JPH04352362A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH04352362A JPH04352362A JP3155821A JP15582191A JPH04352362A JP H04352362 A JPH04352362 A JP H04352362A JP 3155821 A JP3155821 A JP 3155821A JP 15582191 A JP15582191 A JP 15582191A JP H04352362 A JPH04352362 A JP H04352362A
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- memory cell
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 77
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 4
- LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N ac1ldcw0 Chemical compound Cl.C1CN(C)CCN1C1=C(F)C=C2C(=O)C(C(O)=O)=CN3CCSC1=C32 LPQOADBMXVRBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
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- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
- G11C16/0466—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells with charge storage in an insulating layer, e.g. metal-nitride-oxide-silicon [MNOS], silicon-oxide-nitride-oxide-silicon [SONOS]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はMNOSやMONOS等
の如きトラップ型の不揮発性メモリをマトリクス状に配
した半導体装置に関するものである。
の如きトラップ型の不揮発性メモリをマトリクス状に配
した半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような半導体装置では基板(
ウエル)は全メモリセルについて共通であり、1つのメ
モリトランジスタのゲ−トを選択すると、そのラインに
つながっている他のメモリトランジスタが全て選択され
てしまう。よって、非選択のメモリトランジスタに対し
ては書き込みを禁止するためビット線に電圧を印加する
ようにしており、そのビット線の電流の漏洩を防ぐため
メモリトランジスタとは別に選択用トランジスタを設け
ていた。
ウエル)は全メモリセルについて共通であり、1つのメ
モリトランジスタのゲ−トを選択すると、そのラインに
つながっている他のメモリトランジスタが全て選択され
てしまう。よって、非選択のメモリトランジスタに対し
ては書き込みを禁止するためビット線に電圧を印加する
ようにしており、そのビット線の電流の漏洩を防ぐため
メモリトランジスタとは別に選択用トランジスタを設け
ていた。
【0003】図5、図6は斯る従来の半導体装置の回路
構成を示している。図5は特開昭62−45182号に
開示されているものと同じであり、図6は特開昭59−
211281号に開示されているものと同じである。図
5において、30はウエルであり、メモリセルM1,M
2,M3,M4・・・・・全てに対し共通となっている
。各メモリセルにはメモリトランジスタQm以外に選択
用トランジスタQsが設けられている。図6においても
、31、32で示している部分が全てのメモリM1〜M
3につながっている如くウエルは共通であり、各メモリ
セルにはメモリトランジスタ33と選択用トランジスタ
34が設けられている。
構成を示している。図5は特開昭62−45182号に
開示されているものと同じであり、図6は特開昭59−
211281号に開示されているものと同じである。図
5において、30はウエルであり、メモリセルM1,M
2,M3,M4・・・・・全てに対し共通となっている
。各メモリセルにはメモリトランジスタQm以外に選択
用トランジスタQsが設けられている。図6においても
、31、32で示している部分が全てのメモリM1〜M
3につながっている如くウエルは共通であり、各メモリ
セルにはメモリトランジスタ33と選択用トランジスタ
