JP2008103019A - Semiconductor memory device and data writing method thereof - Google Patents
Semiconductor memory device and data writing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008103019A JP2008103019A JP2006284525A JP2006284525A JP2008103019A JP 2008103019 A JP2008103019 A JP 2008103019A JP 2006284525 A JP2006284525 A JP 2006284525A JP 2006284525 A JP2006284525 A JP 2006284525A JP 2008103019 A JP2008103019 A JP 2008103019A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory cell
- control electrode
- transistor
- electrode
- charge storage
- 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
Links
Images
Landscapes
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
【課題】非選択メモリセルへの誤書き込みを防止するとともに、集積度が向上した半導体記憶装置を提供すること。
【解決手段】半導体記憶装置100は、複数本のビット線と複数本のビット線に交差する複数本のワード線と所定本数のワード線間のソース線とビット線に接続された第1選択トランジスタ及びソース線に接続された第2選択トランジスタを有し、第1選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端のメモリセルと第2選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、他端のメモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、他端のメモリセルの第1制御電極に印加される電位と第2選択トランジスタの第2制御電極に印加される電位との中間電位が第3制御電極に印加されるトランジスタとを備えている。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that prevents erroneous writing to a non-selected memory cell and has an improved degree of integration.
A semiconductor memory device includes a plurality of bit lines, a plurality of word lines intersecting the plurality of bit lines, a source line between a predetermined number of word lines, and a first selection transistor connected to the bit lines. And a second selection transistor connected to the source line, one end connected to the first selection transistor, a first control electrode connected to the word line, and a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells connected in series The memory cell unit having the memory cell row, and the memory cell at the other end of the memory cell row and the second selection transistor are electrically connected in series, and the memory cell at the other end is in the non-selected state of the data write operation , An intermediate potential between the potential applied to the first control electrode of the memory cell at the other end and the potential applied to the second control electrode of the second selection transistor is applied to the third control electrode. And a transistor.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法に関し、特に電気的消去型不揮発性メモリセルを備えた半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a data writing method thereof, and more particularly to a semiconductor memory device including an electrically erasable nonvolatile memory cell and a data writing method thereof.
近年、小型で大容量な不揮発性半導体記憶装置の需要が急増し、高集積化並びに大容量化を実現することができるNAND型フラッシュメモリが注目されている。 In recent years, the demand for small-sized and large-capacity nonvolatile semiconductor memory devices has increased rapidly, and NAND flash memory capable of realizing high integration and large capacity has attracted attention.
このNAND型フラッシュメモリは、複数本のビット線と、この複数本のビット線に交差する複数本のワード線と、所定本数のワード線間のソース線と、メモリセルユニットとを備えている。NAND型フラッシュメモリにおいて、メモリセルユニットは電気的消去型不揮発性メモリセルを複数個電気的に直列に接続して構築されている。メモリセルユニットの一端(配列一端のメモリセルのドレイン領域)にはビット線側選択トランジスタを通してビット線が接続されている。メモリセルユニットの他端(配列他端のメモリセルのソース領域)にはソース線側選択トランジスタを通してソース線が接続されている。メモリセルユニットのそれぞれのメモリセルの制御電極(コントロール電極)にはワード線が接続されている。 This NAND flash memory includes a plurality of bit lines, a plurality of word lines intersecting with the plurality of bit lines, a source line between a predetermined number of word lines, and a memory cell unit. In a NAND flash memory, a memory cell unit is constructed by electrically connecting a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells in series. A bit line is connected to one end of the memory cell unit (the drain region of the memory cell at one end of the array) through a bit line side select transistor. A source line is connected to the other end of the memory cell unit (a source region of the memory cell at the other end of the array) through a source line side select transistor. A word line is connected to the control electrode (control electrode) of each memory cell of the memory cell unit.
NAND型フラッシュメモリのデータ書き込み動作においては、選択メモリセルにデータが書き込まれる。例えば、選択メモリセルに情報「0」を書き込む場合、選択ワード線に20V、選択ビット線に0V、ドレイン側選択トランジスタのゲート電極に電源電圧Vdd、ソース側選択トランジスタのゲート電極に0V、ソース線に電源電圧Vdd、メモリセルユニットが形成されたウェル領域に0Vがそれぞれ印加される。電荷蓄積層(フローティング電極)を有するトランジスタによりメモリセルが構成されている場合、選択メモリセルにおいては、チャネル領域と選択ワード線との間に高い書き込み電圧が印加されるので、チャネル領域からトンネル絶縁膜を通して電荷蓄積層にデータとしての電子が注入され、データが書き込まれる。 In the data write operation of the NAND flash memory, data is written to the selected memory cell. For example, when information “0” is written to the selected memory cell, the selected word line is 20V, the selected bit line is 0V, the gate electrode of the drain side select transistor is the power supply voltage Vdd, the gate electrode of the source side select transistor is 0V, the source line The power supply voltage Vdd and 0 V are applied to the well region where the memory cell unit is formed. When a memory cell is composed of a transistor having a charge storage layer (floating electrode), a high write voltage is applied between the channel region and the selected word line in the selected memory cell, so that tunnel insulation is achieved from the channel region. Electrons as data are injected into the charge storage layer through the film, and data is written.
一方、データ書き込み動作において、非選択メモリセルにはデータは書き込まれない。例えば、非選択ワード線に10V、非選択ビット線に電源電圧Vddがそれぞれ印加される。非選択メモリセルにおいては、チャネル領域と非選択ワード線との間に高電圧が発生しないので、チャネル領域から電荷蓄積層に電子が注入されず、データが書き込まれない。 On the other hand, in the data write operation, data is not written to the unselected memory cells. For example, 10 V is applied to the unselected word line, and the power supply voltage Vdd is applied to the unselected bit line. In the non-selected memory cell, no high voltage is generated between the channel region and the non-selected word line. Therefore, electrons are not injected from the channel region into the charge storage layer, and data is not written.
なお、この種のNAND型フラッシュメモリについては、例えば下記特許文献1乃至特許文献3に記載がある。
しかしながら、前述のNAND型フラッシュメモリにおいては、以下の点について配慮がなされていなかった。NAND型フラッシュメモリのデータ書き込み動作において、ソース側選択トランジスタのゲート電極には0Vが印加され、非選択ビット線には電源電圧Vddが印加されているので、この非選択ビット線に接続されるソース側選択トランジスタのゲート電極とドレイン領域との間には電源電圧Vddが印加された状態になる。実際には電源電圧Vddからメモリセルのしきい電圧を差し引いた電圧になる。このソース側選択トランジスタのチャネル領域側のドレイン領域端には、GIDL(gate induced drain leakage)によって電子が発生する。この電子は非選択メモリセルの電荷蓄積層に注入され、非選択メモリセルにデータが書き込まれる誤書き込みが生じる。誤書き込みは、ソース側選択トランジスタに近い、特にソース側選択トランジスタのドレイン領域にソース領域を直接接続した非選択メモリセルに顕著に現れる。 However, in the above-described NAND flash memory, the following points have not been considered. In the data write operation of the NAND flash memory, 0 V is applied to the gate electrode of the source side select transistor, and the power supply voltage Vdd is applied to the unselected bit line, so the source connected to the unselected bit line The power supply voltage Vdd is applied between the gate electrode and the drain region of the side selection transistor. In practice, this is a voltage obtained by subtracting the threshold voltage of the memory cell from the power supply voltage Vdd. Electrons are generated by GIDL (gate induced drain leakage) at the drain region end on the channel region side of the source side select transistor. The electrons are injected into the charge storage layer of the non-selected memory cell, and erroneous writing in which data is written to the non-selected memory cell occurs. The erroneous writing appears prominently in an unselected memory cell that is close to the source side select transistor, particularly, in which the source region is directly connected to the drain region of the source side select transistor.
また、誤書き込みが顕著に現れる非選択メモリセルとソース側選択トランジスタとの間を極力離すことによってある程度の誤書き込みを抑制することが可能である。しかしながら、メモリセルとソース側選択トランジスタとの間に占有面積が増大し、NAND型フラッシュメモリの集積度向上の妨げになる。 In addition, it is possible to suppress a certain amount of erroneous writing by separating the unselected memory cell where the erroneous writing appears remarkably and the source side selection transistor as much as possible. However, the occupied area increases between the memory cell and the source side select transistor, which hinders the improvement in the degree of integration of the NAND flash memory.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、誤書き込みを防止することができるとともに、集積度を向上することができる半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device that can prevent erroneous writing and improve the degree of integration and a data writing method thereof. It is to be.
本発明の実施の形態に係る第1の特徴は、半導体記憶装置において、複数本のビット線と、複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、所定本数のワード線間に配置されたソース線と、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及びソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端の不揮発性メモリセルと第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、他端の不揮発性メモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、他端の不揮発性メモリセルの第1の制御電極に印加される電位と前記第2の選択トランジスタの第2の制御電極に印加される電位との中間電位が第3の制御電極に印加されるトランジスタとを備える。 A first feature according to an embodiment of the present invention is that, in a semiconductor memory device, a plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged so as to intersect the plurality of bit lines, and a predetermined number of word lines A first select transistor connected to the bit line and a second select transistor connected to the source line, one end of which is connected to the first select transistor and connected to the word line A memory cell unit having a memory cell column to which a first control electrode is connected and a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells are connected in series, a nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column, and a second selection And a potential applied to the first control electrode of the non-volatile memory cell at the other end in a non-selected state of the data write operation. And a transistor whose serial intermediate potential between the second potential applied to the second control electrode of the selection transistor is applied to the third control electrode.
