JPH06325584A - Semiconductor storage device - Google Patents
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- JPH06325584A JPH06325584A JP13271193A JP13271193A JPH06325584A JP H06325584 A JPH06325584 A JP H06325584A JP 13271193 A JP13271193 A JP 13271193A JP 13271193 A JP13271193 A JP 13271193A JP H06325584 A JPH06325584 A JP H06325584A
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Abstract
Description
【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、全消去モードのための消去制御回路を内蔵
するフラッシュメモリ等に利用して特に有効な技術に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a technique which is particularly effective when used in a flash memory or the like having an erase control circuit for the full erase mode.
【0002】[0002]
【従来の技術】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2層ゲート構造型の不揮発性メ
モリセル(以下、2層ゲート構造セルと称す)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がある。また、そのメモリアレイが
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
にブロック分割され、これらのメモリブロックを単位と
して保持情報の一括消去が可能ないわゆるブロック消去
型のフラッシュメモリがある。2. Description of the Related Art A so-called two-layer gate structure type non-volatile memory cell having a control gate and a floating gate (hereinafter referred to as a two-layer gate structure cell) is arranged in a grid pattern as a basic constituent element. There is flash memory. Further, there is a so-called block erasing type flash memory in which the memory array is divided into a plurality of memory blocks in units of a predetermined number of memory cells and the retained information can be collectively erased in units of these memory blocks.
【0003】ブロック消去型のフラッシュメモリについ
ては、例えば、米国特許第5065365号等に記載さ
れている。A block erase type flash memory is described in, for example, US Pat. No. 5,065,365.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本願発明者等は、この
発明に先立って、消去制御回路ERCを内蔵し、メモリ
セルの消去後におけるしきい値電圧のバラツキを抑制し
つつ全メモリセルの保持情報を一括消去するための全消
去モードを有するブロック消去型のフラッシュメモリを
開発した。このフラッシュメモリは、メモリアレイが分
割されてなる32個のメモリブロックMB0〜MB31
と、これらのメモリブロックに対応して設けられ対応す
るメモリブロックを構成する複数のメモリセルの共通結
合されたソースに例えば+12Vの消去電圧VPPを選
択的に伝達する32個の消去ゲートEG0〜EG31を
含むソーススイッチSSとを備える。Prior to the present invention, the inventors of the present invention incorporate an erase control circuit ERC to hold all memory cells while suppressing variations in threshold voltage after the memory cells are erased. We have developed a block erase type flash memory that has an all erase mode for erasing information in a batch. This flash memory has 32 memory blocks MB0 to MB31 in which a memory array is divided.
And 32 erase gates EG0 to EG31 for selectively transmitting the erase voltage VPP of, for example, +12 V to the commonly connected sources of a plurality of memory cells provided corresponding to these memory blocks and configuring the corresponding memory blocks. And a source switch SS including.
【0005】フラッシュメモリが全消去モードとされる
とき、消去制御回路ERCは、図11に示されるよう
に、まず全メモリセルに論理“0”のデータを書き込む
いわゆるプレライトを実行した後、ブロック番号BN及
びブロック内アドレスADを0に初期設定して消去動作
を開始する。この消去動作は、指定されるアドレスのメ
モリセルの保持情報をベリファイリードして消去状態つ
まり論理“1”への変化を識別する消去判定と、すべて
のメモリブロックを構成するメモリセルの共通結合され
たソースにパルス状の消去電圧VPPつまり消去パルス
を供給する動作とを繰り返すことによって行われる。消
去判定の結果、メモリセルが消去状態となると、消去判
定の対象となるメモリセルのアドレスがカウントアップ
される。また、メモリブロックMB0を構成するすべて
のメモリセルの消去判定が終了すると、メモリブロック
MB0に対する消去パルスの供給が停止されるととも
に、ブロック番号がカウントアップされ、次のメモリブ
ロックMB1を構成するメモリセルの消去判定に移行す
る。以下、同様な消去動作が、メモリブロックMB31
を構成するすべてのメモリセルの消去判定が終了するま
で繰り返され、これによってメモリセルのしきい値電圧
を必要以上に低下させることなく、しかも外部のマイク
ロプロセッサ等の制御を必要とすることなく自律的に、
フラッシュメモリの全メモリセルを消去状態とすること
ができる。When the flash memory is set to the all-erase mode, the erase control circuit ERC first executes so-called pre-write for writing data of logic "0" to all memory cells and then blocks as shown in FIG. The number BN and the in-block address AD are initialized to 0 and the erase operation is started. This erase operation is an erase determination for verifying the retained information of the memory cell of the specified address to identify the erased state, that is, the change to the logic "1", and the common combination of the memory cells forming all the memory blocks. This is performed by repeating the operation of supplying the pulsed erase voltage VPP, that is, the erase pulse to the source. When the memory cell is in the erased state as a result of the erase determination, the address of the memory cell to be erased is counted up. When the erase determination of all the memory cells forming the memory block MB0 is completed, the supply of the erase pulse to the memory block MB0 is stopped and the block number is counted up, and the memory cells forming the next memory block MB1 are counted. Then, the process proceeds to the erase determination. Hereinafter, the same erase operation is performed in the memory block MB31.
This process is repeated until the erase determination of all the memory cells that make up the memory cell is completed, which does not lower the threshold voltage of the memory cells more than necessary and does not require the control of an external microprocessor. By the way
All the memory cells of the flash memory can be put in the erased state.
【0006】ところが、フラッシュメモリの大容量化・
大規模化が進む中、上記のような全消去モードを有する
フラッシュメモリには次の問題点が残されていることが
本願発明者等によって明らかとなった。すなわち、上記
フラッシュメモリでは、図5に例示されるように、メモ
リブロックMB0〜MB31が半導体基板PSUBの縦
方向に整列して配置され、これらのメモリブロックを構
成するメモリセルの共通結合されたソースに消去電圧V
PPを選択的に供給するソーススイッチSSの消去ゲー
トEG0〜EG31も、対応するメモリブロックの右側
にそれぞれ近接して配置される。一方、フラッシュメモ
リに消去電圧VPPを入力するためのボンディングパッ
ドVPPは、例えば半導体基板PSUBの下方右端に配
置され、このボンディングパッドVPPを介して入力さ
れる消去電圧VPPは、消去電圧供給配線SVPを介し
て消去ゲートEG0〜EG31に伝達される。However, increasing the capacity of the flash memory
It has been clarified by the inventors of the present application that the following problems remain in the flash memory having the above-mentioned all-erasure mode as the scale increases. That is, in the above flash memory, as illustrated in FIG. 5, memory blocks MB0 to MB31 are arranged in alignment in the vertical direction of the semiconductor substrate PSUB, and the commonly combined sources of the memory cells forming these memory blocks are arranged. Erase voltage V
The erase gates EG0 to EG31 of the source switch SS for selectively supplying PP are also arranged close to the right side of the corresponding memory block. On the other hand, the bonding pad VPP for inputting the erase voltage VPP to the flash memory is arranged, for example, at the lower right end of the semiconductor substrate PSUB, and the erase voltage VPP input via this bonding pad VPP is the erase voltage supply wiring SVP. It is transmitted to the erase gates EG0 to EG31 via the erase gates.
【0007】周知のように、消去動作時における2層ゲ
ート構造セルのしきい値電圧の低下は、ソースに印加さ
れる消去電圧VPPの絶対値が大きくなるにしたがって
速くなる。また、金属配線層からなる消去電圧供給配線
SVP等は、配線幅及び配線厚に応じた分布抵抗を有
し、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPとソース
スイッチSSを構成する消去ゲートEG0〜EG31と
の間には、図10に示されるように、配線長に応じた配
線抵抗RS0〜RS31が等価的に結合される。加え
て、上記フラッシュメモリの全消去モードでは、前述の
ように、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPから
最も離れた位置に配置されたつまり配線抵抗の総和が最
大となるメモリブロックMB0から順に消去判定が行わ
れ、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPに最も近
接して配置されたメモリブロックMB31には、すべて
のメモリブロックに関する消去判定が終了するまでの
間、パルス状の消去電圧VPPが印加され続ける。この
ため、図9に示されるように、例えばメモリブロックM
B31を構成するメモリセルの消去後しきい値電圧の分
布の中心値Vth1bと、メモリブロックMB0を構成
するメモリセルの消去後しきい値電圧の分布の中心値V
th1cとの間に、比較的大きな消去バラツキが生じ
る。この結果、フラッシュメモリの電源電圧最小値側に
おける動作マージンが低下し、そのアクセスタイムの高
速化が制約を受けるものである。As is well known, the threshold voltage of the two-layer gate structure cell in the erase operation decreases faster as the absolute value of the erase voltage VPP applied to the source increases. Further, the erase voltage supply wiring SVP and the like made of a metal wiring layer have a distributed resistance according to the wiring width and the wiring thickness, and are connected to the erase voltage supply bonding pad VPP and the erase gates EG0 to EG31 constituting the source switch SS. In between, as shown in FIG. 10, wiring resistors RS0 to RS31 corresponding to the wiring length are equivalently coupled. In addition, in the all erase mode of the flash memory, as described above, the erase determination is performed in order from the memory block MB0 arranged at the position farthest from the erase voltage supply bonding pad VPP, that is, the sum of the wiring resistances is maximum. The pulse-shaped erase voltage VPP is continuously applied to the memory block MB31 arranged closest to the erase voltage supply bonding pad VPP until the erase determination is completed for all the memory blocks. Therefore, as shown in FIG. 9, for example, the memory block M
The central value Vth1b of the distribution of threshold voltages after erasing of the memory cells forming B31 and the central value Vth of the distribution of threshold voltages after erasing of the memory cells forming the memory block MB0.
A relatively large erase variation occurs between th1c and th1c. As a result, the operation margin on the minimum power supply voltage side of the flash memory is reduced, and the speeding up of the access time is restricted.
