JPH02130797A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JPH02130797A
JPH02130797A JP63284764A JP28476488A JPH02130797A JP H02130797 A JPH02130797 A JP H02130797A JP 63284764 A JP63284764 A JP 63284764A JP 28476488 A JP28476488 A JP 28476488A JP H02130797 A JPH02130797 A JP H02130797A
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bit line
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memory cell
potential
gate
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Yasuo Ito
寧夫 伊藤
Masaki Momotomi
正樹 百冨
Yoshihisa Iwata
佳久 岩田
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Hideko Ohira
秀子 大平
Fujio Masuoka
富士雄 舛岡
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Abstract

PURPOSE:To prevent wrong readout from the title memory device and to improve the reliability of the device by adopting a electric charge reading-out system as the data reading-out system of the device. CONSTITUTION:In the readout mode, a bit line BL is first precharged to a power supply voltage Vcc by changing a pre-charge signal PB to an L level from an H level. When the pre-charging is made, a selected MOS transistor (Tr) S1 is maintained in a turned off state since the gate SG1 of the Tr S1 is L in level. When, for example, the data of a memory cell M3 are read out, Trs S1 and S2 are turned on and a selected word line WL3 is set to an H level, while other word lines WL1, WL2, and WL4 are set to H levels. In this case, the bit line BL is maintained in a floating state. A nonselected memory cell upon which an H level is impressed is turned on irrespective of the content of the data of the memory cell and turned on or off in accordance with the information of the memory cell M3. When a sense amplifier SA is activated at prescribed timing, the potential at the bit line BL drops and, when the potential becomes lower than reference potential VREF, the data output Dout becomes H in level and, when the potential at the bit line BL is maintained at the power supply voltage Vcc, the output Dout becomes L in level.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、浮遊ゲートと制御ゲートを有する不揮発性半
導体メモリ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate and a control gate.

(従来の技術) E2 FROMの分野で、浮遊ゲートをもつMO3FE
T構造のメモリセルを用いたものが広く知られている。
(Prior art) In the field of E2 FROM, MO3FE with floating gate
Devices using T-structure memory cells are widely known.

このE2 FROMのメモリアレイは、互いに交差する
行線と列線の各交点にメモリセルを配置して構成される
。実際のパターン上では、二つのメモリセルのドレイン
を共通にして、ここに列線がコンタクトするようにして
セル占有面積をできるだけ小さくしている。しかしこれ
でも、二つのメモリセルの共通ドレイン毎に列線とのコ
ンタクト部を必要とし、このコンタクト部がセル占有面
積の大きい部分を、占めている。
This E2 FROM memory array is constructed by arranging memory cells at each intersection of row lines and column lines that intersect with each other. In the actual pattern, the drains of the two memory cells are made common and the column lines are brought into contact with the drains to minimize the area occupied by the cells. However, even in this case, a contact portion with the column line is required for each common drain of two memory cells, and this contact portion occupies a large portion of the cell occupation area.

これに対して最近、我々はメモリセルを直列接続してN
ANDセルを構成し、コンタクト部を大幅に減らすこと
を可能としたE2 FROMを提案している。このNA
NDセルでは、各メモリセルがしきい値により“1”ま
たは“0”の1ビツトの記憶を行なう。“1”は例えば
、浮遊ゲートの電子を放出してしきい値電圧を負方向に
変化させた状態(例えばしきい値−2V)であり、“0
”は浮遊ゲートに電子を注入してしきい値を正方向に変
化させた状態(例えばしきい値+3V)である。
On the other hand, recently we have connected memory cells in series to
We are proposing E2 FROM, which is configured as an AND cell and makes it possible to significantly reduce the number of contact parts. This NA
In the ND cell, each memory cell stores one bit of "1" or "0" depending on the threshold value. For example, "1" is a state in which electrons from the floating gate are emitted to change the threshold voltage in the negative direction (for example, threshold voltage -2V), and "0"
" is a state in which electrons are injected into the floating gate to change the threshold value in the positive direction (eg, threshold value +3V).

