JPH0373497A - Non-volatile semiconductor memory device - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device

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JPH0373497A
JPH0373497A JP1239896A JP23989689A JPH0373497A JP H0373497 A JPH0373497 A JP H0373497A JP 1239896 A JP1239896 A JP 1239896A JP 23989689 A JP23989689 A JP 23989689A JP H0373497 A JPH0373497 A JP H0373497A
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word line
gate
booster circuit
line
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寧夫 伊藤
Masaki Momotomi
正樹 百冨
Yoshihisa Iwata
佳久 岩田
Tomoharu Tanaka
智晴 田中
Fujio Masuoka
富士雄 舛岡
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Abstract

PURPOSE:To optimize a word line boosting circuit part by providing the non- volatile semiconductor memory device with the 1st boosting circuits for supplying a high voltage to a selection gate line and the 2nd boosting circuits for supplying a high voltage to a word line controlled and selected by the 1st boosting circuit. CONSTITUTION:In a row decoder 12, output lines for selecting word lines WL are connected to word lines WL corresponding to plural cell blocks 111, 112 in common and the cell blocks 111, 112 are selected by output lines for selecting selection gate lines SG. Since a selection signal is supplied also to the other word line WL 112 or 111 when one block line 111 or 112 is selected, the output of the 1st boosting circuit 15 for supplying the high voltage to the selection gate line SG is executed with priority and the 2nd boosting circuit 16 for supply ing the high voltage to the word line WL is controlled by the output of the circuit 15. Thereby, even when the word line WL is selected, the word line WL in the non-selected cell block 111 or 112 can be prevented from being boosted.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、浮遊ゲートと制御ゲートを有するMOS)ラ
ンジスタ構造のメモリセルを用いて構成された電気的書
替え可能な不揮発性半導体メ(り装置(EEFROM)
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an electrically rewritable nonvolatile memory cell configured using a MOS transistor structure memory cell having a floating gate and a control gate. Semiconductor processing equipment (EEFROM)
Regarding.

(従来の技術) EEFROMの分野で、浮遊ゲートと制御ゲ−トを持つ
MOS)ランジスタ構造のメモリセルが広く知られてい
る。このEEFROMのメモリアレイは、互いに交差す
る行線と列線の各交点位置にメモリセルを配置して構成
される。実際のパターン上では、二つのメモリセルのド
レインを共通にしてここに列線が接続されるようにして
いる。
(Prior Art) In the field of EEFROM, memory cells having a MOS (MOS) transistor structure having a floating gate and a control gate are widely known. The EEFROM memory array is constructed by arranging memory cells at each intersection of row lines and column lines that intersect with each other. In the actual pattern, the drains of the two memory cells are made common and the column line is connected thereto.

しかしこれでも、二つのメモリセルの共通ドレイン毎に
列線とのコンタクトを必要とし、このコンタクト部がセ
ル占有面積の大きい部分を占めている。
However, even in this case, a contact with a column line is required for each common drain of two memory cells, and this contact portion occupies a large portion of the cell occupation area.

これを解決する有望なものとして本出願人は、先にNA
NDセル購成のEEPROMを提案している(特願昭6
2−233944号)。このNANDセルは、lテ遊ゲ
ートと制御ゲートを有するメモリセルを、ソース、ドレ
インを共用する形で複数個直列接続して構成される。こ
のNANDセルのデータ消去および書込みは、浮遊ゲー
トとドレイン層または基板間の電子のトンネリングを利
用する。具体的に書込み、消去の動作を説明する。デー
タ消去は、NANDセルを構成するメモリセルの全ての
ワード線に17V程度の“H゛レベル電位与え、ビット
線に“L″レベル電位えば0■を与える。これにより全
てのメモリセルは導通し、その基板から浮遊ゲートに電
子がトンネリングにより注入されて、しきい値が正方向
に移動した消去状態(例えばしきい値2V)となる。
As a promising solution to this problem, the applicant has previously proposed NA
We are proposing an EEPROM that uses ND cells (Special application 1986).
2-233944). This NAND cell is constructed by connecting a plurality of memory cells having a gate and a control gate in series so that they share a source and a drain. Erasing and writing data in this NAND cell utilizes electron tunneling between the floating gate and the drain layer or substrate. The write and erase operations will be specifically explained. To erase data, apply a "H" level potential of about 17V to all the word lines of the memory cells that make up the NAND cell, and give a "L" level potential of 0 to the bit line.This makes all memory cells conductive. , electrons are injected from the substrate into the floating gate by tunneling, resulting in an erased state in which the threshold voltage moves in the positive direction (eg, threshold voltage 2V).

