JPS6145319B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6145319B2
JPS6145319B2 JP3635081A JP3635081A JPS6145319B2 JP S6145319 B2 JPS6145319 B2 JP S6145319B2 JP 3635081 A JP3635081 A JP 3635081A JP 3635081 A JP3635081 A JP 3635081A JP S6145319 B2 JPS6145319 B2 JP S6145319B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
transistor
potential
generation circuit
threshold voltage
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.)
Expired
Application number
JP3635081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57152585A (en
Inventor
Hiroshi Iwahashi
Masamichi Asano
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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 Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP3635081A priority Critical patent/JPS57152585A/en
Priority to GB8136789A priority patent/GB2089612B/en
Priority to US06/329,059 priority patent/US4467457A/en
Priority to DE19813148806 priority patent/DE3148806A1/en
Publication of JPS57152585A publication Critical patent/JPS57152585A/en
Publication of JPS6145319B2 publication Critical patent/JPS6145319B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/34Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G11C16/28Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、信頼性を向上できる不揮発性半導
体メモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory that can improve reliability.

一般に、不揮発生半導体メモリにおいて、浮遊
ゲート構成をしたMOS型電界効果トランジスタ
(MOS FET)をメモリセルとするものは、何回
も記憶内容の書き換えが出来るため、マイクロコ
ンピユータ等の普及にともなつて広く用いられる
ようになつた。この浮遊ゲート構造をしたMOS
FETは、周知の様に、半導体基板に形成された
拡散部と浮遊ゲート、制御ゲートから成る。そし
て浮遊ゲートに電子が注入されている状態では、
制御ゲートに所定の電位(例えば5V)を与えて
も導通せず、浮遊ゲートが中性状態にある時は導
通する。したがつて、トランジスタの導通状態に
より「0」および「1」の情報を記憶できる。
In general, non-volatile semiconductor memories that use MOS field effect transistors (MOS FETs) with a floating gate configuration as memory cells can have their memory contents rewritten many times, so they have become more popular with the spread of microcomputers, etc. It has become widely used. MOS with this floating gate structure
As is well known, an FET consists of a diffusion region formed in a semiconductor substrate, a floating gate, and a control gate. And when electrons are injected into the floating gate,
It does not conduct even if a predetermined potential (for example, 5V) is applied to the control gate, and conducts when the floating gate is in a neutral state. Therefore, information of "0" and "1" can be stored depending on the conduction state of the transistor.

ところで、浮遊ゲートに電子を注入する際に
は、制御ゲート及びドレインに高電圧(20V〜
25V)を印加し、ドレイン近くのチヤネル領域の
ピンチオフ領域で生ずるインパクト電離により発
生した電子・正孔対のうち、電子を浮遊ゲートに
注入している。このようなピンチオフ領域は、
MOSトランジスタが五極管動作をする時に生じ
ることは良く知られている。もし、トランジスタ
が五極管動作するような状態でこのメモリセルを
用いると、読み出し状態、すなわち、ドレイン、
制御ゲート間に高電圧が印加されない状態であつ
てもピンチオフ領域が存在するため、インパクト
電離が生じてしまう。この場合、電圧が低い
(5V)ためチヤネル電流が少なく、発生する電
子・正孔対もわずかで、確率的に非常に少ない
が、わずかずつ電子が浮遊ゲートに注入される。
したがつて、長時間使用するうちに浮遊ゲートに
電子が蓄積され、記憶内容が変化してしまう危険
がある。このため、メモリセルのドレイン電圧は
ゲート電圧より低く設定され、トランジスタに三
極管動作を行なわせて、前記ピンチオフ領域を作
らない状態で使用されている。
By the way, when injecting electrons into the floating gate, a high voltage (20V~20V) is applied to the control gate and drain.
25V) is applied, and among the electron-hole pairs generated by impact ionization that occurs in the pinch-off region of the channel region near the drain, electrons are injected into the floating gate. Such a pinch-off region is
It is well known that this occurs when a MOS transistor performs pentode operation. If this memory cell is used in a state where the transistor operates as a pentode, it will be in the read state, that is, the drain,
Even when no high voltage is applied between the control gates, the pinch-off region exists, resulting in impact ionization. In this case, since the voltage is low (5V), the channel current is small, and only a few electron-hole pairs are generated, and although the probability is extremely small, electrons are injected into the floating gate little by little.
Therefore, after long-term use, there is a risk that electrons will accumulate in the floating gate and the stored contents will change. For this reason, the drain voltage of the memory cell is set lower than the gate voltage, and the transistor is used in a state where it performs triode operation without creating the pinch-off region.

