JP2918723B2 - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JP2918723B2
JP2918723B2 JP3270068A JP27006891A JP2918723B2 JP 2918723 B2 JP2918723 B2 JP 2918723B2 JP 3270068 A JP3270068 A JP 3270068A JP 27006891 A JP27006891 A JP 27006891A JP 2918723 B2 JP2918723 B2 JP 2918723B2
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山本  誠
和男 小林
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  • Non-Volatile Memory (AREA)

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、フローティングゲート
を有し、電気的に書込み及び消去可能な半導体記憶装置
に関し、特に、読出し電圧の低電圧化に際しても、安定
した読出動作を行うことができる半導体記憶装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically writable and erasable semiconductor memory device having a floating gate, and more particularly to a stable read operation even when a read voltage is lowered. The present invention relates to a semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に書換え可能な半導体記憶装置の
一つとしてフラッシュEEPROM(フラッシュメモ
リ)がある。この記憶装置は一括消去型(全ビット同時
消去型)であり、バイト単位での書換えはできないが、
一つのメモリトランジスタで1つのメモリセルを構成で
きるため、安価な半導体不揮発性メモリとなり得るもの
である。また、このフラッシュEEPROMはブロック
単位での消去が可能であるため、磁気ディスクに置換わ
るメモリとして大いに注目されている。
2. Description of the Related Art One of electrically rewritable semiconductor memory devices is a flash EEPROM (flash memory). This storage device is a batch erase type (all bits simultaneous erase type), and cannot be rewritten in byte units.
Since one memory cell can be constituted by one memory transistor, it can be an inexpensive semiconductor nonvolatile memory. Further, since the flash EEPROM can be erased in units of blocks, it has attracted much attention as a memory replacing a magnetic disk.

【0003】図4は従来のフラッシュEEPROMにお
けるメモリトランジスタの断構造を示す図であり、図
において、1はP型基板、2,はN+ 拡散層からなるド
レイン、3はN+ 拡散層からなるソース、4はコントロ
ールゲート、5はフローティングゲート、VD ,VS
G はドレイン2、ソース3、コントロールゲート4に
加える電圧、ID はドレイン2に流れる電流である。こ
こで、上記ドレイン2及びソース3はマトリクス内では
それぞれビット線,ソース線と接続され、上記コントロ
ールゲート4はマトリクス内ではワード線と接続されて
いる。また、上記フローティングゲート5は書込みによ
り電子を捕獲し、電源をOFFしても電子を保持し、消
去時に電子を放出する。また、フローティングゲート5
と基板1間にはトンネル酸化膜と呼ばれる絶縁膜が形成
され、通常100オングストローム程度の膜厚を有して
いる。そして、このトンネル酸化膜はトンネル現象によ
ってフローティングゲート5内の電子をソース3に放出
する。また、コントロールゲート4とフローティングゲ
ート5間にも絶縁膜が形成され、これは通常200オン
グストローム以上の膜圧を有している。
[0003] Figure 4 is a diagram showing a cross sectional structure of the memory transistor in the conventional flash EEPROM, in FIG, 1 is a P-type substrate, 2, the drain comprising a N + diffusion layer, 3 is the N + diffusion layer , A control gate, a floating gate, V D , V S ,
V G is the drain 2 and the source 3, the voltage applied to the control gate 4, I D is the current flowing into the drain 2. Here, the drain 2 and the source 3 are connected to a bit line and a source line in the matrix, respectively, and the control gate 4 is connected to a word line in the matrix. The floating gate 5 captures electrons by writing, retains electrons even when the power is turned off, and emits electrons during erasing. In addition, floating gate 5
An insulating film called a tunnel oxide film is formed between the substrate and the substrate 1, and usually has a thickness of about 100 angstroms. Then, this tunnel oxide film emits electrons in the floating gate 5 to the source 3 by a tunnel phenomenon. In addition, an insulating film is formed between the control gate 4 and the floating gate 5, which usually has a film pressure of 200 Å or more.