データ書込みは、NANDセルのうちビット線から遠い
ほうのメモリセルから順に行う。このときビット線には
例えば22V程度の“H゛レベル電位与え、選択された
メモリセルのワード線にOVを与え、非選択のワード線
に22Vを与える。
Data writing is performed in order from the memory cell farthest from the bit line among the NAND cells. At this time, a "H" level potential of about 22V, for example, is applied to the bit line, OV is applied to the word line of the selected memory cell, and 22V is applied to the unselected word line.

既に書き込みが行われたメモリセルにつながるワード線
はOvとする。これにより、ビット線の電位は選択メモ
リセルのドレインまで伝達され、この選択メモリセルで
は浮遊ゲートの電子がドレインに放出されて、しきい値
が負方向に移動した“1゛書込み状態(例えばしきい値
−2V)が得られる。選択メモリセルよりビットlI側
にあるメモリセルではこのとき、制御ゲートと基板間に
電圧がかからず、書込みは行われない。“0°書き込み
の場合はビット線に中間電位例えば、11■を与える。
A word line connected to a memory cell to which writing has already been performed is assumed to be Ov. As a result, the potential of the bit line is transmitted to the drain of the selected memory cell, and in this selected memory cell, electrons from the floating gate are emitted to the drain, resulting in a "1" write state (for example, At this time, no voltage is applied between the control gate and the substrate in the memory cell located on the bit lI side from the selected memory cell, and no writing is performed. Apply an intermediate potential to the wire, for example 11■.

この時選択メモリセルよりビット線側の非選択メモリセ
ルは弱い消去モードになるが、電界が弱いため過剰消去
になることはない。データ読出しは、選択ワード線を“
L″レベル例えばOV)とし、残りのワード線を中間レ
ベル(例えばmi電圧V cc)として、NANDセル
に電流が流れるか否かを判定することにより行う。
At this time, unselected memory cells on the bit line side of the selected memory cell enter a weak erase mode, but because the electric field is weak, over-erasing does not occur. To read data, change the selected word line to “
This is performed by setting the remaining word lines to an intermediate level (for example, mi voltage Vcc) and determining whether or not current flows through the NAND cell.

この様なNANDセル方式のEEFROMは、極めて高
密度集積化できるものとして注目されるが、周辺回路の
f&適化はまだなされていない。
Such a NAND cell type EEFROM is attracting attention as a device that can be integrated at an extremely high density, but peripheral circuits have not yet been optimized.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように新しいNANDセル方式のEEPROMで
は、まだ周辺回路の最適化が残されている。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the new NAND cell type EEPROM, optimization of the peripheral circuits still remains.

本発明はこの様な点に鑑みなされたもので、ワード線昇
圧回路部を改良したNANDセル方式のEEFROMを
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a NAND cell type EEFROM with an improved word line booster circuit section.

[発明の構成] (課題を解決するための手段)′ 本発明に係るNANDセル方式の EEFROMは、ワード腺昇圧回路部の構成として、選
択ゲート線に高電圧を供給する第1の昇圧回路と、この
第1の昇圧回路により制御されて選択されたワード線に
高電圧を供給する第2の昇圧回路を設ける。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem)' The NAND cell type EEFROM according to the present invention has a first booster circuit that supplies a high voltage to the selection gate line as a structure of the word gland booster circuit section. , a second booster circuit is provided which is controlled by the first booster circuit and supplies a high voltage to the selected word line.

(作 用) NANDセ、ル方式のEEPROMでは、ロウ・デコー
ダには、ワード線を選択する出力の他に選択ゲート線を
選択するための1ビツト(或いは2ビツト)のデコーダ
出力がある。そして、ワード線を選択する出力線は複数
のセル・ブロックの対応するワード線に共通に配設され
、セル・ブロックの選択は選択ゲート線を選択する出力
線によって行われる。従っであるセル・ブロックが選択
されているときに同時に他のセル◆ブロックのワード線
にもデコーダ出力の選択信号が供給されるから、選択ゲ
ート線に供給する第1の昇圧回路の出力を優先させ、そ
の出力によってワード線に高電圧を供給する第2の昇圧
回路と制御するように構成することによって、ロウ◆デ
コーダによってワード線が選ばれているが非選択である
セル・ブロックのワード線の昇圧を防止することができ
る。
(Function) In a NAND cell type EEPROM, the row decoder has a 1-bit (or 2-bit) decoder output for selecting a selection gate line in addition to an output for selecting a word line. An output line for selecting a word line is commonly provided for corresponding word lines of a plurality of cell blocks, and selection of a cell block is performed by an output line for selecting a selection gate line. Therefore, when a cell block is selected, the decoder output selection signal is also supplied to the word lines of other cell blocks at the same time, so priority is given to the output of the first booster circuit that supplies the selection gate line. By controlling the output of the second booster circuit and the second booster circuit that supplies a high voltage to the word line by its output, the word line of the cell block whose word line is selected by the row decoder but not selected can prevent pressure increase.

