JPH04759A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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Publication number
JPH04759A
JPH04759A JP2102046A JP10204690A JPH04759A JP H04759 A JPH04759 A JP H04759A JP 2102046 A JP2102046 A JP 2102046A JP 10204690 A JP10204690 A JP 10204690A JP H04759 A JPH04759 A JP H04759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit line
line
capacity
source
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2102046A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Terada
寺田 康
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH04759A publication Critical patent/JPH04759A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable this semiconductor memory to operate from a 5V single power supply by a method wherein memory cells are arrayed in a matrix, drains of memory transistors are connected to a bit line, gates to a word line and sources to a source line and a capacity is formed on each bit line. CONSTITUTION:Drains of memory cells 13 are connected to a bit line 15 and gates to a word line 14 and sources to a source line 16. A capacity 18 is connected to the bit line 15 and a signal PHI is input to the other electrode of the capacity 18. When writing in the memory cells 13, an I/O line is set at 'H' level and a Y gate 5 selected by a Y decoder 6 is turned on and a voltage of the selective word line is raised. Then, a signal PHI is set at 'H' level with a signal CLK1 at 'L' level. After a voltage of the bit line 15 is raised by capacity coupling, the signal CLK1 is set at 'H' level and the source line 16 is grounded. Writing is possible with a 5V single power supply by repeating a cycle of voltage rise of the bit line 15 by the capacity and the grounding of the source line 16.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、電気的に書き込み可能な不揮発性半導体記
憶装置IP’ROM、フラッシュEEPROMの書き込
み手法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a writing method for electrically writable nonvolatile semiconductor memory devices IP'ROM and flash EEPROM.

[従来の技術] 第4図は、1988 工EEE l5SCCダイジェス
トオブ テクニカルベーバーズ、132頁に示された従
来のフラッシュEEPFIOMのブロック図、第5図は
、第4図に示すメモリセルの断面図であム図において、
メモリアレイ(1)は第5図に示したメモリセル(13
)が行方向、列方向に配列されたものであり、メモリセ
/’(13)のドレイン(2)がビット線(22)K、
−y ン) I:l −ルケ−)(3)カ’;y −ト
1m (23)に接続されている。ワード&1(23)
はXデコーダ(4)の出力である。ビット線(22)は
Yゲート(5)に接続される。Yゲート(5)はYデコ
ーダ(6)により制御されビット線(22)とセンスア
ンプ(図示せず)、書き込みバッファ(図示せず)の接
続を制御する。
[Prior Art] Fig. 4 is a block diagram of a conventional flash EEPFIOM shown in the 1988 EEE 15SCC Digest of Technical Babers, page 132, and Fig. 5 is a cross-sectional view of the memory cell shown in Fig. 4. In the am diagram,
The memory array (1) has memory cells (13) shown in FIG.
) are arranged in the row and column directions, and the drain (2) of the memory cell/' (13) is connected to the bit line (22) K,
Connected to (23) (23). Word & 1 (23)
is the output of the X decoder (4). The bit line (22) is connected to the Y gate (5). The Y gate (5) is controlled by the Y decoder (6) and controls the connection between the bit line (22), a sense amplifier (not shown), and a write buffer (not shown).

Xデコーダ(4)、Yデコーダ(6)はアドレスバッフ
ァ(7)の出力を受け1本O7−)’M (23)、1
 m(D Y ’1−[5)を選択する。メモリアレイ
(1)への書き込みデータや、メモリアレイ(1)から
の読み出しデータは入出力バッファ(8)を介して入出
力される。更にコマンドレジスタ(9)、書き込み/読
み出し制御回路(10)が設けられている。コマンドレ
ジスタ(9)は、コマンド入力状態の時、入力データに
応じてチップの動作モードを示す信号を書き込み/読み
出し制御回路(10)に送る。書き込み/読み出し制a
回路(lO)はコマンドレジスタ(9)から送られた信
号に応じてチップの書き込み/読み出し動作を行なう。
The X decoder (4) and Y decoder (6) receive the output of the address buffer (7) and output one O7-)'M (23), 1
Select m(D Y '1-[5). Data written to the memory array (1) and data read from the memory array (1) are input and output via an input/output buffer (8). Furthermore, a command register (9) and a write/read control circuit (10) are provided. When in the command input state, the command register (9) sends a signal indicating the operating mode of the chip to the write/read control circuit (10) according to the input data. Write/read system a
The circuit (lO) performs chip write/read operations in response to signals sent from the command register (9).

