JPH06314495A - Semiconductor memory - Google Patents

Semiconductor memory

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Publication number
JPH06314495A
JPH06314495A JP12521093A JP12521093A JPH06314495A JP H06314495 A JPH06314495 A JP H06314495A JP 12521093 A JP12521093 A JP 12521093A JP 12521093 A JP12521093 A JP 12521093A JP H06314495 A JPH06314495 A JP H06314495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
source
memory cell
drain
positive potential
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12521093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyoshi Shiba
和佳 志波
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
Masaaki Terasawa
正明 寺沢
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.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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 Hitachi ULSI Engineering Corp, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi ULSI Engineering Corp
Priority to JP12521093A priority Critical patent/JPH06314495A/en
Publication of JPH06314495A publication Critical patent/JPH06314495A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To increase the operating margin of a flash memory and to prevent malfunction by applying a bias voltage of positive potential whose absolute value is smaller than the selecting level of a data line to the source line of a non-selecting memory cell. CONSTITUTION:Grounded potential is supplied to the source line SSO of a memory block MBSO including a selection memory cell MCB, but a first bias voltage of positive potential VP3 is given to the source line SS1 of a memory block MBS1 including a non-selection memory cell MCF. This voltage increases the source potential of the memory cell MCF, formation of a channel between the source and the drain is prevented and the lowering of the threshold voltage of the memory cell is suppressed. Consequently, the threshold voltage of the memory cell MCF becomes constant regardless of a disturbance time even when the initial threshold voltage is low. Consequently, the variation of the threshold value of the memory cell is suppressed, the operating margin of the flash memory is increased and the malfunction is prevented.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体記憶装置に関
し、例えば、浮遊ゲート構造型の不揮発性メモリセルが
格子状に配置されてなるメモリアレイをその基本構成要
素とするフラッシュメモリならびにこのようなフラッシ
ュメモリを内蔵するシングルチップマイクロコンピュー
タ等に利用して特に有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, for example, a flash memory having a memory array in which floating gate structure type non-volatile memory cells are arranged in a grid as a basic constituent element, and such a flash memory. The present invention relates to a technique which is particularly effective when used in a single-chip microcomputer having a built-in memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】EPROM(Erasable and
Programmable Read Only M
emory:消去・プログラム可能なリード・オンリー
・メモリ)又はEEPROM(Electricall
y Erasable andProgrammabl
e Read Only Memory:電気的に消去
・プログラム可能なリード・オンリー・メモリ)等の不
揮発性メモリを内蔵するシングルチップマイクロコンピ
ュータが、例えば、特開平1−161469号公報に記
載されている。このようなマイクロコンピュータにおい
て、EPROM又はEEPROMからなる不揮発性メモ
リは、マイクロコンピュータのステップ制御に必要なプ
ログラムや演算データ等を格納する。
2. Description of the Related Art EPROM (Erasable and Erasable)
Programmable Read Only M
memory: Read-only memory (Erasable / Programmable) or EEPROM (Electrical)
y Erasable and Programmable
A single-chip microcomputer incorporating a non-volatile memory such as e Read Only Memory (electrically erasable / programmable read only memory) is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-164169. In such a microcomputer, a non-volatile memory including an EPROM or an EEPROM stores programs, operation data, etc. necessary for step control of the microcomputer.

【0003】周知のように、EPROMの保持情報の消
去は紫外線を照射することにより行われるため、消去の
際にはEPROM又はその実装ボードを装置から取り外
すことが条件となる。この点、EEPROMは装置実装
状態で保持情報の消去が可能であり、その使い勝手はE
PROMに勝るが、メモリセルとしてMNOS(Met
al Nitride Oxide Semicond
uctor:メタル・ナイトライド・オキサイド・セミ
コンダクタ)等からなる記憶素子の他に選択用MOSF
ET(Metal Oxide Semiconduc
tor Field Effect Transist
or:金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ。この
明細書では、MOSFETをして絶縁ゲート型電界効果
トランジスタの総称とする)を必要とするため、その所
要レイアウト面積はEPROMの2.5ないし5倍とな
り、相応してチップ専有面積が増大する。
As is well known, the information stored in the EPROM is erased by irradiating it with ultraviolet rays. Therefore, the EPROM or its mounting board must be removed from the device when the information is erased. In this respect, the EEPROM is capable of erasing the retained information when the device is mounted, and its usability is E
It is superior to PROM, but as a memory cell, MNOS (Met
al Nitride Oxide Semiconductor
uctor: MOSF for selection in addition to a memory element made of metal, nitride, oxide, semiconductor, etc.
ET (Metal Oxide Semiconductor)
tor Field Effect Transist
or: a metal oxide semiconductor field effect transistor. In this specification, a MOSFET is used as a general term for an insulated gate field effect transistor. Therefore, the required layout area is 2.5 to 5 times that of an EPROM, and the chip occupation area is correspondingly increased. .

【0004】一方、そのメモリセルがEPROMと同様
に1個のトランジスタからなり、保持情報の一括消去が
可能なフラッシュメモリ(一括消去型EEPROM)
が、例えば、特開平2−289997号公報に記載され
ている。また、コントロールゲート及びフローティング
ゲートを有するいわゆる浮遊ゲート構造型の不揮発性メ
モリセル(以下、浮遊ゲート構造セルと称す)が格子状
に配置されてなりかつ所定数のデータ線に結合される所
定数のメモリセルを単位としてブロック分割されるメモ
リアレイを備え、このブロックを単位として保持情報の
消去が可能ないわゆるブロック消去型フラッシュメモリ
が、例えば、米国特許第5065365号に記載されて
いる。これらのフラッシュメモリは、EPROM及びE
EPROMの特長をあわせ持つとともに、特にブロック
型フラッシュメモリでは、ブロック単位の消去によって
保持情報の消去を用途ごとに選択的に実行し、保持情報
の平均的な書き換え所要時間を短縮することが可能とな
る。
On the other hand, a flash memory (batch erasing type EEPROM) whose memory cell is composed of one transistor like the EPROM and is capable of batch erasing held information.
Are described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-289997. In addition, a so-called floating gate structure type non-volatile memory cell having a control gate and a floating gate (hereinafter referred to as a floating gate structure cell) is arranged in a grid pattern and is connected to a predetermined number of data lines. US Pat. No. 5,065,365 discloses, for example, a so-called block erase type flash memory that includes a memory array that is divided into blocks in units of memory cells and is capable of erasing retained information in units of blocks. These flash memories are EPROM and E
In addition to having the features of EPROM, especially in block-type flash memory, it is possible to shorten the average time required to rewrite retained information by selectively erasing retained information for each application by erasing in block units. Become.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のブ
ロック消去型フラッシュメモリにおいて、メモリアレイ
のブロック分割は、前述のように、データ線方向に、つ
まりは所定数のデータ線に結合される所定数のメモリセ
ルを単位として行われる。一方、フラッシュメモリは、
前述のように、マイクロコンピュータのプログラムや演
算データ等の格納に供され、これらのプログラム及び演
算データ等は、マイクロコンピュータ等のバス形態に対
応したワード構成を採る。また、フラッシュメモリ等の
メモリアレイは、その高速化及び高集積化を推進する上
で、データ線数つまりはアドレス空間の列方向への広が
りよりもワード線数つまりはアドレス空間の行方向の広
がりが大きくとられ、いわゆる縦長構造とされる。つま
り、用途ごとのブロック消去を考慮した場合、メモリア
レイのブロック分割は、マイクロコンピュータ等のバス
形態すなわち保持情報となるプログラム及び演算データ
等のワード構成に対応させることが必須条件となるが、
縦長構造を採るメモリアレイでは、比較的大きなワード
線の広がり方向にしかもワード線構成に応じた複数のデ
ータ線に結合されるメモリセルを単位としてブロック分
割せざるを得ず、その最小単位は比較的大きなものとな
る。この結果、フラッシュメモリの保持情報の平均的な
書き換え所要時間が思うように短縮されないという問題
が生じる。
In the conventional block erase type flash memory as described above, the block division of the memory array is coupled in the data line direction, that is, to a predetermined number of data lines as described above. It is performed in units of a predetermined number of memory cells. On the other hand, flash memory is
As described above, the program, the operation data, etc. of the microcomputer are provided for storage, and these programs, operation data, etc. have a word structure corresponding to the bus form of the microcomputer, etc. Further, in order to promote speeding up and high integration of a memory array such as a flash memory, the number of word lines, that is, the address space is expanded in the row direction rather than the number of data lines, that is, the address space is expanded in the column direction. Is taken to be so-called vertical structure. That is, in consideration of block erasing for each application, the block division of the memory array is indispensable to correspond to the bus form of the microcomputer or the like, that is, the word configuration of the program and the operation data to be held information,
In a memory array adopting a vertically long structure, there is no choice but to divide into blocks in the direction in which a relatively large word line is spread and also to be divided into memory cells that are coupled to a plurality of data lines according to the word line configuration. It becomes a big thing. As a result, there arises a problem that the average time required for rewriting the information held in the flash memory cannot be shortened as expected.

【0006】これに対処するため、本願発明者等は、フ
ラッシュメモリのメモリアレイをワード線方向につまり
は所定数のワード線に結合されるメモリセルを単位とし
て分割する方法を考案し、このようなブロック分割方式
を採るブロック消去型フラッシュメモリを開発した。こ
れにより、メモリアレイのブロック分割を1本のワード
線に結合されるメモリセルを最小単位として実現できる
とともに、例えば図3に示されるように、比較的小規模
な演算データ等の格納に適した比較的小容量のメモリブ
ロックMBS0等と比較的大規模なプログラム等の格納
に適した比較的大容量のメモリブロックMBL0等とを
設け、メモリアレイのブロック分割を記憶領域の用途に
対応付けて設定することができ、これによって保持情報
の平均的な書き込み所要時間を充分に短縮できるものと
なる。なお、このフラッシュメモリにおいて、メモリブ
ロックMBS0及びMBL0等を構成するメモリセルM
Cのコントロールゲートは、対応するワード線WS00
〜WS015ならびにWL00〜WL01023にそれ
ぞれ共通結合され、そのドレインは、対応するデータ線
B0〜Bnにそれぞれ共通結合される。また、各ブロッ
クを構成するメモリセルMCのソースは、対応するソー
ス線SS0又はSL0等にそれぞれ共通結合された後、
ソーススイッチSSに結合される。
To address this, the inventors of the present invention have devised a method of dividing the memory array of the flash memory in the word line direction, that is, by using memory cells connected to a predetermined number of word lines as a unit. We have developed a block erase type flash memory that adopts a new block division method. As a result, the block division of the memory array can be realized with the memory cell coupled to one word line as a minimum unit, and is suitable for storing a relatively small-scale operation data as shown in FIG. 3, for example. A relatively small-capacity memory block MBS0 and the like and a relatively large-capacity memory block MBL0 and the like suitable for storing a relatively large-scale program are provided, and the block division of the memory array is set in association with the use of the storage area. This makes it possible to sufficiently reduce the average time required to write the held information. In this flash memory, the memory cells M that constitute the memory blocks MBS0 and MBL0, etc.
The control gate of C has a corresponding word line WS00.
To WS015 and WL00 to WL01023, respectively, and their drains are commonly connected to corresponding data lines B0 to Bn, respectively. Further, the sources of the memory cells MC forming each block are commonly coupled to the corresponding source line SS0 or SL0, respectively,
It is coupled to the source switch SS.

【0007】ところが、本願発明者等は、上記のような
ブロック消去型フラッシュメモリの大規模化を進める
中、次のような問題点に直面した。すなわち、フラッシ
ュメモリが書き込みモードとされるとき、例えば書き込
み対象となる選択メモリセルMCBのコントロールゲー
トが結合される選択ワード線WS00には、図4及び図
6に例示されるように、+12Vのような比較的絶対値
の大きな正電位VP12が供給され、書き込み対象とな
らない非選択メモリセルのコントロールゲートが結合さ
れる非選択ワード線WS01ならびにWS10〜WS1
1等には接地電位GNDつまり0Vが供給される。この
とき、選択メモリセルMCBのドレインが結合される選
択データ線B1等には、+6.5Vのような正電位VP
6が供給され、非選択メモリセルのドレインが結合され
る非選択データ線B0ならびにB2〜Bnには、接地電
位GNDが供給される。また、各メモリブロックのメモ
リセルのソースが結合されるすべてのソース線SS0及
びSS1等には接地電位GNDが供給される。
However, the inventors of the present application faced the following problems while increasing the scale of the block erase flash memory as described above. That is, when the flash memory is set to the write mode, for example, the selected word line WS00 to which the control gate of the selected memory cell MCB to be written is coupled, as shown in FIGS. Is supplied with a positive potential VP12 having a relatively large absolute value, and the non-selected word lines WS01 and WS10 to WS1 to which the control gates of the non-selected memory cells that are not to be written are coupled.
The ground potential GND, that is, 0 V is supplied to 1 and the like. At this time, a positive potential VP such as + 6.5V is applied to the selected data line B1 etc. to which the drain of the selected memory cell MCB is coupled.
6, the ground potential GND is supplied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn to which the drains of the non-selected memory cells are coupled. Further, the ground potential GND is supplied to all the source lines SS0 and SS1 etc. to which the sources of the memory cells of each memory block are coupled.

【0008】ソース線SS0及びSS1等が接地電位G
NDに結合されるとき、例えばそのドレインが選択メモ
リセルMCBのドレインつまりデータ線B1に共通結合
されしかも低しきい値電圧とされる非選択メモリセルM
CF等では、図7に示されるように、ドレインカップリ
ングによってフローティングゲート電位が上昇し、その
ソースSとなるN型拡散層ND1とドレインDとなるN
型拡散層ND2との間にチャンネルCHが形成される。
そして、このチャンネルCHにホットホール及びホット
電子対からなるホットキャリアが発生し、このうちホッ
トホールがフローティングゲートFGに注入されて、デ
ータ線を介した書き込みディスターブつまりデータディ
スターブが発生する。この結果、非選択メモリセルMC
F等のしきい値電圧が低下し、最悪の場合には非選択メ
モリセルMCF等がデプレッション化し、フラッシュメ
モリの誤動作を招く結果となる。なお、このようなデー
タディスターブは、書き込み時、ソース線SS0及びS
S1等が開放状態とされる場合にも、各ソース線の寄生
容量を介して同様に発生する。
The source lines SS0 and SS1 etc. are at the ground potential G.
When coupled to ND, for example, the non-selected memory cell M whose drain is commonly coupled to the drain of the selected memory cell MCB, that is, the data line B1 and has a low threshold voltage.
In CF or the like, as shown in FIG. 7, the floating gate potential rises due to the drain coupling, and the N-type diffusion layer ND1 serving as the source S and the N serving as the drain D are formed.
A channel CH is formed between the channel CH and the type diffusion layer ND2.
Then, hot carriers composed of hot holes and hot electron pairs are generated in the channel CH, and hot holes among them are injected into the floating gate FG to cause write disturb, that is, data disturb via the data line. As a result, the non-selected memory cell MC
The threshold voltage of F and the like decreases, and in the worst case, the non-selected memory cells MCF and the like become depleted, resulting in malfunction of the flash memory. It should be noted that such a data disturb is generated when the source lines SS0 and S
Even when S1 and the like are opened, the same occurs through the parasitic capacitance of each source line.

【0009】次に、フラッシュメモリが消去モードとさ
れるとき、例えば消去対象となる選択メモリブロックM
BS0の選択ソース線SS0には、図4及び図22に例
示されるように、正電位VP12が供給され、消去対象
とならない非選択メモリブロックMBS1の非選択ソー
ス線S1には、接地電位GNDが供給される。このと
き、すべてのワード線WS00及びWS01ならびにW
S10及びWS11等には、接地電位GNDが供給さ
れ、すべてのデータ線B0〜Bnは、開放状態とされ
る。
Next, when the flash memory is set to the erase mode, for example, the selected memory block M to be erased is selected.
As illustrated in FIGS. 4 and 22, the positive potential VP12 is supplied to the selected source line SS0 of BS0, and the ground potential GND is applied to the unselected source line S1 of the unselected memory block MBS1 that is not the erase target. Supplied. At this time, all word lines WS00 and WS01 and W
The ground potential GND is supplied to S10, WS11 and the like, and all the data lines B0 to Bn are opened.

【0010】データ線B0〜Bnが開放状態とされると
き、選択メモリブロックMBS0を構成するメモリセル
MCA等は、そのソースに+12Vのような正電位VP
12が印加されることでそのしきい値電圧が低下し、論
理“1”のデータを保持するものとされる。このとき、
メモリセルMCA等のしきい値電圧がある程度小さくな
ると、そのソースSとなるN型拡散層ND1とドレイン
DとなるN型拡散層ND2との間にチャンネルCHが形
成されるため、ドレインが開放状態とされる場合でもソ
ースからドレインに向かって電流が流される。この結
果、フローティングゲートFGに対してホットホールが
注入され、図24に示されるようなドレイン容量に応じ
たしきい値電圧の低下つまり増速消去が生じる。この結
果、選択メモリブロックMBS0を構成するメモリセル
MCA等のしきい値電圧が予想以上に低下し、いわゆる
消去バラツキが大きくなる。
When the data lines B0 to Bn are opened, the memory cells MCA and the like forming the selected memory block MBS0 have a positive potential VP such as + 12V at their sources.
When 12 is applied, the threshold voltage is lowered and the data of logic "1" is held. At this time,
When the threshold voltage of the memory cell MCA or the like becomes small to some extent, a channel CH is formed between the N-type diffusion layer ND1 serving as the source S and the N-type diffusion layer ND2 serving as the drain D, so that the drain is in an open state. Even if it is said that the current flows from the source to the drain. As a result, hot holes are injected into the floating gate FG, and the threshold voltage lowers, that is, the speed-up erasing occurs according to the drain capacitance as shown in FIG. As a result, the threshold voltage of the memory cells MCA and the like which form the selected memory block MBS0 lowers than expected, and so-called erase variation increases.

【0011】一方、フラッシュメモリにおける保持情報
の消去・書き込みがともにFN(Fowler Nor
dheim:ファウラー・ノルトハイム)トンネル現象
を利用して行われる場合、書き込み対象となるメモリセ
ルMCBのコントロールゲートが結合される選択ワード
線W0には、図30及び図31に例示されるように、−
10Vのような比較的絶対値の大きな負電位VN10が
供給され、そのドレインが結合される選択データ線B1
には、+5Vのような正電位VP5が供給される。この
とき、書き込み対象とならない非選択メモリセルMCD
等のコントロールゲートが結合される非選択ワード線W
1等には、接地電位GNDが供給され、そのドレインが
結合される非選択データ線B0及びBn等には、接地電
位GNDが供給されるとともに、すべてのソース線SL
0〜SLnには接地電位GNDが供給され、あるいは開
放状態とされる。したがって、低しきい値電圧の非選択
メモリセルMCD等では、図32に例示されるように、
やはりそのソースSとなるN型拡散層ND3とドレイン
DとなるN型拡散層ND4との間にチャンネルCHが形
成され、ホットホールがフローティングゲートFGに注
入されてそのしきい値電圧が低下する。また、しきい値
電圧が高い場合でも、ドレイン及びフローティングゲー
ト間の電位差が大きいため、フローティングゲートFG
からドレインに向かってFNトンネル現象による電子が
放出され、同様にそのしきい値電圧が低下する。
On the other hand, both erasing and writing of the retained information in the flash memory are performed by FN (Fowler Nor).
dheim: Fowler-Nordheim) When using the tunnel phenomenon, the selected word line W0 to which the control gate of the memory cell MCB to be written is coupled is, as illustrated in FIGS.
The selected data line B1 to which the negative potential VN10 having a relatively large absolute value such as 10 V is supplied and whose drain is coupled
Is supplied with a positive potential VP5 such as + 5V. At this time, the non-selected memory cell MCD that is not the write target
Unselected word lines W to which control gates of
The ground potential GND is supplied to 1 and the like, the ground potential GND is supplied to the non-selected data lines B0 and Bn to which the drains are coupled, and all the source lines SL are connected.
The ground potential GND is supplied to 0 to SLn or they are opened. Therefore, in an unselected memory cell MCD or the like having a low threshold voltage, as illustrated in FIG.
A channel CH is also formed between the N-type diffusion layer ND3 serving as the source S and the N-type diffusion layer ND4 serving as the drain D, and hot holes are injected into the floating gate FG to lower its threshold voltage. Even if the threshold voltage is high, the potential difference between the drain and the floating gate is large, so that the floating gate FG
The electrons due to the FN tunnel phenomenon are emitted from the drain to the drain, and the threshold voltage thereof similarly decreases.

