JPS58199491A - 不揮発性記憶装置 - Google Patents
不揮発性記憶装置Info
- Publication number
- JPS58199491A JPS58199491A JP57080623A JP8062382A JPS58199491A JP S58199491 A JPS58199491 A JP S58199491A JP 57080623 A JP57080623 A JP 57080623A JP 8062382 A JP8062382 A JP 8062382A JP S58199491 A JPS58199491 A JP S58199491A
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- JP
- Japan
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- mnos
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- flop
- flip
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C14/00—Digital stores characterised by arrangements of cells having volatile and non-volatile storage properties for back-up when the power is down
- G11C14/0009—Digital stores characterised by arrangements of cells having volatile and non-volatile storage properties for back-up when the power is down in which the volatile element is a DRAM cell
- G11C14/0018—Digital stores characterised by arrangements of cells having volatile and non-volatile storage properties for back-up when the power is down in which the volatile element is a DRAM cell whereby the nonvolatile element is an EEPROM element, e.g. a floating gate or metal-nitride-oxide-silicon [MNOS] transistor
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C14/00—Digital stores characterised by arrangements of cells having volatile and non-volatile storage properties for back-up when the power is down
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
【発明の詳細な説明】
本発明はMNOS (Metal −Ni tride
−Oxide−8emiconductor )を使用
した不揮発性記憶装置に関する。
−Oxide−8emiconductor )を使用
した不揮発性記憶装置に関する。
例えば pチャンネルのMNOSは第1図のように構成
される。図においてN型のシリコン基体(1)にP+の
ソース領域(2)及びドレイン領域(3)が形成され、
この基体(1)の表面の領域+21 、 t3)に跨が
って5i02層(4)が形成され、この層(4)の上に
8i3N4層(5)が形成され、この層(5)の上にア
ルミゲート電極(6)が形成される。
される。図においてN型のシリコン基体(1)にP+の
ソース領域(2)及びドレイン領域(3)が形成され、
この基体(1)の表面の領域+21 、 t3)に跨が
って5i02層(4)が形成され、この層(4)の上に
8i3N4層(5)が形成され、この層(5)の上にア
ルミゲート電極(6)が形成される。
このMNOSにおいて、ゲート電圧■Gに対してソース
、バルク、ドレイン電圧VS 、 vB 、 vDを+
25〜+30VとしたときのMNOSのスレショルド電
圧vthは、電圧の印加時間に対して第2図の曲線aの
ようになり、またVQに対してVS 、 VB 。
、バルク、ドレイン電圧VS 、 vB 、 vDを+
25〜+30VとしたときのMNOSのスレショルド電
