JP2005064295A - 半導体不揮発性メモリ、この半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法、及びこの半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法 - Google Patents

半導体不揮発性メモリ、この半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法、及びこの半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法 Download PDF

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Abstract

【課題】メモリセル構造及びメモリ動作の制御をより単純化し、製造コストをこれまでよりも低減可能にする。
【解決手段】p型半導体基板12上にゲート酸化膜22を介して設けられたゲート電極24と、当該半導体基板の表層領域であってかつ該ゲート電極を挟む位置に、一対のn型不純物の拡散領域であるソース領域16及びドレイン領域18を有するトランジスタを具えており、ソース領域及びドレイン領域とチャネル形成領域20とによって挟まれる領域に、当該ソース領域及びドレイン領域よりもn型不純物濃度が低い領域である、第1抵抗変化部26及び第2抵抗変化部28がそれぞれ設けられている。
【選択図】図1

Description

この発明は、半導体不揮発性メモリ、この半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法(書き込み方法及び消去方法)、及びこの半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法に関する。
現在、半導体不揮発性メモリは、記憶情報の保持に電力が不要であることから、携帯機器等の低電力機器のメモリとして利用されている。
近年、半導体不揮発性メモリとして、例えば、少なくとも2つのゲート電極を有するMONOS(Metal Oxcide Nitride Oxcide)型のメモリセルを具えた構造が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
これらのMONOS型のメモリセルは、チャネル形成領域上に、一般的なゲート絶縁膜を有するトランジスタのほかに、電荷を蓄積可能なONO積層絶縁膜からなるゲート絶縁膜を有するトランジスタを具えた構成である。
米国特許第5408115号明細書 米国特許第6399441号明細書
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示の半導体不揮発性メモリの場合は、ONO積層絶縁膜下及びゲート絶縁膜下に形成されるチャネル形成領域のチャネル濃度を、それぞれ個別に最適化する必要がある。そのため、メモリを動作させる際の動作の複雑化を招くうえに、ONO積層絶縁膜への電荷の注入を簡便かつ効率的に行うことが困難であった。
また、最低でも2つのゲート電極、及びこれらに伴いONO積層絶縁膜を含むゲート絶縁膜を有する構造であることから、メモリセル構造が複雑となり、製造コストが高い。
そこで、メモリセルの占有面積の低減を図るために、ONO積層絶縁膜上のゲート電極をサイドウォール型とした構造も提案されているが、電圧印加時のサイドウォール型電極の抵抗値が高くなるため、情報(データ)の読み出し速度が遅くなる等の弊害があった。
そこで、この発明の主目的は、メモリセル構造及びメモリ動作の制御がより単純化され、製造コストをこれまでよりも低減可能な半導体不揮発性メモリを提供することにある。
この目的の達成を図るため、請求項1に記載の半導体不揮発性メモリの発明によれば、下記のような構成上の特徴を有する。
この半導体不揮発性メモリはメモリセルを具えており、当該メモリセルは、トランジスタの構造に加え、さらに抵抗変化部と電荷蓄積部とを具えている。
トランジスタは、第1導電型の半導体基板上に絶縁層を介して設けられた制御電極と、前記半導体基板の表層領域であってかつ該制御電極を挟む位置に、一対の第1導電型とは異なる第2導電型不純物の拡散領域である第1主電極領域及び第2主電極領域とを具えている。
抵抗変化部は、第1導電型の半導体基板の表層領域のうち、前記第1及び第2主電極領域のうちの少なくとも一方の電極領域と、制御電極と対向するチャネル形成領域とによって挟まれる部分に設けられており、当該一方の電極領域よりも第2導電型の不純物濃度が低い領域である。また、電荷蓄積部は、絶縁層を含みかつ電荷を蓄積可能な領域であって、抵抗変化部上に設けられている。
請求項1に記載のこの発明の半導体不揮発性メモリによれば、情報の書き込みを行うに当たり、電圧が印加された第1または第2主電極よりも第2導電型不純物濃度の低い抵抗変化部の周辺に、電界を集中させることができる。よって、ホットキャリアである電荷の発生を、抵抗変化部に効率的に集中させることができる。
その結果、抵抗変化部から電荷蓄積部に、電荷を選択的に注入することができる。電荷蓄積部に電荷を蓄積して保持させることにより、情報(すなわち、論理値“0”または“1”)の書き込みを効率良く行うことができる。
一方、情報の読み出しを、電荷蓄積部が蓄積する電荷の有無に応じて変動する、抵抗変化部の抵抗の違いを利用して行うことができる。すなわち、情報の書き込みによって電荷蓄積部が帯電している場合には、抵抗変化部の抵抗が上昇によりキャリアが供給されにくい状態となり、充分に電流が流れない。これとは逆に、電荷蓄積部が帯電していない場合には、抵抗変化部の抵抗が変動しないためキャリアが供給され、充分な電流が流れる。この違いを利用して、論理値“0”または“1”を確実に判別することができる。
このように、不揮発性メモリを、情報の効率的な書き込み及び読み出しに寄与する抵抗変化部と、電荷を蓄積可能な電荷蓄積部とを組み合わせた、従来よりも単純な構造で実現できるので、従来よりも製造コストの低減を図れる半導体不揮発性メモリとなる。
以下、図1〜図17を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、各図は、この発明が理解できる程度に各構成成分の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、この発明は図示例に限定されるものではない。また、図を分かり易くするために、断面を示すハッチングは、一部分を除き省略してある。尚、以下の説明は、単なる好適例に過ぎず、また、例示した数値的条件は何らこれに限定されない。また、各図において同様の構成成分については同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。
<第1の実施の形態>
図1は、この実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成する、メモリセル10の主要部を示す概略断面図である。この実施の形態では、第1導電型がp型であり第2導電型がn型である、nMOSFET(n−type Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transitor)とした場合を例に挙げて説明する。
図1に示すように、メモリセル10は、p型半導体基板としてのシリコン基板12の表面領域側に、pウェル領域14が形成されている。このpウェル領域14の表面領域には、n型不純物を高濃度(n+型)に含有する第1主電極領域としてのソース電極領域(あるいは、ソース領域とも称する。)16及び第2主電極領域としてのドレイン電極領域(あるいは、ドレイン領域とも称する。)18が所定距離離間して設けられている。尚、周知の通り、第1及び第2主電極領域は、それぞれコンタクト層を介して金属電極層が設けられている。これらコンタクト層及び金属電極層は、第1及び第2主電極、従って、ソース電極及びドレイン電極をそれぞれ構成する。以下の説明においては、ソース領域及びドレイン領域と称するが、これらは、ソース電極及びドレイン電極とそれぞれ等価である。
ソース領域16及びドレイン領域18に挟まれる、pウェル領域14上の部分領域には、第1絶縁膜としてのゲート絶縁膜22を介して、制御電極であるゲート電極24が形成されている。ソース領域16及びドレイン領域18に挟まれた、pウェル領域14の表面領域部分が、nMOSFETの動作時にソース・ドレイン領域間のチャネル(電流路)が形成されるチャネル形成領域20となる。ここでのゲート酸化膜は、シリコン酸化膜(SiO2)であり、ゲート電極24は、ポリシリコン(多結晶シリコン)である。尚、上述した、nMOSFETの構造については従来公知であるので、その詳細な説明をここでは省略する。
この実施の形態では、ソース領域16とチャネル形成領域20との間に、当該ソース領域16に接して第1抵抗変化部26が設けられている。また、ドレイン領域18とチャネル形成領域20との間に、ドレイン領域18に接して第2抵抗変化部28が設けられている。
第1及び第2抵抗変化部(26、28)は、それぞれ対応するソース領域16やドレイン領域18よりもn型の不純物濃度が低い(n-型)領域とする。なぜなら、後述する第1及び第2電荷蓄積部(30、32)へ電荷を選択的に注入するために、これら第1及び第2抵抗変化部(26、28)周辺に電界を集中させるためである。その結果、ホットキャリアの発生を抵抗変化部に集中させることができる。尚、抵抗変化部の濃度及び領域の広さ(幅や深さ)は、目的や設計に応じて任意好適に設定することができる。また、これら抵抗変化部(26、28)の構造は、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)と実質的に同様な構造である。
さらに、この実施の形態では、第1抵抗変化部26上に第1電荷蓄積部30が設けられており、及び第2抵抗変化部28上に第2電荷蓄積部32が設けられている。
ここでの第1及び第2電荷蓄積部(30、32)は、ONO(Oxcide Nitride Oxcide)積層絶縁膜である。このONO積層絶縁膜は、第1及び第2抵抗変化部(26、28)上に、シリコン酸化膜(第1酸化膜)301、シリコン窒化膜(SiN)303、及びシリコン酸化膜(第2酸化膜)305が順次積層された構造であり、安定した電荷蓄積機能を有する。
先述した第1及び第2抵抗変化部(26、28)から注入されたホットキャリアは、このONO積層絶縁膜のうち、主としてシリコン窒化膜303で蓄積される。尚、電荷蓄積部は、構成されるメモリの目的や設計に応じて任意好適に選択可能であり、例えば、シリコン酸化膜等の第1及び及び第2酸化膜の間に、シリコン窒化膜、酸化アルミニウム膜(Al23)及び酸化ハフニウム膜(HfOx)の絶縁膜群のうちから選ばれた一種又は二種以上の絶縁膜が挟まれた構造等を任意好適に選択することができる。また、この構成例では、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)が、第1及び第2抵抗変化部(26、28)上からそれぞれゲート電極24の側壁上にわたって形成されているため、注入された電荷の蓄積・保持が確実になされる。また、抵抗変化部及び電荷蓄積部は、ソース領域及びドレイン領域(16、18)のうちのいずれか一方の電極とチャネル形成領域20との間に設けた構造でも良いが、この実施の形態の場合のように、ソース領域電極16及びドレイン領域18側の双方にそれぞれ設けてあることにより、1メモリセル当たり2ビットの情報の書き込みが可能である。
その結果、複数個のメモリセルがアレイ状に配列されたメモリセルアレイの面積を縮小できるうえに、1メモリセル当たり2ビットの情報の書き込みを、このように比較的簡便な構造によって実現できるため、製造コストの低減化を期待できる。
上述した構成を有するメモリセル10の等価回路図を図2に示す。図2に示すように、メモリセル10が具えるnMOSFETを構成する、ソース領域(S)及びドレイン領域(D)側の双方に、第1可変抵抗器40及び第2可変抵抗器50がそれぞれ接続された回路である。
続いて、表1を参照して、このときのメモリセル10の動作例につき、以下に説明する。尚、ここでは、一例として、メモリセル10のドレイン領域18側に対して、情報(論理値“1”または“0”)の記録(書き込みや消去)及び読み出しを行う場合につき説明する。ソース領域16側に対して同様の動作を行う場合には、ソース領域及びドレイン領域間の電圧を入れ替えて、同様の動作を行うことができるのは明らかである。
<情報の記録(書き込み)方法>
メモリセル10への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の方法で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
ドレイン領域18側に、論理値“0”としての情報の書き込みを、ドレイン領域18に正電圧(+Vdw)を印加し、ゲート電極24に正電圧(+Vgw)を印加し、ソース領域16を接地電圧として行う。
こうした条件によって、ドレイン領域18よりもn型不純物濃度の低い第2抵抗変化部28周辺に電界が集中する。よって、第2抵抗変化部28で、衝突電離によるホットキャリアであるホットエレクトロン(高エネルギー電子とも称する。)の発生が効率的に集中する。
その結果、このホットエレクトロンが、第2抵抗変化部28からシリコン酸化膜301のエネルギー障壁を越えて、第2電荷蓄積部32に選択的に注入されることにより、情報の書き込みを行うことができる。尚、このときの+Vdwは、ホットエレクトロンを発生させるのに充分な電圧とし、目的や設計に応じて異なるが、約2V以上、好ましくは、約5〜10V程度とするのが良い。また、+Vgwは、チャネル形成領域20に充分なキャリアを形成させ、かつ、ドレイン領域18近傍で発生したホットエレクトロンを第2電荷蓄積部32に注入させるのに充分な電圧とし、目的や設計に応じて異なるが、好ましくは、約3〜12V程度とするのが良い。
<情報の読み出し方法>
続いて、ドレイン領域18側の情報の読み出し動作を、以下の方法で行う。
ソース領域16に正電圧(+Vsr)を印加し、ゲート電極24に正電圧(+Vgr)を印加し、ドレイン領域18を接地電圧として行う。
論理値“0”が書き込まれているドレイン領域18側では、第2電荷蓄積部32に電荷(ここでは、電子)が蓄積されているため、第2抵抗変化部28の抵抗が上昇する。その結果、チャネル形成領域20にキャリアが供給されにくい状態となり、充分な電流が流れなくなる。
一方、初期状態である、論理値“1”のままである場合には、第2電荷蓄積部32に電荷が蓄積されていないため、第2抵抗変化部28の抵抗は変動しない。その結果、チャネル形成領域20にキャリアが供給されて、充分な電流が流れる。
このように、nMOSFETを流れる電流値の違いを利用して、論理値“1”または“0”のどちらが書き込まれているかを確実に判別することができる。
<情報の記録(消去)方法>
続いて、ドレイン領域18側の情報の消去を、以下の方法で行う。
(a)メモリセル10を、例えば、OTPROM(One Time Programmable Read Only Memory)として用いる場合には、上述した1回の書き込み動作までで終了だが、良品確認テストの際に書き込んだ情報を消去する必要がある。
この場合には、論理値“0”が書き込まれている、ドレイン領域18側の第2電荷蓄積部32に対して、当該第2電荷蓄積部32に蓄積されている電荷の中和を目的とする、紫外線の照射や加熱処理(高温雰囲気下での放置を含む。)等を行えば良い。このような方法によれば、電気的消去を行うための回路の別途搭載が不要なため、安価なメモリ構成を実現できる。
(b)一方、例えば、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)のように、情報を電気的に消去可能な構成とすることも可能である。
そこで、第2電荷蓄積部32に電荷が蓄積されて帯電している場合(ここでは、論理値“0”が書き込まれている場合)には、ドレイン領域18に正電圧(+Vde)を印加し、ゲート電極24に0または負電圧(−Vge)を印加し、ソース領域16をオープン状態(あるいは、フローティング状態とも称する。)として行う。
こうした条件によって、ドレイン領域18周辺で発生したホットホールが、第2電荷蓄積部32に注入される。その結果、第2電荷蓄積部32に蓄積されている電荷(ここでは電子)が中和されることにより、情報の消去を行うことができる。尚、このときの+Vdeは、ドレイン領域18近傍で、ホットホールを発生させるのに充分な電圧とし、約2V以上、好ましくは、約4〜10V程度とするのが良い。また、−Vgeは、ホットホールを効率的に第2電荷蓄積部32周辺に集めるために印加する電圧であり、約−7〜0V程度とするのが良い。
Figure 2005064295
続いて、図3を参照して、上述したメモリセル10を複数個用いて行列状に配列した、メモリセルアレイ100の第1構成例につき、以下に説明する。
図3に示すように、各メモリセル10のうちのゲート電極24の各々は、第1方向(行方向)に設けられたワード線WL(i)(i:自然数)に接続されている。また、メモリセル10のうちのソース領域16及びドレイン領域18の各々は、当該第1方向と直交する第2方向(列方向)に設けられた、ソース線SL及びビット線BL(i)(i:自然数)にそれぞれ接続されている。ここでは、すべてのメモリセル10のソース領域16が、共通のソース線SLに接続されている。メモリセル10は、直交するワード線WLとビット線BLとの交点に接続されている。尚、メモリセルアレイを駆動するその他の構成要素(例えば、駆動回路等)については従来公知であるので、その詳細な説明及び図示をここでは省略する。
次に、表2を参照して、メモリセルアレイ100の動作例(記録方法(書き込み方法・消去方法)及び読み出し方法)につき、以下に説明する。ここでは、 ワード線WL(i)とビット線BL(i)との交点にあるメモリセル101を例に挙げて説明する。尚、各動作の原理的な説明については既に説明したのでここでは省略する。
そこで、メモリセル101への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の方法で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
先ず、ドレイン領域18側に、論理値“0”として情報の書き込みを、ビット線BL(i)に書き込みドレイン電圧(+Vdw)を印加し、ワード線WL(i)に書き込みゲート電圧(+Vgw)を印加し、ソース線SLを接地電圧として行う。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の読み出しを、ソース線SLに読み出しソース電圧(+Vsr)を印加し、ワード線WL(i)に読み出しゲート電圧(+Vgr)を印加し、ビット線BL(i)を接地電圧として行う。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の消去を、ビット線BL(i)に消去ドレイン電圧(+Vde)を印加し、ワード線WL(i)に消去ゲート電圧(0または−Vge)を印加し、ソース線SLをオープン状態(あるいは、フローティング状態とも称する。)として行う。
Figure 2005064295
尚、ソース領域16側に対して同様の動作を行う場合には、ソース領域及びドレイン領域間の電圧を入れ替えて、同様の動作を行うことができるのは明らかである。
続いて、図4を参照して、上述したメモリセル10を複数個用いて行列状に配列した、メモリセルアレイ200の第2構成例につき、以下に説明する。
図4に示すように、各メモリセル10のうちゲート電極24の各々は、第1方向(行方向)に設けられたワード線WL(i)(i:自然数)に接続されている。また、メモリセル10のうちのソース領域16及びドレイン領域18の各々は、当該第1方向と直交する第2方向(列方向)に設けられた、ビット線BL(i)(i:自然数)及びビット線BL(i+1)(i:自然数)にそれぞれ接続されている。
そのため、第2構成例によれば、ソース領域16側が接続されるソース線SLを別途設けずに、列方向に隣合うメモリセルのドレイン領域18側が接続されるビット線と兼用させた構成である。そのため、メモリセルを駆動する制御線構造を簡便化できるので、第1構成例に比べてメモリセルアレイ面積を縮小することができる。
続いて、表3を参照して、メモリセルアレイ200の動作例(記録方法(書き込み方法・消去方法)及び読み出し方法)につき、以下に説明する。ここでは、ワード線WL(i)、ビット線BL(i)及びビット線BL(i+1)に接続されている、メモリセル201について説明する。
そこで、メモリセル201への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の方法で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
先ず、ドレイン領域18側に、論理値“0”としての情報の書き込みを、ビット線BL(i+1)に書き込みドレイン電圧(+Vdw)を印加し、ワード線WL(i)に書き込みゲート電圧(+Vgw)を印加し、ビット線BL(i)を接地電圧として行う。
このとき、ビット線BL(i+2)に、第1書き込み禁止電圧(第1記録禁止電圧)(+Vdwih1)を印加するのが良い。第1書き込み禁止電圧の印加により、メモリセル201と列方向に隣合うメモリセルであって、ワード線WL(i)とビット線BL(i+1)を共有しているメモリセル202に、誤って情報の書き込みが行われるのを抑制することができる。このときの第1書き込み禁止電圧(+Vdwih1)は、書き込みドレイン電圧(+Vdw)と接地電圧との中間電圧に設定する。
さらに、必要に応じて、ビット線BL(i+2)の隣のビット線BL(i+3)にも、第2書き込み禁止電圧(第2記録禁止電圧)(+Vdwih2)を印加するのが良い。不所望なメモリセルへの誤った情報の書き込みをより一層効果的に抑制することができる。このときの第2書き込み禁止電圧(+Vdwih2)は、第1書き込み禁止電圧(+Vdwih1)と接地電圧との中間電圧とする。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の読み出しを、ビット線BL(i)に読み出しソース電圧(+Vsr)を印加し、ワード線WL(i)に読み出しゲート電圧(+Vgr)を印加し、ビット線BL(i+1)を接地電圧として行う。
このとき、ビット線BL(i−1)に、読み出し禁止電圧(+Vsrih)を印加するのが良い。読み出し禁止電圧の印加により、メモリセル201と列方向に隣合うメモリセルであって、ワード線WL(i)とビット線BL(i)を共有しているメモリセル203から、誤って情報の読み出しが行われるのを抑制することができる。このときの読み出し禁止電圧(+Vsrih)は、読み出しソース電圧(+Vsr)と接地電圧との中間電圧とする。このときのビット線BL(i+2)は、接地電圧もしくはフローティング状態としておく。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の消去を、ビット線BL(i+1)に消去ドレイン電圧(+Vde)を印加し、ワード線WL(i)に消去ゲート電圧(0または−Vge)を印加し、ビット線BL(i)、BL(i+1)及びBL(i−1)を消去範囲に応じた任意電圧(表中では、Depend Onと表記)を印加して行う。
Figure 2005064295
上述した説明から明らかなように、この実施の形態の半導体不揮発性メモリによれば、情報の書き込みを行うに当たり、電圧が印加された第1または第2主電極領域よりも第2導電型不純物濃度の低い抵抗変化部の周辺に、電界を集中させることができる。よって、ホットキャリアである電荷の発生を、抵抗変化部に効率的に集中させることができる。
その結果、抵抗変化部から電荷蓄積部に、電荷を選択的に注入することができる。電荷蓄積部に電荷を蓄積して保持させることにより、情報(すなわち、論理値“0”または“1”)の書き込みを効率良く行うことができる。
一方、情報の読み出しを、電荷蓄積部が蓄積する電荷の有無に応じて変動する、抵抗変化部の抵抗の違いを利用して行うことができる。すなわち、情報の書き込みによって電荷蓄積部が帯電している場合には、抵抗変化部の抵抗の上昇によりキャリアが供給されにくい状態となり、充分に電流が流れない。これとは逆に、電荷蓄積部が帯電していない場合には、抵抗変化部の抵抗が変動しないためキャリアが供給され、充分な電流が流れる。この違いを利用して、論理値“0”または“1”を確実に判別することができる。
このように、不揮発性メモリを、情報の効率的な書き込み及び読み出しに寄与する抵抗変化部と、電荷を蓄積可能な電荷蓄積部とを組み合わせた単純な構造で実現できるので、従来よりも製品コストが低減された半導体不揮発性メモリとなる。
さらに、従来のようなサイドウォール型の電極が電荷蓄積部上に設られていないため、電圧印加時の当該電極の抵抗値の増大によって、読み出し速度が遅くなる懸念がない。
<第2の実施の形態>
図5を参照して、この発明の第2の実施の形態につき説明する。
この実施の形態では、第1及び第2抵抗変化部(60、70)の各々が、ソース領域16又はドレイン領域18側からチャネル形成領域20に向かって、第1副抵抗変化部(601、701)及び第2副抵抗変化部(603、703)をそれぞれ具えている点が、第1の実施の形態との主な相違点である。尚、第1の実施の形態で既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付して示しており、その具体的な説明を省略する(以下の各実施の形態についても同様)。
図5に示すように、メモリセル150が具える第1及び第2抵抗変化部(60、70)のうち、第1副抵抗変化部(601、701)は、情報の書き込み時に発生するホットキャリアの電荷蓄積部への注入を促進させる領域であり、ホットエレクトロン注入促進部として機能している。一方、第2副抵抗変化部(603、703)は、第1副抵抗変化部(601、701)よりもそれぞれn型不純物濃度が低く、第1の実施の形態の第1及び第2抵抗変化部(26、28)よりも抵抗変化が顕著となるような領域である。尚、第1及び第2副抵抗変化部の濃度及び領域の広さ(幅や深さ)は、目的や設計に応じて任意好適に設定することができる。また、第2副抵抗変化部(603、703)は、例えば、ゲート電極24の側壁に沿って形成可能なサイドウォールスペーサ75を用いて、所定形状に設計可能である。また、こうした第1及び第2抵抗変化部(60、70)は、ソース領域及びドレイン領域(16、18)側の少なくともいずれか一方に設けられた構造であっても良いが、この実施の形態の場合のように、ソース及びドレイン領域(16、18)側の双方に設けることにより、メモリ全体としての信頼性をさらに向上させることができ好ましい。
上述した説明から明らかなように、この実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、この実施の形態によれば、抵抗変化部として、ホットエレクトロン注入促進部である第1副抵抗変化部(601、701)に加え、さらに、抵抗変化が著しい第2副抵抗変化部(603、703)が設けられている。そのため、第1の実施の形態に比べて、抵抗変化部における抵抗変化量の細かな調整が可能となる。
その結果、第1の実施の形態に比べて、メモリへの情報の記録(書き込みや消去)や、メモリからの情報の読み出しを高精度に行うことができる。
<第3の実施の形態>
図6を参照して、この発明の第3の実施の形態につき説明する。
この実施の形態では、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)上に、第1副電極80及び第2副電極85がそれぞれ設けられている点が、第1の実施の形態との主な相違点である。
図6に示すように、この実施の形態のメモリセル300によれば、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)上に、ポリシリコンからなる第1及び第2副電極(80、85)がそれぞれ個別に、すなわち島状に形成されている。尚、これら第1及び第2副電極(80、85)の形状はサイドウォール型に限られず、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)上に設けられていれば良い。
上述した構成を有するメモリセル300の等価回路図を図7に示す。図7に示すように、メモリセル300であるnMOSFETを構成する、ソース領域(S)及びドレイン領域(D)側の双方に接続されている第1及び第2可変抵抗器(40、50)の近傍に、第1及び第2副電極(80、85)がそれぞれ対向配置された回路となる。
続いて、表4を参照して、このときのメモリセル300の動作例につき、以下に説明する。尚、ここでは、例として、メモリセル300のドレイン領域18側に対して、情報(論理値“1”または“0”)の記録(書き込みや消去)及び読み出しを行う場合につき説明する。ソース領域16側に対して同様の動作を行う場合には、ソース領域及びドレイン領域間の電圧を入れ替えて、同様の動作を行うことができるのは明らかである。
<情報の記録(書き込み)方法>
メモリセル300への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の手順で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
ドレイン領域18側に、論理値“0”としての情報を書き込む場合には、第1の実施の形態と同様に、ドレイン領域18に正電圧(+Vdw)を印加し、ゲート電極に正電圧(+Vgw)を印加し、ソース領域16を接地電圧とする。
さらに、この構成例では、第2副電極85に正電圧(+Vegw)を印加することにより、ホットエレクトロンの電荷蓄積部への注入を促進させることができる。
<情報の読み出し方法>
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の読み出しを、ソース領域16に正電圧(+Vsr)を印加し、ゲート電極に正電圧(+Vgr)を印加し、ドレイン領域18を接地電圧として行う。尚、このとき、第2副電極85を接地電圧としておくため、読み出し速度に影響を与える懸念は無い。
<情報の記録(消去)方法>
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の消去を、ドレイン領域18に正電圧(+Vde)を印加し、ゲート電極に0または負電圧(−Vge)を印加し、ソース領域16をオープン状態として行う。
さらに、この構成例では、第2副電極85に負電圧(−Vege)を印加することにより、第2電荷蓄積部32へのホットホールの注入や、第2電荷蓄積部32からの電子の放出を促進させることができる。
Figure 2005064295
既に説明したように、ONO積層絶縁膜上にサイドウォール型に形成された副電極を、情報(データ)の読み出し動作時に使用する場合には、読み出し速度が遅くなるといった問題がある。しかし、この構成例のように、情報の記録(書き込み・消去)動作を効率的に行わせるためにのみ、副電極を使用すれば良い。尚、副電極部は、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)上の少なくともいずれか一方に設けられた構造であっても良いが、この実施の形態の場合のように、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)上にそれぞれ設けることにより、情報の記録(書き込み・消去)動作をより一層効率的に行うことができ好ましい。
続いて、図8を参照して、上述したメモリセル300を複数個用いて行列状に配列した、メモリセルアレイ400の第1構成例につき、以下に説明する。
図8に示すように、各メモリセル300のうちのゲート電極24各々は、第1方向(行方向)に設けられたワード線WL(i)(i:自然数)に接続されている。また、メモリセル300のうちのソース領域16及びドレイン領域18の各々は、当該第1方向と直交する第2方向(列方向)に設けられた、ソース線SL及びビット線BL(i)(i:自然数)にそれぞれ接続されている。ここでは、すべてのメモリセル300のソース領域16が、共通のソース線SL接続されている。
さらに、この構成例では、各メモリセル300が具える一対の第1及び第2副電極(80、85)は、同じく第1方向に設けられた共通の消去線EL(i)(i:自然数)に接続されている。尚、ここでは、1つのセルが具える2つの副電極(80、85)を、共通の消去線ELに接続させた構成であるが、互いに異なる消去線ELに接続させた構成であっても良い。
次に、表5を参照して、メモリセルアレイ400の動作例(記録方法(書き込み方法・消去方法)及び読み出し方法)につき、以下に説明する。ここでは、ワード線WL(i)とビット線BL(i)との交点にあるメモリセル301を例に挙げて説明する。
そこで、メモリセル301への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の方法で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
先ず、ドレイン領域18側に、論理値“0”としての情報を書き込みを、ビット線BL(i)に書き込みドレイン電圧(+Vdw)を印加し、ワード線WL(i)に書き込みゲート電圧(+Vgw)を印加し、ソース線SLを接地電圧として行う。
さらにこのとき、情報の書き込みを効率的に行うために、消去線EL(i)に書き込み電圧(+Vegw)を印加する。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の読み出しを、ソース線SLに読み出しソース電圧(+Vsr)を印加し、ワード線WL(i)に読み出しゲート電圧(+Vgr)を印加し、ビット線BL(i)を接地電圧として行う。
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の消去を、ビット線BL(i)に消去ドレイン電圧(+Vde)を印加し、ワード線WL(i)に消去ゲート電圧(0または−Vge)を印加し、ソース線SLをオープン状態として行う。
さらにこのとき、情報の消去を効率的に行うために、消去線EL(i)に消去電圧(−Vege)を印加する。
Figure 2005064295
尚、ソース領域16側に対して同様の動作を行う場合には、ソース領域及びドレイン領域間の電圧を入れ替えて、同様の動作を行うことができるのは明らかである。
また、図9に示すように、既に説明したように、ソース線SLを不要な構造とすることもできる(第2構成例)。尚、このときのメモリセルアレイ450の動作例は、第1の実施の形態で説明した第2構成例のメモリセルアレイ200の印加電圧条件に加え、上述したように消去線ELに対して所定電圧を印加して行えば良いので、ここではその説明を省略する。
上述した説明から明らかなように、この実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、この実施の形態によれば、メモリセルを構成するソース領域16及びドレイン領域18側の双方に、抵抗変化部及び電荷蓄積部はもとより、効率的な情報の書き込み及び消去に寄与する副電極がそれぞれ設けられている。
その結果、複数個のメモリセルがアレイ状に配列されたメモリセルアレイの面積を縮小できるうえに、1メモリセル当たり2ビットの情報の書き込み及び消去を効率的に行うことができるので、製品の低コスト化を期待できる。
<第4の実施の形態>
図10を参照して、この発明の第4の実施の形態につき説明する。
この実施の形態では、副電極86が、第1電荷蓄積部30上から第2電荷蓄積部32上に跨って形成された連続体である点が、第3の実施の形態との主な相違点である。
図10に示すように、この実施の形態のメモリセル500によれば、副電極86が、第1電荷蓄積部30から第2電荷蓄積部32上にわたって、かつゲート電極24を第2絶縁膜であるシリコン酸化膜88を介して覆うように設けられている。尚、ゲート電極24と副電極86とは、第1及び第2電荷蓄積部(30、32)とシリコン酸化膜88とによって電気的に分離、すなわち絶縁された構成である。
上述した構成を有するメモリセル500の等価回路図を図11に示す。図11に示すように、メモリセル500であるnMOSFETを構成する、ソース領域(S)及びドレイン領域(D)側の双方に接続されている第1及び第2可変抵抗器(40、50)の近傍に、副電極86が対向配置された回路となる。
また、図12及び図13に、上述したメモリセル500を複数個用いて行列状に配列した、メモリセルアレイの構成例を示す。
図12は、第3の実施の形態の第1構成例(ソース線SL有りの場合)に対応する、第1構成例としてのメモリセルアレイ600である。図13は、第3の実施の形態の第2構成例(ソース線SL無しの場合)に対応する、第2構成例としてのメモリセルアレイ700のである。尚、このときのメモリセルアレイ600及び700の動作例については、第3の実施の形態で説明した印加電圧条件と同様にして行えば良いので、ここではその説明を省略する。
上述した説明から明らかなように、この実施の形態によれば、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、この実施の形態によれば、副電極86が、第1電荷蓄積部30上から第2電荷蓄積部上32にわたって連続して設けられているので、第3の実施の形態のような島状の副電極に比べて、副電極の抵抗値を低減することができる。
その結果、この実施の形態では、情報の書き込み速度及び消去速度が、当該副電極の抵抗で律速される懸念がない。
<第5の実施の形態>
図14を参照して、この発明の第5の実施の形態につき説明する。
この実施では、副電極90が、ゲート電極24を第2絶縁膜88(図10参照)を介さずに覆っている点が、第4の実施の形態との主な相違点である。
図14に示すように、この実施のメモリセル800によれば、第4の実施の形態と同様に、副電極90が、第1電荷蓄積部30上から第2電荷蓄積部32上にわたって設けられているが、ゲート電極24上に第2絶縁膜88が設けられておらず、ゲート電極24と副電極90とが電気的に接続された構成である。
上述した構成を有するメモリセル800の等価回路を図15に示す。図15に示すように、メモリセル800であるnMOSFETを構成する、ソース領域(S)及びドレイン領域(D)側の双方に接続されている第1及び第2可変抵抗器(40、50)と対向配置されている副電極90が、ゲート電極(G)24とも接続された回路となる。
続いて、表6を参照して、このときのメモリセル800の動作例につき、以下に説明する。尚、ここでは、例として、nMOSFET10のドレイン領域18側に対して、情報(論理値“1”または“0”)の記録(書き込みや消去)及び読み出しを行う場合につき説明する。ソース領域16側に対して同様の動作を行う場合には、ソース領域及びドレイン領域間の電圧を入れ替えて、同様の動作を行うことができるのは明らかである。
<情報の記録(書き込み)方法>
メモリセル800への情報(論理値“1”または“0”)の書き込み動作を、例えば、以下の手順で行う。ここでは初期状態を、電荷蓄積部に電荷が蓄積されていない状態(ここでは、論理値“1”に相当)とし、ドレイン領域18側に、情報としての論理値“0”を書き込む場合につき説明する。
ドレイン領域18側に、論理値“0”としての情報の書き込みを、ドレイン領域18に正電圧(+Vdw)を印加し、ゲート電極24に正電圧(+Vgw)を印加し、ソース領域16を接地電圧として行う。
このとき、この構成例では、ゲート電極24への正電圧(+Vgw)の印加と同時に、副電極90にも正電圧(+Vgw[V])が印加され、ホットエレクトロンの電荷蓄積部への注入を促進させることができる。
<情報の読み出し方法>
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の読み出しを、ソース領域16に正電圧(+Vsr)を印加し、ゲート電極に正電圧(+Vgr)を印加し、ドレイン領域18を接地電圧として行う。
<情報の記録(消去)方法>
続いて、ドレイン領域18側に書き込まれている、論理値“0”としての情報の消去を、ドレイン領域18に正電圧(+Vde)を印加し、ゲート電極に0または負電圧(−Vge)を印加し、ソース領域16をオープン状態として行う。
このとき、この構成例では、ゲート電極24への0または負電圧(−Vge)の印加と同時に、副電極90にも0または負電圧(−Vge)が印加され、第2電荷蓄積部32へのホットホールの注入や、第2電荷蓄積部32からの電子の放出を促進させることができる。
Figure 2005064295
また、図16及び図17に、上述したメモリセル800を複数個用いて行列状に配列した、メモリセルアレイの構成例を示す。
図16は、第4の実施の形態の第1構成例(ソース線SL有りの場合)に対応する、第1構成例としてのメモリセルアレイ850である。図17は、第4の実施の形態の第2構成例(ソース線SL無しの場合)に対応する、第2構成例としてのメモリセルアレイ900である。尚、このときのメモリセルアレイ850及び900の基本動作については、副電極90に対する所定電圧の印加を、ゲート電極24に対する所定電圧の印加で兼用する以外は、第4の実施の形態で説明した印加電圧条件と同様にして行えば良いので、ここではその説明を省略する。
すなわち、この構成例では、ゲート電極24と副電極90とが電気的に接続されているため、第4の実施の形態のように、副電極90を個別に駆動するための消去線EL(図12及び図13参照)が不要である。そのため、メモリセルを駆動する制御線構造を簡便化できるので、第4の実施の形態に比べてメモリセルアレイ面積の縮小が期待できる。。
上述した説明から明らかなように、この実施の形態によれば、第4の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
さらに、この実施の形態によれば、第1電荷蓄積部30上から第2電荷蓄積部上32にわたって設けられている副電極90が、ゲート電極24と電気的に接続された構成である。そのため、情報を読み出す際のゲート電極24の抵抗値を下げることができるので、読み出しの高速動作が可能となる。
以上、この発明は、上述した実施の形態のみに限定されない。よって、任意好適な段階において好適な条件を組み合わせ、この発明を適用することができる。
例えば、上述した各実施の形態では、メモリセルとして、第1導電型がp型であり第2導電型がn型である、nMOSFETの場合を例に挙げて説明したが、これとは逆に第1導電型がn型であり第2導電型がp型である、pMOSFETの場合であってもこの発明を適用することができる。具体的には、nMOSFETの場合の印加電圧を反転させた電圧を印加して行うことができる。
この発明の第1の実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成するメモリセルの主要部の概略断面図である。 この発明の第1の実施の形態のメモリセルの主要部の等価回路図である。 この発明の第1の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第1構成例)。 この発明の第1の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第2構成例)。 この発明の第2の実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成するメモリセルの主要部の概略断面図である。 この発明の第3の実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成するメモリセルの主要部の概略断面図である。 この発明の第3の実施の形態のメモリセルの主要部の等価回路図である。 この発明の第3の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第1構成例)。 この発明の第3の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第2構成例)。 この発明の第4の実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成するメモリセルの主要部の概略断面図である。 この発明の第4の実施の形態のメモリセルの主要部の等価回路図である。 この発明の第4の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第1構成例)。 この発明の第4の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第2構成例)。 この発明の第5の実施の形態の半導体不揮発性メモリを構成するメモリセルの主要部の概略断面図である。 この発明の第5の実施の形態のメモリセルの主要部の等価回路図である。 この発明の第5の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第1構成例)。 この発明の第5の実施の形態のメモリセルを構成部分とするメモリセルアレイの概略図である(第2構成例)。
符号の説明
10、101、150、201、202、203、300、301、500、800:メモリセル
12:p型半導体基板(第1導電型半導体基板)
14:pウェル領域
16:ソース電極領域(ソース領域)(第1主電極領域)
18:ドレイン電極領域(ドレイン領域)(第2主電極領域)
20:チャネル形成領域
22:ゲート絶縁膜(第1絶縁膜)
24:ゲート電極(制御電極)
26、60:第1抵抗変化部
28、70:第2抵抗変化部
30:第1電荷蓄積部
32:第2電荷蓄積部
40:第1可変抵抗器
50:第2可変抵抗器
75:サイドウォールスペーサ
80:第1副電極
85:第2副電極
86:副電極
88:シリコン酸化膜(第2絶縁膜)
90:副電極
100、200、400、450、600、700、850、900:メモリセルアレイ
301:シリコン酸化膜(第1酸化膜)
303:シリコン窒化膜
305:シリコン酸化膜(第2酸化膜)
601、701:第1副抵抗変化部
603、703:第2副抵抗変化部

Claims (26)

  1. メモリセルを具える半導体不揮発性メモリであって、
    第1導電型の半導体基板上に第1絶縁膜を介して設けられた制御電極と、前記半導体基板の表層領域であってかつ前記制御電極を挟む位置に設けられた、一対の前記第1導電型とは異なる第2導電型不純物の拡散領域である第1主電極領域及び第2主電極領域とを有するトランジスタ、
    前記半導体基板の表層領域のうち、前記第1及び第2主電極領域のうちの少なくとも一方の電極領域と、前記制御電極と対向するチャネル形成領域とによって挟まれる部分に、前記一方の電極領域よりも不純物濃度の低い前記第2導電型の抵抗変化部、
    及び、該抵抗変化部上に設けられており、絶縁層を含みかつ電荷を蓄積可能な電荷蓄積部
    を具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  2. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記電荷蓄積部は、さらに、前記制御電極の側壁上にわたって設けられていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  3. 請求項1または2に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記電荷蓄積部上には、副電極が設けられていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記抵抗変化部は、前記第1主電極領域と前記チャネル形成領域とによって挟まれる部分に設けられた第1抵抗変化部と、前記第2主電極領域と前記チャネル形成領域とによって挟まれる部分に設けられた第2抵抗変化部とを具え、
    及び、前記電荷蓄積部は、前記第1抵抗変化部上に設けられた第1電荷蓄積部と、前記第2抵抗変化部上に設けられた第2電荷蓄積部とを具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  5. 請求項4に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記副電極は、前記第1電荷蓄積部上に設けられた第1副電極と、第2電荷蓄積部上に設けられた第2副電極とを具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  6. 請求項4に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記副電極は、前記第1電荷蓄積部上から前記第2電荷蓄積部上にわたって、前記制御電極を覆う部分を有して連続して設けられていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  7. 請求項6に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記制御電極を覆う部分は、第2絶縁膜を介して設けられていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  8. 請求項1ないし7のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記抵抗変化部は、前記一方の電極側から前記チャネル形成領域に向かって、第1副抵抗変化部と、該第1副抵抗変化部よりも不純物濃度の低い第2副抵抗変化部とを具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  9. 請求項1ないし8のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記電荷蓄積部は、前記抵抗変化部側から、第1酸化膜と、シリコン窒化膜、酸化アルミニウム膜及び酸化ハフニウム膜の絶縁膜群のうちから選ばれた一種又は二種以上の絶縁膜と、第2酸化膜とを順次具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  10. 請求項9に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記第1及び第2酸化膜のいずれか一方または双方は、シリコン酸化膜を具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  11. 請求項3ないし10のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリにおいて、前記副電極は、多結晶シリコンを具えていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  12. 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリであって、前記メモリセルを一対具え、前記双方のメモリセルの制御電極は共通のワード線に接続されており、前記双方のメモリセルの第1主電極領域は共有のソース線に接続されており、及び前記一方のメモリセルの第2主電極領域と前記他方のメモリセルの第2主電極領域とは、互いに異なるビット線に接続されていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  13. 請求項1ないし11のいずれか一項に記載の半導体不揮発性メモリであって、前記メモリセルを一対具え、前記双方のメモリセルの制御電極は共通のワード線に接続されており、前記一方のメモリセルの第1主電極領域は第1ビット線に接続されており、前記一方のメモリセルの第2主電極領域と前記他方のメモリセルの第1主電極領域とは、前記第1ビット線と異なる第2ビット線に接続されており、及び前記他方のメモリセルの第2主電極領域は、前記第1及び第2ビット線と異なる第3ビット線に接続されていることを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
  14. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリへ情報を記録するに当たり、
    前記第1導電型がp型であってかつ前記第2導電型がn型の場合には、前記制御電極に正電圧を印可し、前記一方の電極領域に正電圧を印可するステップ、あるいは
