JP3197158B2 - Semiconductor memory device and driving method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and driving method thereof

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JP3197158B2
JP3197158B2 JP17140594A JP17140594A JP3197158B2 JP 3197158 B2 JP3197158 B2 JP 3197158B2 JP 17140594 A JP17140594 A JP 17140594A JP 17140594 A JP17140594 A JP 17140594A JP 3197158 B2 JP3197158 B2 JP 3197158B2
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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、不揮発性メモリとして
機能する複数のメモリセルからなるアレイ構造を有する
半導体記憶装置及びその駆動方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device having an array structure composed of a plurality of memory cells functioning as a nonvolatile memory and a method of driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、不揮発性メモリセルを搭載し
た半導体記憶装置として、例えば特開平5−28778
号公報や特開平4−15953号公報に開示されるごと
く、不揮発性メモリセルを構成するメモリセルのソース
に接続されるソース線にもソースデコーダを接続するよ
うにしたものが知られている。以下、図31〜図33を
参照しながら、従来の不揮発性メモリセルを搭載した半
導体記憶装置について説明する。図31は従来の半導体
記憶装置の概略構成を示すブロック図である。101は
メモリセルアレイ、102はロウデコーダ回路、103
はカラムデコーダ回路、104はソースデコーダ回路で
ある。図32は従来の半導体記憶装置のメモリセルアレ
イ101の一部を示す回路図である。ここで、T11〜T
mnは不揮発性メモリセルに内蔵されるトランジスタ、W
1〜Wmはワード線、B1〜Bnはビット線、S1〜S
mはソース線、ST1〜STnは列選択用トランジスタ
である。図31に示すように、各トランジスタT11〜T
mnは、ソース,ドレイン及びゲートからなり、このトラ
ンジスタT11〜Tmnのゲート下方に容量部(フローティ
ングゲート)が配置されて、不揮発性メモリセルが構成
されている。そして、メモリセルアレイ101は、各ト
ランジスタT11〜Tmnを内蔵するメモリセルをm行n列
の行列状に配置して構成されている。そして、第1行に
配置されたトランジスタT11〜T1nのゲートはワード線
W1に、第2行に配置されたトランジスタT21〜T2nの
ゲートはワード線W2に、第m行に配置されたトランジ
スタTm1〜Tmnのゲートはワード線Wmにそれぞれ接続
されている。また、第1行に配置されたトランジスタT
11〜T1nのソースはソース線S1に、第2行に配置され
たトランジスタT21〜T2nのソースはソース線S2に、
第m行に配置されたトランジスタTm1〜Tmnのソースは
ソース線Smにそれぞれ接続されている。さらに、第1
列に配置されたトランジスタT11〜Tm1のドレインはビ
ット線B1に、第2列に配置されたトランジスタT12〜
Tm2のドレインはビット線B2に、第n列に配置された
トランジスタT1n〜Tmnのドレインはビット線Bnにそ
れぞれ接続されている。すなわち、ワード線W1〜Wm
とビット線B1〜Bnの交点にトランジスタを配置する
NOR型の構成である。ここで、ワード線W1〜Wmと
ソース線S1〜Smは同じ方向に延びて、ワード線W1
〜Wmはロウデコーダ回路102の各ロウデコーダRD
1〜RDmに、ソース線S1〜Smはソースデコーダ回
路104のソースデコーダSD1〜SDmに接続される
一方、ビット線B1〜Bnは上記ワード線W1〜Wm及
びソース線S1〜Smとは直交する方向に延びてセンス
アンプSA1〜SAnを介してカラムデコーダ回路10
3に接続されている。そして、後述のように、各ビット
線B1〜Bnの一部位から各トランジスタT11〜Tmnを
経て各ソース線S1〜Smに至る経路P11〜Pmnには、
ゲートの電位がしきい値以上でドレイン−ソース間の電
位が所定値以上のときに、容量部のメモリ状態が“1”
であれば電流が流れ、容量部のメモリ状態が“0”のと
きには電流が流れないようになされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor memory device having a nonvolatile memory cell mounted thereon, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-28778.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei. 4-15953, a source decoder is also connected to a source line connected to a source of a memory cell constituting a nonvolatile memory cell. Hereinafter, a conventional semiconductor memory device equipped with a nonvolatile memory cell will be described with reference to FIGS. FIG. 31 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional semiconductor memory device. 101 is a memory cell array, 102 is a row decoder circuit, 103
Denotes a column decoder circuit, and 104 denotes a source decoder circuit. FIG. 32 is a circuit diagram showing a part of a memory cell array 101 of a conventional semiconductor memory device. Here, T11 to T
mn is a transistor built in the nonvolatile memory cell, W
1 to Wm are word lines, B1 to Bn are bit lines, S1 to S
m is a source line, and ST1 to STn are column selection transistors. As shown in FIG. 31, each of the transistors T11 to T11
mn is composed of a source, a drain and a gate, and a capacitor (floating gate) is arranged below the gates of the transistors T11 to Tmn to form a nonvolatile memory cell. The memory cell array 101 is configured by arranging memory cells containing the transistors T11 to Tmn in a matrix of m rows and n columns. The gates of the transistors T11 to T1n arranged in the first row are connected to the word line W1, the gates of the transistors T21 to T2n arranged in the second row are connected to the word line W2, and the transistors Tm1 to Tm1 arranged in the m-th row. The gates of Tmn are connected to word lines Wm, respectively. Further, the transistors T arranged in the first row
The sources of 11 to T1n are connected to the source line S1, the sources of the transistors T21 to T2n arranged in the second row are connected to the source line S2,
The sources of the transistors Tm1 to Tmn arranged in the m-th row are connected to the source lines Sm, respectively. Furthermore, the first
The drains of the transistors T11 to Tm1 arranged in the column are connected to the bit line B1, and the transistors T12 to Tm1 arranged in the second column.
The drain of Tm2 is connected to the bit line B2, and the drains of the transistors T1n to Tmn arranged in the n-th column are connected to the bit line Bn. That is, the word lines W1 to Wm
And a bit line B1 to Bn. Here, the word lines W1 to Wm and the source lines S1 to Sm extend in the same direction.
To Wm are the row decoders RD of the row decoder circuit 102.
1 to RDm, the source lines S1 to Sm are connected to the source decoders SD1 to SDm of the source decoder circuit 104, while the bit lines B1 to Bn are orthogonal to the word lines W1 to Wm and the source lines S1 to Sm. To the column decoder circuit 10 via the sense amplifiers SA1 to SAn.
3 is connected. As described later, paths P11 to Pmn from one part of each bit line B1 to Bn to each source line S1 to Sm via each transistor T11 to Tmn include:
When the potential of the gate is equal to or higher than the threshold and the potential between the drain and the source is equal to or higher than a predetermined value, the memory state of the capacitor is “1”.
, A current flows, and no current flows when the memory state of the capacitance section is “0”.

【0003】次に、図33を参照しながら、従来の半導
体記憶装置のデータ読み出し方法について説明する。E
EPROMに代表される半導体記憶装置ではトランジス
タのしきい値を電気的に大きく変化させることで書き込
みと消去が行なわれる。一般には、トランジスタが読み
出し電源電圧Vccより高しきい値電圧にある状態を
“0”状態、トランジスタが読み出し電源電圧Vccより
低しきい値電圧にある状態を“1”状態と言い、以後そ
う呼ぶことにする。
Next, a data reading method of a conventional semiconductor memory device will be described with reference to FIG. E
In a semiconductor memory device represented by an EPROM, writing and erasing are performed by greatly changing the threshold value of a transistor. Generally, a state in which a transistor is at a threshold voltage higher than the read power supply voltage Vcc is referred to as a "0" state, and a state in which a transistor is at a threshold voltage lower than the read power supply voltage Vcc is referred to as a "1" state. I will.

【0004】例えばトランジスタT22を内蔵するメモリ
セル(以下、メモリセル(T22)と記述する)を読みだ
す場合について従来の読み出し方法を説明する。まず、
選択ワード線W2を読み出し電源電圧Vcc(例えば5
V)にし、非選択ワード線W1、Wmを接地電位Vss
(例えば0V)にする。同時に選択ソース線S2を接地
電位Vssにし、非選択ソース線S1、Smを読み出し中
間電位Vrm(例えば1V)にするか、あるいは中間電位
Vrmに保ったままフローティングにする。また、選択ビ
ット線B2をセンスアンプを介して中間電位Vrmにし、
非選択ビット線B1、Bnを接地電位Vssにするか、あ
るいは接地電位Vssに保ったままフローティングにす
る。実際には、ビット線にはセンスアンプが接続されて
いるため、ビット線の電位は中間電位Vrmから僅かに変
動するが、ここでは説明を簡単にするために一定の電圧
であるとする。また、非選択ソース線と非選択ビット線
をフローティングにする場合もあるとしたが、簡単のた
めに、非選択ソース線は読み出し中間電位Vrm、非選択
ビット線は接地電位Vssとする。メモリセル(T22)が
“0”状態ならばメモリセル(T22)は電流を流さず、
ビット線B2には電流が流れない。メモリセル(T22)
が“1”状態ならばビット線B2からメモリセル(T2
2)を通ってソース線S2に電流が流れる。ビット線B
2の電流の有無をセンスアンプで検知することでデータ
が読み出される。
For example, a conventional reading method for reading a memory cell having a transistor T22 therein (hereinafter referred to as a memory cell (T22)) will be described. First,
The selected word line W2 is read and the power supply voltage Vcc (for example, 5
V) and the unselected word lines W1 and Wm are connected to the ground potential Vss.
(For example, 0 V). At the same time, the selected source line S2 is set to the ground potential Vss, and the unselected source lines S1 and Sm are read out to the intermediate potential Vrm (for example, 1 V), or are floated while being kept at the intermediate potential Vrm. Further, the selected bit line B2 is set to the intermediate potential Vrm via the sense amplifier,
The unselected bit lines B1 and Bn are set to the ground potential Vss, or are floated while being kept at the ground potential Vss. Actually, since the sense amplifier is connected to the bit line, the potential of the bit line slightly fluctuates from the intermediate potential Vrm. However, it is assumed here that the voltage is constant for the sake of simplicity. Although the unselected source line and the unselected bit line may be floated, for simplicity, the unselected source line is set at the read intermediate potential Vrm and the unselected bit line is set at the ground potential Vss. If the memory cell (T22) is in the "0" state, no current flows through the memory cell (T22),
No current flows through the bit line B2. Memory cell (T22)
Is "1", the memory cell (T2
A current flows to the source line S2 through 2). Bit line B
The data is read by detecting the presence or absence of the second current by the sense amplifier.

【0005】このような構造を有する半導体装置では、
ソース線S1の電位が中間Vrmでありビット線B2と同
電位であるため、ビット線B2からソース線S1には電
流は流れにくく、非選択メモリセル(T12)を誤読み出
しする虞れが少ないので、読み出しマージンが広くなっ
ている。
In a semiconductor device having such a structure,
Since the potential of the source line S1 is intermediate Vrm and the same potential as the bit line B2, current hardly flows from the bit line B2 to the source line S1, and there is little possibility of erroneous reading of the unselected memory cell (T12). And the read margin is wide.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不揮発
性メモリセルを搭載した半導体記憶装置では書き込みや
消去動作を制御してもメモリセルの特性のばらつきが大
きく、メモリセルを過剰にデプレッション化(しきい値
電圧が負)してしまうことがある。すなわち、半導体記
憶装置の製造工程において、不純物濃度のバラツキや各
部の寸法のバラツキによってしきい値にある程度は生じ
るが、半導体記憶装置の高集積化に伴い寸法等の誤差が
しきい値のバラツキを大きくする傾向がある。しかも、
高集積化されると発熱を抑制する等の目的で消費電力の
低減を図るべく半導体記憶装置の動作電圧は低電圧化さ
れる傾向にあるため、製造工程におけるしきい値の分布
の中心が低電圧側に移行してきている。斯かる原因が重
畳して、半導体記憶装置の微細化,高集積化に伴い、一
部のメモリセルにデプレッション化が生じる確率が高く
なってきている。
However, in a semiconductor memory device equipped with a nonvolatile memory cell, the characteristics of the memory cell vary greatly even when the writing and erasing operations are controlled, and the memory cell is excessively depleted (threshold). Value voltage is negative). That is, in the manufacturing process of the semiconductor memory device, the threshold value is caused to some extent due to the variation in the impurity concentration and the variation in the size of each part. However, with the high integration of the semiconductor storage device, the error in the size and the like causes the variation in the threshold value. Tends to be larger. Moreover,
When the degree of integration is increased, the operating voltage of a semiconductor memory device tends to be reduced in order to reduce power consumption for the purpose of suppressing heat generation and the like. It is shifting to the voltage side. Such causes are superimposed, and with the miniaturization and high integration of the semiconductor memory device, the probability of occurrence of depletion in some memory cells is increasing.

【0007】そして、以上のような原因により、例えば
図33に示す選択ビット線B2に接続された非選択メモ
リセル(T12)が過剰にデプレッション化しているとき
に、“1”状態のメモリセル(T22)を読みだす場合、
ビット線B2に電流が流れビット線B2の電位が低下す
る。そのとき読み出し中間電位のソース線S1からメモ
リセル(T12)を通してビット線B2に電流が流れ、ビ
ット線B2の電位を読み出し中間電位に戻してしまう。
ビット線B2の電位が変化しなければビット線B2に接
続しされているセンスアンプSA2は“1”状態のメモ
リセル(T22)を“0”状態であると判断し、誤読み出
しになる虞れがある。すなわち、従来のような半導体記
憶装置においては、デプレッションかしたメモリセルが
存在する場合には、誤読出しを招く虞れがあった。
For the reasons described above, for example, when the unselected memory cell (T12) connected to the selected bit line B2 shown in FIG. When reading out T22),
A current flows through the bit line B2, and the potential of the bit line B2 decreases. At that time, a current flows from the source line S1 at the read intermediate potential to the bit line B2 through the memory cell (T12), and the potential of the bit line B2 is returned to the read intermediate potential.
If the potential of the bit line B2 does not change, the sense amplifier SA2 connected to the bit line B2 determines that the memory cell (T22) in the "1" state is in the "0" state, which may cause erroneous reading. There is. In other words, in a conventional semiconductor memory device, if there is a memory cell that has been depleted, there is a possibility that erroneous reading may occur.

【0008】以上の点に鑑み、本発明の第1の目的は、
読み出しの際に非選択メモリセルにおける電流の発生を
防止することにより、斯かる誤読み出しを防止すること
にある。
In view of the above, a first object of the present invention is to
An object of the present invention is to prevent such erroneous reading by preventing generation of current in a non-selected memory cell at the time of reading.

【0009】また、従来の不揮発性メモリセルを搭載し
た半導体記憶装置では、図33に示した読み出し動作に
おいて、例えば非選択メモリセル(T11)が弱いデプレ
ッションである場合にも図33に示すようにソース線S
1からビット線B1へ電流が流れる。この電流は非選択
ビット線B1に流れるため誤読み出しにはならないが消
費電力が増加する。従来の不揮発性半導体記憶装置では
非選択ソース線や非選択ビット線をフローティングにす
る場合も述べているが、過渡電流が読み出すごとに生
じ、高速で読みだせば低消費電力化できないという問題
もあった。
Further, in the conventional semiconductor memory device equipped with nonvolatile memory cells, in the read operation shown in FIG. 33, for example, even when the non-selected memory cell (T11) is weakly depleted, as shown in FIG. Source line S
A current flows from 1 to the bit line B1. Since this current flows through the non-selected bit line B1, no erroneous reading occurs, but the power consumption increases. In the conventional nonvolatile semiconductor memory device, a case where an unselected source line or an unselected bit line is set to a floating state is described. However, there is a problem that a transient current is generated every time reading is performed and power consumption cannot be reduced by reading at high speed. Was.

【0010】本発明の第2の目的は非選択メモリセルに
おけるリーク電流を防止することにより消費電力の低減
を図ることにある。
A second object of the present invention is to reduce power consumption by preventing a leak current in an unselected memory cell.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的及び第2
の目的を達成するために本発明が講じた手段は、ゲー
ト,ソース,ドレインからなるトランジスタと容量部と
を有する不揮発性メモリセルを行列状に配列してなるア
レイ構造を有する半導体記憶装置に、ビット線から各ト
ランジスタを経て上記ソース線に至る各経路の少なくと
も一部位に、両端に印加される電圧の高低によって異な
る電圧−電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と電
流が流れにくい逆方向とを有する異方向抵抗部を設ける
ことにある。
Means for Solving the Problems The first object and the second object are described.
Means taken by the present invention in order to achieve the object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having an array structure in which a nonvolatile memory cell having a transistor including a gate, a source, and a drain and a capacitor is arranged in a matrix. At least a part of each path from the bit line to the source line via each transistor shows different voltage-current characteristics depending on the level of the voltage applied to both ends, and shows a forward direction in which a current easily flows and a reverse direction in which a current hardly flows. And providing a different direction resistance portion having the following.

【0012】本発明の第1の半導体記憶装置は、少なく
ともゲート,ソース,ドレインからなるトランジスタと
容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列状に配列し
てなるアレイと、上記アレイの行方向に配置された各ト
ランジスタのゲートに接続される複数のワード線と、上
記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレイ
ンに接続される複数のビット線と、上記アレイの行方向
に配置された各トランジスタのソースに接続される複数
のソース線と、上記ワード線を選択するためのデコーダ
回路と、上記ビット線を選択するためのデコーダ回路
と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、上
記ビット線と各トランジスタとの間に介設され、両端に
印加される電圧の高低によって異なる電圧−電流特性を
示し、電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆方
向とを有していて、上記ビット線からトランジスタに向
かう方向を順方向とする異方向抵抗部とを設ける構成と
したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: an array in which non-volatile memory cells having at least a transistor including a gate, a source, and a drain; and a capacitor are arranged in a matrix, and in a row direction of the array. A plurality of word lines connected to the gates of the arranged transistors; a plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array; and a plurality of bit lines connected to the row direction of the array. A plurality of source lines connected to the source of the transistor; a decoder circuit for selecting the word line; a decoder circuit for selecting the bit line; a decoder circuit for selecting the source line; is provided between a bit line and each transistor, the voltage varies depending on the level of the voltage applied across - shows the current characteristics, Ya current flows There forward and have have a direction opposite the current does not easily flow, countercurrent to the transistor from the bit line
A different direction resistance portion having a forward direction as a contact direction is provided.

