JPH0294097A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JPH0294097A
JPH0294097A JP63246025A JP24602588A JPH0294097A JP H0294097 A JPH0294097 A JP H0294097A JP 63246025 A JP63246025 A JP 63246025A JP 24602588 A JP24602588 A JP 24602588A JP H0294097 A JPH0294097 A JP H0294097A
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gate
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Abstract

PURPOSE:To simplify a write operation by providing a MOSFET between a power source terminal and a memory transistor (TR), and impressing a prescribed voltage to the gate of the MOSFET according to write information. CONSTITUTION:A write voltage VPP writes the information to a memory TR MC11. The source of the TR MC11 is connected to a ground potential VSS, and a drain is connected through an N-type MOSFET M11 to the write voltage VPP. According to write information D11, a write control circuit WR11 selectively impresses a constant voltage VR11 to the gate of the MOSFET M11. Here, the constant voltage VR11 is lower than the write voltage VPP. Therefore, it is unnecessary to increase the load resistance of the MOSFET M11, even when the characteristic of the TR MC11 in an unwritten condition is changed, the drain voltage at the time of writing is not changed. Consequently, timing regulation is made unnecessary, the circuit is simplified, and the write operation is simplified.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は不揮発性半導体記憶装置に関し、特に電気的に
情報の書込みが可能な不揮発性半導体記憶素子とその誉
込み回路とを有する不揮発性半導体記憶装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and particularly to a non-volatile semiconductor device having a non-volatile semiconductor memory element in which information can be electrically written and a write circuit therefor. Regarding storage devices.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、電気的に情報の書込みが可能な不揮発性半導体記
憶素子としては、浮遊ゲートと制御ゲートの2層ゲート
構造を有するMO8型電界効果トランジスタ(以下メモ
リトランジスタという)がある。第7図(a)はこのメ
モリトランジスタの断面図、第7図(b)はそのシンボ
ル図、第7図(C)はその特性図である。このメモリト
ランジスタはP型基板71上にN型の拡散層により構成
されたンース72とドレイン73とが設けられ、さらに
P型基板71の上に絶縁層により外部から電気的に絶縁
された浮遊ゲート74とこのメモリトランジスタをスイ
ッチングするだめの制御ゲート75とが設けられている
。このメモリトランジスタは浮遊ゲート74が電気的に
中性状態のときは非書込み状態と云われ、第7図(C)
の実勝76のように低い制御ゲート電圧■o1例えば2
■で導通状態になるが、制御ゲート75とドレイン73
とに高電圧、例えば12.5Vを印加すると、浮遊ゲー
ト74に電子が注入され、制御ゲート75から見たメモ
リトランジスタのしきい値電圧は高くなシ、畳込み状態
と云われて、実線77のように高い制御ゲートUt圧V
G s例えば7■を印加しなければ導通状態にならない
。このしきい値電圧の変化を利用して情報を記憶するこ
とができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a nonvolatile semiconductor memory element in which information can be electrically written, there is an MO8 field effect transistor (hereinafter referred to as a memory transistor) having a two-layer gate structure of a floating gate and a control gate. FIG. 7(a) is a sectional view of this memory transistor, FIG. 7(b) is its symbol diagram, and FIG. 7(C) is its characteristic diagram. This memory transistor has a source 72 and a drain 73 formed by an N-type diffusion layer on a P-type substrate 71, and a floating gate electrically insulated from the outside by an insulating layer on the P-type substrate 71. 74 and a control gate 75 for switching this memory transistor. This memory transistor is said to be in a non-programmed state when the floating gate 74 is in an electrically neutral state, as shown in FIG. 7(C).
Low control gate voltage ■o1 for example 2
The control gate 75 and the drain 73 become conductive at (3).
When a high voltage, for example 12.5 V, is applied to the floating gate 74, electrons are injected into the floating gate 74, and the threshold voltage of the memory transistor seen from the control gate 75 is not high. Control gate pressure Ut as high as V
If Gs, for example, 7■ is not applied, it will not become conductive. Information can be stored using this change in threshold voltage.

第5図は第7図のメモリトランジスタの従来の書込み回
路を示す回路図である。メモリトランジスタMC,、の
ノースは接地電位■55に、ドレインはN型電界効果ト
ランジスタ(以下MO8FET という)M3.を介し
て書込み電圧VFPに接続される。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional write circuit for the memory transistor shown in FIG. The north of the memory transistor MC, , is connected to the ground potential 55, and the drain is connected to an N-type field effect transistor (hereinafter referred to as MO8FET) M3. It is connected to the write voltage VFP via.

