JPH02260455A - 電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置及びその消去方法及びそのプログラム方法 - Google Patents
電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置及びその消去方法及びそのプログラム方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
リ装置及びこの装置の消去方法とプログラム方法、特に
消去及びプログラム動作中にメモリセルの撹乱なしにデ
ータを消去及びプログラムすることができる読出し専用
メモリ(以下EEFROM)装置及びこの装置における
消去方法及びプログラム方法に係かるものである。
とができると共に、再びプログラムすることができるプ
ログラム可能な読出し専用メモリである。EEPRO・
Mの基本的なメモリ素子としては種々の技術があるが、
一番広(使用されているEEFROMのメモリ素子は、
紫外線消去型のEPROMのフローティングゲートトラ
ンジスタから開発されたフローティングゲートトンネル
オキサイド(以下FLOTOX)を持つフローティング
ゲートトランジスタであルウソノようなFLOTOX−
EEPROM(F)フローティングゲートトランジスタ
は、約100人のトンネルオキサイドを通してドレイン
からフローティングゲート及びフローティングゲートか
らドレインに電子がトンネリングするのを利用すること
によって、電気的なプログラム及び消去ができるメモリ
素子である(米国特許番号第4203158号を見よ)
。
ROMメモリセルアレイにおいて使用される場合、一つ
のEEPROMセル、即ち1ビツトのセルは一つのFL
OTOX型のトランジスタのみではメモリの機能を十分
に遂行することができず、選択トランジスタと呼ばれる
別のトランジスタが要求される。もし、EEFROMセ
ル毎に一つの選択トランジスタを使用しないとすると、
一つのドレイン上に印加される高電圧は同一のビットラ
イン(又は列ライン)上にある他のセルのドレイン上に
も加えられ、その結果選択されないセルをも消去する結
果を招来する。
EEPROM装置は、1ビット当り二つのトランジスタ
を必要とするばかりでなく、フローティングゲートトラ
ンジスタ内にトンネルング傾城を更に必要とするので、
あまりにも多くのチップ面積を専有し、高密度メモリに
適用するには適当でない。
ランジスタを使用し、全てのメモリセルの内容を同時に
消去することがで餘るフラッシュEEFROMセルが開
発されて来た。そのようなセルの基本的な構造は、従来
のEFROMの2重ポリシリコンフローティングゲート
トランジスタの構造と類似である。しかし、両者の基本
的な差異は、フラッシュEEFROMセルはソース又は
ドレイン領域とフローティングゲートの縁が薄いゲート
酸化膜を通じてオーバラップしているという点である。
たメモリセルアレイが米国特許番号1K4691378
7号に開示されている。この特許のメモリセルは、上記
オーバラップ領域を通じたフローティングゲートからソ
ース領域への電子のフォラ−・ノードヘイム(Fowl
er−Nordheig+:F−N)トンネリングによ
って消去され、チャンネル領域からフローティングゲー
トへのホットエレクトロン注入(Hot Electr
on Injection)によってプログラムされる
。又、この特許のメモリセルアレイで、各々の行にある
セルの制御ゲートは各々の対応するワードライン(又は
Xライン)に接続されており、各々の列にあるセルのド
レインは対応するビットライン(又Get: Yライン
)に接続されていて、各セルのソースは一つの共通ソー
スラインに接続されている。このようなメモリセルアレ
イにおいて、セルの消去動作は共通1ノースラインに高
電圧を印加して全で0ワー!ごラインを接地することに
より達成されるので、チップ全体のメモリセルが同時に
消去されるという制限があるゆ又、セルのプログラムは
ホットエレクトロンを発生するために上記セルのドレイ
ンに高電圧を印加すことにより達成されるので、大きな
ドレイン電流を流す必要がある。従って、チップの外部
からプログラムするために大きな電流容量を持った高電
圧電源が別途に要求される。
年のVLSI回路のシンポジュームの技術論文のダイジ
エスト(1988SYMPO5IUM 0NVLSI
CIRCUITS、 DIGEST OF T
ECHNffVAL PAPER5)//)ベージ3
3へ・34に開示されたN 、A N D構造を持つE
EPROMセルである。
ると、ビットライン(又は列ライン)BL、、BL2の
各々と接地との間に接続された複数のメモリストリング
M S ll”” M S 22が行と列とに配列さね
たフラッシュビニ E P Ft OMのメモリセルア
レイ100等備回路図が図示され゛〔いる、各々のメモ
リストリング(又はNANDセル)は、ストリング選択
トランジスタST、8ビツトのメモリセルMC,〜M
C6及び接地選択t・ラレンスタGTのドレイン・ソー
ス通路が直列接続されて、対応するビットラインと接地
との間に接続されている。ストリング選択ラーfンSS
L。
SLkとは、各々第に行にあるメモリストリングMS1
〜M S 、、内にある選択トランジスタSTのゲート
とメモリセルMC,〜MC,の制御ゲートと接地選択ト
ランジスタGTのゲートとに接続されている(kは正の
整数である)。
持っている。その構造は、前述したフラッシュEEFR
OMセルの構造のように、公知の2重ポリシリコンゲー
ト技術によって製作される。フローティングゲートの縁
はドレインの縁と100人のゲート・酸化膜を介してオ
ーバラップされており、フローティングゲートと制御’
r’−トドct各々第1及び第2ポリシリコン層で構成
されている。フローティングゲートと制御ゲートとの間
の酸化膜の厚さは約250人である。
ム及び読出し動作が説明される。
ティングゲートへの電子のF−N トンネリングによつ
゛C達成される。例えば、第1行にあるメ(リストリン
グMS、、とM S 、2内の全体のメモリセルMC,
〜MC,1を消去するためには、ストリング選択ライン
SSL、と接地選択ラインG S L r に5ボルト
を印加することによって、ストリング選択トランジスタ
STと接地選択トランジスタGTをONさせたのち、ワ
ードラインW L、 、 、 −W L Imの全てに
13ボルトが印加され、ビットラインBLi、BL、に
0ボルトが印加される。この時、メモリストリングMS
口とMS12内のメモリセルMC,〜MC,の各々は、
電子がフローディングゲートに吸入されることによって
消去され、正(十ンのしきい電圧(Vい=0.5〜2ボ
ルト)を持つエンハンスメントトランジスタとなる。
レインへの電子のトンネリングによって選択されたビッ
ト毎に行われる0例えば、メモリストリングM S 、
、内のメモリセルMC4を選択的にプログラムするため
には、ストリング選択ライン5SLIと接地選択ライン
GSL、に各々20ボルトと0ボルトを印加して、スト
リング選択トランジスタSTと接地選択トランジスタG
TをそれぞれONとOFFにしたのち、選択されたビッ
トラインBLlと上記選択されたビットラインB L
rと選択されたワードラインW L + 4との間にあ
る非選択のワードラインWL、〜WLI3に20ボルト
を印加し、選択されたワードラインW L 14と非選
択のワードラインW L la−W L Iaに0ボル
トを印加する。この時、ビットラインB L l上の高
電圧がメモリストリングM S IIの非選択メモリセ
ルMC,−MC,を通して選択メモリセルMC4のドレ
インに伝達され、上記セルMC4のドレインとフローテ
ィングゲートとの間の電圧差によってフローティングゲ
ート内の電子はオーバラップ領域を通じてドレインに抜
は出す、その結果、上記メモリセルMC4はプログラム
されて、負(−)のしきい電圧(V tp” −2〜−
5ボルト)を持つデプレッショントランジスタになる。
Caの読出しは、ワードラインWLI4を接地とし、ス
トリング及び接地選択ライン5SLIとGSL、及び非
選択ワードラインWLII〜WL、SとW L +s〜
W L *aに電源電圧Vcc(−5ボルト)を印加す
ることによって達成される。もし、上記メそリセルM
Caがプログラムされたセルであったら、上記メモリセ
ルMC4の導通によってビットラインBLIに電流が流
れる。一方、メモリセルM Caが消去されたセルであ
ったら、上記メモリセルM CaのaVVによってビッ
トラインBL、には電流が流れない。感知増幅器はビッ
トBLl上の電流を感知することによって読出すことが
できる。
ランジスタを持ち、ビットラインと一つの接続孔を通じ
て接続されるため、高密度メモリに適用される。又、上
記メモリストリングは電子のF−N)ンネリングによっ
て消去及びプログラムを可能なので、これらの動作中の
電流消費が非常に少ない、したがって、単一電源(5ボ
ルト電源)により高電圧パルス発生器を使用してチップ
内部で消去及びプログラムに必要な高電圧パルスを発生
することができる利点を持っている。
を持っている。
セルの撹乱である0例えば、メモリストリングMS!、
のメモリセルMC4をプログラムすると仮定した場合、
ビットラインBL、に印加されたプログラム電圧(20
ボルト)を上記メモリセルMC4のドレインに伝達する
ためには、消去に要求される電圧(13ボルト)より高
いバス電圧(20ボルト)がワードラインWLImNW
LI!に印加される。従って、上記ワードライン単位目
〜WL13と接続された他のビットラインにあるプログ
ラムされたメモリセル、例えばメモリストリングM S
IzのメモリセルMC,〜MC3が自動的に消去され
ることがある。それ故、メモリアレイのワードライン単
位(ページ)の消去及びプログラムが不可能になり、プ
ログラムは一番下にあるセルから上にあるセルに順次プ
ログラムしなければならない制約を持っている。
セルのしきい電圧の増加である。
りずっと高いバス電圧(20ボルト)が、選択されたワ
ードラインの上にあるワードライン(以下“パスワード
ライン“と称する)、例えばメモリストリングMS口の
MC4が選択された場合にはワードラインWL、〜WL
*sに印加されるため、メモリセルの過゛剰消去が上記
パスワードラインの非選択メモリセルで発生する、又、
消去及びプログラムの反復時に高い消去電圧がil続し