圧vthは、電圧の印加時間に対して第2図の曲線aの
ようになり、またVQに対してVS 、 VB 。
VDを−25〜−30VとしたときのVthは曲線すめ
ようになる。そしてこれによって5i02層(4)と8
i3N4層(5)の界面に電荷が蓄積され、不揮発性の
記憶が行われるもめである。
ようになる。そしてこれによって5i02層(4)と8
i3N4層(5)の界面に電荷が蓄積され、不揮発性の
記憶が行われるもめである。
このようなMNOSを用いた不揮発性記憶装置として、
従来第3図に示すようなものが提案されていた。図にお
いて6素子のMNOS )ランジスタT1〜T6からな
るスタティックメモリセルのノードQ、Qに、1対のM
NOSキャパシタMC11MC2のソースを一統する。
従来第3図に示すようなものが提案されていた。図にお
いて6素子のMNOS )ランジスタT1〜T6からな
るスタティックメモリセルのノードQ、Qに、1対のM
NOSキャパシタMC11MC2のソースを一統する。
ここでMNOSキャパシタは上述の第2図のMNOSか
らドレインを除いたものとし、この例ではnチャンネル
でスレショルド電圧vthの変化が第4図のようになっ
ているものとする。′ そしてMNOSキャパシタMC11MC2のゲートは共
通に接続されて不揮発性コントロール信号MGによって
コントロールされる。また負荷MO8)ランジスタT3
. ’r4のゲートは共通に接続されてコンドロール信
号VQによってコントロールサレ、ノードQ、Qに電力
を供給する。さらにMC8)“ランジスタT5. ’r
6はノードQ、Qとディジット線り、Dを接続するトラ
ンスファーゲートで、ワード線Wで選択される。VDD
(+5V)、VSS(QND)は電源線である。
らドレインを除いたものとし、この例ではnチャンネル
でスレショルド電圧vthの変化が第4図のようになっ
ているものとする。′ そしてMNOSキャパシタMC11MC2のゲートは共
通に接続されて不揮発性コントロール信号MGによって
コントロールされる。また負荷MO8)ランジスタT3
. ’r4のゲートは共通に接続されてコンドロール信
号VQによってコントロールサレ、ノードQ、Qに電力
を供給する。さらにMC8)“ランジスタT5. ’r
6はノードQ、Qとディジット線り、Dを接続するトラ
ンスファーゲートで、ワード線Wで選択される。VDD
(+5V)、VSS(QND)は電源線である。
このメモリセルは、電源がオンしている状態ではMOB
)ランジスタからなるスタティックメモリセルとして動
作を行う。次にこのMOSメモリセルの情報をMNO8
キャパシタMCI、MC2に書込む場合には、まず信号
線MQに消去パルス(例えばvE=−30■)を印加し
てMNOSキャパシタMC1,MC2のスレショルド電
圧を共に第4図の所定値■THoにし、次にMGに書込
みパルス(例えばVW=30V)を印加することにより
、MNOBキャパシタMC11MC2のスレショルド電
圧はMOSメモリセルの情報電位とMGの電位との差に
より一方はvTHoに留まり、他方はVTHIに移動す
る。
)ランジスタからなるスタティックメモリセルとして動
作を行う。次にこのMOSメモリセルの情報をMNO8
キャパシタMCI、MC2に書込む場合には、まず信号
線MQに消去パルス(例えばvE=−30■)を印加し
てMNOSキャパシタMC1,MC2のスレショルド電
圧を共に第4図の所定値■THoにし、次にMGに書込
みパルス(例えばVW=30V)を印加することにより
、MNOBキャパシタMC11MC2のスレショルド電
圧はMOSメモリセルの情報電位とMGの電位との差に
より一方はvTHoに留まり、他方はVTHIに移動す
る。
さらにMNOSキャパシタに記憶されている情報な読出
す場合には、信号線MQに読出しパルス(例えばVR=
5V)を印加する。このときMNOSキャパシタMC1
のスレショルド電圧力VTHO= I V、MC2のス
レショルド電圧がVTH1=5Vとすると、ノードQ、
Qの電圧vQ、 v、Hは VQ =−T−(VR−VTHO) ”= 2vVQ
=−T−(Va VTHI ) = OVとなり、M
OSメモリセルに情報が復帰する。
す場合には、信号線MQに読出しパルス(例えばVR=
5V)を印加する。このときMNOSキャパシタMC1
のスレショルド電圧力VTHO= I V、MC2のス
レショルド電圧がVTH1=5Vとすると、ノードQ、
Qの電圧vQ、 v、Hは VQ =−T−(VR−VTHO) ”= 2vVQ
=−T−(Va VTHI ) = OVとなり、M
OSメモリセルに情報が復帰する。
このようにしてMNOSの書込み及び読出しが行われる
。
。
ととるがこの回路において、情報をMNOSに書込む場
合には事前にMNOSの内容を一担消去しなげればなら
