JPH0765589A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JPH0765589A
JPH0765589A JP5212698A JP21269893A JPH0765589A JP H0765589 A JPH0765589 A JP H0765589A JP 5212698 A JP5212698 A JP 5212698A JP 21269893 A JP21269893 A JP 21269893A JP H0765589 A JPH0765589 A JP H0765589A
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JP
Japan
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transistor
gate
voltage
drain
memory cell
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Application number
JP5212698A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Himeno
敏彦 姫野
Nobuaki Otsuka
伸朗 大塚
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0765589A publication Critical patent/JPH0765589A/en
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Abstract

PURPOSE:To avoid soft write by a method wherein a reference bias voltage for setting a bit line potential is regulated by a constant current source circuit in the range wherein a cell current can be ensured to be at a prescribed value, and the upper limit of the reference bias voltage is limited by a voltage limiting circuit without deteriorating a readout speed. CONSTITUTION:The drain of a nonvolatile memory cell MC1 is connected to a bit line BL and a transistor TN1. On the gate of the TN1, a reference bias voltage Vb for controlling a voltage of the bit line is impressed. Between a control line LN of the Vb and VDD, a constant current source circuit formed of a depletion type MOS transistor TD1 is provided. The drain and the gate of a transistor TN2 are connected in common to the control line LN. A part between the drain and the source of a cell transistor CC1 for control is connected between the source of the TN2 and the ground. The CC1 is identical in nonuniformity with the memory cell MC1. The control line LN is provided with a voltage limiting circuit VLC so that the gate and the drain of the transistor TN2 may not be at a prescribed potential or above.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は不揮発性半導体記憶装
置に関する。特にビット線に基準電圧を発生する回路構
成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device. In particular, it relates to a circuit configuration for generating a reference voltage on a bit line.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性メモリセルトランジスタは電荷
蓄積層を含む二層ゲート構造になっている。すなわち、
MOSトランジスタのゲートと基板の間にフローティン
グゲート電極を設けており、このフローティングゲート
に電子を注入または放出することによりMOSトランジ
スタのしきい値を変化させる。フローティングゲートに
電子が注入された電荷蓄積状態では実効的にMOSトラ
ンジスタのしきい値が上がった状態になり、この状態を
“0”状態、また逆に電子が蓄積されていない状態では
しきい値が下がった状態になり、この状態を“1”状態
としている。
2. Description of the Related Art Non-volatile memory cell transistors have a double-layer gate structure including a charge storage layer. That is,
A floating gate electrode is provided between the gate of the MOS transistor and the substrate, and the threshold value of the MOS transistor is changed by injecting or releasing electrons into this floating gate. In the charge accumulation state where electrons are injected into the floating gate, the threshold value of the MOS transistor is effectively raised, and this state is changed to the “0” state, and conversely, when the electrons are not accumulated, the threshold value is increased. Is lowered, and this state is referred to as "1" state.

【0003】図4は上記のように記憶されるメモリセル
の内容をセンスアンプSAへの入力信号として発生させ
るための回路図である。すなわち、不揮発性のメモリセ
ルトランジスタMCのドレインのビット線BL側に抵抗
Rを接続したものである。抵抗Rの他端には電源電圧V
DDが与えられる。抵抗RとセルトランジスタMCの接続
点をノードAとする。
FIG. 4 is a circuit diagram for generating the content of the memory cell stored as described above as an input signal to the sense amplifier SA. That is, the resistor R is connected to the bit line BL side of the drain of the nonvolatile memory cell transistor MC. The power supply voltage V is applied to the other end of the resistor R.
DD is given. A connection point between the resistor R and the cell transistor MC is referred to as a node A.

