KR950004865B1 - Non-volatile semiconductor memory device with nand cell structure - Google Patents

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KR950004865B1
KR950004865B1 KR1019880011972A KR880011972A KR950004865B1 KR 950004865 B1 KR950004865 B1 KR 950004865B1 KR 1019880011972 A KR1019880011972 A KR 1019880011972A KR 880011972 A KR880011972 A KR 880011972A KR 950004865 B1 KR950004865 B1 KR 950004865B1
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후지오 마스오카
야스오 이토
히로시 이와하시
요시히사 이와타
마사히코 치바
사토시 이노우에
리이치로 시로타
료죠 나카야마
가즈노리 오우치
시게요시 와타나베
료우헤이 기리사와
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가부시키가이샤 도시바
아오이 죠이치
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

NAND셀구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치Nonvolatile Semiconductor Memory with NAND Cell Structure

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 EEPROM의 전체적인 회로구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a diagram schematically showing the overall circuit configuration of an EEPROM according to a first embodiment of the present invention.

제2도는 NAND셀구조의 구성을 위해 직렬 접속된 선택트랜지스터와 메모리 트랜지스터를 포함하는 NAND셀 블럭의 평면도.2 is a plan view of a NAND cell block including a selection transistor and a memory transistor connected in series for the construction of the NAND cell structure.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 셀블럭의 단면도.3 is a cross-sectional view of the cell block taken along the line III-III of FIG.

제4도는 제2도의 Ⅳ-Ⅳ선에 따른 셀블럭의 단면도.4 is a cross-sectional view of the cell block taken along the line IV-IV of FIG.

제5도는 제2도에 도시된 셀블럭의 등가회로도.5 is an equivalent circuit diagram of the cell block shown in FIG.

제6도는 데이터소거모드 및 데이터기록모드시에 본 발명 EPROM의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.6 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the EPROM of the present invention in the data erase mode and the data write mode.

제7도(a)는 데이터소거모드시에 EPROM의 메모리셀의 전자운송메카니즘을 나타낸 도면.Fig. 7A shows the electronic transportation mechanism of the memory cells of the EPROM in the data erasing mode.

제7도(b)는 데이터기록모드시에 EPROM의 메모리셀의 전자운송메카니즘을 나타낸 도면.Fig. 7 (b) shows the electronic transportation mechanism of the memory cells of the EPROM in the data recording mode.

제8도는 데이터독출모드시에 EPROM의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.8 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the EPROM in the data reading mode.

제9도는 EPROM에 사용될 수 있는 변형된 메모리셀 트랜지스터의 단면도.9 is a cross-sectional view of a modified memory cell transistor that may be used in an EPROM.

제10도는 본 발명의 제2실시예에 따른 EEPROM의 전체적인 회로구성을 개략적으로 나타낸 도면.10 is a diagram schematically showing the overall circuit configuration of an EEPROM according to a second embodiment of the present invention.

제11도는 제10도에 도시된 EEPROM에 구비된 셀부의 메모리셀 매트릭스구성을 나타낸 도면.FIG. 11 is a diagram showing a memory cell matrix structure of a cell unit included in the EEPROM shown in FIG.

제12도는 데이터기록모드시에 제10도에 도시된 EEPROM의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.FIG. 12 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the EEPROM shown in FIG. 10 in the data write mode.

제13도는 제11도에서 도시된 메모리셀 매트릭스를 포함하고 2개의 선택트랜지스터를 갖춘 NAND셀 블럭의 단면을 나타낸 도면.FIG. 13 is a cross-sectional view of a NAND cell block including the memory cell matrix shown in FIG. 11 and having two select transistors. FIG.

제14도는 데이터소거모드 및 데이터기록모드시에 제2실시예에 따른 EPROM의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.Fig. 14 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the EPROM according to the second embodiment in the data erasing mode and the data writing mode.

제15도는 EEPROM의 소거특성과 기록특성을 나타낸 그래프.FIG. 15 is a graph showing erase and write characteristics of an EEPROM. FIG.

제16도는 제2실시예 장치의 변형예의 부분적인 메모리셀 매트릭스배열을 나타낸 도면.Fig. 16 shows a partial memory cell matrix arrangement of a modification of the device of the second embodiment.

제17도는 데이터소거모드시에 변형된 EEPROM의 주요부에서 발생된 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.FIG. 17 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the modified EEPROM in the data erasing mode. FIG.

제18도는 본 발명의 실시예에 따른 EEPROM들에 구비되는 디코더회로로서 바람직한 디코더회로구성을 나타낸 도면.18 is a diagram showing a preferred decoder circuit configuration as a decoder circuit included in EEPROMs according to an embodiment of the present invention.

제19도는 제18도에 도시된 디코더회로에 대한 다른 실시예에 따른 EEPROM의 부분적인 메모리셀 매트릭스배열을 나타낸 도면.FIG. 19 shows a partial memory cell matrix arrangement of an EEPROM according to another embodiment of the decoder circuit shown in FIG.

제20도는 데이터기록모드시에 제18도에 도시된 디코더회로와 제19도에 도시된 NAND셀 어레이의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.FIG. 20 shows typical waveforms of voltage signals generated in the decoder circuit shown in FIG. 18 and in the main portion of the NAND cell array shown in FIG. 19 in the data write mode.

제21도는 제18도에 도시된 디코더회로의 변형예에 대한 회로구성을 나타낸 도면.FIG. 21 is a diagram showing a circuit arrangement of a modification of the decoder circuit shown in FIG.

제22도는 제18도에 도시된 디코더회로의 다른 변형예에 대한 회로구성을 나타낸 도면.FIG. 22 is a diagram showing the circuit arrangement of another modified example of the decoder circuit shown in FIG.

제23도는 본 발명에 따른 EEPROM의 NAND셀 블럭에 대한 단면도.Fig. 23 is a sectional view of a NAND cell block of an EEPROM according to the present invention.

제24도는 데이터소거모드 및 데이터기록모드시 EEPROM의 주요부에서 발생되는 전압신호의 전형적인 파형을 나타낸 도면.FIG. 24 shows typical waveforms of voltage signals generated in the main part of the EEPROM in the data erase mode and the data write mode.

제25도는 본 발명에 따른 EEPROM에 사용될 수 있는 NAND메모리셀 트랜지스터의 변형예에 대한 부분적인 평면도.25 is a partial plan view of a variation of a NAND memory cell transistor that may be used in an EEPROM in accordance with the present invention.

제26도는 제25도의 XXⅥ-XXⅥ선에 따른 메모리셀 트랜지스터의 단면도.FIG. 26 is a cross-sectional view of the memory cell transistor taken along the line XXVI-XXVI of FIG. 25. FIG.

제27도는 제13도에 도시된 NAND셀 어레이의 변형예에 대한 단면도를 나타낸 도면이다.FIG. 27 is a sectional view of a modification of the NAND cell array shown in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 셀어레이부 12 : 어드레스버퍼부10: cell array portion 12: address buffer portion

14,86 : 열디코더 16,82 : 행디코더14,86: Thermal Decoder 16,82: Row Decoder

18 : 선 20 : 데이터입력회로부18: line 20: data input circuit section

22 : 감지증폭회로 24 : 출력버퍼22: sense amplifier circuit 24: output buffer

QL : 데이터입력 트랜지스터 30 : 콘택트홀QL: Data input transistor 30: Contact hole

32 : P형 실리콘기판 34 : 접속선(알루미늄 스트립)32: P-type silicon substrate 34: connection line (aluminum strip)

M1~Mn : 메모리셀 트랜지스터 QS : 선택트랜지스터M1 ~ Mn: Memory cell transistor QS: Select transistor

QS1 : 제1선택트랜지스터 QS2 : 제2선택트랜지스터QS1: first selection transistor QS2: second selection transistor

QCm : MOSFET 36 : 소자분리절연층QCm: MOSFET 36: device isolation layer

WL : 병렬 워드선 BL : 비트선WL: Parallel word line BL: Bit line

SGi : 게이트제어선 CLm : 열제어선SGi: Gate control line CLm: Thermal control line

38 : 제1다결정 실리콘층 38' : 부유게이트38: first polycrystalline silicon layer 38 ': floating gate

40 : 열산화절연층(제1게이트절연층)40: thermal oxidation insulating layer (first gate insulating layer)

42 : 제2다결정 실리콘층(제어게이트층)42: second polycrystalline silicon layer (control gate layer)

44 : 게이트절연층(제2게이트절연층) 44a,44b : 열산화층44: gate insulating layer (second gate insulating layer) 44a, 44b: thermal oxidation layer

44b : 실리콘질화층 46 : 다결정 실리콘층44b: silicon nitride layer 46: polycrystalline silicon layer

48,50,52,54,56,58,112,162 : N+형 확산층48,50,52,54,56,58,112,162: N + type diffusion layer

150,152,154,156,158,160 : N형 확산층150,152,154,156,158,160: N type diffusion layer

60 : CVD절연층 Vbit : 비트선전위60: CVD insulating layer Vbit: bit line potential

Vsg : 선택트랜지스터(QS)의 게이트전위Vsg: Gate potential of select transistor (QS)

Vw1,Vw2,Vw3,Vw4 : 워드선전위 N1,N2 : 노드Vw1, Vw2, Vw3, Vw4: Word line potential N1, N2: Node

80 : 메모리셀부 80 : 메모리셀부80: memory cell part 80: memory cell part

84 : 감지증폭기 88 : 래치회로84: detection amplifier 88: latch circuit

90 : 행어드레스버퍼 91,93 : 어드레스신호단90: Hang address buffer 91,93: Address signal terminal

92 : 열어드레스버퍼 94 : 데이터입력버퍼92: open buffer Buffer 94: data input buffer

96 : I/O감지증폭기 98 : 데이터출력버퍼96: I / O detection amplifier 98: data output buffer

CGi : 제어게이트

Figure kpo00001
: 기록제어신호CGi: Control Gate
Figure kpo00001
: Recording control signal

E : 소거제어신호 G1 : 3입력 NAND게이트E: Erase control signal G1: 3 input NAND gate

G2,G3 : NOR게이트 Cfs,Cfc : 결합캐패시턴스G2, G3: NOR gate Cfs, Cfc: Combined capacitance

100 : SRAM

Figure kpo00002
: 칩이네이블신호100: SRAM
Figure kpo00002
: Chip enable signal

Figure kpo00003
: 출력이네이블신호
Figure kpo00004
: 기록이네이블신호
Figure kpo00003
: Output enable signal
Figure kpo00004
: Record enable signal

R/

Figure kpo00005
: 대기/작업신호 110 : 도전층R /
Figure kpo00005
: Standby / work signal 110: conductive layer

120,130,140 : 디코더회로 D1~D8 : 디코더120,130,140: Decoder circuit D1 ~ D8: Decoder

[산업상의 이용분야][Industrial use]

본 발명은 불휘발성 반도체기억장체이 관한 것으로, 특히 큰 저장용량을 갖는 EPROM에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor storage body, and more particularly to an EPROM having a large storage capacity.

[종래의 기술 및 그 문제점][Traditional Technology and Problems]

디지털 컴퓨터시스템의 고성능과 고신뢰성에 대한 필요가 증가됨에 따라, 컴퓨터에 있어서 마그네틱 플로피 디스크유니트 등과 같은 기존의 불휘발성 데이터저장장치를 대신하기에 충분히 큰 저장용량을 갖는 반도체메모리의 개발이 크게 요구되어 왔다. 현재 사용되고 있는 EEPROM(electrically erasable programmable readonly memory)은 고신뢰성과 고속의 데이터독출 및 데이터기록 등에도 불구하고, 데이터저장용량면에서 마그네틱 플로피 디스크유니트를 대신하기에는 충분하지가 않다. 즉, 종래의 EEPROM에 있어서의 각 메모리셀이 전형적으로 2개의 트랜지스터로 이루어져 있고, 데이터기록/소거동작이 한번에 1바이트씩 랜덤하게 실행되므로, 주변 데이터 저장장치를 대신하기에 충분히 큰 저장용량을 제공하는 고밀도 집적화는 기대하기가 어렵다.As the demand for high performance and high reliability of digital computer systems increases, there is a great demand for the development of semiconductor memory having a storage capacity large enough to replace the existing nonvolatile data storage devices such as magnetic floppy disk units. come. Electrically erasable programmable readonly memory (EEPROM), which is currently used, is not sufficient to replace the magnetic floppy disk unit in terms of data storage capacity despite high reliability, high speed data reading and data writing. That is, each memory cell in a conventional EEPROM is typically composed of two transistors, and the data write / erase operations are randomly performed one byte at a time, thus providing a storage capacity large enough to replace the peripheral data storage device. High density integration is difficult to expect.

대용량의 불휘발성 반도체메모리로서 "NAND형 셀"구조를 갖는 EPROM은["VLSI symposium", R.Stewart et al., RCA, 1984, PP. 89-90]에 개시되어 있는 바, 이 EEPROM에 있어서는 각 메모리셀로서 단일 트랜지스터가 사용되고, "NAND셀"구조를 구성하기 위해 기판상에 배열된 메모리셀 어레이와 그에 대응하는 비트선사이에 단일접점이 구비되어 있다. 따라서, 종래의 EEPROM에 비해 기판에서 메모리셀이 차지하는 영역이 줄어들게 되므로 집적도가 개선되었다.As a large-capacity nonvolatile semiconductor memory, an EPROM having a " NAND cell " structure is described in [VLSI symposium], R. Stewart et al., RCA, 1984, PP. 89-90. In this EEPROM, a single transistor is used as each memory cell, and a single contact between a memory cell array arranged on a substrate and a corresponding bit line for forming a " NAND cell " It is provided. Therefore, the area occupied by the memory cells in the substrate is reduced compared to the conventional EEPROM, thereby improving the degree of integration.

그러나, 상기 EPROM은 동작면에 있어서 신뢰도가 낮다는 문제가 있었다. 즉, 선택된 셀로 데이터가 기록될 때 그 선택된 셀에 인접한 선택되지 않는 셀(또는 복수의 셀)은 전기적으로 불안정상태로 되어 버릴 수 있는 바, 이러한 경우에는 데이터가 선택되지 않은 셀(또는 복수의 셀)로 기록되는 오동작이 발생하게 된다. 이러한 선택되지 않은 셀(또는 복수의 셀)로 데이터가 기록되는 오동작은 EEPROM의 신뢰성을 상당히 열화시키게 된다.However, the EPROM has a problem of low reliability in terms of operation. That is, when data is written to a selected cell, an unselected cell (or a plurality of cells) adjacent to the selected cell may become electrically unstable. In this case, a cell in which data is not selected (or a plurality of cells) A malfunction recorded by) will occur. Malfunctions in which data is written to these unselected cells (or plural cells) will significantly degrade the reliability of the EEPROM.

[발명의목적][Objective of the invention]

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 발명된 것으로, 새롭게 개량된 불휘발성 반도체메모리를 제공하고자 함에 그 목적이 있고, 큰 저장용량에 대한 고밀도 집적용으로 적합하고 동작면에서 고신뢰성을 갖는 새롭게 개량된 EPROM을 제공하고자 함에 또 다른 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a new and improved nonvolatile semiconductor memory, and is suitable for high density integration for a large storage capacity and newly improved with high reliability in terms of operation. Another aim is to provide a customized EPROM.

[발명의 구성 및 작용][Configuration and Function of Invention]

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 NAND셀구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치는, 반도체기판과, 이 기판상에 설치된 병렬 비트선, 및 이 비트선에 접속된 재기록가능한 메모리셀을 구비하여 이루어져 있다. 그리고, 상기 메모리셀은 대응하는 비트선에 접속된 하개의 선택트랜지스터와, 일단이 상기 선택트랜지스터에 접속되고 타단이 기판전위에 접속된 메모리셀 트랜지스터의 직렬어레이를 각각 갖춘 NAND셀 블록으로 이루어지고, 각각의 셀트랜지스터는 부유게이트와 제어게이트를 갖추고 있다. 또, 각각의 셀트랜지스터에서 부유게이트와 기판사이의 결합캐패시턴스는 부유게이트와 제어게이트사이의 결합캐패시턴스보다도 더 작게 설정되어 있다. 또한, 기판위에는 비트선을 가로질러 트랜지스터의 제어게이트에 접속된 병렬워드선이 설치되어 있다.In order to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure according to the present invention comprises a semiconductor substrate, a parallel bit line provided on the substrate, and a rewritable memory cell connected to the bit line. have. The memory cell is composed of a NAND cell block each having a select transistor connected to a corresponding bit line, and a series array of memory cell transistors having one end connected to the selection transistor and the other end connected to the substrate potential. Each cell transistor has a floating gate and a control gate. Further, in each cell transistor, the coupling capacitance between the floating gate and the substrate is set smaller than the coupling capacitance between the floating gate and the control gate. Further, a parallel word line is provided on the substrate connected to the control gate of the transistor across the bit line.

디코더회로는 비트선과 워드선에 접속되어, 데이터기록모드시에 선택된 메모리 셀을 포함하는 어느 셀블럭의 선택트랜지스터가 그 셀블럭을 대응하는 비트선에 전기적으로 접속시키기위해 도통되도록, 대응하는 비트선에 "H"레베전압을 인가하고, 그 셀블럭의 선택된 셀에 접속된 워드선에 "L"레벨전압을 인가하며, 선택된 셀과 대응하는 비트선사이에 위치한 그 셀블럭의 메모리셀(또는 복수의 메모리셀)에 "H"레벨전압을 인가하고, 선택된 셀과 기판사이에 위치한 그 셀블럭의 메모리셀(또는 복수의 메모리셀)에 "L"레벨전압을 인가함으로써 선택된 메모리셀에, 소망하는 데이터가 기록되도록 한다.The decoder circuit is connected to the bit line and the word line so that the selection transistor of any cell block including the selected memory cell in the data write mode is turned on to electrically connect the cell block to the corresponding bit line. Applies the voltage to the word line connected to the selected cell of the cell block, applies the voltage level to the word line connected to the selected cell of the cell block, and stores a memory cell (or a plurality of memory cells) located between the selected cell and the corresponding bit line. The desired data to the selected memory cell by applying the " H " level voltage to the selected memory cell by applying the " H " level voltage to the memory cell (or a plurality of memory cells) of the cell block located between the selected cell and the substrate. To be recorded.

