JP2635631B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、浮遊ゲートと制御ゲートを有する書替え可
能なメモリセルを用いた不揮発性半導体メモリ装置に関
する。The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device using a rewritable memory cell having a floating gate and a control gate.
(従来の技術) EPROMの分野で、浮遊ゲートをもつMOSFET構造のメモ
リセルを用いた紫外線消去型不揮発性メモリ装置が広く
知られている。EPROMのなかで、電気的消去および書込
みを可能としているものはE2PROMとして知られる。この
種のEPROMのメモリアレイは、互いに交差する行線と列
線の各交点にメモリセルを配置して構成される。実際の
パターン上では、二つのメモリセルのドレインを共通に
して、ここに列線がコンタクトするようにしてセル占有
面積をできるだけ小さくしている。しかしこれでも、二
つのメモリセルの共通ドレイン毎に列線とのコンタクト
部を必要とし、このコンタクト部がセル占有面積の大き
い部分を占めている。(Prior Art) In the field of EPROM, an ultraviolet erasing nonvolatile memory device using a memory cell having a MOSFET structure having a floating gate is widely known. Among EPROM, which are enable electrical erasing and writing is known as E 2 PROM. A memory array of this type of EPROM is configured by arranging a memory cell at each intersection of a row line and a column line that cross each other. On the actual pattern, the drains of the two memory cells are made common, and the cell line occupied area is made as small as possible by contacting the column lines. However, even in this case, a contact portion with the column line is required for each common drain of the two memory cells, and this contact portion occupies a large area of the cell.
これに対して最近、メモリセルを複数個接続してメモ
リセルユニットを構成し、このメモリセルユニットを列
線に対して接続することにより、コンタクト部を大幅に
減らすことを可能としたEPROMが前記メモリセルを直列
に接続してメモリセルユニットを構成したものはNANDセ
ルと呼ばれる。しかしこのこのようなNANDセル等のメモ
リセルユニットを用いたEPROMでは、これを制御する周
辺回路までは検討がなされていない。On the other hand, recently, an EPROM that can greatly reduce the number of contacts by connecting a plurality of memory cells to form a memory cell unit and connecting this memory cell unit to a column line is described above. A configuration in which memory cells are connected in series to form a memory cell unit is called a NAND cell. However, in an EPROM using such a memory cell unit such as a NAND cell, a peripheral circuit for controlling the EPROM has not been studied.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように最近提案されたメモリセルユニットを用
いたEPROMでは、未だこれを制御する周辺回路の検討が
なされていなかった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the EPROM using the memory cell unit recently proposed, a peripheral circuit for controlling the EPROM has not yet been studied.
本発明は、メモリセルユニットを用いた場合のこれを
制御する最適周辺回路を実現した不揮発性半導体メモリ
装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device which realizes an optimal peripheral circuit for controlling a memory cell unit when it is used.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明にかかるEPROMでは、浮遊ゲートと制御ゲート
を有するメモリセルがマトリクス配列されてメモリアレ
イを構成する。メモリセルは、浮遊ゲートと基板との間
で電子のトンネリングにより書込みおよび消去を行うも
のとする。このメモリアレイに対して周辺には、センス
アレイ、行および列デコーダ、入出力データを一時記憶
するラッチ回路等を配置すると同時に、本発明ではラッ
チ回路とは別にこれより容量が整数倍大きいバッファメ
モリを備えたことを特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In an EPROM according to the present invention, memory cells having a floating gate and a control gate are arranged in a matrix to constitute a memory array. In the memory cell, writing and erasing are performed by tunneling electrons between the floating gate and the substrate. Around the memory array, a sense array, a row and column decoder, a latch circuit for temporarily storing input / output data, and the like are arranged. In the present invention, apart from the latch circuit, a buffer memory having an integer larger than that of the latch circuit is provided. It is characterized by having.
(作用) 本発明では、膜質の優れた酸化膜が得られる浮遊ゲー
トと基板間のトンネリングにより、書込みおよび消去が
行われる。従ってEPROMの信頼性が高いものとなる。(Operation) In the present invention, writing and erasing are performed by tunneling between the floating gate and the substrate, which can provide an oxide film having excellent film quality. Therefore, the EPROM has high reliability.
