JPS6010497A - 不揮発性半導体メモリ装置 - Google Patents

不揮発性半導体メモリ装置

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JPS6010497A
JPS6010497A JP58119211A JP11921183A JPS6010497A JP S6010497 A JPS6010497 A JP S6010497A JP 58119211 A JP58119211 A JP 58119211A JP 11921183 A JP11921183 A JP 11921183A JP S6010497 A JPS6010497 A JP S6010497A
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JP
Japan
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voltage
bit line
writing
memory cell
drain
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JP58119211A
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Inventor
Shuichi Oya
大屋 秀市
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards

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  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1ン 発明の分野 本発明は電気的にプログラム可能な不揮発性半導体メモ
リ装置に関する。
(2)従来技術の説明 電気的にプログラム可能な不揮発性半導体メモリ装fi
t(一般にEFROMと称する)の、メモリ素子として
浮遊ゲート型MO8型メモリセルが一般に使用されてい
る。
一般的なN−チャネル型セルの断面構造を第1図に示す
。このセルに書込を行う罠は、ンース電極11r、接地
制御卸ゲート電極2に正電圧を印加し、ドレイン電極3
に書込用正電圧を印加する。この時セルのチャネル4は
反転状態となシ、チャネル中を流れる電子の一部が、ン
ース嗜ドレイン間の高電界で加速されホットになり、ゲ
ート酸化膜5のエネルギー障壁を越えて浮遊ゲート6へ
注入される。こilをチャネル電子注入書込と呼ぶ。
第2図に、従来のEFROMにおけるメモリセルアレイ
を示し、選択ピッドの1込方法を説明する。第2図では
簡単の為に(2X2)のセルマトリックスを示す。横方
向に配列されたメモリセルの制御ゲート電極を共通接続
してワードラインx1.x2を形成する。縦方向に配列
されたメモリセルのドレイン電極を共通接続してビット
ラインYl、Y2を形成し、各ビットラインはプログラ
ム電圧印加用スイッチトランジスタTI、T2を介して
、プログラム電源Vpに接続する。メモリセルのソース
電極は共通接地GNDに接続される。例えば、メモリセ
ルぬに書込を行う場合は、ワードライン×1を正の高電
圧、例えばVpに保ち、トランジスタT1のゲートW1
に正の高電圧、例えばvpt印加する。この時、ビット
ラインYlの電位はスイッチトランジスタT1を介して
電源電圧によって持ち上げられ、セルM1に書込電流が
流わ、チャネル電子注入が行わわる。
書込時のセルM1のドレイン電圧、即ちビットラインY
1の電位は、第3図に示すように、セルM1の電流電圧
特性IIと、スイッチトランジスタTIの負荷電流電圧
特性It、の交点VDとなる。一般には、スイッチトラ
ンジスタは単一のトランジスタではなく、書込回路で置
き換えらねる。
いま、セルM1に電子注入が始まると、スレシロルド電
圧が上昇し、セルMlの電流電圧特性は、下方に移動し
、工1′となり、ビットラインY1の電位は、負荷線I
Lに沿って移動し、VD’ iで上昇する。この様に、
セルの書込が進行するにつ引て、ビットラインY1の電
位は負荷線It、に沿って上昇してゆく。更に書込が進
んでセルMlO書込時のブレークダウンポイントBVが
負荷線ILよシも下側にくると、電流電圧特性は負性抵
抗特性を示し、I2のようになシ、大電流が流れてセル
の破壊等に継がる不都合が生じる。また、外部から印加
するプログラム電圧を上昇させた場合には、負荷線It
が右方に移動し、上述のブレークダウンは更に起き易く
なる。ブレークダウンによる不都合を避ける為に、メモ
リセルのドレインに印加される電圧、即ちビットライン
は電位はブレークダウン電圧以下に抑えらねる必要があ
る。一般に、メモリセルの書込電圧(書込に充分な電圧
)と、ブレークダウン電圧の差、即ち書込電圧マージン
はかなり小さく、余裕のないものとなっている。
(3)発明の目的 従来技術には、上述の様な問題点があるので ;本発明
の目的は、これらの問題点t−取り除き、外部からみて
、書込電圧マージンの広いgPROMを提供することで
ある。
(4)発明の特徴 本発明は、浮遊ゲート型MO8型メモリセルを不揮発性
メモリ素子として、X−Yのマトリックス状に配列し、
X方向に配列されたメモリセルの制御ゲート電極全共通
