KR950010593Y1 - A nonvolatile semiconductor memory device having a misswrite preventing function - Google Patents

A nonvolatile semiconductor memory device having a misswrite preventing function Download PDF

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KR950010593Y1
KR950010593Y1 KR2019950028266U KR19950028266U KR950010593Y1 KR 950010593 Y1 KR950010593 Y1 KR 950010593Y1 KR 2019950028266 U KR2019950028266 U KR 2019950028266U KR 19950028266 U KR19950028266 U KR 19950028266U KR 950010593 Y1 KR950010593 Y1 KR 950010593Y1
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floating gate
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KR2019950028266U
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마사미치 아사노
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가부시키가이샤 도시바
아오이 죠이치
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Abstract

내용 없음.No content.

Description

오기록 방지기능을 갖춘 불휘발성 반도체기억장치Nonvolatile Semiconductor Memory with False Recording Protection

제1도는 본 고안의 제1실시예에 따른 회로도.1 is a circuit diagram according to a first embodiment of the present invention.

제2도는 실제 패턴에 따른 회로도.2 is a circuit diagram according to an actual pattern.

제3도는 제2도의 패턴을 나타낸 평면도, 그리고 B-B선 및 A-A선의 단면도.3 is a plan view showing the pattern of FIG. 2 and a cross-sectional view taken along lines B-B and A-A.

제4도는 본 고안의 제2실시예의 실제 패턴에 따른 회로도.4 is a circuit diagram according to the actual pattern of the second embodiment of the present invention.

제5도는 제4도에 나타낸 회로도의 평면도, 그리고 B-B선 및 C-C선의 단면도.5 is a plan view of the circuit diagram shown in FIG. 4, and a sectional view taken along lines B-B and C-C.

제6도는 본 고안의 제3실시예의 실제 패턴에 따른 회로도.6 is a circuit diagram according to the actual pattern of the third embodiment of the present invention.

제7도는 종래예의 일부를 나타낸 평면도, 그리고 B-B선 및 A-A선의 단면도.7 is a plan view showing a part of a conventional example, and sectional views taken along lines B-B and A-A.

제8도 및 제9도는 그 등가회로도 및 용량계통의 등가회로도.8 and 9 are equivalent circuit diagrams and equivalent circuit diagrams of a capacitive system.

제10도는 종래 메모리셀 어레이의 일부를 나타낸 회로도.10 is a circuit diagram showing a part of a conventional memory cell array.

제11도는 종래 메모리의 회로도.11 is a circuit diagram of a conventional memory.

제12도는 종래 메모리셀의 평면도, 그리고 B-B선 및 C-C선의 단면도이다.12 is a plan view of a conventional memory cell and cross-sectional views of lines B-B and C-C.

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

11 : 부유게이트 13 : 제어게이트11: floating gate 13: control gate

15 : 소오스 16 : 드레인15 source 16: drain

30 : 부유게이트 트랜지스터 31-1∼31-k : 블록30: floating gate transistor 31-1 to 31-k: block

42-1∼42-k : 블록선택 트랜지스터42-1 to 42-k: block select transistor

44-1∼44-k : 소거용 디코더(소거신호인가수단)44-1 to 44-k: Decoder decoder (erase signal applying means)

45-1∼45-k : 블록선택디코더 DL1∼DLn : 데이터선45-1 to 45-k: Block select decoder DL1 to DLn: Data line

[산업상의 이용분야][Industrial use]

본 고안은 전기적으로 데이터의 소거가 가능한 불휘발성 반도체기억장치에 관한 것으로, 특히 비선택셀에 전압스트레스가 인가된 시간을 단축함으로써 비선택셀에 오동작이 발생되지 않도록 된 오기록 방지기능을 갖춘 불휘발성 반도체기억장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically erasing data. In particular, the present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a write error prevention function that prevents malfunction of an unselected cell by shortening the time that a voltage stress is applied to the unselected cell. A volatile semiconductor memory device.

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

전기적으로 기억데이터를 소거함과 더불어 재기록이 가능한 EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)은 자외선소거형의 EPROM에 비해 보드상에 조립된 상태에서 전기신호에 의해 데이터소거가 가능하여 사용하기 쉽기 때문에 제어용이나 IC카드(메모리카드)용 등에 수요가 급증하고 있다. 특히 EEPROM의 대용량화를 실현하기 위해 제7a 내지 c도에 나타낸 바와 같은 메모리셀이 이용된다.The EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), which can erase the stored data electrically and rewrite, is easy to use because it can be erased by electric signal while assembled on the board, compared to the UV erasure type EPROM. The demand for IC cards (memory cards) is increasing rapidly. In particular, memory cells as shown in Figs. 7A to C are used to realize the large capacity of the EEPROM.

여기서 제7a도는 패턴평면도, 제7b는 a도에 도시된 B-B선의 단면도, 제7c는 a도에 도시된 C-C선의 단면도이다.FIG. 7A is a pattern plan view, FIG. 7B is a cross sectional view taken along the line B-B shown in FIG. A, and FIG.

여기서, 도면중 참조부호 11은 제1층째의 다결정실리콘층으로 구성된 부유게이트, 12는 제2층째의 다력정실리콘층으로 구성된 소거게이트, 13은 제3층째의 다결정실리콘층으로 구성된 제어게이트로서, 상기 제어게이트(13)는 메모리셀의 워드선으로도 사용된다.In the drawing, reference numeral 11 denotes a floating gate composed of a polysilicon layer of a first layer, 12 an erase gate composed of a polysilicon layer of a second layer, and 13 a control gate composed of a polycrystalline silicon layer of a third layer. The control gate 13 is also used as a word line of a memory cell.

또, 참조부호 14는 P형 기판이고, 15 및 16은 상기 기판(14)상에 형성된 N+형 확산층으로 이루어진 소오스 및 드레인, 17은 콘택트홀, 18은 상기 콘택트홀(17)을 매개로 상기 드레인(16)과 접속되는 알루미늄층으로 이루어진 데이터선이다. 또, 참조부호 19는 부유게이트 트랜지스터부의 게이트절연막으로서 막두께는 300Å이고, 참조부호 20은 부유게이트(11)와 소거게이트(12)간에 설치된 게이트절염막으로 두께는 350Å이며, 참조부호 21은 부유게이트(11)와 제어게이트(13)간에 설치된 게이트절연막으로 O-N-O구조(Oxide-Nitride-Oxide)의 3층구조막으로 구성되어 있다. 또, 참조부호 22는 소거게이트(12)와 제어게이트(13)간에 설치된 게이트절연막으로 이것 역시 O-N-O구조로 되어 있고, 참조부호 23은 제3층째의 다결정실리콘층(13)을 게이트전극으로 하는 선택트랜지스터부위의 게이트절연막이며, 24는 필드절연막, 25는 층간절연막이다.Further, reference numeral 14 denotes a P-type substrate, 15 and 16 are sources and drains formed of an N + type diffusion layer formed on the substrate 14, 17 is a contact hole, and 18 is the medium via the contact hole 17. It is a data line made of an aluminum layer connected to the drain 16. Reference numeral 19 is a gate insulating film of 300 kV as the gate insulating film of the floating gate transistor portion, reference numeral 20 is a gate insulating film provided between the floating gate 11 and the erasing gate 12, and has a thickness of 350 kPa. The gate insulating film provided between the gate 11 and the control gate 13 is composed of a three-layer structure film of ONO structure (Oxide-Nitride-Oxide). Reference numeral 22 denotes a gate insulating film provided between the erase gate 12 and the control gate 13, which also has an ONO structure, and reference numeral 23 selects the third polycrystalline silicon layer 13 as a gate electrode. 24 is a field insulating film and 25 is an interlayer insulating film.

한편, 상기 제7a 내지 c도에 나타낸 메모리셀의 등가회로를 제8도에 나타내고, 용량계통의 등가회로를 제9도에 나타낸다.On the other hand, the equivalent circuit of the memory cells shown in Figs. 7A to 7C is shown in Fig. 8, and the equivalent circuit of the capacitance system is shown in Fig. 9.

