JP2944512B2 - 不揮発性半導体メモリ - Google Patents

不揮発性半導体メモリ

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JP2944512B2
JP2944512B2 JP13202196A JP13202196A JP2944512B2 JP 2944512 B2 JP2944512 B2 JP 2944512B2 JP 13202196 A JP13202196 A JP 13202196A JP 13202196 A JP13202196 A JP 13202196A JP 2944512 B2 JP2944512 B2 JP 2944512B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体メ
モリで使用される行駆動回路に関するもので、特に、N
AND構造のセルを有する不揮発性半導体メモリに適し
た行駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電気的消去可能でプログラム可能な不揮
発性半導体メモリ(EEPROM)は、メモリ容量増加
のためにNAND構造のメモリセルアレイをもつものが
主流になっている。このようなEEPROMでは、ビッ
トライン(又は列ライン)とメモリセルとの間のコンタ
クトホール数を減らすことができるので、メモリ容量を
増加しやすい。
【0003】図1は、EEPROMのメモリセルアレイ
とその行駆動回路を示す概略的回路図である。図示の便
宜上、2つのメモリブロックMBk,MBk+1に関連
した部分を示してある。
【0004】メモリセルアレイはP形半導体基板に形成
されたN形ウェル内のP形ウェルに形成され、行と列の
マトリックス形で配列された多数のメモリトランジスタ
を備えている。多数のメモリトランジスタは複数のメモ
リストリングに区分され、各メモリストリングは、所定
数ずつメモリトランジスタを直列接続したものである。
即ち、各メモリストリングは、第1選択トランジスタS
T1と複数のメモリトランジスタM1〜M16と第2選
択トランジスタST2との直列接続で構成されている。
各メモリトランジスタは、P形ウェル内にチャネル領域
を通じて相互に離隔形成されたドレイン及びソースと、
チャネル領域上にトンネル酸化膜を介して形成されたフ
ローティングゲートと、このフローティングゲート上に
中間絶縁膜を介して形成された制御ゲートと、を有す
る。各メモリストリングの一端つまり第1選択トランジ
スタST1のドレインはビットラインBL1〜BLnの
うちの対応ラインに接続され、その他端つまり第2選択
トランジスタST2のソースは共通ソースラインCSL
に接続されている。
【0005】各メモリブロック内で、第1選択トランジ
スタST1のゲートはストリング選択ラインSSLと接
続され、第2選択トランジスタST2のゲートは接地選
択ラインGSLと接続され、そしてメモリトランジスタ
M1〜M16のゲートはワードラインWL1〜WL16
とそれぞれ接続されている。各メモリブロックに関連し
たワードラインWL1〜WL16と接地選択ラインGS
Lの一端は伝送トランジスタT1〜T16,TGのドレ
インへそれぞれ接続されている。これら伝送トランジス
タT1〜T16,TGのゲートはメモリブロックを選択
する対応ブロック選択ライン11と接続されている。各
メモリブロックと関連した伝送トランジスタT1〜T1
6,TGのソースはワード駆動ラインS1〜S16及び
接地駆動ラインGSとそれぞれ接続されている。ワード
駆動ラインS1〜S16と接地駆動ラインGSは、行駆
動回路をなすワードライン駆動回路(図示せず)に接続
され、各種動作モード、例えば消去、プログラム、読出
等の動作モードに従って予め設定された駆動電圧が提供
される。
【0006】アドレス信号によって選択されたメモリブ
ロックMBk内のすべてのメモリセルを消去する場合、
ワードライン駆動回路はワード駆動ラインS1〜S16
に接地電圧を提供し、行駆動回路をなすブロック選択回
路10はスイッチ回路DTk内の伝送トランジスタT1
〜T16,TGが導通するようにブロック選択信号BS
kを出力する。一方、選択対象外のメモリブロックと関
連したスイッチ回路内の伝送トランジスタは対応ブロッ
ク選択回路からのブロック選択信号によって非導通化さ
れ、従って、非選択のメモリブロックと関連したワード
ラインはフローティングとされる。その後、P形ウェル
に消去電圧として例えば20Vを印加する。それによ