第1図は、このような不揮発性半導体メモリの
回路図である。すなわち、特定される一方向に設
定される複数の行線R1〜Rn、およびこの行線に
直交するように設定した、複数の列線S1〜So
設定される各区画に対応して、メモリセルM11
noが配置される。そして、行線は行デコーダの
制御信号により、メモリセルをスイツチング制御
し、列線は列デコーダの出力により、列ゲートト
ランジスタT1〜Toをスイツチング制御して、メ
モリセル中の情報を読み出し、あるいはメモリセ
ルに書き込んでいる。さらに、上記メモリセルの
ドレインに電源を供給するために、トランジスタ
r1〜Tr4で構成される電源供給回路が設けられ
る。この回路は、メモリセルのドレイン電圧を低
く設定するためのもので、トランジスタTr3,T
r4により所定の電位とし、トランジスタTr1,Tr
のゲート電圧を低く設定して導通させ、メモリ
セルのドレインに電源を供給している。また、ト
ランジスタTr2と、後述する差動型センスアンプ
11を構成するトランジスタTr11との間に、負
荷素子として働くデイプレツシヨン型トランジス
タTr5を配置し、電源Vcを供給して、トランジス
タTr11のゲートに供給される列線電位(メモリ
セルM11〜Mnoから読み出された信号)の振幅を
大きくしている。上記差動型センスアンプ11
は、トランジスタTr6r14によつて構成され、ト
ランジスタTr11およびTr13のゲート側入力電位
A,VBの電位差を検出し、この検出値により、
次段の出力バツフア回路へ信号Aを供給するよう
にして成る。差動型センスアンプ11の他方の入
力端には、比較電位発生回路12が設けられる。
この比較電位発生回路12は、トランジスタTr
′〜Tr5′およびトランジスタT1′、メモリセル
と同じ構造をしたトランジスタM′によつて構成
されるもので、メモリセルのしきい値電圧の変化
に対応して、差動型センスアンプの入力電位VB
を制御し、メモリセルのしきい値電圧の変化によ
る「0」と「1」の読み出し速度の変化を防止す
るものである。上記比較電位発生回路12のトラ
ンジスタM′を導通制御する制御電位発生回路1
3は、電源Vcと接地点Vsとの間に直列接続さ
れ、ゲートが電源Vcおよび接地点Vsに接続され
た、デイプレツシヨン型トランジスタTr15,Tr1
によつて構成される。
FIG. 1 is a circuit diagram of such a nonvolatile semiconductor memory. That is, it corresponds to each section set by a plurality of row lines R 1 to R n set in one specified direction and a plurality of column lines S 1 to S o set perpendicular to the row lines. Then, memory cell M 11 ~
M no is placed. Then, the row line performs switching control on the memory cells using the control signal from the row decoder, and the column line uses the output from the column decoder to perform switching control on the column gate transistors T 1 to T o to read information in the memory cells. Or writing to memory cells. Furthermore, a power supply circuit composed of transistors T r1 to T r4 is provided to supply power to the drains of the memory cells. This circuit is for setting the drain voltage of the memory cell low, and the transistors T r3 and T
A predetermined potential is set by r4 , and transistors T r1 and T r
The gate voltage of 2 is set low to make it conductive, and power is supplied to the drain of the memory cell. Furthermore, a depletion transistor T r5 serving as a load element is disposed between the transistor T r2 and a transistor T r11 constituting a differential sense amplifier 11, which will be described later . The amplitude of the column line potential (signals read from memory cells M 11 to M no ) supplied to the gates is increased. The above differential sense amplifier 11
is composed of transistors T r6 and T r14 , and detects the potential difference between the gate side input potentials V A and V B of the transistors T r11 and T r13 , and based on this detected value,
The signal A is supplied to the output buffer circuit at the next stage. A comparison potential generation circuit 12 is provided at the other input end of the differential sense amplifier 11.
This comparison potential generation circuit 12 includes a transistor T r
1 ' to T r5 ', a transistor T 1 ', and a transistor M' which has the same structure as the memory cell. input potential V B
This is to prevent changes in the reading speed of "0" and "1" due to changes in the threshold voltage of the memory cell. Control potential generation circuit 1 for controlling conduction of transistor M' of the comparison potential generation circuit 12
3 are depletion type transistors T r15 and T r1 which are connected in series between the power supply Vc and the ground point V s , and whose gates are connected to the power supply Vc and the ground point V s .
6 .

