JPH1074916A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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Publication number
JPH1074916A
JPH1074916A JP23196496A JP23196496A JPH1074916A JP H1074916 A JPH1074916 A JP H1074916A JP 23196496 A JP23196496 A JP 23196496A JP 23196496 A JP23196496 A JP 23196496A JP H1074916 A JPH1074916 A JP H1074916A
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JP
Japan
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memory cell
word line
potential
source
line
Prior art date
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Application number
JP23196496A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiki Mori
俊樹 森
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1074916A publication Critical patent/JPH1074916A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor storage device wherein, without preventing realing higher density for a memory cell, stable read-out operation is performed to a memory cell array of large variation in threshold after erasing. SOLUTION: In a reading-out operation, when a word line WL (0) is selected with positive selection electric potential (VCC), a source line SL (0) connected to a selected memory cell is taken as a ground electric potential, only a word line WL (1) connected to a selected memory cell and a memory cell sharing a source is taken a negative non-selected electric potential (-VG1), with other word line taken as a ground electric potential, and a source line of a memory cell connected to the other word line is taken as being open. Thereby, supply of negative voltage is only to the word line WL (1), so that as a negative voltage generating circuit it can be of a small scale, thus even when a memory cell having a threshold value of 0V or less at a non-selected memory cell is present, no leak current flows in a bit line, enabling normal reading-out operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、不揮発性半導体
記憶装置であるフラッシュEEPROM(Electr
ically Erasable and Progr
ammableRead Only Memory)等
の半導体記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flash EEPROM (Electr
ically Erasable and Progr
The present invention relates to a semiconductor memory device such as an amenable read only memory (AMD).

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性記憶装置は、電源遮断期間にお
いても、記憶した情報を保持することができる記憶装置
であり、その中でもフラッシュEEPROMは、電気的
な書き込みが可能であるとともに、複数セルを電気的に
一括消去することにより、メモリセルの高密度化を可能
としたものであり、不揮発性半導体記憶装置として広く
用いられている。
2. Description of the Related Art A nonvolatile storage device is a storage device capable of retaining stored information even during a power-off period. Among them, a flash EEPROM is capable of electrically writing and has a plurality of cells. By electrically erasing all at once, it is possible to increase the density of memory cells, and it is widely used as a nonvolatile semiconductor memory device.

【0003】図8は従来の半導体記憶装置であるフラッ
シュEEPROMの構成図である。M0,0 〜Mn,m は2
重ゲート構造を有するメモリセルであり、ワード線WL
(0)〜WL(n)と、ビット線BL(0)〜BL
(m)とのそれぞれの交差点に配置されている。各メモ
リセルは、同一ビット列において、ドレインおよびソー
スが向かい合うメモリセルに対して対向するように配置
され、対向するメモリセルのドレインおよびソースは拡
散層を共有するように構成される。同一行のメモリセル
の制御ゲートは共通に接続され、対応するワード線WL
(0)〜WL(n)に接続される。また、同一列のメモ
リセルのドレインは共通に接続され、対応するビット線
BL(0)〜BL(m)に接続される。同一行のメモリ
セルのソースは共通に接続され、ソース線SL(0)〜
SL(k)を介して消去回路7に接続されている。
FIG. 8 is a configuration diagram of a flash EEPROM which is a conventional semiconductor memory device. M 0,0 to M n, m is 2
A memory cell having a double gate structure and a word line WL
(0) to WL (n) and bit lines BL (0) to BL
(M) at each intersection. Each memory cell is arranged so that the drain and the source are opposed to the memory cell facing each other in the same bit string, and the drain and the source of the opposed memory cell are configured to share a diffusion layer. The control gates of the memory cells in the same row are connected in common, and the corresponding word line WL
(0) to WL (n). The drains of the memory cells in the same column are commonly connected and connected to corresponding bit lines BL (0) to BL (m). The sources of the memory cells in the same row are connected in common, and the source lines SL (0) to
It is connected to the erase circuit 7 via SL (k).

【0004】ロウデコーダ2は、ロウアドレスRa
(0:i)を受け取り、ワード線WL(0)〜WL
(n)のいずれか一本を選択する。カラムデコーダ4
は、カラムアドレスCa(0:j)を受け取り、カラム
スイッチ5に選択信号を与える。カラムスイッチ5は、
カラムデコーダ4からの選択信号を受け、ビット線BL
(0)〜BL(m)を選択的にデータバスDBに接続す
る。データバスDBは、読出し/書込み回路8に接続さ
れており、この読出し/書込み回路8を介してデータ入
出力ピンDioに対してデータを入出力する。
The row decoder 2 has a row address Ra.
(0: i) and the word lines WL (0) to WL (
Select one of (n). Column decoder 4
Receives the column address Ca (0: j) and supplies a selection signal to the column switch 5. The column switch 5
Upon receiving a selection signal from the column decoder 4, the bit line BL
(0) to BL (m) are selectively connected to the data bus DB. The data bus DB is connected to a read / write circuit 8, and inputs / outputs data to / from a data input / output pin Dio via the read / write circuit 8.

【0005】このフラッシュEEPROMにおいて、消
去時には、制御ゲート・ソース間に高電圧を印加してフ
ァウラ・ノルドハイムトンネル現象によって、フローテ
ィングゲートに蓄積された電荷を引き抜き、書き込み時
には、ソース・ドレイン間に印加される高電圧によって
フローティングゲートにホットエレクトロンを注入し、
これによってメモリセルトランジスタのしきい値電圧を
変化させ、情報を記憶させている。
In this flash EEPROM, at the time of erasing, a high voltage is applied between the control gate and the source to extract charges accumulated in the floating gate by the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon, and at the time of writing, the voltage is applied between the source and the drain. Hot electrons are injected into the floating gate by the high voltage
Thus, the threshold voltage of the memory cell transistor is changed to store information.

【0006】このようなフラッシュEEPROMは、種
々の製品に適用されているが、近年、携帯機器等の用途
から、低電圧・高速動作が要望されている。低電圧動作
を実現するためには、消去後のしきい値をより低く、安
定に制御しなければならないが、消去後のしきい値を低
い値に設定しようとして、0V以下のしきい値を有する
過消去状態のメモリセルが生じると、ワード線が非選択
状態においても過消去となったメモリセルにリーク電流
が流れ、正常な読み出しをおこなうことができなくなっ
てしまう。このため、回路的な工夫により、0V以下の
しきい値を有するメモリセルが存在する場合において
も、正常な読み出しができるようにし、低電圧動作を実
現する取組みがなされ、いくつかの提案がなされてい
る。
[0006] Such a flash EEPROM has been applied to various products, but in recent years, low voltage and high speed operation has been demanded for applications such as portable equipment. In order to realize a low-voltage operation, the threshold value after erasing must be controlled to be lower and stable. However, in order to set the threshold value after erasing to a low value, a threshold value of 0 V or less is set. When a memory cell in an over-erased state is generated, a leak current flows through the over-erased memory cell even when the word line is in a non-selected state, and normal reading cannot be performed. For this reason, due to circuit contrivances, even when there is a memory cell having a threshold value of 0 V or less, efforts have been made to enable normal reading and to realize low-voltage operation, and some proposals have been made. ing.

【0007】例えば、特開平4−356797号公報に
は、選択されるメモリセルが接続されたソース線のみに
適正な電圧を印加し、非選択のメモリセルが接続された
ソース線をオープンとする構成が記載されている。この
ような構成とすることにより、データ読み出し時におい
て1本のソース線にのみ適正な電圧(通常は接地電位)
を印加し、他のソース線をオープンとすることができ、
オープンとされたソース線に接続されたメモリセルのし
きい値が0V以下である場合においてもビット線にはリ
ーク電流は流れないので、正常な読み出しをおこなうこ
とができる。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-356797 discloses that an appropriate voltage is applied only to a source line connected to a selected memory cell, and a source line connected to a non-selected memory cell is opened. The configuration is described. With such a configuration, an appropriate voltage (usually a ground potential) is applied to only one source line during data reading.
To open other source lines.
Even when the threshold value of the memory cell connected to the open source line is 0 V or lower, no leak current flows through the bit line, so that normal reading can be performed.