て消去状態にあるメモリセルに印加される時も、過剰消
去が発生する。このように、一つのメモリストリング内
に過剰消去されたセルが存在することは、上記メモリス
トリング内にあるプログラムされたセルの続出速度を遅
くしたり、又甚だしい場合には読出エラーを発生させた
りする。
。プログラム中に選択されたメモリセルの次に接続され
たメモリセルのワードラインが接地されているので、上
記選択されたメモリセルが過剰プログラムされると、高
いプログラム電圧(20ボルト)が上記選択されたメそ
リセルのドレイン・ソース通路を通じて次のメモリセル
のドレインに伝達され、そのメモリセルが望ましくない
ようにプログラムされることがある。
素子において、ワードライン単位の消去及びプログラム
が可能なN A N Dセル及びその周辺回路を提供す
ることにある。
いプログラム及び消去動作をする高集積NAND型EE
FROM装置を提供することにある。
作中の過剰消去及び過剰プログラムを防止することがで
きるEEFROM装置及びその消去方法及びプログラム
方法を提供することにある。
ることによって、絶縁の負担なしにセルの大きさを減ら
すことができるEEPROM装置を提供することにある
。
数のビットライン列と、行及び列に配列されて前記各ビ
ットラインと接地との間にそれぞれ接続された複数のメ
モリストリングであって、各々が対応するビットライン
と接地との間に接続された複数のメモリセルを有する複
数のメモリストリングから成るメモリセルアレイを含ん
だ電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置
のメモリセルであって、 第1導電型の半導体基板と、該半導体基板の表面に相互
に離隔して配置された第2導電型のドレイン及びソース
領域と、該ドレイン領域どソース領域との間の前記基板
の表面にある第2導電型のチャンネル領域と、前記ドレ
イン領域の一部分と該チャンネル領域との上に形成され
たii絶縁層と、前記第1絶縁層上に形成され、前記ド
レイン領域の一部分とオーバーラツプする第1導電層と
、前記第1導電層上に形成された第2絶縁層゛と、前記
第2絶縁層上に形成されたi2導電層どを備える。
に形成されたウェル領域である。
である。
ボルトのN型チャンネル領域である。
リ装置は、別状に配列された複数のビットラインBL1
〜BLlと、各々が各ドレイン・ソース通路で直列に接
続されたストリング選択トランジスタと複数のフローテ
ィングゲートトランジスタと接地選択トランジスタとを
持ち、行と列とに配列された複数のメモリストリングM
S目〜MS、aと、同一の列にある各メモリストリング
内のストリング選択トランジスタのドレインと接地選択
トランジスタのソースとが各々対応する列のビットライ
ンと接地とに接続されて、同一行にある各メモリストリ
ング内のスト・・リング選択トランジスタのゲートとフ
ローティングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地
選択トランジスタのゲートとが各々ストリング選択ライ
ンとワードラインと接地選択ラインとに接続されたメモ
リセルアレイ10と、各行のメモリストリングからの前
記ストリング選択ラインとワードラインと接地選択ライ
ンとに接続されて、消去とプログラムと読出しとの各動
作に対応して、入力アドレスにより特定された一つの行
にあるメモリストリングから伸びる選択されたワードラ
インと非選択のワードライン及びストリングと接地選択
ラインに所定の電圧を印加する行選択回路60と、前記
各ビットラインと接続されて、プログラム動作中にプリ
チャージ信号に応答して各ビットラインに消去防止電圧
をプリチャージするプリチャージ回路50と、前記ビッ
トラインとデータライン57との間に接続されて、プロ
グラム動作及び読出し中には入力アドレスにより選択さ
れたビットラインを前記データラインに電気的に連結し
、消去動作中にはの全てのビットラインを前記データラ
インに連結する列選択手段70と、前記データラインと
接続されて、消去動作中に消去信号に応答して全てのビ
ットラインを接地する接地選択回路35と、前記データ
ラインと接続されて、プログラム動作中に前記選択され
たビットラインに入力データに応答してプログラム電圧
又は消去防止電圧を提供するプログラム制御手段90と
を備える。
プリチャージ信号とに応答して第1論理信号と第2論理
信号とを提供するゲート94と、前記データライン5フ
とプログラム電圧V21.との間にドレイン・ソース通
路が接続された第1トランジスタ91と、前記データラ
イン57と消去防止電圧v、轟との間にドレイン・ソー
ス通路が接続された第2トランジスタ92と、前記ゲー
ト94と第1トランジスタ91のゲートとの間に接続さ
れ、前記第1論理信号に応答して前記第1トランジスタ
91を導通する高電圧スイッチ回路110と、前記ゲー
ト34と前記第2トランジスタのゲートとの間に接続さ
れ、前記第2論理信号とプリチャージ信号とに応答して
前記第2トランジスタを導通するANDゲート100と
を備える。
グゲートトランジスタは、ほぼ−1から一5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
ある。
に消去電圧を印加し、前記ストリング選択ラインと前記
非選択のワードラインとにこれらと接続されたトランジ
スタを導通するために導通電圧を印加し、接地選択ライ
ンに接地電圧を印加し、プログラム動作中には、前記選
択されたワードラインに接地電圧を印加し、前記ストリ
ング選択ラインと選択されたワードラインとの間の非選
択のワードラインと前記ストリング選択ラインとに、こ
れらと接続されたトランジスタを導通するために前記消
去電圧より低く前記プログラム電圧より高いバス電圧を
印加し、前記選択されたワードラインと接地選択ライン
との間の非選択のワードラインに導通電圧を印加し、前
記接地選択ラインに接地電圧を印加し、読出し動作中に
は、前記選択されたワードラインに接地電圧を印加し、
ストリング及び接地選択ラインと全ての非選択のワード
ラインに導通電圧を印加する。
形成されたP型ウェル領域に配置される。
域に接続され、前記P型ウェル領域に負のバイアス電圧
を提供する。
にバックバイアス電圧を発生するチャージポンプ回路2
10と、前記バックバイアス電圧を一定に調節するバッ
クバイアス調節回路220と、消去及びプログラム動作
時に、前記バックバイアス電圧の発生を禁止するバック
バイアスディスチャージ回路230とを備える。
は約4ボルトであり、前記バス電圧は約15ボルトであ
り、前記プログラム電圧は約13ボルトである。
リ装置は、別状に配列された複数のビットラインBL+
P−BLi と、各々が各ドレイン・ソース通路を直列
に接続するストリング選択トランジスタと複数のフロー
ティングゲートトランジスタと接地選択トランジスタと
を持っており、行と列とに配列された複数のメモリスト
リングMS+t〜MS、、と、同一列にある各メモリス
トリング内のストリング選択トランジスタのドレインと
接地選択トランジスタのソースとが各々対応する列のビ
ットラインと接地との間に接続され、同一行にある各メ
モリストリング内のストリング選択トランジスタのゲー
トとフローティングゲートトランジスタの各制御ゲート
と接地選択トランジスタのゲートとが各々ストリング選
択ラインとワードラインと接地選択ラインとに接続され
たメモリセルアレイ10と、各行のメモリストリングか
らの前記ストリング選択ラインとワードラインと接地選
択ラインとに接続されて、入力アドレスにより特定され
た一つの行にあるメモリストリングに接続されたワード
ライン中の一つを選択し、消去動作前に行われるセル状
態の感知動作中に、前記選択ワードラインと接続された
各選択フローティングゲートのプログラムの有無を判別
するため、前記選択されたワードラインに読出し電圧を
印加して、前記特定されたメモリストリングの非選択の
ワードラインと接地及びストリング選択ラインに、この
ラインと接続されたトランジスタを導通するため導通電
圧を印加し、ページ消去動作中に、前記選択されたワー
ドラインに消去電圧を印加して、前記接地選択ラインに
接地電圧を印加する行選択手段60と、前記各ビットラ
インと接続されて、前記セル感知動作中に各ビットライ
ンを所定の電圧でプリチャージするプリチャージ回路5
0と、前記各ビットラインと接続されて、前記セル感知
動作中に前記各選択フローティングゲートのプログラム
の有無に応答して、前記各選択フローティングゲートと
連結された各ビットラインの電圧状態に対応して、前記
各ビットラインを接地電圧又は前記所定電圧でラッチす
るラッチ手段40とを備える。
ティングゲートトランジスタは、ほぼ−1から一5ボル
トの初期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジ
スタである。
電源電圧であり、前記消去電圧は約18ボルトである。
リ装置は、列配列された複数のビットラインBl、+〜
BL、と、各々が各ドレイン・ソース通路を直列に接続
するストリング選択トランジスタと複数のフローティン
グゲートトランジスタと接地選択トランジスタとを持ち
、行と列とに配列された複数のメモリストリングMS1
1〜MSmlと、同一列にある各メモリストリング内の
ストリング選択トランジスタのドレインと接地選択トラ
ンジスタのソースとが各々対応する列のビットラインと
接地との間に接続され、同一行にある各メモリストリン
グ内のストリング選択トランジスタのゲートとフローテ
ィングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択ト
ランジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインとワ
ードラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセル
アレイ10と、各行のメモリストリングからの前記スト
リング選択ラーCンとワードラインと接地選択ラインと
に接続されて、プログラム動作中に入力アドレスにより
特定された一つの行にあるメモリストリングに接続され
た一つの選択されたワードラインに接地電圧を印加し、
前記選択されたワードラインと特定されたメモリストリ
ングのストリング選択ラインとの間の非選択のワードラ
インと前記ストリング選択ラインとにバス電圧を印加す
