JPH03174000A - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device

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Publication number
JPH03174000A
JPH03174000A JP1310641A JP31064189A JPH03174000A JP H03174000 A JPH03174000 A JP H03174000A JP 1310641 A JP1310641 A JP 1310641A JP 31064189 A JP31064189 A JP 31064189A JP H03174000 A JPH03174000 A JP H03174000A
Authority
JP
Japan
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memory cell
sense amplifier
logic
memory
type sense
Prior art date
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Pending
Application number
JP1310641A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Nakamura
靖宏 中村
Hideo Kasai
秀男 葛西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH03174000A publication Critical patent/JPH03174000A/en
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Abstract

PURPOSE:To shorten operation time by varying the mutual conductance of two elements constituting a memory cell for one bit in an erasing state or varying the channel width and length of FET constituting the two elements in a non-volatile semiconductor memory device using a differential amplification type sense amplifier. CONSTITUTION:In an EPROM accelerating the access speed by using a differential amplification type sense amplifier 5, a memory cell 1 is constituted so that the mutual conductance of one FAMOSQ 1 can be larger than that of another FAMOSQ 2 in the erasing state. Thus, it is enough to process the write of the Q1 only to the information memory of logic 0 and it is not necessary to turn any one of the MOS to a write state without fail in respect to the information memories of logic 1 and 0. Then, the program time of the EPROM is shortened. Namely, memory capacity is made double in respect to the ROM of conventional structure for which it is necessary to make the structure and characteristic of the element same and to write one of the MOS without fail for determining the logic 1 or 0.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気的に書込み可能な不揮発性半導体記憶装置
に関し、例えば相補ビット線の夫々に接続された2個の
電気的に書込み可能な不揮発性記憶素子によって1ビッ
ト分のメモリセルを構成し、読出しデータの論理値を差
動増幅型センスアンプで検出する紫外線消去型のEPR
OM (エレクトリカリ・プログラマブル・リード・オ
ンリ・メモリ)に適用して有効な技術に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrically writable nonvolatile semiconductor memory device, for example, two electrically writable nonvolatile semiconductor memory devices connected to respective complementary bit lines. An ultraviolet erasing type EPR in which a 1-bit memory cell is configured with a digital memory element and a differential amplification type sense amplifier detects the logical value of read data.
This invention relates to technology that is effective when applied to OM (Electrically Programmable Read Only Memory).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

不揮発性半導体記憶装置に対する高速アクセスという観
点から、FAMO3(フローティングゲート・アバラン
シェインジェクション・絶縁ゲート電界効果型トランジ
スタ)のような電気的に書込み可能な2個のランジスタ
を用いた紫外線消去型EPROMが提案されている。こ
のようなEPROMは、例えば電気通信学会SDM89
−16(平成元年3月)第43頁から第45頁の「16
nS  64にビットCMO3EPROMJに記載され
ており、相補ビット線の夫々に接続された2個のFAM
O5によって■ピット分のメモリセルが構成され、読出
しデータの論理値を差動増幅型センスアンプで検出する
ようになっている。このとき各メモリセルに対設された
FAMO3は同一とされ、各メモリセルに記憶されるデ
ータの論理1又は論理Oは何れのFAMO8に対して書
込みが行われているかによって決定される。すなわち、
第3A図に示されるように相補ビット線BLiに結合さ
れるFAMO8Qj tが消去状態にされると共にBU
iに結合されるFAMOSQjbが書込み状態にされて
いるときにその記憶データが論理1であるとすると、論
理Oを記憶するには、第3B図に示されるように、相補
ビット線BLiに結合されるFAMO3Qjtが書込み
状態にされると共にBLiに結合されるFAMO3Qj
 bが消去状態にされる。論理1を記憶したメモリセル
がワード線WLiによって選択されると、第3A図のよ
うに電流工、≠O9電流■2=Oになり、これによって
相補ビット線BLi、BLiに現れる相補レベルが差動
増幅型のセンスアンプ5によって検出されることにより
、当該データの論理値1が判定される。また、論理Oを
記憶したメモリセルがワードaWLiによって選択され
ると、第3B図のように電流11=O,電流I2≠Oに
なり、これによって相補ビット線BLi、BLiに現れ
る相補レベルが差動増幅型のセンスアンプ5によって検
出されることにより、当該データの論理値Oが判定され
る。
From the viewpoint of high-speed access to non-volatile semiconductor memory devices, an ultraviolet erase type EPROM using two electrically writable transistors such as FAMO3 (floating gate avalanche injection insulated gate field effect transistor) has been proposed. ing. Such an EPROM is, for example, manufactured by the Institute of Electrical Communication Engineers SDM89
-16 (March 1989), pages 43 to 45, “16
nS 64 bit CMO3EPROMJ and two FAMs connected to each of the complementary bit lines.
O5 constitutes a memory cell for the pit, and the logical value of read data is detected by a differential amplification type sense amplifier. At this time, the FAMO 3 provided oppositely to each memory cell is the same, and the logic 1 or logic 0 of data stored in each memory cell is determined depending on which FAMO 8 is being written. That is,
As shown in FIG. 3A, FAMO8Qjt coupled to complementary bit line BLi is put into the erased state and BU
Assuming that the stored data is a logic 1 when FAMOS Qjb coupled to i is in the write state, to store a logic O, the FAMOS Qjb coupled to complementary bit line BLi should be FAMO3Qjt is put into write state and FAMO3Qj is coupled to BLi.
b is put into the erased state. When a memory cell storing a logic 1 is selected by the word line WLi, the current becomes ≠O9 current 2=O as shown in FIG. By being detected by the dynamic amplification type sense amplifier 5, the logic value 1 of the data is determined. Furthermore, when a memory cell storing a logic O is selected by the word aWLi, the current 11=O and the current I2≠O as shown in FIG. By being detected by the dynamic amplification type sense amplifier 5, the logical value O of the data is determined.