【0012】この発明の第1の目的は、特にそのメモリ
アレイのブロック分割がワード線方向に行われるフラッ
シュメモリ等の書き込み時におけるデータディスターブ
を抑制し、メモリセルのしきい値電圧の低下を抑制する
ことにある。この発明の第2の目的は、特にそのメモリ
アレイのブロック分割がワード線方向に行われるフラッ
シュメモリ等の消去時における増速消去を抑制し、メモ
リセルのしきい値電圧の消去バラツキを抑制することに
ある。この発明の第3の目的は、特にその消去・書き込
みがともにFNトンネル現象を利用して行われるフラッ
シュメモリ等の書き込み時におけるデータディスターブ
を抑制し、メモリセルのしきい値電圧の低下を抑制する
ことにある。この発明の第4の目的は、フラッシュメモ
リのブロック分割の最小単位を圧縮しつつ、その保持情
報の反転を防止することにある。この発明の第5の目的
は、フラッシュメモリの使い勝手を高め平均書き込み所
要時間を短縮しつつ、その信頼性を高めることにある。
A first object of the present invention is to suppress the data disturb at the time of writing in a flash memory or the like in which the memory array is divided into blocks in the word line direction, and suppress the decrease in the threshold voltage of the memory cell. To do. A second object of the present invention is to suppress accelerated erasing at the time of erasing a flash memory or the like in which the memory array is divided into blocks in the word line direction, and to suppress erase variations in the threshold voltage of memory cells. Especially. A third object of the present invention is to suppress the data disturb at the time of writing in a flash memory or the like, in which both erasing and writing are performed by utilizing the FN tunnel phenomenon, and suppress the decrease of the threshold voltage of the memory cell. Especially. A fourth object of the present invention is to prevent the inversion of the held information while compressing the minimum unit of block division of the flash memory. A fifth object of the present invention is to improve the usability of the flash memory, shorten the average write time, and improve its reliability.

【0013】この発明の前記ならびにその他の目的と新
規な特徴は、この明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次
の通りである。すなわち、浮遊ゲート構造セルが格子状
に配置されてなるメモリアレイを備えかつメモリアレイ
のブロック分割がワード線方向に行われるフラッシュメ
モリ等において、書き込み動作時、そのドレインが選択
メモリセルのドレインに共通結合されそのソースが選択
メモリセルのソースに共通結合されない非選択メモリセ
ルのソースに、その絶対値がデータ線の選択レベルより
小さな第1のバイアス電圧を与え、あるいはそのドレイ
ンが選択メモリセルのドレインに共通結合されそのソー
スが選択メモリセルのソースに共通結合されない非選択
メモリセルのコントロールゲートに、その絶対値がデー
タ線の選択レベルより小さな第2のバイアス電圧を与え
る。また、消去動作時、そのドレインが選択メモリセル
のドレインに結合される非選択メモリセルのドレイン
に、その絶対値がソース線の選択レベルより小さな第3
のバイアス電圧を与える。さらに、その消去及び書き込
みがともにFNトンネル現象を利用して行われるフラッ
シュメモリ等において、書き込み動作時、選択及び非選
択メモリセルのソースならびにそのコントロールゲート
が選択メモリセルのコントロールゲートに共通結合され
ない非選択メモリセルのコントロールゲートに、その絶
対値がデータ線の選択レベルより小さな第4のバイアス
電圧を与えるとともに、メモリセルのドレインを高濃度
拡散層により構成し、そのソースを低濃度拡散層により
構成する。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a flash memory or the like that includes a memory array in which cells with a floating gate structure are arranged in a grid pattern and the memory array is divided into blocks in the word line direction, its drain is commonly used as the drain of a selected memory cell during a write operation. A source of an unselected memory cell that is coupled and whose source is not commonly coupled to the source of the selected memory cell is provided with a first bias voltage whose absolute value is less than the selected level of the data line, or its drain is the drain of the selected memory cell. A second bias voltage whose absolute value is smaller than the selected level of the data line is applied to the control gate of the non-selected memory cell whose source is not commonly connected to the source of the selected memory cell. In the erase operation, the drain of the unselected memory cell whose drain is coupled to the drain of the selected memory cell has a third absolute value smaller than the selection level of the source line.
Gives a bias voltage of. Furthermore, in a flash memory or the like in which both erasing and writing are performed by using the FN tunnel phenomenon, the sources of the selected and non-selected memory cells and their control gates are not commonly coupled to the control gates of the selected memory cells during the write operation. A fourth bias voltage whose absolute value is smaller than the selection level of the data line is applied to the control gate of the selected memory cell, and the drain of the memory cell is composed of a high concentration diffusion layer and its source is composed of a low concentration diffusion layer. To do.

【0015】[0015]

【作用】上記手段によれば、メモリアレイのブロック分
割単位を圧縮しつつ、書き込み動作時におけるデータデ
ィスターブならびに消去動作時における増速消去を抑制
し、メモリセルのしきい値電圧の低下ならびにその消去
バラツキを抑制することができる。この結果、フラッシ
ュメモリの使い勝手を高めその平均的な書き込み所要時
間を短縮しつつ、メモリセルの保持情報の反転を防止
し、フラッシュメモリの信頼性を高めることができる。
According to the above-mentioned means, while suppressing the block division unit of the memory array, the data disturb during the write operation and the accelerated erase during the erase operation are suppressed to lower the threshold voltage of the memory cell and erase the same. Variation can be suppressed. As a result, it is possible to improve the usability of the flash memory, shorten the average time required for writing the flash memory, prevent the inversion of the retained information in the memory cell, and improve the reliability of the flash memory.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

1.そのメモリアレイが所定数のワード線を単位として
ブロック分割されるフラッシュメモリの概要と問題点な
らびにその対策 1.1.フラッシュメモリの概要 1.1.1.メモリセルの構造と動作原理 図1には、この発明が適用されたフラッシュメモリのメ
モリアレイを構成する浮遊ゲート構造セルの一実施例の
断面構造図が示され、図2には、そのドレイン電流とゲ
ート・ソース間電圧との関係を説明するための一実施例
の特性図が示されている。これらの図をもとに、まずこ
の実施例のフラッシュメモリの記憶素子となる浮遊ゲー
ト構造セルの構造とその動作原理について説明する。
1. Outline and problems of flash memory in which the memory array is divided into blocks with a predetermined number of word lines as a unit, and countermeasures 1.1. Outline of flash memory 1.1.1. Structure and Operating Principle of Memory Cell FIG. 1 shows a cross-sectional structure diagram of an embodiment of a floating gate structure cell constituting a memory array of a flash memory to which the present invention is applied, and FIG. 2 shows its drain current. A characteristic diagram of one embodiment for explaining the relationship between the voltage and the gate-source voltage is shown. Based on these figures, the structure of the floating gate structure cell which serves as the storage element of the flash memory of this embodiment and its operating principle will be described first.

【0017】図1において、この実施例のフラッシュメ
モリのメモリアレイを構成する不揮発性メモリセルは、
いわゆる浮遊ゲート構造セルとされ、P型半導体基板P
SUBの表面に形成された一対のN型拡散層ND1及び
ND2をそれぞれそのソースS及びドレインDとする。
このうち、拡散層ND1とP型半導体基板PSUBとの
間には、低濃度のN型半導体領域N- が形成され、拡散
層ND2とP型半導体基板PSUBとの間には、高濃度
のP型半導体領域P+ が形成される。
In FIG. 1, the non-volatile memory cells forming the memory array of the flash memory of this embodiment are
A so-called floating gate structure cell, which is a P-type semiconductor substrate P
The pair of N-type diffusion layers ND1 and ND2 formed on the surface of the SUB are used as the source S and the drain D, respectively.
Of these, a low-concentration N-type semiconductor region N is formed between the diffusion layer ND1 and the P-type semiconductor substrate PSUB, and a high-concentration P region is formed between the diffusion layer ND2 and the P-type semiconductor substrate PSUB. A type semiconductor region P + is formed.

【0018】拡散層ND1及びND2の中間つまりチャ
ンネル領域の上層には、厚さ10nm(ナノメートル)
程度の薄い絶縁膜IS1をはさんでフローティングゲー
トFGが形成され、このフローティングゲートFGの上
層には、さらに比較的厚みのある絶縁膜IS2をはさん
でコントロールゲートCGが形成される。
In the middle of the diffusion layers ND1 and ND2, that is, in the upper layer of the channel region, the thickness is 10 nm (nanometer).
A floating gate FG is formed across a relatively thin insulating film IS1, and a control gate CG is formed above the floating gate FG with an insulating film IS2 having a relatively large thickness.

【0019】この実施例において、メモリセルに対する
保持情報の書き込み動作は、コントロールゲートCG及
びドレインDに比較的絶対値の大きな電圧を印加してソ
ースから流れ出した電子をドレイン近傍の高電界により
加速し、その際、エネルギーを失う衝突を経験しない幸
運な電子をフローティングゲートFGに注入することで
実現される(チャンネルホットエレクトロン注入)。フ
ローティングゲートFGに対するチャンネルホットエレ
クトロン注入が行われたとき、メモリセルは、図2に示
されるように、いわゆる論理“0”の情報を保持するも
のとされ、そのしきい値電圧は、例えば6Vのような比
較的大きな値Vth0とされる。
In this embodiment, in the operation of writing the retained information to the memory cell, a voltage having a relatively large absolute value is applied to the control gate CG and the drain D to accelerate the electrons flowing out from the source by a high electric field near the drain. In that case, it is realized by injecting lucky electrons into the floating gate FG that do not experience collisions that lose energy (channel hot electron injection). When channel hot electron injection is performed to the floating gate FG, the memory cell is supposed to hold information of so-called logic "0" as shown in FIG. 2, and its threshold voltage is, for example, 6V. Such a relatively large value Vth0 is set.

【0020】一方、メモリセルの保持情報の消去動作
は、例えばソースSに比較的絶対値の大きな正電位を印
加しトンネル現象によってフローティングゲートFGに
蓄積された電子をソースS側に引き抜くことにより実現
される。トンネル現象によるソースSへの電子の引き抜
きが行われたとき、メモリセルは、図2に示されるよう
に、いわゆる論理“1”の情報を保持するものとされ、
そのしきい値電圧は、例えば0.5Vのような比較的小
さな値Vth1とされる。
On the other hand, the erasing operation of the information held in the memory cell is realized by, for example, applying a positive potential having a relatively large absolute value to the source S and extracting the electrons accumulated in the floating gate FG to the source S side by the tunnel phenomenon. To be done. When electrons are extracted to the source S by the tunnel phenomenon, the memory cell is supposed to hold information of so-called logic "1", as shown in FIG.
The threshold voltage is set to a relatively small value Vth1 such as 0.5V.

【0021】次に、メモリセルの保持情報の読み出し動
作は、メモリセルに対して弱い書き込みつまりフローテ
ィングゲートFGに対する不本意なキャリア注入を避け
るため、例えばドレインDに+1V程度の比較的絶対値
の小さな正電位を印加し、コントロールゲートCGに+
5V程度の正電位を印加することによって行われる。メ
モリセルが論理“1”の情報を保持しそのしきい値電圧
が比較的小さな値Vth1とされるとき、そのドレイン
・ソース間には、比較的大きな読み出し電流が流され
る。また、メモリセルが論理“0”の情報を保持しその
しきい値電圧が比較的大きな値Vth0とされる場合、
そのドレイン・ソース間には、比較的小さな読み出し電
流が流される。これらの読み出し電流は、後述するよう
に、対応するデータ線から共通データ線CD0〜CD7
を介してリードライト回路RWの対応するリードアンプ
に伝達され、この読み出し電流の大きさによってメモリ
セルの保持情報の論理レベルを判定することができる。
Next, in the read operation of the information held in the memory cell, in order to avoid weak writing to the memory cell, that is, inadvertent carrier injection to the floating gate FG, for example, the drain D has a relatively small absolute value of about + 1V. Applying a positive potential to the control gate CG
It is performed by applying a positive potential of about 5V. When the memory cell holds information of logic "1" and its threshold voltage is set to a relatively small value Vth1, a relatively large read current is passed between its drain and source. When the memory cell holds the information of logic "0" and the threshold voltage is set to a relatively large value Vth0,
A relatively small read current is passed between the drain and source. These read currents are transferred from the corresponding data lines to the common data lines CD0 to CD7, as described later.
Is transmitted to the corresponding read amplifier of the read / write circuit RW via the, and the logical level of the information held in the memory cell can be determined by the magnitude of the read current.

【0022】1.1.2.メモリアレイの構成 図3には、図1の浮遊ゲート構造セルからなるメモリア
レイの部分的な回路図が示されている。同図により、こ
の実施例のフラッシュメモリに含まれるメモリアレイの
構成及び動作の概要とその特徴について説明する。
1.1.2. Configuration of Memory Array FIG. 3 is a partial circuit diagram of a memory array including the floating gate structure cells of FIG. The structure and operation of the memory array included in the flash memory of this embodiment and the features thereof will be described with reference to FIG.

【0023】図2において、この実施例のフラッシュメ
モリのメモリアレイMARYは、それぞれ16本のワー
ド線WS00〜WS015ないしWSp0〜WSp15
に結合された16×(n+1)個の浮遊ゲート構造セル
MCを単位として分割されるp+1個の小容量メモリブ
ロックMBS0〜MBSpと、それぞれ1024本のワ
ード線WL00〜WL01023ないしWLq0〜WL
q1023に結合された1024×(n+1)個の浮遊
ゲート構造セルMCを単位として分割されるq+1個の
大容量メモリブロックMBL0〜MBLqとを備える。
このうち、メモリブロックMBS0〜MBSpの同一の
行に配置されたn+1個のメモリセルMCのコントロー
ルゲートCGは、対応するワード線WS00〜WS01
5ないしWSp0〜WSp15にそれぞれ共通結合さ
れ、同一の列に配置された16個のメモリセルMCのド
レインは、対応するデータ線B0〜Bnにそれぞれ共通
結合される。メモリブロックMBS0〜MBSpを構成
するすべてのメモリセルMCのソースは、対応するソー
ス線SS0〜SSpにそれぞれ共通結合される。
In FIG. 2, the memory array MARY of the flash memory of this embodiment has 16 word lines WS00 to WS015 to WSp0 to WSp15, respectively.
P + 1 small-capacity memory blocks MBS0 to MBSp divided in units of 16 × (n + 1) floating gate structure cells MC and 1024 word lines WL00 to WL01023 to WLq0 to WLq.
It has q + 1 large-capacity memory blocks MBL0 to MBLq divided in units of 1024 × (n + 1) floating gate structure cells MC coupled to q1023.
Of these, the control gates CG of the n + 1 memory cells MC arranged in the same row of the memory blocks MBS0 to MBSp have corresponding word lines WS00 to WS01.
5 to WSp0 to WSp15 are commonly coupled to each other, and the drains of 16 memory cells MC arranged in the same column are commonly coupled to corresponding data lines B0 to Bn, respectively. The sources of all the memory cells MC configuring the memory blocks MBS0 to MBSp are commonly coupled to the corresponding source lines SS0 to SSp, respectively.

【0024】同様に、大容量メモリブロックMBL0〜
MBLqの同一の行に配置されたn+1個のメモリセル
MCのコントロールゲートCGは、対応するワード線W
L00〜WL01023ないしWLp0〜WLp102
3にそれぞれ共通結合され、同一の列に配置された10
24個のメモリセルMCのドレインは、対応するデータ
線B0〜Bnにそれぞれ共通結合される。メモリブロッ
クMBL0〜MBLqを構成するすべてのメモリセルM
Cのソースは、対応するソース線SL0〜SLqにそれ
ぞれ共通結合される。
Similarly, the large capacity memory blocks MBL0 to MBL0
The control gates CG of n + 1 memory cells MC arranged in the same row of MBLq have corresponding word lines W
L00 to WL01023 to WLp0 to WLp102
10 commonly connected to 3 and arranged in the same row
The drains of the 24 memory cells MC are commonly coupled to the corresponding data lines B0 to Bn, respectively. All the memory cells M forming the memory blocks MBL0 to MBLq
The sources of C are commonly coupled to the corresponding source lines SL0 to SLq.

【0025】メモリブロックMBS0〜MBSpならび
にMBL0〜MBLqを構成するワード線WS00〜W
S015ないしWSp0〜WSp15ならびにWL00
〜WL01023ないしWLq0〜WLq1023は、
後述するように、XアドレスデコーダXDに結合され
る。また、データ線B0〜Bnは、YスイッチYSを介
してリードライト回路RWに結合され、ソース線SS0
〜SSpならびにSL0〜SLqは、ソーススイッチS
Sに結合される。
Word lines WS00-W forming memory blocks MBS0-MBSp and MBL0-MBLq.
S015 to WSp0 to WSp15 and WL00
~ WL01023 to WLq0 to WLq1023 are
As will be described later, it is coupled to the X address decoder XD. Further, the data lines B0 to Bn are coupled to the read / write circuit RW via the Y switch YS, and the source line SS0.
~ SSp and SL0 to SLq are source switches S
Bound to S.

【0026】以上のように、この実施例のフラッシュメ
モリのメモリアレイMARYは、ワード線方向につまり
は16本又は1024本のワード線に結合される16×
(n+1)個又は1024×(n+1)個のメモリセル
を単位としてブロック分割され、p+1個の小容量メモ
リブロックMBS0〜MBSpとq+1個の大容量メモ
リブロックMBL0〜MBLqとを構成する。これらの
メモリブロックは、後述するように、保持情報の消去単
位とされ、各メモリブロックを構成する16×(n+
1)個又は1024×(n+1)個のメモリセルは、対
応するソース線SS0〜SSpあるいはSL0〜SLq
に所定の正電位VP12が供給されることで消去状態つ
まりは論理“1”の情報を保持するものとされる。
As described above, the memory array MARY of the flash memory according to this embodiment is 16 × coupled to the word line direction, that is, 16 or 1024 word lines.
Block division is performed using (n + 1) or 1024 × (n + 1) memory cells as a unit to form p + 1 small capacity memory blocks MBS0 to MBSp and q + 1 large capacity memory blocks MBL0 to MBLq. As will be described later, these memory blocks are a unit of erasing retained information, and each memory block has 16 × (n +).
1) or 1024 × (n + 1) memory cells correspond to the corresponding source lines SS0 to SSp or SL0 to SLq.
When a predetermined positive potential VP12 is supplied to, the erased state, that is, the information of logic "1" is held.

【0027】周知のように、フラッシュメモリ等のメモ
リ集積回路では、その高速化及び高集積化を推進する上
で、データ線数つまりはアドレス空間の列方向への広が
りよりもワード線数つまりはアドレス空間の行方向の広
がりが大きくとられ、いわゆる縦長構造とされる。この
ため、従来のフラッシュメモリのようにメモリアレイの
ブロック分割をデータ線方向につまり所定数のデータ線
に結合される所定数のメモリセルを単位として行った場
合にはその最小単位が大きくなり、フラッシュメモリの
平均的な書き込み所要時間が増大する結果となる。とこ
ろが、この実施例のフラッシュメモリの場合、メモリア
レイのブロック分割はワード線方向に行われるため、フ
ラッシュメモリを含むマイクロコンピュータのバスのビ
ット幅が大きくなっても、その最小単位は1本のワード
線にまで圧縮することができる。したがって、例えばこ
の最小単位を演算データ格納領域に割り当てることで、
消去・書き換えの対象となる領域を圧縮し、これによっ
てフラッシュメモリの平均的な書き込み所要時間を短縮
することができるものとなる。
As is well known, in a memory integrated circuit such as a flash memory, the number of data lines, that is, the number of word lines, that is, the width of the address space in the column direction, rather than the number of data lines in the column direction, is promoted in order to promote high speed and high integration. The address space has a large spread in the row direction, and has a so-called vertically long structure. Therefore, when the block division of the memory array is performed in the data line direction, that is, in the unit of a predetermined number of memory cells coupled to a predetermined number of data lines, like the conventional flash memory, the minimum unit becomes large, As a result, the average write time required for the flash memory increases. However, in the case of the flash memory of this embodiment, since the block division of the memory array is performed in the word line direction, even if the bit width of the bus of the microcomputer including the flash memory becomes large, the minimum unit is one word. It can be compressed down to lines. Therefore, for example, by assigning this minimum unit to the calculation data storage area,
By compressing the area to be erased / rewritten, the average time required for writing to the flash memory can be shortened.

【0028】なお、この実施例のフラッシュメモリは、
比較的大容量のメモリブロックMBL0〜MBLqを備
えるが、これらのメモリブロックは、例えば比較的大き
な記憶領域を必要とするプログラムの格納に使用でき
る。このように、メモリアレイを異なるサイズの複数の
メモリブロックにブロック分割することで、フラッシュ
メモリの記憶領域を用途ごとに最適の大きさでブロック
分割し、その平均的な書き込み所要時間を短縮しつつ、
記憶領域の使用効率を高めることができる。
The flash memory of this embodiment is
Although the memory blocks MBL0 to MBLq having a relatively large capacity are provided, these memory blocks can be used for storing a program that requires a relatively large storage area, for example. In this way, by dividing the memory array into a plurality of memory blocks of different sizes, the storage area of the flash memory is divided into blocks of the optimum size for each application, while reducing the average write time. ,
The use efficiency of the storage area can be improved.

【0029】1.1.3.各モードの動作条件 図4には、図3のメモリアレイMARYの消去モード及
び書き込みモードにおける選択条件図が示されている。
なお、この選択条件図は、この発明に先立って本願発明
者等が開発したフラッシュメモリの選択条件を示すもの
であって、その問題点を明らかにするために掲げた。こ
の発明が適用されたフラッシュメモリでは、一部を除い
て同様な選択条件がとられるが、先に開発したフラッシ
ュメモリの問題点とその対策方法については後章で詳細
に説明する。
1.1.3. Operating Conditions in Each Mode FIG. 4 shows a selection condition diagram in the erase mode and the write mode of the memory array MARY of FIG.
This selection condition diagram shows the selection conditions for the flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention, and is provided to clarify the problem. The flash memory to which the present invention is applied has the same selection conditions except for a part thereof, but the problems of the previously developed flash memory and the countermeasures therefor will be described in detail in a later section.

