JPS5849956B2 - Mis電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路 - Google Patents

Mis電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路

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JPS5849956B2
JPS5849956B2 JP54087310A JP8731079A JPS5849956B2 JP S5849956 B2 JPS5849956 B2 JP S5849956B2 JP 54087310 A JP54087310 A JP 54087310A JP 8731079 A JP8731079 A JP 8731079A JP S5849956 B2 JPS5849956 B2 JP S5849956B2
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信明 家田
正文 谷本
正人 和田
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • G11C16/28Sensing or reading circuits; Data output circuits using differential sensing or reference cells, e.g. dummy cells

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複数nXm個の単位記憶回路M、。
M、2・・・Mlm:Mn1Mn1・・・M2m:・・
・Mn1Mn1゜Mn2・・・Mnmを具備し、この場
合単位記憶回路Mij(但しi=1,2・・・n:j=
1,2・・・m)がMIS電界効果トランジスタを以っ
て構成された電流制の回路とこれを通じて所要の電流の
供給される様になされた電流応動回路との直列回路でな
り、一方単位記憶回路M、 、 、 M21 ・M n
l ; Ml2゜M22 ・・・M n2 ニー :
Ml m 、 M2 m−”・M (IHlの直列回路
の一端が夫々第1の共通列線A、;A2:・・・;Am
に、他端が夫々第2の共通列線B、 ; B2;・・・
Bmに接続され、而して第1及び第2の共通列線A、及
びB、が選択され且単位記璋回路MizMi2・・・M
imの電流制御回路のMIS電界効果トランジスタが制
御されることにより、単位記憶回路MiJへの情報の書
込及びその読出しがなされる様になされたMIS電界効
果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路の改良に関
する。
斯種MIS電界効果トランジスタを用いたマトリクス記
憶回路は、その単位記憶回路M1Jの電流応動回路を多
結晶シリコンでなる通電されることにより高抵抗状態か
ら低抵抗状態に非可逆的に変化する性質を有する抵抗素
子、通電されることにより非溶断状態から溶断状態に非
可逆的に変化する性質を有するヒユーズ、通電されるこ
とにより内部接合が破壊されて非短絡状態から短絡状態
に非可逆的に変化する性質を有するダイオードとするこ
とにより、単位記憶回路Mij を読出専用記憶素子と
せる読出専用記憶回路となるものであるが、従来の斯種
MIS電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回
路は、第1図に示す如く、複数nXm個の単位記憶回路
M、、、M、2・・・M、m:M211 M22−M2
y11 ニー :M oH2M 12−M Imを具備
し、この場合単位記憶回路Mij(但しi−1゜2・・
・n;j=1.2・・・m)が、第2図に示す如く1つ
のMISt界効果トランジスタQを以って構成された電
流制御回路りとこれを通じて所要の電流が供給されるべ
くMIS電界効果トランジスタQと直列関係に接続され
た電流応動回路Hとの直列回路Fでなり、而して単位記
憶回路M1、。
M21−−・−Mn、 ; M、2 、 M22・Mo
2 ニー: M、m。
M2m・・・Mnmの直列回路Fの一端即ち例えば電流
制御□□回路わの電流応動回路I(側とは反対側が夫々
第1の共通列線A、:A2;・・・Amに、他端即ち電
流応動回路Hの電流制御回路り側とは反対側が夫夫第2
の共通列線B、 : B2;・・・:Bmに接続され、
又単位記憶回路M1□、IJ□・・・Mim の電流制
御回路りの電界効果トランジスタQのゲートが共通行線
駆動回路G1より延長せる共通行線Wiに接続され、こ
の場合共通行線駆動回路Giが、これが選択されること
