JPH097379A - ファウラ−ノルトハイム効果によってプログラム及び消去可能なeepromメモリ - Google Patents

ファウラ−ノルトハイム効果によってプログラム及び消去可能なeepromメモリ

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JPH097379A
JPH097379A JP17594296A JP17594296A JPH097379A JP H097379 A JPH097379 A JP H097379A JP 17594296 A JP17594296 A JP 17594296A JP 17594296 A JP17594296 A JP 17594296A JP H097379 A JPH097379 A JP H097379A
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cell
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JP17594296A
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Brigati Alessandro
ブリガティ アレサンドロ
Aulas Maxence
オラ マクサンス
Nicolas Demange
ドゥマンジュ ニコラ
Guedj Marc
ゲド マール
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記憶セルの制御がビットグループごとに選択
的になされるフォーラ−ノルドハイム効果によってプロ
グラム及び消去可能なEEPROMメモリ 【解決手段】 本発明のEEPROMメモリは、ワード
線及びビット線でマトリクス状に構成され、ワード線及
びビット線の交点に位置する記憶セルを具備している。
これらの記憶セルは、N形のフローティングゲート記憶
トランジスタ(TGF1〜TGFK)をそれぞれ備え、
セルグループ(CGR)毎にグループ選択トランジスタ
(TSG1)が設けられる。そして、このグループ選択
トランジスタにより、選択線(SL1)に現れる選択電
位に応じて、各グループの記憶トランジスタの制御ゲー
トを選択的に制御線(CL)に接続し、この制御線によ
って、この制御ゲートを、プログラミング、消去及び読
出の制御電位に強制することができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、EEPROMとし
て知られている電気的に消去可能でプログラム可能な読
出専用メモリに関する。本発明は、より詳細には、ファ
ウラ−ノルトハイム(Fowler-Nordheim )効果によって
プログラム及び消去可能なEEPROMに関する。
【0002】
【従来の技術】EEPROMの記憶セルは、一般に、フ
ローティングゲート記憶トランジスタ、並びに、この記
憶トランジスタのワード線及びビット線への接続を可能
化する選択トランジスタによって形成される。このよう
なEEPROMは、フローティングゲートトランジスタ
のフローティングゲートで電荷を不揮発的に貯蔵すると
いう原理を利用しており、書込(以下、「プログラミン
グ」という用語で表す)は、トンネル効果によりドレイ
ン又はソースからフローティングゲートに(或いは、フ
ローティングゲートからドレイン又はソースに)電子を
注入することによって行われ、消去は、トンネル効果に
よりフローティングゲートからドレイン又はソースに
(或いは、ドレイン又はソースからフローティングゲー
トに)電子を注入することによって行われる。フラッシ
ュEEPROMと呼ばれるEEPROMもよく知られて
いる。このメモリには、選択トランジスタがなく、記憶
トランジスタが、直接、ワード及びビット線に接続され
る。この場合、記憶セル群の全体的な消去が行われる。
このタイプのメモリは、等価な記憶容量を維持しつつメ
モリに要求されるサイズを減少することができる。
【0003】ドレイン(又はソース)から記憶トランジ
スタの制御ゲートへの電荷の注入は、従来技術では、こ
のトランジスタのドレイン(又はソース)をアース電位
に接続し、制御ゲートに比較的高い正電圧(+15ボルト
程度)を印加して吸引性電界(champ attrractif)発生
させ、そして、ソース(又はドレイン)に適当な正電圧
を印加して熱電子を発生させることによってなされる。
十分に大きい数の負電荷がフローティングゲートに収集
されたとき、フローティングゲートの電位は、トランジ
スタの閾値電位に到達し、読出モードにおける電流の通
過を防止する。
【0004】フローティングゲートからドレイン(又は
ソース)への電荷の注入は、ドレイン(又はソース)に
比較的高い正電圧(+15ボルト)を印加し、記憶トラン
ジスタの制御ゲートをアース電位に接続し、そして、ソ
ース(又はドレイン)をフローティング状態にすること
によってなされる。それで、負電荷は、フローティング
ゲートから抽出され、ファウラ−ノルトハイム効果によ
ってドレイン(又はソース)に向かう。フローティング
ゲートとドレイン(又はソース)との間の酸化物の厚さ
は、ファウラ−ノルトハイム効果による注入を可能にす
るのに十分な低い値をもつ。
【0005】このタイプのメモリは、特に、フローティ
ングゲートから電子の注入が行われるときに、次のよう
な欠点を有している:排出期間中のドレイン−基板電流
(或いはソース−基板電流)が、比較的高く、実際に