N型デイプレ2737MO8FETMs1とN型MO8
FET  M52とによシインバータ回路INVszを
構し、入力端子には書込みデータD51が接接され、出
力(D 5l)ppはN型MOS F E T Mss
のゲートに接続される。情報の1込みを行なうときは、
誉込みデータI)stをロウレベルにするとインバータ
回路INVs1の出力(D51)PP、すなわちN型M
O8FETM53のゲートには書込み電圧vppが印加
され、N型MOS F E T Mssは導通状態にな
る。このときメモリトランジスタMC51のゲートX5
1にも高電圧が印加されているので、メモリトランジス
タM Cssのゲートとドレインとに高′眠圧が印加さ
れて、浮遊ゲートに電子が注入されることで情報の曹込
みが行なわれる。
N-type daypre 2737MO8FETMs1 and N-type MO8
An inverter circuit INVsz is constructed with FET M52, the write data D51 is connected to the input terminal, and the output (D5l)pp is an N-type MOS FET Mss.
connected to the gate. When performing 1-inclusion of information,
When the complimentary data I)st is set to low level, the output (D51) PP of the inverter circuit INVs1, that is, the N type M
A write voltage vpp is applied to the gate of the O8FETM53, and the N-type MOS FET Mss becomes conductive. At this time, the gate X5 of the memory transistor MC51
Since a high voltage is also applied to the memory transistor MCss, a high voltage is applied to the gate and drain of the memory transistor MCss, and information is stored by injecting electrons into the floating gate.

次に、このメモリトランジスタの誉込み特性について説
明する。
Next, a description will be given of the integration characteristics of this memory transistor.

第6図(a)は第5図に示したメモリトランジスタMC
5,の書込み時における電圧−を流特性図で、第5図の
メモリトランジスタMC51のドレインa5の電圧■a
5を横軸に、メモリトランジスタMC51に流れる電流
■5  を縦軸にしている。ここでN型MOS F E
 T Mssの負荷特性を実線60aのように設定する
と、N型MOS F E T MssのゲートにはVP
Pが印加されているので、メモリトランジスタMC51
に電流が流れていないとき(Is=O)  には、メモ
リトランジスタMC51のドレインa5の電圧Vas(
Is=O)はN型MO8FETMssのバックバイアス
特性を考慮したしきい値電圧をVTN53とすると次式
(1)で示される。
FIG. 6(a) shows the memory transistor MC shown in FIG.
5, the voltage at the drain a5 of the memory transistor MC51 in FIG.
5 is plotted on the horizontal axis, and current 5 flowing through the memory transistor MC51 is plotted on the vertical axis. Here, N type MOS F E
When the load characteristics of T Mss are set as shown by the solid line 60a, VP is applied to the gate of N-type MOS FET Mss.
Since P is applied, the memory transistor MC51
When no current flows through (Is=O), the voltage Vas(
Is=O) is expressed by the following equation (1), where VTN53 is the threshold voltage in consideration of the back bias characteristics of the N-type MO8FETMss.