【0008】この発明の目的は、消去制御回路を備える
フラッシュメモリ等の全消去モードにおける消去バラツ
キを低減することにある。この発明の他の目的は、フラ
ッシュメモリ等の電源電圧最小値側における動作マージ
ンを拡大し、そのアクセスタイムの高速化を推進するこ
とにある。An object of the present invention is to reduce erase variation in all erase modes of a flash memory having an erase control circuit. Another object of the present invention is to expand the operation margin on the side of the minimum value of the power supply voltage of a flash memory or the like and promote the speeding up of the access time.
【0009】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.
【0010】[0010]
【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、メモリアレイが分割されてな
る複数のメモリブロックと、これらのメモリブロックに
対応して設けられ対応するメモリブロックを構成する複
数のメモリセルの共通結合されたソースに所定の消去電
圧を選択的に伝達する複数の消去ゲートを含むソースス
イッチと、全メモリセルの保持情報を一括消去するため
の消去制御回路とを備えるブロック消去型のフラッシュ
メモリ等において、消去電圧供給用ボンディングパッド
を介して入力される消去電圧を複数の消去ゲートに伝達
する消去電圧供給配線の各分岐点と対応する消去ゲート
との間に、抵抗値を均一化するための平滑抵抗をそれぞ
れ設けるとともに、消去制御回路による全消去モード時
の消去判定を、消去電圧供給用ボンディングパッドに近
接して配置されたメモリブロックから順に行う。The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a predetermined erase voltage is selectively applied to a plurality of memory blocks formed by dividing a memory array and a common-coupled source of a plurality of memory cells provided corresponding to these memory blocks and forming the corresponding memory blocks. In a block erase type flash memory, etc., which has a source switch including a plurality of erase gates for transmitting to the memory and an erase control circuit for collectively erasing information held in all memory cells, input through an erase voltage supply bonding pad The smoothing resistor for equalizing the resistance value is provided between each branch point of the erase voltage supply wiring that transmits the erase voltage to be erased to a plurality of erase gates and the corresponding erase gate. A memory block that is placed close to the bonding pad for supplying the erase voltage for the erase determination in the erase mode. Carried out in order from.
【0011】[0011]
【作用】上記手段によれば、フラッシュメモリの大容量
化・大規模化が進みそのチップが大型化した場合でも、
各メモリブロックを構成するメモリセルの共通結合され
たソースに供給される消去電圧の電位をほぼ均一化でき
るとともに、全消去モードにおいて供給される消去パル
スの回数を、消去電圧供給用ボンディングパッドに近接
して配置されたメモリブロックから順に少なくすること
ができる。この結果、メモリセルの消去後におけるしき
い値電圧のブロック間バラツキを低減できるため、フラ
ッシュメモリの電源電圧最小値側における動作マージン
を拡大し、そのアクセスタイムの高速化を推進すること
ができる。According to the above means, even when the capacity and the size of the flash memory are increased and the chip is increased in size,
The potential of the erase voltage supplied to the commonly connected sources of the memory cells that make up each memory block can be made almost uniform, and the number of erase pulses supplied in all erase modes can be set close to the erase voltage supply bonding pad. It is possible to reduce the number of memory blocks sequentially arranged. As a result, it is possible to reduce the variation in threshold voltage between blocks after erasing the memory cell, so that it is possible to expand the operation margin on the minimum power supply voltage side of the flash memory and accelerate the access time.
【0012】[0012]
【実施例】図1には、この発明が適用されたフラッシュ
メモリの一実施例のブロック図が示されている。また、
図2には、図1のフラッシュメモリに含まれるメモリア
レイMARYならびにその周辺部の一実施例の部分的な
回路図が示されている。さらに、図3には、図2のメモ
リアレイMARYを構成する2層ゲート構造セルの一実
施例の断面構造図が示され、図4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構成及び動作の概
要について説明する。なお、図2の各回路素子ならびに
図1の各ブロックを構成する回路素子は、特に制限され
ないが、公知の半導体集積回路の製造技術により、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 is a block diagram showing an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied. Also,
FIG. 2 shows a partial circuit diagram of one embodiment of the memory array MARY included in the flash memory of FIG. 1 and its peripheral portion. Further, FIG. 3 shows a cross-sectional structural view of one embodiment of the two-layer gate structure cell that constitutes the memory array MARY of FIG. 2, and FIG. 4 shows the relationship between the drain current and the gate-source voltage. A characteristic diagram of one embodiment for explaining the above is shown. Based on these figures,
First, an outline of the configuration and operation of the flash memory of this embodiment will be described. The circuit elements shown in FIG. 2 and the circuit elements constituting the blocks shown in FIG. 1 are not particularly limited, but may be formed on a single semiconductor substrate surface such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. It is formed.
【0013】図1において、この実施例のフラッシュメ
モリは、特に制限されないが、メモリアレイMARYが
分割されてなる32個のメモリブロックMB0〜MB3
1をその基本構成要素とする。これらのメモリブロック
のそれぞれは、図2のメモリブロックMB0に代表して
示されるように、図の垂直方向に平行して配置されるm
+1本のワード線W0〜Wmと、水平方向に平行して配
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)個のメモリセルMCが格子状に配置される。In FIG. 1, the flash memory of this embodiment is not particularly limited, but 32 memory blocks MB0 to MB3 formed by dividing the memory array MARY.
1 is its basic component. Each of these memory blocks is arranged in parallel with the vertical direction of the drawing, as represented by the memory block MB0 of FIG.
It includes +1 word lines W0 to Wm and n + 1 data lines B0 to Bn arranged in parallel in the horizontal direction. At the intersection of these word lines and data lines, (m + 1) ×
(N + 1) memory cells MC are arranged in a grid pattern.
【0014】ここで、メモリブロックMB0〜MB31
を構成するメモリセルMCは、図3に示されるように、
いわゆる2層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高濃度N型拡散層N+
つまりN型拡散層ND1及びND2をそのソース及びド
レインとする。このうち、ソースとなる拡散層ND1と
P型半導体基板PSUBとの間には、特に制限されない
が、低濃度のN型半導体領域N- が形成され、ドレイン
となる拡散層ND2とP型半導体基板PSUBとの間に
は、低濃度のP型半導体領域P- が形成される。Here, the memory blocks MB0 to MB31
As shown in FIG. 3, the memory cell MC constituting the
A so-called two-layer gate structure cell, which is a P-type semiconductor substrate P
A pair of high-concentration N-type diffusion layers N + formed on the surface of the SUB
That is, the N-type diffusion layers ND1 and ND2 are used as its source and drain. Of these, a low-concentration N-type semiconductor region N − is formed between the diffusion layer ND1 serving as the source and the P-type semiconductor substrate PSUB, and the diffusion layer ND2 serving as the drain and the P-type semiconductor substrate are not particularly limited. A low concentration P-type semiconductor region P − is formed between the PSUB and PSUB.
【0015】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、比較的薄い絶縁膜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。このコントロールゲートCGは、メモリセル
MCのいわゆるゲート端子に結合される。A floating gate FG is formed in the middle of the diffusion layers ND1 and ND2, that is, in the upper layer of the channel region, with a relatively thin insulating film IS1 in between, and the upper layer of the floating gate FG is relatively thick. A control gate CG is formed across the insulating film IS2. The control gate CG is coupled to the so-called gate terminal of the memory cell MC.
【0016】この実施例において、2層ゲート構造型の
メモリセルMC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に例えば+12Vのような比較的
絶対値の大きな正電位を、またドレインに例えば+5V
のような中間電位の正電位をそれぞれ印加し、アバラン
シェ降伏により発生したホットエレクトロンをフローテ
ィングゲートFGに注入することによって実現される。
フローティングゲートFGに対するホットエレクトロン
の注入が行われたとき、メモリセルMCは、図4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、例えば6Vのような比較的大きな
値Vth0とされる。In this embodiment, the holding information write operation to the memory cell MC of the two-layer gate structure type is such that the control gate CG is applied with a positive potential having a relatively large absolute value such as +12 V and the drain is applied with +5 V, for example.
It is realized by applying a positive intermediate potential as described above and injecting hot electrons generated by avalanche breakdown into the floating gate FG.
When hot electrons are injected into the floating gate FG, the memory cell MC is supposed to hold information of logic "0" as shown in FIG.
The threshold voltage is set to a relatively large value Vth0 such as 6V.
【0017】次に、メモリセルMCの保持情報の消去動
作は、ソースに例えば+12Vのような比較的絶対値の
大きな正電位を印加し、トンネル現象によりフローティ
ングゲートFGに蓄積された電子をソース側に引き抜く
ことによって実現される。トンネル現象による電子の引
き抜きが行われたとき、メモリセルMCは、図4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、例えば0.5Vのような比較的小
さな値Vth1とされる。Next, in the erasing operation of the information held in the memory cell MC, a positive potential having a relatively large absolute value such as +12 V is applied to the source, and the electrons accumulated in the floating gate FG by the tunnel phenomenon are source side. It is realized by pulling out. When electrons are extracted by the tunneling phenomenon, the memory cell MC is supposed to hold information of logic "1" as shown in FIG.
The threshold voltage is set to a relatively small value Vth1 such as 0.5V.
【0018】一方、メモリセルMCの保持情報の読み出
し動作は、弱い書き込みつまりフローティングゲートF
Gに対する不本意なキャリアの注入を避けるため、例え
ばドレインに+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程度の中間
電位の正電位を印加することによって実現される。メモ
リセルMC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B0〜Bnから共通データ線C0
〜C7を介してセンスアンプSAの対応する単位回路に
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MCの保持情報の論理レベルを判定することができ
る。On the other hand, the read operation of the information held in the memory cell MC is weak write, that is, the floating gate F.
In order to avoid inadvertent injection of carriers into G, for example, it is realized by applying a positive potential having a relatively small absolute value of about +1 V to the drain and applying a positive intermediate potential of about +5 V to the control gate CG. . When the memory cell MC 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 transmitted from the corresponding data lines B0 to Bn to the common data line C0, as will be described later.
Through C7 to the corresponding unit circuit of the sense amplifier SA, the logic level of the information held in the memory cell MC can be determined by the magnitude of the read current.
