JPH10320985A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JPH10320985A
JPH10320985A JP12999997A JP12999997A JPH10320985A JP H10320985 A JPH10320985 A JP H10320985A JP 12999997 A JP12999997 A JP 12999997A JP 12999997 A JP12999997 A JP 12999997A JP H10320985 A JPH10320985 A JP H10320985A
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    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • GPHYSICS
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    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不揮発性半導体記憶装置において、ノイズ等
の影響による誤書き込みの発生を防止し、書き込み動作
を安定させる。 【解決手段】 書き込み回路LA0〜LA3は,書き込
み電圧を電源電圧とし、書き込み回路LA0〜LA3の
出力は、対応したビット線にトランスファゲートを介し
て接続して構成される。書き込み期間中にトランスファ
ゲートを介して“0”を書き込む場合は書き込み電圧V
Hが、“1”を書き込む場合は0Vがビット線に印加さ
れ、何れの場合においても、ビット線がフローティング
状態になることがないため、書き込み電流が非常に小さ
い(たとえば1pA)F−Nトンネルメカニズムで書き
込みを行うメモリセルを書き込む場合でも、ノイズ等で
ビット線電位が上昇することがなく、誤書き込みが起こ
ることはない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体記
憶装置に関し、特に複数バイトの書き込みを同時に行う
ことが可能な不揮発性半導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複数バイトの書き込みを同時に行
うことが可能な不揮発性半導体記憶装置が特開平5−1
59586号公報に開示されている。特開平5−159
586号公報に開示された不揮発性半導体記憶装置は図
8に示すように、行及び列方向にマトリクス状に配置さ
れた複数の書き込み・消去可能なメモリセルM00〜M
33と、メモリセルM00〜M33の対応した列に配置
されたメモリセルのドレインに接続された複数のビット
線BL0〜BL3と、メモリセルM00〜M33の対応
した行に配置されたメモリセルのコントロールゲートに
接続された複数のワード線WL0〜WL3とを含むメモ
リセルアレイ1と、アドレス信号をデコードしビット線
BL0〜BL3の選択を行うためのYデコーダ2と、ビ
ット線BL0〜BL3の対応したビット線に対して設け
られYデコーダ2の出力がゲートに入力されたNチャン
ネル型MOSトランジスタNY0〜NY3で構成された
Yセレクタ3と、アドレス信号をデコードしワード線W
L0〜WL3の選択を行うためのXデコーダ4と、Yデ
コーダ2、Yセレクタ3及びXデコーダ4で選択された
メモリセルの記憶データを読み出すためのセンスアンプ
5と、データ線6からのデータを取り込む複数のラッチ
を含み対応した前記ラッチの入力データに基づいて前記
メモリセルにデータを書き込むための書き込み電圧を出
力する書き込み回路LA0〜LA3とから構成されてい
る。
【0003】書き込み回路LA0〜LA3は図9に示し
たように、Nチャンネル型MOSトランジスタ2で構成
されアドレスY=ハイの期間でデータ線6とラッチ7を
接続するトランスファゲートと、Nチャンネル型MOS
トランジスタ51とPチャンネル型MOSトランジスタ
52で構成されラッチ信号DL=ハイの期間で導通する
トランスファゲートとインバータ64及び65とNチャ
ンネル型MOSトランジスタ53とPチャンネル型MO
Sトランジスタ54で構成されラッチ信号DL=ロウの
期間で導通するフィードバック用トランスファゲートで
構成されたラッチ7と、Nチャンネル型MOSトランジ
スタ55とPチャンネル型MOSトランジスタ56で構
成され書き込み信号PRO=ハイの期間で導通するトラ
ンスファゲートと、書き込み信号PROで制御されるト
ランスファゲートの出力を入力としプログラム用高電圧
電源VppとGND間に直列接続されたPチャンネル型
MOSトランジスタ58とNチャンネル型MOSトラン
ジスタ59で構成されたインバータと、ソースがVpp