어느 셀블럭에 포함된 메모리셀로 데이터를 연속적으로 기록하기 위해, 디코더 회로는 먼저 대응하는 비트선으로부터 가장멀리 떨어져 배치된 메모리셀을 선택하고, 그후 마지막으로 비트선에 가장 가깝게 배치된 메모리셀의 위치순서에 다라 순차적으로 나머지 메모리셀들을 선택한다. 데이터가 기록되어 있는 메모리 셀들은 그 게이트에서 연속적으로 "L"레벨전압이 공급되고, 다른 메모리셀들은 선택되어진다. 디코더회로는 데이터소거 모드시에 어떤 셀블럭에 포함됨 모든 메모리셀의제어게이트에 접속된 워드선에 "H"레벨의 전압을 인가함으로써 동시에 상기와 같은 셀트랜지스터를 소거한다.In order to continuously write data to the memory cells included in a cell block, the decoder circuit first selects the memory cell disposed farthest from the corresponding bit line, and finally the memory cell of the memory cell disposed closest to the bit line. The remaining memory cells are sequentially selected according to the position order. The memory cells in which data is written are continuously supplied with an LV level voltage at their gates, and other memory cells are selected. The decoder circuit erases the above-mentioned cell transistors simultaneously by applying a voltage of HV level to word lines connected to the control gates of all memory cells included in a certain cell block in the data erasing mode.

[실시예]EXAMPLE

이하, 예시 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings.

제1도는 셀어레이부(10)와 어드레스버퍼부(12). 열디코더(14) 및 행디코더(16)로 이루어진 본 발명의 제1실시예에 따른 EEPROM을 나타낸 도면으로, 상기 셀어레이부(10)와 어드레스버퍼부(12), 열디코더(14) 및 행드코더(16)는 도시되지 않은 칩기판상에 모두 형성되어 있다.1 shows the cell array unit 10 and the address buffer unit 12. A diagram showing an EEPROM according to a first embodiment of the present invention, which comprises a column decoder 14 and a row decoder 16, wherein the cell array unit 10, the address buffer unit 12, the column decoder 14, and hangs. The coders 16 are all formed on a chip substrate (not shown).

기판상에는 소정 개수의 병렬 비트선(BL1,BL2,…,BLm)이 서로 절연되게 형성되어 있다(이하, 이러한 비트선이 언급되면 "BLi"로 칭한다). 상기 각각의 비터선은 복수의 메모리셀들에 접속되고, 이 메모리셀들은 서브어레이[sub-array(이하 "NADN셀 블록"또는 간단하게 "셀블럭"으로 칭한다); B11,B12.…]로 분할되는데, 그 각각은 한 개의 선택트랜지스터(QS)와 소정갯수의 메모리셀(M)로 구성된다(이하, 상기 메모리셀들중 한 개를 Bij로 표기한다]. 상기 선택트랜지스터(QS)는 단일게이트 MOSFET로 구성되고, 각 메모리셀은 기본적으로 부유게이트와 제어게이트를 갖춘 2중게이트 MOSFET로 구성된다.A predetermined number of parallel bit lines BL1, BL2, ..., BLm are formed on the substrate so as to be insulated from each other (hereinafter referred to as " BLi "). Each bitter line is connected to a plurality of memory cells, which are called sub-arrays (hereinafter referred to as " NADN cell blocks " or simply " cell blocks "); B11, B12 ... Which is composed of one select transistor QS and a predetermined number of memory cells M (hereinafter, one of the memory cells is denoted Bij). Is composed of single gate MOSFET, and each memory cell is basically composed of double gate MOSFET with floating gate and control gate.

각 NAND셀 블록(Bij)에 있어서, 셀트랜지스터의 직렬접속은 일단이 대응하는 비트선에 접속되고 타단이 기판에 접지되어 있다. 본 실시예에 있어서, 각 NAND셀 블록(Bij)의 메모리셀은 직렬접속되어 소위 "NAND셀 EPROM구조를 구성하는 메모리셀 트랜지스터(M1,M2…Mn)로 이루어져 있다. 다음의 설명에서 각 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 메모리셀 트랜지스터의 갯수 "n"은 도면의 간단화만을 위해 4개로 설정되지만, 실질적인 적용에서는 메모리셀의 갯수 "n"은 8개 또는 16개이어도 된다.In each NAND cell block Bij, the series connection of the cell transistors is connected at one end to a corresponding bit line and the other end is grounded to the substrate. In this embodiment, the memory cells of each NAND cell block Bij are composed of memory cell transistors M1, M2 ... Mn, which are connected in series to form a so-called " NAND cell EPROM structure. In the following description, the number 메모리 n "of the memory cell transistors included in each NAND cell block Bij is set to four only for simplicity of the drawing, but in practical applications, the number of memory cells" n "is 8 or 16 It may be.

행디코더(16)에 접속된 병렬 워드선(WL11,WL12,…,WL1n,WL21,…,WL2n)은 비트선(BL)에 대해 직교하는 형태로 기판상에 설치되어 있다. 선택트랜지스터(QS)와 메모리셀 트랜지스터(M)는 도시된 바와 같이 비트선(BL)과 워드선(W1)의 교점에 위치하여 셀매트릭스(cell matrix)를 형성한다. 여기서, 각 NAND셀 블록(Bij)의 선택트랜지스터(QS)에 접속된 선(SG1)은 이하에서 "게이트제어선"으로 언급한다.Parallel word lines WL11, WL12, ..., WL1n, WL21, ..., WL2n connected to the row decoder 16 are provided on the substrate in a form orthogonal to the bit line BL. As illustrated, the selection transistor QS and the memory cell transistor M are positioned at the intersection of the bit line BL and the word line W1 to form a cell matrix. Here, the line SG1 connected to the selection transistor QS of each NAND cell block Bij is referred to as a "gate control line" below.

병렬 열제어선(CL1,CL2,…,CLm)은 비트선(BL1,BL2,…,BLm)에 대해 기판상에서 수직으로 지나가고, MOSFET(QC1,QC2,…,QCm)는 열선(CL1,CL2,…,CLm)과 비트선(BL1,BL2,…,BLm)의 교점에 위치하며, MOSFET(QC1,QC2,…,QCm)의 드레인은 선(18)에 공통 접속되어 있다. 도시된 바와같이 상기 선(18)에는 데이터입력회로(20)와 감지증폭회로(22), 출력버퍼(24) 및 데이터입력트랜지스터(QL)를 포함하는 트랜지스터들이 접속되어 있다.The parallel column control lines CL1, CL2, ..., CLm pass vertically on the substrate with respect to the bit lines BL1, BL2, ..., BLm, and the MOSFETs QC1, QC2, ..., QCm are connected to the heat lines CL1, CL2, ..., CLm is located at the intersection of the bit lines BL1, BL2, ..., BLm, and the drains of the MOSFETs QC1, QC2, ..., QCm are commonly connected to the line 18. As shown, the line 18 is connected to transistors including a data input circuit 20, a sense amplifier circuit 22, an output buffer 24 and a data input transistor QL.

제2도에 도시된 바와같이, NAND셀 블록(예컨대 "B11")에는 불순물이 소량 도프(dope)된 P형 실리콘기판(32)상에 콘택트홀(contact hole;30)이 형성되어 있다. 특히, 접속된[(알루미늄 스트립(strip);34]은 트랜지스터(QS,M1∼M4)의 직렬결합을 가로질러 연장되어 있는데, 이 알루미늄 스트립(34)은 NAND셀 블록(B11)내에서 트랜지스터(QS,M1∼M4)의 게이트와 중첩되어 있다.As shown in FIG. 2, a contact hole 30 is formed on the P-type silicon substrate 32 doped with a small amount of impurities in the NAND cell block (e.g., B11 '). In particular, a connected [(aluminum strip) 34 extends across the series coupling of transistors QS, M1 to M4, which are arranged in the NAND cell block B11. It overlaps with the gate of QS, M1-M4).

제3도와 제4도에 나타낸 바와같이, NAND셀 블록(B11)의 트랜지스터 어레이는 기판(32)상에 형성된 소자분리절연층(36)에 의해 둘러싸인 기판표면영역내에 형성되어 있다. 제3도에 명백히 낱낸 바와같이, 다른 메모리셀과 마찬가지로 한개의 메모리셀을 형성하는 MOSFET(M1)는 기판(32)위의 열산화절연층(40)에 의해 절연되는 제1다결정 실리콘층(38)과 이 제1다결정 실리콘층(38)위의 게이트절연층(44)에 의해 절여되는 제2다결정 실리콘층(42)을 갖추고 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the transistor array of the NAND cell block B11 is formed in the substrate surface region surrounded by the isolation layer 36 formed on the substrate 32. As shown in FIG. As clearly shown in FIG. 3, like the other memory cells, the MOSFET M1 forming one memory cell is first polycrystalline silicon layer 38 insulated by the thermal oxidation insulating layer 40 on the substrate 32. ) And a second polycrystalline silicon layer 42 cut off by the gate insulating layer 44 on the first polycrystalline silicon layer 38.

여기서, 상기 제1다결정 실리콘층(38)은 MOSFET(Mi)의 부유게이트로서 기능하고, 상기 제2다결정성실리콘층(42)은 MOSFET(Mi)의 제어게이트로서 기능하는 바, 이 제어게이트로서 사용되는 제2다결정실리콘층(42)은 한쪽 방향을 따러서 형성되어 워드선을 구성한다. [(워드선(WL11)은 메모리셀(M1)에 대한 것이다)]. 제4도에 나타낸 바와같이, 선택트랜지스터(QS)는 기판(32)위에 절연되게 배치된 다결정 실리콘층(46)을 갖추고 있는데, 이 다결정 실리콘층(46)은 선택트랜지스터(QS)의 제어게이트로서 기능한다.Here, the first polycrystalline silicon layer 38 functions as a floating gate of the MOSFET (Mi), and the second polycrystalline silicon layer 42 functions as a control gate of the MOSFET (Mi). The second polysilicon layer 42 used is formed along one direction to form a word line. (The word line WL11 is for the memory cell M1). As shown in FIG. 4, the selection transistor QS has a polycrystalline silicon layer 46 arranged insulated on the substrate 32. The polycrystalline silicon layer 46 serves as a control gate of the selection transistor QS. Function.

제4도에 나타낸 바와같이, 기판(32)의 표면부분에 불순물이 다량 도프된 N+형 확산층(48,50,52,54,56,58)은 트랜지스터(QS,M1,M2,M3,M4)의 게이트를 사용하는 자기정합공정(self-aligned process)에 의해 형성되는데, 이들 N+확산층은 트랜지스터의 소오스와 드레인으로 기능한다. 예컨대, N+확산층(48,50)은 각각 선택트(QS)의 드레인과 소오스로 기능하고, 마찬가지로 N+확산층(50,52)은 각각 셀 트랜지스터(M1)의 드레인과 소오스로 기능한다. 한편, "NAND셀"구조를 구성하기 위해 배열된 트랜지스터의 직렬결합은 제5도에 도시된 바와같은 등가회로로 표현된다.As shown in FIG. 4, the N + type diffusion layers 48, 50, 52, 54, 56, 58 doped with a large amount of impurities in the surface portion of the substrate 32 are transistors QS, M1, M2, M3, M4. ) it is formed by a self-alignment process (self-aligned process), that uses the gate of, N + diffusion layer of which functions as a source and a drain of the transistor. For example, the N + diffusion layers 48 and 50 function as the drain and the source of the select QS, respectively, and the N + diffusion layers 50 and 52 similarly function as the drain and the source of the cell transistor M1, respectively. On the other hand, the series coupling of the transistors arranged to form the " NAND cell " structure is represented by an equivalent circuit as shown in FIG.

상기 층구조의 전체표면은 CVD절연층(60)으로 덮혀있고, 이 CVD절연층(60)에는 도시된 바와같이 관통구멍이 형성되어 있는데, 이 관통구멍은 NAND셀 블록 (Bij)의 직렬트랜지스터 어레이에 대한 콘택트홀(30)로서 기능한다. 이 콘택트홀(30)은 선택트(QS)의 드레인확산층(48)상에 위치되어 있고, 알루미늄 스트립(34)은 CVD절연층(60)위를 통과하여 콘택트홀(30)을 통해 선택트랜지스터(QS)의 드레인 확산층(48)과 접촉되어 있다. 알루미늄 스트립(34)은 데이터 입력선이나 데이터출력선에 선택적으로 접속된다.The entire surface of the layer structure is covered with a CVD insulating layer 60, and a through hole is formed in the CVD insulating layer 60 as shown, which is a series transistor array of NAND cell blocks Bij. It serves as a contact hole 30 for. The contact hole 30 is located on the drain diffusion layer 48 of the select (QS), and the aluminum strip 34 passes over the CVD insulating layer 60 and passes through the contact hole 30 through the select transistor ( It is in contact with the drain diffusion layer 48 of QS). The aluminum strip 34 is selectively connected to a data input line or a data output line.

각 메모리셀(Mi)에서 부유게이트(38)와 기판(32)사이의 결합캐패시턴스(CFS)는 부유게이트(38)와 제어게이트(42)사이의 결합캐패시턴스(Cfc)보다 작게 설정하는 것이 바람직하다. 제2도에 나타낸 바와같이, NAND셀 블록(B11)에서 트랜지스터의 직렬결합의 패턴 레이아우트(pattern layout)는 1㎛의 척도에 따라 설계되는 바, 특히 각 셀트랜지스터(Mi)의 뷰유게이트 폭과 제어게이트의 폭 및 채널폭이 1㎛이고, 인접하는 셀트랜지스터들의 게이트층사이의 간격이 1㎛이며, 알루미늄 스트립(34)의 폭이 1㎛이다. 예컨대, 제1게이트절연층(40;제3도참조)은 두께가 20㎚인 열산화막으로 형성되고, 제2게이트절연층(44;제3도 참조)은 두께가 35㎚인 열산화막으로 형성된다. 열산화막의 유전상수를 "ε"로 가정하면, 결합캐패시턴스는In each memory cell Mi, the coupling capacitance CFS between the floating gate 38 and the substrate 32 is preferably set smaller than the coupling capacitance Cfc between the floating gate 38 and the control gate 42. . As shown in FIG. 2, the pattern layout of the series coupling of transistors in the NAND cell block B11 is designed according to the scale of 1 mu m, in particular the view-gate width of each cell transistor Mi The width and channel width of the control gate are 1 mu m, the spacing between the gate layers of adjacent cell transistors is 1 mu m, and the width of the aluminum strip 34 is 1 mu m. For example, the first gate insulating layer 40 (see FIG. 3) is formed of a thermal oxide film having a thickness of 20 nm, and the second gate insulating layer 44 (see FIG. 3) is formed of a thermal oxide film having a thickness of 35 nm. do. Assuming that the dielectric constant of the thermal oxide film is "ε", the coupling capacitance is

[수학식 1][Equation 1]

Cfs=ε/0.02Cfs = ε / 0.02

Cfs=3ε/0.035Cfs = 3ε / 0.035

로 된다. 따라서 상기 조건은 Cfs<Cfc를 만족한다.It becomes Therefore, the above condition satisfies Cfs < Cfc.

다음으로, 본 발명에 따른 EPROM의 동작모드에 대해 제6도를 참조하여 설명한다. 제6도에서는 대응하는 비트선의 전위를 "Vbit", 선택트랜지스터(QS)의 게이트 전위를 "Vsg"로 나타내고, 워드선(WL11,…,WL14)에 인가되는 전위를 각각 "Vw1","Vw2","Vw3","Vw4"로 나타냈다.Next, the operation mode of the EPROM according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, the potential of the corresponding bit line is represented by VV, the gate potential of the selected transistor QS is represented by Vsg, and the potentials applied to the word lines WL11, ..., WL14 are respectively represented by VV1, VV2. "," Vw3 "," Vw4 ".

EPROM은 모든 메모리셀에 저장된 데이터를 동시에 소거하는데[이러한 특징 때문에 본 발명에 따른 EEPROM은 소위"플래쉬 EEPROM(flash EEPROM)"dlfk 불린다)], 이때 각 NAND셀 블록(Bij)에서 모든 셀트랜지스터(Mi)에 저당된 데이터는 다음과 같은 방법으로 동시에 소거된다. 즉, 워드선(WL11∼WL1n)에 접속된 NAND셀 블록(B11,B12,…,B1m)에서 메모리셀(M1∼M4)을 포함GK는 모든 메모리셀을 동시에 소거하기 위해서 "H"레벨전압(예컨대 +20V)을 워드선(WL11∼WL1n)에 인가하고, 또 열선(CL1∼CLm)과 노드(N2)에도 "H"레벨전압을 인가할 필요가 있다.EPROM erases data stored in all memory cells at the same time (because of this feature, the EEPROM according to the present invention is called flash EEPROM (dlfk)), where all cell transistors (Mi) in each NAND cell block (Bij) The data stored in) are erased simultaneously in the following manner. In other words, in the NAND cell blocks B11, B12, ..., B1m connected to the word lines WL11 to WL1n, the memory cells M1 to M4 are included in the GK. For example, it is necessary to apply + 20V to the word lines WL11 to WL1n, and to apply the HV level voltage to the heating lines CL1 to CLm and the node N2.

여기서는 셀블럭(B11)을 예로들어 데이터소거의 메카니즘을 상세히 설명하지만, 마찬가지의 메카니즘이 다른 NAND셀 블록(Bij)에도 적용된다. 동시소거모드(제6도에서 t1과 t2사이의 시간간격에 대응)에서 NAND셀 블력(B11)에 대한 비트선전위(Vbit)는 저전위(OV)로 설정되고, 선택트랜지스터(QS)의 게이트 전위(Vsg)는 고전위(20V)로 설정된다. 이와 동시에, 제6도에 나타낸 바와같이 워드선(WL11,WL12,WL13,WL14)에는 "H"레벨전압(예컨대 "H"레벨은 20V)이 공급된다. 그 결과, 각 셀트랜지스터(M1∼M4)에서는 전자가 게이트절연층(40)을 통해 기판(32)에서 부유게이트(38)로 터널되어[제6도에 나타낸 바와같이 전위(VS)는 OV로 유지됨].임계치가 포지티브(positive)로 된다. 동시 소거모드에서 어느 셀트랜지스터(Mi)내의 전자는 제7도에서 화살표 70로 나타낸 바와 같이 기판(32)과 부유게이트(38)사이에서 거의 균일하게 이동하게 된다.Here, the mechanism of data erasing will be described in detail by taking the cell block B11 as an example, but the same mechanism is applied to other NAND cell blocks Bij. In the simultaneous erasing mode (corresponding to the time interval between t1 and t2 in FIG. 6), the bit line potential Vbit for the NAND cell block force B11 is set to the low potential OV and the gate of the selection transistor QS. The potential Vsg is set to a high potential 20V. At the same time, as shown in FIG. 6, the word lines WL11, WL12, WL13, and WL14 are supplied with the H level voltage (for example, the H level is 20V). As a result, in each of the cell transistors M1 to M4, electrons are tunneled from the substrate 32 to the floating gate 38 through the gate insulating layer 40 (as shown in FIG. 6, the potential VS becomes OV). Maintained]. The threshold becomes positive. In the simultaneous erase mode, electrons in a cell transistor Mi move almost uniformly between the substrate 32 and the floating gate 38 as indicated by arrow 70 in FIG.

