JPH06151870A - EEPROM semiconductor memory device - Google Patents
EEPROM semiconductor memory deviceInfo
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- JPH06151870A JPH06151870A JP30380592A JP30380592A JPH06151870A JP H06151870 A JPH06151870 A JP H06151870A JP 30380592 A JP30380592 A JP 30380592A JP 30380592 A JP30380592 A JP 30380592A JP H06151870 A JPH06151870 A JP H06151870A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は電圧降下が発生することなく信頼性を
高めると共に、コストの低減を図ることのできるEEP
ROM半導体記憶装置を提供することである。
【構成】メモリセルは書込み及び消去時に用いる第一セ
レクトトランジスタと、その第一セレクトトランジスタ
と並列関係にあり読出し時に用いる第二セレクトトラン
ジスタと、それら第一セレクトトランジスタ及び第二セ
レクトトランジスタと直列関係にあるメモリトランジス
タとから構成される。第一セレクトトランジスタはI型
又はD型のNチャネルトランジスタ、第二セレクトトラ
ンジスタはE型のNチャネルトランジスタであり、メモ
リトランジスタはI型のNチャネルトランジスタであ
る。
(57) [Summary] [Object] The present invention is an EEP capable of improving reliability without causing a voltage drop and reducing cost.
It is to provide a ROM semiconductor memory device. A memory cell has a first select transistor used for writing and erasing, a second select transistor used in parallel with the first select transistor and used for reading, and a serial relationship with the first select transistor and the second select transistor. It is composed of a certain memory transistor. The first select transistor is an I-type or D-type N-channel transistor, the second select transistor is an E-type N-channel transistor, and the memory transistor is an I-type N-channel transistor.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
EEPROM半導体記憶装置の構造に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to the structure of an EEPROM semiconductor memory device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のEEPROM半導体記憶装置のメ
モリセルを図3により説明する。等価回路的には、E型
のNチャネルトランジスタからなるセレクトトランジス
タと、それと直列に接続されるI型のNチャネルトラン
ジスタからなるメモリトランジスタとから構成される。
また、動作的には以下の通りである。デ−タ消去時は、
ドレイン及びソ−スを0V、セレクトゲ−ト及びコント
ロ−ルゲ−トをVpp電位に設定し容量結合によりフロ−
ティングゲ−トの電位を上げ、フロ−ティングゲ−トに
電子を注入する。デ−タ書込み時は、コントロ−ルゲ−
トを0V、ソ−スを浮遊状態、セレクトゲ−ト及びドレ
インをVpp電位に設定し、消去時の場合と反対の電位差
を生じさせフロ−ティングゲ−トから電子を放出させ
る。デ−タ読出し時は、ドレイン及びコントロ−ルゲ−
トを0V、セレクトゲ−ト及びソ−スをVcc電位に設定
し、電流が流れるか否かでデ−タを判断する。2. Description of the Related Art A memory cell of a conventional EEPROM semiconductor memory device will be described with reference to FIG. In terms of an equivalent circuit, it is composed of a select transistor including an E-type N-channel transistor and a memory transistor including an I-type N-channel transistor connected in series with the select transistor.
The operation is as follows. When erasing data,
The drain and source are set to 0 V, the select gate and control gate are set to V pp potential, and the flow is set by capacitive coupling.
The potential of the floating gate is raised and electrons are injected into the floating gate. When writing data, control gauge
The source is set to 0 V, the source is set to a floating state, the select gate and the drain are set to V pp potential, and a potential difference opposite to that at the time of erasing is generated to emit electrons from the floating gate. When reading data, drain and control gauge
The gate is set to 0 V, the select gate and the source are set to the Vcc potential, and the data is judged by whether or not a current flows.