り、メモリブロックMBk内のすべてのメモリトランジ
スタでは、そのフローティングゲートからF−N(Fowle
r-Nordheium)トンネリングにより電子が放出され、負の
しきい値電圧を有するデプレションモードのトランジス
タに変更される。一方、非選択のメモリブロック内のワ
ードラインはフローティング状態にあるので、消去電圧
が印加されると容量カップリングによりほぼ消去電圧に
なることにより、消去が防止される。
【0007】メモリブロックMBk内のビットラインB
L1と関連したメモリセルM2のみをプログラムする場
合、ワードライン駆動回路は、ワード駆動ラインS2に
プログラム電圧として例えば18Vを提供し、ワード駆
動ラインS1,S3〜S16にはパス電圧として例えば
10Vを提供する。そして、メモリブロックMBkと関
連したブロック選択回路10はストリング選択ラインS
SLにパス電圧として例えば電源供給電圧Vccを提供
する。またブロック選択回路10は、スイッチ回路DT
k内の伝送トランジスタを通じてプログラム電圧とパス
電圧を対応ワードラインへ提供すべくブロック選択ライ
ン11に、プログラム電圧としたブロック選択信号BS
kを提供する。更に、ページバッファからビットライン
BL1に接地電圧が提供され、他のビットラインBL2
〜BLnにはプログラム防止電圧として例えば電源供給
電圧Vccが提供される。その結果、メモリブロックM
Bk内のトランジスタST1,M1が導通し、ビットラ
インBL1に関連したメモリトランジスタM2のドレイ
ンには接地電圧が伝達され、また、ビットラインBL2
〜BLnに関連したメモリトランジスタM2のドレイン
にはプログラム防止電圧が伝達される。従って、ビット
ラインBL1と関連したメモリトランジスタM2の制御
ゲートに印加されるプログラム電圧により、該メモリト
ランジスタM2のフローティングゲートに電子が注入さ
れ、これにより該メモリトランジスタM2は、正のしき
い値電圧を有するエンハンスメントモードのトランジス
タに変更される。一方、ビットラインBL2〜BLnと
関連したメモリトランジスタは、プログラム防止電圧に
よってプログラムが防止され、消去状態つまりデプレシ
ョンモードを維持する。
【0008】メモリブロックMBk内のワードラインW
L2と接続したメモリトランジスタからデータを読出す
場合、ワードライン駆動回路は、ワード駆動ラインS2
に接地電圧を提供し、また各ワード駆動ラインS1,S
3〜S16と接地駆動ラインGSに電源供給電圧Vcc
を提供する。そして、ブロック選択回路10は、選択メ
モリブロックMBkと関連したストリング選択ラインS
SLに電源供給電圧Vccを出力し、また電源供給電圧
Vccとしたブロック選択信号BSkを、選択メモリブ
ロックMBkと関連したスイッチ回路DTk内の伝送ト
ランジスタT1〜T16,TGのゲートに出力する。従
って、選択メモリブロックMBk内の選択ワードライン
WL2に接地電圧が供給され、非選択ワードラインWL
1,WL3〜WL16と接地選択ラインGSLには電源
供給電圧Vccが供給される。その結果、選択ワードラ
インWL2と接続したメモリトランジスタがデプレショ
ンモードのトランジスタ(消去トランジスタ)である場
合は、これらに接続したビットラインは接地状態にある
共通ソースラインCSLによって接地電圧へ引かれ、一
方、エンハンスメントモードのトランジスタ(プログラ
ムトランジスタ)である場合は、これらに接続したビッ
トラインは電源供給電圧Vccとされる。
【0009】上記のような消去、プログラム、及び読出
の技術は、1993年1月13日付出願の韓国特許出願
番号第93−390号に開示されている。
【0010】以上から分かるように、例えばプログラム
モード中の18Vのプログラム電圧のような高電圧がワ
ードライン駆動回路及び各ブロック選択回路内のチャー
ジポンプ回路から発生され、伝送トランジスタT1〜T
16,TGのゲートや伝送トランジスタT1〜T16の
ドレイン及びソースに印加される。従って、ワードライ
ン駆動回路及び各ブロック選択回路は、チャージポンプ
回路の出力高電圧に耐えられるような高電圧トランジス
タを持たなければならない。また、伝送トランジスタT
1〜T16,TGのそれぞれも、高電圧印加時の絶縁破
壊、ソース・ドレインのPN接合ブレークダウン等に耐
えられる高電圧トランジスタ構造を有しなければならな
い。
【0011】図2は、通常の高電圧トランジスタの断面
構造を示すものである。この高電圧トランジスタはP形
半導体基板12の一表面に形成されている。ドレインと