また、本発明の実施の形態に係る第2の特徴は、半導体記憶装置において、複数本のビット線と、複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、所定本数のワード線間に配置されたソース線と、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及びソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、第1の電荷蓄積電極及び第1の制御電極を有する複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端の不揮発性メモリセルと第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、第2の電荷蓄積電極及び第2の制御電極を有するダミー不揮発性メモリセルとを備え、ダミー不揮発性メモリセルの第2の電荷蓄積電極と第2の制御電極との間のカップリング容量に対する第2の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比が、不揮発性メモリセルの第1の電荷蓄積電極と第1の制御電極との間のカップリング容量に対する第1の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比に対して小さいことである。 A second feature according to the embodiment of the present invention is that, in the semiconductor memory device, a plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged crossing the plurality of bit lines, and a predetermined number of lines are provided. A source line disposed between the word lines; a first selection transistor connected to the bit line; and a second selection transistor connected to the source line, one end connected to the first selection transistor, A memory cell unit having a memory cell column in which a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells each having a first charge storage electrode and a first control electrode are connected in series, the first control electrode being connected to the line; A dummy nonvolatile memory cell electrically connected in series between the nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column and the second selection transistor, and having a second charge storage electrode and a second control electrode. Preparation The capacitance ratio of the coupling capacitance between the second charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitance between the second charge storage electrode and the second control electrode of the dummy nonvolatile memory cell is a nonvolatile memory. The capacitance ratio of the coupling capacitance between the first charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitance between the first charge storage electrode and the first control electrode of the cell is small.
本発明の実施の形態に係る第3の特徴は、複数本のビット線と、複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、所定本数のワード線間に配置されたソース線と、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及びソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端の不揮発性メモリセルと第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続されたトランジスタと、を備えた半導体記憶装置のデータ書き込み方法であって、メモリセルユニットの選択された不揮発性メモリセルにデータを書き込む際に、メモリセルユニットの他端の選択されない不揮発性メモリセルにデータの書き込みを行わないとともに、この不揮発性メモリセルの第1の制御電極に印加される電位と第2の選択トランジスタの第2の制御電極に印加される電位との中間電位を、トランジスタの第3の制御電極に印加することである。 The third feature according to the embodiment of the present invention is that it is arranged between a plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged crossing the plurality of bit lines, and a predetermined number of word lines. A source line; a first selection transistor connected to the bit line; a second selection transistor connected to the source line; one end connected to the first selection transistor; and a first control electrode connected to the word line And a memory cell unit having a memory cell column in which a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells are connected in series, and a non-volatile memory cell at the other end of the memory cell column and a second select transistor A method for writing data in a semiconductor memory device, comprising: a transistor electrically connected in series, wherein when writing data to a selected nonvolatile memory cell of a memory cell unit, Data is not written to the non-selected non-volatile memory cell at the other end of the unit, and the potential applied to the first control electrode of the non-volatile memory cell and the second control electrode of the second select transistor are applied. And applying an intermediate potential to the third control electrode of the transistor.
本発明によれば、非選択メモリセルの誤書き込みを防止することができるとともに、集積度を向上することができる半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device and a data writing method thereof that can prevent erroneous writing of unselected memory cells and improve the degree of integration.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は、本発明をNAND型フラッシュメモリ(NAND型EEPROM)に適用した例を示すものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present embodiment shows an example in which the present invention is applied to a NAND flash memory (NAND EEPROM).
(実施の形態1)
図2は、本発明の実施の形態1に係るNAND型フラッシュメモリ(不揮発性半導体記憶装置)100の概略を示すブロック図である。図2に示すNAND型フラッシュメモリ100は、データ入出力バッファ101と、コマンド・インターフェイス102と、制御部103と、選択回路104と、ロウ制御回路105と、カラム制御回路106と、センスアンプ107と、ブロック制御回路108と、中間電位制御回路109と、メモリセルアレイ110と、を備えている。このNAND型フラッシュメモリ100は、外部I/Oパッド(Pad)200と、データ及びコマンド等の制御信号の送受信を行う。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the NAND flash memory (nonvolatile semiconductor memory device) 100 according to the first embodiment of the present invention. The
データ入出力バッファ101は、IO端子を介して外部I/Oパッド200と接続される。そして、データ入出力バッファ101は、外部I/Oパッド200からデータ及びコマンド等の制御信号を受けて一時的に保持し、データをロウ制御回路105及びカラム制御回路106に、制御信号をコマンド・インターフェイス102に与える。ここで、制御信号には、データの読み出し動作、書き込み動作及び消去動作の実行を指示するコマンド信号が含まれる。また、データ入出力バッファ101は、ロウ制御回路105及びカラム制御回路106から入力されるデータを外部I/Oパッド200に出力する。
Data input /
コマンド・インターフェイス102は、データ入出力バッファ101から入力される制御信号を制御部103に出力する。
The
制御部103は、データ入出力バッファ101、コマンド・インターフェイス102、選択回路104、ロウ制御回路105、カラム制御回路106、センスアンプ107、ブロック制御回路108及び中間電位制御回路109を制御し、データの読み出し、書き込み、消去、及びデータの入出力制御を行う。制御部103は、コマンド・インターフェイス102から入力される制御信号に基づいて、メモリセルアレイ110内のメモリセルにアクセスするためのアドレス情報及びこのメモリセルに電位を印加するための内部制御信号を生成して、選択回路104、ロウ制御回路105、カラム制御回路106及びセンスアンプ107に出力する。
The
また、制御部103は、コマンド・インターフェイス102からデータの書き込みを指示する制御信号が入力された場合には、後述する非選択メモリセルの制御電極(コントロールゲート電極)に電位を印加するための内部制御信号を生成し、中間電位制御回路109に出力する。
In addition, when a control signal instructing data writing is input from the
選択回路104は、制御部103から入力される内部制御信号に従い、メモリセルアレイ110のビット線からビットデータを順次読み出し、保持データとしてセンスアンプ107に出力する。
The
ロウ制御回路105は、制御部103から入力される内部制御信号及びデータ入出力バッファ101から入力されるデータに基づいて、選択回路104及びセンスアンプを制御し、メモリセルアレイ110のメモリセルの制御電極(コントロールゲート電極)に接続される選択ワード線及び非選択ワード線並びに選択トランジスタの制御電極(コントロールゲート電極)に接続されるゲート線に、データの消去、書き込み及び読み出しに必要な電位(電圧)を生成して印加する。
The
カラム制御回路106は、制御部103から入力される内部制御信号及びデータ入出力バッファ101から入力されるデータに基づいて、選択回路104及びセンスアンプを制御し、メモリセルアレイ110のビット線にメモリセルのデータ消去、メモリセルへのデータ書き込み及びメモリセルからのデータの読み出しに必要な電位(電圧)を生成して印加する。
The
センスアンプ107は、複数のデータキャッシュを有し、メモリセルアレイ110のビット線に選択回路104を介して接続されている。そして、センスアンプ107は、ビット線にデータを与え、かつ、ビット線の電位を検出してデータキャッシュで保持する。
The
ブロック制御回路108は、制御部103からの内部制御信号に従い、メモリセルアレイ110に対して、ブロック単位でのデータ消去制御を行う。
The
中間電位制御回路109は、制御部103からの内部制御信号によりメモリセル110内の誤書込防止用トランジスタの一端(ドレイン電極)が接続されるメモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態である場合に、この非選択状態であるメモリセル(以下、非選択メモリセルと言う)の制御電極に印加される電位と、誤書込防止用トランジスタの他端(ソース電極)が接続される選択トランジスタの制御電極に印加される電位との中間電位(電圧)を生成して、誤書込防止用トランジスタの制御電極に印加する。
The intermediate
ここで、中間電位制御回路109は、例えば、誤書込防止用トランジスタに接続されるメモリセルの制御電極への印加電位と、誤書込防止用トランジスタが接続されるソース線側選択トランジスタの制御電極への印加電位とが対応付けられたテーブルを備えてもよい。そして、誤書込防止用トランジスタが接続されるメモリセルが非選択メモリセルである場合に、中間電位制御回路109は、非選択メモリセルの制御電極への印加電位に応じた中間電位を算出する。
Here, the intermediate
すなわち、制御部103、ロウ制御回路105、カラム制御回路106及び中間電位制御回路109は、非選択メモリセルへの誤書き込みを防止して、選択メモリセルに対して適切にデータの書き込みを行うデータ書き込み制御回路を構成している。
In other words, the
メモリセルアレイ110は、複数の電気的に書き換え可能な(電気的消去型)不揮発性メモリセルがマトリクス状に配置されて構成される。このメモリセルは、シリコン等の基板(Substrate)上にシリコン熱酸化膜(SiO2)等のトンネル酸化膜(第1の絶縁膜)を介在して配設された電荷蓄積電極(フローティングゲート電極)と、この電荷蓄積電極上にONO膜(Oxide-Nitride-Oxide:酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層膜)等の絶縁膜(第2の絶縁膜)を介在して配設された制御電極(コントロールゲート電極)とを有する導電型電界効果トランジスタで構成される。複数のメモリセルは、NANDセルユニット(メモリセルユニット)を構成し、このNANDセルユニットは、例えば、図3に示すような複数のブロックを構成している。
The
図3に示すメモリセルアレイ110は、合計m個のブロック(BLOCK0、BLOCK1、・・・BLOCKi、・・・BLOCKm)に分割されている。ここでは、「ブロック」とはデータ消去の最小単位である。
The
そして、各ブロックBLOCK0〜BLOCKmは、それぞれ、図1に代表的に示すBLOCKiのように、k個のNANDセルユニット0〜kで構成される。本実施の形態において、各NANDセルユニットは、32個のメモリセルMTr0〜MTr31は直列に接続されてメモリセル列を構成している。このメモリセル列の一端は選択ゲート線SGSに接続された選択ゲートトランジスタ(以下、選択トランジスタと言う)Tr0を介してビット線BL(BL_0、BL_1、BL_2、・・・BL_k−1、BL_k)に接続している。また、メモリセル列の他端は、誤書込防止用トランジスタTr2の一端に接続している。誤書込防止用トランジスタTr2の他端は、選択ゲート線SGSに接続された選択トランジスタTr1を介して共通ソース線(SOURCE)に接続されている。
Each of the blocks BLOCK0 to BLOCKm is composed of k
より詳細には、誤書込防止用トランジスタTr2のソース電極は共通ソース線側の選択トランジスタTr1のドレイン電極と、誤書込防止用トランジスタTr2のドレイン電極はメモリセル列の他端のメモリセル(図1で示すMTr31)のソース電極と電気的に直列接続されている。換言すれば、誤書込防止用トランジスタTr2は、ソース線側選択トランジスタTr1とメモリセル列の他端の不揮発性メモリセルとの間に配置されている。 More specifically, the source electrode of the erroneous write prevention transistor Tr2 is the drain electrode of the selection transistor Tr1 on the common source line side, and the drain electrode of the erroneous write prevention transistor Tr2 is the memory cell ( It is electrically connected in series with the source electrode of MTr31) shown in FIG. In other words, the erroneous write prevention transistor Tr2 is arranged between the source line side select transistor Tr1 and the nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column.
