JPH06177359A - 半導体メモリ装置 - Google Patents
半導体メモリ装置Info
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- JPH06177359A JPH06177359A JP33060692A JP33060692A JPH06177359A JP H06177359 A JPH06177359 A JP H06177359A JP 33060692 A JP33060692 A JP 33060692A JP 33060692 A JP33060692 A JP 33060692A JP H06177359 A JPH06177359 A JP H06177359A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000004044 response Effects 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000002784 hot electron Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フラッシュEEPROM半導体メモリ装置の
過剰消去によるビット間しきい値電圧ばらつきを、短時
間で減少させる。 【構成】 従来コラムデコーダ2だけに接続されていた
ビットライン4に切替回路11を付加し入力信号で制御
することによりVcc電源にも接続可能とし、過剰消去
によりばらついたしきい値電圧を、全ビットライン4
(ドレイン9)に同時にストレスを印加することによ
り、ソース10にストレスを印加した時よりも短時間で
ビット間のしきい値電圧ばらつきを解消する。
過剰消去によるビット間しきい値電圧ばらつきを、短時
間で減少させる。 【構成】 従来コラムデコーダ2だけに接続されていた
ビットライン4に切替回路11を付加し入力信号で制御
することによりVcc電源にも接続可能とし、過剰消去
によりばらついたしきい値電圧を、全ビットライン4
(ドレイン9)に同時にストレスを印加することによ
り、ソース10にストレスを印加した時よりも短時間で
ビット間のしきい値電圧ばらつきを解消する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置に組み込
まれた不揮発性半導体メモリ装置に関するものである。
まれた不揮発性半導体メモリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体メモリ装置の大容量化、高
性能化、高機能化、縮小化への動きにはめざましいもの
があり、その応用範囲の拡大は、とどまるところを知ら
ない勢いである。そのような中で、機能的には一括消去
型の半導体メモリ装置であるフラッシュメモリが、その
低コスト性、大容量化が容易であること、電気的消去機
能を有することから大きな市場が予測され、近年最も盛
んに研究開発が行なわれている不揮発性半導体メモリ装
置である。
性能化、高機能化、縮小化への動きにはめざましいもの
があり、その応用範囲の拡大は、とどまるところを知ら
ない勢いである。そのような中で、機能的には一括消去
型の半導体メモリ装置であるフラッシュメモリが、その
低コスト性、大容量化が容易であること、電気的消去機
能を有することから大きな市場が予測され、近年最も盛
んに研究開発が行なわれている不揮発性半導体メモリ装
置である。
【0003】以下に従来の不揮発性半導体メモリ装置で
あるフラッシュ・ElectricErasable
and electric Programmable
ROM(以下フラッシュEEPROM)を例にとり説明
を行う。図2は、従来の半導体メモリ装置の回路図であ
り、フラッシュEEPROMのメモリアレイ構成および
デコーダを示している。図2において、1はロウデコー
ダ、2はコラムデコーダ、3はワードライン、4はビッ
トライン、5は共通ソースライン、6はメモリセルアレ
イ、7はコントロールゲート、8はフローティングゲー
ト、9はドレイン、10はソースである。
あるフラッシュ・ElectricErasable
and electric Programmable
ROM(以下フラッシュEEPROM)を例にとり説明
を行う。図2は、従来の半導体メモリ装置の回路図であ
り、フラッシュEEPROMのメモリアレイ構成および
デコーダを示している。図2において、1はロウデコー
ダ、2はコラムデコーダ、3はワードライン、4はビッ
トライン、5は共通ソースライン、6はメモリセルアレ