ソースのPN接合ブレークダウン電圧を高めるために低
濃度のn形ドレイン領域14及びソース領域18がチャ
ネル領域26を挟んで形成されており、そしてそのドレ
イン領域14及びソース領域18内に高濃度のn形ドレ
イン領域16及びソース領域20が形成されている。チ
ャネル領域26の上にはゲート絶縁膜24を介してポリ
シリコン、ポリサイド、高融点シリサイド等のゲート電
極22が形成されている。この場合、高電圧の印加によ
るゲート絶縁膜の破壊を防止するために、ゲート絶縁膜
は十分な厚さ、例えば少なくとも350Åで形成され
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記構造から分かるよ
うに高電圧トランジスタは、その絶縁膜の厚さからスイ
ッチング速度の低下が避けられない。また、ドレイン・
ソースのPN接合ブレークダウン電圧を高めるために低
濃度の不純物領域14,18が要求されるので、これら
領域が短絡しないようにチャネル長が長くされる。これ
も、高電圧トランジスタのスイッチング速度低下に影響
している。
【0013】一般に、NAND構造のセルを有するEE
PROMのプログラム時間には約100〜200μse
cを要し、読出時間は約3μsecである。もし、EE
PROMの読出時間を100nsec以下に短縮するこ
とができれば、高速に又は頻繁に書込を要しないDRA
Mの代わりにEEPROMを使用することが可能とな
る。そこで、高電圧トランジスタのスイッチング速度を
改善できれば、或いは、高電圧トランジスタを使用せず
にすめば、それを実現することも可能である。
【0014】即ち本発明の目的は、高速読出動作を行え
るEEPROMを提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的の
ために、読出動作で使用される読出用の駆動回路と、プ
ログラム動作でのみ使用されるプログラム(書込)用の
駆動回路と、に区別した行駆動回路を設け、読出用には
高電圧トランジスタを使用せずにすむようにする。
【0016】即ち、本発明によれば、フローティングゲ
ート形メモリトランジスタを直列接続してなるメモリス
トリングを配列したメモリブロックと、各行に配列され
たメモリトランジスタの制御ゲートに接続されるワード
ラインと、各列に配列されたメモリストリングの一端と
接続されるビットラインと、を有するメモリセルアレイ
をもつ不揮発性半導体メモリにおいて、読出動作でアド
レス信号に応答してメモリブロックのいずれかを選択
し、この選択メモリブロック内のワードラインのいずれ
か1つに接続されたメモリトランジスタからデータを読
出すように該選択メモリブロック内のワードラインに読
出駆動電圧を提供する読出駆動手段と、プログラム動作
でアドレス信号に応答してメモリブロックのいずれかを
選択し、この選択メモリブロック内のワードラインのい
ずれか1つに接続されたメモリトランジスタをプログラ
ムするように該選択メモリブロック内のワードラインに
書込駆動電圧を提供する書込駆動手段と、を備えること
を特徴とする。
【0017】そして、読出駆動手段はメモリブロックご
との読出伝送スイッチを有し、また、書込駆動手段はメ
モリブロックごとの書込伝送スイッチを有し、読出動作
で選択メモリブロックの前記読出伝送スイッチが読出駆
動電圧をワードラインへ伝送するように活性化され、ま
た、プログラム動作で選択メモリブロックの前記書込伝
送スイッチが書込駆動電圧をワードラインへ伝送するよ
うに活性化されるようにすることを特徴とする。このと
きに、読出駆動手段は、読出駆動電圧を供給する読出駆
動回路を有し、また、書込駆動手段は、書込駆動電圧を
供給する書込駆動回路を有することを特徴とする。
【0018】更に、読出駆動手段は、読出動作でアドレ
ス信号に応答してメモリブロックのいずれかを選択する
読出ブロック選択回路を有し、また、書込駆動手段は、
プログラム動作でアドレス信号に応答してメモリブロッ
クのいずれかを選択する書込ブロック選択回路を有する
ことを特徴とする。この場合に、読出ブロック選択回路
と書込ブロック選択回路はメモリセルアレイの端部に位
置させることができる。
【0019】また、本発明の場合、読出駆動電圧と書込
駆動電圧は、ワードラインの中央部から提供すること
も、ワードラインの端部から提供することもできる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照して詳細に説明する。図中の同じ構成要素
には共通の符号を付して説明する。
