JPH031759B2 - - Google Patents
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- JPH031759B2 JPH031759B2 JP59038827A JP3882784A JPH031759B2 JP H031759 B2 JPH031759 B2 JP H031759B2 JP 59038827 A JP59038827 A JP 59038827A JP 3882784 A JP3882784 A JP 3882784A JP H031759 B2 JPH031759 B2 JP H031759B2
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C14/00—Digital stores characterised by arrangements of cells having volatile and non-volatile storage properties for back-up when the power is down
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- Dram (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は不揮発性ランダムアクセスメモリ装置
に関し、特に揮発性のダイナミツクメモリセルと
エレクトリカリイレーザブル・プログラマブルリ
ードオンリメモリ(EEPROM)とを組合せるこ
とにより構成された不揮発性ランダムアクセスメ
モリ装置に関する。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a nonvolatile random access memory device, and more particularly to a nonvolatile random access memory device constructed by combining volatile dynamic memory cells and electrically erasable programmable read only memory (EEPROM). The present invention relates to a nonvolatile random access memory device.
技術の背景
最近、スタテイツク形ランダムアクセスメモリ
装置において、揮発性メモリセルにフローテイン
グゲート回路素子を組合せることにより不揮発性
メモリセルを作成し、このような不揮発性メモリ
セルを用いて不揮発性メモリ装置を構成すること
が行われている。前述のスタテイツクランダムア
クセスメモリ装置においては、各メモリセルの回
路構成が複雑になり各メモリセルの大きさが大き
くなる傾向にある。このような傾向はメモリ装置
の信頼性および集積度の低下を招くので、回路構
成の工夫によつて、その改善が望まれる。Background of the Technology Recently, in static random access memory devices, nonvolatile memory cells have been created by combining floating gate circuit elements with volatile memory cells, and nonvolatile memory devices using such nonvolatile memory cells have been developed. is being configured. In the static random access memory device described above, the circuit configuration of each memory cell tends to become complicated and the size of each memory cell tends to increase. Since this tendency leads to a decrease in the reliability and degree of integration of memory devices, it is desired to improve the reliability and the degree of integration of the memory device by improving the circuit configuration.
従来技術と問題点
第1図には、従来形の不揮発性スタテイツクラ
ンダムアクセスメモリ装置に用いられるメモリセ
ルの回路図が示される。このメモリセルは、MIS
(金属−絶縁物−半導体)トランジスタT1,T2,
T3およびT4を具備する揮発性のスタテイツクメ
モリセル部1、およびフローテイングゲートを有
するMISトランジスタT6を含む不揮発性メモリ
セル部2によつて構成される。このメモリセルは
1ビツトのデータを記憶できる。不揮発性メモリ
セル部2はMISトランジスタT6の他にMISトラ
ンジスタT5、トンネルキヤパシタTC1および
TC2、キヤパシタモジユールCM、およびキヤパ
シタC1およびC2を具備する。なお電極間に電圧
を印加するとトンネル効果を生ずるキヤパシタを
トンネルキヤパシタと言う。Prior Art and Problems FIG. 1 shows a circuit diagram of a memory cell used in a conventional non-volatile static random access memory device. This memory cell is MIS
(Metal-insulator-semiconductor) transistors T 1 , T 2 ,
It is composed of a volatile static memory cell section 1 including transistors T3 and T4 , and a nonvolatile memory cell section 2 including an MIS transistor T6 having a floating gate. This memory cell can store 1 bit of data. In addition to the MIS transistor T 6 , the nonvolatile memory cell section 2 includes an MIS transistor T 5 , a tunnel capacitor TC 1 and
TC 2 , a capacitor module CM, and capacitors C 1 and C 2 . Note that a capacitor that produces a tunnel effect when a voltage is applied between its electrodes is called a tunnel capacitor.