ずこのため±30Vの別電源を必要としている。
合には事前にMNOSの内容を一担消去しなげればなら
ずこのため±30Vの別電源を必要としている。
また通常の使用状態において記憶された情報を読出す際
に、記憶を消去する方向の電位関係となり、仮えスレシ
ョルド電圧に達していな(ても長期間の使用においては
信頼性が低い。また−担消去された情報が内容によって
は書込みの電位関係になり、再書込みされて新な情報の
書込みが不能になるおそれもある。
に、記憶を消去する方向の電位関係となり、仮えスレシ
ョルド電圧に達していな(ても長期間の使用においては
信頼性が低い。また−担消去された情報が内容によって
は書込みの電位関係になり、再書込みされて新な情報の
書込みが不能になるおそれもある。
さらに電源の再投入時には、MOSメモリセル側は全て
′O”の状態にあり、読出し動作を行って始めてMNO
Sの情報となるため、再投入時に関連して続出し動作を
行うなどの複雑なシーフェンスが必要となる。また再投
入時に過渡電流によって書込みの電位関係が発生すると
MNOSが誤書込みされるおそれがあるため、電源の立
ち上がりを遅くしていわゆるソフトスタートとするなど
の配慮が必要であった。
′O”の状態にあり、読出し動作を行って始めてMNO
Sの情報となるため、再投入時に関連して続出し動作を
行うなどの複雑なシーフェンスが必要となる。また再投
入時に過渡電流によって書込みの電位関係が発生すると
MNOSが誤書込みされるおそれがあるため、電源の立
ち上がりを遅くしていわゆるソフトスタートとするなど
の配慮が必要であった。
本発明はこのような点にかんがみ、動作が確実で信頼性
が高(、取扱いの容易な不揮発性記憶装置を提案するも
のである。以下に図面を参照しながら本発明の一実施例
について説明しよう。
が高(、取扱いの容易な不揮発性記憶装置を提案するも
のである。以下に図面を参照しながら本発明の一実施例
について説明しよう。
第5図において、MOSトランジスタM1〜M8はセッ
ト端子S及びリセット端子R付きのクロスカップル型の
ノアゲートフリップフロップを構成している。このフリ
ップフロップのノードQ、Qがそれぞれ第1及び第2の
MNOS素子N1.N2のソースSi 、 B2とバル
クBl # B2に接続されると共に、ノードQ、Qが
素子N1. N2のゲートGl m 02に相補的に接
続される。さらに素子Nl e N2のドレインDl、
B2がそれぞれ抵抗負荷z1# Z2を介して接地端
子VSSに接続される。なおVDDは電源端子である。
ト端子S及びリセット端子R付きのクロスカップル型の
ノアゲートフリップフロップを構成している。このフリ
ップフロップのノードQ、Qがそれぞれ第1及び第2の
MNOS素子N1.N2のソースSi 、 B2とバル
クBl # B2に接続されると共に、ノードQ、Qが
素子N1. N2のゲートGl m 02に相補的に接
続される。さらに素子Nl e N2のドレインDl、
B2がそれぞれ抵抗負荷z1# Z2を介して接地端
子VSSに接続される。なおVDDは電源端子である。
この回路におい″<MNOS素子N1.N2の記憶をオ
ンからオフへ変える消去条件は VG = ov 、 VS、B、D > VTI(Mオ
フからオンへ変える書込条件は VG > VTHM 、 VS、B、D = oVであ
る。また素子N1.N2のオンの保持条件はVa〉Vs
、n、n オフの保持条件は VG<■S、BID である。
ンからオフへ変える消去条件は VG = ov 、 VS、B、D > VTI(Mオ
フからオンへ変える書込条件は VG > VTHM 、 VS、B、D = oVであ
る。また素子N1.N2のオンの保持条件はVa〉Vs
、n、n オフの保持条件は VG<■S、BID である。
そしてこの回路において各部の電位関係は例えば第6図
のようになる。
のようになる。
図において時点t=lで電源が投入されると、vDD=
5■となり、このとき素子Nl、 N2に記憶が行われ
ていないとすると、例えばQ=□V、Q=sVとなる。
5■となり、このとき素子Nl、 N2に記憶が行われ
ていないとすると、例えばQ=□V、Q=sVとなる。
次にt=2でセット端子5=5Vとされると、フリップ
フロップが反転してQ=5V、Q=oVになる。そして
この状態でt=4にてVDD=30Vとすると、このと
き高電位によって素子Nlがオン、素子N2がオフとな
り、このため N81 ”” vBl = VDI = 30 V 、
VGl = OVまた VS2=VB2=VD2=OV 、 VG2=30
Vとなり、素子N1が消去条件、素子N2が書込条件に
なって素子Nlにオフ、素子N2にオンが記憶される。
フロップが反転してQ=5V、Q=oVになる。そして