34が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のメ
モリ・マトリクスの半導体装置では各メモリセルにメモ
リトランジスタとは別に選択トランジスタを必要として
いるので、その分、各メモリセルは大きくなり、従って
半導体装置全体が大型化していた。しかも選択用トラン
ジスタに対する配線を施したり、電圧を与えたりするの
で、構成が複雑であった。本発明はこのような点に鑑み
なされたものであって、選択用トランジスタを不要とし
た簡単な構成の半導体装置を提供することを目的とする
。
モリ・マトリクスの半導体装置では各メモリセルにメモ
リトランジスタとは別に選択トランジスタを必要として
いるので、その分、各メモリセルは大きくなり、従って
半導体装置全体が大型化していた。しかも選択用トラン
ジスタに対する配線を施したり、電圧を与えたりするの
で、構成が複雑であった。本発明はこのような点に鑑み
なされたものであって、選択用トランジスタを不要とし
た簡単な構成の半導体装置を提供することを目的とする
。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、トラップ型のメモリセルをマトリクス状
に配してなる半導体装置において、メモリトランジスタ
が一列に並ぶようにウエルを分離する手段と、分離され
た各ウエルごとに電圧を印加する第1の電圧印加手段と
、分離された各ウエルの同一行のメモリトランジスタの
ゲ−ト電極を結ぶ複数の配線と、前記複数の配線に対し
各配線ごとに電圧を印加する第2の電圧印加手段と、を
備え、情報の書き込みを前記第1、第2の電圧印加手段
によって行ない得るようにしている。
め本発明では、トラップ型のメモリセルをマトリクス状
に配してなる半導体装置において、メモリトランジスタ
が一列に並ぶようにウエルを分離する手段と、分離され
た各ウエルごとに電圧を印加する第1の電圧印加手段と
、分離された各ウエルの同一行のメモリトランジスタの
ゲ−ト電極を結ぶ複数の配線と、前記複数の配線に対し
各配線ごとに電圧を印加する第2の電圧印加手段と、を
備え、情報の書き込みを前記第1、第2の電圧印加手段
によって行ない得るようにしている。
【0006】また、本発明の半導体装置では、情報の書
き込み時に情報の書き込みを行なうべく選択されたメモ
リトランジスタを有するウエルには接地電位又は低電圧
を印加するとともに該選択されたメモリトランジスタの
ゲ−ト電極にはプログラム電圧VPPを印加し、前記メ
モリトランジスタとウエルを共通にする情報の書き込み
を行なわない非選択のメモリトランジスタのゲ−ト電極
には情報の書き込みが行なわれない範囲内の高い電圧V
WPを印加し、前記選択されたメモリトランジスタと上
記配線の1つを共通にする非選択のメモリトランジスタ
のウエルには(VPP−VWP)以上の電圧を印加する
ようにしている。
き込み時に情報の書き込みを行なうべく選択されたメモ
リトランジスタを有するウエルには接地電位又は低電圧
を印加するとともに該選択されたメモリトランジスタの
ゲ−ト電極にはプログラム電圧VPPを印加し、前記メ
モリトランジスタとウエルを共通にする情報の書き込み
を行なわない非選択のメモリトランジスタのゲ−ト電極
には情報の書き込みが行なわれない範囲内の高い電圧V
WPを印加し、前記選択されたメモリトランジスタと上
記配線の1つを共通にする非選択のメモリトランジスタ
のウエルには(VPP−VWP)以上の電圧を印加する
ようにしている。
【0007】
【作用】このような構成によると、メモリセルはゲ−ト
の配線とウエルのマトリクスから選択されるので、書き
込みや消去を各メモリセルごとに行なうことができる。 また、選択用のトランジスタが存しないので、各メモリ
セルが縮小されるとともに配線数も少なくなる。
の配線とウエルのマトリクスから選択されるので、書き
込みや消去を各メモリセルごとに行なうことができる。 また、選択用のトランジスタが存しないので、各メモリ
セルが縮小されるとともに配線数も少なくなる。
【0008】
【実施例】本発明を実施した図1において、W1〜W4
は互いに分離されたウエルであり、各メモリセルはメモ
リトランジスタT11〜T44のみで構成されており、
従来例で用いられていたような選択用トランジスタは存
在しない。各ウエルW1〜W4にはメモリトランジスタ
がY方向に並んでいる。Y1〜Y4はウエルW1〜W4
に関しX方向に並んだメモリトランジスタのゲ−ト電極
に共通なゲ−ト制御配線である。1は書き込み時に前記
ウエルW1、W2、W3、W4ごとに電圧を与える書き
込み用のX・デコ−ダであり、2は書き込み時及び読み
出し時にゲ−ト制御配線Y1、Y2、Y3、Y4ごとに
電圧を与えるY・デコ−ダである。また、3は読み出し
時にウエルW1、W2、W3、W4ごとに電圧を与える
読み出し用のX・デコ−ダである。
は互いに分離されたウエルであり、各メモリセルはメモ
