RU2481653C2 - Memory cell for fast erasable programmable read-only memory and method of its programming - Google Patents

Memory cell for fast erasable programmable read-only memory and method of its programming Download PDF

Info

Publication number
RU2481653C2
RU2481653C2 RU2010106293/08A RU2010106293A RU2481653C2 RU 2481653 C2 RU2481653 C2 RU 2481653C2 RU 2010106293/08 A RU2010106293/08 A RU 2010106293/08A RU 2010106293 A RU2010106293 A RU 2010106293A RU 2481653 C2 RU2481653 C2 RU 2481653C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gate
mos transistor
region
memory cell
diode
Prior art date
Application number
RU2010106293/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Мурашев
Николай Алексеевич Шелепин
Original Assignee
Виктор Николаевич Мурашев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Николаевич Мурашев filed Critical Виктор Николаевич Мурашев
Application granted granted Critical
Publication of RU2481653C2 publication Critical patent/RU2481653C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • GPHYSICS
    • 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
    • G11C16/10Programming or data input circuits
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/60Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates the control gate being a doped region, e.g. single-poly memory cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: memory cell comprises an n(p)-MOS-transistor, a capacitor, an address discharge bus, differing by the fact that it additionally comprises the first and second diodes and a numerical bus, at the same time the cathode (anode) of the first diode is connected with the numerical bus by a source of the n(p)-MOS-transistor, its anode is connected to the anode of the second diode, with the gate area of the n(p)-MOS-transistor and the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the gate of the n(p)-MOS-transistor and to the address bus, and the cathode of the second diode is connected with the area of the drain of the n(p)-MOS-transistor and the discharge bus.
EFFECT: increased efficiency, reliability and integration of nonvolatile electrically programmable read-only memories.
4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к наноэлектронике, более конкретно к энергонезависимым электрически программируемым постоянным запоминающим устройствам (ЭСППЗУ).The invention relates to nanoelectronics, and more particularly to non-volatile electrically programmable read-only memory devices (EEPROM).

Известны однотранзисторные ячейки памяти для запоминающих устройств (ЗУ). Например: ячейка «Деннарда» [1] для динамической оперативной памяти (ДОЗУ), ячейка памяти "с плавающим затвором" FAMOS [2] для ЭСППЗУ, ячейка памяти на основе транзистора со структурой "кремний-оксид-нитрид-оксид-поликремний" (МНОП, КОНОП, SONOS) [3]. В этих ячейках подзатворная область (подложка) МОП-транзистора подсоединена к общей шине (земля), затвор к адресной шине, сток к разрядной шине, а исток к числовой шине.Known single-transistor memory cells for storage devices (memory). For example: a Dennard cell [1] for dynamic random access memory (DOS), a FAMOS [2] floating-memory cell for EEPROM, a memory cell based on a silicon-nitride-polysilicon transistor structure ( MNOP, KONOP, SONOS) [3]. In these cells, the gate region (substrate) of the MOS transistor is connected to the common bus (ground), the gate to the address bus, the drain to the discharge bus, and the source to the numerical bus.

В такой ячейке [1] сложно обеспечить энергонезависимость ЗУ и она имеет относительно большие размеры из-за необходимости иметь большую площадь информационной емкости. Ячейки [2, 3] не обеспечивают быстрое программирование ЭППЗУ из-за последовательного по времени способа их программирования.In such a cell [1] it is difficult to ensure the non-volatility of the memory and it is relatively large due to the need to have a large area of information capacity. Cells [2, 3] do not provide fast EEPROM programming due to the time-consistent method of programming them.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ячейка памяти «Деннарда» [1]. На фиг.1а и 1б показаны соответственно электрическая схема и конструкция ячейки памяти. Она содержит n(p)-МОП-транзистор, сток которого подсоединен с разрядной шиной, затвор с адресной шиной, подзатворная область с общей шиной, а исток с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной.Closest to the technical nature of the invention is the memory cell "Dennard" [1]. On figa and 1b respectively shows the electrical circuit and the design of the memory cell. It contains an n (p) MOS transistor whose drain is connected to the discharge bus, a gate with an address bus, a gate region with a common bus, and a source with a first capacitor terminal, the second terminal of which is connected to a common bus.