すなわち、NAND型フラッシュメモリは、複数本のビット線と、この複数本のビット線に交差する複数本のワード線と、所定本数のワード線間のソース線と、メモリセルユニットを有している。NAND型フラッシュメモリにおいて、メモリセルユニットは、ビット線に接続された第1の選択トランジスタと、ソース線に接続された第2の選択トランジスタと、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを電気的に直列接続したメモリセル列とで構築されている。このメモリセル列の一端(配列一端のメモリセルのドレイン領域)には、第1の選択トランジスタ(ビット線側選択トランジスタ)を通してビット線が接続されている。メモリセル列の他端(配列他端のメモリセルのソース領域)には、誤書込防止用トランジスタTr2が接続されている。誤書込防止用トランジスタTr2は、第2の選択トランジスタ(ソース線側選択トランジスタ)を通してソース線に接続されている。 In other words, the NAND flash memory has a plurality of bit lines, a plurality of word lines intersecting the plurality of bit lines, a source line between a predetermined number of word lines, and a memory cell unit. . In a NAND flash memory, a memory cell unit electrically includes a first selection transistor connected to a bit line, a second selection transistor connected to a source line, and a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells. And memory cell strings connected in series. A bit line is connected to one end of the memory cell column (the drain region of the memory cell at one end of the array) through a first selection transistor (bit line side selection transistor). An erroneous write prevention transistor Tr2 is connected to the other end of the memory cell column (the source region of the memory cell at the other end of the array). The erroneous write prevention transistor Tr2 is connected to the source line through the second selection transistor (source line side selection transistor).
また、メモリセルユニットの各々の不揮発性メモリセルMTrの制御電極(第1の制御電極)には、ワード線WL(WL0〜WL31)が接続されている。この複数のワード線及び上述した選択ゲート線は、ロウ制御回路105に接続されている。そして、1本のワード線WLに接続されるk個の各メモリセルMTrは1ビットのデータを記憶し、これらk個のメモリセルMTrが「ページ」という単位を構成する。また、誤書込防止用トランジスタTr2の制御電極は、中間電位制御線MCGに接続されている。
In addition, word lines WL (WL0 to WL31) are connected to the control electrodes (first control electrodes) of the nonvolatile memory cells MTr of each memory cell unit. The plurality of word lines and the above-described selection gate line are connected to the
誤書込防止用トランジスタTr2は、データ書込み時に、非選択状態にある不揮発性メモリセルの誤書き込みを防止するトランジスタである。そして、誤書込防止用トランジスタTr2には、この誤書込防止用トランジスタTr2に接続される不揮発性メモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、この非選択状態である不揮発性メモリセルの制御電極に印加される電位と、ソース線側選択トランジスタ(第2の選択トランジスタ)の制御電極に印加される電位との中間電位が、誤書込防止用トランジスタTr2の制御電極に印加される。 The erroneous writing prevention transistor Tr2 is a transistor that prevents erroneous writing of a non-selected nonvolatile memory cell during data writing. The erroneous write prevention transistor Tr2 controls the nonvolatile memory cell in the non-selected state when the nonvolatile memory cell connected to the erroneous write prevention transistor Tr2 is in the non-selected state of the data write operation. An intermediate potential between the potential applied to the electrode and the potential applied to the control electrode of the source line side selection transistor (second selection transistor) is applied to the control electrode of the erroneous writing prevention transistor Tr2.
なお、本実施の形態においては、メモリセルアレイを構成するブロックの数をm個とし、かつ、1つのブロックが、32個のメモリセルMTrでなるNANDセルユニットをk個含むようにしたが、これに限定されるわけではなく、所望の容量に応じてブロックの数、メモリセルMTrの数及びNANDセルユニットの数を変更すればよい。また、本実施の形態においては、各メモリセルMTrが1ビットのデータを記憶するようにしたが、各メモリセルMTrが電子注入量に応じた複数ビットのデータ(多値ビットデータ)を記憶するようにしてもよい。また、本実施の形態においては、1つのNANDセルユニットが1つのビット線BLに接続されたNAND型フラッシュメモリの例について説明しているが、本実施の形態のNAND型フラッシュメモリ100を、複数のNANDセルユニットが1つのビット線BLを共有する所謂シェアードビット線(Shared Bit Line)型のNAND型フラッシュメモリに適用してもよい。
In the present embodiment, the number of blocks constituting the memory cell array is m, and one block includes k NAND cell units including 32 memory cells MTr. However, the number of blocks, the number of memory cells MTr, and the number of NAND cell units may be changed in accordance with a desired capacity. In the present embodiment, each memory cell MTr stores 1-bit data. However, each memory cell MTr stores a plurality of bits of data (multi-valued bit data) according to the amount of injected electrons. You may do it. In this embodiment, an example of a NAND flash memory in which one NAND cell unit is connected to one bit line BL is described. However, a plurality of
次に、誤書込防止用トランジスタの構造について、図4を用いて説明する。図4(A)は従来のソース線側選択トランジスタ近傍を示す断面図であり、図4(B)は本実施の形態に係る誤書込防止用トランジスタ近傍を示す断面図である。 Next, the structure of the erroneous write prevention transistor will be described with reference to FIG. 4A is a cross-sectional view showing the vicinity of a conventional source line side select transistor, and FIG. 4B is a cross-sectional view showing the vicinity of an erroneous write preventing transistor according to the present embodiment.
図4(B)に示す誤書込防止用トランジスタ403は、上述したように、一端がソース線側選択トランジスタ(図1で示すTr1)401に、他端がメモリセル(図1で示すMtr31)402に接続されている。つまり、誤書込防止用トランジスタ403は、図4(A)に示すソース線側選択トランジスタ401と、この選択トランジスタ401に隣接するメモリセル402の間に配列されている。
As described above, the erroneous
メモリセル402は、シリコン等の基板上にトンネル酸化膜(第1の絶縁膜)を介在して配設された電荷蓄積電極(FG)と、この電荷蓄積電極上のONO膜を介在して配設された第1の制御電極(ワード線)とを有する。
The
誤書込防止用トランジスタ403には、メモリセル402の電荷蓄積電極−第1の制御電極間にコンタクトホール及びビアホール等の開口部が設けられている。この開口部は、メモリセル402の電荷蓄積電極と第1の制御電極とを開孔している。そして、誤書込防止用トランジスタ403は、電荷蓄積電極と同一層上の第1の導電層と、この第1の導電層上の第1の制御電極と同一層の第2の導電層とが電気的に接続された第3の制御電極403aを有している。すなわち、誤書込防止用トランジスタ403の構造は、選択トランジスタ401と同じ構造になっている。
In the erroneous
次に、上述した構成を有するNAND型フラッシュメモリ100のデータの書き込み動作について説明する。
Next, a data write operation of the
NAND型フラッシュメモリ100において、外部I/Oパッド200からデータ書き込みを指示する制御信号及びデータがデータ入出力バッファ101に入力されると、データ入出力バッファ101は、制御信号をコマンド・インターフェイス102に、データをロウ制御回路105及びカラム制御回路106に出力する。
In the
コマンド・インターフェイス102は、データ入出力バッファ101からの制御信号を制御部103に出力する。制御部103は、この制御信号からアドレス情報及びメモリセルへ電位を供給するための内部制御信号を生成し、ロウ制御回路105、カラム制御回路106及び中間電位制御回路109に出力する。
The
そして、ロウ制御回路105は、制御部103から入力される内部制御信号及びデータ入出力バッファ101から入力されるデータに基づいて、メモリセルアレイ110のメモリセルの制御電極に接続される選択及び非選択ワード線並びに選択トランジスタの制御電極に接続されるゲート線に、データ書き込みに必要な電位を生成して印加する。また、カラム制御回路106は、制御部103からの内部制御信号に基づいて、メモリセルアレイ110の選択及び非選択ビット線に所定の電位を生成して印加する。
The
また、図1に示す誤書込防止用トランジスタTr2に接続するメモリセルMTr31がデータ書き込み動作の非選択状態である場合、中間電位制御回路109は、制御部103からの内部制御信号に基づいて、非選択メモリセルMTr31の制御電極に印加される電位と、ソース線側選択トランジスタTr1の制御電極に印加される電位との中間電位を、中間電位制御線MCGを介して誤書込防止用トランジスタTr2の制御電極に印加する。
When the memory cell MTr31 connected to the erroneous write prevention transistor Tr2 shown in FIG. 1 is in a non-selected state of the data write operation, the intermediate
次に、誤書込防止用トランジスタと接続するメモリセルが非選択状態である場合における情報「0」の書き込み動作について、前述の図1〜図4を参照しつつ、図5を用いて具体的に説明する。 Next, the write operation of the information “0” when the memory cell connected to the erroneous write prevention transistor is in a non-selected state will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. Explained.
