JPH0385770A - Mon-volatile semiconductor memory - Google Patents

Mon-volatile semiconductor memory

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JPH0385770A
JPH0385770A JP1224006A JP22400689A JPH0385770A JP H0385770 A JPH0385770 A JP H0385770A JP 1224006 A JP1224006 A JP 1224006A JP 22400689 A JP22400689 A JP 22400689A JP H0385770 A JPH0385770 A JP H0385770A
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memory cell
floating gate
gate
transistor
memory
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Masamichi Asano
正通 浅野
Hiroshi Iwahashi
岩橋 弘
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Toshiba Electronic Device Solutions Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Abstract

PURPOSE:To increase operation speed, enable all memory cells to be erased collectively, uniformly, and positively, and reduce voltage used for writing by connecting a floating gate transistor and an enhancement type transistor in parallel for each memory cell. CONSTITUTION:Each floating gate 16 is placed so that it is shifted to the right and left (in the direction of extension of a control gate 17) or in zigzag. Namely, the floating gate 16 and the control gate 17 are overlapped in the upper direction at one part of the channel region of a memory cell 39, thus constituting a floating gate transistor 39a, and only the control gate 17 exists at the upper part of other parts of the channel region, thus constituting an enhancement type transistor 39b. Namely, the above two kinds of transistors are connected in parallel in some memory cells.

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、データの消去並びに書き込みが電気的に行な
える不揮発性メモリセルを何する不揮発性半導体メモリ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory having a nonvolatile memory cell in which data can be electrically erased and written.

(従来の技術) メモリセルの記憶内容を電気的に消去し、かつ書き換え
ることができるROMはEEPROM(エレクトリカリ
−・イレーザブル・プログマブル ROM)として知ら
れている。このEEPROMは紫外線消大型のEFRO
Mと比へ、ボード上に実装した状態で電気信号によりデ
ータの消去を行うことができるという使い易さから、各
種制御用やメモリカード用等に需要が急士曽している。
(Prior Art) A ROM in which the stored contents of a memory cell can be electrically erased and rewritten is known as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). This EEPROM is an ultraviolet quenching EFRO.
Due to the ease of use in which data can be erased using electrical signals while mounted on a board, there is a sudden increase in demand for use in various control applications, memory cards, and the like.

そして特に、最近では、フロッピーディスク中のデータ
の置き換え等に用いるE E P ROMの大容量化が
望まれている。
In particular, recently there has been a desire for a larger capacity EEPROM used for replacing data on floppy disks.

第5図(a)〜(C)は大容量化に適した従来のNAN
D型EEPROMのメモリセルアレイの構成を示すもの
であり、第5図(a)はそのパターン平面図、第5図(
b)は同図(a)のAA′線断面図、第5図(C)は同
図(a)のBB′線断面図である。第5図(a)におい
て、岐線で囲まれた10は一つのN A N D 抽木
ブロックを示すものである。このN A N D Zt
i本ブロブロック10第5図(b)かられかるように、
同図(b)の左右方向に並ぶ他のNAND基本ブロック
とはフィールド酸化膜12,12.・・・によって区画
されている。NAND基本ブロック10の縦断面は第5
図(C)から明らかである。即ち、特に第5図(C)に
おいて、11はp型のシリコン半導体基板、13はn+
拡散層からなる各基本ブロック10に共通の共通ソース
領域、14は同じくn+拡散層からなるNAND基本ブ
ロック]0のドレイン領域、15,15.・・・はそれ
ぞれn+拡散層からなりNAND基本ブロック]0内に
設けられた各メモリセルのソースナトレイン領域、16
.16.・・・はそれぞれ第1層目のポリシリコン層か
らなるフローティング・ゲート、]7゜17、・・・は
それぞれ第2層目のポリシリコン層からなるコントロー
ル・ケート、18は買二]層目のポリシリコン層と第2
層目のポリシリコン層とを電気的に接続して構成された
第1のセレクト・ケト、19は同じく第1層口のポリシ
リコン層と第2層口のポリシリコン層とを電気的に接続
して構成された第2のセレクト・ゲート、20はブタ線
、21はドレイン領域]4とデータ線20とを接続する
コンタクト部、22はフローティング・ゲート16と基
板]1との間に設けられたI’t’さが例えば100人
程度のゲート酸化膜、2′3は70−ティング・ゲート
16とコントロール・ケー117との間に設けられた例
えば○No(オキサイド・ナイトライド・オキサイド)
の31ωtl/l &からなる厚さが約300へのゲー
ト絶縁膜、24は絶縁酸化膜25および26はそれぞれ
、朶1及び第2のセレクトゲート1.8.19と基板1
]との間に設けられた、厚さが例えば40〇八程度のケ
ト酸化膜である。そして、特に第5図(c)かられかる
ように、各NANDJl!、本ブロック10においては
後に詳述する10個のトランジスタ(メモリセルおよび
セレクト・ゲートトランジスタ)31〜40が形成され
ている。それらのI・ランジスタ31〜40のオン、オ
フは、各チャネル上のゲート17〜19によってなされ
る。たたし、トランジスタ32〜3つは、フローティン
グ・ケト]6か電子又は正孔のいずれを保持しているか
によって、オン、オフか規制される。
Figures 5 (a) to (C) are conventional NANs suitable for increasing capacity.
It shows the configuration of a memory cell array of a D-type EEPROM, and FIG. 5(a) is a pattern plan view thereof, and FIG.
5(b) is a sectional view taken along line AA' in FIG. 5(a), and FIG. 5(C) is a sectional view taken along line BB' in FIG. 5(a). In FIG. 5(a), 10 surrounded by branch lines indicates one N A N D bolting block. This N A N D Zt
As can be seen from Figure 5(b) of i-book block 10,
The other NAND basic blocks lined up in the left-right direction in FIG. 2B are field oxide films 12, 12 . It is divided by... The longitudinal section of the NAND basic block 10 is the fifth
It is clear from Figure (C). That is, especially in FIG. 5(C), 11 is a p-type silicon semiconductor substrate, and 13 is an n+
A common source region common to each basic block 10 made of a diffusion layer; 14 is a NAND basic block also made of an n+ diffusion layer; a drain region of 0; 15, 15 . . . . is a source na train region of each memory cell provided in NAND basic block] 0, each consisting of an n+ diffusion layer, 16
.. 16. ... are floating gates made of the first polysilicon layer, ]7゜17, ... are control gates made of the second polysilicon layer, respectively, and 18 is the floating gate made of the second polysilicon layer. polysilicon layer and a second
The first select gate 19 is configured by electrically connecting the polysilicon layer of the first layer and the polysilicon layer of the second layer. 20 is a pig line, 21 is a contact portion connecting the drain region] 4 and the data line 20, and 22 is a contact portion provided between the floating gate 16 and the substrate] 1. For example, I't' is a gate oxide film of about 100 layers, and 2'3 is a 70-layer gate oxide film provided between the gate 16 and the control case 117.
A gate insulating film with a thickness of about 300 Ωtl/l & 24 is an insulating oxide film 25 and 26 for the first and second select gates 1, 8, 19 and the substrate 1, respectively.
] is a keto oxide film with a thickness of, for example, about 40.8 mm. In particular, as can be seen from FIG. 5(c), each NANDJl! In this block 10, ten transistors (memory cells and select gate transistors) 31 to 40, which will be described in detail later, are formed. The I transistors 31-40 are turned on and off by gates 17-19 on each channel. However, whether the transistors 32 to 3 are on or off is regulated depending on whether they hold floating ketones, electrons, or holes.

