JP2816062B2 - メモリセルの情報の消去方法 - Google Patents

メモリセルの情報の消去方法

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    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • G11C16/14Circuits for erasing electrically, e.g. erase voltage switching circuits
    • G11C16/16Circuits for erasing electrically, e.g. erase voltage switching circuits for erasing blocks, e.g. arrays, words, groups

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不揮発性半導体記憶装
置に関するもので、特に、そのメモリセル構造が単純な
ポリシリコンの2層構造であるフラッシュEEPROM
における消去時のしきい値の分布を狭くする手段を提供
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すようなアレイ構成を持
つフラッシュEEPROMでは、情報の消去は、Fow
ler−Nordheim(以下、F−N)トンネリン
グにより、例えばフロ−ティングゲ−トからソ−スへ電
子を引き抜くことで行われる。そして、その消去は、ソ
−スに正電位を、ワ−ド線に負電位を印加することによ
って、全てのメモリセルを一括に、或いは、メモリセル
を複数のブロックに分けその単位ブロック毎に、或い
は、ワ−ド線毎に行われる。
【0003】しかし、図3に示されるようなEEPRO
Mでは、例えば2本のワ−ド線 W1,W2は、ソ−ス
線S1を中心として対となるように配置されている。従
って、2本のワ−ド線 W1,W2 の消去時のしきい
値分布は、図4に示されるようにそれぞれが独立した分
布を持っている。
【0004】このような2本のワ−ド線 W1,W2
の消去時のしきい値分布の差は、ステッパ−の合せずれ
や、プロセスの異方性(特に、インプラやエッチング
等)のような要因が重複した結果として現れるものであ
り、この差を完全になくすことは、非常に困難である。
【0005】そして、かかる場合に、全てのメモリセル
を一括に、或いは、メモリセルを単位ブロック毎に消去
すると、そのしきい値のバラツキは、図4中のaで示さ
れる範囲(破線X)に広がることになる。即ち、ワ−ド
線 W1のしきい値分布bとワ−ド線 W2のしきい値
分布cが重なることになるのである。
【0006】これに対し、1本のワ−ド線毎に消去を行
うことも可能であり、かかる場合、それぞれのワ−ド線
毎に消去を行えばよく、全体のしきい値のバラツキの幅
は、例えば図4のeで示されるように、ほぼワ−ド線1
本分の幅(一点破線Y)となる。しかし、この消去法で
は、ワ−ド線毎に情報の消去を行うため、消去しようと
するワ−ド線の本数分だけ消去動作を必要とする。従っ
て、消去動作に、非常に長い時間を要するという欠点が
ある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来は、
2本のワ−ド線がソ−ス線を中心として対となるように
配置されているEEPROMにおいて、当該2本のワ−
ド線の消去時のしきい値分布に差があるため、例えば単
位ブロック毎に情報を消去すると、そのしきい値分布が
広がるという欠点がある。
【0008】本発明は、上記欠点を解決すべくなされた
もので、その目的は、メモリセル構造が単純なポリシリ
コンの2層構造であるフラッシュEEPROMにおい
て、消去に必要な時間が短く、なおかつ消去時のしきい
値の分布を狭くする消去手段を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のメモリセルの情報の消去方法は、第1のワ
−ド線を共有する第1のメモリセル列と、第2のワ−ド
線を共有する第2のメモリセル列とを有し、上記第1の
メモリセル列及び上記第2のメモリセル列は、一つのソ
−スを共有し、当該ソ−スに対して対称的に配列されい
る不揮発性半導体記憶装置において、上記第1のメモリ
セル列の各メモリセルの情報の消去を一度に行い、その
後、上記第2のメモリセル列の各メモリセルの情報の消
去を一度に行うというものである。
【0010】また、上記不揮発性半導体記憶装置は、各
々のメモリセルのフロ−ティングゲ−ト中の電子を排出
するための消去電極を有し、上記各メモリセルの情報の
消去は、当該消去電極に一定の電位を印加することによ
り、上記フロ−ティングゲ−トから上記消去電極への電
子のF−Nトンネリング現象を利用して行われる。な
お、この場合、上記消去電極には、正の電位が印加さ
れ、上記第1又は第2のワ−ド線には、負の電位が印加
される。
【0011】また、上記各メモリセルの情報の消去は、
上記第1及び第2のメモリセル列に共通のソ−スに一定
の電位を印加することにより、上記第1又は第2のメモ
リセル列の各メモリセルのフロ−ティングゲ−トから上
記ソ−スへの電子のF−Nトンネリング現象を利用して
行われる。なお、この場合、上記ソ−スには、正の電位
が印加され、上記第1又は第2のワ−ド線には、負の電
位が印加される。
【0012】上記不揮発性半導体記憶装置は、上記一つ
のソ−スを共有する第1及び第2のメモリセル列が一つ
の単位となり、複数単位がまとまって一つのメモリセル
アレイを構成し、当該ソ−スに対して対称的に配列され
ている第1及び第2のメモリセル列の第1のメモリセル
列のみ、或いは第2のメモリセル列のみでブロックを構
成する。
【0013】また、不良セルの置き換えを行うための冗
