JPH05274893A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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Publication number
JPH05274893A
JPH05274893A JP7203692A JP7203692A JPH05274893A JP H05274893 A JPH05274893 A JP H05274893A JP 7203692 A JP7203692 A JP 7203692A JP 7203692 A JP7203692 A JP 7203692A JP H05274893 A JPH05274893 A JP H05274893A
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JP
Japan
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cell
bit line
gate
nand
memory cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP7203692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Shudo
晋 首藤
Riichiro Shirata
理一郎 白田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7203692A priority Critical patent/JPH05274893A/en
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Abstract

PURPOSE:To speed up the reading of a NAND cell type EEPROM without selection gate on the drain side. CONSTITUTION:The drains of memory cells M11, M12 on the bit line BL side out of memory cells M11 to M41, M12 to M42 constituting NAND cells (NAMD1, 2) are directly connected to a bit line BL without being passed through a selection gate and the sources of the memory cells M41, M42 are connected to source lines through section gates S1, S2. In the NAND cell having a selected memory cell in a data reading mode, 0V is applied to a selected word line and Vcc is applied to other non-selected word lines. In the non-selected NAND cell sharing the bit line with the NAND cell having the selected memory cell, voltage smaller than the threshold voltage of a memory cell set up at the time of erasing is impressed to the word line of at least one memory cell in the non-selected NAND cell and OV is applied to other non-selected word lines.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電荷蓄積層と制御ゲー
トを有するMOSト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き換え可能な不揮発性半導体メモ
リ装置(EEPROM)に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device (EEPROM) constructed by using a memory cell having a MOS transistor structure having a charge storage layer and a control gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】EEPROMのセル構造としてNAND
型のものがある。はじめに提案されたNAND型セル
は、データの書き込み/消去によってしきい値電圧が0
Vを上下するようなメモリセルを複数個直列に並べ、さ
らにそのドレイン側及びソース側に選択ゲートが直列接
続された構成をもつセル構造であり、さらにこのNAN
Dセルをマトリックス状に配列する事によりEEPRO
Mのメモリアレイを構成していた。この構造の場合、一
般に複数個のNANDセルが一本のビット線を共有する
事になる。
2. Description of the Related Art NAND is used as an EEPROM cell structure.
There is a type. The initially proposed NAND cell has a threshold voltage of 0 when data is written / erased.
This is a cell structure having a configuration in which a plurality of memory cells whose V is raised and lowered are arranged in series, and selection gates are connected in series to the drain side and the source side of the memory cells.
EEPRO by arranging D cells in a matrix
M memory array. In the case of this structure, generally, a plurality of NAND cells share one bit line.

【0003】ところで、NAND型のセル構造の場合、
読み出しは一般にプリチャージ方式をとっている。すな
わち、まず実際の読み出しに先だち、ソース側の選択ゲ
ートを閉じてビット線とこれにつながっているNAND
セルを充電し、しかる後に、選択ゲートを開ける。する
と、読み出したいセルがデータの書き込まれていない状
態である時には、ビット線に貯まっている電荷はソース
に流れて、ある時間の後にはビット線の電位はほぼ0V
になるが、読み出しセルがデータの書き込まれている状
態である時には、電流は流れずビット線の電位は落ちな
い。このように、NAND型セルの読み出しは、ビット
線とこれにつながるNANDセルを充放電した後のビッ
ト線の電位によって保持データの判別をするという方式
をとっている。従って、この充放電の対象になっている
容量(ビット線容量)が大きいと、充放電に時間がかか
り読み出し速度が遅くなる。そこで、ビット線容量を小
さくするために、読み出し時には非読み出しNANDセ
ルをドレイン側の選択ゲートを用いて切り離し、容量を
小さくしている。
By the way, in the case of a NAND type cell structure,
Reading is generally done by a precharge method. That is, first, prior to the actual reading, the source side select gate is closed and the bit line and the NAND connected to it are connected.
Charge the cell and then open the select gate. Then, when the cell to be read is in a state in which no data is written, the charge accumulated in the bit line flows to the source, and after a certain time, the potential of the bit line is almost 0V.
However, when the read cell is in the state where data is written, no current flows and the potential of the bit line does not drop. As described above, the reading of the NAND type cell adopts a method of discriminating the held data by the potential of the bit line after charging and discharging the bit line and the NAND cell connected thereto. Therefore, if the capacity (bit line capacity) to be charged / discharged is large, it takes time to charge / discharge and the read speed becomes slow. Therefore, in order to reduce the bit line capacitance, the non-read NAND cell is separated by using the drain side select gate at the time of reading to reduce the capacitance.