제8도에 있어서, VD는 드레인전위, VS는 소오스전위, VFG는 부유게이트전위, VEG는 소거게이트 전위, VCG는 제어게이트 전위이다. 또, 제9도에 있어서, CFC는 부유게이트(11)와 제어게이트(13)간의 용량, CFE는 부유게이트(11)와 소거게이트(12)간의 용량, CFD는 부유게이트(11)와 드레인(16)간의 용량, CFS는 부유게이트(11)에서 본 그외의 용량이다.In FIG. 8, VD is a drain potential, VS is a source potential, V FG is a floating gate potential, V EG is an erase gate potential, and V CG is a control gate potential. In FIG. 9, C FC is the capacitance between the floating gate 11 and the control gate 13, C FE is the capacitance between the floating gate 11 and the erase gate 12, C FD is the floating gate 11 The capacitance between the drain and the drain 16, C FS, is the other capacitance seen from the floating gate 11.

이 용량계통에 있어서, 전체용량에 축적되는 전하량의 초기치 Q(I)는 다음 식으로 주어진다.In this capacity system, the initial value Q (I) of the charge amount accumulated in the total capacity is given by the following equation.

Q(I)=(VFG-VCG)ㆍCFC+(VFG-VEG)ㆍ/CFE Q (I) = (V FG -V CG ), C FC + (V FG -V EG ), / C FE

+(VFG-VD)ㆍCFD+(VFTG-VS)ㆍCFS…(1)+ (V FG -V D ) · C FD + (V FTG -V S ) · C FS . (One)

또, 전체용량의 총합을 CT로 하면, CT는 다음식으로 주어진다.If the total of the total doses is CT, CT is given by the following equation.

CT=CFC+CFE+CFD+CFS…(2)C T = C FC + C FE + C FD + C FS . (2)

따라서, 부유게이트에 인가되는 전압(VFG)은 다음식으로 주어진다.Therefore, the voltage VFG applied to the floating gate is given by the following equation.

VFC={(VCGㆍCFC+VEGㆍCFE+VDㆍCFD)V FC = {(V CG ㆍ C FC + V EG ㆍ C FE + V D ㆍ C FD )

+VSㆍCFS)/CT}+{Q(I/CT}…(3)+ V S .C FS ) / C T } + {Q (I / C T }… (3)

여기서, Q(I)/CT=VFG(I), VS=OV를 대입하면, 상기 (3)식은 다음과 같이 된다.Here, if Q (I) / C T = V FG (I) and V S = O V are substituted, Equation (3) is as follows.

VFG={(VCGㆍCFC+VEGㆍCFE+VDㆍCFD)/CT}+VFG(I)…(4)V FG = {(V CG C FC + V EG C FE + V D C FD ) / C T } + V FG (I). (4)

상기와 같은 메모리셀은 실제의 메모리셀에 있어서는 매트릭스상으로 대치된다.The memory cells as described above are replaced by a matrix in the actual memory cells.

여기서는 설명을 간단히 하기 위해 제10도에 나타낸 바와 같은 4개의 메모리셀(M1∼M4)을 갖춘 4비트의 메모리셀 어레이를 고려하는 바, 이들 4개의 메모리셀(M1∼M4)의 드레인(16)은 2개의 데이터선(DL1, DL2)중 어느 하나에 접속되고, 제어게이트(13)는 두개의 워드선(WL1, WL2)중 어느 하나에 접속되며, 소거게이트(12)는 소거선(EL)에 공통으로 접속되고, 소오스(15)에는 기준전압(예컨대, OV)이 인가된다.For simplicity, a four-bit memory cell array having four memory cells M1 to M4 as shown in FIG. 10 is considered. The drain 16 of these four memory cells M1 to M4 is considered. Is connected to any one of the two data lines DL1 and DL2, the control gate 13 is connected to any one of the two word lines WL1 and WL2, and the erase gate 12 is the erase line EL. Are commonly connected to, and a reference voltage (for example, O V ) is applied to the source 15.

이와 같은 구성된 메모리셀 어레이에 있어서, 데이터의 소거는 모든 메모리셀(M1∼M4)에 대해 일괄적으로 수행된다. 즉, 각 메모리셀의 소오스전위(VS)와 드레인전위(VD) 및 제어게이트전위(VCG)를 각각 OV(즉, 데이터선DL1, DL2), 워드선(WL1, WL2)을 OV로 하고, 소거게이트전위(VEG)를 고전위(예컨대 +2OV)로 한다. 이때, 하울러ㆍ노드하임의 터널효과에 의해 부유게이트(11)중의 전자가 전계방출에 의해 소거게이트(12)로 향해 방출되어 부유게이트(11)가 정전위로 대전된다.In the memory cell array configured as described above, data erasing is collectively performed for all the memory cells M1 to M4. That is, the source potential V S , the drain potential V D , and the control gate potential V CG of each memory cell are set to O V (that is, data lines DL1 and DL2) and word lines WL1 and WL2, respectively. It is set to V , and the erase gate potential (V EG ) is set to a high potential (for example, + 2O V ). At this time, the electrons in the floating gate 11 are discharged toward the erasing gate 12 by the field emission due to the tunnel effect of the Howler nodeheim, and the floating gate 11 is charged to the electrostatic potential.

여기서, 부유게이트(11)내의 전위(VFG(I))가 예컨대 +3V로 되는 것으로 하면, (부유게이트 트랜지스터의 임계치(VTH)를 1v로 한다) 부유게이트(11) 아래에는 안전층이 생겨 메모리셀(M1∼M4) 임계치전압이 저하되는데, 이 상태를 데이터 "1"이 메모리되어 있는 것으로 한다.If the potential V FG (I) in the floating gate 11 is set to + 3V, for example (the threshold value V TH of the floating gate transistor is 1v), a safety layer is provided below the floating gate 11. The threshold voltage of the memory cells M1 to M4 decreases, and this state is assumed to be stored in the data "1".

다음에, 메모리셀 어레이중 1개의 메모리셀, 예컨대 M1을 선택하고 여기에 데이터를 기록하는 경우를 생각한다. 선택셀(M1)에 데이타를 기록할 경우 메모리셀의 제어게이트전위(VCG; 워드선(WL1))의 전위)를 고전위, 예컨대 +12.5V로 설정하고, 드레인전위(VD; 데이터선(DL1)의 전위)를 고전위, 예컨대 +1OV로 설정하며, 소오스전압(VS)과 데어터선(DL2)의 전위 및 워드선(WL2)의 전위를 OV로 각각 설정한다. 또, 소거게이트전위(VFG)는 예컨대 +5V로 한다. 이에 따라 선택셀(M1)에서는 부유게이트(11)의 전위가 상승되어 기록이 쉽게 이루어지게 된다. 그리고, 선택셀(M1)의 드레인(16) 근방에서 핫일렉트론효과가 야기되고, 임펙트ㆍ아이오네이제이숀에 의해 발생된 전자가 부유게이트(11)중에 주입됨으로써 부유게이트(11)는 부(負)로 대전되며, 부유게이트(11)내의 전위(VFG(I))가 예컨대 -3V로 되는 것으로 한다.Next, a case of selecting one memory cell, for example M1, from among a memory cell array and writing data therein is considered. When data is written to the selected cell M1, the control gate potential (V CG ; potential of the word line WL1) of the memory cell is set to a high potential, for example, +12.5 V, and the drain potential V D ; (Potential of DL1) is set to a high potential, for example, +10 V , and the potential of the source voltage V S and the data line DL2 and the potential of the word line WL2 are set to O V , respectively. In addition, the erase gate potential V FG is set to + 5V, for example. As a result, in the selection cell M1, the potential of the floating gate 11 is raised to facilitate recording. Then, a hot electron effect is caused in the vicinity of the drain 16 of the selection cell M1, and electrons generated by the impact ionization are injected into the floating gate 11 so that the floating gate 11 is negative. It is assumed that the potential V FG (I) in the floating gate 11 is, for example, -3V.

이와 같은 상태에서는 메모리셀(M1)의 임계치전압이 높아지게 되고, 이 상태를 데이터 "0"이 메모리되어 있는 것으로 한다. 또, 상기 경우에서는 비선택셀(M2∼M4)에서는 핫일렉트론효과가 야기되지 않는다.In such a state, the threshold voltage of the memory cell M1 becomes high, and this state is assumed to store data "0". In this case, the hot electron effect is not caused in the non-selected cells M2 to M4.

