JPH0360169A - Thin film transistor memory - Google Patents

Thin film transistor memory

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JPH0360169A
JPH0360169A JP1194034A JP19403489A JPH0360169A JP H0360169 A JPH0360169 A JP H0360169A JP 1194034 A JP1194034 A JP 1194034A JP 19403489 A JP19403489 A JP 19403489A JP H0360169 A JPH0360169 A JP H0360169A
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JP
Japan
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memory
transistor
thin film
gate
write
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Application number
JP1194034A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Sasaki
誠 佐々木
Nobuyuki Yamamura
山村 信幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜トランジスタメモリに関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to thin film transistor memories.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、電気的に書込み/消去/読出しが可能なE2FR
OM等のメモリとして、メモリ素子を薄膜トランジスタ
で構成した薄膜トランジスタメモリが考えられている。
Recently, E2FR that can be written/erased/read electrically
As a memory such as OM, a thin film transistor memory in which a memory element is formed of a thin film transistor is considered.

第11図は従来の薄膜トランジスタメモリの回路図であ
り、図中T1はメモリ用薄膜トランジスタ(以下メモリ
トランジスタという)、T2は各メモリトランジスタT
1にそれぞれ対応させて直列に設けられた選択用薄膜ト
ランジスタ(以下選択トランジスタという)である。こ
の選択トランジスタT2のソース電極Sはこれと対をな
すメモリトランジスタT1のドレイン電極りに接続され
ており、互いに接続された一対のメモリトランジスタT
1と選択トランジスタT2とによってそれぞれ1つのメ
モリ素子Mが構成されている。また、GLI、GL2は
2本一対のゲートライン(アドレスライン)、SLおよ
びDLはソースおよびドレインライン(データライン)
であり、ゲートラインGLI、GL2とソース、ドレイ
ンラインSL、DLとは互いに直交させてマトリックス
状に配列されている。そして、上記メモリ素子Mは、ゲ
ートラインGLI、GL2とソース、ドレインラインS
L、DLとの交差部にそれぞれ配置されており、メモリ
トランジスタT1のゲート電極Gは一対のゲートライン
GLI、GL2のうちの第1のゲートラインGL1に接
続され、選択トランジスタT2のゲート電極Gは第2の
ゲートラインGL2に接続されている。またメモリトラ
ンジスタT1のソース電極SはソースラインSLに接続
され、選択トランジスタT2のドレイン電極りはドレイ
ンラインDLに接続されている。
FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional thin film transistor memory, in which T1 is a memory thin film transistor (hereinafter referred to as a memory transistor), and T2 is each memory transistor T.
1. Selection thin film transistors (hereinafter referred to as selection transistors) are provided in series to correspond to the selection transistors 1 and 1, respectively. The source electrode S of the selection transistor T2 is connected to the drain electrode of the memory transistor T1 paired with it, and the pair of memory transistors T2 connected to each other are
1 and the selection transistor T2 constitute one memory element M, respectively. In addition, GLI and GL2 are a pair of gate lines (address lines), and SL and DL are source and drain lines (data lines).
The gate lines GLI and GL2 and the source and drain lines SL and DL are arranged in a matrix so as to be orthogonal to each other. The memory element M has gate lines GLI and GL2 and source and drain lines S.
The gate electrode G of the memory transistor T1 is connected to the first gate line GL1 of the pair of gate lines GLI and GL2, and the gate electrode G of the selection transistor T2 is connected to the first gate line GL1 of the pair of gate lines GLI and GL2. It is connected to the second gate line GL2. Further, the source electrode S of the memory transistor T1 is connected to the source line SL, and the drain electrode of the selection transistor T2 is connected to the drain line DL.

この薄膜トランジスタメモリの書込み、消去、および読
出しは次のようにして行なわれている。
Writing, erasing, and reading from this thin film transistor memory are performed as follows.

第11図において、(a)は書込み時、(b)は消去時
、(c)は読出し時の電圧印加状態を示している。なお
、(a)、(b)、(c)はいずれも図上左上の1つの
メモリ素子Mを選択するときの状態を示している。
In FIG. 11, (a) shows the state of voltage application during writing, (b) shows the state of voltage application during erasing, and (c) shows the state of voltage application during reading. Note that (a), (b), and (c) all show the state when one memory element M at the upper left in the figure is selected.

まず書込みについて説明すると、書込み時は、第11図
(a)に示すように、選択する第1と第2のゲートライ
ンGL1.GL2にそれぞれメモリトランジスタT1の
書込み消去電圧vPの1/2に相当する正電圧+1/2
V Pと、選択トランジスタT2のオン電圧V。N(例
えば+10v)を印加するとともに、選択するソース、
ドレインラインSL、DLにそれぞれ上記書込み消去電
圧VPの1/2に相当する負電圧−1/2V pを印加
し、また非選択の第1ゲートラインGLIおよびソース
。
First, writing will be explained. During writing, as shown in FIG. 11(a), the selected first and second gate lines GL1. A positive voltage +1/2 corresponding to 1/2 of the write/erase voltage vP of the memory transistor T1 is applied to GL2, respectively.
V P and the on-voltage V of the selection transistor T2. applying N (e.g. +10v) and selecting a source;
A negative voltage -1/2Vp corresponding to 1/2 of the write/erase voltage VP is applied to the drain lines SL and DL, respectively, and the unselected first gate line GLI and source.

ドレインラインSL、DLの電位は0(接地)、非選択
の第2ゲートラインGL2の電位はV。P。
The potential of the drain lines SL and DL is 0 (ground), and the potential of the unselected second gate line GL2 is V. P.

(例えばOV)とする。なお、メモリトランジスタT1
の書込み消去電圧V、を例えば40Vとした場合、”1
/2V p ハ+20V −−1/2V P l;! 
−20V テある。このような電圧信号を印加すると、
選択されたゲートラインGLI、GL2とソース、ドレ
インラインSL、DLとの交差部にあるメモリ素子(以
下選択メモリ素子という)Mの選択トランジスタT2が
オンし、メモリトランジスタT1のゲートとソース、ド
レインとの間に書込み消去電圧VPに相当する電位差(
+1/2Vpと一1/2Vpとの電位差)が生じて、こ
のメモリトランジスタT1が書込み状態となる。なお、
選択されたゲートラインGLI、GL2上の他のメモリ
素子(以下非選択メモリ素子という)Mでは、そのメモ
リトランジスタT1のゲートとソース、ドレインとの間
に生ずる電位差が1/2V pだけであり、したがって
このメモリトランジスタT1は書込み阻止状態にある。
(for example, OV). Note that the memory transistor T1
For example, when the write/erase voltage V is 40V, "1
/2V p +20V --1/2V P l;!
-20V There is. When we apply such a voltage signal,
The selection transistor T2 of the memory element (hereinafter referred to as selected memory element) M located at the intersection of the selected gate line GLI, GL2 and the source, drain line SL, DL is turned on, and the gate, source, and drain of the memory transistor T1 are turned on. A potential difference corresponding to the write/erase voltage VP between
A potential difference between +1/2Vp and -1/2Vp is generated, and the memory transistor T1 enters the write state. In addition,
In other memory elements (hereinafter referred to as non-selected memory elements) M on the selected gate lines GLI and GL2, the potential difference that occurs between the gate, source, and drain of the memory transistor T1 is only 1/2 V p, This memory transistor T1 is therefore in a write inhibited state.

また、選択されないゲートラインGLI。Also, the gate line GLI is not selected.

GL2上のメモリ素子について、図上左下のメモリ素子
は、上記非選択メモリ素子Mと同様に、そのメモリトラ
ンジスタT1のゲートとソース、ドレインとの間に生ず
る電位差が1/2V pだけであり、したがってこのメ
モリトランジスタT1は書込み阻止状態にある。さらに
、図上右下のメモリ素子については、上記非選択メモリ
素子Mと同様に、そのメモリトランジスタT1のゲート
とソース、ドレインとの間に生ずる電位が0(電圧無印
加)である。すなわち、ゲートとソース、ドレインとの
間は等電位であり、したがってこのメモリトランジスタ
T1も書込み阻止状態にある。
Regarding the memory elements on GL2, the memory element at the lower left in the figure has a potential difference of only 1/2 Vp between the gate, source, and drain of the memory transistor T1, similar to the non-selected memory element M. This memory transistor T1 is therefore in a write inhibited state. Furthermore, regarding the memory element at the lower right in the figure, the potential generated between the gate, source, and drain of the memory transistor T1 is 0 (no voltage applied), similar to the non-selected memory element M described above. That is, the gate, source, and drain are at equal potential, and therefore this memory transistor T1 is also in a write inhibited state.

また消去時は、第11図(b)に示すように、選択する
第1と第2のゲートラインGLI。
Further, during erasing, as shown in FIG. 11(b), the first and second gate lines GLI are selected.

G L 2 += ’c tLツレ−1/2V p 、
 V oNヲ印加すルトトもに、選択するソース、ドレ
インラインSL。
G L 2 += 'ctL tL - 1/2V p,
Source and drain lines SL are selected depending on the voltage applied to the VoN.

DLにそれぞれ+1/2Vpを印加する。なお、非選択
のゲートラインGL1.GL2およびソース。
+1/2Vp is applied to each DL. Note that unselected gate lines GL1. GL2 and source.

ドレインラインSL、DLへの印加信号は上記書込み時
と同じである。このような電圧信号を印加すると、選択
メモリ素子MのメモリトランジスタT1のゲートとソー
ス、ドレインとの間に書込み消去電圧V、に相当する逆
電位の電位差が生じて、このメモリトランジスタT1に
保持されているデータが消去される。この場合も、非選
択メモリ素子Mのメモリド・ランジスタT1のゲートと
ソース。
The signals applied to the drain lines SL and DL are the same as in the above writing. When such a voltage signal is applied, an opposite potential difference corresponding to the write/erase voltage V is generated between the gate, source, and drain of the memory transistor T1 of the selected memory element M, and the voltage is held in the memory transistor T1. data will be deleted. Again, the gate and source of the memorized transistor T1 of the unselected memory element M.