接続してワードラインを形成し、Y方向に配列さhたメ
モリセルのドレイン電極を共通接続してビットラインを
形成して成る不揮発性メモリ装置において、その書込時
に、ビットラインの電圧を検知するゲート或はゲート回
路を有し、その電圧が規定の電圧を越えるとプログラム
電源電流を接地ンインにバイパスすることによって、ビ
ットラインの電圧上昇を抑制し得るバイパストランジス
タ或は、バイパス回路を設け、前記の規定電圧がメモリ
セルのドレインブレークダウン電圧以下に設定されてい
ることを特徴とする。
(5ン 発明の効果 本発明によりば、前記の規定電圧をメモリセルの書込電
圧に設定しておけば、このようなバイパス回路全付加す
ることによってビットラインの電圧は、メモリセルの書
込状態及び外部プラグラム電源の上昇にかかわらず、は
ぼ書込電圧に固定さh1ブレークダウンを起こすことは
ない。
(6)実施例 以下に実施例を示し、図面を用いて本発明の詳細な説明
する。
第4図は、第1の実施例の回路図である。第4図では簡
単の為に一本のビットラインと、−個のメモリ゛セルに
ういてのみ図示する。メモリセルM1のドレインに接続
されたビットラインY1は、書込用スイッチトランジス
タTI、及びSlを介して、書込用電源VPK接続され
る。
また、Tl及びSlのゲートは各々書込信号ラインW1
.W2に、メモリセルMの制御ゲートは、ワードライン
X1に接続される。書込用スイッチトランジスタT1と
81の中間点Aはバイパス用トランジスタBTのドレイ
ンに接続されBTのソースは接地ラインGNDに接続さ
れる。ビットラインY1はまたバイパス用トランジスタ
BTのゲートに接続される。
本実施例に用いたメモリセルM1の書込電圧は6vブレ
ークダウン電圧は8vであるので、バイパス用トランジ
スタBTのスレショルド電圧を6vに設定し、書込用ト
ランジスタTI。
Slの合成負荷特性凱メモリセルM1の書込時の初期特
性と合わせて、第5図に示すごとく設定した。第5囚に
おいて、wl、W2.及びXlにプログラム電圧Vpを
印加した時の書込初期のセルの電流電圧特性をIl、負
荷特性をIL%@4図A点の電位1vAで示す。この場
合側曲線の交点電圧、即ちビットラインY1電位は6V
である。ht1時間とともに、メモリセルの書込が進行
して、電流電圧特性がIl’のように変化したとすると
、ビットラインYlの電圧Vnは、ILに沿って上昇し
、6Vよりも高くなる。ビットラインの電圧が6vより
も高くなるとバイパストランジスタBTが導通し、バイ
パス電流がA点から、接地ラインGNDに向って流りる
為に、A点の電位はT1とBTのコンダクタンスの比で
決まる値まで下降する。
第5図においては、負荷線It、が左方に移動し、IL
’となシ、ビットラインBの電位はvD′まで低下する
。この様なフィードバック機構によってビットラインY
1の電位は書込電圧6vから大きく上昇することなくほ
ぼ固定される為にブレークダウン電圧8vに達すること
はない。
本実施例の回路においては、電源電圧Vpが上昇した場
合にも、上述と同様のフィードバック効果によシビット
ラインYlの電圧上昇は抑制される。
第6図に、第2の実施例の回路図を示す。本実施例にお
ける各記号の意味は、第4図のものと同様である。第6
図においては、第4図におけるバイパストランジスタB
Tを単独で用いる替シに、トランジスタBTのソースに
ドレイントケートを共通接続にしたトランジスタQl〜
Qnをn段丘列接続して接地したバイパス回路を用いて
いる。こhにょシ、バイパス回路のスレショルド電圧を
、トランジスタQl”Qnのスレショルド電圧のn倍だ
け高くすることができる。第1の実施例では、バイパス
回路ヲト2ンジスタT31個で形成した為にそのスレシ
ョルド電圧を6vに設定するには製造工程上で特別な工
夫を必要とした。例えばBTのゲート酸化膜を厚くして
製造することで対処した。
一方、本実施例においては、BTのソースに直列に接続
するトランジスタの段数によってバイパス回路のスレシ
ョルド電圧を調整できるから、バイパス用トランジスタ
BT及びQl−Qnとして、他の回路部分を構成するの
と同じ通常のトランジスタ金使用できる。この為に、第
1の実施例で用いたような特別なトランジスタを用いる
必要がなく製造工程が簡単になる。
以上実施例を用いて説明したように、本発明を用いると
、引込時にメモリセルのドレインに印加される電圧を寝
込電圧よりもわずかに高い電圧にほぼ固定できるから、
メモリセルにブレークダウンを発生させることなく、安
定な書込が可能になる。また、外部からみたプログラム
電圧マージンの広い不揮発性半導体メモリ装置を容易に
製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は不揮発性メモリセルの断面構造、第2図は従来
装置におけるメモリセルアレイ、第3図は第2図回路中
のセルの書込時電流電圧及び負荷用トランジスタの負荷
電流電圧特性、第4図は本発明第1の実施例の回路図、
第5図は第4図におけるセルと負荷トランジスタの電流
電圧特性、第6図は本発明第2の実施例の回路図、であ
る。 なお図において、1・・・・・・メモリセルのンース、
2・・・・・・メモリセルの側割ゲート、3・・・・・
・メモリセルのドレイン、4・・・・・・メモリセルの