【0013】上記異方向抵抗部を、一方向のみの電流の
流通を許容するダイオードで構成することができる。
[0013] The above-mentioned different-direction resistance portion can be constituted by a diode which allows a current to flow in only one direction .

【0014】上記ダイオードを、上記各トランジスタ
ドレインを構成する半導体基板の領域の表面上に直接導
電膜を堆積して形成されたショットキーダイオードで構
することができる
The diode is connected to each of the transistors .
It can be constituted by a Schottky diode formed by depositing a conductive film directly on the surface of the region of the semiconductor substrate constituting the drain .

【0015】上記ダイオードを、上記各トランジスタ
ドレインを構成する半導体基板内の領域と半導体基板の
コンタクト領域との間で形成されるPNダイオードで構
成することができる。
The diode is connected to each of the transistors .
It can be constituted by a PN diode formed between a region in the semiconductor substrate constituting the drain and a contact region of the semiconductor substrate.

【0016】本発明の第2の半導体記憶装置は、少なく
ともゲート,ソース,ドレインからなるトランジスタと
容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列状に配列し
てなるアレイと、上記アレイの行方向に配置された各ト
ランジスタのゲートに接続される複数のワード線と、上
記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレイ
ンに接続される複数のビット線と、上記アレイの行方向
に配置された各トランジスタのソースに接続される複数
のソース線と、上記ワード線を選択するためのデコーダ
回路と、上記ビット線を選択するためのデコーダ回路
と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、上
記ビット線から各トランジスタを経て上記ソース線に至
る各経路の少なくとも一部位に介設され、両端に印加さ
れる電圧の高低によって異なる電圧−電流特性を示し、
電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆方向とを
有する異方向抵抗部とを備え、上記異方向抵抗部は、各
トランジスタのソース及びドレインのうちいずれか一方
とゲート下方のチャネル領域との間にチャネル領域と同
じ導電型の不純物を導入してなるオフセット領域で構成
したものである。
According to a second semiconductor memory device of the present invention, there is provided an array in which non-volatile memory cells having at least a transistor having a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and in a row direction of the array. A plurality of word lines connected to the gates of the arranged transistors; a plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array; and a plurality of bit lines connected to the row direction of the array. A plurality of source lines connected to the source of the transistor; a decoder circuit for selecting the word line; a decoder circuit for selecting the bit line; a decoder circuit for selecting the source line; It is provided at least at a part of each path from the bit line to the source line through each transistor, and depends on the level of the voltage applied to both ends. Te different voltage - shows the current characteristics,
A different direction resistance portion having a forward direction in which a current easily flows and a reverse direction portion having a reverse direction in which the current hardly flows, wherein the different direction resistance portion is formed between one of a source and a drain of each transistor and a channel region below a gate. The offset region is formed by introducing impurities of the same conductivity type as the channel region.

【0017】上記第1の半導体記憶装置において、上記
メモリセルのうち各一対のメモリセルのドレインを共通
のビット線に接続し、上記各1対のメモリセルを列方向
に1つおきに配置されてチェッカー模様の行列状に配列
されたアレイ構造を構成し、上記2本のワード線に対し
て1本の割合でソース線を配置して、上記各1つのソー
ス線に隣接する2つのワード線に接続されるメモリセル
のソースを上記各1つのソース線に共通に接続する構成
することができる。
In the first semiconductor memory device, the drains of each pair of memory cells of the memory cells are connected to a common bit line, and the pair of memory cells are arranged alternately in the column direction. To form an array structure arranged in a checker pattern matrix, wherein one source line is arranged at a ratio of two word lines to two word lines adjacent to each one source line. May be connected in common to the respective source lines .

【0018】本発明の第3の半導体記憶装置は、少なく
ともゲート,ソース,ドレインからなるトランジスタと
容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列状に配列し
てなるアレイと、上記アレイの行方向に配置された各ト
ランジスタのゲートに接続される複数のワード線と、上
記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレイ
ンに接続される複数のビット線と、上記アレイの行方向
に配置された各トランジスタのソースに接続される複数
のソース線と、上記ワード線を選択するためのデコーダ
回路と、上記ビット線を選択するためのデコーダ回路
と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、上
記ビット線から各トランジスタを経て上記ソース線に至
る各経路の少なくとも一部位に介設され、両端に印加さ
れる電圧の高低によって異なる電圧−電流特性を示し、
電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆方向とを
有する異方向抵抗部と、リファレンス電位を要するセン
スアンプと、上記ビット線にリファレンス用のダミーセ
ルとを備え、互いに隣接するビット線の一方で上記リフ
ァレンス電位を生成するように構成したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device comprising: an array in which non-volatile memory cells having at least a transistor including a gate, a source, and a drain; and a capacitor are arranged in a matrix, and in a row direction of the array. A plurality of word lines connected to the gates of the arranged transistors; a plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array; and a plurality of bit lines connected to the row direction of the array. A plurality of source lines connected to the source of the transistor; a decoder circuit for selecting the word line; a decoder circuit for selecting the bit line; a decoder circuit for selecting the source line; It is provided at least at a part of each path from the bit line to the source line through each transistor, and depends on the level of the voltage applied to both ends. Te different voltage - shows the current characteristics,
A different direction resistance portion having a forward direction in which a current easily flows and a reverse direction in which a current hardly flows, a sense amplifier requiring a reference potential, and a dummy cell for reference on the bit line, and one of bit lines adjacent to each other It is configured to generate the reference potential.

【0019】また、本発明の半導体記憶装置の駆動方法
が講じた手段は、選択ビット線及び選択ソース線の電位
を、両者の電位関係がメモリセルの異方向抵抗部の順方
向に一致するように、かつ高電位側を読み出し用電位に
設定し、非選択ソース線の電位を上記選択ビット線及び
選択ソース線の低電位側の電位以上でかつ上記読み出し
電位以下に設定する。
Further, a method of driving a semiconductor memory device according to the present invention.
Means that the potential of the selected bit line and the potential of the selected source line are set so that the potential relationship between them coincides with the forward direction of the different-direction resistance portion of the memory cell, and the high potential side is set to the read potential. The potential of the non-selected source line is set to be equal to or higher than the lower potential of the selected bit line and the selected source line and equal to or lower than the read potential.

【0020】本発明の第1の半導体記憶装置の駆動方法
は、少なくともゲート,ソース,ドレインからなるトラ
ンジスタと容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列
状に配列してなるアレイと、上記アレイの行方向に配置
された各トランジスタのゲートに接続される複数のワー
ド線と、上記アレイの列方向に配置された各トランジス
タのドレインに接続される複数のビット線と、上記アレ
イの行方向に配置された各トランジスタのソースに接続
される複数のソース線と、上記ワード線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線を選択するためのデコ
ーダ回路と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回
路と、上記ビット線と各トランジスタとの間に介設さ
れ、両端に印加される電圧の高低によって異なる電圧−
電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と電流が流れ
にくい逆方向とを有していて、上記ビット線からトラン
ジスタに向かう方向を順方向とする異方向抵抗部とを備
えた半導体記憶装置の駆動方法として、データの読出し
を所望するメモリセルに接続されているビット線を上記
カラムデコーダ回路で選択し、上記メモリセルに接続さ
れているソース線を上記ソースデコーダ回路で選択し、
上記選択ビット線及び選択ソース線の電位を、両者の電
位関係がメモリセルの異方向抵抗部の順方向に一致する
ように、かつ高電位側を読み出し用電位に設定し、非選
択ソース線の電位を上記選択ビット線及び選択ソース線
の低電位側の電位以上でかつ上記読み出し電位以下に設
定する方法である。
A first method of driving a semiconductor memory device according to the present invention.
Plurality, which are connected at least a gate, a source, and an array formed by arranging a non-volatile memory cells in a matrix having a transistor and a capacitor portion made of a drain, the gates of the transistors arranged in the row direction of the array A plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array, and a plurality of source lines connected to the sources of the transistors arranged in the row direction of the array. A decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and interposed between the bit line and each transistor. , The voltage that varies depending on the level of the voltage applied to both ends
Shows the current characteristics, have to have a reverse direction of current flow easily forward and current hardly flows, Trang from the bit line
As a method of driving a semiconductor memory device having a different direction resistance part whose forward direction is toward the transistor, a bit line connected to a memory cell from which data is desired to be read is selected by the column decoder circuit. The source line connected to the memory cell is selected by the source decoder circuit,
The potentials of the selected bit line and the selected source line are set so that the potential relationship between them coincides with the forward direction of the different direction resistance portion of the memory cell, and the high potential side is set to the read potential, In this method, the potential is set to be equal to or higher than the potential on the lower potential side of the selected bit line and the selected source line and equal to or lower than the read potential.

【0021】本発明の第2の半導体記憶装置の駆動方法
は、少なくともゲート,ソース,ドレインからなるトラ
ンジスタと容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列
状に配列してなるアレイと、上記アレイの行方向に配置
された各トランジスタのゲートに接続される複数のワー
ド線と、上記アレイの列方向に配置された各トランジス
タのドレインに接続される複数のビット線と、上記アレ
イの行方向に配置された各トランジスタのソースに接続
される複数のソース線と、上記ワード線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線を選択するためのデコ
ーダ回路と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回
路と、上記ビット線から各トランジスタを経て上記ソー
ス線に至る各経路の少なくとも一部位に介設され、両端
に印加される電圧の高低によって異なる電圧−電流特性
を示し、電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆
方向とを有する異方向抵抗部と、リファレンス電位を要
するセンスアンプと、上記ビット線にリファレンス用の
ダミーセルとを備え、互いに隣接するビット線の一方で
上記リファレンス電位を生成するように構成された半導
体記憶装置の駆動方法として、上記選択ビット線に隣接
しているビット線に接続されているダミーメモリメモリ
セルを選択し、非選択ビット線のうち選択ビット線と隣
接するビット線の電位を上記選択ビット線の電位と同じ
電位にし、上記選択ダミーセルに接続されるビット線及
びソース線の電位関係がダミーセルの異方向抵抗部の順
方向になるように選択ダミーセルに接続されるソース線
の電位を設定し、上記隣接するビット線にリファレンス
電位を生成する方法である。
A second method for driving a semiconductor memory device according to the present invention.
Plurality, which are connected at least a gate, a source, and an array formed by arranging a non-volatile memory cells in a matrix having a transistor and a capacitor portion made of a drain, the gates of the transistors arranged in the row direction of the array A plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array, and a plurality of source lines connected to the sources of the transistors arranged in the row direction of the array. A decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and a circuit extending from the bit line to the source line via each transistor. It is interposed at least at a part of each path and shows different voltage-current characteristics depending on the level of the voltage applied to both ends, and the current flows A sense amplifier that requires a reference potential; a dummy cell for reference on the bit line; and a reference potential on one of bit lines adjacent to each other. As a method of driving a semiconductor memory device configured to generate a dummy memory cell connected to a bit line adjacent to the selected bit line, a selected bit line is selected from among unselected bit lines. The potential of the adjacent bit line is set to the same potential as the potential of the selected bit line, and the potential of the bit line and the source line connected to the selected dummy cell is set to the selected dummy cell so that the potential relationship is in the forward direction of the different direction resistance portion of the dummy cell. This is a method of setting a potential of a connected source line and generating a reference potential on the adjacent bit line.

【0022】上記第1の半導体記憶装置の駆動方法にお
いて、読出し時にすべてのワード線電位を接地電位にす
ことができる。
In the first method for driving a semiconductor memory device,
Therefore , at the time of reading, all word line potentials can be set to the ground potential .

【0023】本発明の第3の半導体記憶装置の駆動方法
は、少なくともゲート,ソース,ドレインからなるトラ
ンジスタと容量部とを有する不揮発性メモリセルを行列
状に配列してなるアレイと、上記アレイの行方向に配置
された各トランジスタのゲートに接続される複数のワー
ド線と、上記アレイの列方向に配置された各トランジス
タのドレインに接続される複数のビット線と、上記アレ
イの行方向に配置された各トランジスタのソースに接続
される複数のソース線と、上記ワード線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線を選択するためのデコ
ーダ回路と、上記ソース線を選択するためのデコーダ回
路と、上記ビット線と各トランジスタとの間に介設さ
れ、両端に印加される電圧の高低によって異なる電圧−
電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と電流が流れ
にくい逆方向とを有していて、上記ビット線からトラン
ジスタに向かう方向を順方向とする異方向抵抗部とを備
え、異方向抵抗部の順方向をビット線側が高電位になる
ように形成してなる半導体記憶装置の駆動方法として、
消去状態のメモリセルのしきい値電圧を負に設定し、デ
ーター書き込みを所望するメモリセルに接続されている
ビット線を上記カラムデコーダ回路で選択し、上記メモ
リセルに接続されているソース線を上記ソースデコーダ
回路で選択し、全てのワード線電位を接地電位にし、上
記選択ビット線を高電位にし、選択ソース線の電位を接
地電位にし、非選択ビット線を接地電位にし、上記選択
ビット線−選択ソース線間に電流を流すことによりホッ
トエレクトロンを発生させて上記所望するメモリセルの
しきい値電圧を高く変化させる方法である。
A third method for driving a semiconductor memory device according to the present invention.
Plurality, which are connected at least a gate, a source, and an array formed by arranging a non-volatile memory cells in a matrix having a transistor and a capacitor portion made of a drain, the gates of the transistors arranged in the row direction of the array A plurality of bit lines connected to the drains of the transistors arranged in the column direction of the array, and a plurality of source lines connected to the sources of the transistors arranged in the row direction of the array. A decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and interposed between the bit line and each transistor. , The voltage that varies depending on the level of the voltage applied to both ends
Shows the current characteristics, have to have a reverse direction of current flow easily forward and current hardly flows, Trang from the bit line
A different direction resistance portion having a direction toward the transistor as a forward direction, and a method of driving a semiconductor memory device in which the forward direction of the different direction resistance portion is formed such that the bit line side has a higher potential.
The threshold voltage of the memory cell in the erased state is set to a negative value, the bit line connected to the memory cell for which data writing is desired is selected by the column decoder circuit, and the source line connected to the memory cell is selected. Selected by the source decoder circuit, all word line potentials are set to the ground potential, the selected bit line is set to the high potential, the potential of the selected source line is set to the ground potential, the unselected bit lines are set to the ground potential, -A method in which hot electrons are generated by flowing a current between the selected source lines to change the threshold voltage of the desired memory cell to a high value.

【0024】[0024]

【作用】第1又は第2の半導体記憶装置では、メモリセ
ルを行列状に配置したアレイにおいて、ビット線−ソー
ス線間の各経路にメモリセルのトランジスタと電流の方
向によって電圧−電流特性が異なる異方向抵抗部とが直
列に接続された構造となっている。したがって、読み出
し動作とは逆方向に流れる電流の大きさを小さくするか
又は遮断することが可能となり、いずれかのメモリセル
がデプレッション化していても非選択ソース線から非選
択ビット線あるいは非選択ソース線から選択ビット線と
いった読み出し動作と逆方向に流れる不必要な電流が低
減され又は阻止される。これにより、誤読み出しが防止
され、消費電力も低減される。
In the first or second semiconductor memory device , in the array in which the memory cells are arranged in a matrix, the voltage-current characteristics differ depending on the direction of the current and the transistor of the memory cell in each path between the bit line and the source line. It has a structure in which a different direction resistance part is connected in series. Therefore, the magnitude of the current flowing in the direction opposite to the read operation can be reduced or cut off, and even if any of the memory cells is depleted, the unselected source line is switched to the unselected bit line or the unselected source line. Unnecessary current flowing from the line to the selected bit line in the opposite direction to the read operation is reduced or prevented. Thereby, erroneous reading is prevented, and power consumption is reduced.

【0025】第1の半導体記憶装置において、上記メモ
リセルのうち各一対のメモリセルのドレインを共通のビ
ット線に接続し、上記各1対のメモリセルを列方向に1
つおきに配置されてチェッカー模様の行列状に配列され
たアレイ構造を構成し、上記2本のワード線に対して1
本の割合でソース線を配置して、上記各1つのソース線
に隣接する2つのワード線に接続されるメモリセルのソ
ースを上記各1つのソース線に共通に接続することによ
り、各1対のメモリセルが共通のビット線に接続される
ことで、メモリセルの占有面積が低減され、さらに、2
本のワード線に対してソース線が1本で済むので、メモ
リセルの占有面積がさらに低減される。
In the first semiconductor memory device, the memo
The drain of each pair of memory cells of the
The memory cells of each pair in the column direction.
Arranged in a checkered pattern
Of the array structure, and one word line for the two word lines.
The source lines are arranged at a ratio of one source line and
Of a memory cell connected to two adjacent word lines
Connected to the one source line in common.
In addition, since each pair of memory cells is connected to a common bit line, the area occupied by the memory cells is reduced.
Since only one source line is required for one word line, the area occupied by the memory cells is further reduced.

【0026】第3の半導体記憶装置では、センスアンプ
の感度を高く設定することが可能となる。したがって、
誤読み出しの防止作用が顕著になる。
In the third semiconductor memory device, the sensitivity of the sense amplifier can be set high. Therefore,
The effect of preventing erroneous reading becomes significant.

【0027】第1又は第2の半導体記憶装置の駆動方法
では、上記各半導体記憶装置の構造を利用した半導体記
憶装置の駆動が行われる。その際、非選択メモリセルの
中にデプレッション化しているものがあっても、メモリ
セルを通るビット線−ソース線間の経路に異方向抵抗部
が設けられており、読みだし時には、非選択メモリセル
のビット線とソース線との電位関係が異方向抵抗部の逆
方向となるように設定されるので、非選択メモリセルに
おけるリーク電流が低減され、あるいは阻止される。し
たがって、この非選択メモリセルのリーク電流に起因す
る誤読み出しが防止されるとともに、消費電力も低減す
る。
Driving method of first or second semiconductor memory device
In the above, the driving of the semiconductor storage device utilizing the structure of each of the above semiconductor storage devices is performed. At this time, even if some of the non-selected memory cells are depleted, a different-direction resistance portion is provided in the path between the bit line and the source line passing through the memory cells, and when reading, the non-selected memory is used. Since the potential relationship between the bit line and the source line of the cell is set so as to be in the opposite direction of the different direction resistance portion, the leak current in the non-selected memory cell is reduced or prevented. Therefore, erroneous reading due to the leak current of the unselected memory cell is prevented, and the power consumption is reduced.

