JP5250182B2 - 不揮発性メモリ装置およびその駆動方法 - Google Patents
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(1)表面部に二つの不純物拡散層である第1拡散層と第2拡散層とが配置された半導体基板と、第1拡散層と第2拡散層との間の領域に配置される二つの電荷蓄積層であって前記半導体基板と第1絶縁膜を介して配置される第1の電荷蓄積層および第2絶縁膜を介して配置される第2の電荷蓄積層と、第1の電荷蓄積層に隣接して配置され第1の電荷蓄積層の電位を制御し得る第1の制御ゲート電極と、第2の電荷蓄積層に隣接して配置され第2の電荷蓄積層の電位を制御し得る第2の制御ゲート電極と、第1の制御ゲート電極と第2の制御ゲート電極とに隣接して配置され前記半導体基板と第3絶縁膜を介して配置される補助ゲート電極とを単位とし第1の電荷蓄積層側と第2の電荷蓄積層側の二つのメモリセルを有するメモリセル対を1以上直列に配置してなることを特徴とする直列配置メモリ装置を提供する。
(2)前記(1)の記載のメモリ装置を複数含んでなり、前記メモリ装置の各メモリセルがX方向に直列に配置され、前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの第1の制御ゲート電極が互いに接続された共通第1制御ゲート線と、前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの第2の制御ゲート電極が互いに接続された共通第2制御ゲート線と、前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの補助ゲート電極が互いに接続された共通補助ゲート線とを有することを特徴とするマトリックス配置メモリ装置を提供する。
(3)直列配置メモリ装置の複数個と、各直列配置メモリ装置の第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に対応して配置される選択トランジスタであって選択ゲートを有する選択トランジスタと、前記第2拡散層側の端のメモリセル対の各第2拡散層に、対応する選択トランジスタを介して接続されるひとつのビット線と、各直列配置メモリ装置の第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層を互いに接続するソース線と各直列配置メモリ装置の対応する補助ゲートがそれぞれ接続される1以上の共通補助ゲート線と、各直列配置メモリ装置の対応する制御ゲートがそれぞれ接続される1以上の共通制御ゲート線とを備える直列配置メモリユニットを単位として構成されるマトリックス配置メモリ装置を提供する。
(4)直列配置メモリ装置の複数個と、各直列配置メモリ装置の第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層を互いに接続するひとつのビット線と、各直列配置メモリ装置の第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に対応してそれぞれ接続される複数のソース線と、各直列配置メモリ装置のひとつの補助ゲートが互いに接続される1以上の共通補助ゲート線と、各直列配置メモリ装置のひとつの制御ゲートが互いに接続される1以上の共通制御ゲート線とを備える直列配置メモリユニットを単位として構成されるマトリックス配置メモリ装置を提供する。
(5)前記(1)のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の選択メモリセルの読み出し方法であって、第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層をソースとし、第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層にソースへチャネル電流を流し得る電圧を印加してドレインとし、各補助ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、非選択メモリセルの制御ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように閾値電圧よりも高い電圧を印加し、選択メモリセルの制御ゲート電極に選択メモリセルの電荷蓄積層の電荷に応じてチャネル電流を制御し得る電圧を印加する方法を提供する。
ここで、選択メモリセルとは、読み出の対象とする一つのメモリセルであって、直列配置メモリ装置中の一つのメモリセル対の第1拡散層側のメモリセルもしくは第2拡散層側の一方のメモリセルである。当該メモリセルを構成する電荷蓄積層と制御ゲートと補助ゲートからなる。前記補助ゲートは、同一メモリセル対の他方のメモリセルと共有するものである。