図5は、誤書込防止用トランジスタ近傍を拡大した回路図である。図5の回路図には、ソース線に一端が接続する選択トランジスタ501、選択トランジスタ501と接続する誤書込防止用トランジスタ502、誤書込防止用トランジスタ502と接続するメモリセル503が示されている。
FIG. 5 is an enlarged circuit diagram in the vicinity of the erroneous write prevention transistor. The circuit diagram of FIG. 5 shows a
誤書込防止用トランジスタ502と接続するメモリセルが書き込み動作の非選択状態である場合、誤書込防止用トランジスタ502の制御電極には、中間電位制御回路109により、中間電位制御全MCGを通して非選択メモリセル503の制御電極に印加される電位10Vと、ソース線側選択トランジスタ501の制御電極に印加される電位0Vとの中間電位(例えば4V)が印加される。
When the memory cell connected to the erroneous
そして、NAND型フラッシュメモリのデータ書き込み動作において、非選択メモリセルにはデータは書き込まれない。例えば、ロウ制御回路105により、非選択メモリセル503の制御電極に接続される非選択ワード線WLには電圧10V、非選択メモリセル503のドレイン電極に接続される非選択ビット線BLには電源電圧Vddがそれぞれ印加される。非選択メモリセルにおいては、チャネル領域と非選択ワード線との間に高電圧が発生しないので、チャネル領域から電荷蓄積層に電子が注入されず、データが書き込まれない。
In the data write operation of the NAND flash memory, data is not written to the non-selected memory cell. For example, the
一方、データ書き込み動作においては、選択メモリセルにデータが書き込まれる。例えば、選択メモリセルに情報「0」を書き込む場合、ロウ制御回路105により、選択メモリセル(図示せず)の制御電極に接続される選択ワード線WLには電圧20V、ビット線側選択トランジスタの制御電極に接続される選択ゲート線(SGD)には電源電圧Vdd、ソース線側選択トランジスタ501の制御電極に接続される選択ゲート線(SGS)には電圧0Vがそれぞれ印加される。ソース線には電源電圧Vdd、メモリセルユニットが形成されたウェル領域には0Vがそれぞれ印加される。また、カラム制御回路106により、選択メモリセル(図示せず)のドレイン電極に接続される選択ビット線BLには0Vが印加される。電荷蓄積層(フローティングゲート電極)を有するトランジスタによりメモリセルが構成されている場合、選択メモリセルにおいては、チャネル領域と選択ワード線との間に高い書き込み電圧が印加されるので、チャネル領域からトンネル絶縁膜を通して電荷蓄積電極にデータとしての電子が注入され、データが書き込まれる。
On the other hand, in the data write operation, data is written to the selected memory cell. For example, when information “0” is written to the selected memory cell, the
なお、データ書き込み動作において、上述した動作順序に限定されるものではない。例えば、誤書込防止用トランジスタへの電位の印加動作と非選択メモリセルへの電位の印加動作は、選択メモリセルへの書き込み動作より前であれば、いずれの動作が早くても、また同時に行われても良い。 Note that the data write operation is not limited to the above-described operation order. For example, the operation of applying the potential to the erroneous write prevention transistor and the operation of applying the potential to the non-selected memory cell may be performed at the same time, either before or after the write operation to the selected memory cell. It may be done.
これにより、非選択メモリセル503のチャネルに誘発する6V程度の電位は、誤書込防止用トランジスタ502の制御電極に中間電位4Vを印加することにより、非選択メモリセル503のチャネル電位と誤書込防止用トランジスタ502のゲート電位との電位差を2V程度に小さくすることができる。その結果、誤書込防止用トランジスタ502のチャネル領域側のドレイン領域端で発生する電子を減少する(リーク電流の発生を抑制する)ことができるので、非選択メモリセル503の電荷蓄積層への電子の注入(データの誤書き込み)を防止することができる。
As a result, the potential of about 6 V induced in the channel of the
また、誤書込防止用トランジスタ502の制御電極に中間電位を印加することにより、誤書込防止用トランジスタ502のチャネル電位と、選択トランジスタ501のゲート電位との電位差をも小さくするので、選択トランジスタ501のチャネル領域側のドレイン領域端で発生する電子を減少する(リーク電流の発生を抑制する)ことができる。
Further, by applying an intermediate potential to the control electrode of the erroneous
言い換えれば、NAND型フラッシュメモリにおいて、制御電極に中間電位が印加される誤書込防止用トランジスタを設けることにより、非選択メモリセルのチャネル電位とソース線側選択トランジスタのゲート電位との電位差を、非選択メモリセルのチャネル電位と誤書込防止用トランジスタのゲート電位との電位差と、誤書込防止用トランジスタのゲート電位とソース線側選択トランジスタのゲート電位との電位差とに分割して、それぞれの電位差を小さくしている。 In other words, in the NAND flash memory, by providing an erroneous write prevention transistor in which an intermediate potential is applied to the control electrode, the potential difference between the channel potential of the non-selected memory cell and the gate potential of the source line side select transistor is Divided into a potential difference between the channel potential of the non-selected memory cell and the gate potential of the erroneous write prevention transistor, and a potential difference between the gate potential of the erroneous write prevention transistor and the gate potential of the source line side selection transistor, respectively. The potential difference is reduced.
なお、誤書込防止用トランジスタの制御電極に印加する中間電位は、上述した4Vに限定されるものではない。すなわち、ソース線側選択トランジスタの制御電極への印加電位及び誤書込防止用トランジスタに接続されるメモリセルの制御電極への印加電位の中間電位であれば、基板及び電荷蓄積電極間のトンネル絶縁膜の膜厚及び膜質やメモリセルの微細化等に応じて異なる電位でもよい。 Note that the intermediate potential applied to the control electrode of the erroneous writing prevention transistor is not limited to 4 V described above. That is, if the potential is intermediate between the potential applied to the control electrode of the source line side select transistor and the potential applied to the control electrode of the memory cell connected to the erroneous write prevention transistor, tunnel insulation between the substrate and the charge storage electrode Different potentials may be used depending on the thickness and quality of the film, the miniaturization of the memory cell, and the like.
このように、本実施の形態1に係るNAND型フラッシュメモリ100は、複数本のビット線と、複数本のビット線に交差する複数本のワード線と、所定本数のワード線間のソース線と、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及びソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端の不揮発性メモリセルと第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、他端の不揮発性メモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、他端の不揮発性メモリセルの第1の制御電極に印加される電位と第2の選択トランジスタの第2の制御電極に印加される電位との中間電位が第3の制御電極に印加される誤書込防止用トランジスタと、を備えている。
As described above, the
これにより、誤書込防止用トランジスタの第3の制御電極に、誤書込防止用トランジスタの一端が接続される非選択メモリセルの制御電極への印加電位と誤書込防止用トランジスタの他端が接続される選択トランジスタの制御電極への印加電位との中間電位が印加されるため、誤書込防止用トランジスタの制御電極への印加電位と非選択メモリセルのチャネルに誘発する電位との電位差を小さくすることができる。その結果、誤書込防止用トランジスタのドレイン領域に発生する電子が減少するので、非選択メモリセルの電荷蓄積電極に電子が注入されず、誤書き込みを防止することができる。 As a result, the potential applied to the control electrode of the non-selected memory cell to which one end of the erroneous write prevention transistor is connected to the third control electrode of the erroneous write prevention transistor and the other end of the erroneous write prevention transistor Since an intermediate potential is applied between the potential applied to the control electrode of the selection transistor to which the memory cell is connected, the potential difference between the potential applied to the control electrode of the erroneous writing prevention transistor and the potential induced in the channel of the non-selected memory cell Can be reduced. As a result, since electrons generated in the drain region of the erroneous write prevention transistor are reduced, electrons are not injected into the charge storage electrode of the non-selected memory cell, and erroneous write can be prevented.
すなわち、非選択メモリセルへの誤書き込みは、この非選択メモリセルのチャネル電位と、ソース線側選択トランジスタのゲート電位との電位差が常に大きくなるソース線側選択トランジスタに近い、特にソース線側選択トランジスタのドレイン領域にソース領域を直接接続したメモリセルが非選択メモリセルの場合に顕著に現れる。 In other words, erroneous writing to a non-selected memory cell is close to a source line-side select transistor in which the potential difference between the channel potential of the non-selected memory cell and the gate potential of the source line-side select transistor is always large. This is noticeable when the memory cell in which the source region is directly connected to the drain region of the transistor is an unselected memory cell.
そこで、本実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置においては、ソース線側選択トランジスタと直接接続されるメモリセルのチャネル電位とソース線側選択トランジスタのゲート電位との電位差を小さくするために、このメモリセルとソース線側選択トランジスタとの間に、誤書込防止用トランジスタを設けた。そして、誤書込防止用トランジスタに直接接続されるメモリセルが非選択メモリセルの場合に、非選択メモリセルの制御電極への印加電位と選択トランジスタの制御電極への印加電位との中間電位を誤書込防止用トランジスタの制御電極に印加することにより、この非選択メモリセル−誤書込防止用トランジスタ間の電界を緩和して誤書込防止用トランジスタのチャネル領域側のドレイン領域端での電子の発生量を抑制し、非選択メモリセルの電荷蓄積層に電子が注入されないポテンシャルにすることを可能にしている。 Therefore, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment, in order to reduce the potential difference between the channel potential of the memory cell directly connected to the source line side select transistor and the gate potential of the source line side select transistor, An erroneous write prevention transistor is provided between the memory cell and the source line side selection transistor. If the memory cell directly connected to the erroneous write prevention transistor is a non-selected memory cell, an intermediate potential between the potential applied to the control electrode of the non-selected memory cell and the potential applied to the control electrode of the selected transistor is By applying to the control electrode of the erroneous write prevention transistor, the electric field between the non-selected memory cell and the erroneous write prevention transistor is relaxed, and the drain region at the channel region side of the erroneous write prevention transistor is The generation amount of electrons is suppressed, and it is possible to achieve a potential at which electrons are not injected into the charge storage layer of the non-selected memory cell.
