JP2601971B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP2601971B2
JP2601971B2 JP7752392A JP7752392A JP2601971B2 JP 2601971 B2 JP2601971 B2 JP 2601971B2 JP 7752392 A JP7752392 A JP 7752392A JP 7752392 A JP7752392 A JP 7752392A JP 2601971 B2 JP2601971 B2 JP 2601971B2
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erase
memory cell
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藤 秀 雄 加
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    • G11C16/08Address circuits; Decoders; Word-line control circuits

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、不揮発性半導体記憶装
置に関し、特に、電気的にデータの書き換えが可能な不
揮発性半導体メモリにおけるデータ消去に着目してなさ
れた不揮発性半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and, more particularly, to a nonvolatile semiconductor memory device which focuses on data erasing in an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に記憶データを消去し、新たなデ
ータを再書き込みできるEEPROM(Electri
cally Erasable and Progra
mmable Read Only Memory)
は、ボード上に実装や組込みをしたままの状態で、電気
信号によりデータ消去が可能である。このため、その使
い易さから、制御用あるいはICカード(メモリカー
ド)用等に需要が急増している。
2. Description of the Related Art An EEPROM (Electric) capable of electrically erasing stored data and rewriting new data.
cally Erasable and Program
mmable Read Only Memory)
Can be erased by an electric signal while being mounted or incorporated on a board. For this reason, the demand for control, IC card (memory card) and the like is rapidly increasing due to its ease of use.

【0003】従来から、大容量化に適したEEPROM
として、図9〜図12に示すようなメモリセル構造が知
られている。図9はメモリセルのパターン平面図、図1
0は図9のA−A’線断面図、図11は図9のB−B’
線断面図、図12はそれらの等価回路である。
Conventionally, an EEPROM suitable for increasing the capacity
There is known a memory cell structure as shown in FIGS. FIG. 9 is a plan view of a memory cell pattern, and FIG.
0 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 9, and FIG.
FIG. 12 is a sectional view taken along a line, and FIG.

【0004】これらの各図に示すように、P型基板13
上に形成されるフィールド酸化膜20により囲まれた領
域上には、厚さ約100オングストローム程度のゲート
酸化膜18が形成されている。このゲート酸化膜18を
介して、第1層目の多結晶シリコンからなる浮遊ゲート
11が形成される。この浮遊ゲート11の上には、絶縁
膜19を介して、第2層目の多結晶シリコンからなる制
御ゲート12が形成される。絶縁膜19は、例えば、O
−N−O構造(Oxide−Nitride−Oxid
e)の3層構造となっており、その厚さは酸化膜換算で
約200オングストローム程度である。制御ゲート12
は、このメモリセルのワード線として用いられる。制御
ゲート12の上には絶縁層21が配される。
As shown in these figures, a P-type substrate 13
A gate oxide film 18 having a thickness of about 100 angstroms is formed on a region surrounded by the field oxide film 20 formed thereon. With the gate oxide film 18 interposed therebetween, the first layer floating gate 11 made of polycrystalline silicon is formed. On this floating gate 11, a control gate 12 made of a second layer of polycrystalline silicon is formed via an insulating film 19. The insulating film 19 is made of, for example, O
-NO-structure (Oxide-Nitride-Oxid)
e) has a three-layer structure, and its thickness is about 200 angstroms in terms of an oxide film. Control gate 12
Are used as word lines of this memory cell. An insulating layer 21 is provided on the control gate 12.

【0005】更に、浮遊ゲート11および制御ゲート1
2の両側のP型基板13上には、N型拡散層からなる
ソース14およびドレイン15が形成されている。絶縁
層21のドレイン15に対応する領域には、コンタクト
ホール16が開口している。アルミニウム層からなるデ
ータ線17が、このコンタクトホール16を介して、ド
レイン15と接続されている。
Further, the floating gate 11 and the control gate 1
A source 14 and a drain 15 made of an N + -type diffusion layer are formed on the P-type substrate 13 on both sides of the substrate 2. A contact hole 16 is opened in a region of the insulating layer 21 corresponding to the drain 15. A data line 17 made of an aluminum layer is connected to the drain 15 via the contact hole 16.

【0006】以上のようにしてメモリセルを構成した結
果、図12の等価回路図に示すような機能構成を実現す
ることができる。図12において、Dはドレイン15、
Sはソース14、CGは制御ゲート12にそれぞれ対応
する。
As a result of configuring the memory cell as described above, a functional configuration as shown in an equivalent circuit diagram of FIG. 12 can be realized. In FIG. 12, D is a drain 15,
S corresponds to the source 14, and CG corresponds to the control gate 12, respectively.

【0007】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。
The operation of the above configuration will now be described.

【0008】先ず、データを消去する場合は、ソース1
4に消去電圧として、例えば、12ボルトを印加し、ド
レイン15をフローティングとし、制御ゲート12を0
ボルトとする。これにより、薄いゲート酸化膜18を介
して、浮遊ゲート11とソース14との間に比較的高い
消去電圧が印加される。ファウラ−・ノルトハイムのト
ンネル効果により浮遊ゲート11中の電子がソース14
に放出される。結果的に、データの消去が行なわれる。
First, when erasing data, the source 1
For example, 12 volts is applied as an erasing voltage to 4, the drain 15 is floated, and the control gate 12 is set to 0
Bolts. Thus, a relatively high erase voltage is applied between the floating gate 11 and the source 14 via the thin gate oxide film 18. Due to the Fowler-Nordheim tunnel effect, electrons in the floating gate 11
Will be released. As a result, data is erased.

【0009】一方、データを書き込む場合は、ドレイン
15に約6ボルトを、ソース14に0ボルトを、制御ゲ
ート12に12ボルトをそれぞれ印加する。その結果、
ドレイン15近傍でインパクトアイオナイゼーションが
起こり、電子が浮遊ゲート11に注入され、データの書
き込みが行なわれる。
On the other hand, when writing data, about 6 volts is applied to the drain 15, 0 volts to the source 14, and 12 volts to the control gate 12, respectively. as a result,
Impact ionization occurs near the drain 15, electrons are injected into the floating gate 11, and data is written.

【0010】また、データの読み出し時には、ドレイン
15を1ボルト、ソース14を0ボルト、制御ゲート1
2を5ボルトとする。これにより、浮遊ゲート11中の
電子の有無により、データ“0”または“1”が得られ
る。
When reading data, the drain 15 is set at 1 volt, the source 14 is set at 0 volt, and the control gate 1 is set at 1 volt.
2 is 5 volts. Thus, data “0” or “1” is obtained depending on the presence or absence of electrons in the floating gate 11.

【0011】図13は以上のような構成のメモリセルを
用いた従来の半導体記憶装置の回路構成図を示すもので
ある。特に、EEPROMとして、フラッシュタイプ
で、8ビット分の出力を有するバイト構成のものを例示
している。
FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional semiconductor memory device using the memory cell having the above-described configuration. In particular, a flash type EEPROM having a byte configuration having an output of 8 bits is illustrated.

【0012】図12に示すように、メモリセル30は、
m行、n列のマトリックス状に配置されている。これら
のメモリセル30のソースは共通に端子SSに接続され
る。また、メモリセル30の制御ゲートは、行毎に、行
線WL1〜WLmに接続される。メモリセル30のドレ
インは、列毎に、列線DL1〜DLnに接続される。
[0012] As shown in FIG.
They are arranged in a matrix of m rows and n columns. The sources of these memory cells 30 are commonly connected to a terminal SS. The control gates of the memory cells 30 are connected to the row lines WL1 to WLm for each row. The drain of the memory cell 30 is connected to column lines DL1 to DLn for each column.