(6)前記(1)のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第1拡散層側に配置された選択メモリセルに書き込みを行う方法であって、第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層をソースとし、第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に書き込み電圧を印加してドレインとし、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、選択メモリセルの制御ゲート電極に、選択メモリセルの電荷蓄積層に電荷を注入する電圧を印加し、選択メモリセルの補助ゲート電極に閾値電圧程度の電圧を印加する方法を提供する。
(7)前記(1)のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第2拡散層側に配置された選択メモリセルに書き込みを行う方法であって、第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層をソースとし、第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に書き込み電圧を印加してドレインとし、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、選択メモリセルの制御ゲート電極に、選択メモリセルの電荷蓄積層に電荷を注入する電圧を印加し、選択メモリセルの補助ゲート電極に閾値電圧程度の電圧を印加する方法を提供する。
(8)前記(1)のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中のメモリセルを一括消去する消去方法であって、各制御ゲート電極に対して正の電圧を前記半導体基板に印加して各電荷蓄積層から前記半導体基板へ電子を引き抜く方法を提供する。
さらに、互いに隣接する前記メモリセル対が、前記不純物拡散層を共有してもよい。前記不純物拡散層を共有することで、さらに単位メモリセルあたりの面積を小さくすることができる。
また、第1の電荷蓄積層が第6絶縁膜を介して前記補助ゲート電極と隣接し、第2の電荷蓄積層が第7絶縁膜を介して前記補助ゲート電極と隣接してもよい。
さらに、第1の制御ゲート電極が、第1の電荷蓄積層の上方に隣接して配置され、第2の制御ゲート電極が第2の電荷蓄積層の上方に隣接して配置されてもよい。
ここで、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に同一の電圧を印加してもよい。あるいは、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に異なる電圧を印加してもよい。いずれの場合であっても、ソースもしくはドレインを延長する電圧であればよい。
また、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に同一の電圧を印加してもよい。あるいは、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に異なる電圧を印加してもよい。いずれの場合であっても、ソースもしくはドレインを延長する電圧であればよい。
また、前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各制御ゲート電極の印加電圧より低い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各制御ゲート電極に印加してもよい。
また、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極において、前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各補助ゲート電極の印加電圧より低い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各補助ゲート電極に印加してもよい。
ここで、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に同一の電圧を印加してもよい。あるいは、非選択メモリセルの各制御ゲート電極に異なる電圧を印加してもよい。いずれの場合であっても、ソースもしくはドレインを延長する電圧であればよい。
また、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に同一の電圧を印加してもよい。あるいは、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に異なる電圧を印加してもよい。いずれの場合であっても、ソースもしくはドレインを延長する電圧であればよい。
さらにまた、前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各制御ゲート電極の印加電圧より高い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各制御ゲート電極に印加してもよい。
