JPS62145871A - 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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JPS62145871A
JPS62145871A JP60288752A JP28875285A JPS62145871A JP S62145871 A JPS62145871 A JP S62145871A JP 60288752 A JP60288752 A JP 60288752A JP 28875285 A JP28875285 A JP 28875285A JP S62145871 A JPS62145871 A JP S62145871A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
channel
gate
control signal
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60288752A
Other languages
English (en)
Inventor
Kuniaki Koyama
小山 邦明
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS62145871A publication Critical patent/JPS62145871A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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  • 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】 (利用分野) 本発明は、電気的に書き換え可能な半導体記憶装置(例
えばEPROM)に関するものである。
(従来技術) 従来EPROMの書込回路としては、第1図で示すよう
にNチャンネルエンハンスメント型MOSトランジスタ
Qlのドレイン電極が電源端子(1)にゲート電極が第
1の制御信号端子(2)に、ソース電極が出力端子(3
)およびNチャンネルエンノ・ンスメント型MOSトラ
ンジスタQ!のドレイン電極に接続され、そのNチャン
ネルエンノ1ンスメント型MOS1−ランジスタのゲー
ト電極が第2の制御信号端子(4)に接続され、ソース
電極はNチャンネルフローティングゲートアバランシュ
注入型MOS不揮発性メモリトランジスタM1のドレイ
ン電極に接続され、そのゲート電極が第3の制御信号端
子に接続され、ソース電極がグランドに接地されている
ような構成であった。Nチャンネルフローティングゲー
トアバランシェ注入型MOS不揮性メモリトランジスタ
M1の電圧・電流特性は第2図(1)で示したようにな
っておシ、負性抵抗領域はソース、基板、ドレインで形
成されるNPNバイボー2型トランジスタが、ある基板
電流以上流れてオン状態になっていることとしてよく知
られておル、この時、ドレイン電極で生ずる雪崩降伏現
象によって生じた電子がフローティングゲートに一定量
注入されることによシ書込が行われる。Nチャンネルト
ランジスタQ2の負荷特性が第2図(II)の様になっ
ているとき(Vt、Vs、Vsは各出力端子電圧に応じ
た負荷特性を示している)、出力端子とグランド間の電
圧・電流特性は第3図の(I)のようになシ、また(I
llはトランジスタQlの負荷特性である。この(II
)の負荷特性は、第1図において書込時に、第1.第2
.第3の制御信号端子電圧にそれぞれ各トランジスタの
しきい値を圧以上を加えQt e Qt e”t )ラ
ンジスタをONさせたとき、第3図で示すように、メモ
リトラ〜ジ〜り′の書込が行われるのに必要な電流値I
を得るように決定されている0しかしこの“書込回路に
おいては第2図の(I)で示したように負荷性抵抗特性
がNPNバイポーラ型トランジスタで決定されているた
め、例えば、(■)で示した特性を持つ、M、)ランジ
スタよシ長いゲート長を持つもの、すなわちKPNバイ
ポーラ型トランジスタのベース幅が拡がっているものや
短いゲート長を持つすなわちベース幅が狭くなるものと
いう異なる、電流増幅率をもつものに対しては、同じド
レイン電圧に対する負性抵抗特性において電流値が違っ
てくることになシ従来の書込回路においては、長いゲー
ト長管持つものについては、書込時の電流値はIより小
さく、書込みが少ながったシ、書込できなくなったシし
、逆に短いゲート長を持つものについては書込時の電流
値はIn大きくなシ書込は可能だが消費電力は著しく大
きくなるという欠点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、Nチャンネルフローティングゲートア