次に、動作について説明する。メモリアレイ(1)に記
憶されたデータの消去は一括しておこなわれる。全ての
メモリーセル(13)のソース(11)に高圧が印加さ
れ、コントロールゲート(3)は接地される。
Next, the operation will be explained. Data stored in the memory array (1) is erased all at once. A high voltage is applied to the sources (11) of all memory cells (13), and the control gates (3) are grounded.

フローテイングゲー) (12)とソース(11)間の
酸化膜に高電界が印加されるのでトンネル電流が流れフ
ローテイングゲー)(12)に蓄積された電子が除去さ
れる。これにより、コントロールゲート(3)からみた
メモリトランジスタのしきい値は低くなる。すなわち、
FPROMにおいて、紫外線消去した状態と同・□゛に
なる。消去パルスが印加された後、メモリアレイ(11
のデータが読み出され、消去不足ならば更に消去が繰り
返される。この時、消去パルス@はコマンドレジスタ(
9)に消去コードが入力されてから消去確認コードが入
力されるまでとなる。すなわち、外部から制御される。
Since a high electric field is applied to the oxide film between the floating gate (12) and the source (11), a tunnel current flows and the electrons accumulated in the floating gate (12) are removed. This lowers the threshold value of the memory transistor as seen from the control gate (3). That is,
In FPROM, the state becomes □゛, which is the same as the state after being erased by ultraviolet light. After the erase pulse is applied, the memory array (11
data is read out, and if erasing is insufficient, erasing is repeated. At this time, the erase pulse @ is the command register (
9) after the erasure code is input until the erasure confirmation code is input. That is, it is controlled from the outside.

書き込みは、EPROMと同様に行なわれ、メモリトラ
ンジスタのドレイン(2)、コントロールゲート(31
K高圧パルスが印加されソース(11)が接地される。
Writing is performed in the same way as in EPROM, and the drain (2) and control gate (31) of the memory transistor are
A K high voltage pulse is applied and the source (11) is grounded.

ドレイン(2)近傍でアパフンシエ崩壊により発生した
電子がフローティングゲート(12)に注入されコント
ロールゲート(3)からみたメモリトランジスタのしき
い値は高くなる。消去、書き込みに必要な高電圧は外部
から供給される。これは、書き込み時にピッ) @ (
22)に流れる電流が1mA〜5mAになるためチャー
ジポンプ等の高圧発生回路では電流の供給能力が不足だ
からである。
Electrons generated by Apafunsier decay near the drain (2) are injected into the floating gate (12), and the threshold of the memory transistor as seen from the control gate (3) becomes high. The high voltage necessary for erasing and writing is supplied externally. This will beep when writing) @ (
This is because the current flowing through 22) is 1 mA to 5 mA, so a high voltage generating circuit such as a charge pump has insufficient current supply ability.

〔発明が解決しようとする課題] 従来のフラッシュEEPROMは以上のように構成され
ているので、消去、書き込みのためにト分大きな容量を
持つ高圧電源を必要とする問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional flash EEPROM is configured as described above, there is a problem in that it requires a high-voltage power supply with a relatively large capacity for erasing and writing.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、第1の発明は5V単一電源で動作する不揮発
性半導体記憶装置を得ることを目的とする。さらに第2
の発明は上記容量に印加する信号を昇圧してビット線に
接続する容量値を小さくした不揮発性半導体記憶装置を
得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object of the invention is to obtain a nonvolatile semiconductor memory device that operates with a single 5V power supply. Furthermore, the second
An object of the invention is to obtain a nonvolatile semiconductor memory device in which the capacitance value connected to the bit line is reduced by boosting the signal applied to the capacitance.

「課題を解決するための手段〕 第1の発明に関わるフラッシュEEPROVはビット線
毎に容量を設け、選択ビット線を充電したのち容量の他
の!極に信号を印加しビット線を昇圧したのちソース線
を接地し、ドレイン近傍でアパフンシエ崩壊を生じせし
めようとするものである。さらに第2の発明においては
容量に印加する信号を昇圧するように構成したものであ
る。
"Means for Solving the Problems" The flash EEPROV according to the first invention provides a capacitor for each bit line, charges the selected bit line, applies a signal to the other ! pole of the capacitor, boosts the voltage of the bit line, and then charges the selected bit line. The source line is grounded to cause Apafunsier collapse near the drain.Furthermore, in the second invention, the signal applied to the capacitor is configured to be boosted.

〔作用〕[Effect]

この発明による不揮発性半導体記憶装置は第1の発明に
おいてはビット線ごとに設けた容量によりビット線を昇
圧し5v単一電源で動作させる。
In the first invention, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention boosts the voltage of the bit line by a capacitor provided for each bit line and operates with a single 5V power supply.