    前記第1導電型がn型であってかつ前記第2導電型がp型の場合には、前記制御電極に負電圧を印可し、前記一方の電極領域に負電圧を印可するステップ
    を含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  15. 請求項14に記載の半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法において、前記電荷蓄積部上に、副電極が設けられている場合には、
    前記第1導電型がp型であってかつ前記第2導電型がn型の場合には、さらに、前記副電極に正電圧を印可するステップ、あるいは
    前記第1導電型がn型であってかつ前記第2導電型がp型の場合には、さらに、前記副電極に負電圧を印可するステップ
    を含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  16. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリから情報を読み出すに当たり、
    前記第1導電型がp型であってかつ前記第2導電型がn型の場合には、前記制御電極に正電圧を印可し、他方の電極領域に正電圧を印可するステップ、あるいは、
    前記第1導電型がn型であってかつ前記第2導電型がp型の場合には、前記制御電極に
    負電圧を印可し、他方の電極領域に負電圧を印可するステップ
    を含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法。
  17. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリへ情報を記録するに当たり、
    前記第1導電型がp型であってかつ前記第2導電型がn型の場合には、前記制御電極に0または負電圧を印可し、前記一方の電極領域に正電圧を印可するステップ、あるいは
    前記第1導電型がn型であってかつ前記第2導電型がp型の場合には、前記制御電極に
    0または正電圧を印可し、前記一方の電極領域に負電圧を印可するステップ
    を含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  18. 請求項17に記載の半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法において、前記電荷蓄積部上に、副電極が設けられている場合には、
    前記第1導電型がp型であってかつ前記第2導電型がn型の場合には、さらに、前記副電極に負電圧を印可するステップ、あるいは
    前記第1導電型がn型であってかつ前記第2導電型がp型の場合には、さらに、前記副電極に正電圧を印可するステップ
    を含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  19. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリへ情報を記録するに当たり、
    前記電荷蓄積部に対し、該電荷蓄積部に蓄積されている電荷を中和するために紫外線を照射するステップを含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  20. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリへ情報を記録するに当たり、
    前記電荷蓄積部に対し、該電荷蓄積部に蓄積されている電荷を中和するための加熱処理を行うステップを含むことを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  21. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリへ情報を記録するに当たり、
    前記メモリセルを一対具え、前記双方のメモリセルの制御電極は共通のワード線に接続されており、前記一方のメモリセルの第1主電極領域は第1ビット線に接続されており、前記一方のメモリセルの第2主電極領域と前記他方のメモリセルの第1主電極領域とは、前記第1ビット線とは異なる第2ビット線に接続されており、及び前記他方のメモリセルの第2主電極領域は、前記第1及び第2ビット線と異なる第3ビット線に接続されているとき、
    前記一方のメモリセルの第2主電極領域側に記録を行う場合には、前記第3ビット線に、第1記録禁止電圧を印加することを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  22. 請求項21に記載の半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法において、前記第1記録禁止電圧を、前記一方のメモリセルの第2主電極領域に印加する記録電圧と接地電圧との中間電圧に設定することを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  23. 請求項21または22に記載の半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法において、前記メモリセルを新たにもう1つ具えており、該新たなメモリセルの制御電極は前記一対のメモリセルと共通のワード線に接続されており、かつ前記他方のメモリセルの第2主電極領域と前記新たなメモリセルの第1主電極領域とは、前記第1、第2及び第3ビット線とは異なる第4ビット線に接続されているとき、
    前記一方のメモリセルの第2主電極領域側に記録を行う場合には、さらに、前記第4ビット線に、第2記録禁止電圧を印加することを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  24. 請求項23に記載の半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法において、前記第2記録禁止電圧を、前記第1記録禁止電圧と接地電圧との中間電圧に設定することを特徴とする半導体不揮発性メモリへの情報の記録方法。
  25. 請求項1に記載の半導体不揮発性メモリから情報を読み出すに当たり、
    前記メモリセルを一対具え、前記双方のメモリセルの制御電極は共通のワード線に接続されており、前記一方のメモリセルの第1主電極領域は第1ビット線に接続されており、前記一方のメモリセルの第2主電極領域と前記他方のメモリセルの第1主電極領域とは、前記第1ビット線とは異なる第2ビット線に接続されており、及び前記他方のメモリセルの第2主電極領域は、前記第1及び第2ビット線と異なる第3ビット線に接続されているとき、
    前記他方のメモリセルの前記第2主電極領域側から情報の読み出しを行う場合には、前記第1ビット線に、読み出し禁止電圧を印加することを特徴とする半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法。
  26. 請求項25に記載の半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法において、前記読み出し禁止電圧を、前記他方のメモリセルの第1主電極領域に印加する読み出し電圧と接地電圧との中間電圧に設定することを特徴とする半導体不揮発性メモリからの情報の読み出し方法。
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