また、本実施の形態によれば、誤書込防止用トランジスタは、チャネル長が同サイズの選択トランジスタであるため、世代が変わりシュリンクが進んだ場合であっても、セルブロックサイズは1セル分の増加に留まる。従って、シュリンクが進むにつれ、従来のように選択トランジスタと隣接するメモリセルとの間に一定の離間距離を設けていた場合と比較して、セルブロック内の有効面積を増加することができるので、セルブロックの更なるシュリンクをも可能とする。 In addition, according to the present embodiment, since the erroneous write prevention transistor is a selection transistor having the same channel length, the cell block size is equivalent to one cell even when the generation changes and the shrink progresses. Stay on the increase. Therefore, as shrinking progresses, the effective area in the cell block can be increased as compared with the case where a certain separation distance is provided between the selection transistor and the adjacent memory cell as in the prior art. Further shrinking of the cell block is also possible.
すなわち、本実施の形態では、ソース線に接続する選択トランジスタ及びこの選択トランジスタ側メモリセルに印加される電位の中間電位が印加される誤書込防止用トランジスタを追加することにより、従来のように選択トランジスタと隣接するメモリセルとの間に一定の離間距離を設ける必要がないので、微細化に伴いこの離間距離を相対的に短くした場合に生じるGIDLによる影響を防止することができる。また、逆に、本実施の形態では、選択トランジスタと隣接するメモリセルとの離間間隔を変えない場合、つまり、絶対的な離間距離を設けた場合と比較して、セルブロック内の有効面積の減少を抑えることができる。 In other words, in the present embodiment, a selection transistor connected to the source line and an erroneous write prevention transistor to which an intermediate potential applied to the memory cell on the selection transistor side is added, as in the conventional case. Since it is not necessary to provide a certain separation distance between the selection transistor and the adjacent memory cell, it is possible to prevent the influence of GIDL that occurs when the separation distance is relatively shortened due to miniaturization. Conversely, in this embodiment, the effective area in the cell block is smaller than when the separation distance between the selection transistor and the adjacent memory cell is not changed, that is, when an absolute separation distance is provided. Reduction can be suppressed.
なお、本実施の形態では、中間電圧制御回路を半導体記憶装置内に設ける構成を説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、半導体記憶装置の外部装置として中間電位制御回路を設け、この外部装置である中間電位制御回路から半導体記憶装置に中間電位を供給しても、本発明を適用することは可能である。 Note that although the structure in which the intermediate voltage control circuit is provided in the semiconductor memory device has been described in this embodiment mode, the present invention is not limited to this structure. That is, the present invention can be applied even if an intermediate potential control circuit is provided as an external device of the semiconductor memory device and the intermediate potential is supplied from the intermediate potential control circuit, which is the external device, to the semiconductor memory device.
また、本実施の形態では、誤書込防止用トランジスタを1つ追加する構成を説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、複数の誤書込防止用トランジスタを追加してもよい。 In this embodiment, the configuration in which one erroneous write prevention transistor is added has been described. However, the present invention is not limited to this configuration, and a plurality of erroneous write prevention transistors are added. Also good.
本実施例1では、誤書込防止用トランジスタにメモリセル構造を応用した場合を例に説明する。図6は、本実施例1に係る誤書込防止用トランジスタの構造を示す断面図である。なお、NAND型フラッシュメモリ100の構成については、上記実施の形態1に係るNAND型フラッシュメモリ100と同様の構成であるため、その説明は省略する。
In the first embodiment, a case where a memory cell structure is applied to an erroneous write prevention transistor will be described as an example. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the structure of the erroneous write prevention transistor according to the first embodiment. The configuration of the
図6に示すように、メモリセル402は、シリコン等の基板上にシリコン熱酸化膜等のトンネル酸化膜(第1の絶縁膜)を介在して配設された電荷蓄積電極(FG)と、この電荷蓄積電極上にONO膜等の絶縁膜(第2の絶縁膜)を介在して配設された第1の制御電極(ワード線:WL)とを備えている。
As shown in FIG. 6, the
誤書込防止用トランジスタ601は、このメモリセル402の電荷蓄積電極−第1の制御電極間にコンタクトホールやビアホール等の開口部が設けられている。この開口部は、メモリセル402の電荷蓄積電極と第1の制御電極とを開孔している。そして、誤書込防止用トランジスタ601は、電荷蓄積電極と同一の第1の導電層と、この第1の導電層上の制御電極と同一層の第2の導電層とが電気的に接続された第3の制御電極601aを備えている。すなわち、誤書込防止用トランジスタ601は、メモリセル402の電荷蓄積電極及び第1の制御電極のそれぞれ同一層上に配設されるONO膜(またはNONON膜)等の誘電体同士が電気的に接続された第3の制御電極601aを有している。
The erroneous
このように、本実施例1に係るNAND型フラッシュメモリにおいて、不揮発性メモリセルは、基板上にシリコン熱酸化膜等のトンネル酸化膜(第1の絶縁膜)を介在して配設された電荷蓄積電極とこの電荷蓄積電極上にONO膜等の絶縁膜(第2の絶縁膜)を介して配設された制御電極(第1の制御電極)とを備えている。そして、誤書込防止用トランジスタは、電荷蓄積電極と同一層の第1の導電層と、この第1の導電層上の前記第1の制御電極と同一層の第2の導電層とを電気的に接続した第3の制御電極を備えている。 As described above, in the NAND flash memory according to the first embodiment, the nonvolatile memory cell has a charge disposed on the substrate with the tunnel oxide film (first insulating film) such as a silicon thermal oxide film interposed therebetween. A storage electrode and a control electrode (first control electrode) disposed on the charge storage electrode via an insulating film (second insulating film) such as an ONO film are provided. The erroneous write prevention transistor electrically connects the first conductive layer in the same layer as the charge storage electrode and the second conductive layer in the same layer as the first control electrode on the first conductive layer. Connected third control electrode.
これにより、誤書込防止用トランジスタの第3の制御電極に、この誤書込防止用トランジスタの一端が接続される非選択メモリセルの制御電極への印加電位と誤書込防止用トランジスタの他端が接続される選択トランジスタの制御電極への印加電位との中間電位が印加されるため、誤書込防止用トランジスタの制御電極への印加電位と非選択メモリセルのチャネルに誘発する電位との電位差を小さくすることができる。その結果、誤書込防止用トランジスタのドレイン領域に発生する電子を減少する(リーク電流の発生を減少させる)ので、非選択メモリセルの電荷蓄積電極に電子が注入されず、誤書き込みを防止することができる。 As a result, the potential applied to the control electrode of the non-selected memory cell to which one end of the erroneous write prevention transistor is connected to the third control electrode of the erroneous write prevention transistor, the erroneous write prevention transistor, and the like. Since an intermediate potential between the potential applied to the control electrode of the selection transistor to which the end is connected is applied, the potential applied to the control electrode of the erroneous write prevention transistor and the potential induced in the channel of the non-selected memory cell The potential difference can be reduced. As a result, electrons generated in the drain region of the erroneous write preventing transistor are reduced (leakage of leakage current), so that electrons are not injected into the charge storage electrode of the non-selected memory cell, thereby preventing erroneous writing. be able to.
また、本実施例1に係る誤書込防止用トランジスタ601は、選択トランジスタよりチャネル長の短いメモリセルを加工しているため、セルブロックをより小さくすることができるとともに、メモリセルの微細化に伴う有効面積をより拡大することができる。
In addition, since the erroneous
また、誤書込防止用トランジスタの第3の制御電極は、図7に示す誤書込防止用トランジスタ702のように、メモリセル402のONO膜等の第2の絶縁膜を加工により除去して、電荷蓄積電極及び制御電極を直接に電気的に接続した制御電極702aであっても良い。
Further, the third control electrode of the erroneous write prevention transistor is formed by removing the second insulating film such as the ONO film of the
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2に係るNAND型フラッシュメモリ(不揮発性半導体記憶装置)800の概略を示すブロック図である。本実施の形態2に係るNAND型フラッシュメモリ800は、上記実施の形態1に係るNAND型フラッシュメモリ100の中間電位制御回路109を削除し、ロウ制御回路105に替えてロウ制御回路801を有する。なお、図8に示すNAND型フラッシュメモリ800において、図2に示すNAND型フラッシュメモリ100の構成と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a NAND flash memory (nonvolatile semiconductor memory device) 800 according to the second embodiment of the present invention. The
ロウ制御回路801は、制御部103から入力される内部制御信号及びデータ入出力バッファ101から入力されるデータに基づいて、選択回路104及びセンスアンプを制御し、メモリセルアレイ110のメモリセルの制御電極に接続される選択及び非選択ワード線並びに選択トランジスタの制御電極に接続されるゲート線に、データの消去、書き込み及び読み出しに必要な電位(電圧)を生成して印加する。
The
また、ロウ制御回路801は、制御部103からデータ書き込みの際に入力される内部制御信号に基づいて、図9に示すようにメモリセルアレイを構成する複数のメモリセルユニット内のダミー不揮発性メモリセルの制御電極に、非選択メモリセルの接続されるワード線に印加する電位と同じ電位(電圧)を生成して印加する。
Further, the
次に、メモリセルアレイ110を構成する複数のメモリセルユニット(NANDセルユニット)内のダミー不揮発性メモリセルについて、図9を用いて説明する。メモリセルアレイ110を構成する各ブロックBLOCK0〜BLOCKmは、それぞれ、図9に代表的に示すBLOCKiのように、k個のNANDセルユニット0〜kで構成される。本実施の形態では、各NANDセルユニットは、32個のメモリセルMTr0〜MTr31が直列に接続されてメモリセル列を構成している。このメモリセル列の一端は選択ゲート線SGSに接続された選択トランジスタTr0を介してビット線BL(BL_0、BL_1、BL_2、・・・BL_k−1、BL_k)に接続している。また、メモリセル列の他端は、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1の一端に接続している。ダミー不揮発性メモリセルDMTr1の他端は、選択ゲート線SGSに接続された選択トランジスタTr1を介して共通ソース線SOURCEに接続されている。
Next, dummy nonvolatile memory cells in a plurality of memory cell units (NAND cell units) constituting the
より詳細には、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1のソース電極は共通ソース線側の選択トランジスタTr1のドレイン電極と、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1のドレイン電極はメモリセル列の他端のメモリセル(図9で示すMTr31)のソース電極と電気的に直列接続されている。換言すれば、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1は、ソース線側選択トランジスタTr1とメモリセル列の他端の不揮発性メモリセルとの間に配置されている。 More specifically, the source electrode of the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is the drain electrode of the selection transistor Tr1 on the common source line side, and the drain electrode of the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is the memory cell at the other end of the memory cell column (FIG. 9). It is electrically connected in series with the source electrode of MTr31). In other words, the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is arranged between the source line side select transistor Tr1 and the nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column.
