JPH02199698A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPH02199698A JPH02199698A JP1020086A JP2008689A JPH02199698A JP H02199698 A JPH02199698 A JP H02199698A JP 1020086 A JP1020086 A JP 1020086A JP 2008689 A JP2008689 A JP 2008689A JP H02199698 A JPH02199698 A JP H02199698A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
- G11C16/0408—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
- G11C16/0441—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing multiple floating gate devices, e.g. separate read-and-write FAMOS transistors with connected floating gates
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/06—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
- G11C16/10—Programming or data input circuits
- G11C16/12—Programming voltage switching circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、半導体集積回路に関し、特にプログラマブル
論理回路、プログラマブル信号処理回路等、パッケージ
後に電気的にプログラムして機能を決定する半導体集積
回路に用いるのに好適な、半導体集積回路の不揮発性メ
モリに関するものである。
論理回路、プログラマブル信号処理回路等、パッケージ
後に電気的にプログラムして機能を決定する半導体集積
回路に用いるのに好適な、半導体集積回路の不揮発性メ
モリに関するものである。
通常最もよく用いられる不揮発性メモリ素子としてＥＰ
ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭがあるが、これらは極めて多数の
記憶内容の一部を外部からのアドレスにより外部に出力
するもので、第３図に示す如く、浮遊ゲート電極付金属
酸化物電界効果トランジスタ（以下ＦＡＭＯ８と称する
）の二次元アレイ１０にアドレスのためのデコーダ１２
及びセレクタ１４を付加し、ビット線に予め電荷を与え
た後、メモリセルＩＯＡ・・・１ＯＮの選択を行い、ビ
ット線に動的な二値状態を作り出して、これを例えば反
転増幅器１６で増幅することにより記憶内容の読出しを
行う。一方論理回路の仕様、例えばセレクタ１４の選択
状態等の記憶では、全てのメモリセルが静的にデジタル
信号の保持を行わなければならないので、前述のように
動的な読出しができないメモリセルは使用できず、何ら
かの方法でＥＰＲＯＭセルあるいはＥＥＰＲＯＭＥＰＲ
ＯＭセル的な電圧信号に変換する付加回路が必要である
。 ＦＡＭＯ３を使用してデジタル信号を完全静的に保持す
る方法については、Ｈ，Ｇａｗ ｅｔ、 ａｔ。 “Ａ １００ｎｓ ２５６Ｋ ０ＭＯ８Ｅ ＰＲ
ＯＭ。 ｌ５ＳＣＣＤｉｇ、 Ｔｅｃｈ、Ｐａｐｅｒｓ、Ｆｅｂ
、 １９８５゜ｐｐ、１６４−１８５や、５ａｙ−Ｃｈ
ｉｒ＋ｏ ＷｏｎＱｅｔ、ａｔ。 “Ｎｏｖｅｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
ｆｏｒ ｚｅｒｏ： ｐｏｖｅｒ２５ｎｓ ０ＭＯ
８ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｎ＋ａｂｌｅ １
ｏｏｉｃ ｄｅｖｉｃｅ （ＥＰＬＤ′ｓ ） ”
ＩＥＥＥ Ｊ、 ５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ Ｃ１ｒ
ｃｕｉｔｓ、 ｖｏｌ、 ｓｃ −２１、ｎｏ、 ５０
ｃｔ、 １９８６に記載されている。これらは何れも、
その基本的な構成を第４図に示す如く、ラッチ２０と該
ラッチ２０の信号保持ノードＱ、ＱＮとグランドをスイ
ッチするＦＡＭＯ８２２，２４からなり、ＦＡＭＯ８２
２又は２４の浮遊ゲートに電子を注入することにより、
ランチ２０の保持する信号電圧を決定する方式をとって