ドレインとの間に生ずる電位差はl/2Vpだけであり
、このメモリトランジスタT1は消去阻止状態にある。
The potential difference generated between the memory transistor T1 and the drain is only 1/2Vp, and the memory transistor T1 is in an erase inhibited state.

一方、読出し時は、第11図(c)に示すように、選択
する第1と第2のゲートラインGLI。
On the other hand, during reading, as shown in FIG. 11(c), the first and second gate lines GLI are selected.

GL2にそれぞれVSI!L 、 VONを印加すると
ともに、選択するソース、ドレインラインSL、DLの
うちドレインラインDLにVDを印加し、ソースライン
SLの電位はOとする。なお、上記V SELとVDは
、メモリトランジスタT1の書込み消去電圧Vp  (
40V)より十分小さな電圧であり、例えばV SFI
+、−0V、VD−10Vである。
VSI for each GL2! At the same time, VD is applied to the drain line DL of the selected source and drain lines SL and DL, and the potential of the source line SL is set to O. Note that the above V SEL and VD are the write/erase voltage Vp (
40V), for example, V SFI
+, -0V, and VD-10V.

また、この読出し時も、非選択のゲートラインGLI、
GL2およびソース、ドレインラインSL、DLへの印
加信号は上記書込み時および消去時と同じである。この
ような電圧信号を印加すると、選択メモリ素子Mのメモ
リトランジスタT1に保持されているデータに応じてド
レインラインDLからソースラインSLに電流が流れ、
これが読出しデータとして出力される。
Also, during this reading, unselected gate lines GLI,
The signals applied to GL2 and the source and drain lines SL and DL are the same as those during writing and erasing. When such a voltage signal is applied, a current flows from the drain line DL to the source line SL in accordance with the data held in the memory transistor T1 of the selected memory element M.
This is output as read data.

また、上記書込み、消去、および読出し時のいずれの場
合も、選択されたソース、ドレインラインSL、DLへ
の印加電圧がこのソース、ドレインラインSL、DL上
の非選択のメモリ素子Mにも印加されるが、この非選択
メモリ素子Mの選択トランジスタT2は、そのゲート電
位がV。、。
In addition, in any of the above write, erase, and read operations, the voltage applied to the selected source and drain lines SL and DL is also applied to the unselected memory elements M on the source and drain lines SL and DL. However, the gate potential of the selection transistor T2 of this unselected memory element M is V. ,.

であるためにオフ状態にあるから、非選択メモリ素子M
のメモリトランジスタT1は印加される電圧の影響を受
゛けない。すなわち、上記選択トランジスタT2は、メ
モリトランジスタT1の選択だけでなく、非選択時に印
加される電圧からメモリトランジスタT1をガードする
ガードトランジスタとしての作用ももっている。
Since it is in the off state, the unselected memory element M
The memory transistor T1 is not affected by the applied voltage. That is, the selection transistor T2 not only selects the memory transistor T1, but also functions as a guard transistor that guards the memory transistor T1 from the voltage applied when it is not selected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来の薄膜トランジスタメモリは、
メモリトランジスタT1に対して1つの選択トランジス
タT2を設けただけのものであるため、上記選択トラン
ジスタT2に特性不良があると、この選択トランジスタ
T2によって選択されるメモリトランジスタT1の選択
およびガードを行なうことができなくなってしまうから
、信頼性が低いという問題をもっていた。しかも、上記
従来の薄膜トランジスタメモリは、書込みおよび消去時
も読出し時もメモリトランジスタT1の同じゲート電極
Gにゲート電圧を印加するものであるため、読出しを繰
返すのにともな、ってメモリトランジスタT1の閾値電
圧が変化し、そのために読出し回数が数千回を越えると
、安定した読出しができなくなってしまうという問題も
もっていた。
However, the conventional thin film transistor memory described above is
Since only one selection transistor T2 is provided for the memory transistor T1, if the selection transistor T2 has a characteristic defect, the memory transistor T1 selected by the selection transistor T2 is selected and guarded. The problem was that reliability was low because it was impossible to do so. Moreover, in the conventional thin film transistor memory described above, a gate voltage is applied to the same gate electrode G of the memory transistor T1 during writing and erasing as well as during reading. There is also a problem in that the threshold voltage changes, and as a result, when the number of readings exceeds several thousand, stable reading becomes impossible.

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、信頼性を大幅に向上
させ、しかも半永久的に安定した読出しを行なうことが
できる薄膜トランジスタメモリを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a thin film transistor memory that can significantly improve reliability and perform semi-permanently stable reading. There is a particular thing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の薄膜トランジスタメモリは、上記目的を達成す
るために、選択用薄膜トランジスタをメモリ用薄膜トラ
ンジスタの両側に直列に設けるとともに、前記メモリ用
薄膜トランジスタと選択用薄膜トランジスタとに、その
ゲート電極と反対側に位置しかつ電荷蓄積機能をもたな
いゲート絶縁膜を介して半導体層と対向する読出し用の
第2のゲート電極を設けたものである。
In order to achieve the above object, the thin film transistor memory of the present invention provides a thin film transistor for selection in series on both sides of the thin film transistor for memory, and a thin film transistor for memory and a thin film transistor for selection located on the side opposite to their gate electrodes. In addition, a second gate electrode for reading is provided facing the semiconductor layer with a gate insulating film having no charge storage function interposed therebetween.

〔作 用〕[For production]

すなわち、本発明の薄膜トランジスタメモリは、選択用
薄膜トランジスタをメモリ用薄膜トランジスタの両側に
直列に設けるとともに、選択用薄膜トランジスタとに読
出し用の第2のゲート電極を設けることによって、書込
みおよび消去は選択用薄膜トランジスタとメモリ用薄膜
トランジスタの本来のゲー・膜電極にゲート電圧を印加
して行ない、読出しは選択用薄膜トランジスタとメモリ
用薄膜トランジスタの第2のゲート電極にゲート電圧を
印加して行なうようにしたものであり、この薄膜トラン
ジスタメモリによれば、一方の選択用薄膜トランジスタ
特性が不良であっても、もう1つの選択用薄膜トランジ
スタによって用薄膜メモリトランジスタの選択およびガ
ードを行なえるから、信頼性を大幅に向上させることが
できるし、また、読出しを選択用薄膜トランジスタとメ
モリ用薄膜トランジスタの第2のゲート電極にゲート電
圧を印加して行なえば、読出し時にメモリ用薄膜トラン
ジスタの本来のゲート電極にこのトランジスタの閾値電
圧を変化させるようなゲート電圧を印加する必要はない
から、読出しの繰返しによるメモリ用薄膜トランジスタ
の閾値電圧の変化をなくして半永久的に安定した読出し
を行なうことができる。
That is, in the thin film transistor memory of the present invention, the selection thin film transistor is provided in series on both sides of the memory thin film transistor, and the selection thin film transistor is provided with a second gate electrode for reading, so that writing and erasing can be performed with the selection thin film transistor. This is done by applying a gate voltage to the original gate/membrane electrode of the thin film transistor for memory, and reading is done by applying a gate voltage to the second gate electrode of the thin film transistor for selection and the thin film transistor for memory. According to thin film transistor memory, even if the characteristics of one selection thin film transistor are poor, the other selection thin film transistor can be used to select and guard the selection thin film transistor, which can significantly improve reliability. In addition, if reading is performed by applying a gate voltage to the second gate electrode of the selection thin film transistor and the memory thin film transistor, a gate that changes the threshold voltage of this transistor is applied to the original gate electrode of the memory thin film transistor at the time of reading. Since there is no need to apply a voltage, it is possible to eliminate changes in the threshold voltage of the memory thin film transistor due to repeated reading and to perform stable reading semi-permanently.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図〜第8図は本発明の第1の実施例を示している。1 to 8 show a first embodiment of the present invention.

まず、本実施例の薄膜トランジスタメモリの基本構成を
説明すると、第1図は薄膜トランジスタメモリの回路図
であり、図中TIOはメモリ用薄膜トランジスタ(以下
メモリトランジスタという)、T20a、 T20bは
各メモリトランジスタTIOにそれぞれ対応させて設け
られた2個一対の選択用薄膜トランジスタ(以下選択ト
ランジスタという)である。この一対の選択トランジス
タ720a。
First, to explain the basic configuration of the thin film transistor memory of this embodiment, Fig. 1 is a circuit diagram of the thin film transistor memory. A pair of selection thin film transistors (hereinafter referred to as selection transistors) are provided in correspondence with each other. This pair of selection transistors 720a.

T20bは、メモリトランジスタTIOをはさんでその
両側に設けられている。また、上記モリトランジスタT
IOと一対の選択トランジスタ720a。
T20b is provided on both sides of the memory transistor TIO. In addition, the above-mentioned moly transistor T
IO and a pair of selection transistors 720a.