【0003】ここで、デ−タを読み出す際に、同一のビ
ット線上の非選択セルでのリ−ク電流を防ぐため、セレ
クトトランジスタはE型のトランジスタを使用してい
る。しかしながら、デ−タを書込む場合、書込みに必要
な(A)における電位は、E型のセレクトトランジスタ
が存在することによるバックゲ−トバイアス効果により
電圧降下を起こす。その為、(A)における電位はドレ
インの電位であるVpp電位より小さくなる。例えば、V
pp電位が20V程度の場合、電圧降下は2.5V程度と
なり、(A)の電位は17.5V程度となる。従って、
書込み時に必要電位が17.5V程度である場合でも、
その周辺の素子耐圧は20V程度と高く設定する必要が
ある。Here, when reading data, an E-type transistor is used as the select transistor in order to prevent a leak current in non-selected cells on the same bit line. However, when writing data, the potential at (A) required for writing causes a voltage drop due to the back gate bias effect due to the presence of the E-type select transistor. Therefore, the potential in (A) becomes smaller than the V pp potential which is the potential of the drain. For example, V
When the pp potential is about 20V, the voltage drop is about 2.5V, and the potential of (A) is about 17.5V. Therefore,
Even when the required potential at the time of writing is about 17.5V,
It is necessary to set the withstand voltage of the device around it as high as about 20V.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、セレク
トトランジスタをE型のトランジスタとすることは、デ
−タの読出し時には同一ビット線上の非選択セルの誤動
作を防止するのに有効であるが、デ−タの書込み時には
電圧降下を引き起こし周辺の素子耐圧を上げる必要があ
る。従って、E型トランジスタは信頼性を高める反面、
高耐圧化を図る特殊工程の増加と共にコストを増大させ
る問題点がある。As described above, the use of the E-type select transistor as the select transistor is effective in preventing malfunction of non-selected cells on the same bit line when reading data. When writing data, it is necessary to cause a voltage drop and increase the breakdown voltage of peripheral elements. Therefore, while the E-type transistor enhances reliability,
There is a problem that the cost increases as well as the number of special processes for increasing the withstand voltage.
【0005】それ故に、本発明は電圧降下が発生するこ
となく信頼性を高めると共に、コストの低減を図ること
のできるEEPROM半導体記憶装置を提供することが
目的である。Therefore, an object of the present invention is to provide an EEPROM semiconductor memory device capable of improving reliability without causing a voltage drop and reducing the cost.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によるEEPRO
M半導体記憶装置の一つのメモリセルは、書込み及び消
去用の第一セレクトトランジスタと読出し用の第二セレ
クトトランジスタとを有するセレクトトランジスタと、
メモリトランジスタとから構成される。上記第一セレク
トトランジスタはI型(イントリンシック型)又はD型
(ディプレッション型)のNチャネルトランジスタと
し、上記第二セレクトトランジスタはE型(エンハラス
メント型)のNチャネルトランジスタである。また、メ
モリトランジスタのフロ−ティングゲ−トは、第一セレ
クトトランジスタのソ−スとトンネル酸化膜を介して容
量結合している。EEPRO according to the present invention
One memory cell of the M semiconductor memory device includes a select transistor having a first select transistor for writing and erasing and a second select transistor for reading,
It is composed of a memory transistor. The first select transistor is an I-type (intrinsic type) or D-type (depletion type) N-channel transistor, and the second select transistor is an E-type (enhancement type) N-channel transistor. The floating gate of the memory transistor is capacitively coupled to the source of the first select transistor through the tunnel oxide film.
【0007】[0007]
【作用】上記の構成によれば、書込み及び消去の経路と
読出し経路とが完全に分離される。従って、書込み時に
は上記第一セレクトトランジスタを用いるため電圧降下
が発生せず、書込み時に印加するVpp電位を書込み電位
とすることができる結果、電圧降下に伴う周辺素子の高
耐圧化処理が必要ない。また、読出し時は上記第二セレ
クトトランジスタを用いるため、所望のメモリセルを選
択することができ信頼性を保証することができる。According to the above structure, the write and erase paths and the read path are completely separated. Therefore, since the first select transistor is used at the time of writing, no voltage drop occurs, and the V pp potential applied at the time of writing can be used as the write potential. As a result, it is not necessary to increase the breakdown voltage of the peripheral elements due to the voltage drop. . Further, since the second select transistor is used during reading, a desired memory cell can be selected and reliability can be guaranteed.
【0008】[0008]
【実施例】本発明によるEEPROMの一実施例を図1
乃至図2より説明する。1 is a block diagram showing an embodiment of an EEPROM according to the present invention.
2 to FIG.
【0009】図1に示す様に、メモリセルは書込み及び
消去時に用いる第一セレクトトランジスタと、その第一
セレクトトランジスタと並列関係にあり読出し時に用い
る第二セレクトトランジスタと、それら第一セレクトト
ランジスタ及び第二セレクトトランジスタと直列関係に
あるメモリトランジスタとから構成される。第一セレク
トトランジスタは、第一ドレイン11、第一ソ−ス12
及びセレクトゲ−ト13からなるI型又はD型のNチャ
ネルトランジスタである。第二セレクトトランジスタ
は、第二ドレイン14、第二ソ−ス15及びセレクトゲ
−ト13とからなるE型のNチャネルトランジスタであ
る。メモリトランジスタは、第二ソ−ス15に電気的に
接続するドレイン16と、ソ−ス17と、容量結合部
(丸印)において第一ソ−ス12と容量結合するフロ−
ティングゲ−ト18及びコントロ−ルゲ−ト19とから
なるI型のNチャネルトランジスタである。As shown in FIG. 1, the memory cell includes a first select transistor used for writing and erasing, a second select transistor used in reading for paralleling the first select transistor, the first select transistor and the first select transistor. Two select transistors and a memory transistor in series relation. The first select transistor includes a first drain 11 and a first source 12.