いる。即ち、ＦＡＭＯ８２２のみの浮遊ゲートに電子を
注入すれば、信号保持ノードＱはハイレベルの信号を保
持し、ＦＡＭＯ８２４のみの浮遊ゲートに電子を注入す
れば、信号保持ノードＱはローレベルの信号を保持する
。一方プログラマブル信号処理素子では、ラッチとＦＡ
ＭＯＳアレイを別々に配置し、初期動作時に通常のＥＰ
ＲＯＭ素子と同様なＦＡＭＯＳアレイを動的に読出し、
そのデータを別のラッチで保持する方式を採っている。 一方、アレイ状ではなく回路に組み込まれたＦＡＭＯ８
をプログラムする際には、ＦＡＭＯ８の周辺の回路に高
電圧が加わらないような工夫をするのが効率的であり、
その方法の１つが特公昭５７−１６７４７に記載されて
いる。これは複数のＦＡＭＯ８の浮遊ゲートをＦＥＴの
ゲートに接続して、ＦＥＴのチャンネル領域に発生する
熱電子の注入によりプログラムを行う方法である。 又、通常のアレイ状配置の場合にも、浮遊ゲートを互い
に接続した２つのＦＡＭＯ８をそれぞれプログラム、読
出し専用として用いると、それぞれの素子構造をその動
作に対して最適化することができ、高速動作が可能とな
ることが特公昭５９−２９１５５に記載されている。
ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭがあるが、これらは極めて多数の
記憶内容の一部を外部からのアドレスにより外部に出力
するもので、第３図に示す如く、浮遊ゲート電極付金属
酸化物電界効果トランジスタ（以下ＦＡＭＯ８と称する
）の二次元アレイ１０にアドレスのためのデコーダ１２
及びセレクタ１４を付加し、ビット線に予め電荷を与え
た後、メモリセルＩＯＡ・・・１ＯＮの選択を行い、ビ
ット線に動的な二値状態を作り出して、これを例えば反
転増幅器１６で増幅することにより記憶内容の読出しを
行う。一方論理回路の仕様、例えばセレクタ１４の選択
状態等の記憶では、全てのメモリセルが静的にデジタル
信号の保持を行わなければならないので、前述のように
動的な読出しができないメモリセルは使用できず、何ら
かの方法でＥＰＲＯＭセルあるいはＥＥＰＲＯＭＥＰＲ
ＯＭセル的な電圧信号に変換する付加回路が必要である
。 ＦＡＭＯ３を使用してデジタル信号を完全静的に保持す
る方法については、Ｈ，Ｇａｗ ｅｔ、 ａｔ。 “Ａ １００ｎｓ ２５６Ｋ ０ＭＯ８Ｅ ＰＲ
ＯＭ。 ｌ５ＳＣＣＤｉｇ、 Ｔｅｃｈ、Ｐａｐｅｒｓ、Ｆｅｂ
、 １９８５゜ｐｐ、１６４−１８５や、５ａｙ−Ｃｈ
ｉｒ＋ｏ ＷｏｎＱｅｔ、ａｔ。 “Ｎｏｖｅｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ
ｆｏｒ ｚｅｒｏ： ｐｏｖｅｒ２５ｎｓ ０ＭＯ
８ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｎ＋ａｂｌｅ １
ｏｏｉｃ ｄｅｖｉｃｅ （ＥＰＬＤ′ｓ ） ”
ＩＥＥＥ Ｊ、 ５ｏｌｉｄ−８ｔａｔｅ Ｃ１ｒ
ｃｕｉｔｓ、 ｖｏｌ、 ｓｃ −２１、ｎｏ、 ５０
ｃｔ、 １９８６に記載されている。これらは何れも、
その基本的な構成を第４図に示す如く、ラッチ２０と該
ラッチ２０の信号保持ノードＱ、ＱＮとグランドをスイ
ッチするＦＡＭＯ８２２，２４からなり、ＦＡＭＯ８２
２又は２４の浮遊ゲートに電子を注入することにより、
ランチ２０の保持する信号電圧を決定する方式をとって
いる。即ち、ＦＡＭＯ８２２のみの浮遊ゲートに電子を
注入すれば、信号保持ノードＱはハイレベルの信号を保
持し、ＦＡＭＯ８２４のみの浮遊ゲートに電子を注入す
れば、信号保持ノードＱはローレベルの信号を保持する
。一方プログラマブル信号処理素子では、ラッチとＦＡ
ＭＯＳアレイを別々に配置し、初期動作時に通常のＥＰ
ＲＯＭ素子と同様なＦＡＭＯＳアレイを動的に読出し、
そのデータを別のラッチで保持する方式を採っている。 一方、アレイ状ではなく回路に組み込まれたＦＡＭＯ８
をプログラムする際には、ＦＡＭＯ８の周辺の回路に高
電圧が加わらないような工夫をするのが効率的であり、
その方法の１つが特公昭５７−１６７４７に記載されて
いる。これは複数のＦＡＭＯ８の浮遊ゲートをＦＥＴの
ゲートに接続して、ＦＥＴのチャンネル領域に発生する
熱電子の注入によりプログラムを行う方法である。 又、通常のアレイ状配置の場合にも、浮遊ゲートを互い
に接続した２つのＦＡＭＯ８をそれぞれプログラム、読
出し専用として用いると、それぞれの素子構造をその動
作に対して最適化することができ、高速動作が可能とな
ることが特公昭５９−２９１５５に記載されている。
しかしながら、不揮発性メモリとラッチを別に配置する
方法は、初期動作時にＦＡＭＯＳアレイを動的に読出す
ため、集積回路の待期に時間がかかり、全ての用途に可