この状態でt=4にてVDD=30Vとすると、このと
き高電位によって素子Nlがオン、素子N2がオフとな
り、このため N81 ”” vBl = VDI = 30 V 、
VGl = OVまた VS2=VB2=VD2=OV 、 VG2=30
Vとなり、素子N1が消去条件、素子N2が書込条件に
なって素子Nlにオフ、素子N2にオンが記憶される。
またt=6でリセット端子R=5Vとされると、フリッ
プフロップが反転してQ=OV、Q=5Vになる。そし
てこの状態でt=6にてVDD=30Vとすると、この
場合は素子N1が書込条件、素子N2が消去条件になっ
て素子N1にオン、素子N2にオフが記憶される。
プフロップが反転してQ=OV、Q=5Vになる。そし
てこの状態でt=6にてVDD=30Vとすると、この
場合は素子N1が書込条件、素子N2が消去条件になっ
て素子N1にオン、素子N2にオフが記憶される。
さらにこの状態でt=10〜12で電源を遮断し、t=
13で再投入すると、このとき素子N1にオン、素子N
2にオフが記憶されているので、Q=oV。
13で再投入すると、このとき素子N1にオン、素子N
2にオフが記憶されているので、Q=oV。
Q=5Vになる。またt=15でセット端子S−5■と
されると、フリップフロップが反転してQ= 5 V
。
されると、フリップフロップが反転してQ= 5 V
。
Q=oVになる。そしてこの状態でt=17にてVDD
=30Vとすると、素子N1が消去条件、素子N2が書
込条件になって素子Nlにオフ、素子N2にオンが記憶
される。さらにこの状態でt=19にて再びVDD ”
30 Vとしても、このとき高電位によって素子Nl
がオン、素子!2がオフとなり、素子N1の消去条件、
素子N2の書込条件が保持され、再書込による誤動作の
生じることがない。
=30Vとすると、素子N1が消去条件、素子N2が書
込条件になって素子Nlにオフ、素子N2にオンが記憶
される。さらにこの状態でt=19にて再びVDD ”
30 Vとしても、このとき高電位によって素子Nl
がオン、素子!2がオフとなり、素子N1の消去条件、
素子N2の書込条件が保持され、再書込による誤動作の
生じることがない。
こうして情報の書込み及び読出しが行われるわけである
が、本発明によればVl)p = 30 Vとするだけ
で書込みが行われ、このとき消去も同時に行われる。従
って従来のように一担消去を行う必要がな(、またその
ために−30Vの別電源を設ける必要もない。 ″
′ また通常の使用状態において、記憶を消去する方向の電
位関係及び消去されたデータを再書込状態にする方向の
電位関係が論理的に禁止されているので、特に長期間に
亘る信頼性が高い。
が、本発明によればVl)p = 30 Vとするだけ
で書込みが行われ、このとき消去も同時に行われる。従
って従来のように一担消去を行う必要がな(、またその
ために−30Vの別電源を設ける必要もない。 ″
′ また通常の使用状態において、記憶を消去する方向の電
位関係及び消去されたデータを再書込状態にする方向の
電位関係が論理的に禁止されているので、特に長期間に
亘る信頼性が高い。
これによって例えば10年以上保持する不揮発性のEE
FROMなども構成可能□で、例えばテレビカメラのバ
ランス調整を出荷時にプリセットするための電子ボリュ
ーム等に適用して極めて有効である。
FROMなども構成可能□で、例えばテレビカメラのバ
ランス調整を出荷時にプリセットするための電子ボリュ
ーム等に適用して極めて有効である。
さらに記憶された情報が電源の再投入時に読出されるの
で、読出しのための複雑なシーフェンスや、ソフトスタ
ートなどの配慮が不要で、いわゆるクイックスタートに
て直ちに情報が読出され、取扱いが極めて容易になる。
で、読出しのための複雑なシーフェンスや、ソフトスタ
ートなどの配慮が不要で、いわゆるクイックスタートに
て直ちに情報が読出され、取扱いが極めて容易になる。
また上述の回路において、トランジスタM1eM3M2
8 N4. M、・N7. N6・N8を0MO8で構
成することができるので、消費電力を極めて少なくする
ことができる。
8 N4. M、・N7. N6・N8を0MO8で構
成することができるので、消費電力を極めて少なくする
ことができる。
さらに第7図は本発明を第3図と同等のシャドーメモリ
形式のメモリセルに適用した場合であって、この場合も
ノードQ、Q間に、素子Nlのソース・バルク、ゲート
と素子N2のソース・)(ルク、ゲートな相補的に接続
し、ドレインを抵抗負荷Z1.Z2に接続する。
形式のメモリセルに適用した場合であって、この場合も
ノードQ、Q間に、素子Nlのソース・バルク、ゲート
と素子N2のソース・)(ルク、ゲートな相補的に接続
し、ドレインを抵抗負荷Z1.Z2に接続する。
