JP2015198249A - 単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体 - Google Patents

単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体 Download PDF

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Abstract

【課題】プログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを改善する。【解決手段】単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体は、第1のPMOSトランジスタのソース端子は第1のソース線に接続され、第1のPMOSトランジスタのゲート端子は第1のワード線に接続され、第1のPMOSトランジスタのドレイン端子は第2のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、第2のPMOSトランジスタのドレイン端子は第1のビット線に接続され、第2のPMOSトランジスタのゲート端子は第1のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、第1のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは第1の消去線に接続される、第1のメモリセル、第2のPMOSトランジスタのゲート端子と第1のNMOSトランジスタのゲート端子とは第1のフローティングゲートに接続される。【選択図】図6

Description

本発明は不揮発性メモリに関し、より詳細には単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体に関する。
図1は従来のプログラム可能二層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略断面図である。メモリセルはフローティングゲートトランジスタを備える。図1に示すように、このフローティングゲートトランジスタは積重され分離された2つのゲートを備える。上側のゲートは制御ゲート12であり、制御線Cに接続されている。下側のゲートはフローティングゲート14である。さらに、n型にドープされたソース領域及びn型にドープされたドレイン領域がP型基板内に構築される。n型にドープされたソース領域はソース線Sに接続されている。n型にドープされたドレイン領域はドレイン線Dに接続されている。
例えば、不揮発性メモリがプログラム状態にある場合、高電圧(例えば+16V)がドレイン線Dによって供給され、接地電圧がソース線Sによって供給され、制御電圧(例えば+25V)が制御線Cによって供給される。結果として、ソース線Sからドレイン線Dへnチャネル領域を通って電子を送る過程の間、ホットキャリア(例えばホットエレクトロン)が制御ゲート12の制御電圧によって引き寄せられ、フローティングゲート14に注入される。この状況下で、多くのキャリアがフローティングゲート14に蓄積される。結果として、このプログラム状態は第1の記憶状態(例えば「0」状態)とみなすことができる。
不揮発性メモリが非プログラム状態にある場合、キャリアはフローティングゲート14に注入されない。したがってこの非プログラム状態は第2の記憶状態(例えば「1」状態)とみなすことができる。
換言すれば、第1の記憶状態におけるドレイン電流(Id)及びゲート−ソース間電圧(Vgs)の特性曲線(すなわちId−Vgs特性曲線)と第2の記憶状態におけるId−Vgs特性曲線とは識別される。結果として、フローティングゲートトランジスタの記憶状態はId−Vgs特性曲線の変動に従って実現することができる。
しかしながら、二層ポリシリコン不揮発性メモリのフローティングゲート14及び制御ゲート12は別々に製造されるべきであるので、二層ポリシリコン不揮発性メモリの製造プロセスは標準的なCMOS製造プロセスより多くの工程が必要であり、標準的なCMOS製造プロセスには適合しない。
さらに、特許文献1はプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリを開示している。図2Aは特許文献1において開示されている従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略断面図である。図2Bは図2Aの従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略上面図である。図2Cは図2Aの従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略回路図である。
図2A〜図2Cを参照されたい。従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルは、直列接続された2つのp型金属酸化物半導体(PMOS)トランジスタを備える。第1のPMOSトランジスタは選択トランジスタとして用いられていて、第1のPMOSトランジスタの選択ゲート24は選択ゲート電圧VSGに接続されている。p型にドープされたソース領域21はソース線電圧VSLに接続されている。さらに、p型にドープされたドレイン領域22は、第1のPMOSトランジスタのp型にドープされたドレイン領域と第2のPMOSトランジスタの第1のp型にドープされた領域との結合体とみなすことができる。フローティングゲート26は第2のPMOSトランジスタの上方に配置されている。第2のPMOSトランジスタの第2のp型にドープされた領域23はビット線電圧VBLに接続されている。さらに、これらのPMOSトランジスタはNウェル領域(NW)に構築されている。Nウェル領域はNウェル電圧VNWに接続されている。
選択ゲート電圧VSGと、ソース線電圧VSLと、ビット線電圧VBLと、Nウェル電圧VNWとを適切に制御することによって、従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリをプログラム状態又は読出し状態で動作させることができる。
従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルの2つのPMOSトランジスタはそれぞれゲート24及びゲート26を有しているので、従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリの製造プロセスは標準的なCMOS製造プロセスに適合する。
図1及び図2に記載されているように、不揮発性メモリのメモリセルは単にプログラム可能であるだけである。不揮発性メモリの電気的特性は多くのホットキャリアをフローティングゲートに注入するのに利用されるにすぎない。一方、この電気的特性はフローティングゲートからキャリアを取り除くことに利用することはできない。すなわち、データ消去機能を達成するためには、紫外線(UV)光を不揮発性メモリに曝露することによって、フローティングゲートに蓄えられたキャリアをフローティングゲートから取り除かなければならない。結果として、この不揮発性メモリのメモリセルはワンタイムプログラム(OTP)セルと呼ばれる。
米国特許第6678190号
したがって、プログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを改善するために、マルチタイムプログラム(MTP)セル、ワンタイムプログラム(OTP)セル及び/又はマスクリードオンリーメモリ(ROM)セルのアレイ構造体を提供する必要がある。
本発明は単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体を提供する。このアレイ構造体はMTPセル、OTPセル及び/又はROMセルを混在モードで備える。
