JPH0636318B2 - 不揮発性半導体メモリ - Google Patents
不揮発性半導体メモリInfo
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- JPH0636318B2 JPH0636318B2 JP22415682A JP22415682A JPH0636318B2 JP H0636318 B2 JPH0636318 B2 JP H0636318B2 JP 22415682 A JP22415682 A JP 22415682A JP 22415682 A JP22415682 A JP 22415682A JP H0636318 B2 JPH0636318 B2 JP H0636318B2
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- Japan
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- voltage
- circuit
- mos transistor
- terminal
- gate
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、データの書き込み時あるいは消去時に高電
圧が印加される不揮発性記憶素子をメモリセルとして用
いた不揮発性半導体メモリに関する。
圧が印加される不揮発性記憶素子をメモリセルとして用
いた不揮発性半導体メモリに関する。
ゲート絶縁膜中に電荷を捕獲する手段を持つ絶縁ゲート
型トランジスタをメモリセルとして用いた不揮発性半導
体メモリ、たとえば、インパクト・アイオナイゼーショ
ンによりフローティングゲートに電子を注入することに
よって情報を記憶させるEPROM(Electrically Programa
ble ROM)あるいはトンネル効果により窒化膜と酸化膜
との界面付近に存在するトラップ準位に電荷を捕獲して
情報を記憶させる、電気的に情報の書き換えが可能なEA
ROM(Electrically Alterable ROM)等においては、メ
モリセルの情報を書き換える時、すなわちデータの書き
込み時あるいは消去時に高電圧を印加する必要がある。
そして、この高電圧はメモリがIC化されている場合に
外部から供給されるため、電源に乗るノイズあるいは誤
使用等による電源電圧のかけすぎに対して、メモリ内部
の素子には十分な耐圧が要求される。たとえば、記憶容
量が64キロビットのEPROMでは、上記高電圧の使用範
囲が20Vないし22Vに設定されている場合、内部素
子の破壊耐圧電圧は28V程度まで要求されている。
型トランジスタをメモリセルとして用いた不揮発性半導
体メモリ、たとえば、インパクト・アイオナイゼーショ
ンによりフローティングゲートに電子を注入することに
よって情報を記憶させるEPROM(Electrically Programa
ble ROM)あるいはトンネル効果により窒化膜と酸化膜
との界面付近に存在するトラップ準位に電荷を捕獲して
情報を記憶させる、電気的に情報の書き換えが可能なEA
ROM(Electrically Alterable ROM)等においては、メ
モリセルの情報を書き換える時、すなわちデータの書き
込み時あるいは消去時に高電圧を印加する必要がある。
そして、この高電圧はメモリがIC化されている場合に
外部から供給されるため、電源に乗るノイズあるいは誤
使用等による電源電圧のかけすぎに対して、メモリ内部
の素子には十分な耐圧が要求される。たとえば、記憶容
量が64キロビットのEPROMでは、上記高電圧の使用範
囲が20Vないし22Vに設定されている場合、内部素
子の破壊耐圧電圧は28V程度まで要求されている。
第1図および第2図はそれぞれ従来のEPROMの構成を示
す回路である。
す回路である。
このうち、第1図はEPROMの主要部を示している。すな
わち、第1図において、11はメモリセルアレイであ
り、それぞれフローティングゲートを持ち1つのメモリ
セルを構成する複数のMOSトランジスタ1211〜12
mnが行方向および列方向に配列形成されている。上記
各行に配列されているメモリセルアレイ11内の各n個
のMOSトランジスタ12のコントロールゲートは、m本
の行線131〜13mのうち対応するものに並列的に接
続され、また各列に配列されている各m個のMOSトラン
ジスタ12のドレインは、n本の列線141〜14nの
うち対応するものに並列的に接続されている。さらにメ
モリセルアレイ11内のすべてのMOSトランジスタ12
のソースは接地電位点(0V印加点)に接続されてい
る。上記各行線131〜13mは、ディプレッション型
のMOSトランジスタ151〜15mそれぞれを介して行
デコーダ16に接続されている。またこれら各行線13
1〜13mと高電圧VPが印加される端子17との間に
は、ディプレッション型のMOSトランジスタ181〜1
8mそれぞれおよびエンハンスメント型のMOSトランジ
スタ191〜19mそれぞれが直列挿入されている。上
記各列線141〜14nは、エンハンスメント型の列線
選択用の各MOSトランジスタ201〜20nを介して回
路点21に共通接続されている。さらに上記各MOSトラ
ンジスタ201〜20nのゲートには各列選択線221
〜22nが接続され、これら各列選択線221〜22n
はディプレッション型の各MOSトランジスタ231〜2
3nを介して列デコーダ24に接続されている。また上
記各列選択線221〜22nと前記端子17との間に
は、ディプレッション型のMOSトランジスタ251〜2
5nはそれぞれおよびエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ261〜26nそれぞれ直列挿入されている。上
記回路点21にはセンスアンプ27の入力端が接続され
ているとともに、この回路点21と前記端子17との間
にはエンハンスメント型のMOSトランジスタ28が接続
されている。このMOSトランジスタ28のゲートにはデ
ータ入力回路29の出力端が接続され、さらにこの回路
29の出力端と前記端子17との間にはディプレッショ
ン型のMOSトランジスタ30とエンハンスメント型のMOS
トランジスタ31が直列挿入されている。前記MOSトラ
ンジスタ181〜18mのゲートは行線131〜13m
のうち対応するものにそれぞれ接続され、前記MOSトラ
ンジスタ251〜25nのゲートは列選択線221〜2
2nのうち対応するものにそれぞれ接続されている。前
記MOSトランジスタ30のゲートは前記データ入力回路
29の出力端に接続されている。さらに前記MOSトラン
ジスタ151〜15mおよびMOSトランジスタ231〜
23nの各ゲートには制御信号Aが並列的に供給される
ようになっていて、前記MOSトランジスタ191〜19
m,261〜26n,31の各ゲートには前記端子17
に印加される高電圧Vpを昇圧することにより得られる
電圧VHが並列的に供給されるようになっている。
わち、第1図において、11はメモリセルアレイであ
り、それぞれフローティングゲートを持ち1つのメモリ
セルを構成する複数のMOSトランジスタ1211〜12
mnが行方向および列方向に配列形成されている。上記
各行に配列されているメモリセルアレイ11内の各n個
のMOSトランジスタ12のコントロールゲートは、m本
の行線131〜13mのうち対応するものに並列的に接
続され、また各列に配列されている各m個のMOSトラン
ジスタ12のドレインは、n本の列線141〜14nの
うち対応するものに並列的に接続されている。さらにメ
モリセルアレイ11内のすべてのMOSトランジスタ12
のソースは接地電位点(0V印加点)に接続されてい
る。上記各行線131〜13mは、ディプレッション型
のMOSトランジスタ151〜15mそれぞれを介して行
デコーダ16に接続されている。またこれら各行線13
1〜13mと高電圧VPが印加される端子17との間に
は、ディプレッション型のMOSトランジスタ181〜1
8mそれぞれおよびエンハンスメント型のMOSトランジ
スタ191〜19mそれぞれが直列挿入されている。上
記各列線141〜14nは、エンハンスメント型の列線
選択用の各MOSトランジスタ201〜20nを介して回
路点21に共通接続されている。さらに上記各MOSトラ
ンジスタ201〜20nのゲートには各列選択線221
〜22nが接続され、これら各列選択線221〜22n
はディプレッション型の各MOSトランジスタ231〜2
3nを介して列デコーダ24に接続されている。また上
記各列選択線221〜22nと前記端子17との間に
は、ディプレッション型のMOSトランジスタ251〜2
5nはそれぞれおよびエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ261〜26nそれぞれ直列挿入されている。上
記回路点21にはセンスアンプ27の入力端が接続され
ているとともに、この回路点21と前記端子17との間
にはエンハンスメント型のMOSトランジスタ28が接続
されている。このMOSトランジスタ28のゲートにはデ
ータ入力回路29の出力端が接続され、さらにこの回路
29の出力端と前記端子17との間にはディプレッショ
ン型のMOSトランジスタ30とエンハンスメント型のMOS
トランジスタ31が直列挿入されている。前記MOSトラ
ンジスタ181〜18mのゲートは行線131〜13m
のうち対応するものにそれぞれ接続され、前記MOSトラ
ンジスタ251〜25nのゲートは列選択線221〜2
2nのうち対応するものにそれぞれ接続されている。前
記MOSトランジスタ30のゲートは前記データ入力回路
29の出力端に接続されている。さらに前記MOSトラン
ジスタ151〜15mおよびMOSトランジスタ231〜
23nの各ゲートには制御信号Aが並列的に供給される
ようになっていて、前記MOSトランジスタ191〜19
m,261〜26n,31の各ゲートには前記端子17
に印加される高電圧Vpを昇圧することにより得られる
電圧VHが並列的に供給されるようになっている。
第1図に示すような回路構成において、メモリセルアレ
イ11内のメモリセル用トランジスタ12からデータを
読み出す時には、電圧VHが0Vになる。すると、MOS
トランジスタ191〜19m,261〜26nがそれぞ
れオフして、行線131〜13mおよび列選択線221
〜22nは端子17からそれぞれ切り離される。また電
圧VHが0VになることによりMOSトランジスタ31が
オフする。このときデータ入力回路29の出力信号も0
Vとなるので、これによりMOSトランジスタ28はオフ
し、回路点21も端子17から切り離される。ここで制
御信号Aが論理1レベル(5V)になると、列デコーダ
24の出力信号によって列選択線221〜22nが、ま
た行デコーダ16の出力信号によって行線131〜13
mがそれぞれ選択的に駆動される。たとえば、いま1本
の列選択線221が駆動されていれば、MOSトランジス
タ201がオンして1本の列線141が回路点21に結
合される。さらに1本の行線131が駆動されていれ
ば、この行線131に各コントロールゲートが接続され
ている1行分のMOSトランジスタ2011〜201nが
オンする。したがって、この場合にはメモリセルアレイ