And an I-type or D-type N-channel transistor including a select gate 13. The second select transistor is an E-type N-channel transistor including a second drain 14, a second source 15, and a select gate 13. The memory transistor has a drain 16 electrically connected to the second source 15, a source 17, and a flow capacitively coupled to the first source 12 at a capacitive coupling portion (circled).
It is an I-type N-channel transistor including a gate 18 and a control gate 19.
【0010】ここで、特にメモリトランジスタの構造を
図2より説明する。P型半導体基板20はフィ−ルド酸
化膜21により素子分離されており、第一セレクトトラ
ンジスタの第一ソ−ス12と、メモリトランジスタのド
レイン16及びソ−ス17となるN型拡散層が形成され
る。メモリトランジスタはドレイン16及びソ−ス17
上に順次形成されたゲ−ト酸化膜22と、多結晶シリコ
ンからなるフロ−ティングゲ−ト18と、絶縁膜23及
び多結晶シリコンからなるコントロ−ルゲ−ト19とか
らなる。ここで、フロ−ティング18は第一セレクトト
ランジスタの第一ソ−ス12と薄いトンネル酸化膜24
を介して容量結合している。The structure of the memory transistor will be described with reference to FIG. The P-type semiconductor substrate 20 is element-isolated by a field oxide film 21, and an N-type diffusion layer serving as the first source 12 of the first select transistor and the drain 16 and source 17 of the memory transistor is formed. To be done. The memory transistor has a drain 16 and a source 17.
The gate oxide film 22 is sequentially formed on the upper surface, the floating gate 18 made of polycrystalline silicon, the insulating film 23 and the control gate 19 made of polycrystalline silicon. Here, the floating 18 is the first source 12 of the first select transistor and the thin tunnel oxide film 24.
Is capacitively coupled via.
【0011】次に、動作原理を説明する。デ−タ読出し
時は、第一ドレイン11、コントロ−ルゲ−ト19及び
ソ−ス17を0V、第二ドレイン14及びセレクトゲ−
ト13をVcc電位に設定し、メモリトランジスタのフロ
−ティングゲ−ト18の帯電状態による電流のON、O
FFで判断する。デ−タ書込み時は、第二ドレイン1
4、コントロ−ルゲ−ト19及びソ−ス17を0V、第
一ドレイン11及びセレクトゲ−ト13をVpp電位に設
定する。デ−タ消去時は、第二ドレイン14及びソ−ス
17、第一ドレイン11を0V、セレクトゲ−ト13及
びコントロ−ルゲ−ト19をVpp電位に設定する。Next, the operation principle will be described. When reading data, the first drain 11, the control gate 19 and the source 17 are set to 0V, the second drain 14 and the select gate are set.
The gate 13 is set to the Vcc potential, and the current is turned on and off depending on the charged state of the floating gate 18 of the memory transistor.
Judge by FF. Second drain 1 when writing data
4, control - Ruge - DOO 19 and source - to set the door 13 to the V pp voltage - the scan 17 0V, the first drain 11 and Serekutoge. De - data erasing, second drain 14 and source - to set the door 19 to the V pp voltage - scan 17, the first drain 11 0V, Serekutoge - DOO 13 and control - Ruge.
【0012】上述のように、メモリセルを選択するセレ
クトトランジスタを書込み及び消去用と読出し用に分離
することにより、書込み及び消去用の第一セレクトトラ
ンジスタをI型又はD型とすることが可能である。従っ
て、第一セレクトトランジスタにおける電圧降下を防ぐ
ことができる。例えばVpp電位を20Vとすると、第一
セレクトトランジスタをI型とした場合電圧降下は1V
以下となり、D型とした場合は電圧降下は発生しない。
それ故、デ−タ書込み動作時における書込みに必要な
(A)点(図1に図示)での電位を、ほぼVpp電位と等
しくすることができる。As described above, by separating the select transistor for selecting the memory cell for writing and erasing and for reading, the first select transistor for writing and erasing can be I type or D type. is there. Therefore, the voltage drop in the first select transistor can be prevented. For example, if the V pp potential is 20 V, the voltage drop is 1 V when the first select transistor is I-type.