Vas (I s=0 )=Vpp−VTN53   
   − =ll)メモリトランジスタMC51の非書
込み状態での電圧−電流特性を実線61aとすると、メ
モリトランジスタMCsl に舊込みを行なう場合の初
期状態でのメモリトランジスタMC51のドレインの電
圧VaSは、実線60aと実線61aとの交点で示され
る電圧VW61aで、このときメモリトランジスタMC
5tKは電流I W61aが流れ、浮遊ゲートに電子が
注入される。メモリトランジスタMCslが書込み状態
になると、その電圧−電流特性は点線63a K変化し
、メモリトランジスタMC5zのドレインの電圧もvw
 63aに変化する。しかし実際の不揮発性半得体記憶
装置では、メモリトランジスタをマトリックス状に配置
されたメモリトランジスタのドレインを接続した複数の
列線の中からそれぞれ一つの行線と列線とを選択するこ
とで、その交点に配置されたメモリトランジスタを選択
して書込みを行なうので、第5図で示したメモリトラン
ジスタMC+、lのドレインa5 には同図には図示さ
れていない非選択の複数のメモリトランジスタのドレイ
ンが接続され、これら非選択の複数のメモリトランジス
タのゲートはVSSと同レベルである。ここでメモリト
ランジスタMC5x のドレインa5  に接続されて
いる非選択の値数のメモリトランジスタの中VC書込み
状態のメモリトランジスタがあるときは、その書込み状
態のメモリトランジスタの浮遊ゲートは負電位に帯電し
ておシ、ドレインに高電圧が印加されるとドレイン端の
空乏層に高電界が生起してアバランシェブレイクダウン
が発生する。このときのドレイン電圧VBDが第6図(
a)の電圧vPPVTN53よシも低く、且つ7w63
aよシも低いときには、このアバランシェブレイクダウ
ンによって生じた正孔が書込み状態のメモリトランジス
タの浮遊ゲートに注入され、浮遊ゲー)K既に注入され
た電子を中和し、書込み状態のメモリトランジスタのし
きい値電圧を低下するといった不都合があるため、一般
には第6図(b)に示すようにN型MO8FETM53
の負荷特性を実線60bのように設定し、書込み状態の
メモI) )う/ジスタの電圧−電流特性63bと負荷
特性60bとの交点がVEDよりも高電圧にならないよ
うにしている。
Vas (Is=0)=Vpp-VTN53
- =ll) If the voltage-current characteristic of the memory transistor MC51 in the non-writing state is represented by the solid line 61a, then the voltage VaS at the drain of the memory transistor MC51 in the initial state when the memory transistor MCsl is programmed is represented by the solid line 60a. At the voltage VW61a indicated by the intersection with the solid line 61a, at this time, the memory transistor MC
At 5tK, current IW61a flows and electrons are injected into the floating gate. When the memory transistor MCsl enters the write state, its voltage-current characteristic changes as shown by the dotted line 63a K, and the voltage at the drain of the memory transistor MC5z also changes to vw.
63a. However, in actual non-volatile semiconductor memory devices, memory transistors are arranged in a matrix and one row line and one column line are selected from among a plurality of column lines connecting the drains of the memory transistors. Since the memory transistors arranged at the intersections are selected for writing, the drains a5 of the memory transistors MC+ and l shown in FIG. The gates of these unselected memory transistors are at the same level as VSS. Here, when there is a memory transistor in the VC write state among the unselected number of memory transistors connected to the drain a5 of the memory transistor MC5x, the floating gate of the memory transistor in the write state is charged to a negative potential. However, when a high voltage is applied to the drain, a high electric field is generated in the depletion layer at the end of the drain, causing avalanche breakdown. The drain voltage VBD at this time is shown in Figure 6 (
The voltage of a) is lower than vPPVTN53, and 7w63
When a is also low, holes generated by this avalanche breakdown are injected into the floating gate of the memory transistor in the write state, neutralizing the electrons already injected into the floating gate, and increasing the gate of the memory transistor in the write state. Because of the inconvenience of lowering the threshold voltage, N-type MO8FETM53 is generally used as shown in Figure 6(b).
The load characteristic is set as shown by the solid line 60b, so that the intersection point of the voltage-current characteristic 63b of the write state and the load characteristic 60b does not become higher than VED.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の書込み回路はアバランシェブレイクダウ
ンの発生を防ぐため、第5図に示したN型MO8FET
M53の負荷抵抗を大きく設定するので、第6図(b)
K示すように非書込み状態のメモリトランジスタの電流
−電圧特性が製造段階のばらつきによって実線62bの
ように変化した場合は、このメモリトランジスタに情報
の書込みを行なおうとしたときに、ドレインには電圧V
wszbといった低い電圧しか印加されないので、書込
みスピードが悪化したシ、最悪の場合は書込みが不可能
となる。また、N型MOS F E T Mssの負荷
抵抗を太きく設定したとしても(Vpp  VTNS3
) >VBDであるため、必ず選択したメモリトランジ
スタのゲートを高電圧にした後に、ドレインに電圧を印
加するといったタイミング調整を必要とし、回路が複雑
になるといった欠点がある。
In order to prevent the occurrence of avalanche breakdown, the conventional write circuit described above uses an N-type MO8FET as shown in FIG.
Since the load resistance of M53 is set large, Fig. 6(b)
If the current-voltage characteristics of a memory transistor in a non-written state change as shown by the solid line 62b due to variations in the manufacturing stage, as shown in K, when attempting to write information to this memory transistor, the voltage will be applied to the drain. V
Since only a low voltage such as wszb is applied, the writing speed deteriorates, and in the worst case, writing becomes impossible. Also, even if the load resistance of N-type MOS FET Mss is set thick (Vpp VTNS3
)>VBD, it is necessary to make timing adjustments such as applying a voltage to the drain after the gate of the selected memory transistor is set to a high voltage, which has the drawback of complicating the circuit.