は、大容量メモリに対して、回路外部にある正の高電圧
電源を備える必要をもたらすこと、比較的高い逆電圧
が、排出期間中、ドレイン(又はソース)と基板との間
に発生し、実際には、セルの組込密度を低下させる二重
拡散をもつドレイン(又はソース)を使用する必要をも
たらすこと、及び、排出期間中ドレイン(又はソース)
上に比較的高い電圧を印加することによって、ドレイン
−基板接合(又はソース−基板接合)をもつ基板上での
アバランシ(なだれ)効果による熱正孔の発生の蓋然性
が増大し、これらの正孔は、フローティングゲートの下
に位置する薄い酸化物層に捕獲(トラップ)されるこ
と。このような現象のより詳細な内容については、アド
バンスマイクロデバイス社(Advance Micro Device In
c. )による米国特許第5,077,691 号明細書を参照され
たい。
【0006】上記明細書では、制御ゲートに比較的高い
負電圧(−12〜−17ボルト)を印加し、ソース上を比較
的低い正電圧(+0.5 〜+5ボルト)に強制し、基板を
アース電位に接続し、そして、ドレインを高インピーダ
ンス状態のままにしておくことによって、セルを消去す
ることが提案されている。このようにして、ファウラ−
ノルトハイム効果を誘導するとともに、逆のソース−基
板電圧を+5ボルトより低い値に維持する。ソースから
基板への漏洩電流が減少し、正の電圧(+5ボルト)の
単一外部電源でメモリに給電することができる。その
上、セルの表面積を制限する単一拡散から成るソースを
使用することができる。そして、熱正孔の発生をなくす
ことができ、これによって、メモリの信頼性を向上する
ことかできる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したも
のと同一タイプの動作を呈し、しかも、記憶セルの消去
がビットグループごとに選択的になされる構造を有する
EEPROMメモリを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、N及
びMを整数として、N本のワード線及びM本のビット線
でマトリクス状に構成され、次のものから成るEEPR
OMメモリを提供するものである:ワード線及びビット
線の交点に位置する記憶セルであって、電気的状態を記
憶するためのN形のフローティングゲート記憶トランジ
スタをそれぞれ備え、Kを整数として、K個のセルから
成るセルグループにグループ分けされており、そして、
同一のセルグループのセルが同一のワード線及びK本の
別々のビット線に接続されている記憶セル、選択電位及
び制御電位を搬送するために、前記セルグループに関係
付けられた第1の選択線及び制御線、並びに、自身のチ
ャネルを介して同一のセルグループの記憶トランジスタ
のフローティングゲートを制御線の1つに接続するため
に、セルグループ毎に設けられたP形の第1のグループ
選択トランジスタであって、このトランジスタに関係付
けられたセルグループのセルの内容についてプログラ
ム、消去或いは読出を行うことが要求されるとき、制御
ゲートが第1の選択線の1つに接続されている第1のグ
ループ選択トランジスタ。
【0009】提示された実施例では、このメモリは、選
択電位及び基準電位を搬送するために、セルグループに
関係付けられた第2の選択線及び基準線、並びに、自身
のチャネルを介して同一のセルグループの記憶トランジ
スタのフローティングゲートを基準線に接続を行うため
に、セルグループ毎に設けられたP形の第2のグループ
選択トランジスタであって、関連するセルグループのセ
ルの記憶トランジスタの制御ゲートが、このセルグルー
プに関係付けられた制御線から切離されるとき、この制
御ゲートの電位を非フローティング状態にするように動
作する第2のグループ選択トランジスタを具備してい
る。本発明の他の特別な特徴及び利点は、添付した図面
を用いた実施例についての以下の説明からより明瞭に理
解することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1には、本発明による第1の実
施例の概略的線図が示されている。この図は、Kを整数
として、K個の記憶セルから成るセルグループについて
消去可能であり、本発明に従って実現されるEEPRO
Mメモリの一部を示している。Kは、典型的には、
「8」である。
【0011】このメモリは、NおよびMを整数として、
N個のワード線WL及びM個のビット線BLでマトリク
ス状に構成されるものとする。このメモリは、ワード線
及びビット線の交点に位置する記憶セルを具備してお
り、各記憶セルは、2進の論理状態を表す電気的状態に
ある。同一のセルグループのセルは、同一のワード線の
1つ及びK本の別々のビット線に接続される。
【0012】図1には、ワード線WL及びこのワード線
に接続された記憶セルのグループCGRが示されてい
る。K個の各セル(図示せず)は、それぞれ、参照符号
BL1〜BLKで示されるK本のビット線の中の1つの
ビット線に接続される。本発明に従って実現されるメモ
リは、数万乃至数十万個という数の記憶セルを具備する
ことが理解されよう。
【0013】セルグループCGRのK個のセルは、それ
ぞれ、参照符号TS1〜TSKで示される選択トランジ
スタ、及び、参照符号TGF1〜TGFKで示されるフ
ローティングゲート記憶トランジスタを備える。上述の
例では、メモリは、MOS技術による標準的な方法でP
形基板をもとにして作製される。選択及び記憶トランジ