る行選択手段60と、前記各ビットラインとデータライ
ン57との間に接続されて、プログラム動作中に前記入
力アドレスにより選択された一つのビットラインを前記
データラインに電気的に連結する列選択回路70と、各
ビットラインに接続されて、プログラム動作中にプリチ
ャージ信号に応答して各ビットラインを消去防止電圧で
充電するためのプリチャージ回路50と、前記データラ
インに接続されて、プログラム動作中に入力データに応
答して前記選択されたビットラインにプログラム電圧又
は消去防止電圧を提供するプログラム制御回路90とを
備える。
インと特定されたメモリストリングの接地選択ラインと
の間の非選択のワードラインに所定電圧を印加し、前記
接地選択ラインに接地電圧を印加する。
チャージ信号とに応答して、第1論理信号と第2wi理
信号とを提供するゲート94と、前記データライン57
とプログラム電圧■、11との間にドレイン・ソース通
路が接続された第1トランジスタ91と、前記データラ
イン57と消去防止電圧Valとの間にドレイン・ソー
ス通路が接続された第2トランジスタ92と、前記ゲー
ト94と前記第1トランジスタ91のゲートとの間に接
続されて、前記第1論理信号に応答して前記第1トラン
ジスタ91を導通ずる高電圧スイッチ回路110と、前
記ゲート94と前記第21−ランジスタのゲートとの間
に接続されて、前記第2論理信号とプリチャージ信号に
応答して前記第2トランジスタを導通するANDゲート
100とを備える。
グゲートトランジスタは、ほぼ−1から一5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
ある。
は5ボルトの電源電圧であり、前記プログラム電圧は約
18ボルトであり、前記消去防止電圧は約4ボルトであ
る。
リ装置における消去方法は、列配列された複数のビット
ラインBL1〜BLlと、各々が各ドレイン・ソース通
路を直列に接続するストリング選択トランジスタと複数
のフローティングゲートトランジスタと接地選択トラン
ジスタとを持ち、行と列とに配列された複数のメモリス
トリングMS目〜MS1と、同一列の各メモリストリン
グ内のストリング選択トランジスタのドレインと接地選
択トランジスタのソースとが各々対応する列のビットラ
インと接地との間に接続され、同一行の各メモリストリ
ング内のストリング選択トランジスタのゲートとフロー
ティングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択
トランジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインと
ワードラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセ
ルアレイ10とを備える電気的に消去及びプログラム可
能な半導体メモリ装置で、一つの行にある選択されたメ
モリストリングに1!続された複数のワードライン中の
、一つの選択されたワードラインに接続されたフローテ
ィングゲート・トランジスタを消去する方法であって、 前記ビットラインの全てを接地し、前記選択されたワー
ドラインに消去電圧を印加し、前記選択されたメモリス
トリングと接続された非選択のワードラインとストリン
グ選択ラインとに、これらと接続されたトランジスタを
導通するための導通電圧を印加し、前記選択されたメモ
リストリングと接続された接地選択ラインを接地する。
ィングゲートトランジスタは、−1から一5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
ある。
は5ボルトの電源電圧である。
リ装置における消去方法は、配列された複数のビットラ
インBL1〜BLlと、各々が各ドレイン・ソース通路
を直列に接続するストリング選択トランジスタと複数の
フローティングゲートトランジスタと接地選択トランジ
スタを持ち、行と列とに配列された複数のメモリストリ
ングMS目〜MS、#と、同一列の各メモリストリング
内のストリング選択l・ランジスタのドレインと接地選
択トランジスタのソースとが各々対応する列のビットラ
インと接地との間に接続され、同一行の各メモリストリ
ング内のストリング選択トランジスタのゲートとフロー
テイングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択
トランジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインと
ワードラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセ
ルアレイ10とを備える電気的に消去及びプログラム可
能な半導体メモリ装置で、一つの行にある選択されたメ
モリストリングに接続された複数のワードライン中の、
一つの選択されたワードラインと接続されたフローティ
ングゲートトランジスタを消去する方法であって、前記
選択されたワードラインと接続された各フローティング
ゲートトランジスタのプログラム又は消去の状態を判別
し、該判別により感知された各ビットラインの電圧状態
に対応して、プログラムされたフローティングゲートト
ランジスタと連結されたビットラインを第1電圧でラッ
チし、消去されたフローティングゲートトランジスタと
連結されたビットラインを消去防止電圧でラッチし、前
記選択されたワードラインと接続されたフローティング
ゲートトランジスタを消去する。
ィングゲートトランジスタは、−1から一5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
ある。
電圧で充電する工程と、前記選択されたワードラインに
接地電圧の読出し電圧を印加する工程と、前記選択され
たメモリストリングと接続されたストリング及び接地選
択ラインと非選択のワードラインとに、これらと接続さ
れたトランジスタを導通するために導通電圧を印加する
工程とを備え、前記消去工程は、前記選択されたワード
ラインに消去電圧を印加する工程と、前記接地選択ライ
ンに接地電圧を印加する工程とを備える。
5ポルトの電源電圧であり、前記消去電圧は約18ボル
トである。
リ装置におけるプログラム方法は、配列された複数のビ
ットラインBL+−BL麿と、各々が各ドレイン・ソー
ス通路を直列に接続するストリング選択トランジスタと
複数のフローティングゲートトランジスタと接地選択ト
ランジスタを持ち、行と列とに配列された複数のメモリ
ストリングM S 1 l”” M S msと、同一
列の各メモリストリング内のストリング選択トランジス
タのドレインと接地選択トランジスタのソースとが各々
対応する列のビットラインと接地との間に接続され、同
一行の各メモリストリング内のストリング選択トランジ
スタのゲートとフローティングゲートトランジスタの各
制御ゲートと接地選択トランジスタのゲートとが各々ス
トリング選択ラインとワードラインと接地選択ラインと
に接続されたメモリセルアレイ10とを備える電気的に
消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置で、一つの
行にある選択されたメモリストリングに接続された複数
のワードライン中の、一つの選択されたワードラインと
接続されたフローティングゲートトランジスタをプログ
ラムする方法であって、 前記ビットラインを消去防止電圧で充電し、前記選択フ
ローティングゲートトランジスタをプログラムする。
ードラインを接地する工程と、前記選択されたメモリス
トリングのストリング選択ラインと前記選択されたワー
ドラインとの間の非選択のワードラインにバス電圧を印
加する工程と、前記選択されたワードラインと前記選択
されたメモリストリングの接地選択ラインとの間にある
非選択のワードラインにこれらと接続されたトランジス
タを導通するために導通電圧を印加する工程と、前記接
地選択ラインを接地する工程とを備える。
ートトランジスタは、−1から一5ボルトの初期しきい
電圧を持つNチャンネルMOS )ランジスタである。
圧は約15ボルトであり、前記導通電圧は5ボルトの電
源電圧である。
グゲートトランジスタのメモリセルを使用することによ
って、プログラム電圧を低くすることができ、パス電圧
をプログラムの電圧より低く設定することができて、セ
ル間の撹乱を防止することができる。又、プログラム中
の選択ワードラインの下にある非選択のワードラインに
所定電圧を印加することによって、過剰プログラムによ
る撹乱も防止することがで斡る。更に、ページ消去動作
中の消去されたセルを感知して消去されたセルの過剰消
去を防止することができる利点もある。
る。
レイが図示されている。第2八図中の同一な参照記号を
持つ部品又は構成は第1図のものと同一である。EEF
ROMメモリアレイ10のメそリストリングの配列は第
1図の従来技術のものと同一である。第2A図は1列に
配列されたビットラインBL1〜BLlと、接続された
最上部の行にあるメモリストリングMS■〜M S I
Iのみを図示したものである。ビットラインBLI%B
L&の各々に接続されたm個のメモリストリングがm行
に配列されていることに留意しなければならない、一般
に、k行W列にあるメモリストリングM S kmはN
チャンネルMOSFETのストリング選択トランジスタ
5Tkvと、各々がデプレッション型のフローティング
ゲートMOSトランジスタで作られたn個のメそリセル
DThw+〜D T kwllと、NチャンネルMOS
FETの接地選択トランジスタG T kwとで構成さ
れている。ストリング選択トランジスタSTkwのドレ
インとソースとは、各々接続孔を通じて金属又はポリシ
リコンのビットラインBL、とメモリセルDTk−tの
ドレイン領域とに接続される。
ン・ソース通路は直列に接続されており、最終ビットの
メモリセルD T kwnのソースは、ソースが接地さ
れた接地選択トランジスタGTkwのドレインと接続さ
れている。各々のメモリストリング内にあるメモリセル
のビット数nは、2’ (kは正の整数)でなければ
ならない。
ると、メモリストリング当りの望ましいビット数は8ビ
ツトである。
、。
#のゲートとメモリセルDTktt〜DTm*を乃至D
T kla ”’ D T klnの制御ゲートと接
地選択トランジスタGTk1〜G T 、、のゲートと
は、各々ストリング選択ライン5SLkとワードライン
WLkl〜WLkR及び接地選択ラインGSL、に接続