により(その選択手段は図示せず)共通行線駆動回路G
I−Gnに対して共通なりロツクハルス発生回路Tより
のクロックパルスCPを駆動信号S1として共通行線W
iに導出する様になされてなる構成を有するを普通とし
ていた。
所で斯る従来のMIS電界効果トランジスタを用いたマ
トリクス回路によれば、その第1及び第2の共通列線A
及びBjを選択して両者間に所要の電源(図示せず)
を接続し長井通行線駆動回路G1を選択して共通行線W
iに駆動信号S1を与えることにより、単位記憶回路M
の電流制御回路DOMISt界効果トランジスタQ
がオンとなって電流応動回路Hに所要の比較的太なる電
流が流れ、従ってその電流応動回路Hがそれに前述せる
抵抗素子である場合低抵抗状態に、前述せるヒユーズで
ある場合溶断状態に、前述せるダイオードである場合短
絡状態になる態様を以って、単位記憶回路M1.に情報
が書込まれることとなり、又第1及び第2の共通列線A
及びB、を選択して両者間に所要の電源(図示せず)
を介して負荷(図示せず)を接続し長井通行線駆動回路
Giを選択して共通行線W1に駆動信号Siを与えるこ
とにより、単位記憶回路Mijの電流制御回路りのMI
S電界効果トランジスタQがオンとなり、而して今単位
記憶回路Mijに上述せる如くに情報が書込まれている
ものとすれば、電流応動回路Hが前述せる抵抗素子であ
る場合電流応動回路Hに比較的太なる電流(但しその電
流は上述せる書込時の電流より小である)が流れ、依っ
て負荷に比較的太なる電流が流れる状態に、又電流応動
回路Hが前述せるヒユーズである場合その電流応動回路
HK電流が流れず、依って負荷に電流が流れない状態に
、更に電流応動回路Hが前述せるダイオードである場合
その電流応動回路Hに比較的太なる電流(その電流は上
述せる書込時の電流より小である)が流れ、依って負荷
に比較的太なる電流が流れる状態になる態様を以って、
単位記憶回路Mijに書込まれていた情報が負荷に読出
されることとなり、又今単位記憶回路M・ に上述せる
如くに情報が書込まれていないものとすれば、電流応動
回路Hが前述せる抵抗素子である場合電流応動回路Hに
比較的小なる電流が流れ、依って負荷に比較的小なる電
流が流れる状態に、又電流応動回路Hが前述せるヒユー
ズである場合その電流応動回路Hに電流が流れ、依って
負荷に電流が流れる状態に、更に電流応動回路Hが前述
せるダイオードである場合その電流応動回路Hに比較的
小なる電流が流れるか電流が流れず、依って負荷に比較
的小なる電流が流れるか電流が流れない状態になる態様
を以って、単位記憶回路M・・に上述せる如くに情報が
書込まれていないという情報が負荷に読出されることと
なり、依って単位記憶回路Mij を読出専用記憶素子
とせる読出専用記憶回路となるものであるが、この場合
単位記憶回路Mij の電流制御回路りのMIS電界電
界効果トランジスタグ一般的にみて、第3図に示す如く
例えばP型の半導体基板1内にその主面2側より半導体
基板1とは逆の導電型即ちN型を有するソース又はドレ
インとしての2つの半導体領域3及び4がそれ等間にチ
ャンネル領域5を形成すべく形成され、又チャンネル領
域5上に絶縁層6を介してゲートとしての電極7が配さ
れてなる構成を以って構成され、又単位記憶回路Mi1
Mi2・・・MimのMIS電界電界効果トランジスタ
グートとしての電極1は一般的に第3図に示す如く共通
行線Wiとしての直線状に延長せる導電性層8の一部と
なるべく直列関係に連結されたものとなるものである。
この為今共通行線Wiとしての導電性層8の抵抗をR1
これに附随する容量をCとするとき、共通行線WiがR
,C/2で近似される時定数を有し、依って共通行線駆
動回路Giを選択して共通行線Wiに駆動信号Siを与
えることにより単位記憶回路M・ の電流制御回路りの
MIS電界電界効果トランジスタグンとなる、その動作
に遅延を伴い、特にその遅延は、単位記憶回路Mijへ
の情報の書状時に電流応動回路Hに所要とされる電流の
値が犬であるを要し、この為これに応じてMIS電界電
界効果トランジスタグャンネル領域50幅Tを犬とする
を要することよりして共通行線Wiとしての導電性層8
の長さが犬となり、これに伴い抵抗R及び容量Cが犬と
なるので、単位記憶回路M・−への情報の書込時はもと
より単位記憶回路M・ よりの情報の読出し時に於ても
無視し得なくなるものである。
依って本発明は上述せる従来のMIS電界効果トランジ
スタを用いたマトリクス記憶回路を基礎とするも、上述
せる動作の遅延を低減し得、更には全体を半導体基板上
に所謂モノリシックに小型密実に構成し得る新規なMI
S電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路を