本発明におけるセルでの消去動作、例えばNANDセルで
は、NANDセルを構成する全てのメモリセルの制御ゲート
に“H"レベル電位を与え、チャネルを“L"レベル電位と
して、全てのメモリセルでチャネル領域からの電子を浮
遊ゲートにトンネリングにより注入する。これにより、
全てのメモリセルでしきい値が正方向に移動した“0"状
態となる。書込み動作は、NANDセルを構成するメモリセ
ルのうち選択されたものの制御ゲートに“L"レベル電
位、選択されたメモリセルのドレイン側の全てのメモリ
セルはその制御ゲートに“H"レベル電位を与えてオン状
態として、ビット線にデータ“1",“0"に応じて“H"レ
ベルまたは“L"レベル電位を与える。このときNANDセル
を構成する複数のメモリセル内では、ビット線より遠い
方から順に書込みを行うことが必要である。何故なら、
書込みのために選択されたメモリセルよりビット線側に
あるメモリセルは、制御ゲートに“H"レベルが印加され
るために、書込み順序が逆になると消去モードになるこ
とがあるためである。In the erasing operation of the cells according to the present invention, for example, in a NAND cell, an “H” level potential is applied to the control gates of all the memory cells constituting the NAND cell, the channel is set to an “L” level potential, Electrons from the region are injected into the floating gate by tunneling. This allows
In all the memory cells, the threshold value shifts in the positive direction to a “0” state. In the write operation, the “L” level potential is applied to the control gate of the selected one of the memory cells constituting the NAND cell, and the “H” level potential is applied to the control gate of all the memory cells on the drain side of the selected memory cell. In this state, an “H” level or “L” level potential is applied to the bit line according to data “1” and “0”. At this time, in a plurality of memory cells constituting the NAND cell, it is necessary to perform writing sequentially from a far side from the bit line. Because,
This is because a memory cell located on the bit line side with respect to a memory cell selected for writing has an "H" level applied to the control gate, so that when the writing order is reversed, the memory cell may enter the erase mode.
そして本発明では、この様な動作原理のEPROMにおい
て例えばページモードの動作を行う場合に、データのラ
ッチ回路とは別に、これより容量の大きいバッファメモ
リを周辺に備えることによって、書込みに要する時間を
大幅に短縮することが可能になる。In the present invention, for example, when performing a page mode operation in an EPROM having such an operation principle, a buffer memory having a larger capacity is provided around the periphery separately from a data latch circuit, so that the time required for writing is reduced. It is possible to greatly shorten the time.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第5図は一実施例のE2PROMにおける一つのNANDセルを
示す平面図であり、第6図(a)(b)はそのA−
A′,B−B′断面図である。また第7図はそのNANDセル
の等価回路である。シリコン基板1の素子分離絶縁膜2
で囲まれた一つの領域に、この実施例では4個のメモリ
セルが形成されている。各メモリセルは、基板1上に熱
酸化膜からなる第1ゲート絶縁膜3を介して第1層多結
晶シリコン膜により浮遊ゲート4が形成され、この上に
熱酸化膜からなる第2ゲート絶縁膜5を介して第2層多
結晶シリコン膜からなる制御ゲート6が形成されてい
る。各メモリセルの制御ゲート6はそれぞれワード線WL
につながる。各メモリセルのソース,ドレインとなるn+
型層9は隣接するもの同士で共用する形で、4個のメモ
リセルが直列接続されている。メモリセルの一端のドレ
インはビット線8に接続されている。FIG. 5 is a plan view showing one NAND cell in the E 2 PROM of one embodiment, and FIGS.
It is A ', BB' sectional drawing. FIG. 7 is an equivalent circuit of the NAND cell. Element isolation insulating film 2 of silicon substrate 1
In this embodiment, four memory cells are formed in one region surrounded by. In each memory cell, a floating gate 4 is formed of a first-layer polycrystalline silicon film via a first gate insulating film 3 of a thermal oxide film on a substrate 1, and a second gate insulating film of a thermal oxide film is formed thereon. A control gate 6 made of a second-layer polycrystalline silicon film is formed via the film 5. The control gate 6 of each memory cell is connected to the word line WL
Leads to. N + as the source and drain of each memory cell
The mold layer 9 is shared by adjacent ones, and four memory cells are connected in series. The drain at one end of the memory cell is connected to the bit line 8.