スタはN形トランジスタである。選択トランジスタTS
1〜TSKは、それぞれ、ドレインがビット線BL1〜
BLKに接続され、制御ゲートがワード線WLに接続さ
れ、ソースがトランジスタTGF1〜TGFKのドレイ
ンに接続される。選択トランジスタは、トランジスタT
GF1〜TGFKのドレインをビット線BL1〜BLK
に対して接続したり切離したりすることができる。
【0014】セルグループCGRのフローティングゲー
トトランジスタの制御ゲートは、互いに接続されてグル
ープ選択回路CSに接続されるが、この回路の構成につ
いては後述する。このメモリの記憶セルのフローティン
グゲートトランジスタTGF1〜TGFKのソースは、
すべて、共通ソース線SREFに接続されるものとす
る。
【0015】選択回路CSは、参照符号TSG1,TS
G2でそれぞれ示され、「グループ選択トランジスタ」
と呼ばれる第1のトランジスタ及び第2のトランジスタ
を備えている。これらのトランジスタは、P形トランジ
スタであり、ドレインが互いに接続されてトランジスタ
TGF1〜TGFKの制御ゲートに接続される。
【0016】第1のグループ選択トランジスタTSG1
は、参照符号CLで示されて「制御線」と呼ばれる線に
ソースが接続され、参照符号SL1で示されて「選択
線」と呼ばれる第1の線に制御ゲートが接続される。
【0017】第2のグループ選択トランジスタTSG2
は、参照符号LREFで示されて「基準線」と呼ばれる
線にソースが接続され、参照符号SL2で示されて「選
択線」と呼ばれる第2の線に制御ゲートが接続される。
【0018】これら2つのグループ選択トランジスタT
SG1,TSGは、参照符号BULで示される共通ウェ
ル線にウェルが接続される。このメモリのセルグループ
に関連するグループ選択トランジスタのウェルは、すべ
て、この線BULに接続され、各セルグループは、関連
する選択回路が2つのグループ選択トランジスタから成
るように構成されるものとする。
【0019】線CL,LREF,SL1,SL2によっ
て、記憶トランジスタTGF1〜TGFKの制御ゲート
を、セルの内容を読出、消去或いはプログラムするため
に、これらのトランジスタを含むセルを選択されるのか
否かに応じて、異なる電位に到らしめることができる。
【0020】このメモリは次の回路を具備している:共
通ソース線SREFに接続され、このソース線の電位を
制御するソーススイッチング回路SW−S、N本のワー
ド線WLの1つにそれぞれ接続され、これらのワード線
の電位を制御するN個のワード線スイッチング回路SW
−WL、M本のビット線BLの1つにそれぞれ接続さ
れ、これらのビット線の電位を制御するM個のビット線
スイッチング回路SW−BL、第1及び第2の選択線に
それぞれ接続され、これらの選択線の電位を制御する第
1及び第2の選択線スイッチング回路SW−SL1,S
W−SL2、及び、共通ウェル線BULに接続され、こ
のウェル線の電位を制御するウェルスイッチング回路S
W−S。
【0021】上述したように、セルの内容は、フローテ
ィングゲートトランジスタの電気的特性によって決定さ
れる。より詳細にいうと、セルの内容は、フローティン
グゲートにおける電子の存在又は不在に関係して与えら
れる。セルの読出モードでは、正の読出電圧がフローテ
ィングゲートトランジスタのドレイン上に強制され、こ
のセルの選択トランジスタがオンし、フローティングゲ
ートトランジスタのソースがアース電位に接続される。
この記憶トランジスタは、制御ゲートが適当な方法で正
バイアスされており、フローティングゲートにおける電
子の存在又は不在に従って、記憶トランジスタのチャネ
ルを通流する電流は値が多少とも変化する。関連するビ
ット線に通流するこの電流を基準電流と比較することに
よって、セルの電気的状態、従って、内容情報が決定さ
れる。
【0022】上述の例において、例えば、電子の存在は
消去された状態を表し、電子の不在はプログラムされた
状態を表すものと仮定する。これと逆の取決めを設定す
ることもできる。また、本発明は、特に、メモリマップ
のアーキテクチャに関係するので、ここでは、従来方法
でメモリを構成する装置(読出増幅器、ワード線デコー
ダ、ビット線デコーダ、等々)については説明を省略す
る。
【0023】セルに関する動作は、3つのタイプに分け
ることができる。「プログラミングモード」と呼ばれる
第1のモードでは、記憶トランジスタのフローティング
ゲートからの電子がそのドレインに注入される。「消去
モード」と呼ばれる第2のモードでは、記憶トランジス
タのドレインからの電子がそのフローティングゲートに
注入される。「読出モード」と呼ばれる第3のモードで
は、記憶トランジスタがターンオンするようにバイアス
され、そのチャネルを通流する電流の値はそのフローテ
ィングゲートの電気的状態に依存する。
【0024】これらの異なるモードにおいて、選択線S
L1,SL2、制御線CL、基準線LREF、共通ソー
ス線SREF、共通ウェル線BUL、ワード線WL及び
ビット線BLは、異なる電位を持つようになっている。
【0025】この実施例では、次のような電位が用いら
れる:アース電位GND=0〔V〕、及び、電源電位V
CC=+5〔V〕(外部から給電)、消去電位VPP=
+15〔V〕、プログラミング電位HVN=−8〔V〕、
プログラミング制御電位HVH=−10〔V〕、プログラ
ミングモードにおけるワード線選択電位VP=+7
〔V〕、読出モードにおけるビット線選択電位VS=+
2〔V〕、及び、読出制御電位VREAD=+2.3
