JP2891552B2 - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JP2891552B2
JP2891552B2 JP3228791A JP3228791A JP2891552B2 JP 2891552 B2 JP2891552 B2 JP 2891552B2 JP 3228791 A JP3228791 A JP 3228791A JP 3228791 A JP3228791 A JP 3228791A JP 2891552 B2 JP2891552 B2 JP 2891552B2
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memory cell
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好和 宮脇
康 寺田
武志 中山
真一 小林
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は不揮発性半導体記憶装
置に関し、特に一括消去型不揮発性半導体記憶装置の書
き込み方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一括消去型不揮発性半導体記憶装置のメ
モリセルを模式的に示したものを図2に示す。図2にお
いて、1はドレイン、2はコントロールゲート、3はソ
ースであり、それぞれビット線,ワード線,ソース線に
接続されており、4は電気的に周囲から絶縁状態にある
フローティングゲートである。フローティングゲート4
内の電子の有無によりメモリ情報を記憶する。
【0003】次にメモリの動作原理を説明する。メモリ
セルへの書き込みはコントロールゲート2を高電圧(V
ppWL)、ドレイン1を高電圧(VppBL)、ソー
ス3を接地電位に設定する。これによりドレイン電極と
ソース電極間に電流が流れ、またドレイン近傍のチャネ
ル構造をアバランシェ現象の起きやすい構造にしておく
ことで、ドレイン近傍でアバランシェ現象によるホット
エレクトロンが生成される。このホットエレクトロンの
ほとんどはドレインに流れるが、一部のホットエレクト
ロンがコントロールゲート2に印加した高電圧(Vpp
WL)のためにフローティングゲート−基板間のエネル
ギーギャップを越え、フローティングゲートに蓄積しメ
モリセルのしきい値を高い方へシフトさせる。
【0004】逆に、消去はコントロールゲート2を接地
電位、ソースを高電圧(VppSL)、ドレインをフロ
ーティングに設定し、ソース電極とフローティングゲー
トの間に高電界がかかるようにし、トンネル現象により
フローティングゲートから蓄積された電子を引き抜き、
メモリセルのしきい値を低いほうへシフトさせる。この
しきい値の差を読み出すことで情報の読み出しを行う。
【0005】次に前述のメモリセルを用いた場合のアレ
イ構成を図3に示す。1a,1bはビット線、2a,2
bはワード線、3aはソース線、5a〜5dはメモリセ
ルである。この図から明らかなように、プログラムはビ
ット単位(バイト,ワード単位)で行うことが可能で消
去は一括で行う構成となっている。
【0006】次に、一括消去型不揮発性半導体記憶装置
の全体のブロック図を図4に示す。メモリアレイ7は図
3に示したメモリセルを行方向,列方向に配置してあ
る。ロウデコーダ9、及びカラムデコーダ10はメモリ
アレイ7内の任意のメモリセルを選択するため、それぞ
れワード線及びビット線を選択する。さらにロウデコー
ダは書き込み時、ワード線に印加する高電圧を伝達する
機能も備えている。
【0007】図5にワード線を選択したり、ワード線に
高電圧を印加するためのロウデコーダの一部分の回路図
を示す。次に動作について説明する。読み出し時は端子
16に電源電圧を印加して選択ワード線34を電源電圧
まで立ちあげる。書き込み時は端子16にVppを印加
し、選択ワード線34を高電圧(Vpp)まで立ちあげ
る。詳細な動作について説明すると、ノード30が接地
電位の場合(即ち、選択の場合)はワード線34は高電
圧となり、ノード30が電源電圧の場合(即ち、非選択
の場合)はNchトランジスタ33によりワード線34
の電位は引き抜かれていくが、Pchトランジスタ32
が完全にオフしないので貫通電流が流れてしまい、ワー
ド線34が接地電位とはならない。そこでワード線34
の電位によってPchトランジスタ35をオンさせ、ノ
ード36を上昇させる。ノード36の電位をあげること
でPchトランジスタ32はオフし始める。Pchトラ
ンジスタ32がオフし始めればPchトランジスタ35
はさらにオンする。このようなフィードバックによって
Pchトランジスタ32は完全にオフし、貫通電流は流
れなくなり、ワード線34は接地電位になる。ここでノ
ード30はNchトランジスタ31のゲートが電源電圧
なので電源電圧以上にはならない。
【0008】また、図4のアドレスバッファ8は外部か
らのアドレス情報をデコーダに伝達する。Yゲート11
はメモリセルの情報をビット線からセンスアンプ12へ
伝達する。また、外部から入力された情報をメモリセル
に伝えてそれを書き込むためにビット線に高電圧を印加
する機能も備える。DQバッファ13は外部へ読み出し
情報を出力する。ソース線スイッチ14は消去時にソー
ス線に印加する高電圧を伝達する機能を備えている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の不揮発性半導体
記憶装置は以上のように構成されているので、任意のメ
モリセルに書き込む場合に選択ビット線上の非選択ワー
線のメモリセルを介して不要な電流が流れたり、ま
た、書き込まれている情報に影響を与える等という問題
があった。つまり、選択ビット線には高電圧を印加する
ため、同一ビット線上の非選択メモリセルのドレインに
も高電圧が印加され、メモリセルのフローティングゲー
トがカップリングによりチャネルが形成され、電流が流
れてしまうという問題点があった。また、このように電
流が流れると書き込まれている情報に悪影響が生じると
いう問題点があった。
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、任意のメモリセルに情報を書き
込む場合に選択ビット線上の非選択ビット線のメモリセ
ルを介して不要な電流が流れたり、また、書き込まれて
いる情報に影響を与えることのない不揮発性半導体記憶
装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる不揮発
性半導体記憶装置は、非選択のコントロールゲート(ワ
ード線)に接地電位より低い電位を印加するように構成
したものである。
【0012】
【作用】この発明にかかる不揮発性半導体記憶装置は、
カップリングにより上がってしまうフローティングゲー