提案せんとするもので、以下詳述する所より明らかとな
るであろう。
第4図は本発明によるMIS電界効果トランジスタを用
いたマトリクス記憶回路の一例を示し、第1図との対応
部分には同一符号を附して詳細説明はこれを省略するも
、第1図にて上述せる構成に於てその単位記憶回路M・
・の電流制御回路りが1つのMIS電界電界効果トラン
ジスタグるに代え、第5図に示す如く並列関係に接続せ
る同じチャンネル型の第1及び第2のMIS電界電界効
果トランジスタ及1Q2を含んで構成され、之に応じて
単位回路Mi、、Mi2.・・・・・・・・・M而の電
流制御回路りのMIS電界電界効果トランジスタ及1Q
2のゲートが夫々第1及び第2の共通行線駆動回路Gl
i及びG2iより延長せる同じ駆動信号の与えられる第
1及び第2の共通行線W11及びW2iに接続され、こ
の場合共通行線駆動回路Gli及びG2iが、それ等が
各別に選択されることにより、クロックパルス発生回路
TよりのクロックパルスCPを各別の駆動信号S1i及
びS2iとして共通行線Wli及びW2iに各別に導出
する様になされてなることを除いては第1図の場合と同
様の構成を有する。
以上が本発明によるMIS−電界効果トランジスタを用
いたマトリクス回路の一例構成であるが、斯る構成によ
れば、その第1及び第2の共通列線A・及びBjを選択
して両者間に所要の電源(図示せず)を接続し且第1及
び第2の共通行線駆動回路G1i及びG2iを各別に選
択して第1及び第2の共通行線Wl、及びW2iに同時
的に同じ駆動信号S1i及びS2iを与えれば、単位記
憶回路Mij の電流制御回路りのMIS電界電界効果
トランジスタ及1Q2が共にオンとなることにより電流
応動回路Hに所要の電流を流すことが出来、従って第1
図にて上述せる従来のマトリクス記憶回路の場合と同様
に単位記憶回路M に情報が書込まれたこととなるも
のである。
ヌ第1及び第2の共通列線Aj及びB を選択して両者
間に所要の電源(図示せず)を介して負荷(図示せず)
を接続し長井通行線駆動回路Gli及びG2□の伺れか
一方例えばG2iのみを選択して共通行線W11及びW
2iの一方W21のみに駆動信号S2iを与えても、単
位記憶回路M の電流制御回路りの第1及び第2のM
Ist界効果トランジスタQ1及びQ2の一方Q2がオ
ンとなることにより、第1図にて前述せるマトリクス記
憶回路の場合と同様に単位記憶回路M・・ に上述せる
如くに書込まれていた情報が又は上述せる如くに書込ま
れていないという情報が負荷に読出されることとなるも
のである。
従って第4図にて上述せる構成によれば、第1図にて上
述せる従来の構成の場合と同様に、単位記憶回路M・
を読出専用記憶素子とせる読出専用記憶回路となるもの
であるが、この場合単位記憶回路M・・の電流制御回路
りが2つのMIS電界電界効果トランジスタ及1Q2を
以って構成され、而してそれ等M I S N界効果ト
ランジスタQ1及びQ2は、一般的にみて、第6図に示
す如き例えばP型の半導体基板11内にその主面12側
より半導体基板11とは逆の導電型即ちN型のソース又
はドレインとして3つの半導体領域13,14及び15
が、半導体領域13及び14間、及び14及び15間に
夫々チャンネル領域16、及び11を形成すべく形成さ
れ、又チャンネル領域16及び11上に夫々絶縁層18
及び19を介してゲートとしての2つの電極20及び2
1が配されてなる構成を以ってM I S ’1ttE
界効果トランジスタQ1が半導体領域13及び14、チ
ャンネル領域16、絶縁層18及びN極20を含んで構
成されたものとして、又MIS’lE界効果トランジス
タQ2が半導体領域14及び15、チャンネル領域11
、絶縁層19及び電極21を含んで構成されたものとし
て構成され得、又単位記憶回路Mi、、J。
・・・・・・・・MlmのM I S 電界効果トラン
ジスタQ1のゲートとしての電極20は一般的に第6図
に示す如く共通行線W1□としての直線状に延長せる導
電性層22の一部となるべく直列関係に連結されたもの
とし得、又単位記憶回路MizNfi2・・・・・・・
・・MimのMIS電界効果トランジスタQ2のゲート
としての電極21も同様に共通行線W2iとしての直線
状に延長せる導電性層23の一部となるべく直列関係に
連結されたものとし得るものである。
この為単位記憶回路M・・の電流応動回路Hに、情報の
書込時第1図の場合と同じ値の電流を世紀するものとし
た場合、単位記憶回路M・・のMIS電界電界効果トラ
ンジスタ及1Q2のチャンネル領域16及び17の幅T
1及びT2を第1図の単位記憶回路M1.のMIS電界
電界効果トランジスタナャンネル5の巾畠Tの1/2と