本発明の目的は書込み電圧よりも低い定電圧を発生する
定電圧発生回路を設け、この定電圧発生回路の出力電圧
により書込み時におけるメモリトランジスタのドレイン
電圧を設定することによシ、書込み動作時に非選択の書
込み状態のメモリトランジスタのアバランシェブレーク
ダウンを防いで、なお書込みスピードの悪化がなく、書
込み時のタイミング調整も不要な不揮発性半導体記憶装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a constant voltage generating circuit that generates a constant voltage lower than the write voltage, and to set the drain voltage of the memory transistor during writing using the output voltage of this constant voltage generating circuit. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device that prevents avalanche breakdown of a memory transistor in an unselected write state, does not cause deterioration in write speed, and does not require timing adjustment during write.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の不揮発性半導体記憶装置は、電気的に情報の書
込みが可能な不揮発生半導体記憶素子を電圧が供給され
る電源端子と前記不揮発性半導体効果トランジスタと、
前記電源端子に供給される電圧よりも低い定電圧を発生
する定電圧発生回路と、書込み情報に応じて前記定電圧
発生回路の出力電圧を選択的に前記MO8型電界効果ト
ランジスタのゲー)K印加する簀込み制御回路とを有す
ることによ多構成される。
A nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a power supply terminal to which a voltage is supplied, a nonvolatile semiconductor memory element in which information can be written electrically, and the nonvolatile semiconductor effect transistor.
A constant voltage generation circuit that generates a constant voltage lower than the voltage supplied to the power supply terminal; and a voltage applied to the MO8 field effect transistor by selectively applying the output voltage of the constant voltage generation circuit according to write information. It is constructed by having a containment control circuit for controlling the control circuit.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention.

メモリド2ンジスタMCII  のソースは接地電位V
SSに、ドレインはN型MOS F E T Mltを
介して書込み電圧VPPに接続される。定電圧発生回路
VCONIIは書込み電圧VPPよシも低い定電圧VR
IIを発生し、書込み制御回路WR11は書込み情報D
llにより、N型MOS F E T Muのゲートに
定電圧VRII  を選択的に印加する。
The source of memory transistor MCII is at ground potential V
The drain of SS is connected to the write voltage VPP via an N-type MOS FET Mlt. The constant voltage generation circuit VCONII generates a constant voltage VR that is lower than the write voltage VPP.
II, and the write control circuit WR11 generates the write information D.
11, a constant voltage VRII is selectively applied to the gate of the N-type MOS FET Mu.

次に本発明の書込み回路の誓込み特性を説明する。第2
図は第1図に示したメモリトランジスタMCII の書
込み時における電圧−電流特性図で、=9= 第1図のメモリトランジスタMCIIのドレインalの
電圧■alを横軸に、メモリトランジスタMCI。
Next, the write characteristics of the write circuit of the present invention will be explained. Second
The figure is a voltage-current characteristic diagram during writing of the memory transistor MCII shown in FIG. 1, where =9=voltage (al) of the drain al of the memory transistor MCII shown in FIG. 1 is plotted on the horizontal axis;

に流れる電流11を縦軸にしている。ここでN型MO8
FETMIIの負荷特性を実線20のように設定すると
、N型介JOS F E T Muのゲートには定電圧
VRIIが印加され、るので、メモリトランジスタMC
,。
The vertical axis represents the current 11 flowing in the graph. Here N type MO8
When the load characteristics of FETMII are set as shown by the solid line 20, a constant voltage VRII is applied to the gate of the N-type transistor MC.
,.

K電流が流れていないとき(11=O)に、メモIJ 
)ランジスタMC11のドレインatの電圧Va x 
(I 1=O)はN型MOS F ET Ml+のバッ
クバイアス特性考慮したしきい値電圧をVTNIIとす
ると次式(2)で示される。
When the K current is not flowing (11=O), the memo IJ
) Voltage Va x at drain at of transistor MC11
(I 1 = O) is expressed by the following equation (2), where VTNII is the threshold voltage in consideration of the back bias characteristics of the N-type MOS FET Ml+.

