JPS631053A - Semiconductor nonvolatile ram - Google Patents

Semiconductor nonvolatile ram

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JPS631053A
JPS631053A JP61144541A JP14454186A JPS631053A JP S631053 A JPS631053 A JP S631053A JP 61144541 A JP61144541 A JP 61144541A JP 14454186 A JP14454186 A JP 14454186A JP S631053 A JPS631053 A JP S631053A
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nonvolatile ram
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豊 林
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芳和 小島
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Abstract

PURPOSE:To prevent the flowing of excess junction working currents on erasing, and to simplify and miniaturize the constitution of a semiconductor nonvolatile RAM coupled with an EEPROM by forming an erasing region in the EEPROM in regions except a drain. CONSTITUTION:An erasing electrode 7 forming an EEPROM storing the memory contents of a semiconductor nonvolatile RAM and recalling by erasing is shaped outside a drain region 3, not on the drain region 3. Consequently, even when high voltage is applied for erasing to the electrode 7 on recall, erasing currents do not flow through the region 3 as junction leakage currents, and memory contents stored in a floating gate 6 are transferred to the nonvolatile RAM and erased. Accordingly, erasing currents can be reduced, and a high-voltage generating circuit can be manufactured in a small-sized type one having small current capacitance with the reduction of erasing currents, thus simplifying and miniaturizing the semiconductor nonvolatile RAM to be coupled with the EEPROM.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コンピュータ等の電子機器に利用されてい
る半導体不揮発性RAMに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor nonvolatile RAM used in electronic equipment such as computers.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、半導体不揮発性RAMにおいて、半導体不
揮発性メモリの構成要素である電気的書換え可能なRO
Mの構造を改良することにより、情報量の多い半導体不
揮発性RAMを提供するものである。
The present invention provides an electrically rewritable RO, which is a component of a semiconductor nonvolatile memory, in a semiconductor nonvolatile RAM.
By improving the structure of M, a semiconductor nonvolatile RAM with a large amount of information can be provided.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の半導体不揮発性RA Mを第2図(alに示す。 A conventional semiconductor nonvolatile RAM is shown in FIG. 2 (al).

スクティノクRA MのノードAにトランジスタTI、
T2、第3を接続したものである。
A transistor TI is connected to the node A of the Scutinok RAM.
T2 and the third are connected.

(参考文献; I[iEE Journal of 5
did 5tatecircuits  vol  5
c−18m5  PP525 〜531)〔発明が解決
しようとする間J点〕 第2図[alに示したような従来の半導体不揮発性RA
Mにおいて、スタティックRA Mの悄叩を記憶するた
めのEEPROM (電気的に書換え可能な読み出し専
用メモリ)第2の情報を消去する時にトランジスタT、
を介して、トランジスタT2のドレイン領域に約18V
の高電圧が印加される。
(References; I[iEE Journal of 5
did 5tate circuits vol 5
c-18m5 PP525 ~ 531) [Point J while the invention is trying to solve] Conventional semiconductor non-volatile RA as shown in Fig. 2 [al.
In M, when erasing the EEPROM (electrically rewritable read-only memory) second information for storing static RAM M, a transistor T,
approximately 18V to the drain region of transistor T2 via
high voltage is applied.

このE E F ROMの断面図を第2図山)に示す。A cross-sectional view of this EEF ROM is shown in Figure 2).

このために、従来の半導体不揮発性RAMを高ビツト集
積しようとすると、高電圧が印加されたドレイン領域と
基板との間のリーク?ii流の量が多くなり、集積回路
内に形成する高電圧発生回路の面積が非常に大きくなっ
てしまった。即ち、集積回路が大きくなるために、安価
な半導体不揮発性メモリを製造することが困難であった
For this reason, when attempting to integrate a conventional semiconductor nonvolatile RAM with a high bit density, leakage occurs between the drain region to which a high voltage is applied and the substrate. ii) The amount of current has increased, and the area of the high voltage generation circuit formed within the integrated circuit has become extremely large. That is, it has been difficult to manufacture inexpensive semiconductor nonvolatile memories because the integrated circuits have become larger.

