JP2008091013A - Non-volatile memory device including local control gate on a plurality of isolated well regions and related method and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子メモリ装置に関し、より詳細には、不揮発性メモリ装置及び関連するシステムと方法に関する。 The present invention relates to electronic memory devices, and more particularly to non-volatile memory devices and related systems and methods.
発展したEEPROM技術は、システム-オン-チップ(SOC)機能を実現するために使用される。SOC技術は、発展したCMOSプロセスと共に高い動作性能、早いアクセス、低い電圧及び低い電力で動作するEEPROMを必要とする。通常、不揮発性メモリは、コード格納のためのフラッシュメモリ及びデータ格納のためのEEPROMを含む。EEPROMは、百万回以上の消去/プログラム動作が行われる程度の非常に高い耐久性及びバイト可変性を必要とする。 Advanced EEPROM technology is used to implement system-on-chip (SOC) functionality. SOC technology requires an EEPROM that operates with high operating performance, fast access, low voltage and low power with an advanced CMOS process. Typically, non-volatile memory includes flash memory for code storage and EEPROM for data storage. EEPROM requires very high durability and byte variability to the extent that more than a million erase / program operations are performed.
一般に、バイト可変EEPROMは、フローティングゲートトンネルオキサイド(FLOTOX)セルを基盤とし、書き込みと消去動作の両方にFN(Fowler Nordheim)トンネリングを使用する。それぞれのセルは、トンネリング領域、高電圧(HV)選択トランジスタ、そしてドレイン側の個別的な高電圧選択トランジスタを含む。FLOTOXメモリは、低い電力動作と高い耐久性を提供するが、相対的に大きいセルサイズを有する。 Generally, the byte variable EEPROM is based on a floating gate tunnel oxide (FLOTOX) cell, and uses FN (Fowler Nordheim) tunneling for both write and erase operations. Each cell includes a tunneling region, a high voltage (HV) select transistor, and a separate high voltage select transistor on the drain side. FLOTOX memory provides low power operation and high durability, but has a relatively large cell size.
メモリ構造は、Taoが著述した「Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications(Microelectronics Engineering, 72, 2004, pages 415〜420)」で論議されており、本発明の参照として含まれる。Taoが公表したEEPROM構造は、バイト可変性、高い耐久性、及び低い電力動作のような特性を提供しながら、拡張性を改善する。より詳細には、Taoが公表したEEPROM構造は、2T−FN−NORセルに基づく。 The memory structure is described in “Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um 2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications (Micro 72)” by Tao. And is included as a reference for the present invention. The EEPROM structure published by Tao improves scalability while providing characteristics such as byte variability, high durability, and low power operation. More specifically, the EEPROM structure published by Tao is based on a 2T-FN-NOR cell.
他のメモリ構造は、Imamiyaの特許文献1「Nonvolatile Semiconductor Memory Device」で論議されており、本発明の参照として含まれる。Imamiyaの特許で論議された内容によれば、不揮発性半導体装置は、メモリセルアレイ(例えば、NANDメモリセル)、ワードラインを選択し動作させるための行デコーダ、そしてビットラインを介して選択されたメモリセルとデータを交換するための感知増幅器/ラッチ回路を含む。メモリセルアレイは、ワードライン方向にブロック単位で区分される。それぞれのブロックは、半導体基板に個別的に形成されたウェル(well)内に形成される。行デコーダにより動作されるそれぞれのワードラインは、ブロック間の境界領域に形成されたコントロールトランジスタにより連続的に制御される。コントロールトランジスタをターンオフすることは、データがブロック単位で同時に消去されることを可能にする。 Other memory structures are discussed in Imamiya's US Pat. No. 5,099,059 “Nonvolatile Semiconductor Memory Device” and are included as a reference to the present invention. According to the content discussed in the Imamiya patent, a non-volatile semiconductor device includes a memory cell array (eg, a NAND memory cell), a row decoder for selecting and operating a word line, and a memory selected via a bit line. It includes a sense amplifier / latch circuit for exchanging data with the cell. The memory cell array is divided into blocks in the word line direction. Each block is formed in a well formed individually in the semiconductor substrate. Each word line operated by the row decoder is continuously controlled by a control transistor formed in a boundary region between blocks. Turning off the control transistor allows data to be erased simultaneously in blocks.
上述のメモリ構造にもかかわらず、改善されたメモリ構造及び方法に対する必要性は常に存在している。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高いセルアレイ効率を有するバイト可変性不揮発性メモリ装置及びシステムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a byte variable nonvolatile memory device and system having high cell array efficiency.
また、本発明の目的は、チップサイズを減少させることができるメモリセルアレイ構造及びそのメモリセルアレイを備えるメモリ装置及びシステムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a memory cell array structure capable of reducing the chip size, and a memory device and system including the memory cell array.
上記目的を達成すべく、本発明に係る電子システムは、同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェルを含む半導体基板と、前記第1ウェル上の複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタと、前記第2ウェル上の複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタと、前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタに電気的に連結されるローカルコントロールゲートラインと、前記ローカルゲートラインとグローバルコントロールゲートラインの間に電気的に連結されるグループ選択トランジスタと、を含み、前記グループ選択トランジスタは、前記グループ選択トランジスタのゲートに印加されたグループ選択ゲート信号に応じて、前記ローカルコントロールゲートライン及び前記グローバルコントロールゲートラインを電気的に断続するように設定される。 To achieve the above object, an electronic system according to the present invention includes a semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity, and a plurality of first nonvolatiles on the first well. A plurality of second nonvolatile memory cell transistors on the second well, a local control gate line electrically connected to the plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors, A group selection transistor electrically connected between a local gate line and a global control gate line, wherein the group selection transistor is responsive to a group selection gate signal applied to a gate of the group selection transistor. Local control gate line and global control gate line It is set so as to electrically interrupt the.
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは第1伝導性を有し、前記半導体基板は、前記第1伝導性と相違する第2伝導性を有するウェルを含み、前記グループ選択トランジスタは前記第2伝導性を有するウェル上にある。そして、前記同一な伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含み、前記第2伝導性を有するウェルはn型ウェルを含み、前記グループ選択トランジスタはPMOSグループ選択トランジスタを含む。 In some embodiments, the electrically isolated first and second wells have a first conductivity, and the semiconductor substrate includes a well having a second conductivity different from the first conductivity, A group select transistor is on the well having the second conductivity. The electrically isolated first and second wells having the same conductivity include electrically isolated first and second p-type wells, and the second conductivity well is n. The group selection transistor includes a PMOS well selection transistor.
実施形態として、前記第2伝導性を有する前記ウェルは、前記第1伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルの間にあり、前記第1伝導性を有する前記第1ウェルは、前記第2伝導性を有する前記ウェル及び第1伝導性を有する前記第2ウェルの間にある。 As an embodiment, the well having the second conductivity is between the electrically isolated first and second wells having the first conductivity, and the first having the first conductivity. The well is between the well having the second conductivity and the second well having the first conductivity.
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含む。本発明に係る電子システムは、前記第1伝導性を有する前記第1及び第2ウェルに連結され、前記グローバルコントロールゲートラインに連結され、前記グループ選択トランジスタのゲートに連結されるコントローラをさらに含み、前記コントローラは、前記第1伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに、相違する第1及び第2電気的バイアスを同時に印加し、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに前記第1及び第2電気的バイアスを印加する間、前記グループ選択トランジスタの前記ゲートにターンオン信号を印加し、前記グループ選択トランジスタを介して、前記ローカルコントロールゲートライン及び前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタに、前記グローバルコントロールゲートラインから伝達された同一なコントロール信号を印加することで、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように設定される。前記コントローラは、読み取り動作の際に入出力バスからアドレス情報を伝達され、前記読み取り動作の際に前記アドレス情報に応じて前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタのうちの少なくとも一つから伝達されたデータを前記入出力バスに提供するように設定される。本発明に係る電子システムは、前記入出力バスと連結されたプロセッサをさらに含み、前記プロセッサは、前記読み取り動作の際に前記アドレス情報を生成し、前記アドレス情報を前記入出力バスを介して前記コントローラに提供し、前記コントローラから前記入出力バスを介して前記データを伝達されるように設定される。 In one embodiment, the electrically isolated first and second wells include electrically isolated first and second p-type wells. The electronic system according to the present invention further includes a controller connected to the first and second wells having the first conductivity, connected to the global control gate line, and connected to a gate of the group selection transistor. The controller simultaneously applies different first and second electrical biases to the electrically isolated first and second wells having the first conductivity, and the electrically separated first and second wells. And applying a turn-on signal to the gate of the group selection transistor while applying the first and second electrical biases to the second well, and passing the local control gate line and the plurality of the plurality of the plurality of wells through the group selection transistor. The first and second memory cell transistors are transmitted from the global control gate line. By applying the same control signal, the programmed state of the plurality of first memory cell transistors is erased while maintaining the programmed state of the plurality of second memory cell transistors. The The controller receives address information from an input / output bus during a read operation, and at least one of the plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors according to the address information during the read operation. Data transmitted from one is set to be provided to the input / output bus. The electronic system according to the present invention further includes a processor coupled to the input / output bus, the processor generating the address information during the read operation, and the address information via the input / output bus. The data is provided to the controller, and the data is transmitted from the controller via the input / output bus.
