JPH06309883A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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Publication number
JPH06309883A
JPH06309883A JP9613393A JP9613393A JPH06309883A JP H06309883 A JPH06309883 A JP H06309883A JP 9613393 A JP9613393 A JP 9613393A JP 9613393 A JP9613393 A JP 9613393A JP H06309883 A JPH06309883 A JP H06309883A
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JP
Japan
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voltage
power supply
memory cell
cell
read
Prior art date
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Application number
JP9613393A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Matsumoto
修 松本
Kazuhiko Miki
和彦 三木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of malfunctions at the time of reading out a nonvolatile semiconductor memory and to increase the writing speed to the memory by selectively adding a readout voltage clamped at a prescribed voltage or lower to the gate of a memory cell at the time of reading out data from the memory cell. CONSTITUTION:The connecting points of transistors (Tr) 13 and 13' for clamping potential which are connected to Trs 14 and 14' for selecting a bit line BL and dummy bit line DBL with resistors 12 and 12' are drawn out. The connecting points are respectively connected to both inputs of a differential sense amplifier 15 through a data line DL and dummy data line DDL. At the time of reading out data from a cell Tr 11, the Trs 13 and 13', upon the gates of which bias potentials are impressed, clamp the potentials at the lines BL and DBL. When the potentials are clamped, a readout control circuit 16 selectively applies a readout voltage Vc1 clamped at 4-5V across the gates of Trs 11 and 11'. Therefore, the occurrence of reading out malfunctions can be prevented and the operating power supply voltage range can be widened, and then, the writing speed can be increased, because a relation, Vin>Vref, is maintained.

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、不揮発性メモリ集積回
路あるいは論理型集積回路などに搭載される不揮発性半
導体メモリに係り、特に不揮発性メモリセルの読み出し
時にセルのゲート電圧をクランプする手段に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory mounted on a non-volatile memory integrated circuit or a logic type integrated circuit, and more particularly to a means for clamping a gate voltage of a non-volatile memory cell when reading the cell. .

【0002】[0002]

【従来の技術】EPROM(紫外線消去・再書き込み可
能なROM)、EEPROM(電気的消去・再書き込み
可能なROM)などの不揮発性半導体メモリにおいて
は、一般に、データメモリはFLOTOX(Floating g
ate Tunnel Oxide)型セルを用いたEEPROMで構成
され、プログラムメモリはEPROMやETOX(EPRO
Mwith Tunnel Oxide )型セルを用いたフラッシュEE
PEOMによって構成されている。
2. Description of the Related Art In nonvolatile semiconductor memories such as EPROM (UV erasable / rewritable ROM) and EEPROM (electrically erasable / rewritable ROM), a data memory is generally FLOTOX (Floating g).
ate Tunnel Oxide) type cell is composed of EEPROM, and program memory is EPROM or ETOX (EPRO).
Flash EE using Mwith Tunnel Oxide type cell
It is composed of PEOM.

【0003】従来、これらの不揮発性メモリセルの読み
出し時には、セルのゲートを集積回路チップ外部より供
給される電源電圧で駆動していた。このため、セルがオ
フ状態となるのに十分な書込み量よりもセルの書込み量
が少ない場合であって読み出し電源電圧が高い時に、セ
ルのゲート電圧がセルの閾値電圧を越え、セルがオン状
態になってセル電流が流れる。このセル電流の大きさに
よっては、このセル電流に応じた電圧入力を基準電圧と
比較してセルデータを読み出すためのセンスアンプが、
セルデータとは逆のデータを読み出すという誤動作が生
じることがある。
Conventionally, when reading these nonvolatile memory cells, the gates of the cells are driven by a power supply voltage supplied from the outside of the integrated circuit chip. For this reason, when the write amount of the cell is smaller than the write amount sufficient to turn off the cell and the read power supply voltage is high, the gate voltage of the cell exceeds the threshold voltage of the cell and the cell is in the on state. And the cell current flows. Depending on the magnitude of this cell current, a sense amplifier for comparing the voltage input according to this cell current with a reference voltage to read out cell data is
An erroneous operation of reading data opposite to the cell data may occur.

【0004】一方、前記したような読み出しの誤動作を
避けるために、セルの書込み量がセルがオフ状態となる
のに十分な書込み量となるように書込み時間を長くとる
と、高速な書込みが不可能になるという問題が生じる。
On the other hand, in order to avoid the above-mentioned malfunction of reading, if the writing time is set long enough so that the writing amount of the cell is sufficient for the cell to be in the OFF state, high-speed writing becomes impossible. The problem of being possible arises.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
不揮発性半導体メモリは、セルのゲートを集積回路チッ
プ外部より供給される電源電圧で駆動していたので、不
揮発メモリセルがオフ状態となるのに十分な書込み量よ
りも書込み量が少なくて電源電圧が高い場合に読み出し
の誤動作が生じ、セルの書込み量がセルがオフ状態とな
るのに十分な書込み量となるように書込み時間を長くと
ると高速な書込みが不可能になるという問題があった。
As described above, in the conventional nonvolatile semiconductor memory, since the gate of the cell is driven by the power supply voltage supplied from the outside of the integrated circuit chip, the nonvolatile memory cell is turned off. If the write amount is smaller than the sufficient write amount and the power supply voltage is high, the read malfunction occurs, and the write time is lengthened so that the write amount of the cell is sufficient to turn off the cell. There was a problem that high-speed writing would not be possible.

