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JPH05234386A - Semiconductor memory device and its erasure and write method - Google Patents

Semiconductor memory device and its erasure and write method

Info

Publication number
JPH05234386A
JPH05234386A JP7008692A JP7008692A JPH05234386A JP H05234386 A JPH05234386 A JP H05234386A JP 7008692 A JP7008692 A JP 7008692A JP 7008692 A JP7008692 A JP 7008692A JP H05234386 A JPH05234386 A JP H05234386A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
output
voltage
circuit
digital output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7008692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Miyama
博行 深山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
Priority to JP7008692A priority Critical patent/JPH05234386A/en
Publication of JPH05234386A publication Critical patent/JPH05234386A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To perform the erasure operation and the write operation of a memory under an optimum condition in a wide temperature range by a method wherein an optimum voltage value for the erasure operation and the write operation is read out from a memory circuit by means of the digital output of a temperature detection circuit, the optimum voltage value is converted into an analog value and the optimum voltage value is input to a nonvolatile memory transistor. CONSTITUTION:A piece of digital temperature information T in a digital temperature detection circuit 51 is input to a memory circuit 55; an optimum digital voltage value D for an erasure operation and a write operation is output from an address T. Its output signal 57 is input to a nonvolatile transistor via a D/A converter. Thereby, the erasure operation and the write operation can be performed under an optimum voltage condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体不揮発性メモリか
らなる半導体記憶装置と、その消去書き込み方法とに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device including a semiconductor nonvolatile memory and an erasing / writing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性メモリはダイナミックメモリ、
スタチックメモリと異なり、電源供給を停止しても記憶
内容を保持しているので、種々の装置に幅広く使われて
いる。
Nonvolatile memory is a dynamic memory,
Unlike static memory, it retains stored contents even when power supply is stopped, and is widely used in various devices.

【0003】不揮発性メモリの書き込み、消去動作の原
理を図2の不揮発性メモリトランジスタを示す断面図、
および図3の不揮発性メモリトランジスタの等価回路を
示す回路図を参照して説明する。なお、図2および図3
の同一部分には、同一番号を付けてある。
The principle of the write and erase operations of the non-volatile memory is a sectional view showing the non-volatile memory transistor of FIG.
3 and a circuit diagram showing an equivalent circuit of the nonvolatile memory transistor of FIG. 2 and 3
The same numbers are assigned to the same portions of.

【0004】半導体基板11に設ける不揮発性メモリト
ランジスタは、チャネル領域のゲート部にゲート絶縁膜
13と、ゲート電極17とを設け、ドレイン領域29に
接続するドレイン電極15と、ソース領域31に接続す
るソース電極19と、基板接続領域33に接続する基板
電極21とを有する。
The nonvolatile memory transistor provided on the semiconductor substrate 11 is provided with a gate insulating film 13 and a gate electrode 17 in the gate portion of the channel region, and is connected to the drain electrode 15 connected to the drain region 29 and the source region 31. It has a source electrode 19 and a substrate electrode 21 connected to the substrate connection region 33.

【0005】このゲート絶縁膜13は、酸化膜と窒化
膜、あるいは酸化膜と窒化膜と酸化膜との積層構造を有
する。
The gate insulating film 13 has a laminated structure of an oxide film and a nitride film, or an oxide film, a nitride film and an oxide film.

【0006】基板電極21とソース電極19とは、第3
の端子27に共に接続している。
The substrate electrode 21 and the source electrode 19 are the third
Are both connected to the terminal 27 of.

【0007】ドレイン電極15は、第1の端子23に接
続し、ゲート電極17は第2の端子25に各々接続す
る。
The drain electrode 15 is connected to the first terminal 23, and the gate electrode 17 is connected to the second terminal 25.

【0008】不揮発性メモリトランジスタは、第2の端
子25と第3の端子27との間に、通常の動作電圧より
高い電圧、すなわち一般的には10Vから18Vの電圧
を印加する。この結果、印加する電圧の極性に応じて、
ゲート絶縁膜13中の電荷を捕獲する準位に電荷を捕
獲、あるいはこのゲート絶縁膜13中の電荷を捕獲する
準位から電荷を放出することにより、書き込み、消去を
行う。
The non-volatile memory transistor applies a voltage higher than a normal operating voltage, that is, a voltage of 10V to 18V in general, between the second terminal 25 and the third terminal 27. As a result, depending on the polarity of the applied voltage,
Writing and erasing are performed by trapping charges in the level for trapping charges in the gate insulating film 13 or releasing charges from the levels in the gate insulating film 13 for trapping charges.