【0004】最初に提案されたNANDセルは上記のよ
うなものであったが、その後、セル面積をより小さくす
る事を目的として、上記の構造からドレイン側の選択ゲ
ートを無くしたものが提案された。しかしこの構造の場
合、ビット線を共有している複数個のNANDセルのう
ち、非読み出しNANDセルをドレイン側の選択ゲート
によって切り離す事が出来ない。従って、非読み出しN
ANDセルもビット線容量に寄与する事になり、ビット
線容量が大きくなってしまう。このため、ドレイン側の
選択ゲートを廃したNANDセルアレイは、一般に読み
出し速度が、ドレイン側選択ゲートを持っているNAN
Dセルアレイに比べて、遅くなる事が示唆されていた。
The first proposed NAND cell was as described above, but thereafter, a NAND cell without the select gate on the drain side was proposed from the above structure for the purpose of reducing the cell area. It was However, in the case of this structure, it is not possible to separate the non-read NAND cell among the plurality of NAND cells sharing the bit line by the drain side select gate. Therefore, non-read N
The AND cell also contributes to the bit line capacitance, which increases the bit line capacitance. Therefore, the NAND cell array in which the drain side select gate is abolished generally has a read speed of NAN having the drain side select gate.
It was suggested to be slower than the D cell array.

【0005】また、従来の場合には非読み出しNAND
セル中のメモリセルの制御ゲートに0Vを与えていた
が、非読み出しNANDセル中に、データが書き込まれ
てしきい値電圧が0Vより高くなっているメモリセルが
存在すると、このセルよりソース側の部分にはビット線
の電位は転送されず、ビット線容量には寄与しない。よ
って、ビット線を共有しているNANDセルの各メモリ
セルに書かれている情報によって、ビット線容量が大幅
に変化してしまう。このために、読み出し時間のばらつ
きが大きくなるという問題もあった。
In the conventional case, a non-read NAND is used.
Although 0V was applied to the control gate of the memory cell in the cell, if there is a memory cell in which data is written and the threshold voltage is higher than 0V in the non-read NAND cell, the source side of this cell is set. The potential of the bit line is not transferred to the portion of, and does not contribute to the bit line capacitance. Therefore, the bit line capacitance changes significantly depending on the information written in each memory cell of the NAND cells sharing the bit line. For this reason, there is also a problem that the variation in read time becomes large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにNAND
型のセル構造において、ドレイン側の選択ゲートを無く
すと、セル面積は小さくなるものの、読み出し時間が非
常に長くかかるという問題が生じる。本発明は、この様
な問題を解決したNAND型EEPROMメモリセル、
及びその動作方式を提供する事を目的とする。
As described above, NAND is used.
If the drain side select gate is eliminated in the cell type cell structure, the cell area is reduced, but there is a problem that the reading time is very long. The present invention solves such a problem by a NAND type EEPROM memory cell,
And its operation method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明では、その対象と
して、複数個の不揮発性半導体メモリ装置が直列に配置
され、かつそのソース側に選択ゲートをもつNAND型
セルの複数個が一本のビット線を共有しているEEPR
OMメモリセルアレイを想定している。この様な構造の
場合、読み出し時に、読み出しの対象になっているNA
NDセルとビット線を共有するような非読み出しNAN
Dセルが存在する。
According to the present invention, a plurality of non-volatile semiconductor memory devices are arranged in series, and a plurality of NAND type cells each having a selection gate on the source side thereof are included in the object of the present invention. EEPR sharing a bit line
An OM memory cell array is assumed. In the case of such a structure, the NA to be read at the time of reading
Non-read NAN sharing bit line with ND cell
There are D cells.