能な方式ではなかった。 一方、完全に静的な不揮発性メモリは、１メモリセルの
素子数が多く、更に第４図の信号保持ノードＱ、ＱＮに
高電圧を印加してプログラムを行うため、全ての素子に
高耐圧構造が必要となる等の問題点を有していた。 これらの理由から、いずれの方法もメモリセルの面積が
非常に大きく、高集積の妨害要因になっていた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、メモリセルの面積が小さく、高集積化が可能な不
運発性メモリを備えた半導体集積回路を提供することを
課題とする。
方法は、初期動作時にＦＡＭＯＳアレイを動的に読出す
ため、集積回路の待期に時間がかかり、全ての用途に可
能な方式ではなかった。 一方、完全に静的な不揮発性メモリは、１メモリセルの
素子数が多く、更に第４図の信号保持ノードＱ、ＱＮに
高電圧を印加してプログラムを行うため、全ての素子に
高耐圧構造が必要となる等の問題点を有していた。 これらの理由から、いずれの方法もメモリセルの面積が
非常に大きく、高集積の妨害要因になっていた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、メモリセルの面積が小さく、高集積化が可能な不
運発性メモリを備えた半導体集積回路を提供することを
課題とする。
本発明は、半導体集積回路において、電気的にプログラ
ム可能な、ラッチ用の浮遊ゲート電極付電界効果トラン
ジスタと、負荷素子とを少なくとも含み、前記ラッチ用
電界効果トランジスタの１ノ御ゲート電極に電源電圧を
印加することにより、該ラッチ用電界効果トランジスタ
の閾値電圧を増幅するよう動作し、二値信号をＮ源の切
断に対して不揮発性に、且つ完全静的に保持する信号保
持回路と、該信号保持回路のラッチ用電界効果トランジ
スタと少なくとも浮遊ゲート電極同士が接続されたプロ
グラム用の浮遊ゲート電極付電界効果トランジスタを少
なくとも含み、前記信号保持回路との間に直流電流バス
が存在せず、前記プログラム用電界効果トランジスタの
ドレイン領域にプログラム電圧を印加して書込みを行う
プログラム回路とを有する不揮発性メモリを備えること
により、前記課題を達成したものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタと前記プログラ
ム用電界効果トランジスタの制御ゲート電極を互いに接
続すると共に、ソース領域を共に接地し、前記ラッチ用
電界効果トランジスタのドレイン領域を前記負荷素子の
第１の端子に接続し、前記負荷素子の前記第１の端子と
は異なる第２の端子を電源に接続したものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネル
領域に発生する熱電子を抑制する構造を有するものとし
たものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネル
領域に発生する熱電子の浮遊ゲート電極への注入を抑制
する構造を有するものとしたものである。 又、消費電力を低減させるために前記ラッチ用電世効果
トランジスタがドレイン−ソース又はドレイン−ボディ
間のリークを抑える構造を有するものとしたものである
。
ム可能な、ラッチ用の浮遊ゲート電極付電界効果トラン
ジスタと、負荷素子とを少なくとも含み、前記ラッチ用
電界効果トランジスタの１ノ御ゲート電極に電源電圧を
印加することにより、該ラッチ用電界効果トランジスタ
の閾値電圧を増幅するよう動作し、二値信号をＮ源の切
断に対して不揮発性に、且つ完全静的に保持する信号保
持回路と、該信号保持回路のラッチ用電界効果トランジ
スタと少なくとも浮遊ゲート電極同士が接続されたプロ
グラム用の浮遊ゲート電極付電界効果トランジスタを少
なくとも含み、前記信号保持回路との間に直流電流バス
が存在せず、前記プログラム用電界効果トランジスタの
ドレイン領域にプログラム電圧を印加して書込みを行う
プログラム回路とを有する不揮発性メモリを備えること
により、前記課題を達成したものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタと前記プログラ
ム用電界効果トランジスタの制御ゲート電極を互いに接
続すると共に、ソース領域を共に接地し、前記ラッチ用
電界効果トランジスタのドレイン領域を前記負荷素子の
第１の端子に接続し、前記負荷素子の前記第１の端子と
は異なる第２の端子を電源に接続したものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネル
領域に発生する熱電子を抑制する構造を有するものとし
