DE3833726A1 - Halbleiterspeichereinrichtung - Google Patents
HalbleiterspeichereinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterspeicherein
richtung und insbesondere eine nicht-flüchtige, löschbare,
programmierbare Nurlesespeichereinrichtung (im nachfolgenden
als EPROM bezeichnet).
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines UV-EPROM
(Ultraviolett-EPROM) darstellt.
Gemäß Fig. 1 sind ein X-Adressen-Dekodierer 2 und ein Y-
Gatter-Leseverstärker 3 zum Auswählen von Zeilen und Spalten
von Speicherzellen mit einer Speichermatrix 1, die eine Mehr
zahl von (später zu beschreibenden) in Zeilen und Spalten
angeordneten Speichertransistoren aufweist, verbunden. Ein
Y-Adressen-Dekodierer 4, der Spaltenauswahlinformationen lie
fert, ist mit dem Y-Gatter-Leseverstärker 3 verbunden, und
der X-Adressen-Dekodierer 2 und der Y-Adressen-Dekodierer
4 sind mit einem Adressenpuffer 5 verbunden, in dem Adreßin
formationen vorübergehend gespeichert sind. Ein Eingangs-/Aus
gangspuffer 7, der vorübergehend Eingangs-/Ausgangsdaten spei
chert, ist mit dem Y-Gatter-Leseverstärker 3 verbunden. Der
Adressenpuffer 5 und der Eingangs-/Ausgangspuffer 7 sind mit
einer Steuerlogik 6, die den Betrieb des EPROM steuert, ver
bunden. Die Steuerlogik 6 führt die Steuerung aufgrung eines
Chip-Freigabesignals , eines Ausgangsfreigabesignals
und eines Programmsignals aus.
Fig. 2 ist ein Schaltbild, das in teilweise perspektivischer
Darstellung schematisch den Aufbau der in Fig. 1 gezeigten
Speicherzellenmatrix 1 darstellt.
In Fig. 2 ist eine Mehrzahl von Wortleitungen WL 1, WL 2 bis
WLi in Zeileneinrichtung angeordnet, und eine Mehrzahl von Bit
leitungen BL 1, BL 2 bis BLi ist in Spaltenrichtung angeordnet,
um sich mit den Wortleitungen rechtwinklig zu schneiden und
dabei eine Matrix zu bilden. Speichertransistoren Q 11, Q 12
bis Qii, jeweils mit einem schwimmenden Gate (floating gate) sind an den
jeweiligen Schnittpunkten der Wortleitungen und der Bitlei
tungen angeordnet. Jeder Speichertransistor ist mit seinem
Drain mit der entsprechenden Bitleitung, mit seinem Gate mit
der entsprechenden Wortleitung und mit seiner Source mit der
entsprechenden Masseleitung (S 1, S 2 usw.) verbunden. Wie in
Fig. 2 dargestellt ist, sind die Sources der zur selben Zeile
gehörenden Speichertransistoren miteinander und über einzeln
erzeugte Verbindungswiderstände R mit den an beiden Seiten
angeordneten Masseleitungen (S 1, S 2 usw.) verbunden.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bestimm
ten Aufbaus einer Speicherzellenmatrix, und die Fig. 4
und 5 sind Schnittansichten entlang der Linie IV-IV bzw. V-V
von Fig. 3.
Nun wird der Aufbau der Speicherzellenmatrix anhand der Fig. 3
bis 5 beschrieben. Ein das Draingebiet eines Speicher
transistors bildendes N⁺-Störstellengebiet 26 und ein das
Source-Gebiet des Transistors bildendes N⁺-Störstellengebiet
28 werden auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats
18 gebildet. Ein schwimmendes Gate 14 wird auf einem Kanal
gebiet, das zwischen den N⁺-Störstellengebieten 26 und 28
eingeschlossen ist, mit einem dazwischenliegenden ersten Gate
oxidfilm 20 gebildet. Der erste Gateoxidfilm 20 ist von einem
auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 18 gebildeten
dicken Oxidtrennfilm 19 eingeschlossen, wodurch das aktive
Gebiet des Substrats gesichert ist. Ein Steuergate 15 a aus
Polyzid ist auf dem schwimmenden Gate 14 mit einem zwei
ten Gateoxidfilm 22 dazwischen gebildet, und die Steuergates
15 a der jeweiligen Transistoren sind in Zeilenrichtung mitein
ander verbunden und bilden eine Wortleitung 15. Ein Zwischen
schichtisolierfilm 24 ist auf der gesamten Hauptoberfläche
des Halbleitersubstrats 18 gebildet und bedeckt die Wortlei
tung 15. Der Zwischenschichtisolierfilm 24 weist zum Herstel
len eines Kontakts mit jedem Störstellengebiet 26 Kontaktlö
cher 12 auf. Bitleitungen 16 aus Aluminium sind in Spalten
richtung auf dem gesamten Isolierfilm 24 einschließlich der
Kontaktlöcher gebildet. Die Störstellengebiete 28 als Source
gebiete sind miteinander in Zeilenrichtung verbunden und sind
mit den sich in Spaltenrichtung erstreckenden Sourceleitungen
17 über die Kontaktlöcher 13 verbunden. In der Fig. nicht
dargestellt ist, daß normalerweise für jeweils sechzehn Bit
leitungen 16 eine Sourceleitung 17 (bezeichnet mit S 1, S 2
usw.) vorgesehen ist.
Nun wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 6 das Einschreiben
in die Speichertransistoren in dem so aufgebauten EPROM be
schrieben.
Adreßsignale A 0 bis Ai, die die X-Adreßsignale (Wortleitungs
auswahlsignale) und Y-Adreßsignale (Bitleitungsauswahlsignale)
darstellen, werden parallel in den Adressenpuffer 5 eingege
ben, und diese Signale werden über den X-Adressen-Dekodierer
2 bzw. den Y-Adressen-Dekodierer 4 and den Y-Gatter-Lesever
stärker 3 gegeben. Folglich werden eine Wortleitung und eine
Bitleitung ausgewählt, und eine Hochspannung Vpp (etwa 12,5 V
bei einem Integrationsmaßstab von 1 M-Bit) wird daran ange
legt. Bei dieser Gelegenheit werden die nicht ausgewählten
Wortleitungen WL und alle Sourceleitungen auf den Massepegel
gebracht, und die nicht ausgewählten Bitleitungen BL werden
in den schwimmenden Zustand gebracht.
