JPS582438B2 - 不揮発性半導体メモリ装置 - Google Patents

不揮発性半導体メモリ装置

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JPS582438B2
JPS582438B2 JP53017773A JP1777378A JPS582438B2 JP S582438 B2 JPS582438 B2 JP S582438B2 JP 53017773 A JP53017773 A JP 53017773A JP 1777378 A JP1777378 A JP 1777378A JP S582438 B2 JPS582438 B2 JP S582438B2
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JP
Japan
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memory
transistor
transistors
switch
line
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JP53017773A
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濱田稔
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0408Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
    • G11C16/0433Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing a single floating gate transistor and one or more separate select transistors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフローテイングゲートを有するMIS型の不揮
発性半導体素子をメモリ素子として用いてなるメモリ装
置の改良に関する。
フローテイングゲートを有するMIS型の不揮発性メモ
リトランジスタはPチャネル型の場合、このメモリトラ
ンジスタのコントロールゲートに書込臨界電圧より大き
な負のパルス(以下書込パルスという)を印加すると、
このメモリトランジスタのしきい値電圧Vtがより負の
方向へ変化し、書込パルスが消滅した後もこのVtの値
を維持して、データの書込が行われたことになり、また
前記メモリトランジスタのドレインに消去臨界電圧より
大きな負のパルス(以下消去パルスという)を印加する
と、このメモリトランジスタのしきい値電圧Vtが正の
方向へ変化し、消去パルスが消滅した後もこのVtの値
を維持して、データの消去が行われたことになる。
従って書込後及び消去後のVtの値を夫々論理状態″0
”及び″1”に対応させることによって情報の蓄積作用
を行わせることができる。
而して上述の如きメモリトランジスタを多数用いてメモ
リアレイを構成する場合は、従来、例えば第2図に示す
如き回路構成がとられていた。
すなわち第2図はこの種のメモリトランジスタをメモリ
素子として用いたメモリ装置を構成するメモリアレイの
一部(4ビット分)を取り出して示した回路図であ0て
、Q211,Q212,Q221,Q222は前述の如
きメモリトランジスタを、またT211,T212,T
221,T222及びS211,S212,S221,
S222はスイッチトランジスタを示しており、これら
のスイッチトランジスタはMIS型のエンハンスメント
型トランジスタよりなる。
そして1個のメモリトランジスタQ211等と2個のス
イッチトランジスタT211及びS211等との合計3
個のトランジスタによってメモリセル211,212,
222が夫々構成されており、これらのメモリセルをマ
トリックス状に配列してメモリアレイが構成されている
すなわちメモリセル211,212(又は221,22
2)のスイッチトランジスタT211,S211、T2
12,T212(又はT221,S221、T222,
S222)のゲートには行選択線L21(又はL22)
が接続されており、メモリトランジスタQ211,Q2
21(又はQ212,Q222)のソースは列選択線R
2、(又はR22)に接続されている。
更にスイッチトランジスタT211,T221(又はT
212,T222)のドレインは書込線W21(又はW
22)に接続されており、スイッチトランジスタ821
1,S221(又はS212,s222)のドレインは
消去線E21(又はE22)に接続されている。
そしてメモリトランジスタQ211(又はQ212,Q
221,Q222)のコントロールケートはスイッチト
ランジスタT211(又はT212,T221,T22
2)のソースに、またそのドレインはスイッチトランジ
スタS211(又はs212,S221,S222)の
ソースに接続されている。
而して例えばメモリセル211のメモリトランジスタQ
211に対して書込を行う場合は行選択線L21を書込
臨界電圧及び消去臨界電圧のいずれよりも大きい負電圧
の″L”レベルにすると共に書込線W2、に書込パルス
を印加する。
そうするとスイッチトランジスタT211の導通により
メモリトランジスタQ211のコントロールゲートにの
み書込パルスが与えられて前述の如き書込が行われる一