데이터기록모드에 있어서, 데이터입력 트랜지스터(QL)는 데이터입력회로(20)의 제어에 의해 도통되게 된다. 여기서 NAND셀 블록(B11)을 예로들어 설명하기 위해, 예컨대 열디코더(14)는 열선(CL1)에 "H"레벨 전압(또는 "L"레벨전압)을 인가하고, 나머지 열선(CL2∼CLm)에 "L"레벨전압을 인가한다. 이때, 행디코더(16)는 선택트랜지스터(QS)를 온상태로 하기위해 NAND셀 블록(B11)에서 선택트랜지스터(QS)에 접속된 게이트제어선(SG1)에 "H"레벨전압을 인가한다.In the data write mode, the data input transistor QL is turned on by the control of the data input circuit 20. Here, to explain the NAND cell block B11 as an example, for example, the column decoder 14 applies the H level voltage (or L level voltage) to the heating wire CL1, and the remaining heating lines CL2 to CLm. Apply LV level voltage to the At this time, the row decoder 16 applies the H level voltage to the gate control line SG1 connected to the selection transistor QS in the NAND cell block B11 to turn on the selection transistor QS.

선택된 NAND셀 블록(B11)에서의 메모리셀(M1∼M4)은 다음과 같은 시퀀스에서 기록되어진다. 즉, 셀블럭(B11)에서 콘택트홀(30)로부터 가장 멀리 떨어져 위치된 메모리셀(M4)이 가장 먼저 기록되고, 그후 순차적으로 메모리셀(M3)과 메모리셀(M2)이 기록되며, 콘택트홀(30)로부터 가장 가까운 메모리셀(M1)이 마지막으로 기록된다.The memory cells M1 to M4 in the selected NAND cell block B11 are written in the following sequence. That is, the memory cell M4 located farthest from the contact hole 30 in the cell block B11 is written first, and then the memory cell M3 and the memory cell M2 are sequentially written, and the contact hole The memory cell M1 nearest from 30 is last written.

메모리셀(M4)이 기록되어지는 동안(즉, t2과 t3 사이의 간격)에 선택트랜지스터(QS)의 드레인에 접속된 알루미늄 스트립(34)의 전위, 즉 대응하는 비트선(BL1)의 전위(Vbit)는 기록되는 디지털 2진데이터가 "1"인가 또는 "0"인가에 따라 고전위(20V) 또는 저전위(OV)로 설정되고, 선택트랜지스터(QS)의 게이트전위(Vsg)는 "H"레벨(20V)로 설정된다. 그리고, 선택된 메모리셀(M4)의 제어게이트(42)에 접속된 워드선(WL4)의 전위(Vw4)는 저전위로 설정되고, 각 워드선(WL1,WL2,WL3)의 전위(Vw1,Vw2,Vw3)는 고전위레벨(20V)로 고정된다.While the memory cell M4 is being written (i.e., the interval between t2 and t3), the potential of the aluminum strip 34 connected to the drain of the selection transistor QS, that is, the potential of the corresponding bit line BL1 ( Vbit) is set to a high potential (20V) or a low potential (OV) depending on whether the digital binary data to be recorded is # 1 or # 0, and the gate potential (Vsg) of the selection transistor QS is? H. It is set to the power level (20V). The potential Vw4 of the word line WL4 connected to the control gate 42 of the selected memory cell M4 is set to a low potential, and the potentials Vw1, Vw2, and V3 of the word lines WL1, WL2, and WL3 are set. Vw3) is fixed at the high potential level 20V.

이러한 상태에서 선택트랜지스터(QS)가 도통상태로 되어, 비트선전위(Vbit)가 NAND셀 블록(B11)의 트랜지스터 직렬어레이의 채널들을 경우하여 선택된 메모리셀트랜지스터(M4)의 드레인층(56)으로 전송된다. 그리고, 셀트랜지스터(M4)의 제어게이트(42)에는 "L"레벨전압이 인가되고 있으므로, 메모리셀(M4)은 비도통상태를 유지하여 메모리셀(M4)내의 부유게이트(38)와 기판(32)사이에는 고전계가 생성되게 된다.In this state, the select transistor QS is brought into a conducting state, so that the bit line potential Vbit takes the channels of the transistor series array of the NAND cell block B11 to the drain layer 56 of the selected memory cell transistor M4. Is sent. Since the LV level voltage is applied to the control gate 42 of the cell transistor M4, the memory cell M4 remains in a non-conductive state so that the floating gate 38 in the memory cell M4 and the substrate ( Between 32) a high field is created.

상기한 바와같이, 부유게이트(38)와 기판(32) 사이의 결합캐패시턴스(Cfs)는 부유게이트(38)와 제어게이트(42)사이의 결합캐패시턴스(Cfc)보다 작으므로, 선택된 셀트랜지스터(M4)의 부유게이트에 축적된 전자는 터널효과에 의해 게이트절연층(40)을 통해 깊판(32)으로 방전전된다[제7도(b)에서 화살표 72로 표시된 바와같이, 전자는 부유게이트(38)와 불순물이 다량 도프된 확산영역(56)사이에서 주로 이동한다].제7도(b)에서 N+확산층(56)에 인가되는 전압이"18V"로 표시되어 있는데, 이것은 비트선전압(Vbit)이 선택트랜지스터(QS)의 임계전압의 전압강하를 받기 때문이다. 그 결과, 임계치는 네가티브(negative)로 된다. 본 실시예에 의하면, 이것은 데이터"1"이 메모리셀(M4)에 기록되어지는 것을 의미한다. t2와 t3 사이의 간격동안, 선택된 메모리셀(M4)에서와 같은 부유전극으로부터의 전자의 방전이 금지되도록 선택되지 않은 메모리셀(M1,M2,M3)의 제어게이트에는 고전압(20V)이 인가된다.As described above, since the coupling capacitance Cfs between the floating gate 38 and the substrate 32 is smaller than the coupling capacitance Cfc between the floating gate 38 and the control gate 42, the selected cell transistor M4 is selected. The electrons accumulated in the floating gate of the) are discharged to the deep plate 32 through the gate insulating layer 40 by the tunnel effect (as indicated by arrow 72 in FIG. 7 (b), the electrons are discharged by the floating gate 38). And the diffusion region 56 heavily doped with impurities.] In FIG. 7 (b), the voltage applied to the N + diffusion layer 56 is represented by " 18V " This is because Vbit) receives the voltage drop of the threshold voltage of the selection transistor QS. As a result, the threshold becomes negative. According to this embodiment, this means that data # 1 'is written to the memory cell M4. During the interval between t2 and t3, a high voltage 20V is applied to the control gates of the memory cells M1, M2, M3 that are not selected so that discharge of electrons from the floating electrode as in the selected memory cell M4 is prohibited. .

그후, 메모리셀(M3)이 선택되었을때[즉, t3와 t4사이의 간격동안], 메모리셀(M3)에서 제어게이트(42)에 접속된 워드선(WL13)의 전위(Vw3)는 제6도에 나타낸 바와같이 메모리셀(M4)과 마찬가지로 저전위(0V)로 설정된다. 이 경우, 선택트랜지스터(QS)의 게이트전압(Vsg)과 워드선(WL11,WL12)의 전압(Vw1,Vw2)는 "H"레벨(20V)로 유지된다. 메모리셀(M3)이 선택되었을 때, 데이터가 기록되어진 상기 메모리셀(M4)에 접속된 워드선(WL14)이 저전압레벨로 유지되도록 제어함으로써, 메모리셀(M40에 기록되어진 데이터의 소멸 또는 소거를 피할 수 있게 되다. 이어서 데이터가 상기와 마찬가지의 방법으로 메모리셀(M2)과 메모리셀(M1)에 순차적으로 기록된다.Then, when the memory cell M3 is selected (ie, during the interval between t3 and t4), the potential Vw3 of the word line WL13 connected to the control gate 42 in the memory cell M3 is set to the sixth. As shown in the figure, it is set to the low potential (0V) similarly to the memory cell M4. In this case, the gate voltage Vsg of the selection transistor QS and the voltages Vw1 and Vw2 of the word lines WL11 and WL12 are maintained at the HH level 20V. When the memory cell M3 is selected, the word line WL14 connected to the memory cell M4 on which data is written is maintained at a low voltage level, thereby eliminating or erasing data written to the memory cell M40. Then, data is sequentially recorded in the memory cell M2 and the memory cell M1 in the same manner as described above.

메모리셀(M2)에 데이터가 기록되는 시간(즉, t4와 t5 사이의 간격)동안, 데이터가 완전히 기록된 메모리셀(M4,M3)의 워드선(WL14,WL13)의 전위(Vw4,Vw3)는 로우레벨(0V)로 유지된다. 메모리셀(M1)에 데이터가 마지막으로 기록되는 시간(t5와 t6 사이의 간격)동안, 데이터가 기록된 메모리셀의 워드선(WL14,WL13,WL12)의 전위(Vw4,Vw3,Vw2)는 "L"레벨(0V)로 유지된다.During the time when data is written into the memory cell M2 (i.e., the interval between t4 and t5), the potentials Vw4 and Vw3 of the word lines WL14 and WL13 of the memory cells M4 and M3 in which the data is completely written. Is maintained at the low level (0V). During the time (interval between t5 and t6) when data is last written to the memory cell M1, the potentials Vw4, Vw3, Vw2 of the word lines WL14, WL13, WL12 of the memory cell in which the data is written are It is maintained at the L 'level (0V).

제6도에 나타낸 바와같이, 비트선전압(Vbit)이 20V로 설정된 때에는 선택된 메모리셀에 논리"1"의 데이터가 기록되고, 비트선전압(Vbit)이"O"볼트로 설정된때에는 선택된 메모리셀에 논리"O"의 데이터가 기록된다. 그 결과, 논리"1"과 "0"데이터의 소망하는 패턴이 메모리셀(M1∼M4)에 저정된다.As shown in FIG. 6, when the bit line voltage Vbit is set to 20 V, data of logic # 1 is written into the selected memory cell, and when the bit line voltage Vbit is set to ON voltage, the selected memory cell is selected. Logic data is recorded. As a result, a desired pattern of logic # 1 'and # 0' data is stored in the memory cells M1 to M4.

제8도에 나타낸 바와같이, 데이터독출모드에서 선택트랜지스터(QS)의 게이트전압(Vsg)은 논리"1"레벨에 대응하는 5V의 전압으로 설정된다. 선택된 메모리셀에 접속된 워드선에는 저전압(0V)이 인가된고, 나머지 선택되지 않은 메모리셀에 접속된 워드선에는 5V가 공급된다. 즉, 0V가 인가된 워드선에 연결된 셀(Mi)만 선택된다.As shown in FIG. 8, in the data read mode, the gate voltage Vsg of the selection transistor QS is set to a voltage of 5V corresponding to the logic # 1 level. The low voltage (0V) is applied to the word line connected to the selected memory cell, and 5V is supplied to the word line connected to the remaining unselected memory cells. That is, only the cell Mi connected to the word line to which 0V is applied is selected.

제8도 나타낸 바와같이, NAND셀 블록(B11)내의 메모리셀 트랜지스터(M1,M2,M3,M4)의 제어게이트에 차례로 저전압(0V)이 인가된면, 데이터는 메모리셀(M1)에서 메모리셀(M4)까지 순차적으로 독출된다.As shown in FIG. 8, when low voltage (0V) is sequentially applied to the control gates of the memory cell transistors M1, M2, M3, and M4 in the NAND cell block B11, data is transferred from the memory cell M1 to the memory cell. It is sequentially read out up to (M4).

워드선(WL11)에 0V가 인가되어 대응하는 트랜지스터(M1)가 선택되면, 다른 워드선(WL2WL3,WL4)에 5V가 인가되고 있기 때문에 셀트랜지스터(M2∼,4)가 턴온된다. 선택된 셀트랜지스터(M1)는 그 임계치가 포지티브인 상태에서 오프상태로 되고, 선택 임게치가 네가티브인 상태에서 온상태로 된다. 따라서, 선택된 메모리셀(M1)을 포함하는 셀블럭(B11)을 통해 전류가 흐르는지 또는 흐르지 않는지는 오직 데이터기록상태에 따라 결정된다. 메모리셀(M1)이 선택된 때, NAND셀 블록(B11)을 통해 전류가 흐르는지 또는 흐르지 않는지를 검출함으로써, 메모리셀(M11)내에 저장된 데이터를 판별할 수 있게 된다. 독출에 대한 상기방식은 다른 셀(M2∼M4)에서도 적용된다.When 0V is applied to the word line WL11 and the corresponding transistor M1 is selected, the cell transistors M2 to 4 are turned on because 5V is applied to the other word lines WL2WL3 and WL4. The selected cell transistor M1 is turned off when its threshold is positive, and is turned on when the selection threshold is negative. Therefore, whether or not current flows through the cell block B11 including the selected memory cell M1 is determined only depending on the data writing state. When the memory cell M1 is selected, it is possible to discriminate the data stored in the memory cell M11 by detecting whether a current flows through the NAND cell block B11 or not. The above manner of reading also applies to other cells M2 to M4.

이러한 구성에 의해 데이터의 동시소거와 선택적인 기록을 효과적으로 수행할 수 있다. 특히, 데이터기록모드에서 상기한 바와같이 전압을 인가하는 이러한 특별한 기법을 채용함으로써 신뢰성이 향상된 효과적인 데이터기록/소거동작의 수행이 가능하게 된다. 또한, 예컨대 NAND셀 브럭(B11)에서 콘택트홀(30)로부터 가장 먼 메모리셀(M4)은 가장 먼저 기록되고, 그후 메모리셀(M3,M4)이 순차적으로 기록되며, 마지막으로 콘택트홀(30)에 가장 가까운 메모리셀(M1)이 기록된다. 이 때문에, 한번 기록된 셀데이터는 이어지는 기록 동작동안 소멸되거나 소거되지 않게 되는 바, 이것은 EEPROM동작의 신뢰성을 크게 향상시키게 된다. 예컨대, 메모리셀(M1∼M4)중 어느 한 개의 논리 "1"의 데이터가 기록된 후에 논리 "0"의 데이터가 메모리셀(M4)에 기록되면, 셀(M1∼M4)내에 포함된 데이터"1"이 저장된 셀을 강제적으로 데이터소거모드로 설정되어 바람직하지 않게 데이터가 소거된다. 이러한 바람직하지 않은 현상은 상술한 셀기록 시퀀스의 데이터 기록동작을 수행함으로써 방지될 수 있다.This configuration can effectively perform simultaneous erasing and selective recording of data. In particular, by employing such a special technique of applying a voltage as described above in the data recording mode, it becomes possible to perform an effective data recording / erase operation with improved reliability. Further, for example, in the NAND cell block B11, the memory cell M4 furthest from the contact hole 30 is written first, then the memory cells M3 and M4 are sequentially written, and finally the contact hole 30 The memory cell M1 closest to is written. Because of this, once written cell data is not destroyed or erased during subsequent write operations, which greatly improves the reliability of the EEPROM operation. For example, if data of logic # 0 is written to memory cell M4 after data of any one of the logic # 1 'of memory cells M1 to M4 is written, data # contained in cells M1 to M4 is recorded. The cell in which 1 ms is stored is forcibly set to the data erasing mode and data is undesirably erased. This undesirable phenomenon can be prevented by performing the data write operation of the above-described cell write sequence.

EEPROM은 각가 제9도에 나타낸 바와 같은 단면구조를 갖는 혼합구조의 메모리셀을 사용하도록 변형될 수 있는바, 여기서 제2게이트절연층(44)은 제어게이트(42)로부터 부유게이트(38)의 전기적 절연을 위해 채택된 것으로서, 열산화층(44a)과 실리콘질화층(44b) 및 열산화층(44c)의 적층구조로 이루어져 있다.The EEPROM can be modified to use a memory cell of a mixed structure, each having a cross-sectional structure as shown in FIG. 9, where the second gate insulating layer 44 is formed of the floating gate 38 from the control gate 42. FIG. Adopted for electrical insulation, it is made of a laminated structure of the thermal oxidation layer 44a, the silicon nitride layer 44b and the thermal oxidation layer 44c.

제1게이트절연층(40)은 20㎚의 두께를 갖고, 층(44a,,44b,44c)의 적층구조도 20㎚의 두께를 갖는다. 이러한 구성에 의해 각 메모리셀(Mi)은 결합캐패시턴스(Cfs)가 결합캐패시턴스(Cfc)보다 작게 형성될 수 있다.The first gate insulating layer 40 has a thickness of 20 nm, and the stacked structure of the layers 44a, 44b, and 44c also has a thickness of 20 nm. By such a configuration, each of the memory cells Mi may have a coupling capacitance Cfs smaller than the coupling capacitance Cfc.

제10도를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 EEPROM은 래치회로보다 더 큰 용량을 갖는 부가적인 데이터버퍼 메모리부를 구비한 것을 특징으로 하고, 이 데이터버퍼 메모리부는 효과적으로 페이지모드 데이터어드레싱을 수행하기 위해 래치회로에 인가된 데이터를 순차적으로 저장하기 위해 채택된 것이다.Referring to FIG. 10, the EEPROM according to the second embodiment of the present invention has an additional data buffer memory section having a larger capacity than the latch circuit, and this data buffer memory section effectively implements page mode data addressing. It is adopted to sequentially store the data applied to the latch circuit to perform.