Vat(11=O)=Vgu  VTNII     
   −−(2)メモリトランジスタMCuの非書込み
状態での電圧−電流特性を実線21とすると、メモリト
ランジスタMe、、  に書込みを行なう場合の初期状
態でのメモリトランジスタMC、、のドレインの電圧V
alは実線20と実線21の交点で示される電圧VW2
1で、このときメモリトランジスタMC1xには電流I
W21が流れて浮遊ゲートに電子が注入される。
Vat(11=O)=Vgu VTNII
--(2) Assuming that the voltage-current characteristic of the memory transistor MCu in the non-writing state is the solid line 21, the voltage V at the drain of the memory transistor MC, , in the initial state when writing to the memory transistor Me, ,
al is the voltage VW2 indicated by the intersection of solid line 20 and solid line 21
1, and at this time, the memory transistor MC1x has a current I
W21 flows and electrons are injected into the floating gate.

−■〇− メモリトランジスタMCII が書込み状態になると、
その電圧−電流特性は点線23に変化し、メモリトラン
ジスタMCuのドレインの電圧もVwzsKi化する。
−■〇− When the memory transistor MCII enters the write state,
The voltage-current characteristic changes to the dotted line 23, and the voltage at the drain of the memory transistor MCu also becomes VwzsKi.

さらに実際の不揮発性半導体記憶装置では、メモリトラ
ンジスタをマトリックス状に配置し、行方向に配置され
たメモリトランジスタの共通のゲート電極として働く複
数の行線と、列方向に配tされたメモリトランジスタの
ドレインを接続した複数の列線との中からそれぞれ一つ
の行線と列線とを選択することで、その交点に配置され
たメモリトランジスタを選択して1込みを行なうので、
第1図で示したメモリトランジスタMC。
Furthermore, in an actual nonvolatile semiconductor memory device, memory transistors are arranged in a matrix, with a plurality of row lines serving as common gate electrodes for the memory transistors arranged in the row direction, and a plurality of row lines serving as common gate electrodes for the memory transistors arranged in the column direction. By selecting one row line and one column line from among the plurality of column lines whose drains are connected, the memory transistor arranged at the intersection is selected and the 1-in operation is performed.
Memory transistor MC shown in FIG.

のドレインa1には同図には図示されていない非選択の
複数のメモリトランジスタのドレインが接続され、これ
ら非選択の複数のメモリトランジスタのゲートのレベル
はVSSとなっている。ここでメモリトランジスタMC
o  のドレインa1に接続されている非選択の複数の
メモリトランジスタの中に書込み状態のメモリトランジ
スタが存在し、この書込み状態のメモリトランジスタの
ドレインに高電圧が印加されることによシアバランシェ
フレイクダウンが発生する電圧をVBDとすると(VR
IIVTNII ) <VBDを満足するよう定電圧発
生回路VCONIIの出力電圧VRIIを設定すればア
バランシェブレイクダウンは発生しない。
The drains of a plurality of unselected memory transistors (not shown in the figure) are connected to the drain a1 of , and the level of the gates of these plurality of unselected memory transistors is set to VSS. Here memory transistor MC
Among the unselected memory transistors connected to the drain a1 of o, there is a memory transistor in a written state, and a high voltage is applied to the drain of this memory transistor in a written state, resulting in shear balanche breakdown. Let VBD be the voltage generated by (VR
If the output voltage VRII of the constant voltage generation circuit VCONII is set to satisfy <VBD, avalanche breakdown will not occur.

第3図は第1図の実施例を詳細に示した回路図でおる。FIG. 3 is a circuit diagram showing the embodiment of FIG. 1 in detail.

複数のメモリトランジスタMCa□1 、 MC31□
〜MC:mn  がマトリックス状に配置され、行方向
に配置されたメモリトランジスタの共通のゲート電極と
して働く複数の行線x3□、X32〜Xsm  と、列
方向に配置されたメモリトランジスタのドレインを接続
した複数の列線D31.D32〜D3nとを有し、行線
は行デコーダXD3からの行選択信号によってメモリト
ランジスタをスイッチング制御し、列線は列デコーダY
D3からの列選択信号5Y32〜5Yinによってスイ
ッチング制御される列選択N型MO8F E T  M
Yst 、 MY3z〜MY3nによって選択され、列
選択N型MOS F ET MYal、MYsz〜MY
3nのドレインは共通接続されてセンスアンプ回路SA
3に接続され、またN型MOS F E T Mssを
介して書込み電圧Vppに接続される。さらにP型MO
S F ET Mst 。
Multiple memory transistors MCa□1, MC31□
~MC:mn are arranged in a matrix, and connect the drains of the memory transistors arranged in the column direction to a plurality of row lines x3□, X32~Xsm, which serve as common gate electrodes of the memory transistors arranged in the row direction. A plurality of column lines D31. D32 to D3n, the row line controls the switching of the memory transistor by the row selection signal from the row decoder XD3, and the column line controls the switching of the memory transistor by the row selection signal from the row decoder
Column selection N-type MO8FETM whose switching is controlled by column selection signals 5Y32 to 5Yin from D3
Yst, selected by MY3z~MY3n, column selection N-type MOS FET MYal, MYsz~MY
The drains of 3n are commonly connected to the sense amplifier circuit SA.
3, and is also connected to the write voltage Vpp via the N-type MOS FET Mss. Furthermore, P-type MO
SF ET Mst.