【0013】なお、端子SSは、外部高電圧電源端子V
ppから高電圧が供給されているソース電圧制御回路3
7に接続されている。行線WL1〜WLmは、行デコー
ダ31に接続される。列線DL1〜DLnは、エンハン
スメント形の列選択トランジスタ33−1〜33−nを
介して、共通接続点N−1〜N−8に接続される。列選
択トランジスタ33−1〜33−nは、列デコーダ32
に接続される列選択線CL1〜CLnの出力をゲート入
力としている。
The terminal SS is connected to an external high-voltage power supply terminal V
Source voltage control circuit 3 to which high voltage is supplied from pp
7 is connected. Row lines WL1 to WLm are connected to row decoder 31. The column lines DL1 to DLn are connected to common connection points N-1 to N-8 via enhancement-type column selection transistors 33-1 to 33-n. The column selection transistors 33-1 to 33-n are
The outputs of the column selection lines CL1 to CLn connected to are connected as gate inputs.

【0014】共通接続点N−1〜N−8と、データの書
込み消去時に高電圧が印加される外部高電圧電源端子V
ppとの間には、書込み用のエンハンスメント形の負荷
トランジスタ34−1〜34−8が接続される。これら
の負荷トランジスタ34−1〜34−8のゲートには、
外部端子から書込みデータDin*1〜Din*8を入
力されている書込みデータ制御回路35−1〜35−8
から、書込みデータNDin*1〜NDin*8(/は
反転信号を意味する)が入力される。
A common connection point N-1 to N-8 and an external high voltage power supply terminal V to which a high voltage is applied at the time of writing and erasing data.
pp are connected to write-in enhancement type load transistors 34-1 to 34-8. The gates of these load transistors 34-1 to 34-8 have:
Write data control circuits 35-1 to 35-8 to which write data Din * 1 to Din * 8 are input from external terminals.
, The write data NDin * 1 to NDin * 8 (/ means an inverted signal) are input.

【0015】さらに、行デコーダ31、列デコーダ32
には、高電圧切換回路36の出力SWが供給される。こ
の回路36には、外部高電圧電源端子Vppから高電圧
を供給される。
Further, a row decoder 31 and a column decoder 32
Is supplied with the output SW of the high voltage switching circuit 36. The circuit 36 is supplied with a high voltage from an external high voltage power supply terminal Vpp.

【0016】また、共通接続点N−1〜N−8には、デ
ータの読み出し用の負荷トランジスタを含むデータ読み
出し用のセンス増幅器38−1〜38−8が提供され
る。このセンス増幅器38−1〜38−8には、外部端
子へデータを出力するための出力回路39−1〜39−
8がそれぞれ接続される。
At the common connection points N-1 to N-8, sense amplifiers 38-1 to 38-8 for reading data including load transistors for reading data are provided. Output circuits 39-1 to 39- for outputting data to external terminals are provided to the sense amplifiers 38-1 to 38-8.
8 are respectively connected.

【0017】ソース電圧制御回路37において、消去信
号Eraseは、直列接続されるP型トランジスタ37
AとN型トランジスタ37Bのゲートに入力される。P
型トランジスタ37AとN型トランジスタ37Bの共通
接続されるドレインの出力は、N型トランジスタ37C
のソースからドレインを経て、直列接続されたP型トラ
ンジスタ37DとN型トランジスタ37Eのゲートに入
力される。P型トランジスタ37DとN型トランジスタ
37Eの共通接続されたドレインは、端子SSに接続さ
れると共に、P型トランジスタ37Fのゲートに接続さ
れる。P型トランジスタ37Fのドレインは、P型トラ
ンジスタ37DとP型トランジスタ37Aのゲートに接
続される。P型トランジスタ37Aのソース、N型トラ
ンジスタ37Cのゲートは電源に接続されている。P型
トランジスタ37FとP型トランジスタ37Dの各ソー
スは、外部高電圧電源端子Vppに接続される。
In the source voltage control circuit 37, the erase signal Erase is supplied to the P-type transistor 37 connected in series.
A and are input to the gates of the N-type transistor 37B. P
The output of the commonly connected drain of the N-type transistor 37A and the N-type transistor 37B is
Of the P-type transistor 37D and the gate of the N-type transistor 37E connected in series through the drain to the source of the N-type transistor 37D. The commonly connected drains of the P-type transistor 37D and the N-type transistor 37E are connected to the terminal SS and to the gate of the P-type transistor 37F. The drain of the P-type transistor 37F is connected to the gates of the P-type transistor 37D and the P-type transistor 37A. The source of the P-type transistor 37A and the gate of the N-type transistor 37C are connected to a power supply. Each source of the P-type transistor 37F and the P-type transistor 37D is connected to the external high-voltage power supply terminal Vpp.

【0018】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。
Next, the operation of the above configuration will be described.

【0019】先ず、データの書込み時においては、外部
高電圧電源端子Vppに12ボルトが供給される。この
外部高電圧電源端子Vppに12Vが印加されると、高
電圧切換回路36から出力SWに12ボルトが出力さ
れ、列デコーダ32、行デコーダ31に与えられる。同
時に、図示しないアドレス信号により選択された列選択
線CL1〜CLnと行線WL1〜WLmにより、各出力
ビット毎に、1つのメモリセル30が、つまり8個の出
力ビットについてそれぞれ1ビット分のメモリセル30
が、合計8個選択される。
First, at the time of writing data, 12 volts is supplied to the external high voltage power supply terminal Vpp. When 12 V is applied to the external high-voltage power supply terminal Vpp, 12 V is output to the output SW from the high-voltage switching circuit 36 and supplied to the column decoder 32 and the row decoder 31. Simultaneously, one memory cell 30 for each output bit, that is, one memory cell for each of eight output bits, is provided by column selection lines CL1 to CLn and row lines WL1 to WLm selected by an address signal (not shown). Cell 30
Are selected in total.

【0020】ここでは、行線WL1〜WLmの内の選択
されたライン、例えば行線WL1に12ボルトが与えら
れ、列選択線CL1〜CLnの内の選択されたライン、
例えば列選択線CL1に12ボルトが印加されることに
する。
Here, a selected one of the row lines WL1 to WLm, for example, 12 volts is applied to the row line WL1 and a selected one of the column selection lines CL1 to CLn,
For example, assume that 12 volts is applied to the column selection line CL1.

【0021】ここで、書込みデータDin*1〜Din
*8が“0”の場合、外部高電圧電源端子Vppから高
電圧を印加されている書込みデータ制御回路35−1〜
35−8は、書込みデータ/Din*1〜/Din*8
として約9ボルトを出力する。その結果、負荷トランジ
スタ34−1〜34−8がオンする。これにより、外部
高電圧電源端子Vppから、それぞれ負荷トランジスタ
34−1〜34−8及び列選択トランジスタ33−1〜
33−nを介して、列線DL1〜DLnのうちの選択さ
れたラインに、約6ボルトの電圧が印加される。これに
より、対応するメモリセル30にデータの書込みが行な
われる。一方、書込みデータDin*1〜Din*8が
“1”の場合、書込みデータ/Din*1〜/Din*
8が0ボルトとなり、負荷トランジスタ34−1〜34
−8がオフになる。これにより、選択されたメモリセル
30のドレインには電圧は印加されず、データの書込み
は行なわれない。
Here, the write data Din * 1 to Din
When * 8 is "0", the write data control circuits 35-1 to 35-1 to which a high voltage is applied from the external high voltage power supply terminal Vpp
35-8 is the write data / Din * 1 to / Din * 8
Output about 9 volts. As a result, the load transistors 34-1 to 34-8 are turned on. As a result, the load transistors 34-1 to 34-8 and the column selection transistors 33-1 to 33-1 are respectively connected from the external high-voltage power supply terminal Vpp.
A voltage of about 6 volts is applied to a selected one of the column lines DL1 to DLn via 33-n. Thereby, data is written to corresponding memory cell 30. On the other hand, when the write data Din * 1 to Din * 8 are “1”, the write data / Din * 1 to / Din *
8 becomes 0 volt, and the load transistors 34-1 to 34
-8 turns off. As a result, no voltage is applied to the drain of the selected memory cell 30 and no data is written.

