JPH07114796A - Semiconductor non-volatile memory - Google Patents

Semiconductor non-volatile memory

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JPH07114796A
JPH07114796A JP26090593A JP26090593A JPH07114796A JP H07114796 A JPH07114796 A JP H07114796A JP 26090593 A JP26090593 A JP 26090593A JP 26090593 A JP26090593 A JP 26090593A JP H07114796 A JPH07114796 A JP H07114796A
Authority
JP
Japan
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source
memory cell
line
voltage
memory
Prior art date
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Application number
JP26090593A
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Japanese (ja)
Inventor
拓司 ▲吉▼田
Takuji Yoshida
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07114796A publication Critical patent/JPH07114796A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent misreading and to obtain a superior data holding characteristic even if dispersion of a erasing characteristic of a memory cell occurs by providing a source decoder, a source voltage supplying circuit, and a sense amplifier. CONSTITUTION:A source decoder 3 selects one of plural source lines at the time of read-out, a source voltage circuit 2 selectively applies voltage activating a memory cell transistor to a selected source line and applies voltage inactivating a transistor to a source line of non-selection. A sense amplifier 8 has a detecting level by which a current flowing between a drain and a source of a selection memory cell transistor connected to between a selected source line and a selected bit line and a current flowing between a drain and a source of a non-selection memory cell transistor connected to between a selected source line and a selected bit line can be discriminated. Thereby, misreading is prevented even if a memory cell being in a over erasing state exists on a selected bit line.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気的に記憶内容の書換
えが可能な半導体不揮発性メモリに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory capable of electrically rewriting stored contents.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に消去が可能な半導体不揮発性メ
モリとしてはEEPROM(Electrically
Erasable Program ROM)が一般
に知られており、このEEPROMにおいてはメモリセ
ルは、浮遊ゲート電極と制御ゲート電極とを有するスタ
ッック型の構造が採用されている。
2. Description of the Related Art As an electrically erasable semiconductor nonvolatile memory, an EEPROM (Electrically) is used.
An erasable program ROM) is generally known, and in this EEPROM, a memory cell has a stack type structure having a floating gate electrode and a control gate electrode.

【0003】図5は、特開平2−177561号公報に
開示されている従来のEEPROMの構成を示した構成
図で、メモリセルが行列状に配列され、その周辺に書き
込み、読出しのための周辺回路が配置されている。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional EEPROM disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1777561/1990, in which memory cells are arranged in rows and columns, and a periphery for writing and reading is arranged around the memory cells. The circuit is arranged.

【0004】また、図6は図5の回路動作を示す図で、
EEPROMの動作モードに対するセル印加電圧の関係
を示している。図5に示すようにメモリセルトランジス
タ71−1−1〜71−3−3が行列状に配列されてお
り、このメモリセルを構成するEEPROMトランジス
タゲートは、同一行ごとにワード線72−1〜72−3
に接続されている。
FIG. 6 is a diagram showing the circuit operation of FIG.
4 shows the relationship between the cell applied voltage and the operation mode of the EEPROM. As shown in FIG. 5, memory cell transistors 71-1-1 to 71-3-3 are arranged in a matrix, and the EEPROM transistor gates forming this memory cell are word lines 72-1 to 72-1 in each same row. 72-3
It is connected to the.

【0005】また、同一行に属するメモリセルではソー
ス線73−1〜73−2にそれぞれ共通接続される。更
に同一列に属するメモリセルのドレインは共通にビット
線74−1〜74−3に接続される。ワード線72−1
〜72−3は切換回路76を介してロウデコーダ75に
接続される。切換回路76はロウデコーダ75の行選択
出力動作モード指定信号に応じて、ワード線72−1〜
72−3及びソース線73−1,73−2の電圧を切換
え選択する。ビット線74−1〜74−3はカラム選択
ゲート79に接続されており、カラムデコーダ78のカ
ラム(列)選択出力に応じて、カラム選択を行うととも
に動作モード指定信号に応じてビット線の電圧を切換え
選択する動作を行う。
In addition, the memory cells belonging to the same row are commonly connected to the source lines 73-1 and 73-2. Further, the drains of the memory cells belonging to the same column are commonly connected to the bit lines 74-1 to 74-3. Word line 72-1
72-3 are connected to the row decoder 75 via the switching circuit 76. The switching circuit 76 responds to the row selection output operation mode designating signal of the row decoder 75 in response to the word lines 72-1 ...
72-3 and source lines 73-1 and 73-2 are switched and selected. The bit lines 74-1 to 74-3 are connected to the column selection gate 79, and perform column selection according to the column selection output of the column decoder 78, and the voltage of the bit line according to the operation mode designating signal. The operation of switching and selecting is performed.