다음에, 상기 데이터기록시에 있어서, 비선택셀(M2∼M4)에 인가되는 전압스트레스에 대해 고려한다. 기록시에 있어서 상기 (4) 식의 VEGㆍVEF및 VDㆍCFD는 VCGㆍCFC와 비교해서 충분히 작기 때문에 기록시에 있어서 (4)식은 다음과 같이 된다.Next, in the data writing, the voltage stress applied to the unselected cells M2 to M4 is considered. At the time of recording, V EG. V EF and V D. C FD of the above formula (4) are sufficiently small compared with V CG .C FC .

VFG=(CFC/CT)VCG+VFG(I)…(5)V FG = (C FC / C T ) V CG + V FG (I)... (5)

여기서, 용량비(CFC/CT)를, 예컨대 0.6으로 하고, "1"의 셀의 VFG(I)=+3V, "0"의 셀의 VFG(I)=-3V로 한다. 또, 선택셀(M1)과 동일 워드선(WL1)상에 소정 비선택셀(M2)의 데이터가 "1"인 경우를 고려한다.Here, the capacity ratio (FC C / C T), for example 0.6, and in the "1" cell, V FG (I) = + 3V , the "0" cell V FG (I) = - and to 3V. Further, the case where the data of the predetermined non-selected cell M2 is "1" on the same word line WL1 as the selected cell M1 is considered.

여기서 M2의 제어게이트전위(VCG)는 12.5V이기 때문에, 부유게이트전위(VFG)는 상기(5)식에 의해 10.5V로 된다. 따라서 소거게이트전위(VEG)는 5V이기 때문에 부유게이트(11)에서 본 소거게이트(12)의 전위는 -5.5V로 되어 있다.Since the control gate potential V CG of M2 is 12.5 V, the floating gate potential V FG becomes 10.5 V by the above equation (5). Therefore, since the erase gate potential V EG is 5V, the potential of the erase gate 12 seen from the floating gate 11 is -5.5V.

이와 같이, 소거게이트(12)에 5V를 인가함으로써 선택셀(M1)과 동일 워드선(WL1)상에 소정 비선택셀(M2)의 부유게이트(11)의 소거게이트(12)에 대한 전계가 완화된다. 따라서, 오기록에 의한 오동작을 방지할 수 있게 되어 신뢰성이 향상된다. 한편, 드레인(16)과 부유게이트(11)간에 인가되는 전압스트레스는 메모리셀의 데이터가 "1" 또는 "0"의 인가에 따라 크게 달리 된다. 여기서 제10도 중의 4개의 메모리셀(M1∼M4)에 인가되는 드레인(16)의 부유게이트(11)에 대한 전압스트레스를 표 1에 나타낸다.In this way, by applying 5 V to the erase gate 12, the electric field of the floating gate 11 of the floating gate 11 of the predetermined non-selected cell M2 on the same word line WL1 as the selected cell M1 is reduced. Is relaxed. Therefore, it is possible to prevent the malfunction caused by the miswriting and the reliability is improved. On the other hand, the voltage stress applied between the drain 16 and the floating gate 11 varies greatly depending on whether the data of the memory cell is applied to "1" or "0". Here, Table 1 shows the voltage stress of the floating gate 11 of the drain 16 applied to the four memory cells M1 to M4 in FIG.

[표 1]TABLE 1

제10도에 있어서, 비선택셀(M2∼M4)의 부유게이트에 대한 전압스트레스가 최대로 되는 것은 선택셀(M1)의 워드선(WM1)과 다른 워드선(WL2)에 제어게이트가 접속되어 있는 비선택메모리셀(M3)에서 데이터가 "0"인 경우이다. 즉, 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 비선택셀(M3)에서는 부유게이트(11)와 드레인(16)간에 +13.0V의 전압이 인가되고, 부유게이트(11)중의 전자가 드레인(16)에 쉽게 방출되는 경우 오소거가 발생된다.In Fig. 10, the maximum voltage stress of the floating gates of the unselected cells M2 to M4 is that the control gate is connected to a word line WL2 that is different from the word line WM1 of the selected cell M1. The data is " 0 " in the non-selected memory cell M3. That is, as can be seen from Table 1, in the unselected cell M3, a voltage of +13.0 V is applied between the floating gate 11 and the drain 16, and electrons in the floating gate 11 are applied to the drain 16. If it is easily released, an erasure will occur.

다음에 엄밀한 조건은 메모리셀(M2)의 데이터가 "1"인 경우인 바, 이 상태에서는 전자가 부유게이트(11)중에 주입되어 오기록이 발생될 가능성이 있다.Next, the strict conditions are the case where the data of the memory cell M2 is "1". In this state, electrons are injected into the floating gate 11, and there is a possibility that miswriting occurs.

제11도는 상기 메모리셀을 사용한 메모리의 종래 구성을 나타낸 회로도로서, 도면중 메모리셀 어레이(31)중 각각의 셀(30)의 드레인(16)은 n개의 데이터선(DL1∼DLn)중 어느 하나에 접속되고 제어게이트(13)는 m개의 워드선(WL1∼WLm)중 어느 하나에 접속되어 있다. 또, 메모리셀(30,30---)의 소거게이트(12)는 소거선(EL)에 공통으로 접속되고, 소오스(15)에는 기준전압, 예컨대 OV가 인가된다.FIG. 11 is a circuit diagram showing a conventional configuration of a memory using the memory cell, wherein the drain 16 of each cell 30 in the memory cell array 31 in the drawing is any one of n data lines DL1 to DLn. The control gate 13 is connected to any one of the m word lines WL1 to WLm. The erase gates 12 of the memory cells 30, 30 --- are commonly connected to the erase line EL, and a reference voltage, for example, O V, is applied to the source 15.

메모리셀 어레이(31)중의 모든 메모리셀(30)의 소거게이트(12)는 공통으로 되어 있기 때문에 데이터기록의 경우에는 모든 메모리셀(30)의 소거게이트에 동시에 VEG가 인가되는 것으로 된다. 또, 제11도에 있어서 참조부호 32는 행디코더, 33은 열디코더, 34-1∼34-n은 열선택트랜지스터, 35는 버스선, 36은 데이터입력회고, 37은 감지증폭회로, 38은 데이터풀력회로, 39는 소거용 승압회로, 41은 어드레스버퍼이다.Since the erase gates 12 of all the memory cells 30 in the memory cell array 31 are common, in the case of data writing, V EG is simultaneously applied to the erase gates of all the memory cells 30. In Fig. 11, reference numeral 32 denotes a row decoder, 33 denotes a column decoder, 34-1 to 34-n denotes a column select transistor, 35 denotes a bus line, 36 denotes data input, 37 denotes an amplifying circuit, and 38 denotes 39 is an erase booster circuit, and 41 is an address buffer.

여기서 1셀(1비트)당의 데이터기록시간을 t로 하고, 순차 전체비트에 대한 기록의 경우를 고려한다. 비선택상태의 메모리셀(표1의 M3)에 있어서, 제어게이트(13)가 OV, 드레인(16)이 1OV로 되는 스트레스시간, 즉 상기 표 1에서 설명한 오소거상태의 스트레스시간은 1비트당(1개의 셀에 대해) 최대로 (m-1)×t로 된다. 또, 표 1의 메모리셀(M2)의 제어게이트(13)의 12.5V, 드레인(16)이 OV, 즉 상기 표 1의 오기록상태의 스트레스시간은 1비트당 최대로 (n-1)×t로 된다. 여기서, m은 상기한 바와 같이 행선수(行線數), n은 열선수(列線數)이다.Here, let t be the data write time per cell (1 bit), and consider the case of writing for all the sequential bits. In the non-selected memory cell (M3 in Table 1), the stress time at which the control gate 13 becomes OV and the drain 16 is 1OV, that is, the stress time in the erased state described in Table 1 above per bit (M-1) x t at maximum (per one cell). In addition, 12.5V of the control gate 13 and the drain 16 of the control gate 13 of the memory cell M2 of Table 1 are OV, that is, the stress time in the false recording state of Table 1 is at most (n-1) × per bit. it becomes t. Here, m is a runner as described above, and n is a runner.