【0004】電源電圧VDDが与えられ、セルトランジス
タMCのゲート端子に読み出しのためのゲート電圧を印
加すると、セルトランジスタMCの記憶状態が“1”の
場合にはしきい値が低いためセルトランジスタMCには
電流が流れノードAの電位は接地電位になる。記憶状態
が“0”の場合にはしきい値が高くセル電流を流さない
ため抵抗Rを介してノードAは充電され電源電圧VDDま
で電位が上昇する。つまり、セルトランジスタMCの記
憶状態をノードAの電位の変化として読み出すことがで
きる。
When a power supply voltage VDD is applied and a gate voltage for reading is applied to the gate terminal of the cell transistor MC, when the memory state of the cell transistor MC is "1", the threshold value is low, so the cell transistor MC A current flows through the node A and the potential of the node A becomes the ground potential. When the storage state is "0", the threshold value is high and no cell current flows, so that the node A is charged through the resistor R and the potential rises to the power supply voltage VDD. That is, the storage state of the cell transistor MC can be read as a change in the potential of the node A.

【0005】ところで、読み出し時には、選択されたメ
モリセルトランジスタのゲート端子とドレイン端子にあ
る電圧、それぞれVg ,Vd が加えられる。このVg ,
Vdは書き込み時にゲート端子とドレイン端子に印加さ
れる電圧(Vpg,Vpd)に比べ充分に低く設定されてい
るが、それでもわずかにホットエレクトロンが注入され
てしまい、長時間読みだしを行っているうちに“1”状
態のセルトランジスタのしきい値が上昇してしまう恐れ
がある。このしきい値の上昇がわずかであっても“1”
状態のセルトランジスタのセル電流が減少し、結果とし
て読み出し速度の劣化を招いてしまう可能性がある。こ
れをソフトライトという。
By the way, at the time of reading, the voltages at the gate terminal and the drain terminal of the selected memory cell transistor, respectively Vg and Vd, are applied. This Vg,
Vd is set sufficiently lower than the voltages (Vpg, Vpd) applied to the gate terminal and the drain terminal at the time of writing, but even then, hot electrons were slightly injected, and while reading out for a long time Moreover, the threshold value of the cell transistor in the "1" state may increase. Even if the threshold rise is slight, it is "1"
The cell current of the cell transistor in the state is reduced, and as a result, the reading speed may be deteriorated. This is called soft light.

【0006】図5は上記ソフトライトが回避できる回路
図である。図4の構成の抵抗RとセルトランジスタMC
の間にトランジスタT1 が直列に挿入されたものであ
る。このトランジスタT1 のゲートには基準バイアス電
圧Vbが与えられる。この図におけるセルトランジスタ
MCのドレインをノードBとする。
FIG. 5 is a circuit diagram for avoiding the soft write. Resistor R and cell transistor MC having the configuration of FIG.
A transistor T1 is inserted in series between the two. The reference bias voltage Vb is applied to the gate of the transistor T1. The drain of the cell transistor MC in this figure is referred to as a node B.

【0007】図6は図5中のトランジスタT1 とセルト
ランジスタMCの負荷曲線を示す特性図である。すなわ
ち、セルトランジスタMCの記憶状態が“1”の場合に
は、動作点31の状態になり、ノードBの電位はVL とな
る。また、記憶状態が“0”の場合にはノードBは抵抗
RとトランジスタT1 を介して充電され電位は上昇する
が、基準バイアス電圧VbからT1 のしきい値Vthだけ
低い電圧、Vb−Vthまで上昇するとトランジスタT1
がオフするため、ノードBの電位はVH すなわち、Vb
−Vthとなる(動作点32)。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing load curves of the transistor T1 and the cell transistor MC in FIG. That is, when the memory state of the cell transistor MC is "1", the operating point 31 is reached and the potential of the node B becomes VL. When the storage state is "0", the node B is charged through the resistor R and the transistor T1 and the potential rises, but from the reference bias voltage Vb to a voltage lower than the threshold Vth of T1 by Vb-Vth. Transistor T1 when rising
Is turned off, the potential of the node B becomes VH, that is, Vb.
-Vth (operating point 32).

