JPH1116383A - Electrically writable/erasable nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Electrically writable/erasable nonvolatile semiconductor memory device

Info

Publication number
JPH1116383A
JPH1116383A JP18177697A JP18177697A JPH1116383A JP H1116383 A JPH1116383 A JP H1116383A JP 18177697 A JP18177697 A JP 18177697A JP 18177697 A JP18177697 A JP 18177697A JP H1116383 A JPH1116383 A JP H1116383A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
floating gate
voltage
source
dummy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP18177697A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3228188B2 (en
Inventor
Kazuhisa Ninomiya
和久 二宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP18177697A priority Critical patent/JP3228188B2/en
Publication of JPH1116383A publication Critical patent/JPH1116383A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3228188B2 publication Critical patent/JP3228188B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a memory cell to be erased from an erasing voltage exceeding the dielectric strength of the memory cell by a method wherein the gate voltage of a dummy memory cell whose floating gate and control gate are short-circuited is controlled so as to be lower than the floating gate voltage of the memory cell to be erased to clamp the erasing voltage. SOLUTION: A dummy memory cell Mdummy has the same construction as memory cell transistors M11-Mnm and its floating gate and control gate are short-circuited. Its drain is opened, its source is connected to the common source line of the memory cell transistors M11-Mnm and a constant voltage Vconst, for instance -3--4 V, is applied to its gate. In this state, the source dielectric strength of the dummy memory cell Mdummy is so set as to be lower than the source dielectric strengths of the memory cells. In an erasing operation, a voltage obtained by clamping an erasing power supply voltage Vpp in this state is supplied to the common source line.

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】本発明は電気的に書込/消去
可能な不揮発性半導体記憶装置に関し、特にその消去回
路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to an erasing circuit therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の不揮発性半導体記憶装置
は、例えば特開平1−273357号公報に示されるよ
うに、消去動作時のメモリセルドレイン電位をメモリセ
ルトランジスタのドレインと半導体基板間の降伏電圧よ
り低い電圧でクランプし、アバランシェブレークダウン
を防ぎ、書込特性、消去特性、書換え回数などの劣化を
防止し、信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置を実現す
る目的で用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a nonvolatile semiconductor memory device of this kind, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-273357, the drain potential of a memory cell during an erase operation is set between the drain of a memory cell transistor and a semiconductor substrate. Clamping is performed at a voltage lower than the breakdown voltage to prevent avalanche breakdown, prevent deterioration in writing characteristics, erasing characteristics, and the number of times of rewriting, and realize a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device.

【0003】図7は、従来の不揮発性半導体記憶装置の
回路構成の一部を示す図である。図7において、Vpp1
は書込み電源、Vpp2は消去電源、MN1は書込制御信
号Tpgをゲート入力とする電界効果トランジスタ、IN
V1は消去制御信号Terを入力とするインバータ回路、
MN2はINV1の出力をゲート入力とする電界効果ト
ランジスタ、MN3は消去制御信号Terを入力とする電
界効果トランジスタ、D1、D2はダイオード、D1、
Dmはデジット線、W1、W2、Wnはワード線、Sはソー
ス線、Mcはスプリットゲート型メモリセルトランジス
タである。
FIG. 7 is a diagram showing a part of a circuit configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device. In FIG. 7, Vpp1
Is a write power supply, Vpp2 is an erase power supply, MN1 is a field-effect transistor having a write control signal Tpg as a gate input, IN
V1 is an inverter circuit which receives the erase control signal Ter as an input,
MN2 is a field-effect transistor having an output of INV1 as a gate input, MN3 is a field-effect transistor having an erase control signal Ter as an input, D1 and D2 are diodes, D1,.
Dm is a digit line, W1, W2, and Wn are word lines, S is a source line, and Mc is a split gate type memory cell transistor.

