JPH0571146B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0571146B2
JPH0571146B2 JP60235735A JP23573585A JPH0571146B2 JP H0571146 B2 JPH0571146 B2 JP H0571146B2 JP 60235735 A JP60235735 A JP 60235735A JP 23573585 A JP23573585 A JP 23573585A JP H0571146 B2 JPH0571146 B2 JP H0571146B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion
charge trapping
diffusion layer
channel region
insulating film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60235735A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6294987A (ja
Inventor
Yasutaka Yamaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP60235735A priority Critical patent/JPS6294987A/ja
Publication of JPS6294987A publication Critical patent/JPS6294987A/ja
Publication of JPH0571146B2 publication Critical patent/JPH0571146B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMIS電界効果型半導体装置及びその情
報の検出方法に関する。
〔従来の技術〕
電荷捕獲層としてフローテイングゲートを有す
る従来のEPROMのメモリトランジスタの一例の
平面図及びA−A′線断面図を第4図a,bに示
す。
第4図a,bにおいて、メモリトランジスタは
P型半導体基板1上に形成されたN型不純物層か
らなるソース2、ドレーン3と、第1のゲート絶
縁膜4と第2のゲート絶縁膜6の間に形成された
フローテイングゲート5と、その上部の第2のゲ
ート絶縁膜6上に形成された制御ゲート電極7と
により構成されており、フローテイングゲート5
に負の電荷を蓄積しているか否かによつて、デー
タの判別が行なわれる。
また一般的に、フローテイングゲート5に負の
電荷(電子)を蓄積することを書込みと称し、制
御ゲートデータ7とドレーン電極3に高電圧(一
般に10〜200)を印加し、チヤネル電流を流し、
ドレーン近傍で発生するホツトエレクトロンをフ
ローテイングゲートへ注入して行う。(以下この
注入をチヤネル注入と称する。)この時、制御ゲ
ート電極7からのしきい電圧は7〜15Vとなる。
一方、この蓄積された電子を紫外線により励起し
て放出することを消去と称し、これにより制御ゲ
ート電極7からのしきい電圧は1〜2Vとなる。
読出しは制御ゲート電極7に通常の電源電圧
(4〜6V)を印加した状態で電流が流れるか否か
をセンス増幅器で判別して行う。
従つて上述の如く、従来のメモリトランジスタ
には書込状態つまり、制御ゲート電極からのしき
い電圧が高い状態と、消去状態、つまり制御ゲー
ト電極からのしきい電圧が低い状態が存在してお
り、換言すると、1つのメモリトランジスタは1
ビツトの情報をもつていることになる。
次に、第5図に示した従来のEPROMの周辺回
路図を用いて書込み及び読出し動作について説明
する。
まず書込みではプログラム信号PGMによりセ
ンス増幅器20が切離され、書込回路10が動作
する。次にワード線の一本であるXnが選択され、
書込電圧VppがメモリトランジスタQ53又はQ54
の制御ゲート電極に印加される。更に選択線Yn
が指定されてセレクタトランジスタQ51が導通す
ると、書込回路10から書込電圧Vppがデイジツ
ト線Bnに印加され、上述した様に、メモリトラ
ンジスタQ53はチヤネル注入により書込まれる。
読出し動作では、プログラム信号PGMが入力
されず、書込回路10が切離されてセンス増幅器
20が動作する。次にXn,Ynによりメモリトラ
ンジスタQ53が選択され、この時Q53のしきい電
圧の高低がビツト線Bnに流れる電流によりセン
ス増幅器20で判別される。この様にメモリトラ
ンジスタQ53は電流を流すか否かで1ビツトの情
報を有している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来のEPROMのメモリトランジスタ
は1個につき1ビツトの情報しか有していない
為、大容量化を計るには必要なビツト数分のメモ
リトランジスタを増加させる必要がある。従つて
大容量EPROMは大きな面積となり、コストが高
く、歩留が低いという問題点があつた。又大きな
チツプ面積である事から紫外線照射用窓を、消去
特性を維持する為に大きくする必要があるが、こ
れにより、組立ケースの強度が低下し、信頼性上
からも大きな問題点を有していた。
本発明の第1の目的は従来の1/2のメモリトラ
ンジスタ数で同一容量の情報が得られ、チツプ面
積が小さく高歩留でかつ信頼性の高いMIS電界効
果型半導体装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は1個のメモリトランジス
タから2ビツトの情報を判別することのできる
MIS電界効果型半導体装置の情報の検出方法を提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1の発明のMIS電界効果型半導体装置は、一
導電型半導体基板上に形成された逆導電型の第1
及び第2の拡散層と、該第1及び第2の拡散層間
をチヤネル領域とし該チヤネル領域上と前記第1
及び第2の拡散層上に一部延在して形成されたゲ
ート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜中に形成され前記
