JPH07507176A - 書込み雑乱に対する向上した耐性を持つフローティングゲートメモリアレイデバイス - Google Patents
書込み雑乱に対する向上した耐性を持つフローティングゲートメモリアレイデバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
書込み雑乱に対する向上した耐性を持つフローティング ゲート メモリ アレ
イ デバイス技術分野
本発明は、各々が電荷を蓄積するためのフローティングゲートを持つ複数のメモ
リ セルを持つ、電気的に書込みおよび消去が可能なメモリ アレイ デバイス
に関する。さらに詳しく言えば、本発明は、書込み雑乱に対する向上した耐性を
持つようなフローティングゲート メモリ アレイデバイスに関する。
発明の背景
電荷を蓄積するためにフローティングゲートを用いた電気的に書込みおよび消去
が可能なメモリ アレイ デバイスは、この技術分野ではよく知られている。例
えば米国特許No、4,698,787を参照されたい。
本譲受人に譲渡された米国特許No、5,029,130−言及によりこの明細
書中に組み込まれている−には、新規な方式のEEPROMすなわちフラッシュ
EEFROMメモリ デバイスが開示されている。この構成では、書込みおよび
消去動作が単一の行に対して選択的に行える。しかしながら、書込み動作は単一
の行に対して選択的に行われるが、同じ列線に望ましくない雑乱が発生する可能
性がある。1991年4月9日に提出された米国特許出願682,459−やは
り本譲受人に譲渡され、言及によりこの明細書中に組み込まれている−には、別
の方式のEEFROMメモリ デバイスが開示されている。この構成では、メモ
リ アレイは選択された行ごとに書込みおよび消去ができる。しかしながら、米
国特許No、5,029,130に開示される発明と同じく、書込みが高電圧す
なわち10ボルトよりも高い電圧で行われるので、その高電圧が共通グラウンド
線を介して選択されていないセルを攪乱する。
発明の要旨
したがって、本発明においては、各々が電荷を蓄積するためのフローティングゲ
ートを持つ複数のメモリ セルを持つ、電気的に書込みおよび消去が可能な1つ
のメモリ アレイ デバイスが開示される。このデバイスは、複数の第1のアド
レス線、複数の第2のアドレス線および複数の第3のアドレス線を持つ。メモリ
セルの各々は3つの端子を持つ。メモリ セルの第1の端子は、第1のアドレ
ス線の1つに接続されている。メモリ セルの第2の端子は、第2のアドレス線
の1つに接続されている。メモリ セルの第3の端子は、第1のアドレス線の1
つに接続されている。このメモリ アレイ デバイスはさらに、高電圧源を供給
するための高電圧源手段と、選択された第2のアドレス線に接続されているメモ
リセルのフローティングゲートの電荷を消去するために前記第2のアドレス線の
幾つかを選択して前記高電圧源手段に接続するための手段を含む。最後に、この
アレイデバイスは、選択された第3のアドレス線に接続されているメモリ セル
のフローティングゲートに電荷を書き込むために前記第3のアドレス線の幾つか
を選択して前記高電圧源手段に接続するための手段を含む。
図面の簡単な説明
図1は、書込み攪乱に対する向上した耐性を持つ、本発明の電気的に書込みおよ
び消去が可能なメモリ アレイ デバイスの回路図である。
図2は、図1に示されているメモリ アレイの各行のための高電圧のデコード回
路部の回路図である。
図3は、図1に示されているメモリ アレイ デバイスの行デコード回路部の回
路図の1実施例である。
図4は、図1に示されているメモリ アレイ デバイスの行デコード回路部の回
路図の1つの好ましい実施例である。
図面の簡単な説明
図1を参照すると、本発明のメモリ アレイ デバイス10の回路図が示されて
いる。メモリ アレイ デバイス1oは、後述するフローティングゲート メモ
リ セル42のアレイ40を含む。デバイス10はまた、アレイ40のメモリ
セル42に記憶されるべき入力データを受け取るための大力バッファ12を含む