されている。
セルの断面図を示した図面である。メモリセルDTの構
造は、N型半導体基板20上に形成されたP型ウェル領
域12の表面に、チャンネル領域18によって離隔され
たドレイン領域14とソース領域16とを持っている。
2は、上記チャンネル領域18の上部に約100人のゲ
ート酸化膜層28によって離隔されて存在し、上記フロ
ーティングゲート22の一つの縁の部分番よ、上記ゲー
ト酸化膜層2Bと均一な厚さを持つ酸化膜層(オーバラ
ップ領域30)を通じて、上記ドレイン領域14の一つ
の縁の部分とオーバラップしている。上記のフローティ
ングゲート22上には約280人の中間酸化膜層24が
形成され、第2ポリシリコンの制御ゲート26が上記中
間酸化膜層24上に形成されている。上記チャンネル領
域18はフローティングゲート22を形成する前に、砒
素又は燐などのN型不純物でイオン注入された領域であ
り、その結果上記メモリセルDTは約−3ボルトの初期
しきい電圧Vtoを持つデプレッション型のフローディ
ングゲートMO3)ランジスタである。
たメモリセルのチャンネル領域を通して流れる漏泄電流
を防止するために、読出し動作時のみに負バックバイア
ス電圧が印加されるPウェル領域12内に作られる。
路図を参照して説明される。
セル又は選択されたワードラインにあるセルに対して行
われる。メモリセルな電気的に消去することは、セルに
2進データ″1″を書き込むことである。初期状態には
、全てのメモリセルはフローティングゲートから電子の
電荷が完全に除去された状態、すなわちプログラムされ
た状態にある。
のビットラインBl、+−BL瀧と全ての接地選択ライ
ンGSL、、〜GSL−とが接地され、全てのストリン
グ選択ライン5SLI〜SSL、はストリング選択トラ
ンジスタを導通させるためeVcc(=5ボルト)の電
源電圧が印加される。同時に19ボルトの消去パルスv
llが全体のワードラインに一時に印加される。この状
態での各々のメモリセルの消去は、チャンネル18から
フロー・ティングゲート22への電子のP−N )−ン
ネリングによって成される。消去されたメモリセルは約
1ボルトの消去しきい電圧Vt+aを持つエンハンスメ
ントMOSトランジスタである。
0便宜上第2A図のワー ドライ> W L + 3上
にあるメモリセルDTl13〜D T 、、、の消去V
よって説明される。そのような消去動作は、選択ワード
ラインW L +9(Z i 9ボルトの消去パルス■
。を印加し、ストリング選択ライン5SLI と全ての
非選択ワードラインWL目、WL12&びWt、、4〜
W L i nに電源電圧5ボルトを印加した。
ことによって成されるゆこれによって選択されたワード
ラインW L 、、に位置した全てのメモリセルDTI
I3〜DT、□5が消去されるページ消去動作が行われ
る。
レイ、をプログラムする場合を説明する。
ンの状態にする、即ち2進データ“0”を書き込むこと
である。
選択されたワードラインWL I 3に接地電圧を印加
し、上記選択されたツードラ1′ンW L 13ど接地
選択ラインGSLI間にあるワードラインW L 14
〜W L 、−I、に電源電圧va。を印加し、ストリ
ング選択ラインSSL+ と上記選択されたワー ドラ
インW L r s間にあるワードラインW L lr
とWL12には15ボルトのバスパルス電圧Vpを印加
し、選択ビットラインBL、には13ポル(・のプログ
ラムパルス■2..を印加し、非選択のビットラインB
L2〜BL、には4ポル[・の消去防止電圧V a l
を印加することにより成される。
H内にあるメそリセルDTzsのドレインに、上記プロ
グラム電圧■9..がス1−リング選択トランジスタS
T口及びメモリセルD”r+++ とDTl12のド1
ツイン・ソース通路を通して伝達されるので、」二記メ
モリセルDT、、。
)ンネリグによつ゛C1約−4ボルトのプログラムし
さい電圧■。を持つデプレッションMO5)ランジスタ
にプログラムされる。
\るワードラインWL、、〜W L [rlに電源電圧
V1..を印加するのは、選択されたメモリセルOT
t+sの過剰プログラムによって発生する、上記選択さ
れたメモリセルDT目、の下にあるメモリセルD T
114の望ましくないプログラムを避けるためである。
によって上記メそリセルDTII4のドレインに伝達さ
れるプログラムパルスV、、。
ングゲートとの間の電界が十分に減少される。
圧Valを印加するのは、パス電圧V。
接続されたメモリセルDT12i〜DTsntとDT1
22〜D T 172の望ましくない消去を防止するた
めである。すなわち、メモリストリングM S 12〜
M S 17内にある上記メモリセルDT121〜DT
IJIとDT12□〜DTtj2の各々のドレインには
上記消去防止電圧v、lが伝達されるので、フローティ
ングゲートからドレインへの電子のF−N )ンネリン
グは起こらないし、且つプログラムもされない。
内にあるメモリセルoTzsを読出すためには、ストリ
ング選択ラインSSL+と非選択のワードラインW L
11. W L 12とWL14〜W L 1.及び
接地選択ラインGSLIに電源電圧vccが印加され、
選択されたワードラインW L * sに接地電圧が印
加されると同時に、ビットラインBLlにはセンスアン
プから約2ボルトの読出し電圧V、が印加され、前述し
たようにメモリアレイ1Gが形成されたPウェル領域に
は一3ボルトのバックバイアス電圧が印加される。
ンモードのMOSトランジスタとして作用するので、上
記メモリセルD T srsはON状態になる。同時に
メモリストリングMSHのストリング選択トランジスタ
S T 11.メモリセルD T +*+ 、 D T
*t*及びDT114〜DTIInと接地選択トラン
ジスタGT、とは、上記電源電圧vccがゲート又は制
御ゲートに印加されることによってON状態にある。従
って、ビットラインBLIから上記メモリストリングM
S l、に流す電流に起因したビットラインBLIの
電流状態を、上記ビットラインBL、に接続されたセン
スアンプを通じて感知することによって、上記選択され
たメモリセルのデータを読出すことができる。もし、上
記メモリセルDT113が消去されたセルであったなら
、上記のような読出し動作において上記メモリセルDT
++sはOFF状態である。
−3ボルトのバックバイアスを印加する理由は、OFF
状態のセルの電流を完全に遮断するためのものである。
多くドーピングする程セルの撹乱は小さくなる。しかし
、多くのドーピングをされたチャンネル領域を持つOF
F状態のセルは、読出時の漏泄電流に起因して読出しエ
ラーを起こす、このような読出しエラーは、Pウェル領
域にバックバイアス電圧を印加することによって顕著に
減少させることができる。
の撹乱、即ち望ましくない消去動作は、負の初期しきい
電圧Vtoを持つデプレッション型のフローティン゛グ
ゲートMOSトランジスタでメモリセルを製作すること
により、且つ非選択のビットラインが消去防止電圧Vs
lにプリチャージされることによって防止されることに
留意しなければならない、その理由が第3図に図示され
たメそリセルの等価回路図を参照して詳細に説明される
。
ゲート42との間の静電容量はC1で表示されており、
フローティングゲート42とソース44.ドレイン46
及びチャンネル48との間の静電容量は各々Cs、Co
及びCcで表示されている。いま、プログラム中の非選
択のビットライン上にありバスパルスV、が印加される
一つのメモリセルについて説明する。メモリセルにはバ
ス電圧V、が制御ゲート40に印加されて導通状態にな
り、ソース44.チャンネル48及びドレイン46が全
てValの消去防止電圧を持つので、上記メモリセルの
接地電位に対するフローティング電圧■r、は下記の式
(1)のように表示される。
’(Vt−Vto) ・・・(1)ここで、 であり、vtは上記メモリセルが消去又はプログラムさ
れた時のしきい電圧である。
圧V、。ゆけ下記の式(2)のように表示される。
−r z” (We t−Vto) ”” (2)式
(2)で分かるように、バスパルスの電圧vpによる上
記メモリセルの望ましくない消去は、上記メモリセルが
プログラムされた状態(■、=■t、!−4ボルト)で
ある時に最悪の状態になる。又、式(2)においてバス
電圧V。
が大きい程V、。、は小さくなる。従っ−〔、式(2)
から上記非選択セルの望ましくない消去が防止されるこ
とが分かる。しかし、消去防止電圧Valが余り大きい
値に設定されるのは、選択された行に位置した非選択列
のセルをプログラムする危険があるので、適正な値の選
択が必要である。
■、での望まない消去を防止するばかりでなく、プログ
ラムに必要なバス電圧vp自体も低くする0式(1)に
おいて、一定のVtではセルのフローティングゲート電
圧VexはV、。が低い程小さくなる。プログラム時の
選択されたメそリセルのゲート酸化膜に印加される電圧
は(V□m −V rg)であるので、Vfzが低いと
低いプログラム電圧V25.によるメモリセルのプログ
ラムが可能である。このようなプログラム電圧V□、を
選択されたセルのドレインに伝達するのに要求されるバ
スパルスの電圧vPは、(Vprm+Vt)であるので
、プログラムバスの電圧V pusが低いと、上記電圧
■、も低くすることがで籾る。
ody effect)も小さくなるので、低いバス
電圧により選択されたセルのドレインまでV p、、を
伝達するの″に役立つ、従って、本発明のEEFROM
装置では、従来の技術より低いプログラム電圧とバス電
圧が使用されるため、セルの間の絶縁負担が大きく減少
され、セルの大きさの縮小が容易になる。
基準で2.4μmX3.1μmを占有するカプリング比
r1が0.6のセルの製作に対応して種々の測定結果が
示されている。
い電圧■、。を持つメモリセルを作成して、約−3,5
ボルトのしきい電圧でメモリセルをプログラムしたのち
、バスパルス■、を9ボルト乃至20ボルトに変化させ
ながら、しきい電圧Vtpを測定した結果である。この
時、バスパルスV、の幅は100m5であり、0ボルト
と4ボルトの消去防止電圧■、Iが使用された。
持つメモリセルのバスパルスの値は、0.5ボルトの初
期しきい電圧を持つメモリセルの場合より約6ボルト増
加する。又、消去防止電圧Valが4ボルトである場合
は、Oボルトである場合にくらべてしきい電圧の変化を
起こす■、の値が約4ボルト増加する。この結果、−3