第1の拡散層と実質的に重なりかつ前記第1の拡
散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角方向で
前記チヤネル領域を横切つて形成された第1の電
荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜中に形成され前記
第2の拡散層と実質的に重なりかつ前記第1の拡
散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角方向で
前記チヤネル領域を横切つて形成された第2の電
荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜上に形成されチヤ
ネル注入により書き込まれる前記第1及び第2の
電荷捕獲層と重なりを有して形成された制御ゲー
ト電極とを含んで構成される。
第2の発明のMIS電界効果型半導体装置の情報
の検出方法は、一導電型半導体基板上に形成され
た逆導電型の第1及び第2の拡散層と、該第1及
び第2の拡散層間をチヤネル領域とし該チヤネル
領域上と前記第1及び第2の拡散層上に一部延在
して形成されたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜
中に形成され前記第1の拡散層と実質的に重なり
かつ前記第1の拡散層から第2の拡散層へ向かう
方向と直角方向で前記チヤネル領域を横切つて形
成された第1の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜
中に形成され前記第2の拡散層と実質的に重なり
かつ前記第1の拡散層から第2の拡散層へ向かう
方向と直角方向で前記チヤネル領域を横切つて形
成された第2の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜
上に形成されチヤネル注入により書き込まれる前
記第1及び第2の電荷捕獲層と重なりを有して形
成された制御ゲート電極とを備えたMIS電界効果
型半導体装置の前記第1及び第2の拡散層をそれ
ぞれドレーン及びソースとして動作させて前記第
2の電荷捕獲層の電荷状態を判別し、次に前記第
1及び第2の拡散層をそれぞれソース及びドレー
ンとして動作させて前記第1の電荷捕獲層の電荷
状態を判別するものである。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
第1図a,bは本第1の発明のMIS電界効果型
半導体装置のメモリトランジスタの一例の平面図
及びB−B′線断面図である。
第1図a,bにおいて、メモリトランジスタは
P型半導体基板1上に形成されN型不純物が導入
された第1及び第2の拡散層11,12と、この
第1及び第2の拡散層11,12間をチヤネル領
域とし、このチヤネル領域上と前記第1及び第2
の拡散層11,12上に一部延在して形成された
ゲート絶縁膜14と、このゲート絶縁膜14中に
形成され第1及び第2の拡散層11,12とそれ
ぞれ実質的に重なりかつ前記第1の拡散層から第
2の拡散層へ向かう方向と直角方向で前記チヤネ
ル領域を横切つて形成された第1及び第2のフロ
ーテイングゲート15,16と、ゲート絶縁膜1
4上に形成され、第1及び第2のフローテイング
ゲート15,16と重なりを有して形成された制
御ゲート電極7とから構成されている。
このように構成されらメモリトランジスタは、
第1及び第2のフローテイングゲート15,16
に電子が注入されているか否かを、第1及び第2
の拡散層11,12をソース又はドレーンとして
動作して読出すことにより判別できるため、1つ
のメモリトランジスタ内に2ビツトの情報を蓄積
することができる。
次に、第2の発明のMIS電界効果型半導体装置
の情報の検出方法の一実施例の動作を第3図a〜
dに示したドレーンの電圧−電流(VD−ID)特性
図を用いて説明する。
第1図a,bに示した構造を有するEPROMの
メモリトランジスタにはVD−ID特性が第3図a〜
dに示されるような4つの状態が存在する。すな
わち、第1図の拡散層11をドレーンとし、第2
の拡散層12をソースとした場合で、第1,第2
のフローテイングゲート15,16共に電子が注
入されていない第3図aに示されるVD−ID特性を
持つ第1の状態、第1のフローテイングゲート1
5のみ電子が注入され第3図bに示されるVD−ID
特性を持つ第2の状態、第2のフローテイングゲ
ート16のみ電子が注入され第3図cに示される
VD−ID特性を持つ第3の状態及び第1,第2のフ
ローテイングゲート15,16に電子が注入され
第3図dに示されるVD−ID特性を持つ第4の状態
である。
まず第1の状態では、VD−ID特性は通常のMIS
電界効果トランジスタと同様に制御ゲート電極7
の電圧により作動する。次に第2の状態ではドレ
ーン側フローテイングゲート15に電子が注入さ
れており、ドレーン電圧をある程度高くすると、
ドレーン電流は流れる。すなわちセンス増幅器の
読み出し電圧を調節することによりドレーン電流
の流れたことを判別できる。更に第3の状態では
ソース側のフローテイングゲート16に電子が注
入されており、ドレーン電流は極めて低く押さえ
られる為ドレーン電流は流れないと判別される。
次に第4の状態では第1,第2のフローテイング
ゲート15,16に電子が注入される為ドレーン
電流は流れない。
つまり本実施例によるEPROMのメモリトラン
ジスタではソース側に電子が注入されると“オ
フ”として、又注入されていなければ“オン”と
判別されドレーン側のフローテイングゲートに電
子が注入されているか否かには関係がない。従つ
て、第1の拡散層11と第2の拡散層12のソー
ス、ドレーンとしての動作を逆転させることによ
り、1つのEPROMのメモリトランジスタを2つ
のEPROMのメモリトランジスタの如く動作をさ
せる事ができる。
本実施例のEPROMのメモリトランジスタへの
書込はアバランシエ注入で行う。つまり制御ゲー
ト電極7及び電子を注入する側のフローテイング
ゲートと重なりをもつドレーン電圧を上げる事に
よりドレーン近傍でアバランシエブレイクダウン
を発生させると電子がフローテイングゲートに注
入される。一方ソース側のフローテイングゲート