【0019】図2に戻り、メモリブロックMB0を例に
メモリブロックMB0〜MB31ならびにその周辺部に
関する説明を進める。メモリブロックMB0の同一の行
に配置されたn+1個のメモリセルMCのゲートつまり
コントロールゲートCGは、対応するワード線W0〜W
mにそれぞれ共通結合され、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る。メモリブロック
MB0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S0に共通結合される。言うまでもな
く、ワード線W0〜Wmは、メモリブロックMB1〜M
B31によっても共有され、メモリブロックMB1〜M
B31は、それぞれn+1本のデータ線B0〜Bnを備
える。また、メモリブロックMB1〜MB31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S1〜S31にそれぞれ共通結合される。Returning to FIG. 2, the memory block MB0 will be taken as an example to explain the memory blocks MB0 to MB31 and their peripheral portions. The gates of the n + 1 memory cells MC arranged in the same row of the memory block MB0, that is, the control gates CG have corresponding word lines W0 to W0.
m + which are commonly connected to m and arranged in the same column
The drains of one memory cell MC are commonly coupled to the corresponding data lines B0 to Bn, respectively. The sources of all the memory cells MC that make up the memory block MB0 are
Commonly coupled to the corresponding source line S0. Needless to say, the word lines W0 to Wm are connected to the memory blocks MB1 to M.
The memory blocks MB1 to M are also shared by B31.
B31 includes n + 1 data lines B0 to Bn, respectively. Further, the sources of all the memory cells MC configuring the memory blocks MB1 to MB31 are commonly coupled to the corresponding source lines S1 to S31, respectively.
【0020】メモリブロックMB0〜MB31を構成す
るワード線W0〜Wmは、図1に示されるように、Xア
ドレスデコーダXDに結合される。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XBには、アドレス入力端子AX0〜A
Xiを介してXアドレス信号AX0〜AXiが供給さ
れ、後述する消去制御回路ERCから消去Xアドレス信
号EX0〜EXiが供給される。Word lines W0 to Wm forming memory blocks MB0 to MB31 are coupled to an X address decoder XD, as shown in FIG. The X address decoder XD is supplied with i + 1-bit internal address signals X0 to Xi from the X address buffer XB. Further, the X address buffer XB has address input terminals AX0 to AX.
X address signals AX0 to AXi are supplied via Xi, and erase X address signals EX0 to EXi are supplied from an erase control circuit ERC described later.
【0021】XアドレスバッファXBは、フラッシュメ
モリが通常の読み出しモード又は書き込みモードで選択
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〜AXiを取り
込み、保持する。また、フラッシュメモリが全消去モー
ドとされるとき、消去制御回路ERCから供給される消
去Xアドレス信号EX0〜EXiを取り込み、保持す
る。そして、これらのXアドレス信号又は消去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。The X address buffer XB fetches and holds the X address signals AX0 to AXi supplied through the address input terminals AX0 to AXi when the flash memory is selected in the normal read mode or write mode. . Further, when the flash memory is set to the all erase mode, the erase X address signals EX0 to EXi supplied from the erase control circuit ERC are fetched and held. Then, the internal address signals X0 to Xi are formed based on these X address signals or erase X address signals,
It is supplied to the X address decoder XD.
【0022】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、メモリアレイMARYの対応するワー
ド線W0〜Wmを所定の選択又は非選択レベルとする。
この実施例において、書き込みモードにおけるワード線
W0〜Wmの選択レベルは、前述のように、+12Vの
ような正電位VPPとされ、その非選択レベルは接地電
位VSSとされる。また、読み出しモードにおけるワー
ド線W0〜Wmの選択レベルは、+5Vのような電源電
圧VCCとされ、その非選択レベルは接地電位VSSと
される。なお、フラッシュメモリがベリファイモードと
されるとき、ワード線W0〜Wmの選択レベルは+3.
5Vのような比較的絶対値の小さな正電位とされ、対応
するメモリブロックMB0〜MB31に関する消去動作
が行われるとき、ワード線W0〜Wmは接地電位VSS
のような非選択レベルとされる。The X address decoder XD has internal address signals X0 to Xi supplied from the X address buffer XB.
Are decoded to set the corresponding word lines W0 to Wm of the memory array MARY to a predetermined selected or non-selected level.
In this embodiment, the selection level of the word lines W0 to Wm in the write mode is the positive potential VPP such as + 12V, and the non-selection level is the ground potential VSS, as described above. The selection level of the word lines W0 to Wm in the read mode is the power supply voltage VCC such as + 5V, and the non-selection level thereof is the ground potential VSS. When the flash memory is set to the verify mode, the selection levels of the word lines W0 to Wm are +3.
When the positive potential having a relatively small absolute value such as 5 V is used and the erasing operation for the corresponding memory blocks MB0 to MB31 is performed, the word lines W0 to Wm have the ground potential VSS.
It is a non-selection level such as.
【0023】次に、メモリブロックMB0〜MB31を
構成するデータ線B0〜Bnは、図2のメモリブロック
MB0に代表して示されるように、YスイッチYSの対
応するNチャンネル型のスイッチMOSFET(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)N2に結合される。YスイッチYSは、
特に制限されないが、メモリブロックMB0〜MB31
のデータ線B0〜Bnと8本の共通データ線C0〜C7
との間に設けられる32×(n+1)個のスイッチMO
SFETN2を含む。これらのスイッチMOSFETN
2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YS0〜Y
Spがそれぞれ共通に供給される。なお、データ線選択
信号のビット数p+1が、 p+1=32×(n+1)/8 なる関係にあることは言うまでもない。Next, the data lines B0 to Bn forming the memory blocks MB0 to MB31 are, as represented by the memory block MB0 in FIG. 2, representative of the N channel type switch MOSFET (metal) corresponding to the Y switch YS. An oxide semiconductor field effect transistor.
The MOSFET is collectively referred to as an insulated gate field effect transistor) N2. Y switch YS
The memory blocks MB0 to MB31 are not particularly limited.
Data lines B0 to Bn and eight common data lines C0 to C7
32 × (n + 1) switches MO provided between and
Includes SFETN2. These switch MOSFETN
The two gates are sequentially connected in common by eight, and the corresponding data line selection signals YS0 to YS from the Y address decoder YD.
Sp is supplied in common. Needless to say, the number of bits p + 1 of the data line selection signal has a relationship of p + 1 = 32 × (n + 1) / 8.
【0024】YスイッチYSを構成するスイッチMOS
FETN2は、対応するデータ線選択信号YS0〜YS
p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、メモリブロックMB0〜MB31を構成する
データ線B0〜Bnの対応する8本と共通データ線C0
〜C7とを選択的に接続状態とする。Switch MOS which constitutes the Y switch YS
FETN2 has corresponding data line selection signals YS0 to YS.
When p is set to the high level, eight pieces are selectively turned on, and eight corresponding data lines B0 to Bn forming the memory blocks MB0 to MB31 and the common data line C0.
To C7 are selectively connected.
【0025】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。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Yアドレス信号
AY0〜AYjが供給され、消去制御回路ERCから消
去Yアドレス信号EY0〜EYjが供給される。The Y address decoder YD outputs a j + 1-bit internal address signal Y0 from the Y address buffer YB.
~ Yj are supplied. The Y address buffer YB is supplied with the Y address signals AY0 to AYj via the address input terminals AY0 to AYj, and the erase Y address signals EY0 to EYj from the erase control circuit ERC.
【0026】YアドレスバッファYBは、フラッシュメ
モリが通常の読み出し又は書き込みモードで選択状態と
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〜AYjを取り込み、
保持する。また、フラッシュメモリが全消去モードとさ
れるとき、消去制御回路ERCから供給される消去Yア
ドレス信号EY0〜EYjを取り込み、保持する。そし
て、これらのYアドレス信号又は消去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YS0〜YSpを択一的にハイレベルとする。The Y address buffer YB fetches the Y address signals AY0 to AYj supplied through the address input terminals AY0 to AYj when the flash memory is selected in the normal read or write mode.
Hold. Further, when the flash memory is set to the all erase mode, the erase Y address signals EY0 to EYj supplied from the erase control circuit ERC are fetched and held. Then, the internal address signals Y0 to Yj are formed based on these Y address signal or erase Y address signal and are supplied to the Y address decoder YD. Y address decoder YD
Decodes the internal address signals Y0 to Yj supplied from the Y address buffer YB and selectively sets the corresponding data line selection signals YS0 to YSp to the high level.
【0027】一方、メモリアレイMARYのメモリブロ
ックMB0〜MB31のソース線S0〜S31は、図2
のソース線S0に代表して示されるように、ソーススイ
ッチSSの対応する消去ゲートEG0〜EG31の出力
端子に結合される。ソーススイッチSSは、メモリブロ
ックMB0〜MB31つまりはソース線S0〜S31に
対応して設けられる32個の消去ゲートEG0〜EG3
1を含み、これらの消去ゲートのそれぞれは、図2の消
去ゲートEG0に代表して示されるように、消去電圧V
PPと接地電位VSSとの間に直列形態に設けられるP
チャンネルMOSFETP1及びNチャンネルMOSF
ETN1を含む。これらのMOSFETP1及びN1の
ゲートはそれぞれ共通結合され、ソーススイッチSSの
図示されないデコーダから対応する反転内部制御信号E
0B〜E31B(ここで、それが有効とされるとき選択
的にロウレベルとされるいわゆる反転信号等について
は、その名称の末尾にBを付して表す。以下同様)が供
給される。なお、反転内部制御信号E0B〜E31B
は、通常+12Vのようなハイレベルとされ、フラッシ
ュメモリが全消去モード又はブロック消去モードとされ
るとき、所定のパルス幅をもって択一的に接地電位VS
Sのようなロウレベルとされる。On the other hand, the source lines S0 to S31 of the memory blocks MB0 to MB31 of the memory array MARY are as shown in FIG.
, The source switch S0 is coupled to the output terminals of the corresponding erase gates EG0 to EG31 of the source switch SS. The source switch SS includes 32 erase gates EG0 to EG3 provided corresponding to the memory blocks MB0 to MB31, that is, the source lines S0 to S31.
1 and each of these erase gates includes an erase voltage V 1 as represented by the erase gate EG0 in FIG.
P provided in series between PP and the ground potential VSS
Channel MOSFET P1 and N channel MOSF
Including ETN1. The gates of these MOSFETs P1 and N1 are commonly connected to each other, and the corresponding inverted internal control signal E is supplied from a decoder (not shown) of the source switch SS.