ところで、メモリセルから供給される列線電位
Aは、トランジスタM11〜Mno、すなわち、メ
モリセルの記憶内容により二種類の電圧値を持つ
ている。そして、記憶内容が「0」の時、メモリ
セルのゲートに電圧が印加されてもメモリセルは
オンせず、記憶内容が「1」の時は、選択された
メモリセルがオン状態となる。この選択されたメ
モリセルの列線電位は、徐々に下がり始め、第2
図のイで示す区間の様になる。この時の列線電位
が、比較電位より高いか低いかによつて、「0」
あるいは「1」の状態が設定される。したがつ
て、第2図の実線14、および破線15で示すよ
うに、メモリセルのしきい値電圧Vthが変動する
と、出力特性が変化してしまう。すなわち、例え
ばメモリセルのしきい値電圧Vthが高くなると、
メモリセル電流が減少するため、列線の放電時間
が遅くなる(第2図の実線14)。これに対し、
列線の充電は速くなり、「1」および「0」の読
み出し速度にアンバランスが生ずる。このため、
メモリセルと同等のトランジスタM′を用いて、
メモリセルのしきい値電圧Vthの変化に対応して
比較電位を変えることにより補正している(第2
図の実線14′、および破線15′)。第2図の実
線14に対応して14′がその比較電位である。
メモリセルのしきい値電圧が変わつたため、列線
の充放電時間が変化した第2図の破線15に対応
した比較電位が、第2図の破線15′である。列
線電位と比較電位は、メモリセルのしきい値電圧
がかわつても、充電、放電、とも、第2図一点鎖
線で示した様に、同じ所(同じ時間)で交わる。
すなわち、メモリセルのしきい値電圧が変わり、
これにより列線の充放電時間に変化が生じても、
比較電位がそれに対応して変わるため、「0」お
よび「1」の読み出し速度に変化はない。
Incidentally, the column line potential V A supplied from the memory cell has two types of voltage values depending on the storage contents of the transistors M 11 to M no , that is, the memory cell. When the stored content is "0", the memory cell is not turned on even if a voltage is applied to the gate of the memory cell, and when the stored content is "1", the selected memory cell is turned on. The column line potential of this selected memory cell gradually begins to fall, and the second
It will look like the section shown by A in the figure. "0" depending on whether the column line potential at this time is higher or lower than the comparison potential.
Alternatively, a state of "1" is set. Therefore, as shown by the solid line 14 and the broken line 15 in FIG. 2, if the threshold voltage V th of the memory cell changes, the output characteristics change. That is, for example, when the threshold voltage V th of a memory cell increases,
As the memory cell current decreases, the column line discharge time slows down (solid line 14 in FIG. 2). In contrast,
The column lines charge faster, creating an imbalance in the read speeds of "1" and "0". For this reason,
Using a transistor M′ equivalent to a memory cell,
Correction is made by changing the comparison potential in response to changes in the threshold voltage V th of the memory cell (second
solid line 14' and dashed line 15'). Corresponding to the solid line 14 in FIG. 2, 14' is the comparison potential.
The comparison potential corresponding to the broken line 15 in FIG. 2 in which the charging/discharging time of the column line has changed due to the change in the threshold voltage of the memory cell is the broken line 15' in FIG. Even if the threshold voltage of the memory cell changes, the column line potential and the comparison potential intersect at the same place (at the same time) during both charging and discharging, as shown by the dashed line in FIG.
In other words, the threshold voltage of the memory cell changes,
As a result, even if the column line charging/discharging time changes,
There is no change in the reading speed of "0" and "1" since the comparison potential changes accordingly.

