DE4409634C2 - Nichtflüchtiger Speicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen nichtflüchtigen Speicher und insbesondere auf einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeicher, der nachfolgend als EEPROM bezeichnet wird und in welchem für das Löschen von Daten und das Einschreiben von Daten in den Speicher eine hohe Spannung erforderlich ist.

Fig. 9 ist eine Funktionsblockdarstellung eines herkömmlichen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeichers bzw. EEPROM. Mit 3 ist eine Speicherzellenanordnung bezeichnet, in der sich eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Datenleitungen und Bitleitungen in Form eines Gitters erstreckt und in der viele (nicht gezeigte) Zellen zum Speichern von Daten in Gitterstruktur zu einer Matrix angeordnet sind. Mit 1 und 6 sind jeweils eine Zeilendecodiereranordnung und eine Spaltendecodiereranordnung für das Wählen einer Speicherzelle in der Speicherzellenanordnung 3 als Ziel für das Einschreiben oder Auslesen entsprechend einer an einen Bus 13 angelegten Adresse bezeichnet. Mit 9 ist eine Hochspannungsgeneratorschaltung für das Erzeugen einer hohen Spannung bezeichnet, die für das Löschen von Daten in den Speicherzellen oder für das Einschreiben von Daten in die Speicherzellen erforderlich ist. Mit 2 ist eine Zeilen- Spannungsschalteranordnung für das Zuführen einer durch die Hochspannungsgeneratorschaltung 9 erzeugten hohen Spannung zu einer von der Zeilendecodiereranordnung 1 gewählten Signalleitung durch Verbinden der Hochspannungsgenerator­ schaltung 9 mit dieser Signalleitung bezeichnet. Mit 5 ist eine Spalten-Spannungsschalteranordnung zum Zuführen der hohen Spannung zu einer von der Spaltendecodiereranordnung 6 gewählten Signalleitung bezeichnet. Mit 4 ist eine Spalten- Zwischenspeicheranordnung für das vorübergehende Speichern der in die Speicherzellen einzuschreibenden Daten bezeichnet. Mit 7 ist ein Abfrageverstärker bezeichnet, der bei dem Auslesen von Daten aus der Speicherzellenanordnung 3 eingesetzt wird. Mit 8 ist eine Steuerschaltung für das Steuern des ganzen EEPROM bezeichnet.

Fig. 10 zeigt die Gestaltung eines Abschnittes der Zeilendecodiereranordnung 1, eines Abschnittes der Zeilen- Spannungsschalteranordnung 2 und eines Abschnittes der Speicherzellenanordnung 3, welche jeweils einer einzelnen Zeile (Seite) entsprechen. Mit 1a, 2a und 3a bis 3n sind jeweils ein einzelner Zeilendecodierer der Zeilendecodiereranordnung 1, ein einzelner Spannungsschalter (Spitzenspannungsschalter) der Zeilen-Spannungsschalter­ anordnung 2 und eine einzelne Speicherzelle von n Speicherzellen in der Speicherzellenanordnung 3 bezeichnet.

Der Zeilen-Spannungsschalter 2a enthält n-Kanal-Transistoren 21 und 22 und einen Kondensator 23. Der Drain des Transistors 21 ist an eine hohe Spannung Vpp angeschlossen. Das Gate des Transistors 21 ist an eine Wortleitung WL angeschlossen. Die Source des Transistors 21 ist sowohl mit dem Drain des als Diode geschalteten Transistors 22, dessen Gate und Drain miteinander verbunden sind, als auch mit einer Elektrode des Kondensators 23 verbunden. Die Source des Transistors 22 ist sowohl mit dem Gate des Transistors 21 als auch mit der Wortleitung WL verbunden. Die zweite Elektrode des Kondensators 23 ist an eine Taktleitung CLK angeschlossen.

Jede der Speicherzellen 3a bis 3n enthält eine Vielzahl von Transistorpaaren, von denen jedes aus einem als Wähltransistor bezeichneten n-Kanal-Transistor 32 und einem Speichertransistor 34 besteht, sowie einen als Wähltransistor bezeichneten n-Kanal-Transistor 31, dessen Source mit den Steuer-Gates der jeweiligen Speichertransistoren 34 dieser Transistorpaare verbunden ist. Jedes Transistorpaar speichert ein Datenbit. Bei jedem Transistorpaar sind der Drain, das Gate und die Source des Wähltransistors 32 jeweils mit einer entsprechenden Bitleitung BL, der Wortleitung WL und dem Drain des Speichertransistors 34 verbunden. Die Source des Speichertransistors 34, der ein offenes Gate hat, ist mit einer Sourceleitung SL verbunden. Das Steuergate des Speichertransistors 34 ist gemäß den vorangehenden Ausführungen mit der Source des Wähltransistors 31 verbunden. Der Drain des Wähltransistors 31 ist an eine Steuerschaltleitung CGL angeschlossen. Das Gate des Wähltransistors 31 ist an die Wortleitung WL angeschlossen.

Es wird nun die Funktion des Speichers beschrieben. Da die Erfindung eine hohe Spannung betrifft, die während des Löschens und Einschreibens erzeugt wird, werden nur die Lösch- und Schreibvorgänge beschrieben.

Wenn auf dem in Fig. 9 gezeigten Bus 13 eine Adresse, an der Daten neu einzuschreiben sind, und die neu einzuschreibenden Daten ausgegeben werden, wird von der Spaltendecodiereranordnung 6 die Stelle, nämlich eine Spaltenadresse gewählt, an der das Schreiben vorzunehmen ist, und es werden die einzuschreibenden Daten vorübergehend in der Spalten-Zwischenspeicheranordnung 4 gespeichert. Von der Zeilendecodiereranordnung 1 wird eine Zeilenadresse decodiert, wodurch eine einzelne Wortleitung WL gewählt wird. Die Hochspannungsgeneratorschaltung 9 erzeugt die hohe Spannung Vpp und führt diese den beiden Spannungsschalter­ anordnungen 2 und 5 zu.

Es wird nun der Fall betrachtet, bei dem der in Fig. 10 gezeigte Zeilendecodierer 1a gewählt ist. Wenn der Zeilendecodierer 1a gewählt ist und auf der Wortleitung WL eine Gatespannung abgegeben wird, wird der Transistor 21 des Zeilen-Spannungsschalters 2a leitend, wodurch an seiner Source eine Spannung erzeugt wird, die durch Abziehen einer Schwellenspannung V_TH von der Gatespannung erhalten wird. Dem Drain des Transistors 21 wird die Ausgangsspannung Vpp der Hochspannungsgeneratorschaltung 9 auf einer entsprechenden Signalleitung zugeführt.