【0004】次に図7に示した不揮発性半導体記憶装置
の動作について説明する。メモリセルの消去動作時に
は、書込制御信号であるTpg信号により電界効果トラン
ジスタMN1は非導通状態に、消去制御信号であるTer
信号により、電界効果トランジスタMN3は導通状態
に、インバータ回路INV1の出力信号により電界効果
トランジスタMN2は導通状態となる。これにより、消
去電圧Vpp2がデジット線(Di)に印加される。この
とき、電界効果トランジスタMN3が導通状態となるた
め、デジット線(Di)の電位はダイオードD2により
クランプされる。
Next, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 7 will be described. At the time of the erase operation of the memory cell, the field effect transistor MN1 is turned off by the Tpg signal which is the write control signal, and the erase control signal Ter is turned off.
The signal turns on the field effect transistor MN3, and the output signal of the inverter circuit INV1 turns on the field effect transistor MN2. As a result, the erase voltage Vpp2 is applied to the digit line (Di). At this time, since the field effect transistor MN3 is turned on, the potential of the digit line (Di) is clamped by the diode D2.

【0005】次に、I−V(電流電圧)特性を示した図
8に従って説明する。図8において、曲線Ier0、Ier
EはメモリセルトランジスタのI−V曲線で、Ier0は
消去開始時を示し、IerEは消去終了時のI−V曲線を
示す。Lは負荷曲線(消去時の負荷曲線)である。消去
が開始されると、VAからデジット電位はVAから上昇し
ていくが、ダイオードD2によりVL2(約12V)で
クランプされ、それ以上は上昇しない。VL2は、ドレ
イン〜半導体基板間の降伏電圧VBD約18Vより低いた
め、アバランシェブレークダウンは一切生じない。した
がって、ドレイン近傍のゲート酸化膜へのダメージは低
減される。
Next, a description will be given with reference to FIG. 8 showing IV (current-voltage) characteristics. In FIG. 8, curves Ier0, Ier
E denotes the IV curve of the memory cell transistor, Ier0 denotes the start of erasing, and IerE denotes the IV curve at the end of erasing. L is a load curve (load curve at the time of erasure). When erasing is started, the digit potential rises from VA, but is clamped at VL2 (about 12 V) by the diode D2 and does not rise any more. Since VL2 is lower than a breakdown voltage VBD between the drain and the semiconductor substrate of about 18 V, no avalanche breakdown occurs. Therefore, damage to the gate oxide film near the drain is reduced.

【0006】図7に示した不揮発性半導体記憶装置は、
スプリットゲート型メモリセルトランジスタの例であ
る。メモリセルトランジスタのソースに高電圧を印加
し、消去を行なう。
[0006] The nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.
5 is an example of a split gate type memory cell transistor. High voltage is applied to the source of the memory cell transistor to perform erasing.

【0007】ソース消去/NOR型メモリセルトランジ
スタの場合には、図9に示すような構成、及び図10に
示すI−V特性となる。ここで、D1〜Dmはデジット
線、M11〜MnmはNOR型メモリセルトランジスタ、V
ppは消去用電源、PM1はP型電界効果トランジスタ、
NM1はN型電界効果トランジスタ、Dはダイオード素
子である。
In the case of a source erase / NOR type memory cell transistor, the configuration shown in FIG. 9 and the IV characteristics shown in FIG. 10 are obtained. Here, D1 to Dm are digit lines, M11 to Mnm are NOR type memory cell transistors, V
pp is a power supply for erasing, PM1 is a P-type field effect transistor,
NM1 is an N-type field effect transistor, and D is a diode element.

【0008】消去動作時には、消去制御信号ERASE
 ̄によりP型電界効果トランジスタPM1が導通状態
に、N型電界効果トランジスタNM1が非導通状態な
り、ソース線に消去電圧Vppが印加される。消去初期に
は、メモリセルソース電位はVSOに、消去が進行する
につれてソース電位は上昇するが、ダイオードDの耐圧
(〜10V)を超えるとダイオードDによりソース電圧
はクランプされる。
At the time of an erase operation, an erase control signal ERASE
Due to  ̄, the P-type field-effect transistor PM1 is turned on, the N-type field-effect transistor NM1 is turned off, and the erase voltage Vpp is applied to the source line. In the initial stage of erasing, the source potential of the memory cell becomes VSO, and the source potential increases as erasing progresses. However, when the voltage exceeds the withstand voltage of the diode D (〜1010 V), the source voltage is clamped by the diode D.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の不揮発性半導体記憶装置の消去回路は、次のよ
うな問題点を有している。
However, the above-described erase circuit of the conventional nonvolatile semiconductor memory device has the following problems.