0B to E31B (here, a so-called inverted signal or the like which is selectively brought to a low level when it is valid is represented by adding B to the end of the name. The same applies hereinafter). The inverted internal control signals E0B to E31B
Is normally set to a high level such as +12 V, and when the flash memory is set to the full erase mode or the block erase mode, the ground potential VS is alternatively provided with a predetermined pulse width.
It is set to a low level like S.
【0028】対応する反転内部制御信号E0B〜E31
Bが+12Vのようなハイレベルとされるとき、ソース
スイッチSSの消去ゲートEG0〜EG31では、MO
SFETN1がオン状態とされ、MOSFETP1はオ
フ状態とされる。このため、ソース線S0〜S31は、
接地電位VSSのようなロウレベルとされる。Corresponding inverted internal control signals E0B-E31
When B is set to a high level such as + 12V, the erase gates EG0 to EG31 of the source switch SS have MO
The SFETN1 is turned on and the MOSFET P1 is turned off. Therefore, the source lines S0 to S31 are
It is set to a low level like the ground potential VSS.
【0029】一方、対応する反転内部制御信号E0B〜
E31Bが接地電位VSSのようなロウレベルとされる
とき、ソーススイッチSSの消去ゲートEG0〜EG3
1では、MOSFETN1がオフ状態なり、代わってM
OSFETP1がオン状態とされる。このため、ソース
線S0〜S31には、+12Vの消去電圧VPPが供給
され、これによって対応するメモリブロックMB0〜M
B31を構成するすべてのメモリセルが一斉に消去状態
とされる。前述のように、反転内部制御信号E0B〜E
31Bは、所定のパルス幅をもって接地電位VSSとさ
れ、ソース線S0〜S31に供給される消去電圧VPP
も同様なパルス信号とされる。この実施例において、反
転内部制御信号E0B〜E31Bのパルス幅は、最も速
いメモリセルでも消去状態に反転することのない比較的
短いものとされ、このようなパルス幅の消去電圧VPP
が繰り返し供給されることによって対応するメモリブロ
ックを構成するメモリセルが徐々に消去状態に変化され
る。On the other hand, the corresponding inverted internal control signals E0B ...
When E31B is at a low level such as the ground potential VSS, the erase gates EG0 to EG3 of the source switch SS
In 1, the MOSFET N1 is turned off, and instead M
The OSFET P1 is turned on. Therefore, the erase voltage VPP of + 12V is supplied to the source lines S0 to S31, and the corresponding memory blocks MB0 to MB are thereby supplied.
All the memory cells forming B31 are simultaneously erased. As described above, the inverted internal control signals E0B-E
31B is set to the ground potential VSS with a predetermined pulse width and erase voltage VPP supplied to the source lines S0 to S31.
Is a similar pulse signal. In this embodiment, the pulse width of the inversion internal control signals E0B to E31B is set to be relatively short so that even the fastest memory cell does not invert to the erased state, and the erase voltage VPP having such a pulse width is used.
Is repeatedly supplied, the memory cells forming the corresponding memory block are gradually changed to the erased state.
【0030】ソーススイッチSSには、特に制限されな
いが、図1に示されるように、YアドレスバッファYB
から上位5ビットの内部アドレス信号Yj−4〜Yjが
供給される。ソーススイッチSSは、フラッシュメモリ
が全消去モード又はブロック消去モードとされるとき、
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Yj−4〜Yjをデコードして、対応する上記反転内
部制御信号E0B〜E31Bを選択的に接地電位VSS
のようなロウレベルとする。The source switch SS is not particularly limited, but as shown in FIG.
From the upper 5 bits of the internal address signals Yj-4 to Yj. The source switch SS, when the flash memory is set to the all erase mode or the block erase mode,
The internal address signals Yj-4 to Yj supplied from the Y address buffer YB are decoded to selectively output the corresponding inverted internal control signals E0B to E31B to the ground potential VSS.
And low level.
【0031】メモリブロックMB0〜MB31を構成す
るデータ線B0〜Bn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C0〜C7
は、ライトアンプWAの対応する単位回路の出力端子に
結合されるとともに、センスアンプSAの対応する単位
回路の入力端子に結合される。Common data lines C0 to C7 in which the data lines B0 to Bn forming the memory blocks MB0 to MB31 are selectively connected to each other by eight via the Y switch YS.
Is coupled to the output terminal of the corresponding unit circuit of the write amplifier WA and is coupled to the input terminal of the corresponding unit circuit of the sense amplifier SA.
【0032】ライトアンプWA及びセンスアンプSA
は、共通データ線C0〜C7に対応して設けられる8個
の単位回路をそれぞれ含む。このうち、ライトアンプW
Aの各単位回路の出力端子は、対応する共通データ線C
0〜C7に結合され、その入力端子は、データ入力バッ
ファIBの対応する単位回路の出力端子に結合される。
データ入力バッファIBの各単位回路の入力端子は、対
応するデータ入出力端子IO0〜IO7に結合される。
一方、センスアンプSAの各単位回路の入力端子は、対
応する共通データ線C0〜C7に結合され、その出力端
子は、データ出力バッファOBの対応する単位回路の入
力端子に結合される。データ出力バッファOBの各単位
回路の出力端子は、対応するデータ入出力端子IO0〜
IO7に共通結合される。Write amplifier WA and sense amplifier SA
Includes eight unit circuits provided corresponding to the common data lines C0 to C7, respectively. Of these, the light amplifier W
The output terminal of each unit circuit A is the corresponding common data line C
0 to C7, the input terminals of which are coupled to the output terminals of the corresponding unit circuits of the data input buffer IB.
The input terminals of each unit circuit of the data input buffer IB are coupled to the corresponding data input / output terminals IO0 to IO7.
On the other hand, the input terminal of each unit circuit of the sense amplifier SA is coupled to the corresponding common data lines C0 to C7, and the output terminal thereof is coupled to the input terminal of the corresponding unit circuit of the data output buffer OB. The output terminal of each unit circuit of the data output buffer OB has corresponding data input / output terminals IO0-IO0.
Commonly connected to IO7.
【0033】データ入力バッファIBの各単位回路は、
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、対応するデータ入出力端子IO0〜IO7を介し
て入力される書き込みデータを取り込み、ライトアンプ
WAの対応する単位回路に伝達する。これらの書き込み
データは、ライトアンプWAの各単位回路によって所定
の書き込み信号とされ、共通データ線C0〜C7を介し
てメモリブロックMB0〜MB31の選択された8個の
メモリセルに書き込まれる。なお、ライトアンプWAの
各単位回路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+5V
のようなハイレベルとされ、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VSSとされる。Each unit circuit of the data input buffer IB is
When the flash memory is selected in the write mode, the write data input via the corresponding data input / output terminals IO0 to IO7 is fetched and transmitted to the corresponding unit circuit of the write amplifier WA. These write data are converted into a predetermined write signal by each unit circuit of the write amplifier WA, and are written in the selected eight memory cells of the memory blocks MB0 to MB31 via the common data lines C0 to C7. The level of the write signal output from each unit circuit of the write amplifier WA is +5 V when the corresponding write data is logic "0".
When the corresponding write data is set to logic "1", it is set to the ground potential VSS.
【0034】一方、センスアンプSAの各単位回路は、
フラッシュメモリが読み出しモード又はベリファイモー
ドで選択状態とされるとき、メモリブロックMB0〜M
B31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C0〜C7を介して出力される読み出し信号を
増幅する。これらの読み出し信号は、フラッシュメモリ
が読み出しモードとされるとき、データ出力バッファO
Bの対応する単位回路から対応するデータ入出力端子I
O0〜IO7を介してフラッシュメモリの外部に送出さ
れる。また、フラッシュメモリがベリファイモードとさ
れるとき、後述する消去制御回路ERCに伝達され、選
択された8個のメモリセルの消去状態の判定に供され
る。この実施例において、メモリブロックMB0〜MB
31の選択された8個の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、対応するメモリセルのしき
い値電圧に応じた値の電流信号とされる。このため、セ
ンスアンプSAの各単位回路は、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 unit circuit of the sense amplifier SA is
When the flash memory is selected in the read mode or the verify mode, the memory blocks MB0 to M
The read signal output from the selected eight memory cells of B31 via the corresponding common data lines C0 to C7 is amplified. These read signals are output by the data output buffer O when the flash memory is in the read mode.
The corresponding data input / output terminal I from the corresponding unit circuit of B
It is sent to the outside of the flash memory via O0 to IO7. Further, when the flash memory is set to the verify mode, it is transmitted to the erase control circuit ERC, which will be described later, and is used for judging the erased state of the selected eight memory cells. In this embodiment, memory blocks MB0 to MB
The read signal output from the eight selected 31 memory cells is a current signal having a value corresponding to the threshold voltage of the corresponding memory cell, as described above. Therefore, each unit circuit of the sense amplifier SA includes a current-voltage conversion circuit for converting a read signal obtained as a current signal into a voltage signal.
【0035】この実施例のフラッシュメモリは、さら
に、フラッシュメモリが全消去モードとされるときメモ
リアレイMARYを構成するすべてのメモリセルを一括
して消去状態とするための消去制御回路ERCを備え
る。消去制御回路ERCには、タイミング制御回路TC
から図示されない全消去モード起動信号が供給されると
ともに、センスアンプSAからベリファイリードモード
による8ビットの読み出し信号が供給される。消去制御
回路ERCは、図示されない消去判定回路やアドレスカ
ウンタ及びブロックカウンタを含み、後述するアルゴリ
ズムに従って全メモリセルに対するプレライト及び消去
動作を選択的に実行する。この際、消去制御回路ERC
は、消去Xアドレス信号EX0〜EXiならびに消去Y
アドレス信号EY0〜EYjを形成し、Xアドレスバッ
ファXB及びYアドレスバッファYBに供給するととも
に、プレライトのための所定の書き込み信号を形成し、
ライトアンプWAに伝達する。これにより、メモリセル
のしきい値電圧を必要以上に低下させることなく、メモ
リブロックMB0〜MB31を構成するすべてのメモリ
セルを消去状態とすることができる。なお、消去制御回
路ERCの全消去モードのアルゴリズムについては、後
で詳細に説明する。The flash memory of this embodiment further includes an erase control circuit ERC for collectively setting all the memory cells forming the memory array MARY to the erased state when the flash memory is set to the all erase mode. The erase control circuit ERC includes a timing control circuit TC
Is supplied with an all erase mode start signal (not shown) and an 8-bit read signal in the verify read mode is supplied from the sense amplifier SA. The erase control circuit ERC includes an erase determination circuit, an address counter, and a block counter, which are not shown, and selectively executes prewrite and erase operations for all memory cells according to an algorithm described later. At this time, the erase control circuit ERC
Are erase X address signals EX0 to EXi and erase Y
The address signals EY0 to EYj are formed and supplied to the X address buffer XB and the Y address buffer YB, and a predetermined write signal for prewriting is formed.