。さらに、デバイス10はセンス増幅器16を含む。センス増幅器16の出力は
、アレイ40に記憶されたデータの読み出されたものを供給するための出力バッ
ファ14に接続されている。
デバイス10はまた、列アドレスを受け取り、複数の列アドレス線26 (a−
m)を通して供給されるアドレス信号を発生するための列アドレスデコーダ18
を含む。
複数の列アドレス線26 (a−m)は、実際上互いに平行である。さらに、デ
バイス10は、行アドレスを受け取り、複数の行アドレス線24 (a−n)を
通して供給される複数の行アドレス信号を発生する行アドレスデコーダ2゜を含
む。複数の行アドレス線26 (a−n)もまた実際上互いに平行であり、かつ
複数の列アドレス線26 (a−m)に実際上垂直である。複数の行アドレス線
26 (a−n)と複数の列アドレス線26 (a−m)は、アレイを形成して
いる。
最後に、デバイス10は、書込みすなわちアレイ4o内のメモリ セル42のフ
ローティングゲートへの電荷の蓄積、またはアレイ40内のメモリ セル42の
フローティングゲートの電荷の消去のために必要な高い電位を供給する高電圧源
22を含む。
前述したように、メモリ アレイ40は、複数のメモリ セル42を含む。メモ
リ セル42の各々は、そこに電荷を蓄積するためのフローティングゲートを持
つ。
メモリ セル42は、アレイ40内に並べられている。
各行アドレス線24と各列アドレス線26には、2つのメモリ セル42xyl
と42xy2(ここにXは列アドレス線を示し、yは列アドレス線を示す)が対
応している。
各行アドレス線24は、行デコード回路50(後で詳しく説明する)に接続され
ている。行デコード回路50は、行選択デコーダ19によって発生される3本の
行選択線30 (a−c)も受け入れている。行デコード回路50の出力は、複
数の行線36 y(1−3)である。ここにyは3本の行線36 y(1−3)
の発生を引き起こした行アドレス線24を示す。3本の行線36 y(1−3)
の各々と列アドレス線26のうちの1つが交差する位置には、2つのメモリ セ
ル42がある。
メモリ セル42は、言及によりこの明細書に組み込まれている米国特許No、
5,029,130、または1991年4月9日に提出されたNo、682,4
59に記載されている方式のものでよい。メモリ セル42の各々は、ソース、
ドレイン、ゲートを持つ、単一トランジスタのフローティングゲート メモリ
セルである。
半導体回路技術においてよく知られているように、ソースとドレインという語は
互いに入れ替えてもよい。それらの出願に説明されているように、このメモリ
セルは、ドレイン(またはソース)からフローティングゲートへのホット エレ
クトロンの注入機構により書き込み、フローティングゲートから制御ゲートへの
Fowler−Nordheim トンネリング機構により消去する。
好ましい実施例においては、メモリ セル42の各々は、1991年4月9日に
提出された米国出願682゜459に記載されている方式である。回持r「出願
に記載されているように、メモリ セル42の各々は、以下の特性を持つ。
ドレイン ゲート ソース
3込み O/+5 Vt +12
消去 0 +15 0
続出 +2 +5 0
各メモリ セル42と行線36 y(1−3)および列アドレス線26との接続
は、次のとおりである。
メモリ セル42xylと42xy2のトレインは、列アドレス線26に接続さ
れている。メモリ セル42xylと42xy2のソースは、両方とも、行線3
6y2(以下共通線と称する)に接続されている。メモリ セル42xy1のケ
ートは、行線36ylに接続されている。メモリセル42 xy2のゲートは、
行線36y3に接続されている。
3本の行線36 (a−n)(1−3)の各々は、高電圧デコート回路60にも
接続されている。高電圧デコード回路60(図2により詳しく示されている)は
、高電圧行選択デコーダ21によって発生される3つの高電圧選択信号34 (
a−c)を受け取る。各高電圧デコード回路60の人力は、すべての高電圧デコ
