JPS5929448A - Programmable read only memory - Google Patents

Programmable read only memory

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JPS5929448A
JPS5929448A JP57139373A JP13937382A JPS5929448A JP S5929448 A JPS5929448 A JP S5929448A JP 57139373 A JP57139373 A JP 57139373A JP 13937382 A JP13937382 A JP 13937382A JP S5929448 A JPS5929448 A JP S5929448A
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JP
Japan
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voltage
memory
line
source
memory cell
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Application number
JP57139373A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Okumura
奥村 孝一郎
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration

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Abstract

PURPOSE:To shorten a channel, and to increase the capacitance of the memory by bringing only the potential of the source of a memory cell selected to a low level on writing while providing a bias applying means for keeping the source potential of all memory cells at low levels on reading. CONSTITUTION:When the memory cell M11 is written, the source voltage of an enhancement type MAS transistor T18 is at a high level as voltage Vc because a reading signal R is at a low level, and a T14 is conducted because a first row line 41 is at a high level. The currents and voltage of the M11 reach values obtaining practically sufficient writing speed because a bias line 46 is grounded by the T14 in the source of the M11. Since the reading signal R is at a high level on reading, the T18 is not conducted and a T19 is conducted, and both lines 46, 47 are brought to ground potential. Even when currents flow through the line 46 through the M11, the currents are suppressed because the T14 is conducted. Even when the potential of the line 47 rises, the potential can be returned rapidly to ground potential.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気的に書き込み可能なプログラマブル・リー
ド・オンリー・メモリーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to electrically writable programmable read-only memories.

電気的に書き込み可能なプログラマブル・リード・オン
リー・メモリーのメモリーセルとして窒化膜と酸化膜の
界面のトラップを用いたMNO8構造ツメモリ−セルや
フローディングゲートに電荷を注入するフローティング
構造のメモリーセルなどがあり、また、メモリーセルへ
データを書き込むだめの電荷の注入方法としてアバラン
シェ・ブレークダウンを用いる方法、チャンネルを流れ
る電荷の一部をトラップ又はフローティングゲートに注
入するいわゆるチャンネル注入による方式、また、薄い
絶膜中に強電界を印加してFowlcr−Nordhe
im電流によシトラップ又はフローティングゲートに電
荷を注入する方式など種々あるが、本発明は特に、フロ
ーティングゲート構造でチャンネル注入方式のメモリー
セルを用いたプログラマブル・リード・オンリー・メモ
リーについてのデータの冑き込み特性の改良を意図した
ものである。
Electrically writable programmable read-only memory cells include MNO8 structure memory cells that use traps at the interface between nitride and oxide films, and floating structure memory cells that inject charge into the floating gate. There is also a method using avalanche breakdown as a method for injecting charge to write data into a memory cell, a method using so-called channel injection in which a part of the charge flowing through the channel is injected into a trap or floating gate, and a method using thin insulation. By applying a strong electric field in the film, the Fowlcr-Nordhe
Although there are various methods such as injecting charge into a trap or a floating gate using an im current, the present invention is particularly applicable to a programmable read-only memory using a channel injection method memory cell with a floating gate structure. This is intended to improve the embedding characteristics.

まず、フローティングゲート構造でチャンネル注入方式
のメモリーセルの構造と特性について説明する。第1図
はフローティイブゲート構造でチャンネル注入方式のメ
モリーセルの断面図である。
First, the structure and characteristics of a channel injection type memory cell with a floating gate structure will be explained. FIG. 1 is a cross-sectional view of a channel injection type memory cell with a floating gate structure.