【0022】データの消去を行なう場合には、ソース電
圧制御回路37を介して外部高電圧電源端子Vppから
約12ボルトの高電圧が端子SSに供給され、列選択線
CL1〜CLnと行線WL1〜WLmが全て0ボルトと
なる。これにより、全てのメモリセル30が一括して消
去される。
When erasing data, a high voltage of about 12 volts is supplied to the terminal SS from the external high voltage power supply terminal Vpp via the source voltage control circuit 37, and the column selection lines CL1 to CLn and the row line WL1 are supplied. To WLm are all 0 volts. Thereby, all the memory cells 30 are collectively erased.

【0023】なお、この場合、ソース電圧制御回路37
に消去信号Eraseを与えることにより消去が行なわ
れる。しかし、消去信号EraseによりP型トランジ
スタ37Aがオフとなり、N型トランジスタ37Bがオ
ンとなる。このため、N型トランジスタ37Cを通じ
て、P型トランジスタ37Dがオンとなり、同時に、N
型トランジスタ37Eがオフとなるる。これにより、端
子SSには、外部高電圧電源端子Vppが出力される。
なお、同時にP型トランジスタ37Fのゲートも外部高
電圧電源端子Vppとなる。このためP型トランジスタ
37Fはオフ状態である。
In this case, the source voltage control circuit 37
Is given an erasing signal Erase. However, the P-type transistor 37A is turned off and the N-type transistor 37B is turned on by the erase signal Erase. Therefore, the P-type transistor 37D is turned on through the N-type transistor 37C, and
The type transistor 37E is turned off. Thus, the external high-voltage power supply terminal Vpp is output to the terminal SS.
At the same time, the gate of the P-type transistor 37F also becomes the external high-voltage power supply terminal Vpp. Therefore, the P-type transistor 37F is off.

【0024】また、データの読み出し時には、データ書
込み用の負荷トランジスタ34−1〜34−8は常にオ
フとなり、高電圧切換回路36から出力される出力SW
もVcc電圧である5ボルトとなる。列デコーダ32と
行デコーダ31により選択されたメモリセル30のデー
タ“1”または“0”は、センス増幅器38−1〜38
−8で感知増幅され、出力回路39−1〜39−8を通
じて、外部出力端子に出力される。
When reading data, the load transistors 34-1 to 34-8 for writing data are always turned off, and the output SW output from the high voltage switching circuit 36 is output.
Also becomes 5 V which is the Vcc voltage. The data “1” or “0” of the memory cell 30 selected by the column decoder 32 and the row decoder 31 is applied to the sense amplifiers 38-1 to 38-38.
The signal is sensed and amplified at -8, and output to an external output terminal through output circuits 39-1 to 39-8.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
は、以上のように、データの消去時に、ソース電圧制御
回路37を通じて、外部高電圧電源端子Vppを印加す
るように構成されている。このため、以下に述べるよう
な問題がある。
As described above, the conventional semiconductor memory device is configured to apply the external high voltage power supply terminal Vpp through the source voltage control circuit 37 when erasing data. Therefore, there is a problem as described below.

【0026】図14はデータ消去時の各部の動作を示す
ための波形図である。図14(a)は消去信号Eras
eに対して端子SSから出力される電圧の波形を、同図
(b)はメモリセル30の各トランジスタのソースにバ
イアスを印加した時のトンネル電流特性を、同図(c)
はソース電圧制御回路37のP型トランジスタ37Dの
負荷特性をそれぞれ示す。
FIG. 14 is a waveform diagram showing the operation of each unit when data is erased. FIG. 14A shows the erase signal Eras.
FIG. 4B shows the waveform of the voltage output from the terminal SS with respect to e, and FIG. 4B shows the tunnel current characteristics when a bias is applied to the source of each transistor of the memory cell 30.
Indicates load characteristics of the P-type transistor 37D of the source voltage control circuit 37, respectively.

【0027】図14(a)に示すように、データの消去
モードになり、消去信号Eraseが“1”になると、
ソース電圧制御回路37から端子SSに供給される高電
圧は、急峻に12ボルトまで立上がっている。この立上
がり時間は1マイクロ秒以下である。
As shown in FIG. 14A, when the mode becomes the data erasing mode and the erasing signal Erase becomes "1",
The high voltage supplied from the source voltage control circuit 37 to the terminal SS sharply rises to 12 volts. This rise time is less than 1 microsecond.

【0028】データの消去時には、メモリセル30の制
御ゲートに0ボルトが加えられ、ドレインがフローティ
ングとされ、ソースにソース電圧制御回路37から消去
電圧が与えられる。しかし、メモリセル30のトランジ
スタのトンネル電流Iは、ソース電圧Vsに対して、図
14(b)のように変化する。つまり、メモリセル30
の浮遊ゲートに電子が注入されて負の電位の状態になっ
ていると、その電圧分だけ低いソース電圧でバンド間ト
ンネル電流が流れる。これは、図14(c)のラインT
に示すとおりである。このとき、バンド間トンネル電流
がiアンペア流れると、P型トランジスタ37Dの負
荷線RとラインTとの交点Qで、浮遊ゲートから電子を
引き抜く。
At the time of erasing data, 0 volt is applied to the control gate of the memory cell 30, the drain is made floating, and the source is supplied with the erasing voltage from the source voltage control circuit 37. However, the tunnel current I of the transistor of the memory cell 30 changes as shown in FIG. 14B with respect to the source voltage Vs. That is, the memory cell 30
When electrons are injected into the floating gate of the transistor and the state is negative, a band-to-band tunnel current flows at a source voltage lower by that voltage. This corresponds to the line T in FIG.
As shown in FIG. At this time, when the band-to-band tunnel current flows by 1 ampere, electrons are extracted from the floating gate at the intersection Q between the load line R and the line T of the P-type transistor 37D.

【0029】消去が進むにしたがって、浮遊ゲートの電
位は上昇する。このため、バンド間電流は徐々になくな
り、動作点はQ点からラインPを通って12ボルトとな
る。
As the erasing progresses, the potential of the floating gate rises. Therefore, the interband current gradually disappears, and the operating point becomes 12 volts from the point Q through the line P.

【0030】しかしながら、ソース電圧が12ボルトに
なる前に、リーク電流以外の要因、例えばブレークダウ
ン電流等で電流が流れると、ソースの電圧はそれ以上は
上昇せずトンネル電流も止まってしまうという問題があ
る。
However, if the current flows due to factors other than the leak current, for example, a breakdown current before the source voltage becomes 12 volts, the source voltage does not increase any more and the tunnel current stops. There is.

【0031】つまり、データの消去時において、メモリ
セル30のソース電圧を急峻に立ち上げると、バンド間
電流を流すことになり、消去特性を劣化させることにな
ってしまう。
That is, if the source voltage of the memory cell 30 rises sharply at the time of erasing data, an interband current will flow and the erasing characteristics will be degraded.

【0032】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決しようとするもので、データの消去、書き換えのでき
るメモリセルのソースの消去電圧を与えるに当たり、消
去電圧の立ち上がり時間を制御したり、段階的に電圧を
上昇させることにより、メモリセルの消去特性を向上さ
せることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. In providing an erase voltage of a source of a memory cell capable of erasing and rewriting data, a rise time of the erase voltage is controlled, An object of the present invention is to improve the erase characteristics of a memory cell by increasing the voltage stepwise.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体記
憶装置は、浮遊ゲートを有し、電気的にデータの書き込
み、消去のできるメモリセルであって、データの消去は
ソースに高電圧を加えることにより行われるようにした
メモリセルの複数を配列したメモリセルアレイと、前記
メモリセルアレイ中の特定の前記メモリセルを選択する
デコーダ手段と、前記メモリセルのデータ消去を行なう
際に、前記メモリセルのソースに、低電圧から高電圧に
至るまでの立ち上がり時間の制御された消去ソース電圧
を供給する消去電圧印加手段と、を備えるものとして構
成される。本発明の第2の半導体記憶装置は、前記消去
電圧印加手段は、前記消去ソース電圧における立ち上り
時間の制御を、この消去ソース電圧が立ち上ってもバン
ド間電流が流れない態様で行うものとして構成されてい
る、ものとして構成される。
A first semiconductor memory device according to the present invention is a memory cell having a floating gate and capable of electrically writing and erasing data. A memory cell array in which a plurality of memory cells are arranged, a decoder for selecting a specific memory cell in the memory cell array, and a memory for erasing data in the memory cell. Erasing voltage applying means for supplying an erasing source voltage having a controlled rise time from a low voltage to a high voltage to a source of the cell. In the second semiconductor memory device of the present invention, the erase voltage applying means controls the rise time of the erase source voltage in such a manner that no inter-band current flows even when the erase source voltage rises. Are configured as things.

【0034】本発明の第3の半導体記憶装置は、前記第
1又は第2の装置において、前記消去電圧印加手段は、
前記低電圧から前記高電圧に至る時間を約1秒以上とし
たものとして構成される。
According to a third semiconductor memory device of the present invention, in the first or second device, the erasing voltage applying means may include:
The time from the low voltage to the high voltage is set to about 1 second or more.

【0035】本発明の第4の半導体記憶装置は、前記第
1乃至第3の1つの装置において、前記消去電圧印加手
段は、前記低電圧から前記高電圧までの立ち上がりをア
ナログ的なものとしたものとして構成される。
In a fourth semiconductor memory device according to the present invention, in the first to third devices, the erasing voltage applying means makes the rising from the low voltage to the high voltage analog. It is configured as something.

【0036】本発明の第5の半導体記憶装置は、前記第
1乃至第3の装置において、前記消去電圧印加手段は、
前記低電圧から前記高電圧までの立ち上がりをデジタル
的なものとしたものとして構成される。
In a fifth semiconductor memory device according to the present invention, in the first to third devices, the erasing voltage applying means may include:
The rise from the low voltage to the high voltage is configured as a digital one.

【0037】本発明の第6の半導体記憶装置は、前記第
5の装置において、前記消去電圧印加手段は、前記低電
圧から第1段目の立ち上がり電圧に至る第1の立上り電
圧値を任意に設定可能としたものとして構成される。
In a sixth semiconductor memory device of the present invention, in the fifth device, the erasing voltage applying means may arbitrarily set a first rising voltage value from the low voltage to a rising voltage of a first stage. It is configured as one that can be set.

【0038】[0038]

【作用】データ消去時には、メモリセルのソースには、
消去電圧印加手段により、低電圧から高電圧に経時的に
変化する消去電圧が印加される。これにより、消去は適
正に行われ、且つ、メモリセルの劣化が防止される。
When the data is erased, the source of the memory cell is
The erase voltage applying means applies an erase voltage that changes with time from a low voltage to a high voltage. Thereby, erasing is performed properly, and deterioration of the memory cells is prevented.

【0039】[0039]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図1は本発明の一実施例に係る半導体記憶
装置の要部回路図である。特に、ソース電圧制御回路3
7の部分を示す。その他の回路は、図13のものと同様
であり、またメモリセルの構成は図9、図10、図11
に示すものと同じである。
FIG. 1 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention. In particular, the source voltage control circuit 3
7 is shown. Other circuits are the same as those in FIG. 13, and the configuration of the memory cell is shown in FIGS.
Is the same as that shown in FIG.

【0041】図1に示すように、消去信号Erase
は、一旦昇圧回路8に入力され、次いで出力回路9を通
じて、端子SSに供給される。
As shown in FIG. 1, the erase signal Erase
Is once input to the booster circuit 8 and then supplied to the terminal SS through the output circuit 9.

【0042】昇圧回路8において、消去信号Erase
は、N型トランジスタ8Bのゲートに入力されると共に
インバータ8Cに入力される。インバータ8Cの出力
は、N型トランジスタ8Eのゲートに与えられる。N型
トランジスタ8Bのドレインは、P型トランジスタ8A
のドレインと接続される。N型トランジスタ8Bのドレ
インは、P型トランジスタ8D、N型トランジスタ8H
及びN型トランジスタ8Qの各ゲートに接続される。N
型トランジスタ8Eのドレインは、P型トランジスタ8
Aのゲート、N型トランジスタ8Fのゲート及びP型ト
ランジスタ8Dのドレインに接続される。N型トランジ
スタ8Fのドレインは、P型トランジスタ8Gのソース
と、N型トランジスタ8Iのソースに接続される。P型
トランジスタ8Gのドレインは、N型トランジスタ8H
のドレインに接続される。インバータ8Kには、発振信
号OSCが供給される。インバータ8Kの入力端は、コ
ンデンサ8Lを介してN型トランジスタ8Iのソースに
接続される。インバータ8Kの出力は、コンデンサ8M
を介して、N型トランジスタ8Iのドレインに接続され
る。N型トランジスタ8Iのドレインは、N型トランジ
スタ8Jのソースの接続される。N型トランジスタ8I
のゲートはN型トランジスタ8Iのソースに、N型トラ
ンジスタ8JのゲートはN型トランジスタ8Jのソース
に、それぞれ接続される。N型トランジスタ8N、N型
トランジスタ8O、P型トランジスタ8P及びN型トラ
ンジスタ8Qは直列接続される。N型トランジスタ8N
のソースには、外部高電圧電源端子Vppが供給されて
いる。N型トランジスタ8Nのゲートはそのソースに接
続されている。N型トランジスタ8Oのゲートもそのソ
ースに接続されている。P型トランジスタ8Pのゲート
もそのソースにそれぞれ接続されている。N型トランジ
スタ8OのソースとP型トランジスタ8Pのソースの接
続点は、N型トランジスタ8Jのドレインおよび出力回
路9に接続される。P型トランジスタ8Aのソース、P
型トランジスタ8Dのソース、N型トランジスタ8Fの
ドレインには、それぞれ外部高電圧電源端子Vppが供
給される。また、P型トランジスタ8Gのゲート、P型
トランジスタ8Pのゲートにはそれぞれ電源Vccが供
給されている。
In the booster circuit 8, the erase signal Erase
Is input to the gate of the N-type transistor 8B and to the inverter 8C. The output of inverter 8C is provided to the gate of N-type transistor 8E. The drain of the N-type transistor 8B is connected to the P-type transistor 8A.
Connected to the drain of The drain of the N-type transistor 8B is connected to the P-type transistor 8D and the N-type transistor 8H.
And each gate of the N-type transistor 8Q. N
The drain of the P-type transistor 8E is
It is connected to the gate of A, the gate of N-type transistor 8F, and the drain of P-type transistor 8D. The drain of N-type transistor 8F is connected to the source of P-type transistor 8G and the source of N-type transistor 8I. The drain of the P-type transistor 8G is connected to the N-type transistor 8H.
Connected to the drain of The oscillation signal OSC is supplied to the inverter 8K. The input terminal of inverter 8K is connected to the source of N-type transistor 8I via capacitor 8L. The output of the inverter 8K is a capacitor 8M
Is connected to the drain of the N-type transistor 8I. The drain of the N-type transistor 8I is connected to the source of the N-type transistor 8J. N-type transistor 8I
Is connected to the source of the N-type transistor 8I, and the gate of the N-type transistor 8J is connected to the source of the N-type transistor 8J. N-type transistor 8N, N-type transistor 80, P-type transistor 8P and N-type transistor 8Q are connected in series. N-type transistor 8N
Are supplied with an external high-voltage power supply terminal Vpp. The gate of N-type transistor 8N is connected to its source. The gate of the N-type transistor 80 is also connected to its source. The gate of the P-type transistor 8P is also connected to its source. A connection point between the source of the N-type transistor 80 and the source of the P-type transistor 8P is connected to the drain of the N-type transistor 8J and the output circuit 9. Source of P-type transistor 8A, P
An external high-voltage power supply terminal Vpp is supplied to the source of the type transistor 8D and the drain of the N-type transistor 8F, respectively. The power supply Vcc is supplied to each of the gate of the P-type transistor 8G and the gate of the P-type transistor 8P.