バランシェ注入型MOS不揮発性メモリのドレイン電極
に一定電流値が加わるようにして相異なる負性抵抗を持
つメモリトランジスタの書込を可能にするとともに安定
な低消費電力を得ることが可能な不揮発性半導体装置を
提供することにある。
(発明の構成) 不揮発性メモリを内蔵する相補型MOS集積(ロ)路に
おいてPチャンネルエンハンスメント型MOSトランジ
スタのソース電極が電源端子にゲート電極が第1の制御
信号端子に、ドレイン電極が出力端子に、基板電極が電
源端子に接続され、かつそのドレイン電極がNチャンネ
ルエンハンスメント型MOSトランジスタのドレイン電
極に接続され、ゲート電極が第2の制御信号端子に接続
され、ソース電極は、複数個のNチャンネルフローティ
ングゲートアバランシェ注入fiMOS不揮発性メモリ
のドレイン電極に接続され、かつそのゲート電極は各々
別の制御信号端子に接続されまた各メモリトランジスタ
のソース電極および、上記Nチャンネルトランジスタの
基本電極がグランドに接地されていることから構成され
ている不揮発性半導体記憶装置である。
(実施例) 本発明の実施例として各トランジスタの構成を第4図に
、その構成断面図を第5図(a)〜(e)に示す。
第4図においてPlはソース電極を電源端子(1)。
ゲート電極を第1の制御信号端子(2)に、ドレイン電
極を出力端子(3)とするPチャンネルエンハンスメン
トgMOS)ランジスタで、そのドレイン電極triN
+ヤンネルエンハンスメン)型MOsト7トランジスタ
のドレイン電極に接続され、ゲート電極は第2の制御信
号端子(4)に接続されそのソース電極は、例えば3個
のMl、M、、M3のNチャンネル70−ティングゲー
トアバランシェ注入型MOS不揮発性メモリのドレイン
電極に接続され、かつ3つのゲート電極が制御信号端子
(51、(61、(71に接地され、そのソース電極が
グランドに接地され、またPlのNチャンネル基板電極
は電源端子に、Qz、Ml、Mz、MsのPチャンネル
基板電極はグランドに接地はれている。このような半導
体装  置は第5図(alで示すようにP型Si基板1
上の一部を除いてマスク2して例えばリンのイオン注入
によシラニル3を形成し、しかる後(blで示すように
、通常のLOCO8法によ多素子領域以外の部分を選択
的に酸化してフィールド酸化膜4を形成し、しかる後第
1のゲート酸化膜5を成長させ、しかる後ポリシリコン
を成長させメモリセルM1.M2゜Msのフローティン
グゲート6となる部分以外を選択的にエツチング除去し
、しかる後(C)で示すように第2のゲート酸化膜7を
成長させたのち、ポリシリコンを成長させ、P 1 、
Q4 、Ml 、Mz 、Msのゲートとなる部分8,
9,10,11.12以外を選択的にエツチング除去し
、(d)で示すように、Nチャンネル部分をマスクして
Pチャンネルトランジスタのソース・ドレイン13を例
えばボロンのイオン注入によシ形成し、Nチャンネルト
ランジスタはその逆を行なって例えばヒ素のイオン注入
によジソース・ドレイン14を形成し、(e)で示すよ
うに層間膜15を成長させ、コンタクト16をあけて、
アルミ配線17をすれば第6図で示す構成が得られるこ
とは明らかである。Ml、M、、Msが例えばゲート長
が異なシ、第6図(Il 、 (n) 、 ([1)で
示すような負性抵抗特性を持ち、そのうちCIlは従来
例との比較のため、第2図(I)で同じ特性とし、Qz
も第2図(2)と同じ特性とすれば、Ml、Mz、Ms
に対応する出力端子とグランド間の電圧・電流特性は第
7図のCIl 、 GI) 、口の様になる。一方PK
トランジスタの負荷特性はよく知られているように三極
、管領域と五極管領域を持つ第7図■の特性を持ち、こ
れが従来の負荷特性である第3図のCIlと(Illの
交点の電流値Iを通るようにすることは、五極管領域の
1流がPl トランジスタのゲート幅と拡散層幅の比に
比例することからある決められたゲート電圧、1源端子
電圧に対して可能である。
第7図の(ト)は第3図の(mlと同一である。第7図
を見てわかるように、従来例では1・込に心機な電流値
■よシ小さい値しか得られず書込めないMzのメモリト
ランジスタについても電流値■が得られて書込めると同
時にIよシ大きな電流値が得られるMsのメモリトラン
ジスタについてはその電流値がおさえられ、消費電力が
小さくて書込が行える。書込みは制御信号端子(21、
(41、(51電圧をPl mQz、Mt)ランジスタ
の閾値電圧以上にしてONさせ、制御信号端子(6) 
、 (7)は、Mz、Msのトランジスタの閾値電圧以
下にしてOFFすれば、M1トランジスタが書込め、以
下順次、Pl y Qz e MzトランジスタをON
、M、、MsをOFFにすればMzが1込め、Pi、Q