【0028】第3の半導体記憶装置の駆動方法では、
求項1の発明の構造を利用した書き込みやデプレッショ
ン化したメモリセルの回復が円滑に行われる。
According to the third method of driving a semiconductor memory device , recovery of a written or depleted memory cell using the structure of the first aspect of the present invention is performed smoothly.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の各実施例について、各々図面
を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】(第1実施例) まず、第1実施例における半導体記憶装置とその読み出
し方法について、図1〜図5を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施例の半導体記憶装置のブロッ
ク回路図は図31に示した従来の不揮発性メモリセルを
搭載した半導体記憶装置のブロック回路図と同一であり
説明は省略する。図1は本発明の第1実施例に係るフラ
ッシュ型EEPROMのメモリセルアレイの一部を示す
回路図であって、トランジスタT11〜Tmnと容量部とを
内蔵する複数の不揮発性メモリセル(T11)〜(Tmn)
がm行n列の行列状に配置されたメモリセルアレイの構
造となっている。図1において、各ビット線B1〜B
n,ワード線W1〜Wm、ソース線S1〜Sm、各メモ
リセル(T11)〜(Tmn)、各列選択用トランジスタS
T1〜STn、各センスアンプSA1〜SAn、各ロウ
デコーダRD1〜RDm及び各ソースデコーダSD1〜
SDmの構造及び配置関係は、上記従来例における図3
1に示す構造と同じである。
(First Embodiment) First, a semiconductor memory device and a reading method thereof according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the block circuit diagram of the semiconductor memory device according to the present embodiment is the same as the block circuit diagram of the conventional semiconductor memory device equipped with the nonvolatile memory cells shown in FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of a memory cell array of a flash EEPROM according to a first embodiment of the present invention, in which a plurality of non-volatile memory cells (T11) to T9 to Tmn and a capacitor section are incorporated. (Tmn)
Have the structure of a memory cell array arranged in a matrix of m rows and n columns. In FIG. 1, each bit line B1-B
n, word lines W1 to Wm, source lines S1 to Sm, each memory cell (T11) to (Tmn), each column selecting transistor S
T1 to STn, each sense amplifier SA1 to SAn, each row decoder RD1 to RDm, and each source decoder SD1 to
The structure and arrangement of the SDm are shown in FIG.
This is the same as the structure shown in FIG.

【0031】ここで、本実施例の特徴として、各トラン
ジスタT11〜Tmnのドレインと各ビット線B1〜Bnと
の間に、ビット線側からトランジスタ側への電流の流通
のみを許容するダイオードD11〜Dmnがそれぞれ配置さ
れている。そして、この各ダイオードD11〜Dmnによ
り、各経路P11〜Pmnにおいて、各トランジスタT11〜
Tmnのドレインからソース方向(順方向)に流れる電流
はトランジスタの動作電流とほぼ等しく、ソースからド
レイン方向(逆方向)に流れる電流はほとんど遮断され
あるいは低減されるという電流特性が得られる。すなわ
ち、このダイオードが本発明でいう異方向抵抗部であ
る。ただし、異方向抵抗部は、逆方向における電流値が
ほぼ完全に遮断されるというダイオードとしての機能を
必ずしも有しなくても、逆方向の電流値が順方向に比べ
て小さいものであればよいが、以下の実施例では、便宜
上すべてダイオードとして表現する。
Here, a feature of this embodiment is that diodes D11 to D11 that allow only current flow from the bit line side to the transistor side are provided between the drains of the transistors T11 to Tmn and the bit lines B1 to Bn. Dmn are arranged respectively. The diodes T11 to Dmn cause the transistors T11 to Tmn to pass through the paths P11 to Pmn.
The current characteristic that the current flowing from the drain of Tmn in the source direction (forward direction) is almost equal to the operating current of the transistor, and the current flowing from the source in the drain direction (reverse direction) is almost cut off or reduced. That is, this diode is the different-direction resistance section referred to in the present invention. However, the different-direction resistance section does not necessarily have to have a function as a diode in which the current value in the reverse direction is almost completely cut off, as long as the current value in the reverse direction is smaller than that in the forward direction. However, in the following embodiments, all are expressed as diodes for convenience.

【0032】次に、このような構造を有する半導体記憶
装置の製造工程について、図2(a)〜(c)及び図3
(a)〜(c)を参照しながら説明する。各図におい
て、1はP型半導体基板、2はトンネルSiO2 膜、3
はフローティングゲート、4は容量絶縁膜、5はポリサ
イド膜等の導電性材料からなるコントロールゲート(ポ
リサイド)、6はSiO2 膜、7はレジスト、9はn-
層、10はレジスト、21はn+ 層、22はSiO2
膜、23はレジスト、24はサイドウオール、25はW
Six 膜である。
Next, the steps of manufacturing the semiconductor memory device having such a structure will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (a) to (c). In each figure, 1 is a P-type semiconductor substrate, 2 is a tunnel SiO2 film, 3
Is a floating gate, 4 is a capacitor insulating film, 5 is a control gate (polycide) made of a conductive material such as a polycide film, 6 is a SiO2 film, 7 is a resist, and 9 is n-
Layer 10, 10 resist, 21 n + layer, 22 SiO2
Film, 23 is resist, 24 is sidewall, 25 is W
Six film.

【0033】まず、図2(a)に示すように、P型半導
体基板1の表面にトンネルSiO2膜2を熱酸化により
形成し、フローティングゲート3をパターニングした
後、上記フローティングゲート3の表面に容量絶縁膜4
をCVD法や熱酸化法などを用いて形成し、上記フロー
ティングゲート3を覆うようにコントロールゲート5を
構成するポリサイド等の導電性材料膜と保護膜としてS
iO2 膜6を形成する。その後、上記フローティングゲ
ート3に交差するようにコントロールゲート5とSiO
2 膜6とをパターニングし、パターニングしたコントロ
ールゲート5とSiO2 膜6とをマスクとして、自己整
合的に容量絶縁膜4、フローティングゲート、トンネル
SiO2 膜2を異方性エッチング法によりエッチングす
る。図2(a)に示される構造は、従来スタック型フロ
ーティングゲートEEPROMと呼ばれるゲート構造と
同一の物である。
First, as shown in FIG. 2A, a tunnel SiO 2 film 2 is formed on the surface of a P-type semiconductor substrate 1 by thermal oxidation, and the floating gate 3 is patterned. Insulating film 4
Is formed using a CVD method, a thermal oxidation method, or the like, and a conductive material film such as polycide forming the control gate 5 so as to cover the floating gate 3 and S as a protective film.
An iO2 film 6 is formed. After that, the control gate 5 and the SiO
2 The film 6 is patterned, and using the patterned control gate 5 and the SiO2 film 6 as a mask, the capacitor insulating film 4, the floating gate, and the tunnel SiO2 film 2 are etched in a self-aligned manner by an anisotropic etching method. The structure shown in FIG. 2A is the same as the gate structure conventionally called a stack type floating gate EEPROM.

【0034】次に、レジスト7を塗布してダイオードD
を形成する領域を開口し、P+ イオン注入を行ない、所
望の濃度に調整したn- 層9を形成した後(図2(b)
参照)。レジスト10を塗布し、ダイオードを形成する
領域を残して開口し、As+イオン注入を行ない、高濃
度のn+ 層21を形成する(図2(c)参照)。
Next, a resist 7 is applied to the diode D
An opening is formed in a region for forming an n-layer 9 and P @ + ions are implanted to form an n @-layer 9 adjusted to a desired concentration (FIG. 2B).
reference). A resist 10 is applied, an opening is left except for a region where a diode is to be formed, and As + ions are implanted to form a high concentration n + layer 21 (see FIG. 2C).

【0035】次に、保護膜としてSiO2 膜22をCV
D法により堆積した後(図3(a)参照)、レジスト2
3を塗布してダイオードを形成する領域を開口し、異方
性エッチング法によりSiO2 膜22をエッチングバッ
クしダイオードを形成する領域のゲート側壁にサイドウ
オール28を残す(図3(b)参照)。そして、図3
(c)に示すように、半導体基板上にWSix 膜25を
堆積した後パターニングし、ショットキーダイオードを
形成する。上記WSix 膜25は配線層としてパターニ
ングしてもよいし、コンタクトの埋め込み層としてパタ
ーニングしてもよい。図3(c)に示すメモリセルは従
来のスタック型フローティングゲート構造メモリセルト
ランジスタのソースまたはドレイン領域に相当する領域
にショットキーダイオードが形成されているが、メモリ
セル全体の面積を増加させることはない。
Next, the SiO 2 film 22 is formed as a protective film by CV.
After the deposition by the method D (see FIG. 3A), the resist 2
3 is applied to open a region where a diode is to be formed, and the SiO2 film 22 is etched back by anisotropic etching to leave a sidewall 28 on the gate side wall in the region where a diode is to be formed (see FIG. 3B). And FIG.
As shown in FIG. 1C, a WSix film 25 is deposited on a semiconductor substrate and then patterned to form a Schottky diode. The WSix film 25 may be patterned as a wiring layer or may be patterned as a contact burying layer. In the memory cell shown in FIG. 3C, a Schottky diode is formed in a region corresponding to the source or drain region of a conventional memory cell transistor having a stacked floating gate structure. However, it is not possible to increase the area of the entire memory cell. Absent.

【0036】次に、図4を参照しながら、第1実施例に
おける半導体記憶装置の読み出し方法について説明す
る。その場合、上記ショットキーダイオードが形成され
た領域はソースでもドレインでもよいが、ここではドレ
インにショットキーダイオードが形成された場合の読み
出し方法について説明する。なお、ソースにショットキ
ーダイオードが形成された場合の読み出し方法について
は、第2実施例で説明する。
Next, a reading method of the semiconductor memory device in the first embodiment will be described with reference to FIG. In that case, the region where the Schottky diode is formed may be a source or a drain. Here, a reading method in the case where the Schottky diode is formed in the drain will be described. A reading method when a Schottky diode is formed on the source will be described in a second embodiment.

【0037】ここでは、メモリセル(T22)を読みだす
場合について説明するものとし、メモリセル(T11)及
び(T12)は過剰にデプレッション化(しきい値が負)
していると仮定し、メモリセル(T22)を読み出す場合
について説明する。選択ワード線W2を読み出し電源電
圧Vcc(例えば5V)にし、非選択ワード線W1、Wm
を接地電位Vss(例えば0V)にする。同時に選択ソー
ス線S2をVssに接地し、非選択ソース線S1、Smを
読み出し中間電位Vrm(例えば1V)にする。また、選
択ビット線B2をセンスアンプを介して読み出し中間電
位Vrmにし、非選択ビット線B1、Bnを接地電位Vss
にする。実際には、ビット線にはセンスアンプが接続さ
れているため、ビット線の電位は中間電位Vrmから僅か
に変動するが、ここでは説明を簡単にするためにビット
線の電位は一定の電圧Vrmであるとする。
Here, the case where the memory cell (T22) is read will be described. The memory cells (T11) and (T12) are excessively depleted (threshold value is negative).
The case where the memory cell (T22) is read will be described assuming that the reading is performed. The selected word line W2 is set to the read power supply voltage Vcc (for example, 5 V), and the unselected word lines W1, Wm
To the ground potential Vss (for example, 0 V). At the same time, the selected source line S2 is grounded to Vss, and the unselected source lines S1 and Sm are read and set to the intermediate potential Vrm (for example, 1 V). Also, the selected bit line B2 is set to the read intermediate potential Vrm via the sense amplifier, and the unselected bit lines B1, Bn are set to the ground potential Vss.
To Actually, since the sense amplifier is connected to the bit line, the potential of the bit line slightly fluctuates from the intermediate potential Vrm. However, in order to simplify the description, the potential of the bit line is set to a constant voltage Vrm. And

【0038】メモリセル(T22)が“0”状態ならばメ
モリセル(T22)は作動せず電流は流れない。また、メ
モリセル(T12)は過剰にデプレッション化している
が、ビット線B2と非選択ソース線S1の電位が同じで
あるためメモリセル(T12)には電流が流れない。した
がって、選択ビット線B2には電流が流れずメモリセル
(T22)が“0”状態にあることを誤りなく検知でき
る。
If the memory cell (T22) is in the "0" state, the memory cell (T22) does not operate and no current flows. Although the memory cell (T12) is excessively depleted, no current flows through the memory cell (T12) because the potentials of the bit line B2 and the unselected source line S1 are the same. Therefore, no current flows through the selected bit line B2, and it can be detected without error that the memory cell (T22) is in the "0" state.

【0039】一方、メモリセル(T22)が“1”状態な
らばメモリセル(T22)が作動して電流が流れ、選択ビ
ット線B2の電位が僅かに低下する。その時、非選択ソ
ース線S1と選択ビット線B2に電位差が生じるが、非
選択メモリセル(T12)が過剰にデプレッション化して
いても、メモリセル(T12)のドレインに接続されたダ
イオードDとは逆バイアスになるためメモリセル(T1
2)には電流が流れず、選択ビット線B2の電位を読み
出し中間電位である1Vに戻すことはない。したがっ
て、選択ビット線B2に電流が流れることでメモリセル
(T22)が“1”状態にあることを検知できる。また、
メモリセル(T11)も過剰にデプレッション化しており
非選択ソース線S1と非選択ビット線B1に電位差1V
が生じているがメモリセル(T11)のドレインに接続さ
れたダイオードD11とは逆バイアスになるためメモリセ
ル(T11)には電流が流れず、非選択ビット線B1には
電流が流れず、余分な電力消費が発生しない。
On the other hand, if the memory cell (T22) is in the "1" state, the memory cell (T22) operates and a current flows, and the potential of the selected bit line B2 slightly decreases. At this time, a potential difference occurs between the non-selected source line S1 and the selected bit line B2, but even if the non-selected memory cell (T12) is excessively depleted, the potential is opposite to that of the diode D connected to the drain of the memory cell (T12). Memory cell (T1
No current flows in 2), and the potential of the selected bit line B2 does not return to the read intermediate potential of 1V. Therefore, it can be detected that the memory cell (T22) is in the "1" state by the current flowing through the selected bit line B2. Also,
The memory cell (T11) is also excessively depleted, and the potential difference between the unselected source line S1 and the unselected bit line B1 is 1V.
However, since the bias is reverse biased to the diode D11 connected to the drain of the memory cell (T11), no current flows to the memory cell (T11), no current flows to the unselected bit line B1, and extra Power consumption does not occur.

【0040】以上、メモリセルアレイに過剰にデプレッ
ション化したメモリセルが生じても、選択ビット線の電
流によって選択したメモリセルが“0”状態であるか
“1”状態であるかを誤ることなく読み出すことがで
き、また、非選択ビット線には電流が流れないので余分
な電力消費が発生しない。
As described above, even if a memory cell array excessively depleted occurs in the memory cell array, it is read out without error whether the selected memory cell is in the "0" state or the "1" state by the current of the selected bit line. Since no current flows through the unselected bit lines, no extra power is consumed.

【0041】なお、上記した第1実施例の読みだし方法
では選択ビット線の電位と非選択ソース線電位を読み出
し中間電位Vrmとしたが、読み出し電源電圧Vccとして
もよい。
In the reading method of the first embodiment, the potential of the selected bit line and the potential of the unselected source line are set to the read intermediate potential Vrm, but may be set to the read power supply voltage Vcc.

【0042】次に、図5を参照しながら、本実施例にお
いてワード線に接続されている全てのメモリセルを一括
に読み出す方法について説明する。ここでは、メモリセ
ル(T11)及び(T12)が過剰にデプレッション化(し
きい値が負)していると仮定し、ワード線W2に接続さ
れる全てのメモリセルを一括して読み出す場合について
説明する。選択ワード線W2を読み出し電源電圧Vcc
(例えば5V)にし、非選択ワード線W1、Wmを接地
電位Vss(例えば0V)にする。同時に選択ソース線S
2を接地電位Vssにし、非選択ソース線S1、Smを読
み出し中間電位Vrm(例えば1V)にする。全てのビッ
ト線B1、B2、Bnをセンスアンプを介して中間電位
Vrmにする。実際には、ビット線にはセンスアンプが接
続されているため、ビット線の電位は中間電位Vrmから
僅かに変動するが、ここでは説明を簡単にするためにビ
ット線の電位は一定の電圧Vrmであるとする。メモリセ
ルが“0”状態ならばビット線には電流が流れず、ビッ
ト線の電位は変動しない。メモリセルが“1”状態なら
ばメモリセルに電流が流れ、ビット線の電位が僅かに低
下する。上記ビット線の電位の違いを各ビット線に接続
したセンスアンプを使って検知する。非選択メモリセル
(T11)や(T12)は過剰にデプレッション化している
とすると、非選択ソース線S1と選択ビット線B2に電
位差が生じるが、非選択メモリセル(T12)は過剰にデ
プレッション化していても、メモリセル(T12)のドレ
インに接続されたダイオードD12とは逆バイアスになる
ためメモリセル(T12)には電流が流れず、選択ビット
線B2の電位を読み出し中間電位である1Vに戻すこと
はない。したがって、選択ビット線B2に電流が流れる
ことでメモリセル(T22)が“1”状態にあることを誤
りなく検知できる。
Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a method of collectively reading out all the memory cells connected to the word line in this embodiment. Here, it is assumed that the memory cells (T11) and (T12) are excessively depleted (threshold value is negative), and a case where all the memory cells connected to the word line W2 are read collectively will be described. I do. Reads the selected word line W2 and reads the power supply voltage Vcc
(For example, 5 V) and the unselected word lines W1 and Wm are set to the ground potential Vss (for example, 0 V). At the same time, select source line S
2 is set to the ground potential Vss, and the unselected source lines S1 and Sm are read and set to the intermediate potential Vrm (for example, 1 V). All the bit lines B1, B2, Bn are set to the intermediate potential Vrm via the sense amplifier. Actually, since the sense amplifier is connected to the bit line, the potential of the bit line slightly fluctuates from the intermediate potential Vrm. However, in order to simplify the description, the potential of the bit line is set to a constant voltage Vrm. And If the memory cell is in the "0" state, no current flows through the bit line, and the potential of the bit line does not change. If the memory cell is in the "1" state, a current flows through the memory cell and the potential of the bit line slightly decreases. The difference between the potentials of the bit lines is detected using a sense amplifier connected to each bit line. If the unselected memory cells (T11) and (T12) are excessively depleted, a potential difference occurs between the unselected source line S1 and the selected bit line B2, but the unselected memory cell (T12) is excessively depleted. However, since a reverse bias is applied to the diode D12 connected to the drain of the memory cell (T12), no current flows to the memory cell (T12), and the potential of the selected bit line B2 is read out and returned to the intermediate potential of 1 V. Never. Therefore, it can be detected without error that the memory cell (T22) is in the "1" state by the current flowing through the selected bit line B2.