たものである。 又、前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネル
領域に発生する熱電子の浮遊ゲート電極への注入を抑制
する構造を有するものとしたものである。 又、消費電力を低減させるために前記ラッチ用電世効果
トランジスタがドレイン−ソース又はドレイン−ボディ
間のリークを抑える構造を有するものとしたものである
。
【発明の作用１
前記課題を達成するために、本発明は、まず第１に、レ
ジオド反転増幅器の入力トランジスタを浮遊ゲート電極
付電界効果トランジスタ、例えばＦＡＭＯ８に置換し、
その閾値変化を出力する信号保持回路を構成して、信号
保持回路の素子数を極力少なくし、メモリセルの小型化
を図っている。 又、前記電界効果トランジスタ以外にプログラム時の高
電圧が印加される素子が生ずると、これを高耐圧素子と
しなければならず、面積増につながる。又、前記電界効
果トランジスタのドレイン領域と直列に接続される素子
が生ずると、プログラム時に大電流を流す必要があるた
め面積増につながる。そこで、本発明では、プログラム
用にラッチ用とは別の浮遊ゲート付電界効果トランジス
タ、例えばＦＡＭＯ８を使用し、これら２つの電界効果
トランジスタの少な（とも浮遊ゲート電極同士を接続す
ることによって、信号保持回路とプログラム回路を分離
し、これら２つの回路ｅ５に直流電流バスが存在しない
構成としている。 なお、本発明の構成によれば、信号保持回路が完全０Ｍ
Ｏ８構成ではないので、ラッチ時に直流バスが存在し、
ＦＡＭＯ８のソフトライト耐性が低い場合には、意図し
ない書き込みが起きてしまうこともあり得る。しかしな
がら、プログラム用ＦＡＭＯ８とラッチ用ＦＡＭＯ８が
別であるので、特にチャンネル領域に発生する熱電子の
発生を抑制する構造、前記熱電子の浮遊ゲート電極への
注入を抑制する構造、更にはドレイン−ソース又はドレ
イン−ボディ間のリーク電流を減少させる構造をラッチ
用ＦＡＭＯ８に採用して、これらを防ぐこともできる。 熱電子の発生自体を抑制する構造としては、例えば、ラ
ッチ用ＦＡＭＯ８のチャンネル長をプログラム用ＦＡＭ
Ｏ８より大きくしたり、ラッチ用ＦＡＭＯ３のチャンネ
ル領域の不純物濃度をプログラム用ＦＡＭＯ８より低く
したり、ラッチ用ＦＡＭＯ８を、チャンネル領域に接す
る第１導電型の基板表面に、第２導電型のソース、ドレ
イン領域より低濃度の第２導電型の領域を有する、いわ
ゆるＬＤＤ構造としたりすることができる。 又、熱電子の浮遊ゲート電極への注入を抑制する構造と
しては、例えば、ラッチ用ＦＡＭＯ３の浮遊ゲート電極
と制御ゲート電極との間の絶縁膜を浮遊ゲート電極とチ
ャンネル領域との間より厚くしたり、同ＦＡＭＯ８の浮
遊ゲート電極と制御ゲート電極との間の絶縁膜の誘電率
を浮遊ゲート電極とチャンネル領域との間より小さくし
たり、同ＦＡＭＯ８の浮遊ゲート電極と制御ゲート電極
との間の対向面積を浮遊ゲート電極とチャンネル領域と
の間より小さくしたりすることができる。 又、ドレインリークを減少することは消費電力を減少さ
せる上で大変有効であり、これは、ラッチ用ＦＡＭＯ８
を、ＬＤＤ構造にすることにより達成できる。 【実施例１ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例は、第１図に示す如く構成されており、その信
号保持回路３０は、−船釣な反転増幅器の入力素子をラ
ンチ用のＦＡＭＯ８３２で置換した回路となっており、
通常入力電圧を増幅するところを、本回路３０では、Ｆ
ＡＭＯ８３２の制御ゲート電極Ｇに電源電圧を印加する
ことにより、ＦＡＭＯ８の閾値電圧を増幅するよう動作
する。即ち、閾値電圧が低いときはローレベルの電圧を
出力し、＠値電圧が高いときはハイレベルの電圧を出力
する。本実施例では、負荷素子３４を抵抗としているが
、これは能動負荷としてもよい。 ラッチ用ＦＡＭＯ８３２を書き込む場合、そのドレイン
領域りにプログラム電圧を印加するためには、信号保持
ノードＱとプログラム電圧供給回路をスイッチする素子
が必要となり、この素子は大きな電流能力が必要となる
ため、メモリセル全体の面積を著しく増加させる。そこ
で本発明では、もう１つのＦＡＭＯ８４０からなるプロ
グラム回路を使用して、ＦＡＭＯ８３２と４０の浮遊ゲ
ートＦＧ同士を接続し、プログラム用ＦＡＭＯ８４０の
ドレイン領域りにプログラム電圧を印加して書き込みを
行う。これにより大きな電流能力が必要となる素子が不
要となり、面積の著しい縮小が可能となる。又、プログ
ラム用ＦＡＭＯ８４０は、続出しにも利用される。 なお、ＦＡＭＯ８のソフトライト耐性が心配されるよう
な素子特性、回路特性である場合には、特に熱電子発生