〔V〕。HiZは、高インピーダンス状態を表すものと
する。
【0026】典型的には、電位GND,VCCは、メモ
リの接続ピンにて使用可能である。他の電位は、好まし
くは、メモリ内部で生成され、それによって、メモリの
接続ピン数を制限することができる。絶対値がVCCの
値より大きい電位は、典型的には、「チャージポンプ」
と呼ばれる電圧逓倍回路により生成され、このような回
路の作製は当業者において周知である。
【0027】ソーススイッチング回路SW−Sは、共通
ソース線SREFの電位をアース電位GNDとするか、
或いは、この線を高インピーダンス状態とすることがで
きる。N個のワード線スイッチング回路SW−WLは、
ワード線WLの電位を電位VCC,VP,GNDの1つ
とすることができる。M個のビット線スイッチング回路
SW−BLは、ビット線BLの電位を電位VCC,V
S,GNDの1つとするか、或いは、これらの線を高イ
ンピーダンス状態とすることができる。
【0028】第1の選択線スイッチング回路SW−SL
1は、第1の選択線SL1の電位を電位VCC,VP
P,HVH,GNDの1つとすることができる。第2の
選択線スイッチング回路SW−SL2は、第2の選択線
SL2の電位を電位VCC,VPP,GNDの1つとす
ることができる。ウェルスイッチング回路SW−BUL
は、共通ウェル線BULの電位をVCC,VPP,VR
EADとすることができる。そして、基準線LREF
は、電位VREADに保持される。これらのスイッチン
グ回路は、その作製については当業者にとって困難なこ
とではないので、詳細には説明しない。
【0029】メモリには、N本の制御線が備えられて、
同一のワード線WLに接続された全てのセルグループ
で、各グループの第1のグループ選択トランジスタTS
G1が同一の制御線に接続されるようにする。
【0030】スイッチング回路SW−CL,SW−SL
1は、同一のワード線WLに接続されるセルグループの
みがこのワード線に関連する制御線CLに同時に接続さ
れるように、都合よく制御される。このように処理する
ことによって、制御線CLに同時に接続されるフローテ
ィングゲートトランジスタの制御ゲート数がK個に制限
される。その結果、この線CLにより観察される誘導等
価容量が制限される。従って、この線に接続された制御
ゲートのためのこの線の電位に確立する時間が制限され
る。
【0031】各セルがK本の同一のビット線に接続され
たセルグループでは、各グループの第1のグループ選択
トランジスタTSG1が同一の第1の選択線SL1に接
続される。その結果、K本のビット線に対して1本の第
1の選択線SL1が存在し、それ故、メモリの寸法が制
限される。
【0032】同様に、密度の配慮のために、各セルがK
本の同一のビット線に接続されたセルグループでは、各
グループの第2のグループ選択トランジスタTSG2が
同一の第2の選択線SL2に接続される。それで、K本
のビット線に対して1本の第2の選択線SL2が存在す
る。
【0033】各セルがK本の同一のビット線に接続され
たセルグループでは、各グループの第2のグループ選択
トランジスタTSG2が同一の基準線LREFに接続さ
れる。それで、K本のビット線に対して1本の基準線L
REFが存在し、それ故、メモリの寸法が制限される。
各グループの間にビット線に並行に走る基準線を作り、
それによって、たった1本の基準線を備えるようにする
ことができることに注目すべきである。もちろん、これ
らの基準線には絶えず同一の電圧VREADが印加され
る。
【0034】基準線LREFは、各グループのセルのフ
ローティングゲートトランジスタの制御ゲートが制御線
CLから切離されるとき、これらの制御ゲートの電位が
非フローティング状態になるようにするのに用いられ
る。これによって、容量性結合により変更される記憶ト
ランジスタの電気的状態が乱されるのを回避する。この
ような乱れは、セルによって大きさが多少とも変化する
この特性に変動を引起こし、望ましくない。実際には、
読出モードでのセルの挙動は変動的であり、これによっ
て、応答時間の変動、更には、セルの情報内容に関する
不確実性を引起こす。
【0035】有利な方法として、ビット線がK本の線か
ら成るセットでグループ分けされているので、これらの
セットを2組ずつにグループ化し、各セルが、それぞれ
K本のビット線から成り互いにグループ化された2組の
Kビット線セットの何れかの組に接続されるようなセル
グループでは、各セルグループの第2のグループ選択ト
ランジスタTSG2が同一の基準線LREFに接続され
るようにすることができる。それで、基準線のための寸
法が半分になる。これは図4に示され、この図に示され
るように、2つの選択回路CS1 ,CS2 が同一の制御
線CLに接続される。回路CS1 ,CS2 は、第1選択
線SL11 ,SL12 、第2選択線SL21 ,SL
2 、及び、回路CS1 ,CS2 間に置かれた基準線L
REFに、選択的に接続される。
【0036】基準線をワード線及び制御線に並行に配置
することもできる。このような例は、図3に示されてい
る。同一のワード線に接続されたセルグループでは、そ
れらのグループの第2のグループ選択トランジスタが同
一の基準線に接続される。この場合、ワード線は、同様
にそして有利な方法として、2組ずつにグループ化され
て、各セルが互いにグループ化された2本のワード線の
何れかに接続されるようなセルグループでは、メモリの
集密度の点から、第2のグループ選択トランジスタが同