Folglich ist die Hochspannung Vpp an das Draingebiet 26 und
das Steuergate 15 a des Speichertransistors, mit dem die Wort
leitung und die Bitleitung verbunden sind, angelegt, und da
das Potential des Sourcegebietes 28 sich auf Massepegel befin
det, fließt ein relativ großer Strom zum Kanal des Transi
stors. Daher werden heiße Elektronen in den ersten Gateoxid
film 20 nahe des Draingebiets 26 und aufgrund des elektrischen
Feldes in diesem Oxidfilm 20 in das schwimmende Gate 14 inji
ziert. Als Ergebnis werden Elektronen in dem schwimmenden
Gate 14 gespeichert und verursachen einen Anstieg der Schwel
lenspannung des Transistors. Mit anderen Worten ist der
Schreibvorgang ausgeführt. Die im schwimmenden Gate 14 gespei
cherten Elektronen bleiben selbst nach Anlegen der Hochspan
nung Vpp erhalten, da das schwimmende Gate 14 und seine umlie
genden Gebiete mit dem Isolierfilm bedeckt sind.
Im Gegensatz dazu wird der Löschvorgang in einer Weise ausge
führt, bei der den im schwimmenden Gate 14 gespeicherten Elek
tronen durch ultraviolette Strahlen Energie zugeführt wird,
um die Elektronen zu veranlassen, zum Steuergate 15 a oder
zum Halbleitersubstrat 18 zurückzukehren.
Fig. 6 ist eine Kennlinie, die eine Strom-/Spannungs-Kennlinie
eines Speichertransistors in einem gelöschten Zustand und
in einem eingeschriebenen Zustand darstellt.
Der eingeschriebene oder der gelöschte Zustand ergibt sich
aus der Anwesenheit oder der Abwesenheit von Elektronen im
schwimmenden Gate 14 des Transistors. Wie in Fig. 6 darge
stellt ist, unterscheidet sich die Schwellenspannung des
Speichertransistors im eingeschriebenen Zustand (bei dem "0"
gespeichert ist) von der im gelöschten Zustand (bei dem "1"
gespeichert ist). Damit kann nicht-flüchtige Information durch
Setzen des Zwischenwertes als eine Lesegatterspannung V R er
halten werden. Insbesondere wird bei der in Fig. 6 gezeigten
Lesegatterspannung V R der Speichertransistor im eingeschriebe
nen Zustand nicht-leitend, so daß kein Strom zur Bitleitung
fließt. Andererseits wird der Speichertransistor im gelöschten
Zustand leitend, so daß Strom zur Bitleitung fließt.
Nun wird der Lesebetrieb des Speichertransistors des EPROM
mit Bezug auf die Fig. 1 bis 5 kurz beschrieben.
In der gleichen Weise wie beim oben beschriebenen Schreibbe
trieb werden Adreßsignale A 0 bis Ai als X-Adreßsignale und
als Y-Adreßsignale parallel in den Adressenpuffer 5 eingege
ben, und je eine Wortleitung und eine Bit-Leitung werden aus
gewählt. Es sei der Fall angenommen, bei dem zum Beispiel
eine Wortleitung WL 2 und eine Bitleitung BL 2 ausgewählt sind.
In diesem Fall wird die Anwesenheit oder die Abwesenheit von
Information im Speichertransistor Q 22 gelesen. Eine Spannung
V R wird an die Wortleitung WL 2 angelegt, während eine vorbe
stimmte Spannung an die Bitleitung BL 2 angelegt wird. Andere,
nicht-ausgewählte Wortleitungen und alle Sourceleitungen werden
auf den Massepegel gebracht, und andere, nicht-gewählte
Bitleitungen werden in den schwimmenden Zustand gebracht.
Folglich ist eine vorbestimmte Spannung an das Draingebiet
des Transistors Q 22 angelegt, und da das Sourcegebiet sich
auf Massepotential befindet, fließt der Drainstrom, wie in
Fig. 7 gezeigt, zwischen dem Sourcegebiet und dem Draingebiet,
wenn sich der Transistor Q 22 im gelöschten Zustand befindet.
Das bedeutet, daß ein elektrischer Strom in der Bitleitung
BL 2 fließt. Befindet sich der Transistor Q 22 dagegen im einge
schriebenen Zustand, fließt kaum elektrischer Strom zwischen
dem Sourcegebiet und dem Draingebiet, das heißt, in der Bit
leitung BL 2. Der Stromfluß in der ausgewählten Bitleitung
BL 2 bringt eine Änderung der an die Bitleitung BL 2 angelegten
Spannung mit sich, und diese Änderung gegenüber einer Bezugs
spannung wird vom Y-Gatter-Leseverstärker 3 erfaßt und ver
stärkt. Das erfaßte und verstärkte Spannungssignal wird über
den Eingangs-/Ausgangspuffer 7 als Information erhalten, und
damit ist der Lesevorgang ausgeführt.
Im UV-EPROM ist es erforderlich, das Sourcepotential des
Speichertransistors zum Einschreiben und zum Lesen wie oben
beschrieben auf den Massepegel zu setzen. Folglich wird das
Sourcegebiet 28 jedes Speichertransistors über das Kontaktloch
13 mit der Sourceleitung 17 mittels eines Störstellengebiets
11 verbunden, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt
ist, um auf Massepotential gesetzt zu werden.
Das Sourcepotential des Speichertransistors zeigt jedoch wegen
des Spannungsabfalls über die Widerstandselemente des Stör
stellengebiets 11 einen geringfügig höheren Spannungswert
als den Massepegel an.
Fig. 7 zeigt eine Ersatzschaltung eines Speichertransistors.
Gemäß Fig. 7 weist das Störstellengebiet 11 Widerstandskompo
nenten R 1 und R 2 auf. Die Widerstandskomponente R 1 ist eine
Widerstandskomponente von der Sourceleitung SL L links vom
Speichertransistor zum Sourcegebiet (das heißt, die Summe
einer vorbestimmten Zahl von Verbindungswiderständen in Fig. 2),
und die Widerstandskomponente R 2 ist eine Widerstandskom
ponente von der Sourceleitung SL R rechts vom Speichertransistor
zum Sourcegebiet (das heißt, die Summe einer vorbestimmten
Zahl von Verbindungswiderständen in Fig. 2).
Nun seien die Widerstandswerte der Widerstandskomponenten
R 1 und R 2 berechnet. Wenn die Einrichtungen zur Erhöhung der
Kapazität in der derzeitigen Verfahrenstechnologie hochinte
griert sind, muß ein Wert von wenigstens 80 Ω/ für den Flä
chenwiderstand des Störstellengebiets 11 berücksichtigt werden.