It is transmitted to the write amplifier WA. As a result, all the memory cells forming the memory blocks MB0 to MB31 can be brought into the erased state without lowering the threshold voltage of the memory cells more than necessary. The algorithm of the erase control circuit ERC in the all erase mode will be described in detail later.
【0036】タイミング制御回路TCは、外部から起動
制御信号として供給されるチップイネーブル信号CE
B,ライトイネーブル信号WEB,出力イネーブル信号
OEBならびに消去イネーブル信号EEB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。タイミング制御回路TCは、消去イネ
ーブル信号EEBが所定期間ロウレベルとされたことを
受けて全消去モードを識別し、消去制御回路ERCを起
動する機能をあわせ持つ。The timing control circuit TC has a chip enable signal CE which is externally supplied as a start control signal.
Based on B, the write enable signal WEB, the output enable signal OEB and the erase enable signal EEB, various internal control signals are selectively formed and supplied to each part of the flash memory. The timing control circuit TC also has a function of identifying all the erase modes in response to the erase enable signal EEB being at the low level for a predetermined period and activating the erase control circuit ERC.
【0037】図5には、図1のフラッシュメモリの一実
施例の基板配置図が示され、図6には、その消去電圧供
給経路の等価回路図が示されている。また、図7には、
図1のフラッシュメモリの全消去モードの一実施例の処
理フロー図が示され、図8には、図1のフラッシュメモ
リのメモリアレイを構成する2層ゲート構造セルの消去
後におけるしきい値電圧の一実施例を示す分布特性図が
示されている。これらの図をもとに、この実施例のフラ
ッシュメモリの基板配置及び消去電圧供給経路ならびに
全消去モードの概要とその特徴について説明する。FIG. 5 shows a substrate layout diagram of an embodiment of the flash memory of FIG. 1, and FIG. 6 shows an equivalent circuit diagram of the erase voltage supply path. In addition, in FIG.
A process flow diagram of an embodiment of the full erase mode of the flash memory of FIG. 1 is shown, and FIG. 8 shows a threshold voltage after erasing of a two-layer gate structure cell forming the memory array of the flash memory of FIG. A distribution characteristic diagram showing one example is shown. Based on these drawings, the outline and features of the substrate arrangement and erase voltage supply path of the flash memory of this embodiment and the full erase mode will be described.
【0038】図5において、この実施例のフラッシュメ
モリの基本構成要素となる32個のメモリブロックMB
0〜MB31は、P型半導体基板PSUBの中央部の大
半の面積を占めて整列配置される。メモリブロックMB
0〜MB31を構成するワード線W0〜Wmの上端つま
りメモリブロックMB0の上部には、Xアドレスデコー
ダXDが配置され、その下端つまりメモリブロックMB
31の下部には、消去制御回路ERCが配置される。ま
た、メモリブロックMB0〜MB31を構成するデータ
線B0〜Bnの左端側には、YスイッチYS及びYアド
レスデコーダYDが配置され、その右端側には、消去ゲ
ートEG0〜EG31を含むソーススイッチSSが配置
される。消去ゲートEG0〜EG31は、対応するメモ
リブロックMB0〜MB31にそれぞれ近接して配置さ
れる。In FIG. 5, 32 memory blocks MB which are the basic constituent elements of the flash memory of this embodiment.
0 to MB31 occupy most of the central area of the P-type semiconductor substrate PSUB and are aligned. Memory block MB
An X address decoder XD is arranged at the upper ends of the word lines W0 to Wm forming the 0 to MB31, that is, at the upper part of the memory block MB0, and at the lower ends thereof, that is, the memory blocks MB.
An erase control circuit ERC is arranged below 31. Further, a Y switch YS and a Y address decoder YD are arranged on the left end side of the data lines B0 to Bn forming the memory blocks MB0 to MB31, and a source switch SS including the erase gates EG0 to EG31 is arranged on the right end side thereof. Will be placed. Erase gates EG0 to EG31 are arranged close to corresponding memory blocks MB0 to MB31, respectively.
【0039】XアドレスデコーダXDのさらに上部に
は、半導体基板PSUBの上辺に沿って、所定数のボン
ディングパッドPADが列状に配置される。また、消去
制御回路ERCのさらに下部には、半導体基板PSUB
の下辺に沿って、他の所定数のボンディングパッドPA
Dが列状に配置され、その右端には、フラッシュメモリ
に消去電圧VPPを入力するための消去電圧供給用ボン
ディングパッドVPPが配置される。ソーススイッチS
Sのさらに右側には、半導体基板PSUBの右辺に沿っ
て、所定の金属配線層からなり消去電圧供給用ボンディ
ングパッドVPPを介して入力される消去電圧VPPを
ソーススイッチSSの消去ゲートEG0〜EG31に伝
達する消去電圧供給配線SVPが配置される。Above the X address decoder XD, a predetermined number of bonding pads PAD are arranged in rows along the upper side of the semiconductor substrate PSUB. In addition, the semiconductor substrate PSUB is provided below the erase control circuit ERC.
Other predetermined number of bonding pads PA along the lower side
Ds are arranged in rows, and an erase voltage supply bonding pad VPP for inputting the erase voltage VPP to the flash memory is arranged at the right end thereof. Source switch S
On the further right side of S, the erase voltage VPP, which is formed of a predetermined metal wiring layer and is input via the erase voltage supply bonding pad VPP, is applied to the erase gates EG0 to EG31 of the source switch SS along the right side of the semiconductor substrate PSUB. The erase voltage supply wiring SVP to be transmitted is arranged.
【0040】周知のように、金属配線層からなる消去電
圧供給配線SVPは、その配線幅及び配線厚に応じた所
定の分布抵抗を有する。このため、消去電圧供給用ボン
ディングパッドVPPとソーススイッチSSの消去ゲー
トEG0〜EG31との間には、図6に示されるよう
に、その配線長に応じた配線抵抗RS0〜RS31が結
合され、これらの配線抵抗の電圧降下によって消去ゲー
トEG0〜EG31に供給される消去電圧VPPの電位
が異なるものとなる。As is well known, the erase voltage supply wiring SVP made of a metal wiring layer has a predetermined distributed resistance according to its wiring width and wiring thickness. Therefore, as shown in FIG. 6, wiring resistors RS0 to RS31 corresponding to the wiring length are coupled between the erasing voltage supply bonding pad VPP and the erasing gates EG0 to EG31 of the source switch SS. The potential drop of the erase voltage VPP supplied to the erase gates EG0 to EG31 is different due to the voltage drop of the wiring resistance.
【0041】これに対処するため、この実施例のフラッ
シュメモリでは、消去電圧供給配線SVPの各分岐点と
対応する消去ゲートEG1〜EG31との間に、消去電
圧供給用ボンディングパッドVPPと各消去ゲートとの
間の抵抗値を均一化するための平滑抵抗R1〜R31が
それぞれ設けられる。すなわち、消去電圧供給用ボンデ
ィングパッドVPPと消去ゲートEG0〜EG31との
間の配線抵抗RS0〜RS31の総和をそれぞれΣRS
0〜ΣRS31とするとき、消去ゲートEG1と消去電
圧供給配線SVPの対応する分岐点との間には、 R1≒ΣRS0−ΣRS1 なる平滑抵抗R1が設けられる。同様に、消去ゲートE
G2と消去電圧供給配線SVPの対応する分岐点との間
には、 R2≒ΣRS0−ΣRS2 なる平滑抵抗R2が設けられ、第q番目の消去ゲートE
Gqと消去電圧供給配線SVPの対応する分岐点との間
には、 Rq≒ΣRS0−ΣRSq なる平滑抵抗Rqが設けられる。To deal with this, in the flash memory of this embodiment, the erase voltage supply bonding pad VPP and each erase gate are provided between each branch point of the erase voltage supply wiring SVP and the corresponding erase gate EG1 to EG31. Smoothing resistors R1 to R31 are provided to equalize the resistance values between and. That is, the sum of the wiring resistances RS0 to RS31 between the erase voltage supply bonding pad VPP and the erase gates EG0 to EG31 is ΣRS, respectively.
In the case of 0 to ΣRS31, a smoothing resistor R1 of R1≅ΣRS0−ΣRS1 is provided between the erase gate EG1 and the corresponding branch point of the erase voltage supply wiring SVP. Similarly, the erase gate E
A smoothing resistor R2 of R2≈ΣRS0−ΣRS2 is provided between G2 and the corresponding branch point of the erase voltage supply wiring SVP, and the qth erase gate E is provided.
A smoothing resistor Rq of Rq≈ΣRS0−ΣRSq is provided between Gq and the corresponding branch point of the erase voltage supply wiring SVP.