NANDセル方式のE2 FROMでの読出しサイクル
時は、選択ワード線を“L″レベル例えばOV)とし、
残りの非選択ワード線に“H“レベル(例えば電源電圧
Vc c )を与えて導通状態として、NANDセルに
電流が流れるか否かにより判定を行なう。
During a read cycle in a NAND cell type E2 FROM, the selected word line is set to "L" level (for example, OV),
The remaining unselected word lines are given an "H" level (for example, power supply voltage Vcc) to be rendered conductive, and a determination is made based on whether or not current flows through the NAND cell.

ところがNANDセルでは、その構成上必然的に一つの
メモリセルの読出しに際して残りの非選択メモリセルが
全て直列接続された状態でこれらに電流を流すことにな
る。例えば、8NANDセルでは7個が非選択であり、
これが一つの選択メモセルに直列に接続されている。そ
うすると、7個の非選択状態のメモリセルの情報が全て
“0″である場合と、全て“1″である場合とでは、N
ANDセルを流れる電流には大きい差が生じる。
However, in a NAND cell, due to its configuration, when reading one memory cell, a current is inevitably passed through the remaining unselected memory cells, all of which are connected in series. For example, in an 8NAND cell, 7 are unselected,
This is connected in series to one selected memory cell. Then, if the information of the seven non-selected memory cells is all “0” and if all the information is “1”, N
A large difference occurs in the current flowing through the AND cell.

これは最も極端な例であるが、その様な場合でなくても
例えば非選択メモリセルの“1″、“0″のしきい値電
圧にバラツキが生じると、読出し電流に差が生じること
になる。
This is the most extreme example, but even if it is not such a case, for example, if the threshold voltages of "1" and "0" of unselected memory cells vary, a difference will occur in the read current. Become.

この様な電流読出し型のメモリセルの情報を検出する方
法として通常、セル電流のほぼ1/2の参照電流が得ら
れるダミーセルを用意し、この参照電流と読出し電流の
大小関係を差動増幅器により検出する方法が用いられる
。しかし前述のように読出し電流が大きくばらつ< N
ANDセル方式においては、誤読出しが多くなり、また
参照電流の値設定そのものが難しくなるという問題があ
った。
In order to detect information in such a current readout type memory cell, a dummy cell that can obtain a reference current of approximately 1/2 of the cell current is usually prepared, and the magnitude relationship between this reference current and the readout current is determined using a differential amplifier. A method of detection is used. However, as mentioned above, the read current varies greatly < N
In the AND cell method, there are problems in that erroneous readings occur frequently and it becomes difficult to set the value of the reference current itself.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来のNANDセルを用いたE2 FRO
Mは、その特有の構成に起因して誤読出しが生じ、信頼
性が十分でない、という問題があった。
(Problem to be solved by the invention) As described above, E2 FRO using conventional NAND cells
M has a problem in that erroneous reading occurs due to its unique configuration and reliability is insufficient.

本発明は、この様な問題を解決したNANDセル方式の
E2 FROMを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a NAND cell type E2 FROM that solves these problems.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明にかかるE2 PROMは、浮遊ゲートと制御ゲ
ートを有するメモリセルが複数個直列接続されてNAN
Dセルを構成し、これがマトリクス配列されてメモリア
レイを構成する。メモリセルは、浮遊ゲートと基板との
間で電子のトンネリングによりデータの書込みおよび消
去を行なう。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The E2 PROM according to the present invention is a NAN in which a plurality of memory cells each having a floating gate and a control gate are connected in series.
This constitutes D cells, which are arranged in a matrix to constitute a memory array. Memory cells write and erase data by tunneling electrons between the floating gate and the substrate.

この様な動作原理を有するE2 FROMにおいて本発
明では、データ読出しの方式として、従来の電流読出し
型に代わり、電荷読出し型を採用する。
In the E2 FROM having such an operating principle, the present invention employs a charge read type as a data read method instead of the conventional current read type.

すなわち、ビット線にはこれを所定電位にプリチャージ
する手段を設け、かつプリチャージされたビット線が電
源から切離された状態でメモリセルか選択された時にそ
の電位変化を検出するセンスアンプを設ける。
That is, the bit line is provided with a means for precharging it to a predetermined potential, and a sense amplifier is provided that detects a change in the potential when a memory cell is selected with the precharged bit line disconnected from the power supply. establish.