ボルトの初期しきい電圧持つメモリセルアレイは、4ボ
ルトの消去防止電圧v、、が印加されると、19ボルト
までのバス電圧をもち、非選択セルの撹乱なしに十分に
プログラムすることができる。
を印加して、過剰プログラムによるセルの撹乱を防止す
る効果が第5図に図示されている。第5図は本発明のメ
モリセルアレイにおいて、プログラム中に過剰プログラ
ムされた選択メそリセルの下にある非選択メモリセルの
ワードラインに、各々0ボルトと電源電圧(5ボルト)
を印加した場合の、上記選択されたメモリセルの下にあ
る消去されたメモリセルのプログラムパルスの電圧V□
、によろしきい電圧vt、の変化を示した測定結果の図
面である。
ードラインに5ボルトを印加すると、過剰プログラムに
起因したセルの撹乱なしにビットラインに印加されるプ
ログラムパルス電圧V、1.が、18ボルトまで許容さ
れることが分かる。
た図面である。第6図において、メモリセルアレイ10
は第2A図のメモリセルアレイと同一である。
るメモリストリングを選択し、選択されたメモリストリ
ングと接続されたストリング選択ラインと接地選択ライ
ンと各ワードラインとに動作モードに対応して制御信号
を供給する。
選択信号Y、〜Y、によって選択されるビットラインと
データライン57とを連結するために、ビットラインB
LINBL&のそれぞれとデータライン57との間にそ
のドレイン・ソース通路が接続され、それぞれのゲート
が上記各列選択信号Y、〜Y#と接続されているNチャ
ンネルMOSトランジスタMYI〜MY#を有している
。
ージ信号PCHに応答して、ビットラインBL1〜BL
lに消去防止電圧Velをプリチャージするために、各
々のソースが上記ビットラインに接続され、各ドレイン
が消去防止パルスVslに連結され、各々のゲートが上
記プリチャージ信号PCHに接続されているNチャンネ
ルのMOSトランジスタMP、〜MP、を有している。
よって選択されたビットラインの電流状態により、選択
されたセルのデータを感知するために、上記データライ
ン57に接続されている。上記センスアンプ80は消去
及びプログラム動作中にはフローティングされる公知の
回路である。
に応答して選択されたビットラインにプログラム電圧V
□、を伝達するために、上記データライン5フに接続さ
れている。このプログラム制御回路90は、消去動作時
にはデータライン57に対してフローティング状態にな
る。
信号PCHを入力するNANDゲート94と、上記NA
NDゲート94の出力論理信号と上記プリチャージ信号
Pct(とを入力するANDゲート100と、上記HA
NDゲート94の出力に接続された高電圧スイッチ回路
110と、この高電圧スイッチ回路110の出力信号に
応答してプログラム電圧V、□をデータライン57に供
給するNチャンネルMOSトランジスタ91と、AND
ゲート100の出力信号に応答して消去防止電圧Vsl
を上記データライン57に供給するNチャンネルMOS
トランジスタ92とで構成される。
ンジスタ!11と113及びNチャンネルMOSトラン
ジスタ112とで構成されたインバータ99と、Nチャ
ンネルトランスファートランジスタ114とで構成され
ている。上記高電圧スイッチ回路110の入力ノード1
26がローレベル(接地)になると、出力ノード128
韓プログラム電圧■、、、より高い電圧V。となり、上
記入力ノード126が論理ハイレベル(5ボルト)にな
ると、上記出力ノード128は接地電圧になる。上記電
圧VPPはプログラム電圧v、、。を伝達するために、
プログラム電圧V□。
値をもつことが必要である。トランスファートランジス
タ114は、インバータ99とNANDゲート94との
間をアイソレートするために設置されている。
101〜i03とNチャンネルMOSトランジスタ10
4〜106とで構成されている。ANDゲート100は
、NAND94の出力ノード126と端子124からの
プリチャージ信号PCHが共に論理ハイレベル時のみに
、出力ノード129は電源電圧VCCとなり、上記トラ
ンジスタ92が消去防止電圧Valを上記ノード57に
伝達する。
(この時、PCHは1″)に入力端子120に入力する
データが論理ローレベル(0ボルト)であると、データ
ライン57にプログラム電圧V eKmを伝達し、上記
データが論理ハイレベル(5ボルト)であると、上記ラ
イン57に消去防止電圧Vslを伝達する。
との間にドレイン・ソース通路を接続し、ゲートには消
去動作時のみにハイレベルになる消去信号ERAが印加
されるNチャンネルMOSトランジスタ37で構成され
る。
時のみにハイレベルになるライトエネーブル信号T1と
図示されていない発掘器からのクロック信号φBに応答
して、一定の負のバックバイアス電圧Vaaを発生する
。上記バックバイアス電圧v0は、前述したようにメモ
リアレイ10のPウェル領域にのみ選択的に印加される
。
されている。バックバイアス発生器200は、消去及び
プログラム動作時のバックバイアス電圧の発生を防止す
るバックバイアスディスチャージ回路230と、読出し
動作時のバックバイアス電圧を発生するチャージポンプ
回路210と、上記バックバイアス電圧を一定に調節す
るバックバイアス調節回路220とで構成される。
状態になるライトエネーブル信号W下とクロック信号φ
Bとバックバイアス調節信号φAとを入力するNAND
ゲート211と、上記NANDゲート211(7)出力
端子190と第1クランピングノード191との間に接
続された第1チヤー、ジポンブキャパシタ213と、上
記出力端子190と第2クランピングノード192との
間に直列に接続されたインバータ212及び第2チヤー
ジポンプキヤパシター214と、上記クランピングノー
ド191,192と接地との間に接続された第1及び第
2クランピングトランジスタ215,218と、上記ク
ランピングノード191,192とバックバイアス出力
ノード193の間に各々接続されたトランジスタ217
.218とで構成される。
サブストレート電極が電源電圧VCCに接続され、ドレ
インがノード235に接続されたPチャンネルMO3)
ランジスタ232と、ドレインが上記ノード235に接
続され、ソース及びサブストレート電極がバックバイア
ス出力ノード193に接続されたNチャンネルMOSト
ランジスタ233と、ゲートが上記ノード235に接続
され、ドレイン・ソース通路及びサブストレート電極が
各々上記バックバイアス出力ノード193と接地との間
及びドレインに接続されたNチャンネルMOSトランジ
スタ231とで構成されている。又、上記トランジスタ
232と233のゲートにはライトエネーブル信号W1
が印加される。
出力ノード193とノード226との間にドレイン・ソ
ース通路が直列に接続され、サブストレート電極が上記
出力ノード193と接続されたNチャンネルMOSトラ
ンジスタ224.225と、電源電圧VCCと上記ノー
ド226との間にソース・ドレイン通路が接続され、ゲ
ート及びサブストレート電極が各々接地及び電源電圧V
CCに接続されたPヂャンネルMOSトランジスタ22
3と、上記ノード226とノード227との間及び上記
ノード227とフィードバックライン228との間に接
続されたインバーター221,222とで構成される。
グ図を参照して説明される。外部信号であるライトエネ
ーブル信号WExがハイレベルV(cとなると、バッフ
ァを通してチップ内部のライトエネーブル信号TIがハ
イレベルになる。
ックバイアスディスチャージ回路230はトランジスタ
231の導通によって、バックバイアス電圧V。を接地
する。この時、バックバイアス調節回路220は、トラ
ンジスタ223の導通′によってフィードバックライン
228にハイレベルの信号を出力する(φA=“1”)
。
NDゲート211はクロック信号φBを出力ノード19
0に出力する。上記クロック信号φBがVCCとなると
、チャージポンプキャパシタ213の充電によって、ク
ランピングノード191はトランジスタ215のしきい
電圧Vthにクランプされる。
ノード192はトランジスタ216のしきい電圧Vth
にクランプされ、クランピングノード191は(−Vc
c+Vth)となる0次に、ノード190の信号がVC
Cになると、ノード192カ(−Vcc+ Vth)と
なる。
ックバイアス出力ノード193は負の電圧になる。結局
、出力ノード193は信号φBのパルスの繰返しにより
バックバイアス電圧V□に−3ボルト)となる、もし、
バックバイアス電圧Vaaが一3ボルト以下になると、
トランジスタ224,225の導通によってフィードバ
ックライン228上の信号φAがローレベルになり、そ
の結果チャージポンプ回路210は動作しない。
れる時刻t1から読出し動作が行われ、時刻t2におい
てライトエネーブル信号WEがローレベルになると、読
出し動作は完了する。
D T lllの読出し動作を説明する。
Aはローレベルである。入力アドレスによって選択され
たワードラインWL++と列選択アドレスY、が各々接
地とハイレベルとになる。
ドラインWL、2〜W L Inと接地選択ラインGS
L、には5ボルトの電源電圧が印加され、センスアン
プ80が活性化される。従って、センスアンプ80が上
記選択されたセルDT*、iのプログラム状態又は消去
状態に対応して、トランジスタMY、を通してビットラ
インBL、に流れる電流を感知することによってデータ
を読むことができる。
に行われる。そのような消去動作はワードライン毎の順
次の消去によって行われる。
れた全てのメモリセルを消去できることも容易に理解す
ることができる。
1.にあるメモリセルの消去動作を説明する。
から外部ライトエネーブル信号WExがハイレベルから
ローレベルになると、列選択アドレスY、〜Y膚はハイ
レベルとなり、ストリング選択ライン5SLI と非選
択ワードラインW L In、 W L 12及びWL
、4〜WLいと消去信号ERAはハイレベルになる。同
時に選択されたワードラインW L lsは消去電圧V
、になる。消去動作中のプリチャージ信号PCIと接地
選択ラインGSLI とは接地状態に維持される。
応答してトランジスタ37とMY、−wMY、は全てO
N状態に維持され、ビットラインBL、〜BL庸は全て
接地される。
メモリセルDT、□〜DT、、、及びDTll、〜D
T 、、、との導通によって、選択されたメそリセルD
Tzs〜DT+*sの全てのドレインは接地になり、上
記選択メモリセルDTzs〜I)1”+*sの制御ゲー
トには時刻t3から消去電圧V、が印加される。従って