また、非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極において、前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各補助ゲート電極の印加電圧より高い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各補助ゲート電極に印加してもよい。
前記(8)の消去方法において、各制御ゲート電極を接地してもよい。あるいは、各制御ゲート電極に負のバイアス電圧を印加してもよい。または、各制御ゲート電極に正のバイアス電圧を印加してもよい。
さらに、補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加してもよい。このようにすれば、さらに効率的に電子を引く抜くことができる。
前記の消去方法において、選択メモリセルの補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加してもよい。このようにすれば、書き込み効率をさらに高くすることができる。
前記の消去方法において、選択メモリセルの補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加してもよい。このようにすれば、書き込み効率をさらに高くすることができる。
図1は、本発明の直列配置メモリ装置(直列メモリアレイ)の模式的な断面構造の一例を示す説明図である。本発明の直列メモリアレイの構成例のうち、最も単純な構成例は、図1(a)に示すように、2個のメモリセルが直列接続された場合である。まず、図1(a)に基づいて直列メモリアレイの構成を説明する。図1(a)に示す直列メモリアレイ10は、半導体基板1の表面部に第1拡散層9と第2拡散層11とが形成され、前記第1拡散層9と第2拡散層11との間の半導体基板上に第1電荷蓄積層3a、第2電荷蓄積層3b、第1電荷蓄積層3aの電位を制御する第1制御ゲート電極(CG1)5a、第2制御ゲート電極(CG2)5b、補助ゲート電極(AG)7が配置されている。補助ゲート電極は、第1制御ゲート電極5aと第2制御ゲート電極5bとに隣接して配置されている。前述の各部によって、この発明に係るメモリセル対(スプリット・ゲートセル)が構成されている。このうち、第1拡散層側に配置された第1電荷蓄積層3a、第1制御ゲート5aと補助ゲート電極7が一つのメモリセルC1を構成し、第2拡散層側に配置された第2電荷蓄積層3b、第2制御ゲート5bと補助ゲート電極7が一つのメモリセルC2を構成する。補助ゲート電極7は、前記の二つのメモリセルで共有されている。また、前記の二つのメモリセルは、そのいずれか一方がソース、他方がドレインとして機能する第1拡散層9と第2拡散層11とを共有する。このように、一対のソース・ドレイン間に複数個のメモリセルを配置して構成される直列メモリアレイは、その補助ゲート電極7を制御ゲート電極間のスペースに形成することができるので、補助ゲートの形成によるセル面積の増加がない。
図2は、本発明の直列メモリアレイ中の選択メモリセルの読み出しを行う場合の駆動方法を示す説明図である。なお、以下の説明における電圧の値は一例であって、それらの値に限定されるものではない。図2(a)は、図1(b)の直列メモリアレイに対応し、DL1が第1拡散層9に、CG1が第1制御ゲート電極5aに、AG1が補助ゲート電極7aに、CG2が第2制御ゲート電極5bにそれぞれ対応する。図2(b)は、図1(c)の直列メモリアレイに対応し、DL1が単独メモリセルM1の拡散層9に、AG1が単独メモリセルM1の補助ゲート7aに、CG1が単独メモリセルM1の制御ゲート5aに、CG4が単独メモリセルM2の制御ゲート5nに、AG3が単独メモリセルM2の補助ゲート7nに、DL2が単独メモリセルM2の拡散層11にそれぞれ対応する。図2(b)、(c)のいずれについても、直列メモリアレイ中の選択セルC2(制御ゲートCG2を有するメモリセル)を読み出す場合を例示している。例示に基づく他のメモリセルへの適用は当業者にとって容易である。
前述の実施形態においては、非選択メモリセルの制御ゲート電極CG1,CG3,CG4には同一の電圧(第3電圧)を印加しているが、異なる電圧を印加してもよい。ソースもしくはドレインを延長するような電圧であれば、同一の電圧に限定されるものではない。
図2(b)についても、対応する各部への印加電圧は同じである。なお、図1(d)のメモリセルへの読み出し方法への適用は、図2(b)、(c)から容易である。
図3は、本発明の直列メモリアレイ中の選択メモリセルへ書き込みを行う場合の駆動方法を示す説明図である。図3(a)は、図1(b)の直列メモリアレイに対応し、両端に単独メモリセルを有さない形態である。図3(b)は、図1(c)の直列メモリアレイに対応し、両端に単独メモリセルを有する形態である。図3(b)、(c)のいずれについても、直列メモリアレイ中の選択セルC1へ書き込みを行う場合と、C2へ書き込みを行う場合とを例示している。例示に基づく他のメモリセルへの適用は容易である。