Wenn ein Lösch/Schreibzyklus beginnt, wird an die Taktsignalleitung CLK ein Taktsignal angelegt. Wenn das Taktsignal niedrigen Pegel hat, ist auf die vorstehend beschriebene Weise der Transistor 21 eingeschaltet, wodurch der Kondensator 23 geladen wird. Wenn das Taktsignal den hohen Pegel annimmt, strömt die Ladung aus dem Kondensator 23 über den als Diode geschalteten Transistor 22 zu der Wortleitung WL, wodurch die Wortleitung WL sowie das Gatepotential des Transistors 21 auf den hohen Pegel gebracht werden. Wenn das Taktsignal wieder den niedrigen Pegel annimmt, wird der Kondensator 23 über den Transistor 21 geladen. Da zu diesem Zeitpunkt das Gatepotential des Transistors 21 höher als das bei einem vorangehenden Vorgang erhaltene ist, wird die in dem Kondensator 23 gespeicherte Ladung größer als bei dem vorangehenden Vorgang. Wenn das Taktsignal wieder den hohen Pegel H annimmt, strömt die verstärkte Ladung über den Transistor 22 zu der Wortleitung WL, so daß an dieser das hohe Potential eingestellt wird. Durch Wiederholen einer Folge dieser Betriebsvorgänge wird die Spannung an der Wortleitung WL allmählich im wesentlichen gleich der aus der Hochspannungsgeneratorschaltung 9 zugeführten hohen Spannung Vpp. Die nicht gewählten Wortleitungen bleiben auf einer nachstehend als 0 V bezeichneten Bezugsspannung, da die damit verbundenen Zeilendecodierer 0 V abgeben und daher die betreffenden Transistoren 21 nicht leiten.

Bei dem Schreib/Löschzyklus werden zuerst die Daten in der Speicherzelle gelöscht, in die neu einzuschreiben ist. Das Löschen bedeutet, daß die Daten in der Speicherzelle beispielsweise auf den Zustand "1" gebracht werden. Bei dem Löschzyklus wird die Steuerschaltleitung CGL für die Speicherzelle, an der neu eingeschrieben werden soll, durch die Funktion der Spalten-Spannungsschalteranordnung 5 auf den hohen Pegel geschaltet, welche der Funktion des Zeilen- Spannungsschalters 2a gleichartig ist. Zu diesem Zeitpunkt liegen alle Bitleitungen BL auf 0 V. Da bei dem Lösch/­ Schreibzyklus die gewählte Wortleitung WL die hohe Spannung erhält, leiten die in Fig. 10 gezeigten Wähltransistoren 31 und 32, die n-Kanal-Transistoren sind, und es wird daher an das Steuergate des Speichertransistors 34 eine hohe Spannung angelegt, während an dessen Drain 0 V angelegt ist. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Sourceleitung SL auf 0 V. Wenn diese Spannungen an den Speichertransistor 34 angelegt werden, fließt infolge des starken elektrischen Feldes zwischen dem Drain und dem Steuergate desselben ein Tunnelstrom, wodurch Elektronen zu dem offenen Gate injiziert werden und dadurch die Schwellenspannung des Speichertransistors 34 erhöht wird, d. h., der Speichertransistor 34 angehoben wird. Dieser Zustand ist normalerweise der Löschzustand, bei dem alle Datenwerte im Zustand "1" sind.

Bei dem Schreibzyklus nimmt die Steuerschaltleitung CGL 0 V an, während die Bitleitung BL entsprechend einem Datenmuster aus der Spalten-Zwischenspeicheranordnung 4 eine hohe Spannung oder 0 V annimmt. Da die Wähltransistoren 31 und 32 an einer hohen Spannung liegen, wird an das Steuergate des Speichertransistors 34 0 V angelegt, während an dessen Drain eine hohe Spannung angelegt wird, wodurch der Datenwert "0" eingeschrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Sourceleitung SL in anschlußfreiem bzw. offenem Zustand. Bei diesem Zustand bewegen sich infolge eines starken elektrischen Feldes, das zwischen dem Steuergate und dem Drain in Gegenrichtung zu derjenigen erzeugt wird, in welcher das Feld bei dem Löschzyklus erzeugt wird, die Elektronen in dem offenen Gate des Speichertransistors 34 als Tunnelstrom zu dem Drain hin, wodurch die Schwellenspannung des Speichertransistors 34 verringert wird, so daß dadurch in der Speicherzelle "0" gespeichert wird.

Fig. 11 ist eine Draufsicht, die die Auslegung eines Zeilen- Spannungsschalterbereiches veranschaulicht, der auf einem Halbleiterplättchen eines herkömmlichen EEPROM ausgebildet ist, welcher als Metalloxydhalbleiter- bzw. MOS-Vorrichtung gestaltet ist. In Fig. 11 ist nur ein einziger Zeilen- Spannungsschalterbereich dargestellt. Bei dem tatsächlichen EEPROM sind solche Bereiche in einer Anzahl angeordnet, die gleich der Anzahl der Zeilen (Seiten) ist.

In Fig. 11 ist mit 201 ein p^--Siliciumsubstrat bezeichnet. Mit 202 ist eine nachstehend als Polysiliciumschicht bezeichnete Schicht aus polykristallinem Silicium bezeichnet. Mit 206 sind Aluminium-Zwischenverbindungen bezeichnet. Mit 204 sind Kontaktöffnungen bezeichnet, die jeweils zu einer Diffusionszone hin offen sind. Mit 205 sind Kontaktöffnungen bezeichnet, die jeweils zu der Polysiliciumschicht 202 hin offen sind. Mit 207a bis 207c sind nachstehend als Felder bezeichnete Bereiche zum Bilden von Vorrichtungen bezeichnet. In dem Feld 207a ist der in Fig. 10 gezeigte n-Kanal-Transistor 21 ausgebildet. In dem Feld 207b ist der Kondensator 23 ausgebildet. In dem Feld 207c ist der n-Kanal-Transistor 22 ausgebildet.