제10도에 나타낸 바와같이, 제1실시예와 거의 마찬가지로 메모리셀부(80)는 행디코더(82)와 감지증폭기(84) 및 열디코더(86)와 결합되어 있다. 제11도에 나타낸 바와같이, 메모리셀부(80)는 병렬 비트선(BL1,BL2,…,BLm; 본 실시예에서는 m=256)과 병렬 워드선(WL1,WL2,…)의 교차점에 위치한 메모릿셀(M1,M2,…)로 구성되어 있다. 셀블럭(Bij)에 포함된 메모리셀 트랜지스터는 상술한 실시예와 마찬가지로 "NAND셀"구조를 구성하기 위해 직렬접속되어 있다. 상기 메모리셀 트랜지스터(M1,M2,…,M4)의 직렬 어레이는 일단이 제1선택트랜지스터(QS1)를 거쳐 대응하는 비트선(BL1)에 접속되어 있고, 감지증폭기부(84)는 출력전압을 검출하기 위해 비트선(BL)에 접속되어 있으며, 셀트랜지스터(M1,M2,…,M4)의 직렬어레이는 타단이 제2선택트랜지스터(SQ2)를 거쳐 기판전위(Vs)에 접속되어 있다.As shown in FIG. 10, the memory cell portion 80 is coupled to the row decoder 82, the sense amplifier 84, and the column decoder 86, almost like the first embodiment. As shown in FIG. 11, the memory cell unit 80 has a memo located at the intersection of the parallel bit lines BL1, BL2, ..., BLm (m = 256 in this embodiment) and the parallel word lines WL1, WL2, ... It consists of lysels (M1, M2, ...). The memory cell transistors included in the cell block Bij are connected in series to form a " NAND cell " structure as in the above-described embodiment. One end of the series array of memory cell transistors M1, M2, ..., M4 is connected to the corresponding bit line BL1 via the first selection transistor QS1, and the sense amplifier 84 applies an output voltage. It is connected to the bit line BL for detection, and the other end of the serial array of the cell transistors M1, M2, ..., M4 is connected to the substrate potential Vs via the second selection transistor SQ2.

래치회로(88)는 메모리셀(80)에 입력되는 입력데이터나 메모리셀부(80)에서 출력되는 출력데이터를 일시적으로 저장하기 위해 열디코더(86)에 접속되어 있다. 상기 래치회로(88)는 메모리셀부(80)의 비트선(BL)의 개수에 대응하는(같은)래치용량을 갖고 있는데, 이 래치용량은 비트선수보다 더 적어도 된다. 예컨대, 데이터입력동작이 4입력 부동작(four input sub-operations)으로 시분할되면, 래치회로(88)의 용량은 비트선수의 1/4로 감소된다. 어드레스신호단(91)을 갖춘 행어드레스버퍼(90)는 행디코더(82)에 접속되고, 어드레스신호단(93)을 갖춘 열어드레스버퍼(92)는 열디코더(86)에 접속되어 있다. 입력데이터는 데이터입력버퍼(94)를 거쳐 I/O 선단으로부터 래치회로(88)에 인가되고, 래치회로(88)로부터의 출력데이터는 I/O감지증폭기(96)와 데이터출력버퍼(98)를 거쳐 I/O선단에 공급된다.The latch circuit 88 is connected to the column decoder 86 to temporarily store input data input to the memory cell 80 or output data output from the memory cell unit 80. The latch circuit 88 has a latch capacitance corresponding to (the same) the number of bit lines BL of the memory cell portion 80, which is at least smaller than the bit bow. For example, if the data input operation is time-divided into four input sub-operations, the capacity of the latch circuit 88 is reduced to one quarter of the bit bow. The row address buffer 90 having the address signal terminal 91 is connected to the row decoder 82, and the open address buffer 92 having the address signal terminal 93 is connected to the column decoder 86. Input data is applied to the latch circuit 88 from the I / O front end via the data input buffer 94, and the output data from the latch circuit 88 is the I / O sense amplifier 96 and the data output buffer 98. It is supplied to I / O end via

SRAM(static random access memory ; 100)은 데이터 입력버퍼(94)와 래치회로(88)t이에 부가적으로 설치되어 있는데, 이 SRAM(100)은 래치회로(88)보다 더 큰 메모리용량을 갖고 있다. 본 실시예에서, 상기 SRAM(100)은 256×4비트[비트선(BL)의 갯수와 각 NAND셀 블록(Bij)내에 포함된 메모리셀(M1∼M4)의 갯수의 곱] 또는 1K비트의 메모리용량을 갖는다. 즉, SRAM(100)은 NAND셀에서 스테이지(STAGE)의 갯수에 대응하는 갯수(본 실시예에서는 4)의 스태틱 메모리셀의 직렬어레이를 갖춘 스태틱 메모리셀 매트릭스를 갖추고 있는데, 각 어레이는 비트선(BL)의 갯수에 대응하는 페이지길이를 갖는다.A static random access memory (SRAM) 100 is additionally provided between the data input buffer 94 and the latch circuit 88t, which has a larger memory capacity than the latch circuit 88. . In this embodiment, the SRAM 100 is 256x4 bits (multiplied by the number of bit lines BL and the number of memory cells M1 to M4 included in each NAND cell block Bij) or 1K bits. It has a memory capacity. That is, the SRAM 100 has a static memory cell matrix having a serial array of static memory cells of the number corresponding to the number of stages in the NAND cell (4 in this embodiment). It has a page length corresponding to the number of BL).

제12도에 나타낸 타이밍챠트를 참조하여 페이지모드에서 EEPROM의 데이터 어드레싱동작을 설명한다.The data addressing operation of the EEPROM in the page mode will be described with reference to the timing chart shown in FIG.

제12도에 있어서,

Figure kpo00006
는 그 레벨이 "L"일 때 EEPROM을 이네이블시킬 수 있는 칩이네이블신호이고,
Figure kpo00007
는 그 레벨이 "H"일 때 기록모드가 되도록 하는 출력이네이블신호이며,
Figure kpo00008
는 그 레벨이 "H"에서 "L"로 바뀔 때 어드레스데이터의 입력을 허락하고 다시 "H"로 되면 입력데이터의 입력을 허락하는 기록이 네이블신호이다.
Figure kpo00009
는 기록동작동안 "L"로 되고 메모리가 기록동작 등에 있다는 것을 외부에 알리는 대기/작업(Ready/Busy)신호이다. 제10도에 도시된 SRAM(100)이 설치되어 있지 않은 것으로 가정하면, 1페이지(본 실시예에서는 비트선의 개수, 즉 256)에 대응하는 횟수만큼 기록이네이블신호(
Figure kpo00010
)가 "H"→"L"→"H"의주기를 반복함으로써 고속으로 데이터를 기입하는 것이 가능하게 된다. 1페이지의 데이터는 비트선에 접속된 래치회로(88)에 저장되고, 이렇게 래치된 데이터는 비트선에 전송되어 어드레스 데이터에 의해 지정된 메모리셀로 기록되는바, 이는 잘 알려진 페이지모드동작이다. 예컨대, 페이지모드를 사용하지 않고 256비트의 데이터를 모두 기록하기위해서는, 소거시간이 10msec이고 기록시간이 10msce×256인 경우에 2.5sec가 걸린다. 한편, 페이지모드를 사용하면 256비트의 데이터를 기입하는데 걸리는 시간은(1μsec×256+10msec)=20.2msec가 된다. 그 결과, 데이터기록속도면에서 125배 만큼 증가하게 된다.In Figure 12,
Figure kpo00006
Is the chip enable signal that enables EEPROM when the level is "L",
Figure kpo00007
Is the output enable signal to enter the recording mode when the level is "H",
Figure kpo00008
When the level changes from "H" to "L", the write signal allows the input of the address data, and when the level goes back to "H 기록, the record is the enable signal.
Figure kpo00009
Is a ready / busy signal during the write operation to notify the outside that the memory is in write operation or the like. Assuming that the SRAM 100 shown in FIG. 10 is not provided, the write enable signal (the number corresponding to one page (in this embodiment, the number of bit lines, i.e., 256) is recorded.
Figure kpo00010
By repeating the cycle of HH? LL? HH, data can be written at high speed. Data of one page is stored in the latch circuit 88 connected to the bit line, and the latched data is transferred to the bit line and written to the memory cell designated by the address data, which is a well-known page mode operation. For example, to record all 256-bit data without using the page mode, it takes 2.5 sec when the erase time is 10 msec and the write time is 10 msce x 256. On the other hand, when the page mode is used, the time taken to write 256 bits of data is (1 mu sec x 256 + 10 msec) = 20.2 msec. As a result, the data recording speed is increased by 125 times.

본 실시예에 의하면, 제10도에 나타낸 바와같이 상기 SRAM(100)이 래치회로(88)와 함께 설치되는데, 상기한 바와같이 상기 SRAM(100)은 1페이지(256비트)×NAND셀(4)의 스테이지수, 즉 1K비트의 용량을 갖고 있다.According to this embodiment, as shown in FIG. 10, the SRAM 100 is provided together with the latch circuit 88. As described above, the SRAM 100 includes one page (256 bits) x NAND cell 4 ), That is, has a capacity of 1K bits.

이는 페이지모드를 이용함으로써 상기 SRAM(100)의 어느 어드레스를 랜덤하게 데이터를 기록하는 것이 가능하게 된다. 즉, 먼저 상기 SRAM(100)에 1K비트의 데이터를 기록하기 위해서는 기록이네이블신호(

Figure kpo00011
)의 "H"→"L"→"H"주기가 256×4회 반복된다. 상기 SRAM(100)으로 기록되는 데이터에서 먼저 M41,M42,…,M4n(n=256)의 1페이지 데이터가 래치회로(88)로 전송되고, 이렇게 전송된 1페이지 데이터는 상술한 동작방법에 따라 제11도의 워드선(WL4)을 따라 256개의 메모리셀로 동시에 기록된다. 그후, M31,M32,…,M3n의 1페이지 데이터가 상기 SRAM(100)에서 래치회로(88)로 전송되어 워드선(WL3)을 따라 256개의 메모리셀에 동시에 기록된다. 이와같이, SRAM(100)에 저장된 1K비트의 데이터가 순차적으로 래치회로(88)에 기록된다.This makes it possible to write data randomly to any address of the SRAM 100 by using the page mode. That is, in order to first write 1K bits of data to the SRAM 100, a write enable signal (
Figure kpo00011
The cycle of "H" → LL "" H 의 is repeated 256 × 4 times. In the data written to the SRAM 100, first M41, M42,... One page data of M4n (n = 256) is transferred to the latch circuit 88, and the one page data thus transferred is simultaneously stored into 256 memory cells along the word line WL4 of FIG. Is recorded. Then, M31, M32,... One page data of M3n is transferred from the SRAM 100 to the latch circuit 88 and simultaneously written to 256 memory cells along the word line WL3. In this manner, 1K bits of data stored in the SRAM 100 are sequentially written to the latch circuit 88.

상기 SRAM(100)이 설치되어 있지 않은 경우, 페이지모드에서 상기한 바와같이 1페이지 데이터를 기록하기 위해서는 20.2msec가 걸리고, 1K 비트를 기록하기 위해서는 20.2(msec)×4=80.8msec가 걸린다. 한편, 1K비트 용량의 상기 SRAM(100)이 설치된 실시예에 의하면, 페이지모드에서 1K비트를 기록하기 위해 필요한 시간은 256비트의 외부데이터를 기입하는데 필요한 시간(1μsec×256)+소거시간(10msec)+기록시간(10×4), 즉 50.2msec이다(이러한 접속은 데이터소거를 오직한번만 수행함). 즉, 상기 SRAM(100)을 설치함으로서 기록시간을 약 62% 감소시킬수 있게 된다.When the SRAM 100 is not provided, it takes 20.2 msec to record one page data in the page mode as described above, and 20.2 (msec) x 4 = 80.8 msec to record 1K bits. On the other hand, according to the embodiment in which the SRAM 100 having a 1K bit capacity is installed, the time required for writing 1K bits in page mode is the time required to write 256 bits of external data (1 μsec × 256) + erasing time (10 msec). ) + Recording time (10 x 4), i.e. 50.2 msec (this connection performs data erasing only once). That is, by installing the SRAM 100, the recording time can be reduced by about 62%.

상기한 바와같이, 본 실시예는 상기 실시예의 경우에서와 같이 기판과 부유게이트사이의 터널전류에 의해 기록과 소거동작을 수행하는 메모리셀의 NAND셀구조에 의해 고신뢰성을 갖는 EEPROM을 제공할 수 있게 된다. 또한, 래치회로(88)와 함께 1페이지보다도 더 큰 용량을 갖는 버퍼 SRAM을 설치함으로써 페이지모드에서 데이터기록을 더욱 고속으로 할 수 있게 된다. 상술한 실시에들에 의하면, 4개의 메모리셀이 한 개의 NAND셀을 구성하도록 직렬로 접속되어 있지만, 한 개의 NAND셀을 구성하는 메모리셀의 갯수는 4개로 제한되는 것은 아니다. NAND셀에서 메모리셀의 갯수를 증가시킴에 따라 페이지모드에서 데이터기록을 더욱 고속으로 할 수 있게 되는바, 8개의 메모리셀은 데이터기록속도를 56% 증가시키게 된다. 그리고, 출력데이터를 위한 버퍼메모리를 설치해도 된다.As described above, this embodiment can provide an EEPROM having high reliability by the NAND cell structure of the memory cell which performs the write and erase operations by the tunnel current between the substrate and the floating gate as in the case of the above embodiment. Will be. In addition, by providing a buffer SRAM having a capacity larger than one page together with the latch circuit 88, data writing can be made faster in the page mode. According to the above embodiments, four memory cells are connected in series to constitute one NAND cell, but the number of memory cells constituting one NAND cell is not limited to four. As the number of memory cells in the NAND cell increases, data writing can be made faster in the page mode. The eight memory cells increase the data writing speed by 56%. Then, a buffer memory for output data may be provided.

상기 제2실시예의 또다른 중요한 특징은 각 NAND셀 블록(Bij)에 2개의 선택 트랜지스터(QS1,QS2)가 설치되어 있는 점이다. 전형적인 예로서 NAND셀블럭(B1)의 횡단면이 제13도에 도시되어 있다.Another important feature of the second embodiment is that two select transistors QS1 and QS2 are provided in each NAND cell block Bij. As a typical example, the cross section of the NAND cell block B1 is shown in FIG.

제13도에서 제1실시예의 도면인 제4도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙히고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 제1선택트랜지스터(QS1)와 제2선택트랜지스터(QS20에 접속된 배선은 각가 "SG1"가 "SG2"로 표기한다. 제13도에 낱낸 바와같이, 선택트랜지스터(QS2)는 기판(32)상에 형성되어 게이트로서 기능하는 도전층(110)과, 게이트(110)와 자기정합적으로 기판(32)의 표면부에 형성된 불순물이 다량 도프된 N형 확산층(58,112)으로 이루어져 있는데, N+층(58)은 기판전위(접지전위; VS)에 접속되어있다.In FIG. 13, the same reference numerals are attached to the same parts as FIG. 4, which is the drawing of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. The wirings connected to the first select transistor QS1 and the second select transistor QS20 are denoted by the values 'SG1' and 'SG2', respectively. As shown in FIG. 13, the selection transistor QS2 is a substrate 32. As shown in FIG. And N-type diffusion layers 58 and 112 doped with a large amount of impurities formed on the surface of the substrate 32 in a self-aligned manner with the gate 110. The plus layer 58 is connected to the substrate potential (ground potential) VS.

제2선택트랜지스터(QS2)는 데이터가 기록된 기록셀의 임계전압이 변동할 때에도 NAND셀 어레이에 어떠한 전류흐름경로의 생성을 방지하기 위해 설치된 것이다. 즉, 데이터가 기록된 셀에서 임계전압 레벨이 변동하면, 제2선택트랜지스터(QS2)가 비도통상태로 되어 NAND셀 어레이가 칩기판전압과 절연되도록 함으로써 전류흐름경로가 생성되는 것을 방지하게 된다. 필요할 경우에는 제2선택트랜지스터(QS2)가 제1선택트랜지스터(QS1)와 동시에 비도통상태로 된다.The second selection transistor QS2 is provided to prevent the generation of any current flow path in the NAND cell array even when the threshold voltage of the recording cell in which data is written varies. That is, when the threshold voltage level changes in the cell in which data is written, the second selection transistor QS2 is in a non-conducting state, and the NAND cell array is insulated from the chip substrate voltage, thereby preventing generation of a current flow path. If necessary, the second selection transistor QS2 is in a non-conductive state at the same time as the first selection transistor QS1.

제14도에 나타낸바와같이 EEPROM이 동시소거모드로 되면, 제1 및 제2선택트랜지스터(QS1,QS2)의 게이트에는 각각 "L"레벨(0V)의 게이트제어신호가 공급된다. 따라서, 선택트랜지스터(QS1,QS2)는 NAND셀 블록(B1)내에 메모리셀 트랜지스터(M1∼M4)의 직렬어레이가 대응하는 비트선(BL1)으로부터 전기적으로 분리되도록 비도통상태로 된다. 즉, NAND셀 트랜지스터(M1∼M4)의 드레인 및 소오스용위 N+확산영역(48,50,52,54,56,58,112)이 모드 전기적으로 부유상태로 되어, 기판전위(Vs)로의 접속이 완전히 금지된다. 이러한 상태에서 제1실시에와 같은 동시소거동작("플래쉬 소거")이 수행된다. 이러한 구성에의해 동시소거모드에서의 잘못된 소거를 효과적으로 회피할 수 있게 되는바, 그 이유는 다음과 같다.As shown in FIG. 14, when the EEPROM enters the simultaneous erasing mode, the gate control signals of the L level (0 V) are supplied to the gates of the first and second selection transistors QS1 and QS2, respectively. Therefore, the selection transistors QS1 and QS2 are in a non-conductive state such that the series arrays of the memory cell transistors M1 to M4 in the NAND cell block B1 are electrically separated from the corresponding bit lines BL1. That is, the drain and source N + diffusion regions 48, 50, 52, 54, 56, 58 and 112 of the NAND cell transistors M1 to M4 are in the mode electrically floating state, so that the connection to the substrate potential Vs is completely made. It is prohibited. In this state, the simultaneous erase operation ('flash erase') as in the first embodiment is performed. This configuration makes it possible to effectively avoid erroneous erasing in the simultaneous erasing mode, for the following reasons.

소거후에 메모리셀의 임계치는 데이터가 독출될 때 선택되지 않은 메모리셀의 제어게이트에 인가된 "1"레벨전압보다 낮아야하고, 기록후에 메모리셀의 임게치는 감지감도를 개선하기 위해 가능한 낮아야 한다. 본 발명에 의하면, NAND셀의 드레인 및 소오스는 소거모드에서 부유상태로 유지되면, 전자밀도가 높은 드레인가 소오스로부터 부유게이트로의 접지된 경우에 비해 적어지게 되어 임계치의 변화를 작게 할 수 있게 된다.After erasing, the threshold of the memory cell should be lower than the " 1 " level voltage applied to the control gate of the unselected memory cell when data is read out, and the threshold of the memory cell after writing should be as low as possible to improve the sensitivity. According to the present invention, when the drain and the source of the NAND cell remain in the floating state in the erase mode, the drain having a high electron density becomes smaller than when grounded from the source to the floating gate, so that the change in the threshold value can be made small.