一の基準線に接続される。それで、図3には、回路CS
1 ,CS2 が、制御線CL1 ,CL2 、ワード線W
1 ,WL2 、及び、共通基準線LREFに、それぞれ
接続されることが示されている。
【0037】基準線をビット線に並行に置くか或いはワ
ード線に並行に置くかの選択は、ビット線及びワード線
の数、表面積、及び、メモリに考えられている形式に依
存する。実際には、ビット線は第1の金属化層上に作ら
れる。もちろん、選択線はこのビット線に並行に延び、
金属化層の数が制限されるように望まれる場合、これら
のビット線についても、同様とすることができる。
【0038】制御線は第2の金属化層上に作られる。実
際、制御線はワード線に並行に延びるので、これらの線
を、異なる金属化層上に作って、相互間で回路短絡を生
じるのを回避する必要がある。2本の金属化層が利用可
能である範囲内で、ワード線をポリシリコン層よりはむ
しろ第2の金属化層上に作るのが得策である。もちろ
ん、金属線についての抵抗性は非常に低いので、加熱及
び所望電位に対する安定化時間を制限する。
【0039】基準線については、選ばれたオプションに
従って、第1又は第2の金属化層上に作られる。説明で
は第1及び第2の金属化層として述べているが、物理的
に、これらの層をそれぞれ互いに上部及び下部として作
製することができる。次に、メモリの動作について、特
に、選択された動作モードに応じて種々の導電線に現れ
る電位について、説明する。
【0040】1.プログラミングモード 或るセルグループCGR中の1個又はそれより多い個数
のセルをプログラムすること、即ち、当該セルの記憶ト
ランジスタのフローティングゲートからドレインに電子
を注入することが望まれる場合、各スイッチング回路は
次のように作動される:共通ソース線は高インピーダン
ス状態におかれ、共通ウェル線には電位VREADが与
えられ、関係するセルに接続されたビット線BL1〜B
LKには、電位VCCが与えられ、当該セルグループが
接続されるワード線WLには、電位VCCより高い電
位、例えば、電位VPが与えられ、これによって、プロ
グラムされるべきセルに関連する選択トランジスタはオ
ンし、これらのセルの記憶トランジスタのドレインに電
位VCCが与えられ、制御線CLには電位HVNが与え
られ、第1の選択線には、電位HVNより低い電位、例
えば、電位HVHが与えられて、第1のグループ選択ト
ランジスタがオンするようにし、これによって、プログ
ラミングに関係するセルグループの記憶トランジスタの
制御ゲートに電位HVNが与えられ、そして、第2の選
択線には、電位VREADより高い電位、例えば、電位
VCCが与えられて、第2のグループ選択トランジスタ
がオフするようにする。
【0041】そこで、プログラムされるべきトランジス
タのフローティングゲートとドレインとの間には、約−
13〔V〕の反撥性電界が創成される。電位HVN=−15
〔V〕に選び、ビット線に電位VCCを与えることもで
きたということが分かる。好ましい解決法は、生成され
る負電位の絶対値を制限することによって、VCCをも
とにして電位生成するために必要なポンプ段数を減少さ
せるような解決法である。
【0042】プログラムされるべきセルが接続されるビ
ット線とは別のK本のビット線に接続されるセルグルー
プに対しては、次のように電位が与えられる:第1の選
択線には、電位HVNより高い電位、例えば、電位VC
Cが与えられて、第1のグループ選択トランジスタはど
れもオンしないようにし、そして、第2の選択線には、
電位VREADより低い電位、例えば、電位GNDが与
えられて、第2のグループ選択トランジスタがオンする
(従って、フローティングゲートトランジスタの制御ゲ
ートが基準線LREFに現れる電位VREADを受け
る)ようにする。
【0043】プログラムされるべきセルが接続されるワ
ード線とは別のワード線に接続されるセルグループに対
しては、次のように電位が与えられる:対応する制御線
CLには、電位VREADが与えられ、そして、対応す
るワード線には、電位GNDが与えられる。
【0044】このようにして、プログラムされるべきセ
ルグループのセルに対しては、VCCを選択トランジス
タのドレインに強制し、(選択トランジスタをオンする
ために)VPを選択トランジスタの制御ゲートに強制
し、そして、(記憶トランジスタのフローティングゲー
トからドレインに電子を注入するために)HVNを記憶
トランジスタの制御ゲートに強制する。
【0045】同一のワード線に接続される異なるセルグ
ループのセルに対しては、GND(又は高インピーダン
ス状態)を選択トランジスタのドレインに強制し、VP
を選択トランジスタの制御ゲートに強制し、そして、V
READを記憶トランジスタの制御ゲートに強制してフ
ローティングゲートからドレインに電子が注入されない
ようにする。
【0046】同一のビット線に接続される異なるセルグ
ループのセルに対しては、VCCを選択トランジスタの
ドレインに強制し、GNDを選択トランジスタの制御ゲ
ートに強制し(選択トランジスタをオフするように
し)、そして、VREADを記憶トランジスタの制御ゲ
ートに強制する。
【0047】異なるワード線及びビット線に接続される
セルグループのセルに対しては、GND(又は高インピ
ーダンス状態)を選択トランジスタのドレインに強制
し、GNDを選択トランジスタの制御ゲートに強制し、
そして、VREADを記憶トランジスタの制御ゲートに
強制する。
【0048】2.消去モード 或るセルグループCGR中のセルを消去すること、即
ち、当該セルの記憶トランジスタのドレインからフロー
ティングゲートに電子を注入することが望まれる場合、
各スイッチング回路は次のように作動される:共通ソー
ス線には電位GNDが与えられ、共通ウェル線には電位
VPPが与えられ、当該セルグループが接続されるワー
ド線WLには、電位VCCが与えられ、メモリの全ての
ビット線には電位GNDが与えられ(これらの線をフロ
ーティング状態にしておくこともできる)、従って、消
去されるセルに関連する選択トランジスタがオンし、制
御線CLには電位VPPが与えられ、消去されるべきセ
ルグループの第1の選択線には、電位VPPより低い電
位、例えば、電位GNDが与えられ、それ故、第1のグ
ループ選択トランジスタがオンして、セルグループCG
Rの記憶トランジスタの制御ゲートに電位VPPが与え
られ、それによって、およそ+15〔V〕の吸引性電界が
消去されるべきトランジスタのフローティングゲートと
ドレインとの間に創成され、そして、第2の選択線に
は、電位VREADより高い電位、例えば、電位VPP
が与えられて、第2のグループ選択トランジスタがオフ
するようにする。
【0049】消去されるべきセルが接続されるビット線
とは別のK本のビット線に接続されるセルグループに対
しては、次のように電位が与えられる:第1の選択線に
は、電位VPPが与えられ、そして、第2の選択線に
は、電位VREADより低い電位、例えば、電位GND
が与えられて、第2のグループ選択トランジスタがオン
する(従って、フローティングゲートトランジスタの制
御ゲートが電位VREADを受ける)ようにする。
【0050】消去されるべきセルが接続されるワード線
とは別のワード線に接続されるセルグループに対して
は、次のように電位が与えられる:対応する制御線に
は、電位VREADが与えられ、そして、対応するワー
ド線には、電位GNDが与えられる。
【0051】このようにして、消去されるべきセルグル
ープのセルに対しては、GNDを選択トランジスタのド
レインに強制し、(選択トランジスタをオンするため
に)VCCを選択トランジスタの制御ゲートに強制し、
そして、VPPを記憶トランジスタの制御ゲートに強制
して、吸引性電界を生成するようにする。
【0052】同一のワード線に接続される異なるセルグ
ループのセルに対しては、GNDを選択トランジスタの
ドレインに強制し、VCCを選択トランジスタの制御ゲ
ートに強制し、そして、VREADを記憶トランジスタ
の制御ゲートに強制して、フローティングゲートとドレ
インとの間の電位差が記憶トランジスタの内容を消去す
るには不十分なものとする。
【0053】同一のビット線に接続される異なるセルグ
ループのセルに対しては、GNDを選択トランジスタの
ドレインに強制し、GNDを選択トランジスタの制御ゲ
ートに強制し、そして、VREADを記憶トランジスタ
の制御ゲートに強制する。
【0054】異なるワード線及びビット線に接続される
セルグループのセルに対しては、GNDを選択トランジ
スタのドレインに強制し、GNDを選択トランジスタの
制御ゲートに強制し、そして、VREADを記憶トラン
ジスタの制御ゲートに強制する。
【0055】3.読出モード 或るセルグループCGR中のセルを読出すことが望まれ
る場合、各スイッチング回路は次のように作動される:
共通ソース線には電位GNDが与えられ、共通ウェル線
には電位VCCが与えられ、全ての制御線CLには電位
VREADが与えられ、読出されるべきセルが接続され
るワード線WLには、電位VSより高い電位、例えば、
電位VCCが与えられて、読出されるセルの選択トラン
ジスタがオンするようにし、当該セルが接続されるビッ
ト線には電位VSが与えられ、他のビット線は高インピ
ーダンス状態にしておき、第1の選択線には、電位VR
EADより低い電位、例えば、電位GNDが与えられ
て、読出されるべきセルグループの第1のグループ選択
トランジスタがオンするようにし、そして、第2の選択
線には、電位VREADより高い電位、例えば、電位V
CCが与えられて、読出されるべきセルグループの第2
のグループ選択トランジスタがオフし、それによって、
対応する制御線の切離しができるようにする。
【0056】読出されるべきセルが接続されるビット線
及びワード線に対して、前者とは別のK本のビット線、
及び、後者と同一のワード線に接続されるセルグループ
に対しては、次のように電位が与えられる:第1の選択
線には、電位VREADより高い電位、例えば、電位V
CCが与えられて、第1のグループ選択トランジスタが
オフするようにし、そして、第2の選択線には、電位V
READより低い電位、例えば、電位GNDが与えられ
て、第2のグループ選択トランジスタがオンする(従っ
て、このセルグループのフローティングゲートトランジ
スタの制御ゲートが電位VREADを受ける)ようにす
る。読出されるべきセルが接続されるワード線とは別の
ワード線に接続されるセルグループに対しては、対応す
るワード線に電位GNDが与えられる。
【0057】このようにして、読出されるべきセルに対
しては、VSを選択トランジスタのドレインに強制し、
(選択トランジスタをオンするように)VCCを選択ト
ランジスタの制御ゲートにに強制し、そして、(記憶ト
ランジスタもオンするように)VREADを記憶トラン
ジスタの制御ゲートに強制する。
【0058】同一のワード線に接続された別のセルに対
しては、高インピーダンス状態を選択トランジスタのド
レインに強制し、VCCを選択トランジスタの制御ゲー
トに強制し、そして、VREADを記憶トランジスタの
制御ゲートに強制する。
【0059】同一のビット線に接続された異なるセルグ
ループのセルに対しては、VSを選択トランジスタのド
レインに強制し、(選択トランジスタをオフするよう
に)GNDを選択トランジスタの制御ゲートに強制し、
そして、VREADを記憶トランジスタの制御ゲートに
強制する。
【0060】異なるワード線及びビット線に接続される
異なるセルグループのセルに対しては、高インピーダン
ス状態を選択トランジスタのドレインに強制し、GND
を選択トランジスタの制御ゲートに強制し、そして、V
READを記憶トランジスタの制御ゲートに強制する。
【0061】簡潔化のために、各スイッチング回路の制
御回路について詳細に説明していない。典型的には、こ
れらの制御回路は、選ばれたモード、選択されるワード
線及び選択されるビット線に応じて制御信号を生成する
慣用形の論理回路である。メモリの動作(更に詳細に
は、選ばれたモードに応じたスイッチング回路のスイッ
チング位置)について説明してきたので、当業者には、
このような制御回路を実現するのに格別の困難性がな
い。
【0062】第2の選択線及び基準線に言及して説明し
てきたけれども、これらの線の存在は、厳密には、記憶
セルのプログラム、消去及び読出に必要がないことが分
かる。既述したように、これらの線の機能は、単に、い
かなる状況においても、記憶トランジスタの制御ゲート
に規定の電位が確実に現れるようにすることだけにあ
る。これらの制御ゲートをフローティング状態のままに
しておく場合には、選択回路に1つのトランジスタのみ
を設け、第2の選択線及び基準線を除去することができ
る。このような例は、メモリに要求される寸法を減少す
ることができるものであり、図2に示される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第1の実施例の概略的線図を示す
図。
【図2】第2の選択線及び基準線を除去した本発明によ
る第2の実施例の概略的線図を示す図。
【図3】ワード線を2組ずつグループ分けした本発明に
よる第3の実施例の概略的線図を示す図。
【図4】ビット線を2組ずつグループ分けした本発明に
よる第4の実施例の概略的線図を示す図。
【符号の説明】
CGR K個の記憶セルから成るセルグループ、 TS1〜TSK 選択トランジスタ、 TGF1〜TGFK フローティングゲート記憶トラン
ジスタ、 WL,WL1 ,WL2 ワード線(全部で、N本)、 SW−WL,SW−WL1 ,SW−WL2 ワード線の
電位を制御するワード線スイッチング回路、 BL1〜BLK K本のビット線、 SW−BL1〜SW−BLK ビット線(BL;全部
で、M本)の電位を制御するビット線スイッチング回
路、 CS,CS1 ,CS2 グループ選択回路、 TSG1,TSG2 第1及び第2のグループ選択トラ
ンジスタ、 CL,CL1 ,CL2 制御線、 SW−CL,SW−CL1 ,SW−CL2 制御線の電
位を制御する制御線スイッチング回路、 LREF 基準線、 SW−S 共通ソース線SREFの電位を制御するソー
ススイッチング回路、 SL1,SL11 ,SL12 第1の選択線、 SW−SL1,SW−SL11 ,SW−SL12 第1
の選択線の電位を制御する第1の選択線スイッチング回
路、 SL2,SL21 ,SL22 第2の選択線、 SW−SL2,SW−SL21 ,SW−SL22 第2
の選択線の電位を制御する第2の選択線スイッチング回
路、 SW−S 共通ウェル線BULの電位を制御するウェル
スイッチング回路、 VPP 消去電位(例えば、+15〔V〕)、 VP プログラミングモード時のワード線選択電位(例
えば、+7〔V〕)、 VCC 電源電位(例えば、+5〔V〕)、 VREAD 読出制御電位(例えば、+2.3 〔V〕)、 VS 読出モード時のビット線選択電位(例えば、+2
〔V〕)、 GND アース電位(0〔V〕)、 HVN プログラミング電位(例えば、−8〔V〕)、 HVH プログラミング制御電位(例えば、−10
〔V〕)、 HiZ 高インピーダンス状態。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マクサンス オラ フランス国 42370 サン アオン ル ヴューピック シャルマン (番地なし) (72)発明者 ニコラ ドゥマンジュ フランス国 57160 レズィ リュ シャ テル サン−ジェルマン 23 (72)発明者 マール ゲド フランス国 30130 ポン−サン−テスプ リ リュ ペ. テラン 14

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N及びMを整数として、N本のワード線
    (WL)及びM本のビット線(BL)でマトリクス状に
    構成されるファウラ−ノルトハイム効果によってプログ
    ラム及び消去可能なEEPROMメモリにおいて、 前記ワード線(WL)及びビット線(BL)の交点に位
    置する記憶セルであって、電気的状態を記憶するための
    N形のフローティングゲート記憶トランジスタ(TGF
    1〜TGFK)をそれぞれ備え、Kを整数として、K個
    のセルから成るセルグループにグループ分けされてお
    り、そして、同一セルグループ(CGR)のセルが同一
    のワード線及びK本の別々のビット線に接続されている
    記憶セル、 選択電位(VPP,VCC,NVH,GND)、及び、
    プログラムと消去と読出の制御電位(VPP,HVN,
    VREAD)を搬送するために、前記セルグループに関
    係付けられた第1の選択線(SL1)及び制御線(C
    L)、並びに、 自身のチャネルを介して同一セルグループの記憶トラン
    ジスタのフローティングゲートを前記制御線の1つに接
    続するために、セルグループ毎に設けられたP形の第1
    のグループ選択トランジスタ(TSG1)であって、こ
    のトランジスタに関係付けられたセルグループのセルの
    内容についてプログラム、消去或いは読出を行うことが
    要求されるとき、制御ゲートが前記第1の選択線の1つ
    に接続されている第1のグループ選択トランジスタ(T
    SG1)から成ることを特徴とするメモリ。
  2. 【請求項2】 N本の制御線を具備しており、同一のワ
    ード線に接続された全てのセルグループでは、前記第1
    のグループ選択トランジスタが同一の制御線に接続され
    るようになされていることを特徴とする請求項1に記載
    のメモリ。
  3. 【請求項3】 前記第1の選択線及び制御線に前記選択
    電位及び制御電位を搬送させるためのスイッチング手段
    (SW−CL,SW−CL1)を具備しており、同一の
    ワード線に接続された1つのセルグループのみがこのワ
    ード線に関係付けられた制御線に同時に接続されるよう
    になされていることを特徴とする請求項2に記載のメモ
    リ。
  4. 【請求項4】 各セルがK本の同一のビット線に接続さ
    れたセルグループでは、前記第1のグループ選択トラン
    ジスタが同一の第1の選択線に接続されることを特徴と
    する請求項2又は3に記載のメモリ。
  5. 【請求項5】 前記選択電位(VPP,VCC,GN
    D)及び基準電位(VREAD)を搬送するために、前
    記セルグループに関係付けられ、少なくとも1本の基準
    線(LREF)を備えた第2の選択線(SL2)、及
    び、 自身のチャネルを介して同一のセルグループの記憶トラ
    ンジスタ(TGF1〜TGFK)のフローティングゲー
    トを前記基準線(LREF)に接続を行うために、セル
    グループ毎に設けられたP形の第2のグループ選択トラ
    ンジスタ(TSG2)であって、関連するセルグループ
    のセルの記憶トランジスタの制御ゲートが、このセルグ
    ループに関係付けられた制御線(CL)から切離される
    とき、この制御ゲートの電位を非フローティング状態に
    するように動作する第2のグループ選択トランジスタ
    (TSG2)を具備することを特徴とする請求項1〜4
    の何れか1項に記載のメモリ。
  6. 【請求項6】 各セルがK本の同一のビット線に接続さ
    れたセルグループでは、前記第2のグループ選択トラン
    ジスタが同一の基準線に接続されることを特徴とする請
    求項5に記載のメモリ。
  7. 【請求項7】 前記ビット線は、K本のビット線から成
    るセットにグループ分けされ、これらKビット線のセッ
    トが2組ずつにグループ化されており、互いにグループ
    化された2組のKビット線のセットの内の1組に各セル
    が接続される関係にあるセルグループでは、前記第2の
    グループ選択トランジスタが同一の基準線に接続されて
    いることを特徴とする請求項6に記載のメモリ。
  8. 【請求項8】 各セルがK本の同一のビット線に接続さ
    れたセルグループでは、前記第2のグループ選択トラン
    ジスタが同一の第2の選択線に接続されることを特徴と
    する請求項5〜7の何れか1項に記載のメモリ。
  9. 【請求項9】 同一のワード線に接続されたセルグルー
    プでは、前記第2のグループ選択トランジスタが同一の
    基準線に接続されることを特徴とする請求項5に記載の
    メモリ。
  10. 【請求項10】 前記ワード線は2本ずつにグループ分
    けされ、互いにグループ化された2本のワード線の何れ
    かに各セルが接続される関係にあるセルグループでは、
    前記第2のグループ選択トランジスタが同一の基準線に
    接続されることを特徴とする請求項9に記載のメモリ。
  11. 【請求項11】 前記ビット線及び選択線は同一の第1
    の金属化層で作られ、前記制御線は第2の金属化層で作
    られることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に
    記載のメモリ。
  12. 【請求項12】 前記ビット線、選択線及び基準線は同
    一の第1の金属化層で作られ、前記制御線は第2の金属
    化層で作られることを特徴とする請求項5〜10の何れ
    か1項に記載のメモリ。
  13. 【請求項13】 前記ワード線は前記第2の金属化層で
    作られることを特徴とする請求項11又は12に記載の
    メモリ。ル。
JP17594296A 1995-06-21 1996-06-14 ファウラ−ノルトハイム効果によってプログラム及び消去可能なeepromメモリ Withdrawn JPH097379A (ja)

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