JPH0638502B2 - 不揮発性ram - Google Patents

不揮発性ram

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JPH0638502B2
JPH0638502B2 JP59121253A JP12125384A JPH0638502B2 JP H0638502 B2 JPH0638502 B2 JP H0638502B2 JP 59121253 A JP59121253 A JP 59121253A JP 12125384 A JP12125384 A JP 12125384A JP H0638502 B2 JPH0638502 B2 JP H0638502B2
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mos transistor
node
prom
gate
sram
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JP59121253A
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JPS611058A (ja
Inventor
正美 野田
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セイコー電子工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高集積化に適した、かつ5V単一電源で書き込
める不揮発性RAM(以下NVRAMと表わす。)に関
するものである。
従来のNVRAMは、素子数が多くて集積度を上げるこ
とが困難だつた上に、電気的書き換え可能なROM(以
下EPROMと表わす。)のメモリ保持特性が劣化す
るという欠点を有していた。
本発明はこの欠点を克服するもので、本発明はMISト
ランジスタ1コを追加するのみでEP−ROMのメモ
リ保持特性を劣化させず、かつNV−RAMセルを最小
の素子数で実現することを目的としている。
本発明によるNVRAMの実施例を第1図に示す。この
NVRAMは4つの動作モードより成り立つている。す
なわち、 SRAM100の読み出し(リード) SRAM100の書き込み(ライト) SRAM100から電気的書き換え可能なROM1
01(以下EPROM)へのデータの転送(以下スト
ア動作) EPROM101からSRAM100へのデータ
転送(以下リコール動作)の4つの動作モードがある。
SRAM100の動作にはリード、ライトの2つの
動作があるので、まずこの2つの動作について説明す
る。
この時、第1図の端子VRCとφBIT,ワード線W
L,コントロールゲート端子CGと、セレクトゲート端
子、端子CG0,端子ERSのそれぞれの電圧は第2図
の如く印加されている。
なお、5と6は、それぞれプリチャージ用MOSトラン
ジスタであり、8と9はそれぞれデータ転送用MOSト
ランジスタである。
のリード動作はCMOSのSRAM100のセルの情
報に応じてビツト線BLと▲▼のレベルに差が生じ
る。
この差をセンスアンプ(図示せず)で増幅し、出力する
ことによつて、SRAM100の読み出しは可能であ
る。
一方のライト動作は、書き込みの情報に応じて、ビツ
ト線BLと▲▼をそれぞれHとL、又はその逆に印
加する。この時、ワード線WLはHでトランジスタ5と
6はONしているので、強制的にビツト線BLとBLの
情報はSRAM100に書き込まれる。
以上ののリード動作とのライト動作において分離用
トランジスタ12のゲートである端子CG0はLに印加
され、トランジスタ12はオフしている。よつてSRA
M100とEPROM101は切り離されていて、E
PROM101にサブスレツシヨルド電流による誤書
込みの心配は全くない。
2)次にEPROM101のストア動作(書き込み)の
一例を第3図のタイミング図と、第4図のEPROM
101の断面構造図と、EPROM101の特性を示
す第5図を用いて説明する。
第1図の端子VRCはVDDに、端子φBITとワード
線WLは接地に、それぞれバイアスされている。又、端
子ERS,コントロールゲートCG,セレクトゲートS
G,端子CGφはそれぞれ第3図の如く信号が印加され
る。
タイミング図第3図の時刻tにおいて、端子ERSの
信号を高電圧に立上げると、EPROM101の断面
構造図第4図の端子ERSとフローテイングゲートFG
の間に薄い酸化膜toxlを介してFowler-Nordheim電流が
流れる。よつてフローテイングゲートFG内の電子は端
子ERSに流れ、フローテイングゲートFGは電子の不
足により正に帯電し、チヤネルlをデプレツシヨンの
しきい値にする。すなわち第5図の特性に示すようにE
PROM101の電流特性は初期状態aから消去状態
cへと移る。
次にタイミング図第3図の時刻tでは、SRAM10
0の情報に応じて、フローテイングゲートFGに電子が
書き込まれたり、書き込まれなかつたりする。
すなわちSRAM100の情報がHのとき、ノードQは
Hであり、かつトランジスタ12はONしているのでE
PROM101のドレイン15からソース14に向つ
て電流が流れる。
トランジスタ12のゲートである端子CG0の電圧は、
トランジスタによつて電圧をドロツプを生じないように
(VDD+VT1)のレベルが印加されている。ここにVT
はトランジスタ12の基板効果を含んだしきい値であ
る。
よつて、EPROM101のドレイン15は電源電圧
VDDそのものの電圧が印加される。この時チヤネルl
とチヤネルlの境界近傍において、ポテンシヤルの
急激な変化が起こり、電子はここで加速される。又、フ
ローテイングゲートFGとコントロールゲート端子CG
は薄い絶縁膜tox4を介して強く容量結合しているので、
コントロールゲート端子CGの信号により、絶縁膜tox2