リトランジスタT11〜T44のみで構成されており、
従来例で用いられていたような選択用トランジスタは存
在しない。各ウエルW1〜W4にはメモリトランジスタ
がY方向に並んでいる。Y1〜Y4はウエルW1〜W4
に関しX方向に並んだメモリトランジスタのゲ−ト電極
に共通なゲ−ト制御配線である。1は書き込み時に前記
ウエルW1、W2、W3、W4ごとに電圧を与える書き
込み用のX・デコ−ダであり、2は書き込み時及び読み
出し時にゲ−ト制御配線Y1、Y2、Y3、Y4ごとに
電圧を与えるY・デコ−ダである。また、3は読み出し
時にウエルW1、W2、W3、W4ごとに電圧を与える
読み出し用のX・デコ−ダである。
【0009】D1〜D4はドレイン用の配線であり、S
は全メモリトランジスタに共通に接続されたソ−ス用の
配線である。このように本実施例では配線Y1〜Y4と
ウエルW1〜W4は互いに直交しメモリ・マトリクスを
構成している。
は全メモリトランジスタに共通に接続されたソ−ス用の
配線である。このように本実施例では配線Y1〜Y4と
ウエルW1〜W4は互いに直交しメモリ・マトリクスを
構成している。
【0010】図2、図3は前記ウエルW1〜W4を互い
に分離する構造例を示しており、図2はn型の半導体基
板11の上部に形成されたPウエル層を酸化膜よりなる
トレンチ12a〜12cで分離した場合を示している。 ここで、13はウエル内に形成されたソ−ス領域、14
はドレイン領域であり、15はゲ−ト電極、16はSi
O2の酸化膜、17はSiNの窒化膜である。一方、図
3は図2のトレンチ12a〜12cの代わりにn型の基
板11に独立に形成した各PウエルW1〜W4と基板1
1とのPN接合を逆バイアスすることによりウエルW1
〜W4を分離しており、上方にはフィ−ルド酸化膜18
a〜18eが図示の如く設けられている。他の部分は図
2と同一である。
に分離する構造例を示しており、図2はn型の半導体基
板11の上部に形成されたPウエル層を酸化膜よりなる
トレンチ12a〜12cで分離した場合を示している。 ここで、13はウエル内に形成されたソ−ス領域、14
はドレイン領域であり、15はゲ−ト電極、16はSi
O2の酸化膜、17はSiNの窒化膜である。一方、図
3は図2のトレンチ12a〜12cの代わりにn型の基
板11に独立に形成した各PウエルW1〜W4と基板1
1とのPN接合を逆バイアスすることによりウエルW1
〜W4を分離しており、上方にはフィ−ルド酸化膜18
a〜18eが図示の如く設けられている。他の部分は図
2と同一である。
【0011】次に図示の半導体装置の書き込みにおける
各メモリトランジスタT11〜T44に対する印加電圧
動作について図4を参照しながら説明する。今、メモリ
セル5に書き込みを行なうものとする。この場合、まず
ウエルW2に接地電位(又は低電圧)を与え、ゲ−ト制
御配線Y2に図4に示すようなプログラム電圧VPPを
印加する。すると、メモリセル5のメモリトランジスタ
T22のゲ−ト電極とウエルW2間には高電界が発生し
電子が基板11から注入され窒化膜17にトラップされ
る。これにより、メモリセル5に対する書き込み状態が
実現される。
各メモリトランジスタT11〜T44に対する印加電圧
動作について図4を参照しながら説明する。今、メモリ
セル5に書き込みを行なうものとする。この場合、まず
ウエルW2に接地電位(又は低電圧)を与え、ゲ−ト制
御配線Y2に図4に示すようなプログラム電圧VPPを
印加する。すると、メモリセル5のメモリトランジスタ
T22のゲ−ト電極とウエルW2間には高電界が発生し
電子が基板11から注入され窒化膜17にトラップされ
る。これにより、メモリセル5に対する書き込み状態が
実現される。
【0012】非選択のメモリセル、例えば選択されたメ
モリセル5とウエルW2を共通にするメモリセル8のゲ
−ト電極にはゲ−ト制御配線Y1を介して図4に示す電
圧VWPをかける。この電圧VWPは書き込みが起こら
ない範囲の最大の電圧であるが、必ずしもその値に選ぶ
必要はなく、VWPよりやや低い電圧であってもよい。 いずれにしても、この電圧VWPではメモリセル8のメ
モリトランジスタT12のゲ−ト電極とウエルW2間に
生じる電界は弱く、電子の注入は生じない。従って、電
子のトラップもないので、記憶状態は生じない。
モリセル5とウエルW2を共通にするメモリセル8のゲ
−ト電極にはゲ−ト制御配線Y1を介して図4に示す電
圧VWPをかける。この電圧VWPは書き込みが起こら
ない範囲の最大の電圧であるが、必ずしもその値に選ぶ
必要はなく、VWPよりやや低い電圧であってもよい。 いずれにしても、この電圧VWPではメモリセル8のメ
モリトランジスタT12のゲ−ト電極とウエルW2間に
生じる電界は弱く、電子の注入は生じない。従って、電
子のトラップもないので、記憶状態は生じない。
【0013】次にメモリセル10のように前記選択メモ