イ、7はコントロールゲート、8はフローティングゲー
ト、9はドレイン、10はソースである。
【0004】フラッシュEEPROMは、書き込みおよ
び読み出し動作により、フローティングゲート8に電子
が蓄積されているか否かで2値情報を記憶する。まず、
書き込み動作は、ロウデコーダ1により選択された1本
のワードライン3(コントロールゲート7)に高電圧、
例えば12ボルト(10ボルト前後の電圧)とコラムデ
コーダ2により選択された1本のビットライン4(ドレ
イン9)に例えば5ボルトの電圧を印加し、ドレイン近
傍で生じたホットエレクトロンをフローティングゲート
8に注入し、コントロールゲート7から見たしきい値電
圧を高くすることにより行う。
び読み出し動作により、フローティングゲート8に電子
が蓄積されているか否かで2値情報を記憶する。まず、
書き込み動作は、ロウデコーダ1により選択された1本
のワードライン3(コントロールゲート7)に高電圧、
例えば12ボルト(10ボルト前後の電圧)とコラムデ
コーダ2により選択された1本のビットライン4(ドレ
イン9)に例えば5ボルトの電圧を印加し、ドレイン近
傍で生じたホットエレクトロンをフローティングゲート
8に注入し、コントロールゲート7から見たしきい値電
圧を高くすることにより行う。
【0005】また、消去動作は、共通ソースライン5
(ソース10)に高電圧、例えば12ボルト(10ボル
ト前後の電圧)の電圧を印加し、ドレイン9をオープン
にし、コントロールゲート7を接地することにより、ト
ンネル現象を利用してフローティングゲート8から電子
を引き抜くことにより行う。さらに、読み出し動作は、
コントロールゲート7に電源電圧の5V、ドレイン9に
1V程度を印加し、メモリセルを介して電流が流れるか
否かを検出する。
(ソース10)に高電圧、例えば12ボルト(10ボル
ト前後の電圧)の電圧を印加し、ドレイン9をオープン
にし、コントロールゲート7を接地することにより、ト
ンネル現象を利用してフローティングゲート8から電子
を引き抜くことにより行う。さらに、読み出し動作は、
コントロールゲート7に電源電圧の5V、ドレイン9に
1V程度を印加し、メモリセルを介して電流が流れるか
否かを検出する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の不揮発性半導体メモリ装置のフラッシュE
EPROMは、電気的に情報の一括消去が可能であると
いう利点を有しているが、その反面トンネル現象を利用
してフローティングゲートから電子を引き抜くため、フ
ローティングゲートが電気的に中性になっても電子の放
出が止まらず、電子が過剰に引き抜かれ、フローティン
グゲートが正に帯電するということが起こる。
ような従来の不揮発性半導体メモリ装置のフラッシュE
EPROMは、電気的に情報の一括消去が可能であると
いう利点を有しているが、その反面トンネル現象を利用
してフローティングゲートから電子を引き抜くため、フ
ローティングゲートが電気的に中性になっても電子の放
出が止まらず、電子が過剰に引き抜かれ、フローティン
グゲートが正に帯電するということが起こる。
【0007】このように過剰消去されたメモリセルは、
書き込み/読み出し時にリーク電流が流れ、正常な動作
が不可能となるばかりでなく、消去後メモリセル内のビ
ット間のしきい値電圧のばらつきが非常に大きくなり、
読み出し電圧の低電圧化やメモリセルの微細化による大
容量化に大きな影響を及ぼすことが予想される。このよ
うな問題に対して従来技術としては、過剰消去後にソー
スにVcc電源電圧程度のストレスパルスを加える方法
があるが、一般にソースは、消去の高電圧印加時のバン
ド−バンドリークを抑えるため、濃度勾配のゆるやかな
接合構造になっており、過剰消去をなくすのに使われる
エレクトロン発生が少なく、この場合は通常1sec.
程度の長時間のパルス印加が必要であった。
書き込み/読み出し時にリーク電流が流れ、正常な動作
が不可能となるばかりでなく、消去後メモリセル内のビ
ット間のしきい値電圧のばらつきが非常に大きくなり、
読み出し電圧の低電圧化やメモリセルの微細化による大
容量化に大きな影響を及ぼすことが予想される。このよ
うな問題に対して従来技術としては、過剰消去後にソー
スにVcc電源電圧程度のストレスパルスを加える方法
があるが、一般にソースは、消去の高電圧印加時のバン
ド−バンドリークを抑えるため、濃度勾配のゆるやかな
接合構造になっており、過剰消去をなくすのに使われる
エレクトロン発生が少なく、この場合は通常1sec.
