with respect to the semiconductor layer 1. A recovery pulse Pr that makes the potential of the electrode 4 positive is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4 (step S150).

例えば、本具体例では、図2に表したように、初期状態において回数nを0としておく(ステップS105)。回数nは、上記の書き込み動作(ステップS110)及び消去動作(ステップS130)が実行される回数であり、回数nは0以上の整数である。そして、1回目の動作においてまず、nをn+1の1とする(ステップS106)。その後、上記のステップS110、ステップS120及びステップS130を実行する。   For example, in this specific example, as shown in FIG. 2, the number n is set to 0 in the initial state (step S105). The number n is the number of times the above write operation (step S110) and erase operation (step S130) are executed, and the number n is an integer of 0 or more. In the first operation, first, n is set to 1 of n + 1 (step S106). Then, said step S110, step S120, and step S130 are performed.

そして、回数nが予め定められた設定回数N(予め定められた値)以上かどうかを判断する(ステップS140)。設定回数Nは任意であり、また、後述するように、書き込み動作と消去動作の実施の累積回数に従って変えても良いが、ここでは、設定回数Nが例えば10回とする。この時、回数nが設定回数Nよりも小さい場合、ステップS106に戻り、上記のステップS110、ステップS120及びステップS130が繰り返して行われる。すなわち、例えば上記のステップS110、ステップS120及びステップS130が9回繰り返して行われる。   And it is judged whether the frequency | count n is more than the predetermined setting frequency | count N (predetermined value) (step S140). The set number N is arbitrary, and may be changed according to the cumulative number of executions of the write operation and the erase operation, as will be described later. Here, the set number N is, for example, 10 times. At this time, if the number n is smaller than the set number N, the process returns to step S106, and the above steps S110, S120, and S130 are repeated. That is, for example, step S110, step S120, and step S130 described above are repeated nine times.

そして、ステップS140において、回数nが設定回数Nに到達した時、すなわち、回数nが設定回数N以上になった時に、上記のステップS150に進む。すなわち、例えば上記のステップS110、ステップS120及びステップS130が10回繰り返して行われた時に、次のステップS150を実施する。   In step S140, when the number n reaches the set number N, that is, when the number n becomes equal to or greater than the set number N, the process proceeds to step S150. That is, for example, when step S110, step S120, and step S130 are repeated 10 times, the next step S150 is performed.

そして、図3に表したように、ステップS150においては、回復パルスPr(第2パルスP2)が例えばゲート電極4に印加される。回復パルスPrは、半導体層1に対してゲート電極4の電位が正となる電圧である。そして、この回復パルスPrの印加によって積層構造体3へ電子が注入される。
回復パルスPrの電圧(回復パルス電圧Vr)は例えば、10〜30Vであり、回復パルスPrの印加の時間(回復パルス時間幅Tr)は例えば100μsよりも長く10s以下である。ただし、本発明は、これに限らず、回復パルスPrにおける回復パルス電圧Vrと回復パルス時間幅Trは任意である。なお、ここで、回復パルスPrを印加する動作を、「回復動作」と呼ぶことにする。
As shown in FIG. 3, in step S <b> 150, the recovery pulse Pr (second pulse P <b> 2) is applied to the gate electrode 4, for example. The recovery pulse Pr is a voltage at which the potential of the gate electrode 4 becomes positive with respect to the semiconductor layer 1. Then, electrons are injected into the laminated structure 3 by applying the recovery pulse Pr.
The voltage of the recovery pulse Pr (recovery pulse voltage Vr) is, for example, 10 to 30 V, and the application time of the recovery pulse Pr (recovery pulse time width Tr) is, for example, longer than 100 μs and not longer than 10 s. However, the present invention is not limited to this, and the recovery pulse voltage Vr and the recovery pulse time width Tr in the recovery pulse Pr are arbitrary. Here, the operation of applying the recovery pulse Pr is referred to as “recovery operation”.

そして、上記の回復パルスPrの印加の後、半導体層1に対してゲート電極4の電位が負となる初期化パルスPi(第4パルスP4)を半導体層1とゲート電極4との間に印加してメモリセルを初期化する(ステップS160)。
すなわち、図3に表したように、ゲート電極4に初期化パルスPiを印加する。初期化パルスPiの電圧は、半導体層1に対してゲート電極4の電位が負となる電圧である。これにより、例えば、電荷蓄積層3Bに正孔が注入され、メモリセル8のデータ記憶状態が初期化される。なお、初期化パルスPiの電圧を初期化パルス電圧Viとし、その印加の時間を初期化パルス時間幅Tiとする。初期化パルス電圧Vi及び初期化パルス時間幅Tiは任意である。なお、初期化パルスPiを印加する動作を「初期化動作」と呼ぶことにする。
After the application of the recovery pulse Pr, an initialization pulse Pi (fourth pulse P4) that makes the potential of the gate electrode 4 negative with respect to the semiconductor layer 1 is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4. Then, the memory cell is initialized (step S160).
That is, as shown in FIG. 3, the initialization pulse Pi is applied to the gate electrode 4. The voltage of the initialization pulse Pi is a voltage at which the potential of the gate electrode 4 is negative with respect to the semiconductor layer 1. Thereby, for example, holes are injected into the charge storage layer 3B, and the data storage state of the memory cell 8 is initialized. The voltage of the initialization pulse Pi is defined as an initialization pulse voltage Vi, and the application time is defined as an initialization pulse time width Ti. The initialization pulse voltage Vi and the initialization pulse time width Ti are arbitrary. The operation of applying the initialization pulse Pi is referred to as “initialization operation”.

そして、再びステップS105に戻り、回数nを0にして、上記の動作を繰り返す。   And it returns to step S105 again, makes the frequency | count n 0, and repeats said operation | movement.

このように、駆動部20は、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスP1を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。そして、第1パルスP1の印加の回数nに基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3へ電子を注入する第2パルスP2(回復パルスPr)を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。ここでは、第1パルスP1は消去パルスPeであり、消去の動作の回数に基づいて、回復パルスPrが印加される。
この回復パルスPrの印加により、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させることができる。
As described above, the driving unit 20 lowers the potential of the gate electrode 4 lower than that of the semiconductor layer 1 and performs the first pulse P <b> 1 for writing or erasing data between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4. Apply. Then, based on the number n of times of application of the first pulse P1, the potential of the gate electrode 4 is made higher than that of the semiconductor layer 1, and the second pulse P2 (recovery pulse Pr) for injecting electrons into the stacked structure 3 is used as the semiconductor. Applied between layer 1 and gate electrode 4. Here, the first pulse P1 is the erase pulse Pe, and the recovery pulse Pr is applied based on the number of erase operations.
By applying the recovery pulse Pr, it is possible to improve the reliability of repeated operation of the charge storage type memory cell.

なお、上記のように、本具体例では、消去パルスPeが第1パルスP1であり、回復パルスPrが第2パルスP2である。この時、書き込みパルスPwを第3パルスP3とする。すなわち、駆動部20は、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして前記データの書き込み及び消去のいずれか他方の動作(本具体例では書き込み動作)を行う第3パルス(書き込みパルスPw)を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。   As described above, in this specific example, the erase pulse Pe is the first pulse P1, and the recovery pulse Pr is the second pulse P2. At this time, the write pulse Pw is set to the third pulse P3. That is, the drive unit 20 makes the potential of the gate electrode 4 higher than that of the semiconductor layer 1 and performs the other operation (write operation in this example) of the data write and erase (write pulse Pw). ) Is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4.

図4は、本発明の第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、不揮発性半導体記憶装置101において、上記の書き込み動作及び消去動作を繰り返して実行した場合のフラットバンド電圧の測定結果を例示している。同図において、横軸は書き込み動作と消去動作の繰り返しの回数nであり、縦軸は書き込み動作後のフラットバンド電圧Vfbw及び消去動作後のフラットバンド電圧Vfbeを表す。なお、本測定実験では、回数nの最大は1万回であり、すなわち、書き込み動作と消去動作は1万回繰り返して行われた。
FIG. 4 is a graph illustrating characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention.
That is, this figure illustrates the measurement result of the flat band voltage when the above-described write operation and erase operation are repeatedly executed in the nonvolatile semiconductor memory device 101. In the figure, the horizontal axis represents the number of repetitions n of the write operation and the erase operation, and the vertical axis represents the flat band voltage Vfbw after the write operation and the flat band voltage Vfbe after the erase operation. In this measurement experiment, the maximum number of times n was 10,000, that is, the write operation and the erase operation were repeated 10,000 times.

また、本具体例では、書き込みパルス電圧Vwは22Vであり、書き込みパルス時間幅Twは100μsである。一方、消去パルス電圧Veは−23Vであり、消去パルス時間幅Teは10msである。そして、回復パルス電圧Vrは22Vで、回復パルス時間幅Trは100msとした。そして、設定回数Nは10とした。すなわち、書き込み動作と消去動作の繰り返しの回数nが10回に1回、上記の回復パルスPrが印加された。そして、各回復パルスPrの印加の後に初期化パルスPiを印加し、その時、初期化パルス電圧Viは−23Vで、初期化パルス時間幅Tiは10msとした。   In this specific example, the write pulse voltage Vw is 22 V, and the write pulse time width Tw is 100 μs. On the other hand, the erase pulse voltage Ve is −23V, and the erase pulse time width Te is 10 ms. The recovery pulse voltage Vr was 22 V and the recovery pulse time width Tr was 100 ms. The set number N is set to 10. That is, the above-mentioned recovery pulse Pr was applied with the number of repetitions n of the write operation and the erase operation once every 10 times. Then, the initialization pulse Pi was applied after the application of each recovery pulse Pr. At that time, the initialization pulse voltage Vi was −23 V, and the initialization pulse time width Ti was 10 ms.

同図に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置101においては、測定を実施した繰り返し動作の回数nが1万回まで、フラットバンド電圧Vfbw及びVfbeとも測定可能であり、また初期状態からあまり変化しなかった。すなわち、不揮発性半導体記憶装置101においては、繰り返し動作の回数nが少なくとも1万回まで素子破壊が発生しなかった。   As shown in the figure, in the nonvolatile semiconductor memory device 101 according to the present embodiment, it is possible to measure the flat band voltages Vfbw and Vfbe up to 10,000 times of the repeated operation n in which the measurement is performed. It did not change much from the initial state. That is, in the nonvolatile semiconductor memory device 101, no element breakdown occurred until the number n of repeated operations was at least 10,000.

(比較例)
図5は、比較例の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。 図6は、比較例の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
図5及び図6に表したように、比較例の不揮発性半導体記憶装置109(図示せず)においては、回復パルスPrが印加されない。
(Comparative example)
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the comparative example. FIG. 6 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device of the comparative example.
As shown in FIGS. 5 and 6, the recovery pulse Pr is not applied in the nonvolatile semiconductor memory device 109 (not shown) of the comparative example.

すなわち、まず、メモリセル8へデータ書き込みを行い(ステップS110)、その後、メモリセル8に記憶されたデータが任意の保持期間Thに渡って保持され(ステップS120)、そして、メモリセル8へのデータ消去を行う(ステップS130)。すなわち、書き込みパルスPwの印加と、任意の保持期間Thのデータの保持と、消去パルスPeの印加が繰り返し行われるだけである。そして、その繰り返しの回数nを数えることもない。   That is, first, data is written into the memory cell 8 (step S110), and then the data stored in the memory cell 8 is held for an arbitrary holding period Th (step S120). Data erasure is performed (step S130). That is, only the application of the write pulse Pw, the retention of data for an arbitrary retention period Th, and the application of the erase pulse Pe are repeated. Then, the number of repetitions n is not counted.

図7は、比較例の不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、比較例の不揮発性半導体記憶装置109において、上記の書き込み動作及び消去動作を繰り返して実行した場合のフラットバンド電圧の測定結果を例示している。なお、本測定実験では、素子が破壊されるまで上記の動作が繰り返された。
FIG. 7 is a graph illustrating characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device of the comparative example.
That is, this figure illustrates the measurement result of the flat band voltage when the above write operation and erase operation are repeatedly executed in the nonvolatile semiconductor memory device 109 of the comparative example. In this measurement experiment, the above operation was repeated until the element was destroyed.