예컨대, 1M비트의 메모리(128K워드×8비트)인 경우, n=128, m=1024로 된다. 그리고 1비트의 기록시간을 1㎳로 하면, 오소거의 우려가 있는 상태의 스트레스시간은,For example, in the case of a memory of 1M bits (128K words x 8 bits), n = 128 and m = 1024. If the recording time of one bit is set to 1 ms, the stress time in a state where there is a risk of erasing,

1㎳×(1024-1) =1.023S …… (a)1 ms × (1024-1) = 1.023 S... … (a)

로 된다. 또, 오기록의 우려가 있는 스트레스시간은,It becomes In addition, the stress time that there is a possibility of misrecording,

1㎳×127 = 127㎳1㎳ × 127 = 127㎳

로 된다. 여기서 상기 부유게이트(11)의 절연막의 두께가 300Å인 것으로 고려하고, 또 오소거와 오기록이 일어날 수 있는 확률이 스트레스시간에 비례하는 것을 고려하면, 신뢰성에 대해서는 문제없는 수준으로 된다.It becomes In this case, considering that the thickness of the insulating film of the floating gate 11 is 300 것을, and considering that the probability that the erase and miswriting can occur is proportional to the stress time, the level of reliability is satisfactory.

제12a 내지 c도에는 제2종래예로서의 소거게이트를 갖추지 않은 EEPROM을 나타내고 있다. 여기서, 제7a 내지 c도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.12A to C show an EEPROM having no erase gate as the second conventional example. Here, the same reference numerals are attached to the same parts as those in FIGS. 7a to c, and detailed description thereof will be omitted.

제7a 내지 c도의 EEPROM셀과 다른 점은 소거게이트가 없는 것 외에, 제어게이트(13)를 게이트로 하는 선택트랜지스터가 없고, 부유게이트(11)에 직접소오스(15) 및 드레인(16)이 접하고 있다는 점에 있으며, 또 부유게이트절연막(19)은 약 100Å으로 얇게 되어 있다.The difference from the EEPROM cells of FIGS. 7A to C is that there is no erase gate, there is no selection transistor having the control gate 13 as a gate, and the floating gate 11 is in direct contact with the source 15 and the drain 16. In addition, the floating gate insulating film 19 is thinned to about 100 mW.

다음에 제12a 내지 c도의 동작원리를 설명한다.Next, the operation principle of FIGS. 12A to C will be described.

소거시에는 소오스(15)에 소거전압 1OV를 인가하고, 드레인(16)을 플로우팅, 제어게이트(13)를 OV로 한다. 이에 따라 얇은 부유게이트절연막(19)을 매개로 부유게이트(11)와 소오스(15)간에 고전압이 인가됨에 따라, 하울러ㆍ노드하임의 터널효과에 의해 부유게이트(11)주의 전자가 소오스(15)를 향해 방출되어 소거가 수행된다.At the time of erasing, the erasing voltage 1OV is applied to the source 15, the drain 16 is floating and the control gate 13 is OV. Accordingly, as a high voltage is applied between the floating gate 11 and the source 15 through the thin floating gate insulating film 19, electrons of the floating gate 11 are attracted to the source 15 due to the tunnel effect of the Howler nodeheim. Is released toward < RTI ID = 0.0 >

그리고, 기록시에는 드레인(16)을 약 6V, 소오스를 OV, 제어게이트(13)를 12V로 함에 따라, 드레인(16)의 근방에서 발생된 핫일렉트론이 부유게이트(11)에 주입되어 기록이 수행된다.At the time of writing, the drain 16 is about 6V, the source is OV, and the control gate 13 is 12V. Thus, hot electrons generated in the vicinity of the drain 16 are injected into the floating gate 11 to record. Is performed.

또, 독출시에는 드레인(16)을 1V, 소오스(15)를 OV, 제어게이트(13)를 5V로 함에 따라 부유게이트(11)중의 전자의 유무에 의해 데이터 "1" 또는 "1"이 독출된다.In addition, when reading the drain 16, the source 15 is set to OV, and the control gate 13 is set at 5V, data "1" or "1" is read out depending on the presence or absence of electrons in the floating gate 11. do.

이 메모리셀을 이용해서 어레이를 구성할 경우, 교체하여 이용하면서 소거선(EL)을 모든 메로미셀의 공통소오스(VS)에 접속하면 된다. 이에 따라, 모든 메모리셀에 대해 일괄소거가 수행된다.When the array is formed using this memory cell, the erase line EL may be connected to the common source V S of all the melomicells while being replaced. Accordingly, batch erasing is performed for all memory cells.

상기한 바와 같이 제1종래기술에서는 메모리셀을 일괄소거함으로써 모든 메모리셀의 스트레스상태가 크리어되어 기록과 소거(이하, 이를 W/E로 칭함)의 반복을 예컨대 104회 수행하여도 스트레스가 누적되는 것 없이 하등문제가 야기되지 않게 된다. 그런데, 일괄소거에서는 소거되지 않아야 할 메모리셀까지 소거되어 버리기 때문에 사용하기 어렵다.The first prior art as described above technique, by chip erase of the memory cell is the stress state of all memory cells Cree record and erase (hereinafter referred to it as a W / E) repeating example 10 4 times carried out also stress the accumulation of Without it, no problems are caused. However, in batch erasing, it is difficult to use because the memory cells that are not to be erased are erased.

또, 응용면에서 제약이 발생된다는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 메모리셀영역을 복수의 소영역(이하, 이를 블록으로 칭함)으로 분할하고 이 블록단위로 소거(이하, 이를 블록소거로 칭함)하면 되는데, 구체적으로 예컨대, 워드선 2개마다 그들의 워드선에 접속된 메모리셀의 소거게이트를 공통으로 접속한다. 그리고 소거시 이 공통화된 소거선중 하나에 소거용 디코더(도시되지 않았음)에 의해 선택적으로 소거전압(VEG)=2OV를 인가하면 된다.In addition, there is a problem that restrictions occur in terms of application. In order to solve this problem, the memory cell area may be divided into a plurality of small areas (hereinafter, referred to as blocks) and erased by this block unit (hereinafter, referred to as block erasure). Specifically, for example, two word lines may be used. The erase gates of the memory cells connected to their word lines are commonly connected to each other. During erasing, an erase voltage V EG = 2OV may be selectively applied to one of the common erase lines by an erase decoder (not shown).

이에 따라 선택된 블록에 속하는 메모리셀만을 소거하는 블록소거가 가능하게 된다. 이와 같이 셀을 블럭마다 분할한 경우에 있어서, 비선택셀에 스트레스가 인가되는 시간을 고려한다. 먼저 첫째로, 오기록의 우려(표 1 참조)의 스트레스시간에 대해 고려해 본다. 이 스트레스시간은 블록분할을 수행하는 일괄소거형의 경우와 동일하다.As a result, block erasing for erasing only memory cells belonging to the selected block can be performed. In the case of dividing the cells into blocks in this manner, the time when stress is applied to the unselected cells is considered. First, consider the stress time of the false record concern (see Table 1). This stress time is the same as in the case of batch erasing which performs block division.

다음에 오소거의 우려(표 1 참조)의 스트레스시간에 고려한다. 이 스트레스는 선택블록(여기서는 워드선 2개분) 이외의 모든 블록(워드선 1022개분)이 104회 W/E를 반복한 경우 최대로 된다. 따라서 그 시간의 최대는,Next, consider the stress time of concern (see Table 1). The stress is a maximum of the selected block (here, the word lines 2 cups) all blocks other than the case of (word line 1022 minutes), repeated 10 4 times a W / E. So the maximum of that time is

1㎳×1022×104 = 10200초1㎳ × 1022 × 104 = 10200 seconds

로 되고, 최대스트레스가 인가되는 것으로 되어 오소거를 야기시킬 우려가 커지게 된다.As the maximum stress is applied, there is a high risk of causing an erasure.

또, 상기 제2종래예로서 제12a 내지 c도의 EEPROM은 메모리셀이 2층폴리실리콘만으로 구성되어 있어 미세화에는 적당하나, 상기한 바와 같이 블록화해서 블록소거를 수행할 경우에는 비선택셀의 드레인에 인가되는 스트레스가 커지게 된다. 특히, 절연막(19)이 100Å으로 얇기 때문에 블록소거가 곤란하다.Also, as the second conventional example, the EEPROM shown in Figs. 12A to C is suitable for miniaturization because the memory cell is composed of only two-layer polysilicon, but when the block is erased by block as described above, The stress applied is large. In particular, since the insulating film 19 is as thin as 100 kHz, block erasing is difficult.