【0008】上記電圧VH 、VL ともに基準バイアス電
圧Vbに依存していることから読み出し時のセルトラン
ジスタのドレイン電圧を基準バイアス電圧Vbによって
制御できることがわかる。
Since both the voltages VH and VL depend on the reference bias voltage Vb, it is understood that the drain voltage of the cell transistor at the time of reading can be controlled by the reference bias voltage Vb.

【0009】基準バイアス電圧Vbが低ければセルトラ
ンジスタのドレイン電圧が低下し、これによりセル電流
が減少する。セル電流の減少はノイズに対する余裕がな
くなると共に読み出しのアクセス時間が遅くなることが
知られている。このため、基準バイアス電圧Vbはメモ
リセルトランジスタの信頼性を評価した上で保証期間内
(通常10年程度)読み出し動作を継続しても読み出し
速度の劣化が許容範囲内であるような電位で、かつ、な
るべく高い電圧に設定することが望ましい。よって、基
準バイアス電圧Vbを発生する回路は上記特性に適った
ビット線電圧を発生するような回路構成が必要となる。
If the reference bias voltage Vb is low, the drain voltage of the cell transistor is lowered, which reduces the cell current. It is known that a decrease in cell current reduces the margin for noise and delays the read access time. Therefore, the reference bias voltage Vb is a potential such that the deterioration of the read speed is within the allowable range even if the read operation is continued within the guarantee period (usually about 10 years) after evaluating the reliability of the memory cell transistor. Moreover, it is desirable to set the voltage as high as possible. Therefore, the circuit that generates the reference bias voltage Vb needs a circuit configuration that generates a bit line voltage suitable for the above characteristics.

【0010】図7に従来の基準バイアス電圧発生回路を
示す回路図である。定電流源S1 で発生した一定電流を
トランジスタT2 ,T3 で構成される負荷に流すことに
よって上記トランジスタのしきい値二段分の電圧を発生
する。またツェナーダイオードを用いて一定電圧を発生
する方法もある。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional reference bias voltage generating circuit. By supplying a constant current generated by the constant current source S1 to the load composed of the transistors T2 and T3, a voltage corresponding to two thresholds of the transistor is generated. There is also a method of generating a constant voltage using a Zener diode.

【0011】前述したように基準バイアス電圧Vbはソ
フトライトが許容される範囲内において、できるだけ高
い電圧で、かつセル電流を多くとれるよう設定するが、
実際のデバイスにおいてはプロセス上の種々のばらつき
が含まれるため最悪状態を考慮しても問題のないような
基準バイアス電圧を設定しなければならない。
As described above, the reference bias voltage Vb is set to a voltage as high as possible within the range where soft writing is allowed and a large cell current can be taken.
Since an actual device includes various process variations, it is necessary to set a reference bias voltage that does not cause a problem even in the worst case.

【0012】実際、メモリセルトランジスタのゲート長
Lは加工技術にばらつきを持つため、目標のゲート長L
より小さいLや、大きいLのセルトランジスタができて
しまう。ソフトライトはゲート長Lが小さくなれば厳し
くなるため、Lが最も小さくなった場合の最悪条件を想
定した基準バイアス電位を設定しなければならない。こ
の設定で仮にLが大きくなった場合には、セル電流が少
なくなり読み出し時間が劣化する。つまり、最悪条件に
合わせてビット線電圧を低く設定するため、信頼性を向
上させるために読み出し速度を犠牲にするという問題が
ある。
In practice, since the gate length L of the memory cell transistor varies in processing technology, the target gate length L
Small L and large L cell transistors are formed. Since the soft write becomes more severe as the gate length L becomes smaller, it is necessary to set the reference bias potential assuming the worst condition when L becomes the smallest. If L becomes large in this setting, the cell current decreases and the read time deteriorates. That is, since the bit line voltage is set low according to the worst condition, there is a problem that the reading speed is sacrificed in order to improve reliability.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来で
は、メモリセルトランジスタがプロセス上の種々のばら
つきを含んでいるため、その最悪条件に合わせて基準バ
イアス電圧を設定しなければならず、結局はビット線電
圧を低く設定せざるを得ない。このため、信頼性を向上
させるために読み出し速度を犠牲にするという構成にな
り、問題である。
As described above, in the related art, since the memory cell transistors include various process variations, it is necessary to set the reference bias voltage in accordance with the worst condition. Has no choice but to set the bit line voltage low. Therefore, the read speed is sacrificed in order to improve the reliability, which is a problem.

