JPH05235371A - 不揮発性メモリ - Google Patents

不揮発性メモリ

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JPH05235371A
JPH05235371A JP3976192A JP3976192A JPH05235371A JP H05235371 A JPH05235371 A JP H05235371A JP 3976192 A JP3976192 A JP 3976192A JP 3976192 A JP3976192 A JP 3976192A JP H05235371 A JPH05235371 A JP H05235371A
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JP
Japan
Prior art keywords
data
drain region
region
floating gate
source region
Prior art date
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Pending
Application number
JP3976192A
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English (en)
Inventor
Naoki Moriya
直樹 守谷
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データの読み出し動作を繰り返しても、デー
タを変化させてしまう虞れがなく、書き込まれたデータ
の信頼性が高い不揮発性メモリを提供することを目的と
する。 【構成】 フローティングゲート4は、ソース領域2の
先端部上にトンネル酸化膜を介して形成されている。こ
のため、データ読み出し時にドレイン領域3の近傍に発
生するホットエレクトロンは、ドレイン領域3及びコン
トロールゲート5に吸収され、フローティングゲート4
に注入されることを回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データの書き換えが可
能であると共に書き込まれたデータの保持に電力を必要
としない不揮発性メモリに関し、特にトンネル効果を利
用してデータの書き換えを行なう不揮発性メモリに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の不揮発性メモリとして、
スタック型不揮発性メモリ及びスプレッド型不揮発性メ
モリがある。
【0003】図9は、スタック型の従来の不揮発性メモ
リを示す模式図である。半導体基板21の表面には、n
型不純物を高濃度に導入して形成されたソース領域22
及びドレイン領域23が相互に離隔して配設されてい
る。また、ソース領域22の周囲にはn型不純物を低濃
度に導入して形成されたn- 領域26が設けられてい
る。更に、ドレイン領域23の周囲にはp型不純物を高
濃度に導入して形成されたp+ 領域27が設けられてい
る。
【0004】ソース領域22及びドレイン領域23間の
基板21上には、トンネル酸化膜(図示せず)を介して
フローティングゲート24が形成されている。また、こ
のフローティングゲート24上には、絶縁膜(図示せ
ず)を介してコントロールゲート25が形成されてい
る。
【0005】次に、このように構成された不揮発性メモ
リの動作について説明する。
【0006】データを消去する場合は、図9に示すよう
に、ソース領域22に高電圧(例えば、約12V)を印
加し、コントロールゲート25を接地電位とし、ドレイ
ン領域23を開放状態とする。そうすると、フローティ
ングゲート24に蓄積されていた電子は、トンネル効果
により、トンネル酸化膜を通過してソース領域22に移
動する。これにより、データの消去が完了する。
【0007】一方、データを書き込む場合には、図10
に示すように、ソース領域22を接地電位とし、コント
ロールゲート25に高電圧(例えば、約12V)を印加
し、ドレイン領域23に電源電圧(例えば、約5〜7
V)を印加する。そうすると、ソース領域22からドレ
イン領域23に電子が移動し、ドレイン領域23の近傍
にホットエレクトロンが発生する。このホットエレクト
ロンがコントロールゲート25に印加された高電圧のた
めに移動し、フローティングゲート24に注入され、ト
ランジスタのしきい値電圧が上昇する。このトランジス
タのしきい値電圧の高低をデータの“1”又は“0”に
対応させる。
【0008】図11は、スプレッド型の従来の不揮発性
メモリを示す模式図である。
【0009】半導体基板31の表面にはn型不純物を高
濃度で導入して形成されたソース領域32及びドレイン
領域33が相互に離隔して配設されている。この基板3
1上にはトンネル酸化膜(図示せず)が約100Åの膜
厚で形成されている。このトンネル酸化膜上には、フロ
ーティングゲート34が、その一部をドレイン領域33
の上方に置き、残部をチャネル領域(ソース領域32と
ドレイン領域33との間の領域)の上方に置いて形成さ
れている。また、コントロールゲート35は、ソース領
域32の先端部上からフローティングゲート34上の領
域に絶縁膜(図示せず)を介して形成されている。
【0010】次に、このスプレッド型不揮発メモリの動
作について説明する。
【0011】データを消去する場合は、図11に示すよ
うに、ドレイン領域33(ビットライン側)に高電圧
(例えば、約12V)を印加し、コントロールゲート3
5を接地電位とし、ソース領域32を開放状態とする。
そうすると、フローティングゲート34に蓄積されてい
た電子は、トンネル効果によりトンネル酸化膜を通過し
てドレイン領域33に移動する。これにより、データの
消去が完了する。
【0012】データを書き込む場合は、図12に示すよ
うに、ソース領域32を接地電位とし、ドレイン領域3
3に電源電圧(例えば、約5V)を印加すると共に、コ
ントロールゲート35に高電圧(例えば、約12V)を
印加する。そうすると、ソース領域32からドレイン領
域33に電子が移動し、ドレイン領域33の近傍にホッ
トエレクトロンが発生する。このホットエレクトロン
が、コントロールゲート35に印加された高電圧のため
に移動し、フローティングゲート34に注入される。こ
れにより、トランジスタのしきい値電圧が上昇する。こ
のトランジスタのしきい値電圧の高低をデータの“1”
又は“0”に対応させる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の不揮発性メモリには、書き込まれたデータの信
頼性が十分でないという問題点がある。即ち、従来の不
揮発性メモリにおいては、データの読み出し時にソース
領域からドレイン領域に電子が移動する。これにより、
書き込み時ほどではないものの、ドレイン領域の近傍で
発生したホットエレクトロンの一部がフローティングゲ
ートに注入され、フローティングゲートに電子が蓄積さ
れる。このため、読み出し動作を繰り返すと、トランジ
スタのしきい値電圧が徐々に上昇して、データが書き換
えられてしまう。このような現象は、トランジスタが微
細化されるほど顕著になる。
【0014】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、データの読み出し動作を繰り返してもデー
タが変化してしまうことがなく、書き込まれたデータの
信頼性が高い不揮発性メモリを提供することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係る不揮発性メ
モリは、半導体基板の表面に相互に離隔して形成された
ソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域の前記
ドレイン領域側先端部上にトンネル絶縁膜を介して選択
的に形成されたフローティングゲートと、このフローテ
ィングゲートの上方から前記ドレイン領域の先端部の上
方までの領域に絶縁膜を介して形成されたコントロール
ゲートとを有することを特徴とする。
【0016】
【作用】本発明においては、フローティングゲートが、
ソース領域の先端部上にトンネル絶縁膜を介して形成さ
れている。従って、フローティングゲートはドレイン領
域から離隔しており、データ読み出し時にドレイン領域
の近傍に発生するホットエレクトロンは、コントロール
ゲート及びドレイン領域に吸収される。このため、デー
タ読み出し時にフローティングゲートに電子が注入され
ることを回避できる。
【0017】なお、本発明に係る不揮発性メモリにおい
て、データを消去する場合には、ソース領域に高電圧
(例えば、12V)を印加し、コントロールゲートを接
地電位とする。これにより、フローティングゲートに蓄
積されていた電子は、トンネル効果により、トンネル絶
縁膜を通過してソース領域に移動し、データを消去する
ことができる。
【0018】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0019】図1は、本発明の第1の実施例に係る不揮
発性メモリを示す模式図である。
【0020】半導体基板1の表面には、ソース領域2及
びドレイン領域3が相互に離隔して形成されている。こ
の半導体基板1上にはトンネル酸化膜(図示せず)が形
成されており、このトンネル酸化膜上には、フローティ
ングゲート4が、その一部をソース領域2の上方に置
き、残部をチャネル領域(ソース領域2とドレイン領域
3との間の領域)の上方に置いて形成されている。ま
た、コントロールゲート5は、フローティングゲート4
上の領域からドレイン領域3上の領域に絶縁膜(図示せ
ず)を介して形成されている。
【0021】なお、前記トンネル酸化膜は、トンネル効
果による電子の移動及びホットエレクトロンの移動を容
易にするために、十分に薄く(約100Å以下)形成さ
れている。
【0022】次に、本実施例に係る不揮発性メモリの動
作について説明する。
【0023】データを消去する場合は、図1に示すよう
に、ソース領域2に高電圧(例えば、約12V)を印加
し、コントロールゲート5を接地電位とし、ドレイン領
域3を開放状態とする。そうすると、トンネル効果によ
り、フローティングゲート4に蓄積されていた電子はト
ンネル酸化膜を通過してソース領域2に移動する。これ
により、データの消去が完了する。
【0024】データを書き込む場合は、図2に示すよう
に、コントロールゲート5に高電圧(例えば、約12
V)を印加し、ソース領域2を接地電位とし、ドレイン
領域3を開放状態にする。そうすると、トンネル効果に
より、ソース領域2の電子がトンネル酸化膜を通過して
フローティングゲート4に移動し、フローティングゲー
ト4に電子が蓄積される。これにより、データの書き込
みが完了する。
【0025】また、データを書き込む場合は、図3に示
すようにしてもよい。即ち、コントロールゲート5に高
電圧(例えば、約12V)を印加し、ソース領域2に電
源電圧(例えば、約5V)を印加し、ドレイン領域3を
接地電位とする。そうすると、ドレイン領域3からソー
ス領域2に電子が移動し、ソース領域2の近傍にホット
エレクトロンが発生する。このホットエレクトロンがフ
ローティングゲート4に注入される。これにより、デー
タの書き込みが完了する。
【0026】データを読み出す場合には、図4に示すよ
うに、コントロールゲート5及びドレイン領域3に電源
電圧(例えば、約5V)を印加し、ソース領域2を接地
電位とする。そうすると、フローティングゲート4に蓄
積された電子の量に応じたドレイン電流が流れる。この
ドレイン電流の大小により、データの“1”又は“0”
を判定する。
【0027】本実施例においては、フローティングゲー
ト4がドレイン領域3から離れて設けられているため、
データの読み出し時にドレイン領域3の近傍にホットエ
レクトロンが発生しても、このホットエレクトロンはド
レイン領域3又はコントロールゲート5に吸収され、フ
ローティングゲート4には注入されない。従って、読み
出し動作を繰り返しても、トランジスタのしきい値電圧
の変化を回避することができる。このため、本実施例に
係る不揮発性メモリは書き込まれたデータの信頼性が高
い。
【0028】図5は、本発明の第2の実施例に係る不揮
発性メモリを示す模式図である。
【0029】半導体基板11の表面には、ソース領域1
2及びドレイン領域13が相互に離隔して形成されてい
る。この半導体基板11上にはトンネル酸化膜(図示せ
ず)が形成されており、このトンネル酸化膜上のソース
領域12の先端部上の領域にはフローティングゲート1
4が選択的に形成されている。また、ドレイン領域13
の先端部上の領域には、絶縁膜を介して選択ゲート16
が形成されている。更に、このフローティングゲート1
4及び選択ゲート16上には、絶縁膜を介してコントロ
ールゲート15が形成されている。
【0030】なお、本実施例においても、前記トンネル
酸化膜の膜厚は十分に薄く(約100Å以下)設定され
ている。
【0031】次に、本実施例の動作について説明する。
【0032】データを消去する場合には、図5に示すよ
うに、ソース領域12に高電圧(例えば、約12V)を
印加し、コントロールゲート15及び選択ゲート16を
接地電位とし、ドレイン領域13を開放状態とする。そ
うすると、フローティングゲート14に蓄積されていた
電子は、トンネル効果により、トンネル酸化膜を通過し
てソース領域12に移動する。これにより、データの消
去が完了する。
【0033】データを書き込む場合には、図6に示すよ
うに、コントロールゲート15に高電圧(例えば、12
V)を印加し、ソース領域12を接地電位とし、選択ゲ
ート16及びドレイン領域13を開放状態とする。そう
すると、トンネル効果により、ソース領域12からフロ
ーティングゲート14に電子が移動し、フローティング
ゲート14に電子が蓄積される。これにより、データの
書き込みが完了する。
【0034】また、データを書き込む場合には、図7に
示すようにしてもよい。即ち、ソース領域12及び選択
ゲート16に電源電圧(例えば、約5V)を印加し、コ
ントロールゲート15に高電圧(例えば、約12V)を
印加し、ドレイン領域13を接地電位とする。そうする
と、ドレイン領域13からソース領域12に電子が移動
し、ソース領域12の近傍にホットエレクトロンが発生
する。このホットエレクトロンが、コントロールゲート
15に印加された高電圧のために移動し、フローティン
グゲート14に注入される。これにより、データの書き
込みが完了する。
【0035】データを読み出す場合には、図8に示すよ
うにソース領域12を接地電位とし、ドレイン領域13
及び選択ゲート16に電源電圧(例えば、約5V)を印
加する。そして、第1の実施例と同様に、ドレイン電流
の大小により、データの“1”又は“0”を判定する。
【0036】本実施例においても、フローティングゲー
ト14がドレイン領域13から離れているため、読み出