本発明の一実施形態は単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体を提供する。このアレイ構造体は第1のワード線と、第1のソース線と、第1の消去線と、第1のビット線と、第2のビット線と、第1のメモリセルと、第2のメモリセルとを備える。第1のメモリセルは第1のPMOSトランジスタと、第2のPMOSトランジスタと、第1のNMOSトランジスタとを備える。第1のPMOSトランジスタのソース端子は第1のソース線に接続される。第1のPMOSトランジスタのゲート端子は第1のワード線に接続される。第1のPMOSトランジスタのドレイン端子は第2のPMOSトランジスタのソース端子に接続される。第2のPMOSトランジスタのドレイン端子は第1のビット線に接続される。第2のPMOSトランジスタのゲート端子は第1のNMOSトランジスタのゲート端子に接続される。第1のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは第1の消去線に接続される。第2のメモリセルは第3のPMOSトランジスタと、第4のPMOSトランジスタと、第2のNMOSトランジスタとを備える。第3のPMOSトランジスタのソース端子は第1のソース線に接続される。第3のPMOSトランジスタのゲート端子は第1のワード線に接続される。第3のPMOSトランジスタのドレイン端子は第4のPMOSトランジスタのソース端子に接続される。第4のPMOSトランジスタのドレイン端子は第2のビット線に接続される。第4のPMOSトランジスタのゲート端子は第2のNMOSトランジスタのゲート端子に接続される。第2のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは第1の消去線に接続される。第2のPMOSトランジスタのゲート端子と第1のNMOSトランジスタのゲート端子とは第1のフローティングゲートに接続される。第4のPMOSトランジスタのゲート端子と第2のNMOSトランジスタのゲート端子とは第2のフローティングゲートに接続される。
本発明の一実施形態は単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体を提供する。このアレイ構造体は、第1のワード線と第1のソース線と第1の消去線と複数のビット線とに接続されるMTPセルの第1の行を備える第1のMTPセクションと、第2のワード線と第2のソース線とに接続されるMTPセルの第2の行を備える第2のMTPセクションであって、該第2のMTPセクションは前記第1の消去線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第2のMTPセクションと、第3のワード線に接続される第1のOTPセルの第3の行を備える第1のOTPセクションであって、該第1のOTPセクションは前記第1のソース線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第1のOTPセクションと、を備える。
本発明の一実施形態は単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体を提供する。このアレイ構造体は、第1のワード線と第1のソース線と第1の消去線と複数のビット線とに接続されるMTPセルの第1の行を備える、第1のMTPセクションと、第2のワード線と第2のソース線とに接続されるMTPセルの第2の行を備える第2のMTPセクションであって、該第2のMTPセクションは前記第1の消去線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第2のMTPセクションと、第3のワード線に接続されたROMセルの第3の行を備える第1のROMセクションであって、該第1のROMセクションは前記第1のソース線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第1のROMセクションと、第4のワード線と第3のソース線とに接続されるROMセルの第4の行を備える第2のROMセクションであって、該第2のROMセクションは前記複数のビット線を前記第1のMTPセクションと共有する、第2のROMセクションと、を備える。
本発明の数々の目的、特徴及び利点は、添付の図面を併用して以下の本発明の実施形態の詳細な説明を読めば直ちに明白になるであろう。しかしながら、本明細書において採用されている図面は説明目的のものであり、限定するためのものとみなされるべきではない。
本発明の上記の目的及び利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照すれば、当業者には直ちにより明白になるであろう。
(従来技術)従来のプログラム可能二層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略断面図である。 (従来技術)従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略断面図である。 (従来技術)図2Aの、従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略上面図である。 (従来技術)図2Aの、従来のプログラム可能単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略回路図である。 本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るメモリセルのプログラム状態におけるバイアス電圧を概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るメモリセルの消去状態におけるバイアス電圧を概略的に示す図である。 本発明の第1の実施形態に係るメモリセルの読出し状態におけるバイアス電圧を概略的に示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示す図である。 単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のMTPセルのアレイ構造体を示す概略回路図である。 単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を示す概略回路図である。 単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードの別のアレイ構造体を示す概略回路図である。 単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のROMセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を示す概略回路図である。 単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のROMセルと、複数のOTPセルと、複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体及び複数のMTPセルのアレイ構造体を示す概略回路図である。
図3A〜図3Dは本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示している。図3Aは本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略上面図である。図3Bは図3Aの単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを、第1の方向(a1−a2)に沿って示す概略断面図である。図3Cは図3Aの単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを、第2の方向(b1−b2)に沿って示す概略断面図である。図3Dは本発明の第1の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルの等価回路図である。