Mn2が直列に接続され、P型MOS F E T M
slのソースを書込み電圧VPPに、P型MOS F 
E T Mn2のドレインおよびゲートを電源電圧VC
Cに接続して定電圧発生回路VCON31を構成し、P
型MO8FETM33とN型MOS F ET MB2
とでインバータ回路としだ書込み制御回路WR31を構
成し、P型MO8FETM33のソースには定電圧発生
回路VCON31の出力電圧VR31を接続し、書込み
制御回路W’R31の入力には書込み情報D31が、出
力にはN型MOS F E T M2Sのゲートが接続
される。
Mn2 are connected in series, P type MOS FET M
The source of sl is set to the write voltage VPP, and the P-type MOS F
E T The drain and gate of Mn2 are connected to the power supply voltage VC.
Connect to C to configure a constant voltage generation circuit VCON31, and connect to P
Type MO8FETM33 and N type MOS FET MB2
The output voltage VR31 of the constant voltage generation circuit VCON31 is connected to the source of the P-type MO8FETM33, and the write information D31 is output to the input of the write control circuit W'R31. The gate of the N-type MOS FET M2S is connected to.

ここで例えばメモリトランジスタMC311に書込みを
行なう場合は、行デコーダXD3VCよl)行mXa□
を選択し、列デコーダYD 3によって列選択N型MO
S F E T MY31 を選択することで行線x3
1と列線D31との交点に配置されたメモリトランジス
タMC311が選択される。次に書込み情報D31をロ
ウレベルとすることで、N型MOS F E T M2
SのゲートにはP型M、OS F ET MB2を介し
て定電圧発生回路VCON31の出力電圧VR31が印
加され、N型MO8−13= FETM、、が導通状態となることで、メモリトランジ
スタMC311のゲートとドレインとに高電圧が印加さ
れて書込みが行なわれる。ここで定電圧発生回路VCO
N31の出力電圧VR31はP型MOS F E T 
Mst 。
For example, when writing to the memory transistor MC311, the row decoder
and column selection N type MO by column decoder YD3.
By selecting S F E T MY31, the row line x3
1 and the column line D31 is selected. Next, by setting the write information D31 to low level, the N-type MOS FET M2
The output voltage VR31 of the constant voltage generation circuit VCON31 is applied to the gate of the memory transistor MC31 through the P-type M and OS FET MB2, and the N-type MO8-13=FETM becomes conductive. Writing is performed by applying a high voltage to the gate and drain. Here, constant voltage generation circuit VCO
The output voltage VR31 of N31 is P type MOS FET
Mst.

Ml、のしきい値電圧をそれぞれVTP31 r VT
P32とすると、公知のようにゲート長およびゲート幅
を変えることによシ次式(3)の電圧範囲に設定が可能
である。
The threshold voltage of Ml, respectively, is VTP31 r VT
Assuming P32, it is possible to set the voltage range to the following equation (3) by changing the gate length and gate width as is well known.

(VPP−l VTP311 ) > VR31> (
VCC+IVTP321 ) −−(3)そこで、列選
択N型MO3FETMY31のゲートに書込み電圧Vp
pが印加され、列線D3□が選択されて列線D31に電
流が流れないときの列線D31の電圧VDst(Ins
t=O) ハ、N m MOS F ET Mss t
D ハyクバイアス特性を考慮したしきい値電圧をVT
N35とすると、次式(4)の電圧範囲となる。
(VPP-l VTP311) >VR31> (
VCC+IVTP321) --(3) Then, write voltage Vp is applied to the gate of column selection N-type MO3FET MY31.
The voltage VDst(Ins
t=O) Ha, N m MOS FET Mss t
D The threshold voltage considering the Hyck bias characteristics is VT
When N35 is used, the voltage range is expressed by the following equation (4).