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

しかしながら従来技術のように1個のメモリセルを構成
するために対設されたFAMO3のような不揮発性記憶
素子がその構造上並びに特性上同一とされ、各メモリセ
ルに記憶されるデータの論理1又は論理Oを決定するた
めには必ず何れか一方のFAMO8に書込みを行わなけ
ればならず、記憶容量が大きい場合にはプログラム動作
に著しく時間がかかるという問題点のあることを本発明
者は見出した。
However, as in the prior art, non-volatile memory elements such as FAMO3 arranged oppositely to constitute one memory cell are the same in structure and characteristics, and the logic level of data stored in each memory cell is 1. The inventor discovered that in order to determine the logical O, it is necessary to write to one of the FAMO8s, and that there is a problem in that when the memory capacity is large, the program operation takes a significant amount of time. Ta.

本発明の目的は、差動増幅型センスアンプを用いる構造
においてメモリセルに対するプログラム動作時間の短縮
を図ることができる不揮発性半導体記憶装置を提供する
ことにある。また、本発明の別の目的は、相補ビット線
に接続される2個の電気的に書込み可能な不揮発性記憶
素子によって↓ピット分のメモリセルを構成する不揮発
性半導体記憶装置に対するプログラム時間を短縮するこ
とができるようにしようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device in which a program operation time for memory cells can be shortened in a structure using a differential amplification type sense amplifier. Another object of the present invention is to shorten the programming time for a nonvolatile semiconductor memory device that configures memory cells for ↓ pits by two electrically writable nonvolatile memory elements connected to complementary bit lines. This is what we are trying to do.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は本
明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

(i題を解決するための手段〕 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記の通りである。
(Means for Solving Problem i) A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、相補ビット線に接続された2個の電気的に書
込み可能な不揮発性記憶素子によって1ビット分のメモ
リセルを構成し、読出しデータの論理値を差動増幅型セ
ンスアンプで検出する不揮発性半導体記憶装置において
、1ビット分のメモリセルを構成する2個の不揮発性記
憶素子の相互コンダクタンスを消去状態において相違さ
せ、もしくは1ビット分のメモリセルを構成する2個の
不揮発性記憶素子を構成する電界効果型トランジスタの
チャンネル幅又はチャンネル長を相違させるものである
In other words, a 1-bit memory cell is formed by two electrically writable nonvolatile memory elements connected to complementary bit lines, and a nonvolatile memory cell in which the logical value of read data is detected by a differential amplification type sense amplifier. In a semiconductor memory device, mutual conductance of two nonvolatile memory elements constituting a memory cell for one bit is made different in an erased state, or two nonvolatile memory elements constituting a memory cell for one bit are configured. The channel width or channel length of the field effect transistors to be used is different.