上記各フローティング・ゲート16は電子又は正孔を保
持することによってデータの“1゛′又は“0”を記憶
する。
Each of the floating gates 16 stores data "1" or "0" by retaining electrons or holes.

また、上記コントロール・ゲー)17,17・・は各N
AND基本ブロック10に女・1して例えば8本設けら
れており、それぞれはそのド方に直置する複数のフロー
ティング・ゲート1616・・・を覆うように連続的に
設けられている。即ち、特に第5図(a)、(b)から
れかるように、フローティング・ゲート16,16.・
・・の中ω(第5図(a)の上下方向幅)はコントロー
ル・ゲート17.17.・・の幅とほぼ同じであり、フ
ローティング・ゲート16,16.・・・の長さ(第5
図(a)の左右方向長さ)は各NAND基本ブロックの
幅よりも短いものになっている。そして、メモリセルア
レイは上記のようなNAND、M本ブロック10を第5
図(a)において上下、左イア方向にマトリクス状に配
置することによって構成されている。
In addition, the above control game) 17, 17... is each N
For example, eight gates are provided in the AND basic block 10, and each gate is provided continuously so as to cover a plurality of floating gates 1616 placed directly on its side. That is, as can be seen particularly from FIGS. 5(a) and 5(b), the floating gates 16, 16 .・
... (width in the vertical direction in FIG. 5(a)) is the control gate 17.17. The width of the floating gates 16, 16. ... length (5th
The length in the left-right direction in Figure (a) is shorter than the width of each NAND basic block. Then, the memory cell array has the above-mentioned NAND, and M blocks 10 are arranged in the fifth block.
In Figure (a), they are arranged in a matrix in the upper, lower, and left ear directions.

上記各NAND剋本ブ日本ブロック′、’;’ 1dl
i lll1鮎は第6図に示される。狛6図においては
、左右に2つのNAND基本ブロック10.10を示し
ている。同図かられかるように、各基本ブロック]0の
等価回路は、ソース13とデータね20(DLL、DL
2)との間に、セレクト・ゲートトランジスタ31と、
8個のメモリセル32〜39と、セレクト・ゲートトラ
ンジスタ40とを直列接続したものとして措戊される。
Each of the above NAND block Japan blocks',';' 1dl
illll1 sweetfish is shown in FIG. In Figure 6, two NAND basic blocks 10 and 10 are shown on the left and right. As can be seen from the figure, the equivalent circuit of each basic block ] 0 is the source 13 and the data 20 (DLL, DL
2), a select gate transistor 31,
It is assumed that eight memory cells 32 to 39 and a select gate transistor 40 are connected in series.

トランジスタ31.40にはセレクト・ゲート信号5G
ISG2が人力され、メモリセル′32〜3つのコント
ロール・ゲート]7にはワード線WLI〜WL8が接続
されている。
Transistor 31.40 has select gate signal 5G
ISG2 is manually operated, and word lines WLI to WL8 are connected to memory cells '32 to three control gates]7.

フローティング・ゲー1−1−ランジスタからなる8個
のメモリセル32〜39のそれぞれにお1Jるデータの
消去、書き込み動作について以下に説明する。
The erasing and writing operations of data stored in each of the eight memory cells 32 to 39 each consisting of a floating gate 1-1 transistor will be described below.

データの?r去は、第8図(a)かられかるように、コ
ントロール・ゲート17に高電圧、例えば15Vを印加
し、ソース15、ドレイン15を共にOVの接地電位に
することにより行なイっれる。
Of data? As shown in FIG. 8(a), the draining is performed by applying a high voltage, for example, 15V, to the control gate 17 and bringing both the source 15 and drain 15 to the ground potential of OV. .

コントロール・ゲート17に高電圧を印加することによ
り、コントロール・ゲート17とフローティング・ゲー
ト16とが静電結合し、これによりフローティング・ゲ
ート16の電位か上昇し、ケート酸化膜22を通してソ
ース]5あるいはドレイン15から電子がフローティン
グ・ゲート]6に注入される。これを消失状態といい、
このときの記憶データを“1”レベルと定、況する。こ
のとき、メモリセルの閾値電圧は第7図の特性図に示す
ように約2〜3vとなる。
By applying a high voltage to the control gate 17, the control gate 17 and the floating gate 16 are electrostatically coupled, thereby increasing the potential of the floating gate 16 and increasing the potential of the floating gate 16 through the gate oxide film 22. Electrons are injected from the drain 15 into the floating gate]6. This is called the disappearing state,
The stored data at this time is assumed to be at the "1" level. At this time, the threshold voltage of the memory cell is about 2 to 3 V, as shown in the characteristic diagram of FIG.

データの書き込みは、第8図(b)かられかるように、
コントロール・ゲート17をOVにし、ソース15をオ
ープン収態にし、ドレイン15に高電圧を印加すること
により行なわれる。このとき、フローティング・ゲート
16からドレイン15に電子が放出され、メモリセルの
閾値電圧は第7図の特性図に示すように約−5■となる
。そして、このときの記憶データを“0”レベルと疋義
する。
The data is written as shown in Figure 8(b).
This is done by bringing the control gate 17 to OV, leaving the source 15 in an open state, and applying a high voltage to the drain 15. At this time, electrons are emitted from the floating gate 16 to the drain 15, and the threshold voltage of the memory cell becomes approximately -5■ as shown in the characteristic diagram of FIG. The stored data at this time is defined as "0" level.

次に、 」二紀第6図及び第5図のNAND話本ゾ日本ゾロツク
10を第1表に払いて説明する。
Next, we will explain the NAND story in Figures 6 and 5 of the Second Era by placing the original Japanese Zoroku 10 in Table 1.