【0021】図3に、本発明に従って読出経路とプログ
ラム経路が分離された行駆動回路を有するEEPROM
を示す。メモリアレイ34を構成するメモリストリング
MS、各メモリストリングの第1及び第2選択トランジ
スタST1,ST2、メモリトランジスタM1〜M16
の配列構造は、図1に示したメモリアレイ34と同様で
ある。従って、これに関連する重複説明は省略する。ま
た、便宜上、1つのメモリブロックMBkのみを示して
いるが、列方向に配列された同様の多数のメモリブロッ
クがあることは勿論である。また、各メモリストリング
は16の直列メモリトランジスタを有しているが、この
個数に限定されるものではない。
【0022】ワードラインWL1〜WL16及び接地選
択ラインGSLの一端は、読出伝送スイッチRDkを構
成する読出伝送ゲート41〜44のソースとそれぞれ接
続され、そして読出伝送ゲート41〜44のドレイン
は、ビットラインBL1〜BLnに平行とした読出駆動
ラインR1〜R16,RGにそれぞれ接続される。読出
伝送ゲート41〜44のゲートは、読出ブロック選択回
路30により制御される。この読出ブロック選択回路3
0は、読出動作において読出駆動ラインR1〜R16,
RGの読出駆動電圧を選択メモリブロックMBk内のワ
ードラインWL1〜WL16及び接地選択ラインGSL
へ伝送するための読出選択信号XBRE を発生し、また、
選択メモリブロックMBk内の第1選択トランジスタS
T1を導通化するストリング選択信号を発生する。読出
駆動ラインR1〜R16,RGは、読出駆動回路36へ
接続されている。読出伝送スイッチRDkは、各メモリ
ブロックに対応させてメモリアレイ34の一端部に配列
されている。
【0023】メモリアレイ34は、図1と関連して説明
したように、P形単結晶シリコン基板の一表面に形成さ
れたn形ウェル内のP形ウェルに形成され、そして、読
出伝送スイッチRDkを構成する読出伝送ゲート41〜
44は、そのP形基板の一表面に形成される。この読出
伝送スイッチRDkを構成する各読出伝送ゲート41〜
44は、ワードラインWL1〜WL16及び接地選択ラ
インGSLに接続されるソースのみが耐高電圧用に2重
拡散領域構造とされる。上記の読出伝送スイッチRD
k、読出駆動回路36、及び読出ブロック選択回路30
から読出駆動手段が構成されている。
【0024】ワードラインWL1〜WL16及び接地選
択ラインGSLの他端は、書込伝送スイッチWDkを構
成する書込伝送ゲート51〜54のソースとそれぞれ接
続され、これら書込伝送ゲート51〜54のドレインは
書込駆動ラインW1〜W16,WGとそれぞれ接続され
る。書込伝送ゲート51〜54のゲートは、書込ブロッ
ク選択回路32により制御される。この書込ブロック選
択回路32は、書込動作(プログラム動作)において書
込駆動ラインW1〜W16,WGの書込駆動電圧を選択
メモリブロックMBk内のワードラインWL1〜WL1
6及び接地選択ラインGSLへ伝送するための書込ブロ
ック選択信号XBWを発生する。また、書込駆動ラインW
1〜W16,WGは書込駆動回路38へ接続される。書
込動作では、選択メモリブロックMBk内のワードライ
ンWL1〜WL16のうちのいずれか1つの選択ワード
ラインと関連した書込駆動ラインに、書込駆動回路38
からプログラム電圧として例えば18Vが提供され、そ
して残りの非選択ワードラインと関連した書込駆動ライ
ンにはパス電圧として例えば10Vが提供される。ま
た、書込駆動回路38は書込駆動ラインWGに電源供給
電圧Vccを提供する。書込伝送スイッチWDkは、メ
モリブロックに対応させてメモリアレイ34の他端部に
配列されている。
【0025】書込伝送スイッチWDkは読出伝送スイッ
チRDkと同様にP形基板に形成され、書込伝送スイッ
チWDkを構成する各書込伝送ゲート51〜54は図2
に示した高電圧トランジスタの構造をもつ。上記の書込
伝送スイッチWDk、書込駆動回路38、及び書込ブロ
ック選択回路32から書込駆動手段が構成される。
【0026】図4には、読出伝送ゲートとして使用可能
なトランジスタの断面構造を示す。図示のトランジスタ
(NMOS)は、ソースとして2重拡散領域60,62
を有している。半導体基板12は1×1012イオン/c
3 ほどのP形不純物濃度を有し、接地選択ラインGS
L及びワードラインWL1〜WL16と接続される高濃
度のn+ 領域60は6×1015イオン/cm3 ほどの濃
度を有する。このn+領域60は、1×1014イオン/
cm3 ほどの濃度を有する低濃度のn- 領域62内に形