【0042】この結果、消去ゲートEG0〜EG31と
消去電圧供給用ボンディングパッドVPPとの間の抵抗
値はほぼ均一化され、各消去ゲートに供給される消去電
圧VPPの電位がほぼ均一化される。なお、この実施例
のフラッシュメモリでは、特に制限されないが、後述す
る全消去モードのアルゴリズムに対応させるため、消去
電圧供給用ボンディングパッドVPPとこれに最も近接
して配置される消去ゲートEG31との間の抵抗値がわ
ずかの差ながら最小となるように設定され、消去電圧供
給用ボンディングパッドVPPとその他の消去ゲートE
G30〜EG0との間の抵抗値は、順次少しずつ大きく
なるように設定される。As a result, the resistance value between the erase gates EG0 to EG31 and the erase voltage supply bonding pad VPP is substantially equalized, and the potential of the erase voltage VPP supplied to each erase gate is substantially equalized. In the flash memory of this embodiment, although not particularly limited, between the erase voltage supply bonding pad VPP and the erase gate EG31 arranged closest to the erase voltage supply bonding pad VPP in order to correspond to the algorithm of the all erase mode described later. Of the erase gate E and the other erase gate E
The resistance value between G30 and EG0 is set to increase little by little.
【0043】一方、この実施例のフラッシュメモリの消
去制御回路ERCによる全消去モードは、図7に示され
るように、まずステップST1において、メモリブロッ
クMB0〜MB31を構成するすべてのメモリセルに論
理“0”のデータを書き込むプレライトから開始され
る。このプレライトは、全メモリセルの消去前のしきい
値電圧を統一することで、消去パルスが供給されること
による各メモリセルのしきい値電圧の変化傾向を均一化
するために行われるものである。On the other hand, in the full erase mode by the erase control circuit ERC of the flash memory of this embodiment, as shown in FIG. 7, first, in step ST1, all the memory cells constituting the memory blocks MB0 to MB31 are logically "logic". It starts from pre-write to write data of "0". This pre-writing is performed to unify the threshold voltages of all the memory cells before erasing, so that the changing tendency of the threshold voltage of each memory cell due to the supply of the erase pulse is made uniform. Is.
【0044】次に、ステップST2において、ブロック
番号つまりブロックカウンタの初期値BNが消去電圧供
給用ボンディングパッドVPPに最も近接するメモリブ
ロックMB31を指定する31に設定され、ステップS
T3において、ブロック内アドレスつまりアドレスカウ
ンタの初期値ADが先頭アドレスを指定する0に設定さ
れる。これにより、ステップST4において、メモリブ
ロックMB31のアドレス0つまりXアドレス信号EX
0〜EXiならびにYアドレス信号EY0〜EYjが全
ビット論理“0”となるアドレスに対応するメモリセル
のベリファイリードが実行され、ステップST5におい
て、そのリードデータによる消去判定が行われる。そし
て、リードデータが論理“0”のままである場合には、
選択されたメモリセルがまだ消去状態にないものと判定
され、ステップST6による消去パルスの供給が行われ
る。なお、ステップST6による消去パルスの供給は、
消去動作が終了しないすべてのメモリブロックMB0〜
MB31つまり消去ゲートEG0〜EG31について一
斉に行われる。Next, in step ST2, the block number, that is, the initial value BN of the block counter is set to 31 which specifies the memory block MB31 closest to the erase voltage supply bonding pad VPP.
At T3, the in-block address, that is, the initial value AD of the address counter is set to 0 which specifies the head address. As a result, in step ST4, the address 0 of the memory block MB31, that is, the X address signal EX.
0-EXi and Y address signals EY0-EYj are subjected to the verify read of the memory cells corresponding to the address where all the bits are logic "0", and in step ST5, the erase determination based on the read data is performed. Then, when the read data remains the logical "0",
It is determined that the selected memory cell is not in the erased state, and the erase pulse is supplied in step ST6. The erase pulse is supplied in step ST6
All memory blocks MB0 to MB0 whose erase operation is not completed
MB31, that is, the erase gates EG0 to EG31 are simultaneously performed.
【0045】所定の消去パルスが繰り返し供給されるこ
とによってベリファイリードされたデータが論理“1”
に変化すると、選択されたメモリセルは消去状態になっ
たものと判定される。このため、ステップST7におい
て最終アドレスであるかどうかの判定が行われ、最終ア
ドレスでない場合には、ステップST8においてアドレ
スカウンタADがカウントアップされ、メモリブロック
MB31の次のアドレスのメモリセルに対する同様な消
去動作が行われる。The verify-read data is logic "1" by repeatedly supplying a predetermined erase pulse.
When it changes to, it is determined that the selected memory cell is in the erased state. Therefore, in step ST7, it is determined whether or not it is the final address. If it is not the final address, the address counter AD is counted up in step ST8, and the same erase operation is performed on the memory cell at the next address of the memory block MB31. The action is taken.
【0046】ステップST7において、メモリブロック
MB31の最終アドレスであることが判定されると、ス
テップST9において、ブロック番号BNが最後のメモ
リブロックMB0に対応する最終ブロック番号0である
かどうかの判定が行われ、最終ブロック番号0でない場
合には、ステップST10においてブロックカウンタB
Nがカウントダウンされ、次のメモリブロックMB30
に対する同様な消去動作が開始される。また、ステップ
ST11において、すでに消去動作が終了したメモリブ
ロックMB31に対するステップST6による消去パル
スの供給が選択的に停止され、これによってメモリブロ
ックMB31を構成するメモリセルのしきい値電圧が必
要以上に低くなるのを防止することができる。When it is determined in step ST7 that it is the final address of the memory block MB31, it is determined in step ST9 whether the block number BN is the final block number 0 corresponding to the last memory block MB0. If the final block number is not 0, in step ST10, the block counter B
N is counted down, and the next memory block MB30
A similar erase operation for is started. Further, in step ST11, the supply of the erase pulse in step ST6 to the memory block MB31 which has already been erased is selectively stopped, whereby the threshold voltage of the memory cells constituting the memory block MB31 becomes lower than necessary. Can be prevented.
【0047】以下、ステップST9においてブロック番
号BNが最終ブロック番号0となるまでステップST3
ないしステップST11の消去動作が繰り返され、メモ
リブロックMB0を構成するすべてのメモリセルの消去
動作が終了した時点で、一連の全消去モードが終了す
る。Hereinafter, in step ST9, step ST3 is performed until the block number BN becomes the final block number 0.
The erase operation of step ST11 is repeated, and when the erase operation of all the memory cells forming the memory block MB0 is completed, the series of all erase modes is completed.
【0048】前述のように、この実施例のフラッシュメ
モリでは、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPと
これに最も近接して配置される消去ゲートEG31との
間の抵抗値がわずかの差ながら最小となるように設定さ
れ、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPとその他
の消去ゲートEG30〜EG0との間の抵抗値は、順次
少しずつ大きくなるように設定される。また、図7のア
ルゴリズムでは、消去電圧供給用ボンディングパッドV
PPに最も近接して配置される、言い換えるならば消去
電圧供給用ボンディングパッドVPPとの間の抵抗値が
最も小さく設定されメモリセルの消去動作が最も速く進
行するメモリブロックMB31から順に消去判定が行わ
れる。このため、メモリセルの消去後におけるしきい値
電圧の分布は、図8に示されるように、消去電圧供給用
ボンディングパッドVPPに最も近接して配置されるメ
モリブロックMB31と最も離れて配置されるメモリブ
ロックMB0との間ですら差が小さくされ、これによっ
て消去バラツキが低減される。この結果、フラッシュメ
モリの電源電圧最小値側における動作マージンが拡大さ
れ、そのアクセスタイムの高速化が推進されるものとな
る。As described above, in the flash memory of this embodiment, the resistance value between the erase voltage supply bonding pad VPP and the erase gate EG31 arranged closest to the erase voltage supply bonding pad VPP is minimized although there is a slight difference. Thus, the resistance value between the erasing voltage supply bonding pad VPP and the other erasing gates EG30 to EG0 is set to increase little by little. In the algorithm of FIG. 7, the erase voltage supply bonding pad V is used.
Erase determination is performed in order from the memory block MB31 arranged closest to PP, in other words, the resistance value between the pad and the erase voltage supply bonding pad VPP is set to the smallest and the erase operation of the memory cell progresses fastest. Be seen. Therefore, as shown in FIG. 8, the distribution of the threshold voltage after erasing of the memory cell is arranged farthest from the memory block MB31 arranged closest to the erase voltage supply bonding pad VPP. Even the difference with the memory block MB0 is reduced, which reduces erase variations. As a result, the operation margin on the minimum power supply voltage side of the flash memory is expanded, and the access time is accelerated.
【0049】以上の本実施例に示されるように、この発
明を全消去モードのための消去制御回路を内蔵するフラ
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)メモリアレイが分割されてなる複数のメモリブロ
ックと、これらのメモリブロックに対応して設けられ対
応するメモリブロックを構成する複数のメモリセルの共
通結合されたソースに所定の消去電圧を選択的に伝達す
る複数の消去ゲートを含むソーススイッチと、全メモリ
セルの保持情報を一括消去するための消去制御回路とを
備えるブロック消去型のフラッシュメモリ等において、
消去電圧供給用ボンディングパッドを介して入力される
消去電圧を複数の消去ゲートに伝達する消去電圧供給配
線の各分岐点と対応する消去ゲートとの間に、所定の平
滑抵抗をそれぞれ設けることで、消去電圧供給用ボンデ
ィングパッドと各消去ゲートとの間の抵抗値をほぼ均一
化し、各消去ゲートに供給される消去電圧の電位をほぼ
均一化することができるという効果が得られる。By applying the present invention to a semiconductor memory device such as a flash memory having a built-in erase control circuit for the full erase mode as shown in the above embodiment, the following effects can be obtained. To be That is, (1) a predetermined erase voltage is applied to a plurality of memory blocks formed by dividing a memory array and a common-coupled source of a plurality of memory cells that are provided corresponding to these memory blocks and configure the corresponding memory blocks. In a block erase type flash memory or the like, which includes a source switch including a plurality of erase gates selectively transmitting, and an erase control circuit for collectively erasing information held in all memory cells,
By providing a predetermined smoothing resistor between each branch point of the erase voltage supply wiring that transmits the erase voltage input through the erase voltage supply bonding pad to the plurality of erase gates and the corresponding erase gate, The resistance value between the erase voltage supply bonding pad and each erase gate can be made substantially uniform, and the potential of the erase voltage supplied to each erase gate can be made substantially uniform.