【0010】(1)第1の問題点は、書込/消去の繰返
し動作時のバンド間トンネリング(図10参照)に起因
するキャリアによりゲート酸化膜が劣化する、というこ
とである。
(1) The first problem is that the gate oxide film is deteriorated by carriers caused by band-to-band tunneling (see FIG. 10) at the time of repetitive write / erase operations.

【0011】その理由は、アバランシェブレークダウン
に起因するキャリアを抑制するために、単純なダイオー
ドにより消去電圧をクランプしているが、単純なダイオ
ードではバンド間トンネリングを抑制することができな
い、ためである。
The reason is that, in order to suppress carriers caused by avalanche breakdown, the erasing voltage is clamped by a simple diode, but it is not possible to suppress band-to-band tunneling with a simple diode. .

【0012】(2)第2の問題点は、ダイオード素子の
耐圧値の設定値をメモリセルソースの耐圧のばらつきを
考慮して決定しなければならない、ということである。
(2) The second problem is that the set value of the breakdown voltage of the diode element must be determined in consideration of the variation in the breakdown voltage of the memory cell source.

【0013】その理由は、ダイオード素子の耐圧がメモ
リセルソース耐圧に影響を与えるメモリセルのフローテ
ィングゲートの電圧依存性を有していない、ためであ
る。
The reason is that the withstand voltage of the diode element does not depend on the voltage of the floating gate of the memory cell which affects the withstand voltage of the memory cell.

【0014】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、書込/消去の繰
返し時のトンネル酸化膜の劣化を低減し、信頼性を向上
させる不揮発性半導体記憶装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the deterioration of a tunnel oxide film at the time of repetition of writing / erasing and to improve the reliability of a nonvolatile memory. It is to provide a semiconductor memory device.

【0015】また本発明の他の目的は、書込/消去の繰
返し時のトンネル酸化膜の劣化を抑制するために、消去
時のメモリセルソース電圧をバンド間トンネリングが発
生しないよう抑制する不揮発性半導体記憶装置を提供す
ることにある。
Another object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device which suppresses deterioration of a tunnel oxide film at the time of repetition of writing / erasing so that a source voltage of a memory cell at the time of erasing does not cause inter-band tunneling. It is to provide a semiconductor memory device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の不揮発性半導体記憶装置の消去回路は、消
去すべきメモリセルのソースに印加される消去電圧を消
去すべきメモリセルのバンド間トンネリング現象が発生
する電圧以下に抑制するようにしたものである。より詳
細には、複数のフローティングゲート型メモリセルトラ
ンジスタからなるメモリセルマトリックスと、前記複数
のメモリセルのソース線に消去電圧を印加する手段と、
前記消去電圧を、前記フローティングゲート型メモリセ
ルトランジスタのソース耐圧以下にクランプする手段
と、を有する。
In order to achieve the above object, an erasing circuit of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a band for a memory cell to be erased, the erase voltage being applied to the source of the memory cell to be erased. This is to suppress the voltage below the voltage at which the inter-tunneling phenomenon occurs. More specifically, a memory cell matrix composed of a plurality of floating gate type memory cell transistors, and means for applying an erase voltage to source lines of the plurality of memory cells,
Means for clamping the erase voltage to a value equal to or lower than the source withstand voltage of the floating gate type memory cell transistor.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明の実施の形態は、消去制御信号に従
って消去電圧を消去すべきメモリセルトランジスタのソ
ースに供給する手段(図1のPM1)と、メモリセルト
ランジスタのソースに印加する消去電圧を、消去すべき
メモリセルの状態に応じてクランプする手段と、を有す
る。このクランプ手段は、通常のメモリセルのフローテ
ィングゲートとコントロールゲートを短絡させたダミー
メモリセル(Mdummy)と、このダミーメモリセルのゲ
ート電圧を消去すべきメモリセルトランジスタのフロー
ティングゲートよりも低い電位に制御するダミーメモリ
セルトランジスタゲート制御回路(図5参照)からな
る。
Embodiments of the present invention will be described below. According to the embodiment of the present invention, means (PM1 in FIG. 1) for supplying an erase voltage to the source of the memory cell transistor to be erased according to the erase control signal, and the erase voltage applied to the source of the memory cell transistor should be erased. Means for clamping in accordance with the state of the memory cell. This clamp means controls a dummy memory cell (Mdummy) in which the floating gate and control gate of a normal memory cell are short-circuited, and controls the gate voltage of the dummy memory cell to a potential lower than the floating gate of the memory cell transistor to be erased. And a dummy memory cell transistor gate control circuit (see FIG. 5).