【0043】また、ダイオードD11は逆バイアスでも僅
かにリーク電流を流すが、このようなワード線に接続さ
れている全てのメモリセルを一括に読み出す方法では、
非選択ソース線S1と全てのビット線の電位が等しいた
めに、リーク電流をも抑制することができ低消費電力化
できる。なお、上記の読みだし方法ではビット線の電位
と非選択ソース線の電位とを読み出し中間電位Vrmとし
たが、両者共に読み出し電源電圧Vccとしてもよい。各
請求項では、これらを総称して読み出し電位としてい
る。
Although a slight leakage current flows through the diode D11 even with a reverse bias, such a method of reading out all the memory cells connected to the word line all at once is as follows.
Since the potentials of the unselected source line S1 and all the bit lines are equal, leakage current can be suppressed and power consumption can be reduced. In the above-mentioned reading method, the potential of the bit line and the potential of the unselected source line are set to the read intermediate potential Vrm, but both may be set to the read power supply voltage Vcc. In each claim, these are collectively referred to as a read potential.

【0044】次に、本実施例においてワード線の電位を
接地電位にしたまま読み出す方法について説明する。読
み出し方法は、図4あるいは図5で示した読み出し方法
において全てのワード線W1〜Wmを接地電位Vss(例
えば0V)にする方法であり、その説明だけのための図
面は省略する。本実施例の“1”状態におけるメモリセ
ルのしきい値電圧を負に設定すれば、メモリセルはワー
ド線の電位を接地電位Vss(例えば0V)にしても、
“1”状態ならば電流を流し、“0”状態ならば電流を
流さないため、図4あるいは図5で示した読み出し方法
において全てのワード線W1〜Wmを接地電位Vss(例
えば0V)にしても、メモリセルの状態をビット線電流
を検知することでデータを読みだせる。すなわち選択ソ
ース線S2を接地電位Vssにし、非選択ソース線S1、
Smを読み出し中間電位Vrm(例えば1V)とし、選択
ビット線B2の電位をセンスアンプを介して読み出し中
間電位Vrmにし、非選択ビット線をVssにすることでソ
ース線とビット線とで選択したメモリセルを読み出すこ
とができるのである。したがって、読み出し時にワード
線電位の変動がなく一層の低消費電力化と低電源電圧化
が可能である。
Next, a description will be given of a method of reading data with the word line potential kept at the ground potential in this embodiment. The read method is a method in which all the word lines W1 to Wm are set to the ground potential Vss (for example, 0 V) in the read method shown in FIG. 4 or FIG. 5, and the drawings for the explanation only are omitted. If the threshold voltage of the memory cell in the “1” state of the present embodiment is set to be negative, the memory cell can be set to have the word line potential set to the ground potential Vss (for example, 0 V).
Since current flows in the "1" state and no current flows in the "0" state, all word lines W1 to Wm are set to the ground potential Vss (for example, 0 V) in the read method shown in FIG. 4 or FIG. Also, data can be read by detecting the state of the memory cell and the bit line current. That is, the selected source line S2 is set to the ground potential Vss, and the non-selected source lines S1,
The memory selected by the source line and the bit line by setting Sm to the read intermediate potential Vrm (for example, 1 V), setting the potential of the selected bit line B2 to the read intermediate potential Vrm via the sense amplifier, and setting the non-selected bit line to Vss. The cell can be read. Therefore, there is no change in the word line potential at the time of reading, so that lower power consumption and lower power supply voltage can be achieved.

【0045】なお、上記第1実施例の読みだし方法では
ビット線の電位と非選択ソース線の電位とを読み出し中
間電位Vrmとしたが、両者共に読み出し電源電圧Vccと
してもよい。
Although the potential of the bit line and the potential of the non-selected source line are set to the read intermediate potential Vrm in the reading method of the first embodiment, both may be set to the read power supply voltage Vcc.

【0046】次に、ワード線の電位を接地電位にしたま
ま書き込む方法について説明する。本実施例の“1”状
態におけるメモリセルのしきい値電圧を負に設定すれ
ば、メモリセルはワード線の電位を接地電位Vss(例え
ば0V)にしても電流が流れる。ワード線を接地したま
ま選択ビット線を高電位に、非選択ビット線を接地電位
Vssにし、選択ソース線を接地電位にし、非選択ソース
線を高電位あるいはフローティングにすることで、選択
したメモリセルにホットエレクトロンを発生させ、
“1”状態のメモリセルを“0”状態に変化させること
ができる。
Next, a description will be given of a method of writing with the word line potential kept at the ground potential. If the threshold voltage of the memory cell in the “1” state of this embodiment is set to a negative value, a current flows through the memory cell even when the potential of the word line is set to the ground potential Vss (for example, 0 V). The selected memory cell is set by setting the selected bit line to the high potential, setting the unselected bit line to the ground potential Vss, setting the selected source line to the ground potential, and setting the unselected source line to the high potential or floating while the word line is grounded. To generate hot electrons,
The memory cell in the “1” state can be changed to the “0” state.

【0047】なお、上記ワード線の電位を接地電位にし
たまま書き込む方法を過剰にデプレッション化したメモ
リセルのしきい値電圧を高く戻すために用いてもよい。
Note that the above-mentioned method of writing with the potential of the word line kept at the ground potential may be used to return the threshold voltage of the excessively depleted memory cell to a high level.

【0048】なお、上述の説明では、メモリセルへの書
き込みはホットエレクトロンの注入により行ったが、F
−N電流による書き込みを行ってもよい。ただし、本実
施例では、ドレイン側にダイオードDを設けているた
め、ドレインとフローティングゲート間に高電界を発生
させて行うF−N電流による書き込み方法よりは、従来
のフラッシュ型EEPROMにおけるホットエレクトロ
ンによる書き込み方法の方が適している。
In the above description, the writing to the memory cell was performed by injection of hot electrons.
Writing may be performed using a −N current. However, in this embodiment, since the diode D is provided on the drain side, the writing method using the FN current performed by generating a high electric field between the drain and the floating gate is more difficult than the writing method using the hot electrons in the conventional flash EEPROM. The writing method is more suitable.

【0049】(第2実施例) 次に、第2実施例について、図6(a)〜(d),図
7,図8,図9及び図10を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (d), FIGS. 7, 8, 9 and 10. FIG.

【0050】図6(a)〜(d)は第2実施例の半導体
記憶装置の製造工程を示す。図6(a)〜(d)におい
て、25はレジスト、27はn+ 層、28はサイドウオ
ール、29はオフセット領域、30はn+ 層である。図
6(a)は、図2(a)に示す状態と同様にスタック型
フローティングゲート構造を形成した時の状態を示す。
この状態の基板の上にレジスト25を塗布し、ダイオー
ドを形成する領域を残して開口し、As+ イオン注入を
行い高濃度n+ 層27を形成する(図6(b)参照)。
次に、SiO2 膜を堆積してエッチバックすることでサ
イドウオール28を形成した後(図6(c)参照)、A
s+ イオン注入を行い高濃度n+ 層30を形成する(図
6(d)参照)。図6(d)に示す状態では、n+ 層3
0とフローティングゲート3とは水平方向でオフセット
しており、このオフセット領域29の距離はサイドウオ
ール28の膜厚で制御される。
FIGS. 6A to 6D show a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the second embodiment. In FIGS. 6A to 6D, reference numeral 25 denotes a resist, 27 denotes an n + layer, 28 denotes a sidewall, 29 denotes an offset region, and 30 denotes an n + layer. FIG. 6A shows a state where a stacked floating gate structure is formed in the same manner as the state shown in FIG. 2A.
A resist 25 is applied on the substrate in this state, an opening is left except for a region for forming a diode, and As @ + ions are implanted to form a high concentration n @ + layer 27 (see FIG. 6B).
Next, a sidewall 28 is formed by depositing a SiO2 film and etching back (see FIG. 6C).
S + ion implantation is performed to form a high concentration n + layer 30 (see FIG. 6D). In the state shown in FIG.
0 is offset from the floating gate 3 in the horizontal direction, and the distance of the offset region 29 is controlled by the film thickness of the sidewall 28.

【0051】次に、この図6(d)におけるn+ 層30
−オフセット領域29−チャネル領域の部分がダイオー
ドとほぼ類似の機能を有することを説明する。図7は、
このようなオフセット領域を内蔵するメモリセルの電圧
−電流特性をシミュレーションしたものである。縦軸は
メモリセルの動作電流、横軸はゲート(フローティング
ゲート)電圧である。ゲート長は0.5ミクロンでオフ
セット量は0.2ミクロンであり、ドレイン−ソース間
電圧は1Vである。同図において、実線はオフセット領
域29と隣接するn+ 層30の側を高電位にした場合の
電圧−電流特性を示し、点線はオフセット領域29と隣
接するn+ 層30側を低電位にした場合の電圧−電流特
性を示す。同図に示すように、順方向と逆方向では電流
値が2桁以上異なっていることがわかる。すなわち、ソ
ース−ドレイン間の電圧の高低の関係によって、異なる
電流特性を有する。本実施例におけるメモリセルの構造
は、図6(d)の右側に示すように、便宜上n+ 領域3
0の側にダイオードを付設してなる構造で表すことがで
きる。ただし、実際には、ソース−ドレイン間にダイオ
ードに相当する部分が介在した構造となっている。
Next, the n + layer 30 shown in FIG.
It will be explained that the portion of the offset region 29-channel region has a function almost similar to that of the diode. FIG.
This is a simulation of the voltage-current characteristics of a memory cell incorporating such an offset region. The vertical axis represents the operating current of the memory cell, and the horizontal axis represents the gate (floating gate) voltage. The gate length is 0.5 microns, the offset amount is 0.2 microns, and the drain-source voltage is 1V. In the figure, the solid line shows the voltage-current characteristic when the potential of the n + layer 30 adjacent to the offset region 29 is set to a high potential, and the dotted line shows the potential of the n + layer 30 adjacent to the offset region 29 is set to a low potential. The voltage-current characteristics in the case are shown. As shown in the figure, it can be seen that the current value differs by two or more digits in the forward direction and the reverse direction. That is, different current characteristics are obtained depending on the relationship between the voltage levels of the source and the drain. The structure of the memory cell in this embodiment is, as shown on the right side of FIG.
It can be represented by a structure in which a diode is attached to the 0 side. However, actually, the structure has a portion corresponding to a diode between the source and the drain.

【0052】したがって、本第2実施例のオフセット領
域を内蔵したメモリセルの構造では、上記第1実施例に
おけるショットキーダイオードを付加したメモリセルに
比べて一方の電流を遮断する機能は劣るものの、電流の
流れる方向によって極端に抵抗値が異なるので、上記第
1実施例のメモリセルの構造とほぼ同様の機能が得られ
ることがわかる。特に、本第2実施例のメモリセルの構
造では、上記第1実施例のメモリセルの例とは異なり、
レジストを露光する工程が少ないと言う利点がある。
Therefore, in the structure of the memory cell including the offset region according to the second embodiment, the function of cutting off one current is inferior to that of the memory cell having the Schottky diode according to the first embodiment. Since the resistance value is extremely different depending on the direction in which the current flows, it can be seen that almost the same function as the memory cell structure of the first embodiment can be obtained. In particular, the structure of the memory cell of the second embodiment is different from the example of the memory cell of the first embodiment.
There is an advantage that the number of steps for exposing the resist is small.

【0053】次に、第2実施例の半導体記憶装置の読み
出し方法について、図8〜図10を参照しながら説明す
る。本実施例の場合でも、上記第1実施例と同様に、オ
フセット領域29に隣接するn+ 層30はソース又はド
レインいずれであってもよい。本第2実施例では、オフ
セット領域29と隣接するn+ 領域30がソースである
場合について説明する。なお、オフセット領域29に隣
接するn+ 領域がドレインである場合には、上記第1実
施例と同様の読み出し方法を適用することができる。
Next, a reading method of the semiconductor memory device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Also in the case of this embodiment, similarly to the first embodiment, the n + layer 30 adjacent to the offset region 29 may be either a source or a drain. In the second embodiment, a case will be described in which the n + region 30 adjacent to the offset region 29 is the source. When the n + region adjacent to the offset region 29 is a drain, the same reading method as in the first embodiment can be applied.

【0054】図8は、本実施例におけるメモリセルアレ
イの構造を示し、各メモリセルはメモリセルのソース側
に、ソース側からドレイン側(つまりソース線側からビ
ット線側)への電流のみを許容するダイオードDを接続
した構成となっている。ソースからドレイン方向に流れ
る電流はメモリセルの動作電流とほぼ等しく、ドレイン
からソース方向に流れる電流は上記ダイオードDによっ
てほとんど遮断されるという特性を有している。
FIG. 8 shows the structure of the memory cell array in this embodiment. Each memory cell allows only a current from the source to the drain (that is, from the source line to the bit line) on the source side of the memory cell. In this configuration, a diode D is connected. The current flowing from the source to the drain is substantially equal to the operating current of the memory cell, and the current flowing from the drain to the source is almost cut off by the diode D.

【0055】次に、図9を参照しながら、本実施例にお
ける読み出し方法について説明する。ここではメモリセ
ル(T11)及び(T12)は過剰にデプレッション化(し
きい値が負)していると仮定し、メモリセル(T22)を
読み出す場合について説明する。選択ワード線W2を読
み出し電源電圧Vcc(例えば5V)にし、非選択ワード
線W1、Wmを接地電位Vss(例えば0V)にする。同
時に選択ソース線S2を読み出し中間電位Vrm(例えば
1V)にし、非選択ソース線S1、Smを接地電位Vss
にする。また、選択ビット線B2をセンスアンプを介し
て接地電位Vssにし、非選択ビット線B1、Bnを読み
出し中間電位Vrmにする。実際には、ビット線にはセン
スアンプが接続されているため、ビット線の電位は接地
電位Vssから僅かに変動するが、ここでは説明を簡単に
するためにビット線の電位は一定の電圧Vssであるとす
る。メモリセル(T22)が“0”状態ならばメモリセル
(T22)は電流を流さない。また、メモリセル(T12)
は過剰にデプレッション化しているがビット線B2と非
選択ソース線S1の電位が同じでVssであるためメモリ
セル(T12)には電流が流れない。したがって、選択ビ
ット線B2には電流が流れずメモリセル(T22)が
“0”状態にあることを誤りなく検知できる。
Next, a reading method in this embodiment will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the memory cells (T11) and (T12) are excessively depressed (the threshold value is negative), and the case where the memory cell (T22) is read will be described. The selected word line W2 is set to the read power supply voltage Vcc (for example, 5 V), and the unselected word lines W1 and Wm are set to the ground potential Vss (for example, 0 V). At the same time, the selected source line S2 is read and set to the intermediate potential Vrm (for example, 1 V), and the unselected source lines S1 and Sm are set to the ground potential Vss.
To Further, the selected bit line B2 is set to the ground potential Vss via the sense amplifier, and the non-selected bit lines B1 and Bn are read to the intermediate potential Vrm. Actually, since the sense amplifier is connected to the bit line, the potential of the bit line slightly fluctuates from the ground potential Vss. However, in order to simplify the description, the potential of the bit line is set to a constant voltage Vss. And If the memory cell (T22) is in the "0" state, no current flows through the memory cell (T22). In addition, the memory cell (T12)
Is excessively depleted, but no current flows through the memory cell (T12) because the potentials of the bit line B2 and the unselected source line S1 are the same and Vss. Therefore, no current flows through the selected bit line B2, and it can be detected without error that the memory cell (T22) is in the "0" state.

【0056】一方、メモリセル(T22)が“1”状態の
場合、メモリセル(T22)が作動して電流が流れ、選択
ビット線B2の電位が僅かに上昇する。その際、選択ビ
ット線B2と非選択ソース線S1に電位差が生じるが、
非選択メモリセル(T12)は過剰にデプレッション化し
ていても、メモリセル(T12)のソースに接続されたダ
イオードDとは逆バイアスになるためメモリセル(T1
2)には電流が流れず、選択ビット線B2の電位をVss
に戻すことはない。したがって、選択ビット線B2に電
流が流れることで、誤読み出しを生じることなくメモリ
セル(T22)が“1”状態にあることを検知できる。ま
た、メモリセル(T11)も過剰にデプレッション化して
おり非選択ビット線B1と非選択ソース線S1に電位差
1Vが生じているが、メモリセル(T11)のドレインに
接続されたダイオードD11とは逆バイアスになるためメ
モリセル(T11)には電流が流れず、非選択ビット線B
1には電流が流れず、余分な電力消費が発生しない。な
お、上記読みだし方法では、選択ソース線の電位と非選
択ビット線電位を読み出し中間電位Vrmとしたが、両者
共に読み出し電源電圧Vccとしてもよい。
On the other hand, when the memory cell (T22) is in the "1" state, the memory cell (T22) operates and a current flows, and the potential of the selected bit line B2 slightly rises. At this time, a potential difference occurs between the selected bit line B2 and the non-selected source line S1,
Even if the unselected memory cell (T12) is excessively depleted, the memory cell (T1) is reverse-biased to the diode D connected to the source of the memory cell (T12).
2), no current flows, and the potential of the selected bit line B2 is set to Vss
Will not return to. Therefore, when a current flows through the selected bit line B2, it is possible to detect that the memory cell (T22) is in the "1" state without causing an erroneous read. The memory cell (T11) is also excessively depleted, causing a potential difference of 1 V between the unselected bit line B1 and the unselected source line S1, but opposite to the diode D11 connected to the drain of the memory cell (T11). No current flows through the memory cell (T11) because of the bias, and the unselected bit line B
No current flows through 1 and no extra power consumption occurs. In the reading method, the potential of the selected source line and the potential of the non-selected bit line are set to the read intermediate potential Vrm, but both may be set to the read power supply voltage Vcc.