【0006】このカラムデコーダ78にはセンスアンプ
81が接続されており、選択されたメモリセルの内容を
読出す動作を行う。メモリセル71−1−2を選択的に
読出す場合にはソース線73−1のソース線電位Vsを
接地電位に設定し、選択されたワード線72−1のワ−
ド線電位Vgを5V(電源電圧Vcc)に設定し、非選
択のワード線の電位を接地電位に設定し、選択されてい
るビット線74−2のビット線電位Vdを3V(Vd)
に設定し、非選択のビット線の電位は接地電位に設定す
る。なお、電位Vdは外部供給電圧Vexより内部で発
生させた電圧である。
A sense amplifier 81 is connected to the column decoder 78 and performs an operation of reading the contents of the selected memory cell. When selectively reading the memory cell 71-1-2, the source line potential Vs of the source line 73-1 is set to the ground potential, and the selected word line 72-1 is driven.
The drain line potential Vg is set to 5V (power supply voltage Vcc), the potential of the unselected word line is set to the ground potential, and the bit line potential Vd of the selected bit line 74-2 is set to 3V (Vd).
And the potential of the non-selected bit line is set to the ground potential. The potential Vd is a voltage generated internally from the external supply voltage Vex.

【0007】このように選択メモリセルに読出し電圧が
印加されることにより選択メモリセルのデータの内
容(”0”,”1”)がビット線に読出され、センスア
ンプ81により検知増幅されて出力される。なお、上述
のEEPROMセルの消去に際して過消去が生ずると消
去後のセルトランジスタの閾値電圧Vthが負となり、
この後の読出し時に誤選択状態になって誤読出しが起こ
る可能性がある。すなわち、過消去により浮遊ゲート電
極に過剰の正電荷が蓄積した場合、浮遊ゲート電極下の
チャネルが反転してディプレッション型となってしま
う。
By thus applying the read voltage to the selected memory cell, the data content ("0", "1") of the selected memory cell is read to the bit line, sensed and amplified by the sense amplifier 81, and output. To be done. When over-erasing occurs in erasing the above-mentioned EEPROM cell, the threshold voltage Vth of the erased cell transistor becomes negative,
At the time of subsequent reading, there is a possibility that an erroneous reading occurs due to the erroneous selection. That is, when excessive positive charges are accumulated in the floating gate electrode due to overerasure, the channel under the floating gate electrode is inverted to become a depletion type.

【0008】そこで、この読出し時の誤選択状態を防止
するために消去時の電子の引き抜き条件を最適化するよ
うにして、消去後のセルトランジスタの閾値電圧Vth
を正に確保するようにしている。なお、動作モードが読
出し以外の場合のそれぞれの電位設定は、消去”1”時
にVg,Vd,Vsをそれぞれ0V,20V,開放電位
とし、書き込み”0”時には12.5V,10V,0V
とし、書き込み”1”時には0V,0V,0Vとなるよ
うに設定する。
Therefore, in order to prevent the erroneous selection state at the time of reading, the electron extraction condition at the time of erasing is optimized so that the threshold voltage Vth of the cell transistor after erasing is optimized.
To ensure that When the operation mode is other than read, each potential is set to Vg, Vd, and Vs of 0 V, 20 V, and open potential when erase “1”, and 12.5 V, 10 V, and 0 V when write “0”.
Then, it is set to 0V, 0V, 0V at the time of writing "1".

【0009】図7は従来の他の不揮発性メモリの構成
図、図8は図7の回路動作を示す図で、それぞれ図5、
図6に対応している。構成は図5に示す従来例の構成と
ほぼ同一であるが、読出しモード時のセルトランジスタ
に対する電圧設定が先に示した従来例とは異なってい
る。
FIG. 7 is a block diagram of another conventional non-volatile memory, and FIG. 8 is a diagram showing the circuit operation of FIG.
It corresponds to FIG. The configuration is almost the same as the configuration of the conventional example shown in FIG. 5, but the voltage setting for the cell transistor in the read mode is different from that of the conventional example described above.

【0010】図7の回路では、読出し時のソース線電位
Vsを2Vに設定する。従ってこのソース線電位を供給
するために、例えば、電源電圧Vccから抵抗分割回路
などにより降圧して所定の正の電圧(例えば2V)を生
成する必要があり、これが電圧供給回路1として設けら
れている。電圧供給回路1は切換回路76及びカラム選
択ゲート79にそれぞれ接続されている。本従来例の場
合は、第一の従来例で必要とされる3Vの電圧供給の必
要がないため、この供給回路は省略されている。ただ、
切換回路76及びカラム選択ゲート79は読出しモード
時に電圧供給回路1の出力電圧を利用する点が第一に示
した従来例と異なっている。他の構成は図5に示す第一
の従来例と同一であるため同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。
In the circuit of FIG. 7, the source line potential Vs during reading is set to 2V. Therefore, in order to supply the source line potential, for example, it is necessary to step down the power supply voltage Vcc by a resistance dividing circuit or the like to generate a predetermined positive voltage (for example, 2V), which is provided as the voltage supply circuit 1. There is. The voltage supply circuit 1 is connected to the switching circuit 76 and the column selection gate 79, respectively. In the case of this conventional example, since the voltage supply of 3V required in the first conventional example is not necessary, this supply circuit is omitted. However,
The switching circuit 76 and the column selection gate 79 are different from the first prior art example in that the output voltage of the voltage supply circuit 1 is used in the read mode. Since other configurations are the same as those of the first conventional example shown in FIG. 5, the same reference numerals are given to the same portions, and the description thereof will be omitted.