【0030】フラッシュメモリの消去動作は、前述のよ
うに、メモリブロックを単位として行われ、消去対象と
なる選択メモリブロックのソース線すなわち選択ソース
線には、図4(a)に示されるように、+12Vのよう
な比較的絶対値の大きな正電位VP12(第1の正電
位)が供給される。このとき、消去対象とならない非選
択メモリブロックのソース線つまり非選択ソース線に
は、接地電位GNDが供給される。また、各メモリブロ
ックによって共有されるすべてのデータ線は、開放状態
OPENとされ、各メモリブロックを構成するすべての
ワード線には接地電位GNDが供給される。この結果、
選択メモリブロックを構成するメモリセルでは、そのフ
ローティングゲートFGに蓄積された電子がトンネル現
象によってソース側に引き抜かれ、これによって0.5
Vのような比較的小さなしきい値電圧Vth1を持つも
のとされる。
As described above, the erasing operation of the flash memory is performed in units of memory blocks, and the source line of the selected memory block to be erased, that is, the selected source line, is as shown in FIG. 4A. , + 12V, which is a positive potential VP12 (first positive potential) having a relatively large absolute value. At this time, the ground potential GND is supplied to the source line of the non-selected memory block which is not to be erased, that is, the non-selected source line. Further, all the data lines shared by each memory block are in the open state OPEN, and the ground potential GND is supplied to all the word lines forming each memory block. As a result,
In the memory cell that constitutes the selected memory block, the electrons accumulated in the floating gate FG are extracted to the source side by the tunnel phenomenon, which causes 0.5
It has a relatively small threshold voltage Vth1 such as V.

【0031】次に、フラッシュメモリの書き込み動作
は、特に制限されないが、8個のメモリセルを単位とし
て行われ、書き込み対象となる選択メモリセルのコント
ロールゲートが結合される選択ワード線には、図4
(b)に示されるように、上記正電位VP12が択一的
に供給される。このとき、選択メモリセルのドレインが
結合される8本の選択データ線には、書き込みデータに
従って+6.5Vのような中間電位の正電位VP6(第
2の正電位)が選択的に供給される。また、書き込み対
象とならない非選択メモリセルのコントロールゲートが
結合される非選択ワード線ならびにそのドレインが結合
される非選択データ線には、ともに接地電位GNDが供
給され、選択及び非選択メモリセルのソースが結合され
るすべてのソース線には接地電位GNDが供給される。
この結果、8個の選択メモリセルでは、チャンネルホッ
トエレクトロンが発生してフローティングゲートFGに
選択的に注入され、これによって6Vのような比較的大
きなしきい値電圧Vth0を持つものとされる。
Next, the write operation of the flash memory is not particularly limited, but is performed in units of eight memory cells, and the selected word line to which the control gate of the selected memory cell to be written is coupled is shown in FIG. Four
As shown in (b), the positive potential VP12 is alternatively supplied. At this time, the positive potential VP6 (second positive potential) of an intermediate potential such as +6.5 V is selectively supplied to the eight selected data lines to which the drains of the selected memory cells are coupled according to the write data. . Further, the ground potential GND is supplied to both the non-selected word line to which the control gates of the non-selected memory cells that are not to be written are connected and the non-selected data line to which the drain thereof is connected, so that the selected and non-selected memory cells are connected to each other. The ground potential GND is supplied to all the source lines to which the sources are coupled.
As a result, in the eight selected memory cells, channel hot electrons are generated and selectively injected into the floating gate FG, whereby a relatively large threshold voltage Vth0 such as 6V is obtained.

【0032】1.1.4.フラッシュメモリのブロック
構成 図5には、この発明が適用されたフラッシュメモリつま
り図3のメモリアレイを含むフラッシュメモリの一実施
例のブロック図が示されている。同図により、この実施
例のフラッシュメモリの構成及び動作の概要を説明す
る。なお、この実施例のフラッシュメモリは、特に制限
されないが、シングルチップマイクロコンピュータに含
まれる。図5の各ブロックを構成する回路素子は、シン
グルチップマイクロコンピュータの図示されない他の回
路素子とともに、単結晶シリコンのような1個の半導体
基板面上に形成される。
1.1.4. Block Configuration of Flash Memory FIG. 5 shows a block diagram of an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied, that is, a flash memory including the memory array of FIG. An outline of the configuration and operation of the flash memory of this embodiment will be described with reference to FIG. The flash memory of this embodiment is included in a single-chip microcomputer, although not particularly limited thereto. The circuit elements forming each block in FIG. 5 are formed on the surface of one semiconductor substrate such as single crystal silicon together with other circuit elements (not shown) of the single chip microcomputer.

【0033】図5において、この実施例のフラッシュメ
モリは、前述のように、p+1個の小容量メモリブロッ
クMBS0〜MBSpとq+1個の大容量メモリブロッ
クMBL0〜MBLqにブロック分割されたメモリアレ
イMARYをその基本構成要素とする。これらのメモリ
ブロックを構成するワード線WS00〜WS015ない
しWSp0〜WSp15ならびにWL00〜WL010
23ないしWLq0〜WLq1023は、Xアドレスデ
コーダXDに結合され、選択的に所定の選択又は非選択
レベルとされる。XアドレスデコーダXDには、Xアド
レスバッファXBからi+1ビットの内部アドレス信号
X0〜Xiが供給される。また、XアドレスバッファX
Bには、アドレス入力端子AX0〜AXiを介してi+
1ビットのXアドレス信号AX0〜AXiが供給され
る。
In FIG. 5, the flash memory of this embodiment has the memory array MARY divided into p + 1 small capacity memory blocks MBS0 to MBSp and q + 1 large capacity memory blocks MBL0 to MBLq, as described above. The basic component. Word lines WS00 to WS015 to WSp0 to WSp15 and WL00 to WL010 which form these memory blocks.
23 to WLq0 to WLq1023 are coupled to the X address decoder XD and selectively set to a predetermined selected or non-selected level. The X address decoder XD is supplied with i + 1-bit internal address signals X0 to Xi from the X address buffer XB. Also, X address buffer X
B to i + via address input terminals AX0 to AXi
1-bit X address signals AX0 to AXi are supplied.

【0034】XアドレスバッファXBは、フラッシュメ
モリが選択状態とされるとき、アドレス入力端子AX0
〜AXiを介して供給されるXアドレス信号AX0〜A
Xiを取り込み、保持するとともに、これらのXアドレ
ス信号をもとに内部アドレス信号X0〜Xiを形成し、
XアドレスデコーダXDに供給する。Xアドレスデコー
ダXDは、XアドレスバッファXBから供給される内部
アドレス信号X0〜Xiをデコードして、対応するメモ
リブロックの対応するワード線を所定の選択又は非選択
レベルとする。なお、この実施例のフラッシュメモリに
おけるワード線の選択及び非選択レベルについては、後
述する。
The X address buffer XB has an address input terminal AX0 when the flash memory is selected.
~ X address signals AX0-A supplied via AXi
Xi is taken in and held, and internal address signals X0 to Xi are formed based on these X address signals,
It is supplied to the X address decoder XD. The X address decoder XD decodes the internal address signals X0 to Xi supplied from the X address buffer XB and sets the corresponding word line of the corresponding memory block to a predetermined selection or non-selection level. The word line selection and non-selection levels in the flash memory of this embodiment will be described later.

【0035】次に、メモリアレイMARYの各メモリブ
ロックによって共有されるデータ線B0〜Bnは、Yス
イッチYSに結合される。YスイッチYSは、特に制限
されないが、データ線B0〜Bnと8本の共通データ線
CD0〜CD7との間に設けられるn+1個のスイッチ
MOSFETを含む。これらのスイッチMOSFETの
ゲートは、順次8個ずつ共通結合され、Yアドレスデコ
ーダYDから対応するデータ線選択信号がそれぞれ共通
に供給される。これにより、YスイッチYSを構成する
スイッチMOSFETは、対応するデータ線選択信号が
ハイレベルとされることで8個ずつ選択的にオン状態と
され、データ線B0〜Bnの対応する8本と共通データ
線CD0〜CD7とを選択的に接続状態とする。
Next, the data lines B0 to Bn shared by each memory block of the memory array MARY are coupled to the Y switch YS. The Y switch YS includes, but is not particularly limited to, n + 1 switch MOSFETs provided between the data lines B0 to Bn and the eight common data lines CD0 to CD7. The gates of these switch MOSFETs are sequentially connected in common to each other, and corresponding data line selection signals are commonly supplied from the Y address decoder YD. As a result, the switch MOSFETs that form the Y switch YS are selectively turned on by eight by setting the corresponding data line selection signal to the high level, and are common to the corresponding eight data lines B0 to Bn. The data lines CD0 to CD7 are selectively connected.

【0036】YアドレスデコーダYDには、Yアドレス
バッファYBからj+1ビットの内部アドレス信号Y0
〜Yjが供給される。また、YアドレスバッファYBに
は、アドレス入力端子AY0〜AYjを介してj+1ビ
ットのYアドレス信号AY0〜AYjが供給される。
The Y address decoder YD has a j + 1-bit internal address signal Y0 from the Y address buffer YB.
~ Yj are supplied. Further, the Y address buffer YB is supplied with j + 1-bit Y address signals AY0 to AYj via address input terminals AY0 to AYj.

【0037】YアドレスバッファYBは、フラッシュメ
モリが選択状態とされるとき、アドレス入力端子AY0
〜AYjを介して供給されるYアドレス信号AY0〜A
Yjを取り込み、保持するとともに、これらのYアドレ
ス信号をもとに内部アドレス信号Y0〜Yjを形成し、
YアドレスデコーダYDに供給する。Yアドレスデコー
ダYDは、YアドレスバッファYBから供給される内部
アドレス信号Y0〜Yjをデコードして、対応するデー
タ線選択信号をハイレベルとする。
The Y address buffer YB has an address input terminal AY0 when the flash memory is selected.
~ YY address signals AY0-A supplied via AYj
Yj is taken in and held, and internal address signals Y0 to Yj are formed based on these Y address signals,
It is supplied to the Y address decoder YD. The Y address decoder YD decodes the internal address signals Y0 to Yj supplied from the Y address buffer YB and sets the corresponding data line selection signal to the high level.

【0038】一方、メモリアレイMARYの各メモリブ
ロックのソース線SS0〜SSpならびにSL0〜SL
qは、ソーススイッチSSに結合される。このソースス
イッチSSには、前記XアドレスバッファXBから内部
アドレス信号X0〜Xiが供給される。ソーススイッチ
SSは、フラッシュメモリが選択状態とされるとき、X
アドレスバッファXBから供給される内部アドレス信号
X0〜Xiの所定ビットをデコードして、対応するメモ
リブロックのソース線SS0〜SSpあるいはSL0〜
SLqを所定の選択又は非選択レベルとする。なお、こ
の実施例のフラッシュメモリにおけるソース線SS0〜
SSpならびにSL0〜SLqの選択及び非選択レベル
については、後述する。
On the other hand, the source lines SS0 to SSp and SL0 to SL of each memory block of the memory array MARY.
q is coupled to the source switch SS. Internal address signals X0 to Xi are supplied to the source switch SS from the X address buffer XB. When the flash memory is in the selected state, the source switch SS is X
The predetermined bits of the internal address signals X0 to Xi supplied from the address buffer XB are decoded and the source lines SS0 to SSp or SL0 of the corresponding memory block are decoded.
SLq is set to a predetermined selection or non-selection level. The source lines SS0 to SS0 in the flash memory of this embodiment are
The selection and non-selection levels of SSp and SL0 to SLq will be described later.

【0039】メモリアレイMARYのデータ線B0〜B
nがYスイッチYSを介して8本ずつ選択的に接続状態
とされる共通データ線CD0〜CD7は、リードライト
回路RWの対応する単位回路にそれぞれ結合される。
Data lines B0 to B of the memory array MARY
The common data lines CD0 to CD7 to which n is selectively connected by eight via the Y switch YS are respectively coupled to the corresponding unit circuits of the read / write circuit RW.

【0040】リードライト回路RWは、共通データ線C
D0〜CD7に対応して設けられる8個の単位回路を含
み、これらの単位回路のそれぞれは、それぞれ1個のラ
イトアンプ及びリードアンプを含む。このうち、各ライ
トアンプの入力端子は、対応するデータ入出力端子D0
〜D7に結合され、その出力端子は、対応する共通デー
タ線CD0〜CD7に結合される。また、各リードアン
プの入力端子は、対応する共通データ線CD0〜CD7
に結合され、その出力端子は、対応するデータ入出力端
子D0〜D7に結合される。リードライト回路RWの各
ライトアンプには、タイミング発生回路TGから内部制
御信号WCが供給される。
The read / write circuit RW has a common data line C.
It includes eight unit circuits provided corresponding to D0 to CD7, and each of these unit circuits includes one write amplifier and one read amplifier. Of these, the input terminal of each write amplifier is the corresponding data input / output terminal D0.
To D7, the output terminals of which are coupled to the corresponding common data lines CD0 to CD7. The input terminals of each read amplifier are connected to the corresponding common data lines CD0 to CD7.
, And its output terminal is connected to the corresponding data input / output terminals D0 to D7. An internal control signal WC is supplied from the timing generation circuit TG to each write amplifier of the read / write circuit RW.

【0041】リードライト回路RWの各ライトアンプ
は、フラッシュメモリが書き込みモードで選択状態とさ
れるとき、内部制御信号WCのハイレベルを受けて選択
的に動作状態とされる。この動作状態において、各ライ
トアンプは、対応するデータ入出力端子D0〜D7を介
して供給される書き込みデータに従って所定の書き込み
信号を形成し、対応する共通データ線CD0〜CD7を
介してメモリアレイMARYの選択された8個のメモリ
セルに書き込む。なお、ライトアンプから出力される書
き込み信号のレベルは、対応する書き込みデータが論理
“0”とされるとき+6.5Vのような正電位VP6と
され、対応する書き込みデータが論理“1”とされると
き接地電位GNDつまり0Vとされる。
Each write amplifier of the read / write circuit RW is selectively operated by receiving the high level of the internal control signal WC when the flash memory is selected in the write mode. In this operating state, each write amplifier forms a predetermined write signal according to the write data supplied via the corresponding data input / output terminals D0 to D7, and the memory array MARY via the corresponding common data line CD0 to CD7. Are written in the selected eight memory cells. The level of the write signal output from the write amplifier is a positive potential VP6 such as +6.5 V when the corresponding write data is a logical "0", and the corresponding write data is a logical "1". At this time, it is set to the ground potential GND, that is, 0V.

【0042】一方、リードライト回路RWの各リードア
ンプは、フラッシュメモリが読み出しモードで選択状態
とされるとき、メモリアレイMARYの選択された8個
のメモリセルから対応する共通データ線CD0〜CD7
を介して出力される読み出し信号を増幅し、対応するデ
ータ入出力端子D0〜D7を介してフラッシュメモリの
外部に送出する。この実施例において、メモリアレイM
ARYの選択されたメモリセルから出力される読み出し
信号は、前述のように、選択されたメモリセルのしきい
値電圧に応じた電流信号とされる。このため、リードラ
イト回路RWの各リードアンプは、電流信号として得ら
れる読み出し信号を電圧信号に変換するための電流電圧
変換回路をそれぞれ含む。
On the other hand, each read amplifier of the read / write circuit RW has the corresponding common data lines CD0 to CD7 from the eight selected memory cells of the memory array MARY when the flash memory is selected in the read mode.
A read signal output via the flash memory is amplified and sent to the outside of the flash memory via the corresponding data input / output terminals D0 to D7. In this embodiment, the memory array M
The read signal output from the selected memory cell of ARY is a current signal corresponding to the threshold voltage of the selected memory cell as described above. Therefore, each read amplifier of the read / write circuit RW includes a current-voltage conversion circuit for converting a read signal obtained as a current signal into a voltage signal.

【0043】タイミング発生回路TGは、マイクロコン
ピュータの図示されない前段回路から起動制御信号とし
て供給されるメモリイネーブル信号MEB及びライトイ
ネーブル信号WEBならびに出力イネーブル信号OEB
をもとに各種の内部制御信号を選択的に形成し、フラッ
シュメモリの各部に供給する。
The timing generation circuit TG is provided with a memory enable signal MEB, a write enable signal WEB and an output enable signal OEB which are supplied as start control signals from a pre-stage circuit (not shown) of the microcomputer.
Various internal control signals are selectively formed based on the above, and are supplied to each part of the flash memory.

【0044】1.2.書き込みディスターブの原因とそ
の対策 1.2.1.書き込みディスターブの原因 図6には、本願発明者等がこの発明に先立って開発した
つまり図4のフラッシュメモリの書き込みモードにおけ
るソース接地時の接続図が示され、図7には、その問題
点を説明するための断面構造図が示されている。また、
図8には、図4のフラッシュメモリの書き込みモードに
おけるソース開放時の接続図が示され、図9には、その
問題点を説明するための断面構造図が示されている。さ
らに、図10には、浮遊ゲート構造セルのドレイン電圧
とリーク電流との関係を説明するための一般的な特性図
が示され、図11には、メモリアレイの異なるサイズの
メモリブロック間におけるデータディスターブを説明す
るための計算図が示されている。これらの図をもとに、
本願発明者等がこの発明に先立って開発したフラッシュ
メモリの問題点のうち特に書き込みディスターブのメカ
ニズムと原因について説明する。なお、以下の接続図に
おいて、書き込み対象となるメモリセルには点線の円が
付される。また、この選択メモリセルを含む選択メモリ
ブロックならびに消去対象となるメモリブロックは、そ
の枠線が太い実線で示され、非選択メモリブロックの枠
線は点線で示される。
1.2. Cause of write disturb and its countermeasure 1.2.1. Cause of Write Disturb FIG. 6 shows a connection diagram at the time of source grounding in the write mode of the flash memory of FIG. 4, which was developed by the present inventors prior to the present invention, and FIG. 7 shows the problem. A cross-sectional structure diagram for explaining is shown. Also,
FIG. 8 shows a connection diagram when the source is opened in the write mode of the flash memory of FIG. 4, and FIG. 9 shows a cross-sectional structure diagram for explaining the problem. Further, FIG. 10 shows a general characteristic diagram for explaining the relationship between the drain voltage and the leak current of the floating gate structure cell, and FIG. 11 shows data between memory blocks of different sizes in the memory array. A calculation diagram is shown to explain the disturbance. Based on these figures,
Among the problems of the flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention, the mechanism and the cause of the write disturb will be described. In the connection diagram below, a memory cell to be written is indicated by a dotted circle. Further, the selected memory block including the selected memory cell and the memory block to be erased are shown by thick solid lines, and the unselected memory blocks are shown by dotted lines.

【0045】本願発明者等がこの発明に先立って開発し
たフラッシュメモリの書き込みモードでは、図4及び図
6に示されるように、書き込み対象となる選択メモリセ
ルMCBのコントロールゲートが結合されるワード線W
S00に+12Vの正電位VP12が択一的に供給さ
れ、そのドレインが結合されるデータ線B1には、対応
する書き込みデータが論理“0”であることを条件に選
択的に+6.5Vの正電位VP6が供給される。このと
き、書き込み対象とならない非選択メモリセルのコント
ロールゲートが結合される非選択ワード線WS01,W
S10及びWS11等には、接地電位GNDが供給さ
れ、選択メモリセルMCBのドレインが結合されない非
選択データ線B0ならびにB2〜Bnにも接地電位GN
Dが供給される。また、すべてのメモリセルのソースが
結合されるソース線SS0及びSS1等には、接地電位
GNDが供給される。
In the write mode of the flash memory developed by the inventors of the present invention prior to the present invention, as shown in FIGS. 4 and 6, the word line to which the control gate of the selected memory cell MCB to be written is coupled. W
A positive potential VP12 of + 12V is alternatively supplied to S00, and the data line B1 to which the drain is coupled is selectively supplied with a positive potential of + 6.5V on condition that the corresponding write data is logic "0". The potential VP6 is supplied. At this time, the non-selected word lines WS01, W to which the control gates of the non-selected memory cells not to be written are coupled.
The ground potential GND is supplied to S10 and WS11 and the like, and the ground potential GN is also applied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn to which the drain of the selected memory cell MCB is not coupled.
D is supplied. In addition, the ground potential GND is supplied to the source lines SS0 and SS1 to which the sources of all the memory cells are coupled.

【0046】これらのことから、まず選択メモリセルM
CBでは、ドレインが正電位VP6とされるためにチャ
ンネルホットエレクトロンが発生し、コントロールゲー
トCGの正電位VP12に引かれてフローティングゲー
トFGに注入され、そのしきい値電圧が6V程度に高く
される。また、そのコントロールゲートが選択ワード線
WS00に結合されそのドレインが非選択データ線B0
に結合される非選択メモリセルMCA等では、ドレイン
が接地電位GNDとされるためにチャンネルホットエレ
クトロンは発生せず、そのコントロールゲートが非選択
ワード線WS10に結合されそのドレインが非選択デー
タ線B1に結合される非選択メモリセルMCE等では、
やはりドレインが接地電位GNDとされるためにチャン
ネルホットエレクトロンは発生しない。
From these facts, first, the selected memory cell M
In CB, since the drain is set to the positive potential VP6, channel hot electrons are generated, drawn to the positive potential VP12 of the control gate CG and injected into the floating gate FG, and the threshold voltage thereof is increased to about 6V. Further, its control gate is coupled to the selected word line WS00 and its drain is the unselected data line B0.
In the non-selected memory cell MCA or the like coupled to, the channel hot electrons are not generated because the drain is set to the ground potential GND, the control gate is coupled to the non-selected word line WS10, and the drain is the non-selected data line B1. In the non-selected memory cell MCE etc. coupled to
Again, since the drain is set to the ground potential GND, channel hot electrons are not generated.