При этом конструкция ячейки памяти является функционально-интегрированной структурой, у которой информационная емкость образована областью истока n(p)-типа, областью пространственного заряда p-n-переход исток-подложка и самой подложкой n(p)-типа МОП-транзистора, область затвора образует адресную шину, а на области стока n(p)-типа расположен электрод (контакт) разрядной шины.The memory cell design is a functionally integrated structure, in which the information capacity is formed by the source region of the n (p) type, the space charge region of the pn junction source-substrate, and the substrate itself of the n (p) type MOS transistor, the gate region forms address bus, and on the drain area of the n (p) -type is the electrode (contact) of the discharge bus.

Такая ячейка памяти не обладает предельно малыми размерами из-за необходимости размещать информационную емкость, которую желательно иметь большей величины. Вторым недостатком является сложность технологической реализации энергонезависимого элемента на ее основе /для него требуется изготовление и размещение дополнительного конденсатора из сегнетодиэлектрика/.Such a memory cell does not have extremely small sizes due to the need to place information capacity, which is desirable to have a larger size. The second disadvantage is the complexity of the technological implementation of the non-volatile element based on it / it requires the manufacture and placement of an additional capacitor from ferroelectric /.

Целью изобретения является повышение быстродействия, надежности и интеграции ЭСППЗУ.The aim of the invention is to increase the speed, reliability and integration of EEPROM.

Поставленная цель достигается тем, что электрическая схема ячейки памяти содержит дополнительно первый и второй диоды и числовую шину, при этом катод (анод) первого диода соединен с числовой шиной и истоком n(p)-МОП-транзистора, его анод соединен с анодом второго диода, с подзатворной областью n(p)-МОП-транзистора и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подсоединен к затвору n(p)-МОП-транзистора и к адресной шине, а катод второго диода соединен с областью стока n(p)-МОП-транзистора и разрядной шиной.This goal is achieved in that the electrical circuit of the memory cell additionally contains the first and second diodes and a numerical bus, while the cathode (anode) of the first diode is connected to the numerical bus and the source of the n (p) MOS transistor, its anode is connected to the anode of the second diode , with the gate region of the n (p) -MOS transistor and the first output of the capacitor, the second terminal of which is connected to the gate of the n (p) -MOS transistor and the address bus, and the cathode of the second diode is connected to the drain region of the n (p) -MOS transistor and bit bus.

С целью упрощения электрической схемы затвор n(p)-МОП-транзистора соединен с катодом (анодом) первого диода.In order to simplify the electrical circuit, the gate of the n (p) MOS transistor is connected to the cathode (anode) of the first diode.

Конструкция ячейки памяти (как и прототип) является единой функционально-интегрированной структурой, которая содержит n(p)-МОП-транзистор с «плавающей» подзатворной областью, при этом его n(p)-область истока является одновременно областью n(p)-типа катода (анода) первого диода, а p(n) подзатворная область является областью p(n)-типа анода (катода) первого диода; n(p)-область стока является областью n(p) катода (анода) второго диода, а p(n) подзатворная область образует область p(n)-типа анода (катода) второго диода; конденсатор соответственно образован затвором, диэлектриком и подзатворной областью МОП-транзистора.The design of the memory cell (like the prototype) is a single functionally integrated structure that contains an n (p) -MOS transistor with a "floating" gate region, while its n (p) -region of the source is simultaneously the region n (p) - the cathode (anode) type of the first diode, and the p (n) gate region is the region of the p (n) -type of the anode (cathode) of the first diode; the n (p) -region of the drain is the region n (p) of the cathode (anode) of the second diode, and the p (n) gate region forms the region of the p (n) -type of the anode (cathode) of the second diode; the capacitor is respectively formed by a gate, a dielectric, and a gate region of a MOS transistor.

Программирование ячейки памяти происходит в два этапаProgramming a memory cell occurs in two stages

- на первом этапе осуществляют запись оперативной информации (т.е. логической единицы "лог 1") путем подачи на адресную шину высокого (низкого) нулевого потенциала, а на разрядную шину низкого (высокого) потенциала (+V') и заряжают конденсатор через второй диод, при этом «плавающая» подзатворная область МОП-транзистора (являющаяся первой обкладкой конденсатора) приобретает отрицательный заряд и потенциал по отношению к затвору, который является второй обкладкой конденсатора.- at the first stage, operational information is recorded (ie, the logical unit “log 1”) by supplying a high (low) zero potential to the address bus, and a capacitor is charged to the low (high) potential discharge bus (+ V ') through the second diode, while the "floating" gate region of the MOS transistor (which is the first capacitor plate) acquires a negative charge and potential with respect to the gate, which is the second capacitor plate.