(作用) 本発明によれば、読出し時選択されたメモリセルがオフ
となる場合には、プリチャージされたビット線の電位は
変化せず、選択されたメモリセルがオンとなる場合はプ
リチャージされたビット線の電荷が選択メモリセルを含
むNANDセルを通して放電して電位が下がるから、そ
の電位変化によって情報“1#、“0”を判別できる。
(Function) According to the present invention, when the selected memory cell is turned off during reading, the potential of the precharged bit line does not change, and when the selected memory cell is turned on, the precharged bit line potential does not change. Since the electric charge on the bit line discharged through the NAND cell including the selected memory cell and the potential decreases, information "1#" and "0" can be determined based on the change in potential.

非選択メモリセルが多数直列接続されている場合、前述
のようにそれらの情報内容によって流れるセル電流は大
きく異なることがある。しかし本発明は電荷読出し型で
あるため、一定の時間をおけば、“0“1“のビット線
電位差は大きくなり、従って情報判別は確実に行われる
When a large number of unselected memory cells are connected in series, the cell current flowing therein may vary greatly depending on their information content, as described above. However, since the present invention is of a charge read type, the bit line potential difference between "0" and "1" becomes large after a certain period of time, so that information discrimination can be performed reliably.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は一実施例の要部構成を示し、第2図はその動作
タイミング図であるが、この説明に先だってまず、E2
 FROMの全体構成を説明する。
FIG. 1 shows the main part configuration of one embodiment, and FIG. 2 is an operation timing diagram thereof.
The overall structure of FROM will be explained.

第3図が、一実施例のE2FROMのメモリアレイであ
る。この実施例では、4つのメモリセルM1〜M4が直
列接続されてNANDセルを構成して、この様なNAN
Dセルがマトリクス配列される。NANDセルのドレイ
ンは第1の選択MOSトランジスタS1を介してビット
線BLに接続され、ソースは第2の選択MOSトランジ
スタS2を介して接地される。各メモリセルの制御ゲー
トはビット線BLと交差して配設されたワード線WLに
接続される。
FIG. 3 shows a memory array of an E2FROM according to one embodiment. In this embodiment, four memory cells M1 to M4 are connected in series to form a NAND cell.
D cells are arranged in a matrix. The drain of the NAND cell is connected to the bit line BL via the first selection MOS transistor S1, and the source is grounded via the second selection MOS transistor S2. A control gate of each memory cell is connected to a word line WL arranged to intersect with the bit line BL.

第4図はこのE2 FROMにおける一つのNANDセ
ルを示す平面図であり、第5図(a)(b)はそのA−
A’B−B’断面図である。
FIG. 4 is a plan view showing one NAND cell in this E2 FROM, and FIGS. 5(a) and 5(b) are its A-
It is an A'BB' sectional view.

シリコン基板1の素子分離絶縁膜2で囲まれた一つの領
域にこの実施例では4個のメモリセルが形成されている
。各メモリセルは、基板1上に熱酸化膜からなる第1ゲ
ート絶縁膜3を介して第1層多結晶シリコン膜により浮
遊ゲート4が形成され、この上に熱酸化膜からなる第2
ゲート絶縁膜5を介して第2層多結晶シリコン膜からな
る制御ゲート6が形成されている。各メモリセルの制御
ゲート6は一方向に連続的に配設されてワード線WLと
なる。各メモリセルのソース、ドレインとなるn十型層
9は隣接するもの同志で共用する形で、4個のメモリセ
ルが直列接続されている。
In this embodiment, four memory cells are formed in one region of a silicon substrate 1 surrounded by an element isolation insulating film 2. In each memory cell, a floating gate 4 is formed on a substrate 1 by a first layer polycrystalline silicon film via a first gate insulating film 3 made of a thermal oxide film, and a second gate insulating film made of a thermal oxide film is formed on the floating gate 4.
A control gate 6 made of a second layer polycrystalline silicon film is formed with a gate insulating film 5 interposed therebetween. The control gates 6 of each memory cell are arranged continuously in one direction to form a word line WL. Four memory cells are connected in series, with the n+ type layer 9 serving as the source and drain of each memory cell being shared by adjacent cells.

NANDセルの一端のドレインは、ゲート電極6、によ
り構成される第1の選択MOSトランジスタS1を介し
てビット線8に接続され、他端のソースはゲート電極6
6により構成される第2の選択MOSトランジスタS2
を介して接地線(図示せず)に接続されている。
The drain at one end of the NAND cell is connected to the bit line 8 via the first selection MOS transistor S1 formed by the gate electrode 6, and the source at the other end is connected to the gate electrode 6.
A second selection MOS transistor S2 constituted by
to a ground wire (not shown).