に、ゲート及びドレインがそれぞれNチャンネル型MO
Sトランジスタ58とPチャンネル型MOSトランジス
タ59で構成されたインバータの出力及び入力に接続さ
れたPチャンネル型MOSトランジスタ57と、書き込
み信号PRO0=ロウの期間でNチャンネル型MOSト
ランジスタ58とPチャンネル型MOSトランジスタ5
9で構成されたインバータの入力をプルダウンするNチ
ャンネル型MOSトランジスタ60と、ドレインがメモ
リセルにデータを書き込むために必要な書き込み電圧V
Hが印加され、ゲートがNチャンネル型MOSトランジ
スタ58とPチャンネル型MOSトランジスタ59で構
成されたインバータの出力に、ソースがビット線BLに
接続されたNチャンネル型MOSトランジスタ61とか
ら構成されている。
【0004】次に、メモリセルM00〜M33として例
えば図11(a)及び(b)に示したメモリセルを用い
た場合の動作を図9及び図11を参照して説明する。
【0005】図11(a)に示されたメモリセルは、例
えば図11(b)に示した電圧を印加することによっ
て、消去時にはF−Nトンネルメカニズムによって電子
がp型半導体基板10からフローティゲート11に注入
されることでメモリセルのしきい値電圧が高い値(例え
ば6V)にシフトし、一方、書き込み時にはF−Nトン
ネルメカニズムによって電子がフローティゲート11か
らp型半導体基板10に引き抜かれることで、メモリセ
ルのしきい値電圧が低い値(例えば1V)にシフトす
る。
【0006】消去期間においては、図10(a)に示し
たように、全てのワード線WL0〜WL3をハイレベル
(例えば18V)に設定し、ビット線BL0〜BL3を
フローティング状態にすることにより、メモリセルM0
0〜M33のしきい値電圧は高い値(例えば6V)にシ
フトし、消去される。
【0007】一方、書き込み時では、先ずデータ読み込
み期間でアドレスY(LA0)〜Y(LA3)を逐次選
択すると共に選択されたアドレスに対応するデータをデ
ータ入力線に印加して各ラッチにデータをセットする。
同時に、書き込み信号PRO0=ハイとしてPチャンネ
ル型MOSトランジスタ58とNチャンネル型MOSト
ランジスタ59で構成されたインバータの入力を0Vに
プルダウンすることにより、出力をハイ(Vpp)にし
Nチャンネル型MOSトランジスタ61をオン状態に
し、更に書き込み電圧VHを0Vに切り替えることによ
り、ビット線(BL0〜BL3)の電位を0Vに初期化
する。
【0008】尚、ビット線を0Vに初期化するのは、図
10(b)において波線で示したように、前回書き込み
を実行した時の高電位(例えば5V)がビットに保持さ
れている場合、書き込み期間においても高電位(例えば
5V)を維持し続け、書き込みを行わないメモリセル
(M01、M03)も書き込み状態となり、誤書き込み
が起こるのを回避するためである。
【0009】この誤書き込みは、書き込み電流が非常に
小さい(たとえば1pA)F−Nトンネルメカニズムで
書き込みを行うメモリセルで特に顕著に現われる。
【0010】引き続き、書き込み信号PRO0=ハイと
して各ビット線にデータに応じた電圧(本例では、BL
0=BL2=5V、BL1=BL3=0V)が印加され
ると共に、Xデコーダ4によって選択されたワード線
(本例ではWL0)が−10Vに、他の非選択ワード線
(本例ではWL1〜WL3)が0Vにバイアスされ、F
−Nトンネルメカニズムによって所望のデータが書き込
まれる。本例では、メモリセルM00とM02のしきい
値電圧が低い値(例えば1V)にシフトし、メモリセル
M01とM03のしきい値電圧は、消去状態の高い値
(例えば6V)を維持している。
【0011】読み出しは、Yデコーダ2によって選択さ
れたYセレクタ3を構成するNチャンネル型MOSトラ
ンジスタのみがオンすることで選択されたビット線とセ
ンスアンプ5が接続され、Xデコーダ4によって選択さ
れたワード線が例えば3Vに、他の非選択ワード線が0
Vにバイアスされるため、低いしきい値電圧(例えば1
V)を有する書き込まれたメモリセルが選択された場
合、メモリセルは導通し、たとえば“0”が、高いしき
い値電圧(例えば6V)を有するメモリセルが選択され
た場合、メモリセルは導通しないため、たとえば“1”
がセンスアンプ5から読み出される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図9に示し
た従来の技術では、ゲートがラッチからの出力信号で駆
動され、書き込み電圧VHとビット線間に接続されたN
チャンネル型MOSトランジスタ61を介してビット線
に書き込み電圧を印加する構成となっているため、
“1”のデータを書き込む場合、Nチャンネル型MOS
トランジスタ61はオフし、ビット線はフローティング