、時刻t3後にワードラインWLisに接続された全て
のメモリセルはエンハンスメントトランジスタ、即ち平
常時のOFF状態に消去される。
S+tのメモリセルD T 113をプログラムする場
合を説明する。
するための外部アドレスADDが入力される。
ハイレベルになり、ストリング選択ラインSSL+ と
非選択ワードラインWL、とWL12及びWL、4〜W
L Inには5ボルトが印加される。
S L lは接地され、消去信号ERAはローレベル
を維持する。
ベルからローレベルになり、外部データが入力される。
レベルになり、トランジスタM P INM P *の
導通によってビットラインBL1〜BLlは全て消去防
止電圧Valにプリチャージされる。この時、選択され
た列アドレスYlによって選択されたビットラインBL
。
0に連結される。センスアンプはフローティング状態で
ある。
列アドレスYlは高電圧VPPになり、ストリング選択
ライン5SLI と選択ラインWLts上の非選択のワ
ードラインWL++とWL+tとには全てバス電圧vP
が印加される。又、プログラム制御回路90はデータD
ATAがローレベルである場合には、トランジスタ91
がOFFでトランジスタ92がON状態になり、データ
DATAがハイレベルである場合に、トランジスタ91
はON状態でトランジスタ92はOFF状態になる。従
って、メモリセルDTzsをプログラムして、2進デー
タ“0″を書き込むために、外部データDATA(YT
Tτの反転)はローレベル(2進″O“)で入力される
ので、トランジスタ91の導通によってプログラム電圧
V□、がデータライン57とトランジスタM Y Iを
介してビットラインBL、に印加され、その結果上記メ
モリセルDTzsはプログラムされる。
ためには、外部データDATAはハイレベルで入力され
、上記ビットラインBL、には消去防止電圧Valが供
給される。
る過剰消去を防止するための本発明の他の実施例の回路
である。第11図において、第6図と同一部品又は要素
には同一の参照番号又は記号を使用した。第11図の回
路図は第6図のビットライン接地回路35が除去された
反面、ラッチ回路40が各々のビットラインBL1〜B
Llに接続されている。
知動作において、選択されたワードラインと接続された
各メモリセルの消去状態に対応して各ビットラインを所
定電圧に維持するために、各ビットラインBLI NB
Ljに接続されている。ラッチ回路40は、各々のビッ
トラインとノード41との間にドレイン・ソース通路が
接続され、ゲートがラッチ信号LCHに接続されたNチ
ャンネルMOSトランジスタ49と、入力端子が上記ノ
ード41に接続されたインバータ47と、入力端子と出
力端子とが各々上記インバータ47の出力端子と上記ノ
ード41に接続されたインバータ48とで構成されてい
る。
3)ランジスタ42とNチャンネルMOSトランジスタ
43、及びPチャンネルMOSトランジスタ44とNチ
ャンネルMOSトランジスタ45とで構成されている。
消去動作が説明される。メモリセルアレイ10のワード
ライン(ページ)上にあるメモリセルの消去は、第12
図に図示されているようにセル状態の感知期間T、と消
去期間T2との2段階で行われる。セル状態の感知は約
100nsecの短い期間t1〜t3の間に行われる。
リセルDTII2〜D T 112を考え、メモリスト
リングMS口のメモリセルアレイ2がデプレッションM
OSトランジスタにプログラムされた状態(′O“状!
!! )であり、残りのメモリストリングM S 12
〜MSI麿にあるメモリセルDTl12〜D T Ia
tは全てエンハンスメントMO3)ランジスタに消去さ
れた状態(“1”状態 )であったと仮定する。
択するために外部入力アドレスが入力される。上記入力
アドレスによって、時刻t2にストリング選択ラインS
SL+ と全ての非選択のワードラインW L 0.
W L ts〜WL、0と接地選択ラインGSL+は電
源電圧VCCとなる。同時に、選択ワードラインWLI
2と列選択信号Y、〜Y。
xがハイレベル(5ボルト)からローレベル(Oボルト
)に変わると、トランジスタM P s〜MPiの導通
のために、プリチャージ信号PCIがローレベルからハ
イレベルに変わることによって、選択されたセルを読出
すセル状態感知動作が実質的に開始される。この時、メ
モリストリングMS、はON状態になり、残りのメモリ
ストリングMS+z〜MS+mはOFF状態にあるので
、ビットラインBL+は殆と接地電位となり、ビットラ
インBL2〜BL、は消去防止電圧Valで充電される
。
ンジスタ49がターンオンされる。
GSLIは接地になり、選択ワードラインWL12は消
去電圧V、になる。従って、ラッチ回路40によってビ
ットラインBL、は0ボルトに維持され、ビットライン
BL1〜BLlは■。
ワードラインWL、2が消去電圧V、に上がることによ
って、メモリストリングMS、のセルD T 112の
消去が開始される。消去をするための期間は約100m
5ecである。
ンには上記消去防止電圧v、lが伝達されるため、これ
らのメモリセルの各々はフローティングゲートとチャン
ネルとの間の電界の低下によって、フローティングゲー
トへの電子の吸収が防止され、その結果高電圧の消去電
圧V、による過剰消去が防止される。
作は、これらの動作中に消去信号ERAとラッチ信号L
CHとが共にローレベルに維持されるので、第6図の装
置のプログラム及び読出し動作と実質的に同一である。
いて消去されたセルに100秒間の消去動作が実行され
た場合に、ビットラインに印加される種々のプリチャー
ジ電圧に対する上記セルのしきい電圧Vtsの変化が示
されている。
4ボルトの消去防止電圧によって十分な消去が達成され
ることが理解でとる。
概念を逸脱しない範囲で各種の変形も可能であるのは、
この分野の通常の知識を持つものは容易に理解すること
ができるであろう。
、ワードライン単位の消去及びプログラムが可能なNA
NDセル及び′その周辺回路を提供℃゛きる。
消去動作をする高集積NAND型EEPROM装置を提
供できる。
過剰プログラムを防止することができるEEFROM装
置及びその消去方法及びプログラム方法を提供できる。
縁の負担なしにセルの大ぎざを減らすことができるEE
PROM装置を提供で診る。
ランジスタのメモリセルを使用することによって、プロ
グラム電圧を低くすることができ、パス電圧をプログラ
ムの電圧より低く設定することができて、セル間の撹乱
を防止することがでとる。又、プログラム中の選択ワー
ドラインの1にある非逼択のワー ドラインに所定電圧
を印加することによって、過剰プログラムによる撹乱す
防止することができる。更に、ページ消去動作中の消去
されたセルを感知して消去されたセルのiM剰消去を防
止することができる利点も&1S。
OMセルの回路図、 第2A図は本発明によるEEPR,0Mメモリセルアレ
、イの等価回路図、 iZB図は第2Aで使用するメモリセル断面構造図、 第3図はメモリセルの等価回路図、 第4図は本発明によりバス電圧によって発生する撹乱の
防止効果を示す図、 第5図は本発明により過剰プログラムによって発生する
撹乱の防止効果を示す図、 第6図は本発明によるE E F ROM装置の回路図
、 第7図は本発明し:適用することができるバックバ、イ
アス発生器の回路図、 第8図は第7図の動作タイミング図、 第9図は本発明による第6図の回路の消去動作タイミン
グ図、 第1O図は本発明による第6図の回路のプログラム動作
タイミング図、 第11図は本発明の他の実施例の回路図、第12図は第
1!図の回路の消去動作タイミング図、 第13図は本発明による過剰消去防止効果を示す図であ
る。 図中、10・・・メモリセルアレイ、12・・・Pウェ
ル領域、14・・・ドレイン領域、16・・・ソース領
域、!8・・・チャンネル領域、20・・・N型半導体
基板、22・・・フローティングゲート、24・・・中
間酸化膜層、26・・・制御ゲート、28・・・ゲート
酸化膜層、30・・・オーバラップ領域535・・・ビ
ットライン接地回路、40・・・ラッチ回路、50・・
・プーリチャー・ジ回路、60・・・行選択回路、)O
・・・列選択回路、80・・・センスアンプ、90・・
・プログラム制御回路、100・・・ANDゲート、1
10・・・高電圧スイッチ回路、200・・・バックパ
スアス発生器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)複数のビットライン列と、行及び列に配列されて
前記各ビットラインと接地との間にそれぞれ接続された
複数のメモリストリングであって、各々が対応するビッ
トラインと接地との間に接続された複数のメモリセルを
有する複数のメモリストリングから成るメモリセルアレ
イを含んだ電気的に消去及びプログラム可能な半導体メ
モリ装置のメモリセルであつて、 第1導電型の半導体基板と、 該半導体基板の表面に相互に離隔して配置された第2導
電型のドレイン及びソース領域と、該ドレイン領域とソ
ース領域との間の前記基板の表面にある第2導電型のチ
ャンネル領域と、前記ドレイン領域の一部分と該チャン
ネル領域との上に形成された第1絶縁層と、 前記第1絶縁層上に形成され、前記ドレイン領域の一部
分とオーバーラップする第1導電層と、 前記第1導電層上に形成された第2絶縁層と、前記第2
絶縁層上に形成された第2導電層とを備えることを特徴
とするメモリセル。 (2)前記半導体基板は、第2導電型の半導体基板上に
形成されたウェル領域であることを特徴とする請求項第
1項に記載のメモリセル。 (3)前記第1及び第2導電層の各々は、多結晶シリコ
ンであることを特徴とする請求項第1項に記載のメモリ
セル。 (4)前記チャンネル領域は、しきい電圧が−1から−
5ボルトのN型チャンネル領域であることを特徴とする
請求項第3項に記載のメモリセル。 (5)別状に配列された複数のビットラインBL_1〜
BL_lと、 各々が各ドレイン・ソース通路で直列に接続されたスト
リング選択トランジスタと複数のフローティングゲート
トランジスタと接地選択トランジスタとを持ち、行と列
とに配列された複数のメモリストリングMS_1_1〜
MS_m_lと、同一の列にある各メモリストリング内
のストリング選択トランジスタのドレインと接地選択ト
ランジスタのソースとが各々対応する列のビットライン
と接地とに接続されて、同一行にある各メモリストリン
グ内のストリング選択トランジスタのゲートとフローテ
ィングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択ト
ランジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインとワ
ードラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセル
アレイ10と、 各行のメモリストリングからの前記ストリング選択ライ
ンとワードラインと接地選択ラインとに接続されて、消
去とプログラムと読出しとの各動作に対応して、入力ア
ドレスにより特定された一つの行にあるメモリストリン
グから伸びる選択されたワードラインと非選択のワード
ライン及びストリングと接地選択ラインに所定の電圧を
印加する行選択回路60と、 前記各ビットラインと接続されて、プログラム動作中に
プリチャージ信号に応答して各ビットラインに消去防止
電圧をプリチャージするプリチャージ回路50と、 前記ビットラインとデータライン57との間に接続され
て、プログラム動作及び読出し中には入力アドレスによ
り選択されたビットラインを前記データラインに電気的
に連結し、消去動作中にはの全てのビットラインを前記
データラインに連結する列選択手段70と、 前記データラインと接続されて、消去動作中に消去信号
に応答して全てのビットラインを接地する接地選択回路
35と、 前記データラインと接続されて、プログラム動作中に前
記選択されたビットラインに入力データに応答してプロ
グラム電圧又は消去防止電圧を提供するプログラム制御
手段90とを備えることを特徴とする電気的に消去及び
プログラム可能な半導体メモリ装置。 (6)前記プログラム制御手段90は、 入力データとプリチャージ信号とに応答して第1論理信
号と第2論理信号とを提供するゲート94と、 前記データライン57とプログラム電圧V_p_■_m
との間にドレイン・ソース通路が接続された第1トラン
ジスタ91と、 前記データライン57と消去防止電圧V_a_lとの間
にドレイン・ソース通路が接続された第2トランジスタ
92と、 前記ゲート94と第1トランジスタ91の ゲートとの間に接続され、前記第1論理信号に応答して
前記第1トランジスタ91を導通する高電圧スイッチ回
路110と、 前記ゲート34と前記第2トランジスタの ゲートとの間に接続され、前記第2論理信号とプリチャ
ージ信号とに応答して前記第2トランジスタを導通する
ANDゲート100とを備えることを特徴とする請求項
第5項に記載の電気的に消去及びプログラム可能な半導
体メモリ装置。 (7)メモリセルアレイ10内にある前記各フローティ
ングゲートトランジスタは、ほぼ−1から−5ボルトの
初期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタ
であることを特徴とする請求項第5項に記載の電気的に
消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (8)消去動作中には、前記選択されたワードラインに
消去電圧を印加し、前記ストリング選択ラインと前記非
選択のワードラインとにこれらと接続されたトランジス
タを導通するために導通電圧を印加し、接地選択ライン
に接地電圧を印加し、 プログラム動作中には、前記選択されたワードラインに
接地電圧を印加し、前記ストリング選択ラインと選択さ
れたワードラインとの間の非選択のワードラインと前記
ストリング選択ラインとに、これらと接続されたトラン
ジスタを導通するために前記消去電圧より低く前記プロ
グラム電圧より高いバス電圧を印加し、前記選択された
ワードラインと接地選択ラインとの間の非選択のワード
ラインに導通電圧を印加し、前記接地選択ラインに接地
電圧を印加し、 読出し動作中には、前記選択されたワード ラインに接地電圧を印加し、ストリング及び接地選択ラ
インと全ての非選択のワードラインに導通電圧を印加す
ることを特徴とする請求項第7項に記載の電気的に消去
及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (9)前記メモリセルアレイ10は、N型半導体基板上
に形成されたP型ウェル領域に配置されるごとを特徴と
する請求項第7項に記載の電気的に消去及びプログラム
可能な半導体メモリ装置。 (10)バックバイアス発生器200が前記P型ウェル
領域に接続され、前記P型ウェル領域に負のバイアス電
圧を提供することを特徴とする請求項第9項に記載の電
気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (11)前記バックバイアス発生器200は、請出し動
作時にバックバイアス電圧を発生するチャージポンプ回
路210と、 前記バックバイアス電圧を一定に調節する バックバイアス調節回路220と、 消去及びプログラム動作時に、前記バック バイアス電圧の発生を禁止するバックバイアスディスチ
ャージ回路230とを備えることを特徴とする請求項第
10項に記載の電気的に消去及びプログラム可能な半導
体メモリ装置。 (12)前記消去電圧は約18ボルトであり、前記導通
電圧は約4ボルトであり、前記バス電圧は約15ボルト
であり、前記プログラム電圧は約13ボルトであること
を特徴とする請求項第8項に記載の電気的に消去及びプ
ログラム可能な半導体メモリ装置。 (13)別状に配列された複数のビットラインBL_1
〜BL_l、 各々が各ドレイン・ソース通路を直列に接続するストリ
ング選択トランジスタと複数のフローティングゲートト
ランジスタと接地選択トランジスタとを持っており、行
と列とに配列された複数のメモリストリングMS_1_
1〜MS_m_lと、同一列にある各メモリストリング
内のストリング選択トランジスタのドレインと接地選択
トランジスタのソースとが各々対応する列のビットライ
ンと接地との間に接続され、同一行にある各メモリスト
リング内のストリング選択トランジスタのゲートとフロ
ーティングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選
択トランジスタのゲートとが各々ストリング選択ライン
とワードラインと接地選択ラインとに接続されたメモリ
セルアレイ10と、 各行のメモリストリングからの前記ストリング選択ライ
ンとワードラインと接地選択ラインとに接続されて、入
力アドレスにより特定された一つの行にあるメモリスト
リングに接続されたワードライン中の一つを選択し、消
去動作前に行われるセル状態の感知動作中に、前記選択
ワードラインと接続された各選択フローティングゲート
のプログラムの有無を判別するため、前記選択されたワ
ードラインに読出レ電圧を印加して、前記特定されたメ
モリストリングの非選択のワードラインと接地及びスト
リング選択ラインに、このラインと接続されたトランジ
スタを、導通するため導通電圧を印加し、ページ消去動
作中に、前記選択されたワードラインに消去電圧を印加
して、前記接地選択ラインに接地電圧を印加する行選択
手段60と、 前記各ビットラインと接続されて、前記セル感知動作中
に各ビットラインを所定の電圧でプリチャージするプリ
チャージ回路50と、前記各ビットラインと接続されて
、前記セル感知動作中に前記各選択フローティングゲー
トのプログラムの有無に応答して、前記各選択フローテ
ィングゲートと連結された各ビットラインの電圧状態に
対応して、前記各ビットラインを接地電圧又は前記所定
電圧でラッチするラッチ手段40とを備えることを特徴
とする電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ
装置。 (14)前記メモリセルアレイ10にある前記各フロー
ティングゲートトランジスタは、ほぼ−1から−5ボル
トの初期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジ
スタであることを特徴とする請求項第13項に記載され
た電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置
。 (I5)前記読出し電圧は接地電圧であり、前記導通電
圧は、電源電圧であり、前記消去電圧は約18ボルトで
あることを特徴とする請求項第14項に記載された電気
的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (16)列配列された複数のビットライン BL_1〜BL_lと、 各々が各ドレイン・ソース通路を直列に接続するストリ
ング選択トランジスタと複数のフローティングゲートト
ランジスタと接地選択トランジスタとを持ち、行と列と
に配列された複数のメモリストリングMS_1_1〜M
S_m_lと、同一列にある各メモリストリング内のス
トリング選択トランジスタのドレインと接地選択トラン
ジスタのソースとが各々対応する列のビットラインと接
地との間に接続され、同一行にある各メモリストリング
内のストリング選択トランジスタのゲートとフローティ
ングゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択トラ
ンジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインとワー
ドラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセルア
レイ10と、 各行のメモリストリングからの前記ストリング選択ライ
ンとワードラインと接地選択ラインとに接続されて、プ
ログラム動作中に入力アドレスにより特定された一つの
行にあるメモリストリングに接続された一つの選択され
たワードラインに接地電圧を印加し、前記選択されたワ
ードラインと特定されたメモリストリングのストリング
選択ラインとの間の非選択のワードラインと前記ストリ
ング選択ラインとにバス電圧を印加する行選択手段60
と、 前記各ビットラインとデータライン57との間に接続さ
れて、プログラム動作中に前記入力アドレスにより選択
された一つのビットラインを前記データラインに電気的
に連結する列選択回路70と、 各ビットラインに接続されて、プログラム動作中にプリ
チャージ信号に応答して各ビットラインを消去防止電圧
で充電するためのプリチャージ回路50と、 前記データラインに接続されて、プログラム動作中に入
力データに応答して前記選択されたビットラインにプロ