長セル列を有し、当該冗長セル列は、第3のビット線を
共有する第1の冗長セル列と、第4のビット線を共有す
る第2の冗長セル列と、上記第1及び第2の冗長セル列
に共有される一つのソ−スとから構成され、上記第1又
は第2のメモリセル列は、上記第1又は第2の冗長セル
列に置き換え得る。
【0014】
【作用】上記構成によれば、メモリセルアレイ全体とし
て、又は、メモリセルアレイを構成する一つのブロック
を単位として、まず、一つのソ−スを共有する第1及び
第2のメモリセル列の当該第1のメモリセル列の各メモ
リセルの情報の消去を一度に行い、次に、当該上記第2
のメモリセル列の各メモリセルの情報の消去を一度に行
うことによって、メモリセルの情報の消去を行うことが
できる。
【0015】これにより、メモリセル構造が単純なポリ
シリコンの2層構造であるフラッシュEEPROMにお
いて、消去をいくつかのブロックに分けて行う場合に、
一つのブロック内において2本の対のワ−ド線の一方を
全て消去した後、当該ワ−ド線の他方を全て消去でき、
消去に必要な時間が短く、なおかつ消去時のしきい値の
分布を狭くする消去手段を提供できる。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の一実施
例について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例
であるフラッシュEEPROMのブロック構成を示して
いる。このフラッシュEEPROMにおいて、メモリセ
ルの情報の消去方法について以下に説明する。なお、フ
ラッシュEEPROMの構成は、従来と変わらないの
で、その説明は省略する。
【0017】一つのソ−スSnを共有する二つのワ−ド
線 W2n-1、W2nを一つの単位とする場合に、n個の単
位がまとまって一つのメモリセルアレイ又は一つのブロ
ックが構成されているものとする。
【0018】ソ−ス線 Sn(n=1,2…)は、二つ
のワ−ド線 W2n-1、W2n(n=1,2…)によって共
有されている。本発明では、n番目のソ−ス線 Snに
対して、これに隣接して配置されているワ−ド線 W2n
-1、W2nは、同時に消去されることがない。
【0019】即ち、図2に示すように、(2n−1)番
目のワ−ド線 W2n-1に接続されるメモリセルのみを消
去しようとする場合、ソ−ス線 Snには、例えば正の
電位(5[V])を印加し、(2n−1)番目のワ−ド
線 W2n-1には、例えば負の電位(−10[V])を印
加する。これにより、ワ−ド線 W2n-1を共通にする各
メモリセルの情報がF−Nトンネリングにより一度に消
去される。
【0020】この際、2n番目のワ−ド線 W2nの電位
は、当該ワ−ド線 W2nを共通にする各メモリセルの情
報がF−Nトンネリングにより消去されない程度の電
位、例えば接地電位に設定しておくのが良い。なお、消
去時のビット線Bi (i=1,2…)は、フロ−ティン
グ状態でも、又は、接地電位を与えても良い。
【0021】逆に、2n番目のワ−ド線 W2nに接続さ
れるメモリセルのみを消去しようとする場合、ソ−ス線
Snには、例えば正の電位(5[V])を印加し、2
n番目のワ−ド線 W2nには、例えば負の電位(−10
[V])を印加する。これにより、ワ−ド線 W2nを共
通にする各メモリセルの情報がF−Nトンネリングによ
り一度に消去される。
【0022】この際、(2n+1)番目のワ−ド線 W
2n+1の電位は、当該ワ−ド線 W2n+1を共通にする各メ
モリセルの情報がF−Nトンネリングにより消去されな
い程度の電位、例えば接地電位に設定しておくのが良
い。なお、消去時のビット線Bi (i=1,2…)は、
フロ−ティング状態でも、又は、接地電位を与えても良
い。
【0023】上記方法によれば、メモリセルアレイ又は
一つのブロックを構成するメモリセルの情報の消去は、
ワ−ド線 W2n+1を共有するメモリセルの情報の消去
(消去1)と、ワ−ド線 W2nを共有するメモリセルの
情報の消去(消去2)の2回のみで行うことができる。
これにより、メモリセルの情報の消去に必要な時間が短
くできる。しかも、情報の消去は、ワ−ド線 W2n+1を
共有するメモリセルと、ワ−ド線 W2nを共有するメモ
リセルとに分けて行っている。従って、ステッパ−の合
せずれや、プロセス異方性のような要因に影響されるこ
とがなく、消去時のしきい値の分布を狭くできる。
【0024】なお、上記実施例では、メモリセルの情報
の消去は、一つのワ−ド線 W2n-1又はW2nを共有する
メモリセル列に共通のソ−ス線Snに一定の電位を印加
し、当該メモリセル列の各メモリセルのフロ−ティング
ゲ−トから当該ソ−スへの電子のF−Nトンネリング現
象を利用して行われている。
【0025】しかし、各々のメモリセルのフロ−ティン
グゲ−ト中の電子を排出するための消去電極を設け、上
記各メモリセルの情報の消去は、当該消去電極に一定の
電位を印加することにより、上記フロ−ティングゲ−ト
から上記消去電極への電子のF−Nトンネリング現象を
利用して行ってもよい。
【0026】また、一つのソ−ス線Snを共有する二つ
のメモリセル列が一つの単位を構成する場合には、複数
単位がまとまって一つのメモリセルアレイ、又は、メモ
リセルアレイのブロックが構成されている。
【0027】また、本実施例におけるフラッシュEEP
ROMは、不良セルの置き換えを行うための冗長セル列
を有するものであってもよい。この場合、冗長セル列
は、ソ−ス線を共通にする二つのメモリセル列と同様の
構成を有する。そして、不良セルがある場合には、冗長
セルに置き換えることができる。
【0028】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の半導体
装置によれば、次のような効果を奏する。メモリセルア