【0050】(2)上記(1)項において、全消去モー
ドにおける消去判定を、消去電圧供給用ボンディングパ
ッドに最も近接して配置されたメモリブロックから順に
行うことで、全消去モードにおいて供給される消去パル
スの回数を、消去電圧供給用ボンディングパッドに最も
近接して配置されたメモリブロックから順に、言い換え
るならば消去電圧供給用ボンディングパッドとの間の抵
抗値が最も小さいメモリブロックから順に少なくするこ
とができるという効果が得られる。 (3)上記(1)項及び(2)項により、フラッシュメ
モリの大容量化・大規模化が進みそのチップが大型化し
た場合でも、メモリセルの消去後におけるしきい値電圧
のブロック間バラツキを低減できるという効果が得られ
る。 (4)上記(1)項〜(3)項により、フラッシュメモ
リの電源電圧最小値側における動作マージンを拡大し、
そのアクセスタイムの高速化を推進することができると
いう効果が得られる。(2) In the above item (1), erase determination in the all erase mode is performed in order from the memory block arranged closest to the erase voltage supply bonding pad, so that the all erase mode is supplied. The number of erase pulses should be reduced in order from the memory block arranged closest to the erase voltage supply bonding pad, in other words, from the memory block having the smallest resistance value to the erase voltage supply bonding pad. The effect of being able to do is obtained. (3) According to the above items (1) and (2), even if the capacity and the size of the flash memory are increased and the chip is enlarged, the variation in the threshold voltage between blocks after the memory cell is erased is increased. It is possible to obtain the effect of reducing (4) By the above items (1) to (3), the operation margin on the minimum power supply voltage side of the flash memory is expanded,
It is possible to obtain the effect that the access time can be accelerated.
【0051】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において、メモリアレイMARYの分割数つま
りメモリブロックの設置数は、任意に設定できるし、X
アドレスデコーダXD及びYアドレスデコーダYD等の
周辺部は、所定数のメモリブロックつまりメモリマット
に対応して複数個設けることができる。データ入出力端
子IO0〜IO7は、データ入力端子又はデータ出力端
子として専用化することができるし、フラッシュメモリ
に入力又は出力しうる記憶データのビット数は、特に8
ビット単位であることを必須条件とはしない。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及びア
ドレス信号の組み合わせならびに各電源電圧の極性及び
絶対値等は、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 scope of the invention. Needless to say. For example, in FIG. 1, the number of divisions of the memory array MARY, that is, the number of memory blocks installed can be set arbitrarily and X
A plurality of peripheral parts such as the address decoder XD and the Y address decoder YD can be provided corresponding to a predetermined number of memory blocks, that is, memory mats. The data input / output terminals IO0 to IO7 can be dedicated as data input terminals or data output terminals, and the number of bits of stored data that can be input to or output from the flash memory is 8 in particular.
It is not mandatory to be in bit units. further,
Various embodiments can be adopted for the block configuration of the flash memory, the combination of the activation control signal and the address signal, the polarity and absolute value of each power supply voltage, and the like.
【0052】図2において、メモリアレイMARY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。また、YスイッチYSを構成するスイッチMOS
FETは、PチャンネルMOSFETによって構成して
もよいし、Pチャンネル及びNチャンネルMOSFET
が組み合わされてなる相補スイッチとしてもよい。ワー
ド線W0〜Wm及びデータ線B0〜Bnならびにソース
線S0〜S31の選択及び非選択レベルは、この実施例
による制約を受けないし、消去ゲートEG0〜EG31
の具体的な回路構成も、種々の実施形態を採りうる。図
3において、2層ゲート構造セルの具体的なデバイス構
造はこの実施例による制約を受けない。また、図4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、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。In FIG. 2, the memory array MARY is
It may include a predetermined number of redundant word lines and redundant data lines. In addition, the switch MOS that constitutes the Y switch YS
The FET may be constituted by a P-channel MOSFET, a P-channel MOSFET and an N-channel MOSFET.
A complementary switch formed by combining The selection and non-selection levels of the word lines W0 to Wm, the data lines B0 to Bn, and the source lines S0 to S31 are not restricted by this embodiment, and the erase gates EG0 to EG31 are not restricted.
The specific circuit configuration of can also adopt various embodiments. In FIG. 3, the specific device structure of the two-layer gate structure cell is not restricted by this embodiment. Further, in FIG. 4, the logic levels of the retained information in the memory cells after erasing and after programming can be set interchangeably,
One or both of the threshold voltages of the memory cells can be set to a negative potential.
【0053】図5において、メモリブロックMB0〜M
B31は、消去電圧供給用ボンディングパッドVPPに
対して逆順で配置することができる。消去電圧供給用ボ
ンディングパッドVPPの配置位置は、任意に設定でき
るし、フラッシュメモリの具体的な基板配置は、この実
施例による制約を受けない。図6において、消去ゲート
EG1〜EG31に対応して設けられる平滑抵抗R1〜
R31の値は、消去電圧供給用ボンディングパッドVP
Pと各消去ゲートとの間の抵抗値を完全に一致させるべ
く設定してもよいし、消去電圧供給時の電流を考慮した
上で各消去ゲートに供給される消去電圧の電位を完全に
一致させるべく設定してもよい。一方、消去電圧供給用
ボンディングパッドVPPと消去ゲートEG0〜EG3
1との間の抵抗値を逆順で小さくする場合には、図7に
おける消去判定の順序を入れ換える必要がある。さら
に、図6の平滑抵抗による対策は、図7のアルゴリズム
による対策を伴うことなく独立に実施できるし、その逆
も同様である。In FIG. 5, memory blocks MB0 to MB
B31 can be arranged in reverse order to the erase voltage supply bonding pad VPP. The arrangement position of the erase voltage supply bonding pad VPP can be set arbitrarily, and the specific substrate arrangement of the flash memory is not restricted by this embodiment. In FIG. 6, smoothing resistors R1 to R1 provided corresponding to the erase gates EG1 to EG31, respectively.
The value of R31 is the bonding pad VP for supplying the erase voltage.
The resistance value between P and each erase gate may be set to completely match, or the potential of the erase voltage supplied to each erase gate may be completely matched in consideration of the current when the erase voltage is supplied. You may set so that it may be done. On the other hand, the erase voltage supply bonding pad VPP and the erase gates EG0 to EG3
When decreasing the resistance value between 1 and 1 in the reverse order, it is necessary to switch the order of the erase determination in FIG. Furthermore, the measure by the smoothing resistor in FIG. 6 can be independently implemented without the measure by the algorithm in FIG. 7, and vice versa.
【0054】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消去
制御回路を備え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、シングルチップマイクロコンピュータ等に内蔵され
る同様なフラッシュメモリや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、少なくとも全消去モードのための消去制御回路を備
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
を含む装置及びシステムに広く適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the flash memory having the erase control circuit which is the field of application as the background has been described, but the invention is not limited thereto. For example, it can be applied to a similar flash memory incorporated in a single-chip microcomputer or the like, a gate array integrated circuit incorporating the flash memory, or the like. The present invention can be widely applied to a semiconductor memory device including at least an erase control circuit for all erase modes, and devices and systems including such a semiconductor memory device.
【0055】[0055]
【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、メモリアレイが分割されて
なる複数のメモリブロックと、これらのメモリブロック
に対応して設けられ対応するメモリブロックを構成する
複数のメモリセルの共通結合されたソースに所定の消去
電圧を選択的に伝達する複数の消去ゲートを含むソース
スイッチと、全メモリセルの保持情報を一括消去するた
めの消去制御回路とを備えるブロック消去型のフラッシ
ュメモリ等において、消去電圧供給用ボンディングパッ
ドを介して入力される消去電圧を複数の消去ゲートに伝
達する消去電圧供給配線の各分岐点と対応する消去ゲー
トとの間に、抵抗値を均一化するための平滑抵抗をそれ
ぞれ設けるとともに、消去制御回路による全消去モード
時の消去判定を、消去電圧供給用ボンディングパッドに
近接して配置されたメモリブロックから順に行うこと
で、フラッシュメモリの大容量化・大規模化が進みその
チップが大型化した場合でも、各メモリブロックを構成
するメモリセルの共通結合されたソースに供給される消
去電圧の電位をほぼ均一化できるとともに、全消去モー
ドにおいて供給される消去パルスの回数を、消去電圧供
給用ボンディングパッドに近接して配置されたメモリブ
ロックから順に少なくすることができる。これにより、
メモリセルの全消去モード時の消去後におけるしきい値
電圧のブロック間バラツキを低減できるため、フラッシ
ュメモリの電源電圧最小値側における動作マージンを拡
大し、そのアクセスタイムの高速化を推進することがで
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, a predetermined erase voltage is selectively applied to a plurality of memory blocks formed by dividing a memory array and a common-coupled source of a plurality of memory cells provided corresponding to these memory blocks and forming the corresponding memory blocks. In a block erase type flash memory, etc., which has a source switch including a plurality of erase gates for transmitting to the memory and an erase control circuit for collectively erasing information held in all memory cells, input through an erase voltage supply bonding pad The smoothing resistor for equalizing the resistance value is provided between each branch point of the erase voltage supply wiring that transmits the erase voltage to be erased to a plurality of erase gates and the corresponding erase gate. A memory block that is placed close to the bonding pad for supplying the erase voltage for the erase determination in the erase mode. Even if the flash memory has a large capacity and a large scale and the chip becomes large, the potential of the erase voltage supplied to the commonly connected sources of the memory cells forming each memory block is The number of erase pulses supplied in the all erase mode can be made substantially uniform, and the number of erase pulses can be sequentially reduced from the memory block arranged near the erase voltage supply bonding pad. This allows
Since variation in threshold voltage between blocks after erasing in the memory cell full erase mode can be reduced, it is possible to expand the operation margin on the minimum power supply voltage side of the flash memory and accelerate the access time. it can.
【図1】この発明が適用されたフラッシュメモリの一実
施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a flash memory to which the present invention is applied.
【図2】図1のフラッシュメモリに含まれるメモリアレ
イ及びその周辺部の一実施例を示す部分的な回路図であ
る。2 is a partial circuit diagram showing an embodiment of a memory array and its peripheral portion included in the flash memory of FIG.