図3(b)で、まず、選択セルがスプリット・ゲートセルのうち第1拡散層側のメモリセルである場合の代表例として、セルC2へ書き込みを行う場合について説明する。この場合、第1拡散層9に書き込み電圧(第5電圧)として4.5Vを印加し、第2拡散層11を接地する。そして、非選択メモリセルの制御ゲートCG1,CG3、CG4に第6電圧としてしきい値より十分大きな12Vの電圧を印加し、非選択メモリセル間で共有される補助ゲート電極AG1、AG3に第7電圧として8Vの電圧を印加してソースとしての第1拡散層DL1およびドレインとしての第2拡散層DL2の延長としてはたらくようにする。一方、選択セルC1の制御ゲート電極CG1に電荷を注入する第8電圧として12Vの電圧を印加し、選択セルC1に隣接する補助ゲートAG2には、第9電圧としてしきい値程度の1Vの電圧を印加する。これによって、補助ゲートAG2と制御ゲートCG2との間のチャネル領域に高電圧が発生し、高い注入効率でセルC2への書き込みをおこなうことができる。
図4は、本発明の直列メモリアレイ中のメモリセルを一括消去する場合の駆動方法の一例を示す説明図である。図4(a)、(b)に示すように、メモリセルを一括消去するためには、半導体基板1に20Vの高電圧を印加し、全ての制御ゲートCG1〜CG4、補助ゲートAG1〜AG2を接地する。これによって、電荷蓄積層3a、3b、3c、3dより半導体基板1へ電子を引き抜き、各メモリセルのしきい値を下げることができる。
そのほか、選択セルC2を消去する場合、C1とC2を同時に消去する場合の駆動条件を図6に示す。
図3に示す書き込み方法によってメモリセルへの書き込みを順次行うことができる。このとき、第1拡散層9側のメモリセルより順番に書き込みをおこなえばしよい。例えば、図3(a)の直列メモリアレイに対して、メモリセルC1、C2、C3、C4の順に書き込み、また書き込み後のベリファイ読み出しも前記のように第1拡散層9側のメモリセルから順次おこなうことによって、書き込み対象のセルに対して第1拡散層9側にある隣接セルの影響を抑制することができる。従って、書き込み後のしきい値のばらつきを抑制することができる。
図7〜図9は、この発明の前記直列メモリアレイを複数個含んでなるマトリックス配置メモリ装置(XYメモリアレイ)の構成と、そのXYメモリアレイの構造及びXYメモリアレイ内の選択メモリセルに書き込む場合の駆動条件を示す説明図である。図7に示すように、前記XYメモリアレイは、X方向及びY方向にマトリクス状に配列されるメモリからなり、X方向に前記直列メモリアレイがそれぞれ配列されている。また、Y方向には、各直列メモリアレイ内のメモリセルの制御ゲート電極および補助ゲート電極がそれぞれ共有接続されている。
また、セルC21へ書き込む場合、BL1に4.5Vの書き込み電圧を、SL2には誤書き込み防止のために2Vの電圧を印加し、SL1を接地する。
次に、この発明の直列メモリアレイからなるXYメモリアレイの製造方法の一例について説明する。
図10は、図1(a)の直列メモリアレイを例に、複数の前記直列メモリアレイをY−Y’方向に複数配列してなるXYメモリアレイの模式的な構造を示す平面図、X−X’、Y−Y’方向の各断面図である。図10(a)は平面図、図10(b)は図1(a)に対応する断面図であり制御ゲートCG1、CG2に直角なX−X’方向に配列される直列メモリアレイの断面図、図10(c)は、図10(a)で制御ゲートに沿うY−Y’方向の断面図である。
続いて、第2電極であるポリシリコンを堆積し、エッチバック技術により、制御ゲートCG1とCG2との間に補助ゲートAG7を埋め込む(図11(g))。
なお、前記の製造工程の説明においては、シリコン膣化膜3と半導体基板1の間あるいはシリコン膣化膜3と制御電極5の間に絶縁膜を形成しているが、異なる態様として、いずれか一方もしくは両方の絶縁膜を形成しない場合がある。
図13、10−2は、XYメモリアレイの製造工程の異なる例を示す製造工程図である。図13、10−2で、左側の列の各図面はX−X’断面を示し、右側の列の各図面はY−Y’断面を示す。
続いて、第2電極であるポリシリコンを堆積し、エッチバック技術により、制御ゲートCG1とCG2との間に補助ゲートAG7を埋め込む(図13(g))。
3,3a、3b、3c、3d、3n 電荷蓄積層
5、5a、5b、5c、5d、5n 制御ゲート電極
7、7a、7c、7e、7n 補助ゲート電極
9 第1拡散層
10 直列メモリアレイ
11 第2拡散層
13、13a、13c、13n 拡散層
21a、21b、21c トレンチ素子分離領域
22 第1ポリシリコン膜
23 第6絶縁膜
27、29、31 レジストパターン
109、113、129、133 ソース拡散層
111、131 ドレイン拡散層
115、135 ビット線
Claims (32)
- 表面部に二つの不純物拡散層である第1拡散層と第2拡散層とが配置された半導体基板と、
第1拡散層と第2拡散層との間の領域に配置される二つの電荷蓄積層であって前記半導体基板と第1絶縁膜を介して配置される第1の電荷蓄積層および第2絶縁膜を介して配置される第2の電荷蓄積層と、