【0006】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、不揮発メモリセルの書込み量がオフ状態とな
るのに十分な書込み量よりも少なくて電源電圧が高い場
合の読み出しの誤動作を防止でき、セルの書込み量が少
なくても広い動作電源電圧範囲を実現でき、高速な書込
みが可能になる不揮発性半導体メモリを提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and causes a malfunction of reading when the write amount of a non-volatile memory cell is less than the write amount sufficient to turn off and the power supply voltage is high. It is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory that can be prevented and can realize a wide operating power supply voltage range even if the cell write amount is small, and that enables high-speed writing.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
メモリは、不揮発性メモリセルの読み出しに際してメモ
リセルのゲートに印加する電圧として、ある電圧以下に
クランプした読み出し電圧を選択し得るように構成した
ことを特徴とする。
The nonvolatile semiconductor memory of the present invention is configured so that a read voltage clamped below a certain voltage can be selected as a voltage applied to the gate of the memory cell when reading the nonvolatile memory cell. It is characterized by having done.

【0008】また、本発明の不揮発性半導体メモリは、
不揮発性メモリセルに対する書き込み後のベリファイに
際しては、外部から供給される電源電圧を読み出し電圧
としてメモリセルのゲートに印加して読み出し、通常の
読み出しに際しては、ある電圧以下にクランプした読み
出し電圧をメモリセルのゲートに印加して読み出すこと
を特徴とする。
Further, the nonvolatile semiconductor memory of the present invention is
When verifying after writing to a non-volatile memory cell, a power supply voltage supplied from the outside is applied as a read voltage to the gate of the memory cell for reading, and during normal reading, the read voltage clamped below a certain voltage is applied to the memory cell. It is characterized in that it is applied to the gate of and read out.

【0009】[0009]

【作用】不揮発性メモリセルの読み出しに際して、ある
電圧以下にクランプした読み出し電圧をメモリセルのゲ
ートに印加して読み出すことが可能であるので、セルの
書込み量がオフ状態となるのに十分な書込み量よりも少
なくて電源電圧が高い場合の読み出しの誤動作を防止で
きる。
When reading a non-volatile memory cell, a read voltage clamped to a certain voltage or lower can be applied to the gate of the memory cell to read, so that the write amount of the cell is sufficient to turn off. It is possible to prevent a malfunction of reading when the power supply voltage is less than the amount and the power supply voltage is high.

【0010】従って、セルの書込み量が少なくても広い
動作電源電圧範囲を実現でき、高速な書込みが可能にな
る。また、通常の汎用のPROMライターにより行われ
る書き込み後のベリファイに際しては、PROMライタ
ーから供給される電源電圧を読み出し電圧としてメモリ
セルのゲートに印加して読み出し、通常の読み出しに際
しては、ある電圧以下にクランプした読み出し電圧をメ
モリセルのゲートに印加して読み出すことが可能にな
る。
Therefore, a wide operating power supply voltage range can be realized even if the amount of cell writing is small, and high-speed writing is possible. Further, in the verification after writing performed by a normal general-purpose PROM writer, the power supply voltage supplied from the PROM writer is applied as a read voltage to the gate of the memory cell to read, and in a normal read, the voltage is lower than a certain voltage. It becomes possible to read by applying the clamped read voltage to the gate of the memory cell.

【0011】これにより、セルの書込み量のマージンを
確保し、書込みセルの電荷保持特性に対するマージンや
オフ状態のセルトランジスタのゲートにノイズが乗った
時の読み出しマージンを増大することが可能になり、よ
り信頼性の高い不揮発性メモリを実現することができ
る。
As a result, it is possible to secure a margin for the write amount of the cell and increase the margin for the charge retention characteristic of the write cell and the read margin when noise is added to the gate of the cell transistor in the off state. A more reliable non-volatile memory can be realized.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係るEPR
OMの一部を概略的に示す。11はメモリセル用のトラ
ンジスタであり、複数個がマトリクス状に配列されてメ
モリセルアレイを構成している。上記セルトランジスタ
11は、浮遊ゲートおよび制御ゲートの二層ゲート構造
を有するNMOSトランジスタからなる。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an EPR according to a first embodiment of the present invention.
A part of OM is shown schematically. Reference numeral 11 denotes a memory cell transistor, and a plurality of transistors are arranged in a matrix to form a memory cell array. The cell transistor 11 is composed of an NMOS transistor having a two-layer gate structure of a floating gate and a control gate.

【0013】BLはメモリセルアレイのビット線であ
り、メモリセルアレイの同一カラムの複数のセルトラン
ジスタ11の各ドレインに共通に接続されている。な
お、セルトランジスタ11のソースは接地電位(VSS)
ノードに接続されている。
BL is a bit line of the memory cell array, which is commonly connected to the drains of a plurality of cell transistors 11 in the same column of the memory cell array. The source of the cell transistor 11 is at ground potential (VSS).
It is connected to a node.