【0009】この書き込み、消去の時に、第2の端子2
5と第3の端子27との間に印加する電圧の値は、不揮
発性メモリトランジスタの劣化や、書き込まれたデータ
の保持特性に大きく影響する。
At the time of writing and erasing, the second terminal 2
The value of the voltage applied between the fifth terminal 5 and the third terminal 27 greatly affects the deterioration of the nonvolatile memory transistor and the retention characteristic of written data.

【0010】すなわち第2の端子25と第3の端子27
との間に印加する電圧が高いほど、不揮発性メモリトラ
ンジスタの劣化は進むが、一方データの保持特性は良く
なるという相反する特性を示す。このため書き込み、消
去の時の電圧はこれらの特性の均衡をとって印加する電
圧の最適値を定めている。
That is, the second terminal 25 and the third terminal 27
The higher the voltage applied between and is, the more the deterioration of the non-volatile memory transistor progresses, but on the other hand, the data retention characteristic is improved, which is a contradictory characteristic. For this reason, the voltages at the time of writing and erasing determine the optimum value of the voltage to be applied by balancing these characteristics.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この書
き込み、消去時の電圧の最適値は、温度により変動する
ため、温度変化のある環境では不揮発性メモリの特性を
充分に引き出すことができないという課題がある。
However, since the optimum value of the voltage at the time of writing and erasing varies depending on the temperature, there is a problem that the characteristics of the non-volatile memory cannot be sufficiently brought out in the environment where the temperature changes. is there.

【0012】本発明の目的は、上記の課題を解決し、従
来に比べて広い温度範囲で不揮発性メモリの特性を充分
に引き出すことのできる半導体記憶装置と、その消去書
き込み方法とを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a semiconductor memory device capable of sufficiently bringing out the characteristics of a non-volatile memory in a wider temperature range than in the past, and an erasing / writing method thereof. It is in.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、下記記載の構成と方法とを採用す
る。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configurations and methods.

【0014】本発明の半導体記憶装置は、一導電型の半
導体基板に互いに離間して形成した逆導電型のソース領
域およびドレイン領域と、このソース領域とドレイン領
域との間のチャネル領域上に複数層のゲート絶縁膜とゲ
ート電極とを順次形成したゲート部よりなり、複数層の
ゲート絶縁膜の少なくとも1つに電荷を捕獲する準位を
有する不揮発性メモリトランジスタと、温度情報をデジ
タル出力するためのデジタル温度検出回路と、このデジ
タル温度検出回路の出力を第1のデジタル出力として、
この第1のデジタル出力を第2のデジタル出力へ変換す
るためのメモリ回路と、このメモリ回路の出力である第
2のデジタル出力を電圧へ変換するためのデジタル―ア
ナログ変換器とを備えていることを特徴とする。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of source regions and drain regions of opposite conductivity type are formed on a semiconductor substrate of one conductivity type and are separated from each other, and a plurality of channel regions are provided between the source and drain regions. A non-volatile memory transistor having a gate portion in which a multi-layered gate insulating film and a gate electrode are sequentially formed and having a level for trapping charges in at least one of the multi-layered gate insulating films; and for digitally outputting temperature information. Of the digital temperature detection circuit of, and the output of this digital temperature detection circuit as the first digital output,
A memory circuit for converting the first digital output into the second digital output and a digital-analog converter for converting the second digital output, which is the output of the memory circuit, into a voltage are provided. It is characterized by

【0015】本発明の半導体記憶装置の消去書き込み方
法は、一導電型の半導体基板に互いに離間して形成した
逆導電型のソース領域およびドレイン領域と、このソー
ス領域とドレイン領域との間のチャネル領域上に複数層
のゲート絶縁膜とゲート電極とを順次形成したゲート部
よりなり、複数層のゲート絶縁膜の少なくとも1つに電
荷を捕獲する準位を有する不揮発性メモリトランジスタ
と、温度情報をデジタル出力するためのデジタル温度検
出回路と、このデジタル温度検出回路の出力を第1のデ
ジタル出力として、この第1のデジタル出力を第2のデ
ジタル出力へ変換するためのメモリ回路と、このメモリ
回路の出力である第2のデジタル出力を電圧へ変換する
ためのデジタル―アナログ変換器とを備え、このデジタ
ル―アナログ変換器の出力電圧を不揮発性メモリトラン
ジスタの消去および書き込み時の電圧として使うことを
特徴とする。
According to the method for erasing and writing a semiconductor memory device of the present invention, a source region and a drain region of opposite conductivity type are formed on a semiconductor substrate of one conductivity type so as to be separated from each other, and a channel between the source region and the drain region. A non-volatile memory transistor having a gate portion in which a plurality of layers of gate insulating films and gate electrodes are sequentially formed on a region and having a level for trapping charges in at least one of the plurality of layers of gate insulating films; A digital temperature detection circuit for digital output, a memory circuit for converting the first digital output to a second digital output by using the output of the digital temperature detection circuit as a first digital output, and the memory circuit And a digital-analog converter for converting the second digital output, which is the output of the Wherein the use of the output voltage as the erasing and the voltage at the time of writing of the nonvolatile memory transistor.