【0008】しかしながら、メモリセルは高密度集積化
のためにワード方向に向かい合うメモリセルのソース拡
散を共有し、同一ソース線に接続されるため、ソース線
を共有するメモリセルトランジスタのいずれか一方のし
きい値が0V以下となった場合には正常な読み出しをお
こなうことができなくなる。このため、ソース線を共有
するメモリセルトランジスタのドレインを異なるビット
線に接続する構成を合わせて開示している。
However, the memory cells share the source diffusion of the memory cells facing each other in the word direction for high-density integration and are connected to the same source line. Therefore, any one of the memory cell transistors sharing the source line is used. When the threshold value becomes 0 V or less, normal reading cannot be performed. Therefore, a configuration in which the drains of the memory cell transistors sharing a source line are connected to different bit lines is also disclosed.

【0009】特開平6−29498号公報には、同様に
消去後のしきい値のバラツキが大きな場合においても、
低電圧電源動作での読み出しを安定におこなうための構
成が開示されている。正電圧Xアドレスデコーダと負電
圧Xアドレスデコーダとを備え、選択ワード線に対して
は、正電圧XデコーダからVcc電位を与え、非選択ワ
ード線に対しては、負電圧Xデコーダから−VG1(−
2V)を与える構成が示されている。この構成により、
非選択のメモリセルに0V以下のしきい値を有するメモ
リセルが存在する場合においても、ビット線リークを生
じさせずに、正常な読み出し動作をおこなうことが可能
なようにしている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-29498 discloses that even if the variation in the threshold value after erasure is large,
A configuration for stably performing reading in a low-voltage power supply operation is disclosed. A positive voltage X address decoder and a negative voltage X address decoder are provided. A positive voltage X decoder applies Vcc potential to a selected word line, and a negative voltage X decoder outputs -VG1 ( −
2V). With this configuration,
Even when a non-selected memory cell has a memory cell having a threshold value of 0 V or less, a normal read operation can be performed without causing a bit line leak.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】消去後のしきい値のバ
ラツキが大きな場合においても安定な読み出しをおこな
うため、特開平4−356797号公報に示されるよう
に、非選択のソース線をオープンとする構成において
は、ソース拡散を共有するメモリセルのドレインが同一
のビット線に接続されることがないように、ビット線を
分離する構成とするか、あるいは、ソース拡散の共有を
おこなわないメモリセルのレイアウトとし、ソース線を
分離する構成とする必要がある。このためレイアウトサ
イズが大きくなり、高密度化の妨げとなる。
In order to perform stable reading even when the threshold variation after erasure is large, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-356797, unselected source lines are left open. In such a configuration, the bit lines are separated so that the drains of the memory cells sharing the source diffusion are not connected to the same bit line, or the memory cells not sharing the source diffusion are used. And the source lines must be separated. For this reason, the layout size increases, which hinders high density.

【0011】また、特開平6−29498号公報に示さ
れるように、非選択のワード線を負電位とする構成にお
いては、非選択となるワード線すべてを負電位とする必
要があるため、この負電位をチップ内部で発生する場合
においては、大きなワード線容量を駆動する負電圧発生
回路が必要となり、回路規模が大きくなってしまい、こ
の方式においてもメモリセルの高密度化の妨げとなる。
Further, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-29498, in a configuration in which non-selected word lines are set to a negative potential, it is necessary to set all non-selected word lines to a negative potential. When a negative potential is generated inside the chip, a negative voltage generating circuit for driving a large word line capacitance is required, and the circuit scale becomes large. This method also hinders high density memory cells.

【0012】この発明の目的は、メモリセルの高密度化
を妨げることなく、消去後のしきい値のバラツキが大き
なメモリセルアレイに対して、安定な読み出し動作をお
こなうことが可能な半導体記憶装置を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of performing a stable read operation on a memory cell array having a large variation in threshold value after erasing without hindering the increase in the density of memory cells. To provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、直交配置された複数のビット線と複数のワー
ド線との各交差点に、ビット線とドレインが接続されワ
ード線と制御ゲートが接続されたメモリセルを配置し、
同一のビット線にドレインが接続され隣接するメモリセ
ルの2個ずつを一組として、各組のメモリセルのソース
が共有され共通ソース線に接続されたメモリセルアレイ
と、消去動作において選択されるメモリセルが接続され
た共通ソース線とワード線との間に高電圧を印加する手
段と、読み出し動作において選択されるメモリセルが接
続されたワード線(選択ワード線)に選択電位を与える
手段と、読み出し動作において選択されるメモリセルと
ソースを共有するメモリセルが接続されたワード線(非
選択ワード線)に選択電位とは逆極性の非選択電位を与
える手段と、読み出し動作において残りのワード線(非
選択ワード線)に接地電位を与える手段と、読み出し動
作において選択されるメモリセルが接続された共通ソー
ス線に接地電位を与える手段と、読み出し動作において
残りの共通ソース線をオープンとする手段とを備えてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device, wherein a bit line and a drain are connected to each intersection of a plurality of bit lines and a plurality of word lines arranged orthogonally, and the word line and the control gate are connected to each other. Place the connected memory cells,
A memory cell array in which the drains are connected to the same bit line and two adjacent memory cells are paired, and the source of each set of memory cells is shared and connected to a common source line; Means for applying a high voltage between the common source line to which the cell is connected and the word line; means for applying a selection potential to a word line (selected word line) to which a memory cell selected in a read operation is connected; Means for applying a non-selection potential having a polarity opposite to the selection potential to a word line (non-selection word line) to which a memory cell sharing a source with a memory cell selected in a read operation is connected; Means for applying a ground potential to (non-selected word lines), and applying a ground potential to a common source line to which a memory cell selected in a read operation is connected. Means for obtaining, and a means to open the rest of the common source line in a read operation.

【0014】この構成によれば、読み出し動作におい
て、選択ワード線を選択電位とし、選択されるメモリセ
ルが接続された共通ソース線を接地電位とするととも
に、選択ワード線に接続されたメモリセルとソースを共
有するメモリセルが接続された1本の非選択ワード線の
みを、選択ワード線の選択電位とは逆極性の非選択電位
とし、他の非選択ワード線を接地電位とし、他の非選択
ワード線に接続されるメモリセルの共通ソース線をオー
プンとすることによって、負電圧の供給は選択ワード線
または1本の非選択ワード線のみでよいため負電圧を発
生させる回路としては規模の小さなものですみ、メモリ
セルの高密度化を妨げることなく、非選択のメモリセル
に0V以下のしきい値を有するメモリセルが存在する場
合においても、ビット線にリーク電流が流れず、正常な
読み出し動作を行うことができる。
According to this structure, in the read operation, the selected word line is set to the selected potential, the common source line to which the selected memory cell is connected is set to the ground potential, and the memory cell connected to the selected word line is connected to the selected word line. Only one unselected word line to which a memory cell sharing a source is connected is set to a non-selection potential having a polarity opposite to the selection potential of the selected word line, the other non-selection word lines are set to the ground potential, and the other non-selection word lines are set to the ground potential. By opening the common source line of the memory cells connected to the selected word line, the supply of the negative voltage is only required to the selected word line or one non-selected word line. Even if memory cells having a threshold value of 0 V or less exist in unselected memory cells without reducing the density of the memory cells, the bit size can be reduced. Leakage current does not flow, it is possible to perform normal read operation.

【0015】また、消去動作時での高精度なしきい値制
御を必要とせず、消去動作の高速化が可能となるととも
に、消去後のしきい値を低い値に設定することが可能と
なるため、メモリセルのオン電流を増加させることがで
き、高速な読み出し動作を実現することができる。請求
項2記載の半導体記憶装置は、請求項1記載の半導体記
憶装置において、選択電位を正電位とし、非選択電位を
負電位としたことを特徴とする。
In addition, since high-precision threshold control during the erase operation is not required, the speed of the erase operation can be increased, and the threshold value after the erase operation can be set to a low value. Thus, the ON current of the memory cell can be increased, and a high-speed read operation can be realized. According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory device of the first aspect, the selection potential is a positive potential and the non-selection potential is a negative potential.

【0016】これにより、読み出し動作において、選択
ワード線に接続されたメモリセルとソースを共有するメ
モリセルが接続された1本の非選択ワード線のみに負電
位を供給すればよい。請求項3記載の半導体記憶装置
は、請求項1または2記載の半導体記憶装置において、
消去動作において選択されるメモリセルが接続されたワ
ード線の電位を、読み出し動作における非選択電位と同
極性の電位としたことを特徴とする。
Thus, in the read operation, the negative potential needs to be supplied only to one non-selected word line connected to the memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line. A semiconductor memory device according to a third aspect is the semiconductor memory device according to the first or second aspect,
The word line connected to the memory cell selected in the erasing operation has the same potential as the non-selection potential in the reading operation.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら説明する。図1はこの発明の実
施の形態の半導体記憶装置であるフラッシュEEPRO
Mの構成図である。また、図2は図1に示すフラッシュ
EEPROMのメモリセルアレイ1の回路例を示す図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a flash EEPROM which is a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of M. FIG. 2 is a diagram showing a circuit example of the memory cell array 1 of the flash EEPROM shown in FIG.