【0014】WLはメモリセルアレイのワード線であ
り、メモリセルアレイの同一ロウの複数のセルトランジ
スタ11の各制御ゲートに共通に接続されている。通常
の電源電位VCCが与えられるVCCノードと上記ビット線
BLとの間には、負荷用の抵抗12およびビット線電位
クランプ用のNMOSトランジスタ13およびビット線
選択用のNMOSトランジスタ14が直列に接続されて
いる。
WL is a word line of the memory cell array, which is commonly connected to the control gates of a plurality of cell transistors 11 in the same row of the memory cell array. A load resistor 12, a bit line potential clamp NMOS transistor 13 and a bit line selection NMOS transistor 14 are connected in series between a VCC node to which a normal power supply potential VCC is applied and the bit line BL. ing.

【0015】上記ビット線電位クランプ用のNMOSト
ランジスタ13は、読み出し時のビット線電位をクラン
プするためのものであり、そのゲートにはバイアス電位
Vbiasが与えられる。そして、このビット線電位クラン
プ用トランジスタ13と前記抵抗12との接続ノード
は、データ線DLを介して差動型センスアンプ15の一
方の入力ノードに接続されている。
The bit line potential clamping NMOS transistor 13 is for clamping the bit line potential at the time of reading, and its gate is supplied with the bias potential Vbias. The connection node between the bit line potential clamp transistor 13 and the resistor 12 is connected to one input node of the differential sense amplifier 15 via the data line DL.

【0016】上記差動型センスアンプ15の他方の入力
ノードには、比較基準電位供給用のダミー回路が接続さ
れている。このダミー回路は、VCCノードとVSSノード
との間に、ダミー用の負荷抵抗12´、ダミービット線
電位クランプ用のNMOSトランジスタ13´、ダミー
ビット線選択用のNMOSトランジスタ14´、ダミー
ビット線DBLおよびダミー用セルトランジスタ11´
が直列に接続されている。そして、上記ダミー用負荷抵
抗12´およびダミービット線電位クランプ用トランジ
スタ13´の接続ノードは、ダミーデータ線DDLを介
して前記差動型センスアンプ15の他方の入力ノードに
接続されている。
A dummy circuit for supplying a comparison reference potential is connected to the other input node of the differential sense amplifier 15. This dummy circuit includes a dummy load resistor 12 ', a dummy bit line potential clamp NMOS transistor 13', a dummy bit line selection NMOS transistor 14 ', and a dummy bit line DBL between a VCC node and a VSS node. And dummy cell transistor 11 '
Are connected in series. The connection node between the dummy load resistor 12 'and the dummy bit line potential clamp transistor 13' is connected to the other input node of the differential sense amplifier 15 via the dummy data line DDL.

【0017】さらに、セルトランジスタ11の読み出し
に際して、セルトランジスタのゲート(ワード線WL)
およびダミーセルのゲート(ダミーワード線DWL)に
印加する電圧として、ある電圧以下にクランプした読み
出し電圧VCLを選択的に供給し得る読み出し制御回路1
6が設けられている。このクランプ電圧VCLは、セルト
ランジスタの素子特性で決まり、例えば4〜5Vであ
る。
Further, when reading the cell transistor 11, the gate of the cell transistor (word line WL)
Also, as a voltage applied to the gate of the dummy cell (dummy word line DWL), the read control circuit 1 capable of selectively supplying the read voltage VCL clamped to a certain voltage or less.
6 is provided. The clamp voltage VCL is determined by the element characteristics of the cell transistor and is, for example, 4 to 5V.

【0018】図2(a)および(b)は、図1中のセル
トランジスタ11の読み出しに際してそのゲートにクラ
ンプ電圧VCLを印加した場合の動作特性の一例を示す。
ここで、VINは前記データ線DLの電位、VREF は前記
ダミーデータ線DDLの電位、Vtha はセルトランジス
タの閾値電圧の初期値、Vthb はセルトランジスタの書
込み後の閾値電圧である。
FIGS. 2A and 2B show an example of operating characteristics when the clamp voltage VCL is applied to the gate of the cell transistor 11 shown in FIG. 1 during reading.
Here, VIN is the potential of the data line DL, VREF is the potential of the dummy data line DDL, Vtha is the initial value of the threshold voltage of the cell transistor, and Vthb is the threshold voltage after writing in the cell transistor.

【0019】この図から、セルの書込み量がオフ状態と
なるのに十分な書込み量よりも少なくて電源電圧Vccが
高い場合でも、セルのゲート電圧VG がセルの閾値電圧
を越えてセルがオン状態になることはなく、仮にセルが
オン状態になってセル電流が流れたとしもセルがオン状
態であると見做せる電流以下に抑え、VIN>VREF の関
係を維持でき、読み出しの誤動作を防止できる。
From this figure, even when the cell write voltage is lower than the cell write voltage sufficient to turn off and the power supply voltage Vcc is high, the cell gate voltage VG exceeds the cell threshold voltage and the cell is turned on. Even if the cell is turned on and the cell current flows, the current is kept below the level at which the cell can be considered to be on, and the relationship of VIN> VREF can be maintained to prevent malfunction of reading. It can be prevented.