し得ることにより、共通行線Wli及びW21としての
導電性層20及び21の夫々の抵抗をR/、これ等の夫
々に附随する容量をC′とするとき、それ等抵抗R′及
び容量C′が第1図の場合の共通行線Wiの抵抗R及び
容量Cの]/2に近い幅となり得、従って共通行線W1
.及びW2iのB′C′/2で近似される時定数が第1
図の場合の共通行線Wiの時定数R,C/2の1/4に
近い値となり得るものである。
依って情報の書込時、共通行線駆動回路Gli及びG2
□を選択して共通行線W1i及びW2jに同時的に駆動
信号Sli及びS2□を与えることにより単位記憶回路
M の電流制御回路り。
MISt界効果トランジスタQ1及びQ2がオンとなる
、その動作に遅延を伴うとしても、その遅延は第1図の
場合の単位記憶回路M の電流制御回路りのMIS電
界電界効果トランジスタナンとなる、その動作の遅延の
1/4に近いものとなり得るものである。
又情報の読出時、その読出しが、共通行線駆動回路G1
i及びG2iの一方例えばG2iのみを選択して共通行
線Wli及びW2iの一方W2.のみに駆動信号S2i
を与えて単位記憶回路M・・の電流制御回路りの2つの
MIS電界電界効果トランジスタ及1Q2の一方Q2の
みをオンとせしめる丈けでなされるので、そのMIS電
界効果トランジスタQ2がオンとなる動作に遅延を伴う
としても、その遅延は第1図の場合の単位記憶回路M・
の電流制御回路HのMIS電界電界効果トランジスタ
ナンとなる、その動作の遅延の1/4に近いものとなり
得るものである。
従って上述せる本発明によるマl−I)クス記憶回路の
一例構成によれば、第1図にて上述せる従来のマトリク
ス記憶回路の場合に比し高い応動速度を以って情報の書
込及びその読出をなさしめ得ることとなるものである。
又単位記憶回路M の電流副側1同路りの2つのMI
S電界効果トランジスタQ1及びQlを第6図に示す如
く、MIS電界電界効果トランジスタ及1−ス又はドレ
インとMIS電界効果トランジスタQ2のソース又はド
レインとをそれ等に共通な領域14を以って構成するも
のとした場合、電源器の回路りのチャンネル16及び1
70幅方向と直角方向に延長せる長さが第1図の場合の
同様の長さに比し大となるも、2つのMIS電界電界効
果トランジスタ及1Qlのチャンネル16及び17の幅
T1及びT2を第1図の場合のMIS電界電界効果トラ
ンジスタナャンネル50幅Tの1/2とし得るので、電
流制御回路りの半導体基板に占める面積を第1図の場合
の3/4に逓減せしめ得、従って全体を半導体基板上に
所謂モノリシンクに第1図の場合に比し格段的に小型密
実に構威し得るものである。
又上述に於ては単位記憶回路M1.に於ける電流制御回
路りのMIS電界電界効果トランジスタ及1Qlが、第
6図に示す如くに、それ等のチャンネル16及び17の
幅T1及びT2をして第1図の単位記憶回路Mij の
MIS電界電界効果トランジスタナャンネル50幅Tの
1/2として得られるべく構成されているものとして述
べたが、情報の読出時、MIS電界効果トランジスタQ
2のみをオンせしめるものとした場合、第6図Aに対応
せる第1図及び第8図に示す如く、第6図Aにて上述せ
る構成に於てそのMIS電界電界効果トランジスタ及1
ャンネル16の幅T1をMIS電界効果トランジスタQ
2のそれT2に比し犬とずべく半導体領域14の導電性
層22側の幅を導電性層23側のそれに比し犬とし、又
半導体領域13の幅を半導体領域14の導電性層22側
の幅より犬とし、そしてその犬となった領域13′ に
対応せる半導体領域14′を、それと領域13′との間
、及び領域14′と領域14との間で、夫々幅T1′、
及びT1“を有するチャンネル16′、及び16“を猛
威すべく、導電性層22を挾んで半導体領域13側とは
反対側に設け、そして導電性層22よりこれと一体にチ
ャンネル16〃上に延長せる導体性層22′を設けてM
IS’E界効果トランジスタQ1がソース(又はドレイ
ン)を領域13及び13′、ドレイン(又はソース)を
領域14及び14′とし、そしてチャンネルの幅を第7
図の場合(T I +T1’+T 1″)、第8図の場
合(TI+2T1’+2T1″、)とせる構成とし、こ
れにより共通行線W2iの時定数を共通行線Wliのそ
れに比し小ならしめれば、情報の読出しの応答速度をよ
り犬ならしめ得るものである。
また、単位回路M・ の電流制御回路■〕の2つのM
I S 電界効果トランジスタQ1及びQlが同じチャ
ンネル型を有するので、その電流制御回路りを簡易、小
型に構成することができると共に、共通行線Wli及び
W2iに与える駆動信号が同じでよい、などの特徴も有