【0018】ダミーメモリセルのゲート電圧を、常に、
消去すべきメモリセルのフローティングゲート電圧より
も低く制御すると、ダミーメモリセルのソース耐圧は消
去すべきメモリセルのソース耐圧よりも低くなるため、
印加された消去電圧は、常にダミーメモリセルで発生す
るバンド間トンネリング電流により、ダミーメモリセル
のソース耐圧にクランプされる。これにより、消去すべ
きメモリセルのソースには、その耐圧を超える電圧が印
加されることはない。
The gate voltage of the dummy memory cell is always
If the voltage is controlled to be lower than the floating gate voltage of the memory cell to be erased, the source withstand voltage of the dummy memory cell becomes lower than the source withstand voltage of the memory cell to be erased.
The applied erase voltage is always clamped to the source breakdown voltage of the dummy memory cell by the inter-band tunneling current generated in the dummy memory cell. Thus, a voltage exceeding the withstand voltage is not applied to the source of the memory cell to be erased.

【0019】[0019]

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して以下
に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;

【0020】[実施例1]図1は、本発明の一実施例の
回路構成を示す図である。図1において、M11〜Mnm
は、フローティングゲート型メモリセルトランジスタ、
D1、Dmは複数のメモリセルトランジスタのドレインに
接続されているデジット線、W1、W2、Wnは複数のメ
モリセルトランジスタのゲートに接続されているワード
線である。また、Vppは消去用電源、PM1はソースと
消去用電源(Vpp)に、ゲートを消去制御信号ERAS
E ̄、ドレインを複数のメモリセルの共通のソース線に
接続されたP型電界効果トランジスタ、NM1はソース
を基準電位、ゲートを消去制御信号ERASE ̄、ドレ
インを前記複数のメモリセルの共通のソース線に接続さ
れたN形電界効果トランジスタ、Mdummyはコントロー
ルゲートとフローティングゲートを短絡させ、このゲー
トに一定の電圧(Vconst)が印加され、ドレインが開
放、ソースが上記複数のメモリセルの共通のソース線に
接続されたメモリセルトランジスタである(以下「ダミ
ーメモリセル」と呼ぶ)。
[Embodiment 1] FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, M11 to Mnm
Is a floating gate type memory cell transistor,
D1 and Dm are digit lines connected to the drains of the memory cell transistors, and W1, W2 and Wn are word lines connected to the gates of the memory cell transistors. Vpp is an erasing power supply, PM1 is a source and an erasing power supply (Vpp), and a gate is an erasing control signal ERAS.
E ̄, a P-type field effect transistor having a drain connected to a common source line of a plurality of memory cells, NM1 a source at a reference potential, a gate at an erase control signal ERASE ̄, and a drain at a common source of the plurality of memory cells. An N-type field effect transistor connected to the line, Mdummy, shorts the control gate and the floating gate, a constant voltage (Vconst) is applied to this gate, the drain is open, and the source is the common source of the plurality of memory cells. A memory cell transistor connected to the line (hereinafter referred to as a "dummy memory cell").

【0021】消去動作時には、ERASE ̄信号が
“L”レベルとなり、N型トランジスタ(NM1)が非
導通状態に、P型トランジスタ(PM1)が導通状態と
なり、複数のメモリセルの共通のソース線に消去電圧V
ppが印加される。
At the time of the erase operation, the ERASE signal goes low, the N-type transistor (NM1) is turned off, the P-type transistor (PM1) is turned on, and the common source line of a plurality of memory cells is connected. Erase voltage V
pp is applied.

【0022】図3(a)は、メモリセルトランジスタの
断面、図3(b)はダミーメモリセルMdummyの断面を
示したものである。図3(b)に示すように、ダミーメ
モリセルMdummyは、コントロールゲートとフローティ
ングゲートを短絡させていることを除いて、メモリセル
トランジスタとまったく同一の構造を有している。
FIG. 3A shows a cross section of a memory cell transistor, and FIG. 3B shows a cross section of a dummy memory cell Mdummy. As shown in FIG. 3B, the dummy memory cell Mdummy has exactly the same structure as the memory cell transistor except that the control gate and the floating gate are short-circuited.