【0004】図5は、上記メモリトランジスタのID
G 特性を示す図であり、図において、VTHE は消去状
態のメモリのしきい値を示し、VTHP は書き込み後のメ
モリのしきい値を示している。メモリを書込む場合、ド
レイン2、コントロールゲート4に正の高電圧を加え、
ソース3を接地電位にする。この時、ドレイン2とソー
ス3間にはチャネルが形成されて電流が流れ、ドレイン
2の空乏層内でホットエレクトロンが発生する。このホ
ットエレクトロンは、コントロールゲート4に加えた正
の電圧で発生する電界によってフローティングゲート5
に引っぱられて捕獲される。そして、フローティングゲ
ート5内にホットエレクトロンが注入されると、図に示
すように書込み後のメモリのしきい値VTHP は高い方に
シフトする。また、メモリを消去する場合は、コントロ
ールゲート4を接地電位に、ドレイン2をフローティン
グ状態或いは接地電位にし、ソース3に正の高電圧を加
えることによりフローティングゲート5に捕獲されてい
た電子がトンネル現象によってソース3に放出される。
そして、消去後のメモリのしきい値VTHE は図に示すよ
うに元の状態にもどる。この時、マトリクスの内のソー
ス線が全て電気的に接続されていれば、全メモリセルの
ソース3に同時に正の高電圧が加わるため、一括消去さ
れることになる。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ID of the memory transistor and the ID.
Is a diagram showing the V G characteristics, in FIG., V THE indicates the threshold value of the memory in the erased state, V THP denotes a memory threshold after programming. When writing the memory, a positive high voltage is applied to the drain 2 and the control gate 4,
The source 3 is set to the ground potential. At this time, a channel is formed between the drain 2 and the source 3, a current flows, and hot electrons are generated in the depletion layer of the drain 2. The hot electrons are generated by the electric field generated by the positive voltage applied to the control gate 4 and the floating gate 5
Is pulled and captured. When hot electrons are injected into the floating gate 5, the threshold value V THP of the memory after writing shifts to a higher value as shown in the figure. When erasing the memory, the control gate 4 is set to the ground potential, the drain 2 is set to the floating state or the ground potential, and a positive high voltage is applied to the source 3 so that the electrons trapped in the floating gate 5 are tunneled. Is released to the source 3.
Then, the threshold value V THE of the memory after erasing returns to the original state as shown in the figure. At this time, if all the source lines in the matrix are electrically connected, a positive high voltage is simultaneously applied to the sources 3 of all the memory cells, so that the data is erased collectively.