【0047】ところが、そのコントロールゲートが非選
択ワード線WS10に結合されそのドレインが選択デー
タ線B1に結合される非選択メモリセルMCF等では、
図7に例示されるように、そのしきい値電圧が0.5V
つまり消去状態にある場合、ドレインカップリングによ
りフローティングゲートFGの電位が上昇し、チャンネ
ルCHが形成される。このため、図10に示されるよう
に、非選択メモリセルMCF等のソース及びドレインに
同様なリーク電流が流れる。これにより、ホットキャリ
アとしての電子・ホール対が発生し、このうちのホット
ホールがフローティングゲートFGに注入されて、非選
択メモリセルMCF等のしきい値電圧が低下する。ま
た、そのしきい値電圧が6Vつまり書き込み状態にある
場合には、ドレイン・フローティングゲート間の電位差
が大きいために、フローティングゲートFGに蓄積され
た電子がトンネル現象によりドレイン側に引き抜かれ、
これによってやはり非選択メモリセルMCF等のしきい
値電圧が低下する。以上のような書き込みディスターブ
により、非選択メモリセルMCF等が消去状態にある場
合にはこれがデプレッション化し、また書き込み状態に
ある場合にはこれが消去状態に反転して、フラッシュメ
モリの誤動作を招く結果となる。
However, in a non-selected memory cell MCF whose control gate is coupled to the non-selected word line WS10 and its drain is coupled to the selected data line B1,
As illustrated in FIG. 7, the threshold voltage is 0.5V.
That is, in the erased state, the potential of the floating gate FG rises due to the drain coupling, and the channel CH is formed. Therefore, as shown in FIG. 10, a similar leak current flows through the source and drain of the non-selected memory cell MCF or the like. As a result, electron-hole pairs as hot carriers are generated, and the hot holes among these are injected into the floating gate FG, and the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF and the like decreases. Further, when the threshold voltage is 6 V, that is, in the written state, the potential difference between the drain and the floating gate is large, so that the electrons accumulated in the floating gate FG are extracted to the drain side by the tunnel phenomenon.
As a result, the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF and the like also decreases. Due to the write disturb as described above, when the non-selected memory cell MCF or the like is in the erased state, it is depleted, and when it is in the written state, it is inverted to the erased state, resulting in malfunction of the flash memory. Become.

【0048】なお、上記のようなデータ線を介する書き
込みディスターブつまりデータディスターブは、図8及
び図9に示されるように、ソース線が開放状態OPEN
とされる場合でもソースの寄生容量Csを介して同様に
発生し、非選択メモリセルMCF等のしきい値電圧を低
下させる結果となる。
In the write disturb, that is, the data disturb via the data line as described above, as shown in FIGS. 8 and 9, the source line is in the open state OPEN.
Even in such a case, it similarly occurs via the parasitic capacitance Cs of the source, resulting in lowering the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF and the like.

【0049】ところで、メモリアレイが異なるサイズの
複数のメモリブロックにブロック分割される図5のフラ
ッシュメモリの場合、非選択メモリセルに対するデータ
ディスターブの影響は、メモリブロックの大きさによっ
て変化する。すなわち、例えば1ビットあたりの書き込
み所要時間を100μs(マイクロ秒)とし、対象メモ
リブロックを一括消去した後にその全ワード線を一通り
選択して書き込むというような動作を10000回繰り
返したと仮定すると、例えば小容量のメモリブロックM
BS0〜MBSpに含まれる非選択メモリセルが受ける
データディスターブの時間は、図11に示されるよう
に、書き込みが小容量のメモリブロックMBS0〜MB
Spに対して行われるものである場合、1.5ms(ミ
リ秒)で済むが、書き込みが大容量のメモリブロックM
BL0〜MBLqに対して行われるものである場合、1
024s(秒)にも達する。
By the way, in the case of the flash memory of FIG. 5 in which the memory array is divided into a plurality of memory blocks of different sizes, the influence of the data disturb on the non-selected memory cells changes depending on the size of the memory block. That is, assuming that the time required for writing per bit is 100 μs (microseconds) and the operation of collectively erasing the target memory block and then selecting and writing all the word lines is repeated 10,000 times, for example, Small capacity memory block M
As shown in FIG. 11, the data disturb time received by the non-selected memory cells included in BS0 to MBSp is small in the memory blocks MBS0 to MB in which writing is performed.
If it is performed for Sp, it takes 1.5 ms (milliseconds), but writing is performed in a large capacity memory block M.
If performed on BL0 to MBLq, 1
It will reach 024 seconds.

【0050】後述する図14に示されるように、選択及
び非選択メモリセルのソース線に接地電位GNDが与え
られる従来のフラッシュメモリでは、特に非選択メモリ
セルの初期しきい値電圧が低いとき、データディスター
ブによるしきい値電圧の変化は、ディスターブ時間が長
くなるに従って大きくなる。つまり、メモリアレイが異
なるサイズの複数のメモリブロックにブロック分割され
るフラッシュメモリでは、メモリブロックの大きさによ
って非選択メモリセルが受けるデータディスターブの影
響が異なる訳であり、このためにメモリセルのしきい値
電圧にバラツキが生じて、フラッシュメモリの動作マー
ジンが低下する結果となる。
As shown in FIG. 14 described later, in the conventional flash memory in which the ground potential GND is applied to the source lines of the selected and unselected memory cells, especially when the initial threshold voltage of the unselected memory cells is low, The change in the threshold voltage due to the data disturb increases as the disturb time increases. That is, in a flash memory in which the memory array is divided into a plurality of memory blocks of different sizes, the effect of data disturb on unselected memory cells differs depending on the size of the memory block. As a result, the threshold voltage varies and the operating margin of the flash memory decreases.

【0051】1.2.2.非選択ソース線にバイアス電
圧を与えることによる対策 図12には、図5のフラッシュメモリの書き込みモード
において非選択ソース線にバイアス電圧を与える対策を
施した場合の一実施例の接続図が示され、図13及び図
14には、その効果を説明するための断面構造図及び特
性図がそれぞれ示されている。これらの図をもとに、こ
の発明が適用されたフラッシュメモリのデータディスタ
ーブ対策の概要とその特徴について説明する。
1.2.2. Countermeasure by Providing Bias Voltage to Non-Selected Source Line FIG. 12 shows a connection diagram of an embodiment in which a countermeasure is given to the non-selected source line in the write mode of the flash memory of FIG. , FIG. 13 and FIG. 14 respectively show a sectional structure diagram and a characteristic diagram for explaining the effect. Based on these figures, an outline of the data disturb countermeasure of the flash memory to which the present invention is applied and its features will be described.

【0052】図12において、この実施例のフラッシュ
メモリにおける書き込み動作は、選択メモリセルMCB
のコントロールゲートが結合される選択ワード線WS0
0に+12Vの正電位VP12を供給し、そのドレイン
が結合される選択データ線B1に+6.5Vの正電位V
P6を供給することによって行われる。このとき、選択
メモリセルMCBを含むメモリブロックMBS0の他の
非選択ワード線WS01〜WS015には接地電位GN
Dが供給され、非選択データ線B0ならびにB2〜Bn
にも接地電位GNDが供給される。選択メモリセルMC
Bを含むメモリブロックMBS0のソース線SS0に
は、接地電位GNDが供給される。
In FIG. 12, the write operation in the flash memory of this embodiment is performed by selecting the selected memory cell MCB.
Selected word line WS0 to which the control gate of
A positive potential VP12 of + 12V is supplied to 0, and a positive potential V of + 6.5V is applied to the selected data line B1 to which the drain is coupled.
This is done by supplying P6. At this time, the ground potential GN is applied to the other unselected word lines WS01 to WS015 of the memory block MBS0 including the selected memory cell MCB.
D is supplied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn
Is also supplied with the ground potential GND. Selected memory cell MC
The ground potential GND is supplied to the source line SS0 of the memory block MBS0 including B.

【0053】ところが、この実施例では、選択メモリセ
ルMCBが含まれるメモリブロックMBS0のソース線
SS0に接地電位GNDが供給されが、非選択メモリセ
ルMCF等が含まれるメモリブロックMBS1のソース
線SS1等つまりそのドレインが選択メモリセルMCB
のドレインに共通結合されそのソースが選択メモリセル
MCBのソースに共通結合されない非選択メモリセルM
CF等のソースには、+3.5Vのような第1のバイア
ス電圧つまり正電位VP3(第3の正電位)が与えられ
る。このバイアス電圧は、図13に示されるように、非
選択メモリセルMCF等のソース電位を高めて、そのソ
ース・ドレイン間にチャンネルが形成されるのを防止
し、ホットホールの発生を抑えて、非選択メモリセルM
CF等のしきい値電圧の低下を抑制すべく作用する。こ
のため、非選択メモリセルMCF等のしきい値電圧は、
図14に示されるように、特にその初期しきい値電圧が
0.5Vのように低い場合でも、ディスターブ時間に関
係なく一定の値をとるものとなる。この結果、メモリセ
ルのしきい値電圧のバラツキを抑制して、フラッシュメ
モリの動作マージンを高め、その誤動作を防止できるも
のである。
However, in this embodiment, the ground potential GND is supplied to the source line SS0 of the memory block MBS0 including the selected memory cell MCB, but the source line SS1 of the memory block MBS1 including the non-selected memory cells MCF and the like. That is, the drain is the selected memory cell MCB
Of unselected memory cells M whose common source is not coupled to the source of the selected memory cell MCB.
A first bias voltage such as + 3.5V, that is, a positive potential VP3 (third positive potential) is applied to the source such as CF. As shown in FIG. 13, this bias voltage raises the source potential of the non-selected memory cells MCF and the like to prevent a channel from being formed between the source and drain thereof and suppress the generation of hot holes. Unselected memory cell M
It acts to suppress a decrease in the threshold voltage of CF or the like. Therefore, the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF is
As shown in FIG. 14, even when the initial threshold voltage is as low as 0.5 V, it takes a constant value regardless of the disturb time. As a result, variations in the threshold voltage of the memory cells can be suppressed, the operation margin of the flash memory can be increased, and malfunctions thereof can be prevented.

【0054】1.2.3.非選択ワード線にバイアス電
圧を与えることによる対策 図15には、図5のフラッシュメモリの書き込みモード
において非選択ワード線にバイアス電圧を与える対策を
施した場合の接続図が示され、図16には、その効果を
説明するための断面構造図が示されている。また、図1
7には、浮遊ゲート構造セルのゲート電圧とゲート電流
との関係を説明するための一般的な特性図が示され、図
18及び図19には、図15において非選択ワード線の
バイアス電圧が低すぎ又は高すぎる場合の問題点を説明
するための断面構造図がそれぞれ示されている。さら
に、図20には、図15の対策の効果を説明するための
特性図が示され、図21には、図15の対策の効果を説
明するための他の特性図が示されている。これらの図を
もとに、この発明が適用されたフラッシュメモリのもう
一つのデータディスターブ対策の概要とその特徴につい
て説明する。
1.2.3. Countermeasure by Providing Bias Voltage to Non-Selected Word Lines FIG. 15 shows a connection diagram in the case where a countermeasure is applied to the non-selected word lines in the write mode of the flash memory of FIG. 5, and FIG. Shows a cross-sectional structure diagram for explaining the effect. Also, FIG.
7 shows a general characteristic diagram for explaining the relationship between the gate voltage and the gate current of the floating gate structure cell, and FIGS. 18 and 19 show the bias voltage of the non-selected word line in FIG. Cross-sectional structural diagrams are respectively shown for explaining the problems when the temperature is too low or too high. Further, FIG. 20 shows a characteristic diagram for explaining the effect of the measure of FIG. 15, and FIG. 21 shows another characteristic diagram for explaining the effect of the measure of FIG. Based on these drawings, another outline of the data disturb countermeasure of the flash memory to which the present invention is applied and its features will be described.

【0055】図15において、この実施例のフラッシュ
メモリにおける書き込み動作は、選択メモリセルMCB
のコントロールゲートが結合される選択ワード線WS0
0に+12Vの正電位VP12を供給し、そのドレイン
が結合される選択データ線B1に+6.5Vの正電位V
P6を供給することによって行われる。このとき、非選
択メモリセルのコントロールゲートが結合される非選択
ワード線WS01には接地電位GNDが供給され、非選
択データ線B0ならびにB2〜Bnにも接地電位GND
が供給される。
In FIG. 15, the write operation in the flash memory of this embodiment is performed in the selected memory cell MCB.
Selected word line WS0 to which the control gate of
A positive potential VP12 of + 12V is supplied to 0, and a positive potential V of + 6.5V is applied to the selected data line B1 to which the drain is coupled.
This is done by supplying P6. At this time, the ground potential GND is supplied to the non-selected word line WS01 to which the control gates of the non-selected memory cells are coupled, and the ground potential GND is also supplied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn.
Is supplied.

【0056】ところが、この実施例では、選択メモリセ
ルが含まれないメモリブロックMBS1のソース線SS
1等が開放状態OPENとされるとともに、非選択メモ
リブロックのワード線WS10〜WS11等つまりその
ドレインが選択メモリセルMCBのドレインに共通結合
されそのソースが選択メモリセルMCBのソースに共通
結合されない非選択メモリセルMCF等のコントロール
ゲートに、+1Vのような第2のバイアス電圧つまり正
電位VP1(第4の正電位)が与えられる。このバイア
ス電圧は、図16に示されるように、非選択メモリセル
MCF等のソース・ドレイン間にチャンネルCHが形成
されるのを防止はしないものの、その電位は、図17に
示されるように、非選択メモリセルMCF等のゲート電
流が主にアバランシェホットホールの影響を受けて流さ
れる領域と主にアバランシェホットエレクトロンの影響
を受けて流される領域との境界値となるゲート電圧に対
応するものとされる。したがって、非選択メモリセルM
CF等のソース・ドレイン間にチャンネルCHが形成さ
れたとしても、そのゲート電流つまりそのフローティン
グゲートFGに対する電荷の移動はなくなり、そのしき
い値電圧は変化しない。この結果、メモリセルのしきい
値電圧のバラツキを抑制し、フラッシュメモリの動作マ
ージンを高めて、その誤動作を防止できるものとなる。
However, in this embodiment, the source line SS of the memory block MBS1 that does not include the selected memory cell.
1 and the like are opened, and word lines WS10 to WS11 and the like of the unselected memory blocks, that is, their drains are commonly coupled to the drains of the selected memory cells MCB and their sources are not commonly coupled to the sources of the selected memory cells MCB. A second bias voltage such as + 1V, that is, a positive potential VP1 (fourth positive potential) is applied to the control gate of the selected memory cell MCF or the like. Although this bias voltage does not prevent the channel CH from being formed between the source and drain of the non-selected memory cell MCF as shown in FIG. 16, its potential is as shown in FIG. It corresponds to a gate voltage which is a boundary value between a region where the gate current of the non-selected memory cell MCF or the like mainly flows under the influence of avalanche hot holes and a region where the gate current mainly flows under the influence of avalanche hot electrons. To be done. Therefore, the non-selected memory cell M
Even if the channel CH is formed between the source and drain of CF or the like, the gate current, that is, the movement of charges to the floating gate FG, disappears, and the threshold voltage does not change. As a result, variations in the threshold voltage of the memory cell can be suppressed, the operation margin of the flash memory can be increased, and the malfunction thereof can be prevented.

【0057】ところで、図15の対策において非選択ワ
ード線WS10等のバイアス電圧が0.5Vのような低
い電位に設定された場合、非選択メモリセルMCF等の
初期の動作点は図17のb点となる。このため、非選択
メモリセルMCF等では、図18に示されるように、そ
のソース・ドレイン間に形成されたチャンネルCHから
フローティングゲートFGに対してアバランシェホット
ホールが注入され、これによってそのゲート電圧が上昇
する。この結果、非選択メモリセルMCF等の動作点
は、図17のc点を経てd点に至り、やがて安定する。
By the way, when the bias voltage of the non-selected word line WS10 or the like is set to a low potential such as 0.5 V in the measure of FIG. 15, the initial operating point of the non-selected memory cell MCF or the like is b in FIG. It becomes a point. Therefore, in the non-selected memory cell MCF or the like, as shown in FIG. 18, avalanche hot holes are injected from the channel CH formed between the source and drain of the avalanche hot hole to the floating gate FG, whereby the gate voltage thereof is increased. To rise. As a result, the operating points of the non-selected memory cells MCF and the like reach the point d through the point c in FIG. 17, and eventually become stable.

【0058】一方、図15の対策において非選択ワード
線WS10等のバイアス電圧が1.5Vのような高い電
位に設定された場合、非選択メモリセルMCF等の初期
の動作点は図17のf点となる。このため、非選択メモ
リセルMCF等では、図19に示されるように、そのソ
ース・ドレイン間に形成されたチャンネルCHからフロ
ーティングゲートFGに対してアバランシェホットエレ
クトロンが注入され、これによってそのゲート電圧が低
下する。この結果、非選択メモリセルMCF等の動作点
は、図17のe点を経てやはりd点に至り、安定する。
On the other hand, when the bias voltage of the non-selected word line WS10 or the like is set to a high potential such as 1.5 V in the countermeasure of FIG. 15, the initial operating point of the non-selected memory cell MCF or the like is f in FIG. It becomes a point. Therefore, in the non-selected memory cell MCF or the like, as shown in FIG. 19, avalanche hot electrons are injected from the channel CH formed between the source and drain of the avalanche hot electron into the floating gate FG, and thereby the gate voltage thereof is increased. descend. As a result, the operating point of the non-selected memory cells MCF and the like reaches the point d after passing through the point e in FIG. 17 and becomes stable.

【0059】つまり、浮遊ゲート構造型のメモリセル
は、アバランシェホットホール及びホットエレクトロン
の影響を受けないゲート電圧の安定点を有するものであ
って、初期のゲート電圧がこの安定点から外れた場合に
はフローティングゲートFGの電位が安定点となるべく
アバランシェホットホール又はホットエレクトロンの注
入が行われる。以上の説明から明らかなように、この実
施例のフラッシュメモリでは、非選択メモリセルのコン
トロールゲートCGに予め上記安定点に対応する+1.
0Vのバイアス電圧を与えられるため、フローティング
ゲートFGに対するホットホール及びホットエレクトロ
ンの注入が抑えられ、しきい値電圧の変化が抑制される
結果となる。なお、図20には、ゲート電圧Vgを+
0.5V,+1.0Vならびに+1.5Vに変化させた
場合の非選択メモリセルMCF等のしきい値電圧とディ
スターブ時間との関係が図17に対応付けて示され、図
21には、非選択メモリセルMCF等のコントロールゲ
ートCGに+1.0Vのゲート電圧を与えたときの初期
しきい値電圧とディスターブ時間との関係が示されてい
る。これらの図からも明らかなように、コントロールゲ
ートCGに上記安定点に対応する+1.0Vのバイアス
電圧が与えられるとき、非選択メモリセルMCF等のし
きい値電圧はディスターブ時間に関係なく安定したもの
となる。
That is, the floating gate structure type memory cell has a stable point of the gate voltage which is not affected by avalanche hot holes and hot electrons, and when the initial gate voltage deviates from this stable point. Avalanche hot holes or hot electrons are injected so that the potential of the floating gate FG reaches a stable point. As is clear from the above description, in the flash memory of this embodiment, the control gate CG of the non-selected memory cell corresponds to the above stable point in advance.
Since a bias voltage of 0 V is applied, injection of hot holes and hot electrons into the floating gate FG is suppressed, resulting in suppression of change in threshold voltage. In FIG. 20, the gate voltage Vg is +
The relationship between the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF and the like and the disturb time when changing to 0.5V, + 1.0V and + 1.5V is shown in association with FIG. The relationship between the initial threshold voltage and the disturb time when a gate voltage of +1.0 V is applied to the control gate CG of the selected memory cell MCF or the like is shown. As is clear from these figures, when the control gate CG is applied with a bias voltage of +1.0 V corresponding to the above-mentioned stable point, the threshold voltage of the non-selected memory cells MCF is stable regardless of the disturb time. Will be things.

【0060】1.3.消去ディスターブの原因とその対
策 1.3.1.消去ディスターブの原因 図22には、本願発明者等がこの発明に先立って開発し
た図4のフラッシュメモリの消去モードにおける接続図
が示されている。また、図23には、その問題点を説明
するための断面構造図が示され、図24には、図22の
フラッシュメモリにおける増速消去を説明するための特
性図が示されている。これらの図をもとに、本願発明者
等がこの発明に先立って開発したフラッシュメモリの問
題点のうち特に増速消去のメカニズムと原因について説
明する。
1.3. Causes of Erasure Disturb and Countermeasures 1.3.1. Cause of Erase Disturbance FIG. 22 shows a connection diagram in the erase mode of the flash memory of FIG. 4 developed by the inventors of the present application prior to the present invention. Further, FIG. 23 shows a sectional structure diagram for explaining the problem, and FIG. 24 shows a characteristic diagram for explaining accelerated erase in the flash memory of FIG. Among these problems of the flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention, the mechanism and the cause of accelerated erasing will be described based on these drawings.