Произведенная запись оперативной информации в виде заряда в конденсаторе может сохраняться (аналогично, как в ячейке памяти-прототипе) достаточно долго и время его хранения определяется токами утечки p-n-переходов сток-истока МОП-транзистора, при этом величина разности потенциалов в конденсаторе образованным затвором подзатворным диэлектриком и подзатворной областью Vc не превышает величину потенциалов (Vnp) в подзатворной системе МОП транзистора, необходимую для программирования ячейки памяти, т.е. Vnp<Vnp.The recorded operational information in the form of a charge in the capacitor can be stored (similarly to the prototype memory cell) for a sufficiently long time and its storage time is determined by the leakage currents of the pn junctions of the drain-source of the MOS transistor, while the potential difference in the capacitor is formed by a gate gate by the dielectric and the gate region Vc does not exceed the potential value (Vnp) in the gate system of the MOS transistor necessary for programming the memory cell, i.e. Vnp <Vnp.

На втором этапе на затвор МОП-транзистора подается дополнительный (высокий) потенциал (Vд), причем такой, что сумма потенциалов Vc и Vд превышает напряжение программирования ячейки памяти, т.е.At the second stage, an additional (high) potential (Vd) is supplied to the gate of the MOS transistor, such that the sum of the potentials Vc and Vd exceeds the programming voltage of the memory cell, i.e.

Vc+Vд>Vnp,Vc + Vd> Vnp,

при этом происходит запись постоянной (энергонезависимой) информации в ячейку памяти.at the same time, permanent (non-volatile) information is recorded in the memory cell.

В случае «записи» логического нуля «лог 0» конденсатор не заряжается отрицательным потенциалом, и записи информации в ячейку памяти при подаче дополнительного Vд напряжения не происходит.In the case of “recording” logical zero “log 0”, the capacitor is not charged with negative potential, and information is not written to the memory cell when additional Vd voltage is applied.

Преимущество заявленной ячейки памяти по сравнению с аналогами и прототипом очевидно из конструкций матриц ЭППЗУ, которые представлены на фиг.2 и 3, при этом интеграция памяти ЭППЗУ, как это видно из чертежей, достигает теоретического предела.The advantage of the claimed memory cell in comparison with analogues and prototype is obvious from the designs of the EEPROM matrices, which are presented in FIGS. 2 and 3, while the integration of the EEPROM memory, as can be seen from the drawings, reaches the theoretical limit.

Быстродействие традиционного ЭППЗУ по сравнению с ДОЗУ достаточно медленное и определяется длительностью процесса последовательного по времени программирования ячеек памяти ЭППЗУ.The performance of a traditional EEPROM compared to DOSE is rather slow and is determined by the duration of the process of sequentially programming EEPROM memory cells.

Предлагаемая ячейка памяти решает эту проблему за счет того, что вначале на первом этапе в ячейке памяти записывается оперативная информация в виде зарядов в емкостях затворов соответствующих МОП-транзисторов, как в ДОЗУ, относительно быстро.The proposed memory cell solves this problem due to the fact that at the first stage, operational information is recorded in the memory cell in the form of charges in the gate capacitances of the corresponding MOS transistors, as in DOS, relatively quickly.

На втором этапе подается кратковременно (1-2 миллисекунды) дополнительное напряжение (или проводят облучение ионизирующим излучением), в результате чего программируются все ячейки памяти ЭППЗУ одновременно. Таким образом, время программирования ЭППЗУ сокращается с десятков минут до нескольких миллисекунд.At the second stage, an additional voltage is applied for a short time (1-2 milliseconds) (or irradiation with ionizing radiation is carried out), as a result of which all EEPROM memory cells are programmed simultaneously. Thus, the EEPROM programming time is reduced from tens of minutes to several milliseconds.