状態になり、初期化されたビット線電位の電位0Vが保
持される。
【0013】この場合、ビット線はフローティング状態
になっているため、たとえば図10(b)のビット線B
L0において、一点鎖線で示すようにノイズ等でビット
線電位が上昇した場合、書き込み電流が非常に小さいた
め、高電位が保持され、“0”が書き込まれて誤書き込
みが起こるという欠点があった。
【0014】さらに、ビット線を0Vに初期化するため
の期間、図10(b)に示したように、書き込み電圧V
Hを本来の書き込み電圧(例えば5V)から初期化のた
めの電圧0Vに切り替える必要があるため、書き込み電
圧と初期化のための電圧とを切り替えるための回路が必
要になるという欠点があった。
【0015】本発明の目的は、書き込み電流が非常に小
さい(例えば1pA)F−Nトンネルメカニズムで書き
込みを行うメモリセルを書き込む場合でも、ノイズ等で
誤書き込みが起こらないプログラム動作の安定な不揮発
性半導体記憶装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、メモリセ
ルアレイと、Yデコーダと、Yセレクタと、Xデコーダ
及びYデコーダと、センスアンプと、書き込み回路とを
有し、複数バイトの書き込みを同時に行なう不揮発性半
導体記憶装置であって、メモリセルアレイは、行及び列
方向にマトリクス状に配置された複数の書き込み・消去
可能なメモリセルと、前記複数のメモリセルの対応した
列に配置されメモリセルのドレインに接続された複数の
ビット線と、前記複数のメモリセルの対応した行に配置
されメモリセルのコントロールゲートに接続された複数
のワード線とを含むものであり、Yデコーダは、アドレ
ス信号をデコードし前記ビット線の選択を行うものであ
り、Yセレクタは、前記複数のビット線に対して設けら
れ前記Yデコーダの出力がゲートに入力される複数のト
ランジスタで構成されたものであり、Xデコーダ及びY
デコーダは、アドレス信号をデコードし前記ワード線の
選択を行うものであり、センスアンプは、前記Yセレク
タ及びXデコーダで選択されたメモリセルの記憶データ
を読み出すものであり、書き込み回路は、データ線から
のデータを取り込む複数のラッチを含み対応した前記ラ
ッチの入力データに基づいて前記メモリセルにデータを
書き込むための書き込み電圧を出力するものであり、前
記書き込み回路は、書き込み電圧を電源電圧とし、前記
書き込み回路の出力は対応した前記ビット線若しくは前
記Yセレクタにトランスファゲートを介して接続される
ものである。
【0017】また本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
は、メモリセルアレイと、Yデコーダと、Yセレクタ
と、Xデコーダ及びYデコーダと、センスアンプと、E
ECと、書き込み回路とを有し、複数バイトの書き込み
を同時に行なう不揮発性半導体記憶装置であって、メモ
リセルアレイは、行及び列方向にマトリクス状に配置さ
れた複数の書き込み・消去可能なメモリセルと、前記複
数のメモリセルの対応した列に配置されメモリセルのド
レインに接続された複数のビット線と、前記複数のメモ
リセルの対応した行に配置されメモリセルのコントロー
ルゲートに接続された複数のワード線とを含むものであ
り、Yデコーダは、アドレス信号をデコードし前記ビッ
ト線の選択を行うものであり、Yセレクタは、前記複数
のビット線に対して設けられ前記Yデコーダの出力がゲ
ートに入力される複数のトランジスタで構成されたもの
であり、Xデコーダ及びYデコーダは、アドレス信号を
デコードし前記ワード線の選択を行うものであり、セン
スアンプは、前記Yセレクタ及びXデコーダで選択され
たメモリセルの記憶データを読み出すものであり、EC
Cは、入力データから冗長データを発生させるものであ
り、書き込み回路は、前記冗長データを含む読み出しデ
ータをデコードすることで読み出しデータの一部に誤り
が存在する場合でも正しいデータに修正するための前記
ECCと前記データ線とからのデータを取り込む複数の
ラッチを含み対応した前記ラッチの入力データに基いて
前記メモリセルにデータを書き込むための書き込み電圧
を出力するものであり、前記書き込み回路は、書き込み
電圧を電源電圧とし、前記書き込み回路の出力は対応し
た前記ビット線若しくは前記Yセレクタにトランスファ
ゲートを介して接続されるものである。
【0018】また書き込み前に前記ビット線の電位を初
期化するための複数のトランジスタが対応する前記複数
のビット線に接続されているものである。
【0019】
【作用】本発明において、書き込み回路は、書き込み電
圧を電源電圧とし、書き込み回路の出力は、対応したビ
ット線にトランスファゲートを介して接続して構成され
ているため、書き込み期間中にトランスファゲートを介
