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JP2003059279A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

Info

Publication number
JP2003059279A
JP2003059279A JP2001252228A JP2001252228A JP2003059279A JP 2003059279 A JP2003059279 A JP 2003059279A JP 2001252228 A JP2001252228 A JP 2001252228A JP 2001252228 A JP2001252228 A JP 2001252228A JP 2003059279 A JP2003059279 A JP 2003059279A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control
gate
line
word line
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001252228A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Kuraki
敏夫 椋木
Seiki Ogura
正気 小椋
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.)
Panasonic Holdings Corp
Halo LSI Design and Device Technology Inc
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Halo LSI Design and Device Technology Inc
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd, Halo LSI Design and Device Technology Inc filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2001252228A priority Critical patent/JP2003059279A/en
Publication of JP2003059279A publication Critical patent/JP2003059279A/en
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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cell area of a semiconductor memory in which rewriting and erasure can be performed with a small data unit such as a bit unit or a byte unit. SOLUTION: A first secondary word line SWL1, a second secondary word line SWL2, and a third secondary word line SWL3 intersecting with first and second word lines WL1, WL2, that is, extending in parallel to each bit line BL1-BL3 are arranged. The first secondary word line SWL1 is electrically connected to secondary control gates 29 of first and second memory cells 11, 12, the second secondary word line SWL2 is electrically connected to secondary control gates 29 of third and fourth memory cells 13, 14, and the third secondary word line SWL3 is electrically connected to secondary control gates 29 of fifth and sixth memory cells 15, 16.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性の半導体
記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、フローティングゲートとこれと容
量結合するコントロールゲートとを有する不揮発性半導
体記憶装置において、フローティングゲートとコントロ
ールゲートとをこの順に積層されてなるスタック型ゲー
トの代わりに、コントロールゲートが半導体基板と直接
に容量結合するスプリット型ゲートを持つ不揮発性半導
体記憶装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate and a control gate capacitively coupled to the floating gate, a floating gate and a control gate are stacked in this order, instead of a stack type gate. There has been proposed a non-volatile semiconductor memory device having a split type gate that is capacitively coupled directly to a semiconductor substrate.

【0003】(第1の従来例)図14は第1の従来例に
係るスプリット型不揮発性半導体記憶装置におけるメモ
リセルの断面構成を示している。図14に示すように、
従来の半導体記憶装置は、半導体基板101上にトンネ
ル絶縁膜102を介して形成されたフローティングゲー
ト103と、該フローティングゲート103の側方で容
量絶縁膜104を介し且つ半導体基板101とゲート絶
縁膜105を介して形成されたコントロールゲート10
6とを有している。
(First Conventional Example) FIG. 14 shows a sectional structure of a memory cell in a split type nonvolatile semiconductor memory device according to the first conventional example. As shown in FIG.
The conventional semiconductor memory device includes a floating gate 103 formed on a semiconductor substrate 101 via a tunnel insulating film 102, a capacitance insulating film 104 on the side of the floating gate 103, and a semiconductor substrate 101 and a gate insulating film 105. Control gate 10 formed through
6 and 6.

【0004】半導体基板101の上部には、コントロー
ルゲート106の側方にソース領域107が形成され、
フローティングゲート103の側方の領域にドレイン領
域108が形成されている。
A source region 107 is formed on the semiconductor substrate 101 on the side of the control gate 106.
A drain region 108 is formed in a region lateral to the floating gate 103.

【0005】このように、コントロールゲート106が
半導体基板101のチャネル上に設けられているため、
フローティングゲート103及びコントロールゲート1
06を含むトランジスタのオフ動作を該コントロールゲ
ート106に印加される制御電位によって、スタック型
のようにフローティングゲートの容量結合を通さずに直
接に制御することが可能となる。その結果、スタック型
メモリセルにおいて生じる過消去現象、すなわちフロー
ティングゲートが正電位に帯電してコントロールゲート
に接地電位(0V)を印加してもトランジスタがオフ状
態とならない現象を回避することができる。
As described above, since the control gate 106 is provided on the channel of the semiconductor substrate 101,
Floating gate 103 and control gate 1
It is possible to directly control the off operation of the transistor including 06 by the control potential applied to the control gate 106 without passing through the capacitive coupling of the floating gate unlike the stack type. As a result, it is possible to avoid an over-erase phenomenon that occurs in the stack type memory cell, that is, a phenomenon in which the floating gate is charged to a positive potential and the transistor is not turned off even when the ground potential (0 V) is applied to the control gate.

【0006】図15(a)及び図15(b)は第1の従
来例に係るスプリット型不揮発性半導体記憶装置であっ
て、図15(a)は複数のメモリセルをアレイ状に配置
した部分的な回路構成を示し、図15(b)はその平面
構成を示している。
15A and 15B show a split type nonvolatile semiconductor memory device according to a first conventional example, and FIG. 15A shows a portion in which a plurality of memory cells are arranged in an array. FIG. 15B shows a planar configuration thereof.

【0007】図15(a)及び図15(b)に示すよう
に、それぞれ、互いのドレインを共有する第1のメモリ
セル201及び第2のメモリセル202、第3のメモリ
セル203及び第4のメモリセル204並びに第5のメ
モリセル205及び第6のメモリセル206を有してい
る。
As shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), the first memory cell 201 and the second memory cell 202, the third memory cell 203 and the fourth memory cell 203 which share their drains, respectively. Memory cell 204, and fifth memory cell 205 and sixth memory cell 206.

【0008】第1、第3及び第5のメモリセル201、
203、205の各コントロールゲートは、第1のワー
ド線WL1と接続され、第2、第4及び第6のメモリセ
ル202、204、206の各コントロールゲートは、
第1のワード線WL1と並行して延びる第2のワード線
WL2と接続されている。
First, third and fifth memory cells 201,
Each control gate of 203, 205 is connected to the first word line WL1, and each control gate of the second, fourth and sixth memory cells 202, 204, 206 is
It is connected to a second word line WL2 extending in parallel with the first word line WL1.

【0009】第1のワード線WL1と第2のワード線W
L2との間に延びるソース線SLは各メモリセル201
〜206のドレインと接続されている。
First word line WL1 and second word line W
The source line SL extending between the memory cell 201 and each of the memory cells 201
~ 206 drain.

【0010】第1及び第2のメモリセル201、202
のソースは、各ワード線WL1、WL2及びソース線S
Lとそれぞれ交差する第1のビット線BL1と接続さ
れ、第3及び第4のメモリセル203、204のソース
は、第1のビット線BL1と平行に延びる第2のビット
線BL2と接続され、第5及び第6のメモリセル20
5、206のソースは、第2のビット線BL2と平行に
延びる第3のビット線BL3と接続されている。
First and second memory cells 201, 202
Of the source of each word line WL1, WL2 and source line S
Connected to a first bit line BL1 that intersects L, respectively, and sources of the third and fourth memory cells 203 and 204 are connected to a second bit line BL2 extending in parallel with the first bit line BL1; Fifth and sixth memory cells 20
The sources of 5, 206 are connected to a third bit line BL3 extending in parallel with the second bit line BL2.

【0011】図16(a)〜図16(c)は、各メモリ
セル201〜206に対する各動作時のバイアス電圧で
あって、図16(a)は書込み動作時を示し、図16
(b)は読出し動作時を示し、図16(c)は消去動作
時を示している。
16 (a) to 16 (c) are bias voltages for the respective memory cells 201 to 206 in respective operations, and FIG. 16 (a) shows a write operation, and FIG.
16B shows the read operation, and FIG. 16C shows the erase operation.

【0012】通常のメモリセルアレイにおいては、多数
のメモリセルがワード線WL、ビット線BL及びソース
線SLを共有するように形成されているため、複数のメ
モリセルが同時に書込み動作、消去動作又は読出し動作
を行なう。
In a normal memory cell array, a large number of memory cells are formed so as to share a word line WL, a bit line BL and a source line SL, so that a plurality of memory cells simultaneously perform a write operation, an erase operation or a read operation. Take action.

【0013】図16(a)に示すように、書込み動作時
には、例えば第1のワード線WL1に5Vの制御電圧が
印加されるとすると、図15(a)に示した第1のワー
ド線WL1とソース線SLを共有している第1、第3及
び第5のメモリセル201、203、205には同時に
書込みが行なわれる。一方、各ビット線BL1〜BL3
に印加される制御電圧はそれぞれ独立して制御できるた
め、例えば書込みを行なう第1のメモリセル201と接
続されている第1のビット線BL1の電位を5Vとし
て、他のビット線BL2、BL3をソース線SLと同電
位とすることにより、第1のメモリセル201を選択し
て書き込むことが可能となる。
As shown in FIG. 16A, if a control voltage of 5 V is applied to the first word line WL1 during the write operation, for example, the first word line WL1 shown in FIG. The first, third and fifth memory cells 201, 203 and 205 which share the source line SL are simultaneously written. On the other hand, each bit line BL1 to BL3
Since the control voltage applied to each bit line can be controlled independently, for example, the potential of the first bit line BL1 connected to the first memory cell 201 for writing is set to 5V and the other bit lines BL2 and BL3 are set. By setting the same potential as the source line SL, the first memory cell 201 can be selected and written.