データの消去は、データ線DL’l、DL2を0VSS
GIを5VSSG2を15V1ワード線WLI〜WL8
を全て15Vにそれぞれ設定することにより行なわれる
。この状態では、メモリセル32〜39の全てのドレイ
ン、ソースがOVになり、全てのメモリセル32〜39
のデータが一括して消去される。
To erase data, set the data lines DL'l and DL2 to 0VSS.
GI to 5VSSG2 to 15V1 word lines WLI to WL8
This is done by setting all the voltages to 15V. In this state, all the drains and sources of the memory cells 32 to 39 become OV, and all the memory cells 32 to 39
data will be deleted all at once.

データの書き込みはセレクト・ゲートトランジスタ31
に近い側のメモリセル32(セル1)から順次選択的に
行なわれる。まず、セル32に書き込むには、SGIを
OV1データ線DLIを20VSDL2をlQV、SG
2を2υVにする。
Data is written to the select gate transistor 31
The process is selectively performed sequentially starting from the memory cell 32 (cell 1) closest to the memory cell 32 (cell 1). First, to write to cell 32, set SGI to OV1 data line DLI to 20VSDL2 to lQV, SG
Set 2 to 2υV.

次にワード線WLIをOVとし、他のワード線WL2〜
WL8を全て20Vに設定することにより、メモリセル
32か選択され、書ぎ込みが行なわれる。予め消去され
たメモリセルの閾値電圧は約3Vであるが、書き込み状
態において高′屯圧か印加されているメモリセル33〜
3つ(セル2〜セル8)の閾値電圧は、基板効果を考慮
すると約5Vとなる。このため、メモリセル32のドレ
インには、(メモリセル33のゲート電圧>−</r4
去されたメモリセルの閾値電圧)−(20V5V)であ
る15Vが印加され、100Aの厚さのゲート酸化膜(
第5図中の符号22)を通してフローティング・ゲート
からドレインへ電子が放出される。つまり、メモリセル
32にはデータか書き込まれる。
Next, the word line WLI is set to OV, and the other word lines WL2 to
By setting all WL8 to 20V, memory cell 32 is selected and writing is performed. The threshold voltage of a memory cell that has been erased in advance is approximately 3V, but memory cells 33 to 33 to which a high voltage is applied in the written state
The threshold voltages of the three cells (cells 2 to 8) are approximately 5V when considering the substrate effect. Therefore, at the drain of the memory cell 32, (gate voltage of memory cell 33>-</r4
A voltage of 15V (threshold voltage of the removed memory cell) - (20V5V) is applied, and a gate oxide film (
Electrons are emitted from the floating gate to the drain through the reference numeral 22) in FIG. In other words, data is written into the memory cell 32.

次のメモリセル33への書き込みは、ワード線WLIと
WL2を0■とし、残りのワード線WL3〜WL8を全
て20Vに設定することにより行なわれる。同様にして
メモリセル39までの書き込みが、第1表に示すように
電圧が決められて、順次行なわれる。
Writing to the next memory cell 33 is performed by setting the word lines WLI and WL2 to 0V and setting all the remaining word lines WL3 to WL8 to 20V. Similarly, writing up to memory cell 39 is performed sequentially with voltages determined as shown in Table 1.

もし、選択されたメモリセルに対し書き込みを行わない
場合、つまり、“〕”レベルデータのままにする場合に
は、データ線DLIに20Vの代りにOVを印加すれば
よい。この場合、フローティング・ゲートとドレインと
の間には電圧が印力lされず、書き込みは行なわれない
If writing is not to be performed on the selected memory cell, that is, if the "]" level data is to be left as it is, OV may be applied to the data line DLI instead of 20V. In this case, no voltage is applied between the floating gate and the drain, and no writing is performed.

このように8個のメモリセルに対するデータ書き込みは
ソース側のメモリセル32から順番に行われる。この理
由は、もし、この順番で書き込みを行わないと、あるセ
ルについて書き込みを行おうとするとき、既に書き込み
済の他のセルにおいてはワード線に高電圧(20V)が
印加されるとj(にドレインにOVの電圧が印加された
消去状態となり、上記他のセルにおいて、泪表が行われ
てしまうからである。上記の順番で行うことにより、こ
のような状態を避け、消失されないようにすることがで
きる。
In this way, data writing to the eight memory cells is performed in order from the source side memory cell 32. The reason for this is that if writing is not performed in this order, when writing to a certain cell, if a high voltage (20V) is applied to the word line in other cells that have already been written, j( This is because the data enters an erased state where a voltage of OV is applied to the drain, and the other cells mentioned above will perform the ritual.By performing the process in the order described above, such a state can be avoided and the data will not be erased. be able to.

また、データ線DLI側のブロック10への書き込み、
消失量には、他のデータ線DL2には書き込みn、lf
と消火IIηの中間の電圧である約10Vを印加してい
る。これは、このデータ線DL2に接続されたメモリセ
ルに対する誤書き込み、誤哨ノミを防1にするためであ
る。
Also, writing to block 10 on the data line DLI side,
The amount of loss includes write n and lf for other data lines DL2.
Approximately 10 V, which is an intermediate voltage between This is to prevent erroneous writing and erroneous checking of the memory cells connected to this data line DL2.

また、一つのNANDJA本ブロックボブロック、書き
込みが行われているとき、そのブロックと縦(第5図(
a)上下方向)につながった他のNAND基本ブロック
では、SG2をOV1ワド線WLI〜WL8をOVとし
て、誤書き込み、誤ン肖去が起きないようにしている。
In addition, one NANDJA book block Bob block, when writing is being done, that block and vertical (Figure 5 (
In other NAND basic blocks connected in the vertical direction (a), SG2 is set to OV1, and the quad lines WLI to WL8 are set to OV to prevent erroneous writing and writing.