【0011】図7の回路においても、動作モードが消
去”1”、書き込み”0”、書き込み”1”の場合に
は、Vg,Vd,Vsの設定電位は図5に示す第一の従
来例の場合と同様であるため、読出し動作モードについ
てのみ説明する。図7の回路における読出し動作モード
について、ワード線72−2,ソース線73−1,ビッ
ト線74−2の一組に接続されているメモリセルトラン
ジスタ71−2−2に注目して説明する。
Also in the circuit of FIG. 7, when the operation modes are erase "1", write "0", and write "1", the set potentials of Vg, Vd and Vs are the first conventional example shown in FIG. Since it is the same as the case 1, only the read operation mode will be described. The read operation mode in the circuit of FIG. 7 will be described focusing on the memory cell transistor 71-2-2 connected to one set of the word line 72-2, the source line 73-1 and the bit line 74-2.

【0012】読出し時に選択されたワード線72−2を
例えば5V(Vcc電源電圧)に設定し、非選択のワー
ド線を接地電位に設定し、ソース線73−1の電位は2
Vに設定する。さらに選択されているビット線74−2
の電位は5V(Vcc電源電圧)に設定し、非選択ビッ
ト線の電位は2Vに設定する。
The word line 72-2 selected at the time of reading is set to, for example, 5 V (Vcc power supply voltage), the unselected word line is set to the ground potential, and the potential of the source line 73-1 is set to 2.
Set to V. Further selected bit line 74-2
Is set to 5V (Vcc power supply voltage), and the potential of the non-selected bit line is set to 2V.

【0013】このような印加電圧条件下で選択メモリセ
ルに読出し電圧が印加されると選択メモリセルのデータ
の内容(”0”又は”1”)がビット線に読出され、セ
ンスアンプ81により検知・増幅されて出力される。本
従来例においては、読出し時に全てのメモリセルに対し
て、ソース線またはビット線のうち通常低いバイアス電
圧が与えられる方(本従来例ではソース線)に正の電圧
(本従来例では2V)を設定し、この正の電圧分だけ選
択されたビット線のメモリセルには第一の従来例のドレ
イン電圧(3V)より大きなドレイン電圧(5V)を印
加して、必要なドレイン・ソース間電圧を確保するよう
にしている。
When the read voltage is applied to the selected memory cell under such an applied voltage condition, the data content ("0" or "1") of the selected memory cell is read to the bit line and sensed by the sense amplifier 81.・ Amplified and output. In this conventional example, a positive voltage (2 V in this conventional example) is applied to the one of the source lines or bit lines to which a low bias voltage is normally applied (source line in this conventional example) for all memory cells during reading. Is set, and a drain voltage (5 V) larger than the drain voltage (3 V) of the first conventional example is applied to the memory cell of the bit line selected by this positive voltage to obtain the required drain-source voltage. To ensure.

【0014】したがって、すべてのセルに対してバック
ゲートバイアスをかけたと同等の効果が発生する。そこ
で過消去により消去後の閾値電圧Vthが負になったメ
モリトランジスタセルに対しても、その閾値電圧Vth
を読出し時には実質上正の値に移行させる事により救済
を行っている。
Therefore, the same effect as when the back gate bias is applied to all the cells occurs. Therefore, even for a memory transistor cell in which the threshold voltage Vth after erase becomes negative due to over-erasure, the threshold voltage Vth
Is read out, it is relieved by shifting to a substantially positive value.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】第一に示した従来例の
場合には、読出し時の過消去による誤選択の防止を消去
時の電子の引き抜き条件の最適化のみに頼って行ってい
るため、浮遊ゲート電極の形状制御性を正確に行う必要
があり、この様な制御は極めて困難で仮に各メモリセル
の消去特性にバラツキが生じた場合には、誤選択の防止
ができなくなり誤読出しが起きてしまうという問題点が
ある。
In the case of the first conventional example, the erroneous selection due to overerasure at the time of reading is prevented only by optimizing the electron extraction condition at the time of erasing. However, it is necessary to accurately control the shape of the floating gate electrode, and such control is extremely difficult.If variations occur in the erase characteristics of each memory cell, erroneous selection cannot be prevented and erroneous reading cannot be performed. There is a problem of getting up.