【0014】次に、図16(b)に示すように、読出し
動作時には、例えば、第1のワード線WL1に2.5V
の制御電圧を印加して、第1のワード線WL1を共有し
ている第1のメモリセル201、第3のメモリセル20
3及び第5のメモリセル205から同時に各ビット線B
L1〜BL3に読出し電流が流れる。このとき、通常
は、読出し対象である第1のメモリセル201と接続さ
れた第1のビット線BL1の電位のみをコラムスイッチ
等により選択してセンスする回路構成を採るため、第1
のメモリセル201を選択して読み出すことが可能とな
る。
Next, as shown in FIG. 16B, during the read operation, for example, 2.5 V is applied to the first word line WL1.
Control voltage is applied to the first memory cell 201 and the third memory cell 20 sharing the first word line WL1.
The bit lines B from the third and fifth memory cells 205 at the same time
A read current flows through L1 to BL3. At this time, usually, a circuit configuration is adopted in which only the potential of the first bit line BL1 connected to the first memory cell 201 to be read is selected by a column switch or the like and sensed.
It becomes possible to select and read the memory cell 201.

【0015】次に、図16(c)に示すように、消去動
作時には、例えば、第1のワード線WL1に−6Vの負
の制御電圧を印加すると共に、ソース線SLに6Vの正
の制御電圧を印加する。このようにすると、ソース線S
Lと第1のワード線WL1とを共有している第1、第3
及び第5のメモリセル201、203、205は同時に
消去され、いずれか1つのメモリセルを選択することは
できない。
Next, as shown in FIG. 16C, during the erase operation, for example, a negative control voltage of -6V is applied to the first word line WL1 and a positive control of 6V is applied to the source line SL. Apply voltage. In this way, the source line S
The first and the third sharing the L and the first word line WL1
And the fifth memory cells 201, 203 and 205 are erased at the same time, and it is not possible to select any one of the memory cells.

【0016】通常、1本のワード線WL及びソース線S
Lには、キロビット単位のメモリセルが接続されている
ため、キロビットという大きいデータ単位で一括して消
去されることとなる。このように一括して消去を行なう
EEPROM装置を一般にフラッシュメモリ装置と呼
び、一方、1ビット又は1バイト程度の小さい単位で消
去が可能な不揮発性半導体記憶装置を単にEEPROM
装置と呼び、本願においても、これらの区別を用いる。
Normally, one word line WL and one source line S
Since a memory cell in units of kilobits is connected to L, the data is erased collectively in large data units of kilobits. Such an EEPROM device that erases all at once is generally called a flash memory device, while a nonvolatile semiconductor memory device that can be erased in small units of about 1 bit or 1 byte is simply an EEPROM.
The device is called, and these distinctions are used in the present application.

【0017】フラッシュメモリ装置の消去動作が、相対
的に大きい単位で一括に行なうということは、1ビット
又は1バイト程度の小さいデータ単位で任意に書き換え
を行なうことができないということを意味している。こ
の一括消去可能であるという特徴は、インストラクショ
ンプログラムの格納用又はマスストレージ用等の用途に
おいては、特に問題とはならない。
The fact that the erasing operation of the flash memory device is collectively performed in a relatively large unit means that the rewriting cannot be arbitrarily performed in a small data unit of about 1 bit or 1 byte. . This feature of being able to be erased in a batch does not cause any particular problem in applications such as storing instruction programs or mass storage.

【0018】しかしながら、プログラム実行時等にデー
タの一時記憶用として用いる場合には、ビット単位又は
バイト単位で書き換えが行なわれるため、図15(a)
のようなアレイ構成を持つフラッシュメモリ装置を用い
ることはできない。
However, when it is used for temporary storage of data at the time of executing a program, rewriting is performed in bit units or byte units, so that FIG.
It is not possible to use a flash memory device having such an array configuration.

【0019】(第2の従来例)そこで、スプリット型メ
モリセルを用いてEEPROM装置を実現した第2の従
来例を説明する。
(Second Conventional Example) Now, a second conventional example in which an EEPROM device is realized by using a split type memory cell will be described.

【0020】図17(a)及び図17(b)は第2の従
来例に係るスプリット型EEPROM装置であって、図
17(a)は複数のメモリセルをアレイ状に配置した部
分的な回路構成を示し、図17(b)はその平面構成を
示している。
FIGS. 17A and 17B show a split type EEPROM device according to a second conventional example, and FIG. 17A shows a partial circuit in which a plurality of memory cells are arranged in an array. The configuration is shown, and FIG. 17B shows the planar configuration.

【0021】第1の従来例との相違は、ソース線SLを
ビット線BLと並行に、すなわちワード線WLと交差す
るように設けている点にある。
The difference from the first conventional example is that the source line SL is provided in parallel with the bit line BL, that is, so as to cross the word line WL.

【0022】例えば、図16(a)に示すように、第1
のソース線SL1は第1〜第4のメモリセル201〜2
04のドレインと接続され、第2のソース線SL2は、
ここでは第5及び第6のメモリセル205、206と接
続されている。
For example, as shown in FIG. 16 (a), the first
The source line SL1 of the first to fourth memory cells 201 to 2 is
Connected to the drain of 04, the second source line SL2 is
Here, it is connected to the fifth and sixth memory cells 205 and 206.

【0023】このような構成を持つEEPROM装置
は、消去動作時に、例えば第1のワード線WL1に負の
制御電圧を印加し、第1のソース線SL1に正の制御電
圧を印加したとすると、第1のワード線WL1と第1の
ソース線SL1とによりアクセスされる第1のメモリセ
ル201及び第3のメモリセル203のみが消去され、
第1のワード線WLと接続している第5のメモリセル2
05は消去されない。
In the EEPROM device having such a structure, it is assumed that a negative control voltage is applied to the first word line WL1 and a positive control voltage is applied to the first source line SL1 during the erase operation. Only the first memory cell 201 and the third memory cell 203 which are accessed by the first word line WL1 and the first source line SL1 are erased,
Fifth memory cell 2 connected to first word line WL
05 is not erased.

【0024】また、書込み動作や読出しについても、第
1の従来例と同様に、所望のメモリセルに対してのみア
クセスが可能である。従って、2ビット単位の書き換え
が可能なEEPROM装置が実現される。
As for the write operation and the read operation, like the first conventional example, only the desired memory cell can be accessed. Therefore, an EEPROM device capable of rewriting in units of 2 bits is realized.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
2の従来例に係るEEPROM装置は、図16(b)に
示すように、複数のソース線SL1、SL2を各ビット
線BL1〜BL3と並行に配置するためのスペースが必
要となるため、セル面積が増大する。概算では、図15
(b)で示したメモリセルと比べて約1.5倍程度にも
なる。これは、従来のスタック型メモリセルにアクセス
用MOSトランジスタを付加して構成するEEPROM
装置の場合と同様に、セル面積を容易に縮小することが
できないという問題を有している。
However, in the EEPROM device according to the second conventional example, as shown in FIG. 16B, a plurality of source lines SL1 and SL2 are arranged in parallel with the bit lines BL1 to BL3. A cell area is increased because a space for arranging is required. As a rough estimate,
This is about 1.5 times that of the memory cell shown in (b). This is an EEPROM constructed by adding an access MOS transistor to a conventional stack type memory cell.
As in the case of the device, there is a problem that the cell area cannot be easily reduced.

【0026】本発明は、前記の従来の問題を解決し、ビ
ット単位又はバイト単位という小さいデータ単位で書き
換え及び消去が可能なEEPROM装置のセル面積の縮
小化を実現できるようにすることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to realize a reduction in the cell area of an EEPROM device capable of rewriting and erasing in small data units such as bit units or byte units. To do.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、半導体記憶装置を通常の第1のコントロ
ールゲート及び第1のワード線に加え、フローティング
ゲートの電位を制御する第2のコントロールゲート及び
第2のワード線を第1のワード線と交差するように設け
る構成とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor memory device in addition to a normal first control gate and a first word line, and a second control circuit for controlling the potential of a floating gate. The control gate and the second word line are provided so as to intersect with the first word line.

【0028】具体的に、本発明に係る半導体記憶装置
は、それぞれが、半導体基板上に第1の絶縁膜を介して
形成されたフローティングゲートと、フローティングゲ
ートと第2の絶縁膜を介して容量結合する第1のコント
ロールゲートと、フローティングゲート及び第1のコン
トロールゲートと第3の絶縁膜を介して容量結合する第
2のコントロールゲートとからなる複数のメモリセル
と、第1のコントロールゲートと電気的に接続された第
1の制御(ワード)線と、第2のコントロールゲートと
電気的に接続された第2の制御(ワード)線とを備え、
第1の制御線と第2の制御線とは、互いに交差するよう
に設けられている。
Specifically, the semiconductor memory device according to the present invention includes a floating gate formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, and a capacitance via a floating gate and a second insulating film. A plurality of memory cells each including a first control gate coupled to each other, a floating gate, and a second control gate capacitively coupled to the first control gate and a third insulating film; A first control (word) line electrically connected to the second control gate, and a second control (word) line electrically connected to the second control gate,
The first control line and the second control line are provided so as to intersect with each other.