メモリセルを■個の不揮発性記憶素子で構成して差動増
幅型センスアンプを用いる場合には、不揮発性記憶素子
の消去状態における相互コンダクタンスよりも小さな相
互コンダクタンスを持つトランジスタの電流によって形
成される参照レベルとメモリセルからの読出しレベルと
を比較して読出しデータの論理値を検出する差動増幅型
センスアンプを採用するものである。
When a memory cell is composed of ■ nonvolatile storage elements and a differential amplification type sense amplifier is used, the current is formed by the current of a transistor whose mutual conductance is smaller than the mutual conductance of the nonvolatile storage element in the erased state. It employs a differential amplification type sense amplifier that detects the logical value of read data by comparing a reference level with a read level from a memory cell.

〔作 用〕[For production]

上記した手段によれば、tピット分のメモリセルに対設
された双方の不揮発性記憶素子を消去状態にしておくと
相互の不揮発性記憶素子における相互コンダクタンスの
相違又はチャンネル幅もしくはチャンネル長の相違に従
って、記憶素子を介して相補ビット線に流れる電流に相
違を生ずる。
According to the above-mentioned means, when both nonvolatile memory elements arranged opposite to each other in memory cells corresponding to t pits are kept in an erased state, the difference in mutual conductance or the difference in channel width or channel length between the nonvolatile memory elements is achieved. Accordingly, a difference occurs in the current flowing through the memory element to the complementary bit line.

即ち、相対的に相互コンダクタンスが大きい方、または
チャンネル長が短い方若しくはチャンネル幅が広い方の
不揮発性記憶素子に流れる電流が大きくなる。これによ
って相補ビット線に現れる相補レベルを差動増幅型セン
スアンプが増幅することによってそのときのメモリセル
データの論理値を判定する。当該メモリセルデータの論
理値を反転させる場合には、相対的に相互コンダクタン
スが大きい方、またはチャンネル長が短い方若しくはチ
ャンネル幅が広い方の不揮発性記憶素子を書込み状態に
すればよい。これにより、書込み状態にされた不揮発性
記憶素子はカット・オフされ、今度は逆に反対側の不揮
発性記憶素子を介して流れる電流の方が大きくされ、こ
れによって前記とは逆転された相補レベルを差動増幅型
センスアンプが増幅することによって当該メモリセルデ
ータの論理値を判定する。
That is, a larger current flows through the nonvolatile memory element having relatively larger mutual conductance, shorter channel length, or wider channel width. As a result, the complementary levels appearing on the complementary bit lines are amplified by the differential amplification type sense amplifier, thereby determining the logical value of the memory cell data at that time. When inverting the logical value of the memory cell data, it is sufficient to put the nonvolatile memory element with relatively larger mutual conductance, shorter channel length, or wider channel width into the write state. As a result, the non-volatile storage element that has been put into the write state is cut off, and the current flowing through the non-volatile storage element on the opposite side is now increased, thereby increasing the complementary level reversed from the above. A differential amplification type sense amplifier amplifies the data, thereby determining the logical value of the memory cell data.

メモリセルを1個の不揮発性記憶素子で構成して差動増
幅型センスアンプを用いる場合には、差動増幅型センス
アンプの参照レベルを形成するトランジスタが上記2ト
ランジスタ型メモリセルにおける相互コンダクタンスの
小さい方の不揮発性記憶素子と同様に作用する。
When a memory cell is configured with one non-volatile memory element and a differential amplification type sense amplifier is used, the transistor forming the reference level of the differential amplification type sense amplifier has a mutual conductance of the two-transistor type memory cell. It acts similarly to the smaller non-volatile storage element.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には本発明の一実施例に係るEPROMが示され
る。同図に示されるEPROMは、特に制限されないが
、公知の半導体集積回路製造技術によってシリコンのよ
うな1個の半導体基板に形成される。
FIG. 1 shows an EPROM according to an embodiment of the present invention. The EPROM shown in the figure is formed on a single semiconductor substrate such as silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique, although this is not particularly limited.