実施形態として、前記コントローラは、書き込み動作の際、前記入出力バスからアドレス情報及びデータを伝達され、前記アドレス情報により指定された前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタのうちの少なくとも一つに前記データを書き込むように設定され、更に、本発明に係る電子システムは、前記入出力バスに連結されたプロセッサをさらに含み、前記プロセッサは、前記書き込み動作の際、前記アドレス情報及び前記データを生成し、前記アドレス情報及び前記データを前記入出力バスを介して前記コントローラに提供するように設定される。そして、前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタは8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタは8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記グループ選択トランジスタはバイト選択トランジスタを含む。 In one embodiment, the controller receives address information and data from the input / output bus during a write operation, and includes a plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors specified by the address information. The electronic system according to the present invention further includes a processor coupled to the input / output bus, and the processor is configured to write the address information during the write operation. And generating the data, and providing the address information and the data to the controller via the input / output bus. The plurality of first nonvolatile memory cell transistors include eight nonvolatile memory cell transistors, the plurality of second nonvolatile memory cell transistors include eight nonvolatile memory cell transistors, and the group selection transistor Includes a byte select transistor.
また、同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェル上にそれぞれ形成された複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタを含む本発明に係る不揮発性集積回路メモリ装置の動作方法は、同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェルに相違する第1及び第2電気的バイアスを印加するステップと、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに前記第1及び第2電気的バイアスを印加する間、前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタに同一なコントロールゲート信号を印加することで、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するステップと、を含む。 The non-volatile integrated circuit memory device according to the present invention includes a plurality of first and second non-volatile memory cell transistors respectively formed on electrically isolated first and second wells having the same conductivity. The method of operating comprises: applying different first and second electrical biases to electrically isolated first and second wells having the same conductivity; and the electrically isolated first and second wells. By applying the same control gate signal to the plurality of first and second memory cell transistors while applying the first and second electrical biases to the second well, the plurality of second memory cell transistors Erasing the programmed state of the plurality of first memory cell transistors while maintaining the programmed state.
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含み、更に、本発明に係る動作方法は、読み取り動作の際、入出力バスからアドレス情報を伝達されるステップと、前記読み取り動作の際、前記アドレス情報に応じて、前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタから伝達されたデータを前記入出力バスに提供するステップと、をさらに含み、前記入出力バスから前記アドレス情報を伝達されるステップの前に、プロセッサから伝達された前記アドレス情報を前記入出力バスに伝達するステップと、前記入出力バスに前記データを提供した後、前記読み取り動作の際に前記入出力バスから前記データを伝達されるステップと、をさらに含む。 As an embodiment, the electrically isolated first and second wells include electrically isolated first and second p-type wells, and the operation method according to the present invention further includes a read operation. A step of transmitting address information from an input / output bus; and, in the read operation, data input from the plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors according to the address information Providing to the bus before transmitting the address information from the input / output bus, and transmitting the address information transmitted from a processor to the input / output bus. And after the data is provided to the bus, the data is transmitted from the input / output bus during the read operation.
実施形態として、本発明に係る動作方法は、書き込み動作の際、入出力バスからアドレス情報及びデータを伝達されるステップと、前記アドレス情報により指定された前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタのうちの少なくとも一つに前記データを書き込むステップと、をさらに含み、前記入出力バスから前記アドレス情報及び前記データを伝達されるステップの前に、前記プロセッサから伝達された前記アドレス情報及び前記データを前記入出力バスに伝達するステップをさらに含む。そして、前記複数の第1メモリセルトランジスタは、8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記複数の第2メモリセルトランジスタは、8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記グループ選択トランジスタはバイト選択トランジスタを含む。 As an embodiment, an operation method according to the present invention includes a step of transmitting address information and data from an input / output bus during a write operation, and the plurality of first and / or second nonvolatiles specified by the address information. Writing the data to at least one of the memory cell transistors, and the address information and the data transmitted from the input / output bus before the address information and the data are transmitted from the processor. The method further includes transmitting information and the data to the input / output bus. The plurality of first memory cell transistors include eight nonvolatile memory cell transistors, the plurality of second memory cell transistors include eight nonvolatile memory cell transistors, and the group selection transistor includes a byte selection transistor. Includes a select transistor.
また、本発明に係る電子システムは、同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェルを含む半導体基板と、それぞれの不揮発性メモリセルが前記第1ウェル上にあるそれぞれのワード選択及びセクタ選択トランジスタの間に直列に連結された不揮発性メモリセルトランジスタを含む複数の第1不揮発性メモリセルと、それぞれの不揮発性メモリセルが前記第2ウェル上にあるそれぞれのワード選択及びセクタ選択トランジスタの間に直列に連結された不揮発性メモリセルトランジスタを含む複数の第2不揮発性メモリセルと、前記複数の第1メモリセルのそれぞれのセクタ選択トランジスタに連結された複数の第1ビットラインと、前記複数の第2メモリセルのそれぞれのセクタ選択トランジスタに連結された複数の第2ビットラインと、前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタと電気的に連結されたローカルコントロールゲートラインと、前記ローカルコントロールゲートラインとグローバルコントロールゲートラインの間に連結され、ゲートに印加された信号に応じて前記ローカルコントロールゲートラインと前記グローバルコントロールゲートラインを電気的に断続するように設定されるグループ選択トランジスタと、前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルの前記ワード選択及びセクタ選択トランジスタに連結され、前記グローバルコントロールゲートラインに連結される行デコーダと、前記電気的に分離された第1及び第2ウェル、前記複数の第1及び第2ビットライン、及び前記グループ選択ゲートラインに連結される列デコーダと、前記行及び列デコーダに連結されるコントローラと、を含み、前記コントローラは、前記列デコーダが前記第1及び第2ウェルに相違する電気的バイアスを印加するようにし、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように、前記第1及び第2ウェルに前記相違する電気的バイアスが印加される間、前記グループ選択トランジスタが前記ローカルゲートラインを介して前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルの前記不揮発性メモリセルトランジスタに前記グローバルコントロールゲートラインから伝達された同一なコントロールゲート信号を提供するように設定される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electronic system including a semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity, and respective nonvolatile memory cells on the first well. A plurality of first non-volatile memory cells including non-volatile memory cell transistors coupled in series between word select and sector select transistors, and each word select and each non-volatile memory cell on the second well A plurality of second non-volatile memory cells including non-volatile memory cell transistors connected in series between the sector selection transistors, and a plurality of first bits connected to the respective sector selection transistors of the plurality of first memory cells. A plurality of second bits coupled to a line and a sector select transistor of each of the plurality of second memory cells. A line, a local control gate line electrically connected to the plurality of first and second memory cell transistors, and a signal applied to the gate connected between the local control gate line and the global control gate line. And a group selection transistor configured to electrically connect the local control gate line and the global control gate line, and the word selection and sector selection transistors of the plurality of first and second nonvolatile memory cells. A row decoder connected to the global control gate line, and the first and second wells electrically separated from each other, the plurality of first and second bit lines, and the group selection gate line. A column decoder, And a controller coupled to the column decoder, wherein the controller causes the column decoder to apply a different electrical bias to the first and second wells and to program the plurality of second memory cell transistors. The group selection is performed while the different electrical bias is applied to the first and second wells so as to erase the programmed state of the plurality of first memory cell transistors while maintaining the selected state. A transistor is set to provide the same control gate signal transmitted from the global control gate line to the nonvolatile memory cell transistors of the plurality of first and second nonvolatile memory cells through the local gate line. The
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは第1伝導性を有し、前記半導体基板は、前記第1伝導性と相違する第2伝導性を有するウェルを含み、前記グループ選択トランジスタは前記第2伝導性を有するウェル上にあり、前記同一な伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含み、前記第2伝導性を有するウェルはn型ウェルを含み、前記グループ選択トランジスタはPMOSグループ選択トランジスタを含む。前記第2伝導性を有する前記ウェルは、前記第1伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルの間にあり、前記第1伝導性を有する前記第1ウェルは、前記第2伝導性を有する前記ウェル及び第1伝導性を有する前記第2ウェルの間に形成される。 In some embodiments, the electrically isolated first and second wells have a first conductivity, and the semiconductor substrate includes a well having a second conductivity different from the first conductivity, The group selection transistor is on the well having the second conductivity, and the electrically isolated first and second wells having the same conductivity are electrically isolated first and second p-types. The well having the second conductivity includes an n-type well, and the group selection transistor includes a PMOS group selection transistor. The well having the second conductivity is between the electrically isolated first and second wells having the first conductivity, and the first well having the first conductivity is the It is formed between the well having the second conductivity and the second well having the first conductivity.