P型のシリコン基板7上に形成されたソース5およびド
レイン6の上面にシリコン酸化膜1を介してフローディ
ングゲート2が形成され、更にフローティングゲート2
の上面にやはシリコン酸化膜4を介してコントロールゲ
ートlが形成されており、N型のソース5およびドレイ
ン6から電極3が導出されてNチャンネルのメモリーセ
ルを構成している。データをνtき込む時にはドレイン
6とソース50間に高い電圧を印加し、コントロールゲ
ート1に正の電圧を印加することにより、フローティン
グゲート2の下部のP型シリコン基板7の表面にチャン
ネルが生じ、ソース5からドレイン6に向かって電子が
流れるが、その電子の一部をコントロールゲートに印加
された正電圧によりフローティングゲートに注入するこ
とによりコントロールゲート1から見たメモリーセルの
閾値電圧を正方向に移動するものである。従って、デー
タが舛き込まれていないメモリーセルの閾値電圧は低く
、データが書き込まれているメモリーセルの閾値電圧は
高くなっている。データのψ(き込みに必要とする時間
を短かくするためには、多級の電子を効率的にフローテ
ィングゲート2に注入すれば良いが、そのためには、ド
レイン6とソース5の間に印加する電圧を大きくしてや
り、またコントロールゲート1に印加する電圧を高くし
てやる必要がある。特にドレイン6とソース5間の電圧
ハフローディングゲート2への指、子の注入の効率に敏
感であυ、ドレイン6とソース5間の電圧を増大させる
ことによりデータ青き込みに要する時間が急激に減少す
ることは良く知られている。
A floating gate 2 is formed on the upper surface of a source 5 and a drain 6 formed on a P-type silicon substrate 7 with a silicon oxide film 1 interposed therebetween.
A control gate 1 is formed on the upper surface of the cell via a silicon oxide film 4, and an electrode 3 is led out from an N-type source 5 and drain 6 to form an N-channel memory cell. When writing data νt, a high voltage is applied between the drain 6 and the source 50, and a positive voltage is applied to the control gate 1, thereby creating a channel on the surface of the P-type silicon substrate 7 below the floating gate 2. Electrons flow from the source 5 to the drain 6, and by injecting some of the electrons into the floating gate by the positive voltage applied to the control gate, the threshold voltage of the memory cell as seen from the control gate 1 is changed in the positive direction. It is something that moves. Therefore, the threshold voltage of a memory cell in which no data is written is low, and the threshold voltage of a memory cell in which data is written is high. Data ψ It is necessary to increase the voltage applied to the control gate 1. In particular, the voltage between the drain 6 and the source 5 is sensitive to the efficiency of injection into the loading gate 2. It is well known that by increasing the voltage between the source 6 and the source 5, the time required for data embedding is rapidly reduced.

一度省き込んだデータを消去する時には、第1図のよう
なフローティング型のメモリーセルにおいては、紫外線
を照射し、フローティングゲート中の電子のエネルギー
を増大させてフローティングゲートとシリコン酸化膜の
エネルギーバリアーを越えさせてやることによシフロー
ティングゲート中の電子を放出する方法が一般に使用さ
れる。紫外線の照射による消去後のメモリーセルの閾値
電圧は、はぼデータの書き込みの前の閾値電圧まで低下
する。
When erasing data that has been omitted, in a floating memory cell like the one shown in Figure 1, ultraviolet rays are irradiated to increase the energy of the electrons in the floating gate and create an energy barrier between the floating gate and the silicon oxide film. A commonly used method is to release the electrons in the shifted floating gate by causing them to cross over. The threshold voltage of the memory cell after erasing by irradiation with ultraviolet rays drops to the threshold voltage before data writing.

