JPH05250886A - 電気的に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
電気的に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置Info
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- JPH05250886A JPH05250886A JP4269692A JP4269692A JPH05250886A JP H05250886 A JPH05250886 A JP H05250886A JP 4269692 A JP4269692 A JP 4269692A JP 4269692 A JP4269692 A JP 4269692A JP H05250886 A JPH05250886 A JP H05250886A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ベリファイ時、システムの電源電圧を高く設定
しなくても、データの書込み状態の深さの確認及び保障
ができるようにする。 【構成】ベリファイ時、通常の読出し動作時の電源電圧
より高い電圧を発生する発振回路5,内部昇圧回路6,
及び電圧クランプ回路7を設ける。Xデコーダ3に電圧
クランプ回路7の出力電圧Vpgを選択ワード線WLへ
供給する回路を設ける。
しなくても、データの書込み状態の深さの確認及び保障
ができるようにする。 【構成】ベリファイ時、通常の読出し動作時の電源電圧
より高い電圧を発生する発振回路5,内部昇圧回路6,
及び電圧クランプ回路7を設ける。Xデコーダ3に電圧
クランプ回路7の出力電圧Vpgを選択ワード線WLへ
供給する回路を設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気的に書込み・消去可
能な不揮発性半導体記憶装置に関し、特に通常動作電圧
より高い電圧で書込み,ベリファイを行う構成の電気的
に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置に関す
る。
能な不揮発性半導体記憶装置に関し、特に通常動作電圧
より高い電圧で書込み,ベリファイを行う構成の電気的
に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電気的に書込み・消去可
能な不揮発性半導体記憶装置は、図4に示すように、
行,列マトリクス状に配列されソースを基準電位点に共
通接続する電気的に書込み消去可能な複数のメモリセル
(図示省略)、これら各メモリセルのゲートに各行ごと
に接続する複数のワード線WL、及び各メモリセルのド
レインに各列ごとに接続する複数のビット線BLを備え
たメモリセルアレイ1と、Xアドレス信号AXから内部
Xアドレス信号IAXを発生するアドレスバッファ回路
2と、内部Xアドレス信号IAXにより複数のワード線
WLのうちの1本を選択レベルとするXデコーダ3a
と、Yアドレス信号YAから内部Yアドレス信号IAY
を発生するアドレスバッファ回路11と、内部Yアドレ
ス信号IAYにより複数のビット線BLのうちの1本を
選択するY選択回路8と、外部からの書込み用のデータ
を取込み出力し読出しデータを外部へ出力する入出力バ
ッファ回路13と、書込み動作時、書込み用のデータを
Y選択回路8を介してメモリセルアレイ1へ供給する書
込回路12と、読出し動作時、メモリセルアレイ1から
のデータを増幅して入出力バッファ回路13へ伝達する
センス増幅器9と、各部の動作を制御する制御回路4a
とを有し、書込み動作時には通常の読出し動作時より高
い書込み電圧Vpp及び電源電圧をメモリセルアレイ1
のメモリセルに印加してデータを書込み、ベリファイ時
にも通常の読出し動作時より高い電源電圧をメモリセル
に印加してデータの書込み状態の深さ、すなわちしきい
値の高さを確認しその保障を行う構成となっていた。
能な不揮発性半導体記憶装置は、図4に示すように、
行,列マトリクス状に配列されソースを基準電位点に共
通接続する電気的に書込み消去可能な複数のメモリセル
(図示省略)、これら各メモリセルのゲートに各行ごと
に接続する複数のワード線WL、及び各メモリセルのド
レインに各列ごとに接続する複数のビット線BLを備え
たメモリセルアレイ1と、Xアドレス信号AXから内部
Xアドレス信号IAXを発生するアドレスバッファ回路
2と、内部Xアドレス信号IAXにより複数のワード線
WLのうちの1本を選択レベルとするXデコーダ3a
と、Yアドレス信号YAから内部Yアドレス信号IAY
を発生するアドレスバッファ回路11と、内部Yアドレ
ス信号IAYにより複数のビット線BLのうちの1本を