本発明は、上記の欠点を克服するためになされたもので
あり、集積回路の面積が小さい安価な半導体不揮発性メ
モリを形成することを目的とじている。
The present invention has been made to overcome the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to form an inexpensive semiconductor nonvolatile memory with a small integrated circuit area.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点は、EEPROMの電荷蓄積機構の1つであ
る浮遊ゲートへ電荷を出し入れする消去領域が第2図(
blのようにドレイン上に形成されていたために生じた
。この問題を解決するために本発明では消去領域を、ド
レイン上に設けない構成をとる。すなわち、具体的に述
べれば、揮発性メモリの記憶ノードと電気的に結合した
第1のチャネル形成領域と、該第1のチャネル形成領域
と電気的に結合した第2のチャネル形成領域と、該第2
のチャネル形成領域と、電気的に結合した第3のチャネ
ル形成領域と、上記第1のチャネル形成領域に形成され
る第1のチャネルを制御する第1のゲート電極と、上記
第2のチャネル形成領域上に設けられた電荷蓄積機構と
、該電荷蓄積機構の電荷ないしは上記第2のチャネル形
成領域に形成される第2のチャネルを制御する第2のゲ
ート電極と、上記第3のチャネル形成領域に形成される
第3のチャネルを制御する第3のゲート電極と、前記第
3のチャネル形成領域と電気的に結合した再生領域とか
ら少なくとも構成する。「チャネル形成領域と電気的に
結合する」とはチャネルが形成されたときに直接又は第
3の領域を介して電気的に導J状態となることを言い、
電荷蓄積機構とは、浮遊ゲート、多層絶縁膜構造等の電
子、正札等を不揮発性に保持するか、強XA M体層の
ように分極状態を長門保持できる層を意味する。第2の
ゲート電極は第2のチャネルを制御するときは、大室絶
縁ゲートとなっているが、消去、ストアの動作のときは
電荷蓄積機構との間に?J流の流出入がある場合がある
。又電荷蓄積機構は、第2のゲート電極の電圧によって
第2のチャネル形成領域との間に電荷の流出入を行って
消去、ストアを行う場合もある。更に第1.第2のゲー
トは、第1゜第2のチャネル形成領域とショー/ トキ
バリア、ヘテロ接合、pn接合を形成するか、絶縁膜を
介して容2拮合していれ;X目的を達成するが、上記電
荷蓄積機F1がが浮遊ゲートであり、浮遊ゲート間に高
電圧を印加したときに電流が流れる程、薄い絶縁膜を介
して、浮遊ゲートと重なりの部分を有するときは、電荷
蓄積機構から電荷の出し入れを行うことにより消去動作
に用いることができる。第2のゲート電極は更に複数と
することもできる。
The problem mentioned above is that the erase region that transfers charges into and out of the floating gate, which is one of the charge storage mechanisms of EEPROM, is
This occurred because it was formed on the drain like bl. In order to solve this problem, the present invention adopts a configuration in which the erase region is not provided on the drain. Specifically, a first channel forming region electrically coupled to a storage node of a volatile memory, a second channel forming region electrically coupled to the first channel forming region, and a second channel forming region electrically coupled to the first channel forming region; Second
a channel forming region, a third channel forming region electrically coupled to each other, a first gate electrode for controlling a first channel formed in the first channel forming region, and a second channel forming region. a charge storage mechanism provided on the region; a second gate electrode that controls the charge of the charge storage mechanism or a second channel formed in the second channel formation region; and the third channel formation region. and a reproducing region electrically coupled to the third channel forming region. "Electrically coupled with the channel forming region" refers to being electrically conductive directly or through a third region when a channel is formed,
The charge storage mechanism means a layer that non-volatilely holds electrons, a genuine plate, etc., such as a floating gate or a multilayer insulating film structure, or a layer that can maintain a polarized state, such as a strong XAM body layer. The second gate electrode is a large insulated gate when controlling the second channel, but is it connected to the charge storage mechanism during erase and store operations? There may be cases where there is an inflow or outflow of J style. In some cases, the charge storage mechanism performs erasing and storage by flowing charges into and out of the second channel forming region using the voltage of the second gate electrode. Furthermore, the first. The second gate may be connected to the second channel forming region by forming a short barrier, a heterojunction, a pn junction, or via an insulating film; When the charge storage device F1 is a floating gate and has an overlapping portion with the floating gate through an insulating film so thin that current flows when a high voltage is applied between the floating gates, the charge storage mechanism It can be used for erasing operations by transferring charges in and out. A plurality of second gate electrodes may also be provided.