【0023】次に本発明の一実施例の動作について、図
2に示すI−V特性を用いて説明する。図2において、
Lは消去時負荷線、Is(d)はダミーメモリセルMdummy
のソースのI−V曲線、Is(m)0は消去開始時メモリセ
ルトランジスタソースのI−V曲線、Is(m)Eは消去完
了時のメモリセルのI−V曲線である。
Next, the operation of one embodiment of the present invention will be described with reference to the IV characteristics shown in FIG. In FIG.
L is an erase load line, Is (d) is a dummy memory cell Mdummy
Is the IV curve of the source, Is (m) 0 is the IV curve of the memory cell transistor source at the start of erasing, and Is (m) E is the IV curve of the memory cell at the completion of erasing.

【0024】メモリセルトランジスタソースのI−V曲
線は、図2に示すように、消去開始時、すなわちメモリ
セルのフローティングゲートの電位が十分に低い(例え
ば−2〜−3V)のときには、比較的低いソース電圧で
バンド間トンネリング電流が流れはじめる(Is(m)
0)。消去が進行していくと、メモリセルトランジスタ
のフローティングゲートの電位は上昇し(例えば0
V)、バンド間トンネリング電流が流れはじめるソース
電圧は、上昇する(Is(m)E)。
As shown in FIG. 2, the IV curve of the source of the memory cell transistor is relatively low at the start of erasing, that is, when the potential of the floating gate of the memory cell is sufficiently low (for example, -2 to -3 V). Inter-band tunneling current starts to flow at low source voltage (Is (m)
0). As erasing progresses, the potential of the floating gate of the memory cell transistor increases (for example, 0
V), the source voltage at which the inter-band tunneling current starts to flow rises (Is (m) E).

【0025】ここで、ダミーメモリセルMdummyのゲー
ト電位を、消去開始時のメモリセルのフローティングゲ
ート電位よりも低い電位(例えば−3〜−4V)にする
ことにより、ダミーメモリセルMdummyのソース耐圧は
メモリセルのソース耐圧よりも低く設定することができ
る。
Here, the source withstand voltage of the dummy memory cell Mdummy is reduced by setting the gate potential of the dummy memory cell Mdummy lower than the floating gate potential of the memory cell at the start of erasing (for example, -3 to -4 V). It can be set lower than the source breakdown voltage of the memory cell.

【0026】これにより、複数のメモリセルソースに印
加される消去電圧がダミーセルのソース耐圧によりクラ
ンプされるため、複数のメモリセルソースにはバンド間
トンネリングを引き起こすような消去電圧は印加されな
くなる。
As a result, the erase voltage applied to the plurality of memory cell sources is clamped by the source breakdown voltage of the dummy cell, so that the erase voltage causing band-to-band tunneling is not applied to the plurality of memory cell sources.

【0027】さらに、このダミーメモリセルは、複数の
メモリセルと同様な製造工程により作られるため、拡散
工程における製造ばらつきは緩和される。
Further, since the dummy memory cells are manufactured by the same manufacturing process as the plurality of memory cells, manufacturing variations in the diffusion process are reduced.

【0028】[実施例2]次に本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照して説明する。図5は、本発明の第2
の実施例の構成を示す図である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an example of FIG.

【0029】基本的な構成は、前記第1の実施例と同様
であるが、本実施例では、ダミーメモリセル(Mdumm
y)のゲート信号を一定値に固定せず、複数のメモリセ
ルの消去状態に応じて変化させるダミーセルトランジス
タゲート制御回路101を付加している点が相違してい
る。
The basic structure is the same as that of the first embodiment. However, in this embodiment, a dummy memory cell (Mdumm
The difference lies in that a dummy cell transistor gate control circuit 101 that changes the gate signal in y) according to the erased state of a plurality of memory cells is not fixed to a constant value.

【0030】これにより、本発明の第2の実施例におい
ては、図6に示すように、常に、複数のメモリセルがバ
ンド間トンネリング現象を引き起す電圧よりも低く、か
つ最大の電圧を、複数のメモリセルソースに印加するこ
とができる。この結果、前記第1の実施例に比べ、消去
時間を短縮することができる。
As a result, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, a plurality of memory cells always have a maximum voltage lower than a voltage causing an inter-band tunneling phenomenon. Of memory cell sources. As a result, the erasing time can be shortened as compared with the first embodiment.