11内の1つのMOSトランジスタ1211が選択され、
ここに記憶されているデータがセンスアンプ27によっ
て検出される。
イ11内のメモリセル用トランジスタ12からデータを
読み出す時には、電圧VHが0Vになる。すると、MOS
トランジスタ191〜19m,261〜26nがそれぞ
れオフして、行線131〜13mおよび列選択線221
〜22nは端子17からそれぞれ切り離される。また電
圧VHが0VになることによりMOSトランジスタ31が
オフする。このときデータ入力回路29の出力信号も0
Vとなるので、これによりMOSトランジスタ28はオフ
し、回路点21も端子17から切り離される。ここで制
御信号Aが論理1レベル(5V)になると、列デコーダ
24の出力信号によって列選択線221〜22nが、ま
た行デコーダ16の出力信号によって行線131〜13
mがそれぞれ選択的に駆動される。たとえば、いま1本
の列選択線221が駆動されていれば、MOSトランジス
タ201がオンして1本の列線141が回路点21に結
合される。さらに1本の行線131が駆動されていれ
ば、この行線131に各コントロールゲートが接続され
ている1行分のMOSトランジスタ2011〜201nが
オンする。したがって、この場合にはメモリセルアレイ
11内の1つのMOSトランジスタ1211が選択され、
ここに記憶されているデータがセンスアンプ27によっ
て検出される。
データ書き込みの場合には電圧VHが電圧VPよりも高
い電圧になる。たとえばVPが26Vの場合には、VH
はVPよりもMOSトランジスタ191〜19m,261
〜26n,30のときい値電圧以上高い約29Vないし
30Vとなる。また制御信号Aが論理0レベル(0V)
となるため、列デコーダ24および行デコーダ16の出
力のうち論理1レベルとなっているものが入力している
MOSトランジスタ231〜23n,151〜15mそれ
ぞれのいずれか1つがカットオフする。たとえばMOSト
ランジスタ231がカットオフすれば、1本の列選択線
221がMOSトランジスタ261,251を直列に介し
てVPに充電される。するとMOSトランジスタ201が
オンする。またMOSトランジスタ151がカットオフす
れば、1本の行線131がMOSトランジスタ191,1
81を直列に介してVPに充電される。一方、データ入
力回路29の出力信号が論理1レベルになれば、MOSト
ランジスタ28のゲートもMOSトランジスタ31,30
を介してVPに充電されるので、このMOSトランジスタ
28がオンし、回路点21はVP−VTH(VTHはMO
Sトランジスタ28のしきい値電圧)の電圧まで充電さ
れる。このとき、MOSトランジスタ201のゲート電圧
はVPになっていてこのMOSトランジスタ201はオン
しているので、列線141が約VP−VTHの電圧近く
まで充電される。すなわち、この場合にはメモリセルア
レイ11内で1つのMOSトランジスタ1211が選択さ
れ、この選択されたMOSトランジスタ1211のコント
ロールゲート電圧がVPに、ドレイン電圧がVP−V
TH近くにそれぞれ設定されてデータの書き込みが行な
われる。
い電圧になる。たとえばVPが26Vの場合には、VH
はVPよりもMOSトランジスタ191〜19m,261
〜26n,30のときい値電圧以上高い約29Vないし
30Vとなる。また制御信号Aが論理0レベル(0V)
となるため、列デコーダ24および行デコーダ16の出
力のうち論理1レベルとなっているものが入力している
MOSトランジスタ231〜23n,151〜15mそれ
ぞれのいずれか1つがカットオフする。たとえばMOSト
ランジスタ231がカットオフすれば、1本の列選択線
221がMOSトランジスタ261,251を直列に介し
てVPに充電される。するとMOSトランジスタ201が
オンする。またMOSトランジスタ151がカットオフす
れば、1本の行線131がMOSトランジスタ191,1
81を直列に介してVPに充電される。一方、データ入
力回路29の出力信号が論理1レベルになれば、MOSト
ランジスタ28のゲートもMOSトランジスタ31,30
を介してVPに充電されるので、このMOSトランジスタ
28がオンし、回路点21はVP−VTH(VTHはMO
Sトランジスタ28のしきい値電圧)の電圧まで充電さ
れる。このとき、MOSトランジスタ201のゲート電圧
はVPになっていてこのMOSトランジスタ201はオン
しているので、列線141が約VP−VTHの電圧近く
まで充電される。すなわち、この場合にはメモリセルア
レイ11内で1つのMOSトランジスタ1211が選択さ
れ、この選択されたMOSトランジスタ1211のコント
ロールゲート電圧がVPに、ドレイン電圧がVP−V
TH近くにそれぞれ設定されてデータの書き込みが行な
われる。
なお、データ消去の場合にもメモリセルアレイ11内の
MOSトランジスタ12にはVP程度の高電圧が印加され
る。
MOSトランジスタ12にはVP程度の高電圧が印加され
る。
第2図は前記端子17に印加される高電圧VPをさらに
昇圧して前記電圧VHを得るための電圧昇圧回路を示し
ている。この回路には、3個のインバータ51〜53を
縦列接続しさらに終段のインバータ53の出力信号を初
段のインバータ51に帰還し、終段のインバータ53の
出力端と接地電位点との間に発振制御信号Pをゲート入
力するMOSトランジスタ54を挿入することにより構成
される発振回路55が設けられている。この発振回路5
5は信号Pが論理“0”レベルのときに動作する。発振
回路55の発振出力信号OSCは、ディプレッション型のM
OSトランジスタ56を負荷素子として用いかつエンハン