本実施例のEPROMは、特に制限されないが、電気的
に書込み可能な不揮発性半導体記憶素子としてのFAM
O3QI、Q2を2個用いて1個のメモリセル1が構成
され、各メモリセル1に含まれる左右のFAMO8TQ
I、Q2のドレインは列毎に相補ビット線BL、、BL
、”BLn、BLnに結合され、また、各FAMO8Q
I、Q2のコントロールゲートは行毎にワード線WL、
〜WLnに結合されている。ここでFAMO8QI。
Although not particularly limited, the EPROM of this embodiment is a FAM as an electrically writable nonvolatile semiconductor memory element.
One memory cell 1 is configured using two O3QI and Q2, and left and right FAMO8TQ included in each memory cell 1
The drains of I and Q2 are connected to complementary bit lines BL, BL for each column.
,” BLn, coupled to BLn, and each FAMO8Q
The control gates of I and Q2 are connected to the word lines WL and Q2 for each row.
~bound to WLn. Here is FAMO8QI.

Q2に対するデータの書込みは読出し系の電圧よりも高
い書込み電圧をワード線とビット線の間に印加し、チャ
ンネル部のドレイン領域近傍に発生されるホットエレク
トロンをフローティングゲートに注入することで行われ
る。また消去は紫外線照射によって行われる。
Writing data to Q2 is performed by applying a write voltage higher than the voltage of the read system between the word line and the bit line, and injecting hot electrons generated near the drain region of the channel portion into the floating gate. Further, erasing is performed by ultraviolet irradiation.

前記ワード線WL、”WLnは、ローアドレスデコーダ
及びドライバ2の出力に従って所定の1本が選択レベル
に駆動される。この選択動作は外部から図示しないアド
レスバッファを介して供給されるローアドレス信号AD
Rrに従う。データの読出し動作にではローアドレス信
号ADRrによって選択される所定のワード線が読出し
系の電圧例えば5■の電源電圧によってi動される。書
込み動作が指示される場合には、ローアドレス信号AD
Rrによって選択される所定のワード線に12Vのよう
な書込み高電圧が与えられる。
A predetermined one of the word lines WL and WLn is driven to a selection level according to the output of the row address decoder and driver 2. This selection operation is performed by a row address signal AD supplied from the outside via an address buffer (not shown).
Follow Rr. In a data read operation, a predetermined word line selected by a row address signal ADRr is moved by a read system voltage, for example, a power supply voltage of 5. When a write operation is instructed, the row address signal AD
A write high voltage, such as 12V, is applied to a predetermined word line selected by Rr.

前記相補ビット線B L(I HB Lo−B L n
 、 B Lnは、カラム選択スイッチMO3FETQ
C,。
The complementary bit line B L (I HB Lo-B L n
, B Ln is column selection switch MO3FETQ
C.

QC,”QCn、QCnを介して相補コモンデータ線C
D、CDに共通接続される。カラム選択スイッチMO3
FETQC,、QC,〜QCn、QCnはカラムアドレ
スデコーダ3の出力に従って所定の1本が選択される。
QC, "QCn, complementary common data line C via QCn
Commonly connected to D and CD. Column selection switch MO3
A predetermined one of the FETs QC, , QC, -QCn, QCn is selected according to the output of the column address decoder 3.

この選択動作は外部から図しないアドレスバッファを介
して供給されるカラムアドレス信号ADRcに従う。
This selection operation follows a column address signal ADRc supplied from the outside via an address buffer (not shown).

前記コモンデータ線CD、CDには、電源端子vCCに
プルアップ接続されたNチャンネル型MO8FETQ3
とインバータ4によって構成されたプリチャージ回路が
夫々結合されると共に、差動増幅型センスアンプ5の一
対の入力端子が結合され、更に書込み回路6の出力端子
が一方の非反転コモンデータ線CDに結合されている。
The common data lines CD and CD are connected to an N-channel MO8FETQ3 which is pulled up to the power supply terminal vCC.
and a precharge circuit constituted by an inverter 4, a pair of input terminals of a differential amplification type sense amplifier 5 are coupled, and an output terminal of a write circuit 6 is connected to one non-inverting common data line CD. combined.