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含み、前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタは、8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタは、8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記グループ選択トランジスタはバイト選択トランジスタを含み、前記コントローラは、読み取り動作の際に入出力バスからアドレス情報を伝達され、前記読み取り動作の際に前記アドレス情報に応じて前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタから伝達されたデータを前記入出力バスに提供するように設定され、本発明に係る電子システムは、前記アドレス情報を生成し、前記入出力バスを介して前記コントローラに前記アドレス情報を提供し、前記読み取り動作の際、前記コントローラから前記入出力バスを介して前記データを伝達されるように設定されるプロセッサをさらに含む。 In one embodiment, the electrically isolated first and second wells include electrically isolated first and second p-type wells, and the plurality of first nonvolatile memory cell transistors includes eight A non-volatile memory cell transistor, wherein the plurality of second non-volatile memory cell transistors includes eight non-volatile memory cell transistors, the group selection transistor includes a byte selection transistor, and the controller performs a read operation. Address information is transmitted from the input / output bus to the input / output bus, and data transmitted from the first and / or second nonvolatile memory cell transistors is provided to the input / output bus according to the address information during the read operation. The electronic system according to the present invention is configured to generate the address information and the input / output bus Providing the address information to the controller via, during the read operation, further comprising a processor that is configured so as to transmit the data via the output bus from said controller.
実施形態として、前記コントローラは、書き込み動作の際、前記入出力バスからアドレス情報及びデータを伝達され、前記アドレス情報により指定された前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタのうちの少なくとも一つに前記データを書き込むように設定され、本発明に係る電子システムは、前記入出力バスに連結され、前記書き込み動作の際に前記アドレス情報及び前記データを生成し、前記入出力バスを介して前記アドレス情報及び前記データを前記コントローラに提供するように設定されるプロセッサをさらに含む。 In one embodiment, the controller receives address information and data from the input / output bus during a write operation, and includes a plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors specified by the address information. The electronic system according to the present invention is connected to the input / output bus, generates the address information and the data during the write operation, and is configured to write the data to at least one of the input / output bus. And further includes a processor configured to provide the address information and the data to the controller via the controller.
また、本発明に係る電子システムは、複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタと、前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタに電気的に連結されるローカルコントロールゲートラインと、前記ローカルコントロールゲートラインに連結されるコントローラと、を含み、前記コントローラは、消去動作の際、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記ローカルコントロールゲートラインに連結された前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように設定される。 The electronic system according to the present invention includes a plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors, a local control gate line electrically connected to the plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors, A controller coupled to the local control gate line, wherein the controller maintains the programmed state of the plurality of second non-volatile memory cell transistors during the erase operation. The programmed state of the plurality of first nonvolatile memory cell transistors connected is set to be erased.
実施形態として、本発明に係る電子システムは、同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェルを含む半導体基板をさらに含み、前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタは前記第1ウェル上にあり、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタは前記第2ウェル上にある。本発明に係る電子システムは、前記消去動作の際、前記第1伝導性を有し、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに相違する第1及び第2電気的バイアスを同時に印加するように設定される。 As an embodiment, the electronic system according to the present invention further includes a semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity, and the plurality of first nonvolatile memory cell transistors includes the first nonvolatile memory cell transistor. The plurality of second nonvolatile memory cell transistors are on the first well, and the plurality of second nonvolatile memory cell transistors are on the second well. The electronic system according to the present invention simultaneously applies different first and second electrical biases to the first and second wells having the first conductivity and being electrically separated during the erase operation. Set to do.
実施形態として、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルは、電気的に分離された第1及び第2p型ウェルを含み、前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタは8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタは8個の不揮発性メモリセルトランジスタを含み、前記グループ選択トランジスタはバイト選択トランジスタを含む。 In one embodiment, the electrically isolated first and second wells include electrically isolated first and second p-type wells, and the plurality of first nonvolatile memory cell transistors includes eight nonvolatile memory cells. The plurality of second nonvolatile memory cell transistors include eight nonvolatile memory cell transistors, and the group selection transistor includes a byte selection transistor.
本発明によれば、不揮発性メモリ装置のセルアレイ効率を向上させ、チップサイズを減少させることができる。 According to the present invention, the cell array efficiency of the nonvolatile memory device can be improved and the chip size can be reduced.
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。しかし、本発明は多数の他の形態で実施されることができ、以下に説明される実施形態に限定されると解釈されてはならない。本発明の実施形態は、明細書を徹底且つ完全にするために、そして本発明の範囲を当分野における通常の知識を有する者に十分に伝達するために提供されるものである。図面において、層(layer)と領域の大きさ及び相対的な大きさは、明確性のために強調されている。同一な参照番号は、同一な構成要素を示す。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention can be implemented in numerous other forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth below. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the layer and region sizes and relative sizes are emphasized for clarity. The same reference numbers indicate the same components.
図1に示す本実施形態の不揮発性メモリ装置100は、メモリセルアレイ10、行デコーダ30、列デコーダ40、データ入出力回路50、入出力バッファ60、コントローラ70、及び電圧発生器80を含む。読み取り、書き込み、そして/または消去動作のための行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDは、コントローラ70から行デコーダ30及び列デコーダ40に提供される。電圧発生器80は、読み取り、書き込み及び消去動作に使用される相違する電圧レベルを発生する。
A
入出力回路50は、書き込みドライバ52及び感知増幅器54を含む。書き込みドライバ52は、コントローラ70の制御により行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDにより選択されたメモリセルに書き込み及び消去動作を行う。感知増幅器54は、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDにより選択されたメモリセルに読み取り動作を行う。
The input /
例えば、読み取り動作の際に、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含み、読み取るメモリセルを指定するメモリアドレスは、入出力バスから入出力バッファ60に伝達され、コントローラ70に提供される。電圧発生器80から伝達された適切な電圧レベルがメモリセルアレイ10に提供されるよう、コントローラ70は、行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。感知増幅器54は、アドレスにより指定されたメモリセルに格納されたデータを読み取り、読み取ったデータは、感知増幅器54から入出力バッファ60に、そして入出力バッファ60から入出力バスに提供される。
For example, during a read operation, a memory address including a row address X-ADD and a column address Y-ADD and designating a memory cell to be read is transmitted from the input / output bus to the input /