図3A及び図3Bに示すように、第1の実施形態のメモリセルは直列接続された2つのp型金属酸化物半導体(PMOS)トランジスタを備える。これら2つのPMOSトランジスタはNウェル領域(NW)内に構築される。p型にドープされた3つの領域31、32及び33はNウェル領域(NW)内に形成される。加えて、2つのポリシリコンゲート34及び36はp型にドープされた3つの領域31、32及び33の間のエリアの上方に架けわたされている。
第1のPMOSトランジスタは選択トランジスタとして用いられ、第1のPMOSトランジスタのポリシリコンゲート34(選択ゲートとも呼ばれる)は選択ゲート電圧VSGに接続されている。p型にドープされた領域31はp型にドープされたソース領域であり、ソース線電圧VSLに接続されている。p型にドープされた領域32はp型ドープされたドレイン領域であり、この領域は第1のPMOSトランジスタのp型にドープされたドレイン領域と第2のPMOSトランジスタの第1のp型にドープされた領域との結合体とみなすことができる。ポリシリコンゲート36(フローティングゲートとも呼ばれる)は第2のPMOSトランジスタの上方に配置されている。p型にドープされた領域33は第2のPMOSトランジスタの第2のp型にドープされた領域であり、ビット線電圧VBLに接続されている。さらに、Nウェル領域(NW)はNウェル電圧VNWに接続されている。概して、第1のPMOSトランジスタの選択ゲート34はワード線に接続され、選択ゲート電圧VSGはワード線制御電圧である。さらに、p型にドープされたソース領域31はソース線に接続され、ソース線電圧VSLはソース線制御電圧である。
p型にドープされた領域31、32及び33を形成するイオン注入プロセス中、フローティングゲート36及び選択ゲート34はこのイオン注入のマスク層として用いられる。結果として、Nウェル領域(NW)の上方のフローティングゲート36及び選択ゲート34はp型のゲートである。
図3A及び図3Cに示すように、第1の実施形態のメモリセルはn型の金属酸化物半導体(NMOS)トランジスタ、すなわちフローティングゲート36と消去ゲート領域35との結合体を更に備える。NMOSトランジスタはPウェル領域(PW)内に構築される。n型にドープされた領域38がPウェル領域(PW)内に形成される。換言すれば、消去ゲート領域35はPウェル領域(PW)とn型にドープされた領域38とを含む。この実施形態において、第1のPMOSトランジスタ、第2のPMOSトランジスタ及びNMOSトランジスタは、協働してマルチタイムプログラム(MTP)セルとして規定される。
図3Aに示すように、フローティングゲート36は消去ゲート領域35まで伸び、消去ゲート領域35の近傍に配置される。結果として、フローティングゲート36はNMOSトランジスタのゲートとみなすことができ、n型にドープされた領域38は、NMOSトランジスタのn型にドープされたソース領域とn型にドープされたドレイン領域との結合体とみなすことができる。n型にドープされた領域38は消去線電圧VELに接続されている。加えて、Pウェル領域(PW)はPウェル電圧VPWに接続されている。図3Cに示すように、分離構造体39はPウェル領域(PW)とNウェル領域(NW)との間に形成される。例えば、分離構造体39はシャロートレンチ分離(STI:Shallow Trench Isolation)構造体である。
n型にドープされた領域38を形成するイオン注入プロセス中、フローティングゲート36はこのイオン注入のマスク層として用いられる。結果として、消去ゲート領域35の上方のフローティングゲート36はn型のゲートである。
図4A〜図4Cは、本発明の第1の実施形態に係る、プログラム状態、消去状態及び読出し状態のメモリセルのバイアス電圧をそれぞれ概略的に示す。
図4Aを参照されたい。プログラム状態において、ビット線電圧VBL、消去線電圧VEL及びPウェル電圧VPWのそれぞれは接地電圧(0V)に等しい。一方で、Nウェル電圧VNW及びソース線電圧VSLのそれぞれは第1の正電圧Vppに等しい。第1の正電圧Vppは+3.0V〜+9.5Vの範囲内にある。結果として、ホットキャリア(例えば電子)がフローティングゲート36に対応するチャネル領域を通って送られる場合、ホットキャリアはフローティングゲート36に注入される。本発明によれば、従来の不揮発性メモリにおいて、フローティングゲートへのホットキャリアの注入を制御するのに用いられる制御ゲートを省くことができることは明らかである。加えて、プログラム状態における本発明の不揮発性メモリの動作原理は、従来の不揮発性メモリ(特許文献1を参照)の動作原理と同様であり、本明細書においては冗長には記載しない。
図4Bを参照されたい。消去状態において、ビット線電圧VBL、ソース線電圧VSL、Nウェル電圧VNW及びPウェル電圧VPWのそれぞれは接地電圧(0V)に等しい。一方で、消去線電圧VELは第2の正電圧VEEに等しい。第2の正電圧VEEは+6.5V〜+18Vの範囲内にある。図4Bに示すように、消去線電圧VELが第2の正電圧VEEに等しい場合、蓄積キャリア(例えば電子)はフローティングゲート36から取り除かれ、n型にドープされた領域38を通って放電される。結果として、消去状態の後、キャリアはフローティングゲート36内に蓄積されていない。
図4Cを参照されたい。読出し状態において、ビット線電圧VBLは接地電圧(0V)に等しく、ソース線電圧VSLは1.8Vに等しく、Nウェル電圧VNWは1.8Vに等しく、消去線電圧VELは接地電圧(0V)に等しく、Pウェル電圧VPWは接地電圧(0V)に等しい。ホットキャリアがフローティングゲート36内に蓄積されているかどうかに依拠して、読出し電流Iの異なる大きさが得られる。すなわち、読出し状態において、メモリセルの記憶状態は読出し電流Iに従って実現することができる。例えば、第1の記憶状態(例えば「0」状態)では、読出し電流Iは5μAより大きい。第2の記憶状態(例えば「1」状態)では、読出し電流Iは0.1μAより小さい。さらに、上述のバイアス電圧はこれらの固定電圧値に限定されない。例えば、ビット線電圧VBLは0V〜0.5Vの範囲内にあることができ、ソース線電圧VSL及びNウェル電圧VNWはVDD〜VDD2の範囲内にあることができ、消去線電圧VELは0V〜VDD2の範囲内にあることができる。ここで、VDDは不揮発性メモリのコアデバイス電圧であり、VDD2は不揮発性メモリのIOデバイス電圧である。
もう一度図3A〜図3Dを参照されたい。第1の実施形態のメモリセルでは、消去ゲート領域は消去線に接続され、適切な高さの消去線電圧VELを供給することによって蓄積された電荷はフローティングゲート36から取り除かれる。換言すれば、第1の実施形態のメモリセルが消去線に接続されていない、またはVELのコンタクトホールを取り除いてあった場合、消去動作を行うことはできない。この状況下では、第1の実施形態のメモリセルはワンタイムプログラム(OTP:One Time Programming)セルと呼ばれる。
図5A〜図5Cは本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを概略的に示している。図5Aは本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを示す概略上面図である。図5Bは図5Aの単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルを、第1の方向(a1−a2)に沿って示す概略断面図である。図5Cは本発明の第2の実施形態に係る単層ポリシリコン不揮発性メモリのメモリセルの概略等価回路図である。
第1の実施形態との比較において、この実施形態のメモリセルはフローティングゲートを装備していない。すなわち、第1の実施形態のメモリセルのフローティングゲートを形成する手順が省かれる場合において、第2の実施形態のメモリセルは製造される。図5A及び図5Bに示すように、この実施形態のメモリセルはフローティングゲートを装備していないので、1つのPMOSトランジスタがNウェル領域(NW)内に構築される。2つのp型にドープされた領域51及び52はNウェル領域(NW)内に形成される。加えて、ポリシリコンゲート54は2つのp型にドープされた領域51及び52の間のエリアの上方に架けわたされている。
概して、PMOSトランジスタは選択トランジスタとして用いられ、PMOSトランジスタのポリシリコンゲート54は選択ゲート電圧VSGに接続されている。p型にドープされた領域51はp型にドープされたソース領域であり、ソース線電圧VSLに接続されている。p型にドープされた領域52はp型にドープされたドレイン領域であり、ビット線電圧VBLに接続されている。さらに、Nウェル領域(NW)はNウェル電圧VNWに接続されている。概して、PMOSトランジスタの選択ゲート54はワード線に接続され、選択ゲート電圧VSGはワード線制御電圧である。さらに、p型にドープされた領域51はソース線に接続され、ソース線電圧VSLはソース線制御電圧である。
この実施形態のメモリセルはフローティングゲートを装備していないので、消去ゲート領域55内のn型にドープされた領域58は、NMOSトランジスタとして形成することはできない。加えて、消去ゲート領域55及びPMOSトランジスタは互いに接続されていない。
一般に、マスクリードオンリーメモリの全てのメモリセルの記憶状態は、そのメモリの製造プロセス中に直接定義される。すなわち、マスクリードオンリーメモリ(ROM)が製造工場を離れた後には、対応する記憶状態についてのデータが全てのROMセル内に記録されている。ユーザーは単にROMセルから記憶状態を読み出すことができるに過ぎず、ROMセルをプログラムすることはできない。すなわち、マスクリードオンリーメモリが製造される前に、ユーザーは最初にMTPセルを用いてカスタマーコード(customer's code)を試験することができ、その後、ROMセルの最終的な記憶状態のコードをマスクリードオンリーメモリの製造者に提供することができる。マスクリードオンリーメモリが製造された後には、全ての記憶状態はマスクリードオンリーメモリのROMセル内で固定されており、再びプログラム又は消去することができない。
本発明によれば、係る第1の実施形態のメモリセル及び第2の実施形態のメモリセルは、「0」状態及び「1」状態を定義する2つのROMセルとして用いることができる。
例えば、第1の実施形態のメモリセル及び第2の実施形態のメモリセルの読出し状態において、ビット線電圧VBLは接地電圧(0V)に等しく、ソース線電圧VSLは1.8Vに等しく、Nウェル電圧VNWは1.8Vに等しく、Pウェル電圧VPWは接地電圧(0V)に等しい。選択ゲート電圧VSGを提供することによって、第2の実施形態のメモリセルはより大きな読出し電流を発生させ、第1の記憶状態(例えば「0」状態)を有するとみなされ、第1の実施形態のメモリセルはより小さな読出し電流を発生させ、第2の記憶状態(例えば「1」状態)を有するとみなされる。
図6は単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のMTPセルのアレイ構造体を示す概略回路図である。図6に示すように、アレイ構造体600のメモリセルは全てMTPセルである。このMTPセルの構成は第1の実施形態のMTPセルと同一である。さらに、MTPセルのそれぞれは、第1のPMOSトランジスタp1と、第2のPMOSトランジスタp2と、第1のNMOSトランジスタn1とを備える。
第1のPMOSトランジスタp1のゲート端子はワード線に接続され、第1のPMOSトランジスタp1のソース端子はソース線に接続されている。第2のPMOSトランジスタp2のドレイン端子はビット線に接続され、第2のPMOSトランジスタp2のソース線は第1のPMOSトランジスタp1のドレイン端子に接続されている。第1のNMOSトランジスタn1のゲート端子は第2のPMOSトランジスタp2のゲート端子に接続され、第1のNMOSトランジスタn1のドレイン端子とソース端子とは消去線に接続されている。さらに、第2のPMOSトランジスタp2のゲートと第1のNMOSトランジスタn1のゲートとは同一のフローティングゲートである。加えて、第1のNMOSトランジスタn1のドレイン端子とソース端子とは消去ゲート領域内に形成される。第1の実施形態と同じく、2つのPMOSトランジスタp1及びp2はNウェル領域(NW)内に構築されるものであり、このNウェル領域(NW)はNウェル電圧VNW(図6内には図示せず)に接続され、Nウェル電圧VNWはソース線電圧VSLに等しくすることができる。
明確に及び簡潔にするために、図6ではアレイ構造体600のメモリセルが4列及び4行で示されている。例えば、MTP0セクションはメモリセルC00〜C03を備え、MTP1セクションはメモリセルC10〜C13を備え、MTP2セクションはメモリセルC20〜C23を備え、MTP3セクションはメモリセルC30〜C33を備える。MTP0セクションのメモリセルC00〜C03は全てワード線WL0、ソース線SL0及び消去線EL0に接続されている。メモリセルC00はビット線BL0に接続され、メモリセルC01はビット線BL1に接続され、メモリセルC02はビット線BL2に接続され、メモリセルC03はビット線BL3に接続されている。MTP1セクション、MTP2セクション及びMTP3セクションのメモリセルC10〜C13、メモリセルC20〜C23及びメモリセルC30〜C33の接続関係はMTP0セクションのメモリセルC00〜C03の接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。
図6のアレイ構造体600によれば、MTP0セクションはC00〜C03MTPセルの行を備え、これらのセルはワード線WL0、ソース線SL0、消去線EL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。同様に、アレイ構造体600の他のメモリセルは対応する信号線を通じて制御回路によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。
さらに、第1の実施形態のメモリセルが消去線に接続されていない場合、メモリセルは
ワンタイムプログラム(OTP)セルとみなすことができる。さらにまた、本発明は複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を提供することができる。
図7Aは単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を示す概略回路図である。図7Aに示すように、アレイ構造体700は複数のOTPセルと複数のMTPセルとを備える。各MTPセルは第1のPMOSトランジスタp1と、第2のPMOSトランジスタp2と、第1のNMOSトランジスタn1とを備える。OTPセルのそれぞれは第3のPMOSトランジスタp3と、第4のPMOSトランジスタp4と、第2のNMOSトランジスタn2とを備える。
第1のPMOSトランジスタp1のゲート端子はワード線に接続され、第1のPMOSトランジスタp1のソース端子はソース線に接続されている。第2のPMOSトランジスタp2のドレイン端子はビット線に接続され、第2のPMOSトランジスタp2のソース端子は第1のPMOSトランジスタp1のドレイン端子に接続されている。第1のNMOSトランジスタn1のゲート端子は第2のPMOSトランジスタp2のゲート端子に接続され、第1のNMOSトランジスタn1のドレイン端子とソース端子とは消去線に接続されている。さらに、第2のPMOSトランジスタp2のゲート及び第1のNMOSトランジスタn1のゲートは同一のフローティングゲートである。加えて、第1のNMOSトランジスタn1のドレイン端子とソース端子とは消去ゲート領域内に形成される。同様に、PMOSトランジスタp1、p2、p3及びp4はNウェル領域(NW)内に構築されるべきであり、このNウェル領域(NW)はNウェル電圧VNW(図7A内には示さず)に接続され、Nウェル電圧VNWはソース線電圧VSLに等しくすることができる。
明確に及び簡潔にするために、図7ではアレイ構造体700のメモリセルが4列及び4行で示されていて、アレイ構造体700は2つのMTPセクション及び2つのOTPセクションに分割されている。例えば、OTP0セクションはメモリセルC00〜C03を備え、OTP1セクションはメモリセルC10〜C13を備え、MTP0セクションはメモリセルC20〜C23を備え、MTP1セクションはメモリセルC30〜C33を備える。
MTP0セクションのメモリセルC20〜C23は全てワード線WL2、ソース線SL1及び消去線EL0に接続されている。メモリセルC20はビット線BL0に接続され、メモリセルC21はビット線BL1に接続され、メモリセルC22はビット線BL2に接続され、メモリセルC23はビット線BL3に接続されている。MTP1セクションのメモリセルC30〜C33の接続関係はMTP0セクションのメモリセルC20〜C23の接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。
第3のPMOSトランジスタp3のゲート端子はワード線に接続され、第3のPMOSトランジスタp3のソース端子はソース線に接続されている。第4のPMOSトランジスタp4のドレイン端子はビット線に接続され、第4のPMOSトランジスタp4のソース端子は第3のPMOSトランジスタp3のドレイン端子に接続されている。第2のNMOSトランジスタn2のゲート端子は第4のPMOSトランジスタp4のゲート端子に接続され、第2のNMOSトランジスタn2のドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にある。さらに、第4のPMOSトランジスタp4のゲート及び第2のNMOSトランジスタn2のゲートは同一のフローティングゲートである。加えて、第2のNMOSトランジスタn2のドレイン端子とソース端子とは消去ゲート領域内に形成される。
OTP0セクションのメモリセルC00〜C03は全てワード線WL0と、ソース線SL0とに接続されている。メモリセルC00はビット線BL0に接続され、メモリセルC01はビット線BL1に接続され、メモリセルC02はビット線BL2に接続され、メモリセルC03はビット線BL3に接続されている。OTP1セクションのメモリセルC10〜C13の接続関係はOTP0セクションのメモリセルC00〜C03の接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。
図7Aのアレイ構造体700によれば、MTP0セクションはC20〜C23MTPセルの行を備え、これらのセルはワード線WL2、ソース線SL1、消去線EL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。同様に、アレイ構造体700のMTP1セクションのメモリセルC30〜C33は対応する信号線を通じて制御回路によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。
さらに、OTP0セクションはC00〜C03OTPセルの行を備え、OTP1セクションはC10〜C13OTPセルの行を備える。全てのOTPセルは消去線に接続されていない。結果として、OTP0セクションのメモリセルC00〜C03はワード線WL0、ソース線SL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によって一度プログラムされるか、又は読み出され得る。同様に、アレイ構造体700のOTP1セクションのメモリセルC10〜C13は対応する信号線を通じて制御回路によって一度プログラムされるか、又は読み出され得る。
上記の説明から、単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体の製造プロセス中に幾つかのメモリセルが消去線に接続されない場合、複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を製造することができる。
さらに、OTPセルは消去線に接続されていないので、消去ゲート領域を形成する手順を省くことができる。さらに、アレイ構造体のOTP0セクション及びOTP1セクションを混在モードで形成する手順の間、消去ゲート領域は省かれ、したがって、NMOSトランジスタは作られない。この状況下で、アレイ構造体の全体的なサイズを更に削減することができる。
図7Bは単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードの別のアレイ構造体を示す概略回路図である。図7Bに示すように、アレイ構造体710は複数のOTPセルと複数のMTPセルとを備える。各MTPセルは第1のPMOSトランジスタp1と、第2のPMOSトランジスタp2と、第1のNMOSトランジスタn1とを備える。OTPセルのそれぞれは第3のPMOSトランジスタp3と、第4のPMOSトランジスタp4とを備える。OTPセルは第2のNMOSトランジスタを装備していないので、アレイ構造体の全体的なサイズを効果的に削減することができる。MTP0セクションのメモリセルC20〜C23と、MTP1セクションのメモリセルC30〜C33との接続関係は図7Aの接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。さらに、PMOSトランジスタp1、p2、p3及びp4はNウェル領域(NW)内に構築されるべきであり、このNウェル領域(NW)はNウェル電圧VNW(図7B内には示さず)に接続され、Nウェル電圧VNWはソース線電圧VSLに等しくすることができる。
第3のPMOSトランジスタp3のゲート端子はワード線に接続され、第3のPMOSトランジスタp3のソース端子はソース線に接続されている。第4のPMOSトランジスタp4のドレイン端子はビット線に接続され、第4のPMOSトランジスタp4のソース端子は第3のPMOSトランジスタp3のドレイン端子に接続されている。第4のPMOSトランジスタp4のゲート端子はフローティング状態にある。すなわち、第4のPMOSトランジスタp4のゲートはフローティングゲートである。
OTP0’セクションのメモリセルC00〜C03は全てワード線WL0と、ソース線SL0とに接続されている。メモリセルC00はビット線BL0に接続され、メモリセルC01はビット線BL1に接続され、メモリセルC02はビット線BL2に接続され、メモリセルC03はビット線BL3に接続されている。OTP1’セクションのメモリセルC10〜C13の接続関係はOTP0’セクションのメモリセルC00〜C03の接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。
図7Bのアレイ構造体710によれば、MTP0セクションはC20〜C23MTPセルの行を備え、MTP1セクションはC30〜C33MTPセルの行を備える。全てのMTPセルは対応する信号線を通じて制御回路(図示せず)によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。さらに、OTP0’セクションはC00〜C03OTPセルを備え、OTP1’セクションはC10〜C13OTPセルを備える。全てのOTPセルは対応する信号線を通じて制御回路(図示せず)によって一度プログラムされるか、又は読み出され得る。
さらに、OTP0’セクションのメモリセルC00〜C03及びOTP1’セクションのメモリセルC10〜C13の消去ゲート領域は、MTP0セクション及びMTP1セクションのメモリセルC20〜C33と比較して取り除かれている。結果として、OTP0’セクションのメモリセルC00〜C03はワード線WL0、ソース線SL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によって一度プログラムされるか、又は読み出され得る。同様に、アレイ構造体710のOTP1’セクションのメモリセルC10〜C13は対応する信号線を通じて制御回路によって一度プログラムされるか、又は読み出され得る。
上述したように、第1の実施形態のメモリセルと比較すると、第2の実施形態のメモリセルはフローティングゲートを装備していない。さらに、本発明は複数のROMセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を提供することができる。
図8は単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のROMセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を示す概略回路図である。図8に示すように、アレイ構造体800は複数のROMセルと複数のMTPセルとを備える。明確に及び簡潔にするために、図8ではアレイ構造体800のメモリセルが4列及び4行で示されている。例えば、ROM0セクションはメモリセルC00〜C03を備え、ROM1セクションはメモリセルC10〜C13を備え、MTP0セクションはメモリセルC20〜C23を備え、MTP1セクションはメモリセルC30〜C33を備える。
MTP0セクション及びMTP1セクションのメモリセルのそれぞれは、第1のPMOSトランジスタp1と、第2のPMOSトランジスタp2と、第1のNMOSトランジスタn1とを備える。ROM0セクション及びROM1セクションにおいて、第1の記憶状態のメモリセルは第1のPMOSトランジスタp1と消去ゲート領域e1とを備え、第2の記憶状態のメモリセルは第1のPMOSトランジスタp1と、第2のPMOSトランジスタp2と、第1のNMOSトランジスタn1とを備える。MTP0セクションのメモリセルC20〜C23と、MTP1セクションのメモリセルC30〜C33との接続関係は図7Aの接続関係と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。さらに、PMOSトランジスタp1及びp2は、Nウェル領域(NW)内に構築されるものであり、このNウェル領域(NW)はNウェル電圧VNW(図8には示さない)に接続され、Nウェル電圧VNWはソース線電圧VSLと等しくすることができる。
ROM0セクションにおいて、メモリセルC00は第1の記憶状態(例えば「0」状態)にあり、メモリセルC01は第2の記憶状態(例えば「1」状態)にあり、メモリセルC02は第2の記憶状態(例えば「1」状態)にあり、メモリセルC03は第1の記憶状態(例えば「0」状態)にある。結果として、アレイ構造体800を製造するプロセス中に、メモリセルC00及びC03のフローティングゲートを形成する手順は省かれる。すなわち、メモリセルC00及びC03は、第2の実施形態のメモリセルであり、メモリセルC01及びC02は第1の実施形態のメモリセルである。ROM1セクションのメモリセルの記憶状態はROM0セクションの記憶状態と同様であり、ここでは冗長に説明することはしない。
さらに、ROM0セクションのメモリセルC00〜C03は全てワード線WL0及びソース線SL0に接続されている。メモリセルC00及びC03の第1のPMOSトランジスタp1のドレイン端子はそれぞれビット線BL0及びBL3に接続されている。メモリセルC01及びC02の第2のPMOSトランジスタp2のドレイン端子は、それぞれビット線BL1及びBL2に接続されている。さらに、メモリセルC01及びC02の第1のNMOSトランジスタn1のドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にあり、メモリセルC00及びC03の消去ゲート領域e1もフローティング状態にある。代替的に、別の実施形態では、ROM0セクション及びROM1セクションのメモリセルの消去ゲート領域e1及び第1のNMOSトランジスタn1を形成する手順を省くことができる。結果として、アレイ構造体の全体的なサイズが削減される。
図8のアレイ構造体800によれば、MTP0セクションはC20〜C23MTPセルの行を備え、これらのセルはワード線WL2、ソース線SL1、消去線EL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。同様に、アレイ構造体800のMTP1セクションのメモリセルC30〜C33は対応する信号線を通じて制御回路によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。
さらに、ROM0セクションはC00〜C03セルの行を備え、C00〜C03セルはワード線WL0、ソース線SL0及びビット線BL0〜BL3を通じて制御回路(図示せず)によって読み出され得る。結果として、制御回路はメモリセルC00が第1の記憶状態にあり、メモリセルC01が第2の記憶状態にあり、メモリセルC02が第2の記憶状態にあり、メモリセルC03が第1の記憶状態にあることを実現する。同様に、アレイ構造体800のROM1セクションのメモリセルC10〜C13は対応する信号線を通じて制御回路によって読み出され得る。
上記の説明から、単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体の製造プロセス中に幾つかのメモリセルがフローティングゲートを装備していない場合、複数のROMセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を製造することができる。
さらに、図7A及び図8の概念は、単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のROMセルと複数のOTPセルと複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を製造することに拡張することができる。
図9は単層ポリシリコン不揮発性メモリの複数のROMセルと、複数のOTPセルと、複数のMTPセルとの混在モードのアレイ構造体を示す概略回路図である。図9に示すように、アレイ構造体900はROM0セクションと、OTP0セクションと、MTP0セクションと、MTP1セクションとに分割されている。MTP0セクション及びMTP1セクションのメモリセルは制御回路(図示せず)によってプログラムされるか、読み出されるか、又は消去され得る。OTP0セクションのメモリセルは制御回路によってプログラムされるか、読み出され得る。ROM0のメモリセルは制御回路によって読み出され得る。メモリセルの接続関係は、ここでは冗長に説明しないことにする。同様に、PMOSトランジスタp1、p2、p3及びp4はNウェル領域(NW)内に構築されるべきであり、このNウェル領域(NW)はNウェル電圧VNW(図9内には示さず)に接続され、Nウェル電圧VNWはソース線電圧VSLに等しくすることができる。
さらに、MTPセクション、OTPセクション及びROMセクションに対応する信号線の動作電圧を以下の表に列挙する。
Figure 2015198249
例えば、電圧VDDは1.8Vであり、電圧Vppは3.0V〜+9.5Vの範囲内にあり、電圧VEEは+6.5V〜+18Vの範囲内にある。上記動作電圧は例示及び説明のみの目的で本明細書に提示されたものであることに留意されたい。
上記の説明から、本発明は単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体を提供する。このメモリセルの製造手順は、標準的なCMOS製造プロセスに適合するものである。結果として、本アレイ構造体は混在モードを有するように設計することができ、本アレイ構造体はアレイ内に複数のMTPセルを備えることができる。
現在のところ最も実際的で好ましい実施形態であると考えられる観点から本発明を説明してきたが、本発明は開示された実施形態に限定される必要がないことを理解されたい。逆に、様々な変形形態及び同様の構成を、最も広い解釈に一致する添付の特許請求の趣旨及び範囲内に含まれるように包含し、それにより、そのような変形形態及び同様の構成の全てを網羅することを意図している。

Claims (22)

  1. 第1のワード線と、
    第1のソース線と、
    第1の消去線と、
    第1のビット線と、
    第2のビット線と、
    第1のPMOSトランジスタと第2のPMOSトランジスタと第1のNMOSトランジスタとを備え、前記第1のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第1のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、第1のメモリセルと、