【0061】図22において、この発明に先立って本願
発明者等が開発したフラッシュメモリの消去モードは、
消去対象となる選択メモリブロックMBS0のソース線
SS0に+12Vの正電位VP12を供給することによ
り行われる。このとき、消去対象とならない非選択メモ
リブロックMBS1等のソース線SS1等には、接地電
位GNDが供給される。また、各メモリブロックを構成
するすべてのワード線には、接地電位GNDが供給さ
れ、これらのメモリブロックMBによって共有されるデ
ータ線B0〜Bnは、開放状態OPENとされる。
In FIG. 22, the erase mode of the flash memory developed by the inventors of the present invention prior to the present invention is as follows:
This is performed by supplying a positive potential VP12 of + 12V to the source line SS0 of the selected memory block MBS0 to be erased. At this time, the ground potential GND is supplied to the source line SS1 and the like of the non-selected memory block MBS1 and the like which are not to be erased. Further, the ground potential GND is supplied to all the word lines forming each memory block, and the data lines B0 to Bn shared by these memory blocks MB are in the open state OPEN.

【0062】これらのことから、まず選択メモリブロッ
クMBS0では、対応するソース線SS0に+12Vの
正電位VP12が供給されるために、各メモリセルMC
のフローティングゲートFGに蓄積された電子がトンネ
ル現象によってそのソース側に引き抜かれる。このた
め、選択メモリブロックMBS0を構成するすべてのメ
モリセルMCは、そのしきい値電圧が0.5V程度に低
くされ、これによって論理“0”の情報を保持するもの
とされる。一方、非選択メモリブロックMBS1等で
は、対応するソース線SS1等に接地電位GNDが供給
されるために、トンネル現象による電子の引き抜きは行
われず、非選択メモリブロックMBS1等を構成するす
べてのメモリセルMCのしきい値電圧は変化しない。
From these facts, first, in the selected memory block MBS0, since the positive potential VP12 of + 12V is supplied to the corresponding source line SS0, each memory cell MC
The electrons accumulated in the floating gate FG of are extracted to the source side by the tunnel phenomenon. Therefore, the threshold voltage of all the memory cells MC forming the selected memory block MBS0 is lowered to about 0.5V, and thereby the information of logic "0" is held. On the other hand, in the unselected memory block MBS1 and the like, since the ground potential GND is supplied to the corresponding source line SS1 and the like, electrons are not extracted by the tunnel phenomenon, and all the memory cells that configure the unselected memory block MBS1 and the like. The MC threshold voltage does not change.

【0063】ところで、選択メモリブロックMBS0を
構成するメモリセルMCA等では、図23に示されるよ
うに、そのしきい値電圧がある程度低くなった時点でチ
ャンネルCHが形成され、ソースからドレインに向かっ
てドレイン容量Cdを充電するための電流が流れる。こ
のとき、チャンネルCHに発生したホットキャリアのう
ちホットホールがフローティングゲートFGに注入さ
れ、選択メモリセルMCA等のしきい値電圧が異常に低
下するいわゆる増速消去が行われる。この増速消去が選
択メモリセルMCA等のしきい値電圧に与える影響は、
図24に示されるように、ドレイン容量Cdの値が大き
いほど大きくなり、フラッシュメモリとしての消去バラ
ツキを増大させる原因となる。
By the way, in the memory cell MCA or the like which constitutes the selected memory block MBS0, as shown in FIG. 23, the channel CH is formed when the threshold voltage thereof is lowered to some extent, and the channel CH is formed from the source to the drain. A current for charging the drain capacitance Cd flows. At this time, hot holes of hot carriers generated in the channel CH are injected into the floating gate FG, and so-called accelerated erasing is performed in which the threshold voltage of the selected memory cell MCA or the like is abnormally lowered. The influence of this accelerated erase on the threshold voltage of the selected memory cell MCA or the like is
As shown in FIG. 24, the larger the value of the drain capacitance Cd, the larger the drain capacitance Cd, which causes an increase in erase variation as a flash memory.

【0064】1.3.2.データ線にバイアス電圧を与
えることによる対策 図25には、図5のフラッシュメモリの消去モードにお
いてデータ線にバイアス電圧を与える対策を施した場合
の一実施例の接続図が示され、図26には、その効果を
説明するための断面構造図が示されている。これらの図
をもとに、この発明が適用されたフラッシュメモリの増
速消去対策の概要とその特徴について説明する。
1.3.2. Measures by Applying Bias Voltage to Data Line FIG. 25 shows a connection diagram of an embodiment in which a measure to apply a bias voltage to the data line is applied in the erase mode of the flash memory of FIG. 5, and FIG. Shows a cross-sectional structure diagram for explaining the effect. Based on these figures, the outline and the features of the flash memory erase erasure countermeasure to which the present invention is applied will be described.

【0065】図25において、この実施例のフラッシュ
メモリにおける消去動作は、選択メモリブロックMBS
0のソース線SS0に+12Vの正電位VP12を供給
することによって行われる。このとき、非選択メモリブ
ロックMBS1のソース線SS1等には接地電位GND
が供給され、各メモリブロックの全ワード線にも接地電
位GNDが供給される。
In FIG. 25, the erase operation in the flash memory of this embodiment is performed by selecting the selected memory block MBS.
This is performed by supplying the positive potential VP12 of + 12V to the 0 source line SS0. At this time, the ground potential GND is applied to the source line SS1 and the like of the non-selected memory block MBS1.
Is supplied, and the ground potential GND is also supplied to all word lines of each memory block.

【0066】ところが、この実施例では、各メモリブロ
ックにより共有されるデータ線B0〜Bnに、+1.0
Vのような第3のバイアス電圧つまり正電位VP1(第
5の正電位)が与えられる。このバイアス電圧は、図2
6に示されるように、選択メモリブロックMBS0を構
成するメモリセルMBA等のドレイン電位を高めて、そ
のソース・ドレイン間にチャンネルが形成されるのを防
止し、ホットホールの発生を抑えて、メモリセルMCA
等のしきい値電圧が増速消去により必要以上に低下する
のを抑制すべく作用する。この結果、フラッシュメモリ
の消去バラツキを抑制して、その動作マージンを高める
ことができるものとなる。
However, in this embodiment, the data lines B0 to Bn shared by the memory blocks have +1.0.
A third bias voltage such as V, that is, a positive potential VP1 (fifth positive potential) is applied. This bias voltage is
6, the drain potential of the memory cells MBA and the like which form the selected memory block MBS0 is increased to prevent a channel from being formed between the source and the drain thereof and suppress the generation of hot holes, Cell MCA
It acts to prevent the threshold voltage, etc., from unnecessarily decreasing due to accelerated erasing. As a result, it becomes possible to suppress the erase variation of the flash memory and increase the operation margin thereof.

【0067】2.FNトンネル現象による消去・書き込
みを行うフラッシュメモリの概要と問題点ならびにその
対策 2.1.フラッシュメモリの概要 2.1.1.メモリセルの構造と動作原理 図27には、FN(Fowler−Nordheim:
ファウラー・ノルトハイム)トンネル現象による消去・
書き込みを行うフラッシュメモリのメモリアレイを構成
する浮遊ゲート構造セルの断面構造図が示され、図28
には、そのドレイン電流とゲート・ソース間電圧との関
係を説明するための特性図が示されている。これらの図
をもとに、まずこの実施例のフラッシュメモリの記憶素
子となる浮遊ゲート構造セルの構造とその動作原理につ
いて説明する。
2. Outline and problems of flash memory for erasing / writing by FN tunnel phenomenon and countermeasures 2.1. Outline of flash memory 2.1.1. Structure and Operating Principle of Memory Cell FIG. 27 shows an FN (Fowler-Nordheim:
Fowler-Nordheim) Erase due to tunnel phenomenon
A cross-sectional structure diagram of a floating gate structure cell forming a memory array of a flash memory for writing is shown in FIG.
Shows a characteristic diagram for explaining the relationship between the drain current and the gate-source voltage. Based on these figures, the structure of the floating gate structure cell which serves as the storage element of the flash memory of this embodiment and its operating principle will be described first.

【0068】図27において、この実施例のフラッシュ
メモリのメモリアレイを構成する不揮発性メモリセル
は、いわゆる浮遊ゲート構造セルとされ、P型半導体基
板PSUBの表面に形成された高濃度のN型拡散層ND
3及びND4をそれぞれそのソースS及びドレインDと
する。拡散層ND3及びND4の中間つまりチャンネル
領域の上層には、比較的薄い絶縁膜IS3をはさんでフ
ローティングゲートFGが形成され、このフローティン
グゲートFGの上層には、さらに比較的厚い絶縁膜IS
4をはさんでコントロールゲートCGが形成される。
In FIG. 27, the non-volatile memory cell forming the memory array of the flash memory of this embodiment is a so-called floating gate structure cell, which is a high-concentration N-type diffusion formed on the surface of the P-type semiconductor substrate PSUB. Layer ND
3 and ND4 are the source S and the drain D, respectively. In the middle of the diffusion layers ND3 and ND4, that is, in the upper layer of the channel region, a floating gate FG is formed with a relatively thin insulating film IS3 interposed therebetween, and a relatively thick insulating film IS is formed on the floating gate FG.
A control gate CG is formed with 4 in between.

【0069】この実施例において、メモリセルに対する
保持情報の書き込み動作は、コントロールゲートCGに
比較的絶対値の大きな負電位を印加しドレインDに中間
電位の正電位を印加して、FNトンネル現象により電子
をフローティングゲートFGからドレインに引き抜くこ
とによって実現される。フローティングゲートFGから
の電子の引き抜きが行われたとき、メモリセルは、図2
8に示されるように、論理“0”の情報を保持するもの
とされ、そのしきい値電圧は、書き込みが行われない消
去状態のメモリセルより小さな値Vth0とされる。
In this embodiment, the operation of writing the retained information to the memory cell is performed by the FN tunnel phenomenon by applying a negative potential having a relatively large absolute value to the control gate CG and applying a positive intermediate potential to the drain D. It is realized by extracting electrons from the floating gate FG to the drain. When electrons are extracted from the floating gate FG, the memory cell is
As shown in FIG. 8, the information of logic “0” is held, and its threshold voltage is set to a value Vth0 smaller than that of the memory cell in the erased state in which no writing is performed.

【0070】一方、メモリセルの保持情報の消去動作
は、コントロールゲートCGに比較的絶対値の大きな正
電位を印加して、FNトンネル現象により電子をP型半
導体基板PSUBからコントロールゲートCGに注入す
ることによって実現される。トンネル現象によるコント
ロールゲートCGへの電子の注入が行われたとき、メモ
リセルは、図28に示されるように、論理“1”の情報
を保持するものとされ、そのしきい値電圧は比較的大き
な値Vth1とされる。
On the other hand, in the erase operation of the retained information of the memory cell, a positive potential having a relatively large absolute value is applied to the control gate CG, and electrons are injected from the P-type semiconductor substrate PSUB to the control gate CG by the FN tunnel phenomenon. It is realized by When electrons are injected into the control gate CG by the tunnel phenomenon, the memory cell is supposed to hold information of logic "1" as shown in FIG. 28, and its threshold voltage is relatively high. It is set to a large value Vth1.

【0071】2.1.2.メモリアレイの構成 図29には、図27の浮遊ゲート構造セルからなるメモ
リアレイの部分的な回路図が示されている。同図によ
り、この実施例のフラッシュメモリに含まれるメモリア
レイの構成及び動作の概要について説明する。
2.1.2. Configuration of Memory Array FIG. 29 is a partial circuit diagram of a memory array including the floating gate structure cells of FIG. An outline of the configuration and operation of the memory array included in the flash memory of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0072】図29において、この実施例のフラッシュ
メモリのメモリアレイMARYは、同図の水平方向に配
置されるm+1本のワード線W0〜Wmと、垂直方向に
配置されるn+1本のデータ線B0〜Bnとを含む。こ
れらのワード線及びデータ線の交点には、(m+1)×
(n+1)個の浮遊ゲート構造セルMCが格子状に配置
される。このうち、メモリアレイMARYの同一の行に
配置されたn+1個のメモリセルMCのコントロールゲ
ートCGは、対応するワード線W0〜Wmにそれぞれ共
通結合される。また、同一の列に配置されたm+1個の
メモリセルMCのドレインは、対応するデータ線B0〜
Bnにそれぞれ共通結合され、そのソースは、対応する
ソース線SL0〜SLnにそれぞれ共通結合される。
In FIG. 29, the memory array MARY of the flash memory of this embodiment has m + 1 word lines W0 to Wm arranged in the horizontal direction and n + 1 data lines B0 arranged in the vertical direction in FIG. To Bn. At the intersection of these word lines and data lines, (m + 1) ×
(N + 1) floating gate structure cells MC are arranged in a grid. Of these, the control gates CG of the n + 1 memory cells MC arranged in the same row of the memory array MARY are commonly coupled to the corresponding word lines W0 to Wm. The drains of the m + 1 memory cells MC arranged in the same column have corresponding data lines B0 to B0.
Each of them is commonly coupled to Bn and its source is commonly coupled to the corresponding source line SL0 to SLn.

【0073】メモリアレイMARYを構成するワード線
W0〜Wmは、図示されないXアドレスデコーダXDに
結合される。また、データ線B0〜Bnは、図示されな
いYスイッチYSを介してリードライト回路RWに結合
され、ソース線SL0〜SLnは、図示されないソース
スイッチSSに結合される。
The word lines W0 to Wm forming the memory array MARY are coupled to an X address decoder XD (not shown). The data lines B0 to Bn are coupled to the read / write circuit RW via a Y switch YS (not shown), and the source lines SL0 to SLn are coupled to a source switch SS (not shown).

【0074】前述のように、メモリアレイMARYを構
成する浮遊ゲート構造セルの消去動作は、そのコントロ
ールゲートに比較的絶対値の大きな正電位を印加するこ
とによって行われる。したがって、図29のメモリアレ
イ形態を採る場合、メモリセルの消去動作はワード線を
単位として行われるものとなる。
As described above, the erase operation of the floating gate structure cells forming the memory array MARY is performed by applying a positive potential having a relatively large absolute value to its control gate. Therefore, when the memory array configuration of FIG. 29 is adopted, the erase operation of the memory cell is performed in units of word lines.

【0075】2.1.3.各モードの動作条件 図30には、図29のメモリアレイMARYの消去モー
ド及び書き込みモードにおける選択条件図が示されてい
る。なお、この選択条件図は、この発明に先立って本願
発明者等が開発したフラッシュメモリの言わば改良前の
選択条件を示すものであって、その問題点を明らかにす
るために掲げた。この発明が適用されたフラッシュメモ
リでは、一部を除いて同様な選択条件がとられるが、図
30のフラッシュメモリの問題点とその対策については
後章で説明する。
2.1.3. Operating Conditions in Each Mode FIG. 30 shows selection condition diagrams in the erase mode and the write mode of the memory array MARY of FIG. It should be noted that this selection condition diagram shows the selection conditions before the improvement of the flash memory developed by the inventors of the present invention prior to the present invention, and is provided to clarify the problem. The flash memory to which the present invention is applied has the same selection conditions except for a part thereof, but problems and countermeasures of the flash memory of FIG. 30 will be described in a later section.

【0076】このフラッシュメモリの消去動作は、前述
のように、ワード線を単位として行われ、消去対象とな
る選択メモリセルのコントロールゲートが結合される選
択ワード線には、図30(a)に示されるように、+1
5Vのような比較的絶対値の大きな正電位VP15が供
給される。このとき、消去対象とならない非選択メモリ
セルのコントロールゲートが結合される非選択ワード線
には、接地電位GNDが供給される。また、すべてのデ
ータ線B0〜Bnには、接地電位GNDが供給され、す
べてのソース線SL0〜SLnにも接地電位GNDが供
給される。この結果、選択ワード線に結合されるn+1
個のメモリセルでは、FNトンネル現象により電子が半
導体基板からそのコントロールゲートに注入され、これ
によって比較的大きなしきい値電圧Vth1を持つもの
とされる。
As described above, the erase operation of this flash memory is performed in units of word lines, and the selected word line to which the control gate of the selected memory cell to be erased is connected is shown in FIG. +1 as shown
A positive potential VP15 having a relatively large absolute value such as 5 V is supplied. At this time, the ground potential GND is supplied to the non-selected word line to which the control gate of the non-selected memory cell which is not to be erased is coupled. The ground potential GND is supplied to all the data lines B0 to Bn, and the ground potential GND is also supplied to all the source lines SL0 to SLn. As a result, n + 1 coupled to the selected word line
In each memory cell, electrons are injected from the semiconductor substrate into its control gate due to the FN tunneling phenomenon, so that it has a relatively large threshold voltage Vth1.

【0077】次に、フラッシュメモリの書き込み動作
は、メモリセル単位で行われ、書き込み対象となる選択
メモリセルのコントロールゲートが結合される選択ワー
ド線には、図30(b)に示されるように、−10Vの
ような比較的大きな絶対値の負電位VN10(第1の負
電位)が択一的に供給される。このとき、選択メモリセ
ルのドレインが結合される選択データ線には、+5.0
Vのような正電位VP5(第6の正電位)が択一的に供
給される。また、書き込み対象とならない非選択メモリ
セルのコントロールゲートが結合される非選択ワード線
ならびにそのドレインが結合される非選択データ線に
は、ともに接地電位GNDが供給され、選択及び非選択
メモリセルのソースが結合されるすべてのソース線に
は、接地電位GNDが供給され、あるいは開放状態OP
ENとされる。この結果、選択メモリセルでは、そのフ
ローティングゲートに蓄積された電子がFNトンネル現
象によりそのドレイン側に引き抜かれ、これによって比
較的小さなしきい値電圧Vth0を持つものとされる。
Next, the write operation of the flash memory is performed in memory cell units, and the selected word line to which the control gate of the selected memory cell to be written is coupled is as shown in FIG. , −10 V and a relatively large absolute value of the negative potential VN10 (first negative potential) are alternatively supplied. At this time, the selected data line to which the drain of the selected memory cell is coupled is +5.0.
A positive potential VP5 (sixth positive potential) such as V is supplied alternatively. Further, the ground potential GND is supplied to both the non-selected word line to which the control gates of the non-selected memory cells that are not to be written are connected and the non-selected data line to which the drain thereof is connected, so that the selected and non-selected memory cells are connected to each other. The ground potential GND is supplied to all the source lines to which the sources are coupled, or the open state OP
It is referred to as EN. As a result, in the selected memory cell, the electrons accumulated in the floating gate are extracted to the drain side by the FN tunneling phenomenon, and thus have a relatively small threshold voltage Vth0.

【0078】2.2.書き込みディスターブの原因とそ
の対策 2.2.1.書き込みディスターブの原因 図31には、本願発明者等がこの発明に先立って開発し
たつまり図30のフラッシュメモリの書き込みモードに
おける接続図が示され、図32には、その問題点を説明
するための断面構造図が示されている。これらの図をも
とに、図30のフラッシュメモリの問題点つまりデータ
ディスターブによる書き込みディスターブのメカニズム
と原因について説明する。
2.2. Cause of write disturb and its countermeasure 2.2.1. Cause of Write Disturb FIG. 31 shows a connection diagram in the write mode of the flash memory of FIG. 30, which was developed by the inventors of the present invention prior to the present invention, and FIG. 32 is for explaining the problem. A cross-sectional structural diagram is shown. Based on these figures, the problem of the flash memory of FIG. 30, that is, the mechanism and the cause of the write disturb due to the data disturb will be described.

【0079】本願発明者等がこの発明に先立って開発し
たフラッシュメモリの書き込みモードでは、図30及び
図31に示されるように、書き込み対象となる選択メモ
リセルMCBのコントロールゲートが結合されるワード
線W0に−10Vの負電位VN10が択一的に供給さ
れ、そのドレインが結合されるデータ線B1には、対応
する書き込みデータが論理“0”であることを条件に選
択的に+5.0Vの正電位VP5が供給される。このと
き、書き込み対象とならない非選択メモリセルMCD等
のコントロールゲートが結合されるワード線W1等には
接地電位GNDが供給され、選択メモリセルMCBのド
レインが結合されない他のデータ線B0ならびにB2〜
Bnにも接地電位GNDが供給される。また、すべての
ソース線SL0〜SLnには、接地電位GNDが供給さ
れる。
In the write mode of the flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention, as shown in FIGS. 30 and 31, the word line to which the control gate of the selected memory cell MCB to be written is coupled. Negative potential VN10 of -10V is alternatively supplied to W0, and the data line B1 to which the drain is coupled is selectively supplied with + 5.0V on condition that the corresponding write data is logic "0". Positive potential VP5 is supplied. At this time, the ground potential GND is supplied to the word line W1 or the like to which the control gates of the non-selected memory cells MCD or the like which are not to be written are connected, and the other data lines B0 and B2 to which the drain of the selected memory cell MCB is not connected.
The ground potential GND is also supplied to Bn. The ground potential GND is supplied to all the source lines SL0 to SLn.