【0008】本発明で新たに提案する上記のメモリセル
アレイの動作原理は、このような非読み出しNANDセ
ル中のメモリセルの制御ゲートのうち、少なくとも一つ
のメモリセルの制御ゲートに、データ消去時のメモリセ
ルトランジスターのしきい値電圧より小さな電圧を与え
る事を、特徴とする。
The operation principle of the above-described memory cell array newly proposed by the present invention is that the control gate of at least one memory cell among the control gates of the memory cells in such a non-read NAND cell is used when data is erased. The feature is that a voltage smaller than the threshold voltage of the memory cell transistor is applied.

【0009】このとき、制御ゲートに消去時のメモリセ
ルトランジスターのしきい値電圧より小さな電圧を与え
るメモリセルを、最もビット線コンタクトに近いものに
すると本発明の効果は大きく現れる。
At this time, the effect of the present invention is greatly exhibited when the memory cell for applying a voltage smaller than the threshold voltage of the memory cell transistor at the time of erasing to the control gate is closest to the bit line contact.

【0010】[0010]

【作用】ソース側だけに選択ゲートをもつNAND型セ
ルにおいて、従来の読み出し方式では、読み出し時に、
読み出しの対象となっているNANDセルとビット線を
共有する非読み出しNANDセル中のメモリセルの制御
ゲートを設置していた。そこで、最悪の場合ビット線を
共有する全てのNANDセルが、ビット線容量に寄与す
る事になる。従って、充放電すべきビット線容量が大き
くなり、これが読み出し速度の低下を招く可能性があっ
た。
In the NAND type cell having the select gate only on the source side, in the conventional reading method, at the time of reading,
The control gate of the memory cell in the non-read NAND cell sharing the bit line with the NAND cell to be read has been installed. Therefore, in the worst case, all NAND cells sharing the bit line contribute to the bit line capacitance. Therefore, the capacity of the bit line to be charged / discharged becomes large, which may cause a decrease in the reading speed.

【0011】ここで、本発明に示すように、ビット線を
共有するNANDセル中のメモリセルの制御ゲートに、
データ消去時にセルトランジスターのしきい値電圧より
小さい電圧を与えると、このセルよりソース側に位置す
るメモリセルには電流が流れないため、これらのセルは
読み出し時の充放電の対象となる容量には係わってこな
くなる。このため、充放電すべき容量は従来の場合に比
べて、小さくなり、ドレイン側にも選択ゲートがある場
合とほぼ同等になる。従って、これまでの書き込み方式
に比べて、より高速の読み出しが可能となり、ドレイン
側の選択ゲートを省略した場合にも、省略しない場合と
読み出し時間がほぼ変わらないNAND型EEPROM
を提供できる。
Here, as shown in the present invention, the control gates of the memory cells in the NAND cells sharing the bit line are
If a voltage lower than the threshold voltage of the cell transistor is applied during data erasing, no current will flow in the memory cell located on the source side of this cell, so these cells will not reach the capacity to be charged or discharged during reading. Will not be involved. Therefore, the capacity to be charged / discharged is smaller than that in the conventional case, and is almost the same as in the case where the drain side also has a selection gate. Therefore, the read speed can be higher than that of the conventional write method, and even when the drain side select gate is omitted, the read time is almost the same as when the select gate is not omitted.
Can be provided.