【0016】[0016]

【実施例】次に図面を用いて本発明の半導体記憶装置
と、その消去書き込み方法の実施例を説明する。図1は
本発明の半導体記憶装置の構成と、消去書き込み方法と
を説明するための回路図である。まずはじめに本発明の
半導体記憶装置の構成を説明する。
Embodiments of the semiconductor memory device of the present invention and the erase / write method thereof will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram for explaining a configuration of a semiconductor memory device of the present invention and an erase / write method. First, the configuration of the semiconductor memory device of the present invention will be described.

【0017】半導体記憶装置は、温度情報をデジタル出
力する手段としてのデジタル温度検出回路51と、第1
のデジタル出力である温度情報のデジタル出力を第2の
デジタル出力へ変換する手段としてのメモリ回路55
と、このメモリ回路55から出力する第2のデジタル出
力を電圧へ変換する手段としてのデジタル−アナログ変
換器(以下A/D変換器と記載する)59と、N型の不
揮発性メモリトランジスタ67とから構成する。
The semiconductor memory device includes a digital temperature detecting circuit 51 as means for digitally outputting temperature information, and a first
Memory circuit 55 as means for converting the digital output of the temperature information, which is the digital output of
A digital-analog converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 59 as a means for converting the second digital output output from the memory circuit 55 into a voltage, and an N-type non-volatile memory transistor 67. It consists of.

【0018】デジタル温度検出回路51のデジタル出力
は、ビット線53によりメモリ回路55のアドレス線に
接続する。メモリ回路55のデータ線は、ビット線57
によりA/D変換器59のデジタル入力に、接続してい
る。
The digital output of the digital temperature detecting circuit 51 is connected to the address line of the memory circuit 55 by the bit line 53. The data line of the memory circuit 55 is the bit line 57.
Is connected to the digital input of the A / D converter 59.

【0019】A/D変換器59の電圧出力は、不揮発性
メモリトランジスタ67のゲート端子63と、ソース端
子61とに接続している。
The voltage output of the A / D converter 59 is connected to the gate terminal 63 and the source terminal 61 of the nonvolatile memory transistor 67.

【0020】さらに、不揮発性メモリトランジスタ67
の基板端子65は、ソース端子61に接続している。
Further, the non-volatile memory transistor 67
The substrate terminal 65 of is connected to the source terminal 61.

【0021】つぎに上記記載の構成における半導体記憶
装置の消去、書き込み方法について説明する。ある温度
における不揮発性メモリトランジスタ67の最適な消去
と書き込み電圧をV、デジタル温度検出回路51のデジ
タル出力のデジタル値をT、最適な消去と書き込み電圧
Vを出力するのにA/D変換器59が必要とするデジタ
ル入力のデジタル値をDとしたとき、メモリ回路55の
アドレスTに前述のデジタル値Dを書き込むようにし
て、半導体記憶装置が使用される全温度範囲にわたって
メモリ回路55にデータを書き込む。
Next, an erasing / writing method of the semiconductor memory device having the above-mentioned structure will be described. The optimum erase and write voltage of the nonvolatile memory transistor 67 at a certain temperature is V, the digital value of the digital output of the digital temperature detection circuit 51 is T, and the optimum erase and write voltage V is output by the A / D converter 59. Supposing that the digital value of the digital input required by the semiconductor memory device is D, the above-mentioned digital value D is written in the address T of the memory circuit 55, and data is stored in the memory circuit 55 over the entire temperature range in which the semiconductor memory device is used. Write.

【0022】このようにすると、種々の温度において、
不揮発性メモリトランジスタ67に消去と書き込み動作
を行う場合、常にその温度における最適な消去と書き込
み電圧が、不揮発性メモリトランジスタ67のゲート端
子63とソース端子61とに印加され、最適電圧条件で
の消去と書き込みとを行うことが可能となる。
In this way, at various temperatures,
When erasing and writing to the non-volatile memory transistor 67, the optimum erasing and writing voltage at that temperature is always applied to the gate terminal 63 and the source terminal 61 of the non-volatile memory transistor 67 to erase under the optimum voltage condition. And writing can be performed.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上の説明のように、本発明の半導体記
憶装置とその消去書き込み方法は、広い温度範囲で不揮
発性メモリトランジスタに対し最適な電圧条件で、消去
と書き込みとを行うことができる。したがって、不揮発
性メモリの特性を充分に引き出すことができる。
As described above, according to the semiconductor memory device and the erasing / writing method of the present invention, erasing and writing can be performed in a wide temperature range under the optimum voltage condition for the nonvolatile memory transistor. .. Therefore, the characteristics of the non-volatile memory can be sufficiently brought out.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体記憶装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a semiconductor memory device of the present invention.