【0018】まず、図1,図2を参照しながら、この実
施の形態におけるフラッシュEEPROMの構成および
動作の概要について説明する。図1に示すフラッシュE
EPROMは、データを記憶するためのメモリセルアレ
イ1を備えており、このメモリセルアレイ1は図2に示
されるように、制御ゲートとフローティングゲートを有
する2重ゲート構造のトランジスタをメモリセルM0,0
〜Mn,m とし、各メモリセルM0,0 〜Mn,m がワード線
WL(0)〜WL(n)とビット線BL(0)〜BL
(m)との交差点に配置されている。同一行のメモリセ
ルの制御ゲートは、対応するワード線WL(0)〜WL
(n)にそれぞれ共通接続され、同一列のメモリセルの
ドレインはビット線BL(0)〜BL(m)にそれぞれ
共通接続されている。また、メモリセルアレイ1の同一
の列に配置される2個1組となるメモリセルの向かい合
ったソースは共通ソース拡散で形成されており、対応す
るソース線(共通ソース線)SL(0)〜SL(k)に
それぞれ共通接続されている。
First, an outline of the configuration and operation of a flash EEPROM according to this embodiment will be described with reference to FIGS. Flash E shown in FIG.
The EPROM has a memory cell array 1 for storing data. As shown in FIG. 2, the memory cell array 1 includes a transistor having a double gate structure having a control gate and a floating gate as a memory cell M 0,0.
To M n, m, and each memory cell M 0,0 to M n, m is composed of word lines WL (0) to WL (n) and bit lines BL (0) to BL
It is arranged at the intersection with (m). Control gates of memory cells in the same row are connected to corresponding word lines WL (0) to WL (
(N), and the drains of the memory cells in the same column are commonly connected to the bit lines BL (0) to BL (m), respectively. Opposite sources of a pair of memory cells arranged in the same column of the memory cell array 1 are formed by common source diffusion, and the corresponding source lines (common source lines) SL (0) to SL (0) to SL (K) are commonly connected.

【0019】メモリセルアレイ1のワード線WL(0)
〜WL(n)およびソース線SL(0)〜SL(k)電
位は、ロウデコーダ2,ソーススイッチ3,負電圧デコ
ーダ6および消去回路7により制御されている。ロウデ
コーダ2には、ロウアドレス信号RA(0:i)が供給
され、さらに外部端子を介して入力される電源電圧VC
Cと、電圧発生回路10により形成される電源電圧VP
1およびVP2とが供給される。また、負電圧デコーダ
6および消去回路7には、上記ロウアドレスRA(0:
i)が供給され、さらに外部端子を介して入力される電
源電圧VCCと、電圧発生回路10により発生される電
源電圧−VG1,−VG2およびVP2とが供給され
る。なお、特に限定されないが電源電圧VCCは+3V
のような比較的絶対値の小さな正電位とされ、電源電圧
VP1,VP2はそれぞれ+7V,+5Vのような比較
的絶対値の大きな正電位とされる。また、電源電圧−V
G1は−2Vのような比較的絶対値の小さな負電位とさ
れ、電源電位−VG2は−10Vのような比較的絶対値
の大きな負電位とされる。
The word line WL (0) of the memory cell array 1
To WL (n) and source lines SL (0) to SL (k) are controlled by a row decoder 2, a source switch 3, a negative voltage decoder 6, and an erase circuit 7. Row address signal RA (0: i) is supplied to row decoder 2, and power supply voltage VC input via an external terminal is supplied to row decoder 2.
C and a power supply voltage VP formed by the voltage generation circuit 10.
1 and VP2 are supplied. Also, the row address RA (0:
i), and further supplied with a power supply voltage VCC input via an external terminal and power supply voltages -VG1, -VG2 and VP2 generated by the voltage generation circuit 10. Although not particularly limited, the power supply voltage VCC is + 3V
And the power supply voltages VP1 and VP2 are positive potentials having a relatively large absolute value, such as + 7V and + 5V, respectively. In addition, the power supply voltage −V
G1 is a negative potential having a relatively small absolute value such as -2V, and the power supply potential -VG2 is a negative potential having a relatively large absolute value such as -10V.

【0020】ロウデコーダ2,ソーススイッチ3,負電
圧デコーダ6および消去回路7は、フラッシュEEPR
OMの動作モードに応じてメモリセルアレイ1のワード
線WL(0)〜WL(n)およびソース線SL(0)〜
SL(k)に対して必要となる電位を供給する。この実
施の形態における読み出しモードでのワード線WL
(0)〜WL(n)の選択電位は、後述するように、ロ
ウデコーダ2により設定され、+3Vすなわち電源電圧
VCCとされる。非選択電位はロウデコーダ2および負
電圧デコーダ6により設定され、選択されたワード線に
接続されたメモリセルとソースを共有する向かい合った
メモリセルに接続される非選択のワード線の電位は、負
電圧デコーダ6により−2Vすなわち電源電圧−VG1
とされ、他の非選択のワード線の電位は、ロウデコーダ
2により接地電位とされる。また、書き込みモードでの
ワード線WL(0)〜WL(n)の選択電位は、同様に
ロウデコーダ2により設定され、+7Vすなわち電源電
圧VP1とされる。非選択電位はロウデコーダ2および
負電圧デコーダ6により設定され、選択されたワード線
に接続されたメモリセルとソースを共有する向かい合っ
たメモリセルに接続される非選択のワード線の電位は、
負電圧デコーダ6により−2Vすなわち電源電圧−VG
1とされ、他の非選択のワード線の電位は、ロウデコー
ダ2により接地電位とされる。消去モードにおけるワー
ド線WL(0)〜WL(n)の電位は、負電圧デコーダ
6により設定され、−10Vすなわち電源電圧−VG2
とされる。
The row decoder 2, the source switch 3, the negative voltage decoder 6 and the erase circuit 7 are provided with a flash EEPROM.
Word lines WL (0) -WL (n) and source lines SL (0)-of memory cell array 1 according to the operation mode of OM.
The necessary potential is supplied to SL (k). Word line WL in read mode in this embodiment
The selection potentials of (0) to WL (n) are set by the row decoder 2 and set to +3 V, that is, the power supply voltage VCC, as described later. The non-selection potential is set by the row decoder 2 and the negative voltage decoder 6, and the potential of the non-selection word line connected to the opposite memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line is negative. The voltage decoder 6 supplies -2V, that is, the power supply voltage -VG1.
The potential of the other unselected word lines is set to the ground potential by the row decoder 2. The selection potential of the word lines WL (0) to WL (n) in the write mode is similarly set by the row decoder 2, and is set to + 7V, that is, the power supply voltage VP1. The non-selection potential is set by the row decoder 2 and the negative voltage decoder 6, and the potential of the non-selection word line connected to the opposite memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line is:
The negative voltage decoder 6 supplies −2V, that is, the power supply voltage −VG.
The potential of other unselected word lines is set to 1, and the row decoder 2 sets the potential to the ground potential. The potentials of the word lines WL (0) to WL (n) in the erase mode are set by the negative voltage decoder 6, and are -10V, that is, the power supply voltage -VG2.
It is said.

【0021】読み出しおよび書き込みモードにおけるソ
ース線SL(0)〜SL(k)は、ロウデコーダ2およ
びソーススイッチ3により設定され、選択されるメモリ
セルと、この選択されるメモリセルとソースを共有する
向かい合った非選択のメモリセルとのソースを接地電位
とし、他の非選択のメモリセルのソースをオープンとす
る。また、消去モードにおけるソース線SL(0)〜S
L(k)は、消去回路7により設定され、+5Vすなわ
ち電源電圧VP2とされる。
The source lines SL (0) to SL (k) in the read and write modes are set by the row decoder 2 and the source switch 3, and share a source with a selected memory cell. The sources of the unselected memory cells facing each other are set to the ground potential, and the sources of the other unselected memory cells are opened. Further, the source lines SL (0) to S (S) in the erase mode
L (k) is set by the erasing circuit 7, and is set to + 5V, that is, the power supply voltage VP2.