フローティングゲート型のチャンネル注入方式のメモリ
ーセルを用いて構成した4ピツトのプログラマブル・リ
ード・オンリー・メモリーの従来例の回路を第2図に示
す。ドレインが書き込み用の高電圧電源■、に接続され
、ゲートがデータ信号端子L)1に’iF 続されたデ
ータ入力用エンハンスメント型へ10S(八4etal
  Oxide−8emicondu(for)トラン
ジスタ′■゛1と1゛1のソースにドレインが接続され
、ゲートが第1の列選択信号端子Y1と接続され、ソー
スが第1の列線23に接続された第1の列選択用エンノ
・ンスメント型MOSトランジスタT2ト、ドレインが
T1のソースに接続され、ゲートが第2の列選択信号端
子Y2と接続され、ソースが第2の列線2・1と接わ゛
[された第2の列選択用エンハンスメント型MOsトラ
ンジスタT3とドレインが第1の列線23と接続され、
コントロールゲートが行デコーダー25に第1の行線2
]を介して接続され、ソースが接地されたフローティン
グゲート型チャンネル注入方式の第1のメモリーセルM
1と、ドレインが第1の列線23と接続され、コントロ
ールゲートが行デコーダー25に第2の行線22をづr
して接続されソースが接地されでいる第2のメモリーセ
ルhfi2とドレイン妙・第2の列線24と接続され、
コントロールゲートが行デコーダー25に第1の行線2
1を介して妾峻宴れた亀3のメモリーセルM3とドレ1
ンが第2の列1IJ24き接続され、コントロールゲー
トが行デコーダー25に第2の行線22を介して接続さ
れソースが接地された第4のメモリーセルM4により第
2図の従来例のプログラマブル・リード・オンリー・メ
モリーの回路が構成されている。第2図の従来例におい
て、例えばMlにデータの書き込みを行なう時には、D
IをDI、Y、  をハイレベルにし、  Y2  を
接地電位にすることによシ第1の列線23を逆゛択し、
オた行デコーダー25により第1の行+121をハイレ
ベルとし、第2の行線22を接地W7位にすることによ
り、第1の列線23と第1の行線21の交点に存在する
。メモリーセル八41にのみドレイン・コントロールゲ
ート共に高電圧が印加されデータの貴き込みができるこ
とになる。この場合、■、およびI) Tのハイレベル
、Yl  のハイレベル、第1の行IIi]21のハイ
レベルはデータの書き込みの時rF、いすねも20V〜
25V程度とするのが一射的である。データの読み出し
の時f/1tDIを接地レベルにして、  Ylおよび
第1の行線21の電圧を読み出しの時のハイレベル即ち
通常5■の電圧にし、T2のドレインおよび′1゛3の
ドレインの接続点に図示していない経路から1h流を流
し込んでやることに1すMlに蓄えられている情報を読
み出すことができる。すなわち、Mlにデータが書き込
まれていない時には、Mlの開館電圧は読み出しの時の
第1の行線21の電圧よシ低いためl’vi 1は導通
し、その結果筒1の列線23はローレベルとなるので’
I’ 2 トi’ 3のドレインの接続点の電位もロー
レベルとなるが、Mlにデータが■き込まれている場合
は、仇み出1−の時の第1の行線21の電圧よりもMl
の閾値電圧が高いので非導通となり、第1の列線23お
よびT2およびT3のドレインの接続点の電位はハイレ
ベルとなるわけである。
FIG. 2 shows a conventional circuit of a 4-pit programmable read-only memory constructed using floating gate channel injection type memory cells. The drain is connected to the high voltage power supply for writing, and the gate is connected to the data signal terminal L)1 to the enhancement type for data input.
Oxide-8 semiconductor (for) transistors '■' 1 and 1' have drains connected to the sources of 1, gates connected to the first column selection signal terminal Y1, and sources connected to the first column line 23. The first column selection enforcement type MOS transistor T2 has its drain connected to the source of T1, its gate connected to the second column selection signal terminal Y2, and its source connected to the second column line 2.1. The second column selection enhancement type MOS transistor T3 and the drain thereof are connected to the first column line 23,
A control gate connects the row decoder 25 to the first row line 2.
] A first memory cell M of floating gate type channel injection type whose source is grounded
1, the drain is connected to the first column line 23, and the control gate connects the second row line 22 to the row decoder 25.
a second memory cell hfi2 whose source is grounded and whose drain is connected to the second column line 24;
A control gate connects the row decoder 25 to the first row line 2.
Turtle 3's memory cell M3 and Dore 1 were married through 1.
The programmable memory cell M4 of the conventional example shown in FIG. A read-only memory circuit is configured. In the conventional example shown in FIG. 2, for example, when writing data to Ml, D
The first column line 23 is reversely selected by setting I to DI, Y, to high level, and Y2 to ground potential,
The row decoder 25 sets the first row +121 to high level and the second row line 22 to the ground W7, so that the line is present at the intersection of the first column line 23 and the first row line 21. A high voltage is applied to both the drain and control gate of memory cell 841, allowing data to be loaded. In this case, ■, and I) T high level, Yl high level, first row IIi]21 high level is rF when writing data, and Isu is also 20V~
Setting the voltage to about 25V is temporary. When reading data, f/1tDI is set to the ground level, the voltages of Yl and the first row line 21 are set to the high level when reading, that is, the voltage of 5. The information stored in 1Ml can be read by injecting 1h current into the connection point from a path not shown. That is, when no data is written to Ml, the open voltage of Ml is lower than the voltage of the first row line 21 during reading, so l'vi1 is conductive, and as a result, the column line 23 of cylinder 1 is Because it will be low level'
The potential at the connection point of the drains of I' 2 and i' 3 also becomes low level, but if data is written into Ml, the voltage of the first row line 21 when the output is 1- than Ml
Since the threshold voltage of is high, it becomes non-conductive, and the potential at the connection point between the first column line 23 and the drains of T2 and T3 becomes high level.