    第3のPMOSトランジスタと第4のPMOSトランジスタと第2のNMOSトランジスタとを備え、前記第3のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第2のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、第2のメモリセルと、
    を備え、
    前記第2のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第1のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第1のフローティングゲートに接続され、前記第4のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第2のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第2のフローティングゲートに接続される、
    単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体。
  2. 第2のワード線と、
    第2のソース線と、
    第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備え、前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、第3のメモリセルと、
    第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備え、前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、第4のメモリセルと、
    を更に備え、
    前記第6のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第3のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第3のフローティングゲートに接続され、前記第8のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第4のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第4のフローティングゲートに接続される、請求項1に記載のアレイ構造体。
  3. 第2のワード線と、
    第2のソース線と、
    第3のビット線と、
    第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備え、前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第3のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にある、第3のメモリセルと、
    を更に備え、
    前記第6のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第3のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第3のフローティングゲートに接続される、請求項1に記載のアレイ構造体。
  4. 第4のビット線と、
    第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備え、前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にある、第4のメモリセルと、
    を更に備え、
    前記第8のPMOSトランジスタの前記ゲート端子と前記第4のNMOSトランジスタの前記ゲート端子とは第4のフローティングゲートに接続される、請求項3に記載のアレイ構造体。
  5. 第2のワード線と、
    第2のソース線と、
    第3のビット線と、
    第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備え、前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第3のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にある、第3のメモリセルと、
    を更に備える、請求項1に記載のアレイ構造体。
  6. 第4のビット線と、
    第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタとを備え、前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にある、第4のメモリセルと、
    を更に備える、請求項5に記載のアレイ構造体。
  7. 第2のワード線と、
    第2のソース線と、
    第3のビット線と、
    第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備え、前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第3のビット線に接続される、第3のメモリセルと、
    を更に備える、請求項1に記載のアレイ構造体。
  8. 第4のビット線と、
    第7のPMOSトランジスタを備え、前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のビット線に接続される、第4のメモリセルと、
    を更に備え、
    第1の記憶状態は前記第4のメモリセル内に記録され、第2の記憶状態は前記第3のメモリセル内に記録される、請求項7に記載のアレイ構造体。
  9. 第1のワード線に接続されるMTPセルの第1の行と第1のソース線と第1の消去線と複数のビット線とを備える第1のMTPセクションと、
    第2のワード線に接続されるMTPセルの第2の行と第2のソース線とを備える第2のMTPセクションであって、該第2のMTPセクションは前記第1の消去線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第2のMTPセクションと、
    第3のワード線に接続されるOTPセルの第3の行を備える第1のOTPセクションであって、該第1のOTPセクションは前記第1のソース線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第1のOTPセクションと、
    を備える、単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体。
  10. 前記複数のビット線は第1のビット線と第2のビット線とを備え、前記第1のMTPセクションは第1のPMOSトランジスタと第2のPMOSトランジスタと第1のNMOSトランジスタとを備える第1のメモリセルを備え、
    前記第1のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第1のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続され、前記第1のMTPセクションは第3のPMOSトランジスタと第4のPMOSトランジスタと第2のNMOSトランジスタとを備える第2のメモリセルを備え、
    前記第3のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第2のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、請求項9に記載のアレイ構造体。
  11. 前記第2のMTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続され、前記第2のMTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、請求項10に記載のアレイ構造体。