第1の電荷蓄積層に隣接して配置され第1の電荷蓄積層の電位を制御し得る第1の制御ゲート電極と、
第2の電荷蓄積層に隣接して配置され第2の電荷蓄積層の電位を制御し得る第2の制御ゲート電極と、
第1の制御ゲート電極と第2の制御ゲート電極とに隣接して配置され前記半導体基板と第3絶縁膜を介して配置される補助ゲート電極とを単位とし
第1の電荷蓄積層側と第2の電荷蓄積層側の二つのメモリセルを有するメモリセル対を複数個直列に配置してなり、各メモリセル対の第1制御ゲート電極、第2制御ゲート電極および補助ゲート電極にそれぞれ異なる電圧を印加でき、かつ、直列接続された複数のメモリセル対のうち一のメモリセル対の補助ゲート電極に他のメモリセル対の補助ゲート電極と異なる電圧を印加できるように各第1制御ゲート電極、各第2制御ゲート電極および各補助ゲート電極が独立していることを特徴とする直列配置メモリ装置。 - 互いに隣接する前記メモリセル対が、前記不純物拡散層を共有する請求項1記載のメモリ装置。
- 第1の電荷蓄積層と第1の制御ゲート電極とが第4絶縁膜を介して隣接し、
第2の電荷蓄積層と第2の制御ゲート電極とが第5絶縁膜を介して隣接する請求項1記載のメモリ装置。 - 第1の電荷蓄積層が第6絶縁膜を介して前記補助ゲート電極と隣接し、第2の電荷蓄積層が第7絶縁膜を介して前記補助ゲート電極と隣接する請求項1記載のメモリ装置。
- 第1の制御ゲート電極が、第1の電荷蓄積層の上方に隣接して配置され、
第2の制御ゲート電極が第2の電荷蓄積層の上方に隣接して配置される請求項1記載のメモリ装置。 - 請求項1記載のメモリ装置に含まれるメモリセル対のうち一端のメモリセル対と共有する不純物拡散層と、
前記不純物拡散層と隣接する領域に前記半導体基板と第3絶縁膜を介して配置される第3の電荷蓄積層と、
第3の電荷蓄積層に隣接して配置され第3の電荷蓄積層の電位を制御し得る第3の制御ゲート電極と、
第3の制御ゲートに隣接して配置され前記半導体基板と第8絶縁膜を介して配置される補助ゲート電極とを含んでなる単独メモリセル
を前記メモリセル対の一端または両端に直列に配してなることを特徴とする直列配置メモリ装置。 - 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第1拡散層側に配置された選択メモリセルに書き込みを行う方法であって、
第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層をソースとし、
第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に書き込み電圧を印加してドレインとし、
非選択メモリセルの各制御ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
選択メモリセルの制御ゲート電極に、選択メモリセルの電荷蓄積層に電荷を注入する電圧を印加し、
選択メモリセルの補助ゲート電極に閾値電圧程度の電圧を印加する方法。 - 非選択メモリセルの各制御ゲート電極に同一の電圧を印加する請求項7記載の書き込み方法。
- 非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に同一の電圧を印加する請求項7記載の書き込み方法。
- 前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各制御ゲート電極の印加電圧より高い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各制御ゲート電極に印加する請求項7記載の書き込み方法。
- 非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極において、前記選択メモリセルよりも第2拡散層側の各補助ゲート電極の印加電圧より高い電圧を、前記選択メモリセルよりも第1拡散層側の各補助ゲート電極に印加する請求項7記載の書き込み方法。
- 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第2拡散層側に配置された選択メモリセルに書き込みを行う方法であって、
第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層をソースとし、
第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に書き込み電圧を印加してドレインとし、
非選択メモリセルの各制御ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
非選択メモリセル間で共有される各補助ゲート電極に前記ソースもしくは前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
選択メモリセルの制御ゲート電極に、選択メモリセルの電荷蓄積層に電荷を注入する電圧を印加し、