제14도에 나타낸 바와같이, 이어지는 데이터기록모드에 있어서 EEPROM이 데이터기록모드에 있을 때 제1 및 제2선택트랜지스터(QS1,QS2)의 게이트에는 "H"레벨(23V)의 게이트제어신호가 공급된다. 따라서, 선택트랜지스터(QS1,QS2)는 NAND 셀 블록(B1)내에 메모리셀 트랜지스터(M1∼M4)의 직렬어레이를 대응하는 비트선(BL1)과 기판전위(Vs)에 접속하기 위해 도통상태로 된다. 이러한 상태에서 제1실시예에서와 마찬가지의 기록동작을 수행한다.As shown in FIG. 14, in the following data write mode, when the EEPROM is in the data write mode, the gate control signals of the H level (23 V) are supplied to the gates of the first and second select transistors QS1 and QS2. do. Therefore, the selection transistors QS1 and QS2 are brought into a conductive state to connect the serial array of the memory cell transistors M1 to M4 to the corresponding bit line BL1 and the substrate potential Vs in the NAND cell block B1. . In this state, the same recording operation as in the first embodiment is performed.

여기서, 선택트랜지스터(QS1,QS2)에 인가되는 게이트제어신호 "H"레벨과, 선택되지 않은 셀(또는 복수의 셀)에 접속된 각 워드선에 인가되는 전압(Vwi)의 "H"레벨은 각각 23V까지 상승하게 되는데, 이 값은 소거상태에서 비트선전압(Vbit)과 메모리셀(M1)의 임계치의 합이다. 먼저, t2와 t3사이의 간격에서 메모리셀(M4)은 워드선(WL4)에만 "L"레벨전압이 인가됨에 따라 선택된다. 이때, "H"레벨전압(Vbit)은 대응하는 비트선(B1)에 인가된다. 이러한 상태에서 "H"레벨전압은 선택트랜지스터(QS1)와 메모리셀(M1∼M3)의 각각은 제어게이트와 기판사이에 전계가 인가되지 않으므로 소거상태로 유지된다. 메모리셀(M4)로의 데이터기록에 있어서, 비트선(BL1)에 "L"레벨전압(Vbit)이 인가되면 데이터는 바뀌지 않은 상태로 유지되는데, 이는 논리 "0"데이터의 기록을 의미한다. 이러한 데이터기록동작은 메모리셀(M4,M3,M2,M1)의 순서, 즉 콘택트홀(30)과 비트선(BL1)으로부터의 거리순서대로 수행되는데, 콘택트홀(30)로부터 가장 먼 메모리셀(M4)에서 시작되는 것을 근본적으로 이전의 실시예와 마찬가지이다.Here, the gate control signal 'H' level applied to the selection transistors QS1 and QS2 and the 'H' level of the voltage Vwi applied to each word line connected to an unselected cell (or a plurality of cells) are Each rises to 23V, which is the sum of the bit line voltage Vbit and the threshold of the memory cell M1 in the erased state. First, in the interval between t2 and t3, the memory cell M4 is selected as the LV level voltage is applied only to the word line WL4. At this time, the HH level voltage Vbit is applied to the corresponding bit line B1. In this state, the HV level voltage is maintained in the erased state because no electric field is applied between the control transistor and the substrate in each of the selection transistor QS1 and the memory cells M1 to M3. In the data writing to the memory cell M4, when the L level voltage Vbit is applied to the bit line BL1, the data remains unchanged, which means writing the logical L0 data. This data write operation is performed in the order of the memory cells M4, M3, M2, and M1, that is, in the order of the distance from the contact hole 30 and the bit line BL1. What starts at M4) is essentially the same as in the previous embodiment.

데이터독출모드에 있어서, 제1 및 제2선택트랜지스터(QS1,QS2)의 게이트에는 각각 "H"레벨(23V)의 게이트제어신호가 인가된다. 따라서, 선택트랜지스터(QS1,QS2)는 NAND셀 블록(B1)내의 메모리셀 트랜지스터(M1∼M4)의 직렬어레이를 대응하는 비트선(BL1)과 기판전위(Vs)에 접속시키기 위해 도통상태로 된다. 예컨대, 메모리셀(M3)로부터 독출하기 위해 "L"레벨전압(0V)이 메뫼셀(M3)의 접속된 워드선(WL3)에 인가되고, 선택되지 않은 셀트랜지스터(M1,M2,M4)를 온상태로 할 정도로 고전압이 이들 메모리셀(M1,M2,M4)에 접속된 워드선(WL1,WL2,WL4)에 인가된다. 따라서, NAND셀 블록(B1)내로 전류가 흐르는지 또는 흐르지 않는지를 검출함으로써 선택된 메모리셀(M3)내에 저장된 데이터가 논리 "1"데이터인지 논리 "0"데이터인지를 판정할 수 있게된다.In the data read mode, gate control signals of the H level (23 V) are applied to the gates of the first and second selection transistors QS1 and QS2, respectively. Therefore, the selection transistors QS1 and QS2 are brought into a conductive state to connect the series array of the memory cell transistors M1 to M4 in the NAND cell block B1 to the corresponding bit line BL1 and the substrate potential Vs. . For example, the LV level voltage 0V is applied to the connected word line WL3 of the memocell M3 to read from the memory cell M3, and the unselected cell transistors M1, M2, and M4 are applied. The high voltage is applied to the word lines WL1, WL2, and WL4 connected to these memory cells M1, M2, and M4 to the ON state. Therefore, by detecting whether or not current flows in the NAND cell block B1, it is possible to determine whether the data stored in the selected memory cell M3 is logical # 1 data or logical # 0 data.

제15도는 본 실시예의 EEPROM에 있어서, NAND셀 블록(Bi)의 소거 및 기록특성을 나타낸 도면이고, 동 도면에서 실선은 본 실시예 장치의 측정된 데이터를 나타내고, 점선은 소거모드에서 턴오프되어 셀블럭(Bi)을 기판전위(Vs)로부터 절연시키는 제2선택트랜지스터(QS2)가 없을 경우의 비교용 장치의 측정데이터를 나타낸 것이다. 이에 따라, 기판전위(Vs)로부터 NAND셀 블록(Bi)이 전기적으로 분리된다. 상기 실시예 장치와 비교용 장치는 기록태에서는 동일하다. 점선(14)으로 나타낸 것으로부터 명백히 알 수 있듯이 비교용 장치의소거특성은 포지티브방향으로 크게 변화하는데, 이러한 큰 변화는 NAND셀 어레이의 소오스와 드레인으로부터 전자의 주입에 기인한 것이다. 그 반대에, 실시예 장치의 소거특성을 변화는 실선(116)으로 나타낸 바와같이 포지티브장향으로 작게 변화한다.FIG. 15 is a diagram showing the erasing and writing characteristics of the NAND cell block Bi in the EEPROM of this embodiment, in which the solid line represents the measured data of the device of this embodiment, and the dotted line is turned off in the erase mode. The measurement data of the comparison device in the case where there is no second selection transistor QS2 that insulates the cell block Bi from the substrate potential Vs is shown. Thus, the NAND cell block Bi is electrically separated from the substrate potential Vs. The device of the embodiment and the comparison device are the same in the recording state. As is apparent from the dotted line 14, the erasing characteristics of the comparative device vary greatly in the positive direction, which is due to the injection of electrons from the source and drain of the NAND cell array. On the contrary, the change in the erase characteristic of the embodiment device changes small in the positive direction as indicated by the solid line 116.

본 실시예에 의하면, 동시소거모드에서 셀블럭을 기판전위(Vs)로부터 강제적으로 절연시킴으로써 셀블럭이 전기적 부유상태로 되도록 하여 기판표면의 반전된 층으로부터만 전자의 주입을 허용하고, NAND셀 어레이의 소오스와 드레인으로부터 전자의 주입을 방지하는 것이 가능하다. 이 때문에, 셀임계치의 포지티브변동(positive shift)을 최소화할 수 있게 된다.According to the present embodiment, in the simultaneous erase mode, the cell block is forcibly insulated from the substrate potential (Vs) so that the cell block is in an electrically floating state to allow the injection of electrons only from the inverted layer on the surface of the substrate. It is possible to prevent the injection of electrons from the source and the drain. For this reason, it is possible to minimize the positive shift of the cell threshold.

따라서, "O"상태에서 셀임계치는 비교적 낮게 유지되므로 독출시에 선택되지 않은 셀의 제어게이트에 인가되는 전압을 낮아지게 할 수 있다. 선택되지 않은 셀에서 제어게이트전압이 독출을 위해 높아지게 될 때 발생할 수도 있는 잘못된 소거는 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이는 본 발명에 따른 동시소거동작이 높은 신뢰성을 갖고 있다는 것을 의미한다.Therefore, since the cell threshold is relatively low in the 'O' state, it is possible to lower the voltage applied to the control gate of the cell which is not selected at the time of reading. In an unselected cell, false erasure that may occur when the control gate voltage becomes high for reading can be effectively prevented. This means that the simultaneous erasing operation according to the present invention has high reliability.

제16도에 나타낸 바와같이, 제2선택트랜지스터(QS2)가 비트선(BL)에 접속된 NAND셀 블록(B1,B2,…,Bn)에 공통으로 되게 변형할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 소거모드시에 각 NAND셀 블록(B1)의 제1선택트랜지스터(QS1)와 공통 선택트랜지스터(QS2)는 제17도에 나타낸 바와 같이 "L"레벨전압(0V)이 동시에 공급되어 비도통상태로 된다. 이러한 경우도 상술한 실시에와 마찬가지의 잇점을 얻을수 있게 된다.As shown in FIG. 16, the second select transistor QS2 can be modified to be common to the NAND cell blocks B1, B2, ..., Bn connected to the bit line BL. According to this configuration, in the erase mode, the first select transistor QS1 and the common select transistor QS2 of each NAND cell block B1 are simultaneously supplied with the 'L' level voltage (0V) as shown in FIG. And become non-conductive. In this case as well, the same advantages as in the above-described embodiments can be obtained.

제18도에는 행드코더 (16,82)용으로 적합한 실제의 주변회로배열(120)이 도시되어 있다. 이러한 구성에 있어서 각 NAND셀 블록(Bi)에 포함된 메모리셀의 개수는 8개로 선택되어 있는바, 이 경우 제19도에 나타낸 바와 같이 각 ANND셀 어레이는 메모리셀 트랜지스터(M1∼M8)를 갖고 있다.18 shows an actual peripheral circuit arrangement 120 suitable for the hangcoders 16,82. In this configuration, the number of memory cells included in each NAND cell block Bi is selected as eight. In this case, as shown in FIG. 19, each ANND cell array has memory cell transistors M1 to M8. have.

제18도에 나타낸 바와같이, 디코더회로(120)는 8비트 NAND셀 블록(Bi:예컨대 B1)을 수용하기 위해 8개의 1비트 디코더(D1∼D8)를 포함하고, 이 디코더(D1∼D8)는 NAND셀 어레이(B1)에서 셀트랜지스터(M1∼M8)중 1개의 셀트랜지스터를 지정한다. 각 디코더(Di)는 3입력 NAND게이트(G10와 인버터(I1) 및 2입력 NOR게이트(G2,G3)의 직렬회로로 이루어지고, 각 디코더(Di)의 출력노드(Ni)는 인버터(I2,I3,I4)를 통해 대응하는 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 제어게이트(CGi)에 접속되어 있다. 상기 3입력 NAND게이트(G1)의 입력은 어드레스 데이터(a1,a2,a3)를 인가받도록 접속되어 있는데, 이 각각의 어드레스 데이터(a1,a2,a3)는 논리 "1"레벨이나 또는 논리 "0"레벨을 갖는다. 어드레스 데이터(a1,a2,a3)에서 논리 "1"과 "0"레벨의 조합은 디코더(D1∼D8)의 인버터(I1)중 1개가 논리 "1"레벨을 발생시키도록 되어 있다.As shown in FIG. 18, the decoder circuit 120 includes eight one-bit decoders D1 to D8 for accommodating an eight-bit NAND cell block Bi (e.g., B1), and the decoders D1 to D8. Designates one cell transistor among the cell transistors M1 to M8 in the NAND cell array B1. Each decoder Di is composed of a series circuit of three input NAND gates G10 and an inverter I1 and two input NOR gates G2 and G3. The output node Ni of each decoder Di is an inverter I2, It is connected to the control gate CGi of the corresponding memory cell transistor Mi through I3, I4 .. The input of the three-input NAND gate G1 is connected to receive address data a1, a2, a3. Each of the address data a1, a2, and a3 has a logic level # 1 or a level of logic 0. In the address data a1, a2, a3, each of the levels of logic # 1 and # 0 is level. The combination is such that one of the inverters I1 of the decoders D1 to D8 generates a logic # 1 level.

각 디코더(Di)와 NOR게이트(G20에는 인버터(I1)의 출력신화 기록제어신호(*****)가 공급되고, NOR게이트(G3)에는 NOR게이트(G2)의 출력신호와 소거제어신호(E)가 공급된다. 제1스테이지 디코더(D1)의 출력노드(N1)는 제2스테이지 디코더(D2)에 있는 NOR게이트(G2)의 한쪽입력에 기록신호를 공급하기 위해 접속되어 있고, 각 디코더(Di)의 출력신호는 3개의 인버터(I2,I3,I4)의 종속접속을 통해 대응하는 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 제어게이트(CGi)에 공급된다.Each decoder Di and the NOR gate G20 are supplied with an output myth recording control signal ***** of the inverter I1, and the NOR gate G3 is output with an NOR gate G2 and an erase control signal. (E) is supplied.The output node N1 of the first stage decoder D1 is connected to supply a recording signal to one input of the NOR gate G2 of the second stage decoder D2, The output signal of the decoder Di is supplied to the control gate CGi of the corresponding memory cell transistor Mi through the cascade connection of the three inverters I2, I3, I4.

상기와 같이 구성된 디코더회로(120)를 사용하여 제19도에 나타낸 NAND셀 블록(Bi)에 기록하기 위해서는, 먼저 어드레스 데이터(a1,a2,a3)가 외부에서 디코더회로(120)에 인가된다. 여기서, 제20도에 나타낸 바와같이 어드레스 데어터(a1,a2)는 논리 "H"레벨을 갖고, 어드레스 데이터(a3)는 논리 "L"레벨을 갖는 것으로 가정한다. 기록제어신호(

Figure kpo00012
)는 논리 "L"레벨로 되고, 소거제어신호(E)는 기록제어신호(
Figure kpo00013
)가 "L"레벨로 바뀌기 전에 논리 "L"레벨로 된다.In order to write to the NAND cell block Bi shown in FIG. 19 using the decoder circuit 120 configured as described above, address data a1, a2, a3 is first applied to the decoder circuit 120 from the outside. Here, as shown in FIG. 20, it is assumed that the address data a1 and a2 have a logic 'H' level, and the address data a3 has a logic 'L' level. Record control signal
Figure kpo00012
) Becomes a logic L level, and the erase control signal E is a write control signal (
Figure kpo00013
) Goes to the logic level L before the level is changed to level L level.

어드레스 데이터(a3)가 "L"레벨상태이므로, 출력노드(N1)에서 논리 "H"레벨의 출력신호가 발생되지 않기 때문에 디코더(D1)는 선택되지 않는다. 이 출력신호는 인버터(I2,I3,I4)를 통해 셀트랜지스터(M1)에 공급되어 제어게이트(CG1)를 "H"레벨로 만들고, 디코더(D1)의 출력신호는 다음의 디코더(D2)의 NOR게이트(G2)에 인가된다.Since the address data a3 is at the L level level, the decoder D1 is not selected because no output signal of the logical L level is generated at the output node N1. This output signal is supplied to the cell transistor M1 through the inverters I2, I3, and I4 to bring the control gate CG1 to the " H " level, and the output signal of the decoder D1 is connected to the next decoder D2. It is applied to the NOR gate G2.

제18도에 나타낸 바와 같이, 디코더(D2)가 선택되지 않도록 어드레스(a1,a2,

Figure kpo00014
)가 인가되어 그 출력노드(N2)에서는 "L"레벨의 출력신호가 발생된다. 따라서, 메모리셀 트랜지스터(M2)의 제어게이트(CG2)는 "H"로 되고, 또한 디코더(D20의 출력신호는 다음의 디코더(D3)에 인가된다. 마찬가지로, 디코더(Di)에는 이전의 디코더(Di-1)의 출력신호와 그자체 입력어드레스 데이터가 공급된다. 모든 디코더는 선택된 메모리어드레스가 도착할 때까지 논리 "L"레벨의 출력신호를 발생시킨다.As shown in Fig. 18, the addresses a1, a2,
Figure kpo00014
) Is applied to the output node N2 to generate an output signal of the L level. Therefore, the control gate CG2 of the memory cell transistor M2 becomes HH and the output signal of the decoder D20 is applied to the next decoder D3. Similarly, the decoder Di has a previous decoder ( The output signal of Di-1) and its own input address data are supplied, and all decoders generate an output signal of logic " L " level until the selected memory address arrives.

상기 예에 의하면, 디코더(D5)에는 모두"H"레벨인 어드레스 데이터(a1,a2,a3)가 공급되는데, 그러면 디코더(D5)는 선택상태로 된다. 이때, 이전의 디코더(D4)의 출력노드(N4)의 전위가 "L"이므로 디코더(D5)의 출력노드(N5)의 전위는 "H"로 된다. 그리고, 다음의 디코더(D6)가 선택되지 않더라도 이전의 디코더(D5)의 "H"레벨출력신호가 기록제어신호로서 디코더(D6)의 NOR게이트(G2)에 인가되므로 출력노드(N6)는 "H"레벨의 전위로 된다. 계속되는 디코더(D7,D8)의 출력노드(N7,N8)에도 마찬가지로 된다.According to this example, the decoder D5 is supplied with address data a1, a2, a3, all of which are < RTI ID = 0.0 > H 'level, < / RTI > At this time, since the potential of the output node N4 of the previous decoder D4 is L, the potential of the output node N5 of the decoder D5 becomes H. Even though the next decoder D6 is not selected, the output level N6 of the previous decoder D5 is applied to the NOR gate G2 of the decoder D6 as a recording control signal. It becomes the potential of H 'level. The same applies to the output nodes N7 and N8 of the subsequent decoders D7 and D8.