グラム電圧又は消去防止電圧を提供するプログラム制御
回路90とを備えることを特徴とする電気的に消去及び
プログラム可能な半導体メモリ装置。 (17)プログラム動作中に、前記選択されたワードラ
インと特定されたメモリストリングの接地選択ラインと
の間の非選択のワードラインに所定電圧を印加し、前記
接地選択ラインに接地電圧を印加することを特徴とする
請求項第16項に記載の電気的に消去及びプログラム可
能な半導体メモリ装置。 (18)前記プログラム制御回路90は、 入力データとプリチャージ信号とに応答して、第1論理
信号と第2論理信号とを提供するゲート94と、 前記データライン57とプログラム電圧V_p_■_m
との間にドレイン・ソース通路が接続された第1トラン
ジスタ91と、 前記データライン57と消去防止電圧V_a_lとの間
にドレイン・ソース通路が接続された第2トランジスタ
92と、 前記ゲート94と前記第1トランジスタ91のゲートと
の間に接続されて、前記第1論理信号に応答して前記第
1トランジスタ91を導通する高電圧スイッチ回路11
0と、 前記ゲート94と前記第2トランジスタの ゲートとの間に接続されて、前記第2論理信号とプリチ
ャージ信号に応答して前記第2トランジスタを導通する
ANDゲート100とを備えることを特徴とする請求項
第17項に記載の電気的に消去及びプログラム可能な半
導体メモリ装置。 (19)メモリセルアレイ10内にある前記各フローテ
ィングゲートトランジスタは、ほぼ−1から−5ボルト
の初期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジス
タであることを特徴とする請求項第18項に記載の電気
的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (20)前記バス電圧は約13ボルトであり、前記所定
電圧は5ボルトの電源電圧であり、前記プログラム電圧
は約18ボルトであり、前記消去防止電圧は約4ボルト
であることを特徴とする請求項第19項に記載の電気的
に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置。 (21)列記列された複数のビットライン BL_1〜BL_lと、各々が各ドレイン・ソース通路
を直列に接続するストリング選択トランジスタと複数の
フローティングゲートトランジスタと接地選択トランジ
スタとを持ち、行と列とに配列された複数のメモリスト
リングMS_1_1〜MS_m_lと、同一列の各メモ
リストリング内のストリング選択トランジスタのドレイ
ンと接地選択トランジスタのソースとが各々対応する列
のビットラインと接地との間に接続され、同一行の各メ
モリストリング内のストリング選択トランジスタのゲー
トとフローティングゲートトランジスタの各制御ゲート
と接地選択トランジスタのゲートとが各々ストリング選
択ラインとワードラインと接地選択ラインとに接続され
たメモリセルアレイ10とを備える電気的に消去及びプ
ログラム可能な半導体メモリ装置で、 一つの行にある選択されたメモリストリングに接続され
た複数のワードライン中の、一つの選択されたワードラ
インに接続されたフローティングゲートトランジスタを
消去する方法であって、前記ビットラインの全てを接地
し、 前記選択されたワードラインに消去電圧を印加し、 前記選択されたメモリストリングと接続された非選択の
ワードラインとストリング選択ラインとに、これらと接
続されたトランジスタを導通するための導通電圧を印加
し、 前記選択されたメモリストリングと接続された接地選択
ラインを接地することを特徴とする電気的に消去及びプ
ログラム可能な半導体メモリ装置における消去方法。 (22)前記メモリセルアレイ10内の前記各フローテ
ィングゲートトランジスタは、−1から−5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
あることを特徴とする請求項第21項に記載の電気的に
消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置における消
去方法。 (23)前記消去電圧は約18ボルトであり、前記導通
電圧は5ボルトの電源電圧であることを特徴とする請求
項第22項に記載の電気的に消去及びプログラム可能な
半導体メモリ装置における消去方法。 (24)配列された複数のビットラインBL_1〜BL
_lと、各々が各ドレイン・ソース通路を直列に接続す
るストリング選択トランジスタと複数のフローティング
ゲートトランジスタと接地選択トランジスタを持ち、行
と列とに配列された複数のメモリストリングMS_1_
1〜MS_m_lと、同一列の各メモリストリング内の
ストリング選択トランジスタのドレインと接地選択トラ
ンジスタのソースとが各々対応する列のビットラインと
接地との間に接続され、同一行の各メモリストリング内
のストリング選択トランジスタのゲートとフローティン
グゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択トラン
ジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインとワード
ラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセルアレ
イ10とを備える電気的に消去及びプログラム可能な半
導体メモリ装置で、 一つの行にある選択されたメモリストリングに接続され
た複数のワードライン中の、一つの選択されたワードラ
インと接続されたフローティングゲートトランジスタを
消去する方法であって、前記選択されたワードラインと
接続された各フローティングゲートトランジスタのプロ
グラム又は消去の状態を判別し、 該判別により感知された各ビットラインの電圧状態に対
応して、プログラムされたフローティングゲートトラン
ジスタと連結されたビットラインを第1電圧でラッチし
、消去されたフローティングゲートトランジスタと連結
されたビットラインを消去防止電圧でラッチし、 前記選択されたワードラインと接続された フローティングゲートトランジスタを消去することを特
徴とする電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモ
リ装置における消去方法。 (25)前記メモリセルアレイ10内の前記各フローテ
ィングゲートトランジスタは、−1から−5ボルトの初
期しきい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタで
あることを特徴とする請求項第24項に記載の電気的に
消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置における消
去方法。 (26)前記判別工程は、前記ビットライン全てを消去
防止電圧で充電する工程と、前記選択されたワードライ
ンに接地電圧の読出し電圧を印加する工程と、前記選択
されたメモリストリングと接続されたストリング及び接
地選択ラインと非選択のワードラインとに、これらと接
続されたトランジスタを導通するために導通電圧を印加
する工程とを備え、 前記消去工程は、前記選択されたワードラインに消去電
圧を印加する工程と、前記接地選択ラインに接地電圧を
印加する工程とを備えることを特徴とする請求項第25
項に記載の電気的に消去及びプログラム可能な半導体メ
モリ装置における消去方法。 (27)前記消去防止電圧は約4ボルトであり、導通電
圧は5ボルトの電源電圧であり、前記消去電圧は約18
ボルトであることを特徴とする請求項第26項に記載の
電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装置に
おける消去方法。 (28)配列された複数のビットラインBL_1〜BL
_lと、各々が各ドレイン・ソース通路を直列に接続す
るストリング選択トランジスタと複数のフローティング
ゲートトランジスタと接地選択トランジスタを持ち、行
と列とに配列された複数のメモリストリングMS_1_
1〜MS_m_lと、同一列の各メモリストリング内の
ストリング選択トランジスタのドレインと接地選択トラ
ンジスタのソースとが各々対応する列のビットラインと
接地との間に接続され、同一行の各メモリストリング内
のストリング選択トランジスタのゲートとフローティン
グゲートトランジスタの各制御ゲートと接地選択トラン
ジスタのゲートとが各々ストリング選択ラインとワード
ラインと接地選択ラインとに接続されたメモリセルアレ
イ10とを備える電気的に消去及びプログラム可能な半
導体メモリ装置で、 一つの行にある選択されたメモリストリングに接続され
た複数のワードライン中の、一つの選択されたワードラ
インと接続されたフローティングゲートトランジスタを
プログラムする方法であって、 前記ビットラインを消去防止電圧で充電し、前記選択フ
ローティングゲートトランジスタをプログラムすること
を特徴とする電気的に消去及びプログラム可能な半導体
メモリ装置におけるプログラム方法。 (29)前記プログラムする工程は、 前記選択されたワードラインを接地する工程と、 前記選択されたメモリストリングのストリング選択ライ
ンと前記選択されたワードラインとの間の非選択のワー
ドラインにバス電圧を印加する工程と、 前記選択されたワードラインと前記選択されたメモリス
トリングの接地・選択ラインとの間にある非選択のワー
ドラインにこれらと接続されたトランジスタを導通する
ために導通電圧を印加する工程と、 前記接地選択ラインを接地する工程とを備えることを特
徴とする請求項第28項に記載電気的に消去及びプログ
ラム可能な半導体メモリ装置におけるプログラム方法。 (30)前記メモリセルアレイ10内の各フローティン
グゲートトランジスタは、−1から−5ボルトの初期し
きい電圧を持つNチャンネルMOSトランジスタである
ことを特徴とする請求項第29項に記載の電気的に消去
及びプログラム可能な半導体メモリ装置におけるプログ
ラム方法。 (31)前記消去防止電圧は約4ボルトであり、前記バ
ス電圧は約15ボルトであり、前記導通電圧は5ボルト
の電源電圧であることを特徴とする請求項第30項に記
載の電気的に消去及びプログラム可能な半導体メモリ装
置におけるプログラム方法。
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