【0029】本発明の半導体記憶装置によると、各メモ
リセルは、フローティングゲート及び第1のコントロー
ルゲートと第3の絶縁膜を介して容量結合する第2のコ
ントロールゲートと、該第2のコントロールゲートと電
気的に接続された第2の制御線とを有し、第2の制御線
が第1の制御線と交差するように設けられているため、
第1の制御線と第2の制御線とによりアクセスされるメ
モリセルを特定することができるので、ビット/バイト
単位程度の小さいデータ単位でメモリセルの消去動作を
行なうことができる。さらに、第2の制御線は第1の制
御線と交差することから、必然的にビット線が延びる方
向と同一となるため、フラッシュメモリ装置と比べても
セル面積がたいして増大することがない。
According to the semiconductor memory device of the present invention, each memory cell has a second control gate, which is capacitively coupled to the floating gate and the first control gate through the third insulating film, and the second control gate. And a second control line electrically connected to the second control line, and the second control line is provided so as to intersect with the first control line,
Since the memory cell to be accessed can be specified by the first control line and the second control line, the memory cell erase operation can be performed in a data unit as small as a bit / byte unit. Further, since the second control line intersects with the first control line, it is inevitably in the same direction as the bit line extends, so that the cell area does not increase much compared to the flash memory device.

【0030】本発明の半導体記憶装置において、複数の
メモリセルがアレイ状に配置されており、第1のコント
ロールゲートが半導体基板上に絶縁膜を介して形成さ
れ、フローティングゲートが第1のコントロールゲート
の側面上に第2の絶縁膜を介して形成され、第2のコン
トロールゲートがフローティングゲートの上面及び側面
上に第3の絶縁膜を介して形成されていることが好まし
い。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of memory cells are arranged in an array, a first control gate is formed on a semiconductor substrate via an insulating film, and a floating gate is the first control gate. Is preferably formed on the side surface of the floating gate via the second insulating film, and the second control gate is formed on the upper surface and the side surface of the floating gate via the third insulating film.

【0031】本発明の半導体記憶装置において、半導体
基板におけるフローティングゲートの下側には、フロー
ティングゲートが跨ぐ段差部が設けられていることが好
ましい。
In the semiconductor memory device of the present invention, it is preferable that a step portion straddling the floating gate is provided below the floating gate on the semiconductor substrate.

【0032】本発明の半導体記憶装置は、第2の制御線
を複数有しており、各第2の制御線に対してそれぞれ所
定の制御電圧を印加する複数のドライバ回路をさらに備
えていることが好ましい。
The semiconductor memory device of the present invention has a plurality of second control lines, and further includes a plurality of driver circuits for applying a predetermined control voltage to each second control line. Is preferred.

【0033】この場合に、第2の制御線に対して正の制
御電圧を印加することにより、読み出し動作を行なうこ
とが好ましい。
In this case, it is preferable to perform the read operation by applying a positive control voltage to the second control line.

【0034】また、この場合に、第2の制御線に対して
正の制御電圧を印加することにより、書き込み動作を行
なうことが好ましい。
In this case, it is preferable that the write operation be performed by applying a positive control voltage to the second control line.

【0035】さらに、正の制御電圧が第1の制御線に印
加する制御電圧よりも高いことが好ましい。
Further, it is preferable that the positive control voltage is higher than the control voltage applied to the first control line.

【0036】本発明の半導体記憶装置は、第1の制御線
に対して正の制御電圧を印加する第1のドライバ回路
と、第2の制御線に対して負の制御電圧を印加する第2
のドライバ回路とをさらに備えていることが好ましい。
The semiconductor memory device of the present invention comprises a first driver circuit for applying a positive control voltage to the first control line and a second driver circuit for applying a negative control voltage to the second control line.
It is preferable to further include the driver circuit of.

【0037】この場合に、第2のドライバ回路が正の制
御電圧よりも高い正の制御電圧をも生成して第2の制御
線に印加することが好ましい。
In this case, it is preferable that the second driver circuit also generate a positive control voltage higher than the positive control voltage and apply it to the second control line.

【0038】本発明の半導体記憶装置において、第1の
制御線を複数有しており、複数の第1の制御線のうち一
の第1の制御線と接続されたメモリセルの消去動作時に
おいて、一の第1の制御線に印加する制御電圧と一の第
1の制御線と隣接する他の第1の制御線に印加する制御
電圧とは異なる電圧値に設定されていることが好まし
い。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of first control lines are provided, and during the erase operation of the memory cell connected to one first control line of the plurality of first control lines. It is preferable that the control voltage applied to the one first control line and the control voltage applied to another first control line adjacent to the one first control line are set to different voltage values.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(First Embodiment) First Embodiment of the Present Invention
Embodiments will be described with reference to the drawings.

【0040】図1は本発明の第1の実施形態に係るスプ
リット型EEPROM装置であって、複数のメモリセル
をアレイ状に配置した部分的な回路構成を示している。
FIG. 1 shows a split type EEPROM device according to the first embodiment of the present invention, and shows a partial circuit configuration in which a plurality of memory cells are arranged in an array.

【0041】図1に示すように、第1の実施形態に係る
半導体記憶装置のメモリセルアレイは、隣接間で互いの
ドレインを共有する、第1のメモリセル11及び第2の
メモリセル12、第3のメモリセル13及び第4のメモ
リセル14並びに第5のメモリセル15及び第6のメモ
リセル16を有している。
As shown in FIG. 1, the memory cell array of the semiconductor memory device according to the first embodiment has a first memory cell 11 and a second memory cell 12 which share a drain between adjacent memory cells. The third memory cell 13 and the fourth memory cell 14 and the fifth memory cell 15 and the sixth memory cell 16 are included.

【0042】第1、第3及び第5のメモリセル11、1
3、15の各コントロールゲートは、第1のワード線W
L1と接続され、第2、第4及び第6のメモリセル1
2、14、16の各コントロールゲートは、第1のワー
ド線WL1と並行して延びる第2のワード線WL2とそ
れぞれ接続されている。
First, third and fifth memory cells 11, 1
The control gates 3 and 15 are connected to the first word line W
Second, fourth and sixth memory cells 1 connected to L1
Each of the control gates 2, 14 and 16 is connected to a second word line WL2 extending in parallel with the first word line WL1.

【0043】第1のワード線WL1及び第2のワード線
WL2の間に延びるソース線SLは各メモリセル11〜
16の各共有ドレインと接続されている。
The source line SL extending between the first word line WL1 and the second word line WL2 is composed of the memory cells 11 to 11.
It is connected to each of the 16 shared drains.

【0044】第1及び第2のメモリセル11、12のソ
ースは、各ワード線WL1、WL2及びソース線SLと
それぞれ交差する第1のビット線BL1と接続され、第
3及び第4のメモリセル13、14のソースは、第1の
ビット線BL1と平行に延びる第2のビット線BL2と
接続され、第5及び第6のメモリセル15、16のソー
スは、第2のビット線BL2と平行に延びる第3のビッ
ト線BL3と接続されている。
The sources of the first and second memory cells 11 and 12 are connected to the first bit line BL1 intersecting with the word lines WL1 and WL2 and the source line SL, respectively, and the third and fourth memory cells are connected. The sources of 13 and 14 are connected to the second bit line BL2 extending parallel to the first bit line BL1, and the sources of the fifth and sixth memory cells 15 and 16 are parallel to the second bit line BL2. Is connected to a third bit line BL3 extending to.

【0045】第1の実施形態の特徴として、第1及び第
2のワード線WL1、WL2と交差する、すなわち各ビ
ット線BL1〜BL3と並行に延びる第1のセカンダリ
ワード線SWL1、第2のセカンダリワード線SWL2
及び第3のセカンダリワード線SWL3が配置されてい
る。
A feature of the first embodiment is that the first and second secondary word lines SWL1 and SWL1 intersect the first and second word lines WL1 and WL2, that is, extend in parallel with the bit lines BL1 to BL3. Word line SWL2
And a third secondary word line SWL3.

【0046】第1のセカンダリワード線SWL1は、第
1及び第2のメモリセル11、12のセカンダリコント
ロールゲート(SCG)29と電気的に接続され、第2
のセカンダリワード線SWL2は、第3及び第4のメモ
リセル13、14のセカンダリコントロールゲート29
と電気的に接続され、第3のセカンダリワード線SWL
3は、第5及び第6のメモリセル15、16のセカンダ
リコントロールゲート29と電気的に接続されている。
The first secondary word line SWL1 is electrically connected to the secondary control gate (SCG) 29 of the first and second memory cells 11 and 12, and the second
Of the secondary word line SWL2 of the third and fourth memory cells 13 and 14
Electrically connected to the third secondary word line SWL
3 is electrically connected to the secondary control gates 29 of the fifth and sixth memory cells 15 and 16.

【0047】なお、図示はしていないが、各ワード線W
L1、WL2、各セカンダリワード線SWL1〜SWL
3及びソース線SLの端部にはこれらの電位を所望の値
に設定可能なワード線ドライバ回路がそれぞれ接続され
ている。
Although not shown, each word line W
L1, WL2, secondary word lines SWL1 to SWL
A word line driver circuit capable of setting these potentials to desired values is connected to the end portions of 3 and the source line SL, respectively.