【0005】一方、図6は、上記メモリトランジスタを
備えた従来の半導体記憶装置の回路構成を示す図であ
り、図において、複数のメモリトランジスタがマトリク
ス状に配置されてメモリセルアレイを形成しており、メ
モリトランジスタのドレインは各列毎にビット線BLj
(j=0〜n)に接続され、コントロールゲートは各行
毎にワード線WLi(i=0〜m)に接続され、ソース
は共通のソース線Sに接続されている。また、各ワード
線には、入力されたアドレス信号をワード線に伝えるX
デコーダXDi(i=0〜m)が接続され、該Xデコー
ダXDi(i=0〜m)内のP,Nチャンネルトランジ
スタで構成された出力回路50が電源回路20に接続さ
れている。この電源回路20は、読出し用外部電源VCC
(通常5V)と書込み/消去用外部高圧電源VPP(通常
12V)と読出し用外部電源VCCと書込み/消去用外部
高圧電源VPPとの間に配設されたNチャンネルトランジ
スタT10,T11と、読出信号が入力さる入力端子10と
からなり、この入力端子10はNチャンネルトランジス
タT10のゲートと、インバータ30を介してNチャンネ
ルトランジスタT11のゲートにそれぞれ接続されてい
る。そして、この入力端子への読出信号が「L」の時N
チャンネルトランジスタT10,T11はそれぞれON,O
FFとなって電源回路20から書込み/消去用外部高圧
電源VPPによるVPP電圧を出力し、また、読出し信号が
「H」の時はT10,T11はそれぞれOFF,ONとなっ
て電源回路20からは読出し用外部電源VCCによるVCC
電圧を出力し、これらの電圧がアドレス信号によって選
択されたワード線WLiの電圧となる。従って、読出し
時は選択されたメモリトランジスタのコントロールゲー
ト電圧はVCC電圧になる。そして、通常製品の読出し電
圧VCCに対する規格は5V±10%が一般的であるた
め、4.5V≦VCC≦5.5Vの範囲でメモリは書込ま
れた状態及び消去された状態にしておく必要があり、図
5におけるVTHP 及びVTHE に対応させた場合、VTHP
>5.5V,VTHE<4.5Vの関係を満足することが
必要である。しかしながら、製品としてはマージンを持
って安定に動作させるために5V±20%以上にしてお
くのが一般的で、この点を鑑みるとVTHP >6V,V
THE <4Vの関係を満足することが必要である。また、
THE は0V <VTHE <4Vの関係をも満足することが
必要であり、これは、各メモリトランジスタのドレイン
がビット線に接続されているため、消去後のメモリのV
THE を負にすると、非選択状態、つまりワード線が接地
レベルでもメモリがON状態になるため、選択されたメ
モリの読出しを妨げ、所謂、過消去状態になってしまう
からである。尚、この回路では上記ソース線Sは読出し
時は接地レベルとなっている。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional semiconductor memory device having the above-mentioned memory transistors. In FIG. 6, a plurality of memory transistors are arranged in a matrix to form a memory cell array. , The drain of the memory transistor is connected to the bit line BLj for each column.
(J = 0 to n), the control gate is connected to a word line WLi (i = 0 to m) for each row, and the source is connected to a common source line S. Each word line has an X address for transmitting an input address signal to the word line.
A decoder XDi (i = 0 to m) is connected, and an output circuit 50 including P and N channel transistors in the X decoder XDi (i = 0 to m) is connected to the power supply circuit 20. The power supply circuit 20 includes a read external power supply V CC
(Normal 5V) and write / erase the external high voltage power source V PP N-channel transistor T 10 which is disposed between the (usually 12V) to an external power source for reading V CC and the write / erase external high voltage power source V PP, T 11, the read signal is the input monkey input terminal 10 Prefecture, the input terminal 10 and the gate of the N-channel transistor T 10, and is connected to the gates of the N-channel transistor T 11 via the inverter 30. When the read signal to this input terminal is "L", N
The channel transistors T 10 and T 11 are ON and O, respectively.
Outputs V PP voltage by the power supply circuit 20 to the external high voltage power supply V PP for programming / erasing becomes FF, also, the read signal becomes respectively T 10, T 11 are OFF, ON when the "H" power V CC due to the external power supply V CC for reading from the circuit 20
A voltage is output, and these voltages become the voltage of the word line WLi selected by the address signal. Therefore, at the time of reading, the control gate voltage of the selected memory transistor becomes the V CC voltage. Since the standard for the read voltage V CC of a normal product is generally 5 V ± 10%, the memory is written and erased in a range of 4.5 V ≦ V CC ≦ 5.5 V. It must be placed, when made to correspond to the V THP and V tHE in FIG 5, V THP
> 5.5V, V THE <4.5V. However, in order to operate stably with a margin, the product is generally set to 5 V ± 20% or more. In view of this point, V THP > 6 V, V
It is necessary to satisfy the relation of THE <4V. Also,
V THE is necessary that also satisfies the relationship of 0 V <V THE <4V, this is because the drain of each memory transistor is connected to the bit line, the memory after erasure V
If THE is made negative, the memory is turned on even when the word line is at the ground level in a non-selected state, so that reading of the selected memory is prevented, resulting in a so-called over-erased state. In this circuit, the source line S is at the ground level at the time of reading.

【0006】ところで、フラシュEEPROMは一括
消去であるため、全ビットを同時に電気的に消去する構
成になっている。即ち、1Mビットのメモリ容量を持っ
た製品であれば、約100万個のメモリを同時に消去す
るわけである。しかしながら、実際には、メモリセルを
構成するメモリトランジスタはエレクトロンの注入速度
やトランジスタサイズ等のトランジスタ特性が微妙に異
なるため、約100万個のメモリセルには、消去が速い
ものがあれば、消去が遅いものもあって、消去特性が個
々のトランジスタで微妙に異なり、上記のメモリトラン
ジスタのしきい値の関係からVTHE 分布が0〜4V以内
であれば、全ビットが良好に消去できることになる。
[0006] By the way, Hula Tsu Gerhard EEPROM is in the configuration to be erased because it is a collective erase, the whole bit at the same time electrically. That is, if the product has a memory capacity of 1 Mbit, about one million memories are simultaneously erased. However, in actuality, memory transistors constituting a memory cell have slightly different transistor characteristics such as electron injection speed and transistor size. , The erase characteristics are slightly different for individual transistors, and if the V THE distribution is within 0 to 4 V from the relationship between the threshold values of the memory transistors described above, all bits can be erased satisfactorily. .