T20bとは、それぞれ、その本来のゲート電極Gaを
書込み消去用ゲート電極とし、この書込み消去用ゲート
電極Gaとは反対側に、読出し用の第2のゲート電極(
以下読出し用ゲート電極という)Gbを設けた構成とな
っている。そして、上記一対の選択トランジスタT20
a、 T20bのうち一方の選択用薄膜トランジスタT
20aは、そのソース電極Sをメモリ用トランジスタT
10のドレイン電極りと一体の電極とすることによって
メモリ用トランジスタTlOに直列に接続され、他方の
選択用薄膜トランジスタT20bは、そのドレイン電極
りをメモリ用トランジスタTIOのソース電極Sと一体
の電極とすることによってメモリ用トランジスタTIO
に直列に接続されており、この一対の選択トランジスタ
T20a、 T20bとその間のメモリトランジスタT
IGとによって1つのメモリ素子Mが構成されている。
T20b respectively uses its original gate electrode Ga as a write/erase gate electrode, and has a readout second gate electrode (
The structure includes a readout gate electrode (hereinafter referred to as a readout gate electrode) Gb. Then, the pair of selection transistors T20
a, one selection thin film transistor T of T20b
20a connects its source electrode S to a memory transistor T.
The other selection thin film transistor T20b has its drain electrode integrated with the source electrode S of the memory transistor TIO, and is connected in series with the memory transistor TlO. By means of memory transistor TIO
This pair of selection transistors T20a, T20b and the memory transistor T20a and T20b are connected in series to each other.
One memory element M is constituted by IG.

また、GLaは書込み消去用ゲートライン(アドレスラ
イン)、GLbは読出し用ゲートライン(アドレスライ
ン)、SLおよびDLはソースおよびドレインライン(
データライン)であり、上記両ゲートラインGLa。
In addition, GLa is a write/erase gate line (address line), GLb is a read gate line (address line), and SL and DL are source and drain lines (
data line) and both gate lines GLa.

GLbとソース、ドレインラインSL、DLとは互いに
直交させてマトリックス状に配列されている。そして、
上記メモリ素子Mは、ゲートラインGLa、GLbとソ
ース、ドレインラインSL。
GLb and the source and drain lines SL and DL are arranged in a matrix so as to be orthogonal to each other. and,
The memory element M has gate lines GLa and GLb and source and drain lines SL.

DLとの交差部にそれぞれ配置されており、メモリトラ
ンジスタTIOと両選択トランジスタT20a。
A memory transistor TIO and a dual selection transistor T20a are respectively arranged at the intersection with DL.

T20bの書込み消去用ゲート電極Gaは共通の書込み
消去用ゲートラインGLaに接続され、メモリトランジ
スタTIOと両選択トランジスタ720a。
The write/erase gate electrode Ga of T20b is connected to a common write/erase gate line GLa, and is connected to the memory transistor TIO and both selection transistors 720a.

T2Qbの読出し用ゲート電極Gbは共通の読出し用ゲ
ートラインGLbに接続されている。また、上記メモリ
素子Mの一方の選択トランジスタT20aのドレイン電
極りはドレインラインDLに接続され、他方の選択トラ
ンジスタT20bのソース電極SはソースラインSLに
接続されている。
The read gate electrode Gb of T2Qb is connected to the common read gate line GLb. Further, the drain electrode of one selection transistor T20a of the memory element M is connected to the drain line DL, and the source electrode S of the other selection transistor T20b is connected to the source line SL.

この薄膜トランジスタメモリの書込み、消去および読出
しは次のようにして行なわれる。
Writing, erasing, and reading from this thin film transistor memory are performed as follows.

第1図において、(a)は書込み時、(b)は消去時、
(c)は読出し時の電圧印加状態を示している。なお、
(a)、(b)、(c)はいずれも図上左上の1つのメ
モリ素子Mを選択するときの状態を示している。
In FIG. 1, (a) is when writing, (b) is when erasing,
(c) shows the voltage application state during reading. In addition,
(a), (b), and (c) all show the state when one memory element M in the upper left corner of the figure is selected.

まず書込みについて説明すると、書込み時は、第1図(
a)に示すように、選択するゲートラインGLa、GL
bのうち書込み消去用ゲートラインGLaにメモリトラ
ンジスタTIOの書込み消去電圧vp  (例えば40
v)の1/2に相当する正電圧+1/2Vp  (”2
0v) ヲ印加L、読出シ用ケートラインGLbの電位
はO(接地)とするとともに、選択するソース、ドレイ
ンラインSL、DLにそれぞれ上記書込み消去電圧V、
の1/2に相当する負電圧−1/2V p  (−20
V )を印加し、また非選択のゲートラインGLa、G
Lbおよびソース。
First, to explain about writing, when writing, Figure 1 (
As shown in a), the selected gate lines GLa, GL
The write/erase voltage vp of the memory transistor TIO (for example, 40
+1/2Vp (“2
0v) is applied L, the potential of the read gate line GLb is set to O (ground), and the write/erase voltages V,
-1/2V p (-20
) is applied to the unselected gate lines GLa, G
Lb and source.

ドレインラインSL、DLの電位はOとする。このよう
な電圧信号を印加すると、選択されたゲートラインGL
a、GLbとソース、ドレインラインSL、DLとの交
差部にある選択メモリ素子Mの選択トランジスタ720
a、 T20bが書込み消去用ゲート電極Gaへの電圧
印加によりオンし、メモリトランジスタTIOの書込み
消去用ゲート電極Gaとソース、ドレイン電極S、Dと
の間に書込み消去電圧V、に相当する電位差が生じて、
このメモリトランジスタTIOが書込み状態となる。ま
た、選択されたゲートラインGLa、GLb上の他の非
選択メモリ素子Mでは、そのメモリトランジスタTIO
および選択トランジスタT20a。
The potentials of the drain lines SL and DL are set to O. When such a voltage signal is applied, the selected gate line GL
a, the selection transistor 720 of the selection memory element M located at the intersection of GLb and the source and drain lines SL and DL;
a, T20b is turned on by applying a voltage to the write/erase gate electrode Ga, and a potential difference corresponding to the write/erase voltage V is created between the write/erase gate electrode Ga and the source/drain electrodes S, D of the memory transistor TIO. arise,
This memory transistor TIO enters the write state. Furthermore, in other unselected memory elements M on the selected gate lines GLa and GLb, the memory transistor TIO
and selection transistor T20a.

T20bの書込み消去用ゲート電極Gaとソース。Gate electrode Ga and source for writing and erasing T20b.

ドレイン電極S、Dとの間の電位差がl/2V Pだけ
であり、したがってこのメモリトランジスタTIOは書
込み阻止状態にある。また、選択されないゲートライン
GLa、GLb上のメモリ素子について、図上左下のメ
モリ素子は、上記非選択メモリ素子Mと同様に、そのメ
モリトランジスタT20の書込み消去用ゲート電極Ga
とソース。
The potential difference between the drain electrodes S and D is only 1/2V P, so this memory transistor TIO is in a write inhibited state. Furthermore, regarding the memory elements on the unselected gate lines GLa and GLb, the memory element at the lower left in the figure is connected to the write/erase gate electrode Ga of the memory transistor T20, similarly to the unselected memory element M above.
and sauce.

ドレイン電極S、Dとの間に生ずる電位差が1/2Vp
だけであり、したがってこのメモリトランジスタTIO
は書込み阻止状態にある。さらに、図上右下のメモリ素
子については、上記非選択メモリ素子Mと同様に、その
メモリトランジスタTIOの書込み消去用ゲート電極G
aとソース、ドレイン電極S、Dとの間に生ずる電位が
O(i圧無印加)である。すなわち、ゲートとソース、
ドレインとの間は等電位であり、したがってこのメモリ
トランジスタTIOも書込み阻止状態にある。
The potential difference between the drain electrodes S and D is 1/2Vp.
, and therefore this memory transistor TIO
is in a write-blocked state. Furthermore, regarding the memory element at the lower right of the figure, similarly to the unselected memory element M, the write/erase gate electrode G of the memory transistor TIO is
The potential generated between a and the source and drain electrodes S and D is O (i pressure not applied). i.e. gate and source,
The potential is equal between the memory transistor TIO and the drain, so this memory transistor TIO is also in a write inhibited state.

また消去時は、第1図(b)に示すように、選択するゲ
ートラインGLa、GLbのうち書込み消去用ゲートラ
インGLaに一1/2V 、を印加し、読出し用ゲート
ラインGLbの電位は0とするとともに、選択するソー
ス、ドレインラインSL。
Furthermore, during erasing, as shown in FIG. 1(b), 1/2V is applied to the write/erase gate line GLa of the gate lines GLa and GLb to be selected, and the potential of the read gate line GLb is set to 0. and select source and drain lines SL.

DLにそれぞれ+i/2Vpを印加する。なお、非選択
のゲートラインGLa、GLbおよびソース。
+i/2Vp is applied to each DL. Note that unselected gate lines GLa, GLb and sources.

ドレインラインSL、DLへの印加信号は上記書込み時
と同じである。このような電圧信号を印加すると、選択
メモリ素子MのメモリトランジスタTIOの書込み消去
用ゲート電極Gaとソース、ドレイン電極S、Dとの間
に書込み消去電圧VPに相当する逆電位の電位差が生じ
る。この時、メモリトランジスタTIOの両側の選択ト
ランジスタT20a、 T20bのゲート電極Gaとソ
ース、ドレイン電極S、Dとの間には、メモリトランジ
スタT10と同様に一■、の電圧が加わる。通常アモル
ファスシリコンやポリシリコン等を半導体層とした薄膜
トランジスタは、ゲート電極に高い負電圧を印加した場
合もソース、ドレイン間は導通状態となり、薄膜トラン
ジスタはONする。したがって、選択トランジスタT2
0a、 T20bは高い負電圧−■PによりONとなり
、メモリトランジスタTIOに保持されているデータが
消去される。この場合も、非選択メモリ素子Mのメモリ
トランジスタTIOの書込み消去用ゲート電極Gaとソ
ース。
The signals applied to the drain lines SL and DL are the same as in the above writing. When such a voltage signal is applied, an opposite potential difference corresponding to the write/erase voltage VP is generated between the write/erase gate electrode Ga and the source/drain electrodes S, D of the memory transistor TIO of the selected memory element M. At this time, a voltage of 1 is applied between the gate electrode Ga and the source and drain electrodes S and D of the selection transistors T20a and T20b on both sides of the memory transistor TIO, similarly to the memory transistor T10. Normally, in a thin film transistor whose semiconductor layer is made of amorphous silicon, polysilicon, or the like, even when a high negative voltage is applied to the gate electrode, conduction occurs between the source and drain, and the thin film transistor is turned on. Therefore, selection transistor T2
0a and T20b are turned on by a high negative voltage -P, and the data held in the memory transistor TIO is erased. Also in this case, the write/erase gate electrode Ga and source of the memory transistor TIO of the unselected memory element M.