【0080】これらのことから、まず選択メモリセルM
CBでは、そのドレインに正電位VP5が供給されその
コントロールゲートに負電位VN10が供給されること
で、そのコントロールゲートに蓄積された電子がドレイ
ン側に引き抜かれ、そのしきい値電圧がVth0に低く
される。一方、そのコントロールゲートが選択ワード線
W0に結合されそのドレインが非選択データ線B0に結
合される非選択メモリセルMCA等では、ドレインが接
地電位GNDとされるためにFNトンネル現象は発生せ
ず、そのしきい値電圧は変化しない。また、そのコント
ロールゲートが非選択ワード線W1に結合されそのドレ
インが非選択データ線B0に結合される非選択メモリセ
ルMCC等では、コントロールゲート及びドレインが接
地電位GNDとされるためにやはりFNトンネル現象は
発生しない。
From these things, first, the selected memory cell M
In CB, the positive potential VP5 is supplied to its drain and the negative potential VN10 is supplied to its control gate, so that the electrons accumulated in the control gate are extracted to the drain side, and the threshold voltage is lowered to Vth0. To be extinguished. On the other hand, in the non-selected memory cell MCA or the like whose control gate is coupled to the selected word line W0 and its drain is coupled to the non-selected data line B0, the drain is set to the ground potential GND, so that the FN tunnel phenomenon does not occur. , Its threshold voltage does not change. Further, in a non-selected memory cell MCC whose control gate is coupled to the non-selected word line W1 and its drain is coupled to the non-selected data line B0, the control gate and the drain are set to the ground potential GND, so that the FN tunnel is also generated. The phenomenon does not occur.

【0081】ところが、そのコントロールゲートが非選
択ワード線W1に結合されそのドレインが選択データ線
B1に結合される非選択メモリセルMCD等では、ソー
ス線SL0,SL1等が接地電位GNDに結合されると
き、図32に例示されるように、そのしきい値電圧が低
い値Vth0つまり書き込み状態にある場合、ドレイン
カップリングによりフローティングゲートFGの電位が
上昇して、チャンネルCHが形成される。このため、非
選択メモリセルMCD等のソース及びドレインにリーク
電流が流れ、発生したホットホールがフローティングゲ
ートFGに注入されて、非選択メモリセルMCD等のし
きい値電圧が低下する。なお、このようなデータディス
ターブは、書き込み時、ソース線SL0,SL1等が開
放状態とされる場合も、各ソース線の寄生容量を介して
同様に発生する。また、そのしきい値電圧が高い値Vt
h1つまり消去状態にある場合には、ドレイン・フロー
ティングゲート間の電位差のために、フローティングゲ
ートFGに蓄積された電子がFNトンネル現象によりド
レイン側に引き抜かれ、これによってやはり非選択メモ
リセルMCD等のしきい値電圧が低下する。
However, in the non-selected memory cell MCD or the like having its control gate coupled to the non-selected word line W1 and its drain coupled to the selected data line B1, the source lines SL0, SL1 etc. are coupled to the ground potential GND. At this time, as illustrated in FIG. 32, when the threshold voltage is a low value Vth0, that is, in the write state, the potential of the floating gate FG rises due to the drain coupling, and the channel CH is formed. Therefore, a leak current flows in the source and drain of the non-selected memory cell MCD, the generated hot holes are injected into the floating gate FG, and the threshold voltage of the non-selected memory cell MCD decreases. It should be noted that such data disturb similarly occurs through the parasitic capacitance of each source line even when the source lines SL0, SL1 and the like are opened during writing. In addition, the threshold voltage Vt is high
In the case of h1, that is, in the erased state, the electrons accumulated in the floating gate FG are extracted to the drain side by the FN tunnel phenomenon due to the potential difference between the drain and the floating gate, which also causes the unselected memory cells MCD, etc. The threshold voltage drops.

【0082】2.2.2.すべてのソース線及び非選択
ワード線にバイアス電圧を与えることによる対策 図33には、図30のフラッシュメモリの書き込みモー
ドにおいてすべてのソース線及び非選択ワード線にバイ
アス電圧を与える対策を施した場合の一実施例の接続図
が示され、図34には、その効果を説明するための断面
構造図が示されている。これらの図をもとに、この発明
が適用されたフラッシュメモリのデータディスターブ対
策の概要とその特徴について説明する。
2.2.2. Measures by Applying Bias Voltage to All Source Lines and Non-Selected Word Lines FIG. 33 shows a case where measures are taken to apply bias voltage to all source lines and non-selected word lines in the write mode of the flash memory of FIG. FIG. 34 shows a connection diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 34 shows a sectional structure diagram for explaining the effect. Based on these figures, an outline of the data disturb countermeasure of the flash memory to which the present invention is applied and its features will be described.

【0083】図33において、この実施例のフラッシュ
メモリにおける書き込み動作は、選択メモリセルMCB
のコントロールゲートが結合される選択ワード線W0に
−10Vの負電位VN10を供給し、そのドレインが結
合される選択データ線B1に+5.0Vの正電位VP5
を供給することにより行われる。このとき、非選択デー
タ線B0ならびにB2〜Bnには、接地電位GNDが供
給される。
In FIG. 33, the write operation in the flash memory of this embodiment is performed in the selected memory cell MCB.
Supply a negative potential VN10 of -10V to the selected word line W0 to which the control gate of the same is connected, and a positive potential VP5 of + 5.0V to the selected data line B1 to which its drain is connected.
Is provided. At this time, the ground potential GND is supplied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn.

【0084】ところが、この実施例では、すべてのソー
ス線SL0〜SLnに、+2.0Vのような第4のバイ
アス電圧つまり正電位VP2(第7の正電位)が供給さ
れるとともに、すべての非選択ワード線W1等にも上記
バイアス電圧が供給される。これらのバイアス電圧は、
図13に示されるように、非選択メモリセルMCD等の
ソース電位を高めて、そのソース・ドレイン間にチャン
ネルが形成されるのを防止し、ホットホールの発生を抑
えるとともに、ドレイン・フローティングゲート間の電
位差を圧縮し、フローティングゲートに蓄積された電子
がドレイン側に引き抜かれるのを防止すべく作用する。
この結果、非選択メモリセルMCD等のしきい値電圧の
低下を抑制できるため、これによってフラッシュメモリ
の動作マージンを高め、その誤動作を防止することがで
きるものである。
However, in this embodiment, all the source lines SL0 to SLn are supplied with the fourth bias voltage such as +2.0 V, that is, the positive potential VP2 (seventh positive potential), and all the non-source voltages are applied. The bias voltage is also supplied to the selected word line W1 and the like. These bias voltages are
As shown in FIG. 13, the source potential of the non-selected memory cell MCD or the like is increased to prevent a channel from being formed between the source and the drain of the non-selected memory cell MCD, prevent the generation of hot holes, and prevent the generation of hot holes between the drain and floating gate. , And acts to prevent the electrons accumulated in the floating gate from being extracted to the drain side.
As a result, it is possible to suppress a decrease in the threshold voltage of the non-selected memory cells MCD and the like, thereby increasing the operation margin of the flash memory and preventing its malfunction.

【0085】2.2.3.ソース線にバイアス電圧を与
える対策の問題点 図35には、図30のフラッシュメモリの書き込みモー
ドにおいてソース線にバイアス電圧を与える対策を施し
た場合の問題点を説明するための断面構造図が示されて
いる。同図をもとに、ソース線にバイアス電圧を与える
対策の問題点つまりソースディスターブのメカニズムと
原因について説明する。
2.2.3. Problems of Measures for Applying Bias Voltage to Source Line FIG. 35 is a cross-sectional structure diagram for explaining problems when measures for applying a bias voltage to the source line are applied in the write mode of the flash memory of FIG. Has been done. Based on the figure, the problem of the measure for applying the bias voltage to the source line, that is, the mechanism and the cause of the source disturb will be described.

【0086】前述のように、この実施例のフラッシュメ
モリでは、すべてのソース線SL0〜SLnならびに非
選択ワード線W1等に+2Vのバイアス電圧つまり正電
位VP2を与えることで非選択メモリセルMCD等のし
きい値電圧の低下を防止している。ところが、そのコン
トロールゲートが選択ワード線W0に結合されそのドレ
インが非選択データ線B0に結合される非選択メモリセ
ルMCA等に着目した場合、図35に示されるように、
逆にソース・フローティングゲート間の電位差が大きく
なったことで、フローティングゲートFGに蓄積された
電荷がソースSとなる高濃度拡散層ND3に引き抜かれ
るソースディスターブが発生し、非選択メモリセルMC
A等のしきい値電圧が低下するという問題が生じる。
As described above, in the flash memory of this embodiment, the bias voltage of +2 V, that is, the positive potential VP2 is applied to all the source lines SL0 to SLn, the non-selected word lines W1, etc. It prevents the threshold voltage from decreasing. However, when attention is paid to a non-selected memory cell MCA whose control gate is coupled to the selected word line W0 and its drain is coupled to the non-selected data line B0, as shown in FIG.
On the contrary, since the potential difference between the source and the floating gate becomes large, a source disturb occurs in which the charge accumulated in the floating gate FG is extracted to the high concentration diffusion layer ND3 serving as the source S, and the unselected memory cell MC
There arises a problem that the threshold voltage of A or the like is lowered.

【0087】2.2.4.ソース拡散層を低濃度化する
ことによる対策 図36には、図30及び図35のフラッシュメモリにソ
ース拡散層を低濃度化することによる対策を施した場合
の効果を説明するための断面構造図が示されている。同
図により、この実施例のフラッシュメモリにおけるソー
スディスターブ対策の概要とその特徴について説明す
る。
2.2.4. Countermeasure by Decreasing Concentration of Source Diffusion Layer FIG. 36 is a cross-sectional structure diagram for explaining the effect when the countermeasure by reducing the concentration of the source diffusion layer is applied to the flash memories of FIGS. 30 and 35. It is shown. The outline and the characteristics of the source disturb countermeasure in the flash memory of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0088】図36において、この実施例のフラッシュ
メモリのメモリアレイMARYを構成する浮遊ゲート構
造セルは、そのソースSとなるN型拡散層の少なくとも
フローティングゲートFGの直下にあたる部分が、低濃
度のN型拡散層N- によって形成される。このため、非
選択メモリセルMCA等に着目すると、書き込み動作時
においてコントロールゲートCGに−10Vの負電位V
N10が印加されそのソースSに+2Vのバイアス電圧
つまり正電位VP2が与えられる場合には、フローティ
ングゲートFGの直下部分に空乏層DLが形成され、ソ
ース・フローティングゲート間の電位差が小さくなる。
この結果、フローティングゲートFGに蓄積された電子
のソース側への引き抜きを抑えることができ、これによ
って非選択メモリセルMCA等のしきい値電圧の低下を
抑制できるものとなる。
In FIG. 36, in the floating gate structure cell which constitutes the memory array MARY of the flash memory of this embodiment, at least the portion immediately below the floating gate FG of the N type diffusion layer serving as the source S thereof has a low concentration N. It is formed by the type diffusion layer N . Therefore, paying attention to the non-selected memory cells MCA and the like, the negative potential V of −10 V is applied to the control gate CG during the write operation.
When N10 is applied and a bias voltage of +2 V, that is, the positive potential VP2 is applied to the source S thereof, the depletion layer DL is formed immediately below the floating gate FG, and the potential difference between the source and the floating gate is reduced.
As a result, extraction of the electrons accumulated in the floating gate FG to the source side can be suppressed, which can suppress a decrease in the threshold voltage of the non-selected memory cells MCA and the like.

【0089】3.クロスポイント型フラッシュメモリの
概要と問題点ならびにその対策 3.1.クロスポイント型フラッシュメモリの概要 3.1.1.メモリアレイの構成 図37には、この発明が適用されたクロスポイント型フ
ラッシュメモリに含まれるメモリアレイMARYの一実
施例の部分的な回路図が示されている。同図をもとに、
この発明が適用されたクロスポイント型フラッシュメモ
リの特徴的な部分となるメモリアレイMARYの構成及
び動作の概要について説明する。なお、この実施例は、
前記図27ないし図34の対策の応用例として掲げた。
3. Outline and problems of cross-point type flash memory and countermeasures 3.1. Overview of crosspoint flash memory 3.1.1. Configuration of Memory Array FIG. 37 is a partial circuit diagram of an embodiment of the memory array MARY included in the cross-point type flash memory to which the present invention is applied. Based on the figure,
An outline of the configuration and operation of the memory array MARY, which is a characteristic part of the cross-point type flash memory to which the present invention is applied, will be described. In this example,
The application examples of the measures shown in FIGS. 27 to 34 are given.

【0090】図37において、この実施例のフラッシュ
メモリのメモリアレイMARYは、複数のメモリブロッ
クを含み、これらのメモリブロックは、図37のメモリ
ブロックMB0に代表して示されるように、水平方向に
配置されるm+1本のワード線W0〜Wmと、垂直方向
に配置されるn+1本のデータ線B0〜Bnならびにこ
れらのワード線及びデータ線の交点に格子状に配置され
る(m+1)×(n+1)個の浮遊ゲート構造セルMC
とをそれぞれ含む。このうち、各メモリブロックの同一
の行に配置されたn+1個のメモリセルMCのコントロ
ールゲートCGは、対応するワード線W0〜Wmにそれ
ぞれ共通結合される。
In FIG. 37, the memory array MARY of the flash memory of this embodiment includes a plurality of memory blocks, and these memory blocks are arranged in the horizontal direction as represented by the memory block MB0 in FIG. The m + 1 word lines W0 to Wm arranged, the n + 1 data lines B0 to Bn arranged in the vertical direction, and (m + 1) × (n + 1) arranged in a grid pattern at the intersections of these word lines and data lines. ) Floating gate structure cells MC
Including and respectively. Of these, the control gates CG of the n + 1 memory cells MC arranged in the same row of each memory block are commonly coupled to the corresponding word lines W0 to Wm.

【0091】一方、各メモリブロックの同一の列に配置
されたm+1個のメモリセルMCのドレインは、共通ド
レイン領域D0〜Dnとして一体化され、これらの共通
ドレイン領域D0〜Dnは、NチャンネルMOSFET
Q1を介して対応するデータ線B0〜Bnに結合され
る。同様に、各メモリブロックの同一の列に配置された
m+1個のメモリセルMCのソースは、共通ソース領域
S0〜Snとして一体化され、これらの共通ソース領域
S0〜Snは、NチャンネルMOSFETQ2を介して
対応するソース線SL0〜SLnに結合される。MOS
FETQ1のゲートは、対応するブロック選択線BSB
0等に共通結合され、MOSFETQ2のゲートは、対
応するブロック選択線BSS0等に共通結合される。
On the other hand, the drains of m + 1 memory cells MC arranged in the same column of each memory block are integrated as common drain regions D0 to Dn, and these common drain regions D0 to Dn are N-channel MOSFETs.
It is coupled to corresponding data lines B0-Bn via Q1. Similarly, the sources of the m + 1 memory cells MC arranged in the same column of each memory block are integrated as common source regions S0 to Sn, and these common source regions S0 to Sn are connected via the N-channel MOSFET Q2. Are coupled to corresponding source lines SL0-SLn. MOS
The gate of the FET Q1 corresponds to the corresponding block selection line BSB.
0 and the like, and the gate of the MOSFET Q2 is commonly connected to the corresponding block select line BSS0 and the like.

【0092】メモリアレイMARYを構成するワード線
W0〜Wmならびにブロック選択線BSB0等及びBS
S0等は、図示されないXアドレスデコーダXDに結合
される。また、データ線B0〜Bnは、図示されないY
スイッチYSを介してリードライト回路RWに結合さ
れ、ソース線SL0〜SLnは、図示されないソースス
イッチSSに結合される。
Word lines W0 to Wm forming the memory array MARY and block selection lines BSB0 and BS and BS.
S0 and the like are coupled to an X address decoder XD (not shown). Further, the data lines B0 to Bn are not shown in Y
The read / write circuit RW is coupled through the switch YS, and the source lines SL0 to SLn are coupled to a source switch SS (not shown).

【0093】3.1.2.各モードの動作条件 図38には、図37のメモリアレイMARYの消去モー
ド及び書き込みモードにおける選択条件図が示されてい
る。なお、この選択条件図は、この発明に先立って本願
発明者等が開発した同様なフラッシュメモリの選択条件
を示すものであって、その問題点を明らかにするために
掲げた。この発明が適用されたフラッシュメモリでは、
一部を除いて同様な選択条件がとられるが、先に開発し
たフラッシュメモリの問題点とその対策方法については
後章で説明する。
3.1.2. Operating Conditions of Each Mode FIG. 38 shows a selection condition diagram in the erase mode and the write mode of the memory array MARY of FIG. It should be noted that this selection condition chart shows the selection conditions of the same flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention, and is provided to clarify the problem. In the flash memory to which the present invention is applied,
The same selection conditions are used except for a part, but the problems of the previously developed flash memory and the countermeasures against it will be explained in the later chapter.

【0094】このフラッシュメモリの消去動作は、指定
されたメモリブロックつまり選択メモリブロックのワー
ド線を単位として行われ、選択メモリブロックの消去対
象となる選択メモリセルのコントロールゲートが結合さ
れる選択ワード線には、図38(a)に示されるよう
に、+15Vのような比較的絶対値の大きな正電位VP
15が供給される。このとき、選択メモリブロックのブ
ロック選択線BSB0及びBSS0等には、やはり正電
位VP15が供給され、選択メモリブロックの消去対象
とならない非選択メモリセルのコントロールゲートが結
合される非選択ワード線には、接地電位GNDが供給さ
れる。また、すべてのデータ線B0〜Bnには、接地電
位GNDが供給され、すべてのソース線SL0〜SLn
にも接地電位GNDが供給される。言うまでもなく、消
去対策とならない非選択メモリブロックのすべてのワー
ド線及びデータ線ならびにソース線には、接地電位GN
Dが供給され、そのブロック選択線にも接地電位GND
が供給される。
The erase operation of this flash memory is performed in units of the word line of the designated memory block, that is, the selected memory block, and the selected word line to which the control gate of the selected memory cell to be erased of the selected memory block is connected. 38A, as shown in FIG. 38A, the positive potential VP having a relatively large absolute value such as + 15V.
15 are supplied. At this time, the block selection lines BSB0 and BSS0 of the selected memory block are still supplied with the positive potential VP15, and the unselected word lines to which the control gates of the unselected memory cells which are not to be erased in the selected memory block are coupled. , The ground potential GND is supplied. In addition, the ground potential GND is supplied to all the data lines B0 to Bn, and all the source lines SL0 to SLn.
Is also supplied with the ground potential GND. Needless to say, the ground potential GN is applied to all word lines, data lines, and source lines of the non-selected memory block which are not erase countermeasures.
D is supplied, and the block selection line also has the ground potential GND.
Is supplied.

【0095】これにより、選択メモリブロックの選択ワ
ード線に結合されるn+1個のメモリセルでは、FNト
ンネル現象により電子が半導体基板からそのコントロー
ルゲートに注入され、これによってそのしきい値電圧が
大きくされる。
As a result, in the n + 1 memory cells coupled to the selected word line of the selected memory block, electrons are injected from the semiconductor substrate to its control gate due to the FN tunnel phenomenon, thereby increasing its threshold voltage. It

【0096】次に、フラッシュメモリの書き込み動作は
メモリセル単位で行われ、指定された選択メモリブロッ
クの書き込み対象となる選択メモリセルのコントロール
ゲートが結合される選択ワード線には、図38(b)に
示されるように、−10Vのような比較的絶対値の大き
な負電位VN10が択一的に供給される。このとき、選
択メモリセルのドレインが結合される選択データ線に
は、+5.0Vのような正電位VP5が択一的に供給さ
れる。また、選択メモリブロックの書き込み対象となら
ない非選択メモリセルのコントロールゲートが結合され
る非選択ワード線ならびにそのドレインが結合される非
選択データ線には、ともに接地電位GNDが供給され、
選択及び非選択メモリセルのソースが結合されるすべて
のソース線には、接地電位GNDが供給される。書き込
み対策とならない非選択メモリブロックのすべてのワー
ド線及びデータ線ならびにソース線には、接地電位GN
Dが供給され、そのブロック選択線にも接地電位GND
が供給される。
Next, the write operation of the flash memory is performed in memory cell units, and the selected word line to which the control gate of the selected memory cell to be written in the specified selected memory block is coupled is shown in FIG. ), The negative potential VN10 having a relatively large absolute value such as −10 V is alternatively supplied. At this time, the positive potential VP5 such as + 5.0V is alternatively supplied to the selected data line to which the drain of the selected memory cell is coupled. Further, the ground potential GND is supplied to both the non-selected word line to which the control gate of the non-selected memory cell that is not the write target of the selected memory block is coupled and the non-selected data line to which the drain thereof is coupled,
The ground potential GND is supplied to all the source lines to which the sources of the selected and unselected memory cells are coupled. The ground potential GN is applied to all word lines, data lines, and source lines of the non-selected memory block that are not used for writing.
D is supplied, and the block selection line also has the ground potential GND.
Is supplied.

【0097】これにより、選択メモリセルでは、そのフ
ローティングゲートに蓄積された電子がFNトンネル現
象によりそのドレイン側に引き抜かれ、これによってそ
のしきい値電圧が選択的に小さくされる。
As a result, in the selected memory cell, the electrons accumulated in the floating gate of the selected memory cell are extracted to the drain side by the FN tunnel phenomenon, whereby the threshold voltage is selectively reduced.

【0098】3.2.書き込みディスターブの原因とそ
の対策 3.2.1.書き込みディスターブの原因 図39には、本願発明者等がこの発明に先立って開発し
たつまり図38のフラッシュメモリの書き込みモードに
おける接続図が示されている。これらの図をもとに、図
38のフラッシュメモリの問題点つまりデータディスタ
ーブによる書き込みディスターブの原因について説明す
る。なお、以下の接続図では、書き込み対象となるメモ
リブロックMB0のみが代表して示される。
3.2. Cause of write disturb and its countermeasure 3.2.1. Cause of Write Disturb FIG. 39 shows a connection diagram in the write mode of the flash memory of FIG. 38 developed by the present inventors prior to the present invention. The problem of the flash memory in FIG. 38, that is, the cause of the write disturb due to the data disturb will be described with reference to these drawings. In the connection diagram below, only the memory block MB0 to be written is representatively shown.