【0014】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、その目的は、メモリセルトランジス
タの加工のばらつきに対し読み出し時間を劣化させずに
ソフトライトを効果的に回避する、ソフトライトの制約
と読み出し速度の制約を満たす最適な基準バイアス電位
を発生する不揮発性半導体記憶装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to effectively avoid soft writing without deteriorating the read time due to variations in processing of memory cell transistors. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device that generates an optimum reference bias potential that satisfies the soft write constraint and the read speed constraint.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明の不揮発性半導
体記憶装置は、電荷蓄積層を有し、その電荷蓄積状態に
よってしきい値に変動をきたし、そのしきい値に応じた
データを記憶する不揮発性のメモリセルトランジスタ
と、前記メモリセルトランジスタのドレインにつながる
ビット線と、前記メモリセルトランジスタのゲートにつ
ながるワード線と、ドレインが抵抗素子を介して第1電
源に接続され、ソースが前記ビット線に接続された第1
のMOSトランジスタと、前記第1のMOSトランジス
タのゲートにつながる制御線と第1電源の間に設けられ
た定電流源回路と、前記制御線にドレインとゲートが接
続され前記第1のMOSトランジスタと特性が同様の第
2のMOSトランジスタと、前記第2のMOSトランジ
スタのソースと第2電源間にドレイン,ソース間が接続
されゲートにメモリセルデータの読み出し時における選
択されたワード線の電圧と同じ電圧が供給される前記メ
モリセルトランジスタと同一形状の制御用セルトランジ
スタと、前記第2のMOSトランジスタにおけるゲート
及びドレインが所定電位以上にならないようにするため
の電圧制限回路とを具備し、前記制御線を介して前記第
1のMOSトランジスタのゲートに基準バイアス電圧が
印加され前記ビット線の電圧を制御することを特徴とす
る。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a charge storage layer, a threshold value varies depending on the charge storage state, and data corresponding to the threshold value is stored. A non-volatile memory cell transistor, a bit line connected to the drain of the memory cell transistor, a word line connected to the gate of the memory cell transistor, a drain connected to a first power supply via a resistance element, and a source connected to the bit. First connected to the wire
And a constant current source circuit provided between a control line connected to the gate of the first MOS transistor and a first power supply, and a drain and a gate connected to the control line A second MOS transistor having similar characteristics, and a drain and a source are connected between the source and the second power source of the second MOS transistor, and the gate has the same voltage as the selected word line when reading the memory cell data. A control cell transistor having the same shape as the memory cell transistor to which a voltage is supplied, and a voltage limiting circuit for preventing the gate and drain of the second MOS transistor from exceeding a predetermined potential, A reference bias voltage is applied to the gate of the first MOS transistor via a line And controlling the voltage on the line.

【0016】[0016]