チャネル領域、5・・・・・・メモリセルのゲート絶縁
膜、6・・・・・・メモリセルの浮遊グー)、Vp・・
・・・・書込用電源、T1゜T2,81・・・・・・書
込スイッチトランジスタ、Ml。 M2.M3.M4・・・・・・メモリセル、BT・・・
・・・バイパス用トランジスタ、QlzQn・・・・・
・スレショルド電圧調整用トランジスタ、XI、X2・
・・・・・ワードライン、Yl、Y2・・・・・・ビッ
トライン、Wl。 W2・・・・・・書込信号ライン、II、II’・・・
・・・メモリセルの電流電圧特性、I2・・・・・・メ
モリセルブレークダウン時の電流電圧特性、I L I
 L L ’・・・・・・負荷電流電圧特性、VD、V
n’・・・・・・メモリセルのドレイン電圧、BV・・
・・・・メモリセルのブレークダウン電圧、である。 代理人 弁理士 内 原 晋1・゛。 #1 図 范2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)浮遊ゲート型トランジスタメモリセルを、不 :
    揮発性メモリ素子としてX−Yマトリックス状に配置し
    、X方向に配列さhた前記メモリセルの制御ゲート電極
    を共通接続してワードラインを形成し、Y方向に配列さ
    れた前記メモリセルのドレイン電極を共通接続してビッ
    トラインを形成して構成される不揮発性半導体メモリ装
    置において、書込時に前記ビットラインの電圧を検知す
    る為のゲート或はゲート回路を有し、該ビットラインの
    電圧が規定の電圧よりも高くなると、書込用電源電流を
    接地ラインにバイパスすることによシ、前記ビットライ
    ンの電圧上昇を抑制しうるバイパストランジスタ、或は
    バイパス回路を有することを特徴とする不揮発性半導体
    メモリ装置。
  2. (2)前記規定電圧が、前記メモリセルのドレインブレ
    ークダウン電圧以下に設定されることを特徴とする特許
    請求の範囲第(1)項記載の不揮発性半導体メモリ装置
JP58119211A 1983-06-29 1983-06-29 不揮発性半導体メモリ装置 Granted JPS6010497A (ja)

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JP58119211A JPS6010497A (ja) 1983-06-29 1983-06-29 不揮発性半導体メモリ装置

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JP58119211A JPS6010497A (ja) 1983-06-29 1983-06-29 不揮発性半導体メモリ装置

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JPS6010497A true JPS6010497A (ja) 1985-01-19
JPH0140438B2 JPH0140438B2 (ja) 1989-08-29

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ID=14755684

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JP58119211A Granted JPS6010497A (ja) 1983-06-29 1983-06-29 不揮発性半導体メモリ装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4864541A (en) * 1986-09-30 1989-09-05 Thomson Composants Militaires & Spaciaux Integrated circuit of the logic circuit type comprising an electrically programmable non-volatile memory
WO1992005559A1 (en) * 1990-09-17 1992-04-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor storing device
US5519654A (en) * 1990-09-17 1996-05-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device with external capacitor to charge pump in an EEPROM circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5693A (en) * 1979-06-15 1981-01-06 Nec Corp Write-in circuit for non-volatile semiconductor memory

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JPH0140438B2 (ja) 1989-08-29

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