Электрическая схема ячейки памяти (см. фиг.2а)The electrical circuit of the memory cell (see figa)

Она содержит n(p)-МОП-транзистор Т1, исток которого соединен с катодом (анодом) первого диода D1, числовой шиной Z, анод (катод) первого диода соединен с анодом (катодом) второго диода D2 подзатворной областью МОП-транзистора Т1 и первым выводом конденсатора C, второй вывод которого соединен с затвором n(p)-МОП-транзистора Т1 и адресной шиной X, катод (анод) второго диода D2 соединен со стоком n(p)-МОП-транзистора и разрядной шиной Y.It contains an n (p) MOS transistor T1, the source of which is connected to the cathode (anode) of the first diode D1, a digital bus Z, the anode (cathode) of the first diode is connected to the anode (cathode) of the second diode D2 by the gate region of the MOS transistor T1 and the first terminal of the capacitor C, the second terminal of which is connected to the gate of the n (p) MOS transistor T1 and address bus X, the cathode (anode) of the second diode D2 is connected to the drain of the n (p) MOS transistor and the discharge bus Y.

С целью упрощения электрической схемы затвор МОП транзистора соединен с областью стока (см. фиг.2б).In order to simplify the electrical circuit, the gate of the MOS transistor is connected to the drain area (see Fig. 2b).

Конструкция и топология ячейки памяти (см. рис.3а, б)Design and topology of the memory cell (see Fig. 3a, b)

Она состоит из подложки - 1, на поверхности которой расположен слой диэлектрика - 2, на поверхности которого расположена область стока - 3, образующая числовую шину, область истока - 4, образующая разрядную шину, подзатворная область - 5, на поверхности которой расположен подзатворный диэлектрик - 6, на поверхности которого расположен затвор - 7, образующий адресную шину, на поверхности областей стока, истока, затвора расположен изолирующий диэлектрик - 8, а на области истока - 4 расположен электрод разрядной шины - 9.It consists of a substrate - 1, on the surface of which there is a dielectric layer - 2, on the surface of which there is a drain region - 3, forming a numerical bus, a source region - 4, forming a discharge bus, a gate region - 5, on the surface of which a gate dielectric is located - 6, on the surface of which a gate - 7 is located, which forms an address bus, an insulating dielectric - 8 is located on the surface of the drain, source, and gate regions, and a discharge bus electrode - 9 is located on the source region - 4.

С целью упрощения конструкции ячейки памяти затвор 7 МОП транзистора образует электрический контакт с областью стока - 3 (см. фиг.4а, 4б). In order to simplify the design of the memory cell, the gate 7 of the MOS transistor forms an electrical contact with the drain area - 3 (see figa, 4b).

Ячейка памяти работает следующим образом.The memory cell works as follows.

В решетке записи оперативной информации «лог 1» при поступлении положительного потенциала на адресную шину х, нулевого - на разрядную шину у происходит разрядка информационного конденсатора С через диод D2, при этом на «плавающей» подзатворной области МОП-транзистора формируется отрицательный потенциал (заряд) по отношению к затвору, который может хранится достаточно долго в режиме хранения оперативной информации, т.е. при нулевом потенциале на затворе (адресной шины X) и положительном потенциале на стоке разрядной шины Y. Время хранения информации заряда в конденсаторе определяется токами утечки диодов, т.е. сток-истоковых p-n-переходов МОП-транзистора, и обычно составляет сотни миллисекунд (как в обычном ДОЗУ на основе ячейки памяти «Деннарда», взятой за прототип).In the lattice of recording operational information “log 1”, when a positive potential arrives at the address bus x, and zero — on the discharge bus y, the information capacitor C is discharged through the diode D2, and a negative potential (charge) is formed on the “floating” gate region of the MOS transistor in relation to the shutter, which can be stored long enough in the mode of storing operational information, i.e. at zero potential at the gate (address bus X) and positive potential at the discharge of the discharge bus Y. The storage time of the charge information in the capacitor is determined by the leakage currents of the diodes, i.e. the drain-source p-n junctions of the MOS transistor, and usually amounts to hundreds of milliseconds (as in a conventional DOS based on a Dennard memory cell taken as a prototype).

Состояние «лог 0» соответствует отсутствию записи в ячейку памяти информационного заряда в конденсатор, как в обычном ДОЗУ.The state “log 0” corresponds to the absence of an information charge in the capacitor in the memory cell, as in a conventional DOSE.

Таким образом, во все ячейки ЭППЗУ записывается оперативная информация в виде «лог 1» и «лог 0». При этом время записи оперативной памяти также соответствует времени ее записи в обычное ДОЗУ, т.е. ~10-9 с на ячейку. После записи оперативной информации в ячейке памяти ее фактически переводят в постоянную путем одновременного программирования всех МОП-транзисторов, например, подачей дополнительного напряжения на все затворы транзисторов.Thus, operational information in the form of “log 1” and “log 0” is recorded in all EEPROM cells. In this case, the recording time of the RAM also corresponds to the time of its recording in the usual DOS, i.e. ~ 10 -9 s per cell. After recording operational information in a memory cell, it is actually transferred to constant by simultaneously programming all MOS transistors, for example, by supplying additional voltage to all transistor gates.

При этом важно, что физический принцип программирования МОП-транзистора ячейки памяти ЭСППЗУ не имеет существенного значения. В ячейке памяти может быть использован, в частности, МНОП-транзистор, FAMOS-транзистор с «плавающим» затвором, МОП-транзистор, программируемый ионами водорода [4] и т.д.It is important that the physical programming principle of the MOS transistor of the EEPROM memory cell is not significant. In the memory cell, in particular, an MNOS transistor, a FAMOS transistor with a “floating” gate, a MOS transistor programmed with hydrogen ions [4], etc. can be used.

Примеры реализацииImplementation examples

Быстродействующая ЭСППЗУ на основе предлагаемой ячейки памяти может быть реализована, например, на основе традиционной К-МОП технологии кремний на изоляторе (КНИ) см. фиг.3, 4 или на монокремнии см. фиг.5.A high-speed EEPROM based on the proposed memory cell can be implemented, for example, on the basis of traditional K-MOS technology, silicon on an insulator (SIC), see Figs. 3, 4 or on monosilicon, see Fig. 5.

Источники информацииInformation sources

1. Matsue S, Vamamoto Н, Kobayski K, et al / A 256 Kbit dynamia RAM IEEE, J. 1980. V sc-. 15. №5, p.872-874.1. Matsue S, Vamamoto H, Kobayski K, et al / A 256 Kbit dynamia RAM IEEE, J. 1980. V sc-. 15. No. 5, p. 872-874.

2. Al Fazio, Mark Bauer "Intel Strata Flesh тм Memory Tecnology Dievopment end Impmentation / "Intel Tecnology Gournal Q 4, 1997 1-13.2. Al Fazio, Mark Bauer "Intel Strata Flesh tm Memory Tecnology Dievopment end Impmentation /" Intel Tecnology Gournal Q 4, 1997 1-13.

3. M.L.French end M.H.White "Scaling of miltidielectric nonvolatile Sonos Memory Structurec" Solid-State Elec., vol, 37, p.1913, 1995.3. M.L. French end M.H. White "Scaling of miltidielectric nonvolatile Sonos Memory Structurec" Solid-State Elec., Vol, 37, p. 1913, 1995.

4. K.Vanheusden, W.L: Warren, R.A.B Devine, D.M.Fleetwood, J.R.Schwank et.al. Non-volatile memory device based on mobile protons in SiO2 thin films Nature |Vol 386| 10 April 1997.4. K. Vanheusden, WL: Warren, RAB Devine, DMFleetwood, JRSchwank et.al. Non-volatile memory device based on mobile protons in SiO 2 thin films Nature | Vol 386 | April 10, 1997.

Claims (4)