【作用】この発明では、メモリセルトランジスタのプロ
セス上のばらつきは、制御用セルトランジスタに反映さ
せる。制御用セルトランジスタは“1”状態に相当する
しきい値にしておく。メモリセルトランジスタの加工が
ばらついてゲート長Lが小さくなった場合には、定電流
源回路によりセル電流を一定値確保できる範囲で基準バ
イアス電圧を低下させるためソフトライトは起こりにく
くなる。かつ、読み出し速度は劣化しない。逆にゲート
長Lが太くなった場合には、ソフトライトは比較的起き
にくいので、問題ない範囲の程度まで基準バイアス電圧
を上げ、定電流源回路により一定のセル電流を確保し読
み出し速度は劣化させない。また、電圧制限回路によっ
て基準バイアス電圧の上限をリミットして、ある電位以
下にはならないようにしているため最悪の状況でもソフ
トライトを回避することが可能である。
According to the present invention, the process variation of the memory cell transistor is reflected in the control cell transistor. The control cell transistor has a threshold value corresponding to the "1" state. When the processing of the memory cell transistor varies and the gate length L becomes small, the reference bias voltage is lowered within a range in which the constant current source circuit can secure a constant value of the cell current, so that soft writing is less likely to occur. Moreover, the reading speed does not deteriorate. On the other hand, when the gate length L becomes thicker, soft writing is relatively hard to occur, so the reference bias voltage is increased to the extent of no problem and a constant cell current is secured by the constant current source circuit to deteriorate the reading speed. Do not let Further, since the upper limit of the reference bias voltage is limited by the voltage limiting circuit so that the reference bias voltage does not drop below a certain potential, soft writing can be avoided even in the worst situation.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例によ
り説明する。図1はこの発明の一実施例による不揮発性
半導体記憶装置の要部を示す回路図である。不揮発性の
メモリセルMC1 のドレインにはビット線BLがつなが
り、ゲートはワード線WLにつながる。NチャネルMO
SトランジスタTN1 のドレインは抵抗R1 を介して電
源電圧VDDに接続され、ソースはビット線BLに接続さ
れている。トランジスタTN1 のゲートにはビット線B
Lの電圧を制御する基準バイアス電圧Vbが印加され
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a circuit diagram showing a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. The bit line BL is connected to the drain of the nonvolatile memory cell MC1 and the gate is connected to the word line WL. N channel MO
The drain of the S transistor TN1 is connected to the power supply voltage VDD through the resistor R1 and the source is connected to the bit line BL. The bit line B is connected to the gate of the transistor TN1.
A reference bias voltage Vb for controlling the voltage of L is applied.

【0018】上記基準バイアス電圧Vbの制御線LNと
電源電圧VDDの間にはデプレッション型MOSトランジ
スタTD1 でなる定電流源回路が設けられている。すな
わち、このトランジスタTD1 のドレインは電源電圧V
DDに、ソースとゲートは共通にノード101 に接続されて
いる。これにより、このトランジスタTD1 はトランジ
スタサイズで電流値を調整できる定電流源回路となって
いる。
A constant current source circuit made up of a depletion type MOS transistor TD1 is provided between the control line LN for the reference bias voltage Vb and the power supply voltage VDD. That is, the drain of the transistor TD1 has the power supply voltage V
The source and gate are commonly connected to node 101 at DD. As a result, the transistor TD1 is a constant current source circuit whose current value can be adjusted by the transistor size.

【0019】また、上記ノード101 にはNチャネルMO
SトランジスタTN2 のドレインとゲートが共通に接続
されている。このトランジスタTN2 はトランジスタT
N1と同様の特性を有する。トランジスタTN2 のソー
スと接地電位間には、制御用のセルトランジスタCC1
のドレイン,ソース間が接続されている。このセルトラ
ンジスタCC1 は上記メモリセルMC1 と同一形状、す
なわち、同一プロセスにおいて形成されたものであり、
メモリセルアレイ内に形成されたトランジスタを用いる
ことにより加工によるメモリセルトランジスタの特性の
ばらつきと同じばらつきを与えることができる。セルト
ランジスタCC1 のゲートにはメモリセルMC1 の読み
出し時にゲートに与えるのと同じ電位Vg が印加され
る。また、しきい値は“1”状態に相当するしきい値に
しておく。
The node 101 has an N channel MO.
The drain and gate of the S transistor TN2 are commonly connected. This transistor TN2 is a transistor T
It has the same characteristics as N1. A control cell transistor CC1 is provided between the source of the transistor TN2 and the ground potential.
The drain and source of are connected. The cell transistor CC1 has the same shape as the memory cell MC1, that is, is formed in the same process,
By using the transistor formed in the memory cell array, it is possible to give the same variation as the characteristic variation of the memory cell transistor due to processing. To the gate of the cell transistor CC1, the same potential Vg as that applied to the gate when the memory cell MC1 is read is applied. The threshold value is set to a threshold value corresponding to the "1" state.