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

第1図は、一実施例のNANDセル型 EEPROMの妾部構成を示す等価回路である。Figure 1 shows an example of a NAND cell type This is an equivalent circuit showing the configuration of the slave part of an EEPROM.

11はメモリセルアレイであり、ここでは隣接する二つ
のセル・ブロック111,112を示している。メモリ
セルアレイは、複数のメモリセル1図では8個のメモリ
セルM、、M2.・・・、Msが直列接続されたNAN
Dセルがマトリクス配列され、各NANDセルの一端部
は選択ゲートSlを介してビット1iBLに接続され、
制御ゲートCGは一方向のNANDセルについて共通に
ワード線WLに接続されている。12はメモリセルの制
御ゲートCGを共通接続するワード線WLおよび選択ゲ
ート線SGを選択するロウ・デコーダ、14はビット線
BLを選択するカラム・デコーダ、13はビット線のデ
ータを増幅するセンスアンプである。各セル・ブロック
毎にそれぞれ、書き替え時に選択ゲートIsGおよびワ
ード線WLに高電圧を供給するための第1の昇圧回路1
5 (15,,15□)と第2の昇圧回路16(16,
,162)を有する。第2の昇圧回路16は、後に詳述
するように第1の昇圧回路15の出力により制御されて
高電圧を出力するように構成されている。
11 is a memory cell array, and here two adjacent cell blocks 111 and 112 are shown. The memory cell array includes a plurality of memory cells M, , M2 . ..., NAN where Ms are connected in series
D cells are arranged in a matrix, one end of each NAND cell is connected to bit 1iBL via selection gate Sl,
The control gate CG is commonly connected to the word line WL for NAND cells in one direction. 12 is a row decoder that selects the word line WL and selection gate line SG that commonly connect the control gates CG of memory cells; 14 is a column decoder that selects the bit line BL; 13 is a sense amplifier that amplifies the data on the bit line. It is. A first booster circuit 1 for supplying a high voltage to the selection gate IsG and word line WL during rewriting for each cell block.
5 (15,, 15□) and the second booster circuit 16 (16,
, 162). The second booster circuit 16 is configured to output a high voltage under the control of the output of the first booster circuit 15, as will be described in detail later.

第5図は、メモリセルアレイ11の一つのNANDセル
を具体的に示す平面図であり、第6図(a) (b)は
そのA−A’、B−B′断面図である。この一つのNA
NDセルに着目してその構成を説明すると、p−型シリ
コン裁板]の素子分離絶縁J!12で区画された領域に
、この実施例では8個のメモリセルM、〜M8と2個の
選択ゲートS、、S2が形成されている。各メモリセル
は、基板1上に熱酸化膜からなる第1ゲート絶縁II!
I3を介して第1層多結晶シリコン膜による浮遊ゲート
4 (41〜48)が形成され、この上に第2ゲート絶
縁膜5を介して第2層多結晶シリコン膜による制御ゲー
ト6(61〜611)が形成されている。各メモリセル
の制御ゲート6はそれぞれワードli[WL (WL、
〜WL8>を構成している。メモリセルのソース、ドレ
インとなるn+型層9は隣接するもの同士で共用する形
で8個のメモリセルが直列接続されている。そしてこの
実施例では、ドレイン側、ソース側に選択ゲートSL、
S2が接続されて一つのNANDセルを構成している。
FIG. 5 is a plan view specifically showing one NAND cell of the memory cell array 11, and FIGS. 6(a) and 6(b) are cross-sectional views taken along lines AA' and BB'. This one NA
Focusing on the ND cell and explaining its structure, the device isolation insulation J! In this embodiment, eight memory cells M, .about.M8 and two selection gates S, . . . S2 are formed in the region divided by 12. Each memory cell has a first gate insulator II! made of a thermal oxide film on the substrate 1!
Floating gates 4 (41 to 48) made of a first layer polycrystalline silicon film are formed via I3, and control gates 6 (61 to 48) made of a second layer polycrystalline silicon film are formed thereon via a second gate insulating film 5. 611) is formed. The control gate 6 of each memory cell is connected to the word li [WL (WL,
~WL8>. Eight memory cells are connected in series so that the n+ type layer 9 serving as the source and drain of the memory cell is shared by adjacent cells. In this embodiment, a selection gate SL is provided on the drain side and the source side.
S2 are connected to form one NAND cell.