図7に表したように、比較例の不揮発性半導体記憶装置109の場合は、繰り返し動作の回数nが1500回において、メモリセル8が絶縁破壊(破線BDで示している)を起こし、それ以上の回数nでは、書き込み動作後のフラットバンド電圧Vfbw及び消去動作後のフラットバンド電圧Vfbeとも測定できなかった。   As shown in FIG. 7, in the case of the nonvolatile semiconductor memory device 109 of the comparative example, the memory cell 8 causes dielectric breakdown (indicated by a broken line BD) when the number of repeated operations n is 1500 times, and more In the case of n, the flat band voltage Vfbw after the write operation and the flat band voltage Vfbe after the erase operation could not be measured.

このように、回復パルスPrを用いない比較例の場合は、1500回の動作において素子破壊が発生したのに対し、回復パルスPrを用いる本実施形態の不揮発性半導体記憶装置101においては、1万回以上の動作においても素子破壊は発生しなかった。このように、回復パルスPrの印加のステップS150を実施することで、MONOS型メモリセルの絶縁破壊寿命が大幅に向上する。   As described above, in the comparative example in which the recovery pulse Pr is not used, element breakdown occurs in 1500 operations, whereas in the nonvolatile semiconductor memory device 101 of the present embodiment using the recovery pulse Pr, 10,000. The device was not destroyed even in the operation more than once. As described above, by performing the step S150 of applying the recovery pulse Pr, the dielectric breakdown lifetime of the MONOS type memory cell is significantly improved.

回復パルスPrの印加による絶縁破壊寿命の向上の原理について以下に説明する。
発明者のこれまでの実験により、MONOS型メモリセルの絶縁破壊現象は、ゲート電極4に対して半導体層1を正電圧にする消去動作によって律速されていることがわかった。これは、消去動作によって、半導体層1から電荷蓄積層3Bへ注入される正孔や、ゲート電極4の側から電荷蓄積層3Bへ注入されるバックトンネル電子により、積層絶縁膜3(第1絶縁膜3A、電荷蓄積層3B及び第2絶縁膜3Cの少なくともいずれか)が劣化し、ついには絶縁破壊に至ることを示している。
The principle of improving the dielectric breakdown lifetime by applying the recovery pulse Pr will be described below.
According to the inventors' previous experiments, it has been found that the dielectric breakdown phenomenon of the MONOS type memory cell is rate-determined by the erasing operation for setting the semiconductor layer 1 to a positive voltage relative to the gate electrode 4. This is because the stacked insulating film 3 (first insulating film) is generated by holes injected from the semiconductor layer 1 to the charge storage layer 3B or back tunnel electrons injected from the gate electrode 4 side to the charge storage layer 3B by the erase operation. This indicates that at least one of the film 3A, the charge storage layer 3B, and the second insulating film 3C is deteriorated, and finally dielectric breakdown occurs.

さらに、発明者の実験によると、正孔の注入やバックトンネル電子の注入によって劣化したメモリセル8において、半導体層1に対してゲート電極4を正の極性とする電圧を印加することで積層絶縁膜3の劣化がある程度回復することが判明した。すなわち、半導体層1から積層絶縁膜3(第1絶縁膜3A、電荷蓄積層3B及び第2絶縁膜3Cの少なくともいずれか)への電子の注入により、積層絶縁膜3の劣化を回復させることができる。   Furthermore, according to the experiment by the inventors, in the memory cell 8 deteriorated by hole injection or back tunnel electron injection, a voltage with the gate electrode 4 having a positive polarity is applied to the semiconductor layer 1 to form a laminated insulation. It was found that the deterioration of the film 3 recovered to some extent. That is, the deterioration of the stacked insulating film 3 can be recovered by injecting electrons from the semiconductor layer 1 into the stacked insulating film 3 (at least one of the first insulating film 3A, the charge storage layer 3B, and the second insulating film 3C). it can.

すなわち、MONOS構造のような積層絶縁膜構造を有するメモリセルの場合、劣化や絶縁破壊現象は、メモリセルに印加する電圧の極性に依存する。例えば、消去動作のように半導体層1から正孔注入を行うような極性の電圧を印加すると、メモリセル8の劣化は促進され、ついには絶縁破壊に至る。一方、書き込み動作のように電子注入を行うような極性の電圧を印加しても絶縁破壊へ至るような劣化は起こらず、むしろ正孔注入によって劣化した部分をある程度回復させるのである。   That is, in the case of a memory cell having a laminated insulating film structure such as a MONOS structure, the deterioration or dielectric breakdown phenomenon depends on the polarity of the voltage applied to the memory cell. For example, when a voltage having such a polarity as to inject holes from the semiconductor layer 1 is applied as in the erasing operation, the deterioration of the memory cell 8 is promoted, and finally dielectric breakdown occurs. On the other hand, even if a voltage having a polarity for injecting electrons is applied as in the write operation, the deterioration leading to dielectric breakdown does not occur, but rather the portion deteriorated by hole injection is recovered to some extent.

一般的に、MONOS構造のような積層絶縁膜構造のメモリセルの場合、消去動作の方が書き込み動作よりも遅く、そのため消去パルス時間幅Teは、書き込みパルス時間幅Twよりも長い傾向にある。本具体例でも、消去パルス時間幅Teは10msであり、書き込みパルス時間幅Twの100μsよりも2桁大きい。   In general, in the case of a memory cell having a laminated insulating film structure such as a MONOS structure, the erase operation is slower than the write operation, and therefore the erase pulse time width Te tends to be longer than the write pulse time width Tw. Also in this specific example, the erase pulse time width Te is 10 ms, which is two orders of magnitude larger than the write pulse time width Tw of 100 μs.

そのため、比較例のように回復パルスPrを印加しない場合は、消去動作すなわち正孔注入によって劣化したメモリセル8は、書き込み動作による電子注入ではその電圧の印加時間が短いために回復しきれず、絶縁破壊に至ってしまう。つまり、書き込み動作による電子注入だけでは、劣化した部分を十分に回復させることはできない。書き込み動作のみで十分に劣化を回復させるために、書き込みパルスPwの印加時間を長くすることが考えられるが、この場合は書き込み動作速度の大幅な低下につながってしまう。また、書き込みパルスPwの電圧を上げることも考えられるが、書き込み動作においては個々のメモリセルに対して書き込みレベルを制御する必要があるので、むやみに高電圧で長時間の書き込みパルスPwを印加することはできない。   Therefore, when the recovery pulse Pr is not applied as in the comparative example, the memory cell 8 deteriorated by the erasing operation, that is, the hole injection, cannot be recovered due to the short application time of the voltage by the electron injection by the writing operation, and the insulation It will lead to destruction. That is, the deteriorated portion cannot be sufficiently recovered only by the electron injection by the writing operation. In order to sufficiently recover the deterioration only by the write operation, it is conceivable to lengthen the application time of the write pulse Pw. However, in this case, the write operation speed is significantly reduced. Although it is conceivable to increase the voltage of the write pulse Pw, since it is necessary to control the write level for each memory cell in the write operation, the write pulse Pw is applied for a long time with a high voltage. It is not possible.

これに対し、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置101のように、書き込み動作とは別に、回復パルスPrを適切な頻度で印加し、大量の電子を注入することで、書き込み動作の電子注入だけでは回復しきれなかった部分を補って、積層絶縁膜3における劣化を回復させることができる。すなわち、回復パルスPrの印加によって、消去動作によって劣化したメモリセル8を十分に回復させることが可能となる。その結果、絶縁破壊寿命が向上する。なお、回復パルスPrは複数のメモリセルに同時に印加することができ、その印加に必要な時間は全体として短いので実用的に問題にはならない。   On the other hand, unlike the nonvolatile semiconductor memory device 101 of this embodiment, separately from the write operation, the recovery pulse Pr is applied at an appropriate frequency and a large amount of electrons are injected, so that only the electron injection for the write operation is performed. Then, it is possible to recover the deterioration of the laminated insulating film 3 by making up for the portion that could not be recovered. That is, by applying the recovery pulse Pr, the memory cell 8 that has deteriorated due to the erase operation can be sufficiently recovered. As a result, the dielectric breakdown life is improved. Note that the recovery pulse Pr can be applied simultaneously to a plurality of memory cells, and the time required for the application is short as a whole, so there is no practical problem.

なお、特許文献1で開示された技術では、トンネルゲート絶縁膜に捕獲された電子による書き込み不良を回復させることを目的とし、捕獲された電子を引き抜くための電圧ストレス印加時にはチャネル電流が流れないようにされる。もし、チャネル電流が流れてしまうと電子を引き抜くことができず、むしろトンネルゲート絶縁膜への電子捕獲を助長する懸念もある。このため、ソース線を開放状態に置くように制御される。   The technique disclosed in Patent Document 1 aims at recovering a writing failure due to electrons trapped in the tunnel gate insulating film, so that a channel current does not flow when voltage stress is applied to extract the trapped electrons. To be. If the channel current flows, electrons cannot be extracted, and there is a concern that the electron capture into the tunnel gate insulating film is promoted. For this reason, the source line is controlled to be in an open state.

一方、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置101においては、積層絶縁膜3の絶縁破壊耐性を向上させることを意図しており、回復パルスPrによって積層構造体3へ電子を注入するために、チャネル電流が流れる状態とされる。このため、例えばソース線は解放状態ではなく、所定の電位に設定される。   On the other hand, the nonvolatile semiconductor memory device 101 of the present embodiment is intended to improve the dielectric breakdown resistance of the laminated insulating film 3, and in order to inject electrons into the laminated structure 3 by the recovery pulse Pr, A current flows. For this reason, for example, the source line is not in a released state, but is set to a predetermined potential.

なお、特許文献1が対象としている浮遊ゲート型の不揮発性半導体記憶装置では、トンネルゲート絶縁膜が比較的厚く、このために、トンネル絶縁膜に電子が捕獲されることに起因して書き込み不良が発生する。これに対し、本実施形態が対象とする電荷蓄積層型の不揮発性半導体記憶装置では、トンネルゲート絶縁膜に対応する第1絶縁膜3Aは比較的薄い。このため、本実施形態において、回復パルスPrの印加によって第1絶縁膜3Aに電子が捕獲されることは実用的には問題とならない。例えば、図4(本実施形態)及び図7(比較例)の書き込み特性(Vfbw)を比較したときに双方の書き込み特性は実質的に同様であり、回復パルスPrによって第1絶縁膜3Aの劣化は助長されないことが明らかである。   Note that in the floating gate type nonvolatile semiconductor memory device that is the subject of Patent Document 1, the tunnel gate insulating film is relatively thick, which causes a write failure due to the trapping of electrons in the tunnel insulating film. appear. In contrast, in the charge storage layer type nonvolatile semiconductor memory device targeted by the present embodiment, the first insulating film 3A corresponding to the tunnel gate insulating film is relatively thin. For this reason, in this embodiment, it is practically not a problem that electrons are captured in the first insulating film 3A by the application of the recovery pulse Pr. For example, when the write characteristics (Vfbw) of FIG. 4 (this embodiment) and FIG. 7 (comparative example) are compared, the write characteristics of both are substantially the same, and the deterioration of the first insulating film 3A due to the recovery pulse Pr. It is clear that is not encouraged.

不揮発性半導体記憶装置101において、回復パルスPrの回復パルス電圧Vrは、半導体層1から積層絶縁膜3へ電子が注入される電圧以上であれば良いが、発明者の実験によると、例えば10V以上30V以下の電圧が望ましい。すなわち、10Vより低い場合は、劣化の回復効果が低く、また、30Vよりも高い場合は、別の絶縁破壊が発生するおそれがある。また、回復パルス電圧Vrは、15V以上30V以下がより望ましい。15V以上の電圧を用いることで、劣化の回復効果がより効果的に発揮される。   In the nonvolatile semiconductor memory device 101, the recovery pulse voltage Vr of the recovery pulse Pr may be equal to or higher than the voltage at which electrons are injected from the semiconductor layer 1 into the stacked insulating film 3, but according to the experiments of the inventors, for example, 10V or higher A voltage of 30V or less is desirable. That is, when the voltage is lower than 10V, the deterioration recovery effect is low, and when the voltage is higher than 30V, another dielectric breakdown may occur. The recovery pulse voltage Vr is more preferably 15 V or more and 30 V or less. By using a voltage of 15 V or more, the recovery effect of deterioration is more effectively exhibited.