Dementsprechend weist das Störstellengebiet 11 etwa 3 für
jede Bitleitung BL und 0,5 zum Mittelpunkt des Kontaktloches
der Sourceleitung SL auf. Bei einem typischen Aufbau mit 16
Bitleitungen BL zwischen den Sourceleitungen SL L und SL R sei
beispielsweise ein Fall angenommen, bei dem der Speichertran
sistor mit der achten Bitleitung BL von der linken Source
leitung SL L aus (d. h. mit der neunten Bitleitung BL von der
rechten Sourceleitung SL R aus) verbunden ist. Die Widerstands
komponenten R 1 und R 2 sind in diesem Fall folgende:
R 1₈ | |
= 80 × 3 × 8 + 40 | |
= 1960 | |
≒ 2 kΩ | |
R 2₈ | = 80 × 3 × 9 + 40 |
= 2200 | |
≒ 2 kΩ | |
RS₈ | = 1/(1/R 1₈ + 1/R 2₈) |
Damit beträgt der Gesamtwiderstand RS₈ dieser Widerstandskom
ponente etwa 1 kΩ.
Da ein Stromwert beim Schreibbetrieb im Maximum etwa 0,5 mA
beträgt, wird folglich das Sourcepotential des Speichertransistors
unvermeidbar um maximal etwa 0,5 V erhöht. Angesichts
dessen, daß ein unzulässiger Fehlerbereich der Hochspannung
Vpp normalerweise etwa ±0,3 V beträgt, sind die Eigenschaften
für Schreibbetrieb offensichtlich verschlechtert, woraus sich
ein fehlerhafter Betrieb ergeben kann. Insbesondere im Falle
des UV-EPROM mit großer Kapazität ist die Breite einer Source
leitung aufgrund des hohen Integrationsgrades verringert.
Als Ergebnis neigt der Flächenwiderstand dazu, erhöht
zu werden, was das oben beschriebene Problem weiter erschwert.
Außerdem werden die Eigenschaften für Lesebetrieb aus den
gleichen Gründen ebenfalls verschlechtert.
Die Widerstandskomponenten R 1₁ und R 2₁ eines mit der ersten
Bitleitungen BL von der linken Sourceleitung SL L aus (das heißt,
mit der 16. Bitleitung BL von der rechten Sourceleitung SL R
aus) verbundenen Speichertransistors sind folgende:
R 1₁ | |
= 80 × 3 × 1 + 40 | |
= 280 (Ω) | |
R 2₁ | = 80 × 3 × 16 + 40 |
= 3880 (Ω) |
Damit beträgt der Gesamtwiderstand RS der beiden Widerstands
komponenten etwa 260 Ω. Dieser Wert unterscheidet sich erheb
lich vom Wert (1 kΩ) des mit der achten Bitleitung BL von
der Sourceleitung SL L verbundenen Gesamtwiderstands RS₈. Das
bedeutet, daß das Sourcepotential des Speichertransistors
sich in Abhängigkeit von der mit ihm verbundenen Bitleitung
BL ändert. Als Ergebnis variieren die Eigenschaften für
Schreibbetrieb und jene für Lesebetrieb aufgrund des Unter
schieds der mit dem Speichertransistor verbundenen Bitlei
tungen, und Speichertransistoren mit gleichmäßigen elektri
schen Eigenschaften können nicht gebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Halbleiterspeicher
einrichtung mit hoher Zuverlässigkeit zu schaffen.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine Halbleiterspei
chereinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die Be
triebseigenschaften aller Speichertransistoren gleichmäßig
sind.
Aufgabe der Erfindung ist es ebenfalls, eine Halbleiterspei
chereinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der die Be
triebseigenschaften nicht in Abhängigkeit vom Platz der Spei
chertransistoren beeinflußt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, eine Halbleiterspei
chereinrichtung mit hervorragenden Schreibeigenschaften zur
Verfügung zu stellen.
Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine Halbleiterspeichereinrichtung
zur Verfügung zu stellen, bei der ein Potential eines
schwimmenden Gates bei Schreibbetrieb weiter erhöht werden
kann.
Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine für eine große
Speicherkapazität geeignete Halbleiterspeichereinrichtung
zur Verfügung zu stellen.
Aufgabe der Erfindung ist es darüber hinaus, eine Halbleiter
speichereinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der eine
Erhöhung eines Massepotentials jedes Speichertransistors un
terdrückt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterspeicherein
richtung mit einer Mehrzahl von Speichertransistoren, einer
Mehrzahl von Spannung anlegenden Einrichtungen, einer Mehrzahl
von ersten Verbindungsleitungen und einer Mehrzahl von zweiten
Verbindungsleitungen. Die Mehrzahl von Speichertransistoren
ist in einer Matrix angeordnet. Jeder der Speichertransistoren
weist eine erste Leitungselektrode, eine zweite Leitungselektrode
und eine Steuerelektrode auf, speichert Information
und ändert eine Schwellenspannung zum Steuern der Leitung
zwischen der ersten und der zweiten Leitungselektrode aufgrund
der gespeicherten Information. Die Mehrzahl von Spannung an
legenden Einrichtungen legt eine vorbestimmte Spannung an
die Steuerelektroden der Mehrzahl von Speichertransistoren.
Die Mehrzahl von ersten Verbindungsleitungen ist mit den ent
sprechenden ersten Leitungselektroden der Speichertransistoren
verbunden. Die Mehrzahl von zweiten Verbindungsleitungen wird
auf einem vorbestimmten Potential gehalten und ist mit den
entsprechenden zweiten Leitungselektroden der Speichertransistoren
verbunden, so daß deren Verbindungswiderstände alle
gleichmäßig sind.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Halbleiterspe
ichereinrichtung mit einer Mehrzahl von Speichertransistoren,
einer Mehrzahl von Wortleitungen, einer Mehrzahl von Bitlei
tungen und einer Mehrzahl von Masseleitungen. Die Mehrzahl
von Speichertransistoren ist in einer Mehrzahl von Zeilen
und einer Mehrzahl von Spalten angeordnet und speichert Infor
mation. Die Mehrzahl von Wortleitungen ist entsprechend jeder
Zeile der Mehrzahl von Speichertransistoren vorgesehen und
wird zur Auswahl von Speichertransistoren der entsprechenden
Zeilen verwendet. Die Mehrzahl von Bitleitungen ist entspre
chend jeder Spalte der Mehrzahl von Speichertransistoren vor
gesehen und wird zum Einschreiben von Information in die
Speichertransistoren der entsprechenden Spalten oder zum Aus
lesen der in den Speichertransistoren der entsprechenden Spal
ten gespeicherten Information verwendet. Die Mehrzahl von
Masseleitungen ist entsprechend vorbestimmten Spalten der
Mehrzahl von Speichertransistoren vorgesehen und an Masse
gelegt und ist mit den entsprechenden Speichertransistoren
verbunden, so daß deren Verbindungswiderstände für alle Spei
chertransistoren gleichmäßig sind.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Halbleiterspei
chereinrichtung mit einem Halbleitersubstrat, einer Mehrzahl
von Speichertransistoren und einer Mehrzahl von Masseleitungen.