を抑制し、又は熱電子の浮遊ゲートへの注入を抑制し、
更にはドレインリーク電流を抑制する構造をラッチ用Ｆ
ＡＭＯ８３２に付加することができる。その具体的方法
としては、ゲート長を大きく取る、チャンネルの不純物
濃度を下げる、ＬＤＤ構造とする、浮遊ゲート−制御ゲ
ート間の容量を膜厚、膜質、対向面積で小さくすること
が挙げられる。又、ＬＤＤ構造は、ドレインリークを抑
制するため消費電力低減にも寄与する。 又、メモリ回路としてソフトエラー等の電荷保持性が心
配される場合には、図中信号保持ノードＱとグランド間
に適当な記憶補助用の容量５０を付加することも可能で
ある。更にプログラム用ＦＡＭＯ３４０の特性に応じて
、該ＦＡＭＯ３４０と直列にスイッチ素子５２を挿入す
ることも可能である。これは特にＦＡＭＯ８４０をＦＬ
ＯＴＯＸ型のセルに置換した場合に必要となる場合があ
る。 このように素子数の少ない信号保持回路３０を用いると
共に、該信号保持回路３０とプログラム回路４０を分離
して、これら２つの回路間に直流電流バスが存在しない
構成としたことにより、従来のラッチ方式に比較して、
同一の機能（不揮発性で且つ完全静的な信号保持）を１
１５以下く同一テクノロジー比）のシリコンチップ上面
積で実現できる。 同一プロセステクノロジーで設計した場合のレイアウト
例を第２図（Ａ＞と（Ｂ）に比較して示す。第２図（Ａ
）が、本発明による回路を用いた場合、同（Ｂ）が、第
４図に示した従来の回路を用いた場合である。 なお、本実施例においては、本発明がプログラマブル論
理回路に適用されていたが、本発明の適用範囲は、これ
に限定されず、プログラマブル信号処理回路の他、大容
量メモリの、欠陥のある列を予備の列に置換える冗長回
路技術において、予備の列の割当てを記憶させる用途等
にも使用可能である。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、素子数の少ない信
号保持回路を用いると共に、該信号保持回路とプログラ
ム回路を分離して、これら２つの回路間に直流電流パス
が存在しない構成としたので、従来のラッチ方式に比較
して、同一の機能（不揮発性で且つ完全静的な信号保持
）を著しく少ないシリコンチップ上面積で実現すること
ができる。又、プログラム用の素子とラッチ用の素子が
別であるので、それぞそれの素子の特性をプログラム用
とラッチ用に最適化できる等の優れた効果を有する。
ジオド反転増幅器の入力トランジスタを浮遊ゲート電極
付電界効果トランジスタ、例えばＦＡＭＯ８に置換し、
その閾値変化を出力する信号保持回路を構成して、信号
保持回路の素子数を極力少なくし、メモリセルの小型化
を図っている。 又、前記電界効果トランジスタ以外にプログラム時の高
電圧が印加される素子が生ずると、これを高耐圧素子と
しなければならず、面積増につながる。又、前記電界効
果トランジスタのドレイン領域と直列に接続される素子
が生ずると、プログラム時に大電流を流す必要があるた
め面積増につながる。そこで、本発明では、プログラム
用にラッチ用とは別の浮遊ゲート付電界効果トランジス
タ、例えばＦＡＭＯ８を使用し、これら２つの電界効果
トランジスタの少な（とも浮遊ゲート電極同士を接続す
ることによって、信号保持回路とプログラム回路を分離
し、これら２つの回路ｅ５に直流電流バスが存在しない
構成としている。 なお、本発明の構成によれば、信号保持回路が完全０Ｍ
Ｏ８構成ではないので、ラッチ時に直流バスが存在し、
ＦＡＭＯ８のソフトライト耐性が低い場合には、意図し
ない書き込みが起きてしまうこともあり得る。しかしな
がら、プログラム用ＦＡＭＯ８とラッチ用ＦＡＭＯ８が
別であるので、特にチャンネル領域に発生する熱電子の
発生を抑制する構造、前記熱電子の浮遊ゲート電極への
注入を抑制する構造、更にはドレイン−ソース又はドレ
イン−ボディ間のリーク電流を減少させる構造をラッチ
用ＦＡＭＯ８に採用して、これらを防ぐこともできる。 熱電子の発生自体を抑制する構造としては、例えば、ラ
ッチ用ＦＡＭＯ８のチャンネル長をプログラム用ＦＡＭ
Ｏ８より大きくしたり、ラッチ用ＦＡＭＯ３のチャンネ
ル領域の不純物濃度をプログラム用ＦＡＭＯ８より低く
したり、ラッチ用ＦＡＭＯ８を、チャンネル領域に接す
る第１導電型の基板表面に、第２導電型のソース、ドレ
イン領域より低濃度の第２導電型の領域を有する、いわ
ゆるＬＤＤ構造としたりすることができる。 又、熱電子の浮遊ゲート電極への注入を抑制する構造と
しては、例えば、ラッチ用ＦＡＭＯ３の浮遊ゲート電極
と制御ゲート電極との間の絶縁膜を浮遊ゲート電極とチ
ャンネル領域との間より厚くしたり、同ＦＡＭＯ８の浮
遊ゲート電極と制御ゲート電極との間の絶縁膜の誘電率
を浮遊ゲート電極とチャンネル領域との間より小さくし