NAND基本ブロックからのデータ読出し動作は次のよ
うに行なわれる。例えば、’66図において、データ線
DLlに接続されたNANDM本ブロック内の1個のメ
モリセル32を選択してブタを読み出す場合には、第1
表に示すように、DLIにIV、SGI及びSG2に5
■、選択されたワード線WLIにOV、他のワード線W
L”〜WL8にそれぞれ5Vを印加する。また、非選択
のデータ線DL2はフローティング状態とlより、略O
Vになる。上記選択されたメモリセル32の記憶データ
が“1”レベル(閾値電圧が+3V)のときは、コント
ロール・ゲート電圧がoVなのでオフ状態となる。この
ため、選択されたNAND基本ブロック10ではデータ
線DL、1と接地電位との間に電流は流れない。従って
、このデータ線DLIに接続された図示しないセンスア
ンプによってこの“1”レベルのデータがセンスされる
。他方、選択されたメモリセル32の記憶データが“0
“レベル(閾値電圧が一5V)のときは、コントロール
・ゲート電圧がOVてもオン状態となる。このとき、他
のメモリセル33〜39のコントロール・デーl−電j
王は5■てあり、これらメモリセル33〜′39は記憶
データにかかわらずオン状態となっているため、この動
水ブロック]Oではデータ線DLIと接地電位との間に
電流が流れる。従って、このときはセンスアンプで“0
″レベルのデータがセンスされる。
The data read operation from the NAND basic block is performed as follows. For example, in the '66 diagram, when selecting one memory cell 32 in the NANDM main block connected to the data line DLl to read out a
As shown in the table, IV for DLI, 5 for SGI and SG2.
■, OV to the selected word line WLI, other word lines W
5V is applied to each of L'' to WL8. Also, the unselected data line DL2 is in a floating state and is approximately O due to l.
It becomes V. When the data stored in the selected memory cell 32 is at the "1" level (threshold voltage is +3V), the control gate voltage is oV, so the cell is in an off state. Therefore, in the selected NAND basic block 10, no current flows between the data line DL,1 and the ground potential. Therefore, this "1" level data is sensed by a sense amplifier (not shown) connected to this data line DLI. On the other hand, the stored data of the selected memory cell 32 is “0”.
" level (threshold voltage - 5V), it is in the on state even if the control gate voltage is OV. At this time, the control gate voltage of the other memory cells 33 to 39 is
Since the memory cells 33 to '39 are in the ON state regardless of the stored data, a current flows between the data line DLI and the ground potential in this hydraulic block ]O. Therefore, at this time, the sense amplifier is “0”.
″ level data is sensed.

(発明が解決しようとする課題) 上記のようなNAND基本ブロックを角゛する従来のメ
モリでは、ワード線(コントロール・ゲト17)のピッ
チでメモリセルを配置することかでき、かつデータ線と
のコンタクト部21をメモリセルの複数(例えば8個)
について1側設ければよいので、単位面積ゝ11りのメ
モリセルアレイの数を多くすることができ、大容量メモ
リの微細化に適した構造となっている。しかしながら、
従来のメモリでは次のような問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional memory using the NAND basic block as described above, memory cells can be arranged at the pitch of the word line (control gate 17), and the memory cells can be arranged at the pitch of the word line (control gate 17). The contact portion 21 is connected to a plurality of memory cells (for example, eight).
Since it is only necessary to provide one side of the memory cell array, the number of memory cell arrays per unit area can be increased by 11 mm, and the structure is suitable for miniaturization of large-capacity memories. however,
Conventional memory has the following problems.

その一つは以下の通りである。即ち、NAND4 基本ブロックは複数のメモリセルを直列に接続したNA
ND型のセル構成となっている。このため、ある選択し
たメモリセルからデータの読み出しを行う場合、消去さ
れた他の非選択メモリセルをオンさせる必要があるが、
そのオンは5Vのゲート電圧で行わせる必要があり、そ
の閾値電圧は約3V以下になっている必要がある。また
同様に、消去された選択メモリセルの閾値電圧は約1V
以上(少なくともOV以上)になっていることも必要で
ある。しかしながら、1Mビットあるいは4Mビットの
ように大規模化した大容量メモリでは全メモリセルを均
一に消去することは困難であり、必ずばらつきが生じる
。このばらつきの発生により、消去したメモリセルのう
ちのもし1つでも、閾値電圧がOVと3Vの範囲の外に
外れれば、そのメモリは不良となってしまう。しかしな
がら、全メモリセルを確実に均一に消去することができ
るメモリを設計、製造することは非常に困難である。
One of them is as follows. In other words, the NAND4 basic block is a NAND4 basic block in which multiple memory cells are connected in series.
It has an ND type cell configuration. Therefore, when reading data from a selected memory cell, it is necessary to turn on other erased unselected memory cells.
It is necessary to turn it on with a gate voltage of 5V, and its threshold voltage needs to be approximately 3V or less. Similarly, the threshold voltage of the erased selected memory cell is approximately 1V.
It is also necessary that the value is at least OV (at least OV or higher). However, in large-capacity memories such as 1M bits or 4M bits, it is difficult to uniformly erase all memory cells, and variations inevitably occur. Due to this variation, if even one of the erased memory cells has a threshold voltage outside the range of OV and 3V, that memory becomes defective. However, it is extremely difficult to design and manufacture a memory that can reliably and uniformly erase all memory cells.

また、読み出し速度の高速化を図るためには、“0″レ
ベルのデータを記仏しているメモリセルを含むNAND
基本ブロックに流れる電流を多くする必要がある。しか
し、この場合にも非選択収態でゲートに5Vが印加され
ているメモリセルの閾値電圧が3Vの場合には、オン電
流を十分に大きくすることはできない。例えば、1μm
ルールで設計されたNAND基本ブロックでは、データ
の読み出し時に数μA提度のセル本成しか取れず、高速
化に適していない。
In addition, in order to increase the read speed, it is necessary to
It is necessary to increase the current flowing through the basic blocks. However, in this case as well, if the threshold voltage of a memory cell to which 5V is applied to the gate in a non-selective state is 3V, the on-current cannot be made sufficiently large. For example, 1 μm
In a NAND basic block designed according to rules, only a few microamperes of cell power can be obtained when reading data, making it unsuitable for high-speed processing.

徒来メモリの問題点の二つ口として、畠耐住化が必要な
点が半げられる。データの書き込み111」、例えばメ
モリセル32にデータを書ぎ込む場合、メモリセル33
〜39の閾値電圧は約5Vとなっており、メモリセル3
2に対して効弔良く書き込みを行うためには20Vとい
う高電圧か必要とlよる。このため、周辺回路で十分な
高耐圧対策か必要となり、またメモリセルに加わる電圧
ストレスのために信頼性上でも問題がある。
Two of the problems with conventional memory are the need to make it more durable. ``Data writing 111'', for example, when writing data to the memory cell 32, the memory cell 33
The threshold voltage of ~39 is approximately 5V, and the memory cell 3
In order to effectively write to 2, a high voltage of 20V is required. Therefore, it is necessary to take sufficient measures to withstand high voltages in the peripheral circuits, and there is also a problem in terms of reliability due to the voltage stress applied to the memory cells.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、・5の目的は
、動作速度が速く、全メモリセルの一括均7 一消去が確丈に行え、且つ書き込み時の使用電圧が低く
ても済む不褌発性半導体メモリを掲供することにある。
The present invention has been made in view of the above.Objectives (5) are: high operating speed, uniform erasure of all memory cells at once, and a low voltage required for writing. The purpose is to provide non-fouling semiconductor memory.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課通を解決するための手段) 本発明の不押発性平導体メモリは、段数のイ\トド発性
メモリセルを直列に接続した基本ブロックの複数をHし
、前記基本ブロックにおいてそのブロック中の前記複数
のメモリセルのうちの1つを選択してデータの書き込み
、読み出しを行う不揮光性半導体メモリにおいて、前記
メモリセルは、1′。
(Means for Solving Problems) The non-destructive flat conductor memory of the present invention has a plurality of basic blocks in which a number of stages of depressive memory cells are connected in series. In the non-volatile semiconductor memory in which one of the plurality of memory cells is selected to write and read data, the memory cell is 1'.