スメント型のMOSトランジスタ57を駆動素子として用
いたE/D型インバータ58に供給される。上記E/D型イン
バータ58の出力信号は容量59を介して回路点60に
供給される。この回路点60と電圧VPが印加される前
記端子17との間にはエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ61が挿入され、このMOSトランジスタ61のゲ
ートは端子17に接続されている。また上記回路点60
と昇圧された電圧VHを得るための端子62との間に
は、もう1つのエンハンスメント型のMOSトランジスタ
63が挿入され、このMOSトランジスタ63のゲートは
上記回路点60に接続されている。
昇圧して前記電圧VHを得るための電圧昇圧回路を示し
ている。この回路には、3個のインバータ51〜53を
縦列接続しさらに終段のインバータ53の出力信号を初
段のインバータ51に帰還し、終段のインバータ53の
出力端と接地電位点との間に発振制御信号Pをゲート入
力するMOSトランジスタ54を挿入することにより構成
される発振回路55が設けられている。この発振回路5
5は信号Pが論理“0”レベルのときに動作する。発振
回路55の発振出力信号OSCは、ディプレッション型のM
OSトランジスタ56を負荷素子として用いかつエンハン
スメント型のMOSトランジスタ57を駆動素子として用
いたE/D型インバータ58に供給される。上記E/D型イン
バータ58の出力信号は容量59を介して回路点60に
供給される。この回路点60と電圧VPが印加される前
記端子17との間にはエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ61が挿入され、このMOSトランジスタ61のゲ
ートは端子17に接続されている。また上記回路点60
と昇圧された電圧VHを得るための端子62との間に
は、もう1つのエンハンスメント型のMOSトランジスタ
63が挿入され、このMOSトランジスタ63のゲートは
上記回路点60に接続されている。
このような構成でなる電圧昇圧回路において、発振制御
信号Pが論理“0”レベルに設定されているならば発振
回路55からの発振出力信号OSCがE/D型インバータ58
に順次供給される。この結果、容量59のE/D型インバ
ータ58側では、VPと0Vの電圧が交互に繰り返され
る。一方、回路点60はMOSトランジスタ61を介して
VP−VTH(VTHはMOSトランジスタ61のしきい
値電圧)に充電されるため、容量59の他端電圧がVP
と0Vに変化することによって、回路点60の電圧は2
VP−VTHとVP−VTHとを交互に繰り返す。した
がって、端子62には2VP−2VTH(ただしMOSト
ランジスタ63のしきい値電圧もVTHとする)まで昇
圧された電圧VHが得られる。
信号Pが論理“0”レベルに設定されているならば発振
回路55からの発振出力信号OSCがE/D型インバータ58
に順次供給される。この結果、容量59のE/D型インバ
ータ58側では、VPと0Vの電圧が交互に繰り返され
る。一方、回路点60はMOSトランジスタ61を介して
VP−VTH(VTHはMOSトランジスタ61のしきい
値電圧)に充電されるため、容量59の他端電圧がVP
と0Vに変化することによって、回路点60の電圧は2
VP−VTHとVP−VTHとを交互に繰り返す。した
がって、端子62には2VP−2VTH(ただしMOSト
ランジスタ63のしきい値電圧もVTHとする)まで昇
圧された電圧VHが得られる。
前記のように、第1図回路で用いられる電圧VHは第2
図の電圧昇圧回路で形成されている。ところで、この電
圧昇圧回路では、端子17に印加される電圧VPが大き
なものであればある程VHの値も大きなものとなり、電
圧VPおよびVHの上昇に伴なって、第1図中のMOSト
ランジスタ191〜19m,261〜26n,31それ
ぞれを介して供給される電圧も上昇する。
図の電圧昇圧回路で形成されている。ところで、この電
圧昇圧回路では、端子17に印加される電圧VPが大き
なものであればある程VHの値も大きなものとなり、電
圧VPおよびVHの上昇に伴なって、第1図中のMOSト
ランジスタ191〜19m,261〜26n,31それ
ぞれを介して供給される電圧も上昇する。
第3図は端子17に印加される電圧VPと第2図回路で
得られる電圧VHおよび上記各MOSトランジスタ19,
26,31を介して供給される電圧V1との関係を示す
特性図である。第3図に示すようにVPが26Vのとき
VHは30Vにまで昇圧され、この結果、V1は26V
にまで上昇してしまう。
得られる電圧VHおよび上記各MOSトランジスタ19,
26,31を介して供給される電圧V1との関係を示す
特性図である。第3図に示すようにVPが26Vのとき
VHは30Vにまで昇圧され、この結果、V1は26V
にまで上昇してしまう。
ところで、第1図回路において、端子17に直接に接続
されているMOSトランジスタ19,26,31では高耐
圧構造を採用することによって容易にその耐圧を向上さ
せることができる。しかしながら、高耐圧構造を採用す
ると素子面積が広くなるため、MOSトランジスタ18,
25,30等、一般のものにもこの高耐圧構造を採用す
ることは因難である。たとえば、64キロビットのEPRO
Mの場合、内部の高耐圧構造が採用されていないMOSトラ
ンジスタのゲート絶縁膜厚が800Å、ソース、ドレイ
ン領域の拡散深さが0.6μm程度であるとすると、ゲ
ート変調された接合ブレークダウン電圧は約22Vとな
る。このときに、VPがノイズあるいは誤使用等によっ
て26Vまで上昇すると電圧VHもこれに応じて昇圧さ