Die Mehrzahl von Speichertransistoren ist in einer Mehr
zahl von Zeilen und in einer Mehrzahl von Spalten angeordnet,
und jeder der Speichertransistoren weist eine erste und eine
zweite Leitungselektrode und eine erste und eine zweite
Steuerelektrode auf. Die erste und die zweite Leitungselektrode
sind auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats
gebildet. Die erste Steuerelektrode ist auf einem oberen Ab
schnitt der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats gebildet
und steuert die Leitung zwischen der ersten und der zweiten
Leitungselektrode aufgrund einer daran angelegten Spannung
und einer Schwellenspannung. Die zwischen dem Halbleitersub
strat und der ersten Steuerelektrode gebildete zweite Steuer
elektrode ist in der Lage, elektrische Ladung zu speichern
und den Wert der Schwellenspannung in Abhängigkeit von der
Anwesenheit oder der Abwesenheit von gespeicherter Ladung
zu verändern. Die Mehrzahl von Masseleitungen ist in der Spal
tenrichtung entlang jeder Spalte von Speichertransistoren
in einem Eins-zu-Eins-Verhältnis vorgesehen, und jede Masse
leitung ist mit der zweiten Leitungselektrode des Speicher
transistors der angrenzenden Spalte über ein auf der Haupt
oberfläche des Halbleitersubstrats gebildetes Störstellenge
biet verbunden. Die jeweiligen zweiten Steuerelektroden der
Mehrzahl von Speichertransistoren sind zu Positionen hin ge
bildet, die den an die jeweiligen Speichertransistoren an
grenzenden Masseleitungen entsprechen.
Die wie vorstehend beschriebene Halbleiterspeichereinrichtung
ermöglicht, daß die Verbindungswiderstände aller Speichertran
sistoren gegenüber den Masseleitungen gleichmäßig sind und
daß deren Betriebseigenschaften stabil werden und die Zuver
lässigkeit erhöht wird. Weiterhin wird eine von jedem schwim
menden Gate belegte Fläche erhöht, und dementsprechend kann
das Potential beim Schriebbetrieb erhöht werden, wodurch es
möglich wird, die Schreibeigenschaften zu verbessern.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren. Von den Fig. zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das einen Aufbau eines UV-
EPROM darstellt und eine Anordnung einer Speicher
zellenmatrix und ihre Umgebung zeigt;
Fig. 2 ein Schaltbild, das in teilweise perspektivischer
Darstellung einen schematischen Aufbau der in Fig. 1
gezeigten Speicherzellenmatrix darstellt;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bestimm
ten Aufbaus einer Speicherzellenmatrix;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von
Fig. 3, die einen Schnitt des Aufbaus einschließlich
des schwimmenden Gates zeigt;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 3,
die Elemente eines Speichertransistors zeigt;
Fig. 6 Kennlinien, die die Strom-/Spannungseigenschaften
eines Speichertransistors im gelöschten und im
eingeschriebenen Zustand eines EPROM zeigen;
Fig. 7 ein Ersatzschaltbild eines in Fig. 3 gezeigten
Speichertransistors;
Fig. 8 ein Schaltbild, das in teilweise perspektivischer
Ansicht einen schematischen Aufbau einer Speicher
zellenmatrix eines UV-EPROM in einer erfindungs
gemäßen Ausführungsform darstellt;
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bestimm
ten Aufbaus der Speicherzellenmatrix von Fig. 8;
Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie X-X von Fig. 9,
die eine Anordnung zeigt, bei der ein Ende eines
schwimmenden Gates sich bis unter eine angrenzende
Sourceleitung erstreckt;
Fig. 11 ein Ersatzschaltbild eines Abschnitts eines Spei
chertransistors einschließlich eines Steuergates
und eines schwimmenden Gates;
Fig. 12 ein Schaltbild, das in einer teilweise perspekti
vischen Darstellung einen schematischen Aufbau
einer Speicherzellenmatrix eines UV-EPROM in einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform dar
stellt;
Fig. 13 eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bestimm
ten Aufbaus der Speicherzellenmatrix von Fig. 12;
Fig. 14 eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV von
Fig. 13, die eine Anordnung darstellt, bei der
beide Enden eines schwimmenden Gates sich bis unter
die jeweilige angrenzende Sourceleitung erstrecken.
Fig. 8 ist ein Schaltbild, das in teilweise perspektivischer
Darstellung einen schematischen Aufbau einer Speicherzellen
matrix eines UV-EPROM in einer erfindungsgemäßen Ausführungs
form zeigt. Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt
eines bestimmten Aufbaus der Speicherzellenmatrix von Fig. 8,
und Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X
von Fig. 9.
Der Aufbau um die Speicherzellenmatrix herum ist der gleiche
wie der in den Fig. 1 und 2 gezeigte, und der Lese- und
der Schreibbetrieb werden in der gleichen Weise wie oben be
schrieben ausgeführt.
Im folgenden werden mit Bezug auf die Fig. 8 bis 10 der
Aufbau und die technischen Eigenschaften der Speicherzellen
matrix beschrieben. Je eine (mit S 1, S 2 usw. bezeichnete)
Sourceleitung 17 ist jeweils nach zwei Bitleitungen 16 gebil
det. Ein Ende eines schwimmenden Gates 14 erstreckt sich auf
einem Oxidtrennfilm 19 entlang einer Wortleitung 15 bis zu
einem Gebiet unter einer der betreffenden Bitleitung 16 be
nachbarten Sourceleitung 17. Dementsprechend ist das schwim
mende Gate 14 dem Kanalgebiet des Halbleitersubstrats 18 in
einem zwischen dem Oxidtrennfilm 19 eingeschlossenen Gebiet
entgegengerichtet, während das gesamte Gebiet des schwimmenden
Gates 14 einem Steuergate 15 a der Wortleitung 15 entgegenge
richtet ist. Daraus kann im Vergleich mit dem in Fig. 4 ge
zeigten Aufbau gesehen werden, daß die Fläche, auf der sich
das Steuergate 15 a und das schwimmende Gate 14 gegenüberste
hen, vergrößert ist.
Im vorstehend beschriebenen Aufbau sei nun ein Widerstandswert
RS zwischen einem Sourcegebiet 28 und einer Sourceleitung
17 eines Speichertransistors mit Bezug auf ein Störstellen
gebiet 11 gemäß des Ersatzschaltbilds von Fig. 11 berechnet.