導体基板の表面部分にチャネル領域を挾んで形成された
一対のソース・ドレイン領域と、そのチャネル領域の上
方に形成された電1+:I tili獲可能なフロティ
ング・ゲートと、そのフローティング・ケートの上方に
形成されたコントロール・ケートとを有し、前記メモリ
セルは、前記フローティング・ゲートが前記チャネル領
域のチャネル方向に沿った第1方向とほぼ垂直な第2方
向に沿ってずらした位置に設けられることにより形成さ
れた、前8 記チャネル領域の上方に前記フローティング・ゲートと
前記コントロール・ゲートとが位置したフローティング
・ゲートトランジスタと、前1:己チヤネル領域の上方
に前記コントロール・ゲートのみが位置したエンハンス
メント形トランジスタであって前記フローティング・ゲ
ートトランジスタと並列に接続されたエンハンスメント
形トランジスタと、を有し、前記フローティング・ゲー
トのあるものは前記第2方向の一端方向にすれており、
他のものは前記第2方向の他端方向にずれているものと
して構成される。
A pair of source/drain regions are formed on the surface of the conductor substrate with a channel region in between, a floating gate formed above the channel region that can capture an electric current, and a floating gate of the floating gate. and a control gate formed above, and the floating gate is provided at a position shifted along a second direction substantially perpendicular to a first direction along the channel direction of the channel region. 8. A floating gate transistor in which the floating gate and the control gate are located above the channel region, and 1. A floating gate transistor in which only the control gate is located above the channel region. an enhancement type transistor connected in parallel with the floating gate transistor, some of the floating gates sliding toward one end in the second direction,
The others are configured to be shifted toward the other end in the second direction.

(作 用) 各メモリセルは、フローティング・ゲートトランジスタ 並列に接続されたものとなっている。フローティング・
ゲートトランジスタの消去状態時、即ちフローティング
・ゲートが魚雷6:fを補捉した状態時のそのトランジ
スタのしきい値電圧よりも、エンハンスメント形トラン
ジスタのしきい値電圧の方が低い。このため、各メモリ
セルのしきい値電圧は、消去状態量にはエンハンスメン
ト形トランジスタによって決められる。また、書き込み
状Qlljにはフローティング・ゲートトランジスタに
よって決められる。
(Function) Each memory cell has floating gate transistors connected in parallel. floating·
The threshold voltage of the enhancement mode transistor is lower than the threshold voltage of the gate transistor in the erased state, ie with the floating gate having captured the torpedo 6:f. Therefore, the threshold voltage of each memory cell is determined by the enhancement mode transistor in the erased state quantity. Also, the write state Qllj is determined by a floating gate transistor.

よって、消失状態g47にあっても、メモリセルのセル
電流は、エンハンスメント形トランジスタのしきい値を
低くしたことから大きな値とてきる。
Therefore, even in the disappearance state g47, the cell current of the memory cell takes on a large value because the threshold of the enhancement mode transistor is lowered.

これにより、基本ブロック中の非選択のメモリセルが消
去状態にあったとしても、そのメモリセルを流れる電流
の大きさを大きくして、動作速度の高速化が達成できる
As a result, even if an unselected memory cell in the basic block is in an erased state, the magnitude of the current flowing through the memory cell can be increased, and the operation speed can be increased.

また、消去状態時のしきい値電圧は、エンハンスメント
形トランジスタのしきい値?[IE、つまり予め決めら
れた一定のしきい値電圧となるため、全メモリセルの均
一/IIl−)=が達成される。
Also, is the threshold voltage in the erased state the threshold of an enhancement mode transistor? [IE, that is, uniformity of all memory cells/IIl-)=is achieved because of a predetermined constant threshold voltage.

さらに、消去状態時のメモリセルのしきい値電圧は低い
ことから、低い電圧でそのメモリセルをオンすることが
できる。よって、選択メモリセルにデータを書き込むに
当って、非選択のメモリセルが消失状態にあっても代い
電圧でオンして、選択メモリセルへの書き込みが丈施で
きる。
Furthermore, since the threshold voltage of the memory cell in the erased state is low, the memory cell can be turned on with a low voltage. Therefore, when writing data to a selected memory cell, even if an unselected memory cell is in the erased state, it can be turned on with a voltage instead, and data can be written to the selected memory cell.

また、本発明においては、各基本ブロック中の各メモリ
セルのフローティング・ケートが、チャネル方向(第1
方向)とほぼ垂直なゴ;2方向に沿ってずれている。し
かも、メモリセルのあるものにおけるフローティング・
ケートは第2方向に沿った一端方向にずれており、他の
ものにおけるフローティング・ゲートは第2方向に沿っ
た他端方向にずれている。このため、マスクすれによっ
てフローティング・ゲートか第2方向に沿っていずれか
の方向にずれても、ある基本ブロックを流れる電流か特
に減少することはない。即ち、マスクすれによってフロ
ーティング・ケートかあるノJ向にすれても、あるメモ
リセル(エンハンスメント形トランジスタ)においては
セル電流か減少しても、他のメモリセル(エンハンスメ
ント形トランジスタ)においてはセル電流が1曽人し、
全体としてのセル電流が著しく減少することはないから
である。よって、マスクずれがあってもセル電流の減少
を防いで、動作スピードの低ドが阻止される。
Further, in the present invention, the floating gate of each memory cell in each basic block is arranged in the channel direction (the first
almost perpendicular to the direction); shifted along two directions. Furthermore, floating and
The gates are offset toward one end along the second direction, and the floating gates in others are offset toward the other end along the second direction. Therefore, even if the floating gate is shifted in any direction along the second direction due to mask slippage, the current flowing through a certain basic block will not be particularly reduced. In other words, even if the floating gate moves in a certain direction due to mask slippage, even if the cell current decreases in a certain memory cell (enhancement type transistor), the cell current will decrease in other memory cells (enhancement type transistor). 1st person,
This is because the overall cell current does not decrease significantly. Therefore, even if there is a mask shift, the cell current is prevented from decreasing, and the operation speed is prevented from decreasing.