Bei dem auf diese Weise gestalteten EEPROM ist für das Löschen oder das Löschen und Einschreiben von Daten eine hohe Spannung erforderlich, so daß an dem Speicher ein Problem hinsichtlich einer Verschlechterung desselben durch die hohe Spannung entsteht, wie bei einem durch den Durchbruch eines (nicht gezeigten) Gate-Oxydfilms verursachten Ausfall einer Wortleitung. Es wurde daher eine Pegelhaltevorrichtung für das Begrenzen der hohen Spannung an dem Ausgang der Hochspannungsgeneratorschaltung auf einen geeigneten Bereich vorgeschlagen. Beispiele für derartige elektrisch löschbare programmierbare Festspeicher sind folgende:

In der JP-OS 2-189799 ist eine nichtflüchtige Halbleiter- Speichereinrichtung offenbart, in der an das Steuergate des Speichertransistors eine Spannung angelegt wird, welche durch eine Pegelhaltevorrichtung in Form einer Zenerdiode an dem Hochspannungsausgang einer Ladungspumpe begrenzt und dann durch einen in Reihe geschalteten Transistor abgesenkt ist. In einer in der JP-OS 4-133476 offenbarten Halbleitervorrichtung ist an dem Übergangsbereich eines pn- Übergangs für die Pegelhaltung an der Ladungspumpe über einem Isolierfilm eine Gate-Elektrode angebracht, deren Potential zum Erzielen einer gewünschten Spannungspegelhaltung geändert wird. Eine in der JP-OS 64- 8653 offenbarte Halbleitervorrichtung ist derart gestaltet, daß an dem Ausgang der Ladungspumpe eine Vielzahl von in n- Senken gebildeten Zenerdioden in Reihe geschaltet ist, um die Ausgangsspannung der Ladungspumpe auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen.

Da bei jedem der vorstehend beschriebenen herkömmlichen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeicher die Hochspannungs-Pegelhaltevorrichtung nur an dem Ausgang der Hochspannungsgeneratorschaltung bzw. Ladungspumpe vorgesehen ist, kann die Spannung an der Wortleitung nicht auf angemessene Spannung begrenzt werden, da die an die Wortleitung oder die Bitleitung abgegebene Spannung durch den Spannungsschalter weiter erhöht wird.

Die Veröffentlichung "A 5 V-Only One-Transistor 256 K EEPROM with Page-Mode Erase" aus dem Periodikum "IEEE Journal of Solid-State Circuits", Bd. 24, Nr. 4, August 1989, S. 911 bis 915 offenbart einen nichtflüchtigen Speicher, in dem für das Löschen und Schreiben von Daten eine hohe Spannung erforderlich ist, und eine Speicherzellenanordnung, in der sich eine Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von Bitleitungen in Form eines Gitters erstrecken und in der eine große Anzahl von Speicherzellen in Gitterform zu einer Matrix ausgebildet ist, eine Hochspannungs-Generatoreinrichtung zum Erzeugen der für das Löschen von Daten in den Speicherzellen und für das Einschreiben von Daten in die Speicherzellen erforderlichen hohen Spannung, eine Hochspannungs-Verbindungseinrichtung mit Spannungsschaltern, die jeweils an den Wortleitungen und den Bitleitungen angebracht sind, um die hohe Spannung aus der Hochspannungs-Generatoreinrichtung an die Wortleitungen und die Bitleitungen selektiv anzulegen, und eine Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen eines maximalen Wertes der hohen Spannung auf einen vorbestimmten Wert aufweist.

Bei dem aus der oben angeführten Veröffentlichung bekannten nichtflüchtigen Speicher weist die Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung jedoch keine Pegelhaltevorrichtungen auf. Stattdessen ist nur eine einzige Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung für sämtliche Bit- und Wortleitungen vorgesehen, die an den Ausgang der Hochspannungs-Generatoreinrichtung bzw. Ladungspumpe angeschlossen ist. Da die an die Wortleitung oder die Bitleitung abgegebene Spannung durch den Spannungsschalter weiter erhöht wird, kann die Spannung auf der Wortleitung nicht auf eine angemessene Spannung begrenzt werden. Dies führt dazu, daß dieser herkömmliche nichtflüchtige Speicher nicht besonders zuverlässig ist.

Weist die Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der hohen Spannung auf der Wortleitung dagegen Pegelhaltevorrichtungen auf, und sind sämtliche Wortleitungen mit jeweils einer eigenen dieser Pegelhaltevorrichtungen versehen, so kann das nachfolgend beschriebene Problem auftreten. Wenn eine Pegelhaltevorrichtung direkt mit einer Wortleitung verbunden ist und der Spannungsschalter, die Speicherzellenanordnung sowie die Pegelhaltevorrichtung in dieser Reihenfolge angeordnet sind, fällt infolge eines nicht vernachlässigbaren Widerstands der Wortleitung eine Spannung an dieser Leitung ab, d. h. wie in Verbindung mit Fig. 8 beschrieben, nimmt die Spannung auf der Wortleitung infolge deren Widerstandskomponente zu dem Spannungsschalter hin zu. Dadurch kann die Spannung, die an die in der Nähe des Spannungsschalters angeordnete Speicherzelle angelegt wird, eine vorbestimmte Grenzspannung überschreiten, obwohl die Spannung, die an der in der Nähe der Pegelhaltevorrichtung angeordneten Speicherzelle anliegt, auf die vorbestimmte Spannung begrenzt werden kann. Infolgedessen werden die an die Speicherzellen angelegten Spannungen dadurch ungleichmäßig, was dazu führt, daß die Zuverlässigkeit des nichtflüchtigen Speichers wesentlich verringert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen nichtflüchtigen Speicher derart weiterzubilden, daß dieser besonders zuverlässig wird.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung Pegelhaltevorrichtungen aufweist, die jeweils in der Nähe der Spannungsschalter an die Wortleitungen angeschlossen sind.

Da die Pegelhaltevorrichtungen der Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung in der Nähe der Spannungsschalter an die Wortleitungen angeschlossen sind, fließt ein Strom, der zum Begrenzen der Spannung fließen soll, nicht über die Wortleitung an der Speicherzelle. Dadurch kann ein durch die Widerstandskomponente der Wortleitung verursachter Unterschied der angelegten Spannung beseitigt werden, so daß die an die jeweiligen Speicherzellen angelegten Spannungen aneinander angeglichen und auf diese Weise auf einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt werden können. Dadurch wird ein außerordentlich zuverlässiger nichtflüchtiger Speicher geschaffen.