【0020】従って、セルの書込み量が少なくても広い
動作電源電圧範囲を実現でき、高速な書込みが可能にな
る。図3は、上記実施例のEPROMにおいて前記クラ
ンプ電圧VCLを生成するために読み出し制御回路16に
設けられる電源クランプ回路の一例を示す。
Therefore, a wide operating power supply voltage range can be realized even if the amount of cell writing is small, and high-speed writing becomes possible. FIG. 3 shows an example of a power supply clamp circuit provided in the read control circuit 16 for generating the clamp voltage VCL in the EPROM of the above embodiment.

【0021】この電源クランプ回路は、VCCノードとク
ランプ電圧出力ノードとの間にデプレッション型(D
型)のNMOSトランジスタ31のドレイン・ソース間
が直列に挿入され、そのゲートにバイアス電圧生成回路
32からバイアス電圧Vb が印加される。
This power supply clamp circuit is a depletion type (D) between the Vcc node and the clamp voltage output node.
Type) NMOS transistor 31 has a drain and a source inserted in series, and a bias voltage Vb is applied from a bias voltage generation circuit 32 to the gate thereof.

【0022】この回路によれば、クランプ電圧出力ノー
ドのVCLは、D型トランジスタ31の閾値電圧の絶対値
とバイアス電圧Vb との和の値となる。例えば、D型ト
ランジスタ31の閾値電圧が−3.0V、Vb が1Vの
場合、VCLは4Vとなる。
According to this circuit, VCL at the clamp voltage output node is the sum of the absolute value of the threshold voltage of the D-type transistor 31 and the bias voltage Vb. For example, when the threshold voltage of the D-type transistor 31 is -3.0V and Vb is 1V, VCL is 4V.

【0023】上記バイアス電圧Vb は、VCCに依存せず
に一定であることが望ましく、その構成の一例を図4に
示す。図4に示すバイアス生成電圧回路において、41
はエンハンスメント型(E型)のPMOSトランジス
タ、42はE型のNMOSトランジスタ、43はD型の
NMOSトランジスタ、44はI型のNMOSトランジ
スタであり、スタンバイ制御信号はスタンバイ時に
“H”レベルになる。
The bias voltage Vb is preferably constant without depending on Vcc, and an example of its configuration is shown in FIG. In the bias generation voltage circuit shown in FIG.
Is an enhancement-type (E-type) PMOS transistor, 42 is an E-type NMOS transistor, 43 is a D-type NMOS transistor, and 44 is an I-type NMOS transistor, and the standby control signal is at "H" level during standby.

【0024】図5は、本発明の第2実施例に係るプリチ
ャージ・ディスチャージ方式のEEPROMの一部を概
略的に示している。このEEPROMは、図1を参照し
て前述したEEPROMと比べて、負荷用の抵抗12、
12´に代えてプリチャージ用PMOSトランジスタ5
1、51´が接続され、セルトランジスタ11、ダミー
セル11´のソースとVSSノードとの間にディスチャー
ジ用NMOSトランジスタ52、52´が挿入接続され
ている点、センスアンプ15aの構成が異なる。
FIG. 5 schematically shows a part of the precharge / discharge type EEPROM according to the second embodiment of the present invention. Compared with the EEPROM described above with reference to FIG. 1, this EEPROM has a load resistor 12,
Precharge PMOS transistor 5 in place of 12 '
1, 51 'are connected, and discharge NMOS transistors 52, 52' are inserted and connected between the source of the cell transistor 11 and the dummy cell 11 'and the VSS node, which is different in the configuration of the sense amplifier 15a.

【0025】上記プリチャージ用PMOSトランジスタ
51、51´およびディスチャージ用NMOSトランジ
スタ52、52´の各ゲートには、プリチャージ信号/
PRが与えられる。
The gates of the precharge PMOS transistors 51 and 51 'and the discharge NMOS transistors 52 and 52' are connected to the precharge signal /
PR is given.

【0026】また、センスアンプ15aは、2個の二入
力ノアゲートの各一方の入力端が各他方の出力端に交差
接続されてなる。さらに、上記EPROMにおいても、
セルトランジスタの読み出しに際して、ワード線WLお
よびダミワード線DWLにクランプ電圧VCLを選択的に
供給し得る読み出し制御回路16が設けられている。
Further, the sense amplifier 15a is configured such that one input terminal of each of the two two-input NOR gates is cross-connected to the other output terminal. Further, in the EPROM described above,
A read control circuit 16 capable of selectively supplying the clamp voltage VCL to the word line WL and the dummy word line DWL when reading the cell transistor is provided.

【0027】図6は、図5の回路のセルトランジスタお
よびダミーセルの動作特性の一例を示す。図7は、図5
の回路のデータの読み出し動作の一例を示す波形図であ
る。
FIG. 6 shows an example of operating characteristics of the cell transistor and dummy cell of the circuit of FIG. FIG. 7 shows FIG.
6 is a waveform chart showing an example of a data read operation of the circuit of FIG.