(実施例) 第1図(a)、  (b)は、本発明をNAND型EE
PROMに適用した場合のメモリセルアレイを示すもの
であり、同図(a)はそのパターン・ド面図、(b)は
同図(a)のA−A’線1折面図である。第1図(a)
、  (b)において、第5図(a)〜(c)と同等の
構成要素には、第5図(a)〜(C)と同一の符号を付
している。媚]図(a)、  (b)の位置は、第1表
と同しように電圧を印加することによって(たたし、書
き込み時の電圧値は低く、消去時の電圧値は烏い)、/
r′I去、書き込み、読み出しの各動作か行われる。
(Example) FIGS. 1(a) and 1(b) show the present invention in a NAND type EE
This figure shows a memory cell array when applied to a PROM, and FIG. 5(a) is a pattern side view thereof, and FIG. Figure 1(a)
, (b), the same components as in FIGS. 5(a) to (c) are given the same reference numerals as in FIGS. 5(a) to (C). The positions shown in Figures (a) and (b) are obtained by applying voltage in the same way as in Table 1 (however, the voltage value during writing is low and the voltage value during erasing is low). /
r'I write, write, and read operations are performed.

第1図(a)、(b)の実施例が、第5図(a)〜(C
)のメモリセルアレイと異なる点は、各フローティング
・ゲート16が、特に第1図(a)かられかるように、
左右(コントロール・ゲート17の延長)j向)にずれ
て、いわゆる干、Q W状に配設されている点にある。
The embodiments shown in FIGS. 1(a) and (b) are the same as those shown in FIGS.
) is different from the memory cell array in which each floating gate 16 is, as can be seen from FIG.
They are arranged in a so-called QW shape, shifted left and right (in the J direction (extension of the control gate 17)).

即ち、フローティング・ゲート16の位置をワード線毎
及びデータ線毎に万い違いにずらしている。そして、各
フローテ2] ィング・ゲート16のこのようなずらした配置により、
各フローティング・ゲート16は各メモリセル(32〜
39)の全曲ではなく、一部のみを被うこととなる。こ
れにより、あるメモリセル(3つ)のチャネル領域につ
いてみれば、その部においては上方にフローティング・
ゲート16とコントロール・ゲート17とが重なり合っ
てフローティング・ゲートトランジスタ 構成しており、チャネル頭載の他の部分においては上方
にコンI・ロール・ゲート17のみが存(1゛シてエン
ハンスメント形トランジスタ(3Qb)が構成されてい
る。即ち、あるメモリセルについてみれば、上記2種類
のトランジスタが並列接続された形になっている。従っ
て、第1図(a)。
That is, the position of the floating gate 16 is shifted for each word line and each data line. With such a staggered arrangement of each floating gate 16,
Each floating gate 16 is connected to each memory cell (32 to 32).
39), but only part of it will be covered. As a result, if we look at the channel region of a certain memory cell (three), there will be an upward floating state in that part.
The gate 16 and the control gate 17 are overlapped to form a floating gate transistor, and in the other part of the channel top, only the control gate 17 is present above (1 is an enhancement type transistor (1)). 3Qb).That is, in a certain memory cell, the above two types of transistors are connected in parallel.Therefore, as shown in FIG. 1(a).

(b)の各NANDI本ブロッタブロック:lJ(dI
il+]路は、第3図のように表わされる。
(b) Each NANDI book blotter block: lJ (dI
il+] path is represented as shown in FIG.

次に上記第3図のようにフローティング・ケートトラン
ジスタとエンハンスメント形トランジスタとを並列接続
して締代された8個の各メモリセル32〜39における
動作を、ゴ54図の特性図を2 − 用いて説明する。昂4図中の特性(b)は7’l’l火
状態のメモリセルの特性である。消去状態のときにはフ
ローティング・ゲートトランジスタ、例えば第3図中の
トランジスタ32aの閾値電圧は第4図中の特性(a)
に示すように約5Vと晶くなっている。しかし、トラン
ジスタ32Bと北列に接続されているエンハンスメント
形トランジスタ32bの閾値電圧は、特性(b)かられ
かるように、1Vになっている。このため、メモリセル
52としての特性はエンハンスメント形トランジスタ3
2bの特性が支配的になり、閾値は1Vとなる。同様に
他のメモリセル33〜39ても、その特性はエンハンス
メント形トランジスタ33b〜39bの特性が支配的に
なる。
Next, the operation in each of the eight memory cells 32 to 39, which are tightened by connecting a floating gate transistor and an enhancement type transistor in parallel as shown in FIG. I will explain. Characteristic (b) in Figure 4 is the characteristic of the memory cell in the 7'l'l state. In the erased state, the threshold voltage of the floating gate transistor, for example transistor 32a in FIG. 3, has the characteristic (a) in FIG.
As shown in the figure, the voltage is about 5V, which is crystalline. However, the threshold voltage of the enhancement type transistor 32b connected to the north row of the transistor 32B is 1V, as seen from the characteristic (b). Therefore, the characteristics of the memory cell 52 are as follows:
The characteristic of 2b becomes dominant, and the threshold value becomes 1V. Similarly, the characteristics of the other memory cells 33-39 are dominated by the characteristics of the enhancement mode transistors 33b-39b.

第4図中の特性(c)は書き込み状態のときのメモリセ
ルの特性である。このときの閾値電圧は約−5Vになっ
ている。即ち、この書き込み状態においては、エンハン
スメント形トランジスタ(他えば、32b)の閾値電圧
は]■て/l′1表状態のときと食わらないか、フロー
ティング・ゲートI・ランジスタ(例えば、32a)の
閾値電圧か約5Vになる。このため、メモリセルとして
の特性はフローティング・ゲートトランジスタが支配的
になり、約−5Vとなる。
Characteristic (c) in FIG. 4 is the characteristic of the memory cell in the write state. The threshold voltage at this time is approximately -5V. That is, in this write state, the threshold voltage of the enhancement mode transistor (e.g., 32b) is the same as that in the /l'1 table state, or the threshold voltage of the floating gate I transistor (e.g., 32a) is the same as that in the /l'1 table state. The threshold voltage will be approximately 5V. Therefore, the characteristics as a memory cell are dominated by a floating gate transistor, and the voltage is about -5V.

このような2つのトランジスタが並列接続されたメモリ
セルを使用すると、消火時の閾値゛電圧はエンハンスメ
ント形トランジスタで訣まる。エンハンスメント形トラ
ンジスタをその閾値電圧か1Vになるように設=1し、
かつ製造することは容易である。また、フローティング
・ゲートトランジスタの閾値電圧はIV以上(少なくと
もOv以上)ならばいくらでもよいため、閾値電圧のば
らつきを考慮して十分な消去を行なえば、セル電流ち多
く取れ、安定した特性が得られる。
When such a memory cell in which two transistors are connected in parallel is used, the threshold voltage at the time of extinguishing is determined by the enhancement type transistor. Set the enhancement mode transistor so that its threshold voltage is 1V,
And it is easy to manufacture. In addition, the threshold voltage of a floating gate transistor can be set to any value as long as it is IV or higher (at least Ov or higher), so if you perform sufficient erasing while taking into account the variations in threshold voltage, you can obtain a large amount of cell current and obtain stable characteristics. .