リセル5とウエルは異にするがゲ−ト制御配線Y2を共
通にする非選択のメモリセルはゲ−ト電極とウエル間の
電位差(VPP−X)がVPP−X≦VWPなる電圧X
,即ちX≧VPP−VWPなる電圧をかけておく。
リセル5とウエルは異にするがゲ−ト制御配線Y2を共
通にする非選択のメモリセルはゲ−ト電極とウエル間の
電位差(VPP−X)がVPP−X≦VWPなる電圧X
,即ちX≧VPP−VWPなる電圧をかけておく。
【0014】このようにすると、選択されたメモリセル
5とウエルもゲ−ト制御配線も共通にしない他の非選択
のメモリセル9等に対して、 VWP−(VPP−VWP)=(2VWP−VPP)な
る電位差がかかるが、これが−VWN〜VWPの範囲に
あれば、書き込み、消去のいずれにおいても誤動作は生
じない。尚、図4によれば(2VWP−VPP)はほぼ
0Vになる。以上の書き込み動作において各メモリセル
のメモリトランジスタのソ−ス領域・ドレイン領域には
電圧を印加する必要がなく、オ−プン状態のままでよい
。
5とウエルもゲ−ト制御配線も共通にしない他の非選択
のメモリセル9等に対して、 VWP−(VPP−VWP)=(2VWP−VPP)な
る電位差がかかるが、これが−VWN〜VWPの範囲に
あれば、書き込み、消去のいずれにおいても誤動作は生
じない。尚、図4によれば(2VWP−VPP)はほぼ
0Vになる。以上の書き込み動作において各メモリセル
のメモリトランジスタのソ−ス領域・ドレイン領域には
電圧を印加する必要がなく、オ−プン状態のままでよい
。
【0015】以上において、主として書き込み動作につ
いて述べたが、消去の場合も同様にゲ−ト制御配線とウ
エルの電圧を選ぶことでメモリセルの完全な選択と非選
択が行なえる。
いて述べたが、消去の場合も同様にゲ−ト制御配線とウ
エルの電圧を選ぶことでメモリセルの完全な選択と非選
択が行なえる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
モリセルはゲ−トの配線とウエルのマトリクスから選択
されるので、書き込みや消去を各メモリセルごとに行な
うことができる。また、選択用のトランジスタが存しな
いので、各メモリセルが縮小されるとともに配線数も少
なくなるという効果があり、本発明は極めて有用である
。
モリセルはゲ−トの配線とウエルのマトリクスから選択
されるので、書き込みや消去を各メモリセルごとに行な
うことができる。また、選択用のトランジスタが存しな
いので、各メモリセルが縮小されるとともに配線数も少
なくなるという効果があり、本発明は極めて有用である
。
【図1】 本発明を実施した半導体装置の回路結線図
。
。
【図2】 そのウエルを複数に分割する構造例を示す
図。
図。
【図3】 同じくウエルを複数に分割する他の構造例
を示す図。
を示す図。
【図4】 メモリトランジスタのゲ−トとウエルに印
加する電圧関係を説明するための図。
加する電圧関係を説明するための図。
【図5】 従来例の回路結線図。
【図6】 他の従来例の回路結線図。
W1〜W4 ウエル
Y1〜Y4 ゲ−ト制御配線
T11〜T44 メモリトランジスタ11 半導体
基板 12a〜12c トレンチ 13 ソ−ス領域 14 ドレイン領域 15 ゲ−ト電極 16 酸化膜 17 窒化膜 18a〜18e フィ−ルド酸化膜
基板 12a〜12c トレンチ 13 ソ−ス領域 14 ドレイン領域 15 ゲ−ト電極 16 酸化膜 17 窒化膜 18a〜18e フィ−ルド酸化膜
Claims (3)
- 【請求項1】トラップ型のメモリセルをマトリクス状に
配してなる半導体装置において、メモリトランジスタが
一列に並ぶようにウエルを分離する手段と、分離された
各ウエルごとに電圧を印加する第1の電圧印加手段と、
分離された各ウエルの同一行のメモリトランジスタのゲ
−ト電極を結ぶ複数の配線と、前記複数の配線に対し各
配線ごとに電圧を印加する第2の電圧印加手段と、を備
え、情報の書き込みを前記第1、第2の電圧印加手段に
よって行ない得るようにしたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】情報の消去も前記第1、第2電圧印加手段
によって行なうようにしたことを特徴とする請求項1に
記載の半導体装置。 - 【請求項3】情報の書き込み時に情報の書き込みを行な
うべく選択されたメモリトランジスタを有するウエルに
は接地電位又は低電圧を印加するとともに該選択された
メモリトランジスタのゲ−ト電極にはプログラム電圧V
PPを印加し、前記メモリトランジスタとウエルを共通
にする情報の書き込みを行なわない非選択のメモリトラ
ンジスタのゲ−ト電極には情報の書き込みが行なわれな
い範囲内の高い電圧VWPを印加し、前記選択されたメ
モリトランジスタと上記配線の1つを共通にする非選択
のメモリトランジスタのウエルには(VPP−VWP)