この様な構成において、各メモリセルでの浮遊ゲート
4と基板1間の結合容量C1は、浮遊ゲート4と制御ゲー
ト6間の結合容量C2に比べて小さく設定されている。こ
れを具体的なセル・パラメータを挙げて説明すれば、パ
ターン寸法は第5図に示したように1μmルールに従っ
て浮遊ゲート4および制御ゲート6共に幅1μm、チャ
ネル幅1μmであり、浮遊ゲート4はフィールド領域上
に両側1μmずつ延在させている。第1ゲート絶縁膜は
例えば200Åの熱酸化膜、第2ゲート絶縁膜5は350Åの
熱酸化膜である。熱酸化膜の誘電率をεとすると、 C1=ε/0.02 であり、 C2=3ε/0.035 である。即ち、C1<C2となっている。In this configuration, the coupling capacitor C 1 between the floating gate 4 and the substrate 1 in each memory cell is set smaller than the coupling capacitance C 2 between the floating gate 4 control gate 6. Explaining this with specific cell parameters, the pattern size is 1 μm in width for both the floating gate 4 and the control gate 6 according to the 1 μm rule as shown in FIG. 5, and the channel width is 1 μm. It extends 1 μm on both sides on the field region. The first gate insulating film is, for example, a 200 ° thermal oxide film, and the second gate insulating film 5 is a 350 ° thermal oxide film. If the dielectric constant of the thermal oxide film is ε, then C 1 = ε / 0.02 and C 2 = 3ε / 0.035. That is, C 1 <C 2 .
第8図は、この実施例のNANDセルでの書込みおよび消
去の動作を説明するための波形図である。まず、NANDセ
ルを構成するメモリセルM1〜M4を一括して消去する。そ
のためには、ビット線BLを“L"レベル(例えば0V)、選
択トランジスタのゲートSGを“H"レベル(例えば昇圧電
位Vpp=20V)、制御ゲートCG1〜CG4を全て“H"レベル
(例えば20V)とする。この場合、メモリセルM1〜M4の
制御ゲートと基板間に電界がかかり、トンネル効果によ
って基板から電子が浮遊ゲートに注入される。メモリセ
ルM1〜M4のしきい値はこれにより正方向に移動し、例え
ばしきい値2Vの消去状態となる。FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the write and erase operations in the NAND cell of this embodiment. First, collectively erased memory cells M 1 ~M 4 constituting the NAND cell. For this purpose, the bit line BL is set to the “L” level (for example, 0 V), the gate SG of the selection transistor is set to the “H” level (for example, the boosted potential Vpp = 20 V), and the control gates CG 1 to CG 4 are all set to the “H” level ( For example, 20V). In this case, an electric field is applied between the control gate and the substrate of the memory cell M 1 ~M 4, electrons from the substrate are injected into the floating gate by a tunnel effect. The threshold voltage of the memory cell M 1 ~M 4 is thereby moved in the positive direction, for example, an erase state threshold 2V.