ドレイン電極S、Dとの間に生ずる電位差は1/2VP
だけであり、このメモリトランジスタTIOは消去阻止
状態にある。
The potential difference generated between drain electrodes S and D is 1/2VP
This memory transistor TIO is in an erasure inhibited state.

一方、読出し時は、第1図(c)に示すように、選択す
るゲートラインGLa、GLbのうち読出し用ゲートラ
インGLbにVONを印加し、書込み消去用ゲートライ
ンGLaにV Sl:Lを印加するとともに、選択する
ソース、ドレインラインSL。
On the other hand, during reading, as shown in FIG. 1(c), among the selected gate lines GLa and GLb, VON is applied to the read gate line GLb, and V Sl:L is applied to the write/erase gate line GLa. At the same time, select source and drain lines SL.

DLのうちドレインラインDLにVDを印加し、ソース
ラインSLの電位は0とする。なお、上記VONとVD
は、メモリトランジスタTIOの書込み消去電圧Vp 
 (40V)より十分量さな電圧であり、例えばV O
N−tov 5vD−10Vである。またV Sl!L
は例えばOVである。また、非選択の読出し用ゲートラ
インGLbおよび書込み消去用ゲートラインGLaには
Vopp(例えばOV)を印加するとともに、非選択の
ソース、ドレインラインSL、DLの電位はOとする。
VD is applied to the drain line DL of DL, and the potential of the source line SL is set to 0. In addition, the above VON and VD
is the write/erase voltage Vp of the memory transistor TIO
(40V), for example, V O
N-tov 5vD-10V. Also V Sl! L
is, for example, OV. Further, Vopp (for example, OV) is applied to the unselected read gate line GLb and write/erase gate line GLa, and the potentials of the unselected source and drain lines SL and DL are set to O.

このような電圧信号を印加すると、選択されたメモリ素
子MのメモリトランジスタT20a、  T20bは読
出し用ゲートラインGLbに印加されたV。Nによって
ON状態になるので、メモリトランジスタTIOに保持
されているデータに応じてドレインラインDLからソー
スラインSLに電流が流れ、これが読出しデータとして
出力される。この場合、メモリトランジスタTIOと一
対の選択トランジスタT20a。
When such a voltage signal is applied, the memory transistors T20a and T20b of the selected memory element M will receive the V applied to the read gate line GLb. Since it is turned on by N, a current flows from the drain line DL to the source line SL in accordance with the data held in the memory transistor TIO, and this is output as read data. In this case, a memory transistor TIO and a pair of selection transistors T20a.

T20bとは直列につながっているため、選択メモリ素
子Mの読出し用ゲート電極G ’bへの印加電圧Vc 
b (VON)に対するドレイン電流IDの特性(V、
b−ID特性)は、各トランジスタTIO。
Since it is connected in series with T20b, the voltage Vc applied to the read gate electrode G'b of the selected memory element M
b Characteristics of drain current ID (V,
b-ID characteristics) are for each transistor TIO.

T20a、 T20bの特性が重なった特性であるがら
、読出しデータは各トランジスタTIO,T20a。
Although the characteristics of T20a and T20b overlap, the read data is from each transistor TIO and T20a.

T20bのトータルの特性に応じて決まる。第3図は書
込み消去用ゲート電極Gaの印加電圧VGa(VsgL
)をOvとしたときの選択メモリ素子MのV。b−10
特性を示しており、(a)はメモリトランジスタTIO
のVGb−ID特性、(b)は選択トランジスタT20
a、 T20bのv、b−ID特性、(C)は各トラン
ジスタTl01T20a。
It is determined depending on the total characteristics of T20b. FIG. 3 shows the applied voltage VGa (VsgL) of the write/erase gate electrode Ga.
) is Ov of the selected memory element M. b-10
The characteristics of the memory transistor TIO are shown in (a).
VGb-ID characteristics, (b) is the selection transistor T20
a, v, b-ID characteristics of T20b, (C) each transistor Tl01T20a.

T20bのトータルのV、b−ID特性を示している。The total V and b-ID characteristics of T20b are shown.

なお、図において、Wは書込み状態での特性、Eは消去
状態での特性であり、読出し選択時のドレイン電流1p
は、メモリトランジスタTIOが消去状態にあるときは
IDE、メモリトランジスタTIOが書込み状態にある
とき・はIDW(OA)となる。すなわち、このメモリ
素子Mは、読出し選択時に消去状態でオンし、書込み状
態ではオフである。なお、読出し非選択時は、書込み消
去用ゲートラインGLa、読出し用ゲートラインGLb
に印加されたV (、ppにより選択トランジスタ72
0a、 T20bがOFF状態になるので、消去状態、
書込み状態に関係なくメモリ索子Mはオフ状態である。
In the figure, W is the characteristic in the write state, E is the characteristic in the erase state, and the drain current 1p when reading is selected.
is IDE when the memory transistor TIO is in the erased state, and is IDW(OA) when the memory transistor TIO is in the written state. That is, this memory element M is turned on in the erased state when reading is selected, and is turned off in the written state. Note that when reading is not selected, the write/erase gate line GLa and the read gate line GLb are
V (,pp) applied to the selection transistor 72
0a and T20b are in the OFF state, so the erase state is
Regardless of the write state, the memory module M is in the off state.

また、第3図は書込み消去用ゲート電極Gaの印加電圧
Vc a (VSEL )を+5V〜+IOV (メモ
リトランジスタTIOの消去状態、書込み状態に変化を
生じさせない程度の電圧)としたときの選択メモリ素子
MのV。b−In特性を示しており、(a)はメモリト
ランジスタTIG(’)Vab−1o特性、(b)は選
択トランジスタT20a、 T20bのVab−In特
性、(c)は各トランジスタTIO,T20a、 T2
0bのトータルのV c b −1p特性を示している
。このように書込み消去用ゲート電極Gaにある程度の
電圧(+5v〜+l0V)を印加すると、メモリトラン
ジスタTlOおよび選択トランジスタ720a、 T2
0bのVcb  ID特性が一側にずれ、これによって
トータルのVGb−ID特性が一側にずれるから、メモ
リトランジスタTIOが消去状態にあるときのドレイン
電流IDEを大きくとることができる。
In addition, FIG. 3 shows the selected memory element when the voltage Vc a (VSEL) applied to the write/erase gate electrode Ga is set to +5V to +IOV (a voltage that does not cause a change in the erased state or written state of the memory transistor TIO). V of M. b-In characteristics, (a) is the memory transistor TIG(') Vab-1o characteristic, (b) is the Vab-In characteristic of the selection transistors T20a and T20b, and (c) is each transistor TIO, T20a, T2.
0b shows the total V c b -1p characteristic. When a certain voltage (+5V to +10V) is applied to the write/erase gate electrode Ga in this way, the memory transistor TlO and the selection transistors 720a, T2
Since the Vcb ID characteristic of 0b shifts to one side and the total VGb-ID characteristic shifts to one side, the drain current IDE when the memory transistor TIO is in the erased state can be increased.

なお、この時は読出しの選択、非選択時の読出し用ゲー
トラインGLbに印加する電圧も、特性が一側にずれた
分だけ一側にずらしてやればよい。
At this time, the voltage applied to the readout gate line GLb during readout selection and non-selection may also be shifted to one side by the amount that the characteristics are shifted to one side.

また、上記書込み、消去、および読出し時のいずれの場
合も、選択されたソース、ドレインラインSL、DLへ
の印加電圧がこのソース、ドレインラインSL、DL上
の非選択のメモリ素子Mにも印加されるが、この非選択
メモリ索子Mの選択トランジスタ720a、 T20b
は、そのゲート電位が負電圧−1/2VpまたはvoF
F(Ov)テアルためにオフ状態にあるから、非選択メ
モリ素子MのメモリトランジスタTIOは印加される電
圧の影響を受けない。すなわち、この薄膜トランジスタ
メモリにおいても、上記選択トランジスタT20a。
In addition, in any of the above write, erase, and read operations, the voltage applied to the selected source and drain lines SL and DL is also applied to the unselected memory elements M on the source and drain lines SL and DL. However, the selection transistors 720a and T20b of this unselected memory element M
whose gate potential is negative voltage -1/2Vp or voF
Since the memory transistor TIO of the unselected memory element M is in an off state due to F(Ov)teal, it is not affected by the applied voltage. That is, also in this thin film transistor memory, the selection transistor T20a.

T20bは、メモリトランジスタTIGの選択だけでな
く、非選択時に印加される電圧からメモリトランジスタ
TIOをガードするガードトランジスタとしての作用も
もっている。
T20b not only selects the memory transistor TIG but also functions as a guard transistor that guards the memory transistor TIO from the voltage applied when it is not selected.

次に、上記薄膜トランジスタメモリの具体的な構造を説
明する。
Next, a specific structure of the thin film transistor memory will be explained.

第4図および第5図は薄膜トランジスタメモリの1つの
メモリ素子Mの断面図および平面図である。このメモリ
素子Mの構造を説明すると、図中11はガラス等からな
る絶縁基板であり、この基板11上には、メモリ用と選
択用の各薄膜トランジスタTIO,T20a、 T20
bに共用される書込み消去用ゲート電極Gaと、この書
込み消去用ゲート電極Gaにつながる書込み消去用ゲー
トラインGLaが形成されている。また、上記基板11
上には、前記書込み消去用ゲート電極Gaの中央部を除
く両側部(各選択トランジスタ720a。
4 and 5 are a cross-sectional view and a plan view of one memory element M of a thin film transistor memory. To explain the structure of this memory element M, reference numeral 11 in the figure is an insulating substrate made of glass or the like, and on this substrate 11 are thin film transistors TIO, T20a, T20 for memory and selection.
A write/erase gate electrode Ga shared by the write/erase gate electrode Ga and a write/erase gate line GLa connected to the write/erase gate electrode Ga are formed. In addition, the substrate 11
Above, both sides of the write/erase gate electrode Ga except for the central part (each selection transistor 720a) are shown.

T20bのゲート電極部分)を覆う厚膜ゲート絶縁[1
12と、前記書込み消去用ゲート電極Gaの全体を覆う
薄膜ゲート絶縁膜13とからなる下部ゲート絶縁膜が形
成されている。このゲート絶縁膜12.13はそれぞれ
、シリコン原子S1と窒素原子Nとの組成比Si/Nを
化学量論比(Si /N−0,75)とほぼ同じにした
窒化シリコン(SIN)で形成されており、厚膜ゲート
絶縁膜12の膜厚は約2500Å〜3500人とされ、
薄膜ゲート絶縁膜13の膜厚は500Å〜1500Å程
度とされている。すなわち、この下部ゲート絶縁膜は、
書込み消去用ゲート電極Gaの両側の選択トランジスタ
T20a、 T20b部分では、上記厚膜ゲート絶縁膜
12の上に薄膜ゲート絶縁膜13を積層した二層膜とさ
れ、中央部のメモリトランジス2710部分では薄膜ゲ
ート絶縁膜13だけからなる単層膜とされている。この
メモリトランジス2710部分の下部ゲート絶縁膜13
は、その膜厚が薄いために、その組成比S1/Nが化学
量論比とほぼ同じであっても、電荷蓄積機能をもってい
る。
Thick film gate insulation [1
12 and a thin gate insulating film 13 that covers the entire write/erase gate electrode Ga. Each of the gate insulating films 12 and 13 is formed of silicon nitride (SIN) in which the composition ratio Si/N of silicon atoms S1 and nitrogen atoms N is almost the same as the stoichiometric ratio (Si/N-0.75). The thickness of the thick gate insulating film 12 is approximately 2,500 Å to 3,500 Å.
The thickness of the thin gate insulating film 13 is approximately 500 Å to 1500 Å. In other words, this lower gate insulating film is
The selection transistors T20a and T20b on both sides of the write/erase gate electrode Ga are a two-layer film in which the thin gate insulating film 13 is laminated on the thick gate insulating film 12, and the memory transistor 2710 in the center is a thin film. It is a single layer film consisting only of the gate insulating film 13. The lower gate insulating film 13 of this memory transistor 2710 portion
Because of its thin film thickness, it has a charge storage function even if its composition ratio S1/N is almost the same as the stoichiometric ratio.

なお、選択トランジスタ720a、 T20b部分の下
部ゲート絶縁膜12.13はその全体の膜厚が厚いため
に電荷蓄積機能はもっていない。また、上記下部ゲート
絶縁膜の上(薄膜ゲート絶縁膜13の上)には、前記書
込み消去用ゲート電極Gaの全域に対向させて、メモリ
トランジスタTIOと選択トランジスタT20a、 T
2Qbとに共用される(型半導体層14が形成されてい
る。このi型半導体層14は、1−a−Sl(i型アモ
ルファス・シリコン)からなっている。そして、このi
型半導体層14の上の両側部には、n”−a−Sl(n
型不純物をドープしたアモルファス・シリコン)からな
るn型半導体層15を介して、ソース電極Sとドレイン
電極りとが形成されており、ソース電極SIOはこれと
一体のソースラインSLに接続され、ドレイン電極りは
これと一体のドレインラインDLに接続されている。ま
た、16は上記i型半導体層14およびソース、ドレイ
ン電極S、Dの上に形成された電荷蓄積機能のない上部
ゲート絶縁膜(組成比Sl/Nを化学量論比とほぼ同じ
にした膜厚約2500λ〜3500大の窒化シリコン膜
)であり、この上部ゲート絶縁膜16の上には、メモリ
用と選択用の各薄膜トランジスタT 10゜T20a、
T20bに共用される読出し用ゲート電極Gbと、この
読出し用ゲート電極Gbにつながる読出し用ゲートライ
ンGLbが形成されている。
Note that the lower gate insulating films 12 and 13 of the selection transistors 720a and T20b do not have a charge storage function because their entire film thickness is thick. Further, on the lower gate insulating film (on the thin gate insulating film 13), a memory transistor TIO and selection transistors T20a and T20a are arranged so as to face the entire area of the write/erase gate electrode Ga.
2Qb (type semiconductor layer 14 is formed. This i-type semiconductor layer 14 is made of 1-a-Sl (i-type amorphous silicon).
On both sides above the type semiconductor layer 14, n”-a-Sl (n
A source electrode S and a drain electrode are formed via an n-type semiconductor layer 15 made of amorphous silicon doped with type impurities, and the source electrode SIO is connected to a source line SL integrated therewith, and the drain The electrode is connected to a drain line DL which is integrated therewith. Reference numeral 16 denotes an upper gate insulating film (a film having a composition ratio Sl/N approximately equal to the stoichiometric ratio) having no charge storage function and formed on the i-type semiconductor layer 14 and the source and drain electrodes S and D. On top of this upper gate insulating film 16 are thin film transistors T10°T20a, T20a, and T20a for memory and selection.
A read gate electrode Gb shared by T20b and a read gate line GLb connected to this read gate electrode Gb are formed.

この読出し用ゲートラインGLbは、上記書込み消去用
ゲートラインGLaの真上に形成されており、また書込
み消去用ゲートラインGLaと読出し用ゲートラインG
Lbとは、書込み消去用ゲート電極Gaおよび読出し用
ゲート電極Gbの延長線上に沿わせて配線されている。
This read gate line GLb is formed directly above the write/erase gate line GLa, and is also connected to the write/erase gate line GLa and the read gate line G.
Lb is wired along an extension line of the write/erase gate electrode Ga and the read gate electrode Gb.

なお、この実施例では、書込み消去用ゲートラインGL
aと読出し用ゲートラインGLbとを、書込み消去用お
よび読出し用ゲート電極Ga、Gbの幅と同じ幅に形成
している。
Note that in this embodiment, the write/erase gate line GL
a and the read gate line GLb are formed to have the same width as the write/erase and read gate electrodes Ga and Gb.

すなわち、この実施例の薄膜トランジスタメモリは、そ
のメモリ素子Mを、1つの薄膜トランジスタの中にメモ
リトランジスタTIOとこれと対をなす2つの選択トラ
ンジスタ720a、 T20bとを形成した構成とした
もので、メモリトランジスタTIOは、書込み消去用ゲ
ート電極Gaと、薄膜ゲート絶縁膜13だけからなる電
荷蓄積機能をもつ下部ゲート絶縁膜と、i型半導体層1
4およびn型半導体層15と、ソース、ドレイン電極S
、  Dと、電荷蓄積機能のない上部ゲート絶縁膜16
と、読出し用ゲート電極Gbとで構成され、選択トラン
ジスタT20a、 T20bはそれぞれ、上記書込み消
去用ゲート電極Gaと、厚膜と薄膜の二層のゲート絶縁
膜12.13からなる電荷蓄積機能のない下部ゲート絶
縁膜と、上記i型半導体層14およびn型半導体層15
と、上記ソース、ドレイン電極S、Dと、上記上部ゲー
ト絶縁膜16と、上記読出し用ゲート電極Gbとで構成
されている。
That is, in the thin film transistor memory of this embodiment, the memory element M has a structure in which a memory transistor TIO and two selection transistors 720a and T20b forming a pair therewith are formed in one thin film transistor. The TIO includes a write/erase gate electrode Ga, a lower gate insulating film having a charge storage function consisting only of a thin gate insulating film 13, and an i-type semiconductor layer 1.
4 and n-type semiconductor layer 15, source and drain electrodes S
, D, and an upper gate insulating film 16 without a charge storage function.
and a reading gate electrode Gb, and each of the selection transistors T20a and T20b is composed of the write/erase gate electrode Ga and a gate insulating film 12, 13 of two layers, a thick film and a thin film, without a charge storage function. a lower gate insulating film, the i-type semiconductor layer 14 and the n-type semiconductor layer 15
, the source and drain electrodes S and D, the upper gate insulating film 16, and the reading gate electrode Gb.

第6図は上記薄膜トランジスタメモリの製造方法を示し
たもので、この薄膜トランジスタメモリは次のような工
程で製造される。
FIG. 6 shows a method of manufacturing the above-mentioned thin film transistor memory, and this thin film transistor memory is manufactured through the following steps.

まず、基板11上にクロム等の金属膜を膜付けし、この
金属膜をバターニングして、第6図(a)に示すように
、書込み消去用ゲート電極Gaとこのゲート電極Gaに
つながる書込み消去用ゲートラインGLaを同時に形成
し、その上に基板11全面にわたって、下部ゲート絶縁
膜である厚膜ゲート絶縁膜12を堆積させる。
First, a metal film such as chromium is deposited on the substrate 11, and this metal film is patterned to form a write/erase gate electrode Ga and a write/erase gate electrode connected to this gate electrode Ga. An erase gate line GLa is formed at the same time, and a thick gate insulating film 12, which is a lower gate insulating film, is deposited over the entire surface of the substrate 11.

次に、第6図(b)に示すように、上記厚膜ゲート絶縁
膜12のうち、ゲート電極Gaのほぼ中央部分をエツチ
ングにより除去し、メモリトランジス2710部分の書
込み消去用ゲート電極Gaを露出させる。
Next, as shown in FIG. 6(b), a substantially central portion of the gate electrode Ga in the thick gate insulating film 12 is removed by etching to expose the write/erase gate electrode Ga in the memory transistor 2710 portion. let

この後、第6図(C)に示すように、上記基板11上に
その全面にわたって、下部ゲート絶縁膜である薄膜ゲー
ト絶縁膜13を堆積させ、その上に、1−a−31から
なるi型半導体層14と、n”−a−81からなるn型
半導体層15と、ソース、ドレイン電極S、Dとなるク
ロム等の金属膜1つとを順次堆積させる。
Thereafter, as shown in FIG. 6(C), a thin gate insulating film 13, which is a lower gate insulating film, is deposited over the entire surface of the substrate 11, and on top of that, an i A type semiconductor layer 14, an n type semiconductor layer 15 made of n''-a-81, and one metal film such as chromium, which will become the source and drain electrodes S and D, are deposited in sequence.

次に、第6図(d)に示すように、上記金属膜19とn
型半導体層15とをパターニングしてソース電極Sとソ
ースラインSLおよびドレイン電極りとドレインライン
DLとを形成し、次いでi型半導体層14をメモリ素子
領域の形状にバターニングする。
Next, as shown in FIG. 6(d), the metal film 19 and n
The i-type semiconductor layer 15 is patterned to form a source electrode S and a source line SL, and a drain electrode and a drain line DL, and then the i-type semiconductor layer 14 is patterned into the shape of a memory element region.

この後は、その上に基板11全面にわたって上部ゲート
絶縁膜16とクロム等の金属膜とを順次堆積させ、この
金属膜を読出し用ゲート電極Gbおよび読出し用ゲート
ラインGLbの形状にパタニングして、第4図および第
5図に示した薄膜トランジスタメモリを完成する。
After this, an upper gate insulating film 16 and a metal film such as chromium are sequentially deposited over the entire surface of the substrate 11, and this metal film is patterned into the shape of the read gate electrode Gb and the read gate line GLb. The thin film transistor memory shown in FIGS. 4 and 5 is completed.

第7図は上記メモリ素子Mの回路を示し、第8図はその
等価回路を示しており、第1図に示した各メモリ素子M
の回路は第8図の等価回路に相当する。
FIG. 7 shows the circuit of the above-mentioned memory element M, and FIG. 8 shows its equivalent circuit, and each memory element M shown in FIG.
The circuit corresponds to the equivalent circuit in FIG.

しかして、この薄膜トランジスタメモリにおいては、そ
の各メモリ素子Mを、メモリトランジスタTIOの両側
に選択トランジスタ720a、 T20bを直列に設け
た構成としているから、上記一対の選択トランジスタT
20a、 T20bのいずれか一方の特性が不良であっ
ても、もう1つの選択トランジスタよってメモリトラン
ジスタTIOの選択およびガードを行なうことができ、
したがって信頼性を向上させることができる。しかも、
この薄膜トランジスタメモリでは、メモリトランジスタ
TlOと選択トランジスタ720a、 T20bとに読
出し用ゲート電極Gbを設けることによって、書込みお
よび消去は選択トランジスタT20a、 T20bとメ
モリトランジスタTIOの本来のゲート電極(書込み消
失用ゲート電極)Gaにゲート電圧を印加して行ない、
読出しは選択トランジスタ720a。
In this thin film transistor memory, since each memory element M has a configuration in which selection transistors 720a and T20b are provided in series on both sides of the memory transistor TIO, the pair of selection transistors T
Even if the characteristics of either T20a or T20b are defective, the memory transistor TIO can be selected and guarded by the other selection transistor.
Therefore, reliability can be improved. Moreover,
In this thin film transistor memory, by providing a reading gate electrode Gb in the memory transistor TlO and the selection transistors 720a and T20b, writing and erasing can be performed using the original gate electrodes (gate electrodes for write erasure) of the selection transistors T20a and T20b and the memory transistor TIO. ) by applying a gate voltage to Ga,
For reading, select transistor 720a is used.

T20bとメモリトランジスタTIOの読出し用ゲート
電極Gbにゲート電圧を印加して行なうようにしており
、このように読出しを選択トランジスタ720a、 T
20bとメモリトランジスタTIOの読出し用ゲート電
極Gbにゲート電圧を印加して行なえば、読出し時にメ
モリトランジスタTloの本来のゲート電極Gaにメモ
リトランジスタTIOの閾値電圧を変化させるようなゲ
ート電圧を印加する必要はないから、読出しの繰返しに
よるメモリトランジスタTaの閾値電圧の変化をなくし
て半永久的に安定した読出しを行なうことができる。
A gate voltage is applied to T20b and the reading gate electrode Gb of the memory transistor TIO, and in this way reading is performed between the selection transistors 720a, T
20b and the reading gate electrode Gb of the memory transistor TIO, it is necessary to apply a gate voltage that changes the threshold voltage of the memory transistor TIO to the original gate electrode Ga of the memory transistor Tlo during reading. Therefore, it is possible to perform semi-permanently stable reading by eliminating changes in the threshold voltage of the memory transistor Ta due to repeated reading.

また、上記実施例の薄膜トランジスタメモリでは、メモ
リトランジスタTIOと選択トランジスタ720a、 
T20bの書込み消去用ゲート電極Gaを一体の電極と
してこの書込み消去用ゲート電極Gaを共通の書込み消
去用ゲートラインGLaに接続し、メモリトランジスタ
TIOと選択トランジスタT20a、 T20bの読出
し用ゲート電極Gbを一体の電極としてこの読出し用ゲ
ート電極Gbを共通の読出し用ゲートラインGLbに接
続して、メモリトランジスタTIOと選択トランジスタ
720a、 T20bの書込み消去用ゲート電極Gaま
たは読出し用ゲート電極Gbへの信号の印加を共通の書
込み消去用ゲートラインGLaまたは読出し用ゲートラ
インGLbから行なうようにしているから、メモリトラ
ンジスタTIOと選択トランジスタT20a、  T2
0bとに読出し用ゲート電極Gbを付加したものであり
ながら、ゲートライン数は従来の薄膜トランジスタメモ
リと同じである。しかも上記実施例では、書込み消去用
ゲートラインGLaと読出し用ゲートラインGLbとを
書込み消去用ゲート電極Gaおよび読出し用ゲート電極
Gbの延長線上に沿わせて配線しているから、ゲートラ
イン方向に並ぶメモリ素子列の側方にゲートラインの配
線スペースをとる必要はなく、したがってその分だけ集
積度を上げることができる。
Further, in the thin film transistor memory of the above embodiment, the memory transistor TIO, the selection transistor 720a,
The write/erase gate electrode Ga of T20b is connected as an integrated electrode to a common write/erase gate line GLa, and the memory transistor TIO and the read gate electrode Gb of the selection transistors T20a, T20b are integrated. This read gate electrode Gb is connected to a common read gate line GLb as an electrode for applying a signal to the write/erase gate electrode Ga or the read gate electrode Gb of the memory transistor TIO and the selection transistors 720a and T20b. Since the writing is performed from the common write/erase gate line GLa or read gate line GLb, the memory transistor TIO and selection transistors T20a, T2
0b and a readout gate electrode Gb, the number of gate lines is the same as that of the conventional thin film transistor memory. Moreover, in the above embodiment, the write/erase gate line GLa and the read gate line GLb are wired along the extension line of the write/erase gate electrode Ga and the read gate electrode Gb, so they are lined up in the gate line direction. There is no need to take up wiring space for gate lines on the sides of the memory element array, and therefore the degree of integration can be increased accordingly.

また、上記実施例の薄膜トランジスタメモリでは、その
メモリ索子Mを、1つの薄膜トランジスタの中にメモリ
トランジスタTIOと選択トランジスタT20a、 T
20bとを形成した構成としているため、各メモリ索子
Mの素子面積を非常に小さくすることができるから、さ
らに集積度を上げることかできる。
Further, in the thin film transistor memory of the above embodiment, the memory element M is formed by combining the memory transistor TIO and the selection transistors T20a and T20a in one thin film transistor.
20b, the element area of each memory element M can be made very small, and the degree of integration can be further increased.

なお、この実施例では、書込み消去用ゲートラインGL
aと読出し用ゲートラインGLbとをゲート電極Ga、
Gbと同−輻に形成しているが、このゲートラインGL
a、GLbの幅はゲート電極Ga、Gbより小さくして
もよく、その場合は、書込み消去用ゲートラインGLa
と読出し用ゲートラインGLbとを互いに位置をずらし
て配線してもよい。
Note that in this embodiment, the write/erase gate line GL
a and the readout gate line GLb are connected to the gate electrode Ga,
This gate line GL is formed at the same convergence as Gb.
The widths of a and GLb may be smaller than the gate electrodes Ga and Gb, and in that case, the write/erase gate line GLa
The reading gate line GLb and the reading gate line GLb may be wired with their positions shifted from each other.

次に、本発明の他の実施例を説明する。Next, another embodiment of the present invention will be described.

第9図および第10図は本発明の第2の実施例を示した
もので、第9図は薄膜トランジスタメモリの1つのメモ
リ素子Mの断面を示している。なお、図において第4図
および第5図に示した第1の実施例に対応するものにつ
いては、図に同符号を付してその説明を省略する。
9 and 10 show a second embodiment of the present invention, and FIG. 9 shows a cross section of one memory element M of a thin film transistor memory. Components in the drawings that correspond to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5 are designated by the same reference numerals and their explanations will be omitted.

この実施例の薄膜トランジスタメモリは、第9図に示す
ように、そのメモリ素子MのメモリトランジスタTIO
の下部ゲート絶縁膜を、組成比S i / Nを化学量
論比(Sl/N−0,75)とほぼ同じにした電荷蓄積
機能をもたない窒化シリコン(Si N)からなる非メ
モリ性絶縁膜17と、組成比St/Nを化学量論比より
大きく(St/N−0,85〜1.15)にして電荷蓄
積機能をもたせた窒化シリコンからなるメモリ用絶縁膜
18との二層膜とし、選択トランジスタ”IJOa。
As shown in FIG. 9, the thin film transistor memory of this embodiment has a memory transistor TIO of the memory element M.
The lower gate insulating film is a non-memory film made of silicon nitride (SiN), which has no charge storage function and has a composition ratio S i /N almost the same as the stoichiometric ratio (Sl / N - 0.75). An insulating film 17 and a memory insulating film 18 made of silicon nitride with a composition ratio St/N larger than the stoichiometric ratio (St/N-0.85 to 1.15) to have a charge storage function. The selection transistor "IJOa" is made of a layered film.

T20bの下部ゲート絶縁膜を、上記非メモリ性絶縁膜
17だけとしたもので、上記非メモリ性絶縁膜17は、
メモリ用と選択用の各薄膜トランジスタTIO,T20
a、 T20bに共用される書込み消去用ゲート電極G
aの上にその全域を覆って形成されている。また、上記
メモリ用絶縁膜18は、非メモリ性絶縁膜17の上に、
前記書込み消去用ゲート電極Gaのメモリトランジスタ
TIOのゲート電極となる部分(書込み消去用ゲート電
極Gaの中央部)に対向させて形成されている。なお、
上記非メモリ性絶縁膜17の膜厚は約2000Åであり
、メモリ用絶縁膜18は膜厚的lOO入の極薄膜とされ
ている。
The lower gate insulating film of T20b is made up of only the non-memory insulating film 17, and the non-memory insulating film 17 is
Thin film transistors TIO and T20 for memory and selection
a, Gate electrode G for writing and erasing shared by T20b
It is formed on top of a, covering the entire area. Further, the memory insulating film 18 is formed on the non-memory insulating film 17.
It is formed to face the portion of the write/erase gate electrode Ga that becomes the gate electrode of the memory transistor TIO (the central portion of the write/erase gate electrode Ga). In addition,
The thickness of the non-memory insulating film 17 is approximately 2000 Å, and the memory insulating film 18 is an extremely thin film with a thickness of 100 nm.

この第2の実施例の薄膜トランジスタメモリも、そのメ
モリ素子Mを、1つの薄膜トランジスタの中にメモリト
ランジスタTIOと2つの選択トランジスタT20a、
  T20bとを形成した構成としたもので、メモリト
ランジスタTIOは、書込みl肖去用ゲート電極Gaと
、非メモリ性絶縁膜17とメモリ用絶縁膜18とからな
る下部ゲート絶縁膜と、i型半導体層14およびn型半
導体層15と、ソス、ドレイン電極S、Dと、上部ゲー
ト絶縁膜16と、読出し用ゲート電極Gbとで構成され
、選択トランジスタT20a、 T20bはそれぞれ、
上記書込み消去用ゲート電極Gaと、上記非メモリ性絶
縁膜17からなる下部ゲート絶縁膜と、上記i型半導体
層14およびn型半導体層15と、上記ソース、ドレイ
ン電極S、Dと、上記上部ゲート絶縁膜16と、上記読
出し用ゲート電極Gbとで構成されている。なお、この
実施例では、書込み消去用ゲートラインGLaと読出し
用ゲートラインGLbとを細幅ラインとし、このゲート
ラインGLa、GLbを上下に対向位置させて、ゲート
ライン方向に並ぶメモリ素子列・の−側に配線している
。
The thin film transistor memory of this second embodiment also includes a memory transistor TIO and two selection transistors T20a in one thin film transistor.
The memory transistor TIO has a structure in which a write gate electrode Ga, a lower gate insulating film consisting of a non-memory insulating film 17 and a memory insulating film 18, and an i-type semiconductor The selection transistors T20a and T20b are composed of a layer 14 and an n-type semiconductor layer 15, sos and drain electrodes S and D, an upper gate insulating film 16, and a readout gate electrode Gb, and each of the selection transistors T20a and T20b is
The write/erase gate electrode Ga, the lower gate insulating film made of the non-memory insulating film 17, the i-type semiconductor layer 14 and the n-type semiconductor layer 15, the source and drain electrodes S and D, and the upper It is composed of a gate insulating film 16 and the read gate electrode Gb. In this embodiment, the write/erase gate line GLa and the read gate line GLb are narrow lines, and the gate lines GLa and GLb are vertically opposed to each other to form memory element rows arranged in the gate line direction. Wired to the - side.

第10図は上記薄膜トランジスタメモリの製造方法を示
したもので、この薄膜トランジスタメモリは次のような
工程で製造される。
FIG. 10 shows a method of manufacturing the above-mentioned thin film transistor memory, and this thin film transistor memory is manufactured through the following steps.

まず、基板11上にクロム等の金属膜を膜付けし、この
金属膜をパターニングして、第10図(a)に示すよう
に、書込み消去用ゲート電極Gaとこのゲート電極Ga
につながる書込み消去用ゲートラインGLaを同時に形
成し、その上に基板11全面にわたって、下部ゲート絶
縁膜である非メモリ性絶縁膜17とメモリ用絶縁膜18
とを順次堆積させる。
First, a metal film such as chromium is deposited on the substrate 11, and this metal film is patterned to form a write/erase gate electrode Ga and this gate electrode Ga, as shown in FIG. 10(a).
A write/erase gate line GLa connected to the gate line GLa is simultaneously formed, and a non-memory insulating film 17 serving as a lower gate insulating film and a memory insulating film 18 are formed on the write/erase gate line GLa over the entire surface of the substrate 11.
and are sequentially deposited.

次に、第10図(b)に示すように、上記メモリ用絶縁
膜18のメモリトランジスタT10部分以外の部分をエ
ツチングにより除去し、次いで第10図(c)に示すよ
うに、基板11全面にわたって、1−a−5lからなる
i型半導体層14と、n”−a−3lからなるn型半導
体層15と、ソース、ドレイン電極S、Dとなるクロム
等の金属膜19を順次堆積させる。
Next, as shown in FIG. 10(b), a portion of the memory insulating film 18 other than the memory transistor T10 portion is removed by etching, and then, as shown in FIG. 10(c), the entire surface of the substrate 11 is etched. , 1-a-5l, an n-type semiconductor layer 15 of n''-a-3l, and a metal film 19 made of chromium or the like that will become the source and drain electrodes S and D are successively deposited.

次に、第10図(CI)に示すように、上記金属膜1つ
とn型半導体層15とをバターニングしてソース電極S
とソースラインおよびドレイン電極りとドレインライン
とを形成し、次いでi型半導体層14をメモリ素子領域
の形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 10 (CI), one metal film and the n-type semiconductor layer 15 are patterned to form a source electrode S.
A source line, a drain electrode, and a drain line are formed, and then the i-type semiconductor layer 14 is patterned in the shape of the memory element region.

この後は、その上に基板11全面にわたって上部ゲート
絶縁膜16とクロム等の金属膜とを順次堆積させ、この
金属膜を読出し用ゲート電極Gbおよび読出し用ゲート
ラインGLbの形状にバターニングして、第9図に示し
た薄膜トランジスタメモリを完成する。
After this, an upper gate insulating film 16 and a metal film such as chromium are sequentially deposited over the entire surface of the substrate 11, and this metal film is patterned into the shape of the read gate electrode Gb and the read gate line GLb. , the thin film transistor memory shown in FIG. 9 is completed.

この第2の実施例のメモリ素子Mの回路は第7図と同じ
であり、その等価回路は第8図に示すようになる。
The circuit of the memory element M of this second embodiment is the same as that shown in FIG. 7, and its equivalent circuit is shown in FIG.

しかして、上記第2の実施例の薄膜トランジスタメモリ
においても、その各メモリ素子Mを、選択用薄膜トラン
ジスタ720a、 T20bをメモリ用薄膜トランジス
タTIOの両側に直列に設けた構成としているから、上
記一対の選択トランジスタ720a、 T20bのいず
れか一方の特性が不良であっても、もう1つの選択トラ
ンジスタよってメモリトランジスタTIOの選択および
ガードを行なうことができ、したがって信頼性を向上さ
せることができるし、また、メモリトランジスタTIO
と選択トランジスタ720a、 T20bとにそれぞれ
読出し用ゲート電極Gbを設けて、読出しは選択トラン
ジスタT20a、  T20bとメモリトランジスタT
IOの読出し用ゲート電極Gbにゲート電圧を印加して
行なうようにしているから、読出しの繰返しによるメモ
リトランジスタTaの閾値電圧の変化をなく L、て半
永久的に安定した読出しを行なうことができる。
Therefore, in the thin film transistor memory of the second embodiment, each memory element M has a structure in which the selection thin film transistors 720a and T20b are provided in series on both sides of the memory thin film transistor TIO. Even if the characteristics of either one of 720a and T20b are poor, the memory transistor TIO can be selected and guarded by the other selection transistor, thus improving the reliability of the memory transistor TIO. TIO
A reading gate electrode Gb is provided for each of the selection transistors T20a and T20b and the selection transistors T20b and the memory transistor T for reading.
Since the gate voltage is applied to the reading gate electrode Gb of the IO, there is no change in the threshold voltage of the memory transistor Ta due to repeated reading, and stable reading can be performed semi-permanently.