選択するY選択回路8と、外部からの書込み用のデータ
を取込み出力し読出しデータを外部へ出力する入出力バ
ッファ回路13と、書込み動作時、書込み用のデータを
Y選択回路8を介してメモリセルアレイ1へ供給する書
込回路12と、読出し動作時、メモリセルアレイ1から
のデータを増幅して入出力バッファ回路13へ伝達する
センス増幅器9と、各部の動作を制御する制御回路4a
とを有し、書込み動作時には通常の読出し動作時より高
い書込み電圧Vpp及び電源電圧をメモリセルアレイ1
のメモリセルに印加してデータを書込み、ベリファイ時
にも通常の読出し動作時より高い電源電圧をメモリセル
に印加してデータの書込み状態の深さ、すなわちしきい
値の高さを確認しその保障を行う構成となっていた。
【0003】図5にこの従来例のメモリセルアレイ1及
びセンス増幅器9等の内部構成の一例を示す。
びセンス増幅器9等の内部構成の一例を示す。
【0004】次に、この電気的に書込み・消去可能な不
揮発性半導体記憶装置のデータ読出し時の動作について
図4,図5を参照して説明する。
揮発性半導体記憶装置のデータ読出し時の動作について
図4,図5を参照して説明する。
【0005】この従来例では、データは、メモリセルM
Cのしきい値電圧の高さにより記憶される。
Cのしきい値電圧の高さにより記憶される。
【0006】いま、Xアドレス信号AX,Yアドレス信
号AYに対応してワード線WL,ビット線BLの1本が
選択されるとすると、メモリセルMCのゲートに電源電
圧Vccが印加され、そのドレインはビット線BLを介
してセンス増幅器9の電流比較器92に接続される。こ
の時、メモリセルMCが未書込みの状態であればそのし
きい値電圧は電源電圧Vcc(5V)に比べ十分低く
(通常1〜2V程度)メモリセルMCは導通状態とな
り、電流比較器91よりビット線BLに電流Imが流れ
る。これに対してメモリセルMCが書込み後の状態であ
れば、そのしきい値電圧は電源電圧Vcc(5V)より
も高く(通常9V以上)、メモリセルMCは非導通状態
となり、前述電流Imは0となる。したがってメモリセ
MCのデータの読出しは、この電流Imを基準電流発生
回路91からの基準電流Irを比較し、メモリセルMC
のしきい値電圧が十分に高いか否か、いいかえればメモ
リセルMCが導通状態にあるか否かにより判定される。
号AYに対応してワード線WL,ビット線BLの1本が
選択されるとすると、メモリセルMCのゲートに電源電
圧Vccが印加され、そのドレインはビット線BLを介
してセンス増幅器9の電流比較器92に接続される。こ
の時、メモリセルMCが未書込みの状態であればそのし
きい値電圧は電源電圧Vcc(5V)に比べ十分低く
(通常1〜2V程度)メモリセルMCは導通状態とな
り、電流比較器91よりビット線BLに電流Imが流れ
る。これに対してメモリセルMCが書込み後の状態であ
れば、そのしきい値電圧は電源電圧Vcc(5V)より
も高く(通常9V以上)、メモリセルMCは非導通状態
となり、前述電流Imは0となる。したがってメモリセ
MCのデータの読出しは、この電流Imを基準電流発生
回路91からの基準電流Irを比較し、メモリセルMC
のしきい値電圧が十分に高いか否か、いいかえればメモ
リセルMCが導通状態にあるか否かにより判定される。
【0007】従って、データの書込み状態の深さの確認
及びその保障を行うベリファイ時には、通常の読出し動
作時より高い電源電圧をメモリセルアレイ1のメモリセ
ルMCに供給する必要があった。
及びその保障を行うベリファイ時には、通常の読出し動
作時より高い電源電圧をメモリセルアレイ1のメモリセ
ルMCに供給する必要があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来の電気的に書
込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置では、データ
の書込み動作時及びベリファイ時に、電源電圧を通常の
データ読出し時の電源電圧よりも高く設定し、これによ
って、メモリセルMCに対するデータの書込み状態の深
さ,すなわちしきい値電圧の高さの確認及び保障を行っ
ているので、フラッシュEPROM(電気的に一括消去
可能なEPROM)に代表される電気的に書込み・消去
可能な不揮発性半導体記憶装置では、システムに実装
後、データの消去・書込・読出し等が行われるため、書
込み状態の深さを保障するためにデータ書込み後のベリ
ファイ時に電源電圧を通常の読出し動作時よりも高く設
定する必要があり、このためシステムの構成に負担がか
かり不利になるという欠点があった。
込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置では、データ