はアバランシエブレイクダウンの発生点から離れ
ており、又ソースとなる拡散層によつてその電位
が低くなつている為電子は注入されない。又中間
に制御ゲート電極7による反転層があり、これが
障壁となる。次に第1及び第2の拡散層をそれぞ
れソース及びドレーンとして動作させれば逆のフ
ローテイングゲートへの電子に注入ができる。
上記実施例のメモリトランジスタを使用した場
合のEPROMの周辺回路図を第2図に示す。ワー
ド線Xnによつてメモリトランジスタの制御ゲー
トを選択線Yn,Yo+1でメモリトランジスタのソ
ース、ドレーンの切換えを行う。書込時は書込回
路10が動作し、高電圧が印加されると共に、
Xn,Yn,Yo+1も高電圧系信号となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、フローテイング
ゲートを2つに分割した構造と、ソース、ドレー
ンを切換えて動作させることにより、1つの
EPROMのメモリトランジスタに2ビツトの情報
を蓄積しそれを検出することができる効果があ
る。従つて従来の装置にくらべ1/2のメモリトラ
ンジスタ数で同一容量の情報が得られ、チツプ面
積が小さく高歩留でかつ信頼性の高いMIS電界効
果型半導体装置及びその情報の検出方法が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bは本第1の発明のMIS電界効果型
半導体装置のメモリトランジスタの一例の平面図
及びB−B′線断面図、第2図は第1図a,bの
メモリトランジスタを用いた場合のEPROMの周
辺回路図、第3図a〜dは第1図a,bのメモリ
トランジスタのVD−ID特性図、第4図a,bは従
来のEPROMのメモリトランジスタの一例の平面
図及びA−A′線断面図、第5図は第4図a,b
のメモリトランジスタを用いた場合のEPROMの
周辺回路図である。 1……P型半導体基板、2……ソース、3……
ドレーン、4……第1のゲート絶縁膜、5……フ
ローテイングゲート、6……第2のゲート絶縁
膜、7……制御ゲート電極、10……書込回路、
11……第1の拡散層、12……第2の拡散層、
14……ゲート絶縁膜、15……第1のフローテ
イングゲート、16……第2のフローテイングゲ
ート、20……センス増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型半導体基板上に形成された逆導電型
    の第1及び第2の拡散層と、該第1及び第2の拡
    散層間をチヤネル領域とし該チヤネル領域上と前
    記第1及び第2の拡散層上に一部延在して形成さ
    れたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜中に形成さ
    れ前記第1の拡散層と実質的に重なりかつ前記第
    1の拡散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角
    方向で前記チヤネル領域を横切つて形成された第
    1の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜中に形成さ
    れ前記第2の拡散層と実質的に重なりかつ前記第
    1の拡散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角
    方向で前記チヤネル領域を横切つて形成された第
    2の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜上に形成さ
    れチヤネル注入により書き込まれる前記第1及び
    第2の電荷捕獲層と重なりを有して形成された制
    御ゲート電極とを含むことを特徴とするMIS電界
    効果型半導体装置。 2 一導電型半導体基板上に形成された逆導電型
    の第1及び第2の拡散層と、該第1及び第2の拡
    散層間をチヤネル領域とし該チヤネル領域上と前
    記第1及び第2の拡散層上に一部延在して形成さ
    れたゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜中に形成さ
    れ前記第1の拡散層と実質的に重なりかつ前記第
    1の拡散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角
    方向で前記チヤネル領域を横切つて形成された第
    1の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜中に形成さ
    れ前記第2の拡散層と実質的に重なりかつ前記第
    1の拡散層から第2の拡散層へ向かう方向と直角
    方向で前記チヤネル領域を横切つて形成された第
    2の電荷捕獲層と、前記ゲート絶縁膜上に形成さ
    れチヤネル注入により書き込まれる前記第1及び
    第2の電荷捕獲層と重なりを有して形成された制
    御ゲート電極とを備えたMIS電界効果型半導体装
    置の、前記第1及び第2の拡散層をそれぞれドレ
    ーン及びソースとして動作させて前記第2の電荷
    捕獲層の電荷状態を判別し、次に前記第1及び第
    2の拡散層をそれぞれソース及びドレーンとして
    動作させて前記第1の電荷捕獲層の電荷状態を判
    別することを特徴とするMIS電界効果型半導体装
    置の情報の検出方法。
JP60235735A 1985-10-21 1985-10-21 Mis電界効果型半導体装置及びその情報の検出方法 Granted JPS6294987A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60235735A JPS6294987A (ja) 1985-10-21 1985-10-21 Mis電界効果型半導体装置及びその情報の検出方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60235735A JPS6294987A (ja) 1985-10-21 1985-10-21 Mis電界効果型半導体装置及びその情報の検出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6294987A JPS6294987A (ja) 1987-05-01
JPH0571146B2 true JPH0571146B2 (ja) 1993-10-06

Family

ID=16990444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60235735A Granted JPS6294987A (ja) 1985-10-21 1985-10-21 Mis電界効果型半導体装置及びその情報の検出方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6294987A (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0779138B2 (ja) * 1987-08-31 1995-08-23 工業技術院長 不揮発性半導体メモリ素子
JPH07120720B2 (ja) * 1987-12-17 1995-12-20 三菱電機株式会社 不揮発性半導体記憶装置
US5143860A (en) * 1987-12-23 1992-09-01 Texas Instruments Incorporated High density EPROM fabricaiton method having sidewall floating gates
JPH07120721B2 (ja) * 1988-02-19 1995-12-20 三菱電機株式会社 不揮発性半導体記憶装置
JPH0723959Y2 (ja) * 1988-10-20 1995-05-31 株式会社リコー 不揮発性半導体メモリ装置
DE69428658T2 (de) * 1993-11-30 2002-06-20 Toshiba Kawasaki Kk Nichtflüchtige Halbleiterspeicheranordnung und Verfahren zur Herstellung
JPH0870054A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2980012B2 (ja) 1995-10-16 1999-11-22 日本電気株式会社 不揮発性半導体記憶装置
JP2910647B2 (ja) * 1995-12-18 1999-06-23 日本電気株式会社 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JP3934272B2 (ja) * 1998-07-13 2007-06-20 三星電子株式会社 不揮発性メモリ装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6294987A (ja) 1987-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960003398B1 (ko) 소거모드시에 워드선에 부전압을 인가하는 행디코더회로를 갖춘 불휘발성 반도체기억장치
US6377490B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method for driving the same
KR930000818B1 (ko) Nand 메모리셀 구조를 갖춘 eeprom
KR20060131704A (ko) 반도체장치
JPS61265869A (ja) 電気的に変更可能な不揮発性フローティングゲートデバイス及び集積回路メモリデバイス
JPH03295097A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH0571146B2 (ja)
US7130221B1 (en) Dual gate multi-bit semiconductor memory
US4379343A (en) Electrically erasable programmable read-only memory cell having a shared diffusion
US6256228B1 (en) Method for erasing nonvolatile semiconductor storage device capable of preventing erroneous reading
JPH04278297A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
US6891760B2 (en) Method of erasing information in non-volatile semiconductor memory device
JPH0223595A (ja) 不揮発性半導体記憶装置の書込み方法
JPH0577189B2 (ja)
JP2569895B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置及びその消去及び書き込み方法
JP2005057106A (ja) 不揮発性半導体メモリ装置およびその電荷注入方法
KR960011187B1 (ko) 불휘발성 반도체메모리
KR0165468B1 (ko) 반도체 메모리소자 및 그 제조방법 및 그 구동방법
JPS62219296A (ja) 半導体集積回路装置
KR100488583B1 (ko) 듀얼비트게이트분리형플래쉬메모리소자및그의구동방법
JP2959066B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその駆動方法
JP3106473B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置
US20230200062A1 (en) Semiconductor device
US5134450A (en) Parallel transistor circuit with non-volatile function
JP2885413B2 (ja) 不揮発性半導体メモリ装置