次にNANDセルへのデータ書込みを行う。この場合書込
みは、ビット線BLから遠い方のメモリセルM4から順に行
う。次に説明から明らかなように、書込み動作時に選択
メモリセルよりビット線BL側のメモリセルは消去モード
になるためである。まず、メモリセルM4への書込みは、
第8図に示すように、選択トランジスタのゲートSGおよ
び制御ゲートCG1〜CG3に、昇圧電位Vpp+Vth(メモリセ
ルの消去状態のしきい値)以上の“H"レベル(例えば23
V)を印加する。選択メモリセルM4の制御ゲートCG4は
“L"レベル(例えば0V)とする。このとき、ビット線BL
に“H"レベルを与えるとこれは選択トランジスタQおよ
びメモリセルM1〜M3のチャネルを通ってメモリセルM4の
ドレインまで伝達され、メモリセルM4では制御ゲートCG
4と基板間に高電界がかかる。この結果浮遊ゲートの電
子はトンネル効果により基板に放出され、しきい値が負
方向に移動して、例えばしきい値−2Vの状態“1"にな
る。このときメモリセルM1〜M3では制御ゲートと基板間
に電界がかからず、消去状態を保つ。“0"書込みの場合
は、ビット線BLに“L"レベルを与える。このとき選択メ
モリセルM4よりビット線BL側にあるメモリセルM1〜M3で
は消去モードになるが、これらは未だデータ書込みがな
されていないので問題ない。次に第8図に示すように、
メモリセルM3の書込みに移る。即ち選択ゲートSGは“H"
レベルに保ったまま、制御ゲートCG5を“L"レベルに落
とす。このときビット線BLに“H"レベルが与えられる
と、メモリセルM3で“1"書込みがなされる。以下同様
に、メモリセルM2,M1に順次書込みを行う。Next, data is written to the NAND cell. In this case the writing is performed from the farther the memory cell M 4 from the bit line BL in this order. Next, as will be apparent from the description, the memory cell on the bit line BL side from the selected memory cell is in the erase mode during the write operation. First of all, writing to the memory cell M 4 is,
As shown in FIG. 8, the gate SG and control gate CG 1 ~CG 3 of the selection transistors, the boosted potential Vpp + Vth (the erased state of the memory cell threshold) or more "H" level (for example, 23
V). The control gate CG 4 of a selected memory cell M 4 is at "L" level (e.g., 0V). At this time, the bit line BL
"H" Given the level to which is transmitted to the drain of the memory cell M 4 through the channel of the select transistors Q and memory cell M 1 ~M 3, the memory cell M 4 the control gate CG
High electric field is applied between 4 and the substrate. As a result, electrons in the floating gate are emitted to the substrate by the tunnel effect, and the threshold value moves in the negative direction, for example, the state becomes "1" with a threshold value of -2V. Not applied electric field between the time the memory cell M 1 in ~M 3 control gate and the substrate, keeping the erased state. In the case of “0” writing, “L” level is applied to the bit line BL. It becomes a memory cell M 1 ~M 3 In the erase mode is from the selected memory cell M 4 this time to the bit line BL side, they no problem because not yet data writing is performed. Next, as shown in FIG.
It goes to the writing of the memory cell M 3. That is, the selection gate SG is “H”
While maintaining the level, lowering the control gate CG 5 to "L" level. If this time the bit line BL "H" level is given, the memory cell M 3 "1" write is performed. Thereafter, similarly, writing is sequentially performed on the memory cells M 2 and M 1 .
以上において、実施例のE2PROMを構成する基本NANDセ
ルの構成と動作を説明した。次にこの様なNANDセルを用
いたメモリアレイおよびその周辺回路を含むEPROM全体
の構成と動作を説明する。In the foregoing, the configuration and operation of the basic NAND cell configuring the E 2 PROM of the embodiment have been described. Next, the configuration and operation of the entire EPROM including the memory array using such NAND cells and its peripheral circuits will be described.
第1図は、E2PROMの全体構成を示すブロック図であ
る。11は前述したようなNANDセルをマトリクス配列した
メモリアレイである。その具体的な構成は例えば、第2
図に示す通りである。ビット線BLとワード線WLが交差し
て配列され、その各交差位置にメモリセルM11,M12,…が
配置される。各メモリセルは前述のように4個ずつNAND
セルを構成して、その一端のドレインが選択トランジス
タを介してビット線BLに接続される。メモリアレイ11の
周囲には、その出力を検出するビット線センスアレイ1
2、行デコーダ13、行アドレスバッファ14、列デコーダ1
5、列アドレスバッファ16が配置される。ラッチ回路17
は入出力データを一時記憶するためのもので、この実施
例ではビット線の本数(256個)の容量をもつ。18はI/O
センスアンプ、19はデータアウトバッファ、21はデータ
インバッファである。この実施例で更に、ラッチ回路17
とは別に、これより容量の大きいバッファメモリとして
のスタティックRAM(SRAM)20が、ラッチ回路17とデー
タインバッファ21の間に設けられている。SRAM20はこの
実施例では、ビット線の本数(256)×NANDの段数
(4)の1kビットである。このSRAMの具体的メモリ構成
を第4図に示す。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the E 2 PROM. Reference numeral 11 denotes a memory array in which NAND cells as described above are arranged in a matrix. The specific configuration is, for example, the second
As shown in the figure. The bit lines BL and the word lines WL are arranged crossing each other, and memory cells M11, M12,... Each memory cell has four NAND cells as described above.