ード回路60に接続されかつ薗電圧源22に接続された高電圧線である。
最後に、メモリ アレイ40は、所定本数の列線2にとに繰り返し設けられた、
複数(例えば8または16)の」(通グラウンド線32 (a−g)を含む。共
通グラウンド線32 (a−g)は複数の列アドレス線26 (a−m)に対し
て実際上平行であり、かつ複数の行線36 (a−n)(1−3)に対して実際
上垂直である。共通グラウンド線32は、行線36 y(1−3)の各々と交差
する。各共通グラウンド線32か行線36Yの各々と交差する位置には、2つの
スイッチ トランジスタ44 xy(1−2)がある。スイッチ トランジスタ
44 xy(1−2)の行線36 y(1−3)への接続のしかたは、次のとお
りである。
スイッチ トランジスタ44xylのゲートは、行線36ylに接続されている
。スイッチ トランジスタ44xy2のゲートは、行線36y3に接続されてい
る。スイッチ トランジスタ44xylと44 xy2のソース(またはトレイ
ン)は、両方とも、共通線36y2に接続されている。最後に、スイッチ トラ
ンジスタ44xylと44xy2のドレイン(またはソース)は、共通グラウン
ド線32(こI妾続されている。
図2を参照すると、高電圧デコード回路60の1実施例か、より詳しい回路図で
示されている。前述したように、高電圧デコート回路60は、実際上方いに平行
な行線36 y(1−3)に接続されている。さらに高電圧デコード回路60は
、行線36 y(1−3)に実際上垂直な列アドレス線26 (a−m)に実際
上平行な複数の高電圧行選択線34 (a−c)を受け入れている。
複数の高電圧選択線34 (a−c)の各々と行線aey(t−3)の交差する
位置には、スイッチ トランジスタ62 (a−C)がある。スイッチ トラン
ジスタ62の各々のゲートは、高電圧選択線34 (a−c)の1つに接続され
ている。
スイッチ トランジスタ62の各々のソース(またはドレイン)は、行線36y
に接続されている。スイッチトランジスタ62 (a−c)の各々のトレイン(
またはソース)は、全部−諸に、高電圧力ップラ65に接続されている。高電圧
力ップラ65は、高電圧源22の出力38に接続されている。
図3を参照すると、行デコード回路5oの1実施例が示されている。行デコード
回路5oは、1本の行アドレス線24yと、複数の行選択線30 (a−c)を
受け取り、その出力として3本の行線36 y(1−3)を発生する。図3に示
した実施例においては、行選択線30 (a−c)の反転、すなわち30a、3
0b、30cも供給されている。
行線36 y(1−3)の各々が行選択線30 (a−c)の各々と交差する位
置には、スイッチ トランジスタ52 (a−cNかある。行線36 y(1−
3)の各々が行選択線30 (a−c)の反転線の各々と交差する位置には、も
う1つの複数のスイッチ トランジスタ52 (a−c)2がある。
トランジスタ52 (a−c)2の役目は、選択されていない行線36yを放電
させることである。したがって、例えば、行アドレス線24yかハイで、かつ行
選択線30aかハイのときは、トランジスタ52a1がオンになりそれによって
行線36y1をハイにする。このとき、行選択線丁で1と丁]1は共にハイであ
る。これらはトランジスタ52b2と5202をオンにし、そのことは線36y
2と36y3、選択されていない行線、を引き下げる。
このように、この実施例においては、行線36のうちの1つか行選択線30 (
a−c)によって選択されているとき、他の2つの選択されていない行線36は
グラウンド電位に保持される。
図4を参照すると、行デコード回路50の1つの好ましい実施例が示されている
。図4に示されている実施例においては、行線36 y(1−3)のうちの1つ
が選択されると、選択されていない行線36はグラウンド電位以外の電位に維持
される。その動作は次のとおりである。行アドレス線24Yが活性化されると、
トランジスタ52(a−c) 1のすへてがオンにされる。このことは、行線3