第3図a,bはそれぞれ、トランジスタM′を
制御する制御電位VRを発生する回路の他の例で
ある。a図においては、電源Vcと接地点Vsとの
間に、トランジスタTr17,Tr18を直列接続して
設ける。そして、トランジスタTr17のゲートを
電源Vcに接続し、トランジスタTr18のゲートを
トランジスタTr17,Tr18の接続点に接続し、こ
の接続点から出力VRを得ている。
FIGS. 3a and 3b show other examples of circuits that generate the control potential V R for controlling the transistor M'. In figure a, transistors T r17 and T r18 are connected in series and provided between the power supply Vc and the ground point V s . The gate of the transistor T r17 is connected to the power supply V c , the gate of the transistor T r18 is connected to the connection point between the transistors T r17 and T r18 , and the output V R is obtained from this connection point.

さらに、b図においては、電源Vcと接地点と
の間に、デイプレツシヨン型トランジスタTr1
,Tr20を直列接続して設ける。そして、トラ
ンジスタTr19のゲートをトランジスタTr19,Tr2
の接続点に接続し、トランジスタTr20のゲート
を接地点Vsに接続して成り、この接続点から出
力VRを得ている。上記a図、b図いずれも、第
1図に示した回路と同様な回路動作を示す。
Furthermore, in figure b, a depletion type transistor T r1 is connected between the power supply V c and the ground point.
9 , T r20 are connected in series. Then, the gate of transistor T r19 is connected to transistors T r19 and T r2
0 connection point, and the gate of the transistor T r20 is connected to the ground point V s , and an output V R is obtained from this connection point. Both figures a and b show the same circuit operation as the circuit shown in FIG.

ところで、第1図および第3図a,bに示す回
路では、メモリセルと同等のトランジスタM′の
ゲート電位、すなわち、制御電位発生回路13の
出力VRは、電源Vcより低い値になつている。ま
た、正規のメモリセルのゲート電位、すなわち行
線電位は、選択された時には電源Vcと同レベル
になる。したがつて、このメモリセルと同等のト
ランジスタM′は、正規のメモリセルよりも五極
管に近い動作をしている。また、製造工程からく
るしきい値電圧のばらつき、トランジスタの寸法
のばらつき等によつては、トランジスタM′は五
極管動作になりうる危険性がある。さらに、正規
のメモリセルは、選択、非選択の状態があり、常
時ドレイン、ゲートに電圧が印加されているわけ
ではないが、トランジスタM′には常時電圧がか
かつている。このため、正規のメモリセルに比べ
て大きなストレスがかかる。このような理由か
ら、比較電位発生のためにメモリセルと同等のト
ランジスタを使用することは、信頼性の上から問
題がある。
By the way, in the circuits shown in FIG. 1 and FIGS. 3a and 3b, the gate potential of the transistor M' equivalent to the memory cell, that is, the output V R of the control potential generation circuit 13 has a value lower than the power supply V c . ing. Further, the gate potential of a regular memory cell, that is, the row line potential, is at the same level as the power supply V c when selected. Therefore, the transistor M' equivalent to this memory cell operates more like a pentode than a regular memory cell. Furthermore, due to variations in threshold voltage caused by the manufacturing process, variations in transistor dimensions, etc., there is a risk that transistor M' may operate as a pentode. Furthermore, a regular memory cell has a selected and non-selected state, and a voltage is not always applied to the drain and gate, but a voltage is always applied to the transistor M'. Therefore, it is subjected to greater stress than regular memory cells. For these reasons, using a transistor equivalent to a memory cell to generate a comparison potential poses a problem in terms of reliability.

この発明は、上記のような事情を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、信頼性の高
い不揮発性半導体メモリを提供することである。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory.

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第4図は、この発明による制御電位発生
回路である。この回路においては、比較電位発生
回路にメモリセルと同等のトランジスタを用いる
ことなく、その出力電位VBを、メモリセルのし
きい値電圧の変化に対応して変えるようにしたも
のである。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a control potential generation circuit according to the present invention. In this circuit, the output potential V B is changed in response to changes in the threshold voltage of the memory cell without using a transistor equivalent to the memory cell in the comparison potential generation circuit.

すなわち、電源Vcと接地点Vsとの間に、直列
接続したデイプレツシヨン形トランジスタTr2
,Tr22を設け、このトランジスタTr21,Tr22
の接続点から、トランジスタTr23のゲートに所
定の電位を供給する。このトランジスタTr23
は、トランジスタTr24を直列接続し、電源Vc
接地点Vsとの間に挿入する。そして、トランジ
スタTr23,Tr24の接続点から出力VRを得る。
That is, a depletion type transistor T r2 is connected in series between the power supply V c and the ground point V s .
1 , T r22 are provided, and these transistors T r21 , T r22
A predetermined potential is supplied from the connection point to the gate of the transistor T r23 . A transistor T r24 is connected in series with this transistor T r23 and inserted between the power supply V c and the ground point V s . Then, an output V R is obtained from the connection point between the transistors T r23 and T r24 .