【0007】図7は、メモリトランジスタのしきい値電
圧VTHの分布状態を示す図であり、図において、領域A
は書込み領域、領域Bは製品の規格領域、領域Cは消去
領域、領域Dは過消去領域であり、例えば、各メモリト
ランジスタのしきい値電圧VTHが図7(a) に示す分布状
態の装置では、過消去されずに装置が正常に動作する。
FIG. 7 is a diagram showing a distribution state of a threshold voltage V TH of a memory transistor. In FIG.
The write area is area B standard areas of the product, area C erasure region, region D is over-erased area, for example, the distribution state of the threshold voltage V TH is shown in FIG. 7 (a) of each memory transistor In this device, the device operates normally without being over-erased.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】近年、読出し電圧VCC
の低電圧化が求められ、将来的に電池駆動できるように
5Vより小さい読出し電圧、例えば、3V程度の読出し
電圧で動作ができる記憶装置の要求が強くなってきてい
る。しかしながら、従来の記憶装置では、メモリトラン
ジスタの消去状態のしきい値電圧VTHE の上限を下げる
必要があり、読出し電圧VCCに対する規格を3V±10
%、VTHE ,VTHP に対しては3V±20%とした場
合、メモリトランジスタのしきい値電圧VTHの分布状態
は図7(b) のようになり、図からわかるように、消去状
態のしきい値電圧VTHE は0<VTHE<2.4Vを満足
しなければならず、従来と同様の製造条件にて得られる
メモリセルアレイでは、一部のメモリトランジスタの消
去時のしきい値電圧VTHE が負の値を示すようになり、
過消去状態になって正常動作が行えなくなる場合があ
る。また、正常動作させるためには、メモリトランジ
タのVTHのバラツキを従来に比べて抑える必要があり、
このためには製造時の製造条件により厳しい制約が加わ
ることになり、歩留りが低下するという問題点があっ
た。
In recent years, the read voltage V CC
In order to drive the battery in the future, there is an increasing demand for a storage device that can operate with a read voltage smaller than 5 V, for example, a read voltage of about 3 V. However, in the conventional storage device, it is necessary to lower the upper limit of the threshold voltage V THE of the memory transistor in the erased state, and the standard for the read voltage V CC is 3V ± 10.
% And V THE and V THP are set to 3V ± 20%, the distribution state of the threshold voltage V TH of the memory transistor becomes as shown in FIG. 7 (b). of the threshold voltage V tHE must satisfy 0 <V tHE <2.4V, the memory cell array obtained by the conventional manner of manufacturing conditions, the threshold at the time of erasing some of the memory transistor The voltage V THE shows a negative value,
There is a case where normal operation cannot be performed due to an over-erased state. In order to properly operate, it is necessary to suppress than the variation in the V TH of the memory transitional scan <br/> data in the past,
For this reason, strict restrictions are added to the manufacturing conditions at the time of manufacturing, and there is a problem that the yield is reduced.

【0009】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、従来と同様の製造条件にて製造
されたメモリトランジスタ(メモリセルアレイ)を使用
でき、読出し電源電圧を低下させても正常動作すること
ができる半導体記憶装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can use a memory transistor (memory cell array) manufactured under the same manufacturing conditions as the conventional one, and can reduce the read power supply voltage. It is another object of the present invention to obtain a semiconductor memory device that can operate normally.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
記憶装置は、読出し時、選択状態にあるワード線に一定
電圧を与える定電圧電源回路を設けたものである。
A semiconductor memory device according to the present invention is provided with a constant voltage power supply circuit for applying a constant voltage to a selected word line at the time of reading.

【0011】[0011]

【作用】この発明においては、読出時、選択状態にある
ワード線に一定電圧を与える定電圧電源回路を設けたた
め、読出用外部電源が低電圧化されても、ワード線の電
圧レベルは定電圧電源回路の出力電圧になるため、メモ
リトランジスタの消去状態のしきい値電圧を極端に下げ
る必要がなくなり、メモリトランジスタの消去特性のバ
ラツキに対する許容幅を広げることができる。
In the present invention, a constant voltage power supply circuit for applying a constant voltage to a selected word line at the time of reading is provided. Therefore, even if the external power supply for reading is lowered, the voltage level of the word line is constant. Since the output voltage is the output voltage of the power supply circuit, it is not necessary to extremely lower the threshold voltage of the memory transistor in the erased state, and the allowable range for the variation in the erase characteristics of the memory transistor can be increased.