の近傍でy方向に電界が加わり、加速された電子はある
確率でフローテイングゲートFGに書き込まれる。また
フローテイングゲートFGはまわりを絶縁膜でおおわれ
ているのでいつたん書き込まれた電子は失われることは
ない。よつてフローテイングゲートFGが負に帯電させ
られて、チヤネルlのしきい値をエンハンスメントな
しきい値に変化させ、EPROM101は第6図特性
図の書き込み状態bの特性になる。
一方SRAM100の情報がLのとき、ノードQはLで
あるのでEPROM101のドレイン15からソース
14の端子ERSに向つて電流は流れない。よつてE
PROM101のフローテイングゲートFGへの電子の
書き込みはなく、EPROM101の特性も第5図の
消去状態cのままである。
このように第5図の消去状態cと書き込み状態bの特性
の差に見られるので、SRAM100の情報をEPR
OM101内に書き込むことができる。
3)次に、リコール動作を回路図第1図と、リコール動作
のタイミングを示す第6図と、EPROM101の構
造を示す第4図を用いて説明する。
まずリコールに入る前のSRAM100の情報がHのと
き、リコール信号が入つた場合を考える。タイミング図
第6図の時刻tにおいて、SRAM100がリセットさ
れることを説明する。
第6図に示す信号φ▲▼及びWLによって、MO
Sトランジスタ10及びMOSトランジスタ5と6がON
する。
したがって、ノードは0Vになり、ノードQはハイレ
ベルになる。
それゆえ、MOSトランジスタ2がONするのでノード
Qは信号VRC(時刻tで0V)の影響を受けてハーフ
レベルになる。すなわち、SRAM100のノードQは
ハーフレベル(約1/2VDD)に、ノードはOVにな
る。MOSトランジスタ2は、ノードQがMOSトラン
ジスタ2のスレッショルド電圧VTPとなるまでONして
いるので、ノードQの電圧がVTPとなるまでノードQか
ら端子VRCに向かって電流が流れる。しかる後第6図の
時刻tにおいてSRAM100のノードQはVTPの
レベルになり、ノードはOVになる。
次にSRAM100の情報がLのとき、リコール信号が
入つた場合を考える。
同様にして、タイミング図第6図の時刻tにおいて、
SRAM100のノードQはハーフレベルに(約1/2V
DD)にノードはOVにる。しかる後、第6図の時刻
渫においてノードQはVTPのレベルに、ノードは
OVになる。
結局、第6図に示すように時刻tでは、ノードQはV
TPのレベルに、ノードはOVになる。
次に第6図の時刻tにおいては、第1図のトランジス
タ7のフローテイングゲート11の電子の有無によつ
て、ノードQの電位が決つてくる。フローテイングゲー
ト11に電子が書き込まれている時、すなわちフローテ
イングゲート11に電子がある場合、これをストア1の
状態という、フローテイングゲートFG下のチヤネルl
は正孔が誘起され、EPROM101の電流特性は
第5図の書き込み状態bのようになり、ドレイン15か
らソース14に向つて電流は流れない。よつて、SRA
M100のノードQはVTPレベルのままで、ノード
はOVである。(リセット状態のまま。)このとき第6
図の時刻tのように、端子VRCの電圧を除々に立上
ると、ノードは0VでMOSトランジスタ2はONし
ているからそのままノードQはHにノードはLにな
る。(リコール1) 一方、フローテイングゲート11に電子が書き込まれて
いない場合、すなわちフローテイングゲート11に電子
がない場合、これをストアOの状態という。
フローテイングゲートFG下のチヤネルlは、E
ROM101の特性が第5図の消去状態cであるのでE
PROM101のドレイン15とソース14の間に電
流が流れる状態となる。よつて、タイミング図第6図の
時刻tにおいて、ノードQの電荷は放電され、ノード
QはOVとなり、ノードもOVのままである。ノード
Qとノードに存在する浮遊容量はトランジスタ接続数
により必然的にノードQの方が大きくなる。このときタ
イミング図第6図の時刻tにおいては、ノードQとノ
ード両方ともにOVであるが、浮遊容量の差により、
ノードQの立上りが遅れ、ノードQはLにノードはH
に状態が決る。(リコールO) 更に第1図のSRAM100のノードQにコンデンサ1
9をつけることによつてノードQの立上りの遅れはより
大きくなり、リコールOの動作は一層安定になる。
更に詳細に説明すれば、MOSトランジスタ1のゲート
は、コンデンサ19を介して接地されているので、MOS
トランジスタ1は強くONする。
したがって、時刻tにおいてノードは信号VRC(時
刻tでハイレベル)によってハイレベルに固定され
る。
なお、ノードQは0Vのままである。
このように、ストア前のSRAM100の情報を、スト
ア動作によりいつたんEPROM101に書き込み、
次にリコール動作によつて再びEPROM101から
SRAM100に呼び戻すことが可能になる。
以上のことから本発明のNVRAMの実施例である第1
図の回路によれば、 SRAM100本来の読出し/書込み動作ができ
る。
ストア動作によつてSRAM100のデータをE
PROM101に書き込むことができ、かつEPRO
M101のデータは不揮発性であるので、電源を切つて
もその情報は消えない。
リコール動作によつてEPROM101のデータ
をSRAM100に呼び戻すことができる。
PROM101にデータをストアしていても、
SRAM100の動作はそれとは関係なしに通常のSR
AMとして使用することができる。
以上からのNVRAM本来の機能を完全に満たした
上でいくら電源電圧VDDが高くなつてもEPROM
101のメモリ保持特性は損なわれず、かつEPRO
M101のストア電圧低下もおこさない優れたNVRA
Mを作ることができる。
このように本発明によれば、MISトランジスタを1コ
のみ追加することでEPROMのメモリ保持特性を劣
化させず、かつNVRAMセルとしては最小の素子数で
実現できる。