選択ゲートSl、S2のゲート電極49.69および4
+o+6+oはメモリセルの浮遊ゲートおよび制御ゲー
トを構成する第1層、第2層多結晶シリコン膜を同時に
バターニングして得られ、電極4、と6.の問および4
8.と6+oの間はワード線方向の所定間隔でコンタク
トしている。全体はCVD絶縁膜7で覆われ、メモリセ
ルに対して選択ゲートSlのドレインであるn+型層に
コンタクトするビット線BLとしてAfI配線8が配設
されている。このコンタクト部には、第6図(a)(こ
破線で示すように重ねてn型不純物力(ドープされてい
る。
Gate electrodes 49, 69 and 4 of selection gates Sl, S2
+o+6+o is obtained by simultaneously patterning the first and second layer polycrystalline silicon films that constitute the floating gate and control gate of the memory cell, and electrodes 4 and 6. Questions and 4
8. and 6+o are in contact at a predetermined interval in the word line direction. The entire structure is covered with a CVD insulating film 7, and an AfI wiring 8 is provided as a bit line BL which contacts the n+ type layer which is the drain of the selection gate Sl for the memory cell. This contact portion is doped with n-type impurities (as shown by the broken line in FIG. 6(a)).

各メモリセルでの浮遊ゲート4と基板1[:1のII!
i合容量 Crは、浮遊ゲート4と制御ゲート61H1
の結合容量 C2に比べて小さく設定されてl、Xる。
Floating gate 4 and substrate 1 in each memory cell [:1 II!
i total capacitance Cr is floating gate 4 and control gate 61H1
The coupling capacitance of L and X is set smaller than C2.

具体的な形状寸法を説明すれば、浮遊ゲート4および制
御ゲート6は共に/くターン幅1μm1従ってメモリセ
ルのチャネル長が1μmであり、浮遊ゲート4は第6図
(b)に示すようにフィールド領域上両側にそれぞれ1
μmずつ延在させてLする。第1ゲート絶縁膜3は11
0入の熱酸化膜であり、第2ゲート絶縁@5は350大
の熱酸化膜である。
To explain the specific dimensions, both the floating gate 4 and the control gate 6 have a turn width of 1 μm1, so the channel length of the memory cell is 1 μm, and the floating gate 4 has a field width as shown in FIG. 6(b). 1 on each side of the area
The length is extended by μm. The first gate insulating film 3 is 11
The second gate insulator @5 is a thermal oxide film of 350.

選択ゲー)Sl、S2については、ドレイン0111(
すなわちビット線側)の選択ゲートSlのチャネル長を
ソース側の選択ゲー)S2のそれより長く設定している
。これは、選択ゲートSlのノくンチスルー防止のため
である。また、接地電位力(目J加されるソース拡散層
はワード線方向1こ共通1こ形成されている。
For selection game) Sl and S2, drain 0111 (
That is, the channel length of the selection gate S1 on the bit line side is set longer than that of the selection gate S2 on the source side. This is to prevent the selection gate Sl from being punched through. Further, one source diffusion layer to which a ground potential force is applied is formed in common in the word line direction.

この様なNANDセルは、ビット線コンタクト。Such a NAND cell has a bit line contact.

ソース拡散層を共用しながらビット線方向に折り返し配
列されてメモリアレイが構成されている。
A memory array is constructed by folding the memory array in the bit line direction while sharing a source diffusion layer.

第2図は、第1図の要部構成をより具体的に示したしの
である。第1の昇圧回路15および第2の昇圧回路16
は共に、選択ゲート制gJ線またはワード線に高電圧を
それぞれ供給するための、キャパシタCとMOSトラン
ジスタQ1.G2により構成されたチャージポンプ回路
を基本とする。
FIG. 2 shows the configuration of the main parts of FIG. 1 more specifically. First booster circuit 15 and second booster circuit 16
are both connected to a capacitor C and a MOS transistor Q1. It is based on a charge pump circuit composed of G2.