【0031】ここで、ダミーメモリセルMdummyに印加
するゲート電圧Vg(Dummy)は、複数のメモリセルのう
ち、最も高いしきい値電圧を有するメモリセルのフロー
ティングゲートの電圧VF(MAX)よりも低くなければなら
ない。
Here, the gate voltage Vg (Dummy) applied to the dummy memory cell Mdummy is lower than the floating gate voltage VF (MAX) of the memory cell having the highest threshold voltage among the plurality of memory cells. There must be.

【0032】VF(MAX)は、最も高いしきい値電圧を有す
るメモリセルのしきい値電圧をVTH(MAX)、フローティ
ングゲート〜コントロールゲート間の容量をC1、フロ
ーティングゲート〜基板間の容量をC2、フローティン
グゲートから見たメモリセルのしきい値電圧をVTFとす
ると、次式(1)となる。
VF (MAX) is the threshold voltage of the memory cell having the highest threshold voltage, VTH (MAX), the capacitance between the floating gate and the control gate is C1, and the capacitance between the floating gate and the substrate is C2. When the threshold voltage of the memory cell viewed from the floating gate is VTF, the following equation (1) is obtained.

【0033】[0033]

【数1】 (Equation 1)

【0034】したがって、ダミーメモリセルMdummyに
印加するゲート電圧Vg(Dummy)は、次式(2)となる
(図4も参照)。
Therefore, the gate voltage Vg (Dummy) applied to the dummy memory cell Mdummy is given by the following equation (2) (see also FIG. 4).

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】ここで、αはメモリセルのソース耐圧とダ
ミーセルのソース耐圧の間の余裕度であり、たとえば1
V程度である。
Here, α is a margin between the source withstand voltage of the memory cell and the source withstand voltage of the dummy cell.
About V.

【0037】具体的には、VTF=1.5V、C1/C2=
0.5、VTM(MAX)を7V〜3V、α=1Vとすると、
Vg(Dumny)は、約−2から−0.5V程度となる。
Specifically, VTF = 1.5 V, C1 / C2 =
0.5, VTM (MAX) is 7V ~ 3V, α = 1V,
Vg (Dumny) is about -2 to -0.5V.

【0038】図4は、ソース電圧(Vs)とメモリセル
しきい値電圧(Vtm)の関係を示した図である。ダミ
ーメモリセルのゲート電圧Vg(Dummy)を常に消去すべ
きメモリセルのフローティングゲート電圧よりも低く制
御する。この場合、ダミーメモリセルのソース耐圧は消
去すべきメモリセルのソース耐圧よりも低くなるため、
複数のメモリセルソースに印加される消去電圧は、ダミ
ーメモリセルで発生するバンド間トンネリング電流によ
り、ダミーメモリセルのソース耐圧にクランプされ、複
数のメモリセルソースには、その耐圧を超える電圧が印
加されることはなく、バンド間トンネリングを引き起こ
すような消去電圧は印加されない。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the source voltage (Vs) and the memory cell threshold voltage (Vtm). The gate voltage Vg (Dummy) of the dummy memory cell is controlled to be always lower than the floating gate voltage of the memory cell to be erased. In this case, since the source breakdown voltage of the dummy memory cell is lower than the source breakdown voltage of the memory cell to be erased,
The erase voltage applied to the plurality of memory cell sources is clamped to the source breakdown voltage of the dummy memory cell by the inter-band tunneling current generated in the dummy memory cell, and a voltage exceeding the breakdown voltage is applied to the plurality of memory cell sources. No erase voltage is applied which would cause band-to-band tunneling.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メモリセルに印加される消去電圧を、メモリセルソース
にてバンド間トンネリング現象が発生する電圧よりも低
い電圧にクランプする、ことができ、これにより、書込
/消去のくり返しによるメモリセルゲート酸化膜へのダ
メージを低減することができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
The erase voltage applied to the memory cell can be clamped to a voltage lower than the voltage at which the band-to-band tunneling phenomenon occurs at the memory cell source, whereby the memory cell gate oxide film due to repeated writing / erasing can be performed. This has the effect of reducing the damage to the device.