さらに第2の発明においては上記容量に印加する電圧を
昇圧することにより上記容量値を小さくできる。
Furthermore, in the second invention, the capacitance value can be reduced by increasing the voltage applied to the capacitor.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図について説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は第1の発明による不揮発性半導体記憶装置のブ
ロック図、第2図は第2の発明による不揮発性半導体記
憶装置のブロック図である。図に於て(4)、 (6)
、  (13)は第4図及び第5図の従来例に示しだも
のと同等であるので説明を省略する。第1図に示す第1
の発明において、メモリセル(13)のドレインがビッ
ト線(15)、ゲートがワードM (14)ソースがソ
ース線(16)にそれぞれ接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to the first invention, and FIG. 2 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention. In the figure (4), (6)
, (13) are the same as those shown in the conventional example shown in FIGS. 4 and 5, so their explanation will be omitted. 1 shown in Figure 1.
In the invention, the drain of the memory cell (13) is connected to the bit line (15), the gate is connected to the word M (14), and the source is connected to the source line (16).

ソース線(16)はゲートに信号CLKIが入力される
トランジスタ(17)を介して接地される。ビット線(
15)には容量(18)が接続され、容量(18)の他
の電極には信号−が印加される。(5)はYゲート、(
20)はI10線である。
The source line (16) is grounded via a transistor (17) whose gate receives the signal CLKI. Bit line (
A capacitor (18) is connected to the capacitor (15), and a signal - is applied to the other electrode of the capacitor (18). (5) is a Y gate, (
20) is the I10 line.

次に第1図について動作を説明するウメモリセル(13
)に書き込みを行ないたいときは工101JA(20)
のレベルを”H”(電源電圧レベル)にし、Yデコーダ
(6)により選択されたYゲート(5)をオンにする。
Next, the operation of the Ume memory cell (13) will be explained with reference to FIG.
) if you want to write to 101JA (20)
level is set to "H" (power supply voltage level), and the Y gate (5) selected by the Y decoder (6) is turned on.

さらに 選択ワード線を昇圧するう次に、信号CLKI
を”1′にした状態で信号−を”■”とし、容量結合に
よりビット線(15)を昇圧する。その後にCLKIを
”H”にしソース線(16)を接地する、この時ビット
線(15)からソース線(16)にメモリセル(13)
を介して電流が流れ、アバランシェ注入によりフローテ
ィングゲートに電子が注入される。このビット線(15
)の容量による昇圧、ソース線(16)の接地というサ
イクルを繰り返すことにより5v単一電源による書き込
みが可能となる。
Furthermore, after boosting the selected word line, the signal CLKI
is set to "1', the signal - is set to "■", and the bit line (15) is boosted by capacitive coupling. After that, CLKI is set to "H" and the source line (16) is grounded. At this time, the bit line ( 15) to the source line (16) to the memory cell (13)
A current flows through the gate, and electrons are injected into the floating gate by avalanche injection. This bit line (15
) By repeating the cycle of boosting the voltage using the capacitor and grounding the source line (16), writing using a single 5V power supply becomes possible.

次に第2図に示す第2の発明について説明する。Next, the second invention shown in FIG. 2 will be explained.

図に於てメモリセル(13)のドレインがビット線(1
5)、ゲートがワード線(14)、ソースがソース線(
16)にそれぞれ接続されている。ソース線(16)は
ゲートに信号CLKIが入力されるトランジスタ(17
)を介して接地される。ビット線(15)には容量(1
8)が接続され、容量(18)の他の電極には昇圧回路
(21)が印加される。昇圧回路(21)にはゲートに
電源電圧が印加されるトランジスタ(19)を介して信
号−が印加される。第2図に示した外圧回路は一例であ
り、インバータ2段とPチャネルトランジスタから構成
されている。(5)はYゲー)、(20)はl10jI
Ii!である。
In the figure, the drain of the memory cell (13) is connected to the bit line (1
5), the gate is the word line (14), the source is the source line (
16) respectively. The source line (16) is connected to a transistor (17) whose gate receives the signal CLKI.
). The bit line (15) has a capacitance (1
8) is connected, and a booster circuit (21) is applied to the other electrode of the capacitor (18). A signal - is applied to the booster circuit (21) via a transistor (19) to which a power supply voltage is applied to the gate. The external pressure circuit shown in FIG. 2 is an example, and is composed of two stages of inverters and a P-channel transistor. (5) is Y game), (20) is l10jI
Ii! It is.