すなわち、NAND型フラッシュメモリは、複数本のビット線と、この複数本のビット線に交差する複数本のワード線と、所定本数のワード線間のソース線と、メモリセルユニットを有している。NAND型フラッシュメモリにおいて、メモリセルユニットは、ビット線に接続された第1の選択トランジスタと、ソース線に接続された第2の選択トランジスタと、第1の電荷蓄積電極(フローティングゲート電極)及び第1の制御電極(コントロールゲート電極)を有する複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを電気的に直列接続したメモリセル列とで構築されている。このメモリセル列の一端(配列一端のメモリセルのドレイン領域)は、第1の選択トランジスタ(ビット線側選択トランジスタ)を通してビット線が接続されている。メモリセル列の他端(配列他端のメモリセルのソース領域)には、第2の電荷蓄積電極及び第2の制御電極を有するダミー不揮発性メモリセルDMTr1が接続されている。ダミー不揮発性メモリセルDMTr1は、第2の選択トランジスタ(ソース線側選択トランジスタ)を通してソース線に接続されている。このダミー不揮発性メモリDMTr1は、データ書込み時に、非選択状態にある不揮発性メモリセルの誤書き込みを防止するための不揮発性メモリセルである。 In other words, the NAND flash memory has a plurality of bit lines, a plurality of word lines intersecting the plurality of bit lines, a source line between a predetermined number of word lines, and a memory cell unit. . In the NAND flash memory, the memory cell unit includes a first selection transistor connected to the bit line, a second selection transistor connected to the source line, a first charge storage electrode (floating gate electrode), and a first selection transistor. A plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells each having one control electrode (control gate electrode) are constructed with a memory cell array electrically connected in series. A bit line is connected to one end of the memory cell column (the drain region of the memory cell at one end of the array) through a first selection transistor (bit line side selection transistor). A dummy nonvolatile memory cell DMTr1 having a second charge storage electrode and a second control electrode is connected to the other end of the memory cell column (the source region of the memory cell at the other end of the array). The dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is connected to the source line through the second selection transistor (source line side selection transistor). This dummy non-volatile memory DMTr1 is a non-volatile memory cell for preventing erroneous writing of a non-selected non-volatile memory cell during data writing.
図10に示すように、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1の制御電極は、ダミーワード線DWLに接続され、このダミーワード線DWLは、ロウ制御回路801に接続されている。そして、このダミー不揮発性メモリセルDMTr1の制御電極には、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1のドレイン電極に接続される不揮発性メモリセルMTr31がデータ書き込み動作の非選択状態において、ロウ制御回路801により、非選択メモリセルMTr31の制御電極に印加される電位と同電位が印加される。
As shown in FIG. 10, the control electrode of the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is connected to a dummy word line DWL, and this dummy word line DWL is connected to a
また、各々の不揮発性メモリセルMTrの制御電極には、ワード線WL(WL0〜WL31)が接続されている。この複数のワード線及び上述した選択ゲート線は、ロウ制御回路801に接続されている。そして、1本のワード線WLに接続されるk個の各メモリセルMTrは1ビットのデータを記憶し、これらk個のメモリセルMTrが「ページ」という単位を構成する。
A word line WL (WL0 to WL31) is connected to the control electrode of each nonvolatile memory cell MTr. The plurality of word lines and the above-described selection gate line are connected to the
次に、ダミー不揮発性メモリセルについて、図11を用いて説明する。図11は、ダミー不揮発性メモリセル近傍を示す断面図である。図11に示すダミー不揮発性メモリセル1101は、ソース線に接続される選択トランジスタ1102と、ダミー不揮発性メモリセル1101と接続されるメモリセル1103との間に配設されている。
Next, the dummy nonvolatile memory cell will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view showing the vicinity of a dummy nonvolatile memory cell. A dummy
ダミー不揮発性メモリセル1101は、メモリセル1103と断面構造が同一であり、シリコン等の基板(Substrate)上に電荷蓄積電極(FG)と制御電極(CG)を有している。このダミー不揮発性メモリセル1101は、メモリセル1103と比較して、基板と電荷蓄積電極との間1104のトンネル酸化膜(第1の絶縁膜)の膜厚、言い換えれば、基板と電荷蓄積電極との間1104の距離のみ異なっている。すなわち、ダミー不揮発性メモリセル1101の基板と電荷蓄積電極との間1104のトンネル酸化膜の膜厚を、メモリセル1103の基板と電荷蓄積電極との間1105より薄くする(基板と電荷蓄積電極との間1104の距離を近くする)ことにより、誘電率を上げている。その結果、ダミー不揮発性メモリセル1101の電荷蓄積電極と制御電極との間のカップリング容量に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比は、不揮発性メモリセル1103より小さくなる。
The dummy
ここで、基板と電荷蓄積電極との間のトンネル酸化膜の膜厚は、例えば、次のような方法により生成される。まず、基板上に薄いシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜(Si3N4)を成膜して、ダミー不揮発性メモリセルにマスクをする。そして、エッチングにより薄いシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を除去し、その次にフォトマスクを除去する。そして、シリコン窒化膜を耐酸化マスクとして、熱酸化法によりトンネル酸化膜(SiO2)が形成される。 Here, the thickness of the tunnel oxide film between the substrate and the charge storage electrode is generated, for example, by the following method. First, a thin silicon oxide film and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) are formed on a substrate, and a dummy nonvolatile memory cell is masked. Then, the thin silicon oxide film and silicon nitride film are removed by etching, and then the photomask is removed. Then, a tunnel oxide film (SiO 2 ) is formed by a thermal oxidation method using the silicon nitride film as an oxidation resistant mask.
また、メモリセルの電荷蓄積電極への印加電位(電圧)VFGは、以下の式(1)に示すように、電荷蓄積電極と制御電極との間のカップリング容量に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比Crと制御電極への印加電位(電圧)VCGにより求められる。
VFG=Cr×VCG・・・(1)
In addition, the potential (voltage) V FG applied to the charge storage electrode of the memory cell is expressed by the following equation (1): the charge storage electrode and the substrate with respect to the coupling capacitance between the charge storage electrode and the control electrode. coupling capacitance capacitance ratio applied potential to the C r and the control electrode during (voltage) obtained by V CG.
V FG = C r × V CG (1)
このカップリング容量比Crは、以下の式(2)に示すように、制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量(CONO)に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量(COXY+CONO)により求められる。
Cr=CONO/COXY+CONO・・・(2)
This coupling capacity ratio C r is the coupling capacity between the charge storage electrode and the substrate with respect to the coupling capacity (C ONO ) between the control electrode and the charge storage electrode, as shown in the following equation (2). It is obtained by (C OXY + C ONO ).
C r = C ONO / C OXY + C ONO (2)
図12は、ダミー不揮発性メモリセルのカップリング容量比を説明するための回路図である。図12(A)は不揮発性メモリセルMTrを示し、図12(B)はダミー不揮発性メモリセルDMTr1を示している。 FIG. 12 is a circuit diagram for explaining the coupling capacitance ratio of the dummy nonvolatile memory cell. 12A shows the nonvolatile memory cell MTr, and FIG. 12B shows the dummy nonvolatile memory cell DMTr1.
例えば、図12(A)に示す不揮発性メモリセルの制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量c1201に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量c1202の容量比Cr1を0.5とした場合、ワード線wlに電位10vが印加されると、電荷蓄積電極には電位5vが印加される。 For example, the capacitance ratio C r1 of the coupling capacitance c1202 between the charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitance c1201 between the control electrode and the charge storage electrode of the nonvolatile memory cell shown in FIG. In the case of 5, when the potential 10v is applied to the word line wl, the potential 5v is applied to the charge storage electrode.