程度の長時間のパルス印加が必要であった。
【0008】この発明の目的は、上記従来の問題点を解
決するもので、過剰消去によるビット間のしきい値電圧
のばらつきを、短時間で減少させることができる半導体
メモリ装置を提供することである。
決するもので、過剰消去によるビット間のしきい値電圧
のばらつきを、短時間で減少させることができる半導体
メモリ装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体メモリ
装置は、複数個の不揮発性メモリセルを一括消去した
後、不揮発性メモリセルのゲートおよびソースを接地し
た状態で、不揮発性メモリセルのドレインを読出書込手
段から切り離してドレインに電源電圧程度の電圧を与え
る切替回路を備えている。
装置は、複数個の不揮発性メモリセルを一括消去した
後、不揮発性メモリセルのゲートおよびソースを接地し
た状態で、不揮発性メモリセルのドレインを読出書込手
段から切り離してドレインに電源電圧程度の電圧を与え
る切替回路を備えている。
【0010】
【作用】この発明の半導体メモリ装置は、電気的一括消
去後ドレインにVcc電源電圧程度のストレスパルスを
印加することで、過剰消去解消用のエレクトロンを急速
に多量に発生させ、ソースへのストレスパルス印加に比
べ極めて短時間で、過剰消去されたフローティングゲー
トを電気的に中性にし、ビット間のしきい値電圧のばら
つきを低減する。つまり、過剰消去されたフローティン
グゲートのそれぞれの電位(ポテンシャル)に応じてエ
レクトロンが入り込み、ある一定時間後にはどのビット
もある一定のばらつき幅の小さいしきい値電圧に収束さ
せる。
去後ドレインにVcc電源電圧程度のストレスパルスを
印加することで、過剰消去解消用のエレクトロンを急速
に多量に発生させ、ソースへのストレスパルス印加に比
べ極めて短時間で、過剰消去されたフローティングゲー
トを電気的に中性にし、ビット間のしきい値電圧のばら
つきを低減する。つまり、過剰消去されたフローティン
グゲートのそれぞれの電位(ポテンシャル)に応じてエ
レクトロンが入り込み、ある一定時間後にはどのビット
もある一定のばらつき幅の小さいしきい値電圧に収束さ
せる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照しな
がら説明する。図1は、この発明の半導体メモリ装置の
一実施例の回路図で、フラッシュEEPROMのメモリ
アレイ構成およびロウおよびコラムデコーダを示すもの
である。図1において、1はロウデコーダ、2はコラム
デコーダ、3はワードライン、4はビットライン、5は
共通ソースライン、6はメモリセルアレイ、7はコント
ロールゲート、8はフローティングゲート、9はドレイ
ン、10はソース、11は切替回路である。
がら説明する。図1は、この発明の半導体メモリ装置の
一実施例の回路図で、フラッシュEEPROMのメモリ
アレイ構成およびロウおよびコラムデコーダを示すもの
である。図1において、1はロウデコーダ、2はコラム
デコーダ、3はワードライン、4はビットライン、5は
共通ソースライン、6はメモリセルアレイ、7はコント
ロールゲート、8はフローティングゲート、9はドレイ
ン、10はソース、11は切替回路である。
【0012】このように構成されたフラッシュEEPR
OMは、フローティングゲート8に電子が蓄積されてい
るか否かで2値情報を記憶するものであり、以下にその
動作について説明する。まず、書き込み動作は、ロウデ
コーダ1により選択された1本のワードライン3(コン
トロールゲート7)とコラムデコーダ2により選択され
た1本のビットライン4(ドレイン9)とに高電圧を印
加し、ドレイン近傍で生じたホットエレクトロンをフロ
ーティングゲート8に注入し、コントロールゲート7か
ら見たしきい値電圧を高くすることにより行う。
OMは、フローティングゲート8に電子が蓄積されてい
るか否かで2値情報を記憶するものであり、以下にその
動作について説明する。まず、書き込み動作は、ロウデ
コーダ1により選択された1本のワードライン3(コン
トロールゲート7)とコラムデコーダ2により選択され
た1本のビットライン4(ドレイン9)とに高電圧を印
加し、ドレイン近傍で生じたホットエレクトロンをフロ
ーティングゲート8に注入し、コントロールゲート7か
ら見たしきい値電圧を高くすることにより行う。
【0013】また、読み出し動作は、コントロールゲー
ト7にVcc電源電圧、ドレイン9に1V程度を印加
し、メモリセルを介して電流が流れるか否かを検出す
る。さらに、消去動作は、共通ソースライン5(ソース