この様な構成において、各メモリセルでの浮遊ゲート4
と基板1間の結合容量C1は、浮遊ゲート4と制御ゲー
ト6管の結合容量C2に比べて小さく設定されている。
In such a configuration, the floating gate 4 in each memory cell
The coupling capacitance C1 between the floating gate 4 and the control gate 6 tube is set smaller than the coupling capacitance C2 between the floating gate 4 and the control gate 6 tube.

これを具体的なセル・パラメータを挙げて説明すれば、
パターン寸法は例えば1μmルールに従って浮遊ゲート
4および制御ゲート6共に幅1μm、チャネル幅1μm
であり、浮遊ゲート4はフィールド領域上に両側1μm
延在させている。第1ゲート絶縁膜3は例えば200人
の熱酸化膜、第2ゲート絶縁膜5は350人の熱酸化膜
である。熱酸化膜の誘電率をεとすると、 C1−ε10.02 であり、 C2−3810,035 である。即ち、C1くC2となっている。
To explain this by citing specific cell parameters,
For example, the pattern dimensions are 1 μm in width and 1 μm in channel width for floating gate 4 and control gate 6 according to the 1 μm rule.
The floating gate 4 is placed on both sides of the field region by 1 μm.
It is being extended. The first gate insulating film 3 is, for example, a 200-layer thermal oxide film, and the second gate insulating film 5 is a 350-layer thermal oxide film. If the dielectric constant of the thermal oxide film is ε, then C1-ε10.02 and C2-3810,035. That is, C1 minus C2.

第6図は、この実施例のNANDセルでの書込みおよび
消去の動作を説明するための波形図である。第3図のメ
モリセルM1〜M4からなるNANDセルに着目して説
明すると、まず、NANDセルを構成するメモリセルM
1〜M4を一括して消去する。そのためこの実施例では
、選択MOSトランジスタs、、s2のゲート電極SG
、、SG2を“H“レベルとする。具体的には、SGl
には昇圧電位Vpp ”” 20 V、  S G2 
ニは電源Vc c Vc c ”5Vを与える。またワ
ード19jWL−WL4には@H“レベルとして昇圧電
位Vpp−20Vを与える。即ち全メモリセルM1〜M
4の制御ゲートに“H”レベルを与える。これにより、
メモリセルの制御ゲートと基板間に電界がかかり、基板
表面に形成される反転層からトンネル効果によって電子
が浮遊ゲートに注入きれる。
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining write and erase operations in the NAND cell of this embodiment. Focusing on the NAND cell consisting of memory cells M1 to M4 in FIG. 3, first, the memory cell M constituting the NAND cell
Delete 1 to M4 all at once. Therefore, in this embodiment, the gate electrodes SG of the selection MOS transistors s, s2
,, Set SG2 to "H" level. Specifically, S.G.l.
The boosted potential Vpp is 20 V, S G2
2 gives the power supply Vc c Vc c "5V. Further, the words 19jWL-WL4 are given the boosted potential Vpp-20V as @H" level. That is, all memory cells M1 to M
The "H" level is applied to the control gate No. 4. This results in
An electric field is applied between the control gate of the memory cell and the substrate, and electrons are injected into the floating gate from the inversion layer formed on the substrate surface through the tunnel effect.

メモリセルM1〜M4はこれによりしきい値が正方向に
移動し、“0″状態となる。こうしてワード線WL、〜
WL4に沿う全てのNANDセルの一括消去が行われる
As a result, the threshold values of the memory cells M1 to M4 move in the positive direction and become in the "0" state. In this way, the word line WL, ~
All NAND cells along WL4 are erased at once.