Alternativ wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des neuen Patentanspruchs 2 dadurch gelöst, daß die Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung jeweils an die Wortleitungen angeschlossene Pegelhaltevorrichtungen aufweist, daß der Speicher auf einem Halbleitersubstrat als MOS-Vorrichtung ausgebildet ist und daß die Pegelhaltevorrichtung der Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung dadurch gebildet ist, daß eine Gate-Elektrode durch einen Gate-Oxidfilm diagonal bezogen auf eine Diffusionszone mit einer zur Leitfähigkeit einer Substratzone entgegengesetzten Leitfähigkeit von der Substratzone abgesondert angeordnet ist und an die Wortleitung über den dazwischen liegenden Gate-Oxidfilm so angeschlossen ist, als ob die Gate-Elektrode mit einem Teil an einem Rand der Diffusionszone in Kontakt wäre.

Wenn an die jeweilige Wortleitung eine derart ausgebildete Pegelhaltevorrichtung angeschlossen ist, kann die hohe Spannung auf der Wortleitung auf eine zuverlässigen Weise auf den gleichen Wert wie auf der Bitleitung begrenzt werden. Da es infolgedessen möglich ist, eine durch einen übermäßigen Anstieg der Spannung verursachte Verschlechterung oder Zerstörung der Eigenschaften der Wähltransistoren zu verhindern, wird ein ausgesprochen zuverlässiger nichtflüchtiger Speicher erhalten.

Gemäß einer weiteren Alternative wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 3 dadurch gelöst, daß der Spannungsschalter einen ersten und einen zweiten Transistor sowie einen Kondensator aufweist, wobei der Drain des ersten Transistors an eine hohe Spannung angeschlossen ist, das Gate des ersten Transistors an die Wortleitung angeschlossen ist, die Source des ersten Transistors mit dem Drain des zweiten Transistors, dessen Gate und Drain zum Bilden einer Diode miteinander verbunden sind, und einer der Elektroden des Kondensators verbunden ist, die Source des zweiten Transistors mit dem Gate des ersten Transistors und der Wortleitung verbunden ist und die andere Elektrode des Kondensators an eine Taktsignalleitung angeschlossen ist, und daß die Pegelhaltevorrichtung eine Gate-Leitung aufweist, die an die Source des zweiten Transistors angeschlossen ist und die auf einem niedrigen Potential liegt.

Wird eine derartige Pegelhaltevorrichtung an jede der Wortleitungen angeschlossen, so kann dadurch die hohe Spannung auf der Wortleitung auf zuverlässige Weise auf einen angemessenen Wert begrenzt werden. Dadurch kann eine durch den Widerstand der Wortleitung an den Speicherzellen entstehende Differenz der angelegten Spannungen ausgeschaltet werden, so daß der nichtflüchtige Speicher sehr zuverlässig wird.

Wenn wie bei dem nichtflüchtigen Speicher gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Pegelhaltevorrichtungen jeweils an den Wortleitungen angebracht sind und als Pegelhaltevorrichtungen jeweils eine herkömmliche Pegelhaltevorrichtung verwendet wird, die durch Reihenschaltung einer Vielzahl von Zenerdioden gebildet ist, ist der Bereich der Pegelhaltevorrichtungen groß.

Wenn wie im Falle dieser Ausführungsformen die Pegelhaltevorrichtung jeweils direkt an der Wortleitung angebracht ist und eine Spannungsschalteranordnung, eine Speicherzellenanordnung und eine Anordnung von Pegelhaltevorrichtungen in dieser Aufeinanderfolge angeordnet sind, kann die an die nahe an der Spannungsschalteranordnung angeordnete Speicherzelle angelegte Spannung infolge eines Widerstandes der Wortleitung eine vorbestimmte Begrenzungsspannung übersteigen, obwohl die an der nahe an der Anordnung der Pegelhaltevortichtungen angeordneten Speicherzelle anliegende Spannung auf die vorbestimmte Spannung begrenzt werden kann. Daher werden bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung in dem nichtflüchtigen Speicher gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform die Pegelhaltevorrichtungen der Hochspannung-Begrenzungseinrichtung nahe an den Spannungsschaltern an die Wortleitungen angeschlossen.

Da in dem nichtflüchtigen Speicher gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung die Pegelhaltevorrichtungen der Hochspannung-Begrenzungseinrichtung jeweils an den Wortleitungen angebracht sind, kann an jeder der Wortleitungen die Spannung auf einen angemessenen Wert begrenzt werden.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der nichtflüchtige Speicher als MOS-Vorrichtung gestaltet, wobei jede der Pegelhaltevorrichtungen der Hochspannung-Begrenzungseinrichtung dadurch gebildet ist, daß eine Gate-Elektrode angebracht ist, die durch einen Gate-Oxydfilm vertikal in bezug auf einen diffundierten Bereich mit einem Leitungstyp der zu demjenigen eines Substratbereichs entgegengesetzt ist, von dem Substratbereich getrennt ist und die an die Wortleitung mit dem dazwischen liegenden Gate-Oxydfilm so angeschlossen ist, als ob die Gateelektrode mit einem Teil eines Endes des diffundierten Bereichs in Kontakt stehen würde.

Da bei dem nichtflüchtigen Speicher gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung die Pegelhaltevorrichtungen der Hochspannung-Begrenzungseinrichtung nahe an der Spannungeschalteranordnung an die Wortleitungen angeschlossen sind, kann die an die jeweiligen Speicherzellen angelegte Spannung vergleichmäßigt werden und auf diese Weise, auf einen vorbestimmten Grenzwert begrenzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine Funktionsblockdarstellung eines elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeichers als Ausführungsbeispiel für einen nichtflüchtigen Speicher, der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist.

Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Anordnung, die einer einzelnen Wortleitung des Speichers nach Fig. 1 zugeordnet ist.

Fig. 3 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel für eine in Fig. 2 gezeigte Pegelhaltevorrichtung veranschaulicht.

Fig. 4 ist ein Schaltbild, das ein anderes Beispiel für die in Fig. 2 gezeigte Pegelhaltevorrichtung veranschaulicht.

Fig. 5A ist eine Draufsicht, die die Anordnung eines Zeilen-Spannungsschalters und einer Pegelhaltevorrichtung auf einem Halbleiterplättchen bei einem Ausführungsbeispiel des nichtflüchtigen Speichers zeigt, der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist, bei der der Speicher als MOS-Vorrichtung ausgebildet ist.