【0012】また、非読み出しNANDセル中の、ビッ
ト線コンタクトに一番近いメモリセルの選択ゲートに、
消去時のしきい値電圧より小さい電圧を与える事にする
と、非読み出しNANDセルは完全にビット線から切り
離される事になるので、非読み出しNANDセル中に書
き込まれているデータによって、ビット線容量が変化す
るといった問題も解決される。
Further, in the select gate of the memory cell closest to the bit line contact in the non-read NAND cell,
If a voltage smaller than the threshold voltage at the time of erasing is given, the non-read NAND cell is completely separated from the bit line. Therefore, the data written in the non-read NAND cell reduces the bit line capacitance. Problems such as change will be solved.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例に係るEEPROM
のNANDセルを示す平面図である。図2(a)(b)
はそのA−A´、B−B´断面図である。また図3はN
ANDセルの等価回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an EEPROM according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing the NAND cell of FIG. 2 (a) (b)
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ and BB ′. Also, in FIG.
It is an equivalent circuit of an AND cell.

【0014】この実施例では、4個のメモリセルM1〜
M4がそれらのソース、ドレイン拡散層を隣接するもの
同志で共有する形で直接接続されてNANDセルを構成
している。この様なNANDセルの一端のドレインは直
接ビット線BLに接続され、他端のソースは選択ゲート
Sを介して共通ソース線(接地線)に接続されている。
各メモリーセルの制御ゲートCG1〜CG4は、ビット
線BLと交差する方向に配設されてワード線WLとな
る。
In this embodiment, four memory cells M1 ...
M4 is directly connected in a form sharing the source and drain diffusion layers between adjacent ones to form a NAND cell. The drain of one end of such a NAND cell is directly connected to the bit line BL, and the source of the other end is connected to the common source line (ground line) via the selection gate S.
The control gates CG1 to CG4 of each memory cell are arranged in a direction intersecting the bit line BL to form a word line WL.

【0015】この実施例では、4個のメモリセルで一つ
のNANDセルを構成しているが、一般に2のn乗個の
(n=1、2、…)のメモリセルで一つのNANDセル
を構成する事ができる。
In this embodiment, four memory cells constitute one NAND cell, but in general, 2n power (n = 1, 2, ...) Memory cells form one NAND cell. Can be configured.

【0016】具体的なメモリセル構造は、図2に示す通
りである。n型シリコン基板1にp型ウェル1´が形成
され、このp型ウェル1´にメモリセルが配列形成され
ている。周辺回路は、メモリセルとは別のp型ウェルに
形成される事になる。p型ウェル1´の素子分離絶縁膜
2で囲まれた領域に4個のメモリセルと1個の選択ゲー
トが形成されている。
A specific memory cell structure is as shown in FIG. A p-type well 1'is formed on the n-type silicon substrate 1, and memory cells are arrayed in the p-type well 1 '. The peripheral circuit is formed in a p-type well different from the memory cell. Four memory cells and one select gate are formed in a region surrounded by the element isolation insulating film 2 of the p-type well 1 '.

【0017】各メモリセルは、p型ウェル1´上に熱酸
化膜からなる第一ゲート絶縁膜31を介して形成された
第一層多結晶シリコンにより浮遊ゲート4(41〜4
4)が形成され、この上に熱酸化膜からなる第2ゲート
絶縁膜5を介して第2層多結晶シリコンにより制御ゲー
ト6が形成されている。各メモリセルのソース、ドレイ
ン拡散層となるn型層9は、隣接するもの同志で共用す
る形で、4個のメモリセルが直接接続されている。
Each memory cell has a floating gate 4 (41 to 4) made of first-layer polycrystalline silicon formed on the p-type well 1'through a first gate insulating film 31 made of a thermal oxide film.
4) is formed, and the control gate 6 is formed on the second layer polycrystalline silicon through the second gate insulating film 5 made of a thermal oxide film. The n-type layer 9 serving as the source / drain diffusion layer of each memory cell is directly connected to four memory cells in a form shared by adjacent ones.