して“0”を書き込む場合は書き込み電圧VHが、
“1”を書き込む場合は0Vがビット線に印加され、何
れの場合においても、ビット線がフローティング状態に
なることがないため、書き込み電流が非常に小さい(た
とえば1pA)F−Nトンネルメカニズムで書き込みを
行うメモリセルを書き込む場合でも、ノイズ等でビット
線電位が上昇することがなく、誤書き込みが起こること
はない。
【0020】更に、“1”を書き込む場合は、0Vがト
ランスファゲートを介してビット線に印加されるため、
ビット線を0Vに初期化する必要がなく、従って、書き
込み電圧と初期化のための電圧とを書き替える必要がな
い。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【0022】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係る不揮発性半導体記憶装置に用いるラッチ及びト
ランスファゲートを示す回路図、図2は、本発明の実施
形態における動作を示すタイミングチャートである。
【0023】図8に示すように本発明の実施形態1に係
る不揮発性半導体記憶装置は、行及び列方向にマトリク
ス状に配置された複数の書き込み・消去可能なメモリセ
ルM00〜M33と、メモリセルM00〜M33の対応
した列に配置されたメモリセルのドレインに接続された
複数のビット線BL0〜BL3と、メモリセルM00〜
M33の対応した行に配置されたメモリセルのコントロ
ールゲートに接続された複数のワード線WL0〜WL3
とを含むメモリセルアレイ1と、アドレス信号をデコー
ドしビット線BL0〜BL3の選択を行うためのYデコ
ーダ2と、ビット線BL0〜BL3の対応したビット線
に対して設けられYデコーダ2の出力がゲートに入力さ
れたNチャンネル型MOSトランジスタNY0〜NY3
で構成されたYセレクタ3と、アドレス信号をデコード
しワード線WL0〜WL3の選択を行うためのXデコー
ダ4と、Yデコーダ2、Yセレクタ3及びXデコーダ4
で選択されたメモリセルの記憶データを読み出すための
センスアンプ5と、データ線からのデータを取り込む複
数のラッチを含み対応した前記ラッチの入力データに基
いてメモリセルM00〜M33にデータを書き込むため
の書き込み電圧を出力する書き込み回路LA0〜LA3
とから構成されている。
【0024】さらに本発明の実施形態1に係る不揮発性
半導体記憶装置に用いる書き込み回路LA0〜LA3は
図1に示すように、ラッチ及びトランスファゲートから
構成されている。
【0025】図1に示すように本発明の実施形態1に係
るラッチは、書き込み電圧VHとGND間に構成されP
チャンネル型MOSトランジスタP01とNチャンネル
型MOSトランジスタN01で構成された第1のインバ
ータ12と、Pチャンネル型MOSトランジスタP02
とNチャンネル型MOSトランジスタN02で構成され
た第2のインバータ13とを有し、第1のインバータ1
2の出力が第2のインバータ13の入力に、第2のイン
バータ13の出力が第1のインバータ12の入力に接続
された構成になっている。
【0026】また図1に示すように本発明の実施形態1
に係るトランスファゲートは、ゲートがデータ入力線1
4にドレインが第1のインバータ12の出力に接続され
たNチャンネル型MOSトランジスタN03と、ゲート
がデータ入力線14の信号をインバータ15で反転した
信号が印加されドレインが第2のインバータ13の出力
に接続されたNチャンネル型MOSトランジスタN04
と、ゲートにアドレスYが印加されドレインがNチャン
ネル型MOSトランジスタN03と04のソースにソー
スがGNDに接続されたNチャンネル型MOSトランジ
スタN05と、ゲートに書き込み信号PROが印加され
ラッチの出力である第2のインバータ13の出力とビッ
ト線BL間に構成されたNチャンネル型MOSトランジ
スタN06とから構成されている。
【0027】次に、メモリセルM00〜M33として例
えば図11(a)及び(b)に示したメモリセルを用い
た場合の本発明の実施形態1における動作を図1及び図
2を参照しながら説明する。
【0028】消去期間においては、図2(a)に示した
ように、全てのワード線WL0〜WL3をハイレベル
(例えば18V)に設定し、ビット線BL0〜BL3を
フローティング状態にすることにより、メモリセルM0
0〜M33のしきい値電圧は高い値(例えば6V)にシ
フトし、消去される。
【0029】一方、書き込み時には、先ずデータ読み込
み期間でアドレスY(LA0)〜Y(LA3)を逐次選
択すると共に選択されたアドレスに対応するデータをデ
ータ入力線14に印加することによって、Nチャンネル
型MOSトランジスタN05がオンすると同時にデータ
入力線14のデータに応じてNチャンネル型MOSトラ