の書込み動作時及びベリファイ時に、電源電圧を通常の
データ読出し時の電源電圧よりも高く設定し、これによ
って、メモリセルMCに対するデータの書込み状態の深
さ,すなわちしきい値電圧の高さの確認及び保障を行っ
ているので、フラッシュEPROM(電気的に一括消去
可能なEPROM)に代表される電気的に書込み・消去
可能な不揮発性半導体記憶装置では、システムに実装
後、データの消去・書込・読出し等が行われるため、書
込み状態の深さを保障するためにデータ書込み後のベリ
ファイ時に電源電圧を通常の読出し動作時よりも高く設
定する必要があり、このためシステムの構成に負担がか
かり不利になるという欠点があった。
【0009】本発明の目的は、ベリファイ時、システム
の電源電圧を高く設定しなくてもデータの書込み状態の
深さの確認及び保障を行うことができる電気的に書込み
・消去可能な不揮発性半導体記憶装置を提供することに
ある。
の電源電圧を高く設定しなくてもデータの書込み状態の
深さの確認及び保障を行うことができる電気的に書込み
・消去可能な不揮発性半導体記憶装置を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電気的に書込み
・消去可能な不揮発性半導体記憶装置は、行,列マトリ
クス状に配列されソースを共通接続する電気的に書込み
消去可能な複数のメモリセル、これら各メモリセルのゲ
ートに各行ごとに接続する複数のワード線、及び前記各
メモリセルのドレインに各列ごとに接続する複数のビッ
ト線を備えたメモリセルアレイと、アドレス信号に従っ
て前記複数のワード線のうちの所定のワード線を選択レ
ベルとするワード線選択回路と、データベリファイ動作
時、前記選択レベルのワード線と前記各メモリセルの共
接続点との間に通常の読出し動作時より高い電圧を供給
する高電圧供給手段とを有している。
・消去可能な不揮発性半導体記憶装置は、行,列マトリ
クス状に配列されソースを共通接続する電気的に書込み
消去可能な複数のメモリセル、これら各メモリセルのゲ
ートに各行ごとに接続する複数のワード線、及び前記各
メモリセルのドレインに各列ごとに接続する複数のビッ
ト線を備えたメモリセルアレイと、アドレス信号に従っ
て前記複数のワード線のうちの所定のワード線を選択レ
ベルとするワード線選択回路と、データベリファイ動作
時、前記選択レベルのワード線と前記各メモリセルの共
接続点との間に通常の読出し動作時より高い電圧を供給
する高電圧供給手段とを有している。
【0011】また、各メモリセルの共通接続点が基準電
位点と接続し、高電圧供給手段が、発振回路と、この発
振回路の出力信号により通常動作時の電源電圧より高い
電圧を発生する昇圧回路と、この昇圧回路の出力電圧を
ワード線選択回路により選択レベルにあるワード線に供
給する高電圧供給制御回路とを含んで構成される。
位点と接続し、高電圧供給手段が、発振回路と、この発
振回路の出力信号により通常動作時の電源電圧より高い
電圧を発生する昇圧回路と、この昇圧回路の出力電圧を
ワード線選択回路により選択レベルにあるワード線に供
給する高電圧供給制御回路とを含んで構成される。
【0012】また、高電圧供給手段が、発振回路と、こ
の発振回路の出力信号により通常の動作電圧の基準電圧
を基準として前記通常の動作電圧に対して負方向の電圧
を発生する負電圧発生回路と、この負電圧発生回路の出
力電圧を各メモリセルの共通接続点へ供給する負電圧供
給制御回路とを含んで構成される。
の発振回路の出力信号により通常の動作電圧の基準電圧
を基準として前記通常の動作電圧に対して負方向の電圧
を発生する負電圧発生回路と、この負電圧発生回路の出
力電圧を各メモリセルの共通接続点へ供給する負電圧供
給制御回路とを含んで構成される。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【0014】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
である。
である。
【0015】この実施例が図4に示された従来の電気的
に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置を相違す
る点は、発振回路5と、この発振回路5の出力信号によ
り通常動作時の電源電圧Vccより高い電圧を発生する
内部昇圧回路6と、ベリファイ時、この内部昇圧回路6
の出力電圧Vpmを通常の電源電圧Vccより所定のレ
ベルだけ高い値にクランプして出力する(Vpg)電圧
クランプ回路7とを設け、Xデコーダ3内に、この電圧
クランプ回路7の出力電圧Vpgを、内部Xアドレス信
号IAXにより選択レベルにあるワード線WLに供給す
る高電圧供給制御回路を設けた点にある。