【0028】次に、図5中のセルトランジスタのデータ
の読み出し動作について図6、図7を参照しながら説明
する。プリチャージ信号/PRが“L”レベルの期間
(プリチャージ期間)にプリチャージ用PMOSトラン
ジスタ51、51´がオンになり、データ線DL、ダミ
ーデータ線DDLがVCCにプリチャージされる。プリチ
ャージ期間終了後のディスチャージ期間に、クランプ電
圧VCLがゲートに印加されるセルトランジスタ11の読
み出し電流およびダミーセル11´の読み出し電流に応
じてVIN、VREFが変化する。
Next, the data read operation of the cell transistor in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. While the precharge signal / PR is at the "L" level (precharge period), the precharge PMOS transistors 51 and 51 'are turned on, and the data line DL and the dummy data line DDL are precharged to Vcc. During the discharge period after the end of the precharge period, VIN and VREF change according to the read current of the cell transistor 11 and the read current of the dummy cell 11 ′ whose clamp voltage VCL is applied to the gate.

【0029】この場合、セルの書込み量が十分な場合に
は、VREF がVINよりも早くセンスアンプ15aのノア
ゲートの閾値電圧を下回り、センスアンプ出力電圧Vou
t は“L”のままである。
In this case, when the cell write amount is sufficient, VREF falls below the threshold voltage of the NOR gate of the sense amplifier 15a earlier than VIN, and the sense amplifier output voltage Vou
t remains "L".

【0030】また、セルの書込み量がオフ状態となるの
に十分な書込み量よりも少なくて電源電圧Vccが高い場
合でも、セルのゲート電圧がセルの閾値電圧を越えてセ
ルがオン状態になることはなく、仮にオン状態になって
セル電流が流れたとしもセルがオン状態であると見做せ
る電流以下に抑え、VINがVREF よりも早くセンスアン
プ15aのノアゲートの閾値電圧を下回ることを防止で
き、読み出しの誤動作を防止できる。
Even when the cell write amount is smaller than the cell write amount sufficient to turn off and the power supply voltage Vcc is high, the cell gate voltage exceeds the cell threshold voltage and the cell is turned on. Even if the cell current flows in the on-state even if the cell is turned on, the current is suppressed to be equal to or lower than the current at which the cell is considered to be on-state, and VIN is lower than the threshold voltage of the NOR gate of the sense amplifier 15a earlier than VREF. It is possible to prevent the malfunction of reading.

【0031】従って、セルの書込み量が少なくても広い
動作電源電圧範囲を実現でき、高速な書込みが可能にな
る。ところで、上記した各実施例のように、セルのゲー
ト電圧をある電圧以下にクランプして読み出すようにし
た場合、少ない書込み量で読み出しが可能になる反面、
書込みセルの電荷保持特性(リテンション)に対するマ
ージンや、クランプ電圧が印加されたオフ状態のセルト
ランジスタのゲートにノイズが乗った時の読み出しマー
ジンが低下するおそれがある。
Therefore, a wide operating power supply voltage range can be realized even if the cell writing amount is small, and high-speed writing becomes possible. By the way, when the cell gate voltage is clamped to a certain voltage or less for reading as in each of the above-described embodiments, reading can be performed with a small writing amount, but
There is a risk that the margin for the charge retention characteristic (retention) of the write cell and the read margin when noise is applied to the gate of the cell transistor in the OFF state to which the clamp voltage is applied may be reduced.

【0032】このようなマージン低下の対策を施した本
発明の第3実施例に係るEEPROMのブロック構成の
一例を図8に示す。図8において、61および62は2
個に分割されたメモリセルアレイ、63および64は上
記2個のメモリセルアレイに対応して設けられ、メモリ
セルアレイのロウ選択を行うロウデコーダであり、それ
ぞれ対応してデコード出力の電圧レベルを所望の値に切
り換えるためのロウレベルシフタ(ロウレベル切換回路
部)63a、64aを有する。
FIG. 8 shows an example of the block configuration of the EEPROM according to the third embodiment of the present invention, which is provided with such measures for reducing the margin. In FIG. 8, 61 and 62 are 2
The divided memory cell arrays 63 and 64 are row decoders which are provided corresponding to the above two memory cell arrays and select a row of the memory cell array. It has low level shifters (low level switching circuit portions) 63a and 64a for switching to.

【0033】65および66は上記2個のメモリセルア
レイに対応して設けられ、メモリセルアレイのカラム選
択を行うカラムセレクタ、67および68は上記2個の
カラムセレクタに対応して設けられたカラムデコーダ、
69は上記2個のメモリセルアレイに共通に設けられた
センスアンプである。
Reference numerals 65 and 66 are provided corresponding to the above two memory cell arrays, column selectors for selecting columns of the memory cell array, 67 and 68 are column decoders provided corresponding to the above two column selectors,
Reference numeral 69 is a sense amplifier provided commonly to the two memory cell arrays.