Fig. 5B ist eine Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie VB-VB in Fig. 5A.

Fig. 5C ist ein den Darstellungen in Fig. 5A und 5B entsprechendes Schaltbild.

Fig. 5D ist ein Schaltbild der Pegelhaltevorrichtung.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht der in Fig. 5B gezeigten Pegelhaltevorrichtung.

Fig. 7A ist eine Draufsicht, die die Anordnung eines Zeilen-Spannungsschalters und einer Pegelhaltevorrichtung auf einem Halbleiterplättchen bei einem anderen Ausführungsbeispiel des nichtflüchtigen Speichers zeigt, der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist, bei der der Speicher als MOS- Vorrichtung ausgebildet ist.

Fig. 7B ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie VIIB-VIIB in Fig. 7A und zeigt die Pegelhaltevorrichtung.

Fig. 7C ist ein Schaltbild der Pegelhaltevorrichtung.

Fig. 8 ist eine Blockdarstellung, die die Anordnung auf einem Halbleiterplättchen bei einem nichtflüchtigen Speicher zeigt, der gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist.

Fig. 9 ist eine Funktionsblockdarstellung eines herkömmlichen elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeichers.

Fig. 10 ist ein Schaltbild, das die einer einzelnen Wortleitung zugeordnete Anordnung in dem in Fig. 9 gezeigten Speicher darstellt.

Fig. 11 ist eine Draufsicht, die die Gestaltung eines Zeilen-Spannungsschalters auf einem Halbleiterplättchen bei dem als MOS-Vorrichtung gebildeten herkömmlichen Festspeicher veranschaulicht.

1. Ausführungsbeispiel

Nachstehend wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Fig. 1 ist eine Blockdarstellung, die die Funktion eines gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gestalteten elektrisch löschbaren programmierbaren Festspeichers veranschaulicht. Mit 1 bis 9 und mit 13 sind in Fig. 1 gleiche oder gleichartige Elemente wie die in Fig. 9 gezeigten bezeichnet. Der in Fig. 1 gezeigte Speicher enthält ferner eine Anordnung 10 von Pegelhaltevorrichtun­ gen. Die Pegelhaltevorrichtungen 10 dienen dazu, die hohe Spannung an einer Wortleitung auf einen vorbestimmten Wert zu begrenzen. Die Anordnung 10 besteht aus Pegelhaltevorrichtungen, welche jeweils an die Wortleitungen angeschlossen sind. Eine Hochspannung-Generatoreinrichtung enthält die Hochspannungsgeneratorschaltung 9. Eine Hochspannung-Verbindungseinrichtung enthält die Zeilen- Spannungsschalteranordnung 2 und die Spalten- Spannungsschalteranordnung 5. Eine Hochspannung- Begrenzungseinrichtung enthält die Anordnung 10 mit den Pegelhaltevorrichtungen.

Die Fig. 2 zeigt einen Teil der Zeilendecodiereranordnung 1, einen Teil der Zeilen-Spannungsschalteranordnung 2, einen Teil der Pegelhaltevorrichtungen-Anordnung 10 und einen Teil der Speicherzellenanordnung 3 des in Fig. 1 gezeigten Speichers, die einer einzelnen Zeile (Seite) entsprechen. Mit 1a ist der Zeilendecodierer bezeichnet. Mit 2a ist der Zeilen-Spannungsschalter bezeichnet. Mit 3a bis 3n sind die Speicherzellen bezeichnet. Mit 10a ist eine Pegelhaltevorrichtung bezeichnet. Die Pegelhaltevorrichtungen sind jeweils an Wortleitungen WL angeschlossen.

Die Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Pegelhaltevorrichtung 10a. In der Pegelhaltevorrichtung 10a ist zum Bestimmen der Begrenzungsspannung eine Vielzahl von Zenerdioden 101 in Reihe geschaltet. Wenn eine die Begrenzungsspannung übersteigende Spannung an die Wortleitung WL angelegt wird, werden die Zenerdioden 101 leitend, so daß die Spannung an der Wortleitung WL auf die Begrenzungsspannung abgesenkt wird.

Zum Bilden der in Fig. 3 gezeigten Pegelhaltevorrichtung durch die Zenerdioden müssen diese in einer durch die Begrenzungsspannung bestimmten Anzahl in Reihe geschaltet sein, so daß dadurch die Fläche auf einem Halbleiterplättchen größer wird.

Daher ist in Fig. 4 ein anderes Beispiel für die Pegelhaltevorrichtung 10a dargestellt. Bei dieser Pegelhaltevorrichtung wird eine pn-Übergang-Diode 102 mit einem Gate verwendet. Bei dieser Pegelhaltevorrichtung 10a kann die Begrenzungsspannung durch die an den Gateanschluß der pn-Übergang-Diode 102 angelegte Spannung eingestellt werden.

Da hinsichtlich der Steuerschaltleitung CGL und der Bitleitungen BL gemäß Fig. 2, an die jeweils parallel eine Vielzahl von Wähltransistoren 31 und 32 angeschlossen ist, alle Signalleitungen außer den der gewählten Wortleitung entsprechenden Leitungen auf 0 V liegen, ist die Spannung an diesen Signalleitungen gleich derjenigen, die erzielt wird, wenn die erfindungsgemäße Pegelhaltevorrichtung angeschlossen ist. Daher ist an diesen Leitungen das Anschließen der Pegelhaltevorrichtung nicht erforderlich.

Wenn an die jeweilige Wortleitung WL die Pegelhaltevorrichtung 10a angeschlossen ist, kann die hohe Spannung an der Wortleitung auf zuverlässige Weise auf den gleichen Wert wie an der Bitleitung begrenzt werden. Infolgedessen ist es möglich, eine durch einen übermäßigen Anstieg der Spannung verursachte Verschlechterung oder Zerstörung der Eigenschaften der Wähltransistoren zu verhindern.

2. Ausführungsbeispiel

Dieses Ausführungsbeispiel ist darauf gerichtet, die Fläche der Pegelhaltevorrichtung zu verkleinern, und betrifft einen EEPROM als nichtflüchtigen Speicher, der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gestaltet ist.