【図3】図2のメモリアレイを構成する2層ゲート構造
セルの一実施例を示す断面構造図である。3 is a cross-sectional structural view showing an example of a two-layer gate structure cell that constitutes the memory array of FIG.
【図4】図3の2層ゲート構造セルのゲート・ソース間
電圧とドレイン電流の関係を説明するための一実施例を
示す特性図である。4 is a characteristic diagram showing an example for explaining the relationship between the gate-source voltage and the drain current of the two-layer gate structure cell of FIG.
【図5】図1のフラッシュメモリの一実施例を示す基板
配置図である。5 is a board layout diagram showing an embodiment of the flash memory of FIG. 1. FIG.
【図6】図1のフラッシュメモリの消去電圧供給経路の
等価回路図である。6 is an equivalent circuit diagram of an erase voltage supply path of the flash memory of FIG.
【図7】図1のフラッシュメモリの消去制御回路による
全消去モードの一実施例を示す処理フロー図である。7 is a process flow chart showing an embodiment of an all erase mode by an erase control circuit of the flash memory of FIG. 1. FIG.
【図8】図1のフラッシュメモリのメモリアレイを構成
する2層ゲート構造セルの消去後におけるしきい値電圧
の一実施例を示す分布特性図である。8 is a distribution characteristic diagram showing an example of a threshold voltage after erasing of a two-layer gate structure cell that constitutes the memory array of the flash memory of FIG. 1. FIG.
【図9】この発明に先立って本願発明者等が開発したフ
ラッシュメモリのメモリアレイを構成する2層ゲート構
造セルの消去後におけるしきい値電圧の一例を示す分布
特性図である。FIG. 9 is a distribution characteristic diagram showing an example of a threshold voltage after erasing of a two-layer gate structure cell that constitutes a memory array of a flash memory developed by the inventors of the present application prior to the present invention.
【図10】図9のフラッシュメモリの消去電圧供給経路
の一例を示す等価回路図である。10 is an equivalent circuit diagram showing an example of an erase voltage supply path of the flash memory of FIG.
【図11】図9のフラッシュメモリの消去制御回路によ
る全消去モードの一例を示す処理フロー図である。FIG. 11 is a process flow chart showing an example of an all erase mode by the erase control circuit of the flash memory of FIG. 9;
MARY・・・メモリアレイ、MB0〜MB31・・・
メモリブロック、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、Y
D・・・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、WA・・・ライト
アンプ、SA・・・センスアンプ、IB・・・データ入
力バッファ、OB・・・データ出力バッファ、ERC・
・・消去制御回路、TC・・・タイミング制御回路。M
C・・・メモリセル(2層ゲート構造セル)、W0〜W
m・・・ワード線、B0〜Bn・・・データ線、S0〜
S31・・・ソース線、YS0〜YSp・・・ビット線
選択信号、C0〜C7・・・共通データ線、EG0〜E
G31・・・消去ゲート、P1・・・PチャンネルMO
SFET、N1〜N2・・・NチャンネルMOSFE
T。PSUB・・・P型半導体基板、FG・・・フロー
ティングゲート、CG・・・コントロールゲート、IS
1〜IS2・・・絶縁膜、N+ (ND1〜ND2)・・
・N型高濃度拡散層、N- ・・・N型低濃度拡散層、P
- ・・・P型低濃度拡散層。VPP・・・消去電圧供給
用ボンディングパッド(消去電圧)、PAD・・・その
他のボンディングパッド、SVP・・・消去電圧供給配
線。RS0〜RS31・・・配線抵抗、R1〜R31・
・・平滑抵抗。MARY ... Memory array, MB0-MB31 ...
Memory block, XD ... X address decoder, XB
... X address buffer, YS ... Y switch, Y
D ... Y address decoder, SS ... source switch, YB ... Y address buffer, WA ... write amplifier, SA ... sense amplifier, IB ... data input buffer, OB ... data Output buffer, ERC
..Erase control circuit, TC ... Timing control circuit M
C ... Memory cell (two-layer gate structure cell), W0 to W
m: word line, B0 to Bn: data line, S0
S31 ... Source line, YS0 to YSp ... Bit line selection signal, C0 to C7 ... Common data line, EG0 to E
G31 ... Erase gate, P1 ... P channel MO
SFET, N1 to N2 ... N-channel MOSFE
T. PSUB ... P-type semiconductor substrate, FG ... Floating gate, CG ... Control gate, IS
1 to IS2 ... Insulating film, N + (ND1 to ND2) ...
· N-type high concentration diffusion layer, N - · · · N-type low concentration diffusion layer, P
- ··· P-type low-concentration diffusion layer. VPP ... Erase voltage supply bonding pad (erase voltage), PAD ... Other bonding pad, SVP ... Erase voltage supply wiring. RS0 to RS31 ... Wiring resistance, R1 to R31.
..Smoothing resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊澤 和人 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 森 泰樹 埼玉県入間郡毛呂山町大字旭台15番地 日 立東部セミコンダクタ株式会社内 (72)発明者 和田 武史 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuto Izawa 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi Ltd. Semiconductor Division (72) Inventor Yasuki Mori Moroyama-cho, Iruma-gun, Saitama Prefecture Asahidai No. 15 Inside Hitachi East Semiconductor Co., Ltd. (72) Inventor Takeshi Wada 5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Semiconductor Business Division, Ltd.
Claims (3)
が格子状に配置されてなるメモリアレイと、上記メモリ
アレイが分割されてなる複数のメモリブロックと、上記
メモリブロックに対応して設けられ対応するメモリブロ
ックを構成する所定数のメモリセルの共通結合されたソ
ースに所定の消去電圧を選択的に伝達する複数の消去ゲ
ートを含むソーススイッチと、上記消去電圧が入力され
る消去電圧供給用ボンディングパッドと、上記消去電圧
供給用ボンディングパッドから入力される消去電圧を上
記複数の消去ゲートに伝達する消去電圧供給配線と、上
記消去電圧供給配線の各分岐点と対応する上記消去ゲー
トとの間にそれぞれ設けられる平滑抵抗とを具備するこ
とを特徴とする半導体記憶装置。1. A memory array in which non-volatile memory cells of a two-layer gate structure type are arranged in a lattice, a plurality of memory blocks formed by dividing the memory array, and a memory block provided corresponding to the memory blocks. A source switch including a plurality of erase gates for selectively transmitting a predetermined erase voltage to commonly connected sources of a predetermined number of memory cells forming a corresponding memory block, and an erase voltage supply to which the erase voltage is input Between a bonding pad, an erase voltage supply wiring for transmitting an erase voltage input from the erase voltage supply bonding pad to the plurality of erase gates, and the erase gate corresponding to each branch point of the erase voltage supply wiring. 2. A semiconductor memory device comprising: a smoothing resistor provided in each of the.
リブロックを構成するメモリセルの共通結合されたソー
スにパルス状の上記消去電圧を選択的に供給しながら各
メモリブロックの消去状態を順次判定し消去状態となっ
たメモリブロックから順に消去電圧の供給を停止するこ
とですべてのメモリセルの消去を行う消去制御回路を具
備するものであって、上記消去制御回路による消去状態
の判定は、上記消去電圧供給用ボンディングパッドに近
接するメモリブロックから順に行わ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 semiconductor memory device sequentially determines the erased state of each memory block while selectively supplying the pulsed erase voltage to the commonly connected sources of the memory cells forming the plurality of memory blocks. The erase control circuit includes an erase control circuit that erases all memory cells by sequentially stopping the supply of the erase voltage from the erased memory block. 2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the steps are sequentially performed from a memory block adjacent to an erase voltage supply bonding pad.
が格子状に配置されてなるメモリアレイと、上記メモリ
アレイが分割されてなる複数のメモリブロックと、上記
メモリブロックに対応して設けられ対応するメモリブロ
ックを構成する所定数のメモリセルの共通結合されたソ
ースに所定の消去電圧を選択的に伝達する複数の消去ゲ
ートを含むソーススイッチと、上記消去電圧が入力され
る消去電圧供給用ボンディングパッドと、上記複数のメ
モリブロックを構成するメモリセルの共通結合されたソ
ースにパルス状の上記消去電圧を選択的に供給しながら
各メモリブロックの消去状態を順次判定し消去状態とな
ったメモリブロックから順に消去電圧の供給を停止する
ことですべてのメモリセルの消去を行う消去制御回路と
を具備し、かつ上記消去制御回路による消去状態の判定
が、上記消去電圧供給用ボンディングパッドに近接する
メモリブロックから順に行われることを特徴とする半導
体記憶装置。3. A memory array in which non-volatile memory cells of a two-layer gate structure type are arranged in a grid, a plurality of memory blocks into which the memory array is divided, and a memory block provided corresponding to the memory blocks. A source switch including a plurality of erase gates for selectively transmitting a predetermined erase voltage to commonly connected sources of a predetermined number of memory cells forming a corresponding memory block, and an erase voltage supply to which the erase voltage is input A memory that is in the erased state by sequentially determining the erased state of each memory block while selectively supplying the pulsed erase voltage to the bonding pad and the sources commonly connected to the memory cells that form the plurality of memory blocks. An erase control circuit that erases all memory cells by stopping the supply of erase voltage in order from the block; A semiconductor memory device, wherein the erase state is judged by an erase control circuit in order from a memory block adjacent to the erase voltage supply bonding pad.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13271193A JPH06325584A (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Semiconductor storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13271193A JPH06325584A (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Semiconductor storage device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06325584A true JPH06325584A (en) | 1994-11-25 |
Family
ID=15087788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13271193A Pending JPH06325584A (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Semiconductor storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06325584A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5936886A (en) * | 1996-10-21 | 1999-08-10 | Nec Corporation | Semiconductor memory device having reduced variation of erasing and writing voltages supplied to each memory array |
KR20030030824A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Nonvolatile memory for which program operation is optimized by controlling source potential |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP13271193A patent/JPH06325584A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5936886A (en) * | 1996-10-21 | 1999-08-10 | Nec Corporation | Semiconductor memory device having reduced variation of erasing and writing voltages supplied to each memory array |
KR20030030824A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | Nonvolatile memory for which program operation is optimized by controlling source potential |
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