A cell is formed, and a drain at one end is connected to a bit line BL via a selection transistor. A bit line sense array 1 for detecting its output is provided around the memory array 11.
2, row decoder 13, row address buffer 14, column decoder 1
5. A column address buffer 16 is provided. Latch circuit 17
Is for temporarily storing input / output data, and has a capacity of the number of bit lines (256) in this embodiment. 18 is I / O
A sense amplifier, 19 is a data out buffer, and 21 is a data in buffer. In this embodiment, the latch circuit 17
Separately, a static RAM (SRAM) 20 as a buffer memory having a larger capacity is provided between the latch circuit 17 and the data-in buffer 21. In this embodiment, the SRAM 20 has 1 k bits of the number of bit lines (256) × the number of NAND stages (4). FIG. 4 shows a specific memory configuration of this SRAM.
第3図は、このように構成されたE2PROMでのページ・
モードによる動作を説明するためのタイムチャートであ
る。▲▼はチップ・イネーブル信号で、これが“L"
レベルのときアクティブになる。▲▼はアウトプッ
ト・イネーブル信号で、これが“H"レベルのとき書込み
モードとなる。▲▼はライト・イネーブル信号であ
り、これが“H"レベルから“L"レベルになる時にアドレ
スを取込み、“L"レベルから“H"レベルになる時に入力
データを取込む。R/は、Ready/Busy信号であり、書込
み中は“L"レベルとなって外部に書込み中であることを
知らせる。FIG. 3 shows the page / page of the E 2 PROM thus configured.
6 is a time chart for explaining an operation according to a mode. ▲ ▼ is the chip enable signal, which is “L”
Active at level. ▲ ▼ is an output enable signal. When this signal is at “H” level, it is in the write mode. ▲ ▼ is a write enable signal, which takes in an address when it changes from “H” level to “L” level, and takes in input data when it changes from “L” level to “H” level. R / is a Ready / Busy signal, which is at the "L" level during writing to notify the outside that writing is in progress.
いま第1図で、SRAM20がない場合を考える。ライト・
イネーブル信号▲▼の“H"→“L"→“H"のサイクル
を1ページ分(この実施例ではメモリアレイのビット線
数256と等しいとする)の回数繰返すことにより、高速
にデータを取込むことができる。この1ページ分のデー
タはビット線に接続されるラッチ回路17に記憶される。
ラッチされたデータは同時にビット線に転送され、アド
レスで指定されたメモリセルに同時に書き込まれる。以
上は良く知られたページ・モードである。例えば、ペー
ジ・モードを使わないで256ビット分のデータを書込む
場合、消去時間と書込み時間がそれぞれ10msecとして、
256×20(msec)≒5(sec)かかる。これに対し上述
のページ・モードを用いると、外部データを256個取込
む時間(=1μsec×256)+消去時間(10msec)≒20.2
(msec)となる。即ち、約250倍の高速化が図られる。Now, consider the case where there is no SRAM 20 in FIG. Light
High-speed data is obtained by repeating the cycle of “H” → “L” → “H” of the enable signal ▲ ▼ for one page (this embodiment assumes that the number of bit lines of the memory array is 256). Can be included. The data for one page is stored in the latch circuit 17 connected to the bit line.
The latched data is transferred to the bit line at the same time, and is simultaneously written to the memory cell specified by the address. These are the well-known page modes. For example, when writing 256 bits of data without using the page mode, the erase time and the write time are each 10 msec,
It takes 256 × 20 (msec) ≒ 5 (sec). On the other hand, when the above-described page mode is used, the time for taking in 256 external data (= 1 μsec × 256) + erasing time (10 msec) sec20.2
(Msec). That is, the speed is increased by about 250 times.