【0057】また、上記読みだし方法では選択ビット線
の電位をセンスアンプを介して接地電位Vssにするとし
たが、センスアンプがリファレンス電位を必要する場合
には選択ビット線の電位を接地電位Vssより大きく読み
出し中間電位より小さくしてもよい。
In the above reading method, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss via the sense amplifier. However, when the sense amplifier requires the reference potential, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss. It may be set to be larger than the read intermediate potential.

【0058】次に、図10を参照しながら、本実施例に
おいてワード線に接続されている全てのメモリセルを一
括に読み出す方法について説明する。ここでは、メモリ
セル(T11)及び(T12)は過剰にデプレッション化
(しきい値が負)していると仮定し、ワード線W2上の
全メモリセルを一括に読み出す場合について説明する。
選択ワード線W2を読み出し電源電圧Vcc(例えば5
V)にし、非選択ワード線W1、Wmを接地電位Vss
(例えば0V)にする。同時に、選択ソース線S2を読
み出し中間電位Vrm(例えば1V)とし、非選択ソース
線S1、Smを接地電位Vssにする。全てのビット線B
1、B2、Bnをセンスアンプを介して接地電位Vssに
する。実際には、ビット線B1〜Bnにはセンスアンプ
SA1〜SAnが接続されているため、ビット線B1〜
Bnの電位は接地電位Vssから僅かに変動するが、ここ
では、説明を簡単にするためにビット線の電位は一定の
電位Vssであるとする。
Next, a method of reading all memory cells connected to a word line in this embodiment at once will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the memory cells (T11) and (T12) are excessively depressed (the threshold value is negative), and a case where all the memory cells on the word line W2 are read at once will be described.
The selected word line W2 is read and the power supply voltage Vcc (for example, 5
V) and the unselected word lines W1 and Wm are connected to the ground potential Vss.
(For example, 0 V). At the same time, the selected source line S2 is read and set to the intermediate potential Vrm (for example, 1 V), and the unselected source lines S1 and Sm are set to the ground potential Vss. All bit lines B
1, B2 and Bn are set to the ground potential Vss via the sense amplifier. Actually, since the sense amplifiers SA1 to SAn are connected to the bit lines B1 to Bn, the bit lines B1 to
Although the potential of Bn slightly fluctuates from the ground potential Vss, here, it is assumed that the potential of the bit line is a constant potential Vss for the sake of simplicity.

【0059】例えばメモリセル(T2n)が“0”状態の
場合、メモリセル(T2n)は作動しないので、各ビット
線には電流が流れず、ビット線の電位は変動しない。一
方、各メモリセル(T21),(T22)が“1”の場合、
各メモリセル(T21),(T22)が作動して電流が流
れ、ビット線B2の電位が僅かに上昇する。このビット
線の電位の違いをビット線に接続したセンスアンプによ
り検知する。非選択メモリセル(T11)や(T12)は過
剰にデプレッション化しているが、非選択ソース線S1
と全てのビット線の電位が等しく接地電位Vssであるた
めに電流は流れない。また、ダイオードDは逆バイアス
でも僅かにリーク電流を流すが、上記した1本のワード
線上の全メモリセルの一括読み出し方法では上記リーク
電流をも抑制することができ低消費電力化できる。ま
た、従来の1本のワード線上の全メモリセルの一括読み
出し方法とは異なり、選択ワード線と選択ソース線のみ
に電圧が印加されているため、読み出し始動時の低消費
電力化が可能である。
For example, when the memory cell (T2n) is in the "0" state, the memory cell (T2n) does not operate, so that no current flows through each bit line and the potential of the bit line does not change. On the other hand, when each of the memory cells (T21) and (T22) is "1",
Each of the memory cells (T21) and (T22) operates and a current flows, and the potential of the bit line B2 slightly increases. This difference in potential of the bit line is detected by a sense amplifier connected to the bit line. Although the unselected memory cells (T11) and (T12) are excessively depleted, the non-selected source lines S1
And all bit lines have the same potential and the ground potential Vss, so that no current flows. Although a slight leak current flows through the diode D even with a reverse bias, the above-described batch reading method for all memory cells on one word line can also suppress the leak current and reduce power consumption. In addition, unlike the conventional method of collectively reading all memory cells on one word line, voltage is applied only to the selected word line and the selected source line, so that low power consumption can be achieved at the time of starting reading. .

【0060】なお、本第2実施例の読みだし方法では選
択ソース線の電位を読み出し中間電位Vrm(例えば1
V)としたが、読み出し電源電圧Vccとしてもよい。
In the reading method of the second embodiment, the potential of the selected source line is read and the intermediate potential Vrm (for example, 1
V), but may be the read power supply voltage Vcc.

【0061】なお、上記読みだし方法では、選択ビット
線の電位をセンスアンプを介して接地電位Vssにすると
したが、センスアンプがリファレンス電位を必要する場
合には選択ビット線の電位を接地電位Vssより大きく読
み出し中間電位より小さくしてもよい。
In the above reading method, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss via the sense amplifier. However, when the sense amplifier requires the reference potential, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss. It may be larger than the read intermediate potential and may be smaller than the read intermediate potential.

【0062】次に、本実施例においてワード線の電位を
接地電位にしたまま読み出す方法について説明する。読
み出し方法は図9あるいは図10で示した読み出し方法
において全てのワード線を接地電位Vss(例えば0V)
にしたものであり、図面は省略する。本実施例の“1”
状態におけるメモリセルのしきい値電圧を負に設定すれ
ば、メモリセルはワード線の電位を接地電位Vss(例え
ば0V)にしても、“1”状態ならば電流が流れ、
“0”状態ならば電流が流れないため、図9あるいは図
10で示した読み出し方法において、全てのワード線を
Vss(例えば0V)に接地しても、メモリセルの状態を
ビット線電流を検知することでデータを読みだせる。す
なわち選択ソース線S2を読み出し中間電位Vrm(例え
ば1V)し、非選択ソース線S1、Smを接地電位Vss
にし、選択ビット線をセンスアンプを介し接地電位Vss
にし、非選択ビット線を読み出し中間電位Vrmにするこ
とでソース線とビット線で選択したメモリセルを読み出
すことができるのである。この方法では、読み出し時に
ワード線電位の変動がなく一層の低消費電力化と低電源
電圧化が可能である。なお、上記読みだし方法では選択
ソース線の電位を読み出し中間電位Vrm(例えば1V)
としたが、読み出し電源電圧Vccとしてもよい。
Next, a description will be given of a method of reading data with the word line potential kept at the ground potential in this embodiment. The read method is the same as the read method shown in FIG. 9 or 10 except that all the word lines are connected to the ground potential Vss (for example, 0 V).
The drawings are omitted. "1" in this embodiment
If the threshold voltage of the memory cell in the state is set to a negative value, a current flows in the memory cell even if the potential of the word line is set to the ground potential Vss (for example, 0 V) in the "1" state.
Since no current flows in the “0” state, even if all the word lines are grounded to Vss (eg, 0 V) in the read method shown in FIG. 9 or FIG. To read the data. That is, the selected source line S2 is read out to have the intermediate potential Vrm (for example, 1 V), and the unselected source lines S1 and Sm are set to the ground potential Vss.
And the selected bit line is connected to the ground potential Vss via the sense amplifier.
By setting the non-selected bit line to the read intermediate potential Vrm, the memory cell selected by the source line and the bit line can be read. According to this method, the power consumption and the power supply voltage can be further reduced without fluctuation of the word line potential at the time of reading. In the above reading method, the potential of the selected source line is read and the intermediate potential Vrm (for example, 1 V) is read.
However, the read power supply voltage Vcc may be used.

【0063】また、上記読みだし方法では選択ビット線
の電位をセンスアンプを介して接地電位Vssにするとし
たが、センスアンプがリファレンス電位を必要する場合
には選択ビット線の電位を接地電位Vssより大きく読み
出し中間電位より小さくしてもよい。
In the above reading method, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss via the sense amplifier. However, when the sense amplifier requires the reference potential, the potential of the selected bit line is set to the ground potential Vss. It may be set to be larger than the read intermediate potential.

【0064】次に、本実施例においてホットエレクトロ
ンによる書き込み方法について説明する。本実施例で
は、ソース線からでなければメモリセルにチャネル電流
を流せないように構成されている。そこで、選択ワード
線を高電位に、非選択ワード線を接地電位にし、選択ソ
ース線を高電位に、非選択ソース線を接地電位またはフ
ローティングにし、選択ビット線を接地電位にし、非選
択ソース線を高電位にすることで選択したメモリセルの
ソース側からドレイン側に電流を流すことでホットエレ
クトロンを発生させ、書き込むことができる。
Next, a writing method using hot electrons in this embodiment will be described. In this embodiment, the channel current is not allowed to flow to the memory cell except from the source line. Therefore, the selected word line is set to the high potential, the unselected word line is set to the ground potential, the selected source line is set to the high potential, the unselected source line is set to the ground potential or floating, the selected bit line is set to the ground potential, Is set to a high potential, hot electrons are generated and current can be written by passing a current from the source side to the drain side of the selected memory cell.

【0065】次に、ワード線の電位を接地電位にしたま
ま書き込む方法について説明する。本実施例の“1”状
態におけるメモリセルのしきい値電圧を負に設定すれ
ば、メモリセルはワード線の電位を接地電位Vss(例え
ば0V)にしても電流が流れる。ワード線を接地電位に
したまま選択ソース線を高電位に、非選択ソース線を接
地電位に、選択ビット線を接地電位に、非選択ビット線
を高電位あるいはフローティングにすることで選択した
メモリセルにホットエレクトロンを発生させ、“1”状
態のメモリセルを“0”状態に変化させることができ
る。
Next, a description will be given of a method of writing data while keeping the word line potential at the ground potential. If the threshold voltage of the memory cell in the “1” state of this embodiment is set to a negative value, a current flows through the memory cell even when the potential of the word line is set to the ground potential Vss (for example, 0 V). A memory cell selected by setting the selected source line to the high potential, the unselected source line to the ground potential, the selected bit line to the ground potential, and the unselected bit line to the high potential or floating while the word line is kept at the ground potential. Hot electrons are generated at the same time, and the memory cell in the "1" state can be changed to the "0" state.

【0066】なお、上記ワード線の電位を接地電位にし
たまま書き込む方法を過剰にデプレッション化したメモ
リセルのしきい値電圧を高く戻すために用いてもよい。
The above-mentioned method of writing with the potential of the word line kept at the ground potential may be used to return the threshold voltage of the memory cell excessively depleted to a high level.

【0067】なお、本実施例ではソース側にダイオード
Dを設けたため、ドレインとフローティングゲート間に
高電界を発生させやすく、上述のようなホットエレクト
ロンによる方法よりも、従来のフラッシュ型EEPRO
MにおけるF−N電流による書き込み方法が好ましい。
In this embodiment, since the diode D is provided on the source side, a high electric field is easily generated between the drain and the floating gate, and the conventional flash type EEPROM is more effective than the above-mentioned hot electron method.
A writing method using an FN current at M is preferable.

【0068】(第3実施例) 次に、第3実施例について、図11(a)〜(c)及び
図12を参照しながら説明する。図11(a)〜(c)
は、第3実施例における半導体記憶装置のメモリセルの
製造工程を示すものである。図11(a)〜(c)にお
いて、30はn+ 層、31はレジスト、33はp層であ
る。図11(a)に示す状態は、図2(a)に示す状態
と同様にスタック型フローティングゲート構造を形成し
たものである。そして、この状態の基板上にレジスト3
1を塗布し、ダイオードを形成する領域を残して開口
し、BF2+イオン注入32を行いp層33を形成する
(図11(b)参照)。BF2+イオン注入は大傾角で行
うことが望ましく、例えば45度,60KeV ,6E12at
oms/cm2 の条件で行う。ただし、この条件に限定される
ものではない。次に、図11(c)に示す工程では、A
s+ イオン注入を行って高濃度n+ 層30を形成する。
メモリセルのソース,ドレインとなる2つのn+層3
0,30のうち1つのn+ 層30の内方に低濃度の不純
物をドープしたp層33を形成したことで、この部分の
空乏層の拡がりが抑えられ、ソース−ドレイン間にダイ
オードを形成したのと同様の作用が生じる。図12は、
上記一方のみに低濃度のp層33を形成したメモリセル
の電圧−電流特性をシミュレーションしたものである。
縦軸はメモリセルの動作電流、横軸はゲート(フローテ
ィングゲート)電圧である。ゲート長は0.5ミクロン
でp層の濃度は1E18atoms/cm3 であり、オフセット状
態にはなっていず、ドレイン−ソース間電圧は1Vであ
る。同図において、実線はp層33と隣接するn+ 層3
0の側を高電位にした場合の電圧−電流特性を示し、点
線はp層33と隣接するn+ 層30側を低電位にした場
合の電圧−電流特性を示す。同図に示すように、順方向
と逆方向では電流値が1桁以上異なっていることがわか
る。したがって、本実施例におけるメモリセルの構造
も、便宜上n+ 層30の側にダイオードを付設してなる
構造で表すことができる。ただし、実際には、ソース−
ドレイン間にダイオードに相当する部分が介在した構造
となっている。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 (a) to 11 (c) and FIG. FIGS. 11 (a) to 11 (c)
Shows a manufacturing process of the memory cell of the semiconductor memory device in the third embodiment. 11A to 11C, reference numeral 30 denotes an n + layer, reference numeral 31 denotes a resist, and reference numeral 33 denotes a p-layer. In the state shown in FIG. 11A, a stacked floating gate structure is formed similarly to the state shown in FIG. 2A. Then, a resist 3 is formed on the substrate in this state.
1 is applied, an opening is left to leave a region for forming a diode, and BF2 + ion implantation 32 is performed to form a p layer 33 (see FIG. 11B). BF2 + ion implantation is desirably performed at a large inclination angle, for example, 45 degrees, 60 KeV, 6E12at.
Perform under the condition of oms / cm2. However, it is not limited to this condition. Next, in the step shown in FIG.
A high concentration n + layer 30 is formed by performing s + ion implantation.
Two n + layers 3 serving as a source and a drain of a memory cell
By forming the p-layer 33 doped with a low concentration of impurity inside one of the n + layers 30 out of 0 and 30, the expansion of the depletion layer in this portion is suppressed, and a diode is formed between the source and the drain. The same effect as described above occurs. FIG.
This is a simulation of a voltage-current characteristic of a memory cell in which a low-concentration p-layer 33 is formed only on one of the above-mentioned ones.
The vertical axis represents the operating current of the memory cell, and the horizontal axis represents the gate (floating gate) voltage. The gate length is 0.5 micron, the concentration of the p-layer is 1E18 atoms / cm3, it is not in an offset state, and the drain-source voltage is 1V. In the figure, the solid line indicates the n + layer 3 adjacent to the p layer 33.
The voltage-current characteristics when the 0 side is set to a high potential are shown, and the dotted lines show the voltage-current characteristics when the n + layer 30 side adjacent to the p layer 33 is set to a low potential. As shown in the figure, it can be seen that the current value differs by one or more digits in the forward direction and the reverse direction. Therefore, the structure of the memory cell in this embodiment can also be represented by a structure in which a diode is attached to the n + layer 30 for convenience. However, in practice, the source
The structure has a portion corresponding to a diode between the drains.

【0069】なお、p層33の濃度を濃くしてn+ 層3
0がオフセットになってもよい。図11のメモリセルの
例は図6のメモリセルの例よりもサイドウオール工程が
必要ないと言う特徴がある。
It is to be noted that the concentration of p layer 33 is increased and n + layer 3
0 may be an offset. The example of the memory cell of FIG. 11 is characterized in that a sidewall process is not required as compared with the example of the memory cell of FIG.

【0070】(第4実施例) 次に、第4実施例について、図13(a)〜(c)及び
図14(a),(b)を参照しながら説明する。図13
(a)〜(c)及び図14(a),(b)は第4実施例
における半導体記憶装置のメモリセルの製造工程を示す
ものである。図13(a)に示す状態では、図2(a)
に示す状態と同様にスタック型フローティングゲート構
造となっている。この状態でレジストを形成しダイオー
ドDを形成する領域にP+ イオン注入を行ない、所望の
濃度に調整したn- 層9を形成し(図13(b)参
照)、次にダイオードDを形成しない領域にAs+ イオ
ン注入を行って高濃度のn+ 層21を形成する(図13
(c)参照)。次に、保護膜としてSiO2 膜22をC
VD法により堆積し(図14(a)参照)、ダイオード
Dを形成する領域にSiO2 膜22をエッチバックしダ
イオードDを形成する領域のゲート側壁にサイドウオー
ル28を残す(図14(e)参照)。この状態で、レジ
スト31を塗布し、ダイオードを形成する領域を開口
し、BF2+イオン注入を行いp層61を形成する。図1
4(b)に示すメモリセルは従来のスタック型フローテ
ィングゲート構造メモリセルのソースまたはドレイン領
域に相当する領域にPNダイオードが形成されている
が、メモリセルの面積を増加させることはない。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 13 (a) to 13 (c) and FIGS. 14 (a) and 14 (b). FIG.
FIGS. 14A to 14C and FIGS. 14A and 14B show a process of manufacturing a memory cell of a semiconductor memory device according to the fourth embodiment. In the state shown in FIG.
As in the state shown in FIG. In this state, a resist is formed, and P @ + ions are implanted into a region where a diode D is to be formed, and an n @-layer 9 adjusted to a desired concentration is formed (see FIG. 13B). As + ions are implanted into the region to form a high concentration n + layer 21 (FIG. 13).
(C)). Next, a SiO2 film 22 is
Deposited by the VD method (see FIG. 14A), the SiO2 film 22 is etched back in the region where the diode D is to be formed, and the sidewall 28 is left on the gate side wall in the region where the diode D is to be formed (see FIG. 14E). ). In this state, a resist 31 is applied, a region for forming a diode is opened, and BF2 + ions are implanted to form a p-layer 61. FIG.
In the memory cell shown in FIG. 4B, a PN diode is formed in a region corresponding to the source or drain region of the conventional memory cell having a stacked floating gate structure, but the area of the memory cell is not increased.