また、回復パルス時間幅Trは、書き込みパルス時間幅Tw以上であることが望ましい。回復パルス時間幅Trが、書き込みパルス時間幅Twよりも短い時は、劣化の回復効果が低く、回復パルス時間幅Trを、書き込みパルス時間幅Tw以上とすることで、劣化の回復効果がより効果的に発揮される。   The recovery pulse time width Tr is preferably equal to or larger than the write pulse time width Tw. When the recovery pulse time width Tr is shorter than the write pulse time width Tw, the recovery effect of deterioration is low, and by making the recovery pulse time width Tr equal to or greater than the write pulse time width Tw, the recovery effect of deterioration is more effective. Is demonstrated.

回復パルス時間幅Trは、例えば100μsよりも長く10s以下が望ましい。100μs以下であると劣化の回復の効果が低く、10sよりも長い時は回復動作に長い時間を要し、実用性が低下する。回復パルス時間幅Trは、1ms以上10s以下がより望ましい。すなわち、1ms以上とすることで、劣化の回復効果がより効果的に発揮される。   The recovery pulse time width Tr is preferably longer than 100 μs and not longer than 10 seconds, for example. If it is 100 μs or less, the effect of recovery from deterioration is low, and if it is longer than 10 s, the recovery operation takes a long time and the practicality is lowered. The recovery pulse time width Tr is more preferably 1 ms or longer and 10 seconds or shorter. That is, by setting the time to 1 ms or more, the recovery effect of deterioration is more effectively exhibited.

また、設定回数Nは1以上100以下が望ましい。発明者の実験によると、動作の繰り返し回数nが100回以下のメモリセル8に対して回復パルスPrを印加すると素子破壊の抑制の効果が高く、100回を超えると素子破壊の抑制の効果が低下する。   The set number N is preferably 1 or more and 100 or less. According to the inventor's experiment, when the recovery pulse Pr is applied to the memory cell 8 in which the number of repetitions n of the operation is 100 times or less, the effect of suppressing the element breakdown is high. descend.

また、場合によっては、書き込み動作及び消去動作ごとに回復パルスPrを印加しても良い。ただし、この場合は、回復パルスPrの印加のための時間によって、不揮発性半導体記憶装置としての動作速度が低下するので、素子破壊の抑制効果と動作速度との観点で設定回数Nとして適切な数値が設定される。また、後述するように、動作の繰り返しの累積回数に基づいて、設定回数Nを変化させても良い。   In some cases, the recovery pulse Pr may be applied for each write operation and erase operation. However, in this case, since the operation speed as the nonvolatile semiconductor memory device is lowered depending on the time for applying the recovery pulse Pr, an appropriate numerical value as the set number of times N from the viewpoint of the element destruction suppression effect and the operation speed. Is set. Further, as will be described later, the set number N may be changed based on the cumulative number of repeated operations.

なお、設定回数Nが1である場合は、毎回の書き込み動作及び消去動作(具体的には第1パルスP1の印加)において、回復パルスPrが印加される。このように、毎回の書き込み動作及び消去動作において回復パルスPrを印加する場合も、回復パルスPrは、第1パルスP1の印加の回数に基づいて印加されると見なすことができる。   When the set number N is 1, the recovery pulse Pr is applied in each write operation and erase operation (specifically, application of the first pulse P1). Thus, even when the recovery pulse Pr is applied in each writing operation and erasing operation, the recovery pulse Pr can be considered to be applied based on the number of times of application of the first pulse P1.

また、上記では、所定の設定回数Nごとに回復パルスPrを印加する動作について説明したが、本発明はこれには限定されない。例えば、後述するように、消去パルスPe(第1パルスP1)の印加の回数(累積回数)に基づいて、回復パルスPr(第2パルスP2)の電圧(回復パルス電圧Vr)、印加の時間(回復パルス時間幅Tr)及び、回復パルスPrに含まれるパルスの数の少なくともいずれかを変化させても良い。そして、このように、電圧、印加の時間及び含まれるパルスの数が、第1パルスP1の印加の回数に基づいて変化する回復パルスPrを、第1パルスP1の印加の毎回に印加しても良く、または、設定回数Nごとに印加しても良い。   In the above description, the operation of applying the recovery pulse Pr every predetermined number of times N has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as will be described later, the voltage (recovery pulse voltage Vr) of the recovery pulse Pr (second pulse P2) and the application time (based on the number of times of application (cumulative number) of the erase pulse Pe (first pulse P1) ( At least one of the recovery pulse time width Tr) and the number of pulses included in the recovery pulse Pr may be changed. Thus, even when the recovery pulse Pr whose voltage, application time, and number of included pulses change based on the number of times of application of the first pulse P1, is applied each time the first pulse P1 is applied. Alternatively, it may be applied every set number of times N.

ところで、図2に例示した動作において、繰り返し動作の回数n(第1パルスP1の印加の回数)が予め定められた値である設定回数N(例えば10回)に到達した場合に、回復パルスPr(第2パルスP2)を印加する、として説明したが、動作の累積の回数mが、予め定めた複数の設定回数(例えば、10、20、30〜100000等)に到達した場合に、回復パルスPrを印加する、としても良い。この場合も、「第1パルスP1の印加の回数が予め定められた値である設定回数に到達した場合に、第2パルスP2を印加する」と見なされる。このように、「第1パルスP1の印加の回数」として累積の回数を用いる場合には、「設定回数」も累積の回数を用いる。そして、この場合には、累積の設定回数に含まれる複数の数の間隔が、1以上100以下とされることが望ましい。   By the way, in the operation illustrated in FIG. 2, when the number n of repetitive operations (number of times of application of the first pulse P1) reaches a preset number N (for example, 10 times) which is a predetermined value, the recovery pulse Pr Although it has been described that the (second pulse P2) is applied, the recovery pulse is generated when the cumulative number m of operations reaches a plurality of predetermined number of times (for example, 10, 20, 30 to 100,000, etc.). Pr may be applied. Also in this case, it is considered that “when the number of times of application of the first pulse P1 reaches a set number of times that is a predetermined value, the second pulse P2 is applied”. Thus, when the cumulative number is used as the “number of times of application of the first pulse P 1”, the cumulative number is also used as the “set number”. In this case, it is desirable that a plurality of intervals included in the cumulative set number of times be 1 or more and 100 or less.

なお、上記において、繰り返し動作の回数nとして、書き込み動作と消去動作との繰り返しの回数を用いる場合について説明したが、負極性の電圧を印加する方の動作の回数を用いれば良い。すなわち、上記の具体例では、負極性の電圧を印加する消去動作において積層絶縁膜3の劣化が進行するので、繰り返し動作の回数nとして、消去パルスPeの印加の回数を用いることができる。   In the above description, the case where the number of repetitions of the writing operation and the erasing operation is used as the number of repetitions n has been described. However, the number of operations for applying a negative voltage may be used. That is, in the above specific example, since the deterioration of the laminated insulating film 3 proceeds in the erase operation in which a negative voltage is applied, the number of application of the erase pulse Pe can be used as the number n of the repeated operations.

また、通常、書き込み動作と消去動作とは、組み(セット)として実施される。例えば、負極性の電圧を印加する消去動作の前に、または、後に、正極性の電圧を印加する書き込み動作が1つのセットとして実施される。この場合には、正極性の書き込みパルス(第3パルスP3)の印加の回数が、実質的に負極性の消去パルスPe(第1パルスP1)の印加の回数nに対応する。従って、第3パルスP3の印加の回数に基づいて第2パルスP2を印加することは、第1パルスP1の印加の回数に基づいて第2パルスP2を印加することに含まれる。   In general, the write operation and the erase operation are performed as a set. For example, a writing operation for applying a positive voltage is performed as one set before or after an erasing operation for applying a negative voltage. In this case, the number of application times of the positive polarity write pulse (third pulse P3) substantially corresponds to the number of application times n of the negative polarity erase pulse Pe (first pulse P1). Therefore, applying the second pulse P2 based on the number of times of applying the third pulse P3 is included in applying the second pulse P2 based on the number of times of applying the first pulse P1.

さらに、上記で説明した具体例では、書き込み動作が正極性の電圧をゲート電極4に印加して、例えば電荷蓄積層3Bに電子を注入する動作であり、消去動作が負極性の電圧をゲート電極4に印加して、例えば電荷蓄積層3Bに正孔を注入する動作であり、その際に、正極性の電圧である回復パルスPrをゲート電極4に印加する例を説明したが、本発明はこれに限らない。   Further, in the specific example described above, the write operation is an operation in which a positive voltage is applied to the gate electrode 4 and, for example, electrons are injected into the charge storage layer 3B, and the erase operation is performed in a negative voltage. 4 is an operation of injecting holes into the charge storage layer 3B, for example. In this case, the recovery pulse Pr, which is a positive voltage, is applied to the gate electrode 4. Not limited to this.

例えば、書き込みパルスP3が複数のサブパルスを含んでもよく、そのサブパルスのうちのいずれかが負極性のサブパルスであってもよい。また消去動作も同様に消去パルスPe(第1パルスP1)が複数のサブパルス含んでもよく、そのサブパルスのうちのいずれかが正極性であってもよい。その際にも、正の極性の電圧である回復パルスPrを、第1パルスP1の印加の回数に基づいて印加する。   For example, the write pulse P3 may include a plurality of sub-pulses, and any of the sub-pulses may be a negative-polarity sub-pulse. Similarly, in the erase operation, the erase pulse Pe (first pulse P1) may include a plurality of sub-pulses, and any of the sub-pulses may be positive. Also in this case, the recovery pulse Pr, which is a positive polarity voltage, is applied based on the number of times of application of the first pulse P1.

例えば、書き込み動作が、負極性の電圧をゲート電極4に印加して、例えば電荷蓄積層3Bに正孔を注入する動作であり、消去動作が正極性の電圧をゲート電極4に印加して、例えば電荷蓄積層3Bに電子を注入する動作である場合にも適用でき、その際にも、正の極性の電圧である回復パルスPrをゲート電極4に印加する。   For example, the writing operation is an operation in which a negative voltage is applied to the gate electrode 4 to inject holes into the charge storage layer 3B, for example, and the erasing operation is performed by applying a positive voltage to the gate electrode 4. For example, the present invention can also be applied to an operation of injecting electrons into the charge storage layer 3B. In this case, a recovery pulse Pr having a positive polarity voltage is applied to the gate electrode 4.

すなわち、メモリセル8において、積層絶縁膜3が劣化するのは、半導体層1から電荷蓄積層3Bへ正孔が注入される場合や、ゲート電極4の側から電荷蓄積層3Bへバックトンネル電子が注入される場合であり、この場合においては書き込み動作の方である。そして、この場合においても、半導体層1に対してゲート電極4を正の極性とする電圧である回復パルスPrをメモリセル8に印加することでこの劣化を回復させることができる。
この場合には、繰り返し動作の回数nとして、劣化の原因となる負極性の電圧を印加する書き込み動作の繰り返しの回数を少なくとも採用することができる。
That is, in the memory cell 8, the stacked insulating film 3 deteriorates when holes are injected from the semiconductor layer 1 into the charge storage layer 3B or when back tunnel electrons are transferred from the gate electrode 4 side to the charge storage layer 3B. In this case, the write operation is performed. Even in this case, this deterioration can be recovered by applying the recovery pulse Pr, which is a voltage having the gate electrode 4 having a positive polarity with respect to the semiconductor layer 1, to the memory cell 8.
In this case, it is possible to employ at least the number of repetitions of the write operation in which a negative voltage that causes deterioration is applied as the number of repetitions n.

すなわち、繰り返しの回数nとして、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれかの動作を行う第1パルスの印加の回数を採用することができる。   That is, as the number of repetitions n, the number of times of application of the first pulse for performing either data writing or erasing operation with the potential of the gate electrode 4 lower than that of the semiconductor layer 1 can be employed.

図2に例示した動作は、駆動部20によって行われる。すなわち、上記のステップS105〜ステップS160の各動作の制御が、制御部22によって行われ、制御部22の制御に従って、ステップS110、S130、S150及びS160に対応する電圧が出力部21によって生成され、メモリセル8に印加される。   The operation illustrated in FIG. 2 is performed by the drive unit 20. That is, control of each operation of the above steps S105 to S160 is performed by the control unit 22, and according to the control of the control unit 22, voltages corresponding to steps S110, S130, S150 and S160 are generated by the output unit 21, Applied to the memory cell 8.