【0048】同様に、図示はしていないが、各ビット線
BL1〜BL3の端部には、これらの電位を所望の値に
設定可能なビット線ドライバ回路と、各ビット線BL1
からBL3の電位を比較して検知してさらに増幅するセ
ンスアンプが接続されている。
Similarly, although not shown, a bit line driver circuit capable of setting these potentials to desired values and an end portion of each bit line BL1 to BL3, and each bit line BL1.
To a BL3 potential, the sense amplifier is connected to detect and further amplify.

【0049】図2(a)は図1の部分回路と対応するE
EPROM装置の平面構成を示し、図2(b)は図2
(a)のIIb−IIb線における断面構成を示している。
図2(a)及び図2(b)において、図1に示す構成要
素と同一の構成要素には同一の符号を付している。
FIG. 2A shows an E corresponding to the partial circuit of FIG.
FIG. 2 (b) is a plan view of the EPROM device.
The cross-sectional structure in the IIb-IIb line of (a) is shown.
2A and 2B, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0050】図2(a)又は図2(b)に示すように、
第1のメモリセル11は、例えば、p型シリコンからな
る半導体基板20上に酸化シリコンからなるトンネル絶
縁膜21を介して形成されたフローティングゲート22
と、該フローティングゲート22の側方に容量絶縁膜2
3を介し且つ半導体基板20と酸化シリコンからなるゲ
ート絶縁膜24を介して形成されたコントロールゲート
25とを有している。ここで、容量絶縁膜23はトンネ
ル絶縁膜21と同一の絶縁膜により構成しても良く、ま
た、例えば酸化シリコンと窒化シリコンの積層構造とし
ても良い。また、ゲート絶縁膜24とトンネル絶縁膜2
1とを同一の絶縁膜により形成しても良い。
As shown in FIG. 2 (a) or FIG. 2 (b),
The first memory cell 11 is, for example, a floating gate 22 formed on a semiconductor substrate 20 made of p-type silicon via a tunnel insulating film 21 made of silicon oxide.
And the capacitance insulating film 2 on the side of the floating gate 22.
3 and a control gate 25 formed via a semiconductor substrate 20 and a gate insulating film 24 made of silicon oxide. Here, the capacitive insulating film 23 may be formed of the same insulating film as the tunnel insulating film 21, or may have a laminated structure of, for example, silicon oxide and silicon nitride. In addition, the gate insulating film 24 and the tunnel insulating film 2
1 and 1 may be formed of the same insulating film.

【0051】半導体基板20の上部には、各コントロー
ルゲート25の側方にn+ 型のソース領域26がそれぞ
れ形成され、フローティングゲート22同士の間の領域
にはn+ 型のドレイン領域27が形成されている。
An n + type source region 26 is formed on the side of each control gate 25 on the semiconductor substrate 20, and an n + type drain region 27 is formed in a region between the floating gates 22. Has been done.

【0052】第1のメモリセル11及び第2のメモリセ
ル12における各フローティングゲート22及び各コン
トロールゲート25は、例えば酸化シリコンからなるセ
ル間絶縁膜28を介してセカンダリコントロールゲート
29により覆われている。
Each floating gate 22 and each control gate 25 in the first memory cell 11 and the second memory cell 12 is covered with a secondary control gate 29 via an inter-cell insulating film 28 made of, for example, silicon oxide. .

【0053】図2(a)において、ワード線WL1、W
L2及びセカンダリワード線SWL1〜SWL3は共に
ポリシリコンからなり、ソース線SLは半導体基板20
の上部に不純物拡散により形成されている。
In FIG. 2A, word lines WL1 and W
The L2 and the secondary word lines SWL1 to SWL3 are both made of polysilicon, and the source line SL is the semiconductor substrate 20.
Is formed by impurity diffusion on the upper part of the.

【0054】また、ビット線BL1〜BL3はアルミニ
ウムからなり、コンタクトプラグによって各メモリセル
11〜16のソースと電気的に接続されている。
The bit lines BL1 to BL3 are made of aluminum and are electrically connected to the sources of the memory cells 11 to 16 by contact plugs.

【0055】このように、セカンダリコントロールゲー
ト29がフローティングゲート21及びコントロールゲ
ート24とも結合容量を持つため、各フローティングゲ
ート22の電位は各コントロールゲート25の電位の影
響を受けると共にセカンダリコントロールゲート29の
電位の影響を受ける。
As described above, since the secondary control gate 29 has the coupling capacitance with both the floating gate 21 and the control gate 24, the potential of each floating gate 22 is influenced by the potential of each control gate 25 and the potential of the secondary control gate 29. Affected by.

【0056】このセカンダリコントロールゲート29の
フローティングゲート21及びコントロールゲート24
に対する容量結合を利用して各動作ごとのバイアス電圧
を各ノードに印加して、電気的に絶縁(浮遊)状態にあ
るフローティングゲート22の電位を制御することによ
り、各メモリセル11〜16に所望の動作をさせる。
The floating gate 21 and the control gate 24 of this secondary control gate 29
A bias voltage for each operation is applied to each node by using capacitive coupling with respect to each of the memory cells 11 to control the potential of the floating gate 22 which is in an electrically insulating (floating) state. To operate.

【0057】以下、前記のように、通常のコントロール
ゲートに加え、セカンダリコントロールゲートを設けた
EEPROM装置における各動作時のバイアス条件を図
3(a)〜図3(c)に基づいて説明する。
The bias conditions at each operation in the EEPROM device having the secondary control gate in addition to the normal control gate as described above will be described below with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c).

【0058】まず、図3(a)に示すように、書込み動
作時には、書込み対象のメモリセルのフローティングゲ
ート22に電子が注入されるように、コントロールゲー
ト25及びドレイン27に5V程度の正の制御電圧(バ
イアス電圧)を印加し、且つセカンダリコントロールゲ
ート29を0Vとする。この場合のコントロールゲート
バイアス値は、コントロールゲート25との結合容量の
みでフローティングゲート22の電位を十分に高くでき
るように調整している。
First, as shown in FIG. 3A, in the write operation, a positive control of about 5 V is applied to the control gate 25 and the drain 27 so that electrons are injected into the floating gate 22 of the memory cell to be written. A voltage (bias voltage) is applied, and the secondary control gate 29 is set to 0V. The control gate bias value in this case is adjusted so that the potential of the floating gate 22 can be sufficiently increased only by the coupling capacitance with the control gate 25.

【0059】次に、図3(b)に示すように、読出し動
作時には、読出し対象のメモリセルと接続されたコント
ロールゲート25に2.5V程度の正の制御電圧を印加
し、、ソース26(=ビット線BL)に1V程度の制御
電圧を印加し、ドレイン27(=ソース線SL)を0V
として隣接するフローティングゲート22の電位を上げ
る。この場合も、書込み動作時と同様に、セカンダリコ
ントロールゲート29の制御電圧は0Vとしているた
め、コントロールゲートバイアス値は、コントロールゲ
ート25との結合容量のみでフローティングゲート22
の電位が必要な分だけ高くなるように調整している。
Next, as shown in FIG. 3B, during the read operation, a positive control voltage of about 2.5 V is applied to the control gate 25 connected to the memory cell to be read, and the source 26 ( = Control voltage of about 1 V is applied to the bit line BL), and the drain 27 (= source line SL) is set to 0 V
Raises the potential of the adjacent floating gate 22. Also in this case, as in the write operation, the control voltage of the secondary control gate 29 is set to 0 V, so that the control gate bias value is only the coupling capacitance with the control gate 25.
The potential of is adjusted to be as high as necessary.

【0060】次に、図3(c)に示すように、消去対象
のメモリセルと接続されたセカンダリコントロールゲー
ト29に−6V程度の負の制御電圧を印加し、且つドレ
イン27に5V程度の正の制御電圧を印加して、フロー
ティングゲート22の電位を下げる。このとき、セカン
ダリコントロールゲート29と容量結合しているフロー
ティングゲート22の電位を下げて、ドレイン27に対
して所定の電位差を生じさせる。
Next, as shown in FIG. 3C, a negative control voltage of about -6 V is applied to the secondary control gate 29 connected to the memory cell to be erased, and a positive voltage of about 5 V is applied to the drain 27. Is applied to lower the potential of the floating gate 22. At this time, the potential of the floating gate 22 that is capacitively coupled to the secondary control gate 29 is lowered to generate a predetermined potential difference with respect to the drain 27.

【0061】このように、第1の実施形態においては、
消去動作時のバイアス印加方法として、ソース線SLに
は従来と同様に正電圧を印加するものの、コントロール
ゲート25(=ワード線WL)には負電圧を印加しない
で、代わりにセカンダリコントロールゲート29(=セ
カンダリワード線SWL)に負電圧を印加する。
As described above, in the first embodiment,
As a bias application method during the erase operation, a positive voltage is applied to the source line SL as in the conventional case, but a negative voltage is not applied to the control gate 25 (= word line WL), and instead, a secondary control gate 29 ( A negative voltage is applied to the secondary word line SWL).