トの電位をコントロールゲートに印加する電位を接地電
位より低く設定することにより抑えることができるの
で、不要な電流が流れない。
【0013】
【実施例】図1は本発明の一実施例による不揮発性半導
体記憶装置における、ロウデコーダ部分の回路図を示し
ており、図において、17は図5に示した従来のロウデ
コーダ内の回路と同様の構成を示すものであり、図5と
同一符号は同一部分を示している。また、19,22は
Pchトランジスタ、20,21はNchトランジス
タ、23はワード線、24はノードを、また、25はー
V電位に接続された端子を示している。
【0014】次に、図1の回路の動作について説明す
る。書き込み時には、上述したように選択/非選択によ
ってノード18は接地電位/Vppに電位が設定され
る。さらにトランジスタ19ないし22で構成される部
分で、選択時にはVppがワード線23に印加され、非
選択時には負電圧が印加される。
【0015】以下、詳細に説明すると、ノード18がV
ppの場合(即ち、非選択の場合)はNchトランジス
タ20が導通し、ワード線23が負電圧になる。ノード
18が接地電位の場合(即ち、選択の場合)はPchト
ランジスタ19が導通し始め、ワード線23がVppに
立ち上がりはじめる。この状態ではNchトランジスタ
20は完全にオフしないために貫通電流が流れてしま
う。
【0016】そこでPchトランジスタ21をワード線
電位で導通させノード24を負電位に引き抜く。引き抜
かれた電位だけPchトランジスタ19はさらにオン
し、Nchトランジスタ20はオフする。そしてワード
線電位23が上がった分だけノード24は引き抜かれ
る。このようなフィードバックを行うことでワード線2
3をVppに設定する。ここでノード18はPchトラ
ンジスタ22のゲートが接地電位になっているため接地
電位より下がらない。
【0017】このような本実施例によれば、上述の構成
により非選択のワード線に通常非選択ワード線に印加す
る電位よりも低い電位を印加するようにしたので、書き
込み時に選択ビット線に高電圧を印加した際に、カップ
リングにより上がってしまう非選択メモリセルのメモリ
セルのフローティングゲートの電位を低く抑えることが
でき、これにより、選択ビット線上の非選択ワード線の
メモリセルを介して不要な電流が流れたり、書き込まれ
ている情報に悪影響が及ぶのを防止できる。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、書き込み
時、選択ワー線にはVppが印加され、非選択ワード
線には負電圧が印加されるため、選択ビット線上の非選
ワード線のメモリセルを介して不要な電流が流れた
り、書き込まれている情報に悪影響が及ぶのを防止で
き、高性能の不揮発性半導体記憶装置が得られるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による不揮発性半導体記憶装
置のロウデコータの回路構成を示す図である。
【図2】本発明及び従来例に共通のメモリセルの断面図
である。
【図3】本発明及び従来例に共通のメモリアレイの説明
図である。
【図4】本発明及び従来例に共通の不揮発性半導体記憶
装置の全体ブロック図である。
【図5】従来例による不揮発性半導体記憶装置のロウデ
コーダ回路図である。
【符号の説明】
1 ドレイン 1a,1b ビット線 2 コントロールゲート 2a,2b ワード線 3 ソース 3a ソース線 4 フローティングゲート 5a〜5d メモリセル 7 メモリセルアレイ 8 アドレスバッファ 9 ロウデコーダ 10 カラムデコーダ 11 Yゲート 12 センスアンプ 13 DQバッファ 14 ソース線スイッチ 18,24,30,36 ノード 20,21,31,33 Nchトランジスタ 19,22,32,35 Pchトランジスタ 23 ワード線 25 −V端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 真一 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電 機株式会社エル・エス・アイ研究所内 (56)参考文献 特開 平1−289282(JP,A) 特開 平1−194197(JP,A) 特開 平1−160059(JP,A) 特開 昭62−26697(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G11C 16/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フローティングゲートを有するメモリト
    ランジスタが行方向,列方向にアレイ状に配置され、メ
    モリセルのドレインがビット線にゲートがワード線に接
    続され、書き込みはアバランシェ崩壊で生じたホットエ
    レクトロンをフローティングゲートに注入することによ
    り行い、消去はトンネル現象を利用してフローティング
    ゲートから蓄積された電子を引き抜くことにより行う構
    成を有するものにおいて、メモリセルの書き込み時に、メモリセルのソースを接地
    電位にするとともに、 非選択ワード線に与える電位を接
    地電位より低く設定する機能を備えたことを特徴とする
    不揮発性半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 ワード線の選択,非選択を示す信号を出
    力する入力論理回路と、該入力論理回路の出力を入力と
    し、該入力論理回路がワード線の選択を示す信号を出力
    しているときに、第1の電位を出力し、該入力論理回路
    がワード線の非選択を示す信号を出力しているときに、
    第2の電位を出力する第1の回路と、該第1の回路の出
    力を入力とし、該第1の回路が第1の電位を出力してい
    るときに、第3の電位を出力し、該第1の回路が第2の
    電位を出力しているときに、接地電位よりも低い第4の
    電位を出力する第2の回路とを備えたことを特徴とする
    請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
JP3228791A 1991-01-31 1991-01-31 不揮発性半導体記憶装置 Expired - Lifetime JP2891552B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2628673B2 (ja) * 1988-01-29 1997-07-09 株式会社日立製作所 半導体記憶装置
JPH01289282A (ja) * 1988-05-17 1989-11-21 Ricoh Co Ltd 半導体記憶装置

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