れ、VPがそのまま内部のMOSトランジスタに加わり、
この結果、内部MOSトランジスタが破壊されてしまう。
されているMOSトランジスタ19,26,31では高耐
圧構造を採用することによって容易にその耐圧を向上さ
せることができる。しかしながら、高耐圧構造を採用す
ると素子面積が広くなるため、MOSトランジスタ18,
25,30等、一般のものにもこの高耐圧構造を採用す
ることは因難である。たとえば、64キロビットのEPRO
Mの場合、内部の高耐圧構造が採用されていないMOSトラ
ンジスタのゲート絶縁膜厚が800Å、ソース、ドレイ
ン領域の拡散深さが0.6μm程度であるとすると、ゲ
ート変調された接合ブレークダウン電圧は約22Vとな
る。このときに、VPがノイズあるいは誤使用等によっ
て26Vまで上昇すると電圧VHもこれに応じて昇圧さ
れ、VPがそのまま内部のMOSトランジスタに加わり、
この結果、内部MOSトランジスタが破壊されてしまう。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的とするところは、外部から印加される高
電圧が上昇しても内部素子の破壊が防止できもって信頼
性の高い不揮発性半導体メモリを提供することにある。
あり、その目的とするところは、外部から印加される高
電圧が上昇しても内部素子の破壊が防止できもって信頼
性の高い不揮発性半導体メモリを提供することにある。
この発明によれば、端子に印加される高電圧を昇圧する
電圧昇圧手段における昇圧出力電圧を電圧制限手段で一
定電圧以下に制限し、その一端に上記端子に印加される
高電圧が与えられ他端が内部回路に接続された絶縁ゲー
ト型トランジスタのゲートに上記一定電圧以下に制限さ
れた昇圧電圧を与えるようにした不揮発性半導体メモリ
が提供されている。
電圧昇圧手段における昇圧出力電圧を電圧制限手段で一
定電圧以下に制限し、その一端に上記端子に印加される
高電圧が与えられ他端が内部回路に接続された絶縁ゲー
ト型トランジスタのゲートに上記一定電圧以下に制限さ
れた昇圧電圧を与えるようにした不揮発性半導体メモリ
が提供されている。
次に実施例を説明する前にこの発明の原理について説明
する。この発明に係る不揮発性半導体メモリでは主要部
を第1図と同様に構成した上でかつ電圧VPを昇圧して
電圧VHを得る電圧昇圧回路も第2図と同様に構成し、
さらに第2図に示す電圧昇圧回路の昇圧電圧VH出力用
の端子62にこの発明の途中で考えられた第4図に示す
ような構成の電圧制御回路71を付加したものである。
この回路71は、上記端子62と接地電位点との間に2
個のエンハンスメント型のMOSトランジスタ72,73
を直列挿入し端子62側のMOSトランジスタ72のゲー
トを端子62に、接地電位側のMOSトランジスタ73の
ゲートを接地電位点にそれぞれ接続して構成される。
する。この発明に係る不揮発性半導体メモリでは主要部
を第1図と同様に構成した上でかつ電圧VPを昇圧して
電圧VHを得る電圧昇圧回路も第2図と同様に構成し、
さらに第2図に示す電圧昇圧回路の昇圧電圧VH出力用
の端子62にこの発明の途中で考えられた第4図に示す
ような構成の電圧制御回路71を付加したものである。
この回路71は、上記端子62と接地電位点との間に2
個のエンハンスメント型のMOSトランジスタ72,73
を直列挿入し端子62側のMOSトランジスタ72のゲー
トを端子62に、接地電位側のMOSトランジスタ73の
ゲートを接地電位点にそれぞれ接続して構成される。
このような構成において、第4図に示す電圧制限回路7
1内の2個のMOSトランジスタ72,73の接地点にお
ける電圧は、MOSトランジスタ73のゲート変調接合ブ
レークダウン電圧VBRに常に固定される。この電圧V
BRの値は、MOSトランジスタのゲート絶縁膜厚、ソー
ス,ドレイン拡散深さ等によって異なるが、たとえば2
2Vであるとする。ここでMOSトランジスタ72のしき
い値電圧を3Vと仮定すれば、端子62における電圧V
Hが25V以上のときにこの電圧VHは25Vに固定さ
れる。これはMOSトランジスタのしきい値電圧も一定だ
からである。
1内の2個のMOSトランジスタ72,73の接地点にお
ける電圧は、MOSトランジスタ73のゲート変調接合ブ
レークダウン電圧VBRに常に固定される。この電圧V
BRの値は、MOSトランジスタのゲート絶縁膜厚、ソー
ス,ドレイン拡散深さ等によって異なるが、たとえば2
2Vであるとする。ここでMOSトランジスタ72のしき
い値電圧を3Vと仮定すれば、端子62における電圧V
Hが25V以上のときにこの電圧VHは25Vに固定さ
れる。これはMOSトランジスタのしきい値電圧も一定だ
からである。
第5図は端子17に印加される電圧VPと第4図の電圧
制限回路71で制限された後の電圧VHおよび第1図中
で各MOSトランジスタ19,26,31を介して供給さ
れる電圧V1との関係を示す特性図である。第5図に示
すように電圧VPが上昇しても電圧昇圧回路の出力端子
である第4図中の端子62の電圧VHは25V以上には
上昇せず、したがって、電圧V1も22V以上になるこ
とはない。このため、電圧VPがノイズあるいは誤使用
等によって26Vまで上昇しても、従来のように内部の
MOSトランジスタ19,26,31等が破壊される恐れ
はない。なお、第5図中の破線は、従来の電圧VH,V
1を示している。このような昇圧回路の電流供給能力は
極めて小さいため、ゲート変調接合ブレークダウンを起
こしてもこわれることはない。ところが、外部電源VP
は、電流供給能力が、大きいため、ゲート変調ブレーク