この実施例では第1図に示したように、周辺回路にラ
ッチ回路17とは別にSRAM20を設けている。このSRAM20
は、1ページ分(256)×NANDセルの段数(4)の容量
即ち1kビットの容量をもつ。第4図はそのSRAM20の内部
構成を示す。行をNANDセルの段数、列をページ長にとっ
てある。このSRAM20へはページ・モードにより任意のア
ドレスへランダムにデータを書込むことが可能である。
即ちページ・モードにより、ライト・イネーブル信号▲
▼の“H"→“L"→“H"を256×4回繰返して、1k分
のデータをまずSRAM20に取込む。SRAM20に取り込まれた
データはまず、M4,1,M4,2,…,M4,256の1ページ分がラ
ッチ回路17に転送される。この転送された1ページ分の
データは既に説明した動作原理で、第2図のワード線WL
4に添う256個のメモリセルに一括して書き込まれる。次
いで、M3,1,M3,2,…,M3,256の1ページ分のデータがSRA
M20からラッチ回路17に転送され、これが第2図のワー
ド線WL3に沿う256個のメモリセルに同時に書き込まれ
る。以下同様にして、SRAM20の1kビットのデータは連続
的に順次書込みが行われる。In this embodiment, as shown in FIG. 1, an SRAM 20 is provided separately from the latch circuit 17 in the peripheral circuit. This SRAM20
Has a capacity of one page (256) × the number of NAND cell stages (4), that is, a capacity of 1 k bits. FIG. 4 shows the internal configuration of the SRAM 20. The row is the number of NAND cell columns and the column is the page length. Data can be randomly written into this SRAM 20 at an arbitrary address in a page mode.
That is, the write enable signal ▲ depends on the page mode.
The “H” → “L” → “H” of ▼ is repeated 256 × 4 times, and 1 k of data is first taken into the SRAM 20. First, one page of M4, 1, M4, 2,..., M4, 256 data transferred to the SRAM 20 is transferred to the latch circuit 17. The transferred data for one page is based on the operation principle already described, and the word line WL in FIG.
The data is collectively written to 256 memory cells along 4 . Next, the data of one page of M3, 1, M3, 2, ..., M3, 256 is SRA
It is transferred from the M20 to the latch circuit 17, which is simultaneously written to the 256 memory cells along the word line WL 3 of Figure 2. In the same manner, the 1k-bit data of the SRAM 20 is sequentially and sequentially written.
SRAM20を搭載しない場合のページ・モードでは前述の
ように、1ページ分の書込みに20.2msecかかり、1kビッ
ト書込むには、20.2(msec)×4=80.8(msec)の時
間がかかる。これに対して1kビットの容量のSRAM20を搭
載したこの実施例では、ページ・モードによる1kビット
の書込み時間は、消去回数が1回で済むために、外部デ
ータを256個取込む時間(1μsec×256)+消去時間(1
0msec)+書込み時間10msec×4)≒50.2msecとなる。
即ち、SRAM20の搭載によって、約62%の書込み時間の短
縮が可能になる。In the page mode in which the SRAM 20 is not mounted, as described above, it takes 20.2 msec to write one page, and 20.2 (msec) × 4 = 80.8 (msec) to write 1 kbit. On the other hand, in this embodiment in which the SRAM 20 having a capacity of 1 kbit is mounted, the writing time of 1 kbit in the page mode is a time for taking in 256 external data (1 μsec × 256) + erase time (1
0msec) + writing time 10msec × 4) ≒ 50.2msec.
That is, the mounting of the SRAM 20 makes it possible to reduce the write time by about 62%.