【0016】また第二に示した従来例の場合には、読出
し時の過消去による誤選択の防止をバックゲートバイア
ス効果を用いることにより、過消去となったメモリセル
の閾値を見掛け上正の値に補正することにより行ってい
る。したがって、メモリセルのドレインには常に電源電
圧に相当する高い電圧がバイアスされるため、ソフトイ
レーズ状態のバイアスが印加される事になり、正常に書
き込まれたメモリセルのデータ保持特性を悪くしたり、
あるいは最悪の場合データを破壊してしまうという問題
点があった。
In the case of the second conventional example, the back gate bias effect is used to prevent erroneous selection due to overerasure during reading, so that the threshold of the overerased memory cell is apparently positive. This is done by correcting the value. Therefore, since a high voltage corresponding to the power supply voltage is always biased to the drain of the memory cell, a bias in the soft erase state is applied, which deteriorates the data retention characteristic of the normally written memory cell. ,
Alternatively, in the worst case, there is a problem that data is destroyed.

【0017】本発明は、上述した問題点を解消するため
になされたもので、メモリセルの消去特性のばらつきが
発生しても誤読出しを起こすことなく、また、メモリセ
ルのデータ保持特性も優れた半導体不揮発性メモリを提
供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and does not cause erroneous reading even if the erase characteristics of the memory cells vary, and has excellent data retention characteristics of the memory cells. Another object of the present invention is to provide a semiconductor nonvolatile memory.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、浮遊ゲート電
極と制御ゲート電極とを有するメモリセルトランジスタ
を行列状に配列し、同一列に属するメモリセルトランジ
スタの各ドレインをビット線にそれぞれ共通接続し、同
一行に属するメモリセルトランジスタの各制御ゲート電
極をワード線にそれぞれ共通接続し、同一行に属するメ
モリセルトランジスタの各ソースをソース線に共通接続
してセルアレイを構成し、このセルアレイ中の選択され
たメモリセルトランジスタの蓄積情報をセンスアンプを
介して読出す半導体不揮発性メモリにおいて、読出し時
に複数のソース線の内の一つを選択するソースデコーダ
と、選択されたソース線には選択されたメモリセルトラ
ンジスタを活性化する電圧を、非選択のソース線には非
選択のメモリセルトランジスタを非活性化する電圧を選
択的に印加するソース電圧供給回路とを有し、またセン
スアンプとして、選択ソース線と選択ビット線との間に
接続される選択メモリセルトランジスタのドレイン・ソ
ース間に流れる電流と、選択ソース線と選択ビット線と
の間に接続される非選択メモリセルトランジスタのドレ
イン・ソース間に流れる電流とが識別可能な検知レベル
を有するセンスアンプを具備したものである。
According to the present invention, memory cell transistors having floating gate electrodes and control gate electrodes are arranged in a matrix, and the drains of the memory cell transistors belonging to the same column are commonly connected to a bit line. Then, each control gate electrode of the memory cell transistors belonging to the same row is commonly connected to a word line, and each source of the memory cell transistors belonging to the same row is commonly connected to a source line to form a cell array. In a semiconductor non-volatile memory that reads stored information of a selected memory cell transistor through a sense amplifier, a source decoder that selects one of a plurality of source lines at the time of reading and a selected source line are selected. The voltage that activates the memory cell transistor is applied to the unselected source line. A source voltage supply circuit for selectively applying a voltage that inactivates the transistor, and as a sense amplifier between the drain and source of the selected memory cell transistor connected between the selected source line and the selected bit line. And a current flowing between the drain and the source of a non-selected memory cell transistor connected between the selected source line and the selected bit line.

【0019】[0019]

【作用】本発明では、選択メモリセル以外の全てのメモ
リセルが過消去状態となっても、非選択ソース線と接続
されている全てのメモリセルがカットオフ状態となるよ
うな電位供給を行う。すなわち、いかなるメモリ容量で
あろうとも、選択メモリセルの読出しに際し、影響され
る過消去されているメモリセルは選択ソース線と接続さ
れている非選択セルただ一つに限定されることになる。
そして、センスアンプとして、選択メモリセルトランジ
スタのドレイン・ソース間に流れる電流と、非選択メモ
リセルトランジスタのドレイン・ソース間に流れる電流
とが識別可能な検知レベルを有するセンスアンプを用い
ることにより、この過消去メモリセルの影響を無視する
ようにしている。従って、過消去によって消去後の閾値
電圧が負になったメモリセルトランジスタに対しても、
その負の閾値電圧の読出し時には実質的に無視でき、読
出し時の誤読出しを防止することができるのである。
According to the present invention, even if all the memory cells other than the selected memory cell are in the over-erased state, a potential is supplied so that all the memory cells connected to the non-selected source line are cut off. . That is, regardless of the memory capacity, the overerased memory cells that are affected when reading the selected memory cell are limited to only one non-selected cell connected to the selected source line.
By using, as the sense amplifier, a sense amplifier having a detection level capable of distinguishing the current flowing between the drain and source of the selected memory cell transistor and the current flowing between the drain and source of the non-selected memory cell transistor, The influence of the over-erased memory cell is ignored. Therefore, even for a memory cell transistor whose threshold voltage after erasure becomes negative due to overerasure,
This can be substantially ignored when reading the negative threshold voltage, and erroneous reading at the time of reading can be prevented.