ダウンを起こした場合(例えばMOSトランジスタ18
が)ドレインには常に一定の高電圧が、印加されるた
め、破壊につながってしまう。
制限回路71で制限された後の電圧VHおよび第1図中
で各MOSトランジスタ19,26,31を介して供給さ
れる電圧V1との関係を示す特性図である。第5図に示
すように電圧VPが上昇しても電圧昇圧回路の出力端子
である第4図中の端子62の電圧VHは25V以上には
上昇せず、したがって、電圧V1も22V以上になるこ
とはない。このため、電圧VPがノイズあるいは誤使用
等によって26Vまで上昇しても、従来のように内部の
MOSトランジスタ19,26,31等が破壊される恐れ
はない。なお、第5図中の破線は、従来の電圧VH,V
1を示している。このような昇圧回路の電流供給能力は
極めて小さいため、ゲート変調接合ブレークダウンを起
こしてもこわれることはない。ところが、外部電源VP
は、電流供給能力が、大きいため、ゲート変調ブレーク
ダウンを起こした場合(例えばMOSトランジスタ18
が)ドレインには常に一定の高電圧が、印加されるた
め、破壊につながってしまう。
第6図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図であ
り、前記第4図回路の代わりに使用されるものである。
この実施例回路は、前記第2図に示す電圧昇圧回路内の
E/D型インバータ58の出力信号を前記容量59を介し
て前記回路点60に供給するとともに、もう1つの容量
81を介して回路点82に供給している。さらに上記回
路点60と前記端子17との間には前記MOSトランジス
タ61が、回路点60と端子62との間には前記MOSト
ランジスタ63がそれぞれ接続され、MOSトランジスタ
61のゲートは端子17に、MOSトランジスタ63のゲ
ートは回路点60にそれぞれ接続されている。上記回路
点82と端子17との間にはエンハンスメント型のMOS
トランジスタ83が接続され、さらに回路点82と回路
点84との間にはエンハンスメント型のMOSトランジス
タ85が接続され、MOSトランジスタ83のゲートは端
子17に、MOSトランジスタ85のゲートは回路点82
にそれぞれ接続されている。また、上記回路点84と接
地電位点との間には3個のエ点82と回路点84との間
にはエンハンスメント型のMOSトランジスタ85が接続
され、MOSトランジスタ83のゲートは端子17に、MOS
トランジスタ85のゲートは回路点82にそれぞれ接続
されている。また、上記回路点84と接地電位点との間
には3個のエにそれぞれ接続されている。さらに上記端
子62にはもう1つのエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ89の一端が接続され、そのゲートは上記回路点
84に接続されている。そして前記電圧VHは上記MOS
トランジスタ89の他端に設けられた端子90から得ら
れるようになっている。すなわち、この実施例回路で
は、容量81とMOSトランジスタ83および85〜89
によって電圧制限回路91が構成されている。
り、前記第4図回路の代わりに使用されるものである。
この実施例回路は、前記第2図に示す電圧昇圧回路内の
E/D型インバータ58の出力信号を前記容量59を介し
て前記回路点60に供給するとともに、もう1つの容量
81を介して回路点82に供給している。さらに上記回
路点60と前記端子17との間には前記MOSトランジス
タ61が、回路点60と端子62との間には前記MOSト
ランジスタ63がそれぞれ接続され、MOSトランジスタ
61のゲートは端子17に、MOSトランジスタ63のゲ
ートは回路点60にそれぞれ接続されている。上記回路
点82と端子17との間にはエンハンスメント型のMOS
トランジスタ83が接続され、さらに回路点82と回路
点84との間にはエンハンスメント型のMOSトランジス
タ85が接続され、MOSトランジスタ83のゲートは端
子17に、MOSトランジスタ85のゲートは回路点82
にそれぞれ接続されている。また、上記回路点84と接
地電位点との間には3個のエ点82と回路点84との間
にはエンハンスメント型のMOSトランジスタ85が接続
され、MOSトランジスタ83のゲートは端子17に、MOS
トランジスタ85のゲートは回路点82にそれぞれ接続
されている。また、上記回路点84と接地電位点との間
には3個のエにそれぞれ接続されている。さらに上記端
子62にはもう1つのエンハンスメント型のMOSトラン
ジスタ89の一端が接続され、そのゲートは上記回路点
84に接続されている。そして前記電圧VHは上記MOS
トランジスタ89の他端に設けられた端子90から得ら
れるようになっている。すなわち、この実施例回路で
は、容量81とMOSトランジスタ83および85〜89
によって電圧制限回路91が構成されている。
すなわち、この実施例回路において、インバータ58、
容量59、MOSトランジスタ61、63は、端子17に
供給される電圧VPを昇圧する第1の電圧昇圧部を構成
しており、電圧制限回路91内の容量81、MOSトラン
ジスタ83、85も端子17に供給される電圧VPを昇
圧する第2の電圧昇圧部を構成している。また、電圧制
限回路91内のMOSトランジスタ86、87、88は、
上記第2の電圧昇圧部の出力電圧が所定値以下となるよ
うに制限する電圧制限部を構成しており、ここで制限さ
れた電圧が前記MOSトランジスタ89のゲートに供給さ
れる。
容量59、MOSトランジスタ61、63は、端子17に
供給される電圧VPを昇圧する第1の電圧昇圧部を構成
しており、電圧制限回路91内の容量81、MOSトラン