上記トランジスタTr23は、メモリセルと同等
のトランジスタの浮遊ゲート電極と制御ゲート電
極とを接続して単一ゲート構造にしたものであつ
て、この浮遊ゲートを制御ゲートとして使用す
る。すなわち、通常の浮遊ゲート構造をした
MOSトランジスタは、第5図aに示すように、
P型の半導体基板16上に、N+型の拡散部1
7,18がソース,ドレインとして設けられる。
そして、この基板16上に、電気的に絶縁されて
いる浮遊ゲート19、さらに、この浮遊ゲート1
9上に、メモリセルに流れる電流を制御するため
の制御ゲート電極20が設けられた二層ゲート構
造をしている。
The transistor T r23 has a single gate structure by connecting a floating gate electrode of a transistor equivalent to a memory cell and a control gate electrode, and this floating gate is used as a control gate. In other words, it has a normal floating gate structure.
The MOS transistor, as shown in Figure 5a,
An N + type diffusion region 1 is formed on a P type semiconductor substrate 16.
7 and 18 are provided as a source and a drain.
Then, on this substrate 16, an electrically insulated floating gate 19 is provided, and furthermore, this floating gate 1
It has a two-layer gate structure in which a control gate electrode 20 for controlling the current flowing through the memory cell is provided on top of the memory cell.

これに対し、トランジスタTr23は、第5図b
に示すように、浮遊ゲート19に制御ゲート電極
21を接続して構成したものである。このトラン
ジスタTr23は、メモリセルと同一の製造段階
で、例えばコンタクトマスクで、浮遊ゲート19
と、制御ゲート21にコンタクトホールをあけ、
アルミニウム等でつなぐことによつて形成する。
したがつて、メモリセルのしきい値電圧と、トラ
ンジスタTr23のしきい値電圧は、1対1の対応
を持つている。
On the other hand, the transistor T r23 is
As shown in FIG. 2, a control gate electrode 21 is connected to a floating gate 19. This transistor T r23 is removed at the same manufacturing stage as the memory cell, for example with a contact mask, so that the floating gate 19
Then, a contact hole is made in the control gate 21,
Formed by connecting with aluminum etc.
Therefore, there is a one-to-one correspondence between the threshold voltage of the memory cell and the threshold voltage of the transistor T r23 .

ところで、トランジスタTr21とTr22の共通接
続点は、電源Vcより一定電位低い電位になる。
この点の電位をVXとすれば、 VR=Vx−Vth23−α Vth23:トランジスタTr23のしきい値電圧 α:トランジスタTr24による電圧降下 となる。したがつて、この回路の出力VRは、ト
ランジスタTr23のしきい値に左右され、しきい
値電圧Vth23が高くなれば出力VRは低くなりしき
い値電圧Vth23が低くなれば出力VRは高くなる。
By the way, the common connection point of the transistors T r21 and T r22 has a potential lower by a certain potential than the power supply V c .
If the potential at this point is VX , then VR = Vx - V th23 - α V th23 : Threshold voltage of transistor T r23 α : Voltage drop due to transistor T r24 . Therefore, the output V R of this circuit depends on the threshold voltage of the transistor T r23 ; as the threshold voltage V th23 increases, the output V R decreases, and as the threshold voltage V th23 decreases, the output decreases. V R becomes high.

上述した制御電位発生回路を、前記第1図に示
した不揮発性半導体メモリの制御電位発生回路1
3の代わりに使用する。そして、比較電位発生回
路12のメモリセルと同等のトランジスタ
M′(ダミーセル)の代わりに通常のエンハンス
メント型MOSトランジスタをダミーセルとして
設ける。
The above-mentioned control potential generation circuit is implemented as a control potential generation circuit 1 for a nonvolatile semiconductor memory shown in FIG.
Use in place of 3. A transistor equivalent to the memory cell of the comparison potential generation circuit 12
A normal enhancement type MOS transistor is provided as a dummy cell instead of M' (dummy cell).