【0020】[0020]

【実施例】図1は、本発明の一実施例にかかる半導体不
揮発性メモリの構成図を示したものである。不揮発性メ
モリとしてはEEPROM、FLASH MEMORY
等が考えられる。また、図3は図1の回路における各動
作モードの動作モード対セル印加電圧の関係を示した図
である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention. Non-volatile memory is EEPROM, FLASH MEMORY
Etc. are possible. Further, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the operation mode and the cell applied voltage in each operation mode in the circuit of FIG.

【0021】メモリセルアレイの配列及び周辺回路との
接続は、図5及び図7に示す従来例とほぼ同様の回路構
成を採用しているが、メモリーセルアレイを形成したと
きのソース線の構成及び読出し時のセルトランジスタに
対する電圧設定が図3に示すように従来例と異なり、そ
れに対応してソースデコーダ3及びソース電圧供給回路
2が付加されている。また、センスアンプ8の動作条件
が従来の回路の場合と異なる。
The arrangement of the memory cell array and the connection with the peripheral circuits employ a circuit configuration similar to that of the conventional example shown in FIGS. 5 and 7, but the configuration of the source line and the reading when the memory cell array is formed. The voltage setting for the cell transistor at this time is different from that of the conventional example as shown in FIG. 3, and a source decoder 3 and a source voltage supply circuit 2 are added correspondingly. Moreover, the operating conditions of the sense amplifier 8 are different from those of the conventional circuit.

【0022】ソースデコーダ3はソース線73−1、7
3−2に接続され、いづれかのソース線が選択される。
選択されたソース線に対してはソース電圧供給回路2か
ら接地電位が供給され、非選択のソース線に対してはソ
ース電圧供給回路2より2Vの電位が供給される。ま
た、ソースデコーダ3により選択されたソース線73−
1と選択されたビット線74−2との間には、それぞれ
ソース及びドレインが接続されるメモリセルトランジス
タ71−1−2と71−2−2とがそれぞれ一対として
存在するように構成される。この一対のメモリセルトラ
ンジスタの一方が選択され、他方は非選択となる。
The source decoder 3 has source lines 73-1 and 7-3.
3-2, and one of the source lines is selected.
The ground potential is supplied from the source voltage supply circuit 2 to the selected source line, and the potential of 2V is supplied from the source voltage supply circuit 2 to the unselected source line. In addition, the source line 73- selected by the source decoder 3
1 and the selected bit line 74-2 are configured so that memory cell transistors 71-1-2 and 71-2-2, whose sources and drains are respectively connected, exist as a pair. . One of the pair of memory cell transistors is selected and the other is unselected.

【0023】次に図1の回路における読出し動作モード
について、ワード線72−2、ソース線73−1及びビ
ット線74−2の一組に接続されているメモリセルトラ
ンジスタ71−2−2に注目して説明する。
Next, regarding the read operation mode in the circuit of FIG. 1, pay attention to the memory cell transistor 71-2-2 connected to the set of the word line 72-2, the source line 73-1 and the bit line 74-2. And explain.

【0024】読出し時には、選択されたワード線72−
2の電位は例えば5V(Vcc電源電圧)設定され、非
選択のワード線は接地電位に設定され、選択されたソー
ス線73−1は接地電位に、非選択のソース線73−2
は2Vに設定される。さらに、メモリセルトランジスタ
71−2−2のドレインに接続されているビット線74
−2は2V(非選択のソース線73−2と同電位)に、
非選択のビット線74−1、74−3は開放状態に設定
される。
At the time of reading, the selected word line 72-
The potential of 2 is set to 5 V (Vcc power supply voltage), the unselected word line is set to the ground potential, the selected source line 73-1 is set to the ground potential, and the unselected source line 73-2 is set.
Is set to 2V. Further, the bit line 74 connected to the drain of the memory cell transistor 71-2-2
-2 to 2V (the same potential as the unselected source line 73-2),
The non-selected bit lines 74-1 and 74-3 are set to the open state.