また、NAND基本ブロックとしての消去、書き込み及
び読み出し動作は前記第1表の場合と同様である。とこ
ろが、従来のメモリではi’t’i −A Il!jに
閾値電j工はIVから3Vの範囲にする必没かあるので
、あまり高電圧を印加することができず、ワード線に1
5Vと比較的低い電圧を印加してゆっ5 くりと消去し、所望する閾値電圧に注意深く移行させる
必要かある。これに対し、上記実施例のメモリの場合に
は、消火時の閾値電圧はエンl\ンスメント形トランジ
スタによーノて決定されるので、消去時にフローティン
グ・ゲートトランジスタの閾値電圧がどの程度になるか
を考慮する必ザはない。従って、ワード線に従来よりも
高い電j王例えば17V程度の電圧を印加して十分に消
失をi」うことかできる。
Furthermore, erasing, writing, and reading operations as a NAND basic block are the same as those in Table 1 above. However, in conventional memory, i't'i −A Il! Since the threshold voltage for j must be within the range of IV to 3V, it is not possible to apply a very high voltage, and the voltage applied to the word line is
It is necessary to apply a relatively low voltage of 5V to slowly erase the data and carefully shift it to the desired threshold voltage. On the other hand, in the case of the memory of the above embodiment, the threshold voltage at the time of extinguishing is determined by the enhancement type transistor, so the threshold voltage of the floating gate transistor is determined at the time of erasing. There is no need to consider it. Therefore, it is possible to apply a voltage higher than that of the conventional voltage, for example, about 17 V, to the word line to sufficiently suppress the dissipation.

また、データの書き込みについては、従来のメモリの場
合、lr′1人されたメモリセルの閾値゛出仕か5V程
度まで上昇するため、選択されたメモリセルのドレイン
に15Vの電圧を印加するためには、非選択のメモリセ
ルのコントロール・ケートに20Vの高電圧を印加する
必要があった。ところが、上記実施例の場合には消火時
の閾値電圧が1■と低く、基板効果を4慮しても高々2
V程腹なので、選択されたメモリセルのドレインに従来
と同様に15Vの電圧を得るためには非選択のメモリセ
ルのコントロール・ゲートに17V程度とい9/−1 う従来よりも低い電圧を印加すればよい。
In addition, regarding data writing, in the case of conventional memory, the threshold value of the memory cell that has been removed increases to about 5V, so in order to apply a voltage of 15V to the drain of the selected memory cell, It was necessary to apply a high voltage of 20V to the control gate of unselected memory cells. However, in the case of the above embodiment, the threshold voltage at the time of extinguishing is as low as 1■, and even if the substrate effect is taken into account, it is only 2.
Since it is about 15V at the drain of the selected memory cell, a voltage of about 17V is applied to the control gate of the unselected memory cell, which is 9/-1 lower than the conventional method. do it.

さらに、上記本発明の実施例によれば、フローティング
・ゲート16の位置をワード線毎及びデータ線毎に第1
図(a)においてA−右にJ−1″い違いとなるように
ずらしていることから、製造1′.程でのマスクの合わ
せずれに対して人きl(マージンか得られる。これを、
フローティング・ケート16の位置を、第9図のように
、左右に互い違いにすらさなかった場合と比較して説明
する。第9図はフローティング・ゲート16の全てを、
如5図(a)の場合に比して図中左方向に一律にずらし
たものである。ところが、この第9図のようなセルでは
、製造工程での、マスクの合わせずれに対してマージン
が少ない。例えば第9図において、製造工程途中の、フ
ローティング・ゲート]6形成時に、マスクずれが坐し
、フローティング・ゲート]6が、右にずれたとする。
Further, according to the above embodiment of the present invention, the position of the floating gate 16 is set at the first position for each word line and each data line.
In figure (a), since it is shifted by J-1" to the right of A, a margin can be obtained for the misalignment of the mask during manufacturing 1'. ,
The position of the floating cage 16 will be explained in comparison with a case where the floating cage 16 is not even staggered left and right as shown in FIG. FIG. 9 shows all of the floating gates 16,
Compared to the case shown in Figure 5(a), it is uniformly shifted to the left in the figure. However, in the cell shown in FIG. 9, there is little margin for mask misalignment during the manufacturing process. For example, in FIG. 9, assume that a mask misalignment occurs during the formation of the floating gate 6 during the manufacturing process, and the floating gate 6 shifts to the right.

NAND構逍の横這の読み出しpには、第1表かられか
るように、選択されたワード線がOVlその他のワード
線が例えば5Vとされる。このとき、選択されたワード
線のメモリセルに、0”が書かれていれば、しきい値が
一5Vであることから、オン状態となり、NAND構成
のセル群を通して電流が流れる。
For horizontal reading p of the NAND structure, as shown in Table 1, the selected word line is set to OV1, and the other word lines are set to, for example, 5V. At this time, if 0'' is written in the memory cell of the selected word line, the threshold value is 15V, so the memory cell is turned on and current flows through the NAND-configured cell group.

また、“1”が書かれていれば、しきい1直か→3Vで
あることから、オフ状態となり、電流は成れない。この
オン電流が最小となる、すなわちスピードが最悪となる
のは、選択されたセルのみがブタ“0“であり、他の7
つのセルはデータ“1”のときである。すなわち、第3
図の等両凹F8において、WLlが選択されているとす
れば、エンハンスメント形トランジスタ33b〜39b
の特性で決まってしまう。これは、オン状態のトランジ
スタ32aは、しきい値が充分負側になっており、トラ
ンジスタ33b〜39bに比較して、十分電流が流れる
からである。したがって、前記マスクずれが起きて、フ
ローティング・ゲート16か右側にずれたとすれば、こ
のエンハンスメント形トランジスタ32b〜39bは、
第2図(a)に示すごとく、すべて電流値が小さくなる
。このような製造状態では、このメモリはスピードが遅
いものとなってしまい、場合によっては不良、兄となっ
てしまう。
Furthermore, if "1" is written, the threshold is 1 or 3 V, so it is in an off state and no current flows. This on-current is the minimum, that is, the speed is the worst when only the selected cell is a pig "0" and the other 7
One cell has data "1". That is, the third
If WLl is selected in equibiconcave F8 in the figure, enhancement type transistors 33b to 39b
It is determined by the characteristics of This is because the transistor 32a in the on state has a sufficiently negative threshold value, and a sufficient current flows through the transistor 32a compared to the transistors 33b to 39b. Therefore, if the mask shift occurs and the floating gate 16 shifts to the right, the enhancement mode transistors 32b to 39b
As shown in FIG. 2(a), the current values become smaller in all cases. Under such manufacturing conditions, this memory becomes slow and, in some cases, defective.