6y1を、行選択線30a上に存在する電位にする。行線36y2は、行選択線
30b上に存在する電位にされる。行線36y3は、行選択線30c上に存在す
る電位にされる。
L會」−−Lレイ40(7)!IJ作
前述したように、好ましい実施例においては、メモリセル42の各々は、199
1年4月9日に提出された米国特許出願682,459に記載されている方式の
ものであり、先に説明した書込み、消去、読出し電圧特性を持つ。各メモリ セ
ル42のドレインは1本の列アドレス線26に接続されており、各メモリ セル
42のゲートは行線36ylまたは行線36y3に接続されており、各メモリ
セル42のソースは共通線36y2に接続されている。各動作に関しては、アレ
イ40は次のように働く。
4去
ある行24yを消去したいときは、行アドレス線コ−20からのその行アドレス
線24が活性化される。この説明のために、行アドレス線24aが活性化される
とする。またゲートが行線24a1に接続されているメモリ セル42のすべて
を消去するとする。最後に、行デコート回路50aは図4に示されている方式で
あるとする。
そうすると、行アドレス線24aが活性化されたとき、行選択線30aもハイで
あり、行選択線30bと30cはグラウンド電位に保持される。したがって行線
36a1かハイになり、行線36a2および36a3がグラウンド電位になる。
行線36al上の/’%イの電位はトランジスタ44aalをオンにし、共通グ
ラウンド線32を共通線36a2に接続する。高電圧デコード回路60の内部で
は、高電圧選択線34cかノ1イであり、トランジスタ62cをオンにする。そ
れにより節点39がノ1イ、すなわちVccより低いある閾値に上昇させられ、
高電圧力ップラ65を作動させる。そのため行$1;136alが高電圧源22
に接続され、高電圧源22がメモリ セル42aa1.42bal ・・・42
malの各々のゲートに+15ボルトの電位を供給する。これにより、ゲートか
行線36alに接続されているすへてのメモリ セル42か、+15ボルトにさ
れる。
列アドレス線26 (a−m)はすへてグラウンド電位にされ、それによってメ
モリ セル42の各々のドレインをグラウンド電位にする。最後に、大抵の半導
体メモリ回路においては、共通線36a2は導電性の拡散線、すなわちかなり電
気抵抗の大きい要素で形成されているので、トランジスタ44aalによる共通
線36a2の共通グラウンド線32への接地は、メモリ セル42xalの各々
のソースをますますグラウンド電位にする。もちろん共通線a2も金属、ケイ素
化合物またはポリサイドで形成する二ともてきる。共通グラウンド線32は金属
で形成され、グラウンド電位に対するより大きなコンダクタンスを与える。
この動作においては、隣接行のメモリ セル42xa2への影響は次のとおりで
ある。
ドレイン−グラウンド電位
ゲート−グラウンド電位
ソース−グラウンド電位
隣接行のメモリ セル42の3つの端子はすべて接地されているので、隣接のメ
モリ セルの状態に対する影響すなわち撹乱はない。
メモリ セルの他の行、例えば行24nに対する撹乱に関しては、メモリ セル
42にたいする電圧は次のとおりである。
ドレイン−グラウンド電位
ゲート−グラウンド電位
ソース−グラウンド電位
同様に、セルの3つの端子はすべて接地されているので、フローティングゲート
の充電状態への撹乱はない。
1込に
書込みモードにおいても、再び、メモリ セル42 (a−m)alに書き込む
とする。選択された行アドレス線24aか電位Vccにされる。このことは、ト
ランジスタ52alをオンにする。行選択線30aが電位Vtにされ、行選択線
30bが電位Vccにされ、30Cがグラウンド電位に維持される。行選択線3
0a上の+Vtボルトは行線36a1に伝えられ、Vcc−Vtが36a2に伝
えられる。
高電圧選択線34bはトランジスタ62bをオンにするのに十分な電位にされ、
34aと34cはグラウンド電位に維持される。これにより行線36a2が節点
39に接続される。節点39の電圧がVcc−Vtに上昇させられ、この電圧は