(Vpp−IVTP311−VTN35)>VD31(
ID31=O)>(V cc +IVTP l−VTN
35 )            −−(4)ここでV
pp = 12 V 、 VCC= 5 V 、 VT
P31 =VTp32=−I V 、 VTN35 =
IVとすると、Vn:++、(Inxx=0)の電圧範
囲は次式(5)となる。
(Vpp-IVTP311-VTN35)>VD31(
ID31=O)>(V cc +IVTP l-VTN
35) --(4) where V
pp=12V, VCC=5V, VT
P31 = VTp32 = -I V , VTN35 =
When IV is assumed, the voltage range of Vn:++, (Inxx=0) is expressed by the following equation (5).

10V>MC3t (ID31=0 ) > 5 V 
     =−(5)すなりち、第2図で示しft−V
RII VTNIIはiovから5■の範囲の任意の電
圧に設定できるので、書込み状態のメモリトランジスタ
のドレイン1ζ高電圧が印加され、アバランシェブレイ
クダウンが発生する電圧VBDよシもMC3t (I 
D31 =O) ’t: 低く 設定することができる
。そのため、アバランシェブレイクダウンが発生しない
ように、N型MO8FETM35および列選択N型MO
S F E T MY31 ’+ MY32〜MYsn
 の負荷抵抗を大きく設定する必要がないので、例えば
第2図で非書込み状態のメモリトランジスタの電圧−電
流特性が実線21がら実線22に変化した場合でも、書
込み動作時の初期状態のメモリトランジスタのドレイン
電圧はVW22へと、少ない変化ですむので書込みスピ
ードの悪化は少ない。
10V>MC3t (ID31=0)>5V
=-(5) ft-V shown in Figure 2
Since RII VTNII can be set to any voltage in the range from iov to 5■, a high voltage is applied to the drain 1ζ of the memory transistor in the write state, and the voltage VBD at which avalanche breakdown occurs is also MC3t (I
D31 = O) 't: Can be set low. Therefore, to prevent avalanche breakdown from occurring, N-type MO8FETM35 and column selection N-type MO
S F E T MY31'+ MY32~MYsn
Since there is no need to set the load resistance large, for example, even if the voltage-current characteristic of the memory transistor in the non-writing state changes from the solid line 21 to the solid line 22 in FIG. Since the drain voltage changes to VW22 with a small change, there is little deterioration in writing speed.

第4図は本発明の別の実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.

これはtビット構成の不揮発性半導体記憶装置を実現す
るために、マトリックス配置したメモリトランジスタを
t個のブロックMk<1. MA42〜MA4tに分割
し、それぞれのブロックに列選択N型MO8FET M
Y411 、MY412〜MY4Inと、センスアンプ
回路5A41 、5A42〜5A4tと、書込み電圧V
PPと列選択N型MO8FETのドレインとの間に設け
られるN型MOS F E T M41 、 M42〜
M41と、書込み制御回路WR4丁〜w R4tとを設
けである。さらに定電圧発生回路VCON41が一つ設
けられて、その出力電圧VR41をそれぞれの書込み制
御回路wR41,wR42〜WR4tに接続することで
、第1図および第3図で示した実施例と同じ効果が得ら
れる。また、定電圧発生回路は1つ設ければ良いので、
半導体基板上で回路を実現する場合に、定電圧発生回路
を設けることによるスペースの増加を抑えることができ
る。
In order to realize a nonvolatile semiconductor memory device with a t-bit configuration, memory transistors arranged in a matrix are arranged in t blocks Mk<1. Divided into MA42 to MA4t, column selection N type MO8FET M in each block.
Y411, MY412 to MY4In, sense amplifier circuits 5A41, 5A42 to 5A4t, and write voltage V
N-type MOS FET provided between PP and the drain of column selection N-type MO8FET M41, M42~
M41 and write control circuits WR4 to WR4t are provided. Furthermore, by providing one constant voltage generating circuit VCON41 and connecting its output voltage VR41 to each write control circuit wR41, wR42 to WR4t, the same effect as the embodiment shown in FIGS. 1 and 3 can be obtained. can get. Also, since it is only necessary to provide one constant voltage generation circuit,
When realizing a circuit on a semiconductor substrate, an increase in space due to providing a constant voltage generating circuit can be suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、メモリトランJ3りに情
報を書込むために書込み電圧が供給される電源端子と、
メモリトランジスタとこの電源端子との間に設けられた
MOSFETと、書込み電圧よりも低い定電圧を発生す
る定電圧発生回路と、書込み情報に応じて前記定電圧発
生回路の出力電圧を選択的に前記MO8FETのゲート
に印加する書込み制御回路を設けることにより、書込み
動作時K、非選択の書込み状態のメモリトランジスタの
ドレインに高電圧が印加されても、アバランシェブレイ
クダウンが発生する電圧よ)も、メモリトランジスタの
ドレイン電圧を低く設定できるため、書込み電圧とメモ
リトランジスタとの間に設けられるMOSFETが形成
する負荷抵抗は、それほど大きく設定する必要がなく、
非書込み状態のメモリトランジスタの電圧−電流特性が
製造段階のばらつきによって変化しても、書込み時のド
レイン電圧はあまり変化しないので、書込みスピードの
悪化は少なく、また、書込み時にはメモIJ )ランジ
スタのゲートを高電圧にしてからドレインに高電圧を印
加するといったタイミング調整は不要であシ、回路が簡
素化されるという効果がある。
As explained above, the present invention provides a power supply terminal to which a write voltage is supplied for writing information to the memory transistor J3;
A MOSFET provided between the memory transistor and this power supply terminal, a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage lower than the write voltage, and an output voltage of the constant voltage generation circuit that selectively changes the output voltage of the constant voltage generation circuit according to the write information. By providing a write control circuit that applies to the gate of the MO8FET, even if a high voltage is applied to the drain of a memory transistor in a non-selected write state during a write operation, the memory Since the drain voltage of the transistor can be set low, the load resistance formed by the MOSFET provided between the write voltage and the memory transistor does not need to be set so large.
Even if the voltage-current characteristics of the memory transistor in the non-written state change due to variations in the manufacturing stage, the drain voltage during writing does not change much, so there is little deterioration in writing speed. There is no need for timing adjustment such as applying a high voltage to the drain after applying a high voltage to the drain, which has the effect of simplifying the circuit.