10)に高電圧を印加し、ドレイン9をオープンとし、
コントロールゲート7を接地することにより、トンネル
現象を利用してフローティングゲート8から電子を引き
抜くことにより行う。その後、全ワードライン3(ゲー
ト7)と共通ソースライン5(ソース10)を接地し、
ドレイン9にVcc電源電圧を一定時間与える。
ト7にVcc電源電圧、ドレイン9に1V程度を印加
し、メモリセルを介して電流が流れるか否かを検出す
る。さらに、消去動作は、共通ソースライン5(ソース
10)に高電圧を印加し、ドレイン9をオープンとし、
コントロールゲート7を接地することにより、トンネル
現象を利用してフローティングゲート8から電子を引き
抜くことにより行う。その後、全ワードライン3(ゲー
ト7)と共通ソースライン5(ソース10)を接地し、
ドレイン9にVcc電源電圧を一定時間与える。
【0014】以上のように、この実施例によれば、電気
的一括消去後ドレインにVcc電源電圧程度のストレス
パルスを印加することで、フローティングゲートが過剰
消去されて正に帯電した状態からドレイン9にVcc電
源電圧を一定時間与えることにより、電気的に中性の状
態になるまで電子を注入し、ビット間のしきい値電圧の
ばらつきを抑えることができる。つまり、過剰消去され
たフローティングゲートのそれぞれの電位(ポテンシャ
ル)に応じてエレクトロンが入り込み、ある一定時間後
にはどのビットもある一定のばらつき幅の小さいしきい
値電圧に収束させる。
的一括消去後ドレインにVcc電源電圧程度のストレス
パルスを印加することで、フローティングゲートが過剰
消去されて正に帯電した状態からドレイン9にVcc電
源電圧を一定時間与えることにより、電気的に中性の状
態になるまで電子を注入し、ビット間のしきい値電圧の
ばらつきを抑えることができる。つまり、過剰消去され
たフローティングゲートのそれぞれの電位(ポテンシャ
ル)に応じてエレクトロンが入り込み、ある一定時間後
にはどのビットもある一定のばらつき幅の小さいしきい
値電圧に収束させる。
【0015】この際、過剰消去解消用のエレクトロンを
急速に多量に発生させることができ、ソースへのストレ
スパルス印加に比べ極めて短時間で、過剰消去されたフ
ローティングゲートを電気的に中性にし、ビット間のし
きい値電圧のばらつきを低減することが可能である。こ
の実施例では、上述の動作を切替回路11により行う。
すなわち、切替回路11のクロック入力端子12にロー
出力を印加することにより、PチャネルトランジスタQ
pをオン、NチャネルトランジスタQnをオフとして、
ビットライン4とコラムデコーダ2とを切り離し、全ビ
ットライン4(ドレイン9)にVcc電源を接続する。
また、書き込み/読み出し動作時は、コラムデコーダ2
を使用するため、クロック入力端子12にハイ出力を印
加することにより、NチャネルトランジスタQnをオ
ン、PチャネルトランジスタQpをオフとして、ビット
ライン4とVcc電源とを切り離し、コラムデコーダ2
をビットライン4に接続する。
急速に多量に発生させることができ、ソースへのストレ
スパルス印加に比べ極めて短時間で、過剰消去されたフ
ローティングゲートを電気的に中性にし、ビット間のし
きい値電圧のばらつきを低減することが可能である。こ
の実施例では、上述の動作を切替回路11により行う。
すなわち、切替回路11のクロック入力端子12にロー
出力を印加することにより、PチャネルトランジスタQ
pをオン、NチャネルトランジスタQnをオフとして、
ビットライン4とコラムデコーダ2とを切り離し、全ビ
ットライン4(ドレイン9)にVcc電源を接続する。
また、書き込み/読み出し動作時は、コラムデコーダ2
を使用するため、クロック入力端子12にハイ出力を印
加することにより、NチャネルトランジスタQnをオ
ン、PチャネルトランジスタQpをオフとして、ビット
ライン4とVcc電源とを切り離し、コラムデコーダ2
をビットライン4に接続する。
【0016】以上のように切替回路11をビットライン
4とコラムデコーダ2との間に設けることにより、全ビ
ットライン4(全ドレイン9)にドレインストレスを一
括印加することができる。このように、全ビット同時に
ストレスパルス印加を可能としたので、ストレスパルス
印加時間を短縮し、1msec.程度とすることができ
る。
4とコラムデコーダ2との間に設けることにより、全ビ
ットライン4(全ドレイン9)にドレインストレスを一
括印加することができる。このように、全ビット同時に
ストレスパルス印加を可能としたので、ストレスパルス
印加時間を短縮し、1msec.程度とすることができ