【0018】NANDセルのソース側端部には、p型ウ
ェル1´上に熱酸化膜からなるゲート絶縁膜32を介し
て第一層多結晶シリコンにより形成されたゲート電極4
5を持つ選択ゲートが形成されている。ここでゲート絶
縁膜32は第一ゲート絶縁膜31と同じでも良い。ゲー
ト電極45には第2層多結晶シリコンによる配線65が
重ねて配列されている、これらのゲート電極45と配線
65は、所定間隔毎にスルーホールで接続されて、低抵
抗化される。
At the source-side end of the NAND cell, the gate electrode 4 formed of the first-layer polycrystalline silicon is formed on the p-type well 1'through the gate insulating film 32 made of a thermal oxide film.
A select gate having 5 is formed. Here, the gate insulating film 32 may be the same as the first gate insulating film 31. Wirings 65 made of the second-layer polycrystalline silicon are arranged in an overlapping manner on the gate electrode 45. These gate electrodes 45 and the wirings 65 are connected by through holes at predetermined intervals to reduce the resistance.

【0019】ここで、各メモリセルの浮遊ゲート41〜
44と制御ゲート61〜64、及び選択ゲートのゲート
電極45と配線65は、チャンネル長方向については同
一エッチングマスクを用いてパターニングして揃えられ
ている。ソース、ドレイン拡散層となるn型層9は、こ
れらの電極をマスクとして、ひ素またはリンのイオン注
入により形成されている。
Here, the floating gates 41 to 41 of each memory cell are
44, the control gates 61 to 64, and the gate electrode 45 of the select gate and the wiring 65 are patterned and aligned in the channel length direction using the same etching mask. The n-type layer 9 serving as a source / drain diffusion layer is formed by ion implantation of arsenic or phosphorus using these electrodes as a mask.

【0020】素子形成された基板上はCVD絶縁膜7に
より覆われ、この上にA1膜によりビット線8が配設さ
れる。NANDセルの一端のドレインは、選択ゲートを
介すことなく、直接このビット線8に接続されている。
The substrate on which the elements are formed is covered with a CVD insulating film 7, and a bit line 8 is provided on the substrate with an A1 film. The drain at one end of the NAND cell is directly connected to the bit line 8 without passing through the select gate.

【0021】このような構成において、各メモリセルの
浮遊ゲート4と基板間の結合容量C1は、浮遊ゲート4
と制御ゲート6間の結合容量C2に比べて小さく設定さ
れている。この関係は、図2(a)に示されるように、
浮遊ゲート4を素子領域上から素子分離領域上に延在さ
せることにより得られている。図4は、ビット線BLを
共有する2つのNANDセルを示しており、これを用い
て本発明に係るEEPROMの読み出し動作にについて
説明する。読み出し時の各部の電位を表1に表す。
In such a configuration, the coupling capacitance C1 between the floating gate 4 of each memory cell and the substrate is
Is set smaller than the coupling capacitance C2 between the control gate 6 and the control gate 6. This relationship is as shown in FIG.
It is obtained by extending the floating gate 4 from above the element region to above the element isolation region. FIG. 4 shows two NAND cells sharing the bit line BL, and the read operation of the EEPROM according to the present invention will be described using this. Table 1 shows the potential of each part at the time of reading.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】読み出すセルがM21であるとして以下の
説明を行なう。この場合には、ワード線のうちWL1
1、WL31、WL41にはVccを、選択ゲートSG
2とWL21、WL22〜WL42には0Vを、WL1
2にはデータ消去時のメモリセルのしきい値電圧より小
さい電圧を与える。また選択ゲートSG1には初め0V
を与えておき、電流の流れない状態にしておく。この状
態でビット線BLにVccを与え、ビット線とNAND
セルを充電する(プリチャージ)。ウリチャージの後、
ビット線にVccを与えている電源を切り離し、選択ゲ
ートSG1にVccを与えて、SG1を開く、ここで、
M21がデータの書き込まれた状態だと、しきい値電圧
は0Vより高いので、ビット線からソースの方向に電流
は流れず、ビット線の電位はVccに保たれる。しか
し、M21がデータの消去された状態だと、しきい値電
圧は0Vより低いので、ビット線からソースの方向に電
流が流れ、ある一定時間の後にはビット線の電位はほぼ
0Vになる。この一定時間後のビット線の電位を調べる
ことにより、保持データの判別を行なう。
The following description will be given assuming that the cell to be read is M21. In this case, the word line WL1
Vcc is applied to 1, WL31, and WL41, and the selection gate SG
2 and WL21, WL22 to WL42, 0V, WL1
A voltage smaller than the threshold voltage of the memory cell at the time of erasing data is applied to 2. In addition, 0V is initially applied to the selection gate SG1.
Is given to keep the current from flowing. In this state, Vcc is applied to the bit line BL and the bit line and NAND
Charge the cell (precharge). After Uricharge
The power supply that applies Vcc to the bit line is disconnected, Vcc is applied to the select gate SG1, and SG1 is opened.
When data is written in M21, the threshold voltage is higher than 0V, so that no current flows from the bit line to the source and the potential of the bit line is kept at Vcc. However, when M21 is in a data erased state, the threshold voltage is lower than 0V, so that a current flows from the bit line to the source, and the potential of the bit line becomes almost 0V after a certain period of time. The held data is discriminated by checking the potential of the bit line after this fixed time.