以上述べたようにこの実施例によれば、基板と浮遊ゲ
ート間でのトンネル電流により書込みおよび消去を行う
メモリセルをNAND構成として、信頼性の高いE2PROMを得
ることができる。そして、メモリアレイの周辺にはラッ
チ回路と別に、1ページ分以上の容量をもつバッファ用
のSRAMを搭載することによって、ページ・モードでのデ
ータ書込みの高速化を図ることができる。As described above, according to this embodiment, it is possible to obtain a highly reliable E 2 PROM by using a memory cell that performs writing and erasing by a tunnel current between a substrate and a floating gate in a NAND configuration. By mounting a buffer SRAM having a capacity of one page or more in addition to the latch circuit around the memory array, it is possible to speed up data writing in the page mode.
本発明は上記実施例に限られない。例えば以上の実施
例では、4つのメモリセルが直列接続されてNANDセルを
構成する場合を説明したが、NANDセルを構成するメモリ
セル数は任意である。NANDセルの段数を多くすれば、ペ
ージ・モードでの書込みの高速化はより促進され、8段
の場合で56%の高速化が図られる。また出力データ用の
バッファメモリを設けることも有用である。また実施例
では電気的に書込み,消去を行うE2PROMを説明したが、
本発明は紫外線消去型のEPROMにも適用できる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a case has been described in which four memory cells are connected in series to form a NAND cell, but the number of memory cells forming the NAND cell is arbitrary. If the number of stages of NAND cells is increased, the speed of writing in the page mode is further accelerated. In the case of eight stages, the speed is increased by 56%. It is also useful to provide a buffer memory for output data. In the embodiment, the E 2 PROM for electrically writing and erasing has been described.
The present invention can be applied to an ultraviolet-erasable EPROM.
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、基板と浮遊ゲート
間でのトンネリングのみを利用して書込みおよび消去を
可能としたメモリセルユニットを用いて、周辺回路にバ
ッファ・メモリを備えることによって高速書込みを可能
としたEPROMを得ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a buffer memory is provided in a peripheral circuit by using a memory cell unit capable of writing and erasing only by using tunneling between a substrate and a floating gate. By providing the EPROM, an EPROM capable of high-speed writing can be obtained.
第1図は、本発明の一実施例のE2PROMの全体構成を示す
ブロック図、第2図はそのメモリアレイの構成を示す
図、第3図はこの実施例のE2PROMの動作を説明するため
のタイミング図、第4図はそのE2PROMに搭載したSRAMの
内部構成を示す図、第5図はこの実施例のE2PROMを構成
する一つのNANDセルを示す平面図、第6図(a)(b)
は第5図のA−A′,B−B′断面図、第7図はそのNAND
セルの等価回路図、第8図はそのNANDセルの基本動作を
説明するための波形図である。 1……シリコン基板、4……浮遊ゲート、6……制御ゲ
ート、M(M1,M1,…)……メモリセル、BL(BL1,BL2,
…)……ビット線、WL(WL1,WL2,…)……ワード線、11
……メモリアレイ、12……ビット線センスアンプ、13…
…行デコーダ、14……行アドレスバッファ、15……列デ
コーダ、16……列アドレスバッファ、17……ラッチ回
路、18……I/Oセンスアンプ、19……データアウトバッ
ファ、20……SRAM(バッファメモリ)、21……データイ
ンバッファ。Figure 1 is a block diagram showing the overall configuration of the E 2 PROM of an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows the configuration of the memory array, FIG. 3 is an operation of the E 2 PROM in this embodiment FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the SRAM mounted on the E 2 PROM, FIG. 5 is a plan view showing one NAND cell constituting the E 2 PROM of this embodiment, FIG. 6 (a) (b)
Is a sectional view taken along the line AA 'and BB' in FIG. 5, and FIG.
FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the basic operation of the NAND cell. 1 ... silicon substrate, 4 ... floating gate, 6 ... control gate, M (M 1 , M 1 , ...) ... memory cell, BL (BL 1 , BL 2 ,
…)… Bit line, WL (WL 1 , WL 2 ,…) word line, 11
…… Memory array, 12… Bit line sense amplifier, 13…
... row decoder, 14 ... row address buffer, 15 ... column decoder, 16 ... column address buffer, 17 ... latch circuit, 18 ... I / O sense amplifier, 19 ... data out buffer, 20 ... SRAM (Buffer memory), 21 ... Data-in buffer.
