JP3307299B2 - フラッシュメモリ装置 - Google Patents
フラッシュメモリ装置Info
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Description
書込み可能な不揮発性半導体記憶装置に関し、特に、一
括消去型の不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュメ
モリにおいて、メモリセルの消去時のバラツキを防止す
る装置に関する。
ゲート構造を有するMOSトランジスタからなるメモリ
セルに対する、データの書込みは、ドレイン側からホッ
トエレクトロンの注入により行われ、データの消去は、
ソース側に高電圧を与え、ジャンクションブレークダウ
ンにより発生したホットホールをフローティングゲート
に注入することにより行われる。
態の断面構造を模式的に示した図であり、101は第1
の導電型の半導体基板、102および103はこの半導
体基板101の表面に選択的に設けられた半導体基板と
は逆の導電型である第2導電型の不純物領域ソース及び
ドレイン、104は半導体基板表面に形成されたゲート
絶縁膜、105はゲート絶縁膜上に形成されたフローテ
ィングゲート、107は上記フローティングゲート上に
層間絶縁膜106を介して設けられたコントロールゲー
トである。
書込み時には、図3(A)に示すように、ソース102
を0V(グランド電位)とし、コントロールゲート10
7には外部から供給される高電圧VPPが与えられ、ドレ
イン103にはドレイン電圧VDとして高電圧(例えば
6V)が与えられる。すると、ドレイン・ソース間にオ
ン電流が流れドレイン近傍でホットエレクトロンがフロ
ーティングゲート105に注入され、トランジスタのし
きい値が上昇し書込状態となる。
ように、ソース102に高電圧(例えば8V)、コント
ロールゲート107に低電圧(例えば2V)が印加さ
れ、ドレイン103をフローティング状態に設定される
ことで行われる。ソース102に印加された高電圧によ
り、ソース102から半導体基板101へジャンクショ
ンブレークダウンを起こし、電流が流れる。このときソ
ース102近傍にはホットエレクトロンとホットホール
が発生し、このホットホールがフローティングゲート1
07へ注入されフローティングゲート107中のエレク
トロンと結合し、フローティングゲート内の電荷を中和
し、消去状態となる。
V、コントロールゲート107に電源電圧VDD(例えば
5V)、ドレイン103に読み出し電圧(例えば1V)
を与えたとき、メモリセルのオン/オフ状態に応じてデ
ータの論理レベルが判定される。
装置は、従来、データの書込みは、例えば1バイト(8
ビット)毎、消去は全セルのソースに同時に高電圧を印
加して全ビット一括で行われている。
メモリ装置は、一括消去に際して、全ソース線に一括し
て高電圧を印加し、各ソース部に電流を流すため、セル
アレイ内の配線抵抗などにより、各セルに同時に同様の
電圧が流れず、ばらつきが生じることになる。
消去されやすいセルと消去されにくいセルとが存在し、
消去後の各セルをしきい値電圧にもばらつきを持つこと
になるという問題点を有している。
報には、ソース線を共通にしてなる複数のセルトランジ
スタからなる複数のブロックの各々にセルトランジスタ
の数の比に対応した電流供給能力を備えるソース電圧供
給回路を接続し過剰消去セルトランジスタの発生を回避
するようにしたフラッシュメモリが提案されている。
なされたものであって、その目的は、一括消去型の電気
的に書き込み及び消去可能な不揮発性半導体記憶装置に
おいて、メモリセルアレイ内の各セル印加される消去時
のソース電圧を一様にするフラッシュメモリ装置を提供
することにある。
本発明は、フラッシュメモリ装置において、セルアレイ
を複数ブロックに分割して、さらにそのブロック内の各
1行毎にソース線を設け、各ソース線にそれぞれ対応し
た低抵抗素子と、それぞれのソース線を選択するセレク
トトランジスタを備え、このセレクトトランジスタのオ
ン・オフを順次切換えられる消去時間設定回路を備えて
いる。
に説明する。本発明のフラッシュメモリ装置は、その好
ましい実施の形態において、メモリセルアレイを複数の
ブロックに分割し(例えば図1のブロック1〜4参
照)、前記各ブロックに対応してブロック電源制御回路
(図1の電源制御回路5〜8参照)を備え、前記各ブロ
ック内で、ワード線単位に複数のメモリセルトランジス
タに共通のソース線(図2の16、17)を設け、ブロ
ック電源制御回路は、前記各ソース線にそれぞれ直列に
接続した低抵抗素子(図2の14)と、前記各ソース線
に、順次、消去時の高電圧を前記電源制御回路(図2の
10)から印加するための手段を備える。
ク電源制御回路(図2の5)は、電源制御回路(図2の
10)の出力に第1端子を接続し、消去制御信号(図2
のERASE ̄、Lowレベルの時、アクティブ)を制
御端子に入力する第1のスイッチトランジスタ(図2の
PchMOSトランジスタ11)と、前記各ソース線に