  12. 前記第1のOTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にあり、前記第1のOTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にある、請求項10に記載のアレイ構造体。
  13. 前記第1のOTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にあり、前記第1のOTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にある、請求項10に記載のアレイ構造体。
  14. 第4のワード線と第3のソース線とに接続されるOTPセルの第4の行を備える第2のOTPセクションを更に備え、前記第4のOTPセクションは前記複数のビット線を前記第1のMTPセクションと前記第2のMTPセクションと前記第3のOTPセクションとで共有する、請求項10に記載のアレイ構造体。
  15. 前記第2のOTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にあり、前記第2のOTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とはフローティング状態にある、請求項14に記載のアレイ構造体。
  16. 前記第2のOTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にあり、前記第2のOTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子はフローティング状態にある、請求項14に記載のアレイ構造体。
  17. 第4のワード線と第3のソース線とに接続されるROMセルの第4の行を備える第1のROMセクションを更に備え、前記第4のROMセクションは前記複数のビット線を前記第1のMTPセクションと前記第2のMTPセクションと前記第1のOTPセクションとで共有する、請求項10に記載のアレイ構造体。
  18. 前記第1のROMセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第1のROMセクションは第7のPMOSトランジスタを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第3のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続される、請求項17に記載のアレイ構造体。
  19. 第1のワード線と第1のソース線と第1の消去線と複数のビット線とに接続されるMTPセルの第1の行を備える、第1のMTPセクションと、
    第2のワード線と第2のソース線とに接続されるMTPセルの第2の行を備える第2のMTPセクションであって、該第2のMTPセクションは前記第1の消去線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第2のMTPセクションと、
    第3のワード線に接続されるROMセルの第3の行を備える第1のROMセクションであって、該第1のROMセクションは前記第1のソース線と前記複数のビット線とを前記第1のMTPセクションと共有する、第1のROMセクションと、
    第4のワード線と第3のソース線とに接続されるROMセルの第4の行を備える第2のROMセクションであって、該第2のROMセクションは前記複数のビット線を前記第1のMTPセクションと共有する、第2のROMセクションと、
    を備える、単層ポリシリコン不揮発性メモリのアレイ構造体。
  20. 前記複数のビット線は第1のビット線と第2のビット線とを備え、前記第1のMTPセクションは第1のPMOSトランジスタと第2のPMOSトランジスタと第1のNMOSトランジスタとを備える第1のメモリセルを備え、
    前記第1のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第1のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第2のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第1のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続され、前記第1のMTPセクションは第3のPMOSトランジスタと第4のPMOSトランジスタと第2のNMOSトランジスタとを備える第2のメモリセルを備え、
    前記第3のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第1のワード線に接続され、前記第3のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第4のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第4のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第2のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、請求項19に記載のアレイ構造体。
  21. 前記第2のMTPセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタと第3のNMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第3のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続され、前記第2のMTPセクションは第7のPMOSトランジスタと第8のPMOSトランジスタと第4のNMOSトランジスタとを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第2のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第2のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第8のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続され、前記第8のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第4のNMOSトランジスタのゲート端子に接続され、前記第4のNMOSトランジスタのドレイン端子とソース端子とは前記第1の消去線に接続される、請求項20に記載のアレイ構造体。
  22. 前記第1のROMセクションは第5のPMOSトランジスタと第6のPMOSトランジスタとを備える第3のメモリセルを備え、
    前記第5のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第5のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第6のPMOSトランジスタのソース端子に接続され、前記第6のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第1のビット線に接続され、前記第1のROMセクションは第7のPMOSトランジスタを備える第4のメモリセルを備え、
    前記第7のPMOSトランジスタのソース端子は前記第1のソース線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのゲート端子は前記第3のワード線に接続され、前記第7のPMOSトランジスタのドレイン端子は前記第2のビット線に接続される、請求項20に記載のアレイ構造体。
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