選択ゲートに高電圧を供給するための第1の昇圧回路1
5の前段には、書き込み制御信号φWが″H″レベルに
なったときにのみリングオシレータ(図示せず)からの
繰り返しクロックφ8をチャージポンプ回路に送るゲー
ト回路G1が設けられている。・フード線に高電圧を供
給するための第2の昇任回路16の前段には、書き込み
制御信号φ1または消去制御信号φ8が“H゛レベルな
ったときにのみリングオシレータ(図示せず)からの繰
り返しクロック−2をチャージポンプ回路に送るゲート
回路G2が設けられている。また、第2の昇圧10回路
16側には、第1の昇圧回路15の出力が高電圧を出力
した場合にのみクロックφRをチャージポンプ回路に送
るためのNANDゲー)G3が設けられている。即ちゲ
ートG2の出力(4、第1の昇圧回路15の出力が高電
圧にな、)た場合に始めてこれがNANDゲートG、に
制御信号として入り、ワード線昇圧用のチャージポンプ
回路1.:送られるようになっている。
First booster circuit 1 for supplying high voltage to selection gate
A gate circuit G1 is provided at the front stage of the charge pump circuit 5. The gate circuit G1 sends a repetitive clock φ8 from a ring oscillator (not shown) to the charge pump circuit only when the write control signal φW reaches the "H" level.・In the preceding stage of the second promotion circuit 16 for supplying high voltage to the hood line, a signal from a ring oscillator (not shown) is provided only when the write control signal φ1 or the erase control signal φ8 reaches “H” level. A gate circuit G2 is provided that repeatedly sends the clock -2 to the charge pump circuit.Also, on the second booster 10 circuit 16 side, the clock is output only when the output of the first booster circuit 15 outputs a high voltage. A NAND gate (G3) for sending φR to the charge pump circuit is provided.That is, this NAND gate G3 is provided only when the output of the gate G2 (4, the output of the first booster circuit 15 becomes a high voltage). , and is sent to the word line boosting charge pump circuit 1.: as a control signal.

この様に選択ゲート用の第1の昇圧回路15を優先させ
、これにより制御してワード線昇圧用の第2の昇圧回路
16を働かせるようにしているのは、次のような理由に
よる。第1図に示すようじロウ・デコーダ12は、ワー
ド線選択の出力を出すと同時に、選択ゲート制御線を選
択する出力を出す。つまり第1図の例では、ロウ・デコ
ーダ12は8本のワード1!WL、−WL8を選択する
部分と、隣接するセル◆ブロック11..II□の選択
ゲート線SG、、SG2を選択する2ビツト・デコーダ
を含む。そして8本のワード線WL、−WL、を選択す
る出力はこれら隣接する・セルブロックlli、l12
の各対応するワード線に共通に供給されるようになって
いる。つまりデータ書き替え時、ある選択されたワード
線に“H°レベル出力を供給する場合に、セル−ブロッ
ク11.,112内で同時に対応するワード線に“Hル
ーベル出力が供給される。そしてこの場合、セル・ブロ
ック11+、l12のいずれか一方の選択ゲート線S 
G +にのみ“H2レベルが供給されて、セル・ブロッ
クが選択されるようにしているのである。ところが、ロ
ウ・デコーダ12の出力によって非選択のセル・ブロッ
クでもあるワード線が“H″レベルなると、もしワー 
ド線+4圧用の第2の昇圧回路16が何等の制限なくi
t”レベルになったワード線を昇圧してしまうε、非選
択のセル・ブロックでのデータ書き替えも同時に行われ
てしまう。そこで選択ゲート線S G +を昇圧する第
1の昇圧回路15を、ワード線を昇圧する第2の昇圧回
路16とは別々にして、第1の昇圧回路15の出力が“
H°レベルになったときのみ、即ち選択されたセル手ブ
ロックについてのみ第2の昇圧回路16が働くようにす
ることにより、この様な誤動作を防止しようというもの
である。
The reason why the first booster circuit 15 for the selection gate is given priority and the second booster circuit 16 for boosting the word line is activated is as follows. The toothpick row decoder 12 shown in FIG. 1 outputs an output for selecting a word line and at the same time outputs an output for selecting a selection gate control line. In other words, in the example of FIG. 1, the row decoder 12 has eight words 1! The part that selects WL, -WL8 and the adjacent cell ◆Block 11. .. It includes a 2-bit decoder that selects the selection gate lines SG, , SG2 of II□. Then, the output for selecting eight word lines WL, -WL is from these adjacent cell blocks lli, l12.
is commonly supplied to each corresponding word line. That is, when rewriting data, when an "H° level output is supplied to a certain selected word line, an "H level output is simultaneously supplied to the corresponding word lines in cell blocks 11., 112. In this case, the selection gate line S of either cell block 11+ or l12
The "H2 level" is supplied only to G+ so that the cell block is selected. However, the output of the row decoder 12 causes the word line, which is also an unselected cell block, to go "H" level. Then, if
The second booster circuit 16 for +4 voltage on the +4 voltage line can be
If ε boosts the word line that has reached the t'' level, data will be rewritten in unselected cell blocks at the same time.Therefore, the first booster circuit 15 that boosts the selection gate line S G + is connected. , the output of the first booster circuit 15 is separated from the second booster circuit 16 that boosts the word line.
The purpose is to prevent such malfunctions by making the second booster circuit 16 work only when the level is H°, that is, only for the selected cell block.