Die Fig. 5A ist eine Draufsicht auf einen Zeilen- Spannungsschalter und die Pegelhaltevorrichtung, die auf dem Halbleiterplättchen des als MOS-Vorrichtung gebildeten Speichers ausgebildet sind. Die Fig. 5B ist eine Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie VB-VB in Fig. 5A. Die Fig. 5C ist ein Schaltbild eines Teils des in Fig. 5A gezeigten Speichers. Die Fig. 5D ist ein Schaltbild der Pegelhaltevorrichtung. Die Fig. 5A bis 5C sind einander entsprechende Darstellungen. Die Fig. 5A bis 5D zeigen einen einzelnen Zeilen-Spannungsschalter und eine einzelne Pegelhaltevorrichtung, die an eine einzelne Wortleitung WL angeschlossen sind. Bei der tatsächlichen Schaltung sind solche Zeilen-Spannungsschalter und Pegelhaltevorrichtungen in einer Anzahl angeordnet, die einer Seite entspricht und die gleich der Anzahl von Zeilen ist.

in Fig. 5A ist mit 201a ein p^--Siliciumsubstrat bezeichnet, auf dem der Speicher gemäß dem Ausführungsbeispiel gebildet ist. Mit 202 ist eine nachfolgend als Polysiliciumschicht bezeichnete Schicht aus polykristallinem Silicium bezeichnet. Mit 206 sind Verbindungsleiter aus Aluminium bezeichnet. Mit 204 sind Kontaktöffnungen bezeichnet, die jeweils zu einer Diffusionszone hin offen sind. Mit 205 sind Kontaktöffnungen bezeichnet, die zu der Polysiliciumschicht 202 hin offen sind. Mit 207a bis 207c sind nachstehend als Felder bezeichnete Bereiche bezeichnet, an denen jeweils Vorrichtungen ausgebildet sind. Der in Fig. 5A bis 5D dargestellte Aufbau unterscheidet sich von dem in Fig. 11 gezeigten herkömmlichen Aufbau darin, daß zum Stabilisieren der Spannung an der Wortleitung WL durch eine an dem in Fig. 5A rechten Ende des p^--Siliciumsubstrats 201a dargestellte Polysiliciumschicht 202a eine Gate-Elektrode der Pegelhaltevorrichtung 10a (nach Fig. 5C und 5D) gebildet ist. Die Polysiliciumschicht 202a ist auf niedriges Potential oder auf Masse gelegt.

In Fig. 5B ist mit 215 eine p^--Substratzone bezeichnet. Mit 211 ist ein SiO₂-Isolierfilm bezeichnet, der durch einen nachstehend als Feldoxydfilm bezeichneten dicken Oxydfilm gebildet ist, welcher in einem Bereich außerhalb der Bereiche für das Bilden der Vorrichtungen zum Isolieren der Vorrichtungen dient, um parasitäre MOS-Effekte zu verhindern. Mit 211a ist ein SiO₂-Isolierfilm bezeichnet, der durch einen nachstehend als Gate-Oxydfilm bezeichneten dünnen Oxydfilm in den Bereichen zum Bilden der Vorrichtungen gebildet ist. Mit 214 ist eine p⁺- Diffusionsschicht bezeichnet, die zur Vorrichtungsisolation unter dem Feldoxydfilm 211 gebildet ist. Mit 213 ist ein Zwischenschichtisolator bezeichnet, der beispielsweise aus Phosphor-Siliciumoxyd-Glas (PSG) besteht. Mit 212 sind n⁺- Diffusionszonen bezeichnet, von denen weg sich die Source und der Drain des n-Kanal-MOS-Transistors und eine der Elektroden des Kondensators zu einer externen Schaltung erstrecken. Da in die n⁺-Diffusionszonen 212 die Ionen nach dem Ausbilden der Polysiliciumschichten 202 und 202a und des Feldoxydfilms 211 implantiert werden, werden die Zonen an Stellen gebildet, an denen nicht die Polysiliciumschichten 202 und 202a und der Feldoxydfilm 211 gebildet sind.

Der auf dem Feldoxydfilm 211 ausgebildete Teil der Polysiliciumschicht 202 bildet die Zwischenverbindung. Der an den Feldern 207a bis 207c gebildete Teil der Polysiliciumschicht 202 bildet die Gate-Elektrode (n-Kanal- Zone) des Transistors oder die zweite Elektrode des Kondensators. Die Zwischenverbindungen 206 aus Aluminium dienen als Zwischenverbindungen zwischen den Vorrichtungen und sind jeweils über die Kontaktöffnungen 204 und 205 mit der n⁺-Diffusionszone 212 und der Polysiliciumschicht 202 verbunden.

In Fig. 5C sind mit 21 und 22 die n-Kanal-Transistoren bezeichnet. Mit 23 ist der Kondensator bezeichnet. Die Transistoren 21 und 22 und der Kondensator 23 bilden den in Fig. 2 gezeigten Zeilen-Spannungsschalter. Mit 10a ist die Pegelhaltevorrichtung bezeichnet. Zur einfacheren Erläuterung ist in Fig. 5D die Pegelhaltevorrichtung als MOS-Transistor ohne Source dargestellt. Der Transistor 21 ist in dem Feld 207a gebildet. Der Kondensator 23 ist in dem Feld 207b gebildet. Der Transistor 22 ist in dem Feld 207c gebildet. Die Pegelhaltevorrichtung 10a ist an der rechten Seite des Feldes 207c bzw. in einem Feld 207d gemäß Fig. 6 gebildet, die nachfolgend beschrieben wird.

Die Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Pegelhaltevorrichtung 10a. Die Zwischenverbindung bzw. der Verbindungsleiter 206 aus Aluminium ist an die Wortleitung WL angeschlossen, an die die hohe Spannung angelegt wird. Der Verbindungsleiter 206 aus Aluminium ist auch durch die Kontaktöffnung 204 hindurch mit der n⁺-Diffusionszone 212 verbunden. Da hierbei nahe an der Diffusionszone 212 die Polysiliciumschicht 202a liegt, welche die Gate-Elektrode bildet und niedriges Potential hat, das das Massepotential sein kann, tritt an einem Bereich B ein Durchbruch auf, wodurch die Spannung begrenzt wird. Da ferner das p^--Substrat 215 an einem nicht dargestellten anderen Teil desselben auf Massepotential gelegt ist, werden die in das p^--Substrat 215 injizierten Träger absorbiert, so daß kein Problem entsteht.