この回路においても、上述と同様の作用効果がある。
なお上述の抵抗負荷21.22としては、第8図人に示
すような拡散抵抗(プラチナシリサイド等)、Bに示す
ようなnチャンネルのデプレションMOBトランジスタ
、あるいはC,Dに示すような構成にしてnチャンネル
、pチャンネルのエンハンスメントMO8)ランジスタ
を用いることもできる。
すような拡散抵抗(プラチナシリサイド等)、Bに示す
ようなnチャンネルのデプレションMOBトランジスタ
、あるいはC,Dに示すような構成にしてnチャンネル
、pチャンネルのエンハンスメントMO8)ランジスタ
を用いることもできる。
第1図、第2図はMNOSの説明のための図、第3図、
第4図は従来の装置の説明のための図、第5図は本拠明
の一例の構成図、第6図はその説明のための図、第7図
、1第8図は他の例の構成図である。 M1〜MBはクロスカップル型フリップフロップを構成
するMOS)ランジスタ、N1.N2は抵抗負荷である
。 第3図 第4図 第8図 t O+ 2.3458789 tarlt2
t3tat5tat7tBtllz。
第4図は従来の装置の説明のための図、第5図は本拠明
の一例の構成図、第6図はその説明のための図、第7図
、1第8図は他の例の構成図である。 M1〜MBはクロスカップル型フリップフロップを構成
するMOS)ランジスタ、N1.N2は抵抗負荷である
。 第3図 第4図 第8図 t O+ 2.3458789 tarlt2
t3tat5tat7tBtllz。
Claims (1)
- クロスカップル型のフリップフロップを有し、このフリ
ップフロップの出力端子に第1及び第2のMNOS素子
のソースとバルク、入力端子にゲートな相補的に接続し
、上記MNOS素子のドレインを抵抗負荷に接続してな
る不揮発性記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57080623A JPS58199491A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 不揮発性記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57080623A JPS58199491A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 不揮発性記憶装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58199491A true JPS58199491A (ja) | 1983-11-19 |
Family
ID=13723474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57080623A Pending JPS58199491A (ja) | 1982-05-13 | 1982-05-13 | 不揮発性記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58199491A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60151898A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-09 | Nec Corp | 不揮発性ランダムアクセスメモリセル |
US4768167A (en) * | 1986-09-30 | 1988-08-30 | International Business Machines Corporation | High speed CMOS latch with alternate data storage and test functions |
-
1982
- 1982-05-13 JP JP57080623A patent/JPS58199491A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60151898A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-09 | Nec Corp | 不揮発性ランダムアクセスメモリセル |
US4768167A (en) * | 1986-09-30 | 1988-08-30 | International Business Machines Corporation | High speed CMOS latch with alternate data storage and test functions |
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