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、この発明の一実施例による半導体記憶装
置の回路構成を示す図であり、図において、図6と同一
符号は同一或いは相当する部分を示し、この記憶装置
は、図6で示した従来の記憶装置のNチャンネルトラン
ジスタT11と読出し用外部電源VCCとの間に定電圧電源
回路40が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same or corresponding parts, and the memory device shown in FIG. constant-voltage power supply circuit 40 is provided between the N-channel transistor T 11 and the read external power supply V CC of the conventional memory device.

【0013】図2は、上記定電圧電源回路40の回路構
成を示す図であり、図において、インバータI1
2 ,I3 ,I4 ,I5 により構成されたリング発振器
はブースト用コンデンサC1 を介してダイオード接続さ
れたNチャンネルトランジスタT2 に接続され、ブース
ト用コンデンサC1 とダイオード接続されたNチャンネ
ルトランジスタT2 とのノードN1 に読出し用外部電源
CCが接続されている。また、Nチャンネルトランジス
タT2 はノードN2 を介してダイオード接続されたNチ
ャンネルトランジスタT3 ,T4 ,T5 ,T6 ,T7
らなる電圧クランプに接続され、また、図1で示したN
チャンネルトランジスタT11とノードN2 の間には、一
端が接地されたコンデンサC2 が配設され、ノードN2
の電圧を安定化している。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the constant voltage power supply circuit 40. In FIG. 2, the inverter I 1 ,
I 2, I 3, I 4 , ring oscillator constituted by I 5 is connected to the N-channel transistor T 2 which is diode-connected through a boost capacitor C 1, the boost capacitor C 1 and the diode-connected N A read external power supply V CC is connected to a node N 1 with the channel transistor T 2 . The N-channel transistor T 2 is connected to a voltage clamp composed of N-channel transistors T 3 , T 4 , T 5 , T 6 , and T 7 which are diode-connected via the node N 2, and is shown in FIG. N
Between tea N'ne Le transistor T 11 and the node N 2, a capacitor C 2, one end of which is grounded is provided, the node N 2
Voltage is stabilized.

【0014】次に、動作について説明する。上記Nチャ
ンネルトランジスタT1 ,T2 ,T3 ,T4 ,T5 ,T
6 ,T7 のしきい値電圧VTHを1Vとすると、ノードN
1 はインバータI1 ,I2 ,I3 ,I4 ,I5 により構
成されたリング発振器,コンデンサC1 及びNチャンネ
ルトランジスタトランジスタT1 によって、VCC−VTH
間及び2VCC−VTH間で振動する。そして、Nチャンネ
ルトランジスタT2 によってノードN1 の高電圧はノー
ドN2 に供給され、ノードN2 が5Vにクランプされ、
このノードN2 の5VはコンデンサC2 により安定化さ
れて図1で示したNチャンネルトランジスタT11に向け
て出力される。その結果、この定電圧電源回路40を備
えた電源回路20から、アドレス信号によって選択され
たワード線に向けて電源電圧が出力される。
Next, the operation will be described. The N-channel transistor T 1, T 2, T 3 , T 4, T 5, T
Assuming that the threshold voltage V TH of T 6 and T 7 is 1 V, the node N
1 is V CC −V TH by a ring oscillator constituted by inverters I 1 , I 2 , I 3 , I 4 , I 5 , a capacitor C 1 and an N-channel transistor T 1 .
And between 2 V CC and V TH . Then, the high voltage at the node N 1 by N-channel transistor T 2 are supplied to the node N 2, node N 2 is clamped to 5V,
5V at the node N 2 is output to the N-channel transistor T 11 shown in FIG. 1 is stabilized by the capacitor C 2. As a result, a power supply voltage is output from the power supply circuit 20 including the constant voltage power supply circuit 40 to the word line selected by the address signal.