図1に表したように、制御部22には、例えば上記の書き込み動作と消去動作の繰り返し動作の回数nを記憶する記憶部23が設けられる。さらに、繰り返しの動作の回数nごとに回数nを増やす演算部24が設けられ、その回数nに基づいて上記の動作を実施する。   As shown in FIG. 1, the control unit 22 is provided with a storage unit 23 that stores, for example, the number n of repetitions of the above-described write operation and erase operation. Further, a calculation unit 24 that increases the number of times n for every number n of repeated operations is provided, and the above-described operation is performed based on the number of times n.

また、上記のメモリセルが複数設けられた場合において、上記の回復パルスPrをそれぞれのメモリセル8に別々に印加することができる。ただし、短時間で動作させ、効率を高めるために、複数のメモリセル8に対して一括して回復パルスPrを印加することができる。   Further, when a plurality of the memory cells are provided, the recovery pulse Pr can be applied to each memory cell 8 separately. However, in order to operate in a short time and increase the efficiency, the recovery pulse Pr can be collectively applied to the plurality of memory cells 8.

すなわち、不揮発性半導体記憶装置101は、複数のメモリセル8を備え、記憶部23は、複数のメモリセル8の第1パルスP1の印加の回数nを記憶する。そして、駆動部20は、記憶部23に記憶された複数のメモリセル8の前記回数nに基づいて、第2パルスP2を複数のメモリセル8に印加する。   That is, the nonvolatile semiconductor memory device 101 includes a plurality of memory cells 8, and the storage unit 23 stores the number of times n of application of the first pulse P <b> 1 of the plurality of memory cells 8. Then, the driving unit 20 applies the second pulse P <b> 2 to the plurality of memory cells 8 based on the number n of the plurality of memory cells 8 stored in the storage unit 23.

この時、例えば、不揮発性半導体記憶装置101がフラッシュメモリの場合は、上記の消去動作は複数のメモリセル8を一括して消去するブロック一括消去を行うことができる。この場合には、制御部22の記憶部は、それぞれのメモリセル8の繰り返し動作の回数nではなく、ブロックごとの繰り返し動作の回数nを記憶するように構成すれば良い。   At this time, for example, when the nonvolatile semiconductor memory device 101 is a flash memory, the above erasing operation can perform block collective erasure in which a plurality of memory cells 8 are erased collectively. In this case, the storage unit of the control unit 22 may be configured to store the number n of repetitive operations for each block instead of the number n of repetitive operations of each memory cell 8.

すなわち、複数のメモリセル8は複数のブロックに分割され、記憶部23は、そのブロックごとに第1パルスP1の印加の回数nを記憶する。そして、駆動部20は、記憶部23に記憶されたブロックごとの前記回数nに基づいて、第2パルスP2をブロックごとに印加する。
これにより、不揮発性半導体記憶装置の素子構成が簡単になり、より小型にでき、また動作をより高速化することができる。
That is, the plurality of memory cells 8 are divided into a plurality of blocks, and the storage unit 23 stores the number of times n of application of the first pulse P1 for each block. And the drive part 20 applies the 2nd pulse P2 for every block based on the said frequency | count n for every block memorize | stored in the memory | storage part 23. FIG.
As a result, the element configuration of the nonvolatile semiconductor memory device is simplified, the size can be further reduced, and the operation speed can be further increased.

図8は、本発明の第1の実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図は、不揮発性半導体記憶装置101において、回復パルス電圧Vrや回復パルス時間幅Trを変えたものである。すなわち、同図8(a)は、回復パルス電圧Vrが18Vで回復パルス時間幅Trが500msの時の結果であり、同図(b)は、回復パルス電圧Vrが24Vで回復パルス時間幅Trが100msの時の結果である。そして、この場合においても、設定回数Nは10回とし、すなわち、書き込み動作と消去動作が10回繰り返されるごとに、上記の回復パルスPrが1回挿入されて印加された。なお、書き込みパルスPw、消去パルスPe及び初期化パルスPiは、図4(本実施形態)及び図7(比較例)と同じである。
FIG. 8 is a graph illustrating characteristics of another nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the invention.
That is, this figure shows the nonvolatile semiconductor memory device 101 in which the recovery pulse voltage Vr and the recovery pulse time width Tr are changed. 8A shows the result when the recovery pulse voltage Vr is 18 V and the recovery pulse time width Tr is 500 ms, and FIG. 8B shows the result when the recovery pulse voltage Vr is 24 V and the recovery pulse time width Tr. Is the result when 100 ms. Also in this case, the set number N is set to 10 times, that is, each time the write operation and the erase operation are repeated 10 times, the recovery pulse Pr is inserted and applied once. The write pulse Pw, erase pulse Pe, and initialization pulse Pi are the same as those in FIG. 4 (this embodiment) and FIG. 7 (comparative example).

図8(a)に表したように、回復パルス電圧Vrが18Vで回復パルス時間幅Trが500msの場合は、繰り返しの回数nが3000回の時に素子破壊が発生した。すなわち、この場合も図3に例示した比較例の1500回に比べて素子寿命が向上した。このように、回復パルス電圧Vrが書き込みパルス電圧Vwの22Vよりも低い18Vでも良く、素子寿命を向上させることができる。   As shown in FIG. 8A, when the recovery pulse voltage Vr is 18 V and the recovery pulse time width Tr is 500 ms, element breakdown occurs when the number of repetitions n is 3000. That is, also in this case, the device lifetime was improved as compared with 1500 times of the comparative example illustrated in FIG. Thus, the recovery pulse voltage Vr may be 18V, which is lower than 22V of the write pulse voltage Vw, and the device life can be improved.

一方、図8(b)に表したように、回復パルス電圧Vrが24Vで回復パルス時間幅Trが100msの場合は、繰り返しの回数nが5000回の時に素子破壊が発生した。すなわち、この場合も図3に例示した比較例の1500回に比べて素子寿命が向上した。そして、図8(a)に例示した時よりも回復パルス電圧Vrを高くした場合、回復パルス時間幅Trを短くしても、より素子寿命が向上した。
このように、回復パルス電圧Vrと回復パルス時間幅Trとは、任意に設定できる。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the recovery pulse voltage Vr is 24 V and the recovery pulse time width Tr is 100 ms, device breakdown occurs when the number of repetitions n is 5000. That is, also in this case, the device lifetime was improved as compared with 1500 times of the comparative example illustrated in FIG. When the recovery pulse voltage Vr is made higher than that illustrated in FIG. 8A, the device life is further improved even if the recovery pulse time width Tr is shortened.
Thus, the recovery pulse voltage Vr and the recovery pulse time width Tr can be arbitrarily set.

(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
図9に表したように、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置102においては、回復パルスPrが複数のパルスを有する。それ以外は、不揮発性半導体記憶装置101と同様なので説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the invention.
As shown in FIG. 9, in the nonvolatile semiconductor memory device 102 according to the second embodiment of the present invention, the recovery pulse Pr has a plurality of pulses. Since other than that is the same as that of the non-volatile semiconductor memory device 101, description is abbreviate | omitted.

すなわち、回復パルスPrが、半導体層1よりもゲート電極4を高い電位にする正極性の第1サブパルスPr1及び第2サブパルスPr2を有している。そして、本具体例では、第1サブパルスPr1及び第2サブパルスPr2の間に休止期間T01が設けられている。本具体例では、休止期間T01においては、ゲート電圧Vgは0とされている。   That is, the recovery pulse Pr has a positive first sub-pulse Pr 1 and a second sub-pulse Pr 2 that make the gate electrode 4 higher in potential than the semiconductor layer 1. In this specific example, a pause period T01 is provided between the first sub-pulse Pr1 and the second sub-pulse Pr2. In this specific example, the gate voltage Vg is set to 0 in the rest period T01.

図10は、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の特性を例示するグラフ図である。
同図に示された具体例では、第1サブパルスPr1及び第2サブパルスPr2の第1及び第2サブパルス電圧Vr1及びVr2は、共に22Vである。そして、第1サブパルスPr1及び第2サブパルスPr2のそれぞれの印加の時間である第1サブパルス時間幅Tr1及び第2サブパルス時間幅Tr2は共に45msである。そして、休止期間T01は10msである。そして、書き込み動作と消去動作の繰り返しの回数nが10回に1回、上記の回復パルスPr(第1サブパルスPr1及び第2サブパルスPr2)が印加された。
FIG. 10 is a graph illustrating characteristics of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the invention.
In the specific example shown in the figure, the first and second subpulse voltages Vr1 and Vr2 of the first subpulse Pr1 and the second subpulse Pr2 are both 22V. The first sub-pulse time width Tr1 and the second sub-pulse time width Tr2, which are the application times of the first sub-pulse Pr1 and the second sub-pulse Pr2, are both 45 ms. The rest period T01 is 10 ms. Then, the above-described recovery pulse Pr (the first sub-pulse Pr1 and the second sub-pulse Pr2) was applied with the number n of repetitions of the write operation and the erase operation being 10 times.

図10に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置102においては、繰り返し動作の回数nが5000回まで素子破壊は生じなかった。このように、回復パルスPrが複数のパルスを有する場合においても、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置が提供できる。   As shown in FIG. 10, in the nonvolatile semiconductor memory device 102 according to the present embodiment, element destruction did not occur until the number n of repeated operations was 5000 times. As described above, even when the recovery pulse Pr has a plurality of pulses, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device in which the repetitive operation reliability of the charge storage type memory cell is improved.

なお、第1及び第2サブパルス電圧Vr1及びVr2は同じでも良く、また異なっていても良い。また、第1及び第2サブパルス時間幅Tr1及びTr2は同じでも良く、また異なっていても良い。   The first and second sub-pulse voltages Vr1 and Vr2 may be the same or different. Further, the first and second sub-pulse time widths Tr1 and Tr2 may be the same or different.

また、上記において、休止期間T01におけるゲート電圧Vgの値は任意である。ただし、休止期間T01におけるゲート電圧Vgの絶対値は、書き込み及び消去の状態に影響を与えないように、小さく設定される。さらに、休止期間T01を設けず、第1サブパルスPr1と第2サブパルスPr2とが連続して印加されても良い。すなわち、例えば、回復パルスPrは、電圧の異なる任意の複数のパルスから構成されても良い。   In the above description, the value of the gate voltage Vg in the pause period T01 is arbitrary. However, the absolute value of the gate voltage Vg in the pause period T01 is set small so as not to affect the writing and erasing states. Further, the first sub-pulse Pr1 and the second sub-pulse Pr2 may be continuously applied without providing the pause period T01. That is, for example, the recovery pulse Pr may be composed of an arbitrary plurality of pulses having different voltages.

図11は、本発明の第2の実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
図11に表したように、本発明の第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置102aにおいては、回復パルスPrが3つのパルスを有する。それ以外は、不揮発性半導体記憶装置101と同様なので説明を省略する。
FIG. 11 is a schematic view illustrating the operation of another nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the invention.
As shown in FIG. 11, in the nonvolatile semiconductor memory device 102a according to the second embodiment of the present invention, the recovery pulse Pr has three pulses. Since other than that is the same as that of the non-volatile semiconductor memory device 101, description is abbreviate | omitted.

すなわち、回復パルスPrは、第1サブパルスPr1、第2サブパルスPr2及び第3サブパルスPr3を有している。そして、これらのパルスの第1〜第3サブパルス電圧Vr1〜Vr3は、互いに異なっている。そして、第1〜第3サブパルスPr3のそれぞれの印加の時間である第1〜第3サブパルス時間幅Tr1〜Tr3も互いに異なっている。また、これらのパルスの間には、休止期間T01及びT02が挿入されている。休止期間におけるゲート電圧Vgは、例えば、書き込み及び消去の状態に影響を与えないようにされ、任意である。   That is, the recovery pulse Pr has a first sub-pulse Pr1, a second sub-pulse Pr2, and a third sub-pulse Pr3. The first to third sub-pulse voltages Vr1 to Vr3 of these pulses are different from each other. The first to third sub-pulse time widths Tr1 to Tr3, which are the application times of the first to third sub-pulses Pr3, are also different from each other. In addition, pause periods T01 and T02 are inserted between these pulses. The gate voltage Vg in the idle period is arbitrary so as not to affect the state of writing and erasing, for example.

このように、回復パルスPrは、3つ以上の任意の数のパルス(サブパルス)を含んでも良い。そして、3つ以上のパルスのそれぞれの電圧及び時間幅は任意である。また、3つ以上のパルスのそれぞれの間に任意の休止期間を設けても良く、また、休止期間を設けなくても良い。   Thus, the recovery pulse Pr may include any number of three or more pulses (sub-pulses). The voltage and time width of each of the three or more pulses are arbitrary. Further, an arbitrary pause period may be provided between each of the three or more pulses, and the pause period may not be provided.