【0022】メモリセルアレイ1のビット線BL(0)
〜BL(m)はそれぞれカラムスイッチ5に接続され、
さらに指定される16本がこのカラムスイッチ5を介し
て選択的にデータバスDB(0:15)すなわちDB
(0)〜DB(15)に接続される。カラムスイッチ5
にはカラムデコーダ4から選択信号が供給される。ま
た、カラムデコーダ4にはカラムアドレス信号CA
(0:j)が供給される。カラムデコーダ4は、カラム
アドレス信号CA(0:j)をデコードして、対応する
ビット線選択信号を出力する。カラムスイッチ5は、カ
ラムデコーダ4からのビット線選択信号により16本の
ビット線とデータバスDB(0)〜DB(15)とを選
択的に接続する。
The bit line BL (0) of the memory cell array 1
To BL (m) are connected to the column switch 5, respectively.
Further, 16 designated buses are selectively connected to the data bus DB (0:15), that is, DB via the column switch 5.
(0) to DB (15). Column switch 5
Is supplied with a selection signal from the column decoder 4. The column decoder 4 has a column address signal CA
(0: j) is supplied. Column decoder 4 decodes column address signal CA (0: j) and outputs a corresponding bit line selection signal. The column switch 5 selectively connects the 16 bit lines and the data buses DB (0) to DB (15) according to a bit line selection signal from the column decoder 4.

【0023】データバスDB(0)〜DB(15)は、
読出し/書込み回路8に接続されており、この読出し/
書込み回路8は、データバスDB(0)〜DB(15)
のそれぞれに対応して16個の書込み回路および読出し
回路を備えている。読出し/書込み回路8の16個の書
込み回路は、フラッシュEEPROMの書き込みモード
において、対応するデータ入出力端子Dio(0:1
5)すなわちDio(0)〜Dio(15)を介して入
力される書き込みデータをもとに所定の書き込み信号を
形成し、データバスDB(0)〜DB(15)を介して
メモリセルアレイ1の選択された16本のビット線に書
込電位を与えることにより、選択された16個のメモリ
セルにデータを書き込む。このとき、選択された16本
のビット線に与えられる書き込み信号は、書き込みをお
こなうビット線に対しては+5VすなわちVP2とさ
れ、書き込みをおこなわないビット線に対しては接地電
位とされる。
The data buses DB (0) to DB (15)
The read / write circuit 8 is connected to the read / write circuit 8.
The write circuit 8 includes data buses DB (0) to DB (15)
And 16 write circuits and read circuits corresponding to each of them. The 16 write circuits of the read / write circuit 8 correspond to the corresponding data input / output terminals Dio (0: 1) in the write mode of the flash EEPROM.
5) That is, a predetermined write signal is formed based on the write data input via Dio (0) to Dio (15), and the memory cell array 1 is connected via the data buses DB (0) to DB (15). By applying a write potential to the selected 16 bit lines, data is written to the selected 16 memory cells. At this time, the write signal applied to the selected 16 bit lines is set to + 5V, that is, VP2, for the bit line to be written, and to the ground potential for the bit line not to be written.

【0024】一方、読出し/書込み回路8の16個の読
出し回路は、フラッシュEEPROMの読み出しモード
において、メモリセルアレイ1の選択された16個のメ
モリセルから16本のビット線およびデータバスDB
(0)〜DB(15)を介して出力される読み出し信号
を増幅し、データ入出力端子Dio(0)〜Dio(1
5)を介して出力する。このとき、読出し回路は、メモ
リセルアレイ1の選択された16本のビット線に対して
+1Vのような電圧を与える。
On the other hand, the sixteen read circuits of the read / write circuit 8 are used to read 16 bit lines and data buses DB from the selected 16 memory cells of the memory cell array 1 in the read mode of the flash EEPROM.
(0) -Amplify the read signal output via DB (15), and input / output terminals Dio (0) -Dio (1).
Output via 5). At this time, the read circuit applies a voltage such as +1 V to the selected 16 bit lines of the memory cell array 1.

【0025】コントロール回路9は、チップイネーブル
信号NCE,ライトイネーブル信号NWE,および出力
イネーブル信号NOEをもとに上記各種の内部制御信号
を選択的に形成し、フラッシュEEPROMの各部に供
給する。この実施の形態におけるフラッシュEEPRO
Mは、さらに上記各種の電源電圧を形成する電圧発生回
路10を備え、この電圧発生回路10は、外部端子を介
して供給される電源電圧VCCをもとに、VP1,VP
2,−VG1および−VG2をそれぞれ形成する。
The control circuit 9 selectively forms the above-mentioned various internal control signals based on the chip enable signal NCE, the write enable signal NWE, and the output enable signal NOE, and supplies the signals to various parts of the flash EEPROM. Flash EEPROM in this embodiment
M further includes a voltage generation circuit 10 for forming the above-mentioned various power supply voltages. The voltage generation circuit 10 is configured to generate VP1, VP based on a power supply voltage VCC supplied through an external terminal.
2, -VG1 and -VG2 are formed, respectively.

【0026】つぎに、さらに図3〜図5を参照しなが
ら、この実施の形態におけるフラッシュEEPROMの
各動作モードの概要とその特徴について説明する。図3
はこの実施の形態におけるフラッシュEEPROMの読
み出しモードにおける電圧関係を示す図であり、図4は
同フラッシュEEPROMの書き込みモードおける電圧
関係を示す図であり、図5は同フラッシュEEPROM
の消去モードおける電圧関係を示す図である。
Next, an outline and features of each operation mode of the flash EEPROM according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a voltage relationship in a read mode of the flash EEPROM in this embodiment, FIG. 4 is a diagram showing a voltage relationship in a write mode of the flash EEPROM, and FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a voltage relationship in the erase mode of FIG.

【0027】図3の場合、すなわちフラッシュEEPR
OMが読み出しモードとされるとき、ロウデコーダ2に
より、ロウアドレス信号RA(0:i)のデコード結果
として、ワード線WL(0)が選択されたとすると、選
択されたワード線WL(0)にVCC電位が出力され、
選択されたワード線WL(0)に接続されたメモリセル
とソースを共有する向かい合ったメモリセルに接続され
る非選択のワード線WL(1)は、オープンとなり、他
の非選択のワード線の電位は接地電位とされる。また、
ロウアドレス信号RA(0:i)のデコード結果を受け
て、ソーススイッチ3は、選択されるメモリセルと、こ
の選択されるメモリセルとソースを共有する向かい合っ
たメモリセルとのソースを接地電位(ソース線SL
(0)を0V)とし、他の非選択のメモリセルのソース
をオープンとする。
In the case of FIG. 3, that is, the flash EEPR
When OM is set to the read mode, assuming that the row decoder 2 selects the word line WL (0) as a result of decoding the row address signal RA (0: i), the selected word line WL (0) is connected to the selected word line WL (0). VCC potential is output,
The unselected word line WL (1) connected to the opposite memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line WL (0) is opened, and the other unselected word line WL (1) is opened. The potential is set to the ground potential. Also,
In response to the decoding result of the row address signal RA (0: i), the source switch 3 sets the source of the selected memory cell and the opposite memory cell sharing the source with the selected memory cell to the ground potential ( Source line SL
(0) is set to 0 V), and the sources of other unselected memory cells are opened.

【0028】また、負電圧デコーダ6により、ロウアド
レス信号RA(0:i)のデコード結果として、ロウデ
コーダ2により選択されるワード線WL(0)に接続さ
れたメモリセルとソースを共有する向かい合ったメモリ
セルに接続される非選択のワード線WL(1)に、−V
G1が出力される。カラムデコーダ4およびカラムスイ
ッチ5により選択されるビットラインには、+1V程度
の低い正電圧が与えられ、消去回路7はすべてのソース
線SL(0)〜SL(k)に対してオープンとなってい
る。
As a result of decoding of the row address signal RA (0: i) by the negative voltage decoder 6, the memory cell connected to the word line WL (0) selected by the row decoder 2 shares a source with the memory cell. -V is applied to the unselected word line WL (1) connected to the selected memory cell.
G1 is output. A bit line selected by the column decoder 4 and the column switch 5 is supplied with a low positive voltage of about +1 V, and the erasing circuit 7 is open to all the source lines SL (0) to SL (k). I have.