Es sei angenommen, daß, wie in dem oben beschriebenen Fall,
der Flächenwiderstand des Störstellengebiets 11 (mindestens)
80 Ω/ sei, daß für jede Bitleitung im Störstellenbereich
11 etwa 3 und zum Mittelpunkt des Kontaktlochs der Source
leitung SL 0,5 erforderlich seien. Wenn der Speichertran
sistor mit der ersten Bitleitung 16 (BL₁) von der linken
Sourceleitung 17 (SL L) aus verbunden ist, dann sind die Wider
standswerte folgende:
R 1₁ | |
= 80 × 3 × 1 (= R × 1) + 40 = 280 (Ω) | |
R 2₁ | = 80 × 3 × 2 (= R × 2) + 40 = 520 (Ω) |
RS₁ | = 1/(1/R 1₁ + 1/R 2₁) = 182 (Ω) |
Damit beträgt der Gesamtwiderstand RS₁ zwischen dem Source
gebiet 28 und der Sourceleitung 17 des Speichertransistors
in bezug auf das Störstellengebiet 11 182 Ω.
Wenn folglich bei Schreibbetrieb ein Schreibstrom von 0,5 mA
im Maximum wie bei dem oben beschriebenen Beispiel angenommen
wird, beträgt ein Sourcepotential des Speichertransistors
etwa 0,1 V oder weniger. Dieser Wert liegt innerhalb des zu
lässigen Fehlerbereichs (±0,3 V) der Hochspannung Vpp, und
die Schreibeigenschaften sind im Vergleich zu jenen der ein
gangs beschriebenen Einrichtung deutlich verbessert. Als Er
gebnis können gute Schreibeigenschaften sichergestellt werden,
selbst wenn der Flächenwiderstandswert infolge der Erhöhung
der Speicherkapazität in gewissem Maße erhöht wird. Das
Gleiche gilt für die Leseeigenschaften. Wenn der Speichertran
sistor mit der ersten Bitleitung BL₂ von der rechten Source
leitung aus verbunden ist, werden folgende Werte erhalten:
R 1₂ | |
= 80 × 3 × 2 (= R × 2) + 40 = 520 (Ω) | |
R 2₂ | = 80 × 3 × 1 (= R × 1) + 40 = 280 (Ω) |
RS₂ | = 182 (Ω) |
Damit ist der Gesamtwiderstand RS₂ zwischen dem Sourcegebiet
des Speichertransistors und der Sourceleitung SL gegenüber
dem Störstellengebiet 11 ganz und gar der gleiche wie RS₁.
Folglich gibt es keinen Unterschied im Sourcepotential des
Speichertransistors bei einem Unterschied der damit verbundenen
Bitleitungen BL. Mit anderen Worten sind die elektrischen
Eigenschaften des Speichertransistors ungeachtet der
Stelle, an der der Speichertransistor gebildet ist, immer
konstant.
Fig. 11 ist ein Ersatzschaltbild eines Abschnittes einschließ
lich eines schwimmenden Gates und eines Steuergates.
Gemäß Fig. 11 ist durch einen Isolierfilm ein Kondensator
CA zwischen dem Steuergate 15 a, mit dem die Wortleiung WL
verbunden ist, und dem schwimmenden Gate 14 gebildet. Ein
Kondensator CB ist durch einen Isolierfilm zwischen dem
schwimmenden Gate 14 und dem Halbleitersubstrat 18, mit dem
die Sourceleitung SL verbunden ist, gebildet.
Unter der Annahme, daß die zwischen der Wortleitung WL und
der Sourceleitung SL angelegte Spannung E 0 sei und daß die
an die Kondensatoren CA und CB angelegten Spannungen E 1 bzw.
E 2 seien, wird folgende Gleichung aufgestellt:
E 0 = E 1 + E 2
Wenn die Kapazitäten der Kondensatoren CA und CB durch C 1
bzw. C 2 angegeben werden, ergibt sich die zwischen dem schwim
menden Gate 14 und dem Halbleitersubstrat 18 angelegte Span
nung, das heißt, die an den Kondensator CB angelegte Spannung
E 2, wie folgt:
Das bedeutet, daß die Spannung E 2 ein Wert ist, der durch
Dividieren der Spannung E 0 durch ein Verhältnis der Kapazi
täten C 1 und C 2 erhalten wird.
Je höher die angelegte Spannung E 2 ist, desto intensiver wer
den Elektronen in einen Gateoxidfilm zwischen dem im Halblei
tersubstrat 18 gebildeten Kanalgebiet und dem schwimmenden
Gate gezogen. Dementsprechend werden die Schreibeigenschaften
verbessert. WEnn die an das Steuergate angelegte Hochspannung
konstant ist, wird folglich die angelegte Spannung E 2 erhöht
und wird vorteilhaft, wenn die Kapazität C 1 des Kondensators
CA erhöht werden kann.
Die Kapazität C eines Kondensators wird allgemein wie folgt
ausgedrückt:
C ∼ A/T
wobei
A: Fläche jeder der den Kondensator bildenden
Platten
T: Abstand zwischen den parallelen Platten.
T: Abstand zwischen den parallelen Platten.
Nach dieser Beziehung steigt die Kapazität C an, wenn der
Abstand T kleiner wird, wenn die Fläche A konstant ist. Ge
nauer gesagt wäre es lediglich erforderlich, die Dicke des
Isolierfilms zwischen dem Steuergate 15 a und dem schwimmenden
Gate 14 zu verringern. In solch einem Fall wird jedoch die
Durchschlagsfestigkeit des Isolierfilms gesenkt, wenn auch
die Kapazität C erhöht wird, wodurch ein Sinken der Zuverläs
sigkeit des EPROM verursacht wird.
Unter diesen Umständen werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung
in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels deut
licher.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Sourceleitung
SL immer auf einer Seite einer jeden Bitleitung BL vorgesehen;
so ist zum Beispiel, wie in Fig. 9 dargestellt ist, die
Sourceleitung 17 (SL L) auf der linken Seite der Bitleitung 16
BL₁ vorgesehen, und die Sourceleitung 17 (SL R) ist auf der
rechten Seite der Bitleitung 16 (BL₂) vorgesehen. Dementsprechend
können die schwimmenden Gates 14 aller Speichertransistoren,
wie in Fig. 9 dargestellt ist, unter den entsprechenden Wort
leitungen bis unter die jeweilige benachbarte Sourceleitung
SL erstreckend gebildet werden. Als Ergebnis ist eine Kontakt
fläche zwischen einem schwimmenden Gate 14 und einem Steuer
gate 15 a (das heißt, eine Wortleitung 15) durch einen Isolier
film etwa zweimal breiter als im Fall nach Fig. 2.