次にNANDセルへのデータ書込みは、次のように行わ
れる。データ書込みはビット線BLから遠い方のメモリ
セルM4から順に行なう。これは次の説明から明らかな
ように、書込み動作時に選択メモリセルよりビット線側
のメモリセルが消去モードになるからである。まず、メ
モリセルM4への書込みは、第6図に示すように、選択
MOSトランジスタS1のゲートS61とワード線wt
、、 〜WL31:昇圧電位V pp+ V th (
V thは、メモリセルの消去時のしきい値)以上の“
H″レベル例えば23Vを与える。選択MOSトランジ
スタS2のゲートSG2には“L”レベル(OV)を印
加する。選択メモリセルM4の制御ゲートにつながるワ
ード線、は“L“レベル(例えばOV)とする。このと
きビット線BLに“H”レベルを与えるとこれは選択M
OSトランジスタS1およびメモリセルM1〜M3のチ
ャネルを通ってメモリセルM4のドレインまで伝達され
、メモリセルM4では制御ゲートと基板間に高電界がか
かる。この結果浮遊ゲートの電子はトンネル効果により
基板に放出され、しきい値が2方向に移動して、例えば
しきい値−2vの状態″1#になる。このときメモリセ
ルM1〜M3では制御ゲートと基板間に電界がかからず
、消去状態を保つ。
Next, data writing to the NAND cell is performed as follows. Data writing is performed in order from the memory cell M4 farthest from the bit line BL. This is because, as will be clear from the following explanation, the memory cells on the bit line side from the selected memory cell enter the erase mode during the write operation. First, writing to the memory cell M4 is performed by writing to the gate S61 of the selection MOS transistor S1 and the word line wt, as shown in FIG.
,, ~WL31: Boosted potential V pp+ V th (
V th is the threshold value when erasing the memory cell) or more.
Apply an H'' level, for example, 23V.Apply an “L” level (OV) to the gate SG2 of the selection MOS transistor S2.The word line connected to the control gate of the selected memory cell M4 is set to an “L” level (for example, OV). At this time, when the "H" level is applied to the bit line BL, this becomes the selection M.
The signal is transmitted to the drain of memory cell M4 through the OS transistor S1 and the channels of memory cells M1 to M3, and a high electric field is applied between the control gate and the substrate in memory cell M4. As a result, the electrons in the floating gate are emitted to the substrate due to the tunnel effect, and the threshold value moves in two directions, for example, to a state "1#" with a threshold voltage of -2V.At this time, in the memory cells M1 to M3, the control gate No electric field is applied between the data and the substrate, and the erased state is maintained.

“0”書込みの場合は、ビット線BLに”L”レベルを
与える。このときメモリセルM4よりビット線BL側に
あるメモリセルM】〜M3では消去モードになるが、こ
れは未だデータ書込みがなされていないので問題ない。
In the case of writing "0", the "L" level is applied to the bit line BL. At this time, the memory cells M] to M3 located on the bit line BL side from the memory cell M4 enter the erase mode, but this is not a problem because no data has been written yet.

次に第6図に示すようにメモリセルM3の書込みに移る
。即ち選択MOSトランジスタのゲートSGl、SG2
の″H#レベルに保ったまま、ワード1. W L 3
をL” レベルに落とす。このときビット線BLに“H
″レベル与えられると、メモリセルM3で1“書込みが
なされる。以下同様に、メモリセルMl 、Mlに順次
書込みを行なう。
Next, as shown in FIG. 6, writing to the memory cell M3 is started. That is, the gates SG1 and SG2 of the selection MOS transistors
Word 1. W L 3 while keeping the “H# level” of
At this time, the bit line BL is set to “H” level.
'' level is applied, 1'' is written in the memory cell M3. Similarly, writing is sequentially performed in the memory cells M1 and M1.

次に、本発明の特徴とする電荷読出し型に係わる要部構
成と読み出し動作を説明する。
Next, the main structure and readout operation related to the charge readout type, which is a feature of the present invention, will be explained.

第1図がその要部構成である。ビット線BLには、プリ
チャージ用MOSトランジスタQpが設けられている。
Figure 1 shows the main configuration. A precharge MOS transistor Qp is provided on the bit line BL.