方、他のメモリセルには何らの影響も及ぼすことがない
次にQ211に対して消去を行う場合には列選択線L2
1を前同様の“L”レベルにすると共に消去線E21に
消去パルスを印加する。
そうするとスイッチトランジスタS211の導通により
メモリトランジスタQ211のドレインにのみ消去パル
スが与えられ、前述の如き消去が行われる一方、他のメ
モリセルには何らの影響も及ぼすことがない。
次にメモリトランジスタQ2、1のメモリ内容を読出す
場合は行選択線L21を前述の如き”L”レベルとなし
、消去線E21に消去臨界電圧より小さい負電圧を印加
すると共に、書込線W21には書込臨界電圧より小さい
適当なレベルの読出電圧vRを印加する。
この読出電圧■Rのレベルは各メモリトランジスタQ2
11等の書込後のVtと消去後のVtとの中間の値に選
択してあるので、Q211は書込後であればオフ、消去
後であればオンとなる。
従ってこの時列選択線R21のレベルを調べることによ
りメモリトランジスタQ211のオフ・オン状態、すな
わちデータの書込・消去の別を識別することができる。
なお、この場合行選択線L22が“H”レベル(基板レ
ベル)であるときはスイッチトランジスタT221,S
221は共にオフであるので、メモリトランジスタQ2
21の状態は列選択線R21のレベルに何ら影響しない
このように第2図のメモリアレイでは任意のメモリセル
のメモリトランジスタに対する書込・消去・読出が可能
であり、デコード回路を付加することによって、このメ
モリアレイを適当なビット幅と語数に変換して用いるこ
とが可能である。
ところが斯かる構成では1メモリセルにつき3個のトラ
ンジスタを必要とし、また例えばスイッチトランジスタ
T211のソースからメモリトランジスタQ211のゲ
ートへの結線には、集積回路においてはコンタクトホー
ルを必要とし、これらの理由により集積度の向上には限
界があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって
、メモリセルをワード単位にまとめた構成とし、各ワー
ドにつき1個のスイッチトランジスタを設けることによ
って集積度の向上を図った不揮発性半導体メモリ装置を
提供することを目的とし、以下に本発明をその実施例を
示す図面に基いて詳述する。
第1図は本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置の要部
であるメモリアレイの一部を取り出して示した回路図で
あって、Qll,Q’ll,Q12,Q’l2,Q21
,Q’21,Q22,Q’22はフローテイングゲート
を有するMIS型の不揮発性メモリトランジスタ、S1
1,S′11,S12,S′12,S21,S′21,
S22,S′22はMIS型でエンハンスメント型のス
イッチトランジスタ、T11,T12,T21,T22
は同じ<MIS型のトランジスタを用いてなるメモリ単
位選択用スイッチトランジスタである。
而して本発明に係るメモリ装置は1個のメモリトランジ
スタ、例えばQllと、1個のスイッチトランジスタ、
例えばS11とを用いて1ビットのメモリセル、例えば
11aを構成し、該メモリセル11a等を複数個(図示
の実施例では2個、すなわち11aと11b)とを並設
して1ワードに相当するビット数のメモリ単位(図示の
実施例では2ビットで1ワード)、例えば11を構成し
てなり、1個のメモリ単位につき1個のメモリ単位選択
用スイッチトランジスタ、例えばT11を設け、該メモ
リ単位選択用スイッチトランジスタ、例えばTll及び
これに関連付けられたメモリセルl1a,1lbを構成
するスイッチトランジスタSllyS’llには共通の
信号を与えるべく構成したことを特徴としている。
すなわち、メモリトランジスタQ1、(又はQ12,Q
21tQ22)と、スイッチトランジスタS11(又は
Sl2,S2、,S22)とで1ビットの第1のメモリ
セル11a(又は12a,21a,22a)が構成され
、メモリトランジスタQ’11(又はQ’12,Q’2
1+Q’22)と、スイッチトランジスタS′11(又
はS′12,S′21,S′22)とで1ビットの第2
のメモリセル11b(又は12b,2lb,22b)が
構成され、これら2つのメモリセルで各2ビットのメモ
リ単位11(又は12,21.22)が構成されており
、各メモリ単位1個につきメモリ単位選択用スイッチト
ランジスタT11(又はT12,T21,T22)を設
けている。
図においてLllはメモリ単位11.12を選択するた
めの行選択線、L12はメモリ単位21.22を選択す
るための行選択線、R11はメモリセル11a,21a
選択のための列選択線、R’Hはメモリセル1lb,2
lb選択のための列選択線、R12はメモリセル12a
,22a選択のための列選択線、R′12はメモリセル
12b,22b選択のための列選択線、W1、はメモリ
単位IL21に対する書込みのための書込線、W12は
メモリ単位12,22に対する書込のための書込線、E
11はメモリセル11a,21aに対する消去のための
消去線、E′11はメモリセル1lb,2lbに対する
消去のための消去線、E12はメモリセル12a,22
aに対する消去のための消去線、E′12はメモリセル
12b,22bに対する消去のための消去線である。
次にメモリ単位11を例にとって上記各線と各トランジ
スタとの結線を説明すると、メモリトランジスタQll
,Q’llのソースは夫々列選択線Rll,R’llに