【0043】出力回路9において、昇圧回路8からの信
号は、N型トランジスタ9Cのゲートと、P型トランジ
スタ9Aのソースに与えられる。P型トランジスタ9A
のドレインは、インバータ9Bを介して、N型トランジ
スタ9Dのゲートに与えられる。N型トランジスタ9C
のソースと、N型トランジスタ9Dのドレインは、共
に、端子SSに接続される。N型トランジスタ9Cのド
レインには、外部高電圧電源端子Vppが接続される。
P型トランジスタ9Aのソースには、電源Vccが接続
される。
In the output circuit 9, the signal from the booster circuit 8 is applied to the gate of the N-type transistor 9C and the source of the P-type transistor 9A. P-type transistor 9A
Is supplied to the gate of N-type transistor 9D via inverter 9B. N-type transistor 9C
And the drain of the N-type transistor 9D are both connected to the terminal SS. The external high-voltage power supply terminal Vpp is connected to the drain of the N-type transistor 9C.
Power source Vcc is connected to the source of P-type transistor 9A.

【0044】なお、図1の8I等のシンボルで示すトラ
ンジスタは、0Vに近いしきい値電圧のトランジスタを
示す。
The transistors indicated by symbols such as 8I in FIG. 1 are transistors having a threshold voltage close to 0V.

【0045】以上述べたような構成において、次にその
動作を図2の波形図を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the above-described configuration will be described with reference to the waveform diagram of FIG.

【0046】今、消去信号Eraseが“0”から
“1”に立ち上がると、N型トランジスタ8Bがオンし
て、N型トランジスタ8Eがオフする。その結果、P型
トランジスタ8Aがオフ、P型トランジスタ8Dがオン
となる。これにより、N型トランジスタ8Fがオン、N
型トランジスタ8H及びN型トランジスタ8Qがオフと
なる。その結果、N型トランジスタ8Iのソースが
“1”となる。N型トランジスタ8IとN型トランジス
タ8Jには、発振信号OSCがインバータ8Kを介して
与えられている。このため、交互にオンとなる。コンデ
ンサ8L、コンデンサ8Mの作用により、この“1”の
信号は、N型トランジスタ8I及びN型トランジスタ8
Jを介して、徐々に伝播する。そして、この“1”信号
は、N型トランジスタ8N、N型トランジスタ8O及び
トランジスタ8Pにより、外部高電圧電源端子Vppの
電圧まで徐々に上昇する電圧に変換され、出力回路9に
出力される。出力回路9は、この電圧をN型トランジス
タ9Cのゲートに与えると共に、P型トランジスタ9A
及びインバータ9Bを介して、N型トランジスタ9Dの
ゲートに与える。このため、N型トランジスタ9Dはオ
フとなり、N型トランジスタ9Cは、そのゲート電圧に
したがって、徐々にその電圧を上昇させてゆく。
Now, when the erase signal Erase rises from "0" to "1", the N-type transistor 8B turns on and the N-type transistor 8E turns off. As a result, the P-type transistor 8A turns off and the P-type transistor 8D turns on. As a result, the N-type transistor 8F is turned on,
The type transistor 8H and the N-type transistor 8Q are turned off. As a result, the source of the N-type transistor 8I becomes “1”. The oscillation signal OSC is given to the N-type transistor 8I and the N-type transistor 8J via the inverter 8K. Therefore, they are turned on alternately. By the action of the capacitors 8L and 8M, the signal of "1" is transmitted to the N-type transistor 8I and the N-type transistor 8M.
Propagating gradually through J. The “1” signal is converted by the N-type transistor 8N, the N-type transistor 80, and the transistor 8P into a voltage that gradually increases to the voltage of the external high-voltage power supply terminal Vpp, and is output to the output circuit 9. The output circuit 9 applies this voltage to the gate of the N-type transistor 9C, and outputs the voltage to the P-type transistor 9A.
And to the gate of the N-type transistor 9D via the inverter 9B. Therefore, the N-type transistor 9D is turned off, and the voltage of the N-type transistor 9C gradually increases in accordance with the gate voltage.

【0047】以上のような動作の結果、図2の波形図に
示すように、端子SSの電圧は、消去信号Eraseが
立ち上がってもすぐには立ち上がらず、一定の時間をか
けて徐々に外部高電圧電源端子Vppの電圧12ボルト
まで電圧を上昇させてゆく。この時間は1マイクロ秒以
上の時間に設定される。このため、メモリセル30にお
いては、瞬時にバンド間電流が流れるような電圧が印加
されない。このため、低い電圧で消去動作が行なわれる
ことになり、消去特性を大幅に改善することができる。
また、大きなバンド間電流が流れないので、100オン
グストローム程度と極めて薄いゲート酸化膜の劣化を防
止することもできる。
As a result of the above operation, as shown in the waveform diagram of FIG. 2, the voltage of the terminal SS does not rise immediately even when the erase signal Erase rises, but gradually rises to the external level over a certain period of time. The voltage is increased to 12 volts at the voltage power supply terminal Vpp. This time is set to a time of 1 microsecond or more. For this reason, no voltage is applied to the memory cell 30 such that an inter-band current flows instantaneously. Therefore, the erasing operation is performed at a low voltage, and the erasing characteristics can be greatly improved.
Further, since a large inter-band current does not flow, deterioration of a gate oxide film as thin as about 100 Å can be prevented.

【0048】なお、上記実施例ではN型トランジスタ8
N、N型トランジスタ8O、P型トランジスタ8Pの特
性を調整することで、その立ち上がり時間を任意に設定
することができる。
In the above embodiment, the N-type transistor 8
The rise time can be set arbitrarily by adjusting the characteristics of the N, N-type transistor 80 and the P-type transistor 8P.

【0049】図3は、本発明の他の実施例に係る半導体
記憶装置の要部回路図である。即ち、ソース電圧制御回
路37の部分を抜き出して示す。この例でも、図1のと
きと同様に、その他の回路構成については図13と同様
であり、またメモリセルの構成については図9、図1
0、図11に示すものと同じである。
FIG. 3 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention. That is, a portion of the source voltage control circuit 37 is extracted and shown. Also in this example, as in the case of FIG. 1, the other circuit configuration is the same as that of FIG. 13, and the configuration of the memory cell is shown in FIGS.
0, the same as those shown in FIG.