第1図の回路において、スタテイツクメモリセ
ル部1は通常の揮発性スタテイツクランダムアク
セスメモリ装置に用いられているものと同じフリ
ツプフロツプ形の構成である。該スタテイツクメ
モリセル部1はノードN1およびN2に接続された
トランスフアゲート用トランジスタTGを介して
データの書き込みおよび読み出しが行われる。不
揮発性メモリセル部2においては、MISトランジ
スタT6のゲートを含む回路が他の回路と切り離
されたフローテイング状態となつている。このフ
ローテイングゲート回路に電子が注入されている
か否かによつてデータを記憶することができる。
従つて、メモリ装置の電源Vccを遮断する前にス
タテイツクメモリセル部1のデータを不揮発性メ
モリセル部2に転送しておき、電源Vccの投入時
に不揮発性メモリセル部2から逆にスタテイツク
メモリセル部1にデータを転送する。すなわちリ
コールするような構成を用いることにより高速度
の不揮発性メモリ装置を実現することが可能にな
る。 In the circuit of FIG. 1, the static memory cell section 1 has a flip-flop type configuration similar to that used in conventional volatile static random access memory devices. Data is written and read in the static memory cell section 1 via transfer gate transistors TG connected to nodes N1 and N2 . In the nonvolatile memory cell section 2, a circuit including the gate of the MIS transistor T6 is in a floating state separated from other circuits. Data can be stored depending on whether or not electrons are injected into this floating gate circuit.
Therefore, data in the static memory cell section 1 is transferred to the nonvolatile memory cell section 2 before the power supply Vcc of the memory device is cut off, and data is transferred from the static memory cell section 2 conversely when the power supply Vcc is turned on. Transfer data to memory cell section 1. That is, by using a recall configuration, it is possible to realize a high-speed nonvolatile memory device.
例えば、スタテイツクメモリセル部1に所定の
データが書き込まれており、ノードN1が低レベ
ル(Vss)、ノードN2が高レベル(Vcc)である
ものとする。この状態でスタテイツクメモリセル
部1のデータを不揮発性メモリセル部2に転送す
る場合は、制御用の電源VHHを通常0Vの状態から
例えば20ないし30Vに引き上げる。この時、ノー
ドN1が低レベルであるからトランジスタT5はカ
ツトオフ状態となつており、キヤパシタモジユー
ルCMの電極D1がフローテイング状態となつてい
るから電源VHHの引き上げによつて容量カツプリ
ングによりトランジスタT6のゲートが高電圧に
引き上げられる。キヤパシタモジユールCMの電
極D1とD2の間の容量および電極D1とD3の間の容
量は共にトンネルキヤパシタTC1およびTC2の容
量よりも充分大きくなつているため、トランジス
タT6のゲート電圧はほぼ電源VHHに近い電圧まで
引き上げられる。これにより、トンネルキヤパシ
タTC1の両端に高電圧が印加され、トンネル現象
によつて電子が電源Vss(接地電位)からトラン
ジスタT6のゲート、すなわちフローテイングゲ
ート側に注入され、該フローテイングゲートに負
電荷が充電され該トランジスタT6がオフ状態に
なる。この負電荷はメモリ装置の各電源Vccおよ
びVHHを遮断した後も長期間保持され、データの
不揮発的な記憶が行われる。 For example, it is assumed that predetermined data is written in the static memory cell section 1, the node N1 is at a low level (Vss), and the node N2 is at a high level (Vcc). If data in the static memory cell section 1 is to be transferred to the nonvolatile memory cell section 2 in this state, the control power supply VHH is raised from the normal 0V state to, for example, 20 to 30V. At this time, since the node N1 is at a low level, the transistor T5 is in a cut-off state, and since the electrode D1 of the capacitor module CM is in a floating state, the capacitance is reduced by raising the power supply VHH . The coupling pulls the gate of transistor T6 to a high voltage. Since the capacitance between the electrodes D 1 and D 2 and the capacitance between the electrodes D 1 and D 3 of the capacitor module CM are both sufficiently larger than the capacitance of the tunnel capacitors TC 1 and TC 2 , the transistor T The gate voltage of 6 is raised to a voltage approximately close to the power supply V HH . As a result, a high voltage is applied across the tunnel capacitor TC1 , and electrons are injected from the power supply Vss (ground potential) to the gate of the transistor T6 , that is, the floating gate side due to the tunneling phenomenon, and the floating gate is charged with a negative charge and the transistor T6 is turned off. This negative charge is retained for a long period of time even after the power supplies Vcc and VHH of the memory device are cut off, and data is stored non-volatilely.
スタテイツクメモリセル部1のノードN1が高
レベル、ノードN2が低レベルである場合は電子
がトランジスタT6のフローテイングゲート側か
ら電源VHH側に引き抜かれ、該フローテイングゲ
ートに正電荷が充電される。詳細は特願昭58−
191039号の明細書に記載されている。 When the node N1 of the static memory cell section 1 is at a high level and the node N2 is at a low level, electrons are extracted from the floating gate side of the transistor T6 to the power supply VHH side, and a positive charge is placed on the floating gate. is charged. For details, please refer to the special application published in 1983.