ここで、何らかの事情でメモリセルのしきい値
電圧Vthが高くなつたとすると、メモリセル電流
は減り、列線放電速度は低下し、また、列線電位
の「0」安定点も上昇する。しかるに、第4図に
示した制御電位発生回路を使用しているため、メ
モリセルのしきい値電圧Vthの上昇に対応して、
トランジスタTr23のしきい値電圧Vth23が上昇す
るため、出力電位VRは低下する。したがつて、
メモリセルと同等のトランジスタM′を用いる必
要はなく、通常のエンハンスメント型のトランジ
スタでも導通抵抗は大きくなり、比較電位発生回
路12の出力電位VBは上昇する。
Here, if the threshold voltage V th of the memory cell increases for some reason, the memory cell current decreases, the column line discharge speed decreases, and the "0" stable point of the column line potential also increases. However, since the control potential generation circuit shown in FIG. 4 is used, in response to the increase in the threshold voltage V th of the memory cell,
Since the threshold voltage V th23 of the transistor T r23 increases, the output potential V R decreases. Therefore,
There is no need to use a transistor M' equivalent to a memory cell, and even if a normal enhancement type transistor is used, the conduction resistance increases, and the output potential V B of the comparison potential generation circuit 12 increases.

すなわち、差動型センスアンプ11の比較電位
が上昇し、このセンスアンプは、通常より高い電
位で検知する。したがつて、メモリセルの導通抵
抗が大きくなり、列線の放電速度が遅くなつたと
しても、センサアンプの電位の検知レベルが上昇
するため、検知速度は変わらない。また、比較電
位発生回路12のメモリセルと同等のトランジス
タM′に、通常のエンハンスメント型トランジス
タを使用できるので、信頼性を向上できる。比較
電位発生回路12のメモリセルと同等のトランジ
スタM′のかわりに、前記トランジスタTr23の様
に、浮遊ゲートと制御ゲートを、接続したトラン
ジスタを用いてもよい。
That is, the comparison potential of the differential sense amplifier 11 rises, and this sense amplifier senses at a higher potential than usual. Therefore, even if the conduction resistance of the memory cell increases and the discharge speed of the column line slows down, the detection speed remains unchanged because the detection level of the potential of the sensor amplifier increases. Further, since a normal enhancement type transistor can be used as the transistor M' equivalent to the memory cell of the comparison potential generation circuit 12, reliability can be improved. Instead of the transistor M' which is equivalent to the memory cell of the comparison potential generation circuit 12, a transistor having a floating gate and a control gate connected may be used like the transistor T r23 .

この様にした時は、しきい値電圧の変化がより
拡大される。
When this is done, the change in threshold voltage is further magnified.

第6図、第7図はそれぞれ、この発明の他の実
施例を示すもので、制御電位発生回路の他の例を
示したものである。すなわち、第6図において
は、電源Vcと接地点Vsとの間に、浮遊ゲートと
制御ゲートを短絡したトランジスタTr25と、デ
イプレツシヨン型トランジスタTr26を直列接続
する。
6 and 7 respectively show other embodiments of the present invention, and show other examples of control potential generation circuits. That is, in FIG. 6, a transistor T r25 whose floating gate and control gate are short-circuited and a depletion type transistor T r26 are connected in series between the power supply V c and the ground point V s .

そして、トランジスタTr25のゲートを電源Vc
に、トランジスタTr26のゲートを接地点Vsに、
それぞれ接続し、このトランジスタTr25,Tr26
の共通接続点から、出力VRを得るようにして成
る。
Then, the gate of the transistor T r25 is connected to the power supply V c
, the gate of transistor T r26 is connected to the ground point V s ,
These transistors T r25 and T r26 are connected respectively.
The output V R is obtained from the common connection point of the two.

このような構成によれば、出力VRは、 VR=Vc−Vth25−β Vth25
トランジスタTr25のしきい値電圧Vth β:トランジスタTr26による電圧降下 となる。したがつて、この回路においても、出力
Rは、トランジスタTr25のしきい値電圧Vth25
より左右される。
According to such a configuration, the output V R is as follows: V R =V c −V th25 −β V th25 :
Threshold voltage V th β of transistor T r25 : Voltage drop due to transistor T r26 . Therefore, in this circuit as well, the output V R depends on the threshold voltage V th25 of the transistor T r25 .