書き込み動作の際に、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含み、データが書き込まれるメモリセルを指定するメモリアドレスは、入出力バスから入出力バッファ60に伝達され、コントローラ70に提供される。書き込まれるデータも入出力バスから入出力バッファ60に伝達され、書き込みドライバ52に提供される。電圧発生器80から伝達された適切な電圧レベルがメモリセルアレイ10に提供されるよう、コントローラ70は、行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。書き込みドライバ52は、指定されたメモリセルにデータを書き込む。
During a write operation, a memory address including a row address X-ADD and a column address Y-ADD and specifying a memory cell into which data is written is transmitted from the input / output bus to the input /
消去動作の際に、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含み、データが消去されるメモリセルを指定するメモリアドレスは、入出力バスから入出力バッファ60に伝達され、コントローラ70に提供される。電圧発生器80から伝達された適切な電圧レベルがメモリセルアレイ10に伝達されて、アドレスにより指定されたメモリセルが消去されるよう、コントローラ70は、行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。
During the erase operation, the memory address including the row address X-ADD and the column address Y-ADD and specifying the memory cell from which data is erased is transmitted from the input / output bus to the input /
図1の不揮発性メモリ装置100は、図2に図示された本実施形態の電子システム500内の不揮発性メモリ装置100(例えば、不揮発性フラッシュメモリ装置)として使用されることができる。より詳細には、電子システム500は、図1の不揮発性メモリ装置100の入出力バッファ60に電気的に連結された入出力バス501を含む。また、電子システム500は、暗号化回路510、論理回路520、デジタル信号プロセッサ(DSP)530、メインプロセッサ540、SRAM550、そして/または入出力回路590を含む。例えば、不揮発性メモリ装置100は、メインプロセッサ540から入出力バス501を介して伝達された指示/アドレスに応じて、読み取り、書き込み、そして/または消去動作を行う。
The
図2には、実施形態として電子システム500の構成要素が図示されているが、本発明の全ての実施形態によって図2の全ての構成要素が要求されるのではなく、図2に図示されていない構成要素も含まれることができる。例えば、電子システム500は、無線電話、無線PDA、無線ポケットコンピュータのような無線通信装置であり得る。そして、不揮発性メモリ装置100は、動作コード、認識情報、シリアルナンバー、接触情報(例えば、名前、住所、電話番号、Eメールアドレスなど)、プロフィル情報などを格納するために使用されることができる。したがって、RF回路580は、長距離通信標準(セルラー無線電話標準)、短距離通信標準(ブルートゥース標準)、そして/またはWi−Fi標準に従って無線通信を提供することができる。無線通信装置で、個別的な入出力回路590は、省略されるか、他のコンピュータ装置(例えば、データ伝送のためのパーソナル/ラップトップコンピュータ)に有線結合されるか他の方法で結合されることができる。
Although the components of the
本発明の他の実施形態によれば、電子システム500は、入出力バス501に直接連結された外部ホストにより制御されるフラッシュメモリカードシステムであり得る。たとえば、入出力バス501は、デジタルカメラ、デジタルビデオレコーダ/プレーヤー、デジタルオーディオレコーダ/プレーヤー、無線電話などのような外部ホストと除去可能な物理的連結を提供するコネクタと共に集積される。フラッシュメモリカードシステムで、電子システム500の不揮発性メモリ装置100は、デジタル写真、デジタル映像、デジタル音声、無線電話データ(例えば、無線電話認識情報、シリアルナンバー、接触情報、PDA、ポケットコンピュータなど)、動作コード、プロフィル情報などを格納するように構成される。この場合、電子システム500が入出力バス501と電気的及び物理的に連結された外部ホストにより制御されるので、RF回路580、入出力回路590、そして/またはメインプロセッサ540のような構成は省略する。
According to another embodiment of the present invention, the
前述したように、図1の不揮発性メモリ装置100は、行デコーダ30、列デコーダ40、データ入出力回路50、入出力バッファ60、そして/または電圧発生器80から分離されたコントローラ70を含むと定義される。しかし、コントローラ70は、行デコーダ30、列デコーダ40、データ入出力回路50、入出力バッファ60、そして/または電圧発生器80のうちの一つ或いはそれ以上の構成要素を含むと定義されることができる。例えば、コントローラ70は、行デコーダ30、列デコーダ40、データ入出力回路50、入出力バッファ60、そして電圧発生器80を含むと定義されることができる。本発明の多様な実施形態に係るセルアレイは、図3A、図3B、及び図5A〜図6Bを参照して詳細に説明する。
As described above, the
図3Aは、本発明の実施形態に係るメモリセルアレイ10aを示す回路図であり、図3Bは、図3AのメモリセルアレイのセクションラインA−B断面図である。図3A及び図3Bに示すように、不揮発性集積回路のメモリセルアレイ10aは、高電圧n型ウェル15により電気的に分離された第1及び第2p型ウェル11、12を含む。不揮発性メモリセルトランジスタT1は、ワードライン選択トランジスタT2と共にp型ウェル11、12上に形成され、バイト選択トランジスタT3は、高電圧n型ウェル15上に形成される。電気的分離は、p型ウェル11、12をn型ウェルBNW内に形成することで提供される。p型ウェル上のセクタ選択トランジスタT4のゲートは、それぞれセクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2に連結される。図3Bの点線で図示された四角形17の領域は、図3AのセクションラインA−Bによる陰影を付けた暗い領域に対応する。
3A is a circuit diagram showing a
図3Aに示すように、不揮発性メモリセルトランジスタT1の8バイト及び各ワードライン選択トランジスタT2は、それぞれのp型ウェル11、12内に形成される。不揮発性メモリセルトランジスタT1の同一なバイトのそれぞれの不揮発性メモリセルトランジスタT1のコントロールゲートは、同一なローカルコントロールゲートラインLCGに連結され、同一なp型ウェル内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のそれぞれのバイトは、相違するローカルコントロールゲートラインLCGに連結される。しかし、各ローカルコントロールゲートラインLCGは、少なくとも二つの相違するp型ウェル内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のバイトに連結される。そして、一つの行内のそれぞれのワード選択トランジスタT2のゲートは、それぞれのワードラインWL1、WL2、WL3、またはWL4に連結され、それぞれのバイト選択トランジスタT3のゲートは、それぞれのバイト選択ゲートラインBSGに連結され、それぞれのセクタ選択トランジスタT4のゲートはそれぞれのセクタ選択ゲートラインSSG1またはSSG2に連結される。それぞれのワード選択トランジスタT2は、不揮発性メモリセルトランジスタT1及びそれぞれの共通ソースラインCS1、CS2、CS3、またはCS4の間に電気的に連結される。それぞれのセクタ選択トランジスタT4は、同一なセクタの相違する行内に位置する隣接メモリセルトランジスタT1の共通ソース/ドレイン及びビットラインL_BL1〜L_BL16、R_BL1〜R_BL16のうちの一つとそれぞれ連結される。
As shown in FIG. 3A, 8 bytes of the nonvolatile memory cell transistor T1 and each word line select transistor T2 are formed in the p-
相違するp型ウェル11、12内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のバイト及び一つの同一なローカルコントロールゲートラインLCG間の連結は、図3Bの断面図に詳細に図示されている。不揮発性メモリセルトランジスタT1a〜T1hの第1バイトは、p型ウェル11上に形成され、不揮発性メモリセルトランジスタT1i〜T1pの第2バイトは、p型ウェル12上に形成され、p型ウェル11、12は電気的に分離されている。そして、同一なローカルコントロールゲートラインLCG12は、全ての不揮発性メモリセルトランジスタT1a〜T1h、T1i〜T1pに提供され、ローカルコントロールゲートラインLCG12は、それぞれのバイト選択トランジスタT3を介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。p型ウェル11上の不揮発性メモリセルトランジスタの他のバイトは、ローカルコントロールゲートラインLCG12と分離された別途のローカルコントロールゲートラインLCG11に連結され、p型ウェル12上の不揮発性メモリセルトランジスタの他のバイトは、ローカルコントロールゲートラインLCG12と分離された別途のローカルコントロールゲートラインLCG13に連結される。図3A及び図3Bには図示されていないが、それぞれのローカルコントロールゲートラインLCG11〜LCG13は、それぞれ個別的に制御されるバイト選択トランジスタを用いて同一なグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。したがって、一つまたはそれ以上のローカルコントロールゲートラインLCG11〜LCG13は、他のローカルコントロールゲートラインLCG11〜LCG13とグローバルコントロールゲートラインGCG1との連結が遮断される間、グローバルコントロールゲートラインGCG1に連結されることができる。
The connection between the byte of the non-volatile memory cell transistor T1 in the different p-
図3Aに示す本発明の実施形態によれば、同一なp型ウェル内の不揮発性メモリセルトランジスタの一バイト(例えば、8個のトランジスタ)がローカルコントロールゲートラインに連結される。しかし、本発明の他の実施形態によって、他の数の不揮発性メモリセルトランジスタがローカルコントロールゲートラインに連結されることができる。例えば、各ローカルコントロールゲートラインは、同一なp型ウェル内の4、6、または32個の不揮発性メモリセルトランジスタグループに連結されることができる。不揮発性メモリセルトランジスタT1の全ての構成要素が別途に表示されてはいないが、各不揮発性メモリセルトランジスタT1は、それぞれのp型ウェルのチャネル領域上のトンネル絶縁層(例えば、トンネル酸化層)、トンネル絶縁層上のフローティングゲート(例えば、フローティングポリシリコンゲート)そして/または電荷トラップ層(例えば、シリコン窒化層)、フローティングゲート/電荷トラップ層上の絶縁層、及び絶縁層上のそれぞれのコントロールゲートを含む。不揮発性メモリセルトランジスタの構造は、Taoが公表した「Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications(Microelectronics Engineering, 72, 2004, pages 415〜420)」を参照して論議されており、本発明の参照として含まれる。 According to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3A, one byte (for example, eight transistors) of nonvolatile memory cell transistors in the same p-type well is connected to the local control gate line. However, according to other embodiments of the present invention, other numbers of non-volatile memory cell transistors can be connected to the local control gate line. For example, each local control gate line can be coupled to 4, 6, or 32 non-volatile memory cell transistor groups in the same p-type well. Although not all the components of the nonvolatile memory cell transistor T1 are separately displayed, each nonvolatile memory cell transistor T1 has a tunnel insulating layer (for example, a tunnel oxide layer) on the channel region of the p-type well. A floating gate (eg, a floating polysilicon gate) and / or a charge trap layer (eg, a silicon nitride layer) on the tunnel insulating layer, an insulating layer on the floating gate / charge trap layer, and a respective control gate on the insulating layer including. The structure of the non-volatile memory cell transistor is described in “Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um 2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications (Micro41)” published by Tao. ) "And is included as a reference to the present invention.