It is described in the specification of No. 191039.
次に、電源投入時に、不揮発性メモリセル部2
のデータを揮発性メモリセル部1に転送する場合
の動作を説明する。まず電源VccおよびVHHが共
に0V(=Vss)の状態から電源Vccのみを例えば
5Vに上昇させる。この時、もしトランジスタT6
のフローテイングゲートに電子が蓄積されていれ
ばトランジスタT6がカツトオフ状態となつてお
りキヤパシタC2とノードN2の間は遮断されてい
る。ノードN1はキヤパシタC1と接続されている
ため、電源Vccの引き上げによつて負荷容量の大
きいノードN1側が低レベル、ノードN2側が高レ
ベルにフリツプフロツプ回路がセツトされる。逆
に、トランジスタT6のフローテイングゲートに
正電荷が充電されていれば、トランジスタT6が
オン状態とされ、ノードN2とキヤパシタC2とが
接続されている。キヤパシタC2の容量はキヤパ
シタC1の容量よりも大きいから、電源Vccの引き
上げによつてノードN2が低レベル、ノードN1が
高レベルになるよう揮発性メモリセル部1のフリ
ツプフロツプ回路がセツトされる。このようにし
て、トランジスタT6のフローテイングゲートの
電荷に応じたデータが揮発性メモリセル部1にセ
ツトされ、第1図の回路を用いることにより不揮
発性メモリ装置を構成する。 Next, when the power is turned on, the nonvolatile memory cell section 2
The operation when transferring data to the volatile memory cell unit 1 will be explained. First, from a state where both power supplies Vcc and V HH are 0V (=Vss), change only the power supply Vcc, for example.
Increase to 5V. At this time, if the transistor T 6
If electrons are accumulated in the floating gate of the transistor T6 , the transistor T6 is in a cut-off state, and the connection between the capacitor C2 and the node N2 is cut off. Since the node N1 is connected to the capacitor C1 , when the power supply Vcc is raised, the flip-flop circuit is set to a low level on the node N1 side, which has a large load capacity, and a high level on the node N2 side. Conversely, if the floating gate of transistor T6 is charged with positive charges, transistor T6 is turned on, and node N2 and capacitor C2 are connected. Since the capacitance of capacitor C2 is larger than that of capacitor C1 , the flip-flop circuit of volatile memory cell section 1 is set so that node N2 becomes low level and node N1 becomes high level when the power supply Vcc is raised. be done. In this way, data corresponding to the charge on the floating gate of the transistor T6 is set in the volatile memory cell section 1, and a nonvolatile memory device is constructed by using the circuit shown in FIG.
しかしながら、前述の従来形の装置において
は、揮発性メモリセル部としてスタテイツク形の
フリツプフロツプ回路が用いられており、回路要
素の数が多くなつて、装置の高集積化に必ずしも
適当でないという問題があるほか、複数個のトン
ネルキヤパシタを必要とし、集積回路の製造にお
いて絶縁膜の厚さおよび品質の制御が容易でなく
歩留りの向上が難しいという問題点もあつた。 However, in the conventional device described above, a static flip-flop circuit is used as the volatile memory cell section, and the number of circuit elements increases, making it not necessarily suitable for high integration of the device. Another problem is that it requires a plurality of tunnel capacitors, and it is difficult to control the thickness and quality of the insulating film in the manufacture of integrated circuits, making it difficult to improve yields.
発明の目的
本発明の目的は、前述の従来形装置における問
題点にかんがみ、揮発性のダイナミツクランダム
アクセスメモリセルに1個のEEPRONを用いた
不揮発性メモリセル部を組合せるという構想に基
づき、メモリ装置における回路要素の数を減少し
て高集積化を可能とし、かつ製造歩留りの向上を
実現することにある。OBJECT OF THE INVENTION In view of the problems in the conventional device described above, an object of the present invention is to provide a system based on the concept of combining a volatile dynamic random access memory cell with a non-volatile memory cell section using one EEPRON. The object of the present invention is to reduce the number of circuit elements in a memory device to enable high integration and to improve manufacturing yield.
発明の構成
本発明においては、揮発性メモリセル部と、該
揮発性メモリセル部の記憶情報を待避させるため
の不揮発性メモリセル部とが対になつて1つのメ
モリセルが構成され、前記揮発性メモリセル部
は、記憶すべき情報に応じた電荷量を蓄積するキ
ヤパシタ部と、該キヤパシタ部とビツト線間に接
続されたトランスフアゲートトランジスタと;コ
ントロールゲートおよびフローテイングゲートを
有し、電子の注入がトンネル効果によつてなされ
る2重ゲート構造の不揮発性メモリセルトランジ
スタと;該不揮発性メモリセルトランジスタに記
憶された情報をリコール信号に応答して前記キヤ
パシタ部へ転送するためのリコール用トランジス
タと、前記キヤパシタ部にゲートが接続され、該
キヤパシタ部に記憶された情報に応じてオン・オ
フする第1のトランジスタと該第1のトランジス
タと前記コントロールゲート間に接続された第2
のトランジスタと;前記コントロールゲートに接
続されたダイオード素子とを具備し、該ダイオー
ド素子を介して前記コントロールゲートに第1の
書込み電圧を印加し、しかる後前記不揮発性メモ
リセルトランジスタのドレインに第2の書込み電
圧を印加しかつ前記第2のトランジスタを導通せ
しめることによつて、前記揮発性メモリセル部の
情報が不揮発性メモリセル部へ書込まれる様にし
たことを特徴とする不揮発性ランダムアクセスメ
モリ装置が提供される。Structure of the Invention In the present invention, one memory cell is configured by pairing a volatile memory cell section and a nonvolatile memory cell section for saving storage information in the volatile memory cell section, and The functional memory cell section has a capacitor section that stores an amount of charge according to the information to be stored, a transfer gate transistor connected between the capacitor section and the bit line, a control gate and a floating gate, and stores electrons. a double-gate nonvolatile memory cell transistor in which injection is performed by tunnel effect; a recall transistor for transferring information stored in the nonvolatile memory cell transistor to the capacitor section in response to a recall signal; a first transistor whose gate is connected to the capacitor section and turns on and off according to information stored in the capacitor section; and a second transistor connected between the first transistor and the control gate.
a diode element connected to the control gate, a first write voltage is applied to the control gate via the diode element, and a second write voltage is then applied to the drain of the nonvolatile memory cell transistor. Non-volatile random access characterized in that information in the volatile memory cell section is written into the non-volatile memory cell section by applying a write voltage of and making the second transistor conductive. A memory device is provided.
発明の実施例
本発明の一実施例としての不揮発性ランダムア
クセスメモリ装置に用いられるメモリセルが第2
図に示される。このメモリセルは揮発性ダイナミ
ツクメモリセル部3および不揮発性メモリセル部
4を具備する。揮発性ダイナミツクメモリセル部
3はMISトランジスタT11およびキヤパシタ部と
してのMISトランジスタTcのゲート容量から構
成される。破線で示されるように単独のキヤパシ
タを用いてもよい。トランスフアゲートトランジ
スタT11はビツト線BLと第1のトランジスタTc
のゲートとの間に接続され、トランジスタT11の
ゲートはワード線WLに接続される。トランジス
タTcのソースは電源の共通端子側である電源
Vss(通常0V)へ接続される。トランジスタTcは
揮発性ダイナミツクメモリセル部3のキヤパシタ
部の機能と不揮発性メモリセル部4の第1のトラ
ンジスタとしての機能を共有している。トランジ
スタT11とトランジスタTcのゲートとの接続点を
ノードN11とする。Embodiment of the Invention A memory cell used in a non-volatile random access memory device as an embodiment of the present invention is a second embodiment of the present invention.
As shown in the figure. This memory cell comprises a volatile dynamic memory cell section 3 and a non-volatile memory cell section 4. The volatile dynamic memory cell section 3 is composed of the MIS transistor T11 and the gate capacitance of the MIS transistor Tc as a capacitor section. A single capacitor may be used as shown by the dashed line. The transfer gate transistor T11 connects the bit line BL and the first transistor Tc.
The gate of transistor T11 is connected to the word line WL. The source of the transistor Tc is the power supply, which is the common terminal side of the power supply.
Connected to Vss (usually 0V). The transistor Tc shares the function of the capacitor part of the volatile dynamic memory cell part 3 and the function of the first transistor of the nonvolatile memory cell part 4. A node N 11 is a connection point between the transistor T 11 and the gate of the transistor Tc.