【0024】ここで、一般にNAND型EEPROMに
おいて、消去時のメモリセルトランジスターのしきい値
電圧は−2〜−3V程度なので、WL12に与える電圧
は−5V程度にすればよい。
Generally, in the NAND type EEPROM, since the threshold voltage of the memory cell transistor at the time of erasing is about -2 to -3V, the voltage applied to the WL12 may be set to about -5V.

【0025】従来の読み出し方式の場合、WL12に与
える電位は0Vなので、NANDセル2の方にもビット
線の電位が伝わる可能性がある。最悪の場合、つまりM
12〜M42がデータの消去されている状態である場合
には、M12〜M42のセルも上記の読み出しシーケン
スで充放電する容量に加わる事になる。この結果、充放
電にかかる時間が増加するため、SG1を開いてからビ
ット線の電位を読み出すまでの時間を長くとらなければ
ならなくなり、読み出しが遅くなっていた。
In the case of the conventional read method, the potential applied to WL12 is 0 V, so that the potential of the bit line may be transmitted to the NAND cell 2. Worst case, M
When 12 to M42 are in a state where data is erased, the cells of M12 to M42 also add to the capacity for charging and discharging in the above reading sequence. As a result, since the time required for charging and discharging increases, it is necessary to take a long time from opening SG1 to reading the potential of the bit line, which slows the reading.

【0026】しかし、本発明の読み出し方式では、WL
12に0Vより低い電位を与えてM12に確実に電流が
流れない状態にするため、電位はNANDセル2には伝
わらなくなり、読み出しシーケンスでの充放電する容量
を従来の方式に比べて小さくできる。このため、従来の
方式に比べて、より高速の読み出しを提供できる。
However, in the read method of the present invention, the WL
Since a potential lower than 0 V is applied to 12 to make sure that no current flows in M12, the potential is not transmitted to the NAND cell 2, and the charge / discharge capacity in the read sequence can be made smaller than that in the conventional method. Therefore, it is possible to provide higher-speed reading as compared with the conventional method.

【0027】ここで示した例では非読み出しNANDセ
ル(NAND2)中のメモリセルの選択ゲートにつなが
るワード線WL12〜WL42のうち、WL12にだけ
負の電圧を与え、WL22〜WL42には0Vを与えて
いた。しかし、WL22〜WL42にもWL12と同様
に負の電圧を与えても本発明の効果を得る事ができる。
また効果は小さくなるが、WL12に0Vを与えて、他
のワード線のうちの少なくとも一本に負の電圧を与えて
も本発明の効果を得る事ができる。
In the example shown here, of the word lines WL12 to WL42 connected to the select gates of the memory cells in the non-read NAND cell (NAND2), only the negative voltage is applied to WL12 and 0V is applied to WL22 to WL42. Was there. However, the effects of the present invention can be obtained even when a negative voltage is applied to WL22 to WL42 as in the case of WL12.
Although the effect is small, the effect of the present invention can be obtained by applying 0V to WL12 and applying a negative voltage to at least one of the other word lines.