次に第2図について動作を説明する。メモリセル(13
)に書き込みを行ないたいときはI10線(20)のレ
ベルを“R”(電源電圧レベル)にし、Yデコーダ(6
)により選択されたYゲート(5) tオンにする。さ
らに、選択ワード線を昇圧する。次に、信号CL K’
lを°L”にした状態で信号−を”■”とし昇圧回路(
21)により容量(18)に印加する信号を昇圧する。
Next, the operation will be explained with reference to FIG. Memory cell (13
), set the level of the I10 line (20) to “R” (power supply voltage level) and write to the Y decoder (6
) is selected by Y gate (5) t is turned on. Furthermore, the selected word line is boosted. Next, the signal CL K'
With l set to °L", the signal - is set to "■" and the booster circuit (
21) boosts the signal applied to the capacitor (18).

この結果、容量結合によりビット線(15)が外圧され
る。その後にCL K、 1を°「にしソース#(16
)を接地する。この時ビット線(15)からソースJi
1i1(16)にメモリセル(13)を介して電流が流
レアパランシエ注入によりフローティングゲートに電子
が注入される。このピッ) M (15)の容量(18
)による外圧、ソースM (16)の接地というサイク
ルを繰り返すことにより5v単一電源による書き込みが
可能となる。
As a result, external pressure is applied to the bit line (15) due to capacitive coupling. After that, set CL K, 1 to ° and source # (16
) to ground. At this time, the source Ji from the bit line (15)
A current flows through the memory cell (13) in 1i1 (16), and electrons are injected into the floating gate by reapalance injection. The capacity of this pipe) M (15) (18
), and by repeating the cycle of grounding the source M (16), it becomes possible to write with a single 5V power supply.

なお、上記第1の発明の実施例は容量(18)に対しI
10線(20)を共通にする場合について説明したが、
第3図に示す第1の発明の他の実施例のごとく、容量(
18)に印加する信号をI10線(20)ごとに分けて
もよい。
Note that in the embodiment of the first invention, I
I explained the case where 10 wires (20) are shared, but
As in another embodiment of the first invention shown in FIG.
18) may be divided for each I10 line (20).

「発明の効果] 以上のように、第1の発明では、ビット線毎に容量を設
け、この容量によりビット線を昇圧しメモリセルのドレ
イン近傍でアバランシェ注入が起こるように構成したの
で5V単一電源で動作するという効果が得られる。さら
に第2の発明では、容量に印加する信号を昇圧したこと
によりビット線に接続する容量値を小さくできるという
効果がある。
"Effects of the Invention" As described above, in the first invention, a capacitor is provided for each bit line, and the bit line is boosted by this capacitance so that avalanche injection occurs near the drain of the memory cell. This has the advantage of operating on a power supply.Furthermore, in the second invention, by boosting the voltage of the signal applied to the capacitor, there is an effect that the value of the capacitance connected to the bit line can be reduced.

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

第1図は第1の発明の一実施例による不揮発性半導体記
憶装置のブロック図、第2図は第2の発明の一実施例に
よる不揮発性半導体記憶装置のブロック図、第3図は第
1の発明の他の実施例による不揮発性半導体記憶装置の
ブロック図、第4図は従来のフラッシュEEPROMの
ブロック図、第5図は第4図に示すメモリセルの断面図
であも図において、(4)はXデコーダ、(5)はYゲ
ート、(6)はYデコーダ (13)はメモリセル、(
14)はワド線、(15)はビット線、(16)はソー
ス線、(17)、(19)はトランジスタ、(18)は
容量、(20)は丁10縄、(21)は外圧回路である
つ なお、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the first invention, FIG. 2 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the second invention, and FIG. 3 is a block diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the second invention. 4 is a block diagram of a conventional flash EEPROM, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the memory cell shown in FIG. 4) is an X decoder, (5) is a Y gate, (6) is a Y decoder, (13) is a memory cell, (
14) is a word line, (15) is a bit line, (16) is a source line, (17) and (19) are transistors, (18) is a capacitor, (20) is a 10-wire wire, (21) is an external pressure In the diagrams, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フローティングゲートを有するメモリトランジス
タで形成されたメモリセルが行方向、列方向にアレイ配
置された構成であり、上記メモリトランジスタのドレイ
ンがビット線に、ゲートがワード線に、ソースがソース
線に接続されており、各ビット線に容量が形成されてい
ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
(1) Memory cells formed by memory transistors having floating gates are arranged in an array in the row and column directions, and the drains of the memory transistors are bit lines, the gates are word lines, and the sources are source lines. A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that the bit line is connected to the bit line and a capacitor is formed in each bit line.
JP2102046A 1990-04-17 1990-04-17 Nonvolatile semiconductor storage device Pending JPH04759A (en)

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JP2102046A JPH04759A (en) 1990-04-17 1990-04-17 Nonvolatile semiconductor storage device

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