【0099】本願発明者等がこの発明に先立って開発し
たフラッシュメモリの書き込みモードでは、図38及び
図39に示されるように、書き込み対象となる選択メモ
リセルMDのコントロールゲートが結合されるワード線
W0に−10Vの負電位VN10が択一的に供給され、
そのドレインが結合されるデータ線B1には、対応する
書き込みデータが論理“0”であることを条件に選択的
に+5.0Vの正電位VP5が供給される。このとき、
メモリブロックMB0に対応するブロック選択線BSB
0及びBSS0には、上記正電位VP15が供給され
る。また、メモリブロックMB0の書き込み対象となら
ない非選択メモリセルのコントロールゲートが結合され
るワード線W1〜Wmには接地電位GNDが供給され、
非選択データ線B0ならびにB2〜Bnにも接地電位G
NDが供給される。また、すべてのソース線SL0〜S
Lnには、接地電位GNDが供給される。
In the write mode of the flash memory developed by the inventors of the present invention prior to the present invention, as shown in FIGS. 38 and 39, the word line to which the control gate of the selected memory cell MD to be written is coupled. Negative potential VN10 of -10V is alternatively supplied to W0,
The positive potential VP5 of +5.0 V is selectively supplied to the data line B1 to which the drain is coupled, provided that the corresponding write data is logic "0". At this time,
Block select line BSB corresponding to memory block MB0
The positive potential VP15 is supplied to 0 and BSS0. Further, the ground potential GND is supplied to the word lines W1 to Wm to which the control gates of the non-selected memory cells that are not the write target of the memory block MB0 are coupled.
The ground potential G is also applied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn.
ND is supplied. In addition, all source lines SL0 to S
The ground potential GND is supplied to Ln.

【0100】これらのことから、まずMOSFETQ1
及びQ2がオン状態となり、メモリブロックMB0の選
択が行われるとともに、選択メモリセルMDでは、その
ドレインに正電位VP5が供給されそのコントロールゲ
ートに負電位VN10が供給されることで、そのコント
ロールゲートに蓄積された電子がドレイン側に引き抜か
れ、しきい値電圧が低くされる。一方、そのコントロー
ルゲートが選択ワード線W0に結合されそのドレインが
非選択データ線B0あるいはB2〜Bnに結合される非
選択メモリセル等では、ドレインが接地電位GNDとさ
れるためにFNトンネル現象は発生せず、そのしきい値
電圧は変化しない。また、そのコントロールゲートが非
選択ワード線W1〜Wmに結合されそのドレインが非選
択データ線に結合される非選択メモリセルでは、コント
ロールゲート及びドレインが接地電位GNDとされるた
めにやはりFNトンネル現象は発生しない。
From these things, first, the MOSFET Q1
And Q2 are turned on, the memory block MB0 is selected, and in the selected memory cell MD, the drain thereof is supplied with the positive potential VP5 and the control gate thereof is supplied with the negative potential VN10. The accumulated electrons are extracted to the drain side, and the threshold voltage is lowered. On the other hand, in a non-selected memory cell whose control gate is coupled to the selected word line W0 and its drain is coupled to the non-selected data line B0 or B2 to Bn, the drain is set to the ground potential GND, so that the FN tunneling phenomenon occurs. It does not occur and its threshold voltage does not change. Further, in a non-selected memory cell whose control gate is coupled to the non-selected word lines W1 to Wm and its drain is coupled to the non-selected data line, the control gate and the drain are set to the ground potential GND, so that the FN tunnel phenomenon also occurs. Does not occur.

【0101】ところが、そのコントロールゲートが非選
択ワード線W1に結合されそのドレインが選択データ線
B1に結合される非選択メモリセルME〜MFでは、そ
のしきい値電圧が低い値つまり書き込み状態にある場
合、ドレインカップリングによりフローティングゲート
の電位が上昇してチャンネルが形成され、発生したホッ
トホールがフローティングゲートに注入されて、そのし
きい値電圧が低下する。また、そのしきい値電圧が高い
値つまり消去状態にある場合には、ドレイン・フローテ
ィングゲート間の電位差のために、フローティングゲー
トに蓄積された電子がFNトンネル現象によりドレイン
側に引き抜かれ、これによってやはりそのしきい値電圧
が低下する。
However, in the non-selected memory cells ME to MF, the control gates of which are coupled to the non-selected word line W1 and the drains of which are coupled to the selected data line B1, the threshold voltage is low, that is, the write state. In this case, the drain coupling increases the potential of the floating gate to form a channel, the generated hot holes are injected into the floating gate, and the threshold voltage thereof is lowered. Further, when the threshold voltage is high, that is, in the erased state, electrons accumulated in the floating gate are extracted to the drain side by the FN tunnel phenomenon due to the potential difference between the drain and the floating gate. After all, the threshold voltage is lowered.

【0102】2.2.2.選択ソース線にバイアス電圧
を与えることによる対策 図40には、図38のフラッシュメモリの書き込みモー
ドにおいて選択ソース線にバイアス電圧を与えることに
よる対策を施した場合の一実施例の接続図が示されてい
る。同図をもとに、この発明が適用されたフラッシュメ
モリのデータディスターブ対策の概要とその特徴につい
て説明する。
2.2.2. Measures by Applying Bias Voltage to Selected Source Line FIG. 40 shows a connection diagram of an embodiment in which measures are taken by applying a bias voltage to the selected source line in the write mode of the flash memory of FIG. ing. Based on the figure, the outline and the characteristics of the data disturb countermeasure of the flash memory to which the present invention is applied will be described.

【0103】図40において、この実施例のフラッシュ
メモリにおける書き込み動作は、選択メモリセルMDの
コントロールゲートが結合される選択ワード線W0に−
10Vの負電位VN10を供給し、そのドレインが結合
される選択データ線B1に+5.0Vの正電位VP5を
供給することにより行われる。このとき、非選択データ
線B0ならびにB2〜Bnには、接地電位GNDが供給
される。また、選択メモリブロックMB0のブロック選
択線BSB0及びBSS0には、ともに上記正電位VP
15が供給される。
In FIG. 40, in the write operation in the flash memory of this embodiment, the selected word line W0 connected to the control gate of the selected memory cell MD is
This is done by supplying a negative potential VN10 of 10V and a positive potential VP5 of + 5.0V to the selected data line B1 to which the drain is coupled. At this time, the ground potential GND is supplied to the non-selected data lines B0 and B2 to Bn. The positive potential VP is applied to both the block selection lines BSB0 and BSS0 of the selected memory block MB0.
15 are supplied.

【0104】ところが、この実施例では、選択メモリセ
ルMDのソースが結合される選択ソース線SL1に、+
2Vのバイアス電圧つまり正電位VP2が供給される。
このバイアス電圧は、そのソースが選択メモリセルMD
に共通結合される非選択メモリセルME〜MFのソース
電位を高めて、そのソース・ドレイン間にチャンネルが
形成されるのを防止し、ホットホールの発生を抑えて、
これらの非選択メモリセルのしきい値電圧の低下を抑制
すべく作用する。この結果、フラッシュメモリの動作マ
ージンを高め、その誤動作を防止できるものとなる。
However, in this embodiment, + is connected to the selected source line SL1 to which the source of the selected memory cell MD is coupled.
A bias voltage of 2V, that is, a positive potential VP2 is supplied.
The source of this bias voltage is the selected memory cell MD.
To increase the source potential of the non-selected memory cells ME to MF which are commonly coupled to each other to prevent a channel from being formed between the source and drain thereof and suppress the generation of hot holes,
It acts to suppress a decrease in the threshold voltage of these non-selected memory cells. As a result, the operation margin of the flash memory can be increased and its malfunction can be prevented.

【0105】以上の本実施例に示されるように、この発
明を浮遊ゲート構造セルが格子状に配置されてなるメモ
リアレイを備えるフラッシュメモリ等の半導体記憶装置
に適用することで、次のような作用効果が得られる。す
なわち、 (1)浮遊ゲート構造セルが格子状に配置されてなるメ
モリアレイを備えかつメモリアレイのブロック分割がワ
ード線方向に行われるフラッシュメモリ等において、書
き込み動作時、そのドレインが選択メモリセルのドレイ
ンに共通結合されそのソースが選択メモリセルのソース
に共通結合されない非選択メモリセルのソースに、その
絶対値がデータ線の選択レベルより小さな第1のバイア
ス電圧を与えることで、書き込み動作時におけるデータ
ディスターブを抑制し、非選択メモリセルのしきい値電
圧の低下を抑制できるという効果が得られる。
As shown in the above embodiment, the present invention is applied to a semiconductor memory device such as a flash memory provided with a memory array in which floating gate structure cells are arranged in a grid pattern. The effect is obtained. That is, (1) In a flash memory or the like that includes a memory array in which floating gate structure cells are arranged in a grid pattern and the memory array is divided into blocks in the word line direction, the drain thereof is A first bias voltage whose absolute value is smaller than the selection level of the data line is applied to the source of the non-selected memory cell whose source is commonly coupled to the drain and whose source is not commonly coupled to the source of the selected memory cell. The effect of suppressing the data disturb and suppressing the decrease in the threshold voltage of the non-selected memory cell is obtained.

【0106】(2)上記(1)項のフラッシュメモリに
おいて、書き込み動作時、そのドレインが選択メモリセ
ルのドレインに共通結合されそのソースが選択メモリセ
ルのソースに共通結合されない非選択メモリセルのコン
トロールゲートに、その絶対値がデータ線の選択レベル
より小さくかつ非選択メモリセルのゲート電流が主にア
バランシェホットホールの影響を受けて流される領域と
主にアバランシェホットエレクトロンの影響を受けて流
される領域との境界値となるゲート電圧に対応する第2
のバイアス電圧を与えることで、特に異なるサイズのメ
モリブロック間のデータディスターブによる非選択メモ
リセルのしきい値電圧のバラツキを抑制することができ
るという効果が得られる。 (3)上記(1)項のフラッシュメモリにおいて、消去
動作時、そのドレインが選択メモリセルのドレインに共
通結合される非選択メモリセルのドレインに、その絶対
値がソース線の選択レベルよりも小さな第3のバイアス
電圧を与えることで、消去時における増速消去を抑制
し、メモリセルの消去バラツキを抑制することができる
という効果が得られる。
(2) In the flash memory of the above item (1), control of a non-selected memory cell whose drain is commonly coupled to the drain of the selected memory cell and whose source is not commonly coupled to the source of the selected memory cell during a write operation A region whose absolute value is smaller than the selected level of the data line and the gate current of the non-selected memory cell flows mainly under the influence of avalanche hot holes and the region where the gate current flows mainly under the influence of avalanche hot electrons. The second corresponding to the gate voltage that becomes the boundary value with
By applying the bias voltage of 1, the variation of the threshold voltage of the non-selected memory cell due to the data disturb between the memory blocks of different sizes can be suppressed. (3) In the flash memory according to the above item (1), at the time of an erase operation, the drain of the unselected memory cell whose drain is commonly coupled to the drain of the selected memory cell has an absolute value smaller than the selection level of the source line. By applying the third bias voltage, it is possible to obtain the effect of suppressing accelerated erase at the time of erase and suppressing erase variation of the memory cell.

【0107】(4)その消去及び書き込みがともにFN
トンネル現象を利用して行われるフラッシュメモリ等に
おいて、書き込み動作時、選択及び非選択メモリセルの
ソースならびにそのコントロールゲートが選択メモリセ
ルのコントロールゲートに共通結合されない非選択メモ
リセルのコントロールゲートに、その絶対値がデータ線
の選択レベルより小さな第4のバイアス電圧を与えるこ
とで、書き込み動作時におけるデータディスターブを抑
制し、非選択メモリセルのしきい値電圧の低下を抑制す
ることができるという効果が得られる。 (5)上記(4)項において、メモリセルのドレインを
高濃度拡散層により構成し、そのソースの少なくともフ
ローティングゲートの直下にあたる部分を低濃度拡散層
により構成することで、選択及び非選択メモリセルのソ
ースに第4のバイアス電圧が与えられることによるソー
スディスターブを抑制し、そのコントロールゲートが選
択ワード線に結合される非選択メモリセルのしきい値電
圧の低下を抑制することができるという効果が得られ
る。
(4) Both erase and write are FN
In a flash memory or the like performed by utilizing the tunnel phenomenon, during the write operation, the sources of the selected and non-selected memory cells and their control gates are not commonly coupled to the control gates of the selected memory cells. By providing the fourth bias voltage whose absolute value is smaller than the selection level of the data line, it is possible to suppress the data disturb during the write operation and suppress the decrease in the threshold voltage of the non-selected memory cell. can get. (5) In the above item (4), the drain of the memory cell is composed of a high-concentration diffusion layer, and at least the portion of the source immediately below the floating gate is composed of a low-concentration diffusion layer, whereby the selected and unselected memory cells are selected. Source disturbance due to the application of the fourth bias voltage to the source of the memory cell, and its control gate can be suppressed from lowering the threshold voltage of the non-selected memory cell coupled to the selected word line. can get.

【0108】(6)上記(1)項〜(5)項により、メ
モリアレイのブロック分割単位を圧縮して、フラッシュ
メモリの使い勝手を高めその平均的な書き込み所要時間
を短縮しつつ、メモリセルの保持情報の反転を防止し、
フラッシュメモリの信頼性を高めことができるという効
果が得られる。
(6) According to the above items (1) to (5), the block division unit of the memory array is compressed to improve the usability of the flash memory and reduce the average time required for writing, and Prevents inversion of retained information,
The effect that the reliability of the flash memory can be improved is obtained.

【0109】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、この発明は、上記実
施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例え
ば、図1を始めとする断面構造図において、メモリセル
の具体的なデバイス構造は各実施例による制約を受けな
い。また、図2及び図28において、消去後及び書き込
み後におけるメモリセルの保持情報の論理レベルは、こ
れを互いに入れ換えて設定できるし、メモリセルのしき
い値電圧は、その一方又は両方を負電位に設定すること
もできる。図3において、各メモリブロックを構成する
ワード線の数は任意に設定できるし、メモリアレイMA
RYは、所定数の冗長ワード線及び冗長データ線を含む
ことができる。図4及び図30ならびに図38におい
て、ワード線及びデータ線ならびにソース線の選択及び
非選択レベルは、これらの実施例による制約を受けな
い。図5において、メモリアレイMARYは、同数のワ
ード線を単位とするメモリブロックに分割することがで
きる。また、フラッシュメモリは、記憶データを例えば
1ビット単位又は16ビット単位で入出力できるし、デ
ータ入出力端子D0〜D7は、それぞれデータ入力端子
及びデータ出力端子として専用化することができる。メ
モリアレイMARY及びその直接周辺回路は、複数のメ
モリマットに分割することができる。さらに、フラッシ
ュメモリのブロック構成や起動制御信号ならびにアドレ
ス信号の組み合わせ等は、種々の実施形態を採りうる。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, in the sectional structure diagrams including FIG. 1, the specific device structure of the memory cell is not restricted by each embodiment. Further, in FIGS. 2 and 28, the logic levels of the retained information of the memory cells after erasing and after programming can be set by exchanging them with each other, and one or both of the threshold voltages of the memory cells can be set to a negative potential. It can also be set to. In FIG. 3, the number of word lines forming each memory block can be set arbitrarily, and the memory array MA
The RY may include a predetermined number of redundant word lines and redundant data lines. 4 and 30 and 38, the select and deselect levels of word and data lines and source lines are not constrained by these embodiments. In FIG. 5, the memory array MARY can be divided into memory blocks each having the same number of word lines as a unit. Further, the flash memory can input / output stored data in 1-bit units or 16-bit units, and the data input / output terminals D0 to D7 can be dedicated as data input terminals and data output terminals, respectively. The memory array MARY and its direct peripheral circuits can be divided into a plurality of memory mats. Furthermore, the block configuration of the flash memory, the combination of the activation control signal and the address signal, and the like can adopt various embodiments.

【0110】図12及び図15ならびに図25におい
て、非選択ソース線及び非選択ワード線ならびにデータ
線に与えられるバイアス電圧の具体的なレベルは、任意
に設定することができる。図33において、ソース線及
びワード線に与えられるバイアス電圧の具体的なレベル
も、任意に設定することができる。
12 and 15 and 25, the specific level of the bias voltage applied to the non-selected source line, the non-selected word line and the data line can be set arbitrarily. In FIG. 33, the specific level of the bias voltage applied to the source line and the word line can also be set arbitrarily.

【0111】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野であるシン
グルチップマイクロコンピュータに内蔵されるフラッシ
ュメモリに適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、例えば、フラッシュメモリとし
て単体で形成されるものや同様なフラッシュメモリを内
蔵するゲートアレイ集積回路等にも適用できる。この発
明は、少なくとも浮遊ゲート構造セルが格子状に配置さ
れてなるメモリアレイを備える半導体記憶装置ならびに
このような半導体記憶装置を含むシステムに広く適用で
きる。
In the above description, the invention made by the present inventor was mainly applied to a flash memory incorporated in a single-chip microcomputer, which is the field of application of the background, but the invention is not limited thereto. Instead, for example, the present invention can be applied to a flash memory formed as a single unit or a gate array integrated circuit having a similar flash memory. The present invention can be widely applied to a semiconductor memory device including a memory array in which at least floating gate structure cells are arranged in a grid pattern, and a system including such a semiconductor memory device.

【0112】[0112]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、浮遊ゲート構造セルが格子
状に配置されてなるメモリアレイを備えかつメモリアレ
イのブロック分割がワード線方向に行われるフラッシュ
メモリ等において、書き込み動作時、そのドレインが選
択メモリセルのドレインに共通結合されそのソースが選
択メモリセルのソースに共通結合されない非選択メモリ
セルのソースに、その絶対値がデータ線の選択レベルよ
り小さな第1のバイアス電圧を与え、あるいはそのドレ
インが選択メモリセルのドレインに共通結合されそのソ
ースが選択メモリセルのソースに共通結合されない非選
択メモリセルのコントロールゲートに、その絶対値がデ
ータ線の選択レベルより小さい第2のバイアス電圧を与
える。また、消去動作時、そのドレインが選択メモリセ
ルのドレインに共通結合される非選択メモリセルのドレ
インに、その絶対値がソース線の選択レベルよりも小さ
な第3のバイアス電圧を与える。さらに、その消去及び
書き込みがともにFNトンネル現象を利用して行われる
フラッシュメモリ等において、書き込み動作時、選択及
び非選択メモリセルのソースならびにそのコントロール
ゲートが選択メモリセルのコントロールゲートに共通結
合されない非選択メモリセルのコントロールゲートに、
その絶対値がデータ線の選択レベルより小さな第4のバ
イアス電圧を与えるとともに、メモリセルのドレインを
高濃度拡散層により構成し、そのソースの少なくともフ
ローティングゲートの直下にあたる部分を低濃度拡散層
により構成する。これにより、メモリアレイのブロック
分割単位を圧縮しつつ、書き込み動作時のデータディス
ターブならびに消去動作時のソースディスターブを抑制
し、メモリセルのしきい値電圧の低下及びバラツキを抑
制できる。この結果、フラッシュメモリの使い勝手を高
めその平均的な書き込み所要時間を短縮しつつ、メモリ
セルの保持情報の反転を防止し、フラッシュメモリの信
頼性を高めことができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, in a flash memory or the like that has a memory array in which floating gate structure cells are arranged in a grid pattern and the memory array is divided into blocks in the word line direction, its drain is shared by the drains of selected memory cells during a write operation. A source of an unselected memory cell that is coupled and whose source is not commonly coupled to the source of the selected memory cell is provided with a first bias voltage whose absolute value is less than the selected level of the data line, or its drain is the drain of the selected memory cell. A second bias voltage whose absolute value is smaller than the selected level of the data line is applied to the control gate of the non-selected memory cell whose common source is not commonly coupled to the source of the selected memory cell. Further, during the erase operation, a third bias voltage whose absolute value is smaller than the selection level of the source line is applied to the drain of the non-selected memory cell whose drain is commonly coupled to the drain of the selected memory cell. Furthermore, in a flash memory or the like in which both erasing and writing are performed by using the FN tunnel phenomenon, the sources of the selected and non-selected memory cells and their control gates are not commonly coupled to the control gates of the selected memory cells during the write operation. For the control gate of the selected memory cell,
A fourth bias voltage whose absolute value is smaller than the selection level of the data line is applied, the drain of the memory cell is composed of a high-concentration diffusion layer, and at least the part of the source immediately below the floating gate is composed of a low-concentration diffusion layer. To do. As a result, it is possible to suppress the data disturb during the write operation and the source disturb during the erase operation while compressing the block division unit of the memory array, and to suppress the decrease and variation in the threshold voltage of the memory cell. As a result, it is possible to improve the usability of the flash memory, shorten the average time required for writing, and prevent the inversion of the information held in the memory cell, thereby improving the reliability of the flash memory.

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

【図1】この発明が適用されたフラッシュメモリのメモ
リアレイを構成する浮遊ゲート構造セルの一実施例を示
す断面構造図である。
FIG. 1 is a sectional structural view showing an embodiment of a floating gate structure cell that constitutes a memory array of a flash memory to which the present invention is applied.