なお、F揮発性メモリの記憶ノードJとは第2図ta+
のノードAのように情報を電気的に蓄積している回路の
結節点又は後述のグイナミソクメモリ又はlトランジス
タスタティックメモリの物性的な情報蓄積領域を意味す
る。
Note that the storage node J of the F volatile memory is ta+ in FIG.
It means a node in a circuit that stores information electrically, such as node A, or a physical information storage area of a memory or static memory, which will be described later.

〔作用〕[Effect]

E[EPROMの消去領域をドレイン以外の領域に形成
することにより、消去領域は他の領域と半導体接合を形
成することがないために、高電圧印加による過大な接合
リーク電流が流れることなくEEPROMの情報を消去
できる。又は、消去に際して半導体接合に高電圧が印加
されないので、リーク電流が小さい。従って、高電圧発
生回路(よ1流容量が小さくてすみ、安価な半導体不揮
発性メモリを提供できる。更に、従来よりはユニ、トセ
ル構成が小面積あるいは素子数の少ないN V RAM
が実現出来る。
E[By forming the erase region of an EPROM in a region other than the drain, the erase region does not form a semiconductor junction with other regions, so that an excessive junction leakage current due to high voltage application does not flow and the EEPROM can be erased. Information can be deleted. Alternatively, since no high voltage is applied to the semiconductor junction during erasing, leakage current is small. Therefore, it is possible to provide a low-cost semiconductor non-volatile memory because the high voltage generation circuit (1 current capacity) is small.Furthermore, the uni-cell configuration is smaller in area or has a smaller number of elements than the conventional N V RAM.
can be realized.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の半導体不揮発性RAMの第1の実施例を第1図
、第3図〜第7図を用いて説明する。
A first embodiment of the semiconductor nonvolatile RAM of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 7.

第1図は、本発明の半導体不揮発性RAMの第1の実施
例である。スタティックRAMのノードCに破線で囲ま
れたようなEEFROMが接続されている。この破線内
で囲まれた本発明に通用されるEEFROMの断面図を
第3図に示す。このEEPROMは、P型半導体基板l
又は基板中に分離されたP型チャネル形成領域の表面に
互いに間隔をおいて、N′領域のソース領域2とドレイ
ン領域3 (再生領域として動作する)が形成されてお
り、ソース・ドレイン領域間のチャネル形成領y5(第
1.第2.第3チヤネル形成領域)上にはゲート電極4
 (第1のゲート電極として動作)と浮遊ゲート電極6
(電荷蓄積機構)と消去電極(ECと略す)7 (第3
のゲート電極として動作)が直列に形成されている。ま
た、浮遊ゲート電極CFGと略す)6の上には、制Jl
ilゲート酸化膜9を介して制御ゲー)’m1(Ccと
略す)5 (第2のゲート電極として動作)が形成され
ている。消去電極7と浮遊ゲート電極とは消去絶縁膜2
Iを介して対向する部分を有する。
FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor nonvolatile RAM of the present invention. An EEFROM surrounded by a broken line is connected to node C of the static RAM. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the EEFROM applicable to the present invention, surrounded by this broken line. This EEPROM uses a P-type semiconductor substrate l.
Alternatively, a source region 2 and a drain region 3 (operating as a reproducing region) of the N' region are formed at a distance from each other on the surface of a P-type channel forming region separated in the substrate, and a A gate electrode 4 is formed on the channel formation region y5 (first, second and third channel formation regions).
(operates as the first gate electrode) and floating gate electrode 6
(charge storage mechanism) and erase electrode (abbreviated as EC) 7 (third
(acting as gate electrodes) are formed in series. In addition, on the floating gate electrode CFG) 6, a control Jl
A control gate)'m1 (abbreviated as Cc)5 (operates as a second gate electrode) is formed through the il gate oxide film 9. The erase electrode 7 and the floating gate electrode are the erase insulating film 2.
It has opposing parts via I.