[고안의 목적][Purpose of designation]

본 고안은 상기한 점을 감안해서 고안된 것으로, 메모리셀 어레이를 복수의 블록으로 하고, 비선택블록에는 기록시의 스트레스가 인가되지 않도록 하여 기록시에 비선택의 메모리셀이 오동작을 야기시키지 않도록 한 신뢰성이 높은 불휘발성 반도체메모리를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been devised in view of the above, and the memory cell array is composed of a plurality of blocks, and the stress at the time of writing is not applied to the unselected block so that the memory cells at the time of writing are not caused to malfunction. The purpose is to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory.

[고안의 목적][Purpose of designation]

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 오기록 방지기능을 갖춘 불휘발성 반도체기억장치는, 부유게이트(11)와, 이 부유게이트(11)와 용량결합하고 있는 제어게이트(13), 드레인(16) 및 소오스(15)를 갖추고서 상기 부유게이트(11) 중으로의 전자의 주입에 의한 기록과 상기 부유게이트(11)로부터의 전자의 방출에 의한 소거를 전기적으로 수행시켜 전기적으로 데이터의 교환을 수행할 수 있는 부유게이트 트랜지스터(30)를 메모리셀로서 이용하고, 이 메모리셀을 복수개 이용해서 메모리셀 어레이를 구성한 불휘발성 반도체기억장치에 있어서, 상기 메모리셀어레이를 상기 메모리셀의 임의 수마다의 복수의 블록(31-1∼31-k)으로 분할하고, 이 각 블록(31-1∼31-k)중의 상기 복수의 메모리셀은 열방향으로 나란한 각 메모리셀의 각 소오스가 공통으로 접속되어 고통소오스(46)를 구성하면서 열방향으로 나란한 각 메모리셀의 각 드레인이 공통으로 접속되어 각각 공통드레인선(43)을 구성하고 있고, 기록신호를 전달하는 데이터선(DL1∼DLn)과, 상기 각 공통드레인선(43)과 상기 데이터선(DL1∼DLn)을 접속하는 블록선택트랜지스터(42-1∼42-k), 상기 부유게이트(11) 중으로의 전자의 주입을 수행시키는 데이터선으로부터의 기록신호를 상기 블록중의 선택된 메모리셀에 접속되는 공통드레인선에만 인가하기 위해 상기 블록선택트랜지스터를 선택하는 블록선택디코더(45-1∼45-k) 및 각 블록중에서 공통으로 접속된 소오스와 공통소오스(Vss*)을 접속하는 소오스선택트랜지스터(47)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.A nonvolatile semiconductor memory device having a write protection function according to the present invention for achieving the above object includes a floating gate 11, a control gate 13 and a drain 16 capacitively coupled to the floating gate 11. ) And a source 15 to electrically perform data exchange by recording by injection of electrons into the floating gate 11 and erasing by emission of electrons from the floating gate 11. A nonvolatile semiconductor memory device in which a floating gate transistor 30 capable of being used as a memory cell and a plurality of memory cells is used to form a memory cell array, wherein the memory cell array is a plurality of arbitrary numbers of the memory cells. Is divided into blocks 31-1 to 31-k, and the plurality of memory cells in each of the blocks 31-1 to 31-k are connected in common to each other in the column direction. Each drain of each of the memory cells arranged in the column direction while forming the through source 46 is connected in common to form a common drain line 43. The data lines DL1 to DLn for transmitting a write signal and the Block selection transistors 42-1 to 42-k for connecting the common drain line 43 and the data lines DL1 to DLn, and from the data line for injecting electrons into the floating gate 11; A block selection decoder 45-1 to 45-k for selecting the block selection transistor to apply a write signal only to a common drain line connected to a selected memory cell in the block, and a source commonly connected among the blocks; A source selection transistor 47 for connecting the source Vss * is provided.

[작 용][Action]

상기와 같이 구성된 본 고안은, 복수의 메모리셀(부유게이트 트랜지스터)로 구성되는 메모리셀 어레이가 복수의 메모리로 이루어진 블록으로 분할되어 있고, 각 블록에 있어서, 블록내의 메모리셀은 일괄적으로 소거된다. 또, 소정 블록내의 소정 메모리셀에 대한 기록시 그외의 블록내의 드레인에는 기록신호(스트레스)가 인가되지 않게 됨에 따라 메모리셀 자체로서의 신뢰성이 향상된다.According to the present invention configured as described above, a memory cell array composed of a plurality of memory cells (floating gate transistors) is divided into blocks composed of a plurality of memories, and in each block, memory cells in the blocks are collectively erased. . In addition, since the write signal (stress) is not applied to the drain in the other blocks when writing to the predetermined memory cell in the predetermined block, the reliability as the memory cell itself is improved.

[실시예]EXAMPLE

이하, 예시도면을 참조해서 본 고안에 따른 1실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 고안의 실시예는 메모리셀 어레이를 복수의 블록으로 분할하고, 이 블록단위로 전기적으로 소거가 가능하면서 기록시에는 비선택블록에 전압스트레스가 인가되지 않도록 한 것으로, 이와 같이 구성함으로써 실시예에서는 W/E의 교환사이클에 대해 고신뢰성을 실현하고 있다.In the embodiment of the present invention, the memory cell array is divided into a plurality of blocks, which are electrically erasable in units of blocks, and the voltage stress is not applied to the unselected block during writing. High reliability is achieved for the W / E replacement cycle.

제1도는 본 고안의 제1실시예를 나타낸 것으로, 제11도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.1 shows a first embodiment of the present invention, the same reference numerals are attached to the same parts as in FIG. 11, and detailed description thereof will be omitted.

메모리셀 어레이(31-1∼31-k)는 복수의 워드선(여기서는 2개분)을 하나로 통합함으로써 각각 행디코더(32-1∼32-k)에 접속되어 있고, 각 블록내(각 메모리셀 어레이)(31-1∼31-k)내의 각 메모리셀의 소거게이트는 블록내에서 공통으로 접속되면서 소거선(EL1~ELK)에 각각 접속되어 있다.The memory cell arrays 31-1 to 31-k are connected to the row decoders 32-1 to 32-k, respectively, by integrating a plurality of word lines (two in this case) into one, and in each block (each memory cell). The erase gates of the memory cells in the arrays 31-1 to 31-k are connected to the erase lines EL1 to ELK while being connected in common in the block.

소거용 디코더(44-1~44-k)는 이들의 소거선(EL1∼ELk)의 하나를 선택하기 위한 것이고, 각 블록내의 각 메모리셀(30)의 드레인은 각 공통드레인(43)에 각각 접속되어 있으며, 이 각 공통드레인(43)은 어레이선택트랜지스터(42-1∼42-n)를 통해 각각 데이터선(DL1∼DLn)에 접속되어 있다. 여기서 상기 블록선택트랜지스터(42-1∼42-n)의 게이트는 블록마다의 것이 공통으로 접속되어 블록선택선(BSL1∼BSLk)으로 되어 있다. 이들 선택선(BSL1∼BSLk)은 각각 블록선택코더(45-1∼45-k)에 접속되어 있고, 그 외의 구성은 제11도와 동일하다.The erase decoders 44-1 to 44-k are for selecting one of these erase lines EL1 to ELk, and drains of the memory cells 30 in each block are respectively provided to the common drain 43. Each common drain 43 is connected to the data lines DL1 to DLn through the array select transistors 42-1 to 42-n. Here, the gates of the block selection transistors 42-1 to 42-n are connected in common to each block to form block selection lines BSL1 to BSLk. These selection lines BSL1 to BSLk are connected to the block selection coders 45-1 to 45-k, respectively, and the other configurations are the same as those in FIG.

다음에 상기 장치의 동작을 설명한다.Next, the operation of the apparatus will be described.

소거시, 예컨대 셀어레이(31-1)의 블록을 소거할 경우에 대해 설명한다.For example, a case of erasing a block of the cell array 31-1 will be described.

이 경우에는 먼저 소거용 디코터(44-1)가 선택됨으로써 소거선(EL1)에는 소거전압(VEG; 약 20V)이 인가되고, 그 외의 소거용 디코더(44-2∼44-k)는 비선택으로 되어 소거선(EL2∼ELk)은 OV로 된다.In this case, the first decoder emitter (44-1) is selected for being erased, the erase line (EL1) erase voltage; to be applied (V EG approximately 20V), that is erase decoder (44-2~44-k) for other Non-selection causes the erase lines EL2 to ELk to become OV.

또, 각 어레이(31-1∼31-k)에 있어서 모든 워드선은 OV로되어 블록선택선(BSL1∼BSLk)으로 되며, 공통드레인(43)이 약 OV로 된다. 이에 따라, 메모리셀 어레이(31-1)의 모든 메모리셀은 동시에 소거된다.Further, in each of the arrays 31-1 to 31-k, all word lines become O V to become block selection lines BSL1 to BSLk, and the common drain 43 is about OV. Accordingly, all the memory cells of the memory cell array 31-1 are erased at the same time.

다음에 기록시에 대해 설명한다. 예컨대 어레이(31-1)의 메로리셀(M1)에 기록할 경우, 데이터입력(Din)을 "0"으로 한다. 여기서 데이터입력회로(36)로부터 기록전압이 출력되어 공통버스선(35)이 12V로 되고, 또 열디코더(33)에 의해 열선택선(CL1)이 선택되어 12V로 되며, 또 블록선택디코더(45-1)가 선택되어 블록선택선(BSL1)을 12V로 한다. 그리고, 상기 열선택선(CL1)의 선택에 의해 데이터선(DL1)이 1OV로 되고, 블록선택선(BSL1)의 선택에 의해 트랜지스터(42-1)에 연결되는 공통드레인(43)도 1OV로 된다.Next, the recording will be explained. For example, when writing to the Merolicell M1 of the array 31-1, the data input Din is set to "0". Here, the write voltage is output from the data input circuit 36 so that the common bus line 35 is 12V, and the column select line CL1 is selected by the column decoder 33 to be 12V, and the block select decoder ( 45-1) is selected to set the block select line BSL1 to 12V. The data line DL1 is set to 1OV by the selection of the column selection line CL1, and the common drain 43 connected to the transistor 42-1 is also set to 1OV by the selection of the block selection line BSL1. do.

또, 행디코더(31-1)에 의해 워드선(WL1)이 선택되어 12V로 됨에 따라, 선택된 메모리셀(M1)에 기록이 실시된다.In addition, as the word line WL1 is selected by the row decoder 31-1 and becomes 12V, writing is performed to the selected memory cell M1.

한편, 비선택의 블록선택선(BSL2∼BSLk)은 OV이기 때문에 비선택블록의 셀어레이(31-2∼31-k)의 모든 블록선택트랜지스터(42-1∼42-n)는 오프상태로 되어 있게 된다. 따라서, 비선택블록의 셀어레이(31-1∼31-k)에서는 모든 공통드레이(43)이 약 OV(부유상태)로 되어 있기 때문에 비선택의 셀어레이(31-2∼31-k)에서는 각 셀(30)의 드레인에는 전압스트레스가 인가되지 않는다.On the other hand, since the unselected block selection lines BSL2 to BSLk are OV, all the block selection transistors 42-1 to 42-n of the cell arrays 31-2 to 31-k of the unselected blocks are turned off. It becomes. Therefore, in the cell arrays 31-1 to 31-k of the non-selection block, all common drains 43 are about OV (floating state). No voltage stress is applied to the drain of each cell 30.

다음에 독출시에 대해 설명한다. 여기서는 메모리셀(M1)로부터 데이터를 독출하는 것으로 한다. 이 때에는 블록선택디코더(45-1)가 선택됨에 따라 블록선택선(BSL1)만이 5V로 되고, 그 외의 블록선택선(BSL2∼BSLk)은 비선택으로 되어 OV된다.Next, reading will be described. Here, it is assumed that data is read from the memory cell M1. At this time, as the block select decoder 45-1 is selected, only the block select line BSL1 becomes 5V, and the other block select lines BSL2 to BSLk become unselected and OV.

여기서 선택된 블록(31-1)의 워드선(WL1)이 행디코더(32-1)에서 선택되어 5V로 되고, 열디코더(33)에 의한 열선택선(CL1)의 선택에 의해 데이터선(DL1)이 선택됨에 따라 선택된 메모리셀(M1)로부터 정보가 독출된다. 이때 비선택블록(31-2∼31-k)중의 블록선택트랜지스터(42-1∼42-k)는 모두 오프상태로 된다. 이에 따라 그 외의 어레이(31-2∼31-k)에 있어서는 공통드레인(43)은 데이터선(DL1)으로부터 떨어져 있기 때문에 데이터선(DL1)에 접촉되는 기생용량이 대폭적으로 감소된다.The word line WL1 of the selected block 31-1 is selected by the row decoder 32-1 to be 5V, and the data line DL1 is selected by the column selection line CL1 by the column decoder 33. Is selected, information is read from the selected memory cell M1. At this time, all of the block selection transistors 42-1 to 42-k in the unselected blocks 31-2 to 31-k are turned off. As a result, in the other arrays 31-2 to 31-k, the parasitic capacitance in contact with the data line DL1 is greatly reduced because the common drain 43 is separated from the data line DL1.

이에 따라 데이터선(DL1)의 충방전시간이 단축되어 메모리셀(M1)로부터는 고속으로 독출이 수행된다. 단, 만일 독출스피드가 낮아도 좋은 경우에는 모든 블록선택선(BSL1∼BSLk)을 5V로 하여도 된다.As a result, the charge / discharge time of the data line DL1 is shortened, so that reading from the memory cell M1 is performed at high speed. However, if the read speed may be low, all the block select lines BSL1 to BSLk may be 5V.

예컨대, 1M비트의 메모리를 제1도의 구성과 같이 한 경우 셀(M3)에 가해지는 스트레스시간에 대해 종래의 제11도의 경우와 비교한다. 셀(M3)에 스트레스가 가해지는 것은 동일한 블록(31-1)중의 셀(M1)이 데이트기록대상으로 된 경우만이고, 그 외의 블록(31-2∼32-k)의 어느 셀이 기록대상으로 된 경우에도 셀(M3)에는 스트레스가 가해지지 않는다. 따라서, M3에 가해지는 스트레스시간은 제1도의 경우(2개의 워드선을 1개의 행디코더에 접속한 경우)에는 1기록시간으로 된다. 이 1기록시간을 이전과 마찬가지로 1㎳로 하면 당연히 스트레스시간은 1㎳로 된다. 이는 종래의 (a)식의 경우 1.023S보다 현저하게 작은 것을 알 수 있다. 따라서, 실제적으로 셀(M3)은 오소거되지 않게 된다.For example, when the 1M bit memory is configured as shown in FIG. 1, the stress time applied to the cell M3 is compared with that of the conventional FIG. The stress is applied to the cell M3 only when the cell M1 in the same block 31-1 is to be the date recording target, and any cell in the other blocks 31-2 to 32-k is to be recorded. In this case, no stress is applied to the cell M3. Therefore, the stress time applied to M3 is one recording time in the case of FIG. 1 (when two word lines are connected to one row decoder). If the recording time is 1 ms as before, the stress time is naturally 1 ms. It can be seen that this is significantly smaller than 1.023S in the conventional formula (a). Therefore, the cell M3 is not actually erased.

제2도는 제1도의 회로를 실제로 레이아웃한 일례의 일부를 나타낸 회로도이고, 제3a 내지 c도는 제2도의 회로부에 대응하는 레이아웃의 평면도 및 단면도이다. 즉, 제3a도가 평면도, 제3b도는 B-B선 단면도, 제3c도는 C-C선 단면도이다. 제3a 내지 c도에 있어서 제7a 내지 c도와 동일한 부분에는 동일한 참조부호를 붙인다.FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of an example in which the circuit of FIG. 1 is actually laid out, and FIGS. 3A to 3C are a plan view and a cross-sectional view of the layout corresponding to the circuit portion of FIG. That is, FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a sectional view taken along the line B-B, and FIG. 3C is a sectional view taken along the line C-C. In Figs. 3A to C, the same reference numerals are attached to the same parts as Figs.

여기서는 특히, 제2도로부터 알 수 있는 바와 같이 1블록중에는 워드선이 4개 포함되어 있다. 그리고 1개의 워드선(예컨대, DL1)에 블록선택트랜지스터(42-1)를 통해 연결되는 메모리셀은 4개로 된다. 특히, 제3a도에 나타낸 레이아웃상의 특징은 이들 4개의 메모리셀의 공통드레인(16)은 확산층(16A)만에 연결되고, Aℓ선과 접촉시켜져 있는 점에 있다. 이 공통드레인(16)은 블록선택트랜지스터(42-1)를 통해 확산층(16A)에 연결되어 있고, 이 확산층(16A)은 콘택트(17)를 매개로 데이터선(18 : (Aℓ)DL)에 연결되어 있다. 이에 따라 콘택트(17)는 상하의 블록 모두 8개의 트랜지스터에 대해 1개로 된다. 즉, 콘택트의 수가 1/4로 되어 패턴의 축소하에 유효하게 작용한다. 또한, 각 셀(30)의 소오스(15)는 확산층(15A)에서 공통으로 연결되면서 Vss선(26 : (Aℓ))에 콘택트(17A)를 매개로 연결되어 있다. 제4도는 블록소거가 가능한 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이는 소거게이트를 갖추지 않은 제12a 내지 c도에 대응하는 것이다. 제4도가 제2도와 다른 점은 공통소오스선(Vss*)과 블록내의 메모리셀의 공통소오스(46)간에 소오스선택트랜지스터(47)를 설치한 점에 있다. 이 트랜지스터(47)의 데이터는 블록마다 공통으로 접속되면서, 소오스선택선(SSL1∼SSLk ; SSL2, SSL3만 도시되어 있음)에 접속되어 있다.In particular, as can be seen from FIG. 2, four word lines are included in one block. There are four memory cells connected to one word line (eg, DL1) through the block select transistor 42-1. In particular, the layout characteristic shown in FIG. 3A is that the common drain 16 of these four memory cells is connected to only the diffusion layer 16A and is in contact with the A1 line. The common drain 16 is connected to the diffusion layer 16A through the block select transistor 42-1, and the diffusion layer 16A is connected to the data line 18 (AL) DL via the contact 17. It is connected. As a result, one contact 17 is provided for eight transistors in both the upper and lower blocks. In other words, the number of contacts becomes 1/4, which effectively works under the reduction of the pattern. In addition, the source 15 of each cell 30 is commonly connected in the diffusion layer 15A, and is connected to the Vss line 26 (Al) via a contact 17A. 4 illustrates another embodiment in which block erasing is possible, which corresponds to FIGS. 12a to c without an erase gate. 4 differs from FIG. 2 in that the source selection transistor 47 is provided between the common source line Vss * and the common source 46 of the memory cells in the block. The data of this transistor 47 are connected to each block in common, and are connected to source select lines SSL1 to SSLk (only SSL2 and SSL3 are shown).

다음에 제4도의 동작을 설명한다.Next, operation of FIG. 4 will be described.

제4도에 있어서 워드선(WL5∼WL8)의 블록이 선택되는 것으로 한다.In FIG. 4, it is assumed that blocks of word lines WL5 to WL8 are selected.

소거시에는 블록선택선(BL2) 및 워드선(WL5∼WL8)이 OV, 소오스선택선(SSL2)이 12V, 공통소오스선(Vss*)이 12V로 된다. 또 비선택블록의 소오스선택선(SSL1, SSL3∼SSLk)은 모두 OV로 된다. 이 상태에서는 선택된 블록의 공통소오스선(46)에만 약 1OV가 인가되고, 선택블록에 있어서 메모리셀(30)이 소거된다. 한편, 비선택블록에 있어서는 메모리셀의 소오스에는 인가되지 않기 때문에 소거가 수행되지 않는다.At the time of erasing, the block select line BL2 and the word lines WL5 to WL8 are set to OV, the source select line SSL2 is 12V, and the common source line Vss * is 12V. The source select lines SSL1 and SSL3 to SSLk of the unselected block are both OV. In this state, about 1OV is applied only to the common source line 46 of the selected block, and the memory cell 30 is erased in the selected block. On the other hand, in the unselected block, erase is not performed because it is not applied to the source of the memory cell.

다음에, 셀(M2)에 기록하는 경우에 대해 설명한다.Next, the case of recording in the cell M2 will be described.

여기서 데이터선(DL1), 워드선(WL5)이 선택되어 DL1=6V, WL=12V로 되고, 블록선택선(BSL2) 및 소오스선택선(SSL2)이 선택되어 각각 12V로 되며, 공통소오스선(Vss*)은 OV로 된다. 이에 따라, 메모리셀(30 ; M1)에 기록이 수행된다.Here, the data line DL1 and the word line WL5 are selected to be DL1 = 6V and WL = 12V, and the block select line BSL2 and the source select line SSL2 are selected to be 12V, respectively. Vss * ) becomes OV. Accordingly, writing is performed to the memory cells 30 (M1).

이때, 그 외의 블록의 블록선택선(BSL1, BSL3∼BSLk)은 모두 OV로 되어 있기 때문에 데이터선(DL1)이 6V로 되어 있어도, 비선택블록의 메모리셀(30)의 드레인에는 스트레스가 가해지지 않는다. 여기서 비선택블록의 소오스선택선(SSL1, SSL3∼SSLk)에 대해서는 Ov로 하는 것이 바람직하지만, 온 상태로 하여도 특별한 문제는 발생되지 않는다.At this time, since the block selection lines BSL1 and BSL3 to BSLk of the other blocks are all OV, even if the data line DL1 is 6V, no stress is applied to the drain of the memory cell 30 of the unselected block. Do not. Here, the source selection lines SSL1 and SSL3 to SSLk of the non-selection block are preferably set to Ov. However, even when turned on, no particular problem occurs.

제5a 내지 c도는 제4도의 실제의 레이아웃을 나타낸 것으로, 즉 제5a도는 평면도, 제5b도는 B-B선 단면도, 제5c도는 C-C선 단면도이다.5a to c show the actual layout of FIG. 4, that is, FIG. 5a is a plan view, FIG. 5b is a sectional view taken along line B-B, and FIG. 5c is a sectional view taken on line C-C.

이들 도면에 있어서, 기본적인 배치는 제3a 내지 c도와 마찬가지이지만, 특히 다른점은 공통소오스선(27 ; Vss*)을 제2Aℓ로 수행하고, 데이터선(DL1∼DLn)을 제1Aℓ로 수행하며, 공통소오스선(Vss*)을 데이터선(DL1∼DLn)으로 교환한 점에 있다. 이와 같이 함으로써 횡방향의 셀피치를 데이터선(DL1∼DLn)의 제1Aℓ배선의 피치로 결정할 수 있어 셀크기의 축소화가 가능하게 된다.In these figures, the basic arrangement is the same as those of FIGS. 3A through C, but in particular, the difference is that the common source line 27 (Vss * ) is performed by the second AL, and the data lines DL1 through DLn are performed by the first AL, The common source line Vss * is replaced with the data lines DL1 to DLn. In this way, the cell pitch in the lateral direction can be determined by the pitch of the first Al wiring of the data lines DL1 to DLn, and the cell size can be reduced.

또, 상기와는 반대로 제1층째의 Aℓ을 공통소오스선(Vss*)으로 이용하고, 제2층째의 Aℓ을 데이터선으로 이용해도 된다. 또, 제3a 내지 c도와 같이 공통소오스선(Vss*)을 데이터선과 평행하게 할 수 있다. 이와 같이 하면, 셀크기를 약간 희생하여도 단일층의 Aℓ로 배선할 수 있어 공정이 용이하게 된다. 제6도는 또다른 실시예를 나타낸 것으로, 제4도와 다른 점은 소오스선택선 및 소오스선택트랜지스터를 설치하는 대신 블록마다 메모리셀 공통소오스(46)에 전용의 소오스선(Vss*1∼Vss*k ; Vss*2, Vss*3만 도시되어 있음)을 설치한 점에 있다.Contrary to the above, A 1 of the first layer may be used as the common source line Vss * , and A 1 of the second layer may be used as the data line. In addition, the common source line Vss * can be made parallel to the data line as shown in FIGS. 3A to 3C. In this way, even if the cell size is slightly sacrificed, wiring can be performed by A1 of a single layer, thereby facilitating the process. 6 shows another embodiment, which differs from FIG. 4 in that instead of providing a source selection line and a source selection transistor, a source line dedicated to the memory cell common source 46 for each block (Vss * 1 to Vss * k). ; Only Vss * 2 and Vss * 3 are shown).