さらに、第7図は、第4図および第6図に示し
た回路を組み合わせたもので、このような構成に
よれば、出力VRは、メモリセルのしきい値電圧
thの変化が拡大されて出力される。
Furthermore, FIG. 7 shows a combination of the circuits shown in FIGS. 4 and 6. According to such a configuration, the output V and output.

また、実施例では、比較電位発生回路12のト
ランジスタM′の変わりに、通常のエンハンスメ
ント型トランジスタを使用したが、メモリセルと
同等のトランジスタM′の浮遊ゲートと制御ゲー
トを接続したものを使用して、第4図および第6
図、第7図に示した制御電位発生回路を設けるこ
とにより、メモリセルのしきい値電圧Vthの変化
をより拡大して出力できる。
Furthermore, in the embodiment, a normal enhancement type transistor was used instead of the transistor M' of the comparison potential generation circuit 12, but a transistor M' equivalent to a memory cell with its floating gate and control gate connected was used. Figures 4 and 6
By providing the control potential generation circuit shown in FIGS. 7 and 7, changes in the threshold voltage V th of the memory cell can be expanded and output.

以上説明したように、この発明によれば、メモ
リセルのしきい値電圧の変化によつて読み出し速
度が変わらず、かつ、比較電位発生回路に、メモ
リセルと同等のトランジスタM′を使用せずに差
動型センスアンンプの入力VBを変えることがで
きるので、信頼性の高い不揮発性半導体メモリが
得られる。
As explained above, according to the present invention, the read speed does not change due to changes in the threshold voltage of the memory cell, and the transistor M′ equivalent to the memory cell is not used in the comparison potential generation circuit. Since the input V B of the differential sense amplifier can be changed, a highly reliable nonvolatile semiconductor memory can be obtained.

なお、この発明は、上述した実施例に限定され
るものではなく、メモリセルのしきい値電圧の変
化に対応して、差動型センスアンプに供給される
比較電位を変えるように構成すれば良い。したが
つて、例えば、第1図の比較電位発生回路12に
おける、トランジスタTr3′,Tr4′を、第4図お
よび第6図、第7図に示した制御電位発生回路に
置き換えて、比較電位VBを得ても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be configured to change the comparison potential supplied to the differential sense amplifier in response to changes in the threshold voltage of the memory cell. good. Therefore, for example, by replacing the transistors T r3 ′ and T r4 ′ in the comparison potential generation circuit 12 of FIG. 1 with the control potential generation circuits shown in FIGS. 4, 6, and 7, A potential V B may also be obtained.