まず、本発明の半導体不揮発性メモリのストア動作につ
いて説明する。ストア動作とは、スタティックRAMの
情報をE E F ROMへ転送することを言う。まず
、消去電極7に約20Vと高電圧を印加して浮遊ゲート
電極6の中の電子を消去4色縁膜を介して抜き取る。こ
の時、ソース・ドレイン領域間をチャネル2?aが流れ
ないように第1のゲート電極4の電位を設定しておかな
ければならない。 次に、制御ゲート電極5に約20V
の高電圧を印加する。このときの第1のゲート電極4の
電位は、第1図においてノードCの電位が高いレベルの
時は第1のチャネルがOFF、低いレー、ルの時は第1
のチャネルがONするようなレベルに設定する。また、
消去電極7の電位は、その下の第3のチャネルがOFF
する電位に設定する。
First, the store operation of the semiconductor nonvolatile memory of the present invention will be explained. The store operation refers to transferring information from static RAM to EEF ROM. First, a high voltage of about 20 V is applied to the erase electrode 7 to extract electrons in the floating gate electrode 6 through the erase four-color frame film. At this time, channel 2? The potential of the first gate electrode 4 must be set so that a does not flow. Next, about 20V is applied to the control gate electrode 5.
Apply a high voltage of At this time, the potential of the first gate electrode 4 is as follows: in FIG. 1, when the potential of the node C is at a high level, the first channel is OFF;
Set the level so that the channel turns on. Also,
The potential of the erase electrode 7 is such that the third channel below it is OFF.
Set to the potential.

第1図に示すノードCのレベルが高い場合は、ゲートt
i4の下の第1のチャネルがOFFであるから、制御ゲ
ート電pi15を介して浮遊ゲート電極6の電位が高い
場合も、トンネル絶縁膜8に裔電界が加わらないために
浮遊ゲート電極5の電荷量はあまり変化しない。即ち、
tnn後後状態を維持する。逆に、yj1図に示すノー
トCの電圧レベルが低い場合には、ゲート電極1の下の
チャネルがON状態になるためる浮遊ゲート電極6の下
の第2のチャネルの電位はノードCの電位と同しになる
When the level of node C shown in FIG. 1 is high, gate t
Since the first channel under i4 is OFF, even if the potential of the floating gate electrode 6 is high via the control gate voltage pi15, the electric charge of the floating gate electrode 5 is reduced because no descendant electric field is applied to the tunnel insulating film 8. The amount does not change much. That is,
Maintain the post-tnn state. Conversely, when the voltage level of node C shown in figure yj1 is low, the potential of the second channel under floating gate electrode 6 is equal to the potential of node C because the channel under gate electrode 1 is in the ON state. It will be the same.

従って、制?’[llゲート電極5を介して浮遊ゲート
T!、極6に高電圧が印加された状態では、トンネル絶
縁nり8に高電界が加わり、基板1表面の第2のチャネ
ル形成領域から電子が浮遊ゲート電極6に注入される。
Therefore, the system? '[ll Through the gate electrode 5, the floating gate T! When a high voltage is applied to the pole 6, a high electric field is applied to the tunnel insulator 8, and electrons are injected into the floating gate electrode 6 from the second channel forming region on the surface of the substrate 1.

以上述べたように、第1図のノードCの電圧レベルが高
い場合は、)7遊ゲート電16の電位はプラスに帯電す
る。逆に、ノードCの電圧レベルが低い場合には、t7
遁ゲート電極6の電位はマイナスに・11F電する。即
う、RAMのイ大!左がEIEPROMに(多る。この
ようにRΔ〜1の↑青服がEIEPROMに移るストア
動作が行われる。
As described above, when the voltage level of the node C in FIG. 1 is high, the potential of the )7 floating gate electrode 16 is positively charged. Conversely, when the voltage level of node C is low, t7
The potential of the release gate electrode 6 becomes negative 11F. Immediately, the RAM is huge! The left one is in the EIEPROM (there are many). In this way, a store operation is performed in which the ↑ blue clothes of RΔ~1 are transferred to the EIEPROM.

次に、ROMの情報をRAMへ移す、即ちリコール動作
について説明する。
Next, the transfer of information from the ROM to the RAM, that is, the recall operation will be explained.

まず、flAMのTL源電圧がゼロレベル程度になるま
で下げる。次に、第1図ノードRCのレベルを高いレベ
ルに設定しゲートTL極4の下の第1のチャネルがON
するようにする。また、ン肖去電極7の下の第3のチャ
名ル領域もONするように電圧を消去電極7に印加する
。浮遊ゲートTi、極6がプラスに帯電している場合は
、浮遊ゲート電極6の下のチャ矛ル領域もONするため
第1図のノードCのレベルはノート′Dのレベルと等し
くなる。
First, the TL source voltage of flAM is lowered to approximately zero level. Next, the level of the node RC in FIG. 1 is set to a high level, and the first channel under the gate TL pole 4 is turned on.
I'll do what I do. Further, a voltage is applied to the erase electrode 7 so that the third channel region under the erase electrode 7 is also turned on. When the floating gate Ti and the pole 6 are positively charged, the negative region under the floating gate electrode 6 is also turned on, so that the level of the node C in FIG. 1 becomes equal to the level of the node 'D.

即ち、高いレベルになる。逆に、メツ遊ゲートがマイナ
スに帯電している場合は、浮遊ゲート7:L極6の下の
第2のチャ2、ル領域はOFFしているため、第1図の
ノードCのレベルはノードDのレベルと等しくならない
。この場合は、ノードCのレベルが低いレベルになるよ
うにRAMを設計しておく、以上述べたように、r7遊
ゲート電極6の電位がプラスに帯電している場合は、第
1図のノートCのレベルが高電位になり、マイナスに帯
電している場合は、ノードCのレベルが低電位になる。
In other words, it becomes a high level. Conversely, when the floating gate is negatively charged, the second channel region under the floating gate 7:L pole 6 is OFF, so the level of node C in FIG. It is not equal to the level of node D. In this case, design the RAM so that the level of node C is low.As mentioned above, if the potential of r7 floating gate electrode 6 is positively charged, When the level of node C becomes a high potential and is negatively charged, the level of node C becomes a low potential.

このように、ROMの情報がRAMへ移り、リコール動
作が行われる。
In this way, the information in the ROM is transferred to the RAM, and a recall operation is performed.

第4図はEEPROMとしてMONO3形の素子を用い
る場合の例を示し、基板1の表面に形成されたウェル領
域20に形成された場合を示す。
FIG. 4 shows an example of using a MONO3 type element as an EEPROM, and shows a case where it is formed in a well region 20 formed on the surface of the substrate 1.