また、−本のワード線は技別れして二つのセル・ブロッ
ク111,112に配設されているから、例えば第2の
昇圧回路16□で昇圧された電圧を選択されたセル・ブ
ロック11□に供給する場合にこれが同時に非選択のセ
ル・ブロック11.に供給されることを防止する必要が
ある。そのためロウ・デコーダ12とセル・ブロックの
間のワード線上にはDタイプMOS)ランジスタを介在
させている。また、第1の昇圧回路1.5..15□の
昇圧された電圧がロウ・デコ・−l12に直接入力され
るのを防止するため、選択ゲート線SG+。
Furthermore, since the negative word lines are arranged in two cell blocks 111 and 112 in different ways, for example, the voltage boosted by the second booster circuit 16□ is applied to the selected cell block 11□. If this simultaneously supplies unselected cell block 11. It is necessary to prevent it from being supplied to Therefore, a D type MOS transistor is interposed on the word line between the row decoder 12 and the cell block. Further, the first booster circuit 1.5. .. In order to prevent the boosted voltage of 15□ from being directly input to the row deco-l12, the selection gate line SG+.

S02にも同様にロウ・デコーダ12側にDタイプMO
Sトランジスタを介在させることが望ましく、第1図で
はその様な構成を示している。
Similarly, S02 also has a D type MO on the row decoder 12 side.
It is desirable to include an S transistor, and FIG. 1 shows such a configuration.

次にこの実施例のEEPROMでの具体的な動作を説明
する。
Next, the specific operation of the EEPROM of this embodiment will be explained.

まずデータ消去時、ロウ・デコーダ121.:より8本
のワード線WL、〜WL8すべてに“H″レベル出力し
て例えば5vが出される。ロウ・デコーダ12のなかの
選択ゲートを制御する出力部は例えば、SGI、SG2
が′H“レベル(5v) 、sG、、SG2 が”L”
 レベル(OV)とする。このとき二つのセル・ブロッ
ク1】l。
First, when erasing data, the row decoder 121. : outputs "H" level to all eight word lines WL to WL8, and outputs, for example, 5V. The output section that controls the selection gate in the row decoder 12 is, for example, SGI, SG2.
is 'H' level (5v), sG,,SG2 is 'L'
level (OV). At this time, two cell blocks 1]l.

112のうちセル・ブロック111において、選択ゲー
)isG、が″H″レベルであるため、第1の昇圧回路
15.のMOS)ランジスタQ。
In the cell block 111 of the cell blocks 112, the selection gate (isG) is at the "H" level, so the first booster circuit 15. MOS) transistor Q.

がオン状態になる。そしてこの第1の昇任回路X5.に
はゲート回路G、を介してリングオシレフの出力クロッ
クφR(振幅5Vの方形波)が入るため、キャパシタC
によるチャージポンプの作用により、選択ゲート1il
SG、は昇圧電位VpII(例えば17v)まで昇圧さ
れる。この昇圧出力によりゲー=ト1こVcc−5Vが
印加されたMOSトランジスタQ、を介してNANDゲ
ートGSの一方の人力にVce−Vth(例えば4V)
が入り、またこのNANDゲートG1のもう一方の入力
にはリングオシレータ出力部8が入るから、第2の昇圧
回路16においても°H“レベルが与えられている各ワ
ード線用のチャージポンプ回路が働き、8本のワード線
WL、−WL8即ち制御ゲートCG、〜CG、もvpp
まで昇圧される。この状態が第4図(a)であり、これ
によりセル・ブロック111内の全てメモリセルでデー
タ消去が行われる。
turns on. And this first promotion circuit X5. Since the ring oscillator output clock φR (a square wave with an amplitude of 5 V) is input to the capacitor C via the gate circuit G,
Due to the action of the charge pump, the selection gate 1il
SG is boosted to a boosted potential VpII (for example, 17V). This boosted output is applied to one side of the NAND gate GS via the MOS transistor Q to which Vcc-5V is applied to Vce-Vth (for example, 4V).
Since the ring oscillator output section 8 is input to the other input of the NAND gate G1, the second booster circuit 16 also has a charge pump circuit for each word line to which the °H level is applied. The eight word lines WL, -WL8, namely the control gates CG, ~CG, also have vpp
The pressure is increased to This state is shown in FIG. 4(a), where data is erased from all memory cells in the cell block 111.

この時、もう一方のセル・ブロック112についてみる
と、選択ゲート線SG、は“L″レベルある。従ってこ
のセル・ブロック112側の第1の昇任回路15.は、
昇圧電位Vl)I)に接続されるMOS)ランジスタ(
第2図のMOSトランジスタQ1に対応)がオフである
から、リングオレシータ出力φRが入ってもチャージポ
ンプ作用をしない。そしてこの第1の昇圧回路152が
高電圧を出力しなければ、第2の昇圧回路】62にはリ
ングオシレータ出力φRが供給されないから、ワード線
が″H1レベルになっていてもワード線の昇圧はない。
At this time, regarding the other cell block 112, the selection gate line SG is at the "L" level. Therefore, the first promotion circuit 15 on this cell block 112 side. teeth,
MOS) transistor connected to boosted potential Vl)I)
Since the MOS transistor Q1 (corresponding to the MOS transistor Q1 in FIG. 2) is off, it does not perform a charge pump action even if the ring oscillator output φR is input. If this first booster circuit 152 does not output a high voltage, the ring oscillator output φR will not be supplied to the second booster circuit 62, so even if the word line is at the H1 level, the word line boost voltage will be reduced. There isn't.