【図2】図1の浮遊ゲート構造セルのドレイン電流とゲ
ート・ソース間電圧との関係を説明するための一実施例
を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an embodiment for explaining the relationship between the drain current and the gate-source voltage of the floating gate structure cell of FIG.

【図3】図1の浮遊ゲート構造セルからなるメモリアレ
イの一実施例を示す部分的な回路図である。
FIG. 3 is a partial circuit diagram showing an embodiment of a memory array including the floating gate structure cell of FIG.

【図4】図3のメモリアレイの消去モード及び書き込み
モードの改良前における選択条件図である。
FIG. 4 is a selection condition diagram before improvement of an erase mode and a write mode of the memory array of FIG.

【図5】図3のメモリアレイを含むフラッシュメモリの
一実施例を示すブロック図である。
5 is a block diagram illustrating an embodiment of a flash memory including the memory array of FIG.

【図6】図4のフラッシュメモリの書き込みモードのソ
ース接地時の接続図である。
FIG. 6 is a connection diagram when the source is grounded in the write mode of the flash memory of FIG.

【図7】図5のフラッシュメモリにおけるデータディス
ターブの原因を説明するための断面構造図である。
FIG. 7 is a cross-sectional structure diagram for explaining the cause of data disturb in the flash memory of FIG.

【図8】図6のフラッシュメモリの書き込みモードのソ
ース開放時の接続図である。
8 is a connection diagram of the flash memory of FIG. 6 when a source is opened in a write mode.

【図9】図8のフラッシュメモリにおけるデータディス
ターブの原因を説明するための断面構造図である。
9 is a cross-sectional structure diagram for explaining the cause of data disturb in the flash memory of FIG.

【図10】図1の浮遊ゲート構造セルのソース接地時に
おけるリーク電流とドレイン電圧との関係を説明するた
めの特性図である。
10 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the leak current and the drain voltage when the source of the floating gate structure cell of FIG. 1 is grounded.

【図11】図5のフラッシュメモリの異なるサイズのメ
モリブロック間におけるデータディスターブを説明する
ための計算図である。
11 is a calculation diagram for explaining data disturb between memory blocks of different sizes in the flash memory of FIG. 5;

【図12】図5のフラッシュメモリの書き込みモードに
おいて非選択ソース線にバイアス電圧を与える対策を施
した後の一実施例を示す接続図である。
FIG. 12 is a connection diagram showing an embodiment after taking measures to apply a bias voltage to a non-selected source line in the write mode of the flash memory of FIG.

【図13】図12の対策の効果を説明するための断面構
造図である。
FIG. 13 is a cross-sectional structure diagram for explaining the effect of the measure in FIG.

【図14】図12の対策の効果を説明するための特性図
である。
FIG. 14 is a characteristic diagram for explaining the effect of the countermeasure of FIG.

【図15】図5のフラッシュメモリの書き込みモードに
おいて非選択ワード線にバイアス電圧を与える対策を施
した後の一実施例を示す接続図である。
FIG. 15 is a connection diagram showing an embodiment after taking measures to apply a bias voltage to a non-selected word line in the write mode of the flash memory of FIG.

【図16】図15の対策の効果を説明するための断面構
造図である。
16 is a cross-sectional structure diagram for explaining the effect of the measure in FIG.

【図17】浮遊ゲート構造セルのゲート電流とゲート電
圧との関係を説明するための一般的な特性図である。
FIG. 17 is a general characteristic diagram for explaining the relationship between the gate current and the gate voltage of a floating gate structure cell.

【図18】図15の対策において非選択ワード線のバイ
アス電圧が低すぎる場合の問題点を説明するための断面
構造図である。
FIG. 18 is a sectional structural view for explaining a problem when the bias voltage of a non-selected word line is too low in the countermeasure of FIG.

【図19】図15の対策において非選択ワード線のバイ
アス電圧が高すぎる場合の問題点を説明するための断面
構造図である。
FIG. 19 is a sectional structural view for explaining a problem when the bias voltage of a non-selected word line is too high in the countermeasure of FIG.

【図20】図15の対策の効果を説明するための特性図
である。
FIG. 20 is a characteristic diagram for explaining the effect of the countermeasure of FIG.

【図21】図15の対策の効果を説明するための他の特
性図である。
FIG. 21 is another characteristic diagram for explaining the effect of the measure in FIG.

【図22】図4のフラッシュメモリの消去モードの改良
前における接続図である。
22 is a connection diagram before improvement of the erase mode of the flash memory of FIG. 4. FIG.

【図23】図22のフラッシュメモリにおける消去ディ
スターブの原因を説明するための断面構造図である。
FIG. 23 is a cross-sectional structural view for explaining the cause of erase disturb in the flash memory of FIG.

【図24】図22のフラッシュメモリの増速消去を説明
するための特性図である。
FIG. 24 is a characteristic diagram for explaining accelerated erase of the flash memory of FIG. 22.

【図25】図4のフラッシュメモリの消去モードにおい
てデータ線にバイアス電圧を与える対策を施した後の一
実施例を示す接続図である。
25 is a connection diagram showing an embodiment after taking measures to apply a bias voltage to a data line in the erase mode of the flash memory of FIG. 4. FIG.

【図26】図25の対策の効果を説明するための断面構
造図である。
FIG. 26 is a cross-sectional structure diagram for explaining the effect of the measure in FIG. 25.

【図27】FNトンネル現象による消去・書き込みを行
う浮遊ゲート構造セルの一実施例を示す断面構造図であ
る。
FIG. 27 is a cross-sectional structure diagram showing an example of a floating gate structure cell for erasing / writing by the FN tunnel phenomenon.

【図28】図27の浮遊ゲート構造セルのドレイン電流
とゲート・ソース間電圧との関係を説明するための一実
施例を示す特性図である。
28 is a characteristic diagram showing an example for explaining the relationship between the drain current and the gate-source voltage of the floating gate structure cell of FIG. 27. FIG.

【図29】図27の浮遊ゲート構造セルからなるメモリ
アレイの一実施例を示す部分的な回路図である。
29 is a partial circuit diagram showing an embodiment of a memory array including the floating gate structure cell of FIG. 27. FIG.

【図30】図29のメモリアレイを含むフラッシュメモ
リの消去モード及び書き込みモードの改良前における選
択条件図である。
30 is a selection condition diagram of the flash memory including the memory array of FIG. 29 before improvement of the erase mode and the write mode.

【図31】図30のフラッシュメモリの書き込みモード
における接続図である。
31 is a connection diagram of the flash memory of FIG. 30 in a write mode. FIG.

【図32】図31のフラッシュメモリにおけるデータデ
ィスターブの原因を説明するための断面構造図である。
32 is a cross-sectional structural view for explaining the cause of data disturb in the flash memory of FIG.

【図33】図30のフラッシュメモリの書き込みモード
においてソース線及びワード線にバイアス電圧を与える
対策を施した後の一実施例を示す接続図である。
33 is a connection diagram showing an embodiment after taking a measure to apply a bias voltage to a source line and a word line in a write mode of the flash memory of FIG. 30. FIG.

【図34】図33の対策の効果を説明するための断面構
造図である。
FIG. 34 is a cross-sectional structure diagram for explaining the effect of the measure in FIG. 33.

【図35】図33の対策を施した場合の問題点を説明す
るための断面構造図である。
FIG. 35 is a cross-sectional structure diagram for describing problems when the measure of FIG. 33 is taken.

【図36】図35のフラッシュメモリにソース拡散層を
低濃度化する対策を施した場合の効果を説明するための
断面構造図である。
FIG. 36 is a cross-sectional structure diagram for explaining an effect when a measure for reducing the concentration of the source diffusion layer is applied to the flash memory of FIG. 35.

【図37】クロスポイント型セルからなるメモリアレイ
の一実施例を示す部分的な回路図である。
FIG. 37 is a partial circuit diagram showing one embodiment of a memory array including cross-point type cells.

【図38】図37のメモリアレイを含むフラッシュメモ
リの改良前における選択条件図である。
38 is a selection condition diagram of a flash memory including the memory array of FIG. 37 before improvement.

【図39】図37のメモリアレイを含むフラッシュメモ
リの書き込みモードの改良前における接続図である。
39 is a connection diagram of the flash memory including the memory array of FIG. 37 before improvement of the write mode. FIG.

【図40】図39のフラッシュメモリの書き込みモード
において選択ソース線にバイアス電圧を与える対策を施
した後の接続図である。
40 is a connection diagram after taking measures to apply a bias voltage to a selected source line in the write mode of the flash memory in FIG. 39. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PSUB・・・P型半導体基板、CG・・・コントロー
ルゲート、FG・・・フローティングゲート、IS1〜
IS2・・・絶縁膜、N+ ・・・N型高濃度拡散層、N
D1〜ND2・・・N型拡散層、S・・・ソース、D・
・・ドレイン、N- ・・・N型低濃度拡散層、P+ ・・
・P型高濃度拡散層。 MARY・・・メモリアレイ、MBS0〜MBSp・・
・小容量メモリブロック、MBL0〜MBLq・・・大
容量メモリブロック、MC・・・メモリセル、WS00
〜WS015ないしWSp0〜WSp15、WL00〜
WL01023ないしWLq0〜WLq1023・・・
ワード線、B0〜Bn・・・データ線、SS0〜SS
p,SL0〜SLq・・・ソース線。 XD・・・Xアドレスデコーダ、XB・・・Xアドレス
バッファ、YS・・・Yスイッチ、YD・・・Yアドレ
スデコーダ、SS・・・ソーススイッチ、YB・・・Y
アドレスバッファ、RW・・・リードライト回路、TG
・・・タイミング発生回路。 MCA〜MCH・・・メモリセル。 CH・・・チャンネル、Cs・・・ソース容量、Cd・
・・ドレイン容量。 IS3〜IS4・・・絶縁膜、ND3〜ND4・・・N
型拡散層。 W0〜Wm・・・ワード線、SL0〜SLn・・・ソー
ス線。 DL・・・空乏層。 MB0・・・メモリブロック、D0〜Dn・・・共通ド
レイン領域、S0〜Sn・・・共通ソース領域、Q1〜
Q2・・・NチャンネルMOSFET。 MA〜MF・・・メモリセル。
PSUB ... P-type semiconductor substrate, CG ... control gate, FG ... floating gate, IS1-
IS2 ... Insulating film, N + ... N-type high concentration diffusion layer, N
D1 to ND2 ... N type diffusion layer, S ... Source, D.
... drain, N - ··· N-type low-concentration diffusion layer, P + ··
-P-type high concentration diffusion layer. MARY ... Memory array, MBS0 to MBSp ...
・ Small capacity memory block, MBL0 to MBLq ... Large capacity memory block, MC ... Memory cell, WS00
~ WS015 to WSp0 to WSp15, WL00 to
WL01023 to WLq0 to WLq1023 ...
Word lines, B0 to Bn ... Data lines, SS0 to SS
p, SL0 to SLq ... Source lines. XD ... X address decoder, XB ... X address buffer, YS ... Y switch, YD ... Y address decoder, SS ... Source switch, YB ... Y
Address buffer, RW ... Read / write circuit, TG
... Timing generator circuit. MCA to MCH ... Memory cells. CH ・ ・ ・ Channel, Cs ・ ・ ・ Source capacity, Cd ・
..Drain capacitance IS3 to IS4 ... Insulating film, ND3 to ND4 ... N
Type diffusion layer. W0 to Wm ... word lines, SL0 to SLn ... source lines. DL ... Depletion layer. MB0 ... Memory block, D0-Dn ... Common drain region, S0-Sn ... Common source region, Q1-
Q2 ... N-channel MOSFET. MA to MF ... Memory cells.

───────────────────────────────────────────────────── 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 7210−4M H01L 27/10 434 29/78 371 (72)発明者 黒田 謙一 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 寺沢 正明 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 29/792 7210-4M H01L 27/10 434 29/78 371 (72) Inventor Kenichi Kuroda Tokyo 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi Ltd. Within the Semiconductor Business Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masaaki Terasawa 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitsuritsu Super S.I. Engineering Co., Ltd. In the company

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 浮遊ゲート構造型の不揮発性メモリセル
が格子状に配置されてなるメモリアレイを具備し、かつ
書き込み動作時、そのドレインが選択メモリセルのドレ
インに共通結合されそのソースが選択メモリセルのソー
スに共通結合されない非選択メモリセルのソースに第1
のバイアス電圧が与えられることを特徴とする半導体記
憶装置。
1. A non-volatile memory cell of floating gate structure type is provided with a memory array, which is arranged in a grid pattern, and the drain of which is commonly coupled to the drain of the selected memory cell and the source of which is the selected memory during a write operation. First to the sources of unselected memory cells that are not commonly coupled to the sources of the cells
A semiconductor memory device characterized by being supplied with a bias voltage.
【請求項2】 上記メモリアレイは、所定数のワード線
に結合される所定数のメモリセルを単位として複数のメ
モリブロックに分割されるものであり、これらのメモリ
ブロックを構成する所定数のメモリセルのソースは、対
応するソース線にそれぞれ共通結合されるものであっ
て、上記書き込み動作時、ワード線の選択レベルは第1
の正電位とされ、データ線の選択レベルはその絶対値が
上記第1の正電位より小さな第2の正電位とされ、ソー
ス線の選択レベルならびにワード線及びデータ線の非選
択レベルは接地電位とされるものであり、上記第1のバ
イアス電圧のレベルは、その絶対値が上記第2の正電位
より小さな第3の正電位とされるものであることを特徴
とする請求項1の半導体記憶装置。
2. The memory array is divided into a plurality of memory blocks in units of a predetermined number of memory cells coupled to a predetermined number of word lines, and a predetermined number of memories forming these memory blocks. The sources of the cells are commonly coupled to the corresponding source lines, and the selection level of the word line is the first level during the write operation.
And the selection level of the data line is a second positive potential whose absolute value is smaller than the first positive potential, and the selection level of the source line and the non-selection level of the word line and the data line are the ground potential. 2. The semiconductor according to claim 1, wherein the level of the first bias voltage is a third positive potential whose absolute value is smaller than the second positive potential. Storage device.
【請求項3】 浮遊ゲート構造型の不揮発性メモリセル
が格子状に配置されてなるメモリアレイを具備し、かつ
書き込み動作時、そのドレインが選択メモリセルのドレ
インに共通結合されそのソースが選択メモリセルのソー
スに共通結合されない非選択メモリセルのワード線に第
2のバイアス電圧が与えられることを特徴とする半導体
記憶装置。
3. A non-volatile memory cell of floating gate structure type is provided with a memory array, which is arranged in a grid pattern, and has a drain commonly connected to a drain of a selected memory cell and a source thereof selected memory during a write operation. A semiconductor memory device, wherein a second bias voltage is applied to a word line of a non-selected memory cell which is not commonly coupled to a cell source.
【請求項4】 上記メモリアレイは、所定数のワード線
に結合される所定数のメモリセルを単位として複数のメ
モリブロックに分割されるものであり、これらのメモリ
ブロックを構成する所定数のメモリセルのソースは、対
応するソース線にそれぞれ共通結合されるものであっ
て、上記書き込み動作時、ワード線の選択レベルは第1
の正電位とされ、データ線の選択レベルはその絶対値が
上記第1の正電位より小さな第2の正電位とされ、ソー
ス線の選択レベルならびにデータ線及び選択メモリセル
が含まれるメモリブロックの他のワード線の非選択レベ
ルは接地電位とされ、ソース線は非選択時に開放状態と
されるものであり、上記第2のバイアス電圧のレベル
は、その絶対値が上記第2の正電位より小さな第4の正
電位とされるものであることを特徴とする請求項3の半
導体記憶装置。
4. The memory array is divided into a plurality of memory blocks in units of a predetermined number of memory cells coupled to a predetermined number of word lines, and a predetermined number of memories forming these memory blocks. The sources of the cells are commonly coupled to the corresponding source lines, and the selection level of the word line is the first level during the write operation.
Of the data line and the selection level of the data line is a second positive potential whose absolute value is smaller than the first positive potential, and the selection level of the source line and the memory block including the data line and the selected memory cell are The non-selection level of the other word lines is set to the ground potential, and the source line is opened in the non-selection state. The absolute value of the second bias voltage level is higher than that of the second positive potential. 4. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein the semiconductor memory device has a small fourth positive potential.
【請求項5】 上記第4の正電位は、非選択メモリセル
のゲート電流が主にアバランシェホットホールの影響を
受けて流される領域と主にアバランシェホットエレクト
ロンの影響を受けて流される領域との境界値となるゲー
ト電圧に対応するものであることを特徴とする請求項4
の半導体記憶装置。
5. The fourth positive potential is applied to a region in which a gate current of a non-selected memory cell is caused to flow mainly under the influence of avalanche hot holes and a region to be caused to flow mainly under the influence of avalanche hot electrons. 5. A gate voltage corresponding to a boundary value, which corresponds to the gate voltage.
Semiconductor memory device.
【請求項6】 浮遊ゲート構造型の不揮発性メモリセル
が格子状に配置されてなるメモリアレイを具備し、かつ
消去動作時、そのドレインが選択メモリセルのドレイン
に共通結合される非選択メモリセルのドレインに第3の
バイアス電圧が与えられることを特徴とする半導体記憶
装置。
6. A non-selected memory cell having a memory array in which floating gate structure type non-volatile memory cells are arranged in a grid pattern, and the drain of which is commonly coupled to the drain of the selected memory cell during an erase operation. A semiconductor memory device, wherein a third bias voltage is applied to the drain of the.
【請求項7】 上記メモリアレイは、所定数のワード線
に結合される所定数のメモリセルを単位として複数のメ
モリブロックに分割されるものであり、これらのメモリ
ブロックを構成する所定数のメモリセルのソースは、対
応するソース線にそれぞれ共通結合されるものであり、
上記消去動作は、上記メモリブロックを単位として行わ
れるものであって、上記消去動作時、ソース線の選択レ
ベルは第1の正電位とされ、ソース線の非選択レベルな
らびにワード線の選択レベル及び非選択レベルは接地電
位とされるものであり、上記第3のバイアス電圧のレベ
ルは、その絶対値が上記第1の正電位より小さな第5の
正電位とされるものであることを特徴とする請求項6の
半導体記憶装置。
7. The memory array is divided into a plurality of memory blocks in units of a predetermined number of memory cells coupled to a predetermined number of word lines, and a predetermined number of memories forming these memory blocks. The sources of the cells are those commonly coupled to the corresponding source lines,
The erase operation is performed in units of the memory block. During the erase operation, the source line selection level is set to the first positive potential, and the source line non-selection level and word line selection level The non-selection level is a ground potential, and the level of the third bias voltage is a fifth positive potential whose absolute value is smaller than the first positive potential. The semiconductor memory device according to claim 6.
【請求項8】 ファウラー・ノルトハイムトンネル現象
を利用して消去及び書き込みが行われる浮遊ゲート構造
型の不揮発性メモリセルが格子状に配置されてなるメモ
リアレイを具備し、かつ書き込み動作時、選択メモリセ
ル及び非選択メモリセルのソースならびにそのコントロ
ールゲートが選択メモリセルのコントロールゲートに共
通結合されない非選択メモリセルのコントロールゲート
に第4のバイアス電圧が与えられることを特徴とする半
導体記憶装置。
8. A memory array comprising nonvolatile memory cells of a floating gate structure, which are erased and programmed by utilizing the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon, are arranged in a grid pattern, and are selected during a write operation. A semiconductor memory device, wherein sources of memory cells and non-selected memory cells and control gates thereof are not commonly coupled to control gates of selected memory cells, and a fourth bias voltage is applied to the control gates of non-selected memory cells.
【請求項9】 上記メモリアレイの同一の行に配置され
るメモリセルのコントロールゲートは、対応するワード
線に共通結合され、上記メモリアレイの同一の列に配置
されるメモリセルのソース及びドレインは、それぞれ対
応するソース線及びデータ線に共通結合されるものであ
って、上記書き込み動作時、ワード線の選択レベルは第
1の負電位とされ、データ線の選択レベルはその絶対値
が上記第1の負電位より小さな第6の正電位とされ、デ
ータ線の非選択レベルは接地電位とされるものであり、
上記第4のバイアス電圧のレベルは、その絶対値が上記
第6の正電位より小さな第7の正電位とされるものであ
ることを特徴とする請求項8の半導体記憶装置。
9. The control gates of the memory cells arranged in the same row of the memory array are commonly coupled to corresponding word lines, and the sources and drains of the memory cells arranged in the same column of the memory array are , The corresponding source line and the data line are commonly coupled, and the selection level of the word line is set to the first negative potential during the write operation, and the absolute value of the selection level of the data line is the above-mentioned first value. The sixth positive potential smaller than the negative potential of 1 is set, and the non-selection level of the data line is set to the ground potential.
9. The semiconductor memory device according to claim 8, wherein the level of the fourth bias voltage is set to a seventh positive potential whose absolute value is smaller than the sixth positive potential.
【請求項10】 上記メモリセルのドレインは、高濃度
拡散層からなり、そのソースは、少なくともそのフロー
ティングゲートの直下が低濃度拡散層からなるものであ
ることを特徴とする請求項8又は請求項9の半導体記憶
装置。
10. The drain of the memory cell comprises a high concentration diffusion layer, and the source thereof comprises a low concentration diffusion layer at least immediately below the floating gate. 9. A semiconductor memory device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07176197A (en) * 1993-10-29 1995-07-14 Nec Corp Non-volatile semiconductor storage device
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