一方、図12(B)に示すダミー不揮発性メモリセルdmtr1は、上述したように基板と電荷蓄積電極との間のトンネル酸化膜の膜厚が薄くなっているので、ダミー不揮発性メモリセルdmtr1の制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量c1203に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量c1204の容量比Cr2は、不揮発性メモリセルmtrの制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量c1201に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量c1202の容量比Cr1と比較して小さい。つまり、不揮発性メモリセル及びダミー不揮発性メモリセルのカップリング容量比Cr1及びcr2とは、Cr1>Cr2となる。 On the other hand, since the thickness of the tunnel oxide film between the substrate and the charge storage electrode is thin as described above, the dummy nonvolatile memory cell dmtr1 shown in FIG. The capacitance ratio C r2 of the coupling capacitor c1204 between the charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitor c1203 between the control electrode and the charge storage electrode is determined between the control electrode and the charge storage electrode of the nonvolatile memory cell mtr. It is smaller than the capacitance ratio C r1 of the coupling capacitance c1202 between the charge storage electrode and the substrate with respect to the coupling capacitance c1201. That is, the coupling capacity ratios C r1 and c r2 of the nonvolatile memory cell and the dummy nonvolatile memory cell satisfy C r1 > C r2 .
具体的には、図12(B)に示すダミー不揮発性メモリセルの制御電極と電荷蓄積電極間容量c1203に対する電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量c1204の容量比Crを、図12(b)のメモリセルのカップリング容量比0.5より小さい0.4にした場合、ワード線wlに図12(A)のメモリセルと同じ電位10vが印加されると、電荷蓄積電極には電位4vが印加されることとなる。 Specifically, the capacitance ratio C r of the coupling capacitance c1204 between the control electrode of the dummy non-volatile memory cell shown in FIG. 12 (B) and the charge storage electrode and the substrate to the charge storage electrode capacitance C1203, 12 In the case where the coupling capacity ratio of the memory cell of (b) is 0.4, which is smaller than 0.5, when the same potential 10v as that of the memory cell of FIG. The potential 4v is applied.
これにより、非選択メモリセルのチャネルに誘発する電位と、ダミー不揮発性メモリセルの電荷蓄積電極への印加電位との電位差を小さくすることができるので、ダミー不揮発性メモリセルのチャネル領域側のドレイン領域端で発生する電子を減少させることができる。その結果、非選択メモリセルの電荷蓄積層への電子の注入を防止する、つまり、データの誤書込みを防止することができる。 As a result, the potential difference between the potential induced in the channel of the non-selected memory cell and the potential applied to the charge storage electrode of the dummy nonvolatile memory cell can be reduced, so that the drain on the channel region side of the dummy nonvolatile memory cell can be reduced. Electrons generated at the edge of the region can be reduced. As a result, injection of electrons into the charge storage layer of the non-selected memory cell can be prevented, that is, erroneous data writing can be prevented.
次に、上述した構成を有する半導体記憶装置800において、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1と接続するメモリセルが非選択状態である場合における情報「0」の書き込み動作について、図8〜11を参照して説明する。
Next, in the
ダミー不揮発性メモリセルDMTr1と接続するメモリセルMTr31が書き込み動作の非選択状態である場合、ダミー不揮発性メモリセルDMTr1の制御電極には、ロウ制御回路801により、ダミーワード線DWLを通して非選択メモリセルMTr31の制御電極に印加される電位(例えば10V)と、同じ電位が印加される。
When the memory cell MTr31 connected to the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 is in a non-selection state of the write operation, a non-selected memory cell is connected to the control electrode of the dummy nonvolatile memory cell DMTr1 through the dummy word line DWL by the
そして、NAND型フラッシュメモリのデータ書き込み動作において、非選択メモリセルにはデータは書き込まれない。例えば、ロウ制御回路801により、非選択メモリセルMTr31の制御電極に接続される非選択ワード線WLには電圧10V、非選択メモリセルMTr31のドレイン電極に接続される非選択ビット線BLには電源電圧Vddがそれぞれ印加される。非選択メモリセルにおいては、チャネル領域と非選択ワード線との間に高電圧が発生しないので、チャネル領域から電荷蓄積層に電子が注入されず、データが書き込まれない。
In the data write operation of the NAND flash memory, data is not written to the non-selected memory cell. For example, the
一方、データ書き込み動作においては、選択メモリセルにデータが書き込まれる。例えば、選択メモリセルに情報「0」を書き込む場合、ロウ制御回路801により、選択メモリセル(図示せず)の制御電極に接続される選択ワード線WLには電圧20V、ビット線側選択トランジスタの制御電極に接続される選択ゲート線(SGD)には電源電圧Vdd、ソース線側選択トランジスタ501の制御電極に接続される選択ゲート線(SGS)には電圧0Vがそれぞれ印加される。ソース線には電源電圧Vdd、メモリセルユニットが形成されたウェル領域には0Vがそれぞれ印加される。また、カラム制御回路106により、選択メモリセル(図示せず)のドレイン電極に接続される選択ビット線BLには0Vが印加される。電荷蓄積層(フローティングゲート電極)を有するトランジスタによりメモリセルが構成されている場合、選択メモリセルにおいては、チャネル領域と選択ワード線との間に高い書き込み電圧が印加されるので、チャネル領域からトンネル絶縁膜を通して電荷蓄積電極にデータとしての電子が注入され、データが書き込まれる。
On the other hand, in the data write operation, data is written to the selected memory cell. For example, when information “0” is written in the selected memory cell, the
なお、データ書き込み動作において、上述した動作順序に限定されるものではない。例えば、ダミー不揮発性メモリセルへの電位の印加動作と非選択メモリセルへの電位の印加動作は、選択メモリセルへの書き込み動作より前であれば、いずれの動作が早くても、また同時に行われても良い。 Note that the data write operation is not limited to the above-described operation order. For example, the operation of applying a potential to a dummy nonvolatile memory cell and the operation of applying a potential to a non-selected memory cell may be performed at the same time as soon as any operation is earlier than a write operation to a selected memory cell. It may be broken.
このように、本実施例2によれば、不揮発性半導体記憶装置800は、複数本のビット線と、複数本のビット線に交差する複数本のワード線と、所定本数のワード線間のソース線と、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及びソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、第1の電荷蓄積電極及び第1の制御電極を有する複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、メモリセル列の他端の不揮発性メモリセルと第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、第2の電荷蓄積電極及び第2の制御電極を有するダミー不揮発性メモリセルと、を備えている。そして、不揮発性半導体記憶装置800において、ダミー不揮発性メモリセルの第2の電荷蓄積電極と第2の制御電極との間のカップリング容量に対する第2の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比が、不揮発性メモリセルの第1の電荷蓄積電極と第1の制御電極との間のカップリング容量に対する第1の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比に対して小さい。
Thus, according to the second embodiment, the nonvolatile
従って、不揮発性半導体記憶装置800は、ダミー不揮発性メモリセルに一端が接続される不揮発性メモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、この不揮発性メモリセル(つまり、非選択メモリセル)の制御電極への印加電位と同じ電位がダミー不揮発性メモリセルの制御電極に印加された場合であっても、ダミー不揮発性メモリセルの第2の電荷蓄積電極と第2の制御電極との間のカップリング容量に対する第2の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比が、不揮発性メモリセルの第1の電荷蓄積電極と第1の制御電極との間のカップリング容量に対する第1の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比に対して小さいので、非選択メモリセルのチャネルに誘発する電位とダミー不揮発性メモリセルの電荷蓄積電極への印加電位との電位差を小さくすることができる。その結果、ダミー不揮発性メモリセルのチャネル領域側のドレイン領域端で発生する電子を減少させる(リーク電流の発生を減少させる)ため、非選択メモリセル電荷蓄積層への電子の注入を防止する、つまり、誤書き込みを防止することができる。
Therefore, the nonvolatile
なお、本実施の形態において、トンネル酸化膜の膜厚を薄くすることにより基板と電荷蓄積電極との間の誘電率を上げてカップリング容量比を小さくする場合を例に説明したが、例えば、シリコン酸化膜と比較して誘電率の高いシリコン窒化膜(Si3N4)等の絶縁膜を基板と電荷蓄積電極との間に用いることにより、カップリング容量比を小さくしてもよい。 In the present embodiment, the case where the coupling capacitance ratio is reduced by increasing the dielectric constant between the substrate and the charge storage electrode by reducing the thickness of the tunnel oxide film has been described as an example. The coupling capacitance ratio may be reduced by using an insulating film such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) having a higher dielectric constant than the silicon oxide film between the substrate and the charge storage electrode.
また、ダミー不揮発性メモリセルのカップリング容量比は、上述した0.4に限定されるものではなく、ダミー不揮発性メモリセルの電荷蓄積電極への印加電位が、ソース線側選択トランジスタの制御電極への印加電位及びダミー不揮発性メモリセルに接続されるメモリセルの制御電極への印加電位の中間電位となるカップリング容量比であれば、基板及び電荷蓄積電極間のトンネル絶縁膜の膜厚及び膜質に応じて異なる値であってもよい。 Further, the coupling capacitance ratio of the dummy nonvolatile memory cell is not limited to 0.4 as described above, and the potential applied to the charge storage electrode of the dummy nonvolatile memory cell depends on the control electrode of the source line side selection transistor. If the coupling capacitance ratio is an intermediate potential between the potential applied to and the potential applied to the control electrode of the memory cell connected to the dummy nonvolatile memory cell, the thickness of the tunnel insulating film between the substrate and the charge storage electrode and Different values may be used depending on the film quality.