よつて、大容量で高集積で高耐圧のNVRAMには本発
明も適した回路であり、単にメモリICばかりでなく、
カスタムIC内蔵用のセルにも適し、その応用範囲は極
めて広い。
更に、本発明では、リセット用のMOSトランジスタを
SRAMに設けたので、リコール動作前にSRAMを簡
単にリセットすることができ、EPROMから新たに
SRAMにリコールされる情報は、以前にSRAMにリ
コールされた情報の影響を受けることなしにリコールさ
れる。
また、本発明では、リコール用コンデンサを設けてリコ
ール時にノードを強制的に「H」としたので、リコー
ル動作が安定となり、EPROMの情報をSRAMに
正確に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の不揮発性RAMの実施例の回路図、 第2図はSRAMの通常動作時に各端子に印加する電圧
値を示す図、 第3図はSRAMからEPROMへのストア動作の一
例のタイミング図、 第4図はEPROMセルの断面構造図、 第5図はEPROMセルの特性図、 第6図はEPROMからSRAMへのリコール動作の
一例のタイミング図である。 1……PチヤネルMOSトランジスタ 2……PチヤネルMOSトランジスタ 3……NチヤネルMOSトランジスタ 4……NチヤネルMOSトランジスタ 5……NチヤネルMOSトランジスタ 6……NチヤネルMOSトランジスタ 7……NチヤネルMOSトランジスタ 8……PチヤネルMOSトランジスタ 9……PチヤネルMOSトランジスタ 10……NチヤネルMOSトランジスタ 11……フローテイングゲート 12……NチヤネルMOSトランジスタ 13……Pウエル基板 14……N拡散層 15……N拡散層 16……N拡散層 17……第1層ポリシリコン 18……第2層ポリシリコン 100……SRAM 101……EPROM 102……メモリーセル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1と第2のCMOSインバータより成る
    フリップフロップと、第1のデータ転送用MOSトラン
    ジスタを介して前記第1のCMOSインバータの出力端
    子に接続される第1のビット線と、第2のデータ転送用
    MOSトランジスタを介して前記第2のCMOSインバ
    ータの出力端子に接続される第2のビット線と、前記第
    1と第2のビット線にそれぞれ接続される第1と第2の
    プリチャージ用MOSトランジスタと、前記第1と第2
    のデータ転送用MOSトランジスタのゲートに接続され
    るワード線とから構成されるCMOSスタティックRA
    Mと、半導体基板の表面部分に間隔をおいて設けられた
    ソース及びドレインと、前記ソースと前記ドレイン間の
    前記半導体基板上に絶縁膜を介して順次設けられたセレ
    クトゲート及びフローティングゲートから構成されるE
    PROMと、前記第1のCMOSインバータの出力端
    子と前記ドレインとの間に接続される分離用MOSトラ
    ンジスタとからなり、前記第2のビット線にリセット用
    MOSトランジスタのゲート以外の主電極の一つが接続
    されると共に前記リセット用MOSトランジスタのゲー
    トに前記第2のプリチャージ用MOSトランジスタのゲ
    ートが接続されることを特徴とする不揮発性RAM。
  2. 【請求項2】前記第1のCMOSインバータの前記出力
    端子に動作安定用コンデンサが接続されている特許請求
    の範囲第1項記載の不揮発性RAM。
JP59121253A 1984-06-13 1984-06-13 不揮発性ram Expired - Lifetime JPH0638502B2 (ja)

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JPS611058A JPS611058A (ja) 1986-01-07
JPH0638502B2 true JPH0638502B2 (ja) 1994-05-18

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084114B2 (ja) * 1986-06-20 1996-01-17 工業技術院長 半導体不揮発性ram
US9530501B2 (en) 2014-12-31 2016-12-27 Freescale Semiconductor, Inc. Non-volatile static random access memory (NVSRAM) having a shared port
US9466394B1 (en) 2015-04-09 2016-10-11 Freescale Semiconductor, Inc. Mismatch-compensated sense amplifier for highly scaled technology

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5518997B2 (ja) * 1971-12-29 1980-05-22
GB2042296B (en) * 1979-01-24 1983-05-11 Xicor Inc Nonvolatile static random access/memory device
US4400799A (en) * 1981-09-08 1983-08-23 Intel Corporation Non-volatile memory cell

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JPS611058A (ja) 1986-01-07

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