In the case of the D type, no voltage drop occurs.
Therefore, the potential at the point (A) (shown in FIG. 1) necessary for writing in the data writing operation can be made substantially equal to the V pp potential.
【0013】[0013]
【発明の効果】本発明によれば、書込み及び消去の経路
と読出し経路を分離することにより、書込み及び消去用
のセレクトトランジスタにI型又はD型を用いることが
可能となる。従って、書込み動作時におけるVpp電位の
電圧降下をほぼ無くすことができる結果、電圧降下に伴
う周辺素子の高耐圧化処理が不要となると共に、Vpp電
位の低減化を図ることができる。更に、素子の信頼性の
向上及び製造コストの低減化となる。According to the present invention, by separating the writing and erasing paths from the reading path, it becomes possible to use I-type or D-type select transistors for writing and erasing. Therefore, the voltage drop of the V pp potential during the write operation can be almost eliminated, and as a result, it becomes unnecessary to increase the withstand voltage of the peripheral elements due to the voltage drop, and the V pp potential can be reduced. Furthermore, the reliability of the device is improved and the manufacturing cost is reduced.
【図1】本発明によるEEPROMのメモリセルの等価
回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a memory cell of an EEPROM according to the present invention.
【図2】本発明によるEEPROMのメモリセルにおけ
るメモリトランジスタの構造を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a structure of a memory transistor in a memory cell of an EEPROM according to the present invention.
【図3】従来のEEPROMのメモリセルの等価回路図
である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a memory cell of a conventional EEPROM.
11…第一ドレイン、12…第一ソ−ス、13…セレク
トゲ−ト 14…第二ドレイン、15…第二ソ−ス、16…ドレイ
ン、17…ソ−ス 18…フロ−ティングゲ−ト、19…コントロ−ルゲ−
ト 20…半導体基板、21…フィ−ルド酸化膜、22…ゲ
−ト酸化膜 23…絶縁膜、24…トンネル酸化膜11 ... First drain, 12 ... First source, 13 ... Select gate 14 ... Second drain, 15 ... Second source, 16 ... Drain, 17 ... Source 18 ... Floating gate, 19 ... Controllage
20 ... Semiconductor substrate, 21 ... Field oxide film, 22 ... Gate oxide film 23 ... Insulating film, 24 ... Tunnel oxide film
Claims (2)
くとも1個の選択ゲ−ト、制御ゲ−ト及びフロ−ティン
グゲ−トとが配置され、 上記選択ゲ−トにより形成された第1の選択トランジス
タと、同一の選択ゲ−トにより形成された第2の選択ト
ランジスタとを具備し、 上記第一の選択トランジスタの浮遊しているソ−ス領域
の少なくとも一部が、薄いトンネル絶縁膜を介して上記
フロ−ティングゲ−トと容量結合していることと、 上記フロ−ティングゲ−トにより形成される記憶トラン
ジスタのドレインが、上記第2の選択トランジスタのソ
−スと電気的に接続していることを特徴とする不揮発性
半導体装置。1. A semiconductor substrate having at least one selection gate, a control gate and a floating gate arranged in one storage unit area, and a first gate formed by the selection gate. A selection transistor and a second selection transistor formed by the same selection gate are provided, and at least a part of the floating source region of the first selection transistor has a thin tunnel insulating film. Through the capacitive coupling with the floating gate, and the drain of the memory transistor formed by the floating gate is electrically connected to the source of the second select transistor. A non-volatile semiconductor device characterized by being.
ンシック型またはディプレッション型のNチャネルトラ
ンジスタであること、上記記憶トランジスタがイントリ
ンシック型のNチャネルトランジスタであること、及び
上記第2の選択トランジスタがエンハラスメント型のN
チャネルトランジスタであることを特徴とする請求項1
記載の不揮発性半導体装置。2. The first selection transistor is an intrinsic or depletion type N-channel transistor, the storage transistor is an intrinsic N-channel transistor, and the second selection transistor is an Harassment type N
A channel transistor is a channel transistor.
The nonvolatile semiconductor device described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380592A JPH06151870A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | EEPROM semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30380592A JPH06151870A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | EEPROM semiconductor memory device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151870A true JPH06151870A (en) | 1994-05-31 |
Family
ID=17925518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30380592A Withdrawn JPH06151870A (en) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | EEPROM semiconductor memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06151870A (en) |
-
1992
- 1992-11-13 JP JP30380592A patent/JPH06151870A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |