JPS59132496A - メモリの駆動方法 - Google Patents

メモリの駆動方法

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JPS59132496A
JPS59132496A JP58183015A JP18301583A JPS59132496A JP S59132496 A JPS59132496 A JP S59132496A JP 58183015 A JP58183015 A JP 58183015A JP 18301583 A JP18301583 A JP 18301583A JP S59132496 A JPS59132496 A JP S59132496A
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substrate
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Atsushi Takai
高井 厚志
Yuzo Kida
喜田 祐三
Yoshimune Hagiwara
萩原 吉宗
Terumi Sawase
沢瀬 照美
Takaaki Hagiwara
萩原 隆旦
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明はメタルーシリコンナイトライドーシリコンオ
キザイドーセミコンダクタ(Metalsilicon
 N1tride 5ilicon 0xide Se
m1condu−ctor:ly、下1MNO3と略称
する。)トラ、ジスタ等で構成される電気的に書き換え
可能なり一ドオンリイメモリ(Electricall
y AlternableRead 0nly Mem
ory :以下、EAR,OMと略称する。)に関する
ものである。
〔発明の背景〕
FAI(、OMのメモリセルに使用されるM N OS
トランジスタの断面構造を第1図に示す。第1図におい
て、LAはゲートを極、IBは窒化珪素Si3N4から
なる層、10は酸化珪素5I02からなる層、LDはソ
ース、IBはドレイン、IFはサブストレー)、IGは
基板ヲあられす。
このMNOS)ランヅスタのゲートLAに電位V、そ与
え、サブストレートIF、  ソースLD。
ドレインLHにそれ七れ0ボルトを与えると、酸化珪素
Siυ2の層10と窒化珪素5L3N4  の層IBの
境界に電荷がトラップ(trap)される。例えは、あ
るNチャネルMNOS)ランジスタではV、として+2
5ポル)K与えると電子が10の5I02とIBのSi
3N4の境界にトラップされる。
以下この状態をメモリに書き込んだ状態と呼び。
論理゛1″の記憶状態とする。
また、ゲートIAに0ボルト、サブストレートIFに電
圧■9、ソースIDおよびドレインIEはそれぞれ開放
の状態にするとICの酸化珪素SiO2の層ICと窒化
珪素513N4の層IBの境界にトラップされていた電
荷はなくなる。以下この状態をメモリを消去した状態と
呼び、論理“ONの記憶状態とする。
このMNOSトランジスタのゲートIAとサブストレー
トIFの間に電位差がない場合は、当然メモリの内容に
変化は起らす、また、ゲートIAに電圧V、が与えられ
、サブストレー1− I Fに0ボルトが与えられても
、ソースLD、およびドレインIEにある電圧vwdか
与えられている場合にはメモリの記憶状態の変化(論理
”0”の状態から論理゛1”への変化、あるいはその逆
)は生じない。例えばあるNチャネルM、NOSトラン
ジスタでVp= 25ボルト、■wd−20ボルトが与
えられた場合がこれに相当する。
なお、ソースIDおよびドレインIEに電圧’wdが与
えられてもゲ〜)LAに0ホルト、vプストレー)IF
に電圧■、が与えられた場合には構造より明らかなよう
に、メモリの内容は消去されてしまう。
このメモリセルがアレイ状(こ配置−されてIC化され
た場合で、このメモリアレイ中の全部のメモリセルでは
なく、メモリの中から選択した選択メモリセルの内容を
消去する場合、そわ以外の非選択メモリセル(こはその
内容が消去さイ1ないようなモード(非消去モード)の
電圧が印加されrjけれはならない。
第2図は従来のメモリ駆動方法による信号のタイムチャ
ートで、あるメモリセルが消去状態をこある時、他の非
消去状態のメモリセルに印加さイ′シる信号の関係を示
してい・る。図において、■1はメモリに与えられる消
去命令信号で、この電圧が”l”のレベルにあるときは
消去命令が出ていてメモリ中の選択されたメモリセルが
消去される。
VAはグー)LAに与えられる電圧、VBはサブストレ
ー)IFに与えられる電圧を示している。
すなわち、消去指令信号■1が論理゛1”になると、非
選択メモリセルのゲートlAgよびサブス■1が論理”
O”になると、非選択メモリセルのグー)LAおよびサ
ブストレー)IFの電圧VAおよびVBはOボルトにな
る(時刻T2)。なお、この時、非選択メモリセルのソ
ースlDEよびドレインIEは開放状態にある。
第2図でわかるように非消去モードでは、グー)IAと
サブストレートlFの′電圧は全く同じように変化する
ので、グー)LAとサブストレート電圧間には電位差を
生ぜず、したがってメモリセルの記憶状態には何の影響
も及ばさないOしかし、実際には、メモリセルのグー)
LAとサブストレートIFに同時に電圧vpヲ与えても
サブストレー)IFと基板18間のウェル容量等の影響
で、第3図に示すように、ゲートに圧VAとサブストレ
ート電圧vBの変化には、わずかな時間差1dX−生じ
ることが多い。このtd間の過渡状態ではゲートIAζ
こは電圧■、か与えられ、サブストレー)IPは0ボル
トの状態でゐるのて。
メモリセルは瞬間的に書き込みの状態に陥る0この時間
差1dは一般的には書き込みに要する時間Twに比べて
かなり短いが、何回かこイtが続くとこの電圧が与えら
れた非選択メモリセルの記憶状態が変化する可能性かあ
り、EAR,L)Mの記憶保持時間なとの性能を下けて
いた。
例えば、あるメモリセルで、第3図のようにゲートIA
の電圧の立上りがサブストレートIFの電圧の立上りよ
りも時間差t d= 100μsecだ2500、すな
わち、非選択メモリセルでメモリセルの状態が論理”0
゛であったにもかかわらず他のメモリセル42500回
以上消去動作すると消去されてはならない非選択メモリ
セルの状態が論理“1”に変化してしまう。
〔発明の目的〕
この発明の目的は従来上述したようにEAa。
Mの部分消去時に生じていた。消去メモリセル以外の消
去されてはならない非選択メモリセルが瞬間的に書き込
み状態や消去状態に陥ることを防ぐメモIJ k提供す
るものである。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するためにこの発明では、従来と異な
るシーケンスでメモリセルの各端子に電圧を与えるぐと
により、非選択メモリセルの記憶内容+y化させるモー
ドに陥ることを防いでいる。
より具体的には前にも述べたようlこ、クーHjf圧V
p、サブストレート電圧0ボルト、ソース及びドレイン
筆圧■Wdのときには、メモリセルに蓄えられている記
憶内容には何の変化も起らないということを利用して、
消去命令が与えられると選択さn消去される選択メモリ
セル以外の消去されない非選択メモリセルでは、まずソ
ースLDに電位Vwdを与え、しかる後にゲー目Ai?
X岨圧■、そ与え1次にサブストレートIFの電圧y2
■、とし、消去命令がなくなったときも、咳す、ソース
LDノ電位ヲvwdとし、しかる後にサブストレー)I
Fの電位−B、V、からOボルト(こ変化させ、次にゲ
−) IAの電位を0ホルトに変化させるというように
、過渡的にケートlAに電圧■0.サブストレートIF
に0ボルトか与えられるときでも、ソースLD及び゛ド
レインIEの電圧はVwdにしてメモリの記憶内容の変
化を防止するものである。
第4図はこの発明による駆動方法の原理を説明するタイ
ムチャートである。図において、■1は消去命令であり
第2図と同じである。VOはソースID及びドレインI
FJの電圧、■AおよびVBはそれぞわゲー)LAおよ
びサブストレートlFの電圧である。第4図でわかるよ
うに、この発明では、消去命令信号vlが与えられ、こ
のVlが論理”0”の状態から“l“の状態に変化する
と。
消去さnない非選択メモリでは続いてソースLD及びド
レインに′紙圧vCとして電圧vWdが与えられ、しか
る後にゲートLAの電圧VAとして電圧V、が与えられ
、続いてサブストレー)IFの電圧VBとじて′−′1
圧vpが与えられ、その後ソースID及びドレインIE
は消去状態におけるソース、ドレインと同し゛状態にす
る。消去命令信号Vlが1”から0”になるときも0”
から“1″に変化した場合と同様にソース及びビレ4フ
フ4位Vcがvwd となった後にサブストレート電圧
VBが0ボルトとなり、その後にゲートを圧VAがOボ
ルトとなり、その後、ソース電圧かOボルトとなる。
この・/−ケンスにより、ゲート電圧とサブストレート
電圧に電位差Vp力)ある場合でも、ソース及びドレイ
ンの′電圧VOは”wd  となっているQつでメモリ
セルの論理状態に対する影響はない。
実施例 以下、′この発明を笑厖例により詳細に説明する0第5
図はこの発明による駆動方法を実現する駆動回路の一実
施例を示す回路図であり1図において。
1は消去命令、入力端子、2はエクスクル−7ブオアゲ
ート(以下EORと略称する。)12はオアゲート、1
7はアンドゲート、25はイン6〒り。
5.14,21,24.27はスイッチ、8はDラッテ
を示す。第6図は第5図の回路各部の電圧のタイムチャ
ートでVの次の数字かそれぞれの端子に対応しているス
イッチ5,14,21,24゜27はすべて論理”1”
のときオン(ON)となり、0″でオフ(OF F )
となるODクラッチはクロック端子9に”1″が与えら
れているときは入力端子10に与えられた値をそのまま
出力端子11から出力し、クロック端子9に°0”が与
えられた時は、その”0″が与えられる直前の入力の値
を保持し、出力端子11から出力するもの □である。
53〜55はセンサを示し、センサ53は入力端子56
に電圧Vwdが与えられた場合に出力端子57に”1”
を出力し、”0″ボルトが与えられた場合は”0″を出
力する。センサ54゜55は入力端子58.59に電圧
■、が与えらイまた場合に出力端子80.81に”1”
を出力し、入力端子58.59がOボルドの場合は出力
端子80.81に101を出力する。
端子1には消去命令が与えられ、その状態を第6図■1
に示す。EOO20一方の入力端子は端子1に接続され
る0今1g0R2の他方の入力端子3が0”であったと
すると、gOfL2の出力端子4に”1′か出力されて
スイッチ5かオン(0’N)となる。端子6には電圧V
Wdが与えらレテいるのでメモリセル50のソース7に
電圧Vwdが与えられ、Dラッテ8のクロック端子9に
“1′が与えられる。Dラッテ8の入力端子10は端子
1をこ接続されているので出力端子11にも”1“か出
力される。出力端子11はオアゲート12の一方の入力
端子に接続されているので。
オアゲー)12の出力端子13に”1″が出力される。
よってスイッチ14かLINとなる。端子15にはメモ
リセル50が消去状態のときには0ボルト、非消去状態
のときには電圧V、が与えられる。今、端子15に非消
去状態の電圧■2が与えられると、メモリセル50のゲ
ート16には電圧■ が与えられ、センサ55の出力8
1も”1″となる。アンドゲート17の一方の入力端子
18はセンサ55の出力81と結合され、他方の入力端
子19はDラッテ8の出力端子11と接続されているの
で、その出力端子20に“1”が出され。
スイッチ21がONとなる。
端子22には電圧■、が与えられていて、スイッチ21