従ってこのセル−ブロック11□でのデータ消去は起こ
らない。
Therefore, data erasure does not occur in this cell block 11□.

データ書き込み時、例えばセル・ブロック111内のワ
ード線WL、のメモリセルに書き込む場合を4えると、
ロウ・デコーダ12の出力は、CG、〜CG、までを“
H゛レベルCG ? 。
When writing data, for example, when writing to the memory cell of the word line WL in the cell block 111, if you add 4,
The output of the row decoder 12 is CG, up to CG.
High level CG? .

CG、を“L″レベルし、選択ゲート線SG。CG is set to "L" level, and selection gate line SG is set to "L" level.

を″H″レベル、SC2を′L#レベルとする。is set to "H" level and SC2 is set to 'L# level.

非選択のセル・ブロック11.側の選択ゲート出力SG
1.SGiは共に′Lmレベルとする。この時セル・ブ
ロック111側の第1の昇圧回路15、はデータlr1
去の場合と同様にチャージポンプ作用をし、Vl)I)
を例えば22Vに切替えておけば、選択ゲート線SG、
に昇圧電位22Vが与えられる。そしてこの出力により
制御されて、第2の昇圧回路16.も働き、ワード線が
“H゛レベルなっている部分に22Vの昇圧電位22V
が与えられる。この昇圧の様子を示すと第3図のように
なり、この書き込み時の状態は一つのNANDセルにつ
いて示すと第4図(b)のようにムる。これにより、ワ
ードl1WL、に沿うメモリセルでのみ、ビット線に与
えられたデータに応じたデータ書き込みが行われる。
Unselected cell block 11. side selection gate output SG
1. Both SGi are set at the 'Lm level. At this time, the first booster circuit 15 on the cell block 111 side has data lr1.
It acts as a charge pump in the same way as in the previous case, and Vl)I)
For example, if you switch to 22V, the selection gate line SG,
A boosted potential of 22V is applied to. Then, under the control of this output, the second booster circuit 16. also works, and a 22V boosted potential of 22V is applied to the part where the word line is at “H” level.
is given. The state of this boosting is shown in FIG. 3, and the state at the time of writing is shown for one NAND cell as shown in FIG. 4(b). As a result, data is written in accordance with the data applied to the bit line only in the memory cells along the word l1WL.

非選択のセル・ブロック11□では先のデータ消去の場
合と同様、選択ゲートSG、が″L″レベルであるため
、第1の昇圧回路152は働かず、従って第2の昇圧回
路16□も働かない。これにより、隣接するセル・ブロ
ックでワード線は共通に選択されているが、選択ゲート
の選択によって一方のセル・ブロックでのみデータ書き
込みが行われることになる。
In the unselected cell block 11□, the selection gate SG is at the "L" level, as in the case of data erasure, so the first booster circuit 152 does not work, and therefore the second booster circuit 16□ also does not work. I don't work. As a result, word lines are commonly selected in adjacent cell blocks, but data is written only in one cell block depending on the selection of the selection gate.

こうしてこの実施例によれば、選択ゲート用の第1の昇
圧回路を優先させてその出力を利用してワード線用の第
2の昇圧回路を制御することにより、セル・ブロックの
ワード線に共通にロウ・デコーダ出力線がつながる方式
のNANDセル型EEPROMにおいて、セル・ブロッ
ク単位のデータ書き替えを簡単に行うことができる。
Thus, according to this embodiment, by giving priority to the first booster circuit for the selection gate and using its output to control the second booster circuit for the word line, In a NAND cell type EEPROM in which a row decoder output line is connected to a cell block, data can be easily rewritten in units of cell blocks.

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

例えば実施例では8giのメモリセルでNANDセルを
構成したが、この個数は任意であり、例えば4個とする
こともできる。その他事発明はその趣旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施することができる。
For example, in the embodiment, the NAND cell is configured with 8 gi memory cells, but this number may be arbitrary, and may be set to 4, for example. Other aspects of the invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.