이러한 방법에 있어서, 제20도에 나타낸 바와 같이 선택된 메모리셀(M5)의 드레인측에 배치된 메모리셀(M1∼M4)의 제어게이트(CG1∼CG4)는 모두 "H"레벨신호가 인가되고, 여기서 메모리셀(M5)의 제어게이트(CG5)와 선택된 메모리셀(M5)의 소오스측에 배치된 메모리셀의 제어게이트(CG6∼CG8)에는 모두 "L"레벨신호가 인가된다. 비트선(BL)에 "H"레벨신호가 인가될 때, 메모리셀(M1∼M4)의 채널은 도전되고, 각 메모리셀(M4∼M4)의 제어게이트와 기판사이에 고전계가 인가된다. 그 결과, 부유게이트에 축적된 전자가 터널효과에 의해 기판으로 방전됨으로써 메모리셀(M1∼M4)로 "1"데이터가 기록된다. 선택된 메모리셀 (M5)의 소오스측에 배치된 메뫼셀(M6∼M8)에서 제어게이트와 기판사이에는 전게가 인가되지 않으므로 이미 기록된 데이터는 파괴되지 않는다.In this method, as shown in FIG. 20, the HH level signal is applied to all of the control gates CG1 to CG4 of the memory cells M1 to M4 arranged on the drain side of the selected memory cell M5. The L level signal is applied to both the control gate CG5 of the memory cell M5 and the control gates CG6 to CG8 of the memory cells arranged on the source side of the selected memory cell M5. When the H level signal is applied to the bit line BL, the channels of the memory cells M1 to M4 are conductive, and a high electric field is applied between the control gate and the substrate of each of the memory cells M4 to M4. As a result, electrons accumulated in the floating gate are discharged to the substrate by the tunnel effect, whereby # 1 data is recorded in the memory cells M1 to M4. In the memocells M6 to M8 arranged on the source side of the selected memory cell M5, no electric charge is applied between the control gate and the substrate, and thus the data already recorded is not destroyed.

제18도의 디코더회로(120)에서 소거제어신호(E)가 "H"로 되면, 디코더(D1∼D8)의 출력노드(N1∼N8)가 "L"레벨로 되어 메모리셀(M1∼M8)의 제어게이트(CG1∼CG8)에는 "H"레벨이 인가된다. 이러한 상태에서 비트선(BL1)이 "L"로 되면, 각 메모리셀(M1∼M8)내에서 기판으로부터 부유게이트로 전자가 주입되어 전체 소거가 수행된다.In the decoder circuit 120 of FIG. 18, when the erasing control signal E becomes " H ", the output nodes N1 to N8 of the decoders D1 to D8 become the " L " The 'H' level is applied to the control gates CG1 to CG8. In this state, when the bit line BL1 is turned to L, electrons are injected from the substrate into the floating gate in each of the memory cells M1 to M8 to perform a total erase.

한편, 디코더 회로(120)는 제21도에 나타낸 바와 같이 변형할 수 있는바, 변형된 디코더회로(130)는 기준어드레스신호(V0,V1,V2,V3)와 입력어드레스 데이터(a1,a2,a3)를 비교하여, 이 비교결과에 따라 제어게이트와 선택된 메모리셀(Mi)의 드레인에 배치된 메모리셀(또는 복수의 메모리셀의 제어게이트(또는 복수의제어게이트)에 "H"레벨전압을 인가하고, 선택된 메모리셀(Mi)의 소오스측에 배치된 메모리셀(또는 복수의 메모리셀의 제어게이트(또는 복수의 제어게이트)에 "L"레벨전압을 인가하도록 구성되어 있다. 이 예에서 입력어드레스(a1,a2,a3)와 대응하는 기준어드레스(V1,V2,V3)를 비교하기 위해 감산이 이용되는데, 2진수의 감산은 피감수에 감수의 "2의 보수"를 가산함으로써 수행된다. 따라서, 기준어드레스(V0,V1,V2,V3)는다음의 표에 나타낸 바와 같이 "2의 보수"로 이루어진다.The decoder circuit 120 may be modified as shown in FIG. 21. The modified decoder circuit 130 may include the reference address signals V0, V1, V2, and V3 and the input address data a1, a2, and the like. a3) is compared and the HH level voltage is applied to the memory cell (or the control gates (or the plurality of control gates) of the plurality of memory cells disposed at the control gate and the drain of the selected memory cell Mi And applies the L level voltage to a memory cell (or a control gate (or a plurality of control gates) of a plurality of memory cells arranged on the source side of the selected memory cell Mi). Subtraction is used to compare the addresses a1, a2, a3 and the corresponding reference addresses V1, V2, V3, where the subtraction of binary numbers is performed by adding the subtracting '2's complement of the subtraction. , The reference address (V0, V1, V2, V3) is shown in the following table. Is made up of

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00015
Figure kpo00015

이렇게 이루어진 2의 보수인 기준어드레스는 입력어드레스 데이터에 가산하기 위해 사용된다. 다만, 여기에서는 기준어드레스와 입력어드레스사이의 크기관계만이 필요하고 계산결과 그 자체에는 주의를 기울일 필요는 없다. 따라서, 가산기의 캐리(carry)발생부에 주의를 기울여야 한다. 입력어드레스의 최하위 비트(a1)와 디코더 어드레스이 최하위 비트(V3)는 반가산기의 캐리발생부에 인가된다. 상기 반가산기의 출력과 다음의 하위 비트(a2) 및 다음의 하위비트(V2)는 전가산기의 캐리발생부에 인가된다. 마찬가지로, 전가산기의 캐리발생부는 제어게이트(CG1∼CG8)의 레벨을 결정하기 위해 사용된다. 메모리셀(M5)이 이전의 실시예와 마찬가지로 기록된다고 가정하면, 이때 입력어드레스는 a1="H", s2="H", s3="L"로 된다. 이것은 3자리의 2진수 "001"로 간주되어 디코더 어드레스(V1,V2,V3)에 가산된다. 그 가산의 결과 "H"레벨전압이 제어게이트(CG1∼CG)에 인가되고, "L"레벨전압이 제어게이트(CG5∼CG8)에 인가된다. 여기서 V0는 최상위 비트까지의 계산한 결과의 캐리가 포지티브인지 네가티브인지를 검출하기 위해 사용된다.The two's complement reference address is used to add to the input address data. In this case, however, only the size relationship between the reference address and the input address is required, and the calculation result itself does not need attention. Therefore, attention should be paid to the carry generation of the adder. The least significant bit a1 of the input address and the least significant bit V3 of the decoder address are applied to the carry generation section of the half adder. The output of the half adder and the next lower bit a2 and the next lower bit V2 are applied to the carry generation section of the full adder. Similarly, the carry generation section of the full adder is used to determine the level of the control gates CG1 to CG8. Assuming that the memory cell M5 is written in the same manner as in the previous embodiment, the input addresses are a1 = 'H', s2 = 'H', and s3 = 'L'. This is regarded as a three-digit binary number " 001 " and added to the decoder addresses V1, V2, and V3. As a result of the addition, the H level voltage is applied to the control gates CG1 to CG, and the L level voltage is applied to the control gates CG5 to CG8. Where V0 is used to detect whether the carry of the calculation up to the most significant bit is positive or negative.

제22도는 본 발명의 디코더회로(140)의 또다른 실시에에 따른 구성을 나타낸 것으로, 이 디코더회로(140)에는 (0,0,0), (0,0,1), (010), (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), (1,1,1)의 8가지 조합신호가 입력어드레스(a1,a2,a3)로서 제공될 수 있고, 상기 그 디코더회로(140)는 입력어드레스(a1,a2,a3)의 각 조합에 대해 "H"레벨이 CG1∼CG8중 어느 한개의 인가되도록 구성되어 있다.22 shows a configuration according to another embodiment of the decoder circuit 140 of the present invention. The decoder circuit 140 includes (0,0,0), (0,0,1), (010), Eight combination signals of (0,1,1), (1,0,0), (1,0,1), (1,1,0), and (1,1,1) are input addresses (a1, a2, a3), and the decoder circuit 140 is configured such that the H level is applied to any one of CG1 to CG8 for each combination of the input addresses a1, a2, a3.

또 이 제22도에서 W는 기록제어신호를 나타내고,

Figure kpo00016
는 소거제어신호를 나타낸다. 이러한 구성에서 기록시에는 W="H", E="H"이 인가되는 바, 이 조건하에서 예컨대 입력어드레스신호(a1,a2,a3)로서 (0,0,0)이 인가되면 CG1∼CG7에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M8)이 선택되고, 입력어드레스 신호(a1,a2,a3)로서 (0,0,1)이 인가되면 CG1∼CG6에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG7과 CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M7)이 선택되며, 입력어드레스신호(a1,a2,a3)로서 (0,1,0)이 인가되면 CG1∼CG5에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG6∼CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M6)이 선택되고, 입력어드레스신호(a1,a2,a3)로서 (0,1,1)이 인가되면 CG1∼CG4에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG5∼CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M5)이 선택되며, 입력어드레스신호(a1,a2,a3)로서 (1,0,0)이 인가되면 CG1∼CG3에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG4∼CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메뫼셀(M4)이 선택되고, 입력어드레스(a1,a2,a3)로서 (1,0,1)이 인가되면 CG1∼CG2에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG3∼CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M3)이 선택되며, 입력어드레스(a1,a2,a3)로서 (1,1,0)이 인가되면 CG1에서는 "H"레벨이 출력되는 반면에 CG2∼CG8에서 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M2)이 선택되고, 입력어드레스신호(a1,a2,a3)에서 (1,1,1)이 인가되면 CG1∼CG8에서는 "L"레벨이 출력되므로 메모리셀(M1)이 선택된다.In FIG. 22, W denotes a recording control signal.
Figure kpo00016
Denotes an erase control signal. In this configuration, W = "H" and E = "H" are applied during recording. If (0,0,0) is applied as the input address signals a1, a2, a3, under these conditions, CG1 to CG7, respectively. In the CG8, the HL level is output, while in the CG8, the memory cell M8 is selected, and when (0,0,1) is applied as the input address signal a1, a2, a3, CG1 is applied. In the CG6, the HH level is output, while in CG7 and CG8, the LH level is output, so the memory cell M7 is selected, and the input address signals a1, a2, a3 are (0, 1, 0). When this is applied, the 'H' level is output from CG1 to CG5, while the 'L' level is output from CG6 to CG8, so that memory cell M6 is selected and (0, 0) as the input address signal a1, a2, a3. When 1, 1) is applied, the "H 이 level is output from CG1 to CG4, while the" L "level is output from CG5 to CG8, so memory cell M5 is selected, and the input address signals a1, a2, a3 As (1,0,0) When the CG1 to CG3 outputs the H level, the CG4 to CG8 outputs the L level, so the memocell M4 is selected and the input address a1, a2, a3 is (1, 0, When 1) is applied, the "H" level is output from CG1 to CG2, while the "L" level is output from CG3 to CG8, so memory cell M3 is selected and (1) is selected as the input address (a1, a2, a3). When, 1,0) is applied, the 'H' level is output at CG1, while the 'L' level is output at CG2 to CG8, so that memory cell M2 is selected and at input address signals a1, a2, a3. When (1, 1, 1) is applied, the " L " level is output from CG1 to CG8 so that memory cell M1 is selected.

제23도는 본 발명의 제3실시예에 따른 EEPROM에 구성된 NAND셀 블록의 횡방향에 따른 단면도를 나타낸 것으로, 이 제23도에서는 상기 제4도에서의 구성과 동일한 부분에 대해서는 제4도와 동일한 참조부호를 붙히고, 그에대한 설명은 생략하기로 한다.FIG. 23 is a sectional view along the lateral direction of a NAND cell block configured in an EEPROM according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 23, the same parts as those in FIG. 4 are referred to in FIG. Reference signs are omitted, and description thereof will be omitted.

그리고, 제23도에서 N형 확산층(150,152,154,156,158,160)이 소자분리절연층(36)에 의해 둘러싸인 기판(32)의 상부면에 형성되어 있는데, 이들 확산층(150,152,154,156,158,160)은 상기 실시예들에서와 같이 인접하는 셀트랜지스터(Mi,Mi+1)의 소오스와 드레인으로서 가능하고, 콘택트홀(30)을 통해 알루미늄 스트립(34)에 접속된 N형 확산층(150)내에는 N형 불순물이 다량 도프된 N+형 확산층(162)이 형성되어 오믹(ohmic)접촉저항이 낮게 되어 있다. 또, 상기 N형 확산층(150,152,154,156,158,160)은주변회로를 구성하는 트랜지스터의 소오스 및 드레인확산층에 비해 낮은 불순물농도를 갖는 NAND셀 트랜지스터(M1∼M4)의 소오스 및 드레인으로 된다.In FIG. 23, N-type diffusion layers 150, 152, 154, 156, 158, and 160 are formed on the upper surface of the substrate 32 surrounded by the device isolation insulating layer 36. These diffusion layers 150, 152, 154, 156, 158, and 160 are adjacent as in the above embodiments. N + type, which can be used as a source and a drain of the cell transistors Mi and Mi + 1 and is heavily doped with N-type impurities in the N-type diffusion layer 150 connected to the aluminum strip 34 through the contact hole 30. The diffusion layer 162 is formed so that ohmic contact resistance is low. The N-type diffusion layers 150, 152, 154, 156, 158 and 160 are sources and drains of the NAND cell transistors M1 to M4 having a lower impurity concentration than the source and drain diffusion layers of the transistors forming the peripheral circuit.

이어, 상기 NAND셀 트랜지스터 어레이의 제조방법에 대해 설명한다.Next, a method of manufacturing the NAND cell transistor array will be described.

먼저, 기판(32)상에 열산화층을 5∼20㎚의 두께로 적층시켜 제1게이트절연층(40)을 형성하고, 제1게이트절연층(40)상에 200∼400㎚의 두께로 다결정 실리콘층(38)을 형성하는데, 이 다결정 실리콘층(38)상에 15∼40㎚의 두께로 열산화층(44)을 퇴적시켜 제2게이트절연층을 형성하고, 이 제2제어게이트절연층(44)상에 제1선택트랜지스터(QS1)와 셀트랜지스터(M1∼M4)의 제어게이트로서 기능하게 될 다결정 실리콘층(42)을 200∼400㎚의 두께로 형성해주게 되는데, 각 메모리셀 트랜지스터(M1∼M4)의 제어게이트로(42)에는 병렬워드선(WL)이 형성되게 된다.First, a thermal oxide layer is laminated on the substrate 32 with a thickness of 5 to 20 nm to form a first gate insulating layer 40, and a polycrystal with a thickness of 200 to 400 nm on the first gate insulating layer 40. The silicon layer 38 is formed, and a thermal oxide layer 44 is deposited on the polycrystalline silicon layer 38 to a thickness of 15 to 40 nm to form a second gate insulating layer, and the second control gate insulating layer ( A polycrystalline silicon layer 42, which will function as a control gate of the first select transistor QS1 and the cell transistors M1 to M4, is formed on the 44 with a thickness of 200 to 400 nm. Each memory cell transistor M1 is formed. The parallel word line WL is formed in the control gate 42 of -M4.

여기서, 상기 제어게이트층(42)에 대해서는 채널폭 방향에 따라 인접하는 NAND셀에서의 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 부유게이트층(38)에 대한 엣칭-패터닝처리 후에 형성되고, 각 셀트랜지스터(Mi)의 부유게이트층(38)과 제어게이트층(42)에 대해서도 그 채널폭 방향에 대해 동일한 엣칭마스크를 사용하여 동시에 패터닝하게 된다. 그 결과, 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)에서 부유게이트와 제어게이트는 서로 자기정합적으로 형성되게 된다. 그리고, 게이트층을 마스크로 해서 40kV의 가속전압과 7×1014/㎠의 도우즈량으로 N형 불순물[예컨대, 인(P)]을 주입해서 소오스와 드레인 확산층(150,152,154,156,158,160)을 형성하게 되는데, 이들 확산층에서 불순물농도의 최대치는 1012/㎤ 이하로 설정되고 또한 이들 확산층은 EEPROM의 주변회로에 구성되는 트랜지스터의 소오스와 디레인층에 대한 제조공정과 독립적인 공정에서 형성된다. 이와같이 해서 형성되는 NAND셀의 각 셀트랜지스터(M1∼M4)에서 소오스 및 드레인확산층[예컨대 메모리셀 트랜지스터(M1)에서의 확산층(152,154)]은 간격(d)정도로 부유게이트층(38)과 겹치게 되는데, 이간격(D)은 0.5㎛이하로 설정된다.In this case, the control gate layer 42 is formed after the etching-patterning process for the floating gate layer 38 of each memory cell transistor Mi in adjacent NAND cells along the channel width direction. The floating gate layer 38 and the control gate layer 42 of Mi) are simultaneously patterned using the same etching mask in the channel width direction. As a result, the floating gate and the control gate in each memory cell transistor Mi are formed to be self-aligning with each other. The source and drain diffusion layers 150, 152, 154, 156, 158 and 160 are formed by injecting N-type impurities (e.g., phosphorus (P)) at an acceleration voltage of 40 kV and a dose of 7 x 10 14 / cm 2 using the gate layer as a mask. The maximum impurity concentration in the diffusion layer is set to 10 12 / cm 3 or less, and these diffusion layers are formed in a process independent of the manufacturing process for the source and drain layers of the transistors configured in the peripheral circuit of the EEPROM. In the cell transistors M1 to M4 of the NAND cells thus formed, the source and drain diffusion layers (for example, the diffusion layers 152 and 154 in the memory cell transistor M1) overlap the floating gate layer 38 at an interval d. , This gap D is set to 0.5 m or less.

또 콘택트홀(30)에 접속되는 확산층(150)의 표면영역에는 예컨대 이온주입법에 의해 비소가 도프되어 N+층(162)이 형성되는데, 이 경우 이온주입법이 조건은 가속전압이 100kV이면서 도우즈량이 5×1015/㎠으로된다. 이어, 이온주입을 수행한 다음에 불순물의 활성화를 위해 N2가스 분위기내에서 950℃의 온도로 대략 30분동안 열처리를 수행한다.In addition, in the surface region of the diffusion layer 150 connected to the contact hole 30, arsenic is doped by, for example, ion implantation, to form an N + layer 162. In this case, the ion implantation is performed under conditions of acceleration of 100 kV. The amount is 5 × 10 15 / cm 2. Subsequently, ion implantation is performed, followed by heat treatment at a temperature of 950 ° C. for about 30 minutes in an N 2 gas atmosphere for activation of impurities.