対応して設けられ、第1端子を前記第1のスチッチトラ
ンジスタ(図2のPchMOSトランジスタ11)の第
2端子に共通接続し、第2端子を、各ソース線にそれぞ
れ一端を接続した低抵抗素子(図2の14)の他端にそ
れぞれ接続した複数のセレクト用トランジスタ(図2の
NchMOSトランジスタ12、13)と、消去時間設
定回路(図2の15)と、を備え、該複数のセレクト用
トランジスタ(図2の12、13)の制御端子に消去時
間設定回路(図2の15)の出力がそれぞれ接続され、
消去モード時(ERASE ̄信号がアクティブの時)、
該複数のセレクト用トランジスタ(図2の12、13)
が消去時間制御回路の出力により順次導通する、構成と
されている。
設定回路(図2の15)は、前記複数のセレクト用トラ
ンジスタ(図2の12、13)の導通状態が時間軸上で
互いに重ならないように制御する。
アレイをブロックに分割し、各ブロックでさらにソース
線を各ワード線に接続されたメモリセル単位に分割した
ので、各ソース線に印加される消去時の高電圧の電圧ば
らつきを小さくする。また、各ソース線毎に低抵抗が直
列に接続されていることでソース線に流れる電流を制限
することができ、各メモリセルのばらつきで消去しやす
いメモリセルのソース電流が流れ過ぎることを抑制す
る。
したソース線単位でメモリセルの消去を行うため最初の
消去設定時間で消去不足の場合に、消去不足のメモリセ
ルがあるソース線にのみ追加の消去を行うような制御も
可能となるという利点を有する。
更に詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を
参照して説明する。図1は、本発明のフラッシュメモリ
装置の一実施例の構成をブロック図にて示したものであ
る。
は行デコーダ回路、3はセンスアンプ、4は列デコーダ
回路、5、6、7、8はメモリセルアレイの4つのブロ
ックの各ブロック1,2,3,4に対応して設けられた
ブロック電源制御回路、9は機能制御回路、10は電源
制御回路である。
ク1を代表的に取り出してその一部の回路構成を示した
図である。
回路5は、PchMOSトランジスタ11、ソース線1
6、17を選択するセレクトトランジスタ12、13、
およびソース線16、17に直列に接続された低抵抗素
子14を介して、ソース線に接続され、セレクトトラン
ジスタ12、13のゲート端子には、消去時間設定回路
15の出力が接続されている。図2において、ソース線
16、17はそれぞれワード線21を共通とするメモリ
セル18、19に共通接続している。ワード線21はメ
モリセルトランジスタのコントロールゲートに接続す
る。メモリセルトランジスタのドレインはそれぞれデジ
ット線22に接続され、列(カラム)選択用トランジス
タ20を介してセンスアンプに共通に接続されている。
の各ブロックに対して、各ワード線に接続されたメモリ
セルトランジスタ18にソース線17、メモリセルトラ
ンジスタ19にソース線16と、ソース線を分割し、各
ソース線に低抵抗素子14を備えることで、各ソース線
に流れる電流を制限し、消去時に、各メモリセルに流れ
る電流を安定化させる。
タ12、13を設け、このセレクトトランジスタ12、
13のON/OFFを消去時間設定回路15により制御
する。
が10μsの消去時間で消去可能とすると、この消去時
間設定回路15から、まずセレクトトランジスタ12を
10μsの間ONし、次にこのセレクトトランジスタ1
2をOFFすると同時に、セレクトトランジスタ13を
10μsの間ONさせるという具合に、各ソース線に順
次消去時間を設定した時間だけ、消去時の高電圧が電源
制御回路10からソース線に印加される構成とされてい
る。
は、消去時に同時に高電圧が印加されるメモリセルは、
各ブロックのさらに1ワード線に接続されたメモリセル
分だけとなり、各メモリセルに印加される電圧のばらつ
き、各ソースに流れる電流のばらつきを小さくすること
ができる。
記載の効果を奏する。
れる消去時の高電圧の電圧ばらつきが小さくなる、とい
うことである。
ルアレイをブロックに分割し、各ブロックでさらにソー
ス線を各ワード線に接続されたメモリセル単位に分割し
た構成としたためである。
電流を制限することができ、各メモリセルのばらつきで
消去しやすいメモリセルのソース電流が流れ過ぎること
を抑制する、ということである。
線毎に低抵抗が直列に接続したためである。
去設定時間で消去不足の場合に、消去不足のメモリセル
があるソース線にのみ追加の消去を行うような制御も可
能であるという、ことである。
設定回路により、各分割したソース線単位でメモリセル
の消去を行うようにしたためである。
る。
回路構成の一部を示す図である。
モードでの印加電圧を説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】一括消去型の電気的に書き込み及び消去可
能な不揮発性半導体記憶装置において、不揮発性メモリ
セルアレイを複数ブロックに分割して、該ブロック内の
各ワード線毎に設けられたソース線にそれぞれ接続した