Damit dann die Kapazität C 1 zwischen dem Steuergate und dem
schwimmenden Gate doppelt so groß gemacht werden wie die in
der Einrichtung nach Fig. 2, ohne eine Maßnahme
wie etwa das Verringern der Dicke des Isolierfilms zwischen
dem Steuergate und dem schwimmenden Gate vorzunehmen, was
die Durchschlagsfestigkeit verringern würde. Die Erhöhung
der Kapazität C 1 trägt viel zur Verbesserung der Leseeigen
schaften des EPROM bei, wie oben beschrieben ist.
Wenn mit einer Kapazität C CF, die ungefähr gleich jener in
der Einrichtung nach Fig. 2 ist, zufriedenstellende
Schreibeigenschaften erhalten werden können, kann außerdem
der Isolierfilm zwischen dem Steuergate und dem schwimmenden
Gate so gebildet werden, daß er eine gegenüber jener der ge
nannten Einrichtung doppelt so große Dicke aufweist, wodurch
es möglich ist, den Herstellungsprozeß des Isolierfilms zu
vereinfachen.
Fig. 12 ist ein Schaltbild, das in teilweise perspektivischer
Darstellung einen schematischen Aufbau einer Speicherzellen
matrix einer UV-EPROM in einer weiteren erfindungsgemäßen
Ausführungsform darstellt.
Fig. 13 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt eines bestimmten
Aufbaus der in Fig. 12 gezeigten Speicherzellenmatrix.
Fig. 14 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XIV-XIV
von Fig. 13.
Gemäß den Fig. 12 bis 14 sind Sourceleitungen 17 und Bit
leitungen 16 abwechselnd gebildet. Außerdem sind, wie in Fig. 14
gezeigt ist, beide Enden des schwimmenden Gates 14 unter
der Wortleitung 15 bis unter die entsprechenden benachbarten
Sourceleitungen 17 erstreckend gebildet. Der übrige Aufbau
ist der gleiche wie der der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung,
und es werden die gleichen Funktionen ausgeführt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Ausfüh
rungsform beträgt ein mit Bezug auf die Diffusionsschicht
11 ermittelter Gesamtwiderstand RS des Widerstands des Source
gebiets des Speichertransistors und der Sourceleitungen SL
140 Ω, und die Kapazität C 1 zwischen dem Steuergate und dem
schwimmenden Gate kann ungefähr dreimal größer gemacht werden
als jene in der in Fig. 2 gezeigten Einrichtung. Dementsprechend
können Verbesserungen nicht nur hinsichtlich der Gleich
mäßigkeit der Speichertransistoren, sondern auch hinsichtlich
der Schreibeigenschaften und der Leseeigenschaften gemacht
werden.
Obwohl in den vorstehenden Ausführungsformen UV-EPROMs verwen
det werden, kann die vorliegende Erfindung auch auf andere
Halbleiterspeichereinrichtung mit Speichereinrichtungen
vom Typ mit schwimmenden Gates, wie zum Beispiel einem E²PROM
(electrically erasable and programmable ROM), einem E²PROM
mit gleichzeitiger Löschung und einem NVRAM (nicht-flüchtiger
RAM), angewendet werden. Außerdem ist die vorliegende Erfin
dung auch auf Halbleiterspeichereinrichtungen mit flüchtigen
Speichereinrichtungen, wie etwa einem RAM, anwendbar, wenn
Speichertransistoren in einer Matrix gebildet sind und wenn
die Sourcepotentiale der Speichertransistoren bei Niedrig
pegel konstant gehalten werden.
Wie vorstehend in Verbindung mit den jeweiligen Ausführungs
formen beschrieben ist, ermöglicht die vorliegende Erfindung,
eine Halbleiterspeichereinrichtung mit verbesserten Lese-
und Schreibeigenschaften und hoher Zuverlässigkeit zur Ver
fügung zu stellen, die für eine große Speicherkapazität ge
eignet ist, da die Verbindungen der Sourcegebiete und der
Masseleitungen für alle Speichertransistoren identische und
niedrige Widerstandswerte aufweisen. Da außerdem eine von
jedem schwimmenden Gate belegte Fläche vergrößert werden kann,
wird das Potential jedes schwimmenden Gates im Schreibbetrieb
vergrößert, was die Schreibeigenschaften weiter verbessert.
Claims (20)
1. Halbleiterspeichereinrichtung mit
einer Mehrzahl von in einer Matrix angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii), wobei jeder Speichertransistor eine erste Leitungselektrode, eine zweite Leitungselektrode und eine erste Steuerelektrode zum Speichern von Information und zum Ändern einer Schwellenspannung zum Steuern der Leitungs fähigkeit zwischen der ersten und der zweiten Leitungselektro de aufgrund der gespeicherten Information aufweist,
einer Mehrzahl von ersten eine Spannung anlegenden Einrichtun gen (2) zum Anlegen einer ersten Spannung an die jeweiligen ersten Steuerelektroden der Mehrzahl von Speichertransistoren,
einer Mehrzahl von mit den ersten Leitungselektroden der Mehr zahl von Speichertransistoren verbundenen ersten Verbindungs leitungen (BL 1 bis BLi) und
einer Mehrzahl von zweiten Verbindungsleitungen (S 1 bis Si), die auf einem vorbestimmten Potential gehalten sind und ver bunden sind mit den entsprechenden zweiten Leitungselektroden der Mehrzahl von Speichertransistoren, wodurch bewirkt wird, daß Verbindungswiderstände alle gleich sind.
einer Mehrzahl von in einer Matrix angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii), wobei jeder Speichertransistor eine erste Leitungselektrode, eine zweite Leitungselektrode und eine erste Steuerelektrode zum Speichern von Information und zum Ändern einer Schwellenspannung zum Steuern der Leitungs fähigkeit zwischen der ersten und der zweiten Leitungselektro de aufgrund der gespeicherten Information aufweist,
einer Mehrzahl von ersten eine Spannung anlegenden Einrichtun gen (2) zum Anlegen einer ersten Spannung an die jeweiligen ersten Steuerelektroden der Mehrzahl von Speichertransistoren,
einer Mehrzahl von mit den ersten Leitungselektroden der Mehr zahl von Speichertransistoren verbundenen ersten Verbindungs leitungen (BL 1 bis BLi) und
einer Mehrzahl von zweiten Verbindungsleitungen (S 1 bis Si), die auf einem vorbestimmten Potential gehalten sind und ver bunden sind mit den entsprechenden zweiten Leitungselektroden der Mehrzahl von Speichertransistoren, wodurch bewirkt wird, daß Verbindungswiderstände alle gleich sind.
2. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Speichertransistor
(Q 11 bis Qii) in einer Mehrzahl von Zeilen und einer
Mehrzahl von Spalten angeordnet ist, daß die Mehrzahl von
ersten eine Spannung anlegenden Einrichtungen (2) entsprechend
jeder Zeile der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis
Qii) vorgesehen ist und daß die Mehrzahl von ersten Verbin
dungsleitungen (BL 1 bis BLi) entsprechend jeder Spalte der
Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen
ist, wobei eine zweite vorbestimmte Spannung an die Mehrzahl
von ersten Verbindungsleitungen (BL 1 bis BLi) angelegt wird.
3. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verbindungsleitungen
der Mehrzahl der zweiten Verbindungsleitungen (S 1 bis Si)
für vorbestimmte Spalten der Mehrzahl von Speichertransistoren
(Q 11 bis Qii) vorgesehen ist.
4. Halbleiterspeichereinrichtung mit
einer Mehrzahl von in einer Mehrzahl von Zeilen und einer Mehrzahl von Spalten angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) zum Speichern von Information,
einer Mehrzahl von Wortleitungen (WL 1 bis WLi), die entspre chend den jeweiligen Zeilen der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen ist und zum Auswählen von Speichertransistoren der entsprechenden Zeilen verwendet wird,
einer Mehrzahl von Bitleitungen (BL 1 bis BLi), die entspre chend den jeweiligen Spalten der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen ist und zum Einschreiben von Information in die Speichertransistoren der entsprechenden Spalten oder zum Lesen der in den Speichertransistoren der entsprechenden Spalten gespeicherten Information verwendet wird, und
einer Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 und Si), die für jede vorbestimmte Spalte der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen und an Masse gelegt ist und mit den entsprechenden Speichertransistoren verbunden ist und bewirkt, daß Verbindungswiderstände für alle Speichertransistoren kon stant sind.
einer Mehrzahl von in einer Mehrzahl von Zeilen und einer Mehrzahl von Spalten angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) zum Speichern von Information,
einer Mehrzahl von Wortleitungen (WL 1 bis WLi), die entspre chend den jeweiligen Zeilen der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen ist und zum Auswählen von Speichertransistoren der entsprechenden Zeilen verwendet wird,
einer Mehrzahl von Bitleitungen (BL 1 bis BLi), die entspre chend den jeweiligen Spalten der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen ist und zum Einschreiben von Information in die Speichertransistoren der entsprechenden Spalten oder zum Lesen der in den Speichertransistoren der entsprechenden Spalten gespeicherten Information verwendet wird, und
einer Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 und Si), die für jede vorbestimmte Spalte der Mehrzahl von Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen und an Masse gelegt ist und mit den entsprechenden Speichertransistoren verbunden ist und bewirkt, daß Verbindungswiderstände für alle Speichertransistoren kon stant sind.
5. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Masseleitung für
eine Spalte der Speichertransistoren vorgesehen ist.
6. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Masseleitung für
zwei Spalten der Speichertransistoren vorgesehen ist.
7. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speichertransistor eine
mit der entsprechenden Wortleitung verbundene erste Steuer
elektrode, eine mit der entsprechenden Bitleitung verbundene
erste Leitungselektrode und eine mit der entsprechenden Masse
leitung verbundene zweite Leitungselektrode aufweist und eine
Schwellenspannung zum Steuern der Leitungsfähigkeit zwischen
der ersten und der zweiten Leitungselektrode aufgrund der
gespeicherten Information ändert.
8. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speichertransistor eine
zum Speichern elektrischer Ladung geeignete zweite Steuerelektrode
aufweist und daß die zweite Steuerelektrode die Schwel
lenspannung in Abhängigkeit davon, ob die elektrische Ladung
gespeichert ist oder nicht, ändert.
9. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 8,
gekennzeichnet durch
eine erste Auswähleinrichtung (2) zum Auswählen einer beliebigen Wortleitung aus der Mehrzahl von Wortleitungen (WL 1 bis WLi),
eine erste eine Spannung anlegende Einrichtung (2) zum Anlegen einer ersten vorbestimmten Spannung an die von der ersten Auswähleinrichtung (2) ausgewählte Wortleitung,
eine zweite Auswähleinrichtung (3) zum Auswählen einer belie bigen Bitleitung aus der Mehrzahl von Bitleitungen (BL 1 bis BLi),
eine zweite eine Spannung anlegende Einrichtung (3) zum An legen einer zweiten vorbestimmten Spannung an die von der zweiten Auswähleinrichtung (3) ausgewählte Bitleitung und
eine für jede der Bitleitungen vorgesehene Erfassungseinrich tung (3) zum Erfassen der Anwesenheit bzw. Abwesenheit von elektrischem Strom in der von der zweiten Auswähleinrichtung (3) ausgewählten Bitleitung.
eine erste Auswähleinrichtung (2) zum Auswählen einer beliebigen Wortleitung aus der Mehrzahl von Wortleitungen (WL 1 bis WLi),
eine erste eine Spannung anlegende Einrichtung (2) zum Anlegen einer ersten vorbestimmten Spannung an die von der ersten Auswähleinrichtung (2) ausgewählte Wortleitung,
eine zweite Auswähleinrichtung (3) zum Auswählen einer belie bigen Bitleitung aus der Mehrzahl von Bitleitungen (BL 1 bis BLi),
eine zweite eine Spannung anlegende Einrichtung (3) zum An legen einer zweiten vorbestimmten Spannung an die von der zweiten Auswähleinrichtung (3) ausgewählte Bitleitung und
eine für jede der Bitleitungen vorgesehene Erfassungseinrich tung (3) zum Erfassen der Anwesenheit bzw. Abwesenheit von elektrischem Strom in der von der zweiten Auswähleinrichtung (3) ausgewählten Bitleitung.
10. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 9,
gekennzeichnet durch ein Halbleitersubstrat (18) mit einer
Hauptoberfläche, wobei
die erste und die zweite Leitungselektrode des Speichertransistors auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildet sind, die erste Steuerelektrode in einem oberen Ab schnitt eines Kanalgebiets des Halbleitersubstrats (18) zwi schen der ersten und der zweiten Leitungselektrode gebildet ist und die zweite Steuerelektrode zwischen dem Halbleitersub strat (18) und der ersten Steuerelektrode gebildet ist, wobei die Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 bis Si) in der Spalten richtung an die entsprechenden Spalten der Mehrzahl von Spei cherzellen (Q 11 bis Qii) angrenzend vorgesehen ist und jede Masseleitung mit der zweiten Leitungselektrode der Speicher zelle der angrenzenden Spalte über ein auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildetes Störstellengebiet (11) verbunden ist und wobei die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors bis zu einer der an den Speichertransistor angrenzenden Masseleitung entsprechenden Position erstreckend gebildet ist.
die erste und die zweite Leitungselektrode des Speichertransistors auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildet sind, die erste Steuerelektrode in einem oberen Ab schnitt eines Kanalgebiets des Halbleitersubstrats (18) zwi schen der ersten und der zweiten Leitungselektrode gebildet ist und die zweite Steuerelektrode zwischen dem Halbleitersub strat (18) und der ersten Steuerelektrode gebildet ist, wobei die Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 bis Si) in der Spalten richtung an die entsprechenden Spalten der Mehrzahl von Spei cherzellen (Q 11 bis Qii) angrenzend vorgesehen ist und jede Masseleitung mit der zweiten Leitungselektrode der Speicher zelle der angrenzenden Spalte über ein auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildetes Störstellengebiet (11) verbunden ist und wobei die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors bis zu einer der an den Speichertransistor angrenzenden Masseleitung entsprechenden Position erstreckend gebildet ist.
11. Halbleiterspeichereinrichtung mit
einem eine Hauptoberfläche aufweisenden Halbleitersubstrat (18),
einer Mehrzahl von in einer Mehrzahl von Zellen und einer Mehrzahl von Spalten angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) mit auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildeten ersten und zweiten Leitungselektroden, einer auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildeten ersten Steuerelektrode zum Steuern der Leitungsfähigkeit zwischen der ersten und der zweiten Leitungselektrode aufgrund einer daran angelegten Spannung und einer Schwellenspannung und einer zwischen dem Halbleitersubstrat (18) und der ersten Steuerelektrode gebildeten, zum Speichern von elektrischer Ladung geeigneten und die Schwellenspannung in Abhängigkeit von der Anwesenheit bzw. Abwesenheit der gespeicherten elek trischen Ladung ändernden zweiten Steuerelektrode und einer Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 bis Si), die in der Spalten richtung an die entsprechenden Spalten der Mehrzahl von Spei chertransistoren (Q 11 bis Qii) angrenzend vorgesehen ist und von der jede Masseleitung mit der zweiten Leitungselektrode des Speichertransistors der angrenzenden Spalte über ein auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildetes Störstellengebiet (11) verbunden ist,
wobei die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors bis zu einer der an den Speichertransistor angrenzenden Masse leitung entsprechenden Position erstreckend gebildet ist.
einem eine Hauptoberfläche aufweisenden Halbleitersubstrat (18),
einer Mehrzahl von in einer Mehrzahl von Zellen und einer Mehrzahl von Spalten angeordneten Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) mit auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildeten ersten und zweiten Leitungselektroden, einer auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildeten ersten Steuerelektrode zum Steuern der Leitungsfähigkeit zwischen der ersten und der zweiten Leitungselektrode aufgrund einer daran angelegten Spannung und einer Schwellenspannung und einer zwischen dem Halbleitersubstrat (18) und der ersten Steuerelektrode gebildeten, zum Speichern von elektrischer Ladung geeigneten und die Schwellenspannung in Abhängigkeit von der Anwesenheit bzw. Abwesenheit der gespeicherten elek trischen Ladung ändernden zweiten Steuerelektrode und einer Mehrzahl von Masseleitungen (S 1 bis Si), die in der Spalten richtung an die entsprechenden Spalten der Mehrzahl von Spei chertransistoren (Q 11 bis Qii) angrenzend vorgesehen ist und von der jede Masseleitung mit der zweiten Leitungselektrode des Speichertransistors der angrenzenden Spalte über ein auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (18) gebildetes Störstellengebiet (11) verbunden ist,
wobei die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors bis zu einer der an den Speichertransistor angrenzenden Masse leitung entsprechenden Position erstreckend gebildet ist.
12. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptoberfläche des Halblei
tersubstrats (18) zusammen mit der ersten und der zweiten
Leitungselektrode mit einem Zwischenschichtisolierfilm (24)
bedeckt ist.
13. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß jede Masseleitung auf dem Zwi
schenschichtisolierfilm (24) gebildet und mit dem Störstellen
gebiet (11) über ein im Zwischenschichtisolierfilm (24) vor
gesehenes Kontaktloch (13) verbunden ist.
14. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Masseleitung für
eine Spalte der Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen
ist und daß die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors
bis zu Positionen zwischen der Hauptoberfläche des Halb
leitersubstrats (18) und den entsprechenden Masseleitungen
beiderseits des Speichertransistors hin erstreckend gebildet
ist.
15. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Masseleitung für
zwei Spalten der Speichertransistoren (Q 11 bis Qii) vorgesehen
ist und daß die zweite Steuerelektrode jedes Speichertransistors
bis zu einer Position zwischen der Masseleitung auf
der einen Seite des Speichertransistors und der Hauptoberfläche
des Halbleitersubstrats (18) hin erstreckend gebildet ist.
16. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistorgebiet mit in den
entsprechenden Spalten angeordneten ersten und zweiten Lei
tungselektroden und dem zwischen den ersten und zweiten Lei
tungselektroden eingeschlossenen Kanalgebiet des Halbleiter
substrats (18) von einem Transistorgebiet eines in einer anderen,
hieran angrenzenden Spalte angeordneten Speichertransistors
mittel eines auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats
(18) gebildeten Oxidtrennfilms (19) getrennt ist.
17. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Kanalgebiet gegenüberlie
gende Fläche der zweiten Steuerelektrode kleiner ist als die
Fläche der der zweiten Steuerelektrode gegenüberliegenden
ersten Steuerelektrode und daß zwischen dem Kanalgebiet und
der zweiten Steuerelektrode und zwischen der zweiten Steuer
elektrode und der ersten Steuerelektrode jeweils ein erster
bzw. zweiter Gateoxidfilm (20, 22) gebildet ist.
18. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitungselektrode, das
Kanalgebiet und die zweite Leitungselektrode jedes Speicher
transistors in der Spaltenrichtung gebildet sind und daß die
erste Steuerelektrode mit der ersten Steuerelektrode des Spei
chertransistors derselben Zeile und der hieran angrenzenden
Spalte verbunden ist.
19. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
8 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuerelektrode ein
schwimmendes Gate (14) aufweist.
20. Halbleiterspeichereinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterspeichereinrichtung
ein EPROM aufweist.
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