【図2】不揮発性メモリトランジスタを示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a nonvolatile memory transistor.

【図3】不揮発性メモリトランジスタの等価回路を示す
回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a nonvolatile memory transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 ゲート絶縁膜 15 ドレイン電極 17 ゲート電極 19 ソース電極 21 基板電極 51 デジタル温度検出回路 55 メモリ回路 59 A/D変換器 67 不揮発性メモリトランジスタ 13 Gate Insulating Film 15 Drain Electrode 17 Gate Electrode 19 Source Electrode 21 Substrate Electrode 51 Digital Temperature Detection Circuit 55 Memory Circuit 59 A / D Converter 67 Nonvolatile Memory Transistor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板にお互いに離間し
て形成する半導体基板と逆導電型のソース領域およびド
レイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間のチャ
ネル領域上に複数層のゲート絶縁膜とゲート電極とを順
次形成したゲート部よりなり、複数層のゲート絶縁膜の
少なくとも1つに電荷を捕獲する準位を有する不揮発性
メモリトランジスタと、温度情報をデジタル出力するた
めのデジタル温度検出回路と、デジタル温度検出回路の
出力を第1のデジタル出力として、第1のデジタル出力
を第2のデジタル出力へ変換するためのメモリ回路と、
メモリ回路の出力である第2のデジタル出力を電圧へ変
換するためのデジタル―アナログ変換器とを備えている
ことを特徴とする半導体記憶装置。
1. A plurality of layers of gates are formed on a channel region between a source region and a drain region of opposite conductivity type to a semiconductor substrate which are formed on a semiconductor substrate of one conductivity type and separated from each other. A non-volatile memory transistor including a gate portion in which an insulating film and a gate electrode are sequentially formed, having a level for trapping charges in at least one of a plurality of layers of gate insulating film, and a digital temperature for digitally outputting temperature information. A detection circuit, and a memory circuit for converting the first digital output into a second digital output, with the output of the digital temperature detection circuit as the first digital output,
A semiconductor memory device comprising: a digital-analog converter for converting a second digital output which is an output of the memory circuit into a voltage.
【請求項2】 一導電型の半導体基板にお互いに離間し
て形成する半導体基板と逆導電型のソース領域およびド
レイン領域と、ソース領域とドレイン領域との間のチャ
ネル領域上に複数層のゲート絶縁膜とゲート電極とを順
次形成したゲート部よりなり、複数層のゲート絶縁膜の
少なくとも1つに電荷を捕獲する準位を有する不揮発性
メモリトランジスタと、温度情報をデジタル出力するた
めのデジタル温度検出回路と、デジタル温度検出回路の
出力を第1のデジタル出力として、第1のデジタル出力
を第2のデジタル出力へ変換するためのメモリ回路と、
メモリ回路の出力である第2のデジタル出力を電圧へ変
換するためのデジタル―アナログ変換器とを備え、デジ
タル―アナログ変換器の出力電圧を不揮発性メモリトラ
ンジスタの消去および書き込み時の電圧として使うこと
を特徴とする半導体記憶装置の消去書き込み方法。
2. A plurality of layers of gates on a channel region between a source region and a drain region of opposite conductivity type to a semiconductor substrate formed separately from each other on a semiconductor substrate of one conductivity type. A non-volatile memory transistor including a gate portion in which an insulating film and a gate electrode are sequentially formed, having a level for trapping charges in at least one of a plurality of layers of gate insulating film, and a digital temperature for digitally outputting temperature information. A detection circuit, and a memory circuit for converting the first digital output into a second digital output, with the output of the digital temperature detection circuit as the first digital output,
A digital-analog converter for converting the second digital output, which is the output of the memory circuit, into a voltage, and using the output voltage of the digital-analog converter as the voltage when erasing and writing the nonvolatile memory transistor. An erasing / writing method for a semiconductor memory device, comprising:
JP7008692A 1992-02-21 1992-02-21 Semiconductor memory device and its erasure and write method Pending JPH05234386A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8238185B2 (en) 2008-11-04 2012-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device having temperature compensator and memory system thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8238185B2 (en) 2008-11-04 2012-08-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device having temperature compensator and memory system thereof

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