低抵抗素子と、前記各ソース線をそれぞれ選択する複数
のセレクト用トランジスタと、消去モード時、前記複数
のセレクト用トランジスタを順次オン・オフ制御する消
去時間設定回路と、 を備え、前記消去時間設定回路の制御によってオン状態とされた
前記 セレクト用トランジスタと前記低抵抗素子を介し
て、電源制御回路から、前記選択されたソース線に消去
時の高電圧が順次供給されることを特徴とするフラッシ
ュメモリ装置。 - 【請求項2】一括消去型の電気的に書き込み及び消去可
能な不揮発性半導体記憶装置において、 不揮発性メモリセルアレイを複数のブロックに分割し、 前記各ブロックに対応してブロック電源制御回路を備
え、 前記各ブロック内で、ワード線単位に複数のメモリセル
トランジスタに共通のソース線を設け、 前記ブロック電源制御回路が、 前記ブロック内においてワード線単位の共通のソース線
に一端がそれぞれ接続される低抵抗素子と、電源制御回路に一端が接続され、消去モード信号を制御
端子に入力し、消去モード時にオンされるスイッチと、 前記スイッチの一端と前記各低抵抗素子の他端との間に
挿入される複数のセレクト用トランジスタと、 消去モード時に複数のセレクト用トランジスタを順番に
所定時間単位でオンさせる制御を行う消去時間設定回路
と、を備え、 前記各ソース線に順次消去時の高電圧を前
記電源制御回路から印加するように制御する、ことを特
徴とするフラッシュメモリ装置。 - 【請求項3】前記ブロック電源制御回路が、前記スイッチとして 、前記電源制御回路の出力に第1端
子を接続し、消去制御信号を制御端子に入力する第1の
スイッチトランジスタを備え、 前記複数のセレクト用トランジスタの各々は、 前記各ソ
ース線に対応して設けられ、第1端子が前記第1のスイ
ッチトランジスタの第2端子に共通接続され、第2端子
が、前記各ソース線にそれぞれ直列に接続した前記低抵
抗素子にそれぞれ接続され、 前記複数のセレクト用トランジスタの制御端子に前記消
去時間設定回路の出力がそれぞれ接続され、消去モード
時、前記第1のスイッチトランジスタがオンし、且つ、
前記複数のセレクト用トランジスタが順次導通する、こ
とを特徴とする請求項2記載のフラッシュメモリ装置。 - 【請求項4】前記消去時間設定回路が、前記複数のセレ
クト用トランジスタの導通状態が時間軸上で互いに重な
らないように制御する、ことを特徴とする請求項1又は
2記載のフラッシュメモリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31004097A JP3307299B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | フラッシュメモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31004097A JP3307299B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | フラッシュメモリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11134876A JPH11134876A (ja) | 1999-05-21 |
JP3307299B2 true JP3307299B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=18000445
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31004097A Expired - Fee Related JP3307299B2 (ja) | 1997-10-24 | 1997-10-24 | フラッシュメモリ装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3307299B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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WO2009072616A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Toppan Printing Co., Ltd. | 不揮発性半導体メモリ素子、および不揮発性半導体メモリ装置 |
JP2010079977A (ja) * | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toppan Printing Co Ltd | 定電流型電源回路を有する不揮発性半導体メモリ装置 |
-
1997
- 1997-10-24 JP JP31004097A patent/JP3307299B2/ja not_active Expired - Fee Related
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