たり、同ＦＡＭＯ８の浮遊ゲート電極と制御ゲート電極
との間の対向面積を浮遊ゲート電極とチャンネル領域と
の間より小さくしたりすることができる。 又、ドレインリークを減少することは消費電力を減少さ
せる上で大変有効であり、これは、ラッチ用ＦＡＭＯ８
を、ＬＤＤ構造にすることにより達成できる。 【実施例１ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例は、第１図に示す如く構成されており、その信
号保持回路３０は、−船釣な反転増幅器の入力素子をラ
ンチ用のＦＡＭＯ８３２で置換した回路となっており、
通常入力電圧を増幅するところを、本回路３０では、Ｆ
ＡＭＯ８３２の制御ゲート電極Ｇに電源電圧を印加する
ことにより、ＦＡＭＯ８の閾値電圧を増幅するよう動作
する。即ち、閾値電圧が低いときはローレベルの電圧を
出力し、＠値電圧が高いときはハイレベルの電圧を出力
する。本実施例では、負荷素子３４を抵抗としているが
、これは能動負荷としてもよい。 ラッチ用ＦＡＭＯ８３２を書き込む場合、そのドレイン
領域りにプログラム電圧を印加するためには、信号保持
ノードＱとプログラム電圧供給回路をスイッチする素子
が必要となり、この素子は大きな電流能力が必要となる
ため、メモリセル全体の面積を著しく増加させる。そこ
で本発明では、もう１つのＦＡＭＯ８４０からなるプロ
グラム回路を使用して、ＦＡＭＯ８３２と４０の浮遊ゲ
ートＦＧ同士を接続し、プログラム用ＦＡＭＯ８４０の
ドレイン領域りにプログラム電圧を印加して書き込みを
行う。これにより大きな電流能力が必要となる素子が不
要となり、面積の著しい縮小が可能となる。又、プログ
ラム用ＦＡＭＯ８４０は、続出しにも利用される。 なお、ＦＡＭＯ８のソフトライト耐性が心配されるよう
な素子特性、回路特性である場合には、特に熱電子発生
を抑制し、又は熱電子の浮遊ゲートへの注入を抑制し、
更にはドレインリーク電流を抑制する構造をラッチ用Ｆ
ＡＭＯ８３２に付加することができる。その具体的方法
としては、ゲート長を大きく取る、チャンネルの不純物
濃度を下げる、ＬＤＤ構造とする、浮遊ゲート−制御ゲ
ート間の容量を膜厚、膜質、対向面積で小さくすること
が挙げられる。又、ＬＤＤ構造は、ドレインリークを抑
制するため消費電力低減にも寄与する。 又、メモリ回路としてソフトエラー等の電荷保持性が心
配される場合には、図中信号保持ノードＱとグランド間
に適当な記憶補助用の容量５０を付加することも可能で
ある。更にプログラム用ＦＡＭＯ３４０の特性に応じて
、該ＦＡＭＯ３４０と直列にスイッチ素子５２を挿入す
ることも可能である。これは特にＦＡＭＯ８４０をＦＬ
ＯＴＯＸ型のセルに置換した場合に必要となる場合があ
る。 このように素子数の少ない信号保持回路３０を用いると
共に、該信号保持回路３０とプログラム回路４０を分離
して、これら２つの回路間に直流電流バスが存在しない
構成としたことにより、従来のラッチ方式に比較して、
同一の機能（不揮発性で且つ完全静的な信号保持）を１
１５以下く同一テクノロジー比）のシリコンチップ上面
積で実現できる。 同一プロセステクノロジーで設計した場合のレイアウト
例を第２図（Ａ＞と（Ｂ）に比較して示す。第２図（Ａ
）が、本発明による回路を用いた場合、同（Ｂ）が、第
４図に示した従来の回路を用いた場合である。 なお、本実施例においては、本発明がプログラマブル論
理回路に適用されていたが、本発明の適用範囲は、これ
に限定されず、プログラマブル信号処理回路の他、大容
量メモリの、欠陥のある列を予備の列に置換える冗長回
路技術において、予備の列の割当てを記憶させる用途等
にも使用可能である。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、素子数の少ない信
号保持回路を用いると共に、該信号保持回路とプログラ
ム回路を分離して、これら２つの回路間に直流電流パス
が存在しない構成としたので、従来のラッチ方式に比較
して、同一の機能（不揮発性で且つ完全静的な信号保持
）を著しく少ないシリコンチップ上面積で実現すること
ができる。又、プログラム用の素子とラッチ用の素子が
別であるので、それぞそれの素子の特性をプログラム用
とラッチ用に最適化できる等の優れた効果を有する。
第１図は、本発明の実施例を示す回路図、第２図（Ａ）
、（Ｂ）は、それぞれ第１図の回路と第４図の回路を同
一のテクノロジーで設計した場合のレイアウト例を比較
して示す平面図、第３図は、通常のＥＦＲＯＭのデータ
出力方法を示す回路図、 第４図は、従来のラッチ型の信号保持回路の一例を示す