に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置を相違す
る点は、発振回路5と、この発振回路5の出力信号によ
り通常動作時の電源電圧Vccより高い電圧を発生する
内部昇圧回路6と、ベリファイ時、この内部昇圧回路6
の出力電圧Vpmを通常の電源電圧Vccより所定のレ
ベルだけ高い値にクランプして出力する(Vpg)電圧
クランプ回路7とを設け、Xデコーダ3内に、この電圧
クランプ回路7の出力電圧Vpgを、内部Xアドレス信
号IAXにより選択レベルにあるワード線WLに供給す
る高電圧供給制御回路を設けた点にある。
【0016】図2(A),(B)に内部昇圧回路6及び
Xデコーダ3の内部構成例を示す。
Xデコーダ3の内部構成例を示す。
【0017】制御回路4では、外部制御信号(CE,O
E等)を入力とし、内部の動作モードを制御するための
内部制御信号(CP,VER等)を発生する。発振回路
5は、内部制御信号CPを入力としてこれが低レベルの
アクティブのときアクティブとなり、内部クロック信号
φ,φbを出力する。内部昇圧回路6は、内部クロック
信号φ,φb及び内部制御信号CPを入力とし、CPが
低レベルのとき、昇圧電圧(Vpm)を出力し、高レベ
ルのとき、電源電位Vccを出力する。電圧クランプ回
路7は、内部昇圧回路6の出力電圧Vpmと、データベ
リファイモード時に低レベルとなる内部制御信号VER
を入力とし、VERが高レベルのときには内部昇圧回路
6の出力電圧Vpmをそのまま出力し、低レベルのとき
には内部昇圧回路6の出力電圧Vpmをクランプした電
圧(Vpg)を出力する。Xデコード3は電圧クランプ
回路7の出力電圧Vpg及び内部Xアドレス信号IAX
を入力とし、内部Xアドレス信号IAXにより選択され
たワード線WLに電圧クランプ回路7の出力電圧Vpg
を供給する。
E等)を入力とし、内部の動作モードを制御するための
内部制御信号(CP,VER等)を発生する。発振回路
5は、内部制御信号CPを入力としてこれが低レベルの
アクティブのときアクティブとなり、内部クロック信号
φ,φbを出力する。内部昇圧回路6は、内部クロック
信号φ,φb及び内部制御信号CPを入力とし、CPが
低レベルのとき、昇圧電圧(Vpm)を出力し、高レベ
ルのとき、電源電位Vccを出力する。電圧クランプ回
路7は、内部昇圧回路6の出力電圧Vpmと、データベ
リファイモード時に低レベルとなる内部制御信号VER
を入力とし、VERが高レベルのときには内部昇圧回路
6の出力電圧Vpmをそのまま出力し、低レベルのとき
には内部昇圧回路6の出力電圧Vpmをクランプした電
圧(Vpg)を出力する。Xデコード3は電圧クランプ
回路7の出力電圧Vpg及び内部Xアドレス信号IAX
を入力とし、内部Xアドレス信号IAXにより選択され
たワード線WLに電圧クランプ回路7の出力電圧Vpg
を供給する。
【0018】電圧クランプ回路7は、ベリファイ時、ト
ランジスタQ61〜Q6nのしきい値電圧をVtとする
と、Vcc+n・Vt程度の電圧(Vpg)を出力し、
この電圧が選択状態のメモリセMCのゲートに供給され
る。従って、ベリファイ時、メモリセルMCは通常の読
出し動作時より高い電源電圧を印加して動作させるのと
等価の動作をすることができ、データの書込み状態の深
さの確認及びその保障を行うことができる。
ランジスタQ61〜Q6nのしきい値電圧をVtとする
と、Vcc+n・Vt程度の電圧(Vpg)を出力し、
この電圧が選択状態のメモリセMCのゲートに供給され
る。従って、ベリファイ時、メモリセルMCは通常の読
出し動作時より高い電源電圧を印加して動作させるのと
等価の動作をすることができ、データの書込み状態の深
さの確認及びその保障を行うことができる。
【0019】図3(A),(B)はそれぞれ本発明の第
2の実施例及びそのセル共通電極バイアス回路の具体例
を示す回路図である。
2の実施例及びそのセル共通電極バイアス回路の具体例
を示す回路図である。
【0020】この実施例は、高電圧供給手段を、発振回
路5と、この発振回路5の出力信号φにより通常の動作
電圧の基準電圧(接地電位)を基準として通常の動作電
圧に対して負方向の電圧(Vs)を発生する負電圧発生
回路101、及びこの負電圧発生回路101の出力電圧
Vsを各メモリセルMCの共通接続点へ供給する負電圧
供給制御回路102を備えたセル共通電極バイアス回路
10とを含んだ構成としたものである。
路5と、この発振回路5の出力信号φにより通常の動作
電圧の基準電圧(接地電位)を基準として通常の動作電
圧に対して負方向の電圧(Vs)を発生する負電圧発生
回路101、及びこの負電圧発生回路101の出力電圧
Vsを各メモリセルMCの共通接続点へ供給する負電圧