以上のように、回復パルスPrは、半導体層1よりもゲート電極4を高い電位にする正極性を有する任意の複数のパルスを含むことができ、この場合も、回復パルスPrを印加しない従来の不揮発性半導体記憶装置に比べて破壊寿命を向上させることができる。   As described above, the recovery pulse Pr can include an arbitrary plurality of pulses having a positive polarity that makes the gate electrode 4 have a higher potential than the semiconductor layer 1. In this case as well, the conventional recovery pulse Pr is not applied. Compared to a nonvolatile semiconductor memory device, the breakdown life can be improved.

(第3の実施の形態)
図12は、本発明の第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。
図12に表したように、本実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置103においては、消去動作(ステップS130)の繰り返しの動作の累積回数mによって、設定回数N及び回復パルスPrの少なくともいずれかを変化させて、回復パルスPrを印加するものである。
(Third embodiment)
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the invention.
As shown in FIG. 12, in another nonvolatile semiconductor memory device 103 according to the present embodiment, at least one of the set number N and the recovery pulse Pr depending on the cumulative number m of the repeated operation of the erase operation (step S130). The recovery pulse Pr is applied by changing the above.

すなわち、設定回数Nとしては、累積回数mの関数である設定回数N(m)を用いる。設定回数N(m)も予め定められた値である。例えば、繰り返し動作の累積回数mが1〜30回の時は、設定回数N(m)を30回とし、累積回数mが31〜70回の時は、設定回数N(m)を20回とし、累積回数mが71〜100回の時は、設定回数N(m)は10回とし、累積回数mが101回以上の時は、設定回数N(m)は5回とする。   That is, as the set number N, a set number N (m) that is a function of the cumulative number m is used. The set number N (m) is also a predetermined value. For example, when the cumulative number m of the repetitive operation is 1 to 30 times, the set number of times N (m) is 30 times, and when the cumulative number m is 31 to 70 times, the set number of times N (m) is 20 times. When the cumulative number m is 71 to 100, the set number N (m) is 10 times. When the cumulative number m is 101 times or more, the set number N (m) is 5 times.

この時は、繰り返し動作の累積回数mが1〜29回の時は回復パルスPrが印加されず、累積回数mが30回の時に回復パルスPrが印加される。そして、31〜49回の時は回復パルスPrが印加されず、50回の時に回復パルスPrが印加される。そして、51〜69回の時は回復パルスPrが印加されず、70回の時に回復パルスPrが印加される。そして、71〜100回においては、80回、90回及び100回の10回ごとに回復パルスPrが印加される。そして、101回以上の時は、5回ごとに回復パルスPrが印加される。   At this time, the recovery pulse Pr is not applied when the cumulative number m of repetitive operations is 1 to 29, and the recovery pulse Pr is applied when the cumulative number m is 30. The recovery pulse Pr is not applied at 31 to 49 times, and the recovery pulse Pr is applied at 50 times. The recovery pulse Pr is not applied at 51 to 69 times, and the recovery pulse Pr is applied at 70 times. In 71 to 100 times, the recovery pulse Pr is applied every 10 times of 80 times, 90 times, and 100 times. And when it is 101 times or more, the recovery pulse Pr is applied every 5 times.

メモリセル8において繰り返し動作の累積回数mが増えるに従って劣化が進行する時に、上記のように、累積回数mに基づいて、回復パルスPrの印加の間隔を変えることで、積層絶縁膜3における劣化を効率的に抑制し、また、累積回数mが少ない時は回復パルスPr(m)の印加に要する時間が短縮でき、使い易くなる。   When deterioration progresses as the cumulative number m of repeated operations in the memory cell 8 increases, the deterioration in the stacked insulating film 3 is reduced by changing the application interval of the recovery pulse Pr based on the cumulative number m as described above. When the number of times of accumulation m is small, the time required for applying the recovery pulse Pr (m) can be shortened, and it becomes easy to use.

また、回復パルスPrとして、累積回数mの関数である回復パルスPr(m)を用いても良い。すなわち、回復パルスPr(m)は、累積回数mによって、その電圧値や時間幅を変えることができる。例えば、累積回数mの関数である回復パルス電圧Vr(m)と回復パルス時間幅Tr(m)とを用いる。例えば、累積回数mの増加に従って回復パルス電圧Vr(m)を上昇させる。また、例えば、累積回数mの増加に従って回復パルス時間幅Tr(m)を長くする。また、これらを併用する。   Further, as the recovery pulse Pr, a recovery pulse Pr (m) that is a function of the cumulative number m may be used. That is, the voltage value and time width of the recovery pulse Pr (m) can be changed according to the cumulative number m. For example, a recovery pulse voltage Vr (m) and a recovery pulse time width Tr (m) that are functions of the cumulative number m are used. For example, the recovery pulse voltage Vr (m) is increased as the cumulative number m increases. Further, for example, the recovery pulse time width Tr (m) is increased as the cumulative number m increases. Moreover, these are used together.

さらに、回復パルスPr(m)が複数のサブパルスを含む場合のサブパルスの数や、それぞれのサブパルスにおける電圧値や時間幅を、累積回数mに基づいて変えても良い。例えば、回復パルスPr(m)が一定の回復パルス電圧Vrsと一定の回復パルス時間幅Trsとを有するサブパルスから構成されるようにし、累積回数mの増加に従って、そのサブパルスの数を増やすように構成することができる。   Furthermore, the number of subpulses when the recovery pulse Pr (m) includes a plurality of subpulses, and the voltage value and time width of each subpulse may be changed based on the cumulative number m. For example, the recovery pulse Pr (m) is composed of subpulses having a constant recovery pulse voltage Vrs and a constant recovery pulse time width Trs, and the number of subpulses is increased as the cumulative number m increases. can do.

これにより、積層絶縁膜3における劣化を効率的に抑制し、また、累積回数mが少ない時は回復パルスPr(m)の印加に要する時間が短縮でき、使い易くなる。   As a result, the deterioration in the laminated insulating film 3 is efficiently suppressed, and when the cumulative number m is small, the time required for applying the recovery pulse Pr (m) can be shortened and it is easy to use.

また、累積回数mによって設定回数N(m)を変えることと、回復パルスPr(m)を変えることと、を同時に実施しても良い。   Also, changing the set number N (m) according to the cumulative number m and changing the recovery pulse Pr (m) may be performed simultaneously.

図13は、本発明の第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
同図は、書き込み動作及び消去動作の繰り返しの一部の動作を例示している。
図13に表したように、不揮発性半導体記憶装置103においては、ある書き込み動作と消去動作の繰り返しのサイクルを経たメモリセル8に対して、第1の回復パルスPrm1が印加される。本具体例では、第1の回復パルスPrm1は、単一のパルスであり、その電圧値は例えば20Vであり、時間幅は150msである。
FIG. 13 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the invention.
This figure illustrates a part of the repetition of the write operation and the erase operation.
As shown in FIG. 13, in the nonvolatile semiconductor memory device 103, the first recovery pulse Prm1 is applied to the memory cell 8 that has undergone a cycle of a certain write operation and erase operation. In this specific example, the first recovery pulse Prm1 is a single pulse, the voltage value thereof is, for example, 20 V, and the time width is 150 ms.

そして、その後、例えば、書き込み動作と消去動作が30回繰り返された後に、第2の回復パルスPrm2が印加される。本具体例では、第2の回復パルスPrm2は、電圧値が22Vで時間幅が80msの第1サブパルスPr1と、電圧値が24Vで時間幅が120msの第2サブパルスPr2と、電圧値が20Vで時間幅が100msの第3サブパルスPr3とを有している。   Then, for example, after the write operation and the erase operation are repeated 30 times, the second recovery pulse Prm2 is applied. In this specific example, the second recovery pulse Prm2 has a voltage value of 22V, a first subpulse Pr1 having a time width of 80 ms, a second subpulse Pr2 having a voltage value of 24V and a time width of 120 ms, and a voltage value of 20V. And a third sub-pulse Pr3 having a time width of 100 ms.

そして、その後、例えば、書き込み動作と消去動作とが20回繰り返された後に、第3の回復パルスPrm3が印加される。本具体例では、第3の回復パルスPrm3は、単一のパルスであり、電圧値が26Vで時間幅が500msである。   Then, for example, after the write operation and the erase operation are repeated 20 times, the third recovery pulse Prm3 is applied. In this specific example, the third recovery pulse Prm3 is a single pulse, and has a voltage value of 26 V and a time width of 500 ms.

このように、回復パルスPrを印加する際の繰り返し動作の間隔(インターバル)は任意に変更でき、また、回復パルスPrのそれぞれにおいて、電圧値、時間幅及びそれに含まれるパルス(サブパルス)の数は任意である。   Thus, the interval (interval) of the repetitive operation when applying the recovery pulse Pr can be arbitrarily changed, and the voltage value, the time width, and the number of pulses (sub-pulses) included in each of the recovery pulses Pr are as follows. Is optional.

(第4の実施の形態)
図14は、本発明の第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。
図15は、本発明の第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示する模式図である。
図14及び図15に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置104においては、書き込み動作及び消去動作の組みにおける順番が、不揮発性半導体記憶装置101における順番と逆である。
すなわち、不揮発性半導体記憶装置104においては、書き込み動作(ステップS110)の前に消去動作(ステップS130)が実施される。そして、書き込み動作の後に、任意の期間、データが保持される(ステップS120)。そして、保持しているデータを書き換えたり消去したりする時に、例えば、所定のトリガを得て、次のステップに進行する。その際に、動作の繰り返しの回数nが判定される(ステップS140)。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the invention.
FIG. 15 is a schematic view illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment of the invention.
As shown in FIGS. 14 and 15, in the nonvolatile semiconductor memory device 104 according to this embodiment, the order in the combination of the write operation and the erase operation is opposite to the order in the nonvolatile semiconductor memory device 101.
That is, in the nonvolatile semiconductor memory device 104, the erase operation (step S130) is performed before the write operation (step S110). Then, after the write operation, data is held for an arbitrary period (step S120). Then, when rewriting or erasing the stored data, for example, a predetermined trigger is obtained and the process proceeds to the next step. At that time, the number n of repetitions of the operation is determined (step S140).

そして、動作の繰り返しの回数nが設定回数Nよりも小さい場合は、ステップS106に戻り、再び、消去動作と書き込み動作を実施する。
そして、動作の繰り返しの回数nが設定回数Nに到達した場合は、回復動作として回復パルスPrが印加される。なお、本具体例では、初期化動作、すなわち、初期化パルスPiは省略される。そして、消去動作を経て次の書き込み動作が行われる。この場合も、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置が提供できる。
If the number n of repetitions of the operation is smaller than the set number N, the process returns to step S106, and the erase operation and the write operation are performed again.
When the number n of repetitions of the operation reaches the set number N, the recovery pulse Pr is applied as the recovery operation. In this specific example, the initialization operation, that is, the initialization pulse Pi is omitted. Then, the next write operation is performed through the erase operation. Also in this case, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device in which the reliability of repeated operation of the charge storage type memory cell is improved.

このように、書き込み動作の前に消去動作を行う場合は、回復動作(回復パルスPrの印加)の後の初期化動作(初期化パルスPiの印加)を省略できる。
なお、この消去動作を省略した動作と、第2の実施形態に関して説明した回復パルスPrを複数のパルスで構成する動作や、第3の実施形態に関して説明した累積回数mに基づいて設定回数Nや回復パルスPrを変える動作と、を組み合わせて実施することができる。
As described above, when the erase operation is performed before the write operation, the initialization operation (application of the initialization pulse Pi) after the recovery operation (application of the recovery pulse Pr) can be omitted.
It should be noted that the operation without this erasing operation, the operation of configuring the recovery pulse Pr described with respect to the second embodiment with a plurality of pulses, the set number of times N based on the cumulative number m described with respect to the third embodiment, The operation of changing the recovery pulse Pr can be performed in combination.