回路図である。 ３ｏ・・・信号保持回路、 ３２・・・ラッチ用ＦＡＭＯ８， ３４・・・負荷素子、 ４０・・・プログラム用ＦＡＭＯ８ （プログラム回路）、 Ｄ・・・ドレイン領域、 Ｑ・・・信号保持ノー
ド。
、（Ｂ）は、それぞれ第１図の回路と第４図の回路を同
一のテクノロジーで設計した場合のレイアウト例を比較
して示す平面図、第３図は、通常のＥＦＲＯＭのデータ
出力方法を示す回路図、 第４図は、従来のラッチ型の信号保持回路の一例を示す
回路図である。 ３ｏ・・・信号保持回路、 ３２・・・ラッチ用ＦＡＭＯ８， ３４・・・負荷素子、 ４０・・・プログラム用ＦＡＭＯ８ （プログラム回路）、 Ｄ・・・ドレイン領域、 Ｑ・・・信号保持ノー
ド。
Claims (5)
- （１）電気的にプログラム可能な、ラッチ用の浮遊ゲー
ト電極付電界効果トランジスタと、負荷素子とを少なく
とも含み、前記ラッチ用電界効果トランジスタの制御ゲ
ート電極に電源電圧を印加することにより、該ラッチ用
電界効果トランジスタの閾値電圧を増幅するよう動作し
、二値信号を電源の切断に対して不揮発性に、且つ完全
静的に保持する信号保持回路と、 該信号保持回路のラッチ用電界効果トランジスタと少な
くとも浮遊ゲート電極同士が接続されたプログラム用の
浮遊ゲート電極付電界効果トランジスタを少なくとも含
み、前記信号保持回路との間に直流電流パスが存在せず
、前記プログラム用電界効果トランジスタのドレイン領
域にプログラム電圧を印加して書込みを行うプログラム
回路とを有する不揮発性メモリを含むことを特徴とする
半導体集積回路。 - （２）前記ラッチ用電界効果トランジスタと前記プログ
ラム用電界効果トランジスタの制御ゲート電極が互いに
接続されると共に、ソース領域が共に接地され、 前記ラッチ用電界効果トランジスタのドレイン領域が前
記負荷素子の第１の端子に接続され、前記負荷素子の前
記第１の端子とは異なる第２の端子が電源に接続されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導
体集積回路。 - （３）前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネ
ル領域に発生する熱電子を抑制する構造を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体集積回路
。 - （４）前記ラッチ用電界効果トランジスタが、チャンネ
ル領域に発生する熱電子の浮遊ゲート電極への注入を抑
制する構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の半導体集積回路。 - （５）前記ラッチ用電界効果トランジスタが、ドレイン
−ソース又はドレイン−ボディ間のリーク電流を減少さ
せる構造を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の半導体集積回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020086A JPH02199698A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 半導体集積回路 |
| US07/467,390 US5043941A (en) | 1989-01-30 | 1990-01-19 | Non-volatile memory |
| CA002008406A CA2008406A1 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-23 | Non-volatile memory |
| EP19900300880 EP0381404A3 (en) | 1989-01-30 | 1990-01-29 | Non-volatile memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1020086A JPH02199698A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199698A true JPH02199698A (ja) | 1990-08-08 |
Family
ID=12017296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1020086A Pending JPH02199698A (ja) | 1989-01-30 | 1989-01-30 | 半導体集積回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5043941A (ja) |