不揮発性メモリセル部4はトランジスタTcの
ほかに、リコール用トランジスタTA、ダイオー
ド素子の機能を行うトランジスタTE、第2のト
ランジスタTP、および2重ゲート構造の不揮発
性メモリセルトランジスタとしてのEEPROM
(TM)を具備する。トランジスタはいずれもMIS
トランジスタが用いられる。 2段階に電圧が切
換可能な第2の書込電源VH/ARはEEPROMの
ドレインへ接続され、EEPROMのソースはトラ
ンジスタTAのドレインへ、トランジスタTAのソ
ースはノードN11へそれぞれ接続される。トラン
ジスタTAのゲートにはアレイリコール信号ARが
供給される。 In addition to the transistor Tc, the nonvolatile memory cell section 4 includes a recall transistor T A , a transistor T E functioning as a diode element, a second transistor T P , and an EEPROM as a nonvolatile memory cell transistor with a double gate structure.
( TM ). All transistors are MIS
A transistor is used. A second write power supply V H /AR whose voltage can be switched in two steps is connected to the drain of the EEPROM, the source of the EEPROM is connected to the drain of the transistor TA , and the source of the transistor TA is connected to the node N11 . Ru. An array recall signal AR is supplied to the gate of the transistor T A.
第1の書込電源VH1からはトランジスタTEのド
レインおよびゲートへ接続され、トランジスタ
TEのソースはEEPROMのコントロールゲート
CGおよびトランジスタTPのドレインへそれぞれ
接続される。トランジスタTPのゲートにはプロ
グラム信号PGMが供給され、ソースはトランジ
スタTPのドレインへ接続される。 The first write power supply V H1 is connected to the drain and gate of the transistor T E , and
The source of T E is the EEPROM control gate
Connected to CG and the drain of transistor T P , respectively. The program signal PGM is supplied to the gate of the transistor T P , and the source is connected to the drain of the transistor T P.
前述のメモリセルの動作を説明する。揮発性ダ
イナミツクメモリセル部3からデータ不揮発性メ
モリセル部4へ転送する場合は、まず、信号
PGMおよびAR、および電源VH/ARを0Vの状
態とし、電源VH1を0Vから約20Vへ上昇させる。
トランジスタTEはオン状態となり、トランジス
タTPはオフ状態であるから、EEPROMのコント
ロールゲートCGは約20Vへ上昇する。EEPROM
は第3図のような構造を有し、第4図の等価回路
で表わされる。従つてコントロールゲートCGと
ドレインDとの間に約20Vの電圧が印加される
と、コントロールゲートCGとフローテイングゲ
ートFGの間の静電容量がトンネルキヤパシタ
TCαとして作用するフローテイングゲートFGと
ドレインDの間の容量より充分大きいから、容量
カツプリングにより殆んどの電圧がフローテイン
グゲートFGとドレインのD間に印加される。こ
の状態は、EEPROMに対してはイレーズ
(Erasc)状態となり、フローテイングゲートFG
には電子が注入され負電荷で充電される。次いで
電源VH1を0Vに低下させると、トランジスタTE
はオフ状態となりEEPROMのコントロールゲー
トCGの電荷は流れ去ることなく、コントロール
ゲートCGの電圧は約20Vを保持する。ここで信
号PGMを高レベルにすると、トランジスタTcの
ゲート電圧が高レベルならば、上記コントロール
ゲートCGの電荷は電源Vssへと流れ、電圧は0V
へと低下する。トランジスタTcのゲート電圧が
低レベルならばトランジスタTcはオフ状態であ
るから、コントロールゲートCGの電荷は変化せ
ず、電圧は低下しない。この状態で電源VH/AR
を0Vから約20Vに上昇させると、トランジスタ
Tcのゲートが低レベルの時は、EEPROMのドレ
インDの電圧は約20V、コントロールゲートCG
の電圧も約20Vと変化せず、EEPROMはイレー
ズされたままとなる。トランジスタTcのゲート
が高レベルの時は、EEPROMのドレインの電圧
は約20V、コントロールゲートCGの電圧は0Vと
なり、フローテイングゲートFGは正電荷で充電
され、EEPROMはライト(Write)される。上
述のように揮発性ダイナミツクメモリセル部3の
ノードN11の高レベルか低レベルかによつて、
EEPROMのフローテイングゲートFGが正電荷で
充電されたり負電荷で充電されたりしてダイナミ
ツクメモリセルの内容を保持する。 The operation of the aforementioned memory cell will be explained. When transferring data from the volatile dynamic memory cell section 3 to the nonvolatile memory cell section 4, first the signal
PGM, AR, and power supply V H /AR are set to 0V, and power supply V H1 is increased from 0V to approximately 20V.
Since the transistor T E is in the on state and the transistor T P is in the off state, the control gate CG of the EEPROM rises to about 20V. EEPROM
has a structure as shown in FIG. 3, and is represented by the equivalent circuit shown in FIG. Therefore, when a voltage of about 20V is applied between the control gate CG and the drain D, the capacitance between the control gate CG and the floating gate FG becomes a tunnel capacitor.
Since the capacitance between the floating gate FG and the drain D acting as TCα is sufficiently larger, most of the voltage is applied between the floating gate FG and the drain D due to capacitive coupling. In this state, the EEPROM becomes an erase state, and the floating gate FG
Electrons are injected into it and it becomes negatively charged. Then, when the power supply V H1 is lowered to 0V, the transistor T E
turns off, the charge on the control gate CG of the EEPROM does not flow away, and the voltage of the control gate CG maintains approximately 20V. If the signal PGM is set to a high level and the gate voltage of the transistor Tc is at a high level, the charge of the control gate CG flows to the power supply Vss, and the voltage becomes 0V.
decreases to If the gate voltage of the transistor Tc is at a low level, the transistor Tc is off, so the charge on the control gate CG does not change and the voltage does not drop. In this state, the power supply V H /AR
When increasing from 0V to about 20V, the transistor
When the gate of Tc is low level, the voltage of the drain D of EEPROM is about 20V, and the voltage of the control gate CG
The voltage remains unchanged at approximately 20V, and the EEPROM remains erased. When the gate of transistor Tc is at a high level, the voltage at the drain of the EEPROM is approximately 20V, the voltage at the control gate CG is 0V, the floating gate FG is charged with positive charge, and the EEPROM is written. As mentioned above, depending on whether the node N11 of the volatile dynamic memory cell section 3 is at a high level or a low level,
The floating gate FG of the EEPROM is charged with a positive charge or charged with a negative charge to retain the contents of the dynamic memory cell.
不揮発性メモリセル部4に蓄積された内容を揮
発性ダイナミツクメモリセル部3へ転送する場
合、すなわちアレイリコールの場合は次のような
動作が行われる。すなわち、電源VH1および信号
PGMを低レベル(0V)、信号ARを高レベル
(5V)、電源VH/ARをVcc電圧(5V)にし、ワ
ード線を低レベルにする。EEPROMのフローテ
イングゲートFGが正電荷で充電されていれば、
電源VH/ARからの5Vの電圧がEEPROMのドレ
イン、ソースおよびトランジスタTAを介してノ
ードN11に供給され、メモリキヤパシタを充電し
て高レベルとする。EEPROMのフローテイング
ゲートFGが負電荷で充電されている時は、
EEPROMのドレインDとソースSの間が導通せ
ず、揮発性ダイナミツクメモリセル部3のトラン
ジスタTcにより構成されるメモリキヤパシタに
対して、電源VH/ARから充電されない。このよ
うにして不揮発性メモリセル部4に転送され蓄積
されたデータを揮発性ダイナミツクセル部3に再
現できる。 When the contents stored in the nonvolatile memory cell section 4 are transferred to the volatile dynamic memory cell section 3, that is, in the case of array recall, the following operation is performed. i.e. power supply V H1 and signal
PGM is set to low level (0V), signal AR is set to high level (5V), power supply V H /AR is set to Vcc voltage (5V), and word line is set to low level. If the EEPROM floating gate FG is charged with positive charge,
A voltage of 5V from the power supply V H /AR is supplied to node N 11 through the drain and source of the EEPROM and transistor TA , charging the memory capacitor to a high level. When the floating gate FG of EEPROM is charged with negative charge,
There is no conduction between the drain D and source S of the EEPROM, and the memory capacitor constituted by the transistor Tc of the volatile dynamic memory cell section 3 is not charged from the power supply V H /AR. In this way, the data transferred and stored in the nonvolatile memory cell section 4 can be reproduced in the volatile dynamic cell section 3.