【0040】その理由は、本発明においては、ダミーメ
モリセルのゲート電圧を常に消去すべきメモリセルのフ
ローティングゲートの電位よりも低い電位に保つことに
より、ダミーメモリセルで発生するバンド間トンネリン
グ電流により、消去すべきメモリセルのソース電圧をク
ランプできるからである。
The reason is that, in the present invention, the gate voltage of the dummy memory cell is always kept lower than the potential of the floating gate of the memory cell to be erased, so that the band-to-band tunneling current generated in the dummy memory cell causes This is because the source voltage of the memory cell to be erased can be clamped.

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

【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例におけるI−V曲線を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an IV curve in one embodiment of the present invention.

【図3】(a)はメモリセル断面図、(b)はダミーメ
モリセルの断面図である。
3A is a cross-sectional view of a memory cell, and FIG. 3B is a cross-sectional view of a dummy memory cell.

【図4】本発明の一実施例におけるソース電圧vsメモリ
セルしきい値電圧の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a source voltage and a memory cell threshold voltage in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例におけるI−V曲線を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an IV curve according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来例の回路構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional example.

【図8】図7の回路のI−V曲線を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an IV curve of the circuit of FIG. 7;

【図9】第2の従来例の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a second conventional example.

【図10】図9の回路のI−V曲線を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an IV curve of the circuit of FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

D ダイオード素子 Di、D1、DM デジット線 INV1 インバータ回路 Mc、M11〜Mmn メモリセルソーストランジスタ Mdummy ダミーメモリセル NM1 N型トランジスタ PM1 P型トランジスタ W1、W2、Wn ワード線 D Diode element Di, D1, DM digit line INV1 Inverter circuit Mc, M11 to Mmn Memory cell source transistor Mdummy Dummy memory cell NM1 N-type transistor PM1 P-type transistor W1, W2, Wn Word line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/792

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のフローティングゲート型メモリセル
トランジスタからなるメモリセルマトリックスと、 前記複数のメモリセルのソース線に消去電圧を印加する
手段と、 前記消去電圧を、前記フローティングゲート型メモリセ
ルトランジスタのソース耐圧以下にクランプする手段
と、 を含むことを特徴とする電気的に書込/消去可能な不揮
発性半導体記憶装置。
A memory cell matrix comprising a plurality of floating gate type memory cell transistors; means for applying an erasing voltage to source lines of the plurality of memory cells; Means for clamping to a source breakdown voltage or less; and an electrically writable / erasable non-volatile semiconductor memory device, characterized by comprising:
【請求項2】前記消去電圧をフローティングゲート型メ
モリセルトランジスタのソース耐圧以下にクランプする
手段が、 フローティングゲート型メモリセルトランジスタのフロ
ーティングゲートとコントロールゲートを短絡させた、
メモリセルトランジスタ(「ダミーメモリセル」とい
う)からなり、 前記ダミーメモリセルのソース端子は前記複数のフロー
ティングゲート型メモリセルトランジスタのソース線に
接続され、そのゲート端子には消去開始前の前記フロー
ティングゲート型メモリセルトランジスタのフローティ
ングゲート電圧よりも低い電位が印加されている、 ことを特徴とする請求項1に記載の電気的に書込/消去
可能な不揮発性半導体記憶装置。
2. The floating gate type memory cell transistor according to claim 2, wherein said means for clamping said erase voltage to a source withstand voltage of said floating gate type memory cell transistor is short-circuited between a floating gate and a control gate of said floating gate type memory cell transistor.
A source terminal of the dummy memory cell is connected to a source line of the plurality of floating gate type memory cell transistors, and a gate terminal of the dummy memory cell is connected to the floating gate before erasing is started. 2. The electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a potential lower than a floating gate voltage of the type memory cell transistor is applied.
【請求項3】前記消去電圧をフローティングゲート型メ
モリセルトランジスタのソース耐圧以下にクランプする
手段が、 前記フローティングゲート型メモリセルトランジスタの
フローティングゲートとコントロールゲートとを短絡さ
せた、メモリセルトランジスタ(「ダミーメモリセル」
という)からなり、 前記ダミーメモリセルのソース端子は前記複数のフロー
ティングゲート型トランジスタのソース線に接続され、
そのゲート端子は電圧供給手段の出力に接続されてお
り、 前記電圧供給手段は、消去すべきフローティングゲート
型メモリセルトランジスタのフローティングゲート電位
よりも低い電位を供給し、この供給電位が前記消去すべ
きフローティングゲート型メモリセルトランジスタのフ
ローティングゲート電位が変化した場合には、その変化
に応じて、許容されうる最大の値となる、 ことを特徴とする請求項1に記載の電気的に書込/消去
可能な不揮発性半導体記憶装置。
3. The memory cell transistor (“dummy”), wherein the means for clamping the erase voltage to a source withstand voltage of the floating gate memory cell transistor or less short-circuits a floating gate and a control gate of the floating gate memory cell transistor. Memory Cell "
A source terminal of the dummy memory cell is connected to source lines of the plurality of floating gate transistors,
The gate terminal is connected to the output of the voltage supply means, and the voltage supply means supplies a potential lower than the floating gate potential of the floating gate type memory cell transistor to be erased. 2. The electrically programmed / erased memory according to claim 1, wherein when the floating gate potential of the floating gate type memory cell transistor changes, the floating gate potential becomes a maximum allowable value according to the change. Possible nonvolatile semiconductor memory device.
JP18177697A 1997-06-23 1997-06-23 Electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device Expired - Fee Related JP3228188B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18177697A JP3228188B2 (en) 1997-06-23 1997-06-23 Electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18177697A JP3228188B2 (en) 1997-06-23 1997-06-23 Electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1116383A true JPH1116383A (en) 1999-01-22
JP3228188B2 JP3228188B2 (en) 2001-11-12