ところが、従来の第2図のプログラマブル・リード・オ
ンリー・メモリーには、nき込みの時の電圧即ちvpの
電圧、Y、]、Y2の書き込みの時のハイレベルの電圧
および第1の行##21.ff12の行線22の青き込
みの時のハイレベルの電圧が、メモリーセル単体での宵
き込み特性から決定される電圧値よりもかなり高い電圧
でなけれはプログラマブル・リード・オンリー・メモリ
ーとして動作しない欠点があった。摺き込みの時に必要
とする電圧値が高いということは、へvosトランジス
タのショートチャンネル化を阻害する原因となり、プロ
グラマブル・リード・オンリー・メモリーの大容量化を
阻害するものであることは、ショートチャンネルのMO
Sトランジスタのドレインに高電圧を印加した場合にい
わゆるパンデスルー電流によす大電流が流れ破壊に至る
ことがあることなどから明白であろう。第3図を用いて
第2図の従来例のプログラマブル・リード・オンリー・
メモリーが高電圧下でなければ動作しない理由を説明す
る。第2図において第1の列#23および第1の行線2
1が選択されてMlにデータを書き込むものとすると、
Mlの電圧・電流特性は第3図の曲線31で表わすこと
ができ、Mlに十分速い速度で書き込みを行なうにはV
w以上の電圧をMlのドレインに印加することによpM
lのドレイン・ノース間に1w以上の電流を流す必要が
あるものとする。ところで、第2図のT1と1゛2の直
列の導通時抵抗による負荷特性を第3図に示すと、はぼ
直線32として表示することが可能でMlの特性曲線と
の交点をBとし、実用上十分な速度で書き込みができる
電圧Vwと電流IwをMlの特性曲線上に表示しだ点は
Aすれば、点Bは点Aよシ右側、すなわちMlの特性曲
線において電圧、電流共にVwおよびIwよシ大きい部
分にあるのでこの場合は十分速い速度でデータの書き込
みができるのである。ところが、実際にメモリーセルを
アレイ状に構成した場合には事情は異なってくる。
However, in the conventional programmable read-only memory shown in FIG. #21. It will not operate as a programmable read-only memory unless the high-level voltage when the row line 22 of ff12 is blue is considerably higher than the voltage value determined from the evening characteristics of a single memory cell. There were drawbacks. The high voltage required for sliding in is a cause of inhibiting short channelization of VOS transistors, and short circuits are a barrier to increasing the capacity of programmable read-only memories. Channel MO
This is obvious from the fact that when a high voltage is applied to the drain of an S transistor, a large current due to a so-called pan-death through current may flow, leading to destruction. Using Fig. 3, we will explain the programmable read-only configuration of the conventional example shown in Fig. 2.
Explain why memory only works under high voltage. In FIG. 2, the first column #23 and the first row line #2
Assuming that 1 is selected and data is written to Ml,
The voltage/current characteristics of Ml can be expressed by curve 31 in Figure 3, and in order to write to Ml at a sufficiently fast speed, V
By applying a voltage higher than w to the drain of Ml, pM
It is assumed that it is necessary to flow a current of 1 W or more between the drain and the north of 1. By the way, when the load characteristics due to the resistance when conducting in series with T1 in FIG. 2 and 1゛2 are shown in FIG. 3, it can be displayed as a straight line 32, and the intersection with the characteristic curve of Ml is designated as B. If the voltage Vw and current Iw that allow writing at a practically sufficient speed are displayed on the Ml characteristic curve, and the point is A, then point B is on the right side of point A, that is, on the Ml characteristic curve, both the voltage and current are Vw. In this case, the data can be written at a sufficiently high speed since it is located in a larger portion than Iw and Iw. However, when memory cells are actually arranged in an array, the situation is different.

すなわち、前述の場合はデータを■き込むメモリーセル
M1のみについて考えたが、メモリーセルをアレイ状に
構成した場合には、データを■き込まないメモリーセル
がデータを書き込むメモリーセルの1き込み特性に悪影
響を及はすからである。
In other words, in the above case, only the memory cell M1 into which data is written was considered, but if memory cells are configured in an array, one memory cell into which data is written is one memory cell into which data is written. This is because the characteristics are adversely affected.

第2図において、八42はデータを書き込まないので、
コントロールゲートは第2の行線22によυ接地されて
いるが、ドレインに接続されている第1の列線23がノ
・イレベルとなるのてM2のフローティングゲートとド
レインのオーツ々−ラップ部の容量による結合でフロー
ティングゲートの電位が上昇するので第1の列線23の
電圧がある値より高くなるとM2が導通してしまうこと
になる。
In Figure 2, 842 does not write data, so
The control gate is grounded by the second row line 22, but since the first column line 23 connected to the drain is at the no-y level, the floating gate and drain of M2 are automatically lapped. Since the potential of the floating gate increases due to the coupling due to the capacitance of M2, M2 becomes conductive when the voltage of the first column line 23 becomes higher than a certain value.

第3図において曲線33がM2の特性曲線となるので、
その結果筒1の列線23から接地に流れる電流はMlの
特性曲線31とM2の特性曲線33の和すなわち曲線3
4となる。このために、負荷特性32と特性曲線34の
交点Cの電圧がデータを書き込むべきメモリーセル式4
1のドレインに印加されるが、この点りの電圧値および
電流値は実用的な速度でデータの書き込みが可能である
A点の電圧値VWおよび電流値Iwより小さいのでこの
場合には実用的なデータ更き込み速度は得られず、実用
的な書き込み速度を得るためには、書き込み電圧を上げ
ることによって負荷特性32を右方向に移動させてやり
特性面#1134と負荷特性32の交点の電圧値をVw
よシ大きい値にしてやらなければならないため、メモリ
ーセル単体での書き込み電圧よシプログラマブル・リー
ド・オンリー・メモリーとしてアレイ状にメモリーセル
を構成した場合にはかなり高い書き込み電圧が必要であ
シ、メモリーの大容量化を阻害していた。
Since the curve 33 in FIG. 3 is the characteristic curve of M2,
As a result, the current flowing from the column wire 23 of cylinder 1 to the ground is the sum of the characteristic curve 31 of Ml and the characteristic curve 33 of M2, that is, curve 3
It becomes 4. For this purpose, the voltage at the intersection C between the load characteristic 32 and the characteristic curve 34 is determined by the memory cell formula 4 in which data is to be written.
The voltage and current values at this point are smaller than the voltage value VW and current value Iw at point A, which allows data to be written at a practical speed, so they are not practical in this case. In order to obtain a practical write speed, the load characteristic 32 must be moved to the right by increasing the write voltage. The voltage value is Vw
Therefore, when memory cells are configured in an array as a programmable read-only memory, a considerably higher write voltage is required than the write voltage for a single memory cell. This was hindering the increase in capacity.

本発明の目的は、前記の欠点を改良しショートチャンネ
ル化、メモリーの大容量化に適したプログラマブル・リ
ード・オンリー・メモリーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a programmable read-only memory that improves the above-mentioned drawbacks and is suitable for short channelization and increased memory capacity.

本発明のプログラマブル・リード・オンリー・メモリー
は、複数の行線と前記行線を選択する行デコーダーと、
複数の列線と前記列線を選択する列テコーダーと、コン
トロールゲートが前記行線の一本に接続され、ドレイン
が前記列線の一本に接続された複数個のフローティング
ゲートを有する不揮発性性メモリーセルのメモリーセル
アレイからなるプログラマブル・リード・オンリー・メ
モリーにおいて、データの書き込みの時には儒択された
メモリー七ルのソースのtuttローレベルにすると共
に、それ以外のメモリーセルのソース電位をハイレベル
に保ち、データの読み出し7の時には、すべてのメモリ
ーセルのソース電位ヲローレペルに保つためのバイアス
印加手段を具備することを特徴とする。
The programmable read-only memory of the present invention includes a plurality of row lines and a row decoder that selects the row lines;
A non-volatile device having a plurality of column lines, a column decoder for selecting the column lines, and a plurality of floating gates having a control gate connected to one of the row lines and a drain connected to one of the column lines. In a programmable read-only memory consisting of a memory cell array of memory cells, when data is written, the source of the selected memory cell is set to a low level, and the source potential of the other memory cells is set to a high level. The memory cell is characterized in that it is provided with bias application means for maintaining the source potential of all memory cells at the low level during data reading 7.

次に本発明によるプログラマブル・リード・オンリー・
メモリーの構成および動作を本発明の一実施例の回路図
である第4図とその動作時の特性図である第5図を用い
て詳細に説明する。
Next, the programmable read-only according to the present invention
The structure and operation of the memory will be explained in detail with reference to FIG. 4, which is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 5, which is a characteristic diagram during its operation.

第4図は本発明の一実施例である4ビツトのプログラマ
ブル・リード・オンリー・メモリーで機能としては第2
図の従来例と同一である。第4図の本発明の一実施例の
回路は、ドレインが書き込み用の高電圧電源Vpに接続
され、ゲートがデータ信号端子DIに接続されたデータ
入力用エンノ・ンスメント型M08)ランジ、スタTl
l と1゛11のソースにドレインが接続されゲートが
第1の列選択信号端子Y1と接続され、ソースが第1の
列線43に接続された第1の列選択用エンノ・ンスメン
)型MO8)ランジスタ1゛12と、ドレインがTll
のソースに接続され、ゲートが第2の列選択信号端子Y
2と接続され、ソースが第2の列線44と接続された第
2の列選択用エンハンスメンIMO8)ランジスタT1
3とドレインが第1の列線43と接続され、コントロー
ルゲートが行デコーダー45に第1の行線41を介して
接続されソースが第1のバイアスライン46に接続され
た第1のメモリーセルMllと、ドレインが第1の列線
43と接続され、コントロールゲートが行デコーダー4
5に第2の行線42を介して接続され、ソースが第2の
バイアスライン47に接続された第2のメモリーセルM
12と、ドレインが第2の列線44と接続され、コント
ロールゲートが行デコーダー45に第1の行線41を介
して接続され、ソースが第1のバイアスライン46と接
続された第3のメモリーセルM13と、ドレインが第2
の列線44と接続され、コストロールゲートが行デコー
ダー45に第2の行線42を介して接続され、ソースが
第2のバイアスライン47に接続された第4のメモリー
セルM14により成るメモリ一部分と、データ読み出し
の時にハイレベルとなり、データ書き込みの時にローレ
ベルとなる読み出し信号Rを入力とするインバーターI
NVとドしツインが読み出し電圧用の低電圧電源vcに
接続され、ゲートがINVの出力部と接続されたエンハ
ンスメント型MO8トランジスタT18と、ドレインが
1゛18のソースと接続され、ゲートに読み出し信号孔
が入力され、ソースが接地されたエンハンスメント型M
O8)ランジスタT19と、ドレインがT18のソース
に接続され、ゲートとソースが第1のバイアスライン4
7に接続されたディフレジョン型MO8)ランジスタT
16.!:、ドレインが第1のバイアスライン46に接
続されゲートが第1の行線41に接続され、ソースが接
地されたエンハンスメント型MOSトランジスタ’I’
14と、ドレインが1118のソースに接続され、ゲー
トとソースが第2のバイアスライン47に接続されたデ
ィフレジョン型MO8)ランジスタ1117とドレイン
が第2のバイアスライン47に接続され、ゲートが第2
の行線42に接続され、ソースが接地されたエンハンス
メント型トランジスタT15からなるバイアス印加手段
48によシ構成されている。
Figure 4 shows a 4-bit programmable read-only memory that is an embodiment of the present invention.
This is the same as the conventional example shown in the figure. The circuit of one embodiment of the present invention shown in FIG. 4 is a data input enforcement type M08) lunge, star Tl whose drain is connected to a high voltage power supply Vp for writing and whose gate is connected to a data signal terminal DI.
A first column selection encoder type MO8 whose drain is connected to the sources of 1 and 11, whose gate is connected to the first column selection signal terminal Y1, and whose source is connected to the first column line 43. ) transistors 1 and 12, and the drain is Tll.
The gate is connected to the source of the second column selection signal terminal Y
a second column selection enhancer IMO8) transistor T1 whose source is connected to the second column line 44;
3 and a drain connected to a first column line 43, a control gate connected to a row decoder 45 via a first row line 41, and a source connected to a first bias line 46. , the drain is connected to the first column line 43, and the control gate is connected to the row decoder 4.
5 via a second row line 42 and whose source is connected to a second bias line 47.
12, and a third memory whose drain is connected to the second column line 44, whose control gate is connected to the row decoder 45 via the first row line 41, and whose source is connected to the first bias line 46. Cell M13 and the drain is the second
a fourth memory cell M14 connected to the column line 44 of the memory cell M14, whose cost troll gate is connected to the row decoder 45 via the second row line 42, and whose source is connected to the second bias line 47; and an inverter I that receives as input a read signal R that becomes high level when reading data and becomes low level when writing data.
An enhancement type MO8 transistor T18 whose gate is connected to the output part of INV, whose gate is connected to the output part of INV, whose drain is connected to the source of 1 and 18, and whose gate is connected to the low voltage power supply VC for the read voltage. Enhancement type M with hole input and source grounded
O8) A transistor T19 whose drain is connected to the source of T18 and whose gate and source are connected to the first bias line 4
7) Deflation type MO8) transistor T connected to
16. ! , an enhancement type MOS transistor 'I' whose drain is connected to the first bias line 46, whose gate is connected to the first row line 41, and whose source is grounded.
14, the drain is connected to the source of 1118, and the gate and source are connected to the second bias line 47.8) The transistor 1117, the drain is connected to the second bias line 47, and the gate is connected to the second bias line 47.
The bias applying means 48 includes an enhancement type transistor T15 connected to the row line 42 and whose source is grounded.

第4図において、例えばMllを書き込む時には、第3
図の従来例の場合と同様に、DI、Y2および第1の行
線41に*き込みの時のハイレベルを印加し、書き込み
を行なうが、書き込みの時には、読み出し信号Rはロー
レベルであるので、T18のソースの電圧はVC電圧の
ハイレベルとなっており第1の行線41がハイレベルと
なっているので’l’14が導通し、第1のバイアスラ
イン46はローレベルとなっている。また、第2の行#
42Uローレベルとなっているので1゛15は非導通で
あり、従って第2のバイアスライン47はほぼVclf
t、圧のハイレベルとなっている。第2のバイアスライ
ン47がほぼVc1!圧のハイレベルとなっていること
は、列#j43の電圧が高くなり、M 12のフローテ
ィングゲートの電圧が上昇しても、M12のソースとフ
ローティングゲートの電位差は第2のバイアスライン4
7の電圧分だけ小さくなっているのでM12の電圧・電
流特性は従来例の第2図の場合よりほぼ■c電圧分だけ
電圧の高い方向に移動することになる。一方、データを
宵き込むべきメモリーセルMllのソースは第1のバイ
アスライン46がT14により接地におとされるのでほ
ぼ接地電圧となっているため、Mllの電流・電圧特性
については、第2図の従来例の場合と同じである。その
結果、第5図に示すように、Mllの特性曲線51は第
3図のMllの特性曲線31と同一となり、M12の特
性曲線53は第3図のM12の特性曲線33よシミ圧の
高い方向、第5図上では右方向に移動し、MllとM1
2の合計の電流、すなわち第1の列線43から接地へと
流れる電流の特性曲線54が得られるが、特性曲線54
が急激に立ち上がる点は第3図の特性曲線34と比較し
て、はぼVc電圧分だけ右方向に移動する。これに対し
てTll、Yt  の導通時の抵抗による負荷特性52
は第3図の負荷特性32と同じとすると、特性曲線54
と負荷特性52との交点はCとなシ、書き込みを行なう
メモリーセルMllの電流・電圧は点りで表示され、従
来例の場合の第3図に比較してDAは電圧・電流とも大
きくなシ、実用上十分な書き込み速度を得ることができ
るA点に比較して大きな値とすることが可能となるので
従来例の第2図の回路のプログラマブル・リード・オン
リー・メモリーに比較して低電圧で宵き込みが可能とな
シ、ショートチャンネル化・大容量化に有利となる。デ
ータの読み出しの時には、読み出し信号比はノ・イレベ
ルとなるため、T18は非導通、T19は導通となり、
第1のバイアスライン46、第2のバイアスライン47
共に接地電位となるが、選択されたメモリーセルのソー
スが接続されているバイアスラインにはメモリーセルを
通して電流が流れ込んでくるが、例えばMllが選択さ
れた場合に、従来例と同様にMllにデータが書き込ま
れていない場合に第4図に図示していない経路から電流
を流し込んだ時にMllを通して流れる電流による第1
のバイアスラインの電圧上昇はi’14が導通すること
により押さえられるので、選択されたメモリーセルのソ
ースに接続されるバイアスラインの電圧けほぼ接地電位
のままである。また選択されていないメモリーセルのソ
ースにのみ接続されるバイアスライン、例えば第4図に
おける第2のバイアスラインの電位はT13が非導通で
あり、また、M12.M13も非導通である一方、1゛
17および1゛19は導通しているので常に接地電位と
なっていて、外部からのノイズやリーク電流等により第
2のバイアスラインの電位が上昇するようなことが生じ
ても、速やかに接地電位に復帰させることができるので
読み出しの時には従来例の第2図の構成と同等の回路の
安定性をもつものである。
In FIG. 4, for example, when writing Mll, the third
As in the case of the conventional example shown in the figure, writing is performed by applying the high level for writing to DI, Y2, and the first row line 41, but when writing, the read signal R is at low level. Therefore, the source voltage of T18 is at the high level of the VC voltage, and the first row line 41 is at the high level, so 'l'14 becomes conductive and the first bias line 46 becomes at the low level. ing. Also, the second line #
Since 42U is at low level, 1 and 15 are non-conductive, so the second bias line 47 is almost at Vclf.
t, the pressure is at a high level. The second bias line 47 is approximately Vc1! The fact that the voltage is at a high level means that even if the voltage of column #j43 becomes high and the voltage of the floating gate of M12 rises, the potential difference between the source and floating gate of M12 is
7, the voltage/current characteristics of M12 are shifted in the direction of higher voltage by about voltage 7c than in the conventional example shown in FIG. On the other hand, the source of the memory cell Mll into which data is to be written is almost at the ground voltage because the first bias line 46 is grounded by T14. This is the same as in the conventional example shown in the figure. As a result, as shown in FIG. 5, the Mll characteristic curve 51 is the same as the Mll characteristic curve 31 in FIG. 3, and the M12 characteristic curve 53 has a higher stain pressure than the M12 characteristic curve 33 in FIG. direction, move to the right in Figure 5, Mll and M1
2, i.e. the current flowing from the first column line 43 to ground, a characteristic curve 54 is obtained, but the characteristic curve 54
Compared to the characteristic curve 34 in FIG. 3, the point where the voltage suddenly rises is shifted to the right by approximately the Vc voltage. On the other hand, load characteristics due to resistance when Tll and Yt are conductive 52
is the same as the load characteristic 32 in FIG. 3, the characteristic curve 54
The intersection point of DA and the load characteristic 52 is C, and the current and voltage of the memory cell Mll to which writing is performed are displayed as dots, and compared to the conventional example shown in FIG. 3, DA is larger in both voltage and current. Since it is possible to set the value to a larger value than point A, where a practically sufficient writing speed can be obtained, the writing speed is lower than that of the conventional programmable read-only memory of the circuit shown in Figure 2. It is possible to set the voltage at a low voltage, which is advantageous for creating short channels and increasing capacity. When reading data, the read signal ratio is at the no-no level, so T18 is non-conductive and T19 is conductive.
First bias line 46, second bias line 47
Both are at ground potential, but current flows through the memory cell into the bias line to which the source of the selected memory cell is connected. For example, when Mll is selected, data is transferred to Mll as in the conventional example. The first result due to the current flowing through Mll when a current is applied from a path not shown in Fig. 4 when is not written.
Since the increase in the voltage of the bias line is suppressed by the conduction of i'14, the voltage of the bias line connected to the source of the selected memory cell remains at approximately the ground potential. Further, the potential of the bias line connected only to the sources of unselected memory cells, for example, the second bias line in FIG. 4, is that T13 is non-conductive, and M12. M13 is also non-conducting, while 1, 17 and 1, 19 are conducting, so they are always at ground potential, and the potential of the second bias line may rise due to external noise, leakage current, etc. Even if something happens, it can be quickly restored to the ground potential, so that the circuit stability during reading is equivalent to that of the conventional configuration shown in FIG. 2.