〔発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、ロウ・デコーダ出力
線をセル・ブロック間で共通にするNANDセル型のE
EFROMであって、データ書き替え用の昇圧回路部を
最適化したEEPROMを提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the NAND cell type E in which the row decoder output line is shared between cell blocks
It is possible to provide an EEPROM which is an EFROM and has an optimized booster circuit section for data rewriting.

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

第1図は本発明の一実施例のEEFROMの要部構成を
示す等価回路図、 第2図はさらにその要部を具体的に示す等価回路図、 第3図はデータ書き込み時の昇圧の様子を示す図、 第4図(a) (b)は、データ書き替え時のNAND
セルの電位状態を示す図、 第5図は一つのNANDセルの構成を示す平面図、 第6図(a) (b)は第5図のA−A’およびB−B
′断面図である。 11  (11+、1lz)・・・セル・ブロック、1
2・・・ロウ・デコーダ、13・・・センスアンプ、1
4・・・カラム・デコーダ、15(15152)・・・
第1の昇圧回路、16 (16162)・・・第2の昇
圧回路、!)41〜M8・・・メモリセル、Sr、S2
・・・選択・ゲート、CGl〜CG、 ・・・$制御ゲ
ート、WL、  〜WLB ・・・ワード線、BL、 
〜BL、。24・・・ビット線、1・・・Si基板、2
・・・フィールド絶縁膜、 3.5・・・ゲート絶縁膜、4・・・浮遊ゲート、6・
・・制御ゲート、7・・・CVD絶縁膜、8・・・AI
!配線(ビット!!iり、9・・・n+型層。
Fig. 1 is an equivalent circuit diagram showing the main part configuration of an EEFROM according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an equivalent circuit diagram showing the main part in detail, and Fig. 3 is a state of boosting during data writing. Figures 4(a) and 4(b) show the NAND during data rewriting.
Figure 5 shows the potential state of the cell. Figure 5 is a plan view showing the configuration of one NAND cell. Figure 6 (a) and (b) are AA' and B-B in Figure 5.
'It is a sectional view. 11 (11+, 1lz)...Cell block, 1
2...Row decoder, 13...Sense amplifier, 1
4...Column decoder, 15 (15152)...
First booster circuit, 16 (16162)...Second booster circuit,! )41-M8...Memory cell, Sr, S2
...Selection gate, CGl~CG, ...$ control gate, WL, ~WLB ...Word line, BL,
~BL,. 24... Bit line, 1... Si substrate, 2
... Field insulating film, 3.5... Gate insulating film, 4... Floating gate, 6.
...Control gate, 7...CVD insulation film, 8...AI
! Wiring (bit!! i, 9...n+ type layer.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に浮遊ゲートと制御ゲートが積層さ
れ、浮遊ゲートと基板の間でトンネル電流により電荷の
やりとりをして書き込みおよび消去を行う書替え可能な
メモリセルが複数個ずつ直列接続されてNANDセルを
構成してマトリクス状に配列され、各NANDセルの一
端部が選択ゲートを介してビット線に接続され、各メモ
リセルの制御ゲートがワード線に接続されて構成される
メモリアレイと、 このメモリアレイのワード線選択を行うロウ・デコーダ
、およびビット線選択を行うカラム・デコーダと、 前記ビット線のデータを検出するセンスアンプと、 書替え時に選ばれた選択ゲートおよびワード線に高電圧
を印加する昇圧回路とを備え、 前記昇圧回路は、選ばれた選択ゲートに高電圧を供給す
る第1の昇圧回路と、この第1の昇圧回路の出力により
制御されて選ばれたワード線に高電圧を供給する第2の
昇圧回路とを有することを特徴とする不揮発性半導体メ
モリ装置。
(1) A floating gate and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and a plurality of rewritable memory cells are connected in series, which perform writing and erasing by exchanging charges using tunnel current between the floating gate and the substrate. A memory array comprising NAND cells arranged in a matrix, one end of each NAND cell connected to a bit line via a selection gate, and a control gate of each memory cell connected to a word line; A row decoder selects a word line of this memory array, a column decoder selects a bit line, a sense amplifier detects data on the bit line, and a high voltage is applied to the selected gate and word line selected during rewriting. a first booster circuit that supplies a high voltage to a selected selection gate; and a booster circuit that applies a high voltage to a selected word line under the control of the output of the first booster circuit. A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a second booster circuit that supplies voltage.
(2)ロウ・デコーダは、少なくとも二つのセルアレイ
・ブロック内の対応する複数のワード線に共通に出力線
が接続されており、その二つのセルアレイ・ブロックの
選択ゲート制御線には別々の出力線が接続されている請
求項1記載の不揮発性半導体メモリ装置。
(2) The row decoder has an output line commonly connected to a plurality of corresponding word lines in at least two cell array blocks, and separate output lines to the selection gate control lines of the two cell array blocks. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
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