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

第1図は、従来の不揮発性半導体メモリを示す
回路図、第2図は浮遊ゲート構造をしたメモリセ
ルの特性図、第3図a,bはそれぞれ上記第1図
の回路における制御電位発生回路の他の例を示す
回路図、第4図はこの発明の一実施例に係る制御
電位発生回路を示す回路図、第5図a,bはそれ
ぞれ浮遊ゲート型MOS FETの断面構成図、およ
びこの発明で使用した浮遊ゲート型MOSFETの
断面構成図、第6図、第7図はそれぞれ、この発
明の他の実施例を示す制御電位発生回路を示す図
である。 R1〜Rn……行線、S1〜So……列線、M11〜M
no……メモリセル、11……差動型センスアン
プ、12……比較電位発生回路、13……制御電
位発生回路。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional nonvolatile semiconductor memory, Figure 2 is a characteristic diagram of a memory cell with a floating gate structure, and Figures 3a and 3b are control potential generation circuits in the circuit shown in Figure 1 above. 4 is a circuit diagram showing a control potential generation circuit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5a and 5b are a cross-sectional configuration diagram of a floating gate type MOS FET, and The cross-sectional configuration diagram of the floating gate type MOSFET used in the invention, FIG. 6, and FIG. 7 are diagrams showing control potential generation circuits showing other embodiments of the invention, respectively. R 1 ~ R n ... Row line, S 1 ~ S o ... Column line, M 11 ~ M
no ...memory cell, 11...differential sense amplifier, 12...comparison potential generation circuit, 13...control potential generation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 複数の行線と複数の列線とで設定される各区
画に対応して配置される浮遊ゲートゲート構造の
MOSトランジスタから成るメモリセルと、上記
列線から一方の入力信号が供給される差動型セン
スアンプと、この差動型センスアンプの他方の入
力信号としてメモリセルのしきい値電圧に対応し
た電位を供給する上記メモリセルに対するダミー
セルとしての単一ゲート構造のエンハンスメント
型MOSトランジスタを備えた比較電位発生回路
と、上記メモリセルのしきい値電圧に対応したし
きい値電圧を持つ単一ゲート構造のMOSトラン
ジスタを有し上記比較電位発生回路に結合されて
この比較電位発生回路の出力をメモリセルのしき
い値電圧に対応した電位に設定する制御電位発生
回路とを具備したことを特徴とする不揮発性半導
体メモリ。
1 Floating gate gate structure arranged corresponding to each section defined by multiple row lines and multiple column lines
A memory cell consisting of a MOS transistor, a differential sense amplifier to which one input signal is supplied from the above column line, and a potential corresponding to the threshold voltage of the memory cell as the other input signal of this differential sense amplifier. a comparison potential generation circuit equipped with an enhancement type MOS transistor of a single gate structure as a dummy cell for the memory cell that supplies the above memory cell; A non-volatile device comprising a control potential generation circuit having a MOS transistor and coupled to the comparison potential generation circuit to set the output of the comparison potential generation circuit to a potential corresponding to the threshold voltage of the memory cell. sexual semiconductor memory.
JP3635081A 1980-12-12 1981-03-13 Nonvolatile semiconductor memory Granted JPS57152585A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3635081A JPS57152585A (en) 1981-03-13 1981-03-13 Nonvolatile semiconductor memory
GB8136789A GB2089612B (en) 1980-12-12 1981-12-07 Nonvolatile semiconductor memory device
US06/329,059 US4467457A (en) 1980-12-12 1981-12-09 Nonvolatile semiconductor memory device
DE19813148806 DE3148806A1 (en) 1980-12-12 1981-12-10 NON-VOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3635081A JPS57152585A (en) 1981-03-13 1981-03-13 Nonvolatile semiconductor memory

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57152585A JPS57152585A (en) 1982-09-20
JPS6145319B2 true JPS6145319B2 (en) 1986-10-07

Family

ID=12467384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3635081A Granted JPS57152585A (en) 1980-12-12 1981-03-13 Nonvolatile semiconductor memory

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS57152585A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006286180A (en) * 2005-03-30 2006-10-19 Ovonyx Inc Using bit specific reference level to read memory

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5998394A (en) * 1982-11-26 1984-06-06 Hitachi Ltd Semiconductor storage device
US4725984A (en) * 1984-02-21 1988-02-16 Seeq Technology, Inc. CMOS eprom sense amplifier
JP3039458B2 (en) * 1997-07-07 2000-05-08 日本電気株式会社 Non-volatile semiconductor memory

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006286180A (en) * 2005-03-30 2006-10-19 Ovonyx Inc Using bit specific reference level to read memory

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57152585A (en) 1982-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1185369A (en) Electrically erasable programmable read-only memory
JP3039458B2 (en) Non-volatile semiconductor memory
US4103185A (en) Memory cells
US4443718A (en) Nonvolatile semiconductor memory with stabilized level shift circuit
JP2585348B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP3431122B2 (en) Semiconductor storage device
JPS62117196A (en) Electrically erasable/programmable memory cell and making thereof
EP0347935B1 (en) Semiconductor memory device
JPS6314505B2 (en)
EP0329141B1 (en) Sense circuit incorporated in semiconductor memory device
US5341329A (en) Nonvolatile semiconductor memory device capable of preventing read error caused by overerase state and method therefor
US5572464A (en) Semiconductor memory device and method of using the same
US4825110A (en) Differential amplifier circuit
EP0332135B1 (en) Nonvolatile memory circuit device with low power consumption and wide operating voltage range
JPH0323997B2 (en)
JP2790495B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US5293344A (en) Write circuit for non-volatile memory device
JPS6145319B2 (en)
JPS59121694A (en) Cross connection type transistor memory cell for mos random access memory reduced in power dissipation
JPS6027118B2 (en) semiconductor memory device
JPS6412039B2 (en)
JPS6035758B2 (en) non-volatile semiconductor memory
JP3106473B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JPH0715798B2 (en) Semiconductor memory device
JP3095918B2 (en) Non-volatile semiconductor memory