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のMIS電界効果トランジスタを用いたマ
トリクス記憶回路を示す系統的接続図、第2図はその単
位記憶回路を示す接続図、第3図A及びBは第2図に示
す単位記憶回路に於けるMIsi界効果トランジスタの
一般的な構成を示す路線的平面図及びその断面図、第4
図は本発明によるMIS電界効果トランジスタを用いた
マトリクス記憶回路の一例を示す系統的接続図、第5図
はその単位記憶回路の一例を示す接続図、第6図A及び
Bは第5図に示す単位記憶回路に於ける2つのM I
S iE電界効果トランジスタ一般的な構成を示す路線
的平面図及びその断面図、第7図及び第8図は夫々第5
図に示す単位記憶回路に於ける2つのMISt界効果ト
ランジスタの他の一般的な構成を示す路線的平面図であ
る。 図中、Ml、(但しi=1.2−・=n ;j=152
・・・・・・m)は単位記憶回路、A 及びB は共通
列線、wl、wi□及びW21は共通行線、Fは直列回
路、Dは電源器(財)回路、Hは電流応動回路、Q、Q
l及びQlば゛電界効果トランジスタを夫々示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数nXm個の単位回路MI 12 Ml 2 ”
    ’ ”’ Mlm。 M2I2M2□・・・・・・M2rT]:・・・・・・
    ・・・:Mn12Mo2・・・・・・Mnmを具備し、 上記単位回路M・・ (但しi=1,2・・・・・・n
    :j=1,2・・・・・・m)が、MIS電界効果トラ
    ンジスタを以って構成された電流制御回路と、これを通
    じて所要の電流の供給される様になされた電流応動回路
    との直列回路でなり、 上記単位回路Mn2M21・・・・・Mnl:M、2゜
    M22・・・・・・・・・Mn2:・・・・・・s M
    l m 2M2 m・・・・・・Mnmの直列回路の一
    端が夫々第1の共通列線A1:A2・・・・・・Amに
    、他端が夫々第2の共通列線B1:B2・・・・・・:
    Bmに接続され、 上記第1及び第2の共通列線A」及びBjが選択され、
    且つ上記単位回路Mi、、Mi□・・・・・・Mimの
    電流制御回路のMI8電界効果トランジスタが制御され
    ることにより、上記単位回路MiJへの情報の書込及び
    その読出しがなされる様になされたMI8電界効果トラ
    ンジスタを用いたマトリクス記憶回路に於て、 上記単位回路Mijの電流制御回路が、並列関係に接続
    せる同じチャンネル型の第1及び第2のMIS電界効果
    トランジスタを含んで構成され、上記単位回路Mijの
    電流制御回路の第1(または第2)のMIS電界効果ト
    ランジスタが上記第2(又は第1)のMIS電界効果ト
    ランジスタに比し小なるチャンネル幅を有し、 上記単位回路Mi、、Mi2・・・・・・Mimの電流
    制御回路の第1及び第2のMIS電界効果トランジスタ
    のゲートが、夫々第1及び第2の共通行線駆動回路Gl
    i及びG2iより延長せる同じ駆動信号Sli及びS2
    iが与えられる第1及び第2の共通行線W1i及びW2
    iに接続され、 上記単位記憶回路Mijへの情報の書込時、上記単位回
    路MiltMi□・・・・・・Mimの電流制御回路の
    第1及び第2のMIS電界効果トランジスタが、上記第
    1及び第2の共通行線Wli及びW2iに夫々上記第1
    及び第2の共通行線駆動回路Gli及びG2iより与え
    られる同じ駆動信号Sli及びS2iによって、同時に
    駆動されて、上記単位回路Mij の電流応動回路に、
    所要の電流が供給される様になされた。 上記単位記憶回路Mij よりの情報の読出時、上記単
    位回路M、i、Mi2・・・・・・・・・Mimの第1
    及び第2のMIS電界効果トランジスタが、上記第1(
    又は第2)の共通行線W1i(又はW2i)に与えられ
    る上記第1(又は第2)の共通行線駆動回路G11(又
    はG21)より与えられる駆動信号51i(又は52i
    )によって制御される様になされた事を特徴とするMI
    S電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路。
JP54087310A 1979-07-10 1979-07-10 Mis電界効果トランジスタを用いたマトリクス記憶回路 Expired JPS5849956B2 (ja)

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