【0062】従って、ソース線SLと接続されているメ
モリセル11〜16の各ドレイン27には正電圧が印加
され、例えば第1のセカンダリワード線SWL1にのみ
−6V程度の負電圧を印加したとすると、第1及び第2
のメモリセル11、12に限り、セカンダリコントロー
ルゲート29との容量結合によってそのフローティング
ゲート22の電位を下げることができる。これにより、
複数のメモリセルが集積されてなるメモリセルアレイの
なかから2ビット分のモリセルを選択して消去すること
が可能となる。
Therefore, if a positive voltage is applied to each drain 27 of the memory cells 11 to 16 connected to the source line SL, for example, a negative voltage of about -6 V is applied only to the first secondary word line SWL1. Then, the first and second
Only in the memory cells 11 and 12, the potential of the floating gate 22 can be lowered by capacitive coupling with the secondary control gate 29. This allows
It is possible to select and erase a 2-bit memory cell from a memory cell array in which a plurality of memory cells are integrated.

【0063】なお、第1の実施形態においては、スプリ
ット型メモリセルを用いて説明したが、これに限られ
ず、スタック型メモリセル等の他のEEPROM装置に
も適用可能である。
Although the first embodiment has been described using the split type memory cell, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to other EEPROM devices such as a stack type memory cell.

【0064】(第1の実施形態の第1変形例)以下、本
発明の第1の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。
(First Modification of First Embodiment) A first modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0065】図4は第1の実施形態の第1変形例に係る
EEPROM装置の断面構成を示している。図4におい
て、図2(b)に示す構成要素と同一の構成要素には同
一の符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 4 shows a sectional structure of an EEPROM device according to a first modification of the first embodiment. In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 2B are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0066】図4に示すように、本変形例は、セル間絶
縁膜28Aにおけるフローティングゲート22との間の
領域を凹部状に掘り下げることにより、セカンダリコン
トロールゲート29とフローティングゲート22との対
向面積を増大させている。このように、セカンダリコン
トロールゲート29とフローティングゲート22との間
の結合容量を増大させることにより、セカンダリコント
ロールゲート29のフローティングゲート22への電位
の影響をより強く与えることができるようになる。
As shown in FIG. 4, in this modification, the area between the secondary control gate 29 and the floating gate 22 is reduced by digging the region between the floating gate 22 and the inter-cell insulating film 28A into a recess. Is increasing. As described above, by increasing the coupling capacitance between the secondary control gate 29 and the floating gate 22, the influence of the potential of the secondary control gate 29 on the floating gate 22 can be more strongly exerted.

【0067】なお、本変形例においては、消去動作時
に、セカンダリコントロールゲート29とドレイン27
との間に高い電位差が発生するため、セル間絶縁膜28
Aの膜厚をその耐圧が十分に確保される値とする必要が
ある。
In this modification, the secondary control gate 29 and the drain 27 are erased during the erase operation.
Since a high potential difference is generated between the
It is necessary to set the film thickness of A to a value that ensures a sufficient breakdown voltage.

【0068】(第1の実施形態の第2変形例)以下、本
発明の第1の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。
(Second Modification of First Embodiment) A second modification of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0069】図5は第1の実施形態の第2変形例に係る
EEPROM装置の断面構成を示している。図5におい
て、図2(b)に示す構成要素と同一の構成要素には同
一の符号を付すことにより説明を省略する。図5におい
て、図2(b)に示す構成要素と同一の構成要素には同
一の符号を付すことにより説明を省略する。
FIG. 5 shows a sectional structure of an EEPROM device according to a second modification of the first embodiment. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2B are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2B are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0070】図5に示すように、本変形例は、半導体基
板20の上部に、コントロールゲート25が上段に位置
し且つドレイン領域27が下段に位置する段差部20a
が設けられている。このようにすると、フローティング
ゲート22の半導体基板20上の高さ寸法が大きくなる
ため、セカンダリコントロールゲート29との対向面積
がさらに増大するので、セカンダリコントロールゲート
29とフローティングゲート22との間の結合容量がよ
り一層増大する。
As shown in FIG. 5, in the present modification, the step portion 20a in which the control gate 25 is located in the upper stage and the drain region 27 is located in the lower stage is provided on the semiconductor substrate 20.
Is provided. With this configuration, the height dimension of the floating gate 22 on the semiconductor substrate 20 is increased, and the area facing the secondary control gate 29 is further increased. Therefore, the coupling capacitance between the secondary control gate 29 and the floating gate 22 is increased. Will increase even more.

【0071】その上、フローティングゲート22は段差
部20aを跨ぐように形成されるため、書込み動作時
に、半導体基板20におけるコントロールゲート25の
下側部分に形成されるチャネル領域で発生するホットエ
レクトロンのフローティングゲート22への注入効率が
向上する。
Moreover, since the floating gate 22 is formed so as to straddle the step portion 20a, the floating of hot electrons generated in the channel region formed in the lower portion of the control gate 25 in the semiconductor substrate 20 during the writing operation. The injection efficiency into the gate 22 is improved.

【0072】なお、本変形例においても、消去動作時
に、セカンダリコントロールゲート29とドレイン27
との間に高い電位差が発生するため、セル間絶縁膜28
Aの膜厚をその耐圧が十分に確保される値とする必要が
ある。
In this modification, the secondary control gate 29 and the drain 27 are also erased during the erase operation.
Since a high potential difference is generated between the
It is necessary to set the film thickness of A to a value that ensures a sufficient breakdown voltage.

【0073】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0074】図6は本発明の第2の実施形態に係るEE
PROM装置におけるワード線及びセカンダリワード線
の各ドライバ回路の構成を示している。
FIG. 6 shows an EE according to the second embodiment of the present invention.
3 shows the configuration of each driver circuit for a word line and a secondary word line in a PROM device.

【0075】第2の実施形態においては、第1の実施形
態及びその変形例に係るEEPROM装置を駆動するワ
ード線とセカンダリワード線との各ドライバ回路につい
て説明する。
In the second embodiment, each driver circuit of the word line and the secondary word line for driving the EEPROM device according to the first embodiment and its modification will be described.

【0076】図6は、メモリセルアレイのうち、1つの
メモリセル10と該メモリセル10と接続されるワード
線WL、ソース線SL、セカンダリワード線SWL及び
ビット線BLのみを表わしている。
FIG. 6 shows only one memory cell 10 in the memory cell array and a word line WL, a source line SL, a secondary word line SWL and a bit line BL connected to the memory cell 10.

【0077】ワード線WLは、デコーダ回路(図示せ
ず)からの入力信号を受ける入力ポート30の電圧、す
なわち接地電圧(0V)〜電源電圧(Vdd)をメモリ
セル10を駆動できる正電圧源31の電圧にまで昇圧す
るレベルシフタからなるワード線ドライバ回路40と接
続されている。
The word line WL is a positive voltage source 31 capable of driving the memory cell 10 at a voltage of the input port 30 which receives an input signal from a decoder circuit (not shown), that is, a ground voltage (0V) to a power supply voltage (Vdd). It is connected to the word line driver circuit 40 which is composed of a level shifter for boosting the voltage up to.

【0078】ワード線ドライバ回路40は、ソースが正
電圧源31と接続され、ドレインがワード線WLと接続
された第1のPMOSトランジスタ41と、ソースが接
地電圧源32と接続され、ドレインが第1のPMOSト
ランジスタと共有してワード線WLと接続され、ゲート
がインバータ43と接続された第1のNMOSトランジ
スタ42と、ソースが正電圧源31と接続され、ドレイ
ンが第1のPMOSトランジスタ41のゲートと接続さ
れ、ゲートが接地された第2のPMOSトランジスタ4
4と、ドレインが第1のPMOSトランジスタ41のゲ
ートと接続され、ソースが接地され、ゲートが入力ポー
ト30と接続された第2のNMOSトランジスタ45と
から構成されている。
The word line driver circuit 40 has a source connected to the positive voltage source 31, a drain connected to the word line WL, a first PMOS transistor 41, a source connected to the ground voltage source 32, and a drain connected to the first voltage source 32. The first NMOS transistor 42 connected to the word line WL in common with the first PMOS transistor, the gate connected to the inverter 43, the source connected to the positive voltage source 31, and the drain connected to the first PMOS transistor 41. Second PMOS transistor 4 connected to the gate and grounded
4 and a second NMOS transistor 45 whose drain is connected to the gate of the first PMOS transistor 41, whose source is grounded, and whose gate is connected to the input port 30.

【0079】セカンダリワード線SWLは、1本ごとに
セカンダリワード線ドライバである負電圧ドライバ回路
52と接続されて、それぞれ独立に制御される。従っ
て、図示はしていないが、負電圧ドライバ回路50はセ
カンダリワード線SWLと対応して複数設けられてい
る。
Each secondary word line SWL is connected to a negative voltage driver circuit 52 which is a secondary word line driver and controlled independently. Therefore, although not shown, a plurality of negative voltage driver circuits 50 are provided corresponding to the secondary word lines SWL.