不揮発性メモリセル部4において用いられた
EEPROMについて補足して説明する。第3図に
示されるように、EEPROMにはシリコン基板
(Sisub)上にn+領域が2箇所形成され、ドレイ
ンDおよびソースSとして用いられる。さらにゲ
ートとしてのコントロールゲートCGのほかにコ
ントロールゲートCGとシリコン基板の間にフロ
ーテイングゲートFGが設けられ、フローテイン
グゲートFGのドレイン上の一部が薄い酸化シリ
コン(SiO2)の絶縁膜で絶縁され、その間で電
子のトンネル効果を起こすように構成されてい
る。従つてEEPROMの等価回路は第4図に示さ
れるような回路となる。 used in the nonvolatile memory cell section 4
I will provide a supplementary explanation about EEPROM. As shown in FIG. 3, in the EEPROM, two n + regions are formed on a silicon substrate (Sisub) and are used as a drain D and a source S. Furthermore, in addition to the control gate CG as a gate, a floating gate FG is provided between the control gate CG and the silicon substrate, and a part of the drain of the floating gate FG is insulated with a thin silicon oxide (SiO 2 ) insulating film. and is configured to cause electron tunneling between them. Therefore, the equivalent circuit of the EEPROM is as shown in FIG.
本実施例の回路においては、揮発性ダイナミツ
クメモリセル部3のキヤパシタ部としてトランジ
スタTcのゲート容量を利用し、特にキヤパシタ
を付加していないが、第2図に破線で示したよう
に専用のキヤパシタを設け、Tcの大きさを小さ
くすることもできる。またダイオード素子として
トランジスタTEを用いているがダイオードとし
て機能するものであれば他の回路を用いることも
できる。 In the circuit of this embodiment, the gate capacitance of the transistor Tc is used as the capacitor section of the volatile dynamic memory cell section 3, and no particular capacitor is added. However, as shown by the broken line in FIG. It is also possible to reduce the size of Tc by providing a capacitor. Further, although the transistor T E is used as the diode element, other circuits may be used as long as they function as a diode.
発明の効果
本発明によれば、不揮発性メモリ装置における
回路要素の数を減少して高集積化を可能とし、ト
ンネルキヤパシタのようなフローテイングゲート
回路素子の使用を1個に抑えて製造歩留りの向上
を実現することができる。Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to reduce the number of circuit elements in a nonvolatile memory device to achieve high integration, and to reduce the use of a floating gate circuit element such as a tunnel capacitor to one, thereby improving manufacturing yield. It is possible to realize an improvement in
第1図は従来形の不揮発性スタテイツクランダ
ムアクセスメモリ装置に用いられるメモリセルの
回路図、第2図は本発明の一実施例としての不揮
発性ランダムアクセスメモリ装置に用いられるメ
モリセルの回路図、第3図は第2図のメモリセル
に用いられるEEPROMの構成を示す断面図、お
よび第4図は第3図のEEPROMの等価回路図で
ある。
1…揮発性スタテイツクメモリセル部、2…不
揮発性メモリセル部、3…揮発性ダイナミツクメ
モリセル部、4…不揮発性メモリセル部、BL…
ビツト線、C1,C2…キヤパシタ、CG…コントロ
ールゲート、CM…キヤパシタモジユール、D…
ドレイン、D1,D2,D3…電極、FG…フローテイ
ングゲート、S…ソース、T1,T2,T3,T4,
T5,T6,T11,TA,TC,TE,TP…MISトランジ
スタ、TCα…トンネルキヤパシタ、TM…
EEPROM、WL…ワード線。
FIG. 1 is a circuit diagram of a memory cell used in a conventional nonvolatile static random access memory device, and FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell used in a nonvolatile random access memory device as an embodiment of the present invention. , FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the EEPROM used in the memory cell of FIG. 2, and FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the EEPROM of FIG. 3. 1...Volatile static memory cell section, 2...Nonvolatile memory cell section, 3...Volatile dynamic memory cell section, 4...Nonvolatile memory cell section, BL...
Bit line, C 1 , C 2 ...capacitor, CG...control gate, CM...capacitor module, D...
Drain, D 1 , D 2 , D 3 ... Electrode, FG... Floating gate, S... Source, T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ,
T 5 , T 6 , T 11 , T A , T C , T E , T P ...MIS transistor, TCα...tunnel capacitor, T M ...
EEPROM, WL...word line.