ンジスタN03がオンし、第1のインバータ12の出力
がGNDにプルダウンされる、或いはNチャンネル型M
OSトランジスタN04がオンし、第2のインバータ1
3の出力がGNDにプルダウンされ、所望のデータが各
ラッチにセットされる。
【0030】引き続き、書き込み信号PRO=ハイとし
て各ビット線にデータに応じた電圧(本例では、BL0
=BL2=5V、BL1=BL3=0V)が印加される
と共にXデコーダ4によって選択されたワード線(本例
ではWL0)が10Vに、他の非選択ワード線(本例で
はWL1〜WL3)が0Vにバイアスされ、F−Nトン
ネルメカニズムによって所望のデータが書き込まれる。
本例では、メモリセルM00とM02のしきい値電圧が
低い値(例えば1V)にシフトし、メモリセルM01と
M03のしきい値電圧は消去状態の高い値(例えば6
V)を維持している。
【0031】書き込み信号PRO=ハイになると、トラ
ンスファゲートN06がオンし、ラッチの出力とビット
線BLが接続され、各ビット線が所望の電位に設定され
るため、たとえば前回書き込み時のデータがビット線に
保持されていたとしても、図2(b)に示したように、
各ビット線は正しい電位に設定される。
【0032】従って、ビット線電位を初期化する必要が
なく、書き込み電圧VHを初期化のための電圧に切り替
える必要がない。また書き込み期間中にトランスファゲ
ートN06がオンし、ラッチの出力とビット線BLが接
続されているため、ビット線がフローティングになるこ
とがなく、たとえノイズが印加されたとしても、ビット
線電位が変動せず、誤書き込みが起こることもない。
【0033】読み出し時には、Yデコーダ2によって選
択されたYセレクタ3を構成するNチャンネル型MOS
トランジスタのみがオンすることにより、選択されたビ
ット線とセンスアンプ5が接続され、Xデコーダ4によ
って選択されたワード線が例えば3Vに、他の非選択ワ
ード線が0Vにバイアスされるため、低いしきい値電圧
(例えば1V)を有する書き込まれたメモリセルが選択
された場合、メモリセルは導通し、たとえば“0”が、
高いしきい値電圧(例えば6V)を有するメモリセルが
選択された場合、メモリセルは導通しないため、たとえ
ば“1”がセンスアンプ5から読み出される。
【0034】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2に係る不揮発性半導体記憶装置に用いる書き込み回路
LA0〜LA3のラッチ及びトランスファゲートを示す
回路図である。
【0035】図3に示す回路は、図1に示す本発明の実
施形態1のラッチにおけるNチャンネル型MOSトラン
ジスタN06で構成されゲートに書き込み信号PROが
印加されたトランスファゲートと並列に、ゲートに書き
込み信号PROを反転した信号PRO_Bが印加される
Pチャンネル型MOSトランジスタP03が接続されて
構成されている。
【0036】図1に示したラッチにおいて、所望の書き
込み電圧(VH:例えば5Vか0V)をトランスファゲ
ートを介してビット線BLに出力するためには、書き込
み信号PROのハイレベルは“VH+N16のしきい値
電圧”以上の電圧(例えば7V)が必要であるが、図1
1に示したように、例えば5Vと−10Vの電源があれ
ば書き込みが可能であるため、新たな例えば7Vの電源
を構成するか、消去期間のみ必要な例えば18Vの電源
を書き込み期間も動作させる必要があり、電源の設計が
複雑となって電源の構成面積も大きくなる。
【0037】図3に示した本発明の実施形態2では、並
列接続されたNチャンネル型MOSトランジスタN06
とPチャンネル型MOSトランジスタP03でトランス
ファゲートが構成されているため、書き込み信号PRO
のハイレベルは書き込み電圧VHで、反転された書き込
み信号PRO_Bのローレベルは0Vで所望の電圧(V
Hか0V)をビット線BLに出力することができるた
め、新たな電源(例えば7V)を追加したり、消去時の
み必要な電源を書き込み期間も動作させたりする必要が
なく、電源の設計が簡素化されて電源の構成面積も小さ
くできるという利点を有している。
【0038】他の部分に関しては図1に示した本発明の
実施形態1のラッチと同様であるため、同一符号を付
し、ここでの説明は省略する。
【0039】(実施形態3)図4は、本発明の実施形態
3を示す図であり、ECCを搭載して一部の記憶データ
が破壊された場合でも正しいデータに修正する機能を備
えた不揮発性半導体記憶装置に、図1や図3に示したラ
ッチを含む書き込み回路を適用したものである。
【0040】不揮発性半導体記憶装置にECCを搭載し
て信頼性を向上させる手段は例えば特開平8−3119
6号に記載されており、たとえば図4に示したように、
ビット0〜ビット7のメモリセルブロックと不良ビット