図3A及び図3Bのメモリセルアレイ10aは、図1のメモリセルアレイ10として使用されることができる。図3A及び図3Bのメモリセルアレイ10aが図1のメモリセルアレイ10として使用される場合、ワードラインWL1〜WL4、共通ソースラインCS1〜CS4、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4はそれぞれ行デコーダ30に連結され、そして/または行デコーダ30により制御される。そして、バイト選択ゲートラインBSG、ビットラインL_BL1〜L_BL16、R_BL1〜R_BL16、そしてp型ウェル11、12のバイアスはそれぞれ列デコーダ40に連結され、そして/または列デコーダ40により制御される。n型ウェルBNWのバイアスは電圧発生器80に直接連結される。図4は、本発明の実施形態に係る書き込み、消去、及び読み取り動作に使用される信号を示す表である。以下、図4の表を参照して、図1のメモリ装置100で使用されるメモリセルアレイ10aのための書き込み、消去及び読み取り動作を詳細に説明する。
The
実施形態として、図4の書き込み信号を参照して、p型ウェル11内にあり、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hに対する書き込み動作が説明される。書き込み動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報及び書き込まれるデータが入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報は、コントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。書き込まれるデータは書き込みドライバ52に提供される。
As an embodiment, a write operation for the memory cell transistors T1a to T1h in the p-
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された書き込み信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダ40及び書き込みドライバ52は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された書き込み信号を列アドレスY−ADDによって選択及び非選択されたビットラインL_BL1〜L_BL16、R_BL1〜R_BL16(図4のBL参照)、バイト選択ゲートラインBSG、そしてp型ウェル11、12(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェルBNWに適切なバイアスを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a〜T1hにデータを書き込む時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「10V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「0V」を印加し、選択されたセクタ選択ゲートラインSSG1に「1V」を、そして非選択されたセクタ選択ゲートラインSSG2に「−5V」を印加する。列デコーダ40は、非選択されたビットラインL_BL1〜L_BL8、R_BL1〜R_BL16に「0V」を印加し、p型ウェル11、12の間の非選択されたバイト選択ゲートラインBSGに「0V」を、そしてp型ウェル11の左側及びp型ウェル12の右側の選択されたバイト選択ゲートラインに「10V」を印加し、そして選択されたp型ウェル11に「−5V」を、そして非選択されたp型ウェル12に「0V」を印加する。列デコーダ40は、書き込みのために伝達されたデータによって選択されたビットラインL_BL9〜L_BL16に「−5V」または「0V」を印加する。選択されたp型ウェル11及び非選択されたp型ウェル12に相違するバイアス電圧が提供されるので、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1i〜T1pにはデータを書き込まず、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hにはデータが書き込まれる。
When writing data to the memory cell transistors T1a to T1h, the
図3A及び図3Bには図示されていないが、ローカルコントロールゲートラインLCG11は、p型ウェル11の左側のバイト選択トランジスタを介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結され、ローカルコントロールゲートラインLCG13は、p型ウェル12の右側のバイト選択トランジスタを介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。そして、ローカルコントロールゲートラインLCG11、LCG13に連結された非選択されたバイト選択トランジスタは、それぞれp型ウェル11の左側及びp型ウェル12の右側の非選択されたバイト選択ゲートラインに応じて動作する。同一な行及び同一なp型ウェル11内のメモリセルトランジスタのそれぞれのバイトのための非選択されたローカルコントロールゲートラインLCG11及び選択されたローカルコントロールゲートラインLCG12を個別的に制御することで、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタの非選択されたバイトのデータに影響を与えず、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hの選択されたバイトにデータが書き込まれる。
Although not shown in FIGS. 3A and 3B, the local control gate line LCG11 is connected to the global control gate line GCG1 through the byte selection transistor on the left side of the p-
実施形態として、図4の消去信号を参照して、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結され、p型ウェル11内にあるメモリセルトランジスタT1a〜T1hのデータを消去する動作が説明される。消去動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報が入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報はコントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。
As an embodiment, an operation of erasing data of the memory cell transistors T1a to T1h connected to the local control gate line LCG12 and existing in the p-type well 11 will be described with reference to the erase signal of FIG. At the start of the erase operation, address information including the row address X-ADD and the column address Y-ADD is transmitted to the input /
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された消去信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダ40及び書き込みドライバ52は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された消去信号を列アドレスY−ADDによって選択及び非選択されたビットラインL_BL1〜L_BL16、R_BL1〜R_BL16(図4のBL参照)、バイト選択ゲートラインBSG、そしてp型ウェル11、12(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェルBNWに適切なバイアスを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a〜T1hのデータを消去する時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「−5V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「6V」を印加する。列デコーダ40は、p型ウェル11、12の間の選択されたバイト選択ゲートラインBSGに「−8V」を、そしてp型ウェル11の左側及びp型ウェル12の右側の非選択されたバイト選択ゲートラインに「6V」を印加し、そして選択されたp型ウェル11に1「0V」を、そして非選択されたp型ウェル12に「6V」を印加する。選択されたp型ウェル11及び非選択されたp型ウェル12に相違するバイアス電圧を提供することで、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1i〜T1pからはデータを消去せず、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hからはデータが消去される。
When erasing the data in the memory cell transistors T1a to T1h, the
前述したように、ローカルコントロールゲートラインLCG11は、p型ウェル11の左側のバイト選択トランジスタを介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結され、ローカルコントロールゲートラインLCG13は、p型ウェル12の右側のバイト選択トランジスタを介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。そして、ローカルコントロールゲートラインLCG11、LCG13に連結された非選択されたバイト選択トランジスタは、それぞれp型ウェル11の左側及びp型ウェル12の右側の非選択されたバイト選択ゲートラインに応じて動作する。同一な行及び同一なp型ウェル11内のメモリセルトランジスタのそれぞれのバイトのための非選択されたローカルコントロールゲートラインLCG11及び選択されたローカルコントロールゲートラインLCG12を個別的に制御することで、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタの非選択されたバイトのデータに影響を与えず、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hの選択されたバイトからデータが消去される。
As described above, the local control gate line LCG11 is connected to the global control gate line GCG1 through the byte selection transistor on the left side of the p-
実施形態として、図4の読み取り信号を参照して、ローカルコントロールゲートラインLCG12に連結され、p型ウェル11内にあるメモリセルトランジスタT1a〜T1hからデータを読み取る動作が説明される。読み取り動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報が入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報はコントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。
As an embodiment, an operation of reading data from the memory cell transistors T1a to T1h connected to the local control gate line LCG12 and in the p-type well 11 will be described with reference to the read signal of FIG. At the start of the reading operation, address information including the row address X-ADD and the column address Y-ADD is transmitted to the input /
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された読み取り信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダは、電圧発生器80から伝達された読み取り信号を選択及び非選択されたビットラインL_BL1〜L_BL16、R_BL1〜R_BL16(図4のBL参照)、バイト選択ゲートラインBSG、そしてp型ウェル11、12(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェルBNWに適切なバイアスを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a〜T1hからデータを読み取る時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「1V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「0V」を印加し、選択されたセクタ選択ゲートラインSSG1に電源電圧Vddを、そして非選択されたセクタ選択ゲートラインSSG2に「0V」を印加し、選択されたワードラインWL1に電源電圧Vddを、そして非選択されたワードラインWL2〜WL4に「0V」を印加する。列デコーダ40は、選択されたビットラインL_BL9〜L_BL16に「0.5V」を、そして非選択されたビットラインL_BL1〜L_BL8に「0V」を印加し、p型ウェル11、12の間の選択されたバイト選択ゲートラインBSGに「0V」を、そしてp型ウェル11の左側及びp型ウェル12の右側の非選択されたバイト選択ゲートラインに「1V」を印加し、選択及び非選択されたp型ウェル11、12に「0V」を印加する。選択されたメモリセルトランジスタT1a〜T1hからデータを読み取るために、選択されたビットラインL_BL9〜L_BL16の電圧は感知増幅器50により感知され、読み取ったデータは、入出力バッファ60から出力として提供される。
When reading data from the memory cell transistors T1a to T1h, the
図5Aは、本発明の実施形態に係るメモリセルアレイ10bを示す回路図であり、図5Bは、図5AのメモリセルアレイのセクションラインC−D断面図である。図5A及び図5Bに示すように、不揮発性集積回路のメモリセルアレイ10bは、n型ウェルBNW内の電気的に分離されたp型ウェル211、212、221、222を含む半導体基板203を含む。不揮発性メモリセルトランジスタT1は、ワード選択トランジスタT2と共にp型ウェル211、212、221、222上に形成され、バイト選択トランジスタT3、T5は、高電圧n型ウェル25上に形成される。p型ウェル211、212、221、222上のセクタ選択トランジスタT4のゲートは、それぞれセクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2に連結される。図5Bの点線で図示された四角形27、28の領域は、図5AのセクションラインC−Dによる陰影を付けた暗い領域27、28に対応する。
FIG. 5A is a circuit diagram showing a