【0029】図4の場合、すなわちフラッシュEEPR
OMが書き込みモードとされるとき、ロウデコーダ2に
より、ロウアドレス信号RA(0:i)のデコード結果
として、ワード線WL(0)が選択されたとすると、選
択されたワード線WL(0)にVP1の電位が出力さ
れ、選択されたワード線WL(0)に接続されたメモリ
セルとソースを共有する向かい合ったメモリセルに接続
される非選択のワード線WL(1)は、オープンとな
り、他の非選択のワード線の電位は接地電位とされる。
また、ロウアドレス信号RA(0:i)のデコード結果
を受けて、ソーススイッチ3は、選択されるメモリセル
と、この選択されるメモリセルとソースを共有する向か
い合ったメモリセルとのソースを接地電位とし、他の非
選択のメモリセルのソースをオープンとする。負電圧デ
コーダ6により、ロウアドレス信号RA(0:i)のデ
コード結果として、ロウデコーダ2により選択されるワ
ード線WL(0)に接続されたメモリセルとソースを共
有する向かい合ったメモリセルに接続される非選択のワ
ード線WL(1)に、−VG1が出力される。カラムデ
コーダ4およびカラムスイッチ5により選択されるビッ
トラインには、書き込みをおこなうビットに対しては+
5V程度の正電圧(VP2)が与えられ、書き込みをお
こなわないビットは接地電位が与えられる。このとき、
消去回路7はすべてのソース線SL(0)〜SL(k)
に対してオープンとなっている。
In the case of FIG.
When the word line WL (0) is selected as a decoding result of the row address signal RA (0: i) by the row decoder 2 when the OM is set to the write mode, the selected word line WL (0) is applied to the selected word line WL (0). The potential of VP1 is output, and the unselected word line WL (1) connected to the opposite memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line WL (0) is opened, and Are set to the ground potential.
Further, in response to the decoding result of the row address signal RA (0: i), the source switch 3 connects the source of the selected memory cell and the source of the opposing memory cell sharing the source with the selected memory cell to ground. The potential is set, and the sources of other unselected memory cells are opened. As a result of decoding of the row address signal RA (0: i), the negative voltage decoder 6 connects the memory cell connected to the memory cell connected to the word line WL (0) selected by the row decoder 2 to the opposite memory cell sharing the source. -VG1 is output to the selected non-selected word line WL (1). The bit line selected by the column decoder 4 and the column switch 5 has +
A positive voltage (VP2) of about 5 V is applied, and a bit for which writing is not performed is applied with a ground potential. At this time,
The erasing circuit 7 includes all the source lines SL (0) to SL (k)
Open to

【0030】図5の場合、すなわちフラッシュEEPR
OMが消去モードとされるとき、ロウデコーダ2の出力
はすべてのワード線WL(0)〜WL(n)をオープン
とする。また、ソーススイッチ3の出力もすべてのソー
ス線SL(0)〜SL(k)をオープンとする。カラム
デコーダ4およびカラムスイッチ5はすべてのビットラ
インを非選択としており、すべてのビットラインはオー
プンとされる。負電圧デコーダ6はすべてのワード線W
L(0)〜WL(n)に−10V程度の負電圧(−VG
2)を出力し、消去回路7はすべてのソース線SL
(0)〜SL(k)に対して5V程度の正電圧(VP
2)を出力する。
In the case of FIG. 5, that is, the flash EEPR
When the OM is set to the erase mode, the output of the row decoder 2 opens all the word lines WL (0) to WL (n). The output of the source switch 3 also opens all the source lines SL (0) to SL (k). The column decoder 4 and the column switch 5 deselect all the bit lines, and all the bit lines are open. Negative voltage decoder 6 is connected to all word lines W
A negative voltage (−VG) of about −10 V is applied to L (0) to WL (n).
2), and the erase circuit 7 outputs all the source lines SL
A positive voltage (VP) of about 5 V with respect to (0) to SL (k)
Output 2).

【0031】以上のように、図3〜図5で示したような
各モードでの電圧関係とすることにより、読み出しモー
ドで、非選択となるメモリセルにおいては、選択された
ワード線に接続されたメモリセルとソースを共有する非
選択のメモリセルの制御ゲートの電位のみを−VG1と
し、その他の非選択メモリセルのソースをオープンとし
ている。このため、選択されたビット線に流れる電流
は、選択されたメモリセルのセル電流のみとなり、非選
択のメモリセルのしきい値が0V以下となる場合におい
ても、正常な読み出し動作をおこなうことができる。
As described above, by setting the voltage relationship in each mode as shown in FIGS. 3 to 5, in the memory cell which is not selected in the read mode, it is connected to the selected word line. Only the potential of the control gate of the unselected memory cell sharing the source with the selected memory cell is set to −VG1, and the sources of the other unselected memory cells are open. Therefore, the current flowing through the selected bit line is only the cell current of the selected memory cell, and a normal read operation can be performed even when the threshold value of the non-selected memory cell is 0 V or less. it can.

【0032】なお、上記の説明では、消去動作におい
て、すべてのメモリセルを一括消去するようにしている
が、指定されたメモリセルのみを消去するブロック消
去、すなわち、アドレス信号を受けて、消去するブロッ
クを指定し、部分的に消去する動作を実現する構成とす
ることもできる。つぎに、図3〜図5に示す各モードで
の電圧条件を実現するためのロウデコーダ2,ソースス
イッチ3,負電圧デコーダ6および消去回路7の回路構
成例について、図6および図7を参照しながら説明す
る。
In the above description, all the memory cells are erased collectively in the erasing operation. However, block erasing for erasing only designated memory cells, that is, erasing in response to an address signal is performed. It is also possible to adopt a configuration in which an operation of designating a block and partially erasing is realized. Next, FIGS. 6 and 7 show circuit configuration examples of the row decoder 2, the source switch 3, the negative voltage decoder 6, and the erasing circuit 7 for realizing the voltage conditions in each mode shown in FIGS. I will explain while.

【0033】図6はロウデコーダ2およびソーススイッ
チ3の回路構成例を示す図である。ロウデコーダ2は、
拡散層により共通接続されたメモリセルの各ソース線S
L(0)〜SL(k)をはさむ2本のワード線を駆動す
る基本回路600を複数個備えた回路構成となってお
り、ロウアドレス信号RA(0:i)を受け、メモリセ
ルトランジスタの制御ゲートに接続されるワード線WL
(0)〜WL(n)を駆動する信号を出力する。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of the row decoder 2 and the source switch 3. Row decoder 2
Each source line S of the memory cells commonly connected by the diffusion layer
It has a circuit configuration including a plurality of basic circuits 600 for driving two word lines sandwiching L (0) to SL (k), and receives a row address signal RA (0: i) to receive a row address signal RA (0: i). Word line WL connected to control gate
(0) to output signals for driving WL (n).

【0034】ORゲート601(602)には、入力ロ
ウアドレス(RA0〜RAi)の最下位ビットRA0を
除くアドレス信号RA1〜RAiが入力され、このアド
レス信号RA1〜RAiをデコードした信号を出力す
る。つまり、ORゲート601(602)は、拡散層に
より共通接続されたメモリセルのソース線SL(0)〜
SL(k)をはさむ2本のワード線単位での選択信号を
出力する。
The OR gates 601 (602) are supplied with address signals RA1 to RAi excluding the least significant bit RA0 of the input row address (RA0 to RAi), and output decoded signals of the address signals RA1 to RAi. That is, the OR gates 601 (602) are connected to the source lines SL (0) to SL of memory cells commonly connected by the diffusion layer.
A selection signal is output in units of two word lines sandwiching SL (k).

【0035】NORゲート604および605(606
および607)の一方の入力には共通のORゲート60
1(602)の出力が接続され、NORゲート604
(606)の他方の入力には入力ロウアドレスの最下位
ビット信号RA0が接続され、NORゲート605(6
07)の他方の入力にはインバータ603による最下位
ビット信号RA0の反転信号が接続される。このNOR
ゲート604および605(606および607)によ
って、入力ロウアドレス(RA0〜RAi)によって選
択される1本のワード線に対応する選択信号が形成され
る。
The NOR gates 604 and 605 (606)
And 607) have a common OR gate 60
1 (602) is connected to the NOR gate 604
The other input of (606) is connected to the least significant bit signal RA0 of the input row address, and the NOR gate 605 (6)
07) is connected to the inverted signal of the least significant bit signal RA0 by the inverter 603. This NOR
Gates 604 and 605 (606 and 607) form a selection signal corresponding to one word line selected by the input row address (RA0 to RAi).