ここで、一方の非反転コモンデータ線CDに共通接続さ
れる非反転ビット線BL、”BLn側のFAMO3QI
は、消去状態における相互コンダクタンス(gm)が反
対側のFAMO3Q2に比べて相対的に大きくされてい
る。この構造のメモリセル1において例えば論理1の情
報記憶は双方のFAMO5QI、Q2を共に消去状態に
することによって行われる。また、論理Oの情報記憶は
相互コンダクタンスが相対的に大きなFAMO8Q1だ
けに対して書込みを行うことによって得られる。
Here, the non-inverted bit lines BL, which are commonly connected to one non-inverted common data line CD, are FAMO3QI on the BLn side.
The mutual conductance (gm) in the erased state is relatively larger than that of FAMO3Q2 on the opposite side. In the memory cell 1 having this structure, for example, information storage of logic 1 is performed by setting both FAMOs 5QI and Q2 to an erased state. Furthermore, information storage of logic O is obtained by writing only to FAMO8Q1, which has a relatively large mutual conductance.

第2A図には論理1を記憶するメモリセルの読出し動作
状態について概略的に示される。この状態において双方
ともに消去状態のFAMO3QI。
FIG. 2A schematically shows the read operation state of a memory cell storing a logic 1. In this state, both FAMO3QIs are in the erased state.

Q2がワード線WLiによって選択されると、双方のF
AMO8QI、Q2に流れる電流I0.I。
When Q2 is selected by word line WLi, both F
AMO8QI, current I0. flowing through Q2. I.

は共にOでなくL>I2の関係を採る。これによって相
補ビット線B L 、) r B L Jに現れる相補
レベルが差動増幅型センスアンプSで検出されることに
より、当該読出しデータの論理1が判定される。
Both take the relationship L>I2, not O. As a result, the complementary levels appearing on the complementary bit lines B L , ) r B L J are detected by the differential amplification type sense amplifier S, thereby determining whether the read data is logic 1.

第2B図には論理Oを記憶するメモリセルの読出し動作
状態について概略的に示される。この状態では相互コン
ダクタンスが相対的に大きな一方のFAMO8QIだけ
が書込み状態にされている。
FIG. 2B schematically shows the read operation state of a memory cell storing a logic O. In this state, only one FAMO8QI whose mutual conductance is relatively large is in the write state.

したがって、このメモリセル1に含まれるFAMO3Q
I、Q2がワード線WLiによって選択されると、電流
I工=0.電流工2≠Oになり、これにより相補ビット
線BLj、BLjには前記とは逆転された相補レベルが
現れ、これを差動増幅型のセンスアンプ5が増幅するこ
とによって読出しデータの論理Oが判定される。
Therefore, FAMO3Q included in this memory cell 1
When I and Q2 are selected by the word line WLi, the current I=0. The current flow 2≠O, and as a result, a complementary level reversed from the above appears on the complementary bit lines BLj, BLj, and this is amplified by the differential amplification type sense amplifier 5, so that the logic O of the read data is It will be judged.

このようなメモリセル1におけるFAMO3Q1、Q2
の相互コンタクタンスを相違させるにはそのチャンネル
幅又はチャンネル長によって制御することができる。例
えば、チャンネル長を相違させるには、相互コンダクタ
ンスの大きなFAMOSQ1に対してはチャンネル長し
に対するチャンネル幅Wの比W/Lを1.210.8と
し、他方のFAMO8Q2に対してはW/Lを1.2/
1.2として構成することができる。また、チャンネル
幅を相違させるには、相互コンダクタンスの大きなFA
MO8QIに対してはチャンネル長りに対するチャンネ
ル幅Wの比W/Lを2.Olo、8とし、他方のFAM
O5Q2に対してはW/Lti−1,210,8として
構成することができる。
FAMO3Q1, Q2 in such memory cell 1
The mutual contactance of the channels can be varied by controlling the channel width or channel length. For example, to make the channel lengths different, the ratio W/L of the channel width W to the channel length should be set to 1.210.8 for FAMOSQ1 with large mutual conductance, and W/L should be set to 1.210.8 for the other FAMOSQ2. 1.2/
1.2. In addition, in order to make the channel width different, it is necessary to use an FA with large mutual conductance.
For MO8QI, the ratio W/L of channel width W to channel length is 2. Olo, 8 and the other FAM
For O5Q2, it can be configured as W/Lti-1,210,8.