【0071】この場合には、ダイオード特性が得られ、
この構造を有するメモリセルは、図14(b)の右側に
示すようなソース又はドレインに隣接してダイオードが
付設されたメモリセルとして表現できる。
In this case, diode characteristics are obtained,
A memory cell having this structure can be expressed as a memory cell provided with a diode adjacent to a source or a drain as shown on the right side of FIG.

【0072】(第5実施例) 次に、第5実施例について、図15、図16(a),
(b)、図17(a),(b)、図18及び図19に基
づき説明する。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
(B), FIG. 17 (a), (b), FIG. 18 and FIG.

【0073】本実施例における半導体記憶装置のブロッ
ク回路図は、図31に示した従来の不揮発性メモリセル
を搭載した半導体記憶装置のブロック回路図と同一であ
り説明は省略する。図15は第4実施例に係るフラッシ
ュ型EEPROMのメモリセルアレイの一部を示す回路
図である。本実施例は第1実施例の構造を高集積に実現
するために改良したものである。本実施例では、図15
に示したように、例えば2個のメモリセル(T21a),
(T21b)の各々のドレインにはダイオードD21a,D
21bの一端がそれぞれ1個ずつ接続され、それぞれのダ
イオードD21a,D21bの他端は共通の配線を介して共
通のビット線B1に接続されている。また、メモリセル
(T21a)のソースはソース線S2に接続され、メモリ
セル(T21b)のソースはソース線S3に接続されてい
る。すなわち、1対のメモリセル(T21a),(T21
b)のソースは個別のソース線S2,S3に接続される
一方、ドレインは共通のビット線に接続されている。ま
た、この1対のメモリセル(T21a),(T21b)が接
続されるビット線B1上で各メモリセル(T21a),
(T21b)の隣接領域にはメモリセルは配置されていな
い。そして、ビット線B2に対し、各1対のメモリセル
(T12a),(T12b)及び(T32a),(T32b)が
2ビット分の間隔を隔てて配置されている。メモリセル
(T12a),(T12b)の各ドレインは各々ダイオード
D12a,D12bを介して共通のビット線B2に接続さ
れ、メモリセル(T12b)のソースは、メモリセル(T
21a)と共通のソース線S2に接続されている。一方の
1対のメモリセル(T32a),(T32b)の接続状態も
同様である。
The block circuit diagram of the semiconductor memory device according to the present embodiment is the same as the block circuit diagram of the semiconductor memory device equipped with the conventional nonvolatile memory cell shown in FIG. 31, and a description thereof will be omitted. FIG. 15 is a circuit diagram showing a part of a memory cell array of a flash EEPROM according to the fourth embodiment. This embodiment is an improvement of the structure of the first embodiment for realizing high integration. In this embodiment, FIG.
As shown in FIG. 2, for example, two memory cells (T21a),
Diodes D21a and D21a are connected to the drains of (T21b).
One end of each of the diodes 21b is connected one by one, and the other ends of the diodes D21a and D21b are connected to a common bit line B1 via a common wiring. The source of the memory cell (T21a) is connected to the source line S2, and the source of the memory cell (T21b) is connected to the source line S3. That is, a pair of memory cells (T21a), (T21
The source b) is connected to individual source lines S2 and S3, while the drain is connected to a common bit line. The memory cells (T21a) and (T21a) are connected on the bit line B1 to which the pair of memory cells (T21a) and (T21b) are connected.
No memory cell is arranged in the adjacent region of (T21b). A pair of memory cells (T12a) and (T12b) and (T32a) and (T32b) are arranged at an interval of 2 bits with respect to the bit line B2. The drains of the memory cells (T12a) and (T12b) are connected to a common bit line B2 via diodes D12a and D12b, respectively, and the source of the memory cell (T12b) is connected to the memory cell (T12).
21a) and a common source line S2. The same applies to the connection state of one pair of memory cells (T32a) and (T32b).

【0074】以上の結果、ソース線S1,S3の間に2
本のワード線W1a,W1bを、ソース線S2,S3の間に
2本のワード線W2a,W2bを配置し、ビット線B1〜B
3は、ワード線とソース線とに垂直に交差するように配
置する。そして、これらの配線で形成される行列上の領
域に、2ビット一組のメモリセル(T)がチェッカー模
様状に配置されている。なお、各メモリセル(T)のゲ
ートはワード線Wに接続され、NOR型にメモリセルを
配置している。また、ワード線W1a,W1b〜W3a,W3b
はそれぞれロウデコーダRD1a,RD1b〜RD3a,RD
3bに、ソース線S1〜S3はそれぞれソースデコーダS
D1〜SD3に、ビット線B1〜B3はそれぞれ列選択
用トランジスタST1〜ST316を介してセンスアン
プSA1〜SA3に接続されカラムデコーダに接続され
ている。
As a result, the distance between the source lines S1 and S3 is 2
Word lines W1a and W1b are arranged between source lines S2 and S3, and two word lines W2a and W2b are arranged between bit lines B1 to B2.
3 is arranged so as to vertically intersect the word line and the source line. A set of 2-bit memory cells (T) is arranged in a checker pattern in an area on a matrix formed by these wirings. The gate of each memory cell (T) is connected to the word line W, and the memory cells are arranged in a NOR type. Also, word lines W1a, W1b to W3a, W3b
Are the row decoders RD1a, RD1b to RD3a, RD, respectively.
3b, the source lines S1 to S3 are respectively connected to the source decoder S
D1 to SD3 and bit lines B1 to B3 are connected to sense amplifiers SA1 to SA3 via column selection transistors ST1 to ST316, respectively, and connected to a column decoder.

【0075】本実施例では、読み出し方法は第1実施例
と同様の方法で読み出す。図16(a)に示すようにメ
モリセル(T21a)などを1ビット単位で読み出すか
(矢印参照)、あるいは図16(b)に示すように1本
のワード線W2aに接続される全てのメモリセルを一括読
み出しする(矢印参照)。1本のワード線上の全メモリ
セルの一括読み出し方法ではデータがビット線の1本お
きに出力される。また、本実施例では、図16(c)に
示すように、あるソース線S2の両側に配置される2本
のワード線W1b,W2aを同時に選択して、メモリセル
(T12b)とメモリセル(T21a)などの2ビット単位
で読み出すことができる(矢印参照)。また、図16
(d)に示すように2本のワード線W1b,W2aに接続さ
れる全てのメモリセルを一括読み出しすることもできる
(矢印参照)。2本のワード線上の全メモリセルの一括
読み出し方法ではデータが全てのビット線から出力され
るが、その場合にはセンスアンプは全てのビット線に配
置されている必要がある。
In this embodiment, the reading method is the same as that in the first embodiment. Either the memory cell (T21a) or the like is read out in 1-bit units as shown in FIG. 16A (see arrow), or all memories connected to one word line W2a as shown in FIG. Batch read cells (see arrow). In the batch reading method for all memory cells on one word line, data is output every other bit line. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 16C, two word lines W1b and W2a arranged on both sides of a certain source line S2 are simultaneously selected, and a memory cell (T12b) and a memory cell (T12b) are selected. It can be read in 2-bit units such as T21a) (see arrow). FIG.
As shown in (d), all the memory cells connected to the two word lines W1b and W2a can be read at once (see arrows). In the batch reading method for all memory cells on two word lines, data is output from all bit lines. In that case, sense amplifiers need to be arranged on all bit lines.

【0076】なお、本実施例では、各メモリセルの対を
チェッカー模様上に配置したが、1対のメモリセルのド
レインを共通のビット線に接続する場合に、必ずしもこ
のような構成に限定されるものではない。例えば、各ワ
ード線間に互いに隣接してソース線を設けるのであれ
ば、各1対のメモリトランジスタを行列状に隙間なく配
置してもよい。
In this embodiment, each memory cell pair is arranged in a checker pattern. However, when the drains of a pair of memory cells are connected to a common bit line, the configuration is not necessarily limited to such a configuration. Not something. For example, if source lines are provided adjacent to each other between word lines, a pair of memory transistors may be arranged in a matrix without any gap.

【0077】次に、本実施例におけるメモリセル(T)
の構造について説明する。図17(a)はビット線に平
行な方向の断面における縦断面図、図17(b)は平面
図である。また、図18は平面図においてフローティン
グゲートのパターニングを示したものである。図19は
メモリセル単体のワード線方向に平行な断面における縦
断面図である。各図において、1は半導体基板、2はト
ンネルSiO2 膜、3はフローティングゲート、4は容
量絶縁膜、5はコントロールゲート、6はSiO2 膜、
22はSiO2 膜、27はオフセットドレイン、28は
サイドウォール、30はソース、51は素子分離、52
はソース配線、53は保護絶縁膜、54は層間絶縁膜、
55はビット配線、56はソース線コンタクト、57は
ビット線コンタクト、58は活性領域、59はパターニ
ング後のフローティングゲートである。図18に示すよ
うに、長辺方向がデザインルールLの5倍で短辺方向が
デザインルールLの長方形状の活性領域58を折り重な
るように形成し、フローティングゲート59は上記活性
領域58の長辺方向に直線状にパターニングする(第1
回目のパターニング)。図17(b)に示すように、ワ
ード線であるコントロールゲート5はデザインルールの
ラインとスペースで等間隔にパターニングされ、その
際、容量絶縁膜4とフローティングゲート3とトンネル
SiO2 膜2とを自己整合的にエッチングする(フロー
ティングゲートの第2回目のパターニング)。ソース3
0をイオン注入により形成した後、SiO2 膜の堆積,
エッチバックによりサイドウオールを形成した後、イオ
ン注入によりオフセットドレイン27を形成する。その
上に配線材料とSiO2 膜53を堆積し、ソース配線5
2をパターニングする。層間絶縁膜54を堆積した後こ
れをエッチバックして、ビットコンタクト57のための
コンタクトホールをオーバーサイズで開口する。その上
に配線材料を堆積し、ビット配線55をパターニングす
る。図17(b)の平面図に示すように、メモリセルの
チャネル幅方向はビット線のデザインルールとビットコ
ンタクト57のマスクの合わせマージンにより律速され
ている。図19に示すように、メモリセル単体のワード
線に平行な断面における構造では、活性領域に対してフ
ローティングゲート3が非対称形となっている。このこ
とは上記フローティングゲート3を上記活性領域58の
長辺方向に直線状にパターニングしたことに起因するも
ので、デザインルールが小さくなるほど直線状の方がパ
ターニングしやすく、微細化できる利点がある。
Next, the memory cell (T) in this embodiment is
Will be described. FIG. 17A is a longitudinal sectional view in a section parallel to the bit line, and FIG. 17B is a plan view. FIG. 18 is a plan view showing the patterning of the floating gate. FIG. 19 is a vertical cross-sectional view of a cross section parallel to the word line direction of a single memory cell. In each figure, 1 is a semiconductor substrate, 2 is a tunnel SiO2 film, 3 is a floating gate, 4 is a capacitance insulating film, 5 is a control gate, 6 is an SiO2 film,
22 is a SiO2 film, 27 is an offset drain, 28 is a side wall, 30 is a source, 51 is an element isolation, 52
Is a source wiring, 53 is a protective insulating film, 54 is an interlayer insulating film,
55 is a bit line, 56 is a source line contact, 57 is a bit line contact, 58 is an active region, and 59 is a floating gate after patterning. As shown in FIG. 18, the long side direction is formed to be five times the design rule L and the short side direction is formed so as to fold the rectangular active region 58 of the design rule L, and the floating gate 59 is formed on the long side of the active region 58. Pattern linearly in the direction (first
Second patterning). As shown in FIG. 17B, the control gate 5 which is a word line is patterned at equal intervals by lines and spaces of the design rule. At this time, the capacitance insulating film 4, floating gate 3 and tunnel SiO2 film 2 are formed by themselves. Etching is performed consistently (second patterning of floating gate). Source 3
0 is formed by ion implantation, then a SiO2 film is deposited,
After a sidewall is formed by etch back, an offset drain 27 is formed by ion implantation. A wiring material and a SiO2 film 53 are deposited thereon, and the source wiring 5 is formed.
2 is patterned. After depositing the interlayer insulating film 54, it is etched back to open a contact hole for the bit contact 57 with an oversize. A wiring material is deposited thereon, and the bit wiring 55 is patterned. As shown in the plan view of FIG. 17B, the channel width direction of the memory cell is limited by the design rule of the bit line and the alignment margin of the mask of the bit contact 57. As shown in FIG. 19, in the structure of a memory cell in a section parallel to a word line, the floating gate 3 is asymmetric with respect to the active region. This is due to the fact that the floating gate 3 is linearly patterned in the long side direction of the active region 58. As the design rule becomes smaller, the linear shape is more easily patterned and has the advantage of being able to be miniaturized.

【0078】なお、図17(a),(b)等に示すレイ
アウトはマスクの合わせマージンをデザインルールの半
分と仮定しており、セル面積はデザインルールの二乗の
11倍になっているが、マスクの合わせマージンは露光
技術に依存するものであり、デザインルールの半分に限
定しなくてもよい。
The layouts shown in FIGS. 17A and 17B assume that the alignment margin of the mask is half of the design rule, and the cell area is 11 times the square of the design rule. The alignment margin of the mask depends on the exposure technique, and need not be limited to half the design rule.

【0079】なお、図17(a),(b)等に示すメモ
リセルは、上記図6に示したオフセット領域を内蔵した
構造を有するフローティングゲートメモリセル(第2実
施例)を用いているが、これに限定するものではなく、
第1,第3,第4実施例に示す構造のメモリセルを用い
てもよい。
The memory cells shown in FIGS. 17A and 17B use the floating gate memory cell (the second embodiment) having the structure incorporating the offset region shown in FIG. , But not limited to this
The memory cells having the structures shown in the first, third, and fourth embodiments may be used.

【0080】また、本実施例において、活性領域58を
長方形としたが、露光技術などの必要に応じて部分的に
変形してもよい。
In the present embodiment, the active region 58 is rectangular, but may be partially deformed as required by an exposure technique or the like.

【0081】さらに、本実施例において、フローティン
グゲート3とコントロールゲート5とソース配線52は
直線状であるとしたが、露光技術などの必要に応じて部
分的に変形してもよい。
Further, in this embodiment, the floating gate 3, the control gate 5, and the source wiring 52 are linear, but they may be partially deformed as required by an exposure technique or the like.

【0082】また、本実施例においてソース配線52は
配線材料であるとしたが、拡散層で形成してもよい。
Although the source wiring 52 is made of a wiring material in this embodiment, it may be formed of a diffusion layer.

【0083】(第6実施例) 次に、第6実施例の半導体記憶装置及びその読み出し方
法について、図20、図21(a)〜(d)及び図22
を参照しながら説明する。本実施例の半導体記憶装置の
ブロック回路図は、図31に示した従来の不揮発性メモ
リセルを搭載した半導体記憶装置のブロック図と同一で
あり説明は省略する。図20は本実施例に係るフラッシ
ュ型EEPROMのメモリセルアレイの一部を示す回路
図である。図20に示すように、配線の接続構造やメモ
リセルの配置状態は、基本的に上記第5実施例(図15
参照)と同じである。ただし、本実施例では、各メモリ
セル(T)のソースとソース線S1〜S3との間にダイ
オードDを介設した点のみが異なる。
Sixth Embodiment Next, a semiconductor memory device according to a sixth embodiment and a reading method thereof will be described with reference to FIGS. 20, 21A to 21D and 22.
This will be described with reference to FIG. The block circuit diagram of the semiconductor memory device of this embodiment is the same as the block diagram of the conventional semiconductor memory device equipped with the nonvolatile memory cells shown in FIG. FIG. 20 is a circuit diagram showing a part of the memory cell array of the flash EEPROM according to the present embodiment. As shown in FIG. 20, the wiring connection structure and the arrangement state of the memory cells are basically the same as those in the fifth embodiment (FIG. 15).
Reference). However, the present embodiment is different only in that a diode D is provided between the source of each memory cell (T) and the source lines S1 to S3.

【0084】本実施例では、読み出し方法は、上述の第
2実施例と同様の方法で読み出す。図21(a)に示す
ようにメモリセル(T21a)などを1ビット単位で読み
出すか(矢印参照)、あるいは図21(b)に示すよう
に1本のワード線W2aに接続される全てのメモリセルを
一括読み出しする(矢印参照)。1本のワード線上の全
メモリセルの一括読み出し方法ではデータがビット線の
1本おきに出力される。また本実施例では、図21
(c)に示すように2本のワード線W1b,W2aを同時に
選択して、メモリセル(T12b)とメモリセル(T21
a)などの2ビット単位で読み出すことができる(矢印
参照)。また、図21(d)に示すように2本のワード
線W1b,W2aを一括読み出しすることもできる(矢印参
照)。2本のワード線一括読み出し方法ではデータが全
てのビット線から出力される。また一括で読み出す場合
にはセンスアンプは全てのビット線に配置されている必
要がある。
In this embodiment, the reading method is the same as that in the second embodiment. Either the memory cell (T21a) or the like is read out in 1-bit units as shown in FIG. 21 (a) (see arrows), or all the memories connected to one word line W2a as shown in FIG. 21 (b). Batch read cells (see arrow). In the batch reading method for all memory cells on one word line, data is output every other bit line. In this embodiment, FIG.
As shown in (c), two word lines W1b and W2a are simultaneously selected, and a memory cell (T12b) and a memory cell (T21b) are selected.
a) and the like can be read in 2-bit units (see arrows). Also, as shown in FIG. 21D, two word lines W1b and W2a can be read at once (see arrows). In the two word line batch reading method, data is output from all bit lines. In the case of batch reading, sense amplifiers need to be arranged on all bit lines.