【0036】NORゲート604,605(606,6
07)の出力は、それぞれpチャネルデプレッショント
ランジスタMP1,MP2(MP3,MP4)を介して
ワード線WL(0),WL(1)(WL(n−1),W
L(n))に接続される。pチャネルデプレッショント
ランジスタMP1,MP2(MP3,MP4)のそれぞ
れのゲートは互いのソースに交差接続されている。
The NOR gates 604, 605 (606, 6
07) output through word lines WL (0), WL (1) (WL (n-1), W (p) through p-channel depletion transistors MP1, MP2 (MP3, MP4), respectively.
L (n)). The gates of the p-channel depletion transistors MP1, MP2 (MP3, MP4) are cross-connected to their sources.

【0037】また、ソース線SL(0)〜SL(k)に
は、ソースが接地されたnチャネルトランジスタMN1
(MN2)のドレインが接続され、nチャネルトランジ
スタMN1(MN2)は、ORゲート601(602)
の出力をインバータ608(209)により反転した信
号で駆動されている。読み出し動作において、ワード線
WL(0)を選択するロウアドレス信号(RA0〜RA
i)が入力された場合、ORゲート601の出力のみが
ロー(低)電位となり、他のORゲートの出力はすべて
ハイ(高)電位となる。ORゲート601(602)の
出力が接続されるNORゲート604および605(6
06および607)はNORゲート604の出力のみが
ハイレベルとなり、ワード線WL(1)〜WL(n)に
対応する他のNORゲートの出力はすべてローレベルと
なる。したがって、NORゲート604に接続されたp
チャネルデプレッショントランジスタMP1はオンとな
り、NORゲート605に接続されたpチャネルデプレ
ッショントランジスタMP2はカットオフとなる。ま
た、ワード線WL(2)〜WL(n)に対応する他のp
チャネルデプレッショントランジスタはすべてゲートお
よびソース電位とも0Vとなりオンとなり、ワード線W
L(2)〜WL(n)に接地電位を供給する。
The source lines SL (0) to SL (k) are connected to an n-channel transistor MN1 whose source is grounded.
The drain of (MN2) is connected, and the n-channel transistor MN1 (MN2) is connected to the OR gate 601 (602).
Is driven by a signal inverted by the inverter 608 (209). In a read operation, a row address signal (RA0-RA) for selecting the word line WL (0).
When i) is input, only the output of the OR gate 601 has a low (low) potential, and all the outputs of the other OR gates have a high (high) potential. NOR gates 604 and 605 (6) to which the output of OR gate 601 (602) is connected.
06 and 607), only the output of the NOR gate 604 is at the high level, and the outputs of the other NOR gates corresponding to the word lines WL (1) to WL (n) are all at the low level. Therefore, p connected to NOR gate 604
The channel depletion transistor MP1 is turned on, and the p-channel depletion transistor MP2 connected to the NOR gate 605 is cut off. Further, the other p corresponding to the word lines WL (2) to WL (n)
The gate and source potentials of all the channel depletion transistors are 0 V and turned on, and the word line W
A ground potential is supplied to L (2) to WL (n).

【0038】また、ORゲート601(602)の出力
がインバータ608(609)を介して接続されるnチ
ャネルトランジスタMN1(MN2)は、ソース線SL
(0)に接続されたnチャネルトランジスタMN1のみ
がオンとなり、他のソース線SL(1)〜SL(k)に
接続されたnチャネルトランジスタはすべてカットオフ
となる。
The output of the OR gate 601 (602) is connected to the n-channel transistor MN1 (MN2) via the inverter 608 (609).
Only the n-channel transistor MN1 connected to (0) is turned on, and all the n-channel transistors connected to the other source lines SL (1) to SL (k) are cut off.

【0039】図6に示す回路構成例によれば、読み出し
動作においては、図3に示すように、選択されたワード
線WL(0)のみVCC電位とし、選択されたワード線
WL(0)に接続されたメモリセルとソースを共有する
向かい合ったメモリセルに接続される非選択のワード線
WL(1)をオープンとするとともに、その他のワード
線電位を接地電位とすることができる。
According to the circuit configuration example shown in FIG. 6, in the read operation, as shown in FIG. 3, only the selected word line WL (0) is set to the VCC potential, and the selected word line WL (0) is connected to the selected word line WL (0). The unselected word line WL (1) connected to the opposite memory cell sharing the source with the connected memory cell can be opened, and the other word line potential can be set to the ground potential.

【0040】書き込み動作においては、読み出しと同様
の動作をおこない、ロウデコーダ2に与えられる電源電
圧をVP1とすることにより、図4に示すように、選択
されたワード線WL(0)のみVP1電位とし、選択さ
れたワード線WL(0)に接続されたメモリセルとソー
スを共有する向かい合ったメモリセルに接続される非選
択のワード線WL(1)をオープンとするとともに、そ
の他のワード線電位を接地電位とすることができる。
In the write operation, the same operation as the read operation is performed, and the power supply voltage applied to the row decoder 2 is set to VP1, so that only the selected word line WL (0) has the VP1 potential as shown in FIG. And open the unselected word line WL (1) connected to the opposite memory cell sharing the source with the memory cell connected to the selected word line WL (0), and set the other word line potential Can be a ground potential.

【0041】また、消去動作においては、消去信号ER
ASEをハイレベルとすることにより、すべてのORゲ
ート601〜602の出力がハイレベルとなることによ
って、すべてのNORゲート604〜607がローレベ
ルとなる。このとき、すべてのpチャネルトデプレッシ
ョンランジスタMP1〜MP4の基板電位をVS2とす
ることにより、すべてのpチャネルトデプレッションラ
ンジスタMP1〜MP4をカットオフとし、図5に示す
ように、すべてのワード線WL(0)〜WL(n)の電
位をオープンとする。なお、VS2の基板電位は、例え
ば+3Vの電位であり、pチャネルトデプレッションラ
ンジスタMP1〜MP4のソースおよびゲートがローレ
ベルのときに、基板バイアス効果によりカットオフさせ
ている。また、このとき、ORゲート601〜602の
出力がハイレベルとなっているので、インバータ608
〜609を介してnチャネルトランジスタMN1〜MN
2のゲート電位はローレベルとされるので、カットオフ
され、すべてのソース線SL(0)〜SL(k)の電位
をオープンとしている。
In the erase operation, the erase signal ER
By setting ASE to a high level, the outputs of all the OR gates 601 to 602 go to a high level, and all the NOR gates 604 to 607 go to a low level. At this time, by setting the substrate potential of all the p-channel depletion transistors MP1 to MP4 to VS2, all the p-channel depletion transistors MP1 to MP4 are cut off, and as shown in FIG. The potentials of (0) to WL (n) are made open. The substrate potential of VS2 is, for example, a potential of +3 V, and is cut off by the substrate bias effect when the sources and gates of the p-channel depletion transistors MP1 to MP4 are at low level. At this time, since the outputs of the OR gates 601 and 602 are at the high level, the inverter 608
609 through n-channel transistors MN1 to MN
Since the gate potential of No. 2 is at a low level, it is cut off and the potentials of all the source lines SL (0) to SL (k) are open.

【0042】図7は負電圧デコーダ6および消去回路7
の回路構成例を示す図である。負電圧デコーダ6は、拡
散層により共通接続されたメモリセルの各ソース線SL
(0)〜SL(k)をはさむ2本のワード線を駆動する
基本回路700を複数個備えた回路構成となっており、
ロウアドレス信号RA(0:i)を受け、メモリセルト
ランジスタの制御ゲートに接続されるワード線WL
(0)〜WL(n)を駆動する信号を出力する。
FIG. 7 shows a negative voltage decoder 6 and an erase circuit 7.
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration example of FIG. The negative voltage decoder 6 is connected to each of the source lines SL of the memory cells commonly connected by the diffusion layer.
It has a circuit configuration including a plurality of basic circuits 700 for driving two word lines sandwiching (0) to SL (k).
Receiving a row address signal RA (0: i), a word line WL connected to a control gate of a memory cell transistor
(0) to output signals for driving WL (n).