上記実施例によれば以下の作用効果がある。According to the above embodiment, there are the following effects.

(1)差動増幅型センスアンプ5を用いてアクセス速度
を高速化したEPROMにおいて、消去状態において一
方のFAMO3QIの相互コンダクタンスが他方のFA
MO5Q2よりも大きくなるようにメモリセル1を構成
することにより、例えば論理Oの情報記憶に対してだけ
FAMOS Q 1を書込み処理すればよく、論理1及
び論理Oの情報記憶の双方に対して必ず何れか一方のF
AMOSを書込み状態にする必要はなく、これにより、
EPROMのプログラム時間を短縮することができる。
(1) In an EPROM whose access speed is increased using a differential amplification type sense amplifier 5, the mutual conductance of one FAMO3QI is the same as that of the other FAMO3QI in the erased state.
By configuring the memory cell 1 to be larger than MO5Q2, for example, it is only necessary to write to FAMOS Q1 for information storage of logic O, and it is necessary to write to FAMOS Q1 for both information storage of logic 1 and logic O. Either F
There is no need to put AMOS into the write state, which allows
The programming time of EPROM can be shortened.

(2)上記作用効果より、1個のメモリセルを構成する
ために対設されたFAMO8のような不揮発性記憶素子
がその構造上並びに特性上同一とされ、各メモリセルに
記憶されるデータの論理1又は論理Oを決定するために
必ず何れか一方のFAMO8に書込みを行わなければな
らないという従来の構造のEPROMに対し、データの
プログラム動作に必要な時間は、その2倍の記憶容量を
持たせても概ね同一にすることができる。
(2) From the above effects, the nonvolatile memory elements such as FAMO8 arranged oppositely to constitute one memory cell are assumed to be the same in structure and characteristics, and the data stored in each memory cell is Compared to EPROMs with a conventional structure in which writing must be done to one of the FAMO8 to determine logic 1 or logic O, the time required to program data is twice as long as the storage capacity. It is possible to make them almost the same even if they are different.

〔実施例2〕 第4図には本発明の他の実施例に係るEPROMの一部
分が示される。このEPROMは、メモリセル10を1
個のFAMO5QIで構成して差動増幅型センスアンプ
5を用いる構造とされる。
[Embodiment 2] FIG. 4 shows a portion of an EPROM according to another embodiment of the present invention. This EPROM has one memory cell 10.
The structure is made up of FAMO5QI and uses a differential amplification type sense amplifier 5.

このとき、その差動増幅型センスアンプ11は、FAM
O8QIの消去状態における相互コンダクタンスよりも
小さな相互コンダクタンスを持っMOSFETQ4に流
れる電流によって形成される参照レベルとメモリセル1
0からコモンデータ線CDを通して入力される読出しレ
ベルとを比較して読出しデータの論理値を判定するよう
になっている。斯る構成において、前記MO5FETQ
4は機能上第1図のFAMO8Q2に対応する。したが
って、第1図のEPROMに対応させると。
At this time, the differential amplification type sense amplifier 11 is
The reference level formed by the current flowing through MOSFET Q4, which has a transconductance smaller than the transconductance in the erased state of O8QI, and memory cell 1
The logic value of the read data is determined by comparing the read level input from 0 through the common data line CD. In such a configuration, the MO5FETQ
4 functionally corresponds to FAMO8Q2 in FIG. Therefore, if it is made to correspond to the EPROM of FIG.