がONとなることにより、メモリセル50のサブストレ
ート23に電圧■、か与えられる。スイッチ24には端
子lからの消去命令か与えられているのでこれが(JN
となり、EOR2(7’)入力端子3に“l″が与えら
れる。これにより、EORの2つの入力端子1,3の電
圧が共に1″となり、その出力端子4の出力は“0”と
なる。
スイッチ5はこわによりOFFとなり、メモリセル50
のソース電圧は0ボルトOこなる。
次に消去命令がなくなったとき、すなわち、viが”t
”のレベルから0#のレベルになったときの第5図の回
路の説明を行う。端子lの電圧は”0″レベルに落ちる
ので、EOR2の一方の入力端子は0”となり、他方の
入力端子3(ま”1”であるので、EOFL2の出力端
子4(こ(ま“ビが出力され、スイッチ5はONとなる
。これにより、メモリセル50のソース7(こ(′!奄
電圧wdか与えられ、Dラッチ8のクロック端子9(こ
は”ビが与えられる。Dラッテ8の入力端子IOには”
0”が与えられるのでその出力端子11には ”0”が
出力される。それにより、アンドゲート17の出力端子
20刀5゛0″となり、スイッチ21はOF Fとなり
、メモリセル500〕サブストレート230)′に圧か
0ボルトとなり、OR,ケート12の2つの入力端子Q
〕レベルが10′となるので、その出力端子13も0“
となり。
スイッチ14はo Fi’となるので、メモリセル50
のゲート16も0ボルトとなる。イン〆く一タ250)
入力端子は入力端子lに接続されてし)るのて゛、その
出力端子には“l”が出力されスイッチ27がONとな
る、よってEOR2の入力端子3も“0″となり、ぞの
出力端子4も”0”となり。
スイッチ5がOFF’となってメモリセル50のソース
電圧が0ボルトとなる。
このシーケンスを見て1つかるように、非選択状態では
どの瞬間をとってもメモリセルの記憶内容を書き換える
モードの電圧が与えられることはない。すなわち前にも
述べたようにこの発明はソース、ドレインに電圧Vwd
が与えられていれは。
ゲートに電圧V  サブストレートに0ボルトが1 与えられても、メモリセルの記憶内容には伺ら影響を及
ぼさないということをオリ用したものである。
なお、これら一連のシーケンスはメモリアレイ中のメモ
リセル全部について満足されなけれはならないものであ
るから、伝送しm中の信号の遅延時間を考慮に入れない
と、一部のメモリセルではこの順序が守らイ1ないこと
も考えられる。このため−例として第7図の実施例に示
すごとくメモリアレイ部の電圧源どは反対側にセンス回
路を設は伝送されて来た信号がメモリアレイ全部に伝わ
ったということヲ恢知してから次の動作に移るという方
法が考えらζLる。第7図において、90はメモ+) 
I Cの基板全体、94はメモリセルの単体を示し、で
いる。端子91はサブストレートに接続され、基板全体
のトランジスタのサブストノートに電気的に結合さイ1
でいる。端子22には―圧■。
か与えらイエスイッチ21かONになることによりサブ
ストレートに′板圧V か与えられるom7図に示すよ
うに蒸機の端子91とは反対側のサブストレートには端
子92かあり、センサ54に結合されている。
信号線93は縦一列のトランジスタのソースに接続され
、−力の端子95はスイッチ45に接続され、端子6に
は電圧Vい、dが与えられている。
信号線93の他方の端子96にはセンサ53か接続され
ている。信号線31は横方向の一列のトランジスタのそ
れぞイ1のゲートに接続さてし、その一方の端子98は
スイッチ14に接続されている0端子15には消去状態
のときに0ボルト、非消去状態のとき電圧V、が与えら
れる。したがってセンVを単に伯号餘31に接続したた
けては、消去状態の場合、信号春31は0ボルトのまま
で変化せず、信号が伝達したということを感知できない
そこで消去電圧が与えられるゲートの信号載は1本であ
ることを利用して、もう1本のアレイの信号線32と信
号線31の出力の論理和をとることにより、たとえ2本
の信号線のうち1本の信号線が消去モードであっても信
号の伝達を感知することを可能とした0これらセンサ5
3〜55を電源と反対側に設けることによりメモリアレ
イ全部のメモリセルに信号が伝わったということヲ恢知
することが可能となった。
分述べたのは信号が各メモリセルに伝わったということ
を検知してから次のシーケンスに移るという方式である