ジスタ83、85も端子17に供給される電圧VPを昇
圧する第2の電圧昇圧部を構成している。また、電圧制
限回路91内のMOSトランジスタ86、87、88は、
上記第2の電圧昇圧部の出力電圧が所定値以下となるよ
うに制限する電圧制限部を構成しており、ここで制限さ
れた電圧が前記MOSトランジスタ89のゲートに供給さ
れる。
このような構成において端子62と回路点84には、従
来と同様に2VP−2VTHまでそれぞれ昇圧された電
圧が得られる。一方、MOSトランジスタ87,88の接
続点における電圧は、MOSトランジスタ88のゲート変
調接合ブレークダウン電圧VBRに固定される。ここ
で、同一メモリ内では上記MOSトランジスタ86、8
7、88等は前記第1図中のMOSトランジスタ19、2
6、31等と同一条件で製造されるため、MOSトランジ
スタ19、26、31等のゲート変調接合ブレークダウ
ン電圧VBRはMOSトランジスタ88のVBRと等しく
なる。この結果、回路点84における電圧はVBR+2
VTH(VTHはMOSトランジスタ86,87それぞれ
のしきい値電圧)に固定される。いま、電圧VBR,V
THをそれぞれ従来と同様に22V,3Vと仮定するな
らば、回路点84の電圧は28Vとなる。この回路点8
4の電圧はMOSトランジスタ89のゲートに供給される
ため、端子90に現われる電圧VHは、回路点84の電
圧からそのしきい値電圧分だけ低下した値となる。すな
わち、MOSトランジスタ89のしきい値電圧も3Vと仮
定するならば、端子90の電圧VHはVPの変動にかか
わらず常に25V一定となる。
来と同様に2VP−2VTHまでそれぞれ昇圧された電
圧が得られる。一方、MOSトランジスタ87,88の接
続点における電圧は、MOSトランジスタ88のゲート変
調接合ブレークダウン電圧VBRに固定される。ここ
で、同一メモリ内では上記MOSトランジスタ86、8
7、88等は前記第1図中のMOSトランジスタ19、2
6、31等と同一条件で製造されるため、MOSトランジ
スタ19、26、31等のゲート変調接合ブレークダウ
ン電圧VBRはMOSトランジスタ88のVBRと等しく
なる。この結果、回路点84における電圧はVBR+2
VTH(VTHはMOSトランジスタ86,87それぞれ
のしきい値電圧)に固定される。いま、電圧VBR,V
THをそれぞれ従来と同様に22V,3Vと仮定するな
らば、回路点84の電圧は28Vとなる。この回路点8
4の電圧はMOSトランジスタ89のゲートに供給される
ため、端子90に現われる電圧VHは、回路点84の電
圧からそのしきい値電圧分だけ低下した値となる。すな
わち、MOSトランジスタ89のしきい値電圧も3Vと仮
定するならば、端子90の電圧VHはVPの変動にかか
わらず常に25V一定となる。
したがって、この実施例回路の場合にも、第1図中の各
MOSトランジスタ19,26,31を介して供給される
電圧V1の値は22V以下に押えられ、この結果、内部
のMOSトランジスタ19,26,31等が破壊されるこ
とはない。
MOSトランジスタ19,26,31を介して供給される
電圧V1の値は22V以下に押えられ、この結果、内部
のMOSトランジスタ19,26,31等が破壊されるこ
とはない。
なお、この実施例回路では前記第4図回路に比べて次の
ような効果を得ることができる。前記第4図回路におい
て一定値に制限される電圧VHの電流を多く必要とする
場合にはMOSトランジスタ72、73もそれに伴って大
きな面積にする必要がある。しかしながら、この場合に
は信頼性が悪化し、電圧VHの安定性に問題が発生す
る。これに対し、第6図の実施例回路では電圧VHの値
を制御するのはMOSトランジスタ89であり、前記電圧
制限回路91内の電圧制限部で制限を行う電圧はこのMO
Sトランジスタ89のゲートを制御するために使用され
るので、電圧VHの電流を多く必要とする場合でも、電
圧制限部に流す電流は小さなものでよい。この結果、信
頼性の悪化を防止することができ、電圧VHの安定性も
十分に保つことができる。
ような効果を得ることができる。前記第4図回路におい
て一定値に制限される電圧VHの電流を多く必要とする
場合にはMOSトランジスタ72、73もそれに伴って大
きな面積にする必要がある。しかしながら、この場合に
は信頼性が悪化し、電圧VHの安定性に問題が発生す
る。これに対し、第6図の実施例回路では電圧VHの値
を制御するのはMOSトランジスタ89であり、前記電圧
制限回路91内の電圧制限部で制限を行う電圧はこのMO
Sトランジスタ89のゲートを制御するために使用され
るので、電圧VHの電流を多く必要とする場合でも、電
圧制限部に流す電流は小さなものでよい。この結果、信
頼性の悪化を防止することができ、電圧VHの安定性も
十分に保つことができる。
以上説明したようにこの発明によれば、外部から印加さ
れる高電圧が上昇しても内部素子の破壊が防止でき、も
って信頼性が高い不揮発性半導体メモリを提供すること
ができる。
れる高電圧が上昇しても内部素子の破壊が防止でき、も
って信頼性が高い不揮発性半導体メモリを提供すること
ができる。
第1図および第2図はそれぞれ従来のEPROMの構成を示
す回路図、第3図は上記従来回路を説明するための特性
図、第4図はこの発明の途中で考えられた回路の回路
図、第5図は第4図回路を説明するための特性図、第6
図はこの発明の一実施例の回路図である。 11……メモリセルアレイ、13……行線、14……列
線、16……行デコーダ、17……高電圧VP印加用の
端子、24……列デコーダ、27……センスアンプ、2
9……データ入力回路、55……発振回路、62……昇