【0028】本実施例では、一つのビット線を二つのN
ANDセルで共有するような例を用いたが、一般には一
つのビット線を多くのNANDセル、例えば128個の
NANDセルで共有する。本発明は、この様な場合によ
り大きな効果を発揮する。
In this embodiment, one bit line is connected to two N
Although an example in which the AND cells are shared is used, generally, one bit line is shared by many NAND cells, for example, 128 NAND cells. The present invention exerts a great effect in such a case.

【0029】なお本発明は、上記実施例に限られるもの
ではない。実施例では、浮遊ゲートと制御ゲートをもつ
FETMOS型メモリセルを用いたが、MNOS型メモ
リセルを用いた場合も同様に本発明を適用することがで
きる。
The present invention is not limited to the above embodiment. Although the FETMOS type memory cell having the floating gate and the control gate is used in the embodiment, the present invention can be similarly applied to the case of using the MNOS type memory cell.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上で述べたように、本発明によれば、
読み出し時に充放電しなくてはならない容量を減らす事
ができ、ドレイン側の選択ゲートを省略した場合にも、
省略前と読み出し時間がほぼ変わらないNANDセル型
EEPROMを提供する事ができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to reduce the capacity that has to be charged and discharged when reading, and even when the drain side select gate is omitted,
It is possible to provide a NAND cell type EEPROM whose reading time is almost the same as that before the omission.

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

【図1】 本発明一実施例に係るEEPROMのNAN
Dセルの平面図。
FIG. 1 is an NAN of an EEPROM according to an embodiment of the present invention.
The top view of D cell.

【図2】 図1のNANDセルのA−A´およびB−B
´断面図。
FIG. 2 is AA ′ and BB of the NAND cell of FIG.
′ Sectional view.

【図3】 同NANDセルの等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the NAND cell.

【図4】 ビット線を共有する2つのNANDセル部の
等価回路図。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of two NAND cell units sharing a bit line.

【図5】 読み出し時のビット線電位を示す線図。FIG. 5 is a diagram showing a bit line potential at the time of reading.

【図6】 読み出し時のタイミングチャート。FIG. 6 is a timing chart at the time of reading.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M1〜M4…メモリセル M11〜M41 M12〜M42…メモリセル S…選択ゲート BL…ビット線 CG1〜CG4…制御ゲート線 CG…選択ゲート線 M1 to M4 ... Memory cells M11 to M41 M12 to M42 ... Memory cell S ... Select gate BL ... Bit lines CG1 to CG4 ... Control gate line CG ... Select gate line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 H01L 29/78 371 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/792 H01L 29/78 371