選択メモリセルの補助ゲート電極に閾値電圧程度の電圧を印加する方法。 - 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中のメモリセルを一括消去する消去方法であって、
各制御ゲート電極に対して正の電圧を前記半導体基板に印加して各電荷蓄積層から前記半導体基板へ電子を引き抜く方法。 - 各制御ゲート電極を接地する請求項13記載の消去方法。
- 各制御ゲート電極に負のバイアス電圧を印加する請求項13記載の消去方法。
- 各制御ゲート電極に正のバイアス電圧を印加する請求項13記載の消去方法。
- 各補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加する請求項13記載の消去方法。
- 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第1拡散層側の選択メモリセルを消去する消去方法であって、
第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に、選択メモリセルの電荷蓄積層から電子を引き抜くための電圧を印加してドレインとし、
選択メモリセルよりも前記ドレイン側の制御ゲート電極に前記ドレインを延長するように閾値電圧より高い電圧を印加し、
前記選択メモリセルより前記ドレイン側の補助ゲート電極に前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
選択メモリセルの制御ゲート電極に前記電荷蓄積層から前記半導体基板へ電子を引き抜く電圧を印加する方法。 - 選択メモリセルの補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加する請求項18記載の消去方法。
- 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の第2拡散層側の選択メモリセルを消去する消去方法であって、
第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に、選択メモリセルの電荷蓄積層から電子を引き抜くための電圧を印加してドレインとし、
選択メモリセルよりも前記ドレイン側のメモリセルの制御ゲート電極に前記ドレインを延長するように閾値電圧より高い電圧を印加し、
前記選択メモリセルより前記ドレイン側のメモリセルの補助ゲート電極に前記ドレインを延長するように電圧を印加し、
選択メモリセルの制御ゲート電極に前記電荷蓄積層から前記半導体基板へ電子を引き抜く電圧を印加する方法。 - 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対中の一方側の選択メモリセルを消去する消去方法であって、
前記メモリ装置の前記一方側の端の拡散層に選択メモリセルの電荷蓄積層へホールを供給するための電圧を印加し、
選択メモリセルよりも前記一方側の制御ゲート電極に前記一方側の端の拡散層の電位を延長するように閾値電圧より高い電圧を印加し、
選択メモリセルより前記一方側の補助ゲート電極に前記一方側の端の拡散層の電位を延長するように電圧を印加し、
選択メモリセルの制御ゲート電極に、当該メモリセルの前記電荷蓄積層へホールを注入する電圧を印加する方法。 - 選択メモリセルの補助ゲート電極を接地するか、あるいは負の電圧を印加する請求項21記載の消去方法。
- 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内に配置された前記メモリセル対のうち選択されたメモリセル対に含まれる第1拡散層側と第2拡散層側のメモリセルを一括消去する方法であって、
第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に、選択メモリセル対の第1拡散層側の電荷蓄積層から電子を引き抜くための第1電圧を印加し、
第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に、選択メモリセル対の第2拡散層側の電荷蓄積層から電子を引き抜くための第2電圧を印加し、
非選択メモリセル対の制御ゲート電極に、第1電圧が印加された第1拡散層もしくは第2電圧が印加された第2拡散層の電位を延長するように閾値電圧より高い電圧を印加し、
非選択メモリセル対の補助ゲート電極に、第1電圧が印加された前記第1拡散層もしくは電圧が印加された第2拡散層の電位を延長するように電圧を印加し、
選択メモリセル対の各制御ゲート電極に各電荷蓄積層の電荷を前記半導体基板へ引き抜く電圧を印加する方法。 - 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内の複数のメモリセル対の各メモリセルに順次書き込みとベリファイ読み出しを行う際に、
第1拡散層側のメモリセルから順番に書き込みあるいはベリファイ読み出しを行う方法。 - 請求項1〜6の何れか一つに記載のメモリ装置内の複数のメモリセル対の各メモリセルに順次消去とベリファイ読み出しを行う際に、
第1拡散層側のメモリセルから順番に消去あるいはベリファイ読み出しを行う方法。 - 請求項1または6に記載のメモリ装置を複数含んでなり、