100、800 NAND型フラッシュメモリ
101 データ入出力バッファ
102 コマンド・インターフェイス
103 制御部
104 選択回路
105、801 ロウ制御回路
106 カラム制御回路
107 センスアンプ
108 ブロック制御回路
109 中間電位制御回路
110 メモリセルアレイ
403、601、702 誤書込防止用トランジスタ
403a、601a、702a 第3の制御電極
Tr0 ビット線側選択トランジスタ(第1の選択トランジスタ)
Tr1 ソース線側選択トランジスタ(第2の選択トランジスタ)
Tr2 誤書込防止用トランジスタ
DMTr1 ダミー不揮発性メモリセル
C1201 不揮発性メモリセルの制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量
C1202 不揮発性メモリセルの電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量
C1203 ダミー不揮発性メモリセルの制御電極と電荷蓄積電極との間のカップリング容量
C1204 ダミー不揮発性メモリセルの電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量
Cr カップリング容量比
100, 800
Tr1 Source line side selection transistor (second selection transistor)
Tr2 Miswrite prevention transistor DMTr1 Dummy nonvolatile memory cell C1201 Coupling capacitance between the control electrode and the charge storage electrode of the nonvolatile memory cell C1202 Coupling capacitance between the charge storage electrode of the nonvolatile memory cell and the substrate C1203 coupling capacitance C r coupling capacitance ratio between the control electrode of the dummy non-volatile memory cell and the charge storage electrode and the substrate of the coupling capacitor C1204 dummy nonvolatile memory cells between the charge storage electrode
Claims (5)
前記複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、
所定本数のワード線間に配置されたソース線と、
前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及び前記ソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、前記第1の選択トランジスタに一端が接続され、前記ワード線に第1の制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、
前記メモリセル列の他端の前記不揮発性メモリセルと前記第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、前記他端の前記不揮発性メモリセルがデータ書き込み動作の非選択状態において、前記他端の前記不揮発性メモリセルの前記第1の制御電極に印加される電位と前記第2の選択トランジスタの第2の制御電極に印加される電位との中間電位が第3の制御電極に印加されるトランジスタと、
を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。 Multiple bit lines,
A plurality of word lines arranged crossing the plurality of bit lines;
Source lines arranged between a predetermined number of word lines;
A first selection transistor connected to the bit line and a second selection transistor connected to the source line; one end connected to the first selection transistor; and a first control electrode connected to the word line A memory cell unit having a memory cell column in which a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells are connected in series, and
The nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column is electrically connected in series between the second select transistor and the nonvolatile memory cell at the other end is in a non-selected state of a data write operation. An intermediate potential between the potential applied to the first control electrode of the nonvolatile memory cell at the other end and the potential applied to the second control electrode of the second select transistor is a third control electrode. A transistor applied to
A semiconductor memory device comprising:
前記トランジスタは、前記電荷蓄積電極と同一層の第1の導電層とこの第1の導電層上の前記第1の制御電極と同一層の第2の導電層とを電気的に接続した前記第3の制御電極を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体記憶装置。 The nonvolatile memory cell includes a charge storage electrode disposed on a substrate with a first insulating film interposed therebetween, and the first storage layer disposed on the charge storage electrode with a second insulating film interposed. A control electrode,
In the transistor, the first conductive layer in the same layer as the charge storage electrode and the second conductive layer in the same layer as the first control electrode on the first conductive layer are electrically connected. 3. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising three control electrodes.
前記複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、
所定本数のワード線間に配置されたソース線と、
前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及び前記ソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、前記第1の選択トランジスタに一端が接続され、ワード線に第1の制御電極が接続され、第1の電荷蓄積電極及び第1の制御電極を有する複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、
前記メモリセル列の他端の前記不揮発性メモリセルと前記第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続され、第2の電荷蓄積電極及び第2の制御電極を有するダミー不揮発性メモリセルと、を備え、
前記ダミー不揮発性メモリセルの前記第2の電荷蓄積電極と前記第2の制御電極との間のカップリング容量に対する前記第2の電荷蓄積電極と基板との間のカップリング容量の容量比が、前記不揮発性メモリセルの前記第1の電荷蓄積電極と前記第1の制御電極との間のカップリング容量に対する前記第1の電荷蓄積電極と前記基板との間のカップリング容量の容量比に対して小さいことを特徴とする半導体記憶装置。 Multiple bit lines,
A plurality of word lines arranged crossing the plurality of bit lines;
Source lines arranged between a predetermined number of word lines;
A first selection transistor connected to the bit line; and a second selection transistor connected to the source line; one end connected to the first selection transistor; and a first control electrode connected to the word line A memory cell unit having a memory cell column connected in series with a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells having a first charge storage electrode and a first control electrode;
A dummy nonvolatile memory electrically connected in series between the nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column and the second selection transistor, and having a second charge storage electrode and a second control electrode A cell, and
The capacitance ratio of the coupling capacitance between the second charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitance between the second charge storage electrode and the second control electrode of the dummy nonvolatile memory cell is: With respect to the capacitance ratio of the coupling capacitance between the first charge storage electrode and the substrate to the coupling capacitance between the first charge storage electrode and the first control electrode of the nonvolatile memory cell And a small semiconductor memory device.
前記複数本のビット線に交差して配置された複数本のワード線と、
所定本数のワード線間に配置されたソース線と、
前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ及び前記ソース線に接続された第2の選択トランジスタを有し、前記第1の選択トランジスタに一端が接続され、前記ワード線に第1の制御電極が接続され、複数の電気的消去型不揮発性メモリセルを直列に接続したメモリセル列を有するメモリセルユニットと、
前記メモリセル列の他端の前記不揮発性メモリセルと前記第2の選択トランジスタとの間に電気的に直列に接続されたトランジスタと、を備えた半導体記憶装置のデータ書き込み方法であって、
前記メモリセルユニットの選択された前記不揮発性メモリセルにデータを書き込む際に、前記メモリセルユニットの選択されない前記不揮発性メモリセルにデータの書き込みを行わないとともに、この不揮発性メモリセルの前記第1の制御電極に印加される電位と前記第2の選択トランジスタの第2の制御電極に印加される電位との中間電位を、前記トランジスタの第3の制御電極に印加することを特徴とする半導体記憶装置のデータ書き込み方法。 Multiple bit lines,
A plurality of word lines arranged crossing the plurality of bit lines;
Source lines arranged between a predetermined number of word lines;
A first selection transistor connected to the bit line and a second selection transistor connected to the source line; one end connected to the first selection transistor; and a first control electrode connected to the word line A memory cell unit having a memory cell column in which a plurality of electrically erasable nonvolatile memory cells are connected in series, and
A data write method for a semiconductor memory device, comprising: a transistor electrically connected in series between the nonvolatile memory cell at the other end of the memory cell column and the second selection transistor,
When writing data to the selected nonvolatile memory cell of the memory cell unit, data is not written to the non-selected nonvolatile memory cell of the memory cell unit, and the first of the nonvolatile memory cells An intermediate potential between a potential applied to the control electrode of the transistor and a potential applied to the second control electrode of the second selection transistor is applied to the third control electrode of the transistor. Device data writing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006284525A JP2008103019A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Semiconductor memory device and data writing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006284525A JP2008103019A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Semiconductor memory device and data writing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008103019A true JP2008103019A (en) | 2008-05-01 |
Family
ID=39437230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006284525A Pending JP2008103019A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Semiconductor memory device and data writing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008103019A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010118138A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Programming method for nonvolatile memory device |
| JP2012119013A (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor memory device |
| US8842478B2 (en) | 2012-01-10 | 2014-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
| US9343495B2 (en) | 2013-07-26 | 2016-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
| US10522227B2 (en) | 2017-09-19 | 2019-12-31 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor memory device applying different voltages to respective select gate lines |
-
2006
- 2006-10-19 JP JP2006284525A patent/JP2008103019A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010118138A (en) * | 2008-11-12 | 2010-05-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Programming method for nonvolatile memory device |
| JP2012119013A (en) * | 2010-11-29 | 2012-06-21 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor memory device |
| US8842478B2 (en) | 2012-01-10 | 2014-09-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
| US9343495B2 (en) | 2013-07-26 | 2016-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
| US10522227B2 (en) | 2017-09-19 | 2019-12-31 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor memory device applying different voltages to respective select gate lines |
| US10839908B2 (en) | 2017-09-19 | 2020-11-17 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor memory device applying different voltages to respective select gate lines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5010192B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| KR101323860B1 (en) | Semiconductor memory devices | |
| US7859898B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device including NAND-type flash memory and the like | |
| US7212434B2 (en) | Semiconductor memory device with MOS transistors, each including a floating gate and a control gate, and a memory card including the same | |
| CN110880346B (en) | Semiconductor memory device | |
| US9653470B2 (en) | Individually read-accessible twin memory cells | |
| JP4004809B2 (en) | Semiconductor device and operation method thereof | |
| US7177192B2 (en) | Method of operating a flash memory device | |
| TW201344690A (en) | Semiconductor memory devices | |
| US20070166889A1 (en) | Method of forming a well of a NAND flash memory device | |
| US7158413B2 (en) | Semiconductor memory device with MOS transistors, each including a floating gate and a control gate, a control method thereof, and a memory card including the same | |
| JP4469651B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| US20070296017A1 (en) | Nonvolatile semiconductor memory | |
| US20120243335A1 (en) | Non-volatile semiconductor memory with bit line hierarchy | |
| US7180789B2 (en) | Semiconductor memory device with MOS transistors, each having a floating gate and a control gate, and memory card including the same | |
| JP2001284473A (en) | Nonvolatile semiconductor memory | |
| JP4902196B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| JP2008103019A (en) | Semiconductor memory device and data writing method thereof | |
| US7233513B2 (en) | Semiconductor memory device with MOS transistors each having floating gate and control gate | |
| JP4545056B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| JP2008277544A (en) | Semiconductor memory device | |
| JP2003086720A (en) | Non-volatile semiconductor memory | |
| JPH10144807A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device | |
| KR19980064702A (en) | Method of manufacturing transistors, transistor arrays, semiconductor memories and transistor arrays | |
| JPH0963283A (en) | Semiconductor non-volatile memory device and method of using the same |