また、この第2の実施例においても、メモリトランジス
タTIOと選択トランジスタT20a。
Also in this second embodiment, the memory transistor TIO and the selection transistor T20a.

T20bの書込み消去用ゲート電極Gaおよび読出し用
ゲート電極Gbを共通の書込み消去用ゲートラインGL
aおよび読出し用ゲートラインGLbに接続しているた
め、ゲートライン数は従来の薄膜トランジスタメモリと
同じであり、しかも両ゲートラインGLa、GLbを上
下に対向位置させて配線しているために、ゲートライン
の配線に要するスペースは従来の薄膜トランジスタメモ
リの半分ですむから、従来の薄膜トランジスタメモリよ
りも集積度を上げることができる。さらに、この第2の
実施例においても、メモリ素子Mを1つの薄膜トランジ
スタの中にメモリトランジスタTIOと2つの選択トラ
ンジスタ720a、 T20bとを形成した構成として
いるから、メモリ素子Mの素子面積を小さくして、さら
に集積度を上げることができる。
The write/erase gate electrode Ga and the read gate electrode Gb of T20b are connected to a common write/erase gate line GL.
Since the number of gate lines is the same as that of conventional thin film transistor memory, the number of gate lines is the same as that of conventional thin film transistor memory. Since the space required for wiring is half that of conventional thin film transistor memory, it is possible to increase the degree of integration compared to conventional thin film transistor memory. Furthermore, in this second embodiment as well, the memory element M has a structure in which the memory transistor TIO and the two selection transistors 720a and T20b are formed in one thin film transistor, so that the element area of the memory element M can be reduced. In this way, the degree of integration can be further increased.

なお、上記第1および第2の実施例では、薄膜トランジ
スタメモリの各メモリ素子Mを、1つの薄膜トランジス
タの中にメモリトランジスタTIOと2つの選択トラン
ジスタT20a、 T20bとを形成した構成としてい
るが、上記メモリ素子Mを構成するメモリトランジス9
.710と2つの選択トランジスタT20a、 T20
bとは、それぞれ別々の薄膜トランジスタとしてもよく
、その場合も、メモリトランジスタと選択トランジスタ
の書込み消去用ゲート電極および読出し用ゲート電極を
上記実施例と同様に共通の書込み消去用ゲートラインお
よび読出し用ゲートラインに接続すれば、ゲートライン
数は従来の薄膜トランジスタメモリと同じですむ。ただ
し、このようにメモリトランジスタと2つの選択トラン
ジスタとを別々の薄膜トランジスタとする場合は、メモ
リトランジスタと選択トランジスタの書込み消去用ゲー
ト電極および読出し用ゲート電極をそれぞれ別のゲート
ラインに接続してもよく、その場合は、書込み消去用の
ゲートラインとソース、ドレインラインに第11図(a
)、(b)に示した信号を印加して書込みおよび消去を
行ない、読出し用のゲートラインとソース、ドレインラ
インに第1図(C)に示した信号を印加して読出しを行
なうようにしてもよい。
In the first and second embodiments described above, each memory element M of the thin film transistor memory has a structure in which a memory transistor TIO and two selection transistors T20a and T20b are formed in one thin film transistor. Memory transistor 9 forming element M
.. 710 and two selection transistors T20a, T20
b may be separate thin film transistors, and in that case, the write/erase gate electrodes and read gate electrodes of the memory transistor and selection transistor are connected to a common write/erase gate line and read gate as in the above embodiment. If connected to a line, the number of gate lines is the same as that of conventional thin film transistor memory. However, when the memory transistor and the two selection transistors are separate thin film transistors in this way, the write/erase gate electrode and the read gate electrode of the memory transistor and the selection transistor may be connected to separate gate lines. In that case, the gate line, source, and drain lines for programming and erasing should be
), (b) are applied for writing and erasing, and the signals shown in FIG. 1(C) are applied to the read gate line, source, and drain lines for reading. Good too.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の薄膜トランジスタメモリは、選択用薄膜トラン
ジスタをメモリ用薄膜トランジスタの両側に直列に設け
るとともに、前記メモリ用薄膜トランジスタと選択用薄
膜トランジスタとにそれぞれ、そのゲート電極と反対側
に位置しかつ電荷蓄積機能をもたないゲート絶縁膜を介
して半導体層と対向する読出し用ゲート電極を設けたも
のであるから、一方の選択用薄膜トランジスタ特性が不
良であっても、もう1つの選択用薄膜トランジスタによ
って用薄膜メモリトランジスタの選択およびガードを行
なうことができ、したがって信頼性を大幅に向上させる
ことができるし、また、読出しを選択用薄膜トランジス
タとメモリ用薄膜トランジスタの読出し用ゲート電極に
ゲート電圧を印加して行なえば、読出し時にメモリ用薄
膜トランジスタの本来のゲート電極にこのトランジスタ
の閾値電圧を変化させるようなゲート電圧を印加する必
要はないから、読出しの繰返しによるメモリ用薄膜トラ
ンジスタの閾値電圧の変化をなくして半永久的に安定し
た読出しを行なうことができる。
In the thin film transistor memory of the present invention, selection thin film transistors are provided in series on both sides of the memory thin film transistor, and each of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor is located on the side opposite to its gate electrode and has a charge storage function. Since the readout gate electrode is provided facing the semiconductor layer through a gate insulating film, even if one selection thin film transistor has poor characteristics, the other selection thin film transistor can select the other selection thin film memory transistor. The reliability can be greatly improved, and if reading is performed by applying a gate voltage to the read gate electrodes of the selection thin film transistor and the memory thin film transistor, the memory Since there is no need to apply a gate voltage that would change the threshold voltage of this transistor to the original gate electrode of the thin film transistor for memory, it is possible to eliminate changes in the threshold voltage of the thin film transistor for memory due to repeated reading and to achieve semi-permanently stable reading. can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第8図は本発明の第1の実施例を示したもので
、第1図は薄膜トランジスタメモリの回路図、第2図お
よび第3図はそれぞれメモリ素子の読出し用ゲート電極
への印加電圧に対するドレイン電流特性図、第4図およ
び第5図は薄膜トランジスタメモリの1つのメモリ素子
の断面図および平面図、第6図は薄膜トランジスタメモ
リの製造工程図、第7図および第8図はメモリ素子の回
路図およびその等価回路図である。第9図および第10
図は本発明の第2の実施例を示す薄膜トランジスタメモ
リの1つのメモリ素子の断面図およびその製造工程図で
ある。第11図は従来の薄膜トランジスタメモリの回路
図である。 M・・・メモリ素子、TlO・・・メモリ用薄膜トラン
ジスタ、T20a、 T20b・・・選択用薄膜トラン
ジスタ、Ga・・・書込み消去用ゲート電極、12.1
3・・・下部ゲート絶縁膜(12・・・厚膜ゲート絶縁
膜、13・・・薄膜ゲート絶縁膜、17.18・・・下
部ゲート絶縁膜(17・・・非メモリ性絶縁膜、18・
・・メモリ用絶縁膜)、14・・・i型半導体層、15
・・・n型半導体層、16・・・上部ゲート絶縁膜、G
b・・・読出し用ゲート電極、S・・・ソース電極、D
・・・ドレイン電極、GLa・・・書込み消去用ゲート
ライン、GLb・・・読出し用ゲートライン、SL・・
・ソースライン、DL・・・ドレインライン。 第1図 第7図 第8図 第3図 (c) 第4図 第5図
1 to 8 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a thin film transistor memory, and FIGS. 2 and 3 are a circuit diagram of a thin film transistor memory, respectively. Drain current characteristics versus applied voltage; Figures 4 and 5 are cross-sectional views and plan views of one memory element of a thin film transistor memory; Figure 6 is a manufacturing process diagram of the thin film transistor memory; Figures 7 and 8 are diagrams of the memory. 2 is a circuit diagram of an element and its equivalent circuit diagram. FIG. Figures 9 and 10
The figures are a sectional view of one memory element of a thin film transistor memory and a manufacturing process diagram thereof showing a second embodiment of the present invention. FIG. 11 is a circuit diagram of a conventional thin film transistor memory. M...Memory element, TlO...Thin film transistor for memory, T20a, T20b...Thin film transistor for selection, Ga...Gate electrode for writing and erasing, 12.1
3... Lower gate insulating film (12... Thick film gate insulating film, 13... Thin film gate insulating film, 17.18... Lower gate insulating film (17... Non-memory insulating film, 18・
... memory insulating film), 14... i-type semiconductor layer, 15
... n-type semiconductor layer, 16 ... upper gate insulating film, G
b...Reading gate electrode, S...source electrode, D
...Drain electrode, GLa...Gate line for writing and erasing, GLb...Gate line for reading, SL...
・Source line, DL...Drain line. Figure 1 Figure 7 Figure 8 Figure 3 (c) Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] メモリ用薄膜トランジスタとこのメモリ用薄膜トランジ
スタを選択する選択用薄膜トランジスタとを備えた薄膜
トランジスタメモリにおいて、前記選択用薄膜トランジ
スタを前記メモリ用薄膜トランジスタの両側に直列に設
けるとともに、前記メモリ用薄膜トランジスタと選択用
薄膜トランジスタとに、そのゲート電極と反対側に位置
しかつ電荷蓄積機能をもたないゲート絶縁膜を介して半
導体層と対向する読出し用の第2のゲート電極を設けた
ことを特徴とする薄膜トランジスタメモリ。
In a thin film transistor memory comprising a memory thin film transistor and a selection thin film transistor for selecting the memory thin film transistor, the selection thin film transistor is provided in series on both sides of the memory thin film transistor, and the memory thin film transistor and the selection thin film transistor are provided with: A thin film transistor memory characterized in that a second gate electrode for reading is provided opposite to the gate electrode and facing the semiconductor layer via a gate insulating film having no charge storage function.
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