接続され、これらのドレインは夫夫スイッチトランジス
タ811sS’llのソースに接続され、これらのコン
トロールゲートは共にメモリ単位選択用スイッチトラン
ジスタT11のソースに接続されている。
スイッチトランジスタS11,S′11のドレインは夫
々消去線Ell,E’llに接続されている。
またスイッチトランジスタS11,S/11及びメモリ
単位選択用スイッチトランジスタT11のゲートはいず
れも行選択線Lllに接続されており、メモリ単位選択
用スイッチトランジスタTllのドレインは書込線W1
、に接続されている。
このような接続は他のメモリ単位12,21,22につ
いても同様である。
次に上述の回路の各メモリトランジスタに対する書込・
消去・読出についてメモリ単位11を例にとって説明す
る。
まず行選択線Lllを″L”レベルとし、書込線W1、
に書込パルスを印加する。
そうするとメモリ単位選択用スイッチトランジスタTl
lが導通してメモリトランジスタQll,Q’llのコ
ントロールゲートに書込パルスが与えられ、両メモリト
ランジスタQll,Q’11には書込が行われる。
然る後、行選択線Lllを゛L”レベルとしたまま消去
線EH又はE′11に消去パルスを印加すると、スイッ
チトランジスタS,11S′11が導通しているのでメ
モリトランジスタQll又はQ′11のドレインに消去
パルスが与えられ、消去線Ell又はE電への消去パル
ス印加の有無に応じてメモリトランジスタQll又はQ
′11に対する消去が行われる。
このような書込・消去の間、行選択線L12、書込線W
12、消去線E12,E′12を゛H”レベルに保って
おけば他のメモリ単位のメモリランジスタQ12等には
状態の変化、すなわち書込・消去を生起することがない
次に読出は、行選択線Lllを”L”レベルとし、消去
線E11,E’ttに消去臨界電圧より小さな負電圧を
印加すると共に、書込線W11に前述の如き読出電圧■
Rを印加して列選択線R11,R′11のレベルを調べ
ることによって行われる。
メモリトランジスタQ11+Q’ttは書込後であれば
オフ、消去後であればオンとなっているので、夫々列選
択線R,1,R’llのレベルを調べることによりその
オフ・オン状態、すなわちデータの書込・消去の別を識
別することができる。
叙上の如き本発明のメモリ装置においては同時的に書込
・読出が行われるメモリ単位、すなわち1ワードがnビ
ット構成の場合には2n+1個のトランジスタ(実施例
の如くn=2の場合は5個)で構成できるので、第2図
に示した如く、1ビットにつき3個のトランジスタを要
し、nビットにつき3n個のトランジスタを必要とする
ものに比して大幅なトランジスタ個数の削減が図れる。
また1個のメモリセルに着目すると、このメモリセルは
メモリトランジスタQ1、等のドレインとスイッチトラ
ンジスタSll等のソースとを接続しているので集積回
路におけるコンタクトホールは不要である。
もつともメモリ単位選択用スイッチトランジスタTll
等のソースとメモリトランジスタQ11,Q′11等の
コントロールゲートとの接続にはコンタクトホールを必
要とするが、メモリ単位を構成するメモリセルの個数、
すなわちメモリトランジスタの個数に関係なく、このコ
ンタクトホールはメモリ単位当り1個で足りる。
このように本発明による場合は使用トランジスタの個数
の削減と、コンタクトホール個数の削減が可能となり、
その結果集積度を大幅に向上することができる。
なお上述の実施例では1ワード2ビット構成としたが、
1ワード3ビット以上の構成とすることも容易に可能で
ある。
また上述の如きPチャネル型のものに限らすNチャネル
型の集積回路技術を用いてメモリトランジスタ及びスイ
ッチトランジスタを製作する場合にも、電圧極性が逆に
なるのみで、本発明をそのまま適用し得ることは勿論で
ある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置の要部
であるメモリアレイの一部を示す回路図、第2図は公知
の不揮発性半導体メモリ装置のメモリアレイの一部を示
す回路図である。 Q11,Q′11・・・・・・Q′22・・・・・・メ
モリトランジスタ、Sll,S’ll・・・・・・S/
22・・・・・・スイッチトランジスタ、T11,T’
t2,T21,T22・・・・・・メモリ単位選択用ス
イッチトランジスタ、11a,11b・・・・・・22
b・・・・・・メモリセル11,12,13.14・・
・・・・メモリ単位。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スイッチトランジスタと、フローテイングゲートを
    有する不揮発性メモリトランジスタとを各1個用いて1
    ビットのメモリセルを構成し、該メモリセルを複数個並
    設してメモリ単位を構成してなり、1個のメモリ単位に
    つき1個のメモリ単位選択用スイッチトランジスタを設
    け、該メモリ単位選択用スイッチトランジスタ及びこれ
    に関連付けられたメモリセルを構成するスイッチトラン
    ジスタには共通の信号を与えるべく構成したことを特徴
    とする不揮発性半導体メモリ装置。
JP53017773A 1978-02-17 1978-02-17 不揮発性半導体メモリ装置 Expired JPS582438B2 (ja)

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