【0025】一方、カラム選択ゲート79を介してビッ
ト線74−2と接続され、メモリセルのデータ内容を検
知するセンスアンプ8は、図4に示すように、非選択の
ワード線72−1、選択ビット線74−2及び選択ソー
ス線73−1の一組に接続される非選択メモリセル71
−1−2が過消去状態(例えばVth=−2V)となっ
た場合に流す電流(30μA)と、通常どおり書き込ま
れたメモリセルが選択された場合に流す電流(315μ
A)との間にその検知レベルが設定されている。(本実
施例では、例えば100μAに設定したとして以下の説
明を行う。)ここで、選択メモリセルが消去状態(デプ
レッション状態)で、選択ソース線に接続される非選択
メモリが過消去状態(例えば−2V)の場合には、選択
ビット線に流れる電流は約345μAとなりセンスアン
プ8で充分に検知できる。一方、選択メモリセルが書き
込み状態の場合で、選択ソース線に接続される非選択メ
モリセルが前述したように過消去状態の場合、選択ビッ
ト線に流れる電流は約30μAとなり、センスアンプ8
の検知レベルである100μAに対し充分に余裕があ
り、書き込み状態として検知可能となる。
On the other hand, the sense amplifier 8 which is connected to the bit line 74-2 through the column selection gate 79 and detects the data content of the memory cell has a non-selected word line 72-1 and a non-selected word line 72-1 as shown in FIG. Unselected memory cells 71 connected to a set of selected bit line 74-2 and selected source line 73-1
The current (30 μA) that flows when -1-2 is in an over-erased state (for example, Vth = -2 V) and the current that flows when a normally written memory cell is selected (315 μA).
The detection level is set between A) and A). (In the present embodiment, the following description will be made assuming that it is set to 100 μA, for example.) Here, the selected memory cell is in the erased state (depletion state), and the unselected memory connected to the selected source line is in the over-erased state (for example, -2V), the current flowing through the selected bit line is about 345 μA, which can be sufficiently detected by the sense amplifier 8. On the other hand, when the selected memory cell is in the written state and the unselected memory cell connected to the selected source line is in the over-erased state as described above, the current flowing through the selected bit line is about 30 μA, and the sense amplifier 8
There is a sufficient margin for the detection level of 100 μA, and it becomes possible to detect the writing state.

【0026】このようなセンスアンプ8を用いて、選択
メモリセルと非選択メモリセルにそれぞれ読出し電圧を
印加することにより、選択メモリセルのデータはビット
線74−2に読出され、カラム選択ゲート79を介して
センスアンプ8により検知・増幅されて出力される。な
お、消去・書き込みは通常の不揮発性メモリと同様に行
われる。例えば一括消去を行う場合には、すべてのワー
ド線を接地電位に設定し、全てのソース線を20V(消
去電圧Vpp)に設定し、全てのビット線を開放状態に
設定する。これによりメモリセルのソース領域と制御ゲ
ートとの間に高電圧がかかり、浮遊ゲート電極中の電子
がトンネル電流を利用してソース領域に放出され消去状
態となる。
By applying a read voltage to each of the selected memory cell and the non-selected memory cell using such a sense amplifier 8, the data of the selected memory cell is read to the bit line 74-2, and the column selection gate 79. Is sensed / amplified by the sense amplifier 8 and output. It should be noted that erasing / writing is performed in the same manner as in a normal nonvolatile memory. For example, when performing batch erasing, all word lines are set to the ground potential, all source lines are set to 20V (erasing voltage Vpp), and all bit lines are set to an open state. As a result, a high voltage is applied between the source region of the memory cell and the control gate, and the electrons in the floating gate electrode are discharged to the source region by utilizing the tunnel current, and the erased state is set.

【0027】なお、センスアンプ8の検知レベルの設定
は種々の回路を用いて行う事が出来る。図2は検知レベ
ルの設定回路を含む本発明の他の実施例の構成図を示し
たものである。リファレンス列線74−Rがリファレン
スカラム選択ゲート83を介してセンスアンプ8に接続
されるように構成されている。このリファレンス列線7
4−Rは、図示しない制御信号によりリファレンスカラ
ム選択ゲート83が選択されることにより選択され、こ
れに印加されていた電圧(例えば2V)がセンスアンプ
8内の所定の回路に印加される。これにより、所定の検
知レベルの設定が行なわれる。
The detection level of the sense amplifier 8 can be set by using various circuits. FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention including a detection level setting circuit. The reference column line 74-R is configured to be connected to the sense amplifier 8 via the reference column selection gate 83. This reference column line 7
4-R is selected by selecting the reference column selection gate 83 by a control signal (not shown), and the voltage (for example, 2 V) applied to this is applied to a predetermined circuit in the sense amplifier 8. Thereby, the predetermined detection level is set.

【0028】また、リファレンスカラム選択ゲート83
にはリファレンスメモリセル71−1−R〜71−3−
Rがメモリセルトランジスタ71−1−1〜71−3−
3の接線状態と同様な関係で接続されている。検知レベ
ルの設定にあたっては、前述のようにリファレンス列線
74−Rを選択する方法の他、リファレンスメモリセル
71−1−R〜71−3−Rを選択する方法もある。
The reference column selection gate 83
Reference memory cells 71-1-R to 71-3-
R is a memory cell transistor 71-1-1 to 71-3-
3 are connected in the same relationship as the tangential state. In setting the detection level, in addition to the method of selecting the reference column line 74-R as described above, there is also a method of selecting the reference memory cells 71-1-R to 71-3-R.