供給制御回路102を備えたセル共通電極バイアス回路
10とを含んだ構成としたものである。
【0021】すなわち、第1の実施例ではメモリセルM
Cの共通電極を接地電位としてワード線WLの電圧を高
くしているのに対し、第2の実施例では、ワード線WL
の電圧は通常の読出し動作時と同一とし、メモリセルM
Cの共通電極を接地電位より負方向にバイアスすること
により、通常の読出し動作時の電源電圧より高い電圧で
動作のと等価な動作をしている。
Cの共通電極を接地電位としてワード線WLの電圧を高
くしているのに対し、第2の実施例では、ワード線WL
の電圧は通常の読出し動作時と同一とし、メモリセルM
Cの共通電極を接地電位より負方向にバイアスすること
により、通常の読出し動作時の電源電圧より高い電圧で
動作のと等価な動作をしている。
【0022】この第2の実施例においても、第1の実施
例と同様の効果が得られる。
例と同様の効果が得られる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ベリファ
イ時、選択ワード線とメモリセルの共通電極との間に通
常の読出し動作時の電源電圧より高い電圧を供給する高
電圧供給手段を設けた構成とすることにより、ベリファ
イ時システムの電源電圧を高く設定しなくてもメモリセ
ルのデータの書込み状態の深さの確認及びその保障がで
きる効果がある。
イ時、選択ワード線とメモリセルの共通電極との間に通
常の読出し動作時の電源電圧より高い電圧を供給する高
電圧供給手段を設けた構成とすることにより、ベリファ
イ時システムの電源電圧を高く設定しなくてもメモリセ
ルのデータの書込み状態の深さの確認及びその保障がで
きる効果がある。
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】図1に示された実施例の内部昇圧回路及びXデ
コーダの回路図である。
コーダの回路図である。
【図3】本発明の第2の実施例及びそのセル共通電極バ
イアス回路の回路図である。
イアス回路の回路図である。
【図4】従来の電気的に書込み・消去可能な不揮発性半
導体記憶装置の一例を示すブロック図である。
導体記憶装置の一例を示すブロック図である。
【図5】図4に示された電気的に書込み・消去可能な不
揮発性半導体記憶装置のメモリセルアレイ,Y選択回路
及びセンス増幅器の回路図である。
揮発性半導体記憶装置のメモリセルアレイ,Y選択回路
及びセンス増幅器の回路図である。
1,1a メモリセルアレイ 2 アドレスバッファ回路 3,3a Xデコーダ 4,4a 制御回路 5 発振回路 6 内部昇圧回路 7 電圧クランプ回路 8 Y選択回路 9 センス増幅器 10 セル共通電極バイアス回路 11 アドレスバッファ回路 12 書込回路 13 入出力バッファ回路 31 デコード部 32 高電圧供給制御回路 71 レベルシフタ 91 基準電流発生回路 92 電流比較器 101 不電圧発生回路 102 不電圧供給制御回路 BL ビット線 MC メモリセル WL ワード線
Claims (3)
- 【請求項1】 行,列マトリクス状に配列されソースを
共通接続する電気的に書込み消去可能な複数のメモリセ
ル、これら各メモリセルのゲートに各行ごとに接続する
複数のワード線、及び前記各メモリセルのドレインに各
列ごとに接続する複数のビット線を備えたメモリセルア
レイと、アドレス信号に従って前記複数のワード線のう
ちの所定のワード線を選択レベルとするワード線選択回
路と、データベリファイ動作時、前記選択レベルのワー
ド線と前記各メモリセルの共接続点との間に通常の読出
し動作時より高い電圧を供給する高電圧供給手段とを有
することを特徴とする電気的に書込み・消去可能な不揮
発性半導体記憶装置。 - 【請求項2】 各メモリセルの共通接続点が基準電位点
と接続し、高電圧供給手段が、発振回路と、この発振回
路の出力信号により通常動作時の電源電圧より高い電圧
を発生する昇圧回路と、この昇圧回路の出力電圧をワー
ド線選択回路により選択レベルにあるワード線に供給す
る高電圧供給制御回路とを含んで構成された請求項1記
載の電気的に書込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項3】 高電圧供給手段が、発振回路と、この発
振回路の出力信号により通常の動作電圧の基準電圧を基
準として前記通常の動作電圧に対して負方向の電圧を発
生する負電圧発生回路と、この負電圧発生回路の出力電
圧を各メモリセルの共通接続点へ供給する負電圧供給制
御回路とを含んで構成された請求項1記載の電気的に書
込み・消去可能な不揮発性半導体記憶装置。
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