圧電圧VHを得る端子、71,91……電圧制限回路。
す回路図、第3図は上記従来回路を説明するための特性
図、第4図はこの発明の途中で考えられた回路の回路
図、第5図は第4図回路を説明するための特性図、第6
図はこの発明の一実施例の回路図である。 11……メモリセルアレイ、13……行線、14……列
線、16……行デコーダ、17……高電圧VP印加用の
端子、24……列デコーダ、27……センスアンプ、2
9……データ入力回路、55……発振回路、62……昇
圧電圧VHを得る端子、71,91……電圧制限回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−157262(JP,A) 特開 昭57−13143(JP,A) 特開 昭58−215793(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】高電圧が印加される端子と、 上記端子に印加される高電圧がソース、ドレイン間の一
端に供給され、ゲートには制御電圧が供給される高電圧
供給制御用の第1のMOSトランジスタと、 上記第1のMOSトランジスタのソース、ドレイン間の
他端から出力される高電圧がデータの書き込みあるいは
消去時に印加される不揮発性記憶素子からなるメモリセ
ル及び高電圧をこれらメモリセルに伝達するMOSトラ
ンジスタを備えた内部回路と、 上記端子に印加される高電圧をそれぞれ昇圧する第1、
第2の電圧昇圧部と、 上記第1の電圧昇圧部の出力電圧がソース、ドレイン間
の一端に供給され、ソース、ドレイン間の他端から上記
制御電圧を出力する制御電圧出力制御用の第2のMOS
トランジスタと、 上記第2の電圧昇圧部の出力電圧が供給され、上記内部
回路に設けられたMOSトランジスタの破壊電圧とMO
Sトランジスタ2個分のしきい値電圧との和の電圧以下
となるように第2の電圧昇圧回路の出力電圧を制限して
上記第2のMOSトランジスタのゲートに供給する電圧
制限部 とを具備したことを特徴とする不揮発性半導体メモリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22415682A JPH0636318B2 (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 不揮発性半導体メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22415682A JPH0636318B2 (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 不揮発性半導体メモリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59113594A JPS59113594A (ja) | 1984-06-30 |
JPH0636318B2 true JPH0636318B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=16809406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22415682A Expired - Lifetime JPH0636318B2 (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 不揮発性半導体メモリ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0636318B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2589329B2 (ja) * | 1987-11-19 | 1997-03-12 | 富士通株式会社 | 不揮発性半導体記憶装置 |
JPH0738274B2 (ja) * | 1988-12-22 | 1995-04-26 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体メモリシステム |
JPH0793022B2 (ja) * | 1988-12-24 | 1995-10-09 | 株式会社東芝 | 半導体メモリ集積回路 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56157262A (en) * | 1980-05-08 | 1981-12-04 | Toshiba Corp | Boosting circuit |
JPS5713143A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-23 | Riken Corp | Tough spheroidal graphite cast iron with superior wear resistance |
JPS58215793A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-15 | Nec Corp | 不揮発性半導体メモリ装置 |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP22415682A patent/JPH0636318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS59113594A (ja) | 1984-06-30 |
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