メモリセル10に例えば論理1の情報を記憶させる場合
にはF AMOS Q 1を消去状態にしておけばよく
、また、論理Oの情報記憶はFAMO8Q1に対して書
込みを行えばよい。これにより、第1図の実施例同様に
、差動増幅型センスアンプエ1を用いてアクセス速度を
高速化したEPROMにおいて、例えば論理0の情報記
憶に対してだけFAMO3QIを書込み処理すればよく
、これにより、EPROMのプログラム時間を短縮する
ことができる。
For example, when storing logic 1 information in the memory cell 10, FAMOS Q1 may be set to an erased state, and when storing logic 0 information, writing may be performed to FAMO8Q1. As a result, as in the embodiment shown in FIG. 1, in an EPROM in which the access speed is increased using the differential amplification type sense amplifier 1, it is only necessary to write the FAMO3QI to, for example, information storage of logic 0. Thereby, the programming time of the EPROM can be shortened.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが本発明はそれに限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on examples, it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be modified in various ways without departing from the gist thereof.

例えば上記実施例のEPROMはlピッ1〜単位でデー
タの読出し並びに書込みを行うような構成とされるが、
ビット線にデータラッチ回路を設けてバイト単位などで
一括して書込みを行えるような回路形式のものにも適用
することができる。また、プリチャージ形式はタイミン
グ信号によるダイナミック制御であってもよい。
For example, the EPROM of the above embodiment is configured such that data is read and written in units of l pi.
The present invention can also be applied to a circuit type in which a data latch circuit is provided on a bit line and data can be written in units of bytes at once. Further, the precharge format may be dynamic control using a timing signal.

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるEPROMに適用し
た場合について説明したが、本発明はそれに限定される
ものではなく、フラッシュ型のEEPROM (エレク
トリカリ・イレーザブル・アンド・プログラマブル・リ
ード・オンリ。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to EPROM, which is the background field of application, but the present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited to this.・Erasable and programmable read only.

メモリ)、そして、EPROMやE E P ROM。memory), and EPROM and EEPROM.

もしくはその記憶素子を内蔵して成るマイクロコンピュ
ータなどの各種半導体集積回路にも広く適用することが
できる。本発明は、少なくとも差動増幅型センスアンプ
を利用して電気的に書込み可能な不揮発性記憶素子から
データを読出す条件のものに適用することができる。
Alternatively, it can be widely applied to various semiconductor integrated circuits such as microcomputers that incorporate the memory element. The present invention can be applied to conditions where data is read from an electrically writable nonvolatile memory element using at least a differential amplification type sense amplifier.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
・て得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである
A brief explanation of the effects obtained by typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、差動増幅型センスアンプを用いた不揮発性半
導体記憶装置において、lピット分のメモリセルを構成
する2個の不揮発性記憶素子の相互コンダクタンスを消
去状態において相違させ、もしくは1ビット分のメモリ
セルを構成する2個の不揮発性記憶素子を構成する電界
効果型トランジスタのチャンネル幅又はチャンネル長を
相違させることにより、高速アクセスを犠牲にすること
なくメモリセルに対するプログラム時間を短縮すること
ができるという効果がある。
That is, in a non-volatile semiconductor memory device using a differential amplification type sense amplifier, the mutual conductance of two non-volatile memory elements constituting a memory cell for 1 pit is made different in the erased state, or By making the channel widths or channel lengths of the field-effect transistors that make up the two nonvolatile memory elements that make up the cell different, it is possible to shorten the programming time for the memory cell without sacrificing high-speed access. effective.

メモリセルを1個の不揮発性記憶素子で構成して差動増
幅型センスアンプを用いる場合には、不揮発性記憶素子
の消去状態における相互コンダクタンスよりも小さな相
互コンダクタンスを持つトランジスタの電流によって形
成される参照レベルとメモリセルからの読出しレベルと
を比較して読出しデータの論理値を検出する差動増幅型
センスアンプを採用することによっても、上記同様の効
果を得ることができ、特にこの場合にはメモリセルトラ
ンジスタ数の減少を遠戚することができる。
When a memory cell is configured with one nonvolatile storage element and a differential amplification type sense amplifier is used, the current is formed by the current of a transistor whose mutual conductance is smaller than the mutual conductance of the nonvolatile storage element in the erased state. The same effect as described above can also be obtained by employing a differential amplification type sense amplifier that detects the logical value of read data by comparing the reference level and the read level from the memory cell. This can be distantly related to a decrease in the number of memory cell transistors.