【0050】図13に示すように、消去信号Erase
は、インバータ7Aを介して、遅延回路7Bに入力され
る。遅延回路7Bの出力は、インバータ7C及びインバ
ータ7Dを通じて、ノードRに出力される。消去信号E
raseとノードRの信号は、ナンド回路7Eに入力さ
れ、その出力はインバータ7Oを通じて信号HEEDと
して取り出される。一方、インバータ7Aで反転された
消去信号Eraseは、信号HEEBとして取り出され
る。信号HEEBと信号HEEDは、ノア回路7Fか
ら、インバータ7Gを介して、N型トランジスタ7Kの
ゲートおよびインバータ7Hに出力される。また、イン
バータ7Hの出力は、N型トランジスタ7Lのゲートに
出力される。N型トランジスタ7Kのドレインには、P
型トランジスタ7IのドレインとP型トランジスタ7J
のゲートが接続される。N型トランジスタ7Lのドレイ
ンには、P型トランジスタ7JのドレインとP型トラン
ジスタ7Iのゲートが接続される。P型トランジスタ7
JとN型トランジスタ7Lのドレインは、P型トランジ
スタ7Nのゲートに出力される。一方、信号HEED
は、N型トランジスタ7Mのゲートにも入力されてい
る。信号HEEBは、N型トランジスタ7Pのゲートに
も入力されている。N型トランジスタ7Mのソース及び
N型トランジスタ7Pのドレインは、共に、P型トラン
ジスタ7Nのドレインと共に端子SSに接続される。P
型トランジスタ7I、P型トランジスタ7J及びP型ト
ランジスタ7Nの各ソースは、外部高電圧電源端子Vp
pに接続され、N型トランジスタ7Mのドレインは電源
Vccに接続される。12ボルト程度の電圧を有する外
部高電圧電源端子Vppに対して、電源Vccは低い電
圧、例えば5ボルトである。
As shown in FIG. 13, the erase signal Erase
Is input to the delay circuit 7B via the inverter 7A. The output of delay circuit 7B is output to node R through inverters 7C and 7D. Erasure signal E
The signal at the node R is supplied to the NAND circuit 7E, and the output thereof is taken out as a signal HEED through an inverter 70. On the other hand, the erase signal Erase inverted by the inverter 7A is extracted as the signal HEEB. Signals HEEB and HEED are output from NOR circuit 7F to the gate of N-type transistor 7K and inverter 7H via inverter 7G. The output of inverter 7H is output to the gate of N-type transistor 7L. The drain of the N-type transistor 7K has P
Drain of P-type transistor 7I and P-type transistor 7J
Are connected. The drain of N-type transistor 7L is connected to the drain of P-type transistor 7J and the gate of P-type transistor 7I. P-type transistor 7
J and the drain of the N-type transistor 7L are output to the gate of the P-type transistor 7N. On the other hand, the signal HEED
Is also input to the gate of the N-type transistor 7M. The signal HEEB is also input to the gate of the N-type transistor 7P. The source of the N-type transistor 7M and the drain of the N-type transistor 7P are both connected to the terminal SS together with the drain of the P-type transistor 7N. P
The sources of the p-type transistor 7I, the p-type transistor 7J and the p-type transistor 7N are connected to an external high-voltage power supply terminal Vp
and the drain of the N-type transistor 7M is connected to the power supply Vcc. The power supply Vcc is lower than the external high voltage power supply terminal Vpp having a voltage of about 12 volts, for example, 5 volts.

【0051】以上のような構成において、次にその動作
を図4のタイミングチャートおよび図5の波形図にした
がって説明する。図4(A)は消去信号Erase、同
図(B)はノードRの状態、同図(C)は信号HEE
D、同図(D)は信号HEEB、同図(E)はノードS
の状態をそれぞれ示すものである。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. 4 and the waveform chart of FIG. 4A shows the erase signal Erase, FIG. 4B shows the state of the node R, and FIG. 4C shows the signal HEE.
D, FIG. 4D shows the signal HEEB, and FIG.
Respectively.

【0052】今、時刻t0から時刻t2の間で消去信号
Eraseが立ち上がる。このとき、図4(D)に示す
ように、消去信号Eraseが入力されるインバータ7
Aの出力である信号HEEBは、時刻t0から時刻t2
の間で“0”となる。この消去信号Eraseの反転信
号は、遅延回路7Bで遅延させられる。このため、その
出力にインバータ7C及びインバータ7Dを介して接続
されるノードRの状態は、図4(B)に示すように、時
刻t1で立ち下がる信号となる。ナンド回路7Eで、消
去信号EraseとノードRの信号のノア条件をとり、
これをインバータ7Oで反転する。これにより、図4
(C)に示すように、時刻t0から時刻t1の間に
“1”となる信号HEEDが得られる。
Now, the erase signal Erase rises between time t0 and time t2. At this time, as shown in FIG. 4D, the inverter 7 to which the erase signal Erase is input is input.
The signal HEEB which is the output of A is changed from time t0 to time t2.
Is "0" between the two. The inverted signal of the erase signal Erase is delayed by the delay circuit 7B. Therefore, the state of the node R connected to the output via the inverters 7C and 7D becomes a signal that falls at time t1, as shown in FIG. 4B. In the NAND circuit 7E, the NOR condition of the erase signal Erase and the signal of the node R is taken,
This is inverted by the inverter 70. As a result, FIG.
As shown in (C), a signal HEED which becomes "1" between time t0 and time t1 is obtained.

【0053】以上のようにして得られた信号HEEDと
信号HEEBをノア回路7Fに与える。これにより、時
刻t1から時刻t2の間に、インバータ7Gを介して、
N型トランジスタ7Kのゲートに“0”が入力され、さ
らにインバータ7Hを介してN型トランジスタ7Lのゲ
ートには“1”が入力される。その結果、N型トランジ
スタ7Kがオフ、N型トランジスタ7Lがオンとなり、
P型トランジスタ7Iがオン、P型トランジスタ7Jが
オフとなる。これにより、P型トランジスタ7JとN型
トランジスタ7Lのドレインに接続されるノードSは、
図4(E)に示すように、時刻t1から時刻t2の間
“0”となる。そして、この信号はP型トランジスタ7
Nのゲートに入力される。これにより、P型トランジス
タ7Nはこの間はオン状態となる。
The signals HEED and HEEB obtained as described above are applied to the NOR circuit 7F. Thereby, between the time t1 and the time t2, via the inverter 7G,
“0” is input to the gate of the N-type transistor 7K, and “1” is input to the gate of the N-type transistor 7L via the inverter 7H. As a result, the N-type transistor 7K turns off, the N-type transistor 7L turns on,
The P-type transistor 7I is turned on, and the P-type transistor 7J is turned off. Thereby, the node S connected to the drains of the P-type transistor 7J and the N-type transistor 7L is
As shown in FIG. 4 (E), it becomes “0” from time t1 to time t2. And this signal is applied to the P-type transistor 7
Input to N gate. Thereby, the P-type transistor 7N is turned on during this time.

【0054】一方、信号HEEDは、N型トランジスタ
7Mのゲートにも与えられる。これにより、N型トラン
ジスタ7Mは時刻t0から時刻t1までの間はオン状態
となる。また、信号HEEBはN型トランジスタ7Pの
ゲートに与えられる。これにより、N型トランジスタ7
Pは時刻t0から時刻t2の間はオフ状態となる。
On the other hand, signal HEED is also supplied to the gate of N-type transistor 7M. As a result, the N-type transistor 7M is turned on from time t0 to time t1. Signal HEEB is applied to the gate of N-type transistor 7P. Thereby, the N-type transistor 7
P is turned off from time t0 to time t2.

【0055】つまり、消去信号Eraseが“0”状態
の時には信号HEEB及びノードSは“1”の状態にあ
り、信号HEEDは“0”状態であるこのため、端子S
Sはグランドレベルである。一方、消去信号Erase
が時刻t0で立ち上がると、信号HEEDは遅延回路7
Bに設定した時間、つまり時刻t0から時刻t1の間に
“1”となる。その結果、信号HEEDをゲート入力と
するN型トランジスタ7Mがこの間オンして端子SSを
充電し、(Vcc−Vth)のレベルとする。その後、
時刻t1から時刻t2までの間はノードSが“0”とな
る。これにより、P型トランジスタ7Nがオンして、端
子SSを外部高電圧電源端子Vppレベルとする。
That is, when the erase signal Erase is in the "0" state, the signal HEEB and the node S are in the "1" state, and the signal HEED is in the "0" state.
S is a ground level. On the other hand, the erase signal Erase
Rises at time t0, the signal HEED goes to the delay circuit 7
It becomes “1” during the time set in B, that is, between time t0 and time t1. As a result, the N-type transistor 7M having the gate input of the signal HEED is turned on during this time, and charges the terminal SS to the level of (Vcc-Vth). afterwards,
The node S is "0" from time t1 to time t2. As a result, the P-type transistor 7N is turned on, and the terminal SS is set to the level of the external high-voltage power supply terminal Vpp.