この実施例ではこのプリチャージ用MOSトランジスタ
はpチャネルであって、プリチャージ信号PBを“L#
レベルとすることによってビット線BLを電源電位VC
Cに充電するようになっている。ビット線BLにはまた
、微小電位変化を検出するためのセンスアンプSAが設
けられている。センスアンプSAはここでは、差動動作
するnチャネルMOS)ランジスタQllQ2と電流源
となるpチャネルMOSトランジスタQ3.Q4とから
なるカレントミラー型差動増幅器により構成されている
。差動動作する二つのMOS)ランジスタQ1.Q2は
一方のゲートに参照電位vRE Fが入力され、他方の
ゲートはビット線BLに接続される。電源側には活性化
用pチャネルMO8hランジスタQ5が設けられている
In this embodiment, this precharge MOS transistor is a p-channel, and the precharge signal PB is “L#”.
By setting the bit line BL to the power supply potential VC level
It is designed to charge to C. The bit line BL is also provided with a sense amplifier SA for detecting minute changes in potential. The sense amplifier SA here includes an n-channel MOS transistor QllQ2 that operates differentially and a p-channel MOS transistor Q3 . It is constituted by a current mirror type differential amplifier consisting of Q4. Two differentially operated MOS) transistors Q1. The reference potential vREF is input to one gate of Q2, and the other gate is connected to the bit line BL. An activation p-channel MO8h transistor Q5 is provided on the power supply side.

第2図を用いて読出し動作を説明する。読出しモードに
入るとまず、プリチャージ信号P B−を′H”レベル
(VoC−5V)から′L”レベル(−0V)とするこ
とにより、ビット線BLをVCCまでプリチャージする
。このとき選択MO9)ランジスタS1はそのゲートS
Glが“L″レベルあり、オフ状態に保たれる。そして
例えば、メモリセルM3のデータを読み出す場合には、
この後選択MO3)ランジスタS1+82をオンとし、
選択ワード線WL3を“L”レベル(例えばOV)とし
、非選択メモリセルにつながる他のワード線WL1.W
L2およびWL4には“H″レベル例えばVcc)を与
える。このときビット線BLは全ての電源から切離され
たフローティング状態に保たれている。消去状態のメモ
リセルのしきい値を例えば+2Vとすると、“H″レベ
ル5vが印加された非選択メモリセルはそのデータ内容
に係わらずオンとなる。選択メモリセルM3はその情報
に応じてオンまたはオフとなる。従って選択メモリセル
M3の情報に応じて、このNANDセルを通してプリチ
ャージされたビット線BLの電荷が放電してその電位が
低下するか、またはビット線BLの電位がそのまま保た
れるか、どちらかの状態が得られる。そこで所定のタイ
ミングでセンスアンプSAを活性化すると、ビット線B
Lの電位が低下していって参照電位VREF(例えば3
V)を切ると、データ出力D outは″H#レベルに
なる。ビット線BLの電位がVCCのまま保たれるとデ
ータ出力D outは“L” レベルとなる。
The read operation will be explained using FIG. 2. When entering the read mode, first, the bit line BL is precharged to VCC by changing the precharge signal PB- from the 'H' level (VoC-5V) to the 'L' level (-0V). At this time, the selected MO9) transistor S1 has its gate S
Gl is at "L" level and is kept off. For example, when reading data from memory cell M3,
After this, select MO3) Turn on transistor S1+82,
The selected word line WL3 is set to "L" level (for example, OV), and the other word lines WL1 . W
An "H" level (eg, Vcc) is applied to L2 and WL4. At this time, the bit line BL is kept in a floating state separated from all power sources. If the threshold value of a memory cell in an erased state is, for example, +2V, an unselected memory cell to which an "H" level of 5V is applied is turned on regardless of its data content. The selected memory cell M3 is turned on or off depending on the information. Therefore, depending on the information of the selected memory cell M3, either the charge on the bit line BL precharged through this NAND cell is discharged and its potential decreases, or the potential on the bit line BL is maintained as it is. The following state is obtained. Therefore, when the sense amplifier SA is activated at a predetermined timing, the bit line B
As the potential of L decreases, the reference potential VREF (for example, 3
When the bit line BL is kept at VCC, the data output D out becomes an "L" level.

こうしてこの実施例によれば、読出し時、非選択メモリ
セルの情報によりNANDセル全体としてのインピーダ
ンスに大きいバラツキがある場合であっても、電流読出
しの場合と異なり、一定の時間さえおけば確実に“0”
、“1”の判別はできる。従って、読出しの誤動作がな
い信頼性の高いE2 FROMが得られる。
In this way, according to this embodiment, even if there is a large variation in the impedance of the entire NAND cell due to the information of unselected memory cells during reading, unlike the case of current reading, the data can be reliably read after a certain period of time. “0”
, "1" can be determined. Therefore, a highly reliable E2 FROM with no read malfunctions can be obtained.