D. h., bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Pegelhaltevorrichtung 10a durch das Anbringen der Gate- Elektrode 202a gebildet, welche von der Substratzone 215 durch den Gate-Oxydfilm 211a diagonal in bezug auf die Diffusionszone 212 abgesondert ist, die einen Leitungstyp hat, der zu demjenigen der Substratzone 215 entgegengesetzt ist, wobei die Gate-Elektrode über den dazwischenliegenden Gate-Elektrodenfilm 211 mit der Wortleitung WL so verbunden ist, als ob die Gate-Elektrode 202a mit einem Teil an einem Rand der Diffusionszone 212 in Kontakt wäre. Das Substrat und die Diffusionszone können Leitfähigkeiten (p- Leitfähigkeit, n-Leitfähigkeit) haben, die zu den vorstehend beschriebenen entgegengesetzt sind.

Bei dem in Fig. 5A dargestellten Halbleiterplättchen, an dem die Pegelhaltevorrichtung 10a in der vorstehend beschriebenen Form ausgebildet ist, ist die Länge nach rechts gemäß Fig. 5A gegenüber derjenigen bei dem herkömmlichen Halbleiterplättchen um ungefähr 3 bis 4 µm größer. Dabei ist die Fläche der Pegelhaltevorrichtung verkleinert. Die Pegelhaltevorrichtung 10a mit einer derart kleinen Fläche ist insbesondere in dem Fall zweckdienlich, daß die Pegelhaltevorrichtung 10a für jede der Wortleitungen WL vorgesehen ist.

Die Polysiliciumschicht, die die Gate-Elektrode 202a der Pegelhaltevorrichtung 10a bildet, wird normalerweise auf ein niedriges Potential oder Massepotential gelegt. Wenn eine Einstellung der Begrenzungsspannung erforderlich ist, kann die Gate-Elektrode 202a an ein von 0 V verschiedenes Potential angeschlossen werden.

3. Ausführungsbeispiel

Die Fig. 7A bis 7C zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung gestalteten nichtflüchtigen Speichers. Die Fig. 7A ist eine Draufsicht auf den Zeilen-Spannungsschalter und die Pegelhaltevorrichtung, die auf dem Halbleiterplättchen ausgebildet sind. Die Fig. 7B ist eine vergrößerte Ansicht eines Schnittes entlang einer Linie VIIB-VIIB in Fig. 7A und zeigt den Pegelhalteteil. Die Fig. 7C ist ein Schaltbild der Pegelhaltevorrichtung 10a. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hinsichtlich des Aufbaus von dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel darin, daß ein in Fig. 7A und 7B mit C dargestellter Abschnitt hinzugefügt ist. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Pegelhaltevorrichtung 10a durch einen MOS-Transistor gebildet, dessen Gate und Source gemäß Fig. 7C auf Masse gelegt sind. Die Fig. 7B zeigt die Pegelhaltevorrichtung 10a in vergrößerter Form. In Fig. 7B ist mit 212a eine n⁺- Diffusionszone bezeichnet. Mit 214a ist eine p⁺- Diffusionszone bezeichnet, die die gleiche Leitfähigkeit wie das Substrat hat. Die n⁺-Diffusionszone 212a dient als Quelle für das Zuführen von Elektronen zu einem Bereich B. Die p⁺-Diffusionszone dient zum Absorbieren von in diese injizierten Majoritätsträgern. Dies ermöglicht das zuverlässige Absorbieren der in die p⁺-Diffusionszone 214a injizierten Majoritätsträger, wodurch Ausfälle wie Fehlfunktionen anderer MOS-Vorrichtungen oder eine Aufspeicherung verhindert werden. In Fig. 7A stellt ein schraffierter Bereich 208 die in Fig. 7B gezeigte p⁺- Diffusionszone 214a dar.

4. Ausführungsbeispiel

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an dem Halbleiterplättchen des nichtflüchtigen Speichers die Zeilendecodiereranordnung 1, die Zeilen-Spannungsschalter­ anordnung 2, die Anordnung 10 der Pegelhaltevorrichtungen und die Speicherzellenanordnung 3 in dieser Aufeinanderfolge ausgebildet. Ein Unterschied der Lage der Anordnungen an dem Halbleiterplättchen ergibt einen Unterschied hinsichtlich der Wirkung der Pegelhaltevorrichtung. Dies wird ausführlicher unter Bezugnahme auf die Fig. 8 erläutert. Die Fig. 8 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung auf dem Halbleiterplättchen, bei dem die Zeilendecodiereranordnung, die Zeilen-Spannungsschalteranordnung und die Anordnung der Pegelhaltevorrichtungen jeweils in Bereichen liegen, die mit 701, 702 und 703 bezeichnet sind. Bei dieser Gestaltung besteht das Problem, daß zwar die Spannung an der Wortleitung WL nahe an der Pegelhaltevorrichtungsanordnung 703 auf einen gewünschten Wert begrenzt werden kann, aber die Spannung an der Wortleitung WL nahe an der Zeilen- Spannungsschalteranordnung 702 nicht auf einen gewünschten Wert begrenzt werden kann, da die Spannung an der Wortleitung WL infolge der Widerstandskomponente derselben zu der Zeilen-Spannungsschalteranordnung 702 hin größer wird.

Das vorstehend beschriebene Problem wird durch folgende Beispiele für die Gestaltung gelöst: Bei einem ersten Beispiel für die Gestaltung werden die Zeilen- Spannungsschalteranordnung, die Pegelhaltevorrichtungs­ anordnung und die Zeilendecodiereranordnung jeweils in den Bereichen 701, 702 und 703 angeordnet. Bei einem zweiten Beispiel für die Gestaltung werden die Pegelhaltevorrichtungsanordnung, durch die Zeilen- Spannungsschalteranordnung und die Zeilendecodiereranordnung jeweils in den Bereichen 701, 702 und 703 angeordnet. D. h., das vorangehend beschriebene Problem wird dadurch gelöst, daß die Pegelhaltevorrichtungen nahe an den Zeilen- Spannungsschaltern angebracht werden, so daß die Pegelhaltevorrichtung durch die dazwischenliegende Speicherzellenanordnung von dem Zeilen-Spannungsschalter abgesondert ist. Da auf diese Weise der Strom, der zum Begrenzen der Spannung fließen soll, nicht über die Wortleitung WL an der Speicherzelle fließt, kann eine durch die Widerstandskomponente der Wortleitung verursachte Ungleichförmigkeit der Spannung an der Wortleitung beseitigt werden. Bei dem vorstehenden Beispiel für die Gestaltung, bei dem die Zeilen-Spannungsschalter und die Pegelhaltevorrichtungen jeweils in den Bereichen 701 bzw. 702 angebracht sind, sind die Zeilendecodierer in dem Bereich 703 angeordnet. In diesem Fall spielt die Lage der Zeilendecodierer keine Rolle, so daß diese auch nahe an den Bereichen 701 und 702 angeordnet sein können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß in dem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gestalteten nichtflüchtigen Speicher durch das Anbringen der Hochspannung-Begrenzungseinrichtung an jeder der Wortleitungen die hohe Spannung an der Wortleitung auf zuverlässige Weise auf einen angemessenen Wert begrenzt werden kann. Infolgedessen kann eine durch einen übermäßigen Spannungsanstieg verursachte Verschlechterung oder Zerstörung der Eigenschaften der Wähltransistoren verhindert werden, so daß damit der nichtflüchtige Speicher sehr zuverlässig wird.