【0043】ORゲート701(702)は入力ロウア
ドレス(RA0〜RAi)の最下位ビットRA0を除く
アドレス信号RA1〜RAiが入力され、このアドレス
信号RA1〜RAiをデコードした信号を出力する。つ
まり、ORゲート701(702)は、拡散層により共
通接続されたメモリセルのソース線SL(0)〜SL
(k)をはさむ2本のワード線単位での選択信号を出力
する。ORゲート703および704(705および7
06)の一方の入力には共通のORゲート701(70
2)の出力が接続され、ORゲート703(705)の
他方の入力には入力ロウアドレスの最下位ビット信号R
A0が接続され、ORゲート704(706)の他方の
入力にはインバータ711による最下位ビット信号RA
0の反転信号が接続される。このORゲート703およ
び704(705および706)によって、入力ロウア
ドレス(RA0〜RAi)によって選択される1本のワ
ード線に対応する選択信号が形成される。
The OR gates 701 and 702 receive the address signals RA1 to RAi excluding the least significant bit RA0 of the input row address (RA0 to RAi), and output signals decoded from the address signals RA1 to RAi. That is, the OR gates 701 (702) are connected to the source lines SL (0) to SL of the memory cells commonly connected by the diffusion layer.
A selection signal is output in units of two word lines sandwiching (k). OR gates 703 and 704 (705 and 7
06) is connected to one input of a common OR gate 701 (70
2), and the other input of the OR gate 703 (705) is connected to the least significant bit signal R of the input row address.
A0 is connected to the other input of the OR gate 704 (706).
The inverted signal of 0 is connected. The OR gates 703 and 704 (705 and 706) form a selection signal corresponding to one word line selected by the input row address (RA0 to RAi).

【0044】ORゲート703,704(705,70
6)の出力はそれぞれANDゲート707,708(7
09,710)の一方の入力に接続されており、AND
ゲート707,708(709,710)他方の入力は
共通接続され、消去信号Eraseが入力されている。
ANDゲート707,708(709,710)の出力
は、それぞれ負電圧スイッチSW1,SW2(SW3,
SW4)を駆動しており、この負電圧スイッチSW1お
よびSW2(SW3およびSW4)が駆動されると、ワ
ード線WL(0)〜WL(n)に負電圧が供給される。
消去信号Eraseは読み出しおよび書き込み動作時に
はハイレベルとされ、消去動作時にはローレベルとされ
る信号である。
OR gates 703, 704 (705, 70
6) are output from AND gates 707 and 708 (7
09, 710) and one of the inputs
The other inputs of the gates 707 and 708 (709 and 710) are commonly connected, and the erase signal Erase is input.
The outputs of the AND gates 707 and 708 (709 and 710) are respectively connected to the negative voltage switches SW1 and SW2 (SW3 and SW3).
SW4), and when these negative voltage switches SW1 and SW2 (SW3 and SW4) are driven, a negative voltage is supplied to the word lines WL (0) to WL (n).
The erase signal Erase is a signal that is set to a high level during the read and write operations and is set to a low level during the erase operation.

【0045】読み出しおよび書き込み動作においては、
ORゲート703および704(705および706)
に入力される、入力ロウアドレスの最下位ビット信号R
A0およびインバータ711による反転信号により、ロ
ウアドレス信号RA(0:i)が入力され、ロウデコー
ダ2がワード線WL(0)を選択する信号を出力してい
る場合においては、負電圧デコーダ6では、ANDゲー
ト708の出力により負電圧スイッチSW2が駆動さ
れ、ワード線WL(1)に負電圧−VG1を供給される
ように動作する。
In the read and write operations,
OR gates 703 and 704 (705 and 706)
, The least significant bit signal R of the input row address
When the row address signal RA (0: i) is input by A0 and the inverted signal from the inverter 711 and the row decoder 2 outputs a signal for selecting the word line WL (0), the negative voltage decoder 6 , And the output of the AND gate 708 drives the negative voltage switch SW2 to operate so that the negative voltage −VG1 is supplied to the word line WL (1).

【0046】消去回路7は、ソース線SL(0)〜SL
(k)に接続されたトライステートインバータ712
(713)を消去信号Eraseおよびインバータ71
4の出力により制御している。トライステートインバー
タ712(713)の入力は接地されている。図7に示
す回路構成例によれば、読み出し動作において、図3に
示すように、ロウアドレス信号RA(0:i)によりワ
ード線WL(0)が選択されると、選択されたワード線
WL(0)に接続されたメモリセルとソースを共有する
向かい合ったメモリセルに接続される非選択のワード線
WL(1)に接続されたスイッチSW2のみが駆動さ
れ、ワード線WL(1)のみに負電圧−VG1を供給
し、その他のワード線はすべてオープンとすることがで
きる。このとき、消去回路7の動作は、消去信号Era
seがハイレベルとされ、インバータ714の出力がロ
ーレベルとされることにより、トライステートインバー
タ712〜713はすべてオープン出力状態とされ、ソ
ース線SL(0)〜SL(k)をすべてオープンとして
いる。書き込み動作においても、読み出しと同様の動作
をおこなう。
The erase circuit 7 includes source lines SL (0) to SL
Tri-state inverter 712 connected to (k)
(713) is changed to the erase signal Erase and the inverter 71.
4 is controlled by the output. The input of the tri-state inverter 712 (713) is grounded. According to the circuit configuration example shown in FIG. 7, in the read operation, as shown in FIG. 3, when the word line WL (0) is selected by the row address signal RA (0: i), the selected word line WL Only the switch SW2 connected to the unselected word line WL (1) connected to the memory cell facing the memory cell connected to (0) and sharing the source is driven, and only the word line WL (1) is connected. A negative voltage -VG1 is supplied, and all other word lines can be left open. At this time, the operation of the erasing circuit 7 is based on the erasing signal Era.
Since se is set to the high level and the output of the inverter 714 is set to the low level, all the tri-state inverters 712 to 713 are set to the open output state, and the source lines SL (0) to SL (k) are all open. . In the write operation, the same operation as the read operation is performed.

【0047】消去動作においては、消去信号Erase
がローレベルとされることにより、負電圧デコーダ6で
のANDゲート707〜710の出力は、すべてローレ
ベルとなり、負電圧スイッチSW1〜SW4のすべてが
駆動されて、すべてのワード線WL(0)〜WL(n)
に負電圧−VG2が供給される。また、消去回路7での
トライステートインバータ712〜713はすべて動作
状態となり、消去回路7に与えられる電源電圧VP2を
ソース線SL(0)〜SL(k)に供給する。
In the erase operation, the erase signal Erase
Is at a low level, the outputs of the AND gates 707 to 710 in the negative voltage decoder 6 are all at a low level, all the negative voltage switches SW1 to SW4 are driven, and all the word lines WL (0) ~ WL (n)
Is supplied with a negative voltage -VG2. Further, all of the tri-state inverters 712 to 713 in the erasing circuit 7 are activated, and supply the power supply voltage VP2 applied to the erasing circuit 7 to the source lines SL (0) to SL (k).

【0048】以上述べてきたように、図6および図7に
示すロウデコーダ2,ソーススイッチ3,負電圧デコー
ダ6および消去回路7によって、図3,図4および図5
に示す読み出し、書き込み、および消去動作での、メモ
リセルアレイ1のワード線WL(0)〜WL(n)およ
びソース線SL(0)〜SL(k)の電位を設定するこ
とができる。
As described above, the row decoder 2, source switch 3, negative voltage decoder 6 and erase circuit 7 shown in FIGS.
Can be set for the word lines WL (0) to WL (n) and the source lines SL (0) to SL (k) of the memory cell array 1 in the read, write, and erase operations shown in FIG.

【0049】この実施の形態によれば、読み出し動作に
おいて、選択ワード線を正電位の選択電位(VCC)と
し、選択されるメモリセルが接続された共通ソース線を
接地電位とするとともに、選択ワード線に接続されたメ
モリセルとソースを共有するメモリセルが接続された1
本の非選択ワード線のみを負電位の非選択電位(−VG
1)とし、他の非選択ワード線を接地電位とし、他の非
選択ワード線に接続されるメモリセルの共通ソース線を
オープンとすることによって、負電圧の供給は1本の非
選択ワード線のみでよいため負電圧を発生させる回路と
しては規模の小さなものですみ、メモリセルの高密度化
を妨げることなく、非選択のメモリセルに0V以下のし
きい値を有するメモリセルが存在する場合においても、
ビット線にリーク電流が流れず、正常な読み出し動作を
行うことができる。このように、メモリセルの高密度化
を妨げることなく、消去後のしきい値のバラツキが大き
なメモリセルアレイに対して、安定な読み出し動作をお
こなうことが可能な半導体記憶装置を実現できる。
According to this embodiment, in the read operation, the selected word line is set to the positive selection potential (VCC), the common source line to which the selected memory cell is connected is set to the ground potential, and the selected word line is set to the ground potential. 1 connected to a memory cell sharing a source with a memory cell connected to a line
Only the non-selected word lines are negative non-selection potentials (−VG
1), the other unselected word lines are set to the ground potential, and the common source line of the memory cells connected to the other unselected word lines is opened, so that the negative voltage is supplied to one unselected word line. Since only a small circuit is required as a circuit for generating a negative voltage, a memory cell having a threshold value of 0 V or less exists in non-selected memory cells without hindering high density of memory cells. At
No leak current flows through the bit line, and a normal read operation can be performed. As described above, it is possible to realize a semiconductor memory device capable of performing a stable read operation on a memory cell array having a large variation in threshold value after erasing without hindering the increase in the density of memory cells.