図5Aに示すように、不揮発性メモリセルトランジスタT1の4バイト及び各ワード選択トランジスタT2は、それぞれのp型ウェル211、212、221、222内に形成される。そして、不揮発性メモリセルトランジスタT1の同一なバイトのそれぞれの不揮発性メモリセルトランジスタT1のコントロールゲートは、同一なローカルコントロールゲートラインLCGに連結され、同一なp型ウェル内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のそれぞれのバイトは、相違するローカルコントロールゲートラインLCGに連結される。しかし、各ローカルコントロールゲートラインLCGは、少なくとも二つの相違するp型ウェル内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のバイトに連結される。例えば、図5A及び図5Bを参照すると、ローカルコントロールゲートラインLCG11は、p型ウェル212内のメモリセルトランジスタT1の第1バイト及びp型ウェル211内のメモリセルトランジスタT1の第2バイトに連結される。そして、ローカルコントロールゲートラインLCG21は、p型ウェル221内のメモリセルトランジスタT1の第1バイト及びp型ウェル222内のメモリセルトランジスタT1の第2バイトに連結される。
As shown in FIG. 5A, 4 bytes of the nonvolatile memory cell transistor T1 and each word selection transistor T2 are formed in each p-
一つの行内の各ワード選択トランジスタT2のゲートは、それぞれのワードラインWL1、WL2、WL3、またはWL4に連結され、各バイト選択トランジスタT3のゲートは、ローカル選択ゲートラインLSG1に連結され、各バイト選択トランジスタT5のゲートは、ローカル選択ゲートラインLSG2に連結され、各セクタ選択トランジスタT4のゲートは、それぞれのセクタ選択ゲートラインSSG1またはSSG2に連結される。各ワード選択トランジスタT2は、不揮発性メモリセルトランジスタT1及びそれぞれの共通ソースラインCS1、CS2、CS3またはCS4の間に電気的に連結される。各セクタ選択トランジスタT4は、同一セクタの相違する行内の隣接メモリセルトランジスタT1及びビットラインBL1a〜BL8a、BL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8dのうちの一つの間にそれぞれ連結される。相違するp型ウェル211、212または相違するp型ウェル221、222内の不揮発性メモリセルトランジスタT1のバイト及び同一なローカルコントロールゲートラインLCG間の連結は、図5Bの断面図に詳細に図示されている。電気的に分離されたp型ウェル211、212で、ローカルコントロールゲートラインLCG11は、p型ウェル211上の不揮発性メモリセルトランジスタT1a’〜T1h’の第1バイトのゲート及びp型ウェル212上の不揮発性メモリセルトランジスタT1i’〜T1p’の第2バイトのゲートに連結される。同様に、電気的に分離されたp型ウェル221、222で、ローカルコントロールゲートラインLCG21は、p型ウェル221上の不揮発性メモリセルトランジスタT1a”〜T1h”の第1バイトのゲート及びp型ウェル222上の不揮発性メモリセルトランジスタT1i”〜T1p”の第2バイトのゲートに連結される。そして、ローカルコントロールゲートラインLCG11は、それぞれのバイト選択トランジスタT3を介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結され、ローカルコントロールゲートラインLCG21は、それぞれのバイト選択トランジスタT5を介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。したがって、ローカルコントロールゲートラインLCG11、LCG12のうちの一つとグローバルコントロールゲートラインGCG1との連結が遮断される間、ローカルコントロールゲートラインLCG11、LCG12のうちの一つはグローバルコントロールゲートラインGCG1と連結されることができる。
The gate of each word selection transistor T2 in one row is connected to the respective word line WL1, WL2, WL3, or WL4, and the gate of each byte selection transistor T3 is connected to the local selection gate line LSG1, and each byte selection. The gate of the transistor T5 is connected to the local selection gate line LSG2, and the gate of each sector selection transistor T4 is connected to the respective sector selection gate line SSG1 or SSG2. Each word select transistor T2 is electrically connected between the nonvolatile memory cell transistor T1 and the respective common source line CS1, CS2, CS3 or CS4. Each sector selection transistor T4 is connected between an adjacent memory cell transistor T1 in a different row of the same sector and one of bit lines BL1a to BL8a, BL1b to BL8b, BL1c to BL8c, BL1d to BL8d. The connection between the different p-
図5A及び図5Bに示す本発明の実施形態によれば、不揮発性メモリセルトランジスタの一バイト(例えば、8個のトランジスタ)がローカルコントロールゲートラインに連結される。しかし、本発明の他の実施形態によって、メモリセルトランジスタのうちの他の数のトランジスタがローカルコントロールゲートラインに連結されることができる。例えば、各ローカルコントロールゲートラインは、同一なp型ウェル上の4、6、または32個の不揮発性メモリセルトランジスタグループに連結されることができる。不揮発性メモリセルトランジスタT1の全ての構成要素が個別的に表示されてはいないが、各不揮発性メモリセルトランジスタT1は、それぞれのp型ウェルのチャネル領域上のトンネル絶縁層(例えば、トンネル酸化層)、トンネル絶縁層上のフローティングゲート(例えば、フローティングポリシリコンゲート)そして/または電荷トラップ層(例えば、シリコン窒化層)、フローティングゲート/電荷トラップ層上の絶縁層(例えば、シリコン酸化層)、及び絶縁層上のそれぞれのコントロールゲートを含む。不揮発性メモリセルトランジスタの構造は、Taoが著述した「Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications(Microelectronics Engineering, 72, 2004, pages 415〜420)を参照して論議されており、本発明の参照として含まれる。 According to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 5A and 5B, a byte (eg, eight transistors) of a non-volatile memory cell transistor is coupled to a local control gate line. However, according to other embodiments of the present invention, other numbers of memory cell transistors may be coupled to the local control gate line. For example, each local control gate line can be connected to 4, 6, or 32 non-volatile memory cell transistor groups on the same p-type well. Although not all the components of the nonvolatile memory cell transistor T1 are individually displayed, each nonvolatile memory cell transistor T1 has a tunnel insulating layer (for example, a tunnel oxide layer) on the channel region of the respective p-type well. ), A floating gate (eg, a floating polysilicon gate) and / or a charge trap layer (eg, a silicon nitride layer) on the tunnel insulating layer, an insulating layer (eg, a silicon oxide layer) on the floating gate / charge trap layer, and Each control gate on the insulating layer is included. The structure of the non-volatile memory cell transistor is described in “Device Architecture And Reliability Aspects of A Novel 1.22 um 2 EEPROM Cell In 0.18 um Node For Embedded Applications” ) And is included as a reference to the present invention.
図5A及び図5Bのメモリセルアレイ10bは、図1のメモリセルアレイ10として使用されることができる。図5A及び図5Bのメモリセルアレイ10bが図1のメモリセルアレイ10として使用される場合、ワードラインWL1〜WL4、共通ソースラインCS1〜CS4、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4はそれぞれ行デコーダ30に連結され、そして/または行デコーダ30により制御される。ローカル選択ゲートラインLSG1、LSG2、ビットラインBL1a〜BL8a、BL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8d、そしてp型ウェル211、212、221、222のバイアスPW1〜PW4はそれぞれ列デコーダ40に連結され、そして/または列デコーダ40により制御される。n型ウェル25のバイアスBNWは電圧発生器80に直接連結される。図4の信号は、本発明の実施形態に係る図5A及び図5Bのメモリセルアレイ10bを含むメモリ装置のための書き込み、消去、及び読み取り動作に使用される。以下、図4の表を参照して、図1のメモリ装置100で使用されるメモリセルアレイ10bのための書き込み、消去及び読み取り動作を詳細に説明する。
The
実施形態として、p型ウェル211内にあり、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’にデータを書き込む動作を、図4の書き込み信号を参照して、説明する。書き込み動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報及び書き込まれるデータが入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報は、コントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。書き込まれるデータは書き込みドライバ52に提供される。
As an embodiment, an operation of writing data to the memory cell transistors T1a 'to T1h' in the p-
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された書き込み信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダ40及び書き込みドライバ52は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された書き込み信号を列アドレスY−ADDによって選択及び非選択されたビットラインBL1a〜BL8a、BL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8d(図4のBL参照)、ローカル選択ゲートラインLSG1、LSG2(図4のLSG参照)、そしてp型ウェル211、212、221、222の信号ラインPW1〜PW4(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェル25の信号ラインにBNW適切なバイアスBNWを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a’〜T1h’にデータを書き込む時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「10V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「0V」を印加し、選択されたセクタ選択ゲートラインSSG1に「1V」を、非選択されたセクタ選択ゲートラインSSG2に「−5V」を印加する。列デコーダ40は、非選択されたBL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8dに「0V」を印加し、選択されたローカル選択ゲートラインLSG1に「0V」を、そして非選択されたローカル選択ゲートラインLSG2に「10V」を印加し、選択されたp型ウェル211に「−5V」を、そして非選択されたp型ウェル212、221、222に「0V」を印加する。そして、列デコーダ40は、伝達された書き込まれるデータによって選択されたビットラインLBL1a〜BL8aに「−5V」または「0V」を印加する。選択されたp型ウェル211及び非選択されたp型ウェル212に相違するバイアス電圧が印加されることで、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタT1i’〜T1p’にはデータを書き込まず、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’にはデータが書き込まれる。
When writing data to the memory cell transistors T1a ′ to T1h ′, the
実施形態として、図4の消去信号を参照して、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結され、p型ウェル211内にあるメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’のデータを消去する動作が説明される。消去動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報が入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報はコントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。
As an embodiment, an operation of erasing data of the memory cell transistors T1a 'to T1h' connected to the local control gate line LCG11 and in the p-type well 211 will be described with reference to the erase signal of FIG. At the start of the erase operation, address information including the row address X-ADD and the column address Y-ADD is transmitted to the input /