| EP (1) | EP0381404A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02199698A (ja) |
| CA (1) | CA2008406A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523158A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-04 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 不揮発性メモリセルを含む電子デバイス用の回路および電子デバイスの製造方法 |
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| US7366025B2 (en) * | 2004-06-10 | 2008-04-29 | Saifun Semiconductors Ltd. | Reduced power programming of non-volatile cells |
| US12370031B2 (en) | 2019-12-03 | 2025-07-29 | Koninklijke Philips N.V. | Brush head for an oral care device and method of assembling the same |
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|---|---|---|---|---|
| DE2442131B2 (de) * | 1974-09-03 | 1976-07-08 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Dynamisches ein-transistor-speicherelement |
| JPS5716747A (en) * | 1980-07-04 | 1982-01-28 | Mitsubishi Electric Corp | Cooling and heating apparatus |
| JPS5929155A (ja) * | 1982-08-11 | 1984-02-16 | 住友ベークライト株式会社 | メラミン樹脂化粧板 |
| US4573144A (en) * | 1982-09-30 | 1986-02-25 | Motorola, Inc. | Common floating gate programmable link |
| US4788663A (en) * | 1987-04-24 | 1988-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device with a lightly-doped drain structure |
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-
1989
- 1989-01-30 JP JP1020086A patent/JPH02199698A/ja active Pending
-
1990
- 1990-01-19 US US07/467,390 patent/US5043941A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-01-23 CA CA002008406A patent/CA2008406A1/en not_active Abandoned
- 1990-01-29 EP EP19900300880 patent/EP0381404A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011523158A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-04 | フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド | 不揮発性メモリセルを含む電子デバイス用の回路および電子デバイスの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0381404A2 (en) | 1990-08-08 |
| EP0381404A3 (en) | 1991-01-30 |
| US5043941A (en) | 1991-08-27 |
| CA2008406A1 (en) | 1990-07-30 |
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