本発明は上記実施例に限られるものではない。The present invention is not limited to the above embodiments.

例えば実施例では、4個のメモリセルでNANDセルを
構成する場合を説明したが、このメモリセル数は任意で
ある。例えば、8個のメモリセルでNANDセルを構成
することができ、このように1個のNANDセルに多数
のメモリセルを用いた場合に本発明は特に大きい効果が
得られる。また、ビット線のプリチャージ電位は電源電
位VCCに限られず、例えば(1/2)Vcc等を用い
ることもできる。更にセンスアンプとして、通常のイン
バータなど他の回路を利用することが可能である。
For example, in the embodiment, a case has been described in which a NAND cell is configured with four memory cells, but the number of memory cells is arbitrary. For example, a NAND cell can be configured with eight memory cells, and the present invention provides particularly great effects when a large number of memory cells are used in one NAND cell. Further, the precharge potential of the bit line is not limited to the power supply potential VCC, and for example, (1/2) Vcc or the like may be used. Furthermore, it is possible to use other circuits such as a normal inverter as a sense amplifier.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、電荷読出し型とする
ことによってNANDセル方式のE2FROMに特有の
原因に基づく誤読出しを防止し、信頼性の高いE2 F
ROMを得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using a charge read-out type, erroneous reading due to causes specific to NAND cell type E2FROM can be prevented, and highly reliable E2FROM can be realized.
ROM can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のE2 PROMにおける要
部構成を示す図、第2図はその読出し動作を説明するた
めの波形図、第3図はそのE2 FROMのメモリアレ
イ構成を示す図、第4図は同じく一つのNANDセルの
平面図、第5図(a)(b)は第4図のA−A’、B−
B’断面図、第6図はデータ消去および書込み動作を説
明するための動作波形図である。 M ) −M 4・・・メモリセル、S、、S2・・・
選択MOSトランジスタ、Qp・・・プリチャージ用M
OSl−ランジスタ、BL・・・ビット線、SA・・・
センスアンプ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図 r−B 第 図 第 図
FIG. 1 is a diagram showing the main part configuration of an E2 PROM according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the read operation, and FIG. 3 is a diagram showing the memory array configuration of the E2 FROM. , FIG. 4 is a plan view of one NAND cell, and FIGS. 5(a) and 5(b) are A-A' and B- of FIG.
B' cross-sectional view and FIG. 6 are operational waveform diagrams for explaining data erasing and writing operations. M) -M4...Memory cell, S,, S2...
Selection MOS transistor, Qp...M for precharging
OSl-transistor, BL...bit line, SA...
sense amplifier. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 3 r-B Figure Figure Figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に浮遊ゲートと制御ゲートが積層さ
れ、浮遊ゲートと基板の間でトンネル電流により電荷の
やりとりをして書込みおよび消去を行なう書替え可能な
メモリセルが複数個ずつ直列接続されたNANDセルを
構成してマトリクス状に配列され、各NANDセルの一
端部がビット線に接続され、各メモリセルのゲートがワ
ード線に接続されて構成される不揮発性半導体メモリ装
置において、ビット線を所定電位にプリチャージする手
段と、ビット線に接続され、プリチャージされて電源か
ら切離されたビット線の電位変化を検出するセンスアン
プとを備えたことを特徴とする不揮発性半導体メモリ装
置。
(1) A floating gate and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and multiple rewritable memory cells are connected in series to perform writing and erasing by exchanging electric charge with a tunnel current between the floating gate and the substrate. In a nonvolatile semiconductor memory device configured with NAND cells arranged in a matrix, one end of each NAND cell connected to a bit line, and the gate of each memory cell connected to a word line, the bit line is 1. A nonvolatile semiconductor memory device comprising: means for precharging to a predetermined potential; and a sense amplifier connected to a bit line and detecting a change in potential of the bit line that is precharged and disconnected from a power supply.
(2)センスアンプはカレントミラー型差動増幅器であ
る請求項1記載の不揮発性半導体メモリ装置。
(2) The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the sense amplifier is a current mirror type differential amplifier.
(3)センスアンプはインバータである請求項1記載の
不揮発性半導体メモリ装置。
(3) The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the sense amplifier is an inverter.
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