【0085】図22は本実施例のメモリセルのビット線
に平行な断面における構造を示す縦断面図である。図
2に示す構造は、ソース側にダイオード構造を設けたも
のである点だけが図17に示す構造と異なる。なお、平
面図とメモリセル単体のワード線に平行な断面における
構造は第5実施例と同様なので図示を省略する。
[0085] Figure 22 is Ru longitudinal sectional view showing a structure in a cross section parallel to the bit lines of the memory cell of this embodiment. FIG.
The structure shown in FIG. 2 differs from the structure shown in FIG. 17 only in that a diode structure is provided on the source side. Note that the plan view and the structure in a cross section parallel to the word line of the memory cell alone are the same as in the fifth embodiment, so that the illustration is omitted.

【0086】なお、本実施例では図6に示したオフセッ
ト領域を内蔵する構造のフローティングゲートメモリセ
ル(第2実施例)を採用したが、これに限定するもので
はなく、第1,第3,第4実施例の構造を適用すること
ができる。
Although the present embodiment employs the floating gate memory cell having the structure incorporating the offset region shown in FIG. 6 (second embodiment), the present invention is not limited to this. The structure of the fourth embodiment can be applied.

【0087】(第7実施例) 次に、第7実施例の半導体記憶装置について、図23〜
図26を参照しながら説明する。本実施例における半導
体記憶装置のブロック回路図は、図31に示した従来の
不揮発性メモリセルを搭載した半導体記憶装置のブロッ
ク回路図と同一であり説明は省略する。図23は、本発
明の第7実施例に係るフラッシュ型EEPROMのメモ
リセルアレイの一部を示す回路図である。図24及び図
25は半導体記憶装置の駆動方法を説明する図である。
図26(a)は、メモリセルのビット線に平行な断面に
おける構造を示す縦断面図、図26(b)はその平面図
を示す。本実施例は第1実施例を折り返しビット線構造
にしたものである。本実施例では、図23に示すよう
に、各1対のメモリセルをチェッカー模様状に配置した
構造及び1つのメモリセルのドレインをダイオードを介
して共通のビット線に接続した点は、上記第5実施例で
説明した図15の構造と同じである。ただし、本実施例
では、図15における1本のソース線(例えばS2)の
代わりにそれぞれ2本のソース線(例えばS2a,S2b)
を配置し、各々にソースデコーダ(例えばSD2a,SD
2b)を配置している。そして、メモリセル(T12b)と
メモリセル(T21a)のソースとは、各々別のソース線
S1b,S2aに接続されている。また、各ビット線には、
2ビット1組のダミーセルが配置されている。例えば、
ビット線B2には、1つのダミーセル(Tr1,Tr2)が
配置されており、各ダミーセル(Tr1),(Tr2)のド
レインはそれぞれダイオードDr1,Dr2を介して共通の
ビット線B2に接続されている。また、各ダミーセル
(Tr1),(Tr2)のソースは個別のソース線Sr1,S
r2に接続され、各ソース線Sr1,Sr2の先端にはソース
デコーダSDr1,SDr2が配置されている。さらに、各
ダミーセル(Tr1),(Tr2)のゲートはそれぞれワー
ド線Wr1,Wr2に接続され、各ワード線Wr1,Wr2の先
端にはそれぞれロウデコーダRDr1,RDr2が配設され
ている。
(Seventh Embodiment) Next, a semiconductor memory device according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The block circuit diagram of the semiconductor memory device according to the present embodiment is the same as the block circuit diagram of the semiconductor memory device equipped with the conventional nonvolatile memory cell shown in FIG. 31, and the description is omitted. FIG. 23 is a circuit diagram showing a part of a memory cell array of a flash EEPROM according to a seventh embodiment of the present invention. 24 and 25 are diagrams illustrating a method for driving the semiconductor memory device.
FIG. 26A is a longitudinal sectional view showing a structure of a memory cell in a section parallel to a bit line, and FIG. 26B is a plan view thereof. In the present embodiment, the first embodiment has a folded bit line structure. In the present embodiment, as shown in FIG. 23, the structure in which each pair of memory cells is arranged in a checker pattern and the point that the drain of one memory cell is connected to a common bit line via a diode are the same as those in the first embodiment. This is the same as the structure of FIG. 15 described in the fifth embodiment. However, in this embodiment, two source lines (for example, S2a and S2b) are used instead of one source line (for example, S2) in FIG.
And a source decoder (eg, SD2a, SD2
2b) is located. The sources of the memory cell (T12b) and the memory cell (T21a) are connected to different source lines S1b and S2a, respectively. Also, each bit line has
A set of 2-bit dummy cells is arranged. For example,
One dummy cell (Tr1, Tr2) is arranged on the bit line B2, and the drains of the dummy cells (Tr1, Tr2) are connected to a common bit line B2 via diodes Dr1, Dr2, respectively. . The sources of the dummy cells (Tr1) and (Tr2) are individual source lines Sr1 and Sr1.
The source decoders SDr1 and SDr2 are arranged at the ends of the source lines Sr1 and Sr2. Further, the gates of the dummy cells (Tr1) and (Tr2) are connected to word lines Wr1 and Wr2, respectively, and row decoders RDR1 and RDR2 are provided at the ends of the word lines Wr1 and Wr2, respectively.

【0088】本実施例では、読み出し方法は第2実施例
と同様の方法で読み出す。図24に示すように、例えば
メモリメモリセル(T21a)を1ビット単位で読み出す
場合はビット線B1がメモリセル(T21a)を読み出
し、ビット線B2がダミーセル(Tr1)を読み出す。ま
た、図25に示すように、例えば1本のワード線W2aに
接続される全てのメモリセルを一括読み出す場合は、ビ
ット線B1、B3などを介してメモリセルを読み出し、
ビット線B2、B4などを介してダミーセルを読み出
す。
In this embodiment, the reading method is the same as that in the second embodiment. As shown in FIG. 24, for example, when reading the memory cell (T21a) in 1-bit units, the bit line B1 reads the memory cell (T21a) and the bit line B2 reads the dummy cell (Tr1). Further, as shown in FIG. 25, for example, when all the memory cells connected to one word line W2a are read at a time, the memory cells are read via the bit lines B1, B3, etc.
The dummy cells are read out via the bit lines B2, B4 and the like.

【0089】次に、図26(a),(b)を参照しなが
ら、本実施例の半導体記憶装置のメモリセルの構造につ
いて説明する。第5実施例では2本のワード線につき1
本のソース線を配置しているのに対し、第7実施例では
2本のワード線につき2本のソース線を配置している点
が異なり、セル面積は増大する。しかし、本実施例の折
り返しビット線構造の方が一般にセンスアンプの感度が
高くできると言う特徴がある。
[0089] Next, FIG. 26 (a), the with reference to (b), that describes the structure of the memory cell of the semiconductor memory device of this embodiment. In the fifth embodiment, one for two word lines
While are disposed source lines of this, in the seventh embodiment Ri points Do different that are disposed source lines of two every two word lines, cell Le area increases. However, the folded bit line structure of this embodiment is characterized in that the sensitivity of the sense amplifier can be generally increased.

【0090】なお、図26(a),(b)に示すレイア
ウトはマスクの合わせマージンをデザインルールの半分
と仮定しており、セル面積はデザインルールの二乗の1
6.5倍になっているが、マスクの合わせマージンは露
光技術に依存するものであり、デザインルールの半分に
限定しなくてもよい。
The layouts shown in FIGS. 26A and 26B assume that the alignment margin of the mask is half of the design rule, and the cell area is one square of the design rule.
Although it is 6.5 times, the alignment margin of the mask depends on the exposure technology, and need not be limited to half of the design rule.

【0091】また、本実施例では図6に示したオフセッ
ト領域を内蔵するフローティングゲートメモリーセル
(第2実施例)を採用したが、これに限定するものでは
なく、第1,第3,第4実施例に示したメモリセルの構
造を適用できる。
Further, in this embodiment, the floating gate memory cell having the offset region shown in FIG. 6 (the second embodiment) is employed. However, the present invention is not limited to this. The structure of the memory cell described in the embodiment can be applied.

【0092】さらに、本実施例においてフローティング
ゲートとコントロールゲートとソース配線は直線状であ
るとしたが、露光技術などの必要に応じて部分的に変形
してもよい。
[0092] Furthermore, the floating <br/> gate and the control gate and the source wiring in the present embodiment is set to be linear, may be partially deformed as needed, such as exposure technique.

【0093】また、本実施例においてソース配線は配線
材料であるとしたが、拡散層で形成してもよい。
[0093] Further, the source wiring in the present embodiment was to be a wiring material, may be formed by diffusion layers.

【0094】(第8実施例) 次に、第8実施例の半導体記憶装置について、図27〜
図30を参照しながら説明する。本実施例における半導
体記憶装置のブロック回路図は図31に示した従来の不
揮発性メモリセルを搭載した半導体記憶装置のブロック
回路図と同一であり説明は省略する。図27は本実施例
に係るフラッシュ型EEPROMのメモリセルアレイの
一部を示す回路図である。本実施例におけるメモリセル
アレイの構造は、基本的には、上記第7実施例における
構造と同じであるが、ダイオードがメモリセルのソース
側に介設されている点のみが異なる。
(Eighth Embodiment) Next, a semiconductor memory device according to an eighth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The block circuit diagram of the semiconductor memory device according to the present embodiment is the same as the block circuit diagram of the semiconductor memory device equipped with the conventional nonvolatile memory cell shown in FIG. FIG. 27 is a circuit diagram showing a part of the memory cell array of the flash EEPROM according to the present embodiment. The structure of the memory cell array in this embodiment is basically the same as the structure in the seventh embodiment, except that a diode is provided on the source side of the memory cell.

【0095】本実施例では、読み出し方法は第2実施例
と同様の方法で読み出す。図28にに示すように、例え
ばメモリセル(T21a)を1ビット単位で読み出す場合
はビット線B1を介してメモリセル(T21a)を読み出
し、ビット線B2を介してダミーセル(Tr1)を読み出
す。また、図29に示すように、例えば1本のワード線
W2aに接続された全てのメモリセルを一括読み出す場合
はビット線B1、B3などを介してメモリセルを読み出
し、ビット線B2、B4などを介してダミーセルを読み
出す。
In this embodiment, the reading method is the same as that in the second embodiment. As shown in FIG. 28, for example, when the memory cell (T21a) is read in 1-bit units, the memory cell (T21a) is read through the bit line B1, and the dummy cell (Tr1) is read through the bit line B2. As shown in FIG. 29, for example, when all the memory cells connected to one word line W2a are to be read at once, the memory cells are read via bit lines B1, B3, etc. The dummy cell is read through.

【0096】次に、図30を参照しながら、本実施例の
メモリセルの構造について説明する。本実施例のメモリ
セル構造は図22に示した第6実施例のメモリセルの構
造とほとんど同じであるが、第6実施例では2本のワー
ド線につき1本のソース線を配置していたのに対し、本
実施例では2本のワード線につき2本のソース線を配置
しており、セル面積は増大する。しかし、本実施例の折
り返しビット線構造の方が一般にセンスアンプの感度が
高くできると言う特徴がある。
Next, the structure of the memory cell of this embodiment will be described with reference to FIG. The memory cell structure of the present embodiment is almost the same as the structure of the memory cell of the sixth embodiment shown in FIG. 22, except that one source line is arranged for every two word lines in the sixth embodiment. On the other hand, in this embodiment, two source lines are arranged for two word lines, and the cell area increases. However, the folded bit line structure of this embodiment is characterized in that the sensitivity of the sense amplifier can be generally increased.

【0097】なお、図30に示すレイアウトはマスクの
合わせマージンをデザインルールの半分と仮定してお
り、セル面積はデザインルールの二乗の16.5倍にな
っているが、マスクの合わせマージンは露光技術に依存
するものであり、デザインルールの半分に限定しなくて
もよい。
In the layout shown in FIG. 30, the alignment margin of the mask is assumed to be half of the design rule, and the cell area is 16.5 times the square of the design rule. It depends on technology and does not have to be limited to half the design rule.

【0098】なお、本実施例では図6に示したオフセッ
ト領域を内蔵するフローティングゲートメモリーセル
(第2実施例)を採用したが、これに限定するものでは
なく、第1,第3,第4実施例に示したメモリセルの構
造を適用できる。
Although the present embodiment employs the floating gate memory cell having the offset region shown in FIG. 6 (second embodiment), the present invention is not limited to this. The structure of the memory cell described in the embodiment can be applied.

【0099】[0099]

【発明の効果】本発明の半導体記憶装置によれば、メモ
リセルを行列状に配置したアレイにおいて、ビット線−
トランジスタ間の各経路にトランジスタ方向を順方向と
する異方向抵抗部を介設する構成としたので、誤読み出
しの防止と消費電力の低減とを図ることができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, in an array in which memory cells are arranged in a matrix, a bit line-
In each path between transistors, the transistor direction is
In this configuration, the erroneous reading can be prevented and the power consumption can be reduced.

【0100】特に、各1対のメモリセルを共通のビット
線に接続するとともに、2本のワード線に対してソース
線を1本だけ配置する構成とすることにより、集積度の
顕著な向上を図ることができる。
In particular, by connecting each pair of memory cells to a common bit line and arranging only one source line for two word lines, a remarkable improvement in the degree of integration can be achieved. Can be planned.

【0101】さらに、ダミーセルを設け折り返しビット
線構造とすることにより、センスアンプの感度を高く設
定することができ、よって、誤読み出しの防止効果を顕
著に発揮することができる。
Further, by providing a dummy cell and a folded bit line structure, the sensitivity of the sense amplifier can be set high, and the effect of preventing erroneous reading can be remarkably exhibited.

【0102】本発明の半導体記憶装置の駆動方法によれ
ば、読みだし時には、非選択メモリセルのビット線とソ
ース線との電位関係が異方向抵抗部の逆方向となるよう
に設定するようにしたので、非選択メモリセルにおける
リーク電流の低減により、誤読み出しの防止と消費電力
の低減とを図ることができる。
According to the method for driving a semiconductor memory device of the present invention,
If, at the time of reading Heading, the potential relationship between the bit line and the source line of the non-selected memory cell has to be set so as to reverse different directions resistance portion, the reduction of the leakage current in the unselected memory cells, It is possible to prevent erroneous reading and reduce power consumption.

【0103】特に、ホットエレクトロンの注入を利用し
た書き込みを行うことにより、メモリセルへの書き込み
とデプレッション化したメモリセルの回復との円滑化を
図ることができる。
[0103] In particular, by writing that uses the injection of Ho Tsu door electrons, it is possible to achieve a smooth and recovery of writing and a depletion of the memory cell to the memory cell.

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

【図1】第1実施例に係るメモリセルアレイの電気回路
図である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram of a memory cell array according to a first embodiment.

【図2】第1実施例に係るメモリセルの製造工程のうち
n+ 層を形成するまでの工程における構造の変化を示す
縦断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a change in the structure in a process up to the formation of an n + layer in the process of manufacturing the memory cell according to the first embodiment.

【図3】第1実施例に係るメモリセルの製造工程のうち
SiO2 膜の形成後ショットキーダイオードを形成する
までの工程に工程における構造の変化を示す縦断面図で
ある。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a change in the structure in the process from the formation of the SiO2 film to the formation of the Schottky diode in the memory cell manufacturing process according to the first embodiment.

【図4】第1実施例に係るメモリセルアレイの1ビット
読み出し動作を示す電気回路図である。
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a 1-bit read operation of the memory cell array according to the first embodiment.

【図5】第1実施例に係るメモリセルアレイの1本のワ
ード線上の全メモリセルの一括読み出し動作を示す電気
回路図である。
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a collective read operation of all memory cells on one word line of the memory cell array according to the first embodiment.

【図6】第2実施例に係るメモリセルの製造工程におけ
る構造の変化を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a change in structure in a manufacturing process of a memory cell according to a second embodiment.

【図7】第2実施例に係るメモリセルの電圧−電流特性
のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation result of a voltage-current characteristic of a memory cell according to a second example.

【図8】第2実施例に係るメモリセルアレイの電気回路
図である。
FIG. 8 is an electric circuit diagram of a memory cell array according to a second embodiment.

【図9】第2実施例に係るメモリセルアレイの1ビット
読み出し動作を示す電気回路図である。
FIG. 9 is an electric circuit diagram showing a 1-bit read operation of the memory cell array according to the second embodiment.

【図10】第2実施例に係るメモリセルアレイの1本の
ワード線上の全メモリセルの一括読み出し動作を示す電
気回路図である。
FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a collective read operation of all memory cells on one word line of the memory cell array according to the second embodiment.

【図11】第3実施例に係るメモリセルの製造工程にお
ける構造の変化を示す縦断面図である。
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a change in a structure in a manufacturing process of a memory cell according to a third embodiment.

【図12】第3実施例に係るメモリセルの電圧−電流特
性のシミュレーション結果を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a simulation result of a voltage-current characteristic of a memory cell according to a third example.

【図13】第4実施例に係るメモリセルの製造工程のう
ちn+ 層を形成するまでの工程における構造の変化を示
す縦断面図である。
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a change in structure in a process up to the formation of an n + layer in the process of manufacturing the memory cell according to the fourth embodiment.

【図14】第4実施例に係るメモリセルの製造工程のう
ちSiO2 膜の形成後PNダイオードを形成するまでの
工程における構造の変化を示す縦断面図である。
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a structural change in a process from the formation of an SiO2 film to the formation of a PN diode in the memory cell manufacturing process according to the fourth embodiment.

【図15】第5実施例におけるメモリセルアレイの電気
回路図である。
FIG. 15 is an electric circuit diagram of a memory cell array in a fifth embodiment.

【図16】第5実施例におけるメモリセルアレイの読み
出し動作を示す電気回路図である。
FIG. 16 is an electric circuit diagram showing a read operation of the memory cell array in the fifth embodiment.

【図17】第5実施例に係るメモリセルのビット線に平
行な断面における構造を示す縦断面図及び平面図であ
る。
FIG. 17 is a longitudinal sectional view and a plan view showing a structure of a memory cell according to a fifth embodiment in a section parallel to a bit line.

【図18】第5実施例に係るメモリセルのフローティン
グゲートの第1回目のパターニング後における状態を示
す平面図である。
FIG. 18 is a plan view showing a state after a first patterning of a floating gate of a memory cell according to a fifth embodiment.