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された消去信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダ40及び書き込みドライバ52は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された消去信号を列アドレスY−ADDによって選択及び非選択されたビットラインBL1a〜BL8a、BL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8d(図4のBL参照)、ローカル選択ゲートラインLSG1、LSG2(図4のLSG参照)、そしてp型ウェル211、212、221、222に連結された信号ラインPW1〜PW4(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェル25に適切なバイアスBNWを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a’〜T1h’のデータを消去する時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「−5V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「6V」を印加する。列デコーダ40は、選択されたローカル選択ゲートラインLSG1に「−8V」を、そして非選択されたローカル選択ゲートラインLSG2に「6V」を印加し、選択されたp型ウェル211に「10V」を、そして非選択されたp型ウェル212、221、222に「6V」を印加する。選択されたp型ウェル211及び非選択されたp型ウェル212に相違するバイアス電圧を提供することで、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタT1i’〜T1p’からはデータを消去せず、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結されたメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’からはデータが消去される。
When erasing the data in the memory cell transistors T1a ′ to T1h ′, the
実施形態として、図4の読み取り信号を参照して、ローカルコントロールゲートラインLCG11に連結され、p型ウェル211内にあるメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’からデータを読み取る動作が説明される。読み取り動作の開始の際、行アドレスX−ADD及び列アドレスY−ADDを含むアドレス情報が入出力バッファ60に伝達される。アドレス情報はコントローラ70に提供され、コントローラ70は行アドレスX−ADDを行デコーダ30に、そして列アドレスY−ADDを列デコーダ40に提供する。
As an embodiment, an operation of reading data from the memory cell transistors T1a ′ to T1h ′ connected to the local control gate line LCG11 and in the p-type well 211 will be described with reference to the read signal of FIG. At the start of the reading operation, address information including the row address X-ADD and the column address Y-ADD is transmitted to the input /
行デコーダ30は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された読み取り信号を行アドレスX−ADDによって選択及び非選択された共通ソースラインCS1〜CS4(図4のCS参照)、ワードラインWL1〜WL4(図4のWL参照)、セクタ選択ゲートラインSSG1、SSG2(図4のSSG参照)、そしてグローバルコントロールゲートラインGCG1〜GCG4(図4のCG参照)に伝達する。列デコーダ40は、図4に示すように、電圧発生器80から伝達された読み取り信号を列アドレスY−ADDによって選択及び非選択されたビットラインBL1a〜BL8a、BL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8d(図4のBL参照)、ローカル選択ゲートラインLSG1、LSG2(図4のLSG参照)、そしてp型ウェル211、212、221、222に連結された信号ラインPW1〜PW4(図4のI−PW参照)に伝達する。電圧発生器80は、n型ウェルBNWに適切なバイアスを直接印加する。
As shown in FIG. 4, the
メモリセルトランジスタT1a’〜T1h’からデータを読み取る時、行デコーダ30は、選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG1に「1V」を、そして非選択されたグローバルコントロールゲートラインGCG2〜GCG4に「0V」を印加し、選択されたセクタ選択ゲートラインSSG1に電源電圧Vddを、そして非選択されたセクタ選択ゲートラインSSG2に「0V」を印加し、選択されたワードラインWL1に電源電圧Vddを、そして非選択されたワードラインWL2〜WL4に「0V」を印加する。列デコーダ40は、選択されたビットラインBL1a〜BL8aに「0.5V」を、そして非選択されたビットラインBL1b〜BL8b、BL1c〜BL8c、BL1d〜BL8dに「0V」を印加し、選択されたローカル選択ゲートラインLSG1に「0V」を、そして非選択されたローカル選択ゲートラインに「1V」を印加し、選択及び非選択されたp型ウェル211、212、221、222に「0V」を印加する。選択されたメモリセルトランジスタT1a’〜T1h’からデータを読み取るために、選択されたBL1a〜BL8aの電圧は感知増幅器50により感知され、読み取ったデータは、入出力バッファ60から出力として提供される。
When reading data from the memory cell transistors T1a ′ to T1h ′, the
図6A及び図6Bは、本発明の他の実施形態に係るメモリセルの断面の部分を示す図である。より詳細には、図6A及び図6Bは、それぞれのp型ウェル211、212、221、222で、同一なコントロールゲートラインLCG11またはLCG12に連結され、同一な行内にある不揮発性メモリセルトランジスタT1の複数のバイトを含むように拡張された図5Aのメモリセルアレイ10bの実施形態を示す。図6A及び図6Bで、点線で図示された四角形27’、28’の領域は、図5AのセクションラインC−Dによる陰影を付けた暗い領域27、28に対応する。
6A and 6B are diagrams showing a cross-sectional portion of a memory cell according to another embodiment of the present invention. More specifically, FIGS. 6A and 6B show the p-
図6A及び図6Bに示すように、メモリセルトランジスタのバイトLB11〜LB1Nは、p型ウェル211’上に形成され、メモリセルトランジスタのバイトLBK1〜LBKNは、p型ウェル212’上に形成され、バイトLB11〜LB1N、LBK1〜LBKNは、同一なローカルコントロールゲートラインLCG11に連結される。同様に、メモリセルトランジスタT1のバイトRB11〜RB1Nはp型ウェル221’上に形成され、メモリセルトランジスタT1のバイトRBK1〜RBKNはp型ウェル222’上に形成され、バイトRB11〜RB1N、RBK1〜RBKNは同一なローカルコントロールゲートラインLCG21に連結される。ローカルコントロールゲートラインLCG11は、バイト選択トランジスタT3を介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結され、ローカルコントロールゲートラインLCG21は、バイト選択トランジスタT5を介してグローバルコントロールゲートラインGCG1に連結される。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the memory cell transistor bytes LB11 to LB1N are formed on the p-type well 211 ′, and the memory cell transistor bytes LBK1 to LBKN are formed on the p-type well 212 ′. The bytes LB11 to LB1N and LBK1 to LBKN are connected to the same local control gate line LCG11. Similarly, the bytes RB11 to RB1N of the memory cell transistor T1 are formed on the p-type well 221 ′, and the bytes RBK1 to RBKN of the memory cell transistor T1 are formed on the p-type well 222 ′, and the bytes RB11 to RB1N, RBK1 to RBKN is connected to the same local control gate line LCG21. The local control gate line LCG11 is connected to the global control gate line GCG1 through the byte selection transistor T3, and the local control gate line LCG21 is connected to the global control gate line GCG1 through the byte selection transistor T5.
図6A及び図6Bの行構造を含む図5Aのメモリセルアレイ10bで、メモリ書き込み、消去及び読み取り動作は、図4に関する説明と同様に行われる。書き込み動作の際、p型ウェル211’、212’に相違するバイアス電圧を印加することで、p型ウェル211’内のメモリセルトランジスタLB11そして/またはLB1Nにデータが書き込まれず、p型ウェル212’内のバイトLBK1そして/またはLBKNのメモリセルトランジスタにデータが書き込まれる。したがって、同一なローカルコントロールゲートラインに連結され、相違するp型ウェル内にある相違するバイトのメモリセルトランジスタに対する書き込み動作は選択的に行われる。消去動作の際、p型ウェル211’、212’に相違するバイアスを印加することで、p型ウェル211’内のメモリセルトランジスタLB11そして/またはLB1Nのデータを消去せず、p型ウェル212’内のバイトLBK1そして/またはLBKNのメモリセルトランジスタのデータが消去される。したがって、同一なローカルコントロールゲートラインに連結され、相違するp型ウェル内にある相違するバイトのメモリセルトランジスタに対する消去動作は選択的に行われる。
In the
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。 The above-described preferred embodiments of the present invention are disclosed for the purpose of illustration, and those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains depart from the technical idea of the present invention. Various substitutions, modifications, and alterations are possible within the scope of not being included, and such substitutions, alterations, and the like belong to the scope of the claims.
10 メモリセルアレイ
10a メモリセルアレイ
10b メモリセルアレイ
11、12 p型ウェル
15 高電圧n型ウェル
25 高電圧n型ウェル
30 行デコーダ
40 列デコーダ
50 データ入出力回路
52 書き込みドライバ
54 感知増幅器
60 入出力バッファ
70 コントローラ
80 電圧発生器
100 不揮発性メモリ装置
203 半導体基板
211、212、221、222 p型ウェル
500 電子システム
501 入出力バス
510 暗号化回路
520 論理回路
530 デジタル信号プロセッサ(DSP)
540 メインプロセッサ
550 SRAM
560 DRAM
570 ROM
580 RF回路
590 入出力回路
T1 不揮発性メモリセルトランジスタ
T2 ワードライン選択トランジスタ
T3、T5 バイト選択トランジスタ
T4 セクタ選択トランジスタ
BNW n型ウェル
SSG セクタ選択ゲートライン
LCG ローカルコントロールゲートライン
WL ワードライン
BSG バイト選択ゲートライン
CS 共通ソースライン
GCG グローバルコントロールゲートライン
LSG ローカル選択ゲートライン
BL ビットライン
PW p型ウェルの信号ライン
DESCRIPTION OF
540
560 DRAM
570 ROM
580 RF circuit 590 I / O circuit T1 Non-volatile memory cell transistor T2 Word line selection transistor T3, T5 Byte selection transistor T4 Sector selection transistor BNW n-type well SSG Sector selection gate line LCG Local control gate line WL Word line BSG Byte selection gate line CS Common source line GCG Global control gate line LSG Local selection gate line BL Bit line PW p-type well signal line
Claims (35)
前記第1ウェル上の複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタと、
前記第2ウェル上の複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタと、
前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタに電気的に連結されるローカルコントロールゲートラインと、
前記ローカルゲートラインとグローバルコントロールゲートラインの間に電気的に連結されるグループ選択トランジスタと、を含み、
前記グループ選択トランジスタは、前記グループ選択トランジスタのゲートに印加されたグループ選択ゲート信号に応じて、前記ローカルコントロールゲートライン及び前記グローバルコントロールゲートラインを電気的に断続するように設定されることを特徴とする電子システム。 A semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity;
A plurality of first nonvolatile memory cell transistors on the first well;
A plurality of second nonvolatile memory cell transistors on the second well;
A local control gate line electrically connected to the plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors;
A group selection transistor electrically connected between the local gate line and the global control gate line,
The group selection transistor is set to electrically connect the local control gate line and the global control gate line according to a group selection gate signal applied to a gate of the group selection transistor. Electronic system.