1. Ячейка памяти, содержащая n(р)-МОП-транзистор, конденсатор, адресную разрядную шину, отличающаяся тем, что содержит дополнительно первый и второй диоды и числовую шину, при этом катод (анод) первого диода соединен с числовой шиной истоком n(р)-МОП-транзистора, его анод соединен с анодом второго диода, с подзатворной областью n(р)-МОП-транзистора и первым выводом конденсатора, второй вывод которого подсоединен к затвору n(р)-МОП-транзистора и к адресной шине, а катод второго диода соединен с областью стока n(р)-МОП-транзистора и разрядной шиной.1. A memory cell containing an n (p) MOS transistor, capacitor, address bit line, characterized in that it additionally contains the first and second diodes and a number line, while the cathode (anode) of the first diode is connected to the number line by a source n ( p) MOS transistor, its anode is connected to the anode of the second diode, with the gate region of the n (p) MOS transistor and the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the gate of the n (p) MOS transistor and to the address bus, and the cathode of the second diode is connected to the drain region of the n (p) MOS transistor and the discharge bus. 2. Ячейка памяти по п.1, затвор n(р)-МОП-транзистора соединен с катодом (анодом) первого диода.2. The memory cell according to claim 1, the gate of the n (p) MOS transistor is connected to the cathode (anode) of the first diode. 3. Ячейка памяти по п.3, содержащая на подложке адресную и разрядную шину, n(р)-МОП-транзистор, состоящий из области стока, истока, затвора, диэлектрика и подзатворной области, образующую первый вывод (обкладку конденсатора), отличающаяся тем, что конструкция ячейки памяти (как и прототип) является единой функционально-интегрированной структурой, которая содержит n(р)-МОП-транзистор с «плавающей» подзатворной областью, при этом его n(р)-область истока является одновременно областью n(р)-типа катода (анода) первого диода, а р(n) подзатворная область является областью р(n)-типа анода (катода) первого диода; n(р)-область стока является областью n(р) катода (анода) второго диода, а р(n) подзатворная область образует область р(n)-типа анода (катода) второго диода; конденсатор соответственно образован затвором, диэлектриком и подзатворной областью МОП-транзистора.3. The memory cell according to claim 3, containing on the substrate an address and discharge bus, an n (p) MOS transistor consisting of a drain, a source, a gate, a dielectric and a gate region, which forms the first terminal (capacitor plate), characterized in that the memory cell design (like the prototype) is a single functionally integrated structure that contains an n (p) -MOS transistor with a “floating” gate region, while its n (p) -region of the source is simultaneously the region of n (p ) -type of the cathode (anode) of the first diode, and p (n) the gate region is the region of the p (n) -type of the anode (cathode) of the first diode; the n (p) region of the drain is the region n (p) of the cathode (anode) of the second diode, and the p (n) gate region forms the region of the p (n) type of the anode (cathode) of the second diode; the capacitor is respectively formed by a gate, a dielectric, and a gate region of a MOS transistor. 4. Способ программирования ячейки памяти ЭППЗУ путем подачи электрических сигналов на затворную и сток-истоковые области МОП-транзистора, отличающийся тем, что программирование ячейки памяти происходит в два этапа:
на первом этапе осуществляют запись оперативной информации логической единицы лог "1" путем подачи на адресную шину высокого (низкого) нулевого потенциала, а на разрядную шину - низкого (высокого) потенциала Vc и заряжают конденсатор через второй диод, при этом «плавающая» подзатворная область МОП-транзистора (являющаяся первой обкладкой конденсатора) приобретает отрицательный (положительный) заряд (потенциал) по отношению к затвору, при этом величина разности потенциалов затвор-подложка Vc не превышает величину разности потенциалов на подзатворной системе транзистора Vпp, необходимую для программирования ячейки памяти, т.е. Vc<Vпp;
на втором этапе осуществляется фиксация оперативной информации лог "1" в энергонезависимую постоянную, для чего на затвор МОП-транзистора подается высокий (низкий) потенциал Vд, причем такой, что сумма разности потенциалов Vc и Vд соответствует напряжению программирования МОП-транзистора ячейки памяти, т.е. Vc+Vд=Vпp,
в случае записи (хранения) логического нуля лог "0" в ячейке памяти подачу электрических сигналов производят таким образом, что конденсатор не заряжается.
4. A method of programming an EEPROM memory cell by supplying electrical signals to the gate and drain-source regions of the MOS transistor, characterized in that the programming of the memory cell occurs in two stages:
at the first stage, the operational information of the logical unit is log “1” by feeding a high (low) zero potential to the address bus, and a low (high) potential Vc to the discharge bus and charging the capacitor through the second diode, while the “floating” gate area The MOS transistor (which is the first capacitor plate) acquires a negative (positive) charge (potential) with respect to the gate, while the potential difference of the gate-substrate Vc does not exceed the value of the potential difference by the gate system of the transistor Vpp necessary for programming a memory cell, i.e. Vc <Vpp;
at the second stage, operational information is logged “1” into a non-volatile constant, for which a high (low) potential Vd is applied to the gate of the MOS transistor, and such that the sum of the potential difference Vc and Vd corresponds to the programming voltage of the memory MOS transistor, t .e. Vc + Vd = Vpp,
in the case of recording (storage) of logical zero, the log "0" in the memory cell is supplied with electrical signals in such a way that the capacitor is not charging.
RU2010106293/08A 2009-03-30 2009-03-30 Memory cell for fast erasable programmable read-only memory and method of its programming RU2481653C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2009/000149 WO2010114406A1 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Memory cell for a high-speed eeprom and a method for programming same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2481653C2 true RU2481653C2 (en) 2013-05-10