【0034】70は図3に示したような電源クランプ回
路、71は外部から入力する高電圧Vppを検知して高電
圧検知信号SVPPを出力する高電圧検知回路である。
電源切換回路72は、外部から入力するプログラム信号
PGMおよび上記高電位検知信号SVPPにより指定さ
れるメモリ動作モードに応じて、前記電源クランプ回路
70の出力電圧VCL、外部から供給される通常の電源電
圧VCC、高電圧Vppを切り換えて出力し、前記ロウデコ
ーダのロウレベルシフタ63a、64aの動作電源とし
て供給するものである。
Reference numeral 70 is a power supply clamp circuit as shown in FIG. 3, and 71 is a high voltage detection circuit for detecting a high voltage Vpp input from the outside and outputting a high voltage detection signal SVPP.
The power supply switching circuit 72 outputs the output voltage VCL of the power supply clamp circuit 70 and a normal power supply voltage supplied from the outside according to the memory operation mode specified by the program signal PGM input from the outside and the high potential detection signal SVPP. Vcc and the high voltage Vpp are switched and output, and are supplied as operating power supplies for the row level shifters 63a and 64a of the row decoder.

【0035】図9は、図8の具体的な回路例を示す。こ
こで、11はセルトランジスタ、13はビット線電位ク
ランプ用トランジスタ、14はビット線選択用トランジ
スタ、11´はダミー用セルトランジスタ、13´はダ
ミービット線電位クランプ用トランジスタ、14´はダ
ミービット線選択用トランジスタ、51および51´は
プリチャージ用トランジスタ、52および52´はディ
スチャージ用トランジスタである。また、P1〜PはP
MOSトランジスタであり、N1はゲートにクランプ電
圧VCLが供給されているNMOSトランジスタである。
FIG. 9 shows a specific circuit example of FIG. Here, 11 is a cell transistor, 13 is a bit line potential clamp transistor, 14 is a bit line selection transistor, 11 'is a dummy cell transistor, 13' is a dummy bit line potential clamp transistor, and 14 'is a dummy bit line. Selection transistors, 51 and 51 'are precharge transistors, and 52 and 52' are discharge transistors. Also, P1 to P are P
N1 is an NMOS transistor whose gate is supplied with the clamp voltage VCL.

【0036】図9の回路において、書込み時には、プロ
グラム信号PGMが“H”レベルであり、外部から高電
圧Vppが印加されており、高電位検知信号SVPPは
“H”レベルになり、トランジスタP1、P2、P4は
オン、P3、P5はオフになるので、Vppがロウレベル
シフタ63a、64aに供給される。
In the circuit of FIG. 9, at the time of writing, the program signal PGM is at "H" level, the high voltage Vpp is applied from the outside, the high potential detection signal SVPP is at "H" level, and the transistor P1, Since P2 and P4 are turned on and P3 and P5 are turned off, Vpp is supplied to the low level shifters 63a and 64a.

【0037】ベリファイには、プログラム信号PGMが
“L”レベル、高電位検知信号SVPPが“H”レベル
になり、トランジスタP1、P2、P5はオフ、P3、
P4はオンになるので、Vccがロウレベルシフタ63
a、64aに供給される。
For verification, the program signal PGM becomes "L" level, the high potential detection signal SVPP becomes "H" level, the transistors P1, P2, P5 are turned off, P3,
Since P4 turns on, Vcc changes to low level shifter 63.
a, 64a.

【0038】リード時には、プログラム信号PGMが
“L”レベル、高電位検知信号SVPPが“L”レベル
になり、トランジスタP1、P2、P3、P4はオフ、
P5はオンになるので、VCLがロウレベルシフタ63
a、64aに供給される。
At the time of reading, the program signal PGM becomes "L" level, the high potential detection signal SVPP becomes "L" level, the transistors P1, P2, P3 and P4 are turned off.
Since P5 is turned on, VCL goes low level shifter 63
a, 64a.

【0039】上記した第3実施例のEEPROMは、汎
用のPROMライターによる図10に示すような書込み
/ベリファイ/読み出しシーケンスにおいて、書込み直
後のベリファイ時には、ライターから供給される電源電
圧Vccを読み出し電圧としてメモリセルのゲートに印加
して読み出し、上記メモリセルに対する通常の読み出し
に際しては、クランプ電圧VCLをメモリセルのゲートに
印加して読み出すように制御することが可能になってい
る。
In the EEPROM of the third embodiment described above, in the write / verify / read sequence as shown in FIG. 10 by a general-purpose PROM writer, at the time of verify immediately after writing, the power supply voltage Vcc supplied from the writer is used as the read voltage. It is possible to apply the clamp voltage VCL to the gate of the memory cell and read it when applying the read to the gate of the memory cell and performing the normal read to the memory cell.