Family

ID=16106691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18177697A Expired - Fee Related JP3228188B2 (en) 1997-06-23 1997-06-23 Electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3228188B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114121A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device and its writing method
JP2007080306A (en) * 2005-09-09 2007-03-29 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US7924622B2 (en) 2007-08-14 2011-04-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and operating method for concurrently applying different bias voltages to dummy memory cells and regular memory cells during erasure
US8737129B2 (en) 2008-11-14 2014-05-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory device and read method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4049203B1 (en) 2006-12-28 2008-02-20 富士ゼロックス株式会社 Variable data image generating apparatus, variable data image forming system, and variable data image generating program

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006114121A (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device and its writing method
JP2007080306A (en) * 2005-09-09 2007-03-29 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US7924622B2 (en) 2007-08-14 2011-04-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and operating method for concurrently applying different bias voltages to dummy memory cells and regular memory cells during erasure
US8315103B2 (en) 2007-08-14 2012-11-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and operating method for concurrently applying different bias voltages to dummy memory cells and regular memory cells during erasure
US8699274B2 (en) 2007-08-14 2014-04-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Flash memory device and operating method for concurrently applying different bias voltages to dummy memory cells and regular memory cells during erasure
US8737129B2 (en) 2008-11-14 2014-05-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory device and read method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP3228188B2 (en) 2001-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0320916B1 (en) Electrically erasable and programmable read only memory using stacked-gate cell
US6504765B1 (en) Flash memory device and method of erasing the same
EP0558404A2 (en) Single transistor flash electrically programmable memory
US7095656B2 (en) Method of erasing NAND flash memory device
US20110235419A1 (en) Non-volatile semiconductor storage device
JPH06119790A (en) Nonvolatile semiconductor memory
US20070140015A1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US6657898B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and data erase method therefor
US6545915B2 (en) Method for driving nonvolatile semiconductor memory device
JP3914340B2 (en) Flash memory device
JP2002261172A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US6970385B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device suppressing write-back fault
WO1993004475A1 (en) Method of programming electrically erasable programmable read-only memory
JP3228188B2 (en) Electrically writable / erasable nonvolatile semiconductor memory device
US6711062B1 (en) Erase method of split gate flash memory reference cells
JP4641697B2 (en) Method for providing a constant electric field reduced during erasure of EEPROM for improved reliability
JPH0757486A (en) Driving method for nand type nonvolatile memory
JPH05304301A (en) Rewriting system for nonvolatile semiconductor memory cell
JP2590764B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US7038951B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device and erasing control method thereof
JP3074939B2 (en) Nonvolatile semiconductor device
US6768683B1 (en) Low column leakage flash memory array
JP2519857B2 (en) Word line drive circuit
US20080031051A1 (en) Memory device and method for programming a nonvolatile memory matrix
KR19990014177A (en) Nonvolatile Semiconductor Memory Device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010807

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080907

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees