JPS5963766A - 半導体メモリ装置 - Google Patents
半導体メモリ装置Info
- Publication number
- JPS5963766A JPS5963766A JP57175551A JP17555182A JPS5963766A JP S5963766 A JPS5963766 A JP S5963766A JP 57175551 A JP57175551 A JP 57175551A JP 17555182 A JP17555182 A JP 17555182A JP S5963766 A JPS5963766 A JP S5963766A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- memory
- regions
- impurity
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/68—Floating-gate IGFETs
- H10D30/681—Floating-gate IGFETs having only two programming levels
Landscapes
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体メモリ装置に係り、特に、フローティ
ング・ゲート・アバランシ・インジェクション・メタル
・オキサイド・セミコンダクタ(Floating g
ate Avalanche 1njection M
etal 0xide Sem1conductor
:、FAMO8)などの電荷蓄積機構を有する電界効果
形トランジスタを用いた不揮発性の半導体メモリ装置の
改良に関するものである0 絶縁膜中に埋め込まれたフローティングゲートに電荷を
注入して、情報を保持する電界効果形トランジスタは通
常その構造およびその利用する物理現象からFAMO8
と呼ばれている。以下このFAMO8を例に挙りて説明
する。
ング・ゲート・アバランシ・インジェクション・メタル
・オキサイド・セミコンダクタ(Floating g
ate Avalanche 1njection M
etal 0xide Sem1conductor
:、FAMO8)などの電荷蓄積機構を有する電界効果
形トランジスタを用いた不揮発性の半導体メモリ装置の
改良に関するものである0 絶縁膜中に埋め込まれたフローティングゲートに電荷を
注入して、情報を保持する電界効果形トランジスタは通
常その構造およびその利用する物理現象からFAMO8
と呼ばれている。以下このFAMO8を例に挙りて説明
する。
第1図はこのFAMO8の構造をボす断面図てある。図
示のように、半導体基板+11にソース(2)およびド
レイン(3)が形成され、このソース(2)およびドレ
イン(3)にまたがって基板(1)の上にフローティン
グゲート(4)およびコントロールゲート(5)が絶縁
膜(6)内に埋め込1れた形で形成されている。基板(
1)およびソース(2)を接地電位に保ち、ドレイン(
3)オよひコンlロールゲート(5)に高霜1圧を印加
し、ドレイン(3)の近傍でアバランシェ・ブレイクダ
ウン現象を生せしめる。そうすると、フローティングゲ
ート(4)に電子が注入され、このFAMO8のしきい
値が変化する。このようにしてFAMOEIへの書き込
みが行なわれる。注入された電子はフローティングゲー
ト(4)が絶縁膜(6)に囲まれているので、ここに保
持される。消去は紫外線を照射して、電子にエネルキー
を与え、電子を放出させFAMO8のし外い値を元に戻
すことで行なわれる。
示のように、半導体基板+11にソース(2)およびド
レイン(3)が形成され、このソース(2)およびドレ
イン(3)にまたがって基板(1)の上にフローティン
グゲート(4)およびコントロールゲート(5)が絶縁
膜(6)内に埋め込1れた形で形成されている。基板(
1)およびソース(2)を接地電位に保ち、ドレイン(
3)オよひコンlロールゲート(5)に高霜1圧を印加
し、ドレイン(3)の近傍でアバランシェ・ブレイクダ
ウン現象を生せしめる。そうすると、フローティングゲ
ート(4)に電子が注入され、このFAMO8のしきい
値が変化する。このようにしてFAMOEIへの書き込
みが行なわれる。注入された電子はフローティングゲー
ト(4)が絶縁膜(6)に囲まれているので、ここに保
持される。消去は紫外線を照射して、電子にエネルキー
を与え、電子を放出させFAMO8のし外い値を元に戻
すことで行なわれる。
めでみる。いま、コントロールゲート(5)の電位をv
Co Iソース(2)の電位をvs、ドレイン(3)の
電位を■8.フローティングゲート(4)の電位をV、
。。
Co Iソース(2)の電位をvs、ドレイン(3)の
電位を■8.フローティングゲート(4)の電位をV、
。。
コントロールケート(5)トフローティンyゲ、−ト(
4)との間の容量を02.フローティングゲート(4)
とドレイン(3)との曲の容量を03.フローデインク
ゲ−H4)と基板fi+との間の容量を01.フローテ
ィンyゲ−)+41にある電荷量をQとすると、c 、
(v、o−VS) +c2(v、 o−v、 。)−
1−03(V、、−Vo)−o、=o−−−〔l〕が成
立する。ここで、V : 7.5V 、 V、 =
IVのとG き、■FOがちょうど0.3V程度となり、ソース(2
)とドレイン(3)との間にチャネルが形成されると仮
定し、例えば、C2= 256.2X10” F 、
C3= 8.88X10−16F 、 C、−402
,4X1.OFとすれば、Cl3式がらQ=7.40!
+0.4G −0,60=183’7.692X
lO(クーロン)2 3 1 となる。電子1個当シの電荷を1.602X10 ク
ーロンとすると、 N=1837.692X10 /1.602XIO
#1.15xxo((liDすなわち、1つのフローデ
ィングゲート(4)に約115万個の電子が蓄積されて
いることになる。この電子が保持されているうちはソー
ス(2)とドレイン(3)との間にチャネル形成を非常
に困難としており、コントロールゲート(5)に7.5
W以上の電圧を印加しないとチャネルは形成されない。
4)との間の容量を02.フローティングゲート(4)
とドレイン(3)との曲の容量を03.フローデインク
ゲ−H4)と基板fi+との間の容量を01.フローテ
ィンyゲ−)+41にある電荷量をQとすると、c 、
(v、o−VS) +c2(v、 o−v、 。)−
1−03(V、、−Vo)−o、=o−−−〔l〕が成
立する。ここで、V : 7.5V 、 V、 =
IVのとG き、■FOがちょうど0.3V程度となり、ソース(2
)とドレイン(3)との間にチャネルが形成されると仮
定し、例えば、C2= 256.2X10” F 、
C3= 8.88X10−16F 、 C、−402
,4X1.OFとすれば、Cl3式がらQ=7.40!
+0.4G −0,60=183’7.692X
lO(クーロン)2 3 1 となる。電子1個当シの電荷を1.602X10 ク
ーロンとすると、 N=1837.692X10 /1.602XIO
#1.15xxo((liDすなわち、1つのフローデ
ィングゲート(4)に約115万個の電子が蓄積されて
いることになる。この電子が保持されているうちはソー
ス(2)とドレイン(3)との間にチャネル形成を非常
に困難としており、コントロールゲート(5)に7.5
W以上の電圧を印加しないとチャネルは形成されない。
フローティングゲート(4)を囲む絶縁膜(6)に欠陥
などが存在すると、そこから電子が逃は情報が消失して
しまう。
などが存在すると、そこから電子が逃は情報が消失して
しまう。
FAMO8の情報消失のメカニズムとしてはもう一つあ
る。それは、フローティングゲート(4)に保持された
電子に引かれて0イオンがフローティングゲート(4)
近傍に蓄積されるメカニズムである。
る。それは、フローティングゲート(4)に保持された
電子に引かれて0イオンがフローティングゲート(4)
近傍に蓄積されるメカニズムである。
第2図はFAMO8の第1図の断面とは直角方向の面で
の断面図で、(7)は分離用絶縁層である。FAMO8
のどこか〔例えば、基板fll中、分離用絶縁J命(7
)上〕に可動Oイオンが存在すると、これはフローティ
ングゲート(4)中の電子が作る電界によって図に破線
矢印で示すように移動し、フローティングゲート(4)
の近傍に蓄積される。このtV 3Wされた■イオンの
電荷はフロ−ティングゲート1子の効果を相殺する。従
って、フローティングゲ−) +41中の電荷は減少し
ないのに、全体として、この電子が逃けたと同じ効果を
及はし、記憶情報を消失するに至る。
の断面図で、(7)は分離用絶縁層である。FAMO8
のどこか〔例えば、基板fll中、分離用絶縁J命(7
)上〕に可動Oイオンが存在すると、これはフローティ
ングゲート(4)中の電子が作る電界によって図に破線
矢印で示すように移動し、フローティングゲート(4)
の近傍に蓄積される。このtV 3Wされた■イオンの
電荷はフロ−ティングゲート1子の効果を相殺する。従
って、フローティングゲ−) +41中の電荷は減少し
ないのに、全体として、この電子が逃けたと同じ効果を
及はし、記憶情報を消失するに至る。
第3図はyAMosを用いたメモリ装置の一例を示すブ
ロック措成図で、(101はF’ A M OElをマ
トリクス状に配列したメモリアレイ、(11)はアドレ
ス入力端子、(lz)はアドレスバッファ、(+3)け
アドレスデコーダ、Hはデータ入出力回路、(15)は
データ入出力端子、(1ωはプログラム制御回路、(1
ηはプログラム制御46号入力端子である。
ロック措成図で、(101はF’ A M OElをマ
トリクス状に配列したメモリアレイ、(11)はアドレ
ス入力端子、(lz)はアドレスバッファ、(+3)け
アドレスデコーダ、Hはデータ入出力回路、(15)は
データ入出力端子、(1ωはプログラム制御回路、(1
ηはプログラム制御46号入力端子である。
近年、メモリの製造技術が進歩し、微細加工が可能とな
り、これに伴って、メモリの記憶容量が人外< t、C
ってきている。すなわち、第3図のメモリアレイ(11
+lに含まれるトランジスタの数が飛躍的に増加してき
ている。その結果、情報書き込み後のメモリアレイ(1
0)に蓄えられる電子の、獣も多くなっている。例えば
、64キロビツトのメモリアレイでは前述のメモリトラ
ンジスタを用いるとすれば、最大時には 1’、150.000個X ’64.000=1.3X
IO個の電子となり、可動イオンに対する引力も大巻な
ものになっている。また、メモリ容量が更に大きくなれ
ば、−凧・大きい問題となる。
り、これに伴って、メモリの記憶容量が人外< t、C
ってきている。すなわち、第3図のメモリアレイ(11
+lに含まれるトランジスタの数が飛躍的に増加してき
ている。その結果、情報書き込み後のメモリアレイ(1
0)に蓄えられる電子の、獣も多くなっている。例えば
、64キロビツトのメモリアレイでは前述のメモリトラ
ンジスタを用いるとすれば、最大時には 1’、150.000個X ’64.000=1.3X
IO個の電子となり、可動イオンに対する引力も大巻な
ものになっている。また、メモリ容量が更に大きくなれ
ば、−凧・大きい問題となる。
この発明は以上のような点に鑑みてなされたもノテ、メ
% IJアレイ以外の部分からの■イオンの進行を阻止
するようにすることによって、記憶保持の時間を長くし
、@軸度の高い半導体メモリ装置を提供することを目的
としている。
% IJアレイ以外の部分からの■イオンの進行を阻止
するようにすることによって、記憶保持の時間を長くし
、@軸度の高い半導体メモリ装置を提供することを目的
としている。
第4図はこの発明の一実施例を示す平面図で、半導体基
板tliの上に第3図のメモリ装置を構成したときの集
積回路チップのl/イアウドを示したものである。第3
図と同一符号は同等部分を示す。
板tliの上に第3図のメモリ装置を構成したときの集
積回路チップのl/イアウドを示したものである。第3
図と同一符号は同等部分を示す。
Hはメモリアレイ(101におけるF A M、 OS
のソースおよびドレインを形成する不純物と同じ伝導形
の不純物拡散層で、(則は不純物拡散層(1@と電気的
に接続されたアルミニウム、モリブデン等の導電体層で
あって、ともにメモリアレW (1(++を完全に環状
にとり囲んで環状価域(gjiを構成している。
のソースおよびドレインを形成する不純物と同じ伝導形
の不純物拡散層で、(則は不純物拡散層(1@と電気的
に接続されたアルミニウム、モリブデン等の導電体層で
あって、ともにメモリアレW (1(++を完全に環状
にとり囲んで環状価域(gjiを構成している。
餓5図はメモリアレイ(+01の端部のF A M O
Sと、これに隣接する上記不純物拡散14014および
導電体層O旬の一部との構成を示す拡大部分断面図で′
ある。
Sと、これに隣接する上記不純物拡散14014および
導電体層O旬の一部との構成を示す拡大部分断面図で′
ある。
このように構成されているので、メモリアレイ(1o)
の外部(第6図では右側方向)に存在する可動Oイオン
はフローティグゲート(4)の電子θがつくる電界によ
って左方へ移動してくるが、不純物拡散層(国、導電体
層Q9)が設けられており、半導体基板ill中の可動
[有]イオンは不純物拡散層(1〜に、また、半導体基
板il+の表面′または表面上の可動■イオンは導電体
76!(+9+によって遮へいされ、FAMOSからの
′電界のこの位1シから左方へ及ぼす効果は極めて少な
くなる。この不純物拡散層0樟および導電体層(I9)
をメモリ装置の基準電位(通常は接地電位)に保つこと
は可動■イオンをすみやかに放出するのに有効である。
の外部(第6図では右側方向)に存在する可動Oイオン
はフローティグゲート(4)の電子θがつくる電界によ
って左方へ移動してくるが、不純物拡散層(国、導電体
層Q9)が設けられており、半導体基板ill中の可動
[有]イオンは不純物拡散層(1〜に、また、半導体基
板il+の表面′または表面上の可動■イオンは導電体
76!(+9+によって遮へいされ、FAMOSからの
′電界のこの位1シから左方へ及ぼす効果は極めて少な
くなる。この不純物拡散層0樟および導電体層(I9)
をメモリ装置の基準電位(通常は接地電位)に保つこと
は可動■イオンをすみやかに放出するのに有効である。
環状領域留1)の外側から移動■イオンが供給される場
合は上記実施例の構成の効果は非常に大きく、第6図は
その効果を示す特性図で、この発明の構成を有しない従
来のものでは破線的t’ffl Aに示すように、メモ
リトランジスタのしきい値゛市、圧〔フローティングゲ
ート(4)中の電子の量−に比例する。〕が200hr
tでに急激に下るのに対して、この実施例のものは笑
組曲+MBに示すように500hr経ても減衰は殆んど
ない。
合は上記実施例の構成の効果は非常に大きく、第6図は
その効果を示す特性図で、この発明の構成を有しない従
来のものでは破線的t’ffl Aに示すように、メモ
リトランジスタのしきい値゛市、圧〔フローティングゲ
ート(4)中の電子の量−に比例する。〕が200hr
tでに急激に下るのに対して、この実施例のものは笑
組曲+MBに示すように500hr経ても減衰は殆んど
ない。
上記実施例ではフローティングゲート形メモリ装置につ
いて説明したが、例えばMNOS(MetalNitr
ide Oxi+ie 5erniconductor
)など電荷を蓄積できるメモリ装置には広くこの発明は
適用できる0以上説明したように、この発明の半導体メ
モリ装置ではメモリアレイの周囲を囲んでメモリトラン
ジスタのソース、ドレイン2同じ伝導形の不純物導入層
とこれに沿って形成され電気的に接続された導電体層を
設けたのでメモリアレイ部への外部からの電荷の流入に
よる記憶電荷の減衰は防止され@軸度を高くすることが
できる。
いて説明したが、例えばMNOS(MetalNitr
ide Oxi+ie 5erniconductor
)など電荷を蓄積できるメモリ装置には広くこの発明は
適用できる0以上説明したように、この発明の半導体メ
モリ装置ではメモリアレイの周囲を囲んでメモリトラン
ジスタのソース、ドレイン2同じ伝導形の不純物導入層
とこれに沿って形成され電気的に接続された導電体層を
設けたのでメモリアレイ部への外部からの電荷の流入に
よる記憶電荷の減衰は防止され@軸度を高くすることが
できる。
第1図はFAMOSの構造を示す断面図、第2図はF
A M OSの第1図の断面とは直角方向の面での断面
図、第3図はFAMOSを用いたメそす装置の一例を示
すブロック構成図、第4図はこの発明の一実施例を示す
平面図、第5図はこの実施例におけるメモリアレイの端
部近傍の構造を示す拡大部分断面図、第6図はこの発明
の効果を示す特性図である。 図において、(1)は半導体基板、(2)はソース、(
3)はドレイン、(4)はフローティングゲート、(5
)はコントロールゲー1−.101はメモリアレイ、0
2)はアドレスバッファ、(1mはアドレスデコーダ、
(14)はデータ人出力バツファ、(1〜は不純物導入
層、θ9)は導電体層、媚は環状領域でおる。 なお、図中同一符号は同−一または相当部分を示す0 代理人 葛 野 化 −(外1名)第1図 第2図 2.3 第3図 第4図 2/1 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭51−175551号2
、発明の名称 半導体メモリ装置3、補正をする者 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 6、補正の内容 fi+ 明細書の特許請求の範囲を添付別紙記載の通
りに訂正する。 7、添付書類の目録 訂正後の特許請求の範囲を示す書面 1通以上 特許請求の範囲 +l) ソース、トレイン、コントロールゲートおよ
びこのコントロールゲートの直下の絶縁膜内に設けられ
た電荷保持機構を有し上記電荷保持機構に電荷を保持し
または保持しないことによって情報を記憶する電界効果
トランジスタを複数個マトリックス状に配列したメモリ
アレイと、少なくともアドレス選択回路およびデータ入
出力回路を有する周辺回路とが1つの半導体基板上に構
成されたものにおいて、上記メモリアレイの周囲を囲み
上記周辺回路と隔てるように上記半導体基板の表面部に
形成され上記ソースおよびドレインと同一伝導形を有す
る不純物導入層と、この不純物導入層に沿って上記半導
体基板の表面上に形成され上記不純物導入層に“電気的
に接続された導電体層とを備えたことを特徴とする半導
体メモリ装置。 (2)不純物導入層と導電体層とをメモリ装置の基準電
位点に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体メモリ装置。 (3) メモリ装置の基準電位が接地電位であること
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体メモリ
装置。
A M OSの第1図の断面とは直角方向の面での断面
図、第3図はFAMOSを用いたメそす装置の一例を示
すブロック構成図、第4図はこの発明の一実施例を示す
平面図、第5図はこの実施例におけるメモリアレイの端
部近傍の構造を示す拡大部分断面図、第6図はこの発明
の効果を示す特性図である。 図において、(1)は半導体基板、(2)はソース、(
3)はドレイン、(4)はフローティングゲート、(5
)はコントロールゲー1−.101はメモリアレイ、0
2)はアドレスバッファ、(1mはアドレスデコーダ、
(14)はデータ人出力バツファ、(1〜は不純物導入
層、θ9)は導電体層、媚は環状領域でおる。 なお、図中同一符号は同−一または相当部分を示す0 代理人 葛 野 化 −(外1名)第1図 第2図 2.3 第3図 第4図 2/1 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭51−175551号2
、発明の名称 半導体メモリ装置3、補正をする者 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄 6、補正の内容 fi+ 明細書の特許請求の範囲を添付別紙記載の通
りに訂正する。 7、添付書類の目録 訂正後の特許請求の範囲を示す書面 1通以上 特許請求の範囲 +l) ソース、トレイン、コントロールゲートおよ
びこのコントロールゲートの直下の絶縁膜内に設けられ
た電荷保持機構を有し上記電荷保持機構に電荷を保持し
または保持しないことによって情報を記憶する電界効果
トランジスタを複数個マトリックス状に配列したメモリ
アレイと、少なくともアドレス選択回路およびデータ入
出力回路を有する周辺回路とが1つの半導体基板上に構
成されたものにおいて、上記メモリアレイの周囲を囲み