フロントページの続き (72)発明者 舛岡 富士雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 千葉 昌彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−294565(JP,A) 特開 昭60−229298(JP,A)Continuing from the front page (72) Inventor Fujio Masuzoka 1 Toshiba-cho, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Masahiko Chiba 1-Toshiba-cho, Komukai-ku, Saitama-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Co., Ltd. Inside Toshiba Research Institute (56) References JP-A-61-294565 (JP, A) JP-A-60-229298 (JP, A)
Claims (4)
積層され、浮遊ゲートと基板の間でトンネル電流により
電荷のやりとりをして書込みおよび消去を行う書替え可
能なメモリセルがマトリクス状に配列され、各メモリセ
ルのゲートがワード線に接続されて構成されたメモリア
レイと、各ビット線毎に設けられたセンスアンプと、前
記メモリアレイの番地選択のための行デコーダおよび列
デコーダと、前記メモリアレイの入出力データを一時記
憶するラッチ回路と、このラッチ回路の整数倍の容量を
もち、ラッチ回路に送るべき入力データを一時記憶する
バッファメモリと、上記バッファメモリに一時記憶され
かつ上記ラッチ回路に送られる入力データをページ・モ
ードによる書き込み動作によって上記メモリアレイに複
数ページ分書き込む際に上記メモリアレイにおける消去
を1回のみ行うように制御する制御回路とを備えたこと
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。A floating gate and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and rewritable memory cells for performing writing and erasing by transferring charges between the floating gate and the substrate by a tunnel current are arranged in a matrix. A memory array formed by connecting the gate of each memory cell to a word line; a sense amplifier provided for each bit line; a row decoder and a column decoder for selecting an address of the memory array; A latch circuit for temporarily storing input / output data of an array, a buffer memory having an integral multiple of the capacity of the latch circuit and for temporarily storing input data to be sent to the latch circuit; The input data sent to the memory array is written into the memory array by a write operation in the page mode. The nonvolatile semiconductor memory device characterized by comprising a control circuit which controls to perform only once the erasing of the memory array when.
である特許請求の範囲第1項記載の不揮発性半導体メモ
リ装置。2. The method according to claim 1, wherein the buffer memory is a static RAM.
2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein:
セルユニットを構成し、このメモリセルユニットの一端
部のドレインがビット線に接続されたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の不揮発性半導体メモリ装
置。3. The memory cell unit according to claim 1, wherein a plurality of said memory cells are connected to form a memory cell unit, and a drain at one end of said memory cell unit is connected to a bit line. Nonvolatile semiconductor memory device.
複数個直列接続されてNANDセルを構成することを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載の不揮発性半導体メモリ
装置。4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein said memory cell unit comprises a plurality of memory cells connected in series to form a NAND cell.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29085487A JP2635631B2 (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Nonvolatile semiconductor memory device |
| KR1019880011972A KR950004865B1 (en) | 1987-09-18 | 1988-09-16 | Non-volatile semiconductor memory device with nand cell structure |
| DE3831538A DE3831538C2 (en) | 1987-09-18 | 1988-09-16 | Electrically erasable and programmable semiconductor memory device |
| US08/312,072 US5508957A (en) | 1987-09-18 | 1994-09-26 | Non-volatile semiconductor memory with NAND cell structure and switching transistors with different channel lengths to reduce punch-through |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29085487A JP2635631B2 (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Nonvolatile semiconductor memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01133293A JPH01133293A (en) | 1989-05-25 |
| JP2635631B2 true JP2635631B2 (en) | 1997-07-30 |
Family
ID=17761350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635631B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0484216A (en) * | 1990-07-26 | 1992-03-17 | Toshiba Corp | Data erasing method for semiconductor disk device |
| JPH04268284A (en) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | Memory card |
| JPH06342405A (en) * | 1993-06-01 | 1994-12-13 | Nec Corp | Filing system |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60229298A (en) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Nec Corp | Programmable rom chip of ultraviolet deletion type |
| JPH0713879B2 (en) * | 1985-06-21 | 1995-02-15 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor memory device |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP29085487A patent/JP2635631B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01133293A (en) | 1989-05-25 |
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