る。
【0017】
【発明の効果】以上のように、この発明の半導体メモリ
装置によれば、ドレインに短いパルス電圧を一括印加
し、過剰消去によるビット間のしきい値電圧のばらつき
を極めて短時間で減少させるという特徴により、低電圧
動作や容易に大容量化の可能な不揮発性半導体メモリ装
置を実現することができる。
装置によれば、ドレインに短いパルス電圧を一括印加
し、過剰消去によるビット間のしきい値電圧のばらつき
を極めて短時間で減少させるという特徴により、低電圧
動作や容易に大容量化の可能な不揮発性半導体メモリ装
置を実現することができる。
【図1】この発明の半導体メモリ装置の一実施例の回路
図である。
図である。
【図2】従来の半導体メモリ装置の回路図である。
1 ロウデコーダ 2 コラムデコーダ 3 ワードライン 4 ビットライン 5 共通ソースライン 6 メモリセルアレイ 7 コントロールゲート 8 フローティングゲート 9 ドレイン 10 ソース 11 切替回路 12 クロック入力端子
Claims (1)
- 【請求項1】 複数個の不揮発性メモリセルと、 アドレス信号に対応して前記複数個の不揮発性メモリセ
ルのうち任意の不揮発性メモリセルを選択的に読み出し
書き込みする読出書込手段と、 前記複数個の不揮発性メモリセルを一括消去した後、前
記不揮発性メモリセルのゲートおよびソースを接地した
状態で、前記不揮発性メモリセルのドレインを前記読出
書込手段から切り離して前記ドレインに電源電圧程度の
電圧を与える切替回路とを備えた半導体メモリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33060692A JP3169457B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 半導体メモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33060692A JP3169457B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 半導体メモリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06177359A true JPH06177359A (ja) | 1994-06-24 |
JP3169457B2 JP3169457B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=18234542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33060692A Expired - Fee Related JP3169457B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | 半導体メモリ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3169457B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5870333A (en) * | 1997-02-06 | 1999-02-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Read voltage control device for semiconductor memory device |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33060692A patent/JP3169457B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5870333A (en) * | 1997-02-06 | 1999-02-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Read voltage control device for semiconductor memory device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3169457B2 (ja) | 2001-05-28 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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