【0020】さらに、基準バイアス電圧Vbの制御線L
NにはトランジスタTN2 のゲート及びドレインが所定
電位以上にならないようにするための電圧制限回路VL
Cが設けられ、基準バイアス電圧Vbの上昇を制限する
構成となっている。
Further, the control line L for the reference bias voltage Vb
N is a voltage limiting circuit VL for preventing the gate and drain of the transistor TN2 from exceeding a predetermined potential.
C is provided to limit the rise of the reference bias voltage Vb.

【0021】図2は図1の回路のTN2 とCC1 の負荷
曲線である。これを用いて上記構成の回路の動作につい
て説明する。上述したようにトランジスタTD1 のトラ
ンジスタサイズで電流値を調整する。すなわち、この電
流を読み出し時に最低限必要なセル電流と同じ電流にな
るようにTD1のゲート幅Wを調整して電流値Icellを
設定する。実線21がセルCC1 の電圧電流特性で、実線
22が負荷トランジスタTN2 の特性である。電流源用デ
ブレッション型トランジスタTD1 が流す電流Icellが
実線21と交わる点がノード102 の電位V102 であり図1
中ノード101 に出力電圧となって現れる。
FIG. 2 is a load curve of TN2 and CC1 of the circuit of FIG. The operation of the circuit having the above configuration will be described using this. As described above, the current value is adjusted by the transistor size of the transistor TD1. That is, the gate width W of TD1 is adjusted so that this current becomes the same as the minimum required cell current at the time of reading, and the current value Icell is set. The solid line 21 is the voltage-current characteristic of the cell CC1, and the solid line
22 is a characteristic of the load transistor TN2. The point at which the current Icell passed by the current source depletion type transistor TD1 intersects with the solid line 21 is the potential V102 of the node 102, and FIG.
It appears as an output voltage at the middle node 101.

【0022】次に、セルトランジスタの加工がばらつ
き、ゲート長Lが小さくなった時を考える。このときセ
ル電流は増加し破線23に示すような特性となり、出力の
バイアス電圧Vbはこれに伴い減少し(V23)、ソフト
ライトが緩和されるが、セル電流はIcellを確保してい
るため読み出し時間に劣化はない。
Next, consider the case where the processing of the cell transistor is varied and the gate length L is reduced. At this time, the cell current increases and has a characteristic as shown by a broken line 23, and the output bias voltage Vb decreases (V23) accordingly, and the soft write is alleviated. However, since the cell current secures Icell, the reading is performed. There is no deterioration in time.

【0023】逆にゲート長Lが大きくなった場合には、
破線24に示すような特性となり、出力のバイアス電圧V
bは増加するが、Lが大きい場合にはソフトライトは比
較的起きにくいため、ある程度までのVbの上昇は許容
でき、かわりにセル電流が確保できるため従来技術で制
御した時に比べて読み出し時間を速くすることができ
る。
On the contrary, when the gate length L becomes large,
The characteristic is as shown by the broken line 24, and the output bias voltage V
Although b increases, when L is large, soft write is relatively unlikely to occur, so that a certain increase in Vb can be tolerated and the cell current can be secured instead. Can be fast.