z、Ms )ランジスタをON。
Ml、 M4をOFFにすればMsが書込めることにな
る。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のNチャンネルフローティ
ングゲートアバランシェ注入型MOS不揮発性メモリの
ドレイン電極に一定電流値が加わるような構成によシ、
相異なる負性抵抗を持つメモリトランジスタの書込が可
能となシ、また安定な低消費電力を得ることも可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体記憶装置の構成を示し、第2図の
(I)はMlの電圧Φ電流特性(II)はQzの負荷特
性、第3図の(Ilは出力端子グランド間の電圧・電流
特性、(II)はQlの負荷特性、第4図は本発明の半
導体記憶装置の構成を示し、第5図はその構造断面図、
第6 図ノ(1) 、 (II) 、 [IDdMt 
、 Ml、 Msの電圧・電流特性、第7図のfll 
、 (I[l 、 ([u)は出力端子、グランド間の
Ml、M、、Msに応じた電圧電流特性11V)、(V
)はPt、Qtの負荷特性である。 (1)・・・・・・電源端子、+2) 、 +4) 、
 (5) 、 (61、(7)・・・・・・制御信号端
子、(3)・・・・・・出力端子、Ql、Qt・・・・
・・Nチャンネルエンノ・ンスメント型MOSトランジ
スタ、Pl・・・・・・Pチャンネルエンハンスメント
型MOS)ランジスタ、Ml、M、、Ms・・・・・・
Nfヤンネルフローティン!’y’−)アバランシェ注
入型M、O8不揮発性メモリ、 1・・・・・・P型8i基板、2・・・・・・マスク、
3・・・・・・Nウェル、4・・・・・・フィールド酸
化膜、5・・・・・・第1ゲート酸化膜、6・・・・・
・フローティングゲートポリシリ、7・・・・・・第2
ゲート酸化膜、8,9,10・・・・・・コントロール
ゲートポリシリ、11,12・・・・・・ゲートポリシ
リ、13・・・・・・P+拡散層、14・・・・・・N
+拡散層、15・・・・・・層間膜、16・・・・・・
コンタクト、17・・・・・・アルミ。 第4図 第1図 第2図 第3図 第6図 電圧 手続補正書(方式) 61.4.16 昭和  年  月  日 ””1ゝ8 ′      圃 1、事件の表示   昭和60年 特 許願第2887
52号2、発明の名称  不揮発性半導体記憶装置3、
補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 (423)   日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 6、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 7、補正の内容 明細書第10頁2乃至10行目の記載を以下のように訂
正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 不揮発性メモリトランジスタを内蔵する相補型MOS集
    積回路においてPチャンネルエンハンスメント型MOS
    トランジスタのソース電極が電源端子に、ゲート電極が
    第1の制御信号端子に、ドレイン電極が出力端子に、N
    チャンネル型基板電極が電源端子に接続され、かつ前記
    Pチャンネルのドレイン電極がNチャンネルエンハンス
    メント型トランジスタのドレイン電極に接続され、ゲー
    ト電極は第2の制御信号端子に接続され、ソース電極は
    複数個のNチャンネルフローティングゲートアバランシ
    ェ注入型MOS不揮発性メモリのドレイン電極に接続さ
    れ、かつそのゲート電極は各々別の制御信号端子に接続
    され、また各メモリトランジスタのソース電極および上
    記に述べたすべてのNチャンネルトランジスタのPチャ
    ンネル型基板電極がグランドに接地されていることを特
    徴とする不揮発性半導体記憶装置。
JP60288752A 1985-12-20 1985-12-20 不揮発性半導体記憶装置 Pending JPS62145871A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128459A (ja) * 1987-11-12 1989-05-22 Toshiba Corp 不揮発性半導体メモリ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01128459A (ja) * 1987-11-12 1989-05-22 Toshiba Corp 不揮発性半導体メモリ

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