【0050】また、消去動作時での高精度なしきい値制
御を必要とせず、消去動作の高速化が可能となるととも
に、消去後のしきい値を低い値に設定することが可能と
なるため、メモリセルのオン電流を増加させることがで
き、高速な読み出し動作を実現することができる。上記
実施の形態では、メモリセルをnチャネルトランジスタ
で構成する場合について説明してきたが、pチャネルト
ランジスタのメモリセルを用いる場合においては、正/
負の電圧関係を逆にすることにより、同様の効果を得る
ことができる。
Further, since high-accuracy threshold control during the erasing operation is not required, the erasing operation can be speeded up, and the threshold value after erasing can be set to a low value. Thus, the ON current of the memory cell can be increased, and a high-speed read operation can be realized. In the above-described embodiment, the case where the memory cell is formed of an n-channel transistor has been described.
The same effect can be obtained by reversing the negative voltage relationship.

【0051】[0051]

【発明の効果】この発明によれば、読み出し動作におい
て、選択ワード線を選択電位とし、選択されるメモリセ
ルが接続された共通ソース線を接地電位とするととも
に、選択ワード線に接続されたメモリセルとソースを共
有するメモリセルが接続された1本の非選択ワード線の
みを、選択ワード線の選択電位とは逆極性の非選択電位
とし、他の非選択ワード線を接地電位とし、他の非選択
ワード線に接続されるメモリセルの共通ソース線をオー
プンとすることによって、選択電位を正電位とし、非選
択電位を負電位とすれば、負電圧の供給は1本の非選択
ワード線のみでよいため負電圧を発生させる回路として
は規模の小さなものですみ、メモリセルの高密度化を妨
げることなく、非選択のメモリセルに0V以下のしきい
値を有するメモリセルが存在する場合においても、ビッ
ト線にリーク電流が流れず、正常な読み出し動作を行う
ことができる。このように、メモリセルの高密度化を妨
げることなく、消去後のしきい値のバラツキが大きなメ
モリセルアレイに対して、安定な読み出し動作をおこな
うことが可能な半導体記憶装置を実現できる。
According to the present invention, in the read operation, the selected word line is set to the selected potential, the common source line to which the selected memory cell is connected is set to the ground potential, and the memory connected to the selected word line is set. Only one non-selected word line to which a memory cell sharing a cell and a source is connected is set to a non-selection potential having a polarity opposite to the selection potential of the selected word line, the other non-selection word lines are set to a ground potential, and When the common source line of the memory cell connected to the non-selected word line is opened, the selection potential is set to the positive potential and the non-selection potential is set to the negative potential, the negative voltage is supplied to one non-selected word. Since only a single line is required, a small-scale circuit for generating a negative voltage is required, and a memory cell having a threshold value of 0 V or less can be provided to unselected memory cells without hindering high-density memory cells. Even if but present, no leakage current flows in the bit line, it is possible to perform normal read operation. As described above, it is possible to realize a semiconductor memory device capable of performing a stable read operation on a memory cell array having a large variation in threshold value after erasing without hindering the increase in the density of memory cells.

【0052】また、消去動作時での高精度なしきい値制
御を必要とせず、消去動作の高速化が可能となるととも
に、消去後のしきい値を低い値に設定することが可能と
なるため、メモリセルのオン電流を増加させることがで
き、高速な読み出し動作を実現することができる。
Further, it is not necessary to perform a high-precision threshold control during the erasing operation, so that the erasing operation can be sped up and the threshold value after erasing can be set to a low value. Thus, the ON current of the memory cell can be increased, and a high-speed read operation can be realized.

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

【図1】この発明の実施の形態の半導体記憶装置の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施の形態におけるメモリセルアレ
イの回路例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit example of a memory cell array according to the embodiment of the present invention;

【図3】この発明の実施の形態における読み出し動作で
の電圧関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a voltage relationship in a read operation in the embodiment of the present invention.

【図4】この発明の実施の形態における書き込み動作で
の電圧関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a voltage relationship in a write operation in the embodiment of the present invention.

【図5】この発明の実施の形態における消去動作での電
圧関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage relationship in an erase operation in the embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施の形態におけるロウデコーダお
よびソーススイッチの回路構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration example of a row decoder and a source switch according to the embodiment of the present invention;

【図7】この発明の実施の形態における負電圧デコーダ
および消去回路の回路構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration example of a negative voltage decoder and an erasing circuit according to the embodiment of the present invention;

【図8】従来の半導体記憶装置の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 メモリセルアレイ 2 ロウデコーダ 3 ソーススイッチ 4 カラムデコーダ 5 カラムスイッチ 6 負電圧デコーダ 7 消去回路 8 読出し/書込み回路 9 コントロール回路 10 電圧発生回路 601,602 ORゲート 603,608,609 インバータ 604〜607 NORゲート 701,702 ORゲート 703〜706 NORゲート 707〜710 ANDゲート 711,714 インバータ 712,713 トライステートインバータ WL(0)〜WL(n) ワード線 BL(0)〜BL(m) ビット線 SL(0)〜SL(k) ソース線 REFERENCE SIGNS LIST 1 memory cell array 2 row decoder 3 source switch 4 column decoder 5 column switch 6 negative voltage decoder 7 erase circuit 8 read / write circuit 9 control circuit 10 voltage generation circuit 601 602 OR gate 603 608 609 inverter Inverter 604 to 607 NOR gate 701, 702 OR gate 703-706 NOR gate 707-710 AND gate 711, 714 Inverter 712, 713 Tri-state inverter WL (0) -WL (n) Word line BL (0) -BL (m) Bit line SL (0 ) To SL (k) source line

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直交配置された複数のビット線と複数の
ワード線との各交差点に、前記ビット線とドレインが接
続され前記ワード線と制御ゲートが接続されたメモリセ
ルを配置し、同一のビット線にドレインが接続され隣接
するメモリセルの2個ずつを一組として、各組のメモリ
セルのソースが共有され共通ソース線に接続されたメモ
リセルアレイと、 消去動作において選択されるメモリセルが接続された共
通ソース線とワード線との間に高電圧を印加する手段
と、 読み出し動作において選択されるメモリセルが接続され
たワード線に選択電位を与える手段と、 前記読み出し動作において選択されるメモリセルとソー
スを共有するメモリセルが接続されたワード線に前記選
択電位とは逆極性の非選択電位を与える手段と、 前記読み出し動作において残りのワード線に接地電位を
与える手段と、 前記読み出し動作において選択されるメモリセルが接続
された共通ソース線に接地電位を与える手段と、 前記読み出し動作において残りの共通ソース線をオープ
ンとする手段とを備えた半導体記憶装置。
1. A memory cell in which said bit line and drain are connected and said word line and control gate are connected at each intersection of a plurality of orthogonally arranged bit lines and a plurality of word lines. A memory cell array connected to a common source line with the source of each set of memory cells shared and a memory cell array selected in the erasing operation, with a set of two adjacent memory cells each having a drain connected to a bit line. Means for applying a high voltage between the connected common source line and the word line; means for applying a selection potential to the word line to which the memory cell selected in the read operation is connected; and means selected in the read operation Means for applying a non-selection potential having a polarity opposite to the selection potential to a word line to which a memory cell sharing a source with a memory cell is connected; Means for applying a ground potential to the remaining word lines, means for applying a ground potential to a common source line connected to a memory cell selected in the read operation, and opening the remaining common source line in the read operation. Semiconductor memory device comprising:
【請求項2】 選択電位を正電位とし、非選択電位を負
電位としたことを特徴とする請求項1記載の半導体記憶
装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the selection potential is a positive potential, and the non-selection potential is a negative potential.
【請求項3】 消去動作において選択されるメモリセル
が接続されたワード線の電位を、読み出し動作における
非選択電位と同極性の電位としたことを特徴とする請求
項1または2記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the potential of the word line to which the memory cell selected in the erasing operation is connected has the same polarity as the non-selection potential in the reading operation. apparatus.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012014770A (en) * 2010-06-30 2012-01-19 Toppan Printing Co Ltd Semiconductor storage device

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