【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に係るE P ROMのブロ
ック図、 第2A図及び第2B図は第工図のEPROMにおいて論
理↓のメモリセルデータ及び論理0のメモリセルデータ
を読出す場合の動作状態説明図、第3A図及び第3B図
は従来のEPROMにおいて論理1のメモリセルデータ
及び論理Oのメモリセルデータを読出す場合の動作状態
説明図、第4図は本発明の他の実施例に係るEPROM
の部分ブロック図である。 1・・・メモリセル、Ql、Q2・・・FAMO8,B
L、、BL、=BLn、BLn−相補ビット線、WL0
〜WLn・・・ワード線、CD、CD・・・相補コモン
データ線、2・・・ローアドレスデコーダ及びドライバ
、3・・・カラムアドレスデコーダ、5・・・差動増幅
型センスアンプ、6・・・書込み回路、10・・・メモ
リセル、11・・・差動増幅型センスアンプ、Q4・・
・MOSFET。
FIG. 1 is a block diagram of an EPROM according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the case where memory cell data of logic ↓ and memory cell data of logic 0 are read in the EPROM of the construction drawing. FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of operating states when reading logic 1 memory cell data and logic O memory cell data in a conventional EPROM, and FIG. EPROM according to the embodiment
FIG. 1...Memory cell, Ql, Q2...FAMO8,B
L,,BL,=BLn,BLn-complementary bit line, WL0
~WLn... Word line, CD, CD... Complementary common data line, 2... Row address decoder and driver, 3... Column address decoder, 5... Differential amplification type sense amplifier, 6... ...Write circuit, 10...Memory cell, 11...Differential amplification type sense amplifier, Q4...
・MOSFET.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、相補ビット線の夫々に接続された2個の電気的に書
込み可能な不揮発性記憶素子によって1ビット分のメモ
リセルを構成し、読出しデータの論理値を差動増幅型セ
ンスアンプで検出する不揮発性半導体記憶装置において
、 前記1ビット分のメモリセルを構成する2個の不揮発性
記憶素子の相互コンダクタンスを、消去状態において相
違させたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 2、相補ビット線の夫々に接続された2個の電気的に書
込み可能な不揮発性記憶素子によって1ビット分のメモ
リセルを構成し、読出しデータの論理値を差動増幅型セ
ンスアンプで検出する不揮発性半導体記憶装置において
、 前記1ビット分のメモリセルを構成する2個の不揮発性
記憶素子を構成する電界効果型トランジスタのチャンネ
ル幅又はチャンネル長を相違させたことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置。 3、電気的に書込み可能な1個の不揮発性記憶素子によ
って1ビット分のメモリセルを構成し、不揮発性記憶素
子の消去状態における相互コンダクタンスよりも小さな
相互コンダクタンスを持つトランジスタの電流によって
形成される参照レベルとメモリセルからの読出しレベル
とを比較して読出しデータの論理値を検出する差動増幅
型センスアンプを備える不揮発性半導体記憶装置。
[Claims] 1. A 1-bit memory cell is configured by two electrically writable nonvolatile memory elements connected to each complementary bit line, and the logical value of read data is differentially amplified. A non-volatile semiconductor memory device that detects a type of sense amplifier using a type sense amplifier, characterized in that two non-volatile memory elements constituting the one-bit memory cell have mutual conductances different in an erased state. Device. 2. A 1-bit memory cell is configured by two electrically writable nonvolatile memory elements connected to each complementary bit line, and a differential amplification type sense amplifier detects the logical value of the read data. A nonvolatile semiconductor memory device, characterized in that the channel widths or channel lengths of field effect transistors forming two nonvolatile storage elements forming the 1-bit memory cell are different. Device. 3. A memory cell for one bit is formed by one electrically writable non-volatile memory element, and is formed by the current of a transistor whose mutual conductance is smaller than the mutual conductance of the non-volatile memory element in the erased state. A nonvolatile semiconductor memory device including a differential amplification type sense amplifier that compares a reference level with a read level from a memory cell to detect a logical value of read data.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0588402A2 (en) * 1992-08-19 1994-03-23 Philips Electronics Uk Limited A semiconductor memory device
JP2006048779A (en) * 2004-08-02 2006-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonvolatile semiconductor storage device and method for manufacturing same

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