【図19】第5実施例に係るメモリセルのワード線に平
行な断面における構造を示す縦断面図である。
FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a structure of a memory cell according to a fifth embodiment in a section parallel to a word line.

【図20】第6実施例に係るメモリセルアレイの電気回
路図である。
FIG. 20 is an electric circuit diagram of a memory cell array according to a sixth embodiment.

【図21】第6実施例に係るメモリセルアレイの読み出
し動作を示す電気回路図である。
FIG. 21 is an electric circuit diagram showing a read operation of the memory cell array according to the sixth embodiment.

【図22】第6実施例に係るメモリセルのビット線に平
行な断面における構造を示す縦断面図である。
FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing a structure of a memory cell according to a sixth embodiment in a section parallel to a bit line.

【図23】第7実施例に係るメモリセルアレイの電気回
路図である。
FIG. 23 is an electric circuit diagram of a memory cell array according to a seventh embodiment.

【図24】第7実施例に係るメモリセルアレイの1ビッ
ト単位の読み出し動作を示す電気回路図である。
FIG. 24 is an electric circuit diagram showing a 1-bit read operation of the memory cell array according to the seventh embodiment.

【図25】第7実施例に係るメモリセルアレイのワード
線上の全メモリセルの一括読み出し動作を示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram illustrating a collective read operation of all memory cells on a word line of a memory cell array according to a seventh embodiment.

【図26】第7実施例に係るメモリセルのビット線に平
行な断面における構造を示す縦断面図及び平面図であ
る。
FIG. 26 is a longitudinal sectional view and a plan view showing a structure of a memory cell according to a seventh embodiment in a section parallel to a bit line.

【図27】第8実施例に係るメモリセルアレイの電気回
路図である。
FIG. 27 is an electric circuit diagram of a memory cell array according to an eighth embodiment.

【図28】第8実施例に係るメモリセルアレイの1ビッ
ト単位の読み出し動作を示す電気回路図である。
FIG. 28 is an electric circuit diagram showing a 1-bit read operation of the memory cell array according to the eighth embodiment.

【図29】第8実施例に係るメモリセルアレイのワード
線上の全メモリセルの一括読み出し動作を示す電気回路
図である。
FIG. 29 is an electric circuit diagram showing a collective read operation of all memory cells on a word line of the memory cell array according to the eighth embodiment.

【図30】第8実施例に係るメモリセルのビット線に平
行な断面における構造を示す縦断面図である。
FIG. 30 is a longitudinal sectional view showing a structure of a memory cell according to an eighth embodiment in a section parallel to a bit line.

【図31】従来の半導体記憶装置全体の概略構成を示す
ブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram showing a schematic configuration of an entire conventional semiconductor memory device.

【図32】従来のメモリセルアレイの電気回路図であ
る。
FIG. 32 is an electric circuit diagram of a conventional memory cell array.

【図33】従来のメモリセルアレイの読み出し動作を示
す電気回路図である。
FIG. 33 is an electric circuit diagram showing a read operation of a conventional memory cell array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

W ワード線 B ビット線 S ソース線 D ダイオード SA センスアンプ ST 列選択用トランジスタ SD ソースデコーダ RD ロウデコーダ 1 半導体基板 2 トンネルSiO2 膜 3 フローティングゲート 4 容量絶縁膜 5 コントロールゲート 6 SiO2 膜 7 レジスト 9 n- 層 10 レジスト 21 n+ 層 22 SiO2 膜 28 サイドウオール 25 WSix 膜 101 メモリセルアレイ 102 ロウデコーダ回路 103 カラムデコーダ回路 104 ソースデコーダ回路 W word line B bit line S source line D diode SA sense amplifier ST column selection transistor SD source decoder RD row decoder 1 semiconductor substrate 2 tunnel SiO2 film 3 floating gate 4 capacitance insulating film 5 control gate 6 SiO2 film 7 resist 9 n- Layer 10 resist 21 n + layer 22 SiO2 film 28 side wall 25 WSix film 101 memory cell array 102 row decoder circuit 103 column decoder circuit 104 source decoder circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 俊樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 中尾 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−198190(JP,A) 特開 平5−267687(JP,A) 特開 昭51−57255(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 16/00 - 16/34 H01L 27/10 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Toshiki Mori 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-5-198190 (JP, A) JP-A-5-267687 (JP, A) JP-A-51-57255 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G11C 16/00-16/34 H01L 27/10 H01L 29/78

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくともゲート,ソース,ドレインか
らなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモリ
セルを行列状に配列してなるアレイと、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのゲー
トに接続される複数のワード線と、 上記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレ
インに接続される複数のビット線と、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのソー
スに接続される複数のソース線と、 上記ワード線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線と各トランジスタとの間に介設され、両端
に印加される電圧の高低によって異なる電圧−電流特性
を示し、電流が流れやすい順方向としその逆方向を電流
が流れにくい逆方向とを有していて、上記ビット線から
トランジスタに向かう方向を順方向とする異方向抵抗部
とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
1. An array in which nonvolatile memory cells each having at least a transistor including a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to a drain of each transistor arranged in a column direction of the array, and a plurality of bit lines connected to a source of each transistor arranged in a row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and between the bit line and each transistor. interposed, different voltages by the level of the voltage applied across - shows the current characteristics, and the opposite direction is likely to forward the current flows It has a direction opposite the flow does not easily flow from the bit line
A semiconductor memory device, comprising: a different-direction resistance section whose forward direction is toward the transistor .
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 上記異方向抵抗部は、一方向のみの電流の流通を許容す
るダイオードであることを特徴とする半導体装置記憶装
置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said different-direction resistance section is a diode that allows a current to flow in only one direction.
【請求項3】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、 上記ダイオードは、上記各トランジスタのドレインを
成する半導体基板の領域の表面上に直接導電膜を堆積し
て形成されたショットキーダイオードであることを特徴
とする半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the diode is formed by directly depositing a conductive film on a surface of a region of a semiconductor substrate constituting a drain of each of the transistors. A semiconductor memory device being a Schottky diode.
【請求項4】 請求項2記載の半導体記憶装置におい
て、 上記ダイオードは、上記各トランジスタのドレインを
成する半導体基板内の領域と半導体基板のコンタクト領
域との間で形成されるPNダイオードであることを特徴
とする半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein said diode is formed between a region in a semiconductor substrate constituting a drain of each of said transistors and a contact region of said semiconductor substrate. A semiconductor memory device comprising a PN diode.
【請求項5】 少なくともゲート,ソース,ドレインか
らなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモリ
セルを行列状に配列してなるアレイと、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのゲー
トに接続される複数のワード線と、 上記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレ
インに接続される複数のビット線と、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのソー
スに接続される複数のソース線と、 上記ワード線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線から各トランジスタを経て上記ソース線に
至る各経路の少なくとも一部位に介設され、両端に印加
される電圧の高低によって異なる電圧−電流特性を示
し、電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆方向
とを有する異方向抵抗部とを備え、 上記異方向抵抗部は、各トランジスタのソース及びドレ
インのうちいずれか一方とゲート下方のチャネル領域と
の間にチャネル領域と同じ導電型の不純物を導入してな
るオフセット領域であることを特徴とする半導体記憶装
置。
5. An array in which non-volatile memory cells having at least a transistor comprising a gate, a source and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to a drain of each transistor arranged in a column direction of the array, and a plurality of bit lines connected to a source of each transistor arranged in a row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and the source via the transistor from the bit line. A voltage-current characteristic is provided at least at a part of each path leading to the line, and varies depending on the level of the voltage applied to both ends. A reverse direction resistance portion having a forward direction in which a current easily flows and a reverse direction in which a current does not easily flow, wherein the reverse direction resistance portion includes one of a source and a drain of each transistor and a channel region below a gate. A semiconductor memory device characterized by being an offset region formed by introducing an impurity of the same conductivity type as that of the channel region.
【請求項6】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 上記メモリセルのうち各一対のメモリセルのドレインが
共通のビット線に接続されており、 上記各1対のメモリセルが列方向に1つおきに配置され
てチェッカー模様の行列状に配列されたアレイ構造が構
成され、 上記2本のワード線に対して1本の割合でソース線が配
置され、上記各1つのソース線に隣接する2つのワード
線に接続されるメモリセルのソースが、上記各1つのソ
ース線に共通に接続されていることを特徴とする半導体
記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the drains of each pair of memory cells of said memory cells are connected to a common bit line, and each of said pair of memory cells is connected to one bit in a column direction. An array structure is arranged alternately and arranged in a checker pattern matrix. One source line is arranged at a ratio of one source line to the two word lines, and is adjacent to each one source line. A semiconductor memory device, wherein a source of a memory cell connected to two word lines is commonly connected to each one of the source lines.
【請求項7】 少なくともゲート,ソース,ドレインか
らなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモリ
セルを行列状に配列してなるアレイと、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのゲー
トに接続される複数のワード線と、 上記アレイの列方向に配置された各トランジスタのドレ
インに接続される複数のビット線と、 上記アレイの行方向に配置された各トランジスタのソー
スに接続される複数のソース線と、 上記ワード線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ソース線を選択するためのデコーダ回路と、 上記ビット線から各トランジスタを経て上記ソース線に
至る各経路の少なくとも一部位に介設され、両端に印加
される電圧の高低によって異なる電圧−電流特性を示
し、電流が流れやすい順方向と電流が流れにくい逆方向
とを有する異方向抵抗部と、 リファレンス電位を要するセンスアンプと、 上記ビット線にリファレンス用のダミーセルとを備え、 互いに隣接するビット線の一方で上記リファレンス電位
を生成することを特徴とする半導体記憶装置。
7. An array in which non-volatile memory cells having at least a transistor including a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to a drain of each transistor arranged in a column direction of the array, and a plurality of bit lines connected to a source of each transistor arranged in a row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and the source via the transistor from the bit line. A voltage-current characteristic is provided at least at a part of each path leading to the line, and varies depending on the level of the voltage applied to both ends. A sense amplifier that requires a reference potential; a sense amplifier that requires a reference potential; and a dummy cell for reference on the bit line. On the other hand, a semiconductor memory device that generates the reference potential.
【請求項8】 少なくともゲート,ソース,ドレインか
らなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモリ
セルを行列状に配列してなるアレイと、上記アレイの行
方向に配置された各トランジスタのゲートに接続される
複数のワード線と、上記アレイの列方向に配置された各
トランジスタのドレインに接続される複数のビット線
と、上記アレイの行方向に配置された各トランジスタの
ソースに接続される複数のソース線と、上記ワード線を
選択するためのデコーダ回路と、上記ビット線を選択す
るためのデコーダ回路と、上記ソース線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線と各トランジスタと
間に介設され、両端に印加される電圧の高低によって異
なる電圧−電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と
電流が流れにくい逆方向とを有していて、上記ビット線
からトランジスタに向かう方向を順方向とする異方向抵
抗部とを備えた半導体記憶装置の駆動方法であって、 データの読出しを所望するメモリセルに接続されている
ビット線を上記カラムデコーダ回路で選択し、 上記メモリセルに接続されているソース線を上記ソース
デコーダ回路で選択し、 上記選択ビット線及び選択ソース線の電位を、両者の電
位関係がメモリセルの異方向抵抗部の順方向に一致する
ように、かつ高電位側を読み出し用電位に設定し、 非選択ソース線の電位を上記選択ビット線及び選択ソー
ス線の低電位側の電位以上でかつ上記読み出し電位以下
に設定することを特徴とする半導体記憶装置の駆動方
法。
8. An array in which nonvolatile memory cells each having at least a transistor including a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to a drain of each transistor arranged in a column direction of the array, and a plurality of bit lines connected to a source of each transistor arranged in a row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and a circuit between the bit line and each transistor. It is interposed and shows different voltage-current characteristics depending on the level of the voltage applied to both ends. If you are have a and direction, the bit line
And a different direction resistance portion having a forward direction from the transistor to the transistor, wherein a bit line connected to a memory cell from which data is desired to be read is selected by the column decoder circuit. Then, a source line connected to the memory cell is selected by the source decoder circuit, and the potentials of the selected bit line and the selected source line match in the forward direction of the different-direction resistance portion of the memory cell. And the high potential side is set to the read potential, and the potential of the unselected source line is set to be higher than the lower potential side of the selected bit line and the selected source line and lower than the read potential. And a method for driving a semiconductor memory device.
【請求項9】 少なくともゲート,ソース,ドレインか
らなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモリ
セルを行列状に配列してなるアレイと、上記アレイの行
方向に配置された各トランジスタのゲートに接続される
複数のワード線と、上記アレイの列方向に配置された各
トランジスタのドレインに接続される複数のビット線
と、上記アレイの行方向に配置された各トランジスタの
ソースに接続される複数のソース線と、上記ワード線を
選択するためのデコーダ回路と、上記ビット線を選択す
るためのデコーダ回路と、上記ソース線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線から各トランジスタを
経て上記ソース線に至る各経路の少なくとも一部位に介
設され、両端に印加される電圧の高低によって異なる電
圧−電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と電流が
流れにくい逆方向とを有する異方向抵抗部と、リファレ
ンス電位を要するセンスアンプと、上記ビット線にリフ
ァレンス用のダミーセルとを備え、互いに隣接するビッ
ト線の一方で上記リファレンス電位を生成するように構
成された半導体記憶装置の駆動方法であって、 上記選択ビット線に隣接しているビット線に接続されて
いるダミーメモリメモリセルを選択し、 非選択ビット線のうち選択ビット線と隣接するビット線
の電位を上記選択ビット線の電位と同じ電位にし、 上記選択ダミーセルに接続されるビット線及びソース線
の電位関係がダミーセルの異方向抵抗部の順方向になる
ように選択ダミーセルに接続されるソース線の電位を設
定し、 上記隣接するビット線にリファレンス電位を生成するこ
とを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。
9. An array in which nonvolatile memory cells having at least a transistor including a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to a drain of each transistor arranged in a column direction of the array, and a plurality of bit lines connected to a source of each transistor arranged in a row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and the source through the transistor from the bit line. It is interposed at least in part of each path leading to the line, and shows different voltage-current characteristics depending on the level of the voltage applied to both ends, A different direction resistance portion having a forward direction in which a current easily flows and a reverse direction in which a current hardly flows, a sense amplifier requiring a reference potential, and a dummy cell for reference on the bit line, and one of bit lines adjacent to each other A method for driving a semiconductor memory device configured to generate the reference potential, comprising: selecting a dummy memory cell connected to a bit line adjacent to the selected bit line; The potential of the bit line adjacent to the selected bit line is set to the same potential as the potential of the selected bit line, and the potential relationship between the bit line and the source line connected to the selected dummy cell is in the forward direction of the different direction resistance portion of the dummy cell. Setting the potential of the source line connected to the selected dummy cell as described above, and generating the reference potential on the adjacent bit line. A method for driving a semiconductor memory device.
【請求項10】 請求項8記載の半導体記憶装置の駆動
方法において、 読出し時にすべてのワード線電位を接地電位にすること
を特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。
10. The method of driving a semiconductor memory device according to claim 8, wherein all word line potentials are set to the ground potential at the time of reading.
【請求項11】 少なくともゲート,ソース,ドレイン
からなるトランジスタと容量部とを有する不揮発性メモ
リセルを行列状に配列してなるアレイと、上記アレイの
行方向に配置された各トランジスタのゲートに接続され
る複数のワード線と、上記アレイの行方向に配置された
各トランジスタのドレインに接続される複数のビット線
と、上記アレイの行方向に配置された各トランジスタの
ソースに接続される複数のソース線と、上記ワード線を
選択するためのデコーダ回路と、上記ビット線を選択す
るためのデコーダ回路と、上記ソース線を選択するため
のデコーダ回路と、上記ビット線と各トランジスタとの
間に介設され、両端に印加される電圧の高低によって異
なる電圧−電流特性を示し、電流が流れやすい順方向と
電流が流れにくい逆方向とを有していて、上記ビット線
からトランジスタに向かう方向を順方向とする異方向抵
抗部とを備え、異方向抵抗部の順方向をビット線側が高
電位になるように形成してなる半導体記憶装置の駆動方
法であって、 消去状態のメモリセルのしきい値電圧を負に設定し、 データー書き込みを所望するメモリセルに接続されてい
るビット線を上記カラムデコーダ回路で選択し、 上記メモリセルに接続されているソース線を上記ソース
デコーダ回路で選択し、 全てのワード線電位を接地電位にし、 上記選択ビット線を高電位にし、 選択ソース線の電位を接地電位にし、 非選択ビット線を接地電位にし、 上記選択ビット線−選択ソース線間に電流を流すことに
よりホットエレクトロンを発生させて上記所望するメモ
リセルのしきい値電圧を高く変化させることを特徴とす
る半導体記憶装置の駆動方法。
11. An array in which non-volatile memory cells having at least a transistor having a gate, a source, and a drain and a capacitor are arranged in a matrix, and connected to a gate of each transistor arranged in a row direction of the array. A plurality of word lines, a plurality of bit lines connected to the drain of each transistor arranged in the row direction of the array, and a plurality of bit lines connected to the source of each transistor arranged in the row direction of the array. A source line, a decoder circuit for selecting the word line, a decoder circuit for selecting the bit line, a decoder circuit for selecting the source line, and a decoder circuit for selecting the source line .
Interposed between, different voltages by the level of the voltage applied across - shows the current characteristics, have to have a reverse direction of current flow easily forward and current hardly flows, the bit line
And a different direction resistance portion having a forward direction from the transistor to the transistor, wherein the different direction resistance portion is formed so that the forward direction of the different direction resistance portion is at a higher potential on the bit line side. The threshold voltage of the memory cell in the state is set to be negative, the bit line connected to the memory cell for which data writing is desired is selected by the column decoder circuit, and the source line connected to the memory cell is selected. Selected by a source decoder circuit, all word line potentials are set to ground potential, the selected bit line is set to high potential, the selected source line potential is set to ground potential, unselected bit lines are set to ground potential, A semiconductor device characterized in that hot electrons are generated by flowing a current between selected source lines to change the threshold voltage of the desired memory cell to a high level. The driving method of the memory device.
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