【0080】本発明に係るEEPROM装置は、第1の
実施形態で説明したように、図7に示す消去動作時に、
コントロールゲート25に対して負電圧を印加しない。
代わりに、セカンダリワード線SWLに接続している負
電圧ドライバ回路35に負のレベルシフタ機能を移設し
ている。
As described in the first embodiment, the EEPROM device according to the present invention, during the erase operation shown in FIG.
No negative voltage is applied to the control gate 25.
Instead, the negative level shifter function is transferred to the negative voltage driver circuit 35 connected to the secondary word line SWL.

【0081】このように、ワード線ドライバ回路40か
ら負電圧を生成する部分が不要となるため、第1のPM
OSトランジスタ41及び第1のNMOSトランジスタ
42の耐圧を下げることができ、ドライバ回路の面積を
小さくすることができる。
As described above, since the portion for generating the negative voltage from the word line driver circuit 40 is unnecessary, the first PM
The breakdown voltage of the OS transistor 41 and the first NMOS transistor 42 can be reduced, and the area of the driver circuit can be reduced.

【0082】一方、従来のメモリセルアレイは、各ワー
ド線のそれぞれに負電圧を生成して印加する必要がある
ため、ドライバ部分に負電圧生成用のレベルシフタとド
ライバとを設けている。これにより、第1のPMOSト
ランジスタ41及び第1のNMOSトランジスタ42と
対応する各トランジスタのソース、ドレイン、ゲート間
の電位差が大きくなるため、各トランジスタに十分な耐
圧を確保できるようにトランジスタサイズを大きくする
必要がある。その結果、ドライバ回路の面積が大きくな
るので、メモリコア面積が増大する要因となる。
On the other hand, in the conventional memory cell array, since it is necessary to generate and apply a negative voltage to each word line, the driver portion is provided with a level shifter for generating a negative voltage and a driver. As a result, the potential difference between the source, drain, and gate of each transistor corresponding to the first PMOS transistor 41 and the first NMOS transistor 42 becomes large, so that the transistor size is increased so that each transistor can have a sufficient breakdown voltage. There is a need to. As a result, the area of the driver circuit is increased, which causes an increase in the memory core area.

【0083】(第2の実施形態の第1変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。
(First Modification of Second Embodiment) A first modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0084】図8は第2の実施形態の第1変形例に係る
EEPROM装置の消去動作時におけるバイアス条件を
示している。
FIG. 8 shows bias conditions during the erase operation of the EEPROM device according to the first modification of the second embodiment.

【0085】図8において、コントロールゲート25A
を含むメモリセルのみを選択的に消去する。すなわち、
コントロールゲート25Aに−6V程度の負電圧を印加
し、且つコントロールゲート25Bに3V程度の正電圧
を印加する。これにより、コントロールゲート25Aと
セカンダリコントロールゲート29との容量結合によっ
て、コントロールゲート25Aと隣接するフローティン
グゲート22の電位が低下して、消去動作が強化され
る。
In FIG. 8, the control gate 25A
Selectively erase only the memory cells including. That is,
A negative voltage of about -6V is applied to the control gate 25A, and a positive voltage of about 3V is applied to the control gate 25B. As a result, due to the capacitive coupling between the control gate 25A and the secondary control gate 29, the potential of the floating gate 22 adjacent to the control gate 25A is lowered, and the erase operation is strengthened.

【0086】このとき、同時にコントロールゲート25
Bに正電圧を印加するため、コントロールゲート25B
との容量結合により、コントロールゲート25Bと隣接
するフローティングゲート22の電位を上昇して、該フ
ローティングゲート22におけるセカンダリコントロー
ルゲート29との容量結合による電位低下が相殺されて
消去されにくくなる。その結果、消去単位を1ビットと
することができる。
At this time, at the same time, the control gate 25
Control gate 25B for applying a positive voltage to B
By capacitive coupling with the control gate 25B, the potential of the floating gate 22 adjacent to the control gate 25B is increased, and the potential reduction due to the capacitive coupling with the secondary control gate 29 in the floating gate 22 is offset to make it difficult to erase. As a result, the erase unit can be 1 bit.

【0087】消去速度は、フローティングゲート22と
ドレイン27との電位差に対して指数関数的に変化する
ため、隣接するフローティングゲート22同士の間には
十分な消去時間の差を確保することができる。
Since the erase speed changes exponentially with respect to the potential difference between the floating gate 22 and the drain 27, a sufficient erase time difference can be secured between the adjacent floating gates 22.

【0088】このように、コントロールゲート25A、
25B及びセカンダリコントロールゲート29にそれぞ
れ印加される制御電圧を最適化することによって、1ビ
ット消去を可能としている。
In this way, the control gate 25A,
By optimizing the control voltage applied to each of 25B and the secondary control gate 29, 1-bit erasing is possible.

【0089】(第2の実施形態の第2変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。
(Second Modification of Second Embodiment) A second modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0090】図9は第2の実施形態の第2変形例に係る
EEPROM装置の読出し動作時におけるバイアス条件
を示している。第2変形例においては、セカンダリコン
トロールゲート29を読出し動作時にも利用する。
FIG. 9 shows bias conditions during the read operation of the EEPROM device according to the second modification of the second embodiment. In the second modification, the secondary control gate 29 is also used during the read operation.

【0091】図9において、コントロールゲート25A
を含むメモリセルからの読出し動作を行なう。すなわ
ち、コントロールゲート25A及びセカンダリコントロ
ールゲート29に共に2.5V程度の正電圧を印加し、
他のノードは接地電圧を印加する。このようにすると、
コントロールゲート25Aとセカンダリコントロールゲ
ート29とのフローティングゲート22に対する双方の
容量結合によって該フローティングゲート22の電位が
上昇し、読出し電流の電流量が増大する。その結果、メ
モリセルトランジスタの幅寸法を縮小できるので、セル
面積を小さくすることができる。
In FIG. 9, the control gate 25A
Read operation is performed from the memory cell including. That is, a positive voltage of about 2.5 V is applied to both the control gate 25A and the secondary control gate 29,
The other node applies the ground voltage. This way,
The potential of the floating gate 22 rises due to capacitive coupling of the control gate 25A and the secondary control gate 29 to the floating gate 22, and the amount of read current increases. As a result, the width dimension of the memory cell transistor can be reduced, so that the cell area can be reduced.

【0092】なお、セカンダリコントロールゲート29
の電位を2.5Vに昇圧すると、コントロールゲート2
5Bと隣接するフローティングゲート22の電位も上昇
するが、コントロールゲート25Bには接地電位が印加
されているため、メモリセルのカットオフ状態が保持さ
れるので、動作上の問題にはならない。
The secondary control gate 29
When the potential of the voltage is raised to 2.5V, the control gate 2
The potential of the floating gate 22 adjacent to 5B also rises, but since the ground potential is applied to the control gate 25B, the cut-off state of the memory cell is held, so that there is no problem in operation.

【0093】また、第2変形例においては、図6に示し
た負電圧ドライバ回路50に代えて、正電圧をも生成可
能な正負電圧ドライバ回路を設ける必要がある。
Further, in the second modification, it is necessary to provide a positive / negative voltage driver circuit capable of generating a positive voltage instead of the negative voltage driver circuit 50 shown in FIG.

【0094】(第2の実施形態の第3変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第3変形例について図面を参照
しながら説明する。
(Third Modification of Second Embodiment) A third modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0095】図10は第2の実施形態の第3変形例に係
るEEPROM装置の書込み動作時におけるバイアス条
件を示している。第3変形例においては、セカンダリコ
ントロールゲート29を書込み動作時にも利用する。
FIG. 10 shows bias conditions during the write operation of the EEPROM device according to the third modification of the second embodiment. In the third modification, the secondary control gate 29 is also used during the write operation.

【0096】図10において、コントロールゲート25
Aを含むメモリセルに対して書込み動作を行なう。すな
わち、コントロールゲート25Aに4V程度の正の制御
電圧を印加し、セカンダリコントロールゲート29に7
V程度の正の制御電圧を印加し、ドレイン27に5V程
度の正の制御電圧を印加し、他のノードを接地電圧を印
加する。
In FIG. 10, the control gate 25
A write operation is performed on a memory cell including A. That is, a positive control voltage of about 4V is applied to the control gate 25A, and the secondary control gate 29 receives 7V.
A positive control voltage of about V is applied, a positive control voltage of about 5V is applied to the drain 27, and the ground voltage is applied to the other nodes.

【0097】このようにすると、コントロールゲート2
5Aとセカンダリコントロールゲート29とのフローテ
ィングゲート22に対する双方の容量結合により、該フ
ローティングゲート22の電位が上昇して、書込み効率
が向上する。これにより、書込み動作に必要なフローテ
ィングゲート22の電位を確保することが容易となるの
で、コントロールゲート25Aに印加する電位を低減す
ることができる。
In this way, the control gate 2
Capacitance coupling between 5A and the secondary control gate 29 with respect to the floating gate 22 raises the potential of the floating gate 22 to improve the writing efficiency. This makes it easy to secure the potential of the floating gate 22 necessary for the write operation, so that the potential applied to the control gate 25A can be reduced.

【0098】なお、第3変形例においても、図6に示し
た負電圧ドライバ回路50に代えて、正電圧をも生成可
能な正負電圧ドライバ回路を設ける必要がある。
Also in the third modification, it is necessary to provide a positive / negative voltage driver circuit capable of generating a positive voltage instead of the negative voltage driver circuit 50 shown in FIG.