が、あらかじめ伝達に必袂な時間を計算して、その時間
間隔をおいて次の7−ケンスに移行することも可能であ
る0その例を次に示す0 第8図は本発明による駆動方法を実現する回路の他の実
施例、第9図は第8図の回路のタイムチャートで、■の
次の番号は第8図の回路の各部の番号に対応している。
第8図の41〜43はシフトレジスタで入力端子40に
与えられた情報はクロックパルスが与えられる毎にシフ
トレジスタ41〜43の方に送られて行く。入力端子4
0にはメモリの消去命令が入力される。入力端子40に
与えらイする消去命令と7フトレジスタ41〜43の出
力V44〜V46の時間関係を第9図にそれぞれ示す。
シフトレジスタ41の出力V44とシフトレジスタ43
の出力V464オアゲート47の入力に加えることによ
り出力V3Si得る。
出力V48はスイッチ49をON 、OFFする。
スイッチはすべて論理“1″のときONになるO端子6
0には電圧Vwdが与えられている。スイッチ49がO
Nとなるとメモリセル50のソース7に■wdが与えら
れる。シフトレジスタ42の出力45はスイッチ61に
加えらイする0入力端子62にはメモリセル50が消去
モードのときはOボルトか与えられ、非消去モードのと
きには電圧■ が与えられる。シフトレジスタ41と4
30)出力44と46はアンドゲート63にも加えられ
、その出力V64はスイッチ65そON、(Jl”Fす
る〇 入力端子66には′は圧■、が与えうしてぃC。
スイッチ65がONになるとメモリセル50のサブスト
レート23に′電圧■、が与えらイする。このよう(こ
して、第9図V4B、’V45.V64に示すようにメ
モリセル50のソース7.ゲート16゜す7−ス) レ
−) 23に与えられる電圧の7−ケンスか作らrLる
〔発明の効果〕
以上説明したごとくこの発明によイ1ば、メモリセル各
端子に与える′市川の7−ダンスをコントロールするこ
と)こより、メモリの部分消去時に非消去メモリセルの
記憶内容を変更するような電圧モーに゛かメモリセルに
寿えられることを防止Cき。
した7つ)ってメモリの記憶保持時間の同上か計れるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図はMN(JS)ランジスクo)B信置構造、第2
図、第3図は従来の部分消去時に非消去メモリに与えら
、(Lる′電圧のタイムチャート、第4図は本発明の原
理を示すMNOS )ランジスタの電圧のタイムチャー
ト、1445図は本発明による・騒動方法を実現する駆
動回路の一実施例の構成図、第6図は第5図の回路の各
部の電圧のタイムチャート。 第7図は絹5図の実施例におけるセンサの配列例を示す
構成図、第8図は本発明による駆動方法を実現する駆動
回路の他の実施例の構成図、第9図は第8図の回路の各
部の電圧のタイムチャートラ示す。 IA・・・ゲート、IF・・・サブストレート、2・・
・エクスクル−シブオアゲート、8・・・Dラッテ、5
0・・・メモリセル、90・・・メモリICの基板全体
、53〜55・・・センサ、41〜43・・・/フトレ
ジスタ0 81 目 /A ゝ・θ 垢 2 1’lJ 単 6 肥 /’− 0゛− 87図 88 図 8 q 込 7’M−「−丁一一 国分寺市東恋ケ窪1丁目280番 地株式会社日立製作所中央研究 所内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、共通のサブストレート内に形成された複数の。 それぞれトランジスタからなるメモリセルを有し。 各メモリセルのゲートと該サブストレート間に印加され
    る電圧が第1の極性のときには各メモリセルが書込み状
    態となり、該第1の極性と反対の第2の極性のときには
    各メモリが消去状態となるように各メモリセルが構成さ
    れているメモリにおいて、書込み動作時に、非書込みメ
    モリセルのゲートおよびサブストレートの電位を第1の
    電位に保持した才ま、書込みメモリセルのゲートに第2
    の電位を印加することにより、該書込みメモリセルのゲ
    ートと該サブストレートの間に該第1の極性の第1の電
    位差を形成する=Xの手段と、消去動作時に消去メモリ
    セルのゲートを該第1の電位に保持する第2の手1段と
    、消去動作時に、該サブストレートに第3の電位を印加
    することにより、該消去メモリセルのゲーIf該サブス
    トレート間に該第2の極性の第2の電位差を形成する第