し時にドレイン領域13の近傍に発生したホットエレク
トロンがフローティングゲート14に注入されることを
回避することができる。従って、第1の実施例と同様
に、データの読み出しを繰り返すことによりデータが書
き換えられてしまうことを回避できる。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ローティングゲートがソース領域の先端部上にトンネル
絶縁膜を介して形成されているから、データの読み出し
時にドレイン領域の近傍に発生するホットエレクトロン
がフローティングゲートに注入されることを回避でき
る。従って、本発明に係る不揮発性メモリは、読み出し
動作を繰り返し行なってもデータが変化してしまう虞れ
がなく、書き込まれたデータの信頼性が極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る不揮発性メモリを
示す模式図である。
【図2】同じくそのデータ書き込み時の動作を示す模式
図である。
【図3】同じくそのデータ書き込み時の動作を示す模式
図である。
【図4】同じくそのデータ読み出し時の動作を示す模式
図である。
【図5】本発明の第2の実施例に係る不揮発性メモリを
示す模式図である。
【図6】同じくそのデータ書き込み時の動作を示す模式
図である。
【図7】同じくそのデータ書き込み時の動作を示す模式
図である。
【図8】同じくそのデータ読み出し時の動作を示す模式
図である。
【図9】従来の不揮発性メモリを示す模式図である。
【図10】同じくそのデータ書き込み時の動作を示す模
式図である。
【図11】従来の他の不揮発性メモリを示す模式図であ
る。
【図12】同じくそのデータの書き込み時の動作を示す
模式図である。
【符号の説明】
1,11,21,31;半導体基板 2,12,22,32;ソース領域 3,13,23,33;ドレイン領域 4,14,24,34;フローティングゲート 5,15,25,35;コントロールゲート 16;選択ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11C 16/04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の表面に相互に離隔して形成
    されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域
    の前記ドレイン領域側先端部上にトンネル絶縁膜を介し
    て選択的に形成されたフローティングゲートと、このフ
    ローティングゲートの上方から前記ドレイン領域の先端
    部の上方までの領域に絶縁膜を介して形成されたコント
    ロールゲートとを有することを特徴とする不揮発性メモ
    リ。
JP3976192A 1992-02-26 1992-02-26 不揮発性メモリ Pending JPH05235371A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3976192A JPH05235371A (ja) 1992-02-26 1992-02-26 不揮発性メモリ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3976192A JPH05235371A (ja) 1992-02-26 1992-02-26 不揮発性メモリ

Publications (1)

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JPH05235371A true JPH05235371A (ja) 1993-09-10

Family

ID=12561932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3976192A Pending JPH05235371A (ja) 1992-02-26 1992-02-26 不揮発性メモリ

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JP (1) JPH05235371A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008004831A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Denso Corp 不揮発性メモリトランジスタおよびその駆動方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008004831A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Denso Corp 不揮発性メモリトランジスタおよびその駆動方法

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