다음에, 제6도의 동작을 설명한다. 소거시에는 선택된 블록의 공통소오스선만에 고전압이 인가되어 그 블록이 소거된다. 예컨대, 워드선(WL5∼WL8)의 블록이 선택된 것으로 하면, 공통소오스선(Vss*2)만이 소거용디코더(도시되지 않았음)에서 선택되고, 여기에 1OV가 인가되어 메모리셀이 소거된다. 그 외의 블록의 공통소오스선(Vss1, Vss*3∼Vss*k)은 OV로 되어 있어 소거가 수행되지 않는다. 또, 기록시 및 독출시에는 공통소오스선(Vss*1∼Vss*k)은 모두 OV로 되어 있다. 이 점을 제외하고 각 신호는 제3a 내지 c도의 동작과 동일하다. 이 제6도의 예에서는 공통소오스선(Vss*1∼Vss*k)은 제5a 내지 c도와 마찬가지로 제2층째의 Aℓ에 의해 데이터선의 제1층째의 Aℓ과 직각방향으로 배선된다.Next, operation of FIG. 6 will be described. In erasing, a high voltage is applied to only the common source line of the selected block, and the block is erased. For example, if the blocks of the word lines WL5 to WL8 are selected, only the common source line Vss * 2 is selected by the erasing decoder (not shown), and 1OV is applied thereto to erase the memory cells. The common source lines (Vss1, Vss * 3 to Vss * k) of the other blocks are OV and erase is not performed. At the time of recording and reading, the common source lines (Vss * 1 to Vss * k) are both OV. Except for this point, each signal is the same as that of FIGS. 3A to 3C. In this sixth example, a separate common source line (Vss * 1~Vss * k) is wired in a perpendicular direction to the first layer Aℓ, and the 5a-c help Like the data lines by the second layer Aℓ.

또, 도시되지는 않았지만, 제6도에 있어서 공통소오스선(Vss*1∼Vss*k)을 상하방향으로 공통화하고, 데이터선(DL1∼DLk)에 평행으로 배선할 수 있으며, 이에 따라 Aℓ 1층에 배선할 수 있어 공정적으로 용이하게 된다. 이 때에는 블록소거를 할 수 없기 때문에 모든 셀이 일괄소거된다. 만일 블록소거를 수행하는 경우에는 공통소오스선(Vss*)을 1OV로 하고, 선택된 블록에 대한 워드선만, 예컨대 워드선(WL5~WL8)만을 OV로하며, 그 외의 비선택블록에 대한 워드선(WL1∼WL4, WL9∼Lm)의 모두를 12V로 한다. 이에 따라 비선택 워드선의 메모리셀의 부유게이트(11)와 소오스(15)간의 전압이 선택셀의 전압에 비해 대폭 작아지게 된다. 이에 따라 비선택워드선의 메모리셀은 소거되지 않고, 선택워드선의 메모리셀만의 블록소거가 수행된다.The common source line according Although not shown, in Figure 6 (Vss * 1~Vss * k), and to be used in common in the up and down direction, and wired in parallel to the data line (DL1~DLk), thereby Aℓ 1 It can be wired to a layer, and it becomes easy in a process. At this time, since block erasing is not possible, all cells are collectively erased. If block erasing is performed, the common source line Vss * is set to 1OV, only word lines for the selected block are set to OV, and only word lines WL5 to WL8 are set to OV, and word lines for other non-selected blocks are set to OV. All of WL1-WL4 and WL9-Lm are 12V. As a result, the voltage between the floating gate 11 and the source 15 of the memory cell of the unselected word line becomes significantly smaller than the voltage of the selected cell. As a result, the memory cells of the unselected word lines are not erased, and block erasing of only the memory cells of the selected word lines is performed.

한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면참조부호는 본원 고안의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 고안의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도로 병기한 것은 아니다.On the other hand, the reference numerals written in each component of the claims of the present application to facilitate the understanding of the present invention, not intended to limit the technical scope of the present invention to the embodiments shown in the drawings.

[고안의 효과][Effect of design]

상기한 바와 같이 본 고안에 의하면, 메모리셀을 블록마다로 분할하고, 소정 블록중의 소정 메모리셀에 기록을 수행할 경우, 그 외의 블록의 메모리셀에는 기록전압(스트레스)이 인가되지 않도록 함으로써, 소정 셀에 대한 기록시에 있어서 그 외의 셀에서의 오동작을 방지하여 메모리 전체로서의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, when a memory cell is divided into blocks and a write operation is performed in a predetermined memory cell of a predetermined block, a write voltage (stress) is not applied to the memory cells of the other blocks. When writing to a certain cell, malfunctions in other cells can be prevented, thereby improving the reliability of the entire memory.

Claims (2)

부유게이트(11)와, 이 부유게이트(11)와 용량결합하고 있는 제어게이트(13), 드레인(16) 및, 소오스(15)를 갖추고서 상기 부유게이트(11) 중으로의 전자의 주입에 의한 기록과 상기 부유게이트(11)로 부터의 전자의 방출에 의한 소거를 전기적으로 수행시켜 전기적으로 데이터의 교환을 수행할 수 있는 부유게이트 트랜지스터(30)를 메모리셀로서 이용하고, 이 메모리셀을 복수개 이용해서 메모리셀 어레이를 구성한 불휘발성 반도체기억장치에 있어서, 상기 메모리셀어레이를 상기 메모리셀의 임의 수마다의 복수의 블록(31-1~31-k)으로 분할하고, 이 각 블록(31-1∼31-k)중의 상기 복수의 메모리셀은 열방향으로 나란한 각 메모리셀의 각 소오스가 공통으로 접속되어 공통소오스(46)를 구성하면서 열방향으로 나란한 각 메모리셀의 각 드레인이 공통으로 접속되어 각각 공통드레인선(43)을 구성하고 있고, 기록신호를 전달하는 데이터선(DL1∼DLn)과, 상기 각 공통드레인선(43)과 상기 데이터선(DL1∼DLn)을 접속하는 블록선택트랜지스터(42-1∼42-k), 상기 부유게이트(11) 중으로의 전자의 주입을 수행시키는 데이터선으로부터의 기록신호를 상기 블록중의 선택된 메모리셀에 접속되는 공통드레인선에만 인가하기 위해 상기 블록선택트랜지스터를 선택하는 블록선택디코더(45-1∼45-k) 및, 각 블록중에서 공통으로 접속된 소오스와 공통소오스선(Vss*)을 접속하는 소오스선택트랜지스터(47)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 오기록 방지기능을 갖춘 불휘발성 반도체기억장치.The floating gate 11, the control gate 13, the drain 16, and the source 15, which are capacitively coupled to the floating gate 11, are provided with electrons into the floating gate 11. A plurality of memory cells are used as a memory cell using a floating gate transistor 30 capable of electrically performing data exchange by writing and erasing by emission of electrons from the floating gate 11. In a nonvolatile semiconductor memory device comprising a memory cell array, the memory cell array is divided into a plurality of blocks 31-1 to 31-k for each arbitrary number of the memory cells, and each of these blocks In the plurality of memory cells of 1 to 31-k, each source of each memory cell arranged in the column direction is commonly connected to each other, and the drains of each memory cell in the column direction are connected in common while forming a common source 46. Been each Each common drain line 43 is constituted, and a block selection transistor for connecting the data lines DL1 to DLn for transmitting a recording signal and the common drain line 43 and the data lines DL1 to DLn is provided. 42-1 to 42-k), selecting the block to apply a write signal from a data line for injecting electrons into the floating gate 11 only to a common drain line connected to a selected memory cell of the block; Block selection decoders 45-1 to 45-k for selecting a transistor, and a source selection transistor 47 for connecting a common source line and a common source line Vss * of each block. Non-volatile semiconductor memory device with a false write protection function. 제1항에 있어서, 상기 메모리셀 어레이는 상기 메모리셀이 행열상으로 배치되어 구성된 것이고, 상기 블록(31-1∼31-k)은 상기 메모리셀의 행 단위의 임의수에 의해 구성되도록 된 것을 특징으로 하는 오기록 방지기능을 갖춘 불휘발성 반도체기억장치.2. The memory cell array of claim 1, wherein the memory cell array is configured such that the memory cells are arranged in rows, and the blocks 31-1 to 31-k are configured by any number of row units of the memory cells. A nonvolatile semiconductor memory device having a write protection function.
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