JPS5987697A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JPS5987697A
JPS5987697A JP57197110A JP19711082A JPS5987697A JP S5987697 A JPS5987697 A JP S5987697A JP 57197110 A JP57197110 A JP 57197110A JP 19711082 A JP19711082 A JP 19711082A JP S5987697 A JPS5987697 A JP S5987697A
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JP
Japan
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current
transistor
memory cell
value
mos transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP57197110A
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English (en)
Inventor
Sumio Tanaka
田中 寿実夫
Shigeru Atsumi
渥美 滋
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards

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  • Read Only Memory (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 この発明はフローティングゲートを備えたMOS )ラ
ンジスタをメモリセルとして用いた不揮発性半導体記憶
装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
メモリセルとしてフローティングタートを備えたMOS
 )ランジスタを用いる不揮発性半導体記憶装置、たと
えばEPROM(データ消去が可能なプログラマブルR
OM ) t、1.、−’度データを訓込めば次に消去
するまでVi’i、源電圧を切ってもそのテ゛−夕を安
定に保持するため、多くの回路で使用されている。
fPJ1図tJ:EPROMのメモリセルとして用いら
iするMOS )ランジスタのも1り造を示す断面図で
あり、ここではNチャネルのものが示されている。P−
型の半導体領域11内にはN型のソース領域12及びド
レイン領域13が形成され、このソース領域12とドレ
イン領域13との間のチャネル上には電気的に浮遊状態
にあるフローティングゲート14が形成され、さらにこ
の上にはコントロールダート15が形成されでいる。こ
のような構造のメモリセルにおいてデータを書込む場合
には、たとえばソース領域12をアース電位に設定した
上でドレイン領域13とコントロールダート15を供に
高電位に設定する。すると、ドレイン、ノース間に大き
な電流が流れでチャネルに多数の電子、正孔対が発生し
、このうち電子が上記フローティングダート14に注入
されることによってしきい値電圧が上昇する。
すなわち、データの書込みはメモリセルのしきい値電圧
を上昇させるととによって行なわれる。
−・方、データの消去は、紫外線を照射することによシ
フローティングデート14に蓄えられている電子をここ
から排出することにより行なわれる。
ところで、メモリの分野では高集積化のため、年々素子
の微細化が図られ、メモリセルとなるMOS )ランジ
スタの実効チャネル長も縮少化される傾向にある。MO
S )ランジスタの実効チャネル長が短かくなっていく
と、上記ブ゛−タ調込み時にドレイン領域近傍の電性が
強く在るので、データ書込み月は増大する。
第2図は第1図に示すメモリセルにおりる実効チャネル
長Leff(μm)とデータ書込み、n:ΔVTII 
(v)(ΔVTHはしきい値電圧の駿化月、)との関係
を示す特性曲線図である。図から明らかなように、Le
ffが短かくなるのに伴いΔVr y■l、:I、大き
くなるのがわかる。
〔背景技術の問題点〕
上記のようにメモリの高集積化がN1られZ)ことによ
りメモリセルの実効チャネル長が短かぐなると、データ
引込み時にメモリセルに流れる電流の値が規定値よシも
大きくなってしまう欠点がある。すなわち、ξの電流は
プ゛−タシ1込み時に印加される宵込用高tEl)E電
源から41(給されることになるが、この電流から流し
得る電流の値には限度があり、この電流値はこの限度内
に設定する必要がある。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情を考枦、してなされたもの
であり、その目的は、各メモリセルの実効チャネル長が
短かくなっても、ブ゛−タ、9I4込み時忙メモリセル
に流れる電流が規定値以上とならないような不揮発性半
導体記憶装置を提供するととにある。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
3図はこの発明に係る不揮発性半導体記憶装置の一実施
の回路構成図である。図において211−Jメモリセル
′アレイであり、このメモリアレイ2ノは、それぞれ行
プ゛コーダからの出力が伝達され互いに並行配列された
tu数の行線22I 〜22.と、これら行線22と交
差しかつ、nいに並行配列された複数の列rに23ヨ〜
23j及び各行線22と各列線23との文点にそれぞれ
設けられる前記第1図に示ノーような構造のNブ−ヤネ
ルのメモリセル24とを1iiIえでいる。−七H1i
各メモリセル24のドレインt」、対応する列線23に
コントロールダートは対応する行線22にそれぞれ接続
され、すべてのメモリセル24のソースは回路点251
/C共通接続されている。
上記各列線23.〜23jは、それぞれ行デコーダから
の出力がそのダートに供給される列選択用のNチャネル
MO8)ランジスタ261〜26jそれぞれを介して回
路点27に結合されている。
そして、この回路点27とデータ1f1込み用の高゛屯
圧vpp (たとえば+21v)印加点28との間にQ
よ、yゝ−夕岩込み時にそのり0−トにvpp以上の電
圧が供給されるNチャネルMO8)ランノスタ29が挿
入される。また、上記回路点27には七ンスアンプ−3
0の大刀端が?4:続される。
また、上記回路点25とアースIT、 r\γ点(基準
電位点=OV)との間には、そのしきい値■、圧がOv
刊近の値であるいわゆる■型のNチャンネルMO8)ラ
ンジスタ31とNチャネルMO8)ランジスタ32とが
並列押入されている。
さらに通常のデータ読み出し用の低電圧Vcc(たとえ
ば+5V)印加点33とアース電位点との11)1には
、−上記メモリーレル′アレイ2!−でデータを5T込
む時に低レベルとなる信けWがそのケ゛−1・にイ1(
給されるPチャネル+114O8+・ランうクスク34
とNチャネルMOS l・ランジスク、75とが1凸列
接続され、とのうち上記M、O8)ランシy 7.り3
5のりゝ−トはr、+ros )ランジスク34 、 
、’l 、5の直列接続点である回路点36に接続され
ている。壕だ、上記回路点36とアースTU位点との間
にしll、そのケ9−トに上記信号Wが供給されるNチ
ャネルMOS )ランジスタ37が挿入されている。そ
17て前記I型のMOS )ランジスク310ケ゛−ト
は上記回路点36に接続されている。さ÷−に前記MO
8)ランジスタ32のゲートにも土配信月Wが供給され
ている。なお、第3図の回路においてメモ!Jセル4?
4及びI型のMOS )ランジスク31を除いた他のM
OS )ランジスタt;1.−tべてエンハンスメント
型(E型)のものである。
このような構成で々る回路においで、任意のメモリセル
24にデータを岩、込む場合の動作を説明スる。データ
書込み時[FiMO8)ランジスタ29のダート入力及
び列アコータ゛の出力のうちいずれか1つがそれぞれ+
21V以上の■、圧圧設設定れるとともに行デコーダの
出方のうちいずれか1つが+21Vに、それ以外はOv
K設定される。MOS )ランジスタ29のダートに」
21V以上の電圧が入力することによって仁の^40s
トランジスタ29がオンし、これに上って回路点271
d、Vppfなわち+21Vに保持される。また、たと
えばMOS )ランジスタ261のり−トに+21V以
上の電圧が入力されてぃれ一2l:このMOS1ランジ
スタ261がメンし、これによって1つの列n 23I
が+21Vに光取される。さらにだとえげ1つの行fP
I!221 に千21Vの電圧が入力していれU1]、
このときtJ、行線221  と列ff12.qt  
との交点Kn#l) r:)ILテいルメモリー1=ル
24が選択され、このメモリセル24のドレイン及びコ
ントロールダートに供に+21Vのti(IIが供給さ
れることになる。したがって、この後、このメモリセル
24では、前記したように大きな電流が流れこの結果そ
のしきい値電圧が1= !1し2、これによってプ゛−
りがw1込まれる。
一方、データ書込みの時、信号Wが低レベルになると々
によってMOS ) 、i’ンジスク32はオフ、MO
S )ランジスタ34はオン、へ4osトランジスタ3
7はオフとなる。ここで、MOS )ランジスタ34の
コンダクタンスをMOS )ランジスタ35のそれよシ
も充分に小さく設計しておけθj回路点36の電圧はM
OS )ランジスタ35の1、きい値電圧VTIHに等
しい電圧となる。この回路点36の電圧VTHは電源V
eeが変動しても常妊一定値である。したがって、この
とき、■型のMOS )ランジスタ31のダートには一
定のバイアス電圧が入力するととになる。
第4図はそのケ゛−トに一定パ身アス電圧が供給されて
いるときの、上記MO8)ランジスタ31に流れる電流
■と回路点25の電圧Vとの関係を示すりI性11h#
i1図である。図からFJIIらがなように、このMO
S )ランジスタ31に流れる電流は16以上にならな
い。これはダートバイアス市、圧が一定の時、M()s
トランジスタに流れる電流はある値でfi+a和するた
め゛である。j7プ、−、7)Zって、仁の飽和電流値
IoをMosトラ′ンジスタ3ノのチャネル(IF、、
チャネル長等の設H1により、メモリーヒル24に流ヒ
る?lL 3inの最大値にス!(、定“JれV」:、
い′まデータが書込まれでいるメモリセル24#cこれ
以上の電流が流れることはない。〕なゎ踵メ・モリーヒ
ル24にMr、ILるγlt流の1直が■。を戸!えよ
うとすれば、回路点25の電圧が上昇するため、これに
よってMr流の増加が阻止される。
上記データの宵゛込みが終了ジると信−号1vが高レベ
ルに反転する。すると、MOS l・ランジスク37が
ソースして回路点36が/宕¥ OV lr iij定
され、これによ、jl)MOS)ランジスタ31がカッ
トメツする。一方、信号Wが高レベルに反転ノ°ること
によってMosトランジスタ32がオンするため、回路
点251.このAffos トランジスタ32を介しテ
I’J I”:I、ovK: Bit 9−J Jl、
 7)。−j−1ワ′う、ずへてのメモリセル24のソ
ース?:1. (I Vに設ン;!される。この状態で
それぞり、3つのfjプ゛コーダ及び列プゝコーダから
の出力が+5 Vに詐゛定されることにより1つのメモ
リセルが選択され、この選択されたメモリセルのデータ
がセンスアンプ1Jによって読み出される。
このようにこの実施例回路てt」1、MOS )ランジ
スタ31を設け、データ溜込の5時にこのMOSトラン
ジスタ31のデートに一定バイアスを供給するようにし
たので、高年15’(イヒが図られ名メモリセル24の
実効チャネル長が短かくなっても、これらメモリセル2
4に流れる電流が却、定1直以上とならないように−j
ることかできる。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変形が可能である。たとえiJ:上n1シ実施例
では、メモリセル24に流れる電流を制限するために1
型のMOSトランジスタ31を用いる場合について説明
したが、この代シにエンハンスメント型のものを用いる
ようにしてもよい。第5図は上記夏型のMOS )ラン
ジス7310代つに工ンハンメント型のMOS )ラン
ラスタ4ノを用いた場合の構成を示う。この場合、前記
回路点36とアース電位点との間には前記1つのMOS
 )ランジスタ35の代りに2つのMOS )ランジス
タ42.43が直列挿入される。
なおこの各MO8)ランジスタ42 、4.9のダート
はそれぞれのドレインに接続されている。したがって、
MOSトランジスタ34がオンするとき、MOS )ラ
ンジスタ41のダートにt」、1つのMOS )ランジ