본 실시예에 의하면, NAND셀 어레이를 구성하는 트랜지스터의 소오스와 드레인은 불순물이 소량 도프된 확산층에 의해 셩성되므로 EEPROM의 기록모드에서 그 드레인층에 높은 역전압이 인가되더라도 접합브레이크다운(junction break down)의 발생을 최소화할 수 있게 되고, 또 각 셀트랜지스터에서 부유게이트(38)와 드응하는 확산층사이의 내압이 향상될 수 있게 되어 데이터기록 마아진이 개선되게 된다. 더욱이, 실리콘기판(32)에서의 불순물농도가 소오스 및 드레인 확산층에서의 불순물농도의 감소에 따라 증가하는 경우에도 NAND셀 어레이는 기생적인 전계효과 트랜지스터의 악영향으로부터 보호받을수 있게 된다.According to this embodiment, since the source and the drain of the transistor constituting the NAND cell array are formed by the diffusion layer doped with a small amount of impurities, the junction break down even if a high reverse voltage is applied to the drain layer in the write mode of the EEPROM. ), And the internal pressure between the floating gate 38 and the corresponding diffusion layer in each cell transistor can be improved, thereby improving the data recording margin. Furthermore, even when the impurity concentration in the silicon substrate 32 increases with the decrease in the impurity concentration in the source and drain diffusion layers, the NAND cell array can be protected from the adverse effects of parasitic field effect transistors.

상기 실시예에서는 기록모드시 제어전압의 인가형태를 제24도에 나타낸 바와같이 변형할 수 있는데, 제24도에서 SG는 선택트랜지스터에 대한 게이트전압을 나타내고, CGi는 NAND셀 트랜지스터(Mi; 가장기본적인 예가 제4도에 도시되어 있음)에 대한 제어게이트전압을 나타내며, BL은 대응하는 비트선상의 전위를 나타낸다.In the above embodiment, the form of application of the control voltage in the write mode can be modified as shown in FIG. 24. In FIG. 24, SG represents the gate voltage for the selection transistor, and CGi represents the NAND cell transistor (Mi; An example is shown for the control gate voltage), and BL represents the potential on the corresponding bit line.

제24도에 도시된바와같이 데이터기록모드에서 메모리셀(M4)에 최초로 기록하기 위해서는, 셀트랜지스터(M1∼M4)의 제어게이트(CG1∼CG4)상의 전압(워드선전압과 선택트랜지스터(SG)의 게이트(SG)상의 전압(선택게이트전압)이 일시적으로 접지 전위(0V)로 설정되고, 그후 선택된 메모리셀 트랜지스터(M4)의 제어게이트전압(CG4)이 접지전위로 고정되어 유지되는 반면에 다른 셀트랜지스터(M1∼M3)의 제어게이트전압(CG1∼CG3)이 "H"레벨(23V)로 변화됨으로써 메모리 셀(M4)에 데이터가 기록된다.As shown in FIG. 24, in order to write to the memory cell M4 for the first time in the data write mode, the voltage (word line voltage and selection transistor SG) on the control gates CG1 to CG4 of the cell transistors M1 to M4. The voltage on the gate SG of SG (selection gate voltage) is temporarily set to the ground potential (0V), and then the control gate voltage CG4 of the selected memory cell transistor M4 remains fixed to the ground potential, while the other The control gate voltages CG1 to CG3 of the cell transistors M1 to M3 are changed to the " H " level 23V so that data is written to the memory cell M4.

상기 메모리셀(M4)에 데이터가 기록된 다음에 대응하는 비트선사의 전압은 제어게이트전압(CG3)이 다음의 메모리셀(M3)을 선택하기 위해 접지전위로 저하되기 이전에 강제적으로 논리 "0"레벨로 저하되는데, 이 시간차이가 제24도에서는 "τ"로 표시되어 있다.After data is written to the memory cell M4, the voltage of the corresponding bit line is forcibly logic before the control gate voltage CG3 is lowered to the ground potential to select the next memory cell M3. It is lowered to the "level, and this time difference is indicated by" τ "in FIG.

또 선택게이트(SG)의 전압은 제어게이트전압(CG3)의 변화에 따라 "H"레벨(23V)로부터 "L"레벨(0V)로 변화된다. 이와 마찬가지로 메모리셀(M3)에 데이터가 기록된 다음에 대응하는 비트선(BL)상의 전압은 제어게이트전압(CG20이 다음의 메모리셀(M2)을 선택하기 위해 접지전위로 저하되기 이전에 강제적으로 논리"0"레벨로 저하된다. 이어, 메모리셀(M2)에 데이터가 기록된 다음에 대응하는 비트선(BL)상의 전압은 제어게이트전압(CG1)이 최종의 메모리셀(M1)을 선택하기 위해 접지전위로 저하되기 이전에 강제적으로 논리 "0"레벨로 저하된다.In addition, the voltage of the selection gate SG changes from the H level 23V to the L level (0 V) in accordance with the change of the control gate voltage CG3. Similarly, after data is written to the memory cell M3, the voltage on the corresponding bit line BL is forced before the control gate voltage CG20 is lowered to the ground potential to select the next memory cell M2. After the data is written to the memory cell M2, the voltage on the corresponding bit line BL is selected so that the control gate voltage CG1 selects the last memory cell M1. The voltage is forcibly lowered to the logic '0' level before being lowered to the ground potential.

이러한 구성에 의하여, 메모리셀(Mi)의 선택이전의 간격(τ)에서 선택된 셀트랜지스터(Mi)와 인접셀트랜지스터(Mi+1)사이의 노드가 로우레벨로 설정될 수 있고, 이에 따라 메모리셀의 임계치변동이 억압될 수 있어 각 메모리셀 (Mi)에 대한 데이터기록동작에서의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.By such a configuration, the node between the selected cell transistor Mi and the adjacent cell transistor Mi + 1 at the interval τ before the selection of the memory cell Mi can be set to a low level, and thus the memory cell. Threshold variation can be suppressed to improve the stability and reliability in the data write operation for each memory cell (Mi).

한편, 상기 실시예들에서의 각 NAND셀 트랜지스터(Mi)은 메모리 셀(M1)을 대표적으로 나타낸 제25도와 제26도에 도시된 바와같은 단면구조를 갖도록 변형될 수 있는데, 이들 제25도와 제26도에서는 상기 제4도 또는 제23도의 구성과 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙히고, 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, each of the NAND cell transistors Mi in the above embodiments may be modified to have a cross-sectional structure as shown in FIGS. 25 and 26, which represent the memory cell M1. In FIG. 26, the same parts as those in FIG. 4 or FIG. 23 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

이 변형예에 의하면, 부유게이트(38)의 저면주(bottom surface)에 돌출부(150)가 갖추어져 있음에 따라 실리콘기판(32)과 그 부유게이트층(38')사이에 삽입된제 1게이트절연층(40)의 일부가 제26도에 도시된 바와 같이 얇게 형성되어 있고, 셀트랜지스터(M1)의 드레인 및 소오스확산층(152,154)은 각각 실리콘기판(32)에서 상기 부유게이트층(38')에 중복되도록 연장되어 형성되어 있으며, N+확산층(152)은 부유게이트층(38')의 돌출부(150)의 하부 또는 제1게이트절연층940)의 얇은 층부분(40a)의 하부까지 연장되어 형성되어있다. 이러한 구성에 의하면, 제1게이트절연층(40)의 내부전계가 얇은 층부분(40a)에서 높아지게 되므로, 데이터의 기록모드 또는 소거모드시에 부유게이트(38')와 드레인(152)사이의 캐리어이동은 게이트절연층(40)의 얇은 층부분을 통해서만 이루어지게 된다. 이에 따라 제어게이트전압(Vcg1)또는 워드선전압(Vw1)이 높지 않게 설정되더라도 부유게이트(38')와 드레인(152)사이에서 캐리어의 이동은 효과적으로 진행되게 되고, 이 결과 EEPROM의 기록/소거특성이 향상됨과 더불어 속도도 증진되게 된다.According to this modification, the first gate insulation interposed between the silicon substrate 32 and the floating gate layer 38 'as the protrusion 150 is provided on the bottom surface of the floating gate 38. A portion of the layer 40 is thinly formed as shown in FIG. 26, and the drain and source diffusion layers 152 and 154 of the cell transistor M1 are formed on the floating gate layer 38 'on the silicon substrate 32, respectively. The N + diffusion layer 152 extends to overlap the lower portion of the protruding portion 150 of the floating gate layer 38 'or the lower portion of the thin layer portion 40a of the first gate insulating layer 940. It is. According to this configuration, since the internal electric field of the first gate insulating layer 40 becomes high in the thin layer portion 40a, the carrier between the floating gate 38 'and the drain 152 in the data recording mode or the erasing mode. The movement is made only through the thin layer portion of the gate insulating layer 40. Accordingly, even if the control gate voltage Vcg1 or the word line voltage Vw1 is not set high, carrier movement between the floating gate 38 'and the drain 152 proceeds effectively, resulting in the write / erase characteristics of the EEPROM. In addition to this improvement, speed is also increased.

한편, 이상에서는 본 발명의 특정실시예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 그 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지로 변형해서 실시할 수 있다.On the other hand, while the specific embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be modified in various ways without departing from the technical gist of the present invention.

예컨대, 제1 및 제2선택트랜지스터(Qs1,Qs2)를 갖춘 NAND셀 블럭 (Bi)에서 NAND셀 어레이를 접지전위(Vs)에 선택적으로 접속시켜 주기 위해 채용된 제2선택트랜지스터 (QS2)의 챈널길이(L2)는, 제27도에 나타낸 바와 같이 트랜지스터 어레이를 대응하는 비트선(BLi)에 선택적으로 접속시켜 주기 위해 채용된 제1선택트랜지스터(QS1)의 챈널길이(L1)보다 작게 해 줄수 있고, 이러한 구성에 의하면 EEPROM의 펀치 쓰루우(punch-ghrough)를 개선할 수 있게 된다. 또, 상기 실시예에서는 부유게이트를 각각 갖춘 메모리셀이 사용되었지만, 실리콘질화막과 실리콘산화막이 전하축적층을 구성하도록 설치되는 MNOS구조를 갖춘 메모리셀을 본 발명에 따른 EEPROM에 사용할 수도 있다.For example, in the NAND cell block Bi having the first and second select transistors Qs1 and Qs2, the second select transistor QS2 is employed to selectively connect the NAND cell array to the ground potential Vs. As shown in FIG. 27, the null length L2 is made smaller than the channel length L1 of the first selection transistor QS1 employed to selectively connect the transistor array to the corresponding bit line BLi. In this configuration, the punch-ghrough of the EEPROM can be improved. In the above embodiment, memory cells each having a floating gate are used, but a memory cell having an MNOS structure in which a silicon nitride film and a silicon oxide film form a charge storage layer may be used in the EEPROM according to the present invention.

한편, 특허청구의 범위의 각 구성요소에 병기한 도면에 대응하는 참조부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 범위를 도면에 나타낸 실시예에 한정할의도로 병기한 것은 아니다.On the other hand, the reference numerals corresponding to the drawings written in the constituent elements of the claims are for the purpose of facilitating the understanding of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the embodiments shown in the drawings. It is not.

[발명의 효과][Effects of the Invention]

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 큰 저장용량과 동작의 신뢰성이 높으면서도 고집적화를 달성할 수 있는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치를 제공할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure capable of achieving high integration while having high storage capacity and high operation reliability.

Claims (38)