以上の電圧を印加するようにしたことを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15582191A JP2655765B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
US07/813,136 US5343423A (en) | 1991-05-29 | 1991-12-23 | FET memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15582191A JP2655765B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04352362A true JPH04352362A (ja) | 1992-12-07 |
JP2655765B2 JP2655765B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=15614226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15582191A Expired - Fee Related JP2655765B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5343423A (ja) |
JP (1) | JP2655765B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6657893B2 (en) | 1997-12-10 | 2003-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Nonvolatile semiconductor memory device and method for driving the same |
US6952075B2 (en) | 2001-03-29 | 2005-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold cathode and cold cathode discharge device |
JP2005537649A (ja) * | 2002-08-29 | 2005-12-08 | マイクロン・テクノロジー・インコーポレイテッド | 非コンタクト形態のトンネル分離pウェルを有する不揮発性メモリアレイの構造、製造方法及び操作方法 |
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DE19652547C2 (de) | 1996-12-17 | 2002-04-25 | Infineon Technologies Ag | Speicherzellenanordnung mit Grabenstruktur und einem Gatedielektrikum, das ein Material mit Ladungsträger-Haftstellen enthält, und Verfahren zu deren Herstellung |
EP1068645B1 (de) * | 1998-03-24 | 2014-05-07 | Infineon Technologies AG | Speicherzellenanordnung und verfahren zu ihrer herstellung |
US6107896A (en) * | 1998-05-01 | 2000-08-22 | Berg Technology, Inc. | Linear attenuation equalizer and method for designing same |
US6300183B1 (en) * | 1999-03-19 | 2001-10-09 | Microchip Technology Incorporated | Independently programmable memory segments within a PMOS electrically erasable programmable read only memory array achieved by N-well separation and method therefor |
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JPH03209766A (ja) * | 1989-11-21 | 1991-09-12 | Texas Instr Inc <Ti> | 不揮発性メモリ及びその製造方法 |
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