【0024】しかし、この破線24で示した特性よりLが
大きく、セル電流が得られない場合、それでもセル電流
を確保しようとするとVbが急激に上昇することが図2
から予想される。それを防ぐため、リミッタ機能として
電圧値制限回路VLCがあり、ソフトライトの限界電圧
VlimtよりVbの電位が上昇しないように制御される。
電圧値制限回路VLCはソフトライトの限界電圧Vlmt
以上になると逆方向電流を流し始めるように例えばツェ
ナーダイオード等を用いることで実現できる。またTN
2 はビット線電圧制御用のトランジスタTN1 と同じ特
性のトランジスタを用いるため、このトランジスタの加
工がばらついた場合でもばらつきを吸収し、最適な基準
バイアス電圧Vbを発生することができる。
However, when L is larger than the characteristic shown by the broken line 24 and the cell current cannot be obtained, it is still possible to rapidly increase Vb when trying to secure the cell current.
Expected from. In order to prevent this, there is a voltage value limiting circuit VLC as a limiter function, which is controlled so that the potential of Vb does not rise above the soft writing limit voltage Vlimt.
The voltage limit circuit VLC is the soft write limit voltage Vlmt.
In the above case, it can be realized by using, for example, a Zener diode so that the reverse current starts to flow. Also TN
Since 2 uses a transistor having the same characteristics as the transistor TN1 for controlling the bit line voltage, even if the processing of this transistor varies, the variation can be absorbed and the optimum reference bias voltage Vb can be generated.

【0025】図3は第2の実施例の構成を示す回路図で
ある。これは図1中の電流源回路としてのデブレッショ
ン型トランジスタTD1 の代わりにP型トランジスタの
カレントミラー回路とオペアンプ回路に置き換えたもの
であり、動作原理は図1の実施例と同様である。電流源
回路としてさらなる精度を持たせるための構成である。
すなわち、PチャネルMOSトランジスタTP1 ,TP
2 のソースが共通にVDDに、ゲートが共通接続されて電
流制御側ノードCに接続され、電流制御用のMOSトラ
ンジスタTN3 のドレインに接続されている。トランジ
スタTN3 のゲートはオペアンプOPの出力によって制
御される。すなわち、オペアンプOPの反転入力はトラ
ンジスタTN3 のソースに、非反転入力は基準電圧Vre
f に接続される。そして、トランジスタTN3 のソース
は抵抗R2 を介して接地される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the second embodiment. This is obtained by replacing the depletion type transistor TD1 as the current source circuit in FIG. 1 with a current mirror circuit of a P-type transistor and an operational amplifier circuit, and the operating principle is the same as that of the embodiment of FIG. This is a configuration for providing further accuracy as a current source circuit.
That is, the P-channel MOS transistors TP1 and TP
The sources of 2 are commonly connected to VDD, their gates are commonly connected to the current control side node C, and are connected to the drain of the current control MOS transistor TN3. The gate of the transistor TN3 is controlled by the output of the operational amplifier OP. That is, the inverting input of the operational amplifier OP is the source of the transistor TN3, and the non-inverting input is the reference voltage Vre.
connected to f. The source of the transistor TN3 is grounded via the resistor R2.

【0026】なお、定電流源を構成する手段は上記デブ
レッション型トランジスタを用いる方法やオペアンプ回
路を用いる方法に限られるものではなく他の手段を用い
ても同様の効果を得ることが出来る。また、電圧制限回
路についても同様で上記ツェナーダイオードを用いた方
法に限られるものではない。
The means for forming the constant current source is not limited to the method using the depletion type transistor or the method using the operational amplifier circuit, and the same effect can be obtained by using other means. The same applies to the voltage limiting circuit, which is not limited to the method using the Zener diode.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
不揮発性半導体メモリを作製する際、ばらつきがあった
場合でも書き込み時間をできるだけ劣化させずにソフト
ライトを軽減する最適なビット線電位を与えるための基
準バイアス電位を自己整合的に発生することができ、製
造上の歩留まりの向上、信頼性の向上が図れる。また従
来技術では最悪条件を保証できるように基準バイアス電
圧を設定する必要があるのに対して本発明では電圧制限
回路により、最悪条件より高めに基準バイアス電圧を設
定することができるため従来より高速な読み出し動作が
実現される。
As described above, according to the present invention,
When manufacturing a non-volatile semiconductor memory, even if there are variations, it is possible to self-align the reference bias potential for giving the optimum bit line potential that reduces the soft write without degrading the writing time as much as possible. It is possible to improve the manufacturing yield and reliability. Further, in the prior art, it is necessary to set the reference bias voltage so as to guarantee the worst condition, whereas in the present invention, the reference bias voltage can be set higher than the worst condition by the voltage limiting circuit, so that it is faster than the conventional one. Read operation is realized.