レイ全体として、又は、メモリセルアレイを構成する一
つのブロックを単位として、一つのソ−スを共有する第
1及び第2のメモリセル列における上記第1のメモリセ
ル列の各メモリセルの情報の消去を一度に行い、その
後、上記第2のメモリセル列の各メモリセルの情報の消
去を一度に行うことにより、メモリセルの情報の消去を
行っている。これにより、メモリセル構造が単純なポリ
シリコンの2層構造であるフラッシュEEPROMにお
いて、消去に必要な時間が短く、なおかつ消去時のしき
い値の分布を狭くする消去手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わるフラッシュEEPR
OMを示す回路図。
【図2】本発明のメモリセルの消去方法を示す図。
【図3】従来のフラッシュEEPROMを示す回路図。
【図4】消去後のメモリセルアレイにおける各メモリセ
ルのしきい値分布を示す図。
【符号の説明】
Sn …ソ−ス線、 W2n、W2n-1 …ワ−ド線、 Bi …ビット線。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のワ−ド線対を有し、各々のワ−ド
    線対の第1ワ−ド線には複数の第1メモリセルが接続さ
    れ、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線には複数の第2メ
    モリセルが接続され、1つのワ−ド線対に接続される複
    数の第1及び第2メモリセルのソ−スが共有される不揮
    発性記憶装置のメモリセルの情報の消去方法において、 各々のワ−ド線対の複数の第1及び第2メモリセルのソ
    −スに正電位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド線に負電
    位、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線に接地電位をそれ
    ぞれ同時に与え、全てのワ−ド線対の第1ワ−ド線に接
    続される複数の第1メモリセルの情報の消去を行い、 各々のワ−ド線対の複数の第1及び第2メモリセルのソ
    −スに正電位、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線に負電
    位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド線に接地電位をそれ
    ぞれ同時に与え、全てのワ−ド線対の第2ワ−ド線に接
    続される複数の第2メモリセルの情報の消去を行うこと
    を特徴とするメモリセルの情報の消去方法。
  2. 【請求項2】 複数のワ−ド線対を有し、各々のワ−ド
    線対の第1ワ−ド線には複数の第1メモリセルが接続さ
    れ、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線には複数の第2メ
    モリセルが接続され、1つのワ−ド線対に接続される複
    数の第1及び第2メモリセルのソ−スが共有され、各々
    のワ−ド線対の複数の第1及び第2メモリセルの情報を
    消去する消去電極を有する不揮発性記憶装置のメモリセ
    ルの情報の消去方法において、 前記消去電極に正電位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド
    線に負電位、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線に接地電
    位をそれぞれ同時に与え、全てのワ−ド線対の第1ワ−
    ド線に接続される複数の第1メモリセルの情報の消去を
    行い、 前記消去電極に正電位、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド
    線に負電位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド線に接地電
    位をそれぞれ同時に与え、全てのワ−ド線対の第2ワ−
    ド線に接続される複数の第2メモリセルの情報の消去を
    行うことを特徴とするメモリセルの情報の消去方法。
  3. 【請求項3】 複数のワ−ド線対を有し、各々のワ−ド
    線対の第1ワ−ド線には複数の第1メモリセルが接続さ
    れ、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線には複数の第2メ
    モリセルが接続され、1つのワ−ド線対に接続される複
    数の第1及び第2メモリセルのソ−スが共有される不揮
    発性記憶装置のメモリセルの情報の消去方法において、 各々のワ−ド線対の複数の第1及び第2メモリセルのソ
    −スに第1電位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド線に前
    記第1電位よりも低い第2電位、各々のワ−ド線対の第
    2ワ−ド線に前記第1電位よりも低く前記第2電位より
    も高い第3電位をそれぞれ同時に与え、全てのワ−ド線
    対の第1ワ−ド線に接続される複数の第1メモリセルの
    情報の消去を行い、 各々のワ−ド線対の複数の第1及び第2メモリセルのソ
    −スに前記第1電位、各々のワ−ド線対の第2ワ−ド線
    に前記第2電位、各々のワ−ド線対の第1ワ−ド線に前
    記第3電位をそれぞれ同時に与え、全てのワ−ド線対の
    第2ワ−ド線に接続される複数の第2メモリセルの情報
    の消去を行うことを特徴とするメモリセルの情報の消去
    方法。
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