【0040】このような制御により、図11に示すよう
に、セルのゲートにVCLを印加してオフ状態のセルとし
て読み出すために最低必要な書込み量をΔVthc 、セル
のゲートにVCCを印加してオフ状態のセルとして読み出
すために最低必要な書込み量をΔVthv で表わすと、必
ず、ΔVthc < ΔVthv となり、その差分ΔVthm
(=ΔVthv −ΔVthc )だけ書込みマージンを確保す
ることが可能になる。
By such control, as shown in FIG. 11, by applying VCL to the gate of the cell and applying a minimum write amount ΔVthc for reading as an off-state cell, and applying VCC to the gate of the cell. When the minimum required write amount for reading as an off-state cell is represented by ΔVthv, ΔVthc <ΔVthv is always satisfied, and the difference ΔVthm.
It becomes possible to secure the write margin by (= ΔVthv−ΔVthc).

【0041】つまり、従来は書込みマージンを確保する
ために、書込み直後のベリファイ時にメモリセルのゲー
トに読み出し電圧として高電圧を印加していたが、その
必要がなくなる。
That is, in the past, in order to secure a write margin, a high voltage as a read voltage was applied to the gate of the memory cell at the time of verification immediately after writing, but this is no longer necessary.

【0042】図12は、図3の電源クランプ回路の他の
例を示す。この電源クランプ回路は、図3に示した電源
クランプ回路と比べて、VCCノードの代わりに昇圧回路
81の出力ノードに接続されている点が異なる。
FIG. 12 shows another example of the power supply clamp circuit of FIG. This power supply clamp circuit is different from the power supply clamp circuit shown in FIG. 3 in that it is connected to the output node of the booster circuit 81 instead of the VCC node.

【0043】このように昇圧回路81の出力ノードに電
源クランプ回路を接続することにより、クランプ電圧V
CL以下では電源電圧VCCより高い電圧をセルトランジス
タのゲートに印加できるので、消去状態のセルトランジ
スタの閾値電圧Vth以下の低い電源電圧VCCでもセルト
ランジスタをオンさせてオン状態のセルトランジスタと
して読み出すことが可能になる。また、低い電源電圧V
CCでもセルトランジスタの電流が増えるので、より高速
の読み出しが可能になる。
By connecting the power supply clamp circuit to the output node of the booster circuit 81 as described above, the clamp voltage V
Since a voltage higher than the power supply voltage Vcc can be applied to the gate of the cell transistor below CL, it is possible to turn on the cell transistor and read it as an on-state cell transistor even with a low power supply voltage Vcc below the threshold voltage Vth of the erased cell transistor. It will be possible. Also, the low power supply voltage V
Even in CC, the current of the cell transistor increases, which enables faster reading.

【0044】この場合、昇圧回路81を用いていても、
セルトランジスタのゲートにはクランプ電圧VCL以上は
かからないので、書込み状態のセルトランジスタを誤っ
てオンさせて読み出しするようなことはない。
In this case, even if the booster circuit 81 is used,
Since the gate voltage of the cell transistor does not exceed the clamp voltage VCL, the cell transistor in the written state is not accidentally turned on and read.

【0045】[0045]

【発明の効果】上述したように本発明の不揮発性半導体
メモリによれば、メモリセルがオフ状態となるのに十分
な書込み量よりも少ない書込み量でも電源電圧が高い場
合の読み出し誤動作の発生を防止でき、セルの書込み量
が少なくても広い動作電源電圧範囲を実現でき、高速な
書込みを実現できる。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory of the present invention, a read malfunction occurs when the power supply voltage is high even if the write amount is smaller than the write amount sufficient for turning off the memory cell. It is possible to prevent this, a wide operating power supply voltage range can be realized even if the amount of cell writing is small, and high-speed writing can be realized.

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

【図1】本発明の第1実施例に係るEPROMの一部を
示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of an EPROM according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1中のセルトランジスタの読み出し動作例を
示すタイミング波形図。
2 is a timing waveform chart showing an example of a read operation of a cell transistor in FIG.

【図3】図1中の電源クランプ回路の一例を示す回路
図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of a power supply clamp circuit in FIG.

【図4】図3中のバイアス電圧生成回路の一例を示す回
路図。
4 is a circuit diagram showing an example of a bias voltage generation circuit in FIG.

【図5】本発明の第2実施例に係るEPROMの一部を
示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of an EPROM according to a second embodiment of the present invention.

【図6】図5中のセルトランジスタの読み出し動作例を
示すタイミング波形図。
6 is a timing waveform diagram showing an example of a read operation of the cell transistor in FIG.

【図7】図5の回路のデータの読み出し動作の一例を示
す波形図。
7 is a waveform diagram showing an example of a data read operation of the circuit of FIG.

【図8】本発明の第3実施例に係るEPROMの回路構
成の一例を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a circuit configuration of an EPROM according to a third embodiment of the present invention.

【図9】図8のブロック構成の一具体例を示す回路図。9 is a circuit diagram showing a specific example of the block configuration of FIG.

【図10】汎用のPROMライターによる書込み/ベリ
ファイ/読み出しシーケンスにおいてセルトランジスタ
のゲート印加電圧を切換える様子を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing how a gate applied voltage of a cell transistor is switched in a write / verify / read sequence by a general-purpose PROM writer.

【図11】図8および図9のEPROMにおけるセルト
ランジスタの動作特性の一例を示すタイミング波形図。
FIG. 11 is a timing waveform chart showing an example of operating characteristics of cell transistors in the EPROMs of FIGS. 8 and 9.