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

【図1】この発明の一実施例による不揮発性半導体記憶
装置の要部を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main part of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中の回路の負荷曲線を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a load curve of the circuit in FIG.

【図3】第2の実施例の構成を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図4】不揮発性メモリの記憶内容を電圧として読み出
す最も簡単な回路図。
FIG. 4 is a simplest circuit diagram for reading the stored contents of a nonvolatile memory as a voltage.

【図5】ソフトライトが回避できるビット線のクランプ
回路回図。
FIG. 5 is a circuit diagram of a clamp circuit of a bit line that can avoid soft writing.

【図6】図5中の回路の負荷曲線を示す特性図。6 is a characteristic diagram showing a load curve of the circuit in FIG.

【図7】従来の基準バイアス電圧発生回路を示す回路
図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional reference bias voltage generation circuit.

【符号の説明】 TN1 ,TN2 …NチャネルMOSトランジスタ、MC
1 …不揮発性のメモリセル、TD1 …デプレッション型
トランジスタ、CC1 …制御用のセルトランジスタ、V
LC…電圧制限回路
[Explanation of symbols] TN1, TN2 ... N-channel MOS transistor, MC
1 ... Non-volatile memory cell, TD1 ... Depletion type transistor, CC1 ... Control cell transistor, V
LC ... Voltage limiting circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 29/792

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷蓄積層を有し、その電荷蓄積状態に
よってしきい値に変動をきたし、そのしきい値に応じた
データを記憶する不揮発性のメモリセルトランジスタ
と、 前記メモリセルトランジスタのドレインにつながるビッ
ト線と、 前記メモリセルトランジスタのゲートにつながるワード
線と、 ドレインが抵抗素子を介して第1電源に接続され、ソー
スが前記ビット線に接続された第1のMOSトランジス
タと、 前記第1のMOSトランジスタのゲートにつながる制御
線と第1電源の間に設けられた定電流源回路と、 前記制御線にドレインとゲートが接続され前記第1のM
OSトランジスタと特性が同様の第2のMOSトランジ
スタと、 前記第2のMOSトランジスタのソースと第2電源間に
ドレイン,ソース間が接続されゲートにメモリセルデー
タの読み出し時における選択されたワード線の電圧と同
じ電圧が供給される前記メモリセルトランジスタと同一
形状の制御用セルトランジスタと、 前記第2のMOSトランジスタにおけるゲート及びドレ
インが所定電位以上にならないようにするための電圧制
限回路とを具備し、 前記制御線を介して前記第1のMOSトランジスタのゲ
ートに基準バイアス電圧が印加され前記ビット線の電圧
を制御することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A non-volatile memory cell transistor having a charge storage layer, the threshold value of which changes depending on the charge storage state, and which stores data according to the threshold value, and a drain of the memory cell transistor. A bit line connected to the memory cell transistor, a word line connected to the gate of the memory cell transistor, a drain connected to a first power supply via a resistance element, and a source connected to the bit line, a first MOS transistor, A constant current source circuit provided between a control line connected to the gate of the first MOS transistor and a first power supply; and a drain and a gate connected to the control line to connect the first M
A second MOS transistor having characteristics similar to those of the OS transistor; a drain connected between the source of the second MOS transistor and the second power supply; and a source connected to the gate of the selected word line at the time of reading memory cell data. A control cell transistor having the same shape as the memory cell transistor supplied with the same voltage as the voltage; and a voltage limiting circuit for preventing the gate and drain of the second MOS transistor from reaching a predetermined potential or more. A nonvolatile semiconductor memory device, wherein a reference bias voltage is applied to the gate of the first MOS transistor via the control line to control the voltage of the bit line.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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