電圧力ップラ65を作動させる。そのため、約12ボルトの電位がメモリ セル
42 (a−m)alの各々のソースに供給される。
このようにして、関係する列アドレス線26がグラウンド電位または書込み条件
により要求される低い電圧にされたとき、選択されたメモリ セル42が書き込
まれる。メモリ セル42に書き込みたくないときは、関係する行アドレス線2
6が約+5ボルトの電位にされる。
選択されていないセルに対する撹乱は、次のとおりである。
同じ行にあるメモリ セル42に対しては、メモリ セル42にかかっている電
圧は次のとおりである。
ドレイン: +5ボルト
ゲート: +Vt
ソース: +12ボルト
選択されていないセルのドレイン電圧は5ボルトそしてゲートはVtなので、セ
ルは切り離され、幾らかのしかし無視することができる撹乱がある。非常に小さ
い撹乱なので、仕様で決められた製品寿命を通してその影響に耐える得るように
製品を設計することができる。
すぐ隣りの行24中のメモリ セル42にたいしては、メモリ セル42にかか
っている電圧は次のとおりである。
ソース: +12ボルト
ゲート二 〇ボルト
ドレイン: 選択された列では0ボルトまたは低1、’電圧、選択されていない
列テハ+5ボルト
これらの条件のもとで、選択された列のすぐ隣りの行中のこれらのセルは、ゲー
ト電圧がグラウンド電位であるため、幾らかのただし無視できる書込み撹乱を受
ける可能性がある。やはり同様に、非常に小さい撹乱なので、仕様で決められた
製品寿命を通してその影響に耐える得るように製品を設計することができる。
他の選択されていないセル、例えばすぐ隣りの付量外の行、例えば行24n中の
セル42にたいしては、セル42の電位は次のとおりである。
ドレイン: +5ボルトまたは0ボルドー低電圧ゲート: グラウンド電位
ソース: グラウンド電位
この条件においては、これらの他の行中の選択されていないセル42のどれにも
高い電圧がががっていないので、これらのセルのどれにも対しも撹乱はない。
読10゜
最後に、セルを読み出すのに必要な電圧は、代表的には、+2ボルトおよび+5
ボルトの程度の低い電圧なので、選択されていないセルにおける読出し撹乱も無
視できる。
本発明は、好ましい実施例において、1991年4月9日に提出された米国特許
出願682,459に開示されているフローティングゲート メモリ セルを使
用する場合について説明したが、米国特許No、5,029゜130に開示され
ているフローティングゲート メモリセルも使用できる。その場合には、フロー
ティングゲート メモリ セルは、次のような動作特性を持つ。
消去 0 +15 0
続出 +2 +5 0
アレイ40にこのようなフローティングゲート メモリセル42を使用するため
には、ドレインを共通線36Y2に接続し、ゲートを適宜な行線36に接続し、
ソースを行アドレス線26に接続することができる。
上記の説明から分るように、複数の共通線を持ち、そしてさらに付加された行デ
コード回路と高電圧デコード回路を持つので、高電圧源を利用することができ、
書込み撹乱は1つの行だけに制限される。もちろん、行デコード回路50は、行
アドレスデコーダ20の1部とすることもできる。
補正書の翻訳文提出書
(特許法184条の8)
平成6年 9月13日
Claims (13)
- 1.各々が電荷を蓄えるためのフローティングゲートを持つ複数のメモリセルを 持つ、電気的に書込みおよび消去が可能なメモリアレイデバイスであつて、複数 の第1のアドレス線、 複数の第2のアドレス線、 複数の第3のアドレス線、 前記メモリセルの各々は3つの端子を持ち、第1の端子は前記第1のアドレス線 の1つに接続されており、第2の曙子は前記第2のアドレス線の1つに接続され ており、第3の端子は前記第3のアドレス線の1つに接続されている、 高い電圧源を供給するための高電圧源手段、選択された第2のアドレス線に接続 されているメモリセルのフローティングゲートの電荷の消去を引き起こすために 、前記第2のアドレス線のどれかを選択して前記高電圧源手段に接続するための 手段、および選択された第3のアドレス線に接続されているメモリセルのフロー ティングゲートヘの電荷の書き込みを引き起こすために、前記第3のアドレス線 のどれかを選択して前記高電圧源手段に接続するための手段を含むデバイス。