In dem gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung als MOS-Vorrichtung gestalteten nichtflüchtigen Speicher wird die Pegelhaltevorrichtung dadurch gebildet, daß die Gate- Elektrode durch den Gate-Oxydfilm diagonal in bezug auf die Diffusionszone mit dem zum Leitungstyp der Substratzone entgegengesetzten Leitungstyp von der Substratzone abgesondert ist und an die Wortleitung über den dazwischenliegenden Gate-Oxydfilm so angeschlossen ist, als ob die Gate-Elektrode mit dem Teil am Rand der Diffusionszone in Kontakt wäre. Infolgedessen kann die Fläche der Pegelhaltevorrichtung wesentlich verkleinert werden und die Pegelhaltevorrichtung kann in dem nichtflüchtigen Speicher angebracht werden, ohne daß der andere Teil des Speichers durch das Anbringen der Pegelhaltevorrichtung eingeschränkt wird.

Da in dem gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung gestalteten nichtflüchtigen Speicher die Hochspannung- Begrenzungseinrichtung in der Nähe der Spannungsschalter­ anordnung an die Wortleitungen angeschlossen ist, kann eine durch den Widerstand der Wortleitung an den Speicherzellen entstehende Differenz der angelegten Spannung ausgeschaltet werden, so daß die an jeder der Speicherzellen anliegende Spannung gleichförmig wird, was einen außerordentlich zuverlässigen nichtflüchtigen Speicher ergibt.

Es wird ein nichtflüchtiger Speicher angegeben, in welchem für das Löschen und Einschreiben von Daten eine hohe Spannung erforderlich ist, wobei die an einer Wortleitung anliegende hohe Spannung auf zuverlässige Weise auf einen angemessenen Wert begrenzt wird. Zwischen jeweils einen Zeilen-Spannungsschalter an einer jeweiligen Wortleitung und einer Speicherzellenanordnung wird eine Pegelhaltevorrichtung zum Begrenzen der Spannung auf einen vorbestimmten Wert angebracht, um eine durch einen übermäßigen Anstieg der Spannung an der Wortleitung verursachte Verschlechterung oder Zerstörung der Eigenschaften von Wähltransistoren einer Speicherzelle zu verhindern. Ferner wird bei der Ausführung des Speichers als MOS-Vorrichtung der Flächenbedarf der Pegelhaltevorrichtung verringert.

Claims (3)

1. Nichtflüchtiger Speicher, in dem für das Löschen und Einschreiben von Daten eine hohe Spannung erforderlich ist, mit
einer Speicherzellenanordnung, in der sich eine Vielzahl von Wortleitungen und eine Vielzahl von Bitleitungen in Form eines Gitters erstrecken und in der eine große Anzahl von Speicherzellen in Gitterform zu einer Matrix ausgebildet sind,
einer Hochspannungs-Generatoreinrichtung zum Erzeugen der für das Löschen von Daten in den Speicherzellen und für das Einschreiben von Daten in die Speicherzellen erforderlichen hohen Spannung,
einer Hochspannungs-Verbindungseinrichtung mit Spannungsschaltern, die jeweils an den Wortleitungen und den Bitleitungen angebracht sind, um die hohe Spannung aus der Hochspannungs-Generatoreinrichtung an die Wortleitungen und die Bitleitungen selektiv anzulegen, und
einer Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen eines maximalen Wertes der hohen Spannung auf einen vorbestimmten Wert,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Hochspannungs-Begrenzungseinrichtung (10) Pegelhaltevorrichtungen (10a) aufweist, die jeweils in der Nähe der Spannungsschalter an die Wortleitungen (WL) angeschlossen sind.

2. Nichtflüchtiger Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Speicher auf einem Halbleitersubstrat als MOS- Vorrichtung ausgebildet ist und daß
die Pegelhaltevorrichtung (10a) der Hochspannungs- Begrenzungseinrichtung (10) dadurch gebildet ist, daß eine Gate-Elektrode (202a) durch einen Gate-Oxidfilm (215) diagonal bezogen auf eine Diffusionszone (212) mit einer zur Leitfähigkeit einer Substratzone (215) entgegengesetzten Leitfähigkeit von der Substratzone (215) abgesondert angeordnet ist und an die Wortleitung (WL) über den dazwischenliegenden Gate-Oxidfilm (215) so angeschlossen ist, als ob die Gate-Elektrode (202a) mit einem Teil an einem Rand der Diffusionszone (212) in Kontakt wäre.

3. Nichtflüchtiger Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Speicher als MOS-Vorrichtung gestaltet ist, daß
der Spannungsschalter (2a) einen ersten und einen zweiten Transistor (21, 22) sowie einen Kondensator (23) aufweist, wobei der Drain des ersten Transittors (21) an eine hohe Spannung (Vpp) angeschlossen ist, das Gate des ersten Transistors (21) an die Wortleitung (WL) angeschlossen ist, die Source des ersten Transistors (21) mit dem Drain des zweiten Transistors (22), dessen Gate und Drain zum Bilden einer Diode miteinander verbunden sind, und einer der Elektroden des Kondensators (23) verbunden ist, die Source des zweiten Transistors (22) mit dem Gate des ersten Transistors (21) und der Wortleitung (WL) verbunden ist und die andere Elektrode des Kondensators (23) an eine Taktsignalleitung (CLK) angeschlossen ist, und daß
die Pegalhaltevorrichtung (10a) ein Gate-Leitung aufweist, die an die Source des zweiten Transistors (22) angeschlossen ist und die auf einem niedrigen Potential liegt.