Family

ID=42828509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010106293/08A RU2481653C2 (en) 2009-03-30 2009-03-30 Memory cell for fast erasable programmable read-only memory and method of its programming

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2481653C2 (en)
WO (1) WO2010114406A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0740306B1 (en) * 1991-01-31 2000-07-26 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Method of programming a semiconductor memory device
RU2205471C2 (en) * 1996-09-23 2003-05-27 Сименс Акциенгезелльшафт Nonvolatile memory location
RU2001129132A (en) * 2001-10-30 2003-08-20 САИТО Такеши (JP) K-MOS memory cell of dynamic random access memory
RU2216795C2 (en) * 2001-02-27 2003-11-20 Саито Такеши Dynamic memory location
WO2008030588A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Micron Technology, Inc. One-transistor dram floating-body cell with a bias gate in a bulk substrate and methods of fabricating and operating the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4163243A (en) * 1977-09-30 1979-07-31 Hewlett-Packard Company One-transistor memory cell with enhanced capacitance

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0740306B1 (en) * 1991-01-31 2000-07-26 Interuniversitair Microelektronica Centrum Vzw Method of programming a semiconductor memory device
RU2205471C2 (en) * 1996-09-23 2003-05-27 Сименс Акциенгезелльшафт Nonvolatile memory location
RU2216795C2 (en) * 2001-02-27 2003-11-20 Саито Такеши Dynamic memory location
RU2001129132A (en) * 2001-10-30 2003-08-20 САИТО Такеши (JP) K-MOS memory cell of dynamic random access memory
WO2008030588A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-13 Micron Technology, Inc. One-transistor dram floating-body cell with a bias gate in a bulk substrate and methods of fabricating and operating the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010114406A1 (en) 2010-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8169823B2 (en) Memory devices having volatile and non-volatile memory characteristics and methods of operating the same
US6853587B2 (en) Vertical NROM having a storage density of 1 bit per 1F2
CN1868068B (en) Fully depleted silicon-on-insulator CMOS logic
US20080237695A1 (en) Semiconductor memory device
JP2008544526A (en) Memory using hole traps in high-k dielectrics
TW200837887A (en) Trench memory structures and operation
JPS58119667A (en) Dynamic random access memory
US20240186313A1 (en) Capacitor structures
TW200419733A (en) Single bit nonvolatile memory cell and methods for programming and erasing thereof
US8553464B2 (en) Nonvolatile programmable logic switch
CN102104045B (en) P-type one time programmable (OTP) device and manufacturing method thereof
US4486859A (en) Electrically alterable read-only storage cell and method of operating same
US20100103744A1 (en) Non-volatile memory device and method of driving the same
EP0387102A2 (en) Semi-conductor non-volatile memory and method of writing the same
US10964391B2 (en) Programming circuit and programming method of flash memory and flash memory
RU2481653C2 (en) Memory cell for fast erasable programmable read-only memory and method of its programming
RU2465659C1 (en) Memory cell for high-speed eeprom with controlled potential of under-gate region
CN101826531B (en) Semiconductor memory unit, driving method thereof and semiconductor memory
US7428173B2 (en) Low power NROM memory devices
CN1236996A (en) Memory cell structure with piled grids and its manufacture method
JP3998098B2 (en) Semiconductor memory device
CN104576648A (en) OTP (one-time programmable memory) device and manufacturing method thereof
US20140167134A1 (en) Self-aligned vertical nonvolatile semiconductor memory device
TWI710113B (en) Operation method of electronic writing erasable rewritable read-only memory
TWI695489B (en) Low-voltage fast erasing method of electronic writing erasing type rewritable read-only memory

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130322