【0056】以上のような動作の結果、図5に示すよう
に、端子SSには、時刻t0から時刻t1の間は、比較
的低い(Vcc−Vth)のレベルの電圧が出力され、
時刻t1から時刻t2の間は、高電圧である外部高電圧
電源端子Vppが出力される。これにより、端子SSに
は段階的に高い電圧が印加されることになる。その結
果、この端子SSからの消去電圧がソースに印加される
メモリセル30においては、瞬時にバンド間電流が流れ
るような電圧が印加されない。このため、低い電圧で消
去動作が行なわれることになり、消去特性を大幅に改善
することができる。
As a result of the above operation, as shown in FIG. 5, a relatively low (Vcc-Vth) level voltage is output to the terminal SS between the time t0 and the time t1,
Between time t1 and time t2, the external high voltage power supply terminal Vpp which is a high voltage is output. As a result, a high voltage is applied to the terminal SS step by step. As a result, in the memory cell 30 to which the erasing voltage from the terminal SS is applied to the source, a voltage that causes an instantaneous interband current is not applied. Therefore, the erasing operation is performed at a low voltage, and the erasing characteristics can be greatly improved.

【0057】図6は、本発明の更に他の実施例に係る半
導体記憶装置の要部回路図であり、ソース電圧制御回路
37の部分を抜き出して示す。この例でも前と同様に、
その他の回路構成については図12と同様であり、また
メモリセルの構成については図9、図10、図11に示
すものと同じである。
FIG. 6 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention, in which a portion of a source voltage control circuit 37 is extracted and shown. In this example, as before,
Other circuit configurations are the same as those in FIG. 12, and the configurations of the memory cells are the same as those shown in FIGS. 9, 10, and 11.

【0058】図6に示すように、信号HEEDは、N型
トランジスタ7Vのゲートに与えられると共に、インバ
ータ7Xを介してN型トランジスタ7Wのゲートに与え
られる。N型トランジスタ7Vのドレインは、P型トラ
ンジスタ7QのドレインとP型トランジスタ7Rのゲー
トに接続される。N型トランジスタ7Wのドレインは、
P型トランジスタ7RのドレインとP型トランジスタ7
Qのゲートに接続される。N型トランジスタ7Vのドレ
インは、更にP型トランジスタ7Sのゲートに入力され
る。P型トランジスタ7Sは、N型トランジスタ7T、
N型トランジスタ7Uと共に直列回路を構成している。
N型トランジスタ7TのドレインとN型トランジスタ7
Uのソースは、ノードQを介して、N型トランジスタ7
Mのゲートに接続される。P型トランジスタ7Q、P型
トランジスタ7R、P型トランジスタ7I、P型トラン
ジスタ7J、P型トランジスタ7S及びP型トランジス
タ7Nの各ソースには、外部高電圧電源端子Vppが接
続される。N型トランジスタ7Mのドレインにも外部高
電圧電源端子Vppが接続される。その他の構成につい
ては、図3の構成とほぼ同様であり、N型トランジスタ
7Mのゲート電圧をトランジスタ7Tと7Uのgm比で
決まる任意の中間電圧に設定して与える点が異なる。
As shown in FIG. 6, signal HEED is applied to the gate of N-type transistor 7V and to the gate of N-type transistor 7W via inverter 7X. The drain of N-type transistor 7V is connected to the drain of P-type transistor 7Q and the gate of P-type transistor 7R. The drain of the N-type transistor 7W is
Drain of P-type transistor 7R and P-type transistor 7
Connected to the gate of Q. The drain of the N-type transistor 7V is further input to the gate of the P-type transistor 7S. The P-type transistor 7S is an N-type transistor 7T,
A series circuit is configured together with the N-type transistor 7U.
Drain of N-type transistor 7T and N-type transistor 7
The source of U is connected to the N-type transistor 7 through the node Q.
Connected to the gate of M. An external high-voltage power supply terminal Vpp is connected to each source of the P-type transistor 7Q, the P-type transistor 7R, the P-type transistor 7I, the P-type transistor 7J, the P-type transistor 7S, and the P-type transistor 7N. The external high-voltage power supply terminal Vpp is also connected to the drain of the N-type transistor 7M. The other configuration is substantially the same as the configuration in FIG. 3 except that the gate voltage of the N-type transistor 7M is set to an arbitrary intermediate voltage determined by the gm ratio between the transistors 7T and 7U and applied.

【0059】図6の構成において、次にその動作を図7
のタイミングチャートと図8の波形図にしたがって説明
する。図7(A)は消去信号Erase、同図(B)は
ノードRの状態、同図(C)は信号HEED、同図
(D)は信号HEEB、同図(E)はノードQの状態を
それぞれ示すものである。
The operation of the configuration shown in FIG.
Will be described with reference to the timing chart of FIG. 7A shows the erase signal Erase, FIG. 7B shows the state of the node R, FIG. 7C shows the state of the signal HEED, FIG. 7D shows the state of the signal HEEB, and FIG. Each is shown.

【0060】さて、時刻t0から時刻t1の間、信号H
EEDは“1”となり、N型トランジスタ7Vのゲート
を“1”にすると共にインバータ7Xを介してN型トラ
ンジスタ7Wのゲートを“0”にする。その結果、P型
トランジスタ7Qがオン、P型トランジスタ7Rがオフ
し、同時にP型トランジスタ7SがオンしてN型トラン
ジスタ7TとN型トランジスタ7Uの直列回路に、外部
高電圧電源端子Vppの電圧を与える。その結果、図7
(E)に示すように、N型トランジスタ7TとN型トラ
ンジスタ7Uのgmにより決定される電圧が、N型トラ
ンジスタ7TとN型トランジスタ7Uの接続点であるノ
ードQに現れる。この電圧Vgは、N型トランジスタ7
Mのゲートに与えられる。その結果、N型トランジスタ
7Mのソースには図8に示すように、ノードQの電圧V
gに対応した電圧Vcntが出力され、端子SSから出
力される。
Now, during the period from time t0 to time t1, the signal H
The EED becomes "1", the gate of the N-type transistor 7V is set to "1", and the gate of the N-type transistor 7W is set to "0" via the inverter 7X. As a result, the P-type transistor 7Q is turned on, the P-type transistor 7R is turned off, and at the same time, the P-type transistor 7S is turned on, and the voltage of the external high-voltage power supply terminal Vpp is applied to the series circuit of the N-type transistor 7T and the N-type transistor 7U. give. As a result, FIG.
As shown in (E), a voltage determined by gm of the N-type transistor 7T and the N-type transistor 7U appears at a node Q which is a connection point between the N-type transistor 7T and the N-type transistor 7U. This voltage Vg is applied to the N-type transistor 7
M gate. As a result, the source of the N-type transistor 7M has the voltage V at the node Q as shown in FIG.
The voltage Vcnt corresponding to g is output and output from the terminal SS.

【0061】以上のように、図6の構成によれば、時刻
t0から時刻t1の間に端子SSに出力される電圧を、
グランドレベルと外部高電圧電源端子Vppの間の任意
の電圧に設定することができる。これにより、メモリセ
ルに消去電圧を与える場合に、グランドレベルとVpp
(12V)との間の中間のレベルを、N型トランジスタ
7TとN型トランジスタ7Uのgmの設定により、自由
に設定することができる。
As described above, according to the configuration of FIG. 6, the voltage output to the terminal SS between the time t0 and the time t1 is
Any voltage between the ground level and the external high-voltage power supply terminal Vpp can be set. Thus, when an erase voltage is applied to the memory cell, the ground level and Vpp
An intermediate level between (12 V) can be freely set by setting gm of the N-type transistor 7T and the N-type transistor 7U.