반도체기판(32)과, 이 반도체기판(32)상에 설치된 병렬의 복수 비트선(BLi), 이들 비트선에(BLi)에 접속되어, 대응하는 비트선(BLi)에 접속된 선택트랜지스터(QS)와, 전하축적층 및 제어게이트(42)를 갖추고서 상기 선택트랜지스터(QS)와 제1노드(N1)에 접속된 직렬의 메모리셀 트랜지스터 어레이를 갖추고 있는 복수의 NAND셀 블록(Bij) 및, 데이터기록모드시 상기 NAND셀 블록(Bij)을 그에 결합된 특정 비트선(BLi)에 접속시켜 주기 위해 선택된 셀이 포함된 NAND셀 블록(Bij)의 선택트랜지스터(QS)를 도전상태로 해 주고, 상기 특정 비트선(BLi)에 제 1전압을 인가해주면서 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에서 선택된 메모리 트랜지스터(Mi)의 제어게이트(42)에 상기 제1전압보다 낮은 제2전압을 인가해 주며, 상기 선택된 셀과 상기 제1노드(N1)사이에 위치되는 메모리셀(또는 복수의 메모리셀의 각 제어게이트에 턴온전압을 인가하여, 상기 선택된 메모리셀 트랜지스터가 상기 제1 및 제2전압의 인가에 의해 비도전상태로 되게 해서 상기 선택된 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 터널효과레 의해 데이터를 기록해 줌으로써 상기 선택된 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 데이터를 저장해 주는 전압제어수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The selection substrate QS connected to the semiconductor substrate 32, the parallel bit lines BLi provided on the semiconductor substrate 32, and these bit lines BLi, and connected to the corresponding bit lines BLi. A plurality of NAND cell blocks Bij having a charge storage layer and a control gate 42 and a series of memory cell transistor arrays connected to the selection transistor QS and the first node N1, In the data write mode, the select transistor QS of the NAND cell block Bij including the selected cell is brought into a conductive state to connect the NAND cell block Bij to a specific bit line BLi coupled thereto. The second voltage lower than the first voltage is applied to the control gate 42 of the memory transistor Mi selected from the specific NAND cell block Bij while applying the first voltage to the specific bit line BLi. A memory cell (or a plurality of memory cells) positioned between the selected cell and the first node N1 A turn-on voltage is applied to each control gate of the Morris cell to cause the selected memory cell transistor to become non-conductive by application of the first and second voltages, thereby tunneling data to the selected memory cell transistor Mi. And a voltage control means for storing data in the selected memory cell transistor (Mi) by recording the data. 제1항에 있어서, 상기 각 메모리셀 트랜지스터에서의 전하축적층과 기판(32)사이의 결합캐패시턴스(Cfs)는 상기 전하축적층과 제어게이트(42)사이의 결합캐패시턴스(Cfs)보다 작도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.2. The coupling capacitance Cfs between the charge accumulation layer and the substrate 32 in each of the memory cell transistors is smaller than the coupling capacitance Cfs between the charge accumulation layer and the control gate 42. Nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 전압제어수단은 상기 선택된 셀과 상기 NAND셀 블록(Bij)의 타단인 제2노드(N2)사이에 위치되는 메모리셀(또는 복수의 메모리셀)에 제2전압을 인가해주도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The memory device of claim 1, wherein the voltage control means applies a second voltage to a memory cell (or a plurality of memory cells) positioned between the selected cell and the second node N2 that is the other end of the NAND cell block Bij. Nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 전압제어수단은 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)를 순차적으로 선택해서 데이터를 기록하는 경우, 상기 제1노드(N1)로부터 멀리 떨어진 메모리셀로부터 시작되는 배열순서로 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)를 순차적으로 선택하게 되고, 선택된 메모리셀의 제어게이트(42)에 다른 메모리셀이 선택되어 있는 동안 상기 제2전압을 인가해 주도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The method of claim 1, wherein the voltage control unit is far from the first node N1 when sequentially selecting the memory cell transistors Mi included in the specific NAND cell block Bij to write data. The memory cell transistors Mi are sequentially selected in the arrangement order starting from the memory cells, and the second voltage is applied to the control gate 42 of the selected memory cell while another memory cell is selected. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure. 제1항에 있어서, 상기 턴온전압이 상기 제1전압보다 높게 설정된 것을 특징으로 하는 NAND셀구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the turn-on voltage is set higher than the first voltage. 제1항에 있어서, 상기 전하축적층은 부유게이트(38)인 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said charge storage layer is a floating gate (38). 제1항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터소거모드시 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 모든 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 제어게이트(42)에 접속된 상기 워드선에 하이레벨전압을 인가해 줌으로써 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 기록된 데이터를 동시에 소거시키도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.2. The voltage control means according to claim 1, wherein the voltage control means applies a high level voltage to the word lines connected to the control gates 42 of all the memory cell transistors Mi included in the NAND cell block Bij. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the data written to the memory cell transistor Mi is simultaneously erased by applying the same. 제1항에 있어서, 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에는 NAND셀 블록(Bij)의 타단인 제2노드(N2) 와 접지전위사이에 제2선택트랜지스터(QS2)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The method of claim 1, wherein the specific NAND cell block Bij includes a second selection transistor QS2 between a second node N2, which is the other end of the NAND cell block Bij, and a ground potential. Nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure. 제8항에 있어서, 상기 특정 제2선택트랜지스터(QS2)는 데이터기록모드시에 비도통상태로 되는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.9. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure according to claim 8, wherein said specific second select transistor (QS2) is brought into a non-conductive state in a data write mode. 제8항에 있어서, 상기 제2선택트랜지스터(QS2)는 데이터소거모드시에 비도통상태로 됨으로써 상기 NAND셀 블록(Bij)이 접지전위로부터 전기적으로 분리되도록 해 주는 것을 특징으로 하는NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.9. The NAND cell structure of claim 8, wherein the second select transistor QS2 is in a non-conductive state in the data erasing mode, thereby allowing the NAND cell block Bij to be electrically separated from the ground potential. Nonvolatile semiconductor memory device having. 제8항에 있어서, 상기 제2선택트랜지스터(QS2)의 챈널길이는 상기 NAND셀 블록(Bij)을 특정 비트선에 접속해 주는 상기 제1선택트랜지스터(QS1)의 챈널길이보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.9. The channel length of the second select transistor QS2 is smaller than the channel length of the first select transistor QS1 connecting the NAND cell block Bij to a specific bit line. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure. 제1항에 있어서, 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)는 상기 기판(432)에 형성되면서 상기 기판(32)의 도전형과 반대의 도전형 불순물이 소량 도프된 반도체층으로 이루어진 소오스와 드레인을 갖추어 구성되고, 상기 반도체층의 불순물농도는 주변회로에 구성되는 트랜지스터의 소오스와 드레인의 불순물농도보다 낮게 되는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The method of claim 1, wherein each of the memory cell transistors Mi included in the NAND cell block Bij is formed on the substrate 432 and is doped with a small amount of conductive impurities opposite to that of the substrate 32. And a source and a drain formed of a semiconductor layer, wherein an impurity concentration of the semiconductor layer is lower than an impurity concentration of a source and a drain of a transistor configured in a peripheral circuit. 제1항에 있어서, 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)에는 상기기판(32)에 형성되면서 상기 기판(32)과는 반대의 도전형을 갖는 소오스 및 드레인확산층(48,50,52,54,56,58)과, 상기 기판(32)과 상기 전하축적층사이에 형성되면서 부분적으로 얇게 되어 불균일한 두께를 갖는 게이트절연층(40)이 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The source and drain diffusion layers of claim 1, wherein each of the memory cell transistors Mi included in the NAND cell block Bij is formed on the substrate 32 and has a conductivity type opposite to that of the substrate 32. (48,50,52,54,56,58) and a gate insulating layer 40 formed between the substrate 32 and the charge storage layer and partially thinned to have a non-uniform thickness. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure. 제1항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터기록모드시 선택된 메모리셀에 데이터가 기록된 다음 상기 선택된 메모리셀에 인접한 다른 메모리셀을 선택하기 위해 상기 다른 메모리셀의 제어게이트에 인가되는 전압을 저하시키기 이전에 상기 NAND셀 블록(Bij)에 접속된 상기 특정 비트선(BLi)의 전위(Vbit)를 일시적으로 접지전위로 설정해 주도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The voltage control means of claim 1, wherein the voltage control means decreases the voltage applied to the control gate of the other memory cell to select another memory cell adjacent to the selected memory cell after data is written to the selected memory cell in the data write mode. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the potential Vbit of the specific bit line BLi connected to the NAND cell block Bij is temporarily set to a ground potential. 제14항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터소거모드에서 데이터기록모드로의 전환시에 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 각 제어게이트(42)에 인가되는 전위를 일시적으로 접지전위로 저하시키도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.15. The control circuit according to claim 14, wherein the voltage control means is provided to each control gate 42 of each of the memory cell transistors Mi included in the specific NAND cell block Bij when switching from the data erasing mode to the data writing mode. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the applied potential is temporarily lowered to the ground potential. 제1항에 있어서, 상기 제1전압은 정전압이고, 상기 제2전압은 접지전위인 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first voltage is a constant voltage and the second voltage is a ground potential. 반도체기판(32)과, 이 반도체기판(32)상에 설치된 병렬의 복수 비트선(BLi), 이들 비트선(BLi)에 접속되어, 대응하는 비트선(BLi)에 접속된 선택트랜지스터(QS)와, 전하축적층 및 제어게이트(42)를 갖추고서 제1노드와 제2노드사이에 위치됨과 더불어 상기 선택트랜스터(QS)와 제1노드(N1)에 접속된 직렬의 메모리셀 어레이를 각각 갖추고 있는 복수의 NAND셀 블록(Bij) 및 데이터기록모드에서 상기 셀블럭(Bij)을 그에 결합된 특정 비트선에 접속시켜 주기 위해 상기 선택된 셀이 포함된 NAND셀 블록(Bij)의 선택트랜지스터(QS)를 도전상태로 해 주고, 상기 특정비트선(BLi)에 제1전압을 인가해 주면서 상기 선택된 메모리셀과 상기 제1노드(N1)사이에 위치된 메모리셀(또는 복수의 메모리셀)의 각 제어게이트에 "H"레벨전압을 인가해 주고, 상기 선택된 메모리셀로부터 상기 제2노드(N2)에 위치된 메모리셀(또는 복수의 메모리셀)의 각 제어게이트에 "L"레벨의 전압을 인가해 줌으로써, 선택된 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 데이터를 저장시켜 주는 전압제어수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.Selected transistor QS connected to the semiconductor substrate 32, a plurality of parallel bit lines BLi provided on the semiconductor substrate 32, and these bit lines BLi, and connected to the corresponding bit lines BLi. And a memory storage array having a charge storage layer and a control gate 42 positioned between the first node and the second node and connected to the selection transistor QS and the first node N1, respectively. Select transistors QS of the NAND cell block Bij including the selected cell to connect the cell block Bij to a specific bit line coupled thereto in a plurality of NAND cell blocks Bij and a data write mode. Is a conductive state and each of the memory cells (or a plurality of memory cells) located between the selected memory cell and the first node N1 while applying a first voltage to the specific bit line BLi. Apply a HH level voltage to the control gate, and select a phase from the selected memory cell. Voltage control means for storing data in the selected memory cell transistor Mi by applying a voltage of LV level to each control gate of a memory cell (or a plurality of memory cells) located in the second node N2. Nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, characterized in that provided with. 제17항에 있어서, 상기 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)에서의 상기 전하축적층과 상기 기판(32)사이의 결합캐패시턴스(Cfs)가 상기 전하축적층과 상기 제어게이트(42)사이의 결합캐패시턴스(Cfs)보다 작도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The coupling capacitance Cfs between the charge accumulation layer and the substrate 32 in each of the memory cell transistors Mi is the coupling capacitance between the charge accumulation layer and the control gate 42. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, characterized in that it is smaller than Cfs). 제17항에 있어서, 상기 전압제어수단은 상기 특정 NAND셀 블록에 포함된 상기 메모리셀(Mi)를 순차적으로 선택해서 데이터를 기록하는 경우, 상기 제1노드(N1)로부터 멀리 떨어진 메모리셀로부터 시작되는 배치순서로 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)를 순차로 선택해 주고, 선택된 메모리셀에는 다른 메모리셀이 선택되는 동안 그 제어게이트에 "L"레벨전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The method of claim 17, wherein the voltage control means starts from a memory cell far from the first node N1 when sequentially selecting the memory cells Mi included in the specific NAND cell block to write data. The memory cell transistor Mi is sequentially selected in an arrangement order in which the memory cell transistor Mi is sequentially selected, and a low level voltage is applied to the control gate while another memory cell is selected. Volatile Semiconductor Memory. 제17항에 있어서, 상기 턴온전압은 "H"레벨전압보다 높은 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, wherein the turn-on voltage is higher than the HH level voltage. 제17항에 있어서, 상기 전하축적층은 부유게이트(38)인 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, wherein the charge storage layer is a floating gate (38). 제17항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터소거모드에서 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 모든 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 제어게이트(42)에 접속된 상기 워드선에 하이레벨전압을 인가해 줌으로써 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 기록된 데이터를 동시에 소거시키도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The device of claim 17, wherein the voltage control means applies a high level voltage to the word line connected to the control gates 42 of all the memory cell transistors Mi included in the NAND cell block Bij in the data erase mode. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the data written to the memory cell transistor Mi is simultaneously erased by applying the same. 제17항에 있어서, 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에는 상기 NAND셀 블록(Bij)의 타단인 제2노드(N2)와 접지전위사이에 제2선택트랜지스터(QS2)가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The method of claim 17, wherein the specific NAND cell block Bij includes a second selection transistor QS2 between the second node N2, which is the other end of the NAND cell block Bij, and a ground potential. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure. 제23항에 있어서, 상기 제2선택트랜지스터(QS2)는 데이터기록모드에서 비도통상태로 되는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.24. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 23, wherein the second select transistor (QS2) is in a non-conductive state in a data write mode. 제23항에 있어서, 상기 제2선택트랜지스터(QS2)는 데이터소거모드시에 비도통상태로 됨으로써 상기 NAND셀 블록(Bij)이 접지전위로부터 전기적으로 분리되도록 해 주는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.24. The NAND cell structure of claim 23, wherein the second select transistor QS2 is in a non-conductive state in the data erasing mode, thereby allowing the NAND cell block Bij to be electrically separated from the ground potential. Nonvolatile semiconductor memory device having. 제23항에 있어서, 상기 제2선택트랜지스터(QS2)의 챈널길이는 상기 NAND셀 블록(Bij)을 상기 특정비트선에 접속해 주는 상기 제1선택트랜지스터(QS1)의 챈널길이보다 작게 되어 있는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.24. The channel length of the second select transistor QS2 is smaller than the channel length of the first select transistor QS1 connecting the NAND cell block Bij to the specific bit line. Nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, characterized in that. 제17항에 있어서, 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)는 상기 기판(32)에 형성되면서 상기 기판(32)의 도전형과 반대의 도전형 불순물이 소량 도프된 반도체층으로 이루어진 소오스와 드레인을 갖추어 구성되고, 상기 반도체층의 불순물농도는 주변회로에 구성되는 트랜지스터의 소오스와 드레인의 불순물농도보다 낮게 되어 있는 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The method of claim 17, wherein the memory cell transistor Mi included in the NAND cell block Bij is formed on the substrate 32 and is doped with a small amount of conductive impurities opposite to that of the substrate 32. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure comprising a source and a drain formed of a semiconductor layer, wherein an impurity concentration of the semiconductor layer is lower than an impurity concentration of a source and a drain of a transistor included in a peripheral circuit. . 제17항에 있어서, 상기 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)에는 상기 기판(32)에 형성되면서 상기 기판(32)과는 반대 도전형을 갖는 소오스 및 드레인확산층(48,50,52,54,56,112,58)과, 상기 기판(32)과 상기 전하축적층 사이에 형성되면서 부분적으로 얇게 되어 불균일한 두께를 갖는 게이트절연층(40)이 포함된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.The source and drain diffusion layer 48 of claim 17, wherein the memory cell transistor Mi included in the NAND cell block Bij is formed on the substrate 32 and has a conductivity type opposite to that of the substrate 32. NAND, 50, 52, 54, 56, 112, 58, and a gate insulating layer 40 formed between the substrate 32 and the charge storage layer and partially thinned to have a non-uniform thickness. Nonvolatile semiconductor memory device having a cell structure. 제17항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터기록모드에서 선택된 메모리셀에 데이터가 기록된 다음, 상기 선택된 메모리셀에 인접한 다른 메모리셀을 선택하기 위해 다른 메모리셀의 제어게이트에 인가되는 전압을 저하시키기 이전에 상기 NAND셀 블록(Bij)에 접속된 상기 특정 비트선(BLi)의 전위(Vbit)를 일시적으로 접지전위로 저하시키도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The method of claim 17, wherein the voltage control means writes data into the selected memory cell in the data write mode and then lowers the voltage applied to the control gate of the other memory cell to select another memory cell adjacent to the selected memory cell. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the potential Vbit of the specific bit line BLi connected to the NAND cell block Bij is temporarily lowered to a ground potential. 제29항에 있어서, 상기 전압제어수단은 데이터소거모드에서 데이터기록모드로의 전환시에 상기 특정 NAND셀 블록(Bij)에 포함된 상기 각 메모리셀 트랜지스터(Mi)의 각 제어게이트(42)의 전위를 일시적으로 접지전위로 저하시키도록 된 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.30. The control circuit according to claim 29, wherein said voltage control means controls each control gate 42 of each of said memory cell transistors Mi contained in said specific NAND cell block Bij when switching from the data erasing mode to the data writing mode. A nonvolatile semiconductor memory device having a NAND cell structure, wherein the potential is temporarily lowered to the ground potential. 제17항에 있어서, 상기 제1전압은 정전압이고, 상기 제2전압은 접지전위인 것을 특징으로 하는 NAND셀 구조를 갖는 불휘발성 반도체기억장치.18. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, wherein the first voltage is a constant voltage and the second voltage is a ground potential. 반도체기판(32)과 이 반도체기판(32)상에 설치된 병렬의 복수 비트선(BLi), 이들 비트선(BLi)에 교차되도록 상기 반도체기판(32)상에 설치된 병렬의 복수 워드선(WL), 상기 비트선(BLi)과 상기 워드선(WL)의 교차점에 각각 대응되게 설치되어 메모리셀로서의 기능을 수행하면서 NAND셀 구조를 이루는 셀트랜지스터의 직렬회로를 갖는 셀어레이를 포함하고, 전하축적층과 제어게이트층을 갖추어 상기 전하축적층과 기판(32)측사이에서 전하의 터널효과에 의해 데이터가 기록되는 복수의 메모리셀 트랜지스터(Mi), 게이트절연층을 갖추고서 상기 셀어레이의 일단에서 대응하는 비트선(BLi)을 선택적으로 접속해 주는 선택트랜지스터(QS)로서 기능하는 전계효과 트랜지스터(46), 상기 특정 메모리셀 트랜지스터가 대응하는 비트선(BLi)에 접속된 노드로 부터 멀리 떨어진 상기 특정 메모리셀 트랜지스터에서 시작되는 배치순서로 상기 메모리셀 트랜지스터(Mi)를 순차적으로 활성화시킴으로써 상기 셀어레이에서의 메모리셀 트랜지스터(Mi)에 대해 데이터기록동작을 수행하기 위한 전압제어수단을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.A plurality of parallel bit lines BLi provided on the semiconductor substrate 32 and the semiconductor substrate 32, and a plurality of parallel word lines WL provided on the semiconductor substrate 32 so as to intersect the bit lines BLi. And a cell array having a series circuit of cell transistors formed corresponding to intersections of the bit line BLi and the word line WL, respectively, and functioning as a memory cell, forming a NAND cell structure. And a control gate layer, a plurality of memory cell transistors (Mi) and a gate insulating layer in which data is written by the tunneling effect of charge between the charge accumulation layer and the substrate 32 side, and corresponding to one end of the cell array. A field effect transistor 46 functioning as a selection transistor QS for selectively connecting the bit line BLi to be connected, and the specific memory cell transistor is far from a node connected to the corresponding bit line BLi. And a voltage control means for performing a data write operation for the memory cell transistor Mi in the cell array by sequentially activating the memory cell transistor Mi in an arrangement order starting from a specific memory cell transistor. Programmable read-only semiconductor memory, characterized in that. 제32항에 있어서, 상기 전압제어수단은, 상기 비트선(BLi)과 상기 워드선(WL) 및 상기 선택트랜지스터(QS)의 게이트에 접속되어, 데이터기록모드에서 상기 셀어레이의 상기 메모리셀(Mi)로 부터 소정의 셀이 선택된 경우 상기 셀어레이를 그에 결합된 특정 비트선(BLi)과 접속되도록 상기 선택트랜지스터(QS)가 도통상태로 되기에 충분히 높은 "H"레벨을 상기 선택트랜지스터(QS)의 게이트에 공급해 주고, 상기 특정비트선(BLi)에 "H"또는 "L"레벨 전압을 인가해 주며, 먼저 상기 메모리셀(Mi)에서의 특정 비트선(BLi)으로부터 가장 멀리 위치한 특정 메모리셀에 접속된 워드선에 "L"레벨전압을 인가해 주고, 상기 셀어레이의 잔영 메모리셀에 접속된 워드선(WL)에 "H"레벨전압을 인가해 줌으로써, 특정 메모리셀에서 데이터기록 동작이 수행되도록 해주는 디코더회로수단(120)으로 구성된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.33. The memory cell of claim 32, wherein the voltage control means is connected to gates of the bit line BLi, the word line WL, and the selection transistor QS, and the memory cell of the cell array in the data write mode. If a predetermined cell is selected from Mi, the select transistor QS is set to have a high HH level high enough to bring the selection transistor QS into a conductive state so that the cell array is connected to a specific bit line BLi coupled thereto. Is supplied to the gate of the circuit board, and the HV or LV level voltage is applied to the specific bit line BLi, and the first memory is located farthest from the specific bit line BLi in the memory cell Mi. By applying the low level voltage to the word line connected to the cell and applying the low level voltage to the word line WL connected to the remaining memory cell of the cell array, a data write operation is performed in a specific memory cell. To allow this to be done Programmable read only semiconductor memory device according to claim consisting of the coder circuit means (120). 제33항에 있어서, 상기 디코더회로(120)는 상기 특정 메모리셀에 데이터가 기록된 다음 그 특정 메모리셀에 인접한 다른 메모리셀을 후속 선택하기 위해 상기 특정 메모리셀에 접속된 상기 워드선(WL)이 "L"레벨전압으로 계속적으로 유지되는 동안 상기 다른 메모리셀에 접속된 다른 워드선에 "L"레벨을 인가해 주도록 된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.34. The word line WL of claim 33, wherein the decoder circuit 120 is connected to the particular memory cell to subsequently select another memory cell adjacent to the particular memory cell after data has been written to the particular memory cell. A programmable read only semiconductor memory device, characterized in that a low L level is applied to another word line connected to said other memory cell while being maintained at this low L level voltage. 제32항에 있어서, 게이트층을 갖추고서, 상기 셀어레이의 타단을 접지전위에 전기적으로 접속시켜 주는 제2선택트랜지스터로서 기능하는 전계효과 트랜지스터(110)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.33. The programmable readout device of claim 32, further comprising a field effect transistor 110 having a gate layer, the field effect transistor 110 functioning as a second select transistor for electrically connecting the other end of the cell array to a ground potential. Semiconductor memory device. 제32항에 있어서, 상기 디코더회로수단(120)은 상기 셀어레이의 메모리셀(Mi)의 제어게이트(42)와 후속의 부디코디회로(Di)에 각각 접속되는 출력을 갖추고 있는 다수의 부디코디회로(Di)로 구성되고, 상기 다수의 부디코디회로(Di)는 상기 선택된 메모리셀을 지정해 주기 위해 최초로 입력어드레스를 인가받는 부디코더회로와, 상기 선택된 메모리셀에 접속되어 상기 선택된 메모리셀의 제어게이트에 "L"레벨의 출력전압을 공급해 주기 위한 부디코더회로를 포함하고서, 상기 출력전압을 상기 선택된 메모리셀(Mi)의 소오스측에 배치된 다른 메모리셀(Mi)에 순차로 전송해 주도록 된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.33. The apparatus according to claim 32, wherein said decoder circuit means (120) has a plurality of subcoders each having an output connected to a control gate (42) of a memory cell (Mi) of said cell array and a subsequent subdivision circuit (Di). A plurality of sub-decoder circuits (Di), the plurality of sub-decoder circuits (Di) configured to receive an input address first to designate the selected memory cell, and to control the selected memory cell connected to the selected memory cell. And a sub-decoder circuit for supplying the output voltage of the L level to the gate, and sequentially transmitting the output voltage to another memory cell Mi disposed on the source side of the selected memory cell Mi. Programmable read-only semiconductor memory, characterized in that. 제32항에 있어서, 상기 입력데이터를 일시적으로 저장해 주기 위해 상기 메모리셀의 입력데이터를 인가받는 메모리수단(100)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.33. The programmable read memory device of claim 32, further comprising memory means (100) for receiving input data of the memory cell to temporarily store the input data. 제37항에 있어서, 상기 메모리수단은 스태틱(static) RAM인 것을 특징으로 하는 프로그래머블 독출전용 반도체기억장치.38. The programmable read only semiconductor memory according to claim 37, wherein said memory means is a static RAM.
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