前記メモリ装置の各メモリセルがX方向に直列に配置され、
前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの第1の制御ゲート電極が互いに接続された共通第1制御ゲート線と、
前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの第2の制御ゲート電極が互いに接続された共通第2制御ゲート線と、
前記X方向と異なるY方向において、互いに異なる前記メモリ装置に含まれるメモリセルの補助ゲート電極が互いに接続された共通補助ゲート線と
を有することを特徴とするマトリックス配置メモリ装置。 - 請求項1〜6のいずれか一つに記載の直列配置メモリ装置の複数個と、
各直列配置メモリ装置の第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層に対応して配置される選択トランジスタであって選択ゲートを有する選択トランジスタと、
前記第2拡散層側の端のメモリセル対の各第2拡散層に、対応する選択トランジスタを介して接続されるひとつのビット線と、
各直列配置メモリ装置の第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層を互いに接続するソース線と
各直列配置メモリ装置の対応する補助ゲート電極がそれぞれ接続される1以上の共通補助ゲート線と、
各直列配置メモリ装置の対応する制御ゲート電極がそれぞれ接続される1以上の共通制御ゲート線と
を備える直列配置メモリユニットを単位として構成されるマトリックス配置メモリ装置。 - 請求項27に記載のメモリ装置の直列配置メモリユニット中のメモリセル対の第2拡散層側にある選択メモリセルへ書き込みを行う際に、他の直列配置メモリ装置の非選択メモリセルへの書き込みを阻止する書き込み阻止方法であって、
前記ソース線を接地してソースとして機能させ、
選択メモリセルを含む直列配置メモリ装置に対応する選択トランジスタの選択ゲートに当該選択トランジスタをオンする接続電圧を印加してビット線と接続し、
前記ビット線に書き込み電圧を印加してドレインとして機能させて書き込みを行う際に、前記接続電圧が選択ゲートに印加された選択トランジスタを除く他の選択トランジスタの選択ゲートに当該選択トランジスタをオフする電圧を印加して非選択メモリセルへの書き込みを阻止する方法。 - 請求項27に記載のメモリ装置の直列配置メモリユニット中のメモリセル対の第1拡散層側にある選択メモリセルへ書き込みを行う際に、他の直列配置メモリ装置の非選択メモリセルへの書き込みを阻止する書き込み阻止方法であって、
選択メモリセルを含む直列配置メモリ装置に対応する選択トランジスタの選択ゲートに当該選択トランジスタをオンする電圧を印加してビット線と接続し、
前記ビット線を接地してソースとして機能させ、
前記ソース線に書き込み電圧を印加してドレインとして機能させて書き込みを行う際に、前記書き込み電圧が印加されたソース線以外のソース線を接地して非選択メモリセルへの書き込みを阻止する方法。 - 請求項1〜6のいずれか一つに記載の直列配置メモリ装置の複数個と、
各直列配置メモリ装置の第2拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第2拡散層を互いに接続するひとつのビット線と、
各直列配置メモリ装置の第1拡散層側の端に配置されたメモリセル対の第1拡散層に対応してそれぞれ接続される複数のソース線と、
各直列配置メモリ装置のひとつの補助ゲート電極が互いに接続される1以上の共通補助ゲート線と、
各直列配置メモリ装置のひとつの制御ゲート電極が互いに接続される1以上の共通制御ゲート線と
を備える直列配置メモリユニットを単位として構成されるマトリックス配置メモリ装置。 - 請求項30に記載のメモリ装置の直列配置メモリユニット中のメモリセル対の第2拡散層側にある選択メモリセルへ書き込みを行う際に、他の直列配置メモリ装置の非選択メモリセルへの書き込みを阻止する書き込み阻止方法であって、
選択メモリセルを含む直列配置メモリ装置の前記ソース線を接地してソースとし、
ビット線に書き込み電圧を印加してドレインとして書き込みを行う際に、
前記接地されたソース線以外のソース線にカウンターバイアスとしての電圧を印加して非選択メモリセルへの書き込みを阻止する方法。 - 請求項30に記載のメモリ装置の直列配置メモリユニット中のメモリセル対の第1拡散層側にある選択メモリセルへ書き込みを行う際に、他の直列配置メモリ装置の非選択メモリセルへの書き込みを阻止する書き込み阻止方法であって、
ビット線を接地してソースとし、
選択メモリセルを含む直列配置メモリ装置の前記ソース線に書き込み電圧を印加してドレインとして書き込みを行う際に、
前記書き込み電圧が印加されたソース線以外のソース線を接地して非選択メモリセルへの書き込みを阻止する方法。
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