【0099】(第2の実施形態の第4変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第4変形例について図面を参照
しながら説明する。
(Fourth Modification of Second Embodiment) A fourth modification of the second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0100】図11は第2の実施形態の第4変形例に係
るEEPROM装置のスクリーニング時における過書込
みのバイアス条件を示している。第4変形例において
は、セカンダリコントロールゲート29を信頼性を確保
するためのスクリーニング工程に利用する。
FIG. 11 shows an overwriting bias condition during screening of the EEPROM device according to the fourth modification of the second embodiment. In the fourth modification, the secondary control gate 29 is used in the screening process for ensuring reliability.

【0101】図9に示すように、セカンダリコントロー
ルゲート29に対して、通常のワード線ドライバ回路で
は印加が不可能な9V程度の正の電圧を印加して、フロ
ーティングゲート22に過剰な電子を注入する。その
後、放置によるメモリセルのしきい値電圧Vtの変化を
調べることにより、リテンション特性が悪いメモリセル
を効率的にスクリーニングすることができる。
As shown in FIG. 9, to the secondary control gate 29, a positive voltage of about 9 V, which cannot be applied by a normal word line driver circuit, is applied to inject excess electrons into the floating gate 22. To do. After that, by examining the change in the threshold voltage Vt of the memory cell due to being left unattended, it is possible to efficiently screen the memory cells having poor retention characteristics.

【0102】なお、第4変形例においても、図6に示し
た負電圧ドライバ回路50に代えて、9V程度の正電圧
をも生成可能な正負電圧ドライバ回路を設ける必要があ
る。
Also in the fourth modification, it is necessary to replace the negative voltage driver circuit 50 shown in FIG. 6 with a positive / negative voltage driver circuit capable of generating a positive voltage of about 9V.

【0103】(第3の実施形態)以下、本発明の第3の
実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0104】図12は本発明の第3の実施形態に係るフ
ラッシュメモリ装置におけるワード線及びセカンダリワ
ード線の各ドライバ回路の構成を示している。図12に
おいて、図6に示す構成要素と同一の構成要素には同一
の符号を付している。
FIG. 12 shows the configuration of each driver circuit for the word line and the secondary word line in the flash memory device according to the third embodiment of the present invention. 12, the same components as those shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

【0105】第3の実施形態は、ビットごとのランダム
消去を行なわない構成とする代わりに、第2の実施形態
に係るEEPROM装置と比べて回路面積が小さいワー
ド線ドライバ回路及びセカンドワード線ドライバ回路を
実現している。
The third embodiment is different from the EEPROM device according to the second embodiment in that the random erase for each bit is not performed, but the word line driver circuit and the second word line driver circuit are smaller in circuit area than the EEPROM device according to the second embodiment. Has been realized.

【0106】図12に示すように、第2の実施形態との
相違点は、セカンドワード線ドライバ回路としての正負
高電圧ドライバ回路51が、各セカンダリワード線SW
L〜SWL3と一括に接続されると共に、正電圧をも生
成して出力することができる点である。
As shown in FIG. 12, the difference from the second embodiment is that the positive / negative high-voltage driver circuit 51 as the second word line driver circuit has each secondary word line SW.
The point is that the positive voltage can be generated and output while being connected to L to SWL3 all together.

【0107】さらに、ワード線ドライバ40Aはレベル
シフタの構成を省略している。
Further, the word line driver 40A omits the structure of the level shifter.

【0108】以下、前記のような構成を持つフラッシュ
メモリ装置の書込み動作におけるバイアス条件を説明す
る。
The bias conditions in the write operation of the flash memory device having the above-mentioned structure will be described below.

【0109】図13に示すように、コントロールゲート
25Aに1.8V程度の正の制御電圧を印加し、セカン
ダリコントロールゲート29及びドレイン27に5V程
度の正の制御電圧を5V程度の正の制御電圧を印加す
る。
As shown in FIG. 13, a positive control voltage of about 1.8V is applied to the control gate 25A, and a positive control voltage of about 5V is applied to the secondary control gate 29 and the drain 27. Is applied.

【0110】このようにすると、各フローティングゲー
ト22を高電位とするセカンダリワード線SWL1〜S
WL3には、正負高電圧ドライバ回路51から約5Vの
正電圧が一括して供給される。
By doing so, the secondary word lines SWL1 to SWL having the floating gates 22 at a high potential are set.
A positive voltage of about 5V is collectively supplied to the WL3 from the positive / negative high voltage driver circuit 51.

【0111】また、デコーダ回路により選択されたワー
ド線WLにはメモリセル10に書込み電流を流すための
約1.8Vの正電圧が印加される一方、選択されないワ
ード線WLには書込み電流を流さないように0Vが印加
される。従って、選択されたワード線WLに対して比較
的に低い制御電圧を印加するだけで、ビット単位に書込
み動作を行なうことができる。
A positive voltage of about 1.8 V for applying a write current to the memory cell 10 is applied to the word line WL selected by the decoder circuit, while a write current is applied to the unselected word line WL. 0V is applied so that it does not exist. Therefore, the write operation can be performed in bit units simply by applying a relatively low control voltage to the selected word line WL.

【0112】[0112]

【発明の効果】本発明に係る半導体記憶装置によると、
第1の制御線と第2の制御線とによりアクセスされるメ
モリセルを特定することができるため、ビット/バイト
単位程度の小さいデータ単位でメモリセルの消去動作を
行なうことができる。さらに、第2の制御線は第1の制
御線と交差することから、必然的にビット線が延びる方
向と同一となるため、フラッシュメモリ装置と比べても
セル面積がたいして増大することがない。
According to the semiconductor memory device of the present invention,
Since the memory cell accessed by the first control line and the second control line can be specified, the erase operation of the memory cell can be performed in a data unit as small as a bit / byte unit. Further, since the second control line intersects with the first control line, it is inevitably in the same direction as the bit line extends, so that the cell area does not increase much compared to the flash memory device.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
におけるメモリセルアレイを示す部分的な回路図であ
る。
FIG. 1 is a partial circuit diagram showing a memory cell array in a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)は本発明の第1の実施形態に係る半導体
記憶装置を示し、(a)は図1の部分回路と対応する部
分の平面図であり、(b)は(a)のIIb−IIb線にお
ける構成断面図である。
2A is a semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a plan view of a portion corresponding to the partial circuit of FIG. 1, and FIG. IIb-IIb is a sectional view taken along the line.

【図3】(a)〜(c)は本発明の第1の実施形態に係
る半導体記憶装置の動作バイアス条件を示し、(a)は
書込み動作時の素子の回路図であり、(b)は読出し動
作時の素子の回路図であり、(c)は消去動作時の素子
の回路図である。
3A to 3C show operating bias conditions of the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3A is a circuit diagram of an element during a write operation, and FIG. Is a circuit diagram of an element during a read operation, and FIG. 7C is a circuit diagram of an element during an erase operation.

【図4】本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る半
導体記憶装置における構成断面図である。
FIG. 4 is a configuration cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a first modification of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る半
導体記憶装置における構成断面図である。
FIG. 5 is a configuration cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a second modification of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置
におけるワード線及びセカンダリワード線の各ドライバ
回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing each driver circuit for a word line and a secondary word line in a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施形態に係る半導体記憶装置
の消去動作バイアス条件を示す素子の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of an element showing an erase operation bias condition of the semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態の第1変形例に係る半
導体記憶装置の消去動作時のバイアス条件を示す素子の
回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of an element showing a bias condition during an erase operation of a semiconductor memory device according to a first modification of the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態の第2変形例に係る半
導体記憶装置の読出し動作時のバイアス条件を示す素子
の回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram of an element showing a bias condition during a read operation of a semiconductor memory device according to a second modification of the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態の第3変形例に係る
半導体記憶装置の書込み動作時のバイアス条件を示す素
子の回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram of an element showing a bias condition during a write operation of a semiconductor memory device according to a third modification of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施形態の第4変形例に係る
半導体記憶装置のスクリーニング時の過書込み動作バイ
アス条件を示す素子の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of an element showing an overwriting operation bias condition during screening of a semiconductor memory device according to a fourth modification of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装
置におけるワード線及びセカンダリワード線の各ドライ
バ回路を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing each driver circuit for a word line and a secondary word line in a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第3の実施形態に係る半導体記憶装
置の書込み動作時のバイアス条件を示す素子の回路図で
ある。
FIG. 13 is a circuit diagram of an element showing a bias condition during a write operation of the semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention.

【図14】第1の従来例に係るスプリット型フラッシュ
メモリ装置のメモリセルを示す構成断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of a memory cell of a split type flash memory device according to a first conventional example.

【図15】(a)及び(b)は第1の従来例に係るスプ
リット型フラッシュメモリ装置を示し、(a)はメモリ
セルアレイを示す部分的な回路図であり、(b)はメモ
リセルアレイを示す部分的な平面図である。
15A and 15B show a split flash memory device according to a first conventional example, FIG. 15A is a partial circuit diagram showing a memory cell array, and FIG. 15B is a memory cell array. It is a partial top view shown.