【0029】例えばソース線73−1に共通ソース接続
されたリファレンスメモリセル71−1−Rと71−2
−Rとを選択し、さらにリファレンスワード線72−2
−Rを活性化してリファレンスメモリセル71−2−R
を選択する。この際、リファレンスメモリセル71−2
−Rを意図的に過消去状態となるように予め設定してお
けば、その過消去状態に応じた検知レベルの設定が可能
となる。
For example, reference memory cells 71-1 -R and 71-2 connected to the source line 73-1 by a common source.
-R and is selected, and reference word line 72-2
-R is activated to activate the reference memory cell 71-2-R
Select. At this time, the reference memory cell 71-2
If −R is intentionally set in advance to be in the over-erased state, the detection level can be set according to the over-erased state.

【0030】なお、上述の実施例においては、リファレ
ンス列線は1本だけであったが、複数のリファレンス列
線を用いて構成する事も可能であり、その際にはリファ
レンスカラム選択ゲート83の構成も変更する必要があ
る。また、リファレンスメモリセルの個数も図2に示す
実施例に限定される事なく任意の個数に選択することが
可能である。
In the above embodiment, the number of reference column lines is only one, but it is also possible to use a plurality of reference column lines. In that case, the reference column select gate 83 The configuration also needs to be changed. Further, the number of reference memory cells is not limited to the embodiment shown in FIG. 2, and it is possible to select any number.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上実施例に基づいて詳細に説明したよ
うに、本発明では、ソース線の選択を行うソースデコー
ダと、選択されたソース線と非選択のソース線とに所定
の電圧をそれぞれ供給するソース電圧供給回路と、選択
メモリトランジスタと非選択メモリトランジスタのドレ
イン・ソース間に流れる電流とが識別可能な検知レベル
を有するセンスアンプとを具備したため、過消去状態と
なったメモリセルが選択ビット線上に存在しても誤読出
しが発生しないという利点がある。
As described in detail based on the above embodiments, in the present invention, a predetermined voltage is applied to the source decoder for selecting the source line and the selected source line and the non-selected source line, respectively. The memory cell in the over-erased state is selected because it has a source voltage supply circuit for supplying and a sense amplifier having a detection level capable of distinguishing the current flowing between the drain and source of the selected memory transistor and the non-selected memory transistor. Even if it exists on the bit line, there is an advantage that erroneous reading does not occur.

【0032】また、過消去状態となったメモリセルが存
在しても誤読出しの恐れがないため、消去動作時のメモ
リセルの閾値電圧を正確に揃える必要がなく、消去や確
認などの複雑な制御を省略でき消去時間の短縮が可能と
なる。
Further, since there is no risk of erroneous reading even if there is a memory cell in the over-erased state, it is not necessary to accurately align the threshold voltages of the memory cells during the erase operation, and complicated erase and confirmation are required. Control can be omitted and the erase time can be shortened.

【0033】さらに、過消去状態のメモリセルが存在し
ても誤読出しの恐れがないため、メモリセルのゲート酸
化膜のバラツキが存在しても実現可能な半導体不揮発性
メモリを供給することができる。
Furthermore, since there is no risk of erroneous reading even if there are over-erased memory cells, it is possible to provide a semiconductor non-volatile memory that can be realized even if there are variations in the gate oxide film of the memory cells. .

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

【図1】本発明の一実施例に係る半導体不揮発性メモリ
の構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例に係る半導体不揮発性メモ
リの構成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a semiconductor nonvolatile memory according to another embodiment of the present invention.

【図3】図1の回路動作を示す図FIG. 3 is a diagram showing a circuit operation of FIG.

【図4】図1の回路の検知動作を説明する図FIG. 4 is a diagram illustrating a detection operation of the circuit of FIG.

【図5】従来の半導体不揮発性メモリの構成図FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional semiconductor nonvolatile memory

【図6】図5の回路動作を示す図6 is a diagram showing the circuit operation of FIG.

【図7】従来の他の半導体不揮発性メモリの構成図FIG. 7 is a configuration diagram of another conventional semiconductor nonvolatile memory.