上記周辺回路と隔てるように上記半導体基板の表面部に
形成され上記ソースおよびドレインと同一伝導形を有す
る不純物導入層と、この不純物導入層に沿って上記半導
体基板の表面上に形成され上記不純物導入層に“電気的
に接続された導電体層とを備えたことを特徴とする半導
体メモリ装置。 (2)不純物導入層と導電体層とをメモリ装置の基準電
位点に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体メモリ装置。 (3) メモリ装置の基準電位が接地電位であること
を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体メモリ
装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) ソース、ドレイン、コントロールケートお≠
≠ミミに電荷を保持しまたは保持しないことによって情
報を記憶する電界効果トランジスタを複を有する周辺回
路とが1つの半導体基板上に構成されたものにおいて、
上記メモリアレイの周囲を囲み上記周辺回路と隔てるよ
うに上記半導体基板の表面部に形成され上記ソースおよ
びドレインと同一伝導形を有する不純物導入層と、この
不純物導入層に沿って上記半導体基板の表面上に形成さ
れ上記不純物J−に電気的に接続された導電体層とを備
えたことを特徴とする半導体メモリ装置。 (21不純物導入層と導電体層とをメモリ装置の基準電
位点に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体メモリ装置。 (3)、メモリ装置の基準電位が接地電位であることを
特徴とする特許請求の範囲第2項記載の半導体メモリ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57175551A JPS5963766A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体メモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57175551A JPS5963766A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体メモリ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963766A true JPS5963766A (ja) | 1984-04-11 |
Family
ID=15998052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57175551A Pending JPS5963766A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 半導体メモリ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963766A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10447775B2 (en) | 2010-09-30 | 2019-10-15 | A10 Networks, Inc. | System and method to balance servers based on server load status |
| US10484465B2 (en) | 2011-10-24 | 2019-11-19 | A10 Networks, Inc. | Combining stateless and stateful server load balancing |
| US10516577B2 (en) | 2012-09-25 | 2019-12-24 | A10 Networks, Inc. | Graceful scaling in software driven networks |
| US11005762B2 (en) | 2013-03-08 | 2021-05-11 | A10 Networks, Inc. | Application delivery controller and global server load balancer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4843881A (ja) * | 1971-10-07 | 1973-06-25 | ||
| JPS5122379A (ja) * | 1974-08-19 | 1976-02-23 | Sony Corp |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57175551A patent/JPS5963766A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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