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第一伝導型の半導体基板上に、第二伝導型
の不純物拡散層によりソース層及びドレイン層が形成さ
れ、さらに、第一ゲート絶縁膜、電荷蓄積層、第二ゲー
トの順に積層され、前記電荷蓄積層と基板との間の電荷
の授与により電気的な書換を可能とした不揮発性半導体
メモリセルが、複数個直列接続され、かつ、ソース側に
選択ゲートトランジスタが直列接続されて構成されたN
ANDセルが複数個マトリックス状に配列され、NAN
Dセルの一端側のドレインが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
た不揮発性半導体メモリ装置において、読みだし時に、
読み出されるNANDセルとビット線を共有する非読み
出しNANDセルのビット線コンタクトの一番近くに位
置するメモリセルの制御ゲートに、データ消去時のメモ
リセルトランジスターのしきい値電圧より小さな電位を
与える事を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。
1. A source layer and a drain layer are formed by a second-conductivity-type impurity diffusion layer on a first-conductivity-type semiconductor substrate, and further, a first gate insulating film, a charge storage layer, and a second gate in this order. A plurality of nonvolatile semiconductor memory cells that are stacked and electrically rewritable by giving charges between the charge storage layer and the substrate are connected in series, and a select gate transistor is connected in series on the source side. Composed of N
AND cells are arranged in a matrix to form a NAN
In the non-volatile semiconductor memory device configured by connecting the drain on one end side of the D cell to the bit line and connecting the control gate of each memory cell to the word line, at the time of reading,
A potential smaller than the threshold voltage of the memory cell transistor at the time of erasing data is applied to the control gate of the memory cell located closest to the bit line contact of the non-read NAND cell sharing the bit line with the NAND cell to be read. A non-volatile semiconductor memory device characterized by:
【請求項2】第一伝導型の半導体基板上に、第二伝導型
の不純物拡散層によりソース層及びドレイン層が形成さ
れ、さらに、第一ゲート絶縁膜、電荷蓄積層、第二ゲー
トの順に積層され、前記電荷蓄積層と基板との間の電荷
の授与により電気的な書換を可能とした不揮発性半導体
メモリセルが、複数個直列接続され、かつ、ソース側に
選択ゲートトランジスタが直列接続されて構成されたN
ANDセルが複数個マトリックス状に配列され、NAN
Dセルの一端側のドレインが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
た不揮発性半導体メモリ装置において、読みだし時に、
読み出されるNANDセルとビット線を共有する非読み
出しNANDセルの全てのメモリセルの制御ゲートに、
データ消去時のメモリセルトランジスターのしきい値電
荷より小さな電位を与える事を特徴とする不揮発性半導
体メモリ装置。
2. A source layer and a drain layer are formed of a second-conductivity-type impurity diffusion layer on a first-conductivity-type semiconductor substrate, and further, a first gate insulating film, a charge storage layer, and a second gate in this order. A plurality of nonvolatile semiconductor memory cells that are stacked and electrically rewritable by giving charges between the charge storage layer and the substrate are connected in series, and a select gate transistor is connected in series on the source side. Composed of N
AND cells are arranged in a matrix to form a NAN
In the non-volatile semiconductor memory device configured by connecting the drain on one end side of the D cell to the bit line and connecting the control gate of each memory cell to the word line, at the time of reading,
To the control gates of all memory cells of the non-read NAND cell that shares the bit line with the read NAND cell,
A non-volatile semiconductor memory device characterized by applying a potential smaller than a threshold charge of a memory cell transistor at the time of erasing data.
【請求項3】第一伝導型の半導体基板上に、第二伝導型
の不純物拡散層によりソース層及びドレイン層が形成さ
れ、さらに、第一ゲート絶縁膜、電荷蓄積層、第二ゲー
トの順に積層され、前記電荷蓄積層と基板との間の電荷
の授与により電気的な書換を可能とした不揮発性半導体
メモリセルが、複数個直列接続され、かつ、ソース側に
選択ゲートトランジスタが直列接続されて構成されたN
ANDセルが複数個マトリックス状に配列され、NAN
Dセルの一端側のドレインが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
た不揮発性半導体メモリ装置において、読みだし時に、
読み出されるNANDセルとビット線を共有する非読み
出しNANDセル中の少なくとも一つのメモリセルの制
御ゲートに、データ消去時のメモリセルトランジスター
のしきい値電圧より小さな電位を与える事を特徴とする
不揮発性半導体メモリ装置。
3. A source layer and a drain layer are formed of a second conductivity type impurity diffusion layer on a first conductivity type semiconductor substrate, and further, a first gate insulating film, a charge storage layer, and a second gate in this order. A plurality of nonvolatile semiconductor memory cells that are stacked and electrically rewritable by giving charges between the charge storage layer and the substrate are connected in series, and a select gate transistor is connected in series on the source side. Composed of N
AND cells are arranged in a matrix to form a NAN
In the non-volatile semiconductor memory device configured by connecting the drain on one end side of the D cell to the bit line and connecting the control gate of each memory cell to the word line, at the time of reading,
Non-volatile, characterized in that a potential smaller than the threshold voltage of the memory cell transistor at the time of data erasing is applied to the control gate of at least one memory cell in the non-read NAND cell sharing the bit line with the NAND cell to be read. Semiconductor memory device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8391060B2 (en) * 2000-04-27 2013-03-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and semiconductor device

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