のデータを訂正するための冗長データを記憶する冗長ビ
ット0〜冗長ビット3のメモリセルブロックとで構成さ
れるメモリセルアレイ16と、アドレス信号をデコード
しメモリセルアレイ16内の所望のメモリセルを選択す
るXデコーダ17と、Yデコーダ18及びYセレクタ1
9と、選択されたメモリセルに記憶されたデータを読み
出すためのセンスアンプ20と、8ビットの書き込みデ
ータから4ビットの冗長データを生成し且つセンスアン
プ20から読み出された冗長ビットを含む12ビットの
データに誤りがあれば正しい8ビットのデータに訂正し
て出力するECC21とから構成されている。
【0041】図4における書き込み回路は、図1若しく
は図3に示したラッチを複数個含み、ビット0〜ビット
7に対応するラッチには8ビットの書き込みデータがデ
ータ線を介して印加され、冗長ビット0〜冗長ビット3
に対応するラッチにはECC21で生成された4ビット
の冗長データが冗長データ線を介して印加されており、
例えば図2(b)において説明したように対応するラッ
チに印加されたアドレスYを逐次選択することで書き込
みデータと冗長データが対応するラッチに書き込まれ、
書き込み信号PROをハイとすることにより、対応した
メモリセルに所望のデータを書き込むことができる。
【0042】図4に示した本発明の実施形態3によれ
ば、ECC21を搭載した不揮発性半導体記憶装置に、
書き込みデータをラッチするためのラッチは書き込み電
圧を電源電圧とし、対応するビット線にトランスファゲ
ートを介して接続された書き込み回路を有しているた
め、ノイズ等の影響で誤書き込みが生じることがなく、
ECC21のデータ訂正機能と相まって非常に信頼性の
高い不揮発性半導体記憶装置を実現することが可能とな
る。
【0043】(実施形態4)図5は本発明に係る実施形
態4を示す図であり、図1に示した本発明の実施形態1
に、ソースがGNDに接続され、ゲートにディスチャー
ジ信号DISが印加されたNチャンネル型MOSトラン
ジスタND0〜ND3が対応したビット線BL0〜BL
3に接続されて構成された、ビット線初期化回路22を
備えて構成されている。他の部分に関しては、説明済み
であるので、同一符号を付し、ここでの説明は省略す
る。
【0044】続いて、図6も参照しながら書き込み動作
の説明をする。アドレスY(LA0)〜Y(LA3)を
逐次選択すると共に選択されたアドレスに対応するデー
タをデータ入力線に印加して所望のデータをラッチに書
き込むデータ読込期間、ディスチャージ信号DISをハ
イにすることによってビット線初期化回路22を構成す
るNチャンネル型MOSトランジスタND0〜ND3が
オンし、ビット線BL0〜BL3の電位を0Vに初期化
した後、書き込み期間となってビット線BL0〜BL3
が書き込みデータに対応した電位に設定され、所望のデ
ータが書き込まれる。
【0045】ビット線初期化回路22がない場合、図2
(b)において、Xデコーダ4の書き込み動作を制御す
る信号に比べてラッチ制御信号である書き込み信号PR
Oが破線で示したように遅れを生じると、先ずワード線
の電位が設定(本例では、ワード線WL0が−10Vに
設定)され、その後ビット線BL0〜BL3に破線で示
したようにビット線の電位が設定され、この遅れの期間
だけビット線BL1とBL3に接続された選択セル(コ
ントロールゲートが−10Vにバイアスされており、本
例ではメモリセルM01とM03)が書き込み状態にな
り、誤書き込みが起こるという不具合が生じる可能性も
ある。
【0046】しかし、図5に示したビット線初期化回路
22を加え、書き込み期間以前にビット線BL0〜BL
3の電位を0Vに初期化することで、図6に破線で示し
たように、Xデコーダ4の書き込み動作を制御する信号
に比べてラッチ制御信号である書き込み信号PROが遅
れた場合においても、ビット線電位の設定が遅れるのは
書き込み電圧を印加するビット線(本例では、ビット線
BL0とBL2)のみで、書き込みを行わないメモリセ
ルの接続されているビット線(本例では、ビット線BL
1とBL3)は0Vを維持し続け、誤書き込みも生じな
い。
【0047】本発明の実施形態4によれば、Xデコーダ
4と書き込み回路LA0〜LA3を制御する制御信号の
タイミングを正確に制御するための回路なしに、信頼性
の非常に高い不揮発性半導体記憶装置を実現することが
可能となる。
【0048】(実施形態5)図7は本発明の実施形態5
を示す図であり、センスアンプとビット線は2段のYセ
レクタ31とYセレクタ32を介してビット線BL0〜B
L3に接続され、図1若しくは図3に示した回路構成の
書き込み回路LA0とLA1の出力がトランスファゲー
トを介してYセレクタ31の出力に接続されており、対
応したビット線に接続されたNチャンネル型MOSトラ