(第5の実施の形態)
図16は、本発明の第5の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。
図16に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置105においては、半導体層1の上に、積層構造体3が設けられている。そして、積層構造体3の上にゲート電極4が設けられている。積層構造体3は、電荷蓄積層3Bと、電荷蓄積層3Bと半導体層1との間に設けられた第1絶縁膜3Aと、を有する。このように、不揮発性半導体記憶装置105は、図1に例示した不揮発性半導体記憶装置101において第2絶縁膜3Cを省略した構造を有する。
(Fifth embodiment)
FIG. 16 is a schematic view illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fifth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 16, in the nonvolatile semiconductor memory device 105 according to this embodiment, the stacked structure 3 is provided on the semiconductor layer 1. A gate electrode 4 is provided on the laminated structure 3. The laminated structure 3 includes a charge storage layer 3B and a first insulating film 3A provided between the charge storage layer 3B and the semiconductor layer 1. As described above, the nonvolatile semiconductor memory device 105 has a structure in which the second insulating film 3C is omitted from the nonvolatile semiconductor memory device 101 illustrated in FIG.

そして、この場合も、駆動部20は、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去の少なくともいずれかの動作を行う第1パルスP1(本具体例では消去パルスPe)を半導体層1とゲート電極4との間に印加し、第1パルスP1の印加の回数nに基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3へ電子を注入する第2パルスP2(回復パルスPr)を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。
これにより、第2絶縁膜3Cが省略された構造においても、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させることができる。
なお、第2〜第4の実施形態で説明した動作を、第2絶縁膜3Cが省略された構造の不揮発性半導体記憶装置に適用しても良い。
Also in this case, the drive unit 20 lowers the potential of the gate electrode 4 than the semiconductor layer 1 and performs at least one of data writing and erasing operations (in this example, the erasing pulse Pe). ) Is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4, and the potential of the gate electrode 4 is made higher than that of the semiconductor layer 1 based on the number n of times of application of the first pulse P 1. A second pulse P2 (recovery pulse Pr) is injected between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4.
Thereby, even in the structure in which the second insulating film 3C is omitted, it is possible to improve the repetitive operation reliability of the charge storage type memory cell.
Note that the operations described in the second to fourth embodiments may be applied to a nonvolatile semiconductor memory device having a structure in which the second insulating film 3C is omitted.

なお、上記では、メモリセル8がNチャネルの場合について説明したが、メモリセル8はPチャネルを有することもできる。この場合は、データの書き込み動作は正孔の注入により行われ、消去動作は電子の注入によって行われる。すなわち、書き込みパルスPw及び消去パルスPeの電圧の極性は、Nチャネルの場合とそれぞれ逆となる。既に説明したように、この時においても回復パルスPrには、正極性のパルスが用いられる。   In the above description, the memory cell 8 has an N channel, but the memory cell 8 may have a P channel. In this case, the data write operation is performed by hole injection, and the erase operation is performed by electron injection. That is, the polarities of the voltages of the write pulse Pw and the erase pulse Pe are opposite to those of the N channel. As already described, a positive pulse is used as the recovery pulse Pr at this time as well.

また、本発明の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置における回復パルスPrの印加の効果は、メモリセル8の特性に関するものであるので、その回路レベルの接続方法には依存せず、任意の回路構成に応用することができる。従って、NAND型の他、NOR型、AND型及びDINOR型等の任意の回路構成の不揮発性半導体記憶装置に適用することが可能である。   In addition, since the effect of applying the recovery pulse Pr in the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention relates to the characteristics of the memory cell 8, it does not depend on the connection method at the circuit level, and an arbitrary circuit It can be applied to the configuration. Therefore, the present invention can be applied to a nonvolatile semiconductor memory device having an arbitrary circuit configuration such as a NAND type, a NOR type, an AND type, and a DINOR type.

(第6の実施の形態)
図17は、本発明の第6の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。
図17に表したように、本実施形態に係る別の不揮発性半導体記憶装置106は、上記のメモリセル8を複数配置してなるメモリセルアレイ11と、メモリセルアレイ11を駆動する駆動部20と、を有する。
(Sixth embodiment)
FIG. 17 is a schematic view illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the sixth embodiment of the invention.
As illustrated in FIG. 17, another nonvolatile semiconductor memory device 106 according to the present embodiment includes a memory cell array 11 in which a plurality of the memory cells 8 are arranged, a drive unit 20 that drives the memory cell array 11, Have

駆動部20は、電圧制御回路12を有する。電圧制御回路12は、既に説明した制御部22と出力部21とを有する。なお、制御部22には、例えば、第1パルスP1の印加の回数n及び累積回数mを記憶する記憶部23が設けられる。さらに、演算部24を設けても良い。
そして、駆動部20は、さらに電圧発生回路13を設けることができ、電圧発生回路13によって発生された電源電圧は電圧制御回路12に供給され、上に説明した書き込みパルスPw、消去パルスPe、回復パルスPr及び初期化パルスPiを発生して、メモリセルアレイ11の各メモリセル8に印加する。
さらに、駆動部20は、読み出し回路14を有することができ、メモリセルアレイ11の各メモリセル8のしきい値を読み出して、記憶された情報を読み出す。
The drive unit 20 includes a voltage control circuit 12. The voltage control circuit 12 includes the control unit 22 and the output unit 21 already described. The control unit 22 is provided with, for example, a storage unit 23 that stores the number n of application times of the first pulse P1 and the cumulative number m. Further, a calculation unit 24 may be provided.
The drive unit 20 can further include a voltage generation circuit 13, and the power supply voltage generated by the voltage generation circuit 13 is supplied to the voltage control circuit 12, and the write pulse Pw, erase pulse Pe, and recovery described above are performed. A pulse Pr and an initialization pulse Pi are generated and applied to each memory cell 8 of the memory cell array 11.
Further, the drive unit 20 can include a read circuit 14 and reads the threshold value of each memory cell 8 of the memory cell array 11 to read stored information.

駆動部20は、第1〜第5の実施形態に関して説明した動作を実行する。
なお、上記の駆動部20の少なくとも一部は、メモリセルアレイ11が設けられる基板の上に設けることができる。これにより、高密度で小型の不揮発性半導体記憶装置が得られる。
The drive unit 20 performs the operations described with respect to the first to fifth embodiments.
Note that at least a part of the driving unit 20 can be provided on a substrate on which the memory cell array 11 is provided. Thereby, a high-density and small nonvolatile semiconductor memory device can be obtained.

(第7の実施の形態)
第1〜第6の実施形態においては、不揮発性半導体記憶装置は、第1パルスP1の印加の回数を基準にして第2パルスP2が印加されたが、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置107では、第1パルスP1とは独立して第2パルスP2が印加される。すなわち、例えば時間に基づいて第2パルスP2が印加される。
(Seventh embodiment)
In the first to sixth embodiments, the nonvolatile semiconductor memory device is applied with the second pulse P2 based on the number of times of application of the first pulse P1, but the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment is also applied. In 107, the second pulse P2 is applied independently of the first pulse P1. That is, for example, the second pulse P2 is applied based on time.

不揮発性半導体記憶装置107の構成は、図1、図16及び図17にそれぞれ例示した不揮発性半導体記憶装置101、105及び106と同様とすることができるので説明を省略し、以下では、不揮発性半導体記憶装置107の動作について説明する。
図18は、本発明の第7の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作を例示するフローチャート図である。
The configuration of the nonvolatile semiconductor memory device 107 can be the same as that of the nonvolatile semiconductor memory devices 101, 105, and 106 illustrated in FIGS. 1, 16, and 17, respectively. An operation of the semiconductor memory device 107 will be described.
FIG. 18 is a flowchart illustrating the operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the seventh embodiment of the invention.

図18に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置107においては、駆動部20は、書き込み動作を行い(ステップS110)、その後、任意のデータ保持を行い(S120)、そして、消去動作を行う(ステップS130)。その際、不揮発性半導体記憶装置107における経過時間ttが、予め定めた設定時間TT(予め定められた値)以上かどうかを判定する(ステップS140)。そして、経過時間ttが設定時間TTよりも短い時は、再びステップS110に戻り、書き込み動作、データ保持、及び消去動作を繰り返す。そして、経過時間ttが設定時間TT以上の時は、回復パルスPr(第2パルスP2)を印加して回復動作を行う(ステップS150)。そして、必要に応じて初期化パルスPiを印加して初期化動作を行う(ステップS160)。その後、必要に応じて、経過時間ttを0に設定する(ステップS105)。なお、経過時間ttとして累積の経過時間を用いる場合は、ステップS105は設けず、設定時間TTを複数用意することができる。   As shown in FIG. 18, in the nonvolatile semiconductor memory device 107 according to the present embodiment, the drive unit 20 performs a write operation (step S110), and then holds arbitrary data (S120). An erase operation is performed (step S130). At this time, it is determined whether or not the elapsed time tt in the nonvolatile semiconductor memory device 107 is equal to or longer than a predetermined set time TT (predetermined value) (step S140). When the elapsed time tt is shorter than the set time TT, the process returns to step S110 again, and the write operation, data retention, and erase operation are repeated. When the elapsed time tt is equal to or longer than the set time TT, the recovery operation is performed by applying the recovery pulse Pr (second pulse P2) (step S150). Then, an initialization operation is performed by applying an initialization pulse Pi as necessary (step S160). Thereafter, the elapsed time tt is set to 0 as necessary (step S105). Note that when the accumulated elapsed time is used as the elapsed time tt, step S105 is not provided, and a plurality of set times TT can be prepared.

以上の動作により、例えば定期的に回復動作を実施することができ、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させることができる。例えば、不揮発性半導体記憶装置107の例えば演算部24にタイマーを設けておき、また、例えば記憶部23に設定時間TTを記憶させておき、時刻が設定時間TTに基づく時刻を過ぎた時に、回復パルスPrを印加する。この時、時刻が設定時間TTに基づく時刻を過ぎた瞬間に回復パルスPrを印加するのではなく、時刻が設定時間TTに基づく時刻を過ぎた後に、書き込み動作または消去動作の少なくともいずれかの動作を行う際に、回復パルスPrを印加すれば良い。   Through the above operation, for example, a recovery operation can be performed periodically, and the repetitive operation reliability of the charge storage type memory cell can be improved. For example, a timer is provided in, for example, the arithmetic unit 24 of the nonvolatile semiconductor memory device 107, and a set time TT is stored in the memory unit 23, for example, so that the time is recovered when the time based on the set time TT has passed. A pulse Pr is applied. At this time, the recovery pulse Pr is not applied at the moment when the time passes the time based on the set time TT, but at least one of the write operation and the erase operation after the time passes the time based on the set time TT. When performing, the recovery pulse Pr may be applied.

このように、不揮発性半導体記憶装置107においては、駆動部20は、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスP1を半導体層1とゲート電極4との間に印加し、予め定められた時間(例えば上記の設定時間TT)に基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3へ電子を注入する第2パルスP2を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。   As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device 107, the driving unit 20 applies the first pulse P <b> 1 for performing either data writing or erasing by lowering the potential of the gate electrode 4 than the semiconductor layer 1. 1 is applied between the gate electrode 4 and the potential of the gate electrode 4 is set higher than that of the semiconductor layer 1 based on a predetermined time (for example, the set time TT described above), and electrons are transferred to the stacked structure 3. A second pulse P2 for injecting is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4.

この場合も、予め定められた時間、すなわち、回復パルスPrが印加される間隔(インターバル)を、時間(累積の時間)の経過に従って変えても良く、また、回復パルスPrの電圧値、時間幅及びそれに含まれるパルス(サブパルス)の数を任意に変化させることができる。   Also in this case, the predetermined time, that is, the interval (interval) at which the recovery pulse Pr is applied may be changed as time (cumulative time) elapses, and the voltage value and time width of the recovery pulse Pr may be changed. In addition, the number of pulses (sub-pulses) included therein can be arbitrarily changed.

なお、不揮発性半導体記憶装置107において、複数のメモリセル8が設けられる場合、予め定められた時間に基づいて、複数のメモリセル8に一括して第2パルスP2を印加することができる。例えば、複数のメモリセル8が複数のブロックに分割されている場合、第2パルスP2をブロックごとに印加することができる。これにより、複数のメモリセルの劣化を効率的に抑制することができる。   In the nonvolatile semiconductor memory device 107, when the plurality of memory cells 8 are provided, the second pulse P2 can be applied to the plurality of memory cells 8 at a time based on a predetermined time. For example, when the plurality of memory cells 8 are divided into a plurality of blocks, the second pulse P2 can be applied for each block. Thereby, deterioration of a plurality of memory cells can be efficiently suppressed.

(第8の実施の形態)
上記の第7の実施形態においては、不揮発性半導体記憶装置においては、時間に基づいて第2パルスP2が印加されたが、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置においては、例えばユーザから与えられる起動信号に基づいて、第2パルスP2が印加される。
(Eighth embodiment)
In the seventh embodiment, the second pulse P2 is applied based on time in the nonvolatile semiconductor memory device. However, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment, for example, it is given by the user. A second pulse P2 is applied based on the activation signal.

図19は、本発明の第8の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成を例示する模式図である。
図19に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置108は、既に説明したメモリセル8及び駆動部20に加え、起動信号25Iが入力される入力部25をさらに備える。入力部25は、駆動部20の例えば制御部22に接続される。
FIG. 19 is a schematic view illustrating the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the eighth embodiment of the invention.
As illustrated in FIG. 19, the nonvolatile semiconductor memory device 108 according to the present embodiment further includes an input unit 25 to which the activation signal 25I is input, in addition to the memory cell 8 and the drive unit 20 described above. The input unit 25 is connected to, for example, the control unit 22 of the drive unit 20.

入力部25に入力される起動信号25Iは、例えば本不揮発性半導体記憶装置を使用する使用者から任意に入力される例えば「リフレッシュ命令」などに基づく電気信号である。すなわち、本不揮発性半導体記憶装置が搭載される各種の電子機器において、使用者から所望のタイミングで、回復動作を行うべき電気信号が起動信号25Iとして入力部25に入力される。すなわち、この起動信号25Iは、不揮発性半導体記憶装置に対する通常の書き込みや消去のための信号とは異なり、既に説明した積層絶縁膜3の特性を回復させる動作を実行するための信号である。例えば、使用者は、本不揮発性半導体記憶装置において書き込み動作及び消去動作の回数がある程度以上になったと感じた場合に、所望のタイミングで「リフレッシュ命令」を入力し、これに基づいた電気信号である起動信号25Iが例えば電子機器において発生される。   The activation signal 25I input to the input unit 25 is an electric signal based on, for example, a “refresh command” arbitrarily input from a user using the nonvolatile semiconductor memory device, for example. That is, in various electronic devices in which the nonvolatile semiconductor memory device is mounted, an electric signal to be recovered from the user is input to the input unit 25 as the activation signal 25I at a desired timing. That is, the activation signal 25I is a signal for executing the operation for recovering the characteristics of the laminated insulating film 3 already described, unlike signals for normal writing and erasing to the nonvolatile semiconductor memory device. For example, when the user feels that the number of write operations and erase operations has exceeded a certain level in the nonvolatile semiconductor memory device, the user inputs a “refresh command” at a desired timing, and an electric signal based on this is input. A certain start signal 25I is generated in, for example, an electronic device.

そして、入力部25に入力された起動信号25Iに基づいて、例えば制御部22は、所定の信号を発生し、回復パルスPrをメモリセル8に印加する。これにより、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置が提供できる。   Based on the activation signal 25I input to the input unit 25, for example, the control unit 22 generates a predetermined signal and applies the recovery pulse Pr to the memory cell 8. As a result, a nonvolatile semiconductor memory device in which the reliability of repeated operation of the charge storage type memory cell is improved can be provided.

なお、不揮発性半導体記憶装置108において、複数のメモリセル8が設けられる場合、第2パルスP2を複数のメモリセル8に印加することができる。さらに、例えば、複数のメモリセル8が複数のブロックに分割されている場合、例えば、「リフレッシュ命令」にブロックを指定するように機能を持たせることもでき、これに基づき、第2パルスP2をブロックごとに印加することができる。これにより、複数のメモリセルの劣化を効率的に抑制することができる。   Note that, in the nonvolatile semiconductor memory device 108, when a plurality of memory cells 8 are provided, the second pulse P2 can be applied to the plurality of memory cells 8. Further, for example, when the plurality of memory cells 8 are divided into a plurality of blocks, for example, a function can be given to designate a block in the “refresh command”, and based on this, the second pulse P2 is set. It can be applied for each block. Thereby, deterioration of a plurality of memory cells can be efficiently suppressed.

(第9の実施の形態)
本発明の第9の実施形態は、不揮発性半導体記憶装置の駆動方法である。
すなわち、チャネル1aとチャネル1aの両側に設けられたソース領域2a及びドレイン領域2bとを有する半導体層1と、チャネル1aの上に設けられた第1絶縁膜3Aと、第1絶縁膜3Aの上に設けられた電荷蓄積層3Bと、電荷蓄積層3Bの上に設けられたゲート電極4と、を有するメモリセル8を有する不揮発性半導体記憶装置の駆動方法である。以下では、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の特徴部分について説明する。
(Ninth embodiment)
The ninth embodiment of the present invention is a method for driving a nonvolatile semiconductor memory device.
That is, the semiconductor layer 1 having the source region 2a and the drain region 2b provided on both sides of the channel 1a and the channel 1a, the first insulating film 3A provided on the channel 1a, and the first insulating film 3A This is a method for driving a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell 8 having a charge storage layer 3B provided on the gate electrode 4 and a gate electrode 4 provided on the charge storage layer 3B. Hereinafter, characteristic portions of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described.

図20は、本発明の第9の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の駆動方法を例示するフローチャート図である。
図20に表したように、本実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の駆動方法においては、まず、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスP1を半導体層1とゲート電極4との間に印加する(ステップS110)。
FIG. 20 is a flowchart illustrating the method for driving the nonvolatile semiconductor memory device according to the ninth embodiment of the invention.
As shown in FIG. 20, in the method for driving the nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment, first, the potential of the gate electrode 4 is made lower than that of the semiconductor layer 1 to perform either data writing or erasing. The first pulse P1 to be performed is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4 (step S110).

例えば、図2に例示したように、第1パルスP1として消去パルスPeを印加する。そして、既に説明したように、図2に例示した具体例では、消去パルスPeの印加の前に、書き込みパルスPw(第3パルスP3)も印加され、任意の期間データが保持される。そして、書き込みパルスPwと消去パルスPeとの印加が繰り返され、書き込み動作と消去動作が繰り返される。   For example, as illustrated in FIG. 2, the erase pulse Pe is applied as the first pulse P1. As described above, in the specific example illustrated in FIG. 2, the write pulse Pw (third pulse P3) is also applied before the erase pulse Pe is applied, and data is held for an arbitrary period. Then, the application of the write pulse Pw and the erase pulse Pe is repeated, and the write operation and the erase operation are repeated.

そして、第1パルスP1の印加の回数に基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3へ電子を注入する第2パルス(回復パルスPr)を半導体層1とゲート電極4との間に印加する(ステップS120)。
これにより、積層絶縁膜3の劣化を抑制することができ、素子破壊の信頼性を向上し、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置の駆動方法が提供できる。
Then, based on the number of times of application of the first pulse P1, the potential of the gate electrode 4 is made higher than that of the semiconductor layer 1, and the second pulse (recovery pulse Pr) for injecting electrons into the stacked structure 3 is applied to the semiconductor layer 1. And between the gate electrode 4 and the gate electrode 4 (step S120).
Thereby, it is possible to suppress the deterioration of the laminated insulating film 3, improve the reliability of element destruction, and provide a driving method of a nonvolatile semiconductor memory device that improves the reliability of repeated operation of a charge storage type memory cell. it can.

例えば、第1パルスP1の印加の回数が予め定められた値である設定回数Nに到達した場合に、第2パルスP2を印加する。この時、既に説明したように、第1パルスP1の印加の累積回数mに基づいて、上記の設定回数Nを変化させても良く、また、第2パルスP2の電圧値、時間幅及びそれに含まれるパルス(サブパルス)の数を変化させても良い。   For example, the second pulse P2 is applied when the number of times of application of the first pulse P1 reaches a preset number N, which is a predetermined value. At this time, as described above, the set number N may be changed based on the cumulative number m of application of the first pulse P1, and the voltage value of the second pulse P2, the time width, and the number thereof are included therein. The number of pulses (sub-pulses) to be generated may be changed.

また、上記の設定回数Nは、1回以上100回以下とすることが望ましい。
また、第2パルスP2は、10V以上30V以下であることが望ましい。また、第2パルスの時間幅は、100μsよりも長く10s以下であることが望ましく、また、1ms以上10s以下であることがさらに望ましい。
The set number of times N is preferably 1 to 100 times.
The second pulse P2 is preferably 10V or more and 30V or less. The time width of the second pulse is preferably longer than 100 μs and not longer than 10 seconds, and more preferably not shorter than 1 ms and not longer than 10 seconds.

また、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くしてデータの書き込み及び消去のいずれか他方を行う第3パルスP3(図2の具体例では書き込みパルスPw)を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。そして、この場合、第2パルスP2の印加の時間(回復パルス時間幅Tr)は、第3パルスの印加の時間(図2の具体例では書き込みパルス時間幅Tw)よりも長いことが望ましい。
以上によって、素子破壊をより効果的に抑制することができる。
In addition, the third pulse P3 (the write pulse Pw in the specific example of FIG. 2) in which the potential of the gate electrode 4 is made higher than that of the semiconductor layer 1 to perform one of data writing and erasing is applied to the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4. Apply between. In this case, it is desirable that the application time of the second pulse P2 (recovery pulse time width Tr) is longer than the application time of the third pulse (write pulse time width Tw in the specific example of FIG. 2).
As described above, element breakdown can be more effectively suppressed.

また、不揮発性半導体記憶装置が複数のメモリセル8を備える場合においては、複数のメモリセル8の第1パルスP1の印加の回数に基づいて、第2パルスP2を複数のメモリセル8に印加することができる。そして、複数のメモリセル8が複数のブロックに分割され、ブロックごとの第1パルスP1の印加の回数に基づいて、第2パルスP2をブロックごとに印加することができる。これにより、複数のメモリセルの劣化を効率的に抑制することができる。   When the nonvolatile semiconductor memory device includes a plurality of memory cells 8, the second pulse P <b> 2 is applied to the plurality of memory cells 8 based on the number of times the first pulse P <b> 1 is applied to the plurality of memory cells 8. be able to. The plurality of memory cells 8 are divided into a plurality of blocks, and the second pulse P2 can be applied for each block based on the number of times of application of the first pulse P1 for each block. Thereby, deterioration of a plurality of memory cells can be efficiently suppressed.

また、第2パルスP2の印加から第1パルスP1の印加の間に、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くする第4パルスP4(初期化パルスPi)を印加することができる。なお、図14及び図15に関して説明したように、第4パルスP4の印加は省略しても良い。   Further, a fourth pulse P4 (initialization pulse Pi) that makes the potential of the gate electrode 4 higher than that of the semiconductor layer 1 can be applied between the application of the second pulse P2 and the application of the first pulse P1. As described with reference to FIGS. 14 and 15, the application of the fourth pulse P4 may be omitted.

また、本実施形態に係る別の駆動方法では、まず、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスP1を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。そして、予め定められた時間(例えば上記の設定時間TT)に基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3へ電子を注入する第2パルスP2を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。
さらに、本実施形態に係る別の駆動方法では、まず、半導体層1よりもゲート電極4の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスP1を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。そして、例えばユーザから入力される命令などによる起動信号に基づいて、半導体層1よりもゲート電極4の電位を高くして、積層構造体3メモリセル8内へ電子を注入する第2パルスP2を半導体層1とゲート電極4との間に印加する。
これにより、電荷蓄積型のメモリセルの繰り返し動作信頼性を向上させた不揮発性半導体記憶装置の駆動方法が提供できる。
In another driving method according to the present embodiment, first, the first pulse P1 for performing one of data writing and erasing by making the potential of the gate electrode 4 lower than that of the semiconductor layer 1 is applied to the semiconductor layer 1 and the gate. Applied between the electrodes 4. Then, based on a predetermined time (for example, the set time TT described above), the potential of the gate electrode 4 is made higher than that of the semiconductor layer 1, and the second pulse P2 for injecting electrons into the stacked structure 3 is applied to the semiconductor layer. 1 and the gate electrode 4.
Furthermore, in another driving method according to the present embodiment, first, the first pulse P1 for performing one of data writing and erasing by lowering the potential of the gate electrode 4 than the semiconductor layer 1 is applied to the semiconductor layer 1 and the gate. Applied between the electrodes 4. Then, for example, based on an activation signal according to a command input from the user, the second pulse P2 for injecting electrons into the stacked structure 3 memory cell 8 with the potential of the gate electrode 4 higher than that of the semiconductor layer 1 is generated. The voltage is applied between the semiconductor layer 1 and the gate electrode 4.
This can provide a method for driving a nonvolatile semiconductor memory device in which the reliability of repeated operation of charge storage type memory cells is improved.

なお、上記のいずれの駆動方法においても、回復パルスPrが印加される間隔(インターバル)は任意に設定でき、また、回復パルスPrの電圧値、時間幅及びそれに含まれるパルス(サブパルス)の数を任意に変化させることができる。   In any of the above driving methods, the interval (interval) at which the recovery pulse Pr is applied can be arbitrarily set, and the voltage value, time width, and number of pulses (sub-pulses) included in the recovery pulse Pr can be set. It can be changed arbitrarily.

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, with regard to the specific configuration of each element constituting the nonvolatile semiconductor memory device and the driving method thereof, those skilled in the art can implement the present invention in the same manner by appropriately selecting from a known range, and obtain the same effect Is included in the scope of the present invention as long as possible.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.

その他、本発明の実施の形態として上述した不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての不揮発性半導体記憶装置及びその駆動方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。   In addition, on the basis of the nonvolatile semiconductor memory device and its driving method described above as embodiments of the present invention, all nonvolatile semiconductor memory devices and their driving methods that can be implemented by those skilled in the art with appropriate design changes are also provided. As long as the gist of the invention is included, it belongs to the scope of the present invention.

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。   In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .

1 半導体層
1a チャネル
2a ソース領域
2b ドレイン領域
3 積層絶縁膜(積層構造体)
3A 第1絶縁膜
3B 電荷蓄積層
3C 第2絶縁膜
4 ゲート電極
8 メモリセル
11 メモリセルアレイ
12 電圧制御回路
13 電圧発生回路
14 読み出し回路
20 駆動部
21 出力部
22 制御部
23 記憶部
24 演算部
25 入力部
101、102、102a、103、104、105、106、107、108、109 不揮発性半導体記憶装置
N 設定回数(定められた値)
P1 第1パルス
P2 第2パルス
P3 第3パルス
P4 第4パルス
Pe 消去パルス
Pi 初期化パルス
Pr 回復パルス
Pr1〜Pr3 第1〜第3サブパルス
Prm1〜Prm3 第1〜第3の回復パルス
Pw 書き込みパルス
T01、T02 休止期間
Te 消去パルス時間幅
Th 保持期間
Ti 初期化パルス時間幅
Tr、Tr(m)、Trs 回復パルス時間幅
Tr1〜Tr3 第1〜第3サブパルス時間幅
TT 設定時間(定められた値)
Tw 書き込みパルス時間幅
Ve 消去パルス電圧
Vg ゲート電圧
Vi 初期化パルス電圧
Vr、Vrs 回復パルス電圧
Vr1〜Vr3 第1〜第3サブパルス電圧
Vw 書き込みパルス電圧
n 回数
m 累積回数
tt 経過時間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor layer 1a Channel 2a Source region 2b Drain region 3 Laminated insulating film (laminated structure)
3A First insulating film 3B Charge storage layer 3C Second insulating film 4 Gate electrode 8 Memory cell 11 Memory cell array 12 Voltage control circuit 13 Voltage generation circuit 14 Read circuit 20 Drive unit 21 Output unit 22 Control unit 23 Storage unit 24 Calculation unit 25 Input unit 101, 102, 102 a, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109 Nonvolatile semiconductor memory device N Number of times set (predetermined value)
P1 1st pulse P2 2nd pulse P3 3rd pulse P4 4th pulse Pe Erase pulse Pi Initialization pulse Pr Recovery pulse Pr1 to Pr3 1st to 3rd subpulse Prm1 to Prm3 1st to 3rd recovery pulse Pw Write pulse T01 , T02 Rest period Te Erase pulse time width Th Holding period Ti Initialization pulse time width Tr, Tr (m), Trs Recovery pulse time width Tr1-Tr3 First to third sub-pulse time widths TT setting time (specified value)
Tw Write pulse time width Ve Erase pulse voltage Vg Gate voltage Vi Initialization pulse voltage Vr, Vrs Recovery pulse voltage Vr1-Vr3 First to third sub-pulse voltages Vw Write pulse voltage n times m Accumulated times tt Elapsed time

Claims (20)

チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、
前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、
前記積層構造体の上に設けられたゲート電極と、
を有するメモリセルと、
前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、
前記第1パルスの印加の回数に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、
を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel;
A laminated structure having a first insulating film provided on the channel, and a charge storage layer provided on the first insulating film;
A gate electrode provided on the stacked structure;
A memory cell having
Applying a first pulse between the semiconductor layer and the gate electrode for lowering the potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer and writing or erasing data;
Based on the number of times of application of the first pulse, a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by raising the potential of the gate electrode higher than the semiconductor layer is interposed between the semiconductor layer and the gate electrode. A drive unit to apply,
A nonvolatile semiconductor memory device comprising:
前記駆動部は、前記印加の回数を記憶する記憶部をさらに有し、前記記憶部に記憶された前記印加の回数に基づいて前記第2パルスを印加することを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。   The said drive part further has a memory | storage part which memorize | stores the frequency | count of the said application, and applies the said 2nd pulse based on the frequency | count of the said application memorize | stored in the said memory | storage part. Nonvolatile semiconductor memory device. 前記駆動部は、前記印加の回数が予め定められた値に到達した場合に、前記第2パルスを印加することを特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性半導体記憶装置。   3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the driving unit applies the second pulse when the number of times of application reaches a predetermined value. 4. 前記予め定められた値は、前記第1パルスの印加の累積回数に基づいて変化することを特徴とする請求項3記載の不揮発性半導体記憶装置。   4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the predetermined value changes based on a cumulative number of times of application of the first pulse. 前記予め定められた値は、1回以上100回以下であることを特徴とする請求項3または4に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the predetermined value is not less than 1 and not more than 100 times. 前記第2パルスにおける電圧及び印加の時間、並びに前記第2パルスに含まれるパルスの数の少なくともいずれかは、前記第1パルスの印加の累積回数に基づいて変化することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。   2. The voltage and application time in the second pulse, and / or the number of pulses included in the second pulse change based on the cumulative number of times of application of the first pulse. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of? 前記駆動部は、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記データの書き込み及び消去のいずれか他方を行う第3パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、
前記第2パルスの印加の時間は、前記第3パルスの印加の時間よりも長いことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。
The driving unit applies a third pulse between the semiconductor layer and the gate electrode to make the potential of the gate electrode higher than that of the semiconductor layer and perform one of writing and erasing of the data,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the application time of the second pulse is longer than the application time of the third pulse.
前記第2パルスの印加の時間は、100μsよりも長く10s以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the application time of the second pulse is longer than 100 μs and not longer than 10 seconds. 前記第2パルスにおける前記半導体層を基準にした前記ゲート電極の電位は、10V以上30V以下高いことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。   9. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the potential of the gate electrode with respect to the semiconductor layer in the second pulse is higher than 10 V and lower than 30 V. 9. 複数の前記メモリセルを備え、
前記駆動部は、複数のメモリセルにおける前記印加の回数に基づいて、前記第2パルスを前記複数のメモリセルに印加することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of the memory cells;
The non-volatile device according to claim 1, wherein the driving unit applies the second pulse to the plurality of memory cells based on the number of times of application in the plurality of memory cells. Semiconductor memory device.
前記複数のメモリセルは、複数のブロックに分割され、
前記駆動部は、前記ブロックごとの前記印加の回数に基づいて、前記第2パルスを前記ブロックごとに印加することを特徴とする請求項10記載の不揮発性半導体記憶装置。
The plurality of memory cells are divided into a plurality of blocks,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein the driving unit applies the second pulse for each block based on the number of times of application for each block.
前記駆動部は、前記第2パルスの印加から次の書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスの印加の間に、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くする第4パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。   The driving unit applies a fourth pulse for lowering the potential of the gate electrode than the semiconductor layer between the application of the second pulse and the application of the first pulse for performing one of the next writing and erasing. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is applied between a semiconductor layer and the gate electrode. 前記積層構造体は、前記電荷蓄積層と前記ゲート電極との間に設けられた第2絶縁膜をさらに有することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein the stacked structure further includes a second insulating film provided between the charge storage layer and the gate electrode. apparatus. チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、
前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、
前記積層構造体の上に設けられたゲート電極と、
を有するメモリセルと、
前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、
予め定められた時間に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、
を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel;
A laminated structure having a first insulating film provided on the channel, and a charge storage layer provided on the first insulating film;
A gate electrode provided on the stacked structure;
A memory cell having
Applying a first pulse between the semiconductor layer and the gate electrode for lowering the potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer and writing or erasing data;
Driving to apply a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by making the potential of the gate electrode higher than that of the semiconductor layer based on a predetermined time, between the semiconductor layer and the gate electrode And
A nonvolatile semiconductor memory device comprising:
チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、
前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層と、を有する積層構造体と、
前記積層構造体電荷蓄積層の上に設けられたゲート電極と、
を有するメモリセルと、
起動信号が入力される入力部と、
前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、
前記入力部に入力された前記起動信号に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加する駆動部と、
を備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel;
A laminated structure having a first insulating film provided on the channel, and a charge storage layer provided on the first insulating film;
A gate electrode provided on the stacked structure charge storage layer;
A memory cell having
An input unit to which a start signal is input;
Applying a first pulse between the semiconductor layer and the gate electrode for lowering the potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer and writing or erasing data;
Based on the activation signal input to the input unit, a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by raising the potential of the gate electrode higher than that of the semiconductor layer is generated between the semiconductor layer and the gate electrode. A drive unit applied between,
A nonvolatile semiconductor memory device comprising:
チャネルと前記チャネルの両側に設けられたソース領域及びドレイン領域とを有する半導体層と、前記チャネルの上に設けられた第1絶縁膜及び前記第1絶縁膜の上に設けられた電荷蓄積層を有する積層構造体と、前記電荷蓄積層の上に設けられたゲート電極と、を有するメモリセルを有する不揮発性半導体記憶装置の駆動方法であって、
前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を低くしてデータの書き込み及び消去のいずれか一方を行う第1パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加し、
前記第1パルスの印加の回数に基づいて、前記半導体層よりも前記ゲート電極の電位を高くして前記積層構造体へ電子を注入する第2パルスを前記半導体層と前記ゲート電極との間に印加することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の駆動方法。
A semiconductor layer having a channel and a source region and a drain region provided on both sides of the channel; a first insulating film provided on the channel; and a charge storage layer provided on the first insulating film. A driving method of a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell having a stacked structure having a gate electrode provided on the charge storage layer,
Applying a first pulse between the semiconductor layer and the gate electrode for lowering the potential of the gate electrode lower than that of the semiconductor layer and writing or erasing data;
Based on the number of times of application of the first pulse, a second pulse for injecting electrons into the stacked structure by raising the potential of the gate electrode higher than the semiconductor layer is interposed between the semiconductor layer and the gate electrode. A method for driving a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: applying the nonvolatile semiconductor memory device.
前記印加の回数が予め定められた値に到達した場合に、前記第2パルスを印加することを特徴とする請求項16記載の不揮発性半導体記憶装置の駆動方法。   17. The method of driving a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 16, wherein the second pulse is applied when the number of times of application reaches a predetermined value. 前記予め定められた値は、1回以上100回以下であることを特徴とする請求項16または17に記載の不揮発性半導体記憶装置の駆動方法。   18. The method of driving a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 16, wherein the predetermined value is 1 time or more and 100 times or less. 前記不揮発性半導体記憶装置は複数の前記メモリセルを有し、
複数のメモリセルにおける前記印加の回数に基づいて、前記第2パルスを前記複数のメモリセルに印加することを特徴とする請求項16〜18のいずれか1つに記載の不揮発性半導体記憶装置の駆動方法。
The nonvolatile semiconductor memory device has a plurality of the memory cells,
The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of claims 16 to 18, wherein the second pulse is applied to the plurality of memory cells based on the number of times of application in the plurality of memory cells. Driving method.
前記複数のメモリセルは、複数のブロックに分割され、
前記ブロックごとの前記印加の回数に基づいて、前記第2パルスを前記ブロックごとに印加することを特徴とする請求項19記載の不揮発性半導体記憶装置の駆動方法。
The plurality of memory cells are divided into a plurality of blocks,
20. The method of driving a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 19, wherein the second pulse is applied for each block based on the number of times of application for each block.
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