    3の手段と、該第3の電位の印加時に、非消去メモリセ
    ルのゲートに第4の電位を印加することにより。 の電位差を形成する第4の手段を設けたメモリ。 2、該第1、第2の電位差は互いに等しく、該第3の電
    位差は0である第1項のメモリ。 3、共通のサブストレート内に形成された複数の、そn
    それトランジスタからなるメモリセルを有し。 各メモリセルのゲートと該サブストレート間に印加され
    る電圧が第1の極性のときには各メモリセルが書込み状
    態となり、該第1の極性と反対の第2の極性のときには
    各メモリセルが消去状態となり、さらに、該書込み状態
    では該メモリセルのソース又はドレインの電位が該ゲー
    トの電位に近い程、各メモリセルに対する書込み動作が
    低速度で仔なわれるようにメモリセルが構成されている
    メモリにおいて、消去すべきメモリセルのゲー)K第l
    の電位に保持する手段と。 該サブストレートの電圧が第1の電位から、該第1の電
    位に比べて該第1の極性の電位差を有する第2の電位に
    変化し、該消去メモリセルの消去に必要な期間該第2の
    電位を維持し、その後該第1の電位に戻るように、該サ
    ブストレートの 電位を制御する第1の手段と。 非消去メモリセルのゲートの電圧が該第1の電位から該
    第2の電位に変化し、少くとも上記の期間該第2の電位
    を維持し、その後再び該第1の電位に変化するように、
    かつ、該サブストレートの電位に比べて該非消去メモリ
    セルの電位が該第2の極性を有しない値となるように、
    該非消去メモリセルのゲートの部位を制御する第2の手
    段と。 消去動作期間の内、該サブストレートの電位に対して該
    非消去メモリセルのゲートの電位が該第1の極性の電位
    差を有する期間に、該非消去メモリセルのソース又はド
    レインに、該第1の電位に対して該第1の極性の電位差
    を有する電位を印加する第3の手段とを有するメモリ。 4、該第2の手段、該サブストレートの電位が該第■の
    電位から該第2の電位に変化し始める前に該非消去メモ
    リセルのゲートの電位を該第1の′電位から該第2の電
    位に向けて変化開始させる手段である第3項のメモリ。 5 該第3の手段は、該非消去メモリセルのゲートの電
    位か該第1から第2の電位に向けて変化開始する前に該
    非消去メモリセルのノース又はドレインの電位を該第1
    から第2の電位に向けて変化開始させる手段である第3
    項又は第4項のメモリ。 6、該第2の手段は該サブストレートの電位が該第2の
    電位から該第Iの電位に戻り始めた後に該非消去メモリ
    セルのゲートの電位を該第2の電位から該第1の恥、位
    に戻し始める手段である第3項のメモリ。 7、該第3の手段ハ、該非消去メモリセルのゲートの電
    位が該第2の電位から該第lの電位へ戻り始めた後に、
    該非選択メモリセルのソース又はドレインの電位を該第
    2の電位から該第1の電位に戻し始める手段である第3
     d’、ま第6項のメモリ。
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JP58183015A Granted JPS59132496A (ja) 1983-10-03 1983-10-03 メモリの駆動方法

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JP (1) JPS59132496A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190233066A1 (en) * 2016-06-29 2019-08-01 Devonport Royal Dockyard Limited Vessel supporting apparatus

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Publication number Publication date
JPS6151360B2 (ja) 1986-11-08

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