ンジスタND01〜ND03で構成されたビット線初期
化回路22で構成されている。
【0049】Yセレクタ31は、ゲートにYデコーダ出
力Y00が印加されるNチャンネル型MOSトランジス
タNY00とNY02及びゲートにYデコーダ出力Y0
1が印加されたNチャンネル型MOSトランジスタNY
00とNY01とNY03からなり、Yセレクタ3
2は、ゲートにYデコーダ出力Y10が印加されたNチ
ャンネル型MOSトランジスタNY10及びゲートにY
デコーダ出力Y11が印加されたNチャンネル型MOS
トランジスタNY11から構成され、ビット線初期化回
路22を構成するNチャンネル型MOSトランジスタN
D00とND02のゲートにはYデコーダ出力Y00が
NORゲート24で反転された信号が、Nチャンネル型
MOSトランジスタND01とND03のゲートにはY
デコーダ出力Y01がNORゲート24で反転された信
号がそれぞれ印加され、NORゲート23,24の他の
入力には書き込み信号を反転した信号PRO_Bが印加
され、書き込み期間以外はビット線初期化回路22を構
成するNチャンネル型MOSトランジスタND00〜N
D03がオフするように構成されている。
【0050】図7において、書き込み期間、書き込み回
路LA0とLA1の出力はYセレクタ31によって選択
されたビット線に出力され、例えばYデコーダ2によっ
てY00が選択されている場合にはNチャンネル型MO
SトランジスタNY00とNY02がオンし、同時にN
ORゲート24の出力がロウとなるため、Nチャンネル
型MOSトランジスタND00とND02がオフ状態と
なり、書き込み回路LA0の出力はビット線BL0に、
書き込み回路LA1の出力はビット線BL2に出力され
る。一方、ビット線BL1とBL3はYデコーダの出力
Y01が非選択状態にあるため、Nチャンネル型MOS
トランジスタNY01とNY03がオフし、ビット線が
フローティング状態になるが、NORゲート23の出力
がハイとなるため、Nチャンネル型MOSトランジスタ
ND01とND03がオンし、ビット線はGND電位に
設定される。
【0051】従って、実施形態5によれば、書き込み期
間中フローティング状態になるビット線が存在する構成
であっても、全てのビット線がフローティング状態にな
ることはないため、ノイズ等の影響を受けて誤書き込み
が生じることもない。
【0052】尚、図7において、メモリセルアレイとX
デコーダを省略したが、図1で説明したものと同様であ
る。
【0053】また、以上図11に示したメモリセルにつ
いて説明をしたが、図12に示したようなセレクトゲー
トを有するメモリセル若しくは、その他の不揮発性半導
体メモリセルに適用した場合においても、前述した効果
が得られることは明らかであり、本発明は図11に示し
たメモリセルに限られるものではない。
【0054】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ビット線
電位を初期化する必要がなく、書き込み電圧VHを初期
化のための電圧に切り替える必要がなくなる。また書き
込み期間中にトランスファゲートがオンし、ラッチの出
力とビット線が接続されているため、ビット線がフロー
ティングになることもなく、たとえノイズが印加された
としても、ビット線電位が変動することがないため、誤
書き込みが起こることもなく、書き込み動作の安定な不
揮発性半導体記憶装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る不揮発性半導体記憶
装置に用いるラッチ及びトランスファゲートを示す回路
図である。
【図2】本発明の実施形態における動作を示すタイミン
グチャートである。
【図3】本発明の実施形態2を示す回路図である。。
【図4】本発明の実施形態3を示す回路図である。
【図5】本発明の実施形態4を示す回路図である。
【図6】本発明の実施形態5を示す回路図である。
【図7】本発明の実施形態6を示す回路図である。
【図8】半導体不揮発性記憶装置を示す回路図である。
【図9】従来例の半導体不揮発性記憶装置に用いた書き
込み回路を示す回路図である。
【図10】従来例の半導体不揮発性記憶装置の動作を示
すタイミングチャートである。
【図11】不揮発性半導体メモリセルの構造と動作を示
す図である。
【図12】他の不揮発性半導体メモリセルの構造と動作
を示す図である。
【符号の説明】
1,16 メモリセル 2,18 Yデコーダ 3,19 Yセレクタ 4,17 Xデコーダ 5,20 センスアンプ 21 EEC 22 ビット線初期化回路 23,24 NORゲート M00〜M33 メモリセル BL0〜BL3 ビット線 WL0〜WL3 ワード線 LA0〜LA3 書き込み回路 NY0〜NY3、N01〜N05、ND0〜ND3、N