【0015】このような本実施例の半導体記憶装置で
は、図2で示す定電圧電源回路40がNチャンネルトラ
ンジスタT11と読出し用外部電源VCCとの間に設けら
れ、読み出し用外部電源VCCの出力電圧がこの定電圧電
源回路40を介してワード線に与えられるので、例え
ば、定電圧電源回路40の出力を5Vに設定すると、読
出し用外部電源VCCの出力電圧が5Vの時は従来と同様
に選択されたワード線WLiの出力レベルは5Vになる
が、読出し用外部電源VCCが3Vの時も選択されたワー
ド線WLiの出力レベルが5Vになるため、メモリトラ
ンジスタのしきい値電圧VTHの分布は、図7(a) にに近
い状態になり、過消去されることなく正常動作を行うこ
とができる。また、実際は読出し電圧が定電圧であるた
めに図中の領域Bは5Vのみで、領域Cが更に広がり、
消去状態のしきい値電圧VTHE の分布のバラツキが更に
広くても不良動作することが少なくなり、個々のメモリ
トランジスタの消去特性に対するバラツキの許容範囲が
広がって、製造時の歩留が向上する。
[0015] In the semiconductor memory device of such a present embodiment, the constant voltage power supply circuit 40 shown in FIG. 2 is provided between the N-channel transistor T 11 and the read external power supply V CC, an external power supply V CC for reading Is applied to the word line through the constant voltage power supply circuit 40. For example, if the output of the constant voltage power supply circuit 40 is set to 5V, the output voltage of the external power supply V CC for reading is 5V. Similarly, the output level of the selected word line WLi becomes 5 V, but the output level of the selected word line WLi becomes 5 V even when the external read power supply V CC is 3 V. The distribution of the voltage V TH is close to that shown in FIG. 7A, and normal operation can be performed without being over-erased. Also, since the read voltage is actually a constant voltage, the area B in the figure is only 5 V, and the area C is further expanded.
Even if the variation in the distribution of the threshold voltage V THE in the erased state is further widened, the malfunctioning operation is reduced, the allowable range of the variation in the erase characteristics of the individual memory transistors is widened, and the production yield is improved. .

【0016】図3は、この発明の第2の実施例による半
導体記憶装置における定電圧電源回路の回路構成を示す
図であり、本実施例では、電圧クランプがNチャンネル
トランジスタT3 ,T4 ,T5 ,T6 ,T7 ,T8 の6
段のトランジスタで構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a constant voltage power supply circuit in a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the voltage clamps are N-channel transistors T 3 , T 4 , 6 of T 5 , T 6 , T 7 , T 8
It is composed of stage transistors.

【0017】このような本実施例の半導体記憶装置で
は、NチャンネルトランジスタT3 ,T4 ,T5
6 ,T7 ,T8 の6段のトランジスタで構成された定
電圧電源回路の出力が6Vになるため、メモリトランジ
スタのしきい値電圧の分布が図7(c) に示すようになり
(ここで、製品規格は6V±10%、VTHP ,VTHE
対しては6V±20%とする。)、領域Bは6Vのみの
ため、領域Cが図7(a) に比べて更に広がり、個々のメ
モリトランジスタの消去特性のバラツキに対する許容範
囲が一層拡がって、製造時の歩留りが一層向上する。
In the semiconductor memory device of this embodiment, the N-channel transistors T 3 , T 4 , T 5 ,
Since the output of the constant-voltage power supply circuit composed of the six-stage transistors T 6 , T 7 , and T 8 becomes 6 V, the distribution of the threshold voltages of the memory transistors becomes as shown in FIG. Here, the product standard is 6 V ± 10%, and V THP and V THE are 6 V ± 20%.) Since the area B is only 6 V, the area C is further expanded as compared with FIG. In addition, the allowable range for the variation in the erasing characteristics of the individual memory transistors is further expanded, and the yield in manufacturing is further improved.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上のように、この発明の半導体記憶装
置によれば、読出し時、選択状態にあるワード線に一定
電圧を与える定電圧電源回路を設けたので、読出し外部
電圧が低電圧化されても、メモリトランジスタが過消去
されず、正常動作させることができ、また、各メモリト
ランジスタの消去特性の均一化のレベルを従来と同様に
できるため、製造時の歩留りを従来と同様のレベルに維
持できる効果がある。
As described above, according to the semiconductor memory device of the present invention, at the time of reading, the constant voltage power supply circuit for applying a constant voltage to the selected word line is provided. Even if this is done, the memory transistors will not be over-erased and can operate normally, and the level of uniformity of the erasure characteristics of each memory transistor can be made the same as before, so that the production yield will be the same as before. The effect can be maintained.

【0019】更に、この発明の半導体記憶装置によれ
ば、定電圧電源回路の出力電圧を読出し外部電圧以上に
すると、従来に比べてメモリトランジスタの消去特性の
バラツキが大きくても、メモリトランジスタが過消去さ
れることが少なくなり、メモリトランジスタの消去特性
を高いレベルで均一化する必要がなく、製造時の歩留り
を向上できる効果がある。
Further, according to the semiconductor memory device of the present invention, when the output voltage of the constant voltage power supply circuit is higher than the readout external voltage, even if the erasing characteristics of the memory transistor are larger than those of the prior art, the memory transistor is overloaded. Erasure is reduced, and there is no need to uniform the erasure characteristics of the memory transistor at a high level, which has the effect of improving the production yield.

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

【図1】本発明の一実施例による半導体記憶装置の回路
構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による半導体記憶装置の定電
圧電源回路の回路構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a constant voltage power supply circuit of the semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施例による半導体記憶装置の定
電圧電源回路の回路構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration of a constant voltage power supply circuit of a semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【図4】半導体記憶装置におけるメモリトランジスタの
断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a memory transistor in a semiconductor memory device.

【図5】半導体記憶装置におけるメモリトランジスタの
電流−電圧特性を示す図。
FIG. 5 illustrates current-voltage characteristics of a memory transistor in a semiconductor memory device.

【図6】従来の半導体記憶装置の定電圧電源回路の回路
構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional constant voltage power supply circuit of a semiconductor memory device.

【図7】半導体記憶装置におけるメモリトランジスタの
外部電源電圧に対するしきい値電圧VTHの分布状態を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a distribution state of a threshold voltage V TH with respect to an external power supply voltage of a memory transistor in a semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 読出し信号 20 電源回路 30 インバータ 40 定電圧電源回路 50 Xデーコーダの出力回路 1 基板 2 ドレイン 3 ソース 4 コントロールゲート 5 フローティングゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Readout signal 20 Power supply circuit 30 Inverter 40 Constant voltage power supply circuit 50 Output circuit of X decoder 1 Substrate 2 Drain 3 Source 4 Control gate 5 Floating gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−3187(JP,A) 特開 平1−259556(JP,A) 特開 平1−307097(JP,A) 特開 昭62−143297(JP,A) 特開 昭60−79598(JP,A) 特開 昭59−175098(JP,A) 実開 昭55−178897(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/115 H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-3187 (JP, A) JP-A-1-259556 (JP, A) JP-A-1-307097 (JP, A) JP-A-62-1987 143297 (JP, A) JP-A-60-79598 (JP, A) JP-A-57-175098 (JP, A) JP-A-57-178897 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) H01L 27/115 H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 フローティングゲートとコントロールゲ
ートを有し、電気的に書き込み、消去が可能なメモリト
ランジスタと、 上記メモリトランジスタを複数行、複数列にマトリクス
状に配置したメモリセルアレイと、 上記メモリセルアレイの各行毎のメモリトランジスタの
コントロールゲートを接続して配設された複数のワード
線と、 各ワード線に対応して設けられ、アドレス信号に応じて
対応するワード線を選択する複数のXデコーダと、 外部読出し用電源より高い一定電圧を発生する電圧電
源回路と、 読出し信号を受け、上記読出し信号が活性化され、読出
しが指示されたときは上記電圧電源回路から発生され
る一定電圧である読出し電圧を出力し、上記読出し信号
が非活性化された時は上記読出し電圧とは異なる書き込
み/消去用電圧を出力する電源回路と、 上記複数のXデコーダの各々に設けられ、上記電源回路
からの出力を受け、上記アドレス信号に応じて選択され
たワード線に接続されるメモリトランジスタのコントロ
ールゲートに、読出し時には上記一定電圧である読出し
電圧、書き込み時には上記書き込み/消去用電圧を与え
るXデコーダ出力回路とを備えた半導体記憶装置。
A memory transistor having a floating gate and a control gate, which can be electrically written and erased; a memory cell array in which the memory transistors are arranged in a matrix in a plurality of rows and a plurality of columns; A plurality of word lines provided by connecting control gates of memory transistors for each row; a plurality of X decoders provided corresponding to each word line and selecting a corresponding word line according to an address signal; a constant voltage power supply circuit for generating a higher external read power constant voltage, receiving the read signal, the read signal is activated, is constant voltage generated from the constant-voltage power supply circuit when the read is instructed A read voltage is output, and when the read signal is inactivated, a write / erase different from the read voltage is performed. A power supply circuit for outputting an application voltage; and a control gate of a memory transistor provided in each of the plurality of X decoders, receiving an output from the power supply circuit and connected to a word line selected according to the address signal. An X-decoder output circuit for applying the read voltage which is the aforementioned constant voltage at the time of reading and the write / erase voltage at the time of writing.
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