以上に本発明の一実施例を用いて詳細に説明した通シ、
本発明のプログラマブル・リード・オンリー・メモリー
は、従来のプログラマブル・リード・オンリー・メモリ
ーと比較して低い電圧での書き込みが可能なため、シ目
−トチャンネル化してもパンチスルー電流による破壊が
生じにくく、大容量のプログラマブル・リード・オンリ
ー・メモリーに適したものであると信する。
The above detailed explanation using one embodiment of the present invention,
The programmable read-only memory of the present invention can be written to at a lower voltage than conventional programmable read-only memories, so even if it is made into a seam channel, it will not be destroyed by punch-through current. We believe that it is suitable for large-capacity programmable read-only memory.

尚、実施例の説明では4ビツトのメモリーセルアレイを
用いて説明したが、本発明の効果は4ビツトのメモリー
セルアレイを使用した場合にのみ効果をもつものではな
く、むしろ、大容量のメモリーの場合の効果が大きいこ
とはあきらかである。
Although the embodiments have been explained using a 4-bit memory cell array, the effects of the present invention are not only effective when using a 4-bit memory cell array, but rather are effective when using a large capacity memory. It is clear that the effect of

また、説明の都合上、NチャンネルのMOSトランジス
タを用いて説明したが、一般の絶縁ゲート型の電界効果
トランジスタを用いて構成した場合でも効果は損われな
いのはもちろんである。また、第5図のバイアス印加手
段48は一例であシ、本発明の主旨に沿うように構成さ
れたバイアス印加手段であれば、図4に示した回路構成
にとられれることなく本発明の範囲に含まれることもあ
きらかである。
Furthermore, for convenience of explanation, the explanation has been made using an N-channel MOS transistor, but it goes without saying that the effect will not be impaired even if the structure is constructed using a general insulated gate field effect transistor. Further, the bias applying means 48 in FIG. 5 is only an example, and any bias applying means configured according to the gist of the present invention may be used without using the circuit configuration shown in FIG. 4. It is clear that it is also included in the range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、プログラマグル・リ−1・・オンリー・メヒ
リーのメEIJ−セルの構造図、第2図は従来のプログ
ラマブル・リード・オンリー・メモリーの構成を示す図
、第3図は従来のプログラマブル・リード・オンリー・
メモリーのデータ書き込みの時の特性の説明図、第4図
は本発明のプログラマブル・リード・オンリー・メモリ
ーの一実施例の構成を示す図、第5図は本発明のプログ
ラマブル・リード・オンリー・メモリーのデータ書き込
みの時の特性を示す図である。 M1〜M4・旧・・セルトランジスタ。 代理人 弁理士 内 原   旨び7 \+ 場 茅1] 半3猶
Figure 1 is a structural diagram of a programmable read-only memory memory cell, Figure 2 is a diagram showing the configuration of a conventional programmable read-only memory, and Figure 3 is a diagram of a conventional programmable read-only memory. Programmable read only
An explanatory diagram of the characteristics when writing data to a memory, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the programmable read-only memory of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the programmable read-only memory of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing characteristics when writing data. M1~M4・Old...Cell transistor. Agent Patent Attorney Uchihara Ubi 7 \+ Ba Kaya 1] Half 3 years

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の行線と前記行線を選択する行デコーダーと、複数
の列線と前記列線を選択する列デコーダーと、コントロ
ールゲートが前記行線の一本に接続され、ドレインが前
記列線の一本に接続された複数個のフローティングゲー
トを有する不揮発性メモリーセルのメモリーセルアレイ
からなるプログラマブル・リード・オンリー・メモリー
において、データの書き込みの時には選択されたメモリ
ーセルのソース電位を非付勢レベルにすると共にそれ以
外のメモリーセルのソース電位を付勢レベルに保ち、デ
ータの読み出しの時にはすべてのメモリーセルのソース
電位を非刊勢レベルに保つためのバイアス印加手段を具
備することを特徴とするプログラマブル・リード・オン
リー・メモリー。
a plurality of row lines and a row decoder for selecting the row line, a plurality of column lines and a column decoder for selecting the column line, a control gate connected to one of the row lines, and a drain connected to one of the column lines. In a programmable read-only memory consisting of a memory cell array of non-volatile memory cells having multiple floating gates connected to each other, the source potential of the selected memory cell is set to a non-energized level when writing data. The programmable device is characterized in that it is equipped with a bias applying means for keeping the source potentials of other memory cells at an energizing level and keeping the source potentials of all memory cells at a non-energizing level when reading data. Read only memory.
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