Y00〜NY03、NY10、NY11、ND00〜N
D03、51、53、55、59、60、61Nチャン
ネル型MOSトランジスタ P01、P02、P03、52、54、56、57、5
8 Pチャンネル型MOSトランジスタ 64、65 インバータ VH 書き込み電圧 PRO 書き込み信号 PRO_B 反転された書き込み信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリセルアレイと、Yデコーダと、Y
    セレクタと、Xデコーダ及びYデコーダと、センスアン
    プと、書き込み回路とを有し、複数バイトの書き込みを
    同時に行なう不揮発性半導体記憶装置であって、 メモリセルアレイは、行及び列方向にマトリクス状に配
    置された複数の書き込み・消去可能なメモリセルと、前
    記複数のメモリセルの対応した列に配置されメモリセル
    のドレインに接続された複数のビット線と、前記複数の
    メモリセルの対応した行に配置されメモリセルのコント
    ロールゲートに接続された複数のワード線とを含むもの
    であり、 Yデコーダは、アドレス信号をデコードし前記ビット線
    の選択を行うものであり、 Yセレクタは、前記複数のビット線に対して設けられ前
    記Yデコーダの出力がゲートに入力される複数のトラン
    ジスタで構成されたものであり、 Xデコーダ及びYデコーダは、アドレス信号をデコード
    し前記ワード線の選択を行うものであり、 センスアンプは、前記Yセレクタ及びXデコーダで選択
    されたメモリセルの記憶データを読み出すものであり、 書き込み回路は、データ線からのデータを取り込む複数
    のラッチを含み対応した前記ラッチの入力データに基づ
    いて前記メモリセルにデータを書き込むための書き込み
    電圧を出力するものであり、 前記書き込み回路は、書き込み電圧を電源電圧とし、前
    記書き込み回路の出力は対応した前記ビット線若しくは
    前記Yセレクタにトランスファゲートを介して接続され
    るものであることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 メモリセルアレイと、Yデコーダと、Y
    セレクタと、Xデコーダ及びYデコーダと、センスアン
    プと、EECと、書き込み回路とを有し、複数バイトの
    書き込みを同時に行なう不揮発性半導体記憶装置であっ
    て、 メモリセルアレイは、行及び列方向にマトリクス状に配
    置された複数の書き込み・消去可能なメモリセルと、前
    記複数のメモリセルの対応した列に配置されメモリセル
    のドレインに接続された複数のビット線と、前記複数の
    メモリセルの対応した行に配置されメモリセルのコント
    ロールゲートに接続された複数のワード線とを含むもの
    であり、 Yデコーダは、アドレス信号をデコードし前記ビット線
    の選択を行うものであり、 Yセレクタは、前記複数のビット線に対して設けられ前
    記Yデコーダの出力がゲートに入力される複数のトラン
    ジスタで構成されたものであり、 Xデコーダ及びYデコーダは、アドレス信号をデコード
    し前記ワード線の選択を行うものであり、 センスアンプは、前記Yセレクタ及びXデコーダで選択
    されたメモリセルの記憶データを読み出すものであり、 ECCは、入力データから冗長データを発生させるもの
    であり、 書き込み回路は、前記冗長データを含む読み出しデータ
    をデコードすることで読み出しデータの一部に誤りが存
    在する場合でも正しいデータに修正するための前記EC
    Cと前記データ線とからのデータを取り込む複数のラッ
    チを含み対応した前記ラッチの入力データに基いて前記
    メモリセルにデータを書き込むための書き込み電圧を出
    力するものであり、 前記書き込み回路は、書き込み電圧を電源電圧とし、前
    記書き込み回路の出力は対応した前記ビット線若しくは
    前記Yセレクタにトランスファゲートを介して接続され
    るものであることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
    置。
  3. 【請求項3】 書き込み前に前記ビット線の電位を初期
    化するための複数のトランジスタが対応する前記複数の
    ビット線に接続されているものであることを特徴とする
    請求項1又は2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
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