成される。n- 領域62は、高電圧に対する接合ブレー
クダウン電圧を高めるために1×1012イオン/cm3
ほどの濃度を有するP形半導体基板12とPN接合を形
成する。n+ 領域60と同じ濃度を有するn+ 領域64
はドレインとなり、チャネル領域68を挟んでソースと
離隔されている。チャネル領域68上にはゲート絶縁膜
を介してゲート電極66が形成される。
【0027】図4から分かるように、ドレインはn+
域64のみで形成され、図2に示したように2重拡散領
域を有していない。従って、チャネル長を短くすること
ができること等により、読出伝送ゲート41〜44は、
従来の伝送ゲートT1〜T16,TGに比べ伝送速度に
優れている。
【0028】図5は、読出ブロック選択回路30と書込
ブロック選択回路32の回路図である。同図に示す読出
ブロック選択回路30は、NANDゲート70、NAN
Dゲート70の出力と読出制御信号バーRBEを入力す
るNORゲート72、NANDゲート70の出力を反転
するインバータ74、及び、読出動作中にインバータ7
4の出力をストリング選択ラインSSLへ通過させるト
ランジスタ76で構成されている。NANDゲート70
は、入力されるブロック選択アドレス信号をプリデコー
ディングした信号Pi,Qi,Riを論理演算し、いず
れかのメモリブロックの選択を決定する。NORゲート
72は、このNANDゲート70のデコーディング結果
と読出制御信号バーRBEに従って、読出動作で選択さ
れたメモリブロックの読出伝送スイッチを活性化する読
出選択信号XBRE を出力ライン31から出力する。イン
バータ74とトランジスタ76で構成された部分は、読
出動作中に“ハイ”レベル(電源供給電圧Vcc)にあ
る消去制御信号バーERSに従って、選択メモリブロッ
ク内のストリング選択ラインSSLに電源供給電圧Vc
cを供給する。
【0029】この読出ブロック選択回路30において
は、トランジスタ76として図4の構造のトランジスタ
を使用するだけで、その他の論理回路には通常のトラン
ジスタを使用する。従って、動作速度が早くなり読出速
度が向上する。一方、読出ブロック選択回路30は、消
去動作で消去ブロック選択回路として使用することがで
きる。即ち、消去動作で各制御信号バーRBE,バーE
RSがすべて“ロウ”レベルになれば、選択メモリブロ
ックと関連した読出ブロック選択回路30は、電源供給
電圧Vccの読出選択信号XBRE (この場合には消去選
択信号となる)を出力し、ストリング選択ラインSSL
をフローティングさせる。一方、非選択のメモリブロッ
クと関連した読出ブロック選択回路30は、接地電圧の
読出選択信号XBRE を出力し、ストリング選択ラインS
SLをフローティングさせる。
【0030】書込ブロック選択回路32は、前記NAN
Dゲート70(別途設けてもよい)の出力を反転するイ
ンバータ80と、このインバータ80の出力とプログラ
ム制御信号PGMとを入力するNANDゲート82と、
このNANDゲート82の出力を反転するインバータ8
4と、このインバータ84と書込ブロック選択用の出力
ライン33との間に接続されたチャージポンプ回路86
と、ゲートにNANDゲート82の出力を受け、これに
従って出力ライン33を接地電圧VssとつなぐNMO
S形プルダウントランジスタ88と、から構成されてい
る。チャージポンプ回路86は、NMOSトランジスタ
90,92,94とチャージポンプキャパシタ96とで
構成される通常の構成である。
【0031】プログラム中に、アドレスに従って選択さ
れるメモリブロックと関連した書込ブロック選択回路3
2のインバータ84は“ハイ”レベル(例えば電源供給
電圧Vcc)を出力し、これと関連したチャージポンプ
回路86は、リング発振器(図示略)からのクロックφ
による昇圧で出力ライン33へ例えば18Vのプログラ
ム電圧Vpgmを提供する。一方、非選択メモリブロッ
クに関連した書込ブロック選択回路32のNANDゲー
ト82の出力は“ハイ”レベルにあり、従って、プルダ
ウントランジスタ88の導通により当該出力ライン33
は接地レベルにされる。これにより、非選択メモリブロ
ックに接続された書込伝送スイッチはオフ状態にある。
【0032】図6A及び図6Bは、読出駆動回路36の
一例を示す回路図である。図6Aに示す回路の16個と
図6Bに示す回路の1個で図3の読出駆動回路36が構
成される。
【0033】図6Aに示すワードライン用の駆動回路に
おいて、NANDゲート102は、アドレス信号Ao又
はアドレス信号バーAo(相補信号)とアドレス信号A
1 又はアドレス信号バーA1 を入力し、NANDゲート
104は、アドレス信号A2又はアドレス信号バーA2
とアドレス信号A3 又はアドレス信号バーA3 を入力す
る。NORゲート106は、NANDゲート102,1
04の各出力を演算し、その出力をインバータ17が反
転する。このインバータ107の出力が図3の対応する
読出駆動ラインR1〜R16へ送られる。
【0034】読出動作で、アドレス信号Ao/バーAo
〜A3 /バーA3 に従って16本のワードラインのうち
いずれか1つが選択される。即ち、選択ワードラインに
関連した読出駆動ラインと接続されたNORゲート10
6は“ハイ”レベルを出力し、インバータ107は“ロ
ウ”レベルを出力する。従って、選択ワードラインが
“ロウ”レベル例えば0Vの接地レベルとなる。一方、
非選択のワードラインに関連した読出駆動ラインと接続
されたNORゲート106は“ロウ”レベルを出力し、
インバータ107は“ハイ”レベルを出力する。従っ
て、非選択ワードラインは例えば5Vの“ハイ”レベル
になる。
【0035】図6Bに示す接地選択ライン用の駆動回路
は、読出制御信号READ(バーREADの相補信号)
と消去制御信号ERS(バーERSの相補信号)を入力
するNORゲート108と、その出力を反転するインバ
ータ109とで構成される。そしてインバータ109の
出力が読出駆動ラインRGへ送られる。このNORゲー
ト108とインバータ109で構成された駆動回路は、
読出又は消去動作で電源供給電圧Vccを読出駆動ライ
ンRGへ供給する。
【0036】図7A及び図7Bは、書込駆動回路38の
一例を示す回路図である。図7Aに示す回路の16個と
図7Bに示す回路の1個で図3の書込駆動回路38が構
成される。
【0037】図7Aに示すワードライン用の駆動回路に
おいて、NANDゲート110とNORゲート112
は、図6Aの対応するNORゲート106の出力信号T
jを受けて、NANDゲート110はプログラム制御信
号PGMと論理演算し、NORゲート112はその相補
信号バーPGMと論理演算する。勿論、図6Aのような
回路構成を専用に備えることもできる。NANDゲート
110の出力はインバータ113で反転され、プログラ
ムチャージポンプ回路115で昇圧された後、プログラ
ム電圧Vpgmとして書込駆動ライン117(W1〜W
16のいずれか)へ送られる。また、NORゲート11
2の出力は、パスチャージポンプ回路116の昇圧でパ
ス電圧Vpassとされ、書込駆動ライン117へ送ら
れる。書込駆動ライン117は、プログラム制御信号バ
ーPGMに制御されるプルダウントランジスタ114に
より接地される。
【0038】従って、選択ワードラインと関連した書込
駆動ラインにはプログラムチャージポンプ回路115の
活性化によってプログラム電圧Vpgmが提供され、非
選択ワードラインと関連した書込駆動ラインにはパスチ
ャージポンプ回路116の活性化によってパス電圧Vp
assが提供される。
【0039】図7Bに示す接地選択ライン用の駆動回路
は、直列接続したインバータ118,119で構成さ
れ、プログラム制御信号PGMに応答して書込駆動ライ
ンWGへ電源供給電圧Vccを供給する。
【0040】以下、上記実施形態による動作について詳
細に説明する。
【0041】読出動作では、読出駆動回路36が動作
し、ワードラインのうちいずれか1つを指定するアドレ
ス信号Ao/バーAo〜A3 /バーA3 に応答して、そ
れによる選択対象のワードラインと関連した読出駆動ラ
インに0Vの読出電圧が提供される。同時に、読出駆動
回路36は、非選択のワードラインと関連した読出駆動
ラインに電源供給電圧Vccを提供する。例えば、図3
のメモリブロックMBk内のワードラインWL2が選択
されると仮定すれば、読出駆動回路36は、読出駆動ラ
インR2に0Vを提供し、読出駆動ラインR1,R3〜
R16,RGには“ハイ”レベルつまり電源供給電圧V
ccを提供する。一方、読出ブロック選択回路30はブ
ロック選択信号Pi,Qi,Riに応答して、メモリブ
ロックMBkを選択する読出選択信号XBRE を出力し、
またストリング選択信号をストリング選択ラインSSL
に提供する。従って、選択メモリブロックMBkと関連
した読出伝送スイッチRDkを構成する読出伝送ゲート
41〜44が導通し、読出駆動ラインR1〜R16,R
Gの電圧とストリング選択信号が、メモリブロックMB
k内のワードラインWL1〜WL16、接地選択ライン
GSL、及びストリング選択ラインSSLに提供され
る。これにより、選択メモリブロックMBk内の第1及
び第2選択トランジスタST1,ST2と、ワードライ
ンWL1,WL3〜WL16と接続したメモリトランジ
スタM1,M3〜M16が導通状態になる。そして、ワ
ードラインW2と接続したメモリトランジスタM2の制
御ゲートには0Vの読出電圧が印加され、これらメモリ
トランジスタM2のうち、デプレションモードのものは
導通し、これに接続するビットラインが共通ソースライ
ンへつながれる。その一方、エンハンスメントモードの
ものは非導通となるので、これに対応するビットライン
は充電電圧を維持する。その後、ビットラインBL1〜
BLnの電圧状態が感知されて読出される。このとき、
読出駆動回路36、読出ブロック選択回路30、読出伝
送ゲート41〜44には、従来のような高電圧トランジ
スタを使用していないので、高速の読出動作が行われ
る。
【0042】プログラム動作は次のように行われる。ま
ず、プログラム動作においては読出制御信号バーRBE
の“ハイ”レベルで各メモリブロックと関連した読出伝
送スイッチRDkがオフ状態とされ、そして、選択メモ
リブロックMBkと関連したストリング選択ラインSS
Lには、消去制御信号バーERSにより読出ブロック選
択回路30から電源供給電圧Vccが印加される。書込
駆動回路38は、アドレス信号Ao/バーAo〜A3
バーA3 に従って選択される1つのワードラインと関連
した書込駆動ラインにプログラム電圧Vpgmを提供
し、非選択のワードラインと関連した書込駆動ラインに
はパス電圧Vpassを提供する。そして、選択メモリ
ブロックMBkと関連した書込ブロック選択回路32は
プログラム電圧Vpgmの書込ブロック選択信号XBW
提供し、これにより選択メモリブロックMBkと関連し
た書込伝送スイッチWDkは導通化される。従って、プ
ログラム電圧Vpgmが選択ワードラインに提供され、
パス電圧Vpassが非選択ワードラインに提供され
る。一方、プログラム対象のメモリセルと関連したビッ
トラインには、ページバッファ(図示略)から0Vの電
圧が提供され、プログラムを防止するメモリセルと関連
したビットラインには、例えば電源供給電圧Vccのプ
ログラム防止電圧がページバッファから提供される。そ
の結果、選択ワードラインのプログラム電圧によって、
プログラムセルはエンハンスメントモードのトランジス
タに変更され、プログラム対象外のセルは消去状態つま
りデプレションモードを維持する。このようなプログラ
ム動作は前述した韓国特許出願番号第93−390号に
詳しい。
【0043】消去動作において、選択メモリブロックM
Bkと関連した読出ブロック選択回路30は電源供給電
圧Vccの読出選択信号XBRE を出力し、また、“ロ
ウ”レベルの消去制御信号バーERSによりストリング
選択ラインSSLがフローティングにされる。更に、読
出駆動回路36から0Vの接地レベルが読出駆動ライン
R1〜R16,RGに提供される。そして、基板に約2
0Vの消去電圧を印加すると、選択メモリブロックMB
k内の全メモリセルM1〜M16が前述したように消去
される。一方、非選択メモリブロック内のワードライン
WL1〜WL16はすべてフローティングとされている
ので、消去電圧との容量カップリングによって自動的に
消去が防止される。このような消去動作についても韓国
特許出願番号第93−390に詳しい。
【0044】図8は、図3に示したアレイ構成の変形例
についてのブロック図である。図3の実施形態と異なる
点は、メモリブロックMBkの中央部に読出伝送スイッ
チRDk及び書込伝送スイッチWDkが位置し、読出伝
送ゲート41〜44と書込伝送ゲート51〜54の各ソ
ースがそれぞれ共通に接続されて対応するワードライン
WL1〜WL16及び接地選択ラインGSLへ接続され
ている点である。この場合、読出駆動電圧とプログラム
駆動電圧(書込駆動電圧)がワードラインの中央部から
供給されるので、読出駆動電圧とプログラム駆動電圧の
より迅速な伝達が可能で、また、アレイ中央部に位置し
たメモリストリングとアレイ端部に位置したメモリスト
リングとの間で、駆動電圧の電圧降下が防止され得ると
いう利点をもつ。
【0045】この他にも本発明は多様な形態で実施され
得る。例えば、読出伝送スイッチRDkと書込伝送スイ
ッチWDkは分割されたワードラインを有する各メモリ
セルアレイの中央部に位置可能である。また、ストリン
グ選択ラインに供給されるストリング選択信号は読出ブ
ロック選択回路30から供給されない例もある。この場
合、各ストリング選択ラインを読出伝送ゲートを通じて
別途の読出駆動ラインと接続し、その読出伝送ゲートの
制御端子に読出ブロック選択回路30からの読出ブロッ
ク選択回路XBRE を印加することもできる。
【0046】
【発明の効果】本発明によれば、読出動作において従来
のような高電圧トランジスタを使用せずにすみ、通常の
論理回路によるデコーディングで実行することができる
ので、読出速度の高速化が実現可能である。また、ワー
ドラインの長いメモリセルアレイに対しては、所望の位
置に読出スイッチと書込伝送スイッチを位置させること
ができるので、均一の駆動電圧をワードラインに提供可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の不揮発性半導体メモリにおけるメモリセ
ルアレイと行駆動回路を示す概略回路図。
【図2】従来の高電圧トランジスタの断面図。
【図3】本発明によるメモリセルアレイと行駆動回路を
示す概略回路図。
【図4】本発明に使用可能なトランジスタの断面図。
【図5】読出ブロック選択回路と書込ブロック選択回路
の回路図。
【図6】読出駆動回路の回路図。
【図7】書込駆動回路の回路図。
【図8】本発明によるメモリセルアレイと行駆動回路の
他の例を示す概略回路図。
【符号の説明】
30 読出ブロック選択回路 32 書込ブロック選択回路 36 読出駆動回路 38 書込駆動回路 MBk メモリブロック RDk 読出伝送スイッチ WDk 書込伝送スイッチ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フローティングゲート形メモリトランジ
    スタを直列接続してなるメモリストリングを配列したメ
    モリブロックと、各行に配列されたメモリトランジスタ
    の制御ゲートに接続されるワードラインと、各列に配列
    されたメモリストリングの一端と接続されるビットライ
    ンと、を有するメモリセルアレイをもつ不揮発性半導体
    メモリにおいて、 読出動作でアドレス信号に応答してメモリブロックのい
    ずれかを選択し、この選択メモリブロック内のワードラ
    インのいずれか1つに接続されたメモリトランジスタか
    らデータを読出すように該選択メモリブロック内のワー
    ドラインに読出駆動電圧を提供する読出駆動手段と、プ
    ログラム動作でアドレス信号に応答してメモリブロック
    のいずれかを選択し、この選択メモリブロック内のワー
    ドラインのいずれか1つに接続されたメモリトランジス
    タをプログラムするように該選択メモリブロック内のワ
    ードラインに書込駆動電圧を提供する書込駆動手段と、
    を備え、前記読出駆動手段はメモリブロックごとの読出
    伝送スイッチを有し、また、前記書込駆動手段はメモリ
    ブロックごとの書込伝送スイッチを有し、読出動作で選
    択メモリブロックの前記読出伝送スイッチが読出駆動電
    圧をワードラインへ伝送するように活性化され、また、
    プログラム動作で選択メモリブロックの前記書込伝送ス
    イッチが書込駆動電圧をワードラインへ伝送するように
    活性化されるようになっていることを特徴とする不揮発
    性半導体メモリ。
  2. 【請求項2】 読出駆動手段は、読出駆動電圧を供給す
    る読出駆動回路を有し、また、書込駆動手段は、書込駆
    動電圧を供給する書込駆動回路を有する請求項1記載の
    不揮発性半導体メモリ。
  3. 【請求項3】 読出駆動手段は、読出動作でアドレス信
    号に応答してメモリブロックのいずれかを選択する読出
    ブロック選択回路を有し、また、書込駆動手段は、プロ
    グラム動作でアドレス信号に応答してメモリブロックの
    いずれかを選択する書込ブロック選択回路を有する請求
    項1又は請求項2記載の不揮発性半導体メモリ。
  4. 【請求項4】 読出ブロック選択回路と書込ブロック選
    択回路がメモリセルアレイの端部に位置する請求項3記
    載の不揮発性半導体メモリ。
  5. 【請求項5】 読出駆動電圧と書込駆動電圧がワードラ
    インの中央部から提供される請求項1〜4のいずれか1
    項に記載の不揮発性半導体メモリ。
  6. 【請求項6】 読出駆動電圧と書込駆動電圧がワードラ
    インの端部から提供される請求項1〜4のいずれか1項
    に記載の不揮発性半導体メモリ。
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