スタのしきい値電圧の倍の電圧が供給される仁とになる
さらに上記実施例回路てΔ’+08 )ランジスタ35
がエンハンスメント型のものである場合について説明し
たが、これの代りにメモリセル24と同様の構造のMO
S )ランジスタを用いるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、各メモリセルの
実効チャネル長が短かく〃っても、データ書込み時にメ
モリセルに流れる電流が〃1゜定値以上とならないよう
な不揮発性半導体記慎装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はEPROMK:用いられろメモリセルの構造を
示す断面図、第2図U、第1図のメモリセルの特性曲線
図、第3図はこの発明に係る不揮発゛ 性半導体記憶装
置の一実施例を示すu7+鮎j?を成図、第4図は上記
実施例を説F!りするための特性曲線図、第5図はこの
発明の変形例の回路構成図である。 21・・・メモリセルアレイ、22・・・行線、23・
・・列線、24・・・メモリセル、26・・・列選択用
のMOS )ランジスタ、29・・・NチャネルMOS
 )ランジスタ、30・・・センスアンプ、31・・・
夏型のNチャネル%、10B )ランジスタ、41・・
・エンハンスメント型のNチャネルMOS )ランジス
タ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 −Leff ()+m) 第3図 第4図 □V 第51!!Q 3

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それぞれフローティングゲートを有しデータ書込
    み時に選択的にそのドレイン、ソース間に電流を流して
    そのフローティングダートにキャリアを注入することに
    よってそのしきい値電圧を変化さ−ヒるようにした、互
    いにソースが共通接続された複数のメモリセルを備えた
    不揮発性半導体記憶装ffHcおいて、データψ1込み
    時にそのダートに一定のバイアスTii、圧がt!(給
    されるMOS )ランジスタのドレイン、ソース間を−
    1−tll:複数のメモリセルの共通ソース接続点と4
    1j準i1i、句点との間に挿入するようI−L、たと
    とを11ν徴と一ノる不揮発性半導体記憶装置1710
    (2)前記MO8)ランジスタのr−トに供給さJする
    一定のバイアス電圧がMOS )ランジスタのしきい値
    電圧あるいはこのしきい値゛電圧の倍の電圧である特許
    請求の範囲第1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。
JP57197110A 1982-11-10 1982-11-10 不揮発性半導体記憶装置 Pending JPS5987697A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61150198A (ja) * 1984-12-25 1986-07-08 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置
US5218571A (en) * 1990-05-07 1993-06-08 Cypress Semiconductor Corporation EPROM source bias circuit with compensation for processing characteristics
FR2929751A1 (fr) * 2008-04-08 2009-10-09 St Microelectronics Sa Procede de programmation d'un dispositif de memoire du type programmable une fois et circuit integre incorporant un tel dispositif de memoire
WO2022129028A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrische schaltungsanordnung mit einem ferroelektrischen feldeffekttransistor und speicherzelle

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WO2022129028A1 (de) * 2020-12-16 2022-06-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektrische schaltungsanordnung mit einem ferroelektrischen feldeffekttransistor und speicherzelle

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