これに対し、本発明の実施例によれば、上記のようなマ
スクずれに対するマージンが大きい。すなわち第1図に
示すセルのフローティング・ケI・が、前連のごとく、
右側にずれた場合を4えると、その=9−価回路は第2
図(b)に示される。1つのデータ線についてみれば、
エンハンスメント形トランジスタの電流値は、ワード線
りに小、人と交互になり、結局、8NANDのセルのう
ち、4つが電流大、4つが電流小となる。このため、ト
ータル電流としては、平均的な電流値となる。
On the other hand, according to the embodiment of the present invention, there is a large margin against the mask shift as described above. In other words, the floating cell shown in FIG. 1, as in the previous series,
If we add 4 to the case where it shifts to the right, the =9-valence circuit becomes the second
This is shown in Figure (b). Regarding one data line,
The current values of the enhancement mode transistors alternate between low and high current values along the word line, and in the end, of the 8 NAND cells, 4 have large currents and 4 have small currents. Therefore, the total current is an average current value.

つまり、マスクがずれても、電流値が杵しく、小さくな
ることはない。
In other words, even if the mask shifts, the current value will not become too small.

なお、上記実施例では、ワード線1木毎に、フローティ
ング・ゲートをずらず向きを交11に支えているが、必
ずしもこのようにする必要はない。
Note that in the above embodiment, the floating gates are supported in an intersecting direction of 11 for each word line, but it is not necessary to do so.

例えば、第1A図かられかるように、フローティング・
ゲートをすらず方向を、ワード線WLI〜WL4までと
、WL5〜WL8までとをまとめて、2つ 向きを変えても良い。このように、まとめてずらすこと
により、製造扶術の容易化が期待できる。
For example, as shown in Figure 1A, floating
The direction of the word lines WLI to WL4 and the word lines WL5 to WL8 may be changed by two directions without passing the gates. By shifting them all together in this way, it is expected that manufacturing assistance will be facilitated.

また、必ずしもずらすフローティング・ゲートの個数を
方向毎に同じにする必要はない。
Further, the number of floating gates to be shifted does not necessarily have to be the same in each direction.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、動作速度が早く、全メモリセルの一括
均一消去が確実に行え、口っ書き込み11.1fの使用
電圧を低いものとでき、しかも動作速度の高速維持はフ
ローティング・ゲートのマスクすれがあった場合にも可
能である。
According to the present invention, the operating speed is fast, all memory cells can be uniformly erased at once, the voltage used for programming 11.1f can be made low, and the high operating speed can be maintained using the floating gate mask. This is possible even if there is a gap.

【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平面図及びAA′線断面図
、第1A図は本発明の異なる実施例の平面図、第2図は
マスクずれ時のセル電流の増減を示す等価回路説明図、
第3図は第1図の位置の等価回路図、第4図はその動作
特性図、第5図は従来例の平面図、A−A’線断面図、
B−B’線断面図、第6図は第5図の等価回路図、第7
図はその動作特性図、第8図はメモリセルへの消去0 ・書き込みを示す説明図、第9図は本発明のマスクずれ
の説明に用いるフローティング・ゲート配置例を示すメ
モリの平面図である。 11・・・半導体基板、15・・ソース・トレインff
I域、16・・・フローティング・ゲート、17・・コ
ントロール・ゲート、32〜39・ メモリセル、32
a〜39a・・・フローティング・ゲートトランジスタ
、32b〜39b・・・エンハンスメント形トランジス
タ。
FIG. 1 is a plan view and a sectional view taken along the line AA' of an embodiment of the present invention, FIG. 1A is a plan view of a different embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit showing an increase and decrease in cell current when a mask is misaligned. Explanatory diagram,
Fig. 3 is an equivalent circuit diagram at the position shown in Fig. 1, Fig. 4 is its operating characteristic diagram, Fig. 5 is a plan view of the conventional example, and a sectional view taken along the line A-A'.
BB' line sectional view, Figure 6 is the equivalent circuit diagram of Figure 5, Figure 7 is the equivalent circuit diagram of Figure 5.
The figure shows its operating characteristics, FIG. 8 is an explanatory diagram showing erasing and writing to a memory cell, and FIG. 9 is a plan view of a memory showing an example of a floating gate arrangement used to explain mask displacement in the present invention. . 11... Semiconductor substrate, 15... Source train ff
I area, 16... Floating gate, 17... Control gate, 32 to 39. Memory cell, 32
a to 39a... Floating gate transistor, 32b to 39b... Enhancement type transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 複数の不揮発性メモリセルを直列に接続した基本ブロッ
クの複数を有し、前記基本ブロックにおいてそのブロッ
ク中の前記複数のメモリセルのうちの1つを選択してデ
ータの書き込み、読み出しを行う不揮発性半導体メモリ
において、 前記メモリセルは、半導体基板の表面部分にチャネル領
域を挾んで形成された一対のソース・ドレイン領域と、
そのチャネル領域の上方に形成された電荷捕獲可能なフ
ローティング・ゲートと、そのフローティング・ゲート
の上方に形成されたコントロール・ゲートとを有し、 前記メモリセルは、前記フローティング・ゲートが前記
チャネル領域のチャネル方向に沿った第1方向とほぼ垂
直な第2方向に沿ってずらした位置に設けられることに
より形成された、前記チャネル領域の上方に前記フロー
ティング・ゲートと前記コントロール・ゲートとが位置
したフローティング・ゲートトランジスタと、前記チャ
ネル領域の上方に前記コントロール・ゲートのみが位置
したエンハンスメント形トランジスタであって前記フロ
ーティング・ゲートトランジスタと並列に接続されたエ
ンハンスメント形トランジスタと、を有し、 前記フローティング・ゲートのあるものは前記第2方向
の一端方向にずれており、他のものは前記第2方向の他
端方向にずれている ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
[Scope of Claims] It has a plurality of basic blocks in which a plurality of nonvolatile memory cells are connected in series, and in the basic block, data is written by selecting one of the plurality of memory cells in the block. , a nonvolatile semiconductor memory for reading, wherein the memory cell includes a pair of source/drain regions formed on a surface portion of a semiconductor substrate with a channel region sandwiched therebetween;
The memory cell has a charge trapping floating gate formed above the channel region and a control gate formed above the floating gate, and the memory cell has a charge trapping floating gate formed above the channel region. The floating gate and the control gate are located above the channel region, and the floating gate and the control gate are provided at positions shifted along a second direction substantially perpendicular to a first direction along the channel direction. - comprises a gate transistor and an enhancement type transistor in which only the control gate is located above the channel region and is connected in parallel with the floating gate transistor, A non-volatile semiconductor memory characterized in that some of them are shifted toward one end in the second direction, and others are shifted toward the other end of the second direction.
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