- 2.前記複数の第1のアドレス線に実際上平行な、かつ前記第3のアドレス線の 各々と交差するグラウンド線、前記第3のアドレス線の各々を前記グラウンド線 に接続するためのスイッチ手段 をさらに含む請求項1のデバイス。
- 3.前記スイッチ手段がさらに 各々が第3のアドレス線の1つを前記グラウンド線に接続する複数のトランジス タ手段 を含む請求項2のデバイス。
- 4.各々が電荷を蓄えるためのフローティングゲートを持つ複数のメモリセルを 持つ、電気的に書込みおよび消去が可能なメモリアレイデバイスであつて、複数 の第1のアドレス線、 複数の第2のアドレス線、 複数の第3のアドレス線、 前記メモリセルの各々は3つの端子を持ち、第1の端子は前記第1のアドレス線 の1つに接続されており、第2の端子は前記第2のアドレス線の1つに接続され ており、第3の端子は前記第3のアドレス線の1つに接続されている、 第2のアドレス線のうちの関係する線および第3のアドレス線が、関係する第1 のアドレス線の電位よりも高く、前記第3のアドレス線に加えられる電位が第2 のアドレス線のうちの前記関係する線に加えられる電位よりも高い、第1の予め 決められた電位に上昇させられたとき急激な電位の低下によって発生させられる ホットエレクトロンをメモリセルのフローティングゲートに注入するための手段 、 関係する第2のアドレス線が関係する第1のアドレス線よりも高い第2の予め決 められた電位に上昇させられたときフローティングゲートから前記第2の端子へ のPOwlcr−Nordheimトンネリングを誘屈するための手段 を含むデバイス。
- 5.前記第1のアドレス線が列アドレス線であり、前記第2のアドレス線が行ア ドレス線であり、前記第3のアドレス線が共通アドレス線であり、かつ複数の列 アドレス線のうちの1つと複数の行アドレス線のうちの1つの組合せがそれぞれ 複数のメモリセルのうちの異なる1つを指定する請求項4のデバイス。
- 6.前記複数の列アドレス線が実際上互いに平行であり、前記複数の行アドレス 線が実際上互いに平行であり、かつ前記列アドレス線が前記行アドレス線に実際 上垂直である請求項5のデバイス。
- 7.前記複数の共通アドレス線の各々が関係する1本の行アドレス線を持ち、そ れに対して実際上平行であり、かつ前記関係する行アドレス線が接続されている メモリセルの第3の端子に接続する請求項6のデバイス。
- 8.前記複数の共通アドレス線の各々が2本の関係する行アドレス線を持ち、そ れらの間に配置されており、かつそれらに対して実際上平行であり、さらに前記 共通アドレス線が前記関係する行アドレス線が接続されているメモリセルの第3 の端子に接続する請求項6のデバイス。
- 9.前記複数の列アドレス線と実際上平行であり、前記共通アドレス線の各々と 交差する複数のグラウンド線と、前記共通アドレス線の各々を前記グラウンド線 の各々に接続するためのスイッチ手段 をさらに含む請求項8のデバイス。
- 10.前記スイッチ手段がさらに それぞれが共通アドレス線の1つを前記グラウンド線に接続するための複数のト ランジスタ手段を含み、前記トランジスタ手段の各々がさらに 前記グラウンド線に接続されているソース、前記共通アドレス線に接続されてい るドレイン、関係する行アドレス線に接続されているゲートを含む請求項9のデ バイス。
- 11.前記グラウンド線が金属で形成されている請求項10のデバイス。
- 12.前記共通アドレス線の各々が、金属、拡散、ケイ素化合物またはポリサイ ドで形成されている請求項11のデバイス。
- 13.前記共通アドレス線の各々が、金属、拡散、ケイ素化合物またはポリサイ ドで形成されている請求項8のデバイス。
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