【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ブロック図、第2図は本発
明の書込み特性を示す特性図、第3図は第1図に示した
ブロック図を詳細に示した回路図、第4図は本発明の別
の実施例の回路図、第5図は従来の書込み回路の回路図
、第6図(a)および(b)は共に第5図の書込み回路
の特性図、第7図(a) 、 (b)および(C)はそ
れぞれ不揮発性半導体記憶装置で用いられる2層ゲート
構造を有するMO8型電界効果トランジスタの断面図、
シンボル図および特性図である。 VCONII・VCON31・VCON41’−’ ”
’定電圧発生回路・WRll +WR31+WR41〜
WR4t・・・・・・書込み制御回路、SA3 、5k
41〜5k4t−−−−−−センス77 ノ回路、MC
o+MC311〜MC3Inn・MC5t−・・・・・
メモリトランジスタ。 =18
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing write characteristics of the present invention, FIG. 3 is a circuit diagram showing the block diagram shown in FIG. 1 in detail, and FIG. This figure is a circuit diagram of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional write circuit, FIGS. 6(a) and (b) are both characteristic diagrams of the write circuit of FIG. 5, and FIG. (a), (b) and (C) are respectively cross-sectional views of an MO8 field effect transistor having a two-layer gate structure used in a nonvolatile semiconductor memory device;
They are a symbol diagram and a characteristic diagram. VCONII・VCON31・VCON41'-'
'Constant voltage generation circuit・WRll +WR31+WR41~
WR4t...Write control circuit, SA3, 5k
41~5k4t----Sense 77 circuit, MC
o+MC311~MC3Inn・MC5t-・・・・・・
memory transistor. =18

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電気的に情報の書込みが可能な不揮発性半導体記憶素子
を記憶媒体とする半導体記憶装置において、前記不揮発
性半導体記憶素子に情報の書込みを行なうための電圧が
供給される電源端子と前記不揮発性半導体記憶素子のド
レインとの間に設けられたMOS型電界効果トランジス
タと、前記電源端子に供給される電圧よりも低い定電圧
を発生する定電圧発生回路と、書込み情報に応じて前記
定電圧発生回路の出力電圧を選択的に前記MOS型電界
効果トランジスタのゲートに印加する書込み制御回路と
を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
In a semiconductor memory device using a non-volatile semiconductor memory element as a storage medium in which information can be written electrically, a power supply terminal to which a voltage for writing information to the non-volatile semiconductor memory element is supplied and the non-volatile semiconductor a MOS field effect transistor provided between the drain of the storage element, a constant voltage generation circuit that generates a constant voltage lower than the voltage supplied to the power supply terminal, and the constant voltage generation circuit according to write information. a write control circuit that selectively applies an output voltage of the MOS type field effect transistor to the gate of the MOS field effect transistor.
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