【図12】図3の電源クランプ回路の他の例を示す回路
図。
12 is a circuit diagram showing another example of the power supply clamp circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…セルトランジスタ、13…ビット線電位クランプ
用トランジスタ、14…ビット線選択用トランジスタ、
BL…ビット線、WL…ワード線、DL…データ線、1
1´…ダミー用セルトランジスタ、13´…ダミービッ
ト線電位クランプ用トランジスタ、14´…ダミービッ
ト線選択用トランジスタ、DBL…ダミービット線、D
WL…ダミーワード線、DDL…ダミーデータ線、15
a…センスアンプ、16…読み出し制御回路、51、5
1´…プリチャージ用トランジスタ、52、52´…デ
ィスチャージ用トランジスタ。
11 ... Cell transistor, 13 ... Bit line potential clamp transistor, 14 ... Bit line selection transistor,
BL ... bit line, WL ... word line, DL ... data line, 1
1 '... Dummy cell transistor, 13' ... Dummy bit line potential clamp transistor, 14 '... Dummy bit line selection transistor, DBL ... Dummy bit line, D
WL ... dummy word line, DDL ... dummy data line, 15
a ... Sense amplifier, 16 ... Read control circuit, 51, 5
1 '... precharge transistor, 52, 52' ... discharge transistor.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不揮発性メモリセルアレイと、 このメモリセルアレイのメモリセルの読み出しに際して
メモリセルのゲートに印加する電圧として、ある電圧以
下にクランプした読み出し電圧を選択的に供給し得る読
み出し制御回路とを具備することを特徴とする不揮発性
半導体メモリ。
1. A non-volatile memory cell array, and a read control circuit capable of selectively supplying a read voltage clamped below a certain voltage as a voltage applied to the gate of the memory cell in reading the memory cell of the memory cell array. A non-volatile semiconductor memory characterized by comprising.
【請求項2】 請求項1記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記メモリセルアレイのロウ選択を行うロウデコーダ
と、 外部から供給される通常の電源電圧をある電圧以下にク
ランプした読み出し電圧を生成して上記ロウデコーダの
レベルシフタの動作電源として供給する電源クランプ回
路とをさらに具備することを特徴とする不揮発性半導体
メモリ。
2. The non-volatile semiconductor memory according to claim 1, wherein a row decoder for selecting a row of the memory cell array and a read voltage generated by clamping a normal power supply voltage supplied from outside to a certain voltage or less are generated. A non-volatile semiconductor memory, further comprising a power supply clamp circuit that supplies power as an operating power supply for the level shifter of the row decoder.
【請求項3】 不揮発性メモリセルアレイと、 このメモリセルアレイのメモリセルに対する書き込み後
のベリファイに際しては、外部から供給される電源電圧
を読み出し電圧としてメモリセルのゲートに印加して読
み出し、上記メモリセルに対する通常の読み出しに際し
ては、ある電圧以下にクランプした読み出し電圧をメモ
リセルのゲートに印加して読み出す読み出し制御回路と
を具備することを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
3. A non-volatile memory cell array and a verify after writing to a memory cell of the memory cell array are performed by applying a power supply voltage supplied from the outside as a read voltage to a gate of the memory cell to read the memory cell. A non-volatile semiconductor memory, comprising a read control circuit for applying a read voltage clamped to a certain voltage or less to a gate of a memory cell to read during normal read.
【請求項4】 請求項3記載の不揮発性半導体メモリに
おいて、 前記メモリセルアレイのロウ選択を行うロウデコーダ
と、 外部から供給される通常の電源電圧をある電圧以下にク
ランプした読み出し電圧を生成する電源クランプ回路
と、 外部から入力する高電圧を検知して高電圧検知信号を出
力する高電圧検知回路と、 外部から入力するプログラム信号および上記高電位検知
信号により指定されるメモリ動作モードに応じて、前記
電源クランプ回路の出力電圧、外部から供給される通常
の電源電圧、高電圧を切り換えて出力し、前記ロウデコ
ーダのレベルシフタの動作電源として供給する電源切換
回路とを具備することを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
4. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 3, wherein a row decoder for selecting a row of the memory cell array and a power supply for generating a read voltage by clamping a normal power supply voltage supplied from the outside to a certain voltage or less. A clamp circuit, a high voltage detection circuit that detects a high voltage input from the outside and outputs a high voltage detection signal, a program signal input from the outside, and a memory operation mode specified by the high potential detection signal And a power supply switching circuit for switching and outputting the output voltage of the power supply clamp circuit, a normal power supply voltage supplied from the outside, and a high voltage, and supplying the same as an operating power supply of the level shifter of the row decoder. Semiconductor memory.
【請求項5】 請求項2または4に記載の不揮発性半導
体メモリにおいて、 さらに、前記電源クランプ回路の電源として接続されて
いる昇圧回路を具備することを特徴とする不揮発性半導
体メモリ。
5. The non-volatile semiconductor memory according to claim 2, further comprising a booster circuit connected as a power supply of the power supply clamp circuit.
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