Claims (1)
部の記憶情報を待避させるための不揮発性メモリ
セル部とが対になつて1つのメモリセルが構成さ
れ、前記揮発性メモリセル部は、記憶すべき情報
に応じた電荷量を蓄積するキヤパシタ部と、該キ
ヤパシタ部とビツト線間に接続されたトランスフ
アゲートトランジスタと;コントロールゲートお
よびフローテイングゲートを有し、電子の注入が
トンネル効果によつてなされる2重ゲート構造の
不揮発性メモリセルトランジスタと;該不揮発性
メモリセルトランジスタに記憶された情報をリコ
ール信号に応答して前記キヤパシタ部へ転送する
ためのリコール用トランジスタと、前記キヤパシ
タ部にゲートが接続され、該キヤパシタ部に記憶
された情報に応じてオン・オフする第1のトラン
ジスタと、該第1のトランジスタと前記コントロ
ールゲート間に接続された第2のトランジスタ
と;前記コントロールゲートに接続されたダイオ
ード素子をとを具備し、該ダイオード素子を介し
て前記コントロールゲートに第1の書込み電圧を
印加し、しかる後前記不揮発性メモリセルトラン
ジスタのドレインに第2の書込み電圧を印加しか
つ前記第2のトランジスタを導通せしめることに
よつて、前記揮発性メモリセル部の情報が不揮発
性メモリセル部へ書込まれる様にしたことを特徴
とする不揮発性ランダムアクセスメモリ装置。 2 前記キヤパシタ部は、前記第1のトランジス
タのゲート容量で構成されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の不揮発性ランダ
ムアクセスメモリ装置。[Scope of Claims] 1. One memory cell is configured by pairing a volatile memory cell section and a nonvolatile memory cell section for saving storage information in the volatile memory cell section, and The memory cell section has a capacitor section that stores an amount of charge according to information to be stored, a transfer gate transistor connected between the capacitor section and the bit line, a control gate and a floating gate, and has a control gate and a floating gate. a non-volatile memory cell transistor with a double gate structure in which this is achieved by a tunnel effect; a recall transistor for transferring information stored in the non-volatile memory cell transistor to the capacitor section in response to a recall signal; , a first transistor whose gate is connected to the capacitor section and which is turned on and off according to information stored in the capacitor section; and a second transistor connected between the first transistor and the control gate. a diode element connected to the control gate, applying a first write voltage to the control gate via the diode element, and then applying a second write voltage to the drain of the nonvolatile memory cell transistor; A nonvolatile random access memory device characterized in that information in the volatile memory cell section is written into the nonvolatile memory cell section by applying a voltage and making the second transistor conductive. . 2. The non-volatile random access memory device according to claim 1, wherein the capacitor section is constituted by the gate capacitance of the first transistor.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038827A JPS60185294A (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Non-volatile randum access memory device |
| US06/659,191 US4630238A (en) | 1983-10-14 | 1984-10-09 | Semiconductor memory device |
| EP84306978A EP0147019B1 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-12 | Semiconductor memory device |
| DE3486418T DE3486418T2 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-12 | Semiconductor memory device |
| DE8484306978T DE3486094T2 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-12 | SEMICONDUCTOR MEMORY ARRANGEMENT. |
| EP91121355A EP0481532B1 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-12 | Semiconductor memory device |
| KR8406376A KR900006190B1 (en) | 1983-10-14 | 1984-10-13 | Semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59038827A JPS60185294A (en) | 1984-03-02 | 1984-03-02 | Non-volatile randum access memory device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60185294A JPS60185294A (en) | 1985-09-20 |
| JPH031759B2 true JPH031759B2 (en) | 1991-01-11 |
Family
ID=12536062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59038827A Granted JPS60185294A (en) | 1983-10-14 | 1984-03-02 | Non-volatile randum access memory device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60185294A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256296A (en) * | 1986-04-30 | 1987-11-07 | Fujitsu Ltd | Semiconductor nonvolatile storage device |
| JPH0227593A (en) * | 1988-07-14 | 1990-01-30 | Sharp Corp | Semiconductor memory device |
| JPH07111836B2 (en) * | 1988-08-05 | 1995-11-29 | セイコー電子工業株式会社 | Semiconductor non-volatile memory device and operating method thereof |
-
1984
- 1984-03-02 JP JP59038827A patent/JPS60185294A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60185294A (en) | 1985-09-20 |
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