【図8】図7の回路動作を示す図8 is a diagram showing the circuit operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧供給回路 2 ソース電圧供給回路 3 ソースデコーダ 8 センスアンプ 71−1−1〜71−3−3 メモリセルトランジス
タ 72−1〜72−3 ワード線 73−1,73−2 ソース線 74−1〜74−3 ビット線 71−1−R〜71−3−R リファレンスメモリセ
ル 72−1−R〜72−3−R リファレンスワード線 74−R リファレンス列線 83 リファレンスカラム選択ゲート
1 Voltage Supply Circuit 2 Source Voltage Supply Circuit 3 Source Decoder 8 Sense Amplifier 71-1-1 to 71-3-3 Memory Cell Transistor 72-1 to 72-3 Word Line 73-1, 73-2 Source Line 74-1 To 74-3 bit line 71-1-R to 71-3-R reference memory cell 72-1-R to 72-3-R reference word line 74-R reference column line 83 reference column select gate

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 浮遊ゲート電極と制御ゲート電極とを有
するメモリセルトランジスタを行列状に配列し、同一列
に属する前記メモリセルトランジスタの各ドレインをビ
ット線にそれぞれ共通接続し、同一行に属する前記メモ
リセルトランジスタの各制御ゲート電極をワード線にそ
れぞれ共通接続し、同一行に属する前記メモリセルトラ
ンジスタの各ソースをソース線に共通接続してセルアレ
イを構成し、このセルアレイ中の選択されたメモリセル
トランジスタの蓄積情報をセンスアンプを介して読出す
半導体不揮発性メモリにおいて、 読出し時に複数の前記ソース線の内の一つを選択するソ
ースデコーダと、選択されたソース線には選択されたメ
モリセルトランジスタを活性化する電圧を、非選択のソ
ース線には非選択のメモリセルトランジスタを非活性化
する電圧を選択的に印加するソース電圧供給回路とを有
し、前記センスアンプとして、選択ソース線と選択ビッ
ト線との間に接続される選択メモリセルトランジスタの
ドレイン・ソース間に流れる電流と、選択ソース線と選
択ビット線との間に接続される非選択メモリセルトラン
ジスタのドレイン・ソース間に流れる電流とが識別可能
な検知レベルを有するセンスアンプを具備したことを特
徴とする半導体不揮発性メモリ。
1. The memory cell transistors having floating gate electrodes and control gate electrodes are arranged in rows and columns, the drains of the memory cell transistors belonging to the same column are commonly connected to a bit line, and the drains belong to the same row. Each control gate electrode of the memory cell transistors is commonly connected to a word line, and each source of the memory cell transistors belonging to the same row is commonly connected to a source line to form a cell array, and a selected memory cell in this cell array is formed. In a semiconductor non-volatile memory that reads information stored in a transistor through a sense amplifier, a source decoder that selects one of the plurality of source lines at the time of reading, and a selected memory cell transistor for the selected source line The voltage that activates the A source voltage supply circuit for selectively applying a voltage that inactivates the voltage between the drain and source of the selected memory cell transistor connected between the selected source line and the selected bit line as the sense amplifier. And a current flowing between the drain and the source of the non-selected memory cell transistor connected between the selected source line and the selected bit line. Semiconductor non-volatile memory.
【請求項2】 前記ソースデコーダにより選択されたソ
ース線と前記選択ビット線との間にそれぞれソース及び
ドレインが接続される前記メモリセルトランジスタが一
対として存在するように構成したことを特徴とする請求
項1記載の半導体不揮発性メモリ。
2. The memory cell transistor having a source and a drain connected between the source line selected by the source decoder and the selected bit line is present as a pair. Item 2. The semiconductor nonvolatile memory according to item 1.
【請求項3】前記センスアンプの検知レベルをリファレ
ンスメモリセルを用いて設定することを特徴とする請求
項1記載の半導体不揮発性メモリ。
3. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 1, wherein a detection level of the sense amplifier is set by using a reference memory cell.
【請求項4】前記リファレンスメモリセルは意図的に過
消去状態とされたメモリセルを用いることを特徴とする
請求項3記載の半導体不揮発性メモリ。
4. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 3, wherein the reference memory cell is a memory cell intentionally set in an over-erased state.
【請求項5】複数個のメモリセルを用いて前記リファレ
ンスメモリセルとすることを特徴とする請求項3記載の
半導体不揮発性メモリ。
5. The semiconductor non-volatile memory according to claim 3, wherein a plurality of memory cells are used as the reference memory cells.
【請求項6】前記センスアンプの検知レベルをリファレ
ンス列線を用いて設定することを特徴とする請求項1記
載の半導体不揮発性メモリ。
6. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 1, wherein a detection level of the sense amplifier is set by using a reference column line.
【請求項7】前記リファレンス列線に接続されるメモリ
セル群は意図的に過消去状態とされたメモリセルを含む
ことを特徴とする請求項6記載の半導体不揮発性メモ
リ。
7. The semiconductor non-volatile memory according to claim 6, wherein the memory cell group connected to the reference column line includes a memory cell intentionally over-erased.
【請求項8】複数のリファレンス列線を用いて前記リフ
ァレンス列線を構成することを特徴とする請求項6記載
の半導体不揮発性メモリ。
8. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 6, wherein the reference column line is configured by using a plurality of reference column lines.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006018862A1 (en) * 2004-08-16 2006-02-23 Fujitsu Limited Nonvolatile semiconductor memory
KR100823820B1 (en) * 2007-02-23 2008-04-22 후지쯔 가부시끼가이샤 Nonvolatile semiconductor memory

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