前記コントローラは、前記第1伝導性を有する前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに、相違する第1及び第2電気的バイアスを同時に印加し、前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに前記第1及び第2電気的バイアスを印加する間、前記グループ選択トランジスタの前記ゲートにターンオン信号を印加し、前記グループ選択トランジスタを介して、前記ローカルコントロールゲートライン及び前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタに、前記グローバルコントロールゲートラインから伝達された同一なコントロール信号を印加することで、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電子システム。 A controller coupled to the first and second wells having the first conductivity, coupled to the global control gate line, and coupled to a gate of the group selection transistor;
The controller simultaneously applies different first and second electrical biases to the electrically isolated first and second wells having the first conductivity, and the electrically separated first and second wells. And applying a turn-on signal to the gate of the group selection transistor while applying the first and second electrical biases to the second well, and passing through the group selection transistor through the local control gate line and the plurality of the plurality of wells. By applying the same control signal transmitted from the global control gate line to the first and second memory cell transistors, the plurality of second memory cell transistors can be maintained while maintaining the programmed state. Set to erase the programmed state of the first memory cell transistor. Electronic system according to claim 1, wherein the.
前記プロセッサは、前記読み取り動作の際に前記アドレス情報を生成し、
前記アドレス情報を前記入出力バスを介して前記コントローラに提供し、
前記コントローラから前記入出力バスを介して前記データを伝達されるように設定されることを特徴とする請求項8に記載の電子システム。 A processor coupled to the input / output bus;
The processor generates the address information during the read operation;
Providing the address information to the controller via the input / output bus;
9. The electronic system according to claim 8, wherein the electronic system is set so that the data is transmitted from the controller via the input / output bus.
前記プロセッサは、前記書き込み動作の際、前記アドレス情報及び前記データを生成し、前記アドレス情報及び前記データを前記入出力バスを介して前記コントローラに提供するように設定されることを特徴とする請求項10に記載の電子システム。 A processor coupled to the input / output bus;
The processor is configured to generate the address information and the data during the write operation and to provide the address information and the data to the controller via the input / output bus. Item 11. The electronic system according to Item 10.
同一な伝導性を有する電気的に分離された第1及び第2ウェルに、相違する第1及び第2電気的バイアスを印加するステップと、
前記電気的に分離された第1及び第2ウェルに前記第1及び第2電気的バイアスを印加する間、前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタに同一なコントロールゲート信号を印加することで、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するステップと、を含むことを特徴とする動作方法。 An operation method of a nonvolatile integrated circuit memory device including a plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors formed on electrically isolated first and second wells having the same conductivity, respectively. ,
Applying different first and second electrical biases to electrically isolated first and second wells having the same conductivity;
By applying the same control gate signal to the plurality of first and second memory cell transistors while applying the first and second electrical biases to the electrically separated first and second wells. And erasing the programmed states of the plurality of first memory cell transistors while maintaining the programmed states of the plurality of second memory cell transistors.
前記読み取り動作の際、前記アドレス情報に応じて、前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタから伝達されたデータを前記入出力バスに提供するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の動作方法。 A step of receiving address information from the input / output bus during a read operation;
Providing the data transmitted from the plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors to the input / output bus according to the address information during the read operation. The operation method according to claim 13.
プロセッサから伝達された前記アドレス情報を前記入出力バスに伝達するステップと、
前記入出力バスに前記データを提供した後、前記読み取り動作の際に前記入出力バスから前記データを伝達されるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の動作方法。 Before the step of transmitting the address information from the input / output bus,
Transmitting the address information transmitted from the processor to the input / output bus;
The method according to claim 15, further comprising the step of transmitting the data from the input / output bus during the read operation after providing the data to the input / output bus.
前記アドレス情報により指定された前記複数の第1そして/または第2不揮発性メモリセルトランジスタのうちの少なくとも一つに前記データを書き込むステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の動作方法。 A step of transmitting address information and data from an input / output bus during a write operation;
The method of claim 13, further comprising: writing the data to at least one of the plurality of first and / or second nonvolatile memory cell transistors specified by the address information. How it works.
それぞれの不揮発性メモリセルが前記第1ウェル上にあるそれぞれのワード選択及びセクタ選択トランジスタの間に直列に連結された不揮発性メモリセルトランジスタを含む複数の第1不揮発性メモリセルと、
それぞれの不揮発性メモリセルが前記第2ウェル上にあるそれぞれのワード選択及びセクタ選択トランジスタの間に直列に連結された不揮発性メモリセルトランジスタを含む複数の第2不揮発性メモリセルと、
前記複数の第1メモリセルのそれぞれのセクタ選択トランジスタに連結された複数の第1ビットラインと、
前記複数の第2メモリセルのそれぞれのセクタ選択トランジスタに連結された複数の第2ビットラインと、
前記複数の第1及び第2メモリセルトランジスタと電気的に連結されたローカルコントロールゲートラインと、
前記ローカルコントロールゲートラインとグローバルコントロールゲートラインの間に連結され、ゲートに印加された信号に応じて前記ローカルコントロールゲートラインと前記グローバルコントロールゲートラインを電気的に断続するように設定されるグループ選択トランジスタと、
前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルの前記ワード選択及びセクタ選択トランジスタに連結され、前記グローバルコントロールゲートラインに連結される行デコーダと、
前記電気的に分離された第1及び第2ウェル、前記複数の第1及び第2ビットライン、及び前記グループ選択ゲートラインに連結される列デコーダと、
前記行及び列デコーダに連結されるコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記列デコーダが前記第1及び第2ウェルに相違する電気的バイアスを印加するようにし、前記複数の第2メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記複数の第1メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように、前記第1及び第2ウェルに前記相違する電気的バイアスが印加される間、前記グループ選択トランジスタが前記ローカルゲートラインを介して前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルの前記不揮発性メモリセルトランジスタに前記グローバルコントロールゲートラインから伝達された同一なコントロールゲート信号を提供するように設定されることを特徴とする電子システム。 A semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity;
A plurality of first non-volatile memory cells including non-volatile memory cell transistors, each non-volatile memory cell connected in series between a respective word select and sector select transistor on the first well;
A plurality of second non-volatile memory cells, each including a non-volatile memory cell transistor connected in series between a respective word select and sector select transistor on the second well;
A plurality of first bit lines coupled to respective sector select transistors of the plurality of first memory cells;
A plurality of second bit lines connected to respective sector selection transistors of the plurality of second memory cells;
A local control gate line electrically connected to the plurality of first and second memory cell transistors;
A group selection transistor connected between the local control gate line and the global control gate line and set to electrically connect the local control gate line and the global control gate line according to a signal applied to the gate. When,
A row decoder coupled to the word selection and sector selection transistors of the plurality of first and second nonvolatile memory cells and coupled to the global control gate line;
A column decoder coupled to the electrically isolated first and second wells, the plurality of first and second bit lines, and the group selection gate line;
A controller coupled to the row and column decoder,
The controller causes the column decoder to apply different electrical biases to the first and second wells and maintains the programmed states of the plurality of second memory cell transistors. While the different electrical biases are applied to the first and second wells to erase the programmed state of the memory cell transistors, the group select transistors are connected to the plurality of second through the local gate lines. An electronic system configured to provide the same control gate signal transmitted from the global control gate line to the nonvolatile memory cell transistors of the first and second nonvolatile memory cells.
前記複数の第1及び第2不揮発性メモリセルトランジスタに電気的に連結されるローカルコントロールゲートラインと、
前記ローカルコントロールゲートラインに連結されるコントローラと、を含み、
前記コントローラは、消去動作の際、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を維持しながら、前記ローカルコントロールゲートラインに連結された前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタのプログラムされた状態を消去するように設定されることを特徴とする電子システム。 A plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors;
A local control gate line electrically connected to the plurality of first and second nonvolatile memory cell transistors;
A controller coupled to the local control gate line,
The controller may program the plurality of first nonvolatile memory cell transistors connected to the local control gate line while maintaining a programmed state of the plurality of second nonvolatile memory cell transistors during an erase operation. An electronic system, wherein the electronic system is set to erase the recorded state.
前記複数の第1不揮発性メモリセルトランジスタは前記第1ウェル上にあり、前記複数の第2不揮発性メモリセルトランジスタは前記第2ウェル上にあることを特徴とする請求項31に記載の電子システム。 A semiconductor substrate including electrically isolated first and second wells having the same conductivity;
32. The electronic system of claim 31, wherein the plurality of first nonvolatile memory cell transistors are on the first well and the plurality of second nonvolatile memory cell transistors are on the second well. .
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