【0062】以上のような動作の結果、図8に示すよう
に、端子SSには、時刻t0から時刻t1の間は任意に
設定可能な電圧Vcnt電圧が出力される。時刻t1か
ら時刻t2の間は、高電圧である外部高電圧電源端子V
ppの電圧が出力される。これにより、端子SSには、
段階的に高い電圧を印加することができる。その結果、
この端子SSからの消去電圧をソースに印加されるメモ
リセル30においては、瞬時にバンド間電流が流れるよ
うな電圧が印加されない。このため、低い電圧で消去動
作が行なわれることになり、消去特性を大幅に改善する
ことができる。
As a result of the above operation, as shown in FIG. 8, a voltage Vcnt that can be arbitrarily set is output to the terminal SS between time t0 and time t1. Between time t1 and time t2, the external high-voltage power supply terminal V, which is a high voltage,
A voltage of pp is output. As a result, the terminal SS
A high voltage can be applied stepwise. as a result,
In the memory cell 30 to which the erasing voltage from the terminal SS is applied to the source, a voltage at which an interband current flows instantaneously is not applied. Therefore, the erasing operation is performed at a low voltage, and the erasing characteristics can be greatly improved.

【0063】なお、図3、図6の各実施例では、端子S
Sの電圧を段階的に引上げるに当たり、(Vcc−Vt
h)なる電圧または外部高電圧電源端子Vpp以下の任
意の電圧Vgを1ステップだけ中間におく構成を例示し
た。しかし、さらに段階を多くして、徐々に端子SSの
消去電圧を引上げるような構成としてもよい。この場
合、遅延回路7Bのほかにさらに他の遅延回路を設け、
図3の構成と図6の構成を組み合わせたり、図6の構成
を複数段設けるようにして構成することができる。
In the embodiments shown in FIGS. 3 and 6, the terminal S
In stepwise raising the voltage of S, (Vcc-Vt
h) A configuration in which a voltage Vg or an arbitrary voltage Vg equal to or lower than the external high-voltage power supply terminal Vpp is set in the middle by one step has been exemplified. However, the configuration may be such that the number of steps is further increased and the erase voltage of the terminal SS is gradually increased. In this case, another delay circuit is provided in addition to the delay circuit 7B,
The configuration of FIG. 3 and the configuration of FIG. 6 can be combined, or the configuration of FIG. 6 can be provided in a plurality of stages.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、メ
モリセルのデータを消去する場合に、メモリセルのソー
スに与える消去ソース電圧を徐々に引上げ、あるいは段
階的に引上げるようにして、消去ソース電圧の変化にも
拘らず、バンド間電流が流れないようにしたので、たと
えゲート酸化膜が薄い場合にあってもその劣化を極力防
いでメモリセルの劣化を長期にわたって防止することが
でき、製品としての信頼性を長く保つことができる。
As described above, according to the present invention, when erasing data in a memory cell, the erase source voltage applied to the source of the memory cell is gradually increased or gradually increased. In addition, the inter-band current is prevented from flowing regardless of the change of the erase source voltage. Therefore, even if the gate oxide film is thin, it is possible to prevent the deterioration as much as possible and to prevent the deterioration of the memory cell for a long time. It can maintain the reliability as a product for a long time.

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体記憶装置の要部
回路図である。
FIG. 1 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the configuration of FIG. 1;

【図3】本発明の他の実施例に係る半導体記憶装置の要
部回路図である。
FIG. 3 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3の構成の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the configuration of FIG. 3;

【図5】図3の構成の動作を説明するための波形図であ
る。
FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the configuration shown in FIG. 3;

【図6】本発明の更に他の実施例に係る半導体記憶装置
の要部回路図である。
FIG. 6 is a main part circuit diagram of a semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention.

【図7】図6の構成の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the configuration of FIG. 6;

【図8】図3の構成の動作を説明するための波形図であ
る。
FIG. 8 is a waveform chart for explaining the operation of the configuration of FIG. 3;

【図9】一般的なメモリセルの構成を示すパターン平面
図である。
FIG. 9 is a pattern plan view showing a configuration of a general memory cell.

【図10】図9のA−A’線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 9;

【図11】図9のB−B’線断面図である。11 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図12】図9〜図11に示したメモリセルの装置の等
価回路図である。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the memory cell device shown in FIGS. 9 to 11;

【図13】従来の半導体記憶装置の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional semiconductor memory device.

【図14】図12の構成の動作を説明するための波形図
である。
FIG. 14 is a waveform chart for explaining the operation of the configuration of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7B 遅延回路 8 昇圧回路 9 出力回路 11 浮遊ゲート 12 制御ゲート 13 P型基板 14 ソース 15 ドレイン 16 コンタクトホール 17 データ線 18 ゲート酸化膜 19 絶縁膜 20 フィールド酸化膜 21 絶縁層 30 メモリセル 31 行デコーダ 32 列デコーダ 33−1〜33−n 列選択トランジスタ 34−1〜34−8 負荷トランジスタ 35−1〜35−8 書込みデータ制御回路 36 高電圧切換回路 37 ソース電圧制御回路 38−1〜38−8 センス増幅器 39−1〜39−8 出力回路 WL1〜WLm 行線 CL1〜CLn 列選択線 DL1〜DLn 列線 7B Delay circuit 8 Boost circuit 9 Output circuit 11 Floating gate 12 Control gate 13 P-type substrate 14 Source 15 Drain 16 Contact hole 17 Data line 18 Gate oxide film 19 Insulating film 20 Field oxide film 21 Insulating layer 30 Memory cell 31 Row decoder 32 Column decoder 33-1 to 33-n Column selection transistor 34-1 to 34-8 Load transistor 35-1 to 35-8 Write data control circuit 36 High voltage switching circuit 37 Source voltage control circuit 38-1 to 38-8 Sense Amplifier 39-1 to 39-8 Output circuit WL1 to WLm Row line CL1 to CLn Column select line DL1 to DLn Column line

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】浮遊ゲートを有し、電気的にデータの書き
込み、消去のできるメモリセルであって、データの消去
はソースに高電圧を加えることにより行われるようにし
たメモリセルの複数を配列したメモリセルアレイと、 前記メモリセルアレイ中の特定の前記メモリセルを選択
するデコーダ手段と、 前記メモリセルのデータ消去を行なう際に、前記メモリ
セルのソースに、低電圧から高電圧に至るまでの立ち上
がり時間の制御された消去ソース電圧を供給する消去電
圧印加手段と、 を備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A memory cell having a floating gate and capable of electrically writing and erasing data, wherein a plurality of memory cells are arranged so that data erasing is performed by applying a high voltage to a source. A memory cell array, a decoder means for selecting a specific memory cell in the memory cell array, and a memory cell source which, when erasing data, rises from a low voltage to a high voltage at a source of the memory cell. A non-volatile semiconductor memory device, comprising: an erase voltage application unit for supplying an erase source voltage whose time is controlled.
【請求項2】前記消去電圧印加手段は、前記消去ソース
電圧における立ち上り時間の制御を、この消去ソース電
圧が立ち上ってもバンド間電流が流れない態様で行うも
のとして構成されている、請求項1の不揮撥性半導体記
憶装置。
2. The erase voltage applying means is configured to control a rise time of the erase source voltage in such a manner that no inter-band current flows even when the erase source voltage rises. Non-volatile semiconductor storage device.
【請求項3】前記消去電圧印加手段は、前記低電圧から
前記高電圧に至る時間を約1マイクロ秒以上とした、請
求項1又は2記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said erasing voltage applying means sets a time from said low voltage to said high voltage to about 1 microsecond or more.
【請求項4】前記消去電圧印加手段は、前記低電圧から
前記高電圧までの立ち上がりをアナログ的なものとし
た、請求項1乃至3の1つに記載の装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said erasing voltage applying means makes the rising from said low voltage to said high voltage analog.
【請求項5】前記消去電圧印加手段は、前記低電圧から
前記高電圧までの立ち上がりをデジタル的なものとし
た、請求項1乃至3の1つに記載の装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said erase voltage applying means digitally sets the rise from said low voltage to said high voltage.
【請求項6】前記消去電圧印加手段は、前記低電圧から
第1段目の立ち上がり電圧に至る第1の立上り電圧値を
任意に設定可能とした、請求項5に記載の装置。
6. The apparatus according to claim 5, wherein said erase voltage applying means can arbitrarily set a first rising voltage value from said low voltage to a rising voltage of a first stage.
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