【図16】(a)〜(c)は第1の従来例に係るフラッ
シュメモリ装置の動作バイアス条件を示す素子の回路図
である。
16A to 16C are circuit diagrams of elements showing operation bias conditions of the flash memory device according to the first conventional example.

【図17】(a)及び(b)は第2の従来例に係るスプ
リット型EEPROM装置を示し、(a)はメモリセル
アレイを示す部分的な回路図であり、(b)はメモリセ
ルアレイを示す部分的な平面図である。
17A and 17B show a split type EEPROM device according to a second conventional example, FIG. 17A is a partial circuit diagram showing a memory cell array, and FIG. 17B shows a memory cell array. It is a partial top view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 メモリセル 11 第1のメモリセル 12 第2のメモリセル 13 第3のメモリセル 14 第4のメモリセル 15 第5のメモリセル 16 第6のメモリセル 20 半導体基板 20a 段差部 21 トンネル絶縁膜(第1の絶縁膜) 22 フローティングゲート 23 容量絶縁膜(第2の絶縁膜) 24 ゲート絶縁膜 25 コントロールゲート(第1のコントロールゲ
ート) 25A コントロールゲート 25B コントロールゲート 26 ソース(領域) 27 ドレイン(領域) 28 セル間絶縁膜(第3の絶縁膜) 28A セル間絶縁膜(第3の絶縁膜) 29 セカンダリコントロールゲート(第2のコン
トロールゲート) 30 入力ポート 31 正電圧源 32 接地電圧源 40 ワード線ドライバ回路(第1のドライバ回
路) 40A ワード線ドライバ回路(第1のドライバ回
路) 41 第1のPMOSトランジスタ 42 第1のNMOSトランジスタ 43 インバータ 44 第2のPMOSトランジスタ 45 第2のNMOSトランジスタ 50 負電圧ドライバ回路(第2のドライバ回路) 51 正負電圧ドライバ回路(第2のドライバ回
路) WL1 第1のワード線(第1の制御線) WL2 第2のワード線(第1の制御線) SWL1 第1のセカンダリワード線(第2の制御線) SWL2 第2のセカンダリワード線(第2の制御線) SWL3 第3のセカンダリワード線(第2の制御線)
10 memory cell 11 first memory cell 12 second memory cell 13 third memory cell 14 fourth memory cell 15 fifth memory cell 16 sixth memory cell 20 semiconductor substrate 20a stepped portion 21 tunnel insulating film ( First insulating film) 22 Floating gate 23 Capacitance insulating film (second insulating film) 24 Gate insulating film 25 Control gate (first control gate) 25A Control gate 25B Control gate 26 Source (region) 27 Drain (region) 28 inter-cell insulating film (third insulating film) 28A inter-cell insulating film (third insulating film) 29 secondary control gate (second control gate) 30 input port 31 positive voltage source 32 ground voltage source 40 word line driver Circuit (first driver circuit) 40A Word line driver circuit (first Driver circuit) 41 first PMOS transistor 42 first NMOS transistor 43 inverter 44 second PMOS transistor 45 second NMOS transistor 50 negative voltage driver circuit (second driver circuit) 51 positive and negative voltage driver circuit (second) Driver circuit) WL1 first word line (first control line) WL2 second word line (first control line) SWL1 first secondary word line (second control line) SWL2 second secondary word Line (second control line) SWL3 Third secondary word line (second control line)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/792 G11C 17/00 612F 611Z (72)発明者 椋木 敏夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小椋 正気 アメリカ合衆国,ニューヨーク州 12590, ワッピンジャーズ フォールス,オールド ホープウェル ロード 140,ヘイロー エルエスアイ デザイン アンド デバ イス テクノロジー インコーポレイテッ ド内 Fターム(参考) 5B025 AA01 AC04 AD01 AD03 5F083 EP03 EP24 EP26 EP27 EP28 EP32 EP34 EP35 EP54 EP56 ER03 ER05 ER19 ER30 GA03 JA04 JA36 LA12 LA16 MA06 MA19 5F101 BA04 BA29 BB03 BB04 BC11 BC13 BD10 BD22 BE05 BE07─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme Coat (reference) H01L 29/792 G11C 17/00 612F 611Z (72) Inventor Toshio Kuroki 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Ogura 12590, New York, United States, Wappinger's Falls, Old Hopewell Road 140, Halo LSI Design and Device Technology Incorporated F-term (reference) 5B025 AA01 AC04 AD01 AD03 5F083 EP03 EP24 EP26 EP27 EP28 EP32 EP34 EP35 EP54 EP56 ER03 ER05 ER19 ER30 GA03 JA04 JA36 LA12 LA16 MA06 MA19 5F101 BA04 BA29 BB03 BB04 BC11 BC13 BD10 BD22 BE05 BE07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれが、半導体基板上に第1の絶縁
膜を介して形成されたフローティングゲートと、前記フ
ローティングゲートと第2の絶縁膜を介して容量結合す
る第1のコントロールゲートと、前記フローティングゲ
ート及び第1のコントロールゲートと第3の絶縁膜を介
して容量結合する第2のコントロールゲートとからなる
複数のメモリセルと、 前記第1のコントロールゲートと電気的に接続された第
1の制御線と、 前記第2のコントロールゲートと電気的に接続された第
2の制御線とを備え、 前記第1の制御線と前記第2の制御線とは、互いに交差
するように設けられていることを特徴とする半導体記憶
装置。
1. A floating gate formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, a first control gate capacitively coupled to the floating gate via a second insulating film, and A plurality of memory cells each including a floating gate, a first control gate, and a second control gate that is capacitively coupled via a third insulating film; and a first memory cell electrically connected to the first control gate. A control line and a second control line electrically connected to the second control gate are provided, and the first control line and the second control line are provided so as to intersect with each other. A semiconductor memory device characterized by being present.
【請求項2】 前記複数のメモリセルはアレイ状に配置
されており、 前記第1のコントロールゲートは前記半導体基板上に絶
縁膜を介して形成され、前記フローティングゲートは前
記第1のコントロールゲートの側面上に前記第2の絶縁
膜を介して形成され、前記第2のコントロールゲートは
前記フローティングゲートの上面及び側面上に前記第3
の絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする請求
項1に記載の半導体記憶装置。
2. The plurality of memory cells are arranged in an array, the first control gate is formed on the semiconductor substrate through an insulating film, and the floating gate is formed of the first control gate. The second control gate is formed on the side surface through the second insulating film, and the second control gate is formed on the upper surface and the side surface of the floating gate.
The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is formed via the insulating film.
【請求項3】 前記半導体基板における前記フローティ
ングゲートの下側には、前記フローティングゲートが跨
ぐ段差部が設けられていることを特徴とする請求項2に
記載の半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein a step portion straddling the floating gate is provided below the floating gate in the semiconductor substrate.
【請求項4】 前記第2の制御線を複数有しており、 前記各第2の制御線に対してそれぞれ所定の制御電圧を
印加する複数のドライバ回路をさらに備えていることを
特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。
4. A plurality of the second control lines are provided, and a plurality of driver circuits for applying a predetermined control voltage to each of the second control lines are further provided. The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項5】 前記第2の制御線に対して正の制御電圧
を印加することにより、読み出し動作を行なうことを特
徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
5. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein a read operation is performed by applying a positive control voltage to the second control line.
【請求項6】 前記第2の制御線に対して正の制御電圧
を印加することにより、書き込み動作を行なうことを特
徴とする請求項4に記載の半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 4, wherein a write operation is performed by applying a positive control voltage to the second control line.
【請求項7】 前記正の制御電圧は、前記第1の制御線
に印加する制御電圧よりも高いことを特徴とする請求項
6に記載の半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 6, wherein the positive control voltage is higher than a control voltage applied to the first control line.
【請求項8】 前記第1の制御線に対して正の制御電圧
を印加する第1のドライバ回路と、前記第2の制御線に
対して負の制御電圧を印加する第2のドライバ回路とを
さらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の半
導体記憶装置。
8. A first driver circuit for applying a positive control voltage to the first control line, and a second driver circuit for applying a negative control voltage to the second control line. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising:
【請求項9】 前記第2のドライバ回路は、前記正の制
御電圧よりも高い正の制御電圧をも生成して前記第2の
制御線に印加することを特徴とする請求項8に記載の半
導体記憶装置。
9. The method according to claim 8, wherein the second driver circuit also generates a positive control voltage higher than the positive control voltage and applies the positive control voltage to the second control line. Semiconductor memory device.
【請求項10】 前記第1の制御線を複数有しており、 前記複数の第1の制御線のうち一の第1の制御線と接続
された前記メモリセルの消去動作時において、前記一の
第1の制御線に印加する制御電圧と前記一の第1の制御
線と隣接する他の第1の制御線に印加する制御電圧とは
異なる電圧値に設定されていることを特徴とする請求項
1に記載の半導体記憶装置。
10. A plurality of the first control lines are included, and the one of the plurality of first control lines is connected to one of the first control lines during an erase operation of the memory cell. The control voltage applied to the first control line and the control voltage applied to the other first control line adjacent to the one first control line are set to different voltage values. The semiconductor memory device according to claim 1.
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