21は第1のチャネル形成領域、22は第2のチャネル
形成領域、23は第3のチャネル形成領域である。その
他の番号は、第3図に対応するが、この場合、電荷蓄積
機構6は、ンリコン窒化膜。
21 is a first channel forming region, 22 is a second channel forming region, and 23 is a third channel forming region. The other numbers correspond to FIG. 3, but in this case, the charge storage mechanism 6 is a silicon nitride film.

およびそのSiC2膜との界面に形成されるキャリア!
iii獲準位で構成され、8は電子がトンネルするほど
薄いSin、膜、9は8より厚いSiC2膜である。第
1のゲート電極4および第3のゲート電極7は第1のチ
ャネル形成領域および第3のチャネル形成領域のチャネ
ルをゲート絶縁膜10を介して制御し、第2のゲート電
極5から絶縁されている。第2のゲート電極5は絶縁膜
8.9゜電荷蓄積機構6を介して、第2のチャネル形成
領域のチャネルを制御する。
And carriers formed at the interface with the SiC2 film!
8 is a Si film thin enough to allow electrons to tunnel through it, and 9 is a SiC2 film that is thicker than 8. The first gate electrode 4 and the third gate electrode 7 control the channels of the first channel forming region and the third channel forming region via the gate insulating film 10, and are insulated from the second gate electrode 5. There is. The second gate electrode 5 controls the channel of the second channel forming region via the insulating film 8.9° charge storage mechanism 6.

第5図は第4図のEEFROMをスタティックメモリの
記憶ノードCに結合させて、不揮発性RAMを構成した
第2の実施例である。図においてG + 、 G z 
、G 3はそれぞれ第1.第2.第3のゲート?ilt
極で、Sはソース領域、′Dは再生領域である。
FIG. 5 shows a second embodiment in which the EEFROM shown in FIG. 4 is coupled to a storage node C of a static memory to constitute a nonvolatile RAM. In the figure, G + , G z
, G 3 are the first . Second. Third gate? ilt
At the pole, S is the source region and 'D is the reproduction region.

本実施例のストア動作をEEFROMがnチャぶルであ
り、しかもM ON OS形メモリであって書き込み、
消去開始電圧が±5■であると仮定して説明する。先ず
、EEPROMの記憶内容をクリヤーするために、G2
に一7v印加する。この動作によって電荷蓄積機構中の
電子がトンネル絶′41膜8を通してチャネル形成領域
21に放出される。次にG、に第3のチャネルの闇値電
圧以下の電圧、G1にノードCの”0”状態”1”状態
の電位の平均値にほぼゲー)II値電圧を加えた電位を
印加しておく。もしノードCが”D°状態であれば、E
EPROMのソース電位はOV近くの値となり、第1の
チャネルは導通して第2のチャネルにキャリア(この場
合電子)を送り込み、第2のチャネル上の電荷蓄積機構
に電荷(この場合電子の負電荷)が蓄積される。−方、
ノードCが、11″状態であれば、EEFROMのソー
ス電位は第1のチャネルが導通できない程の高電位にな
っているので、前記電荷蓄積機構へのN、荷の蓄積はな
い。このようにして、スタティックメモリの情taがE
EFROMに移るストア動作が行われる。
In the store operation of this embodiment, the EEFROM is an n-chable and is a MONOS type memory, so that
The explanation will be made assuming that the erase start voltage is ±5. First, in order to clear the memory contents of EEPROM, G2
Apply -7v to By this operation, electrons in the charge storage mechanism are emitted into the channel forming region 21 through the tunnel insulation film 8. Next, a voltage lower than the dark value voltage of the third channel is applied to G, and a potential equal to the average value of the potential of node C in the "0" state and "1" state plus approximately Ga) II value voltage is applied to G1. put. If node C is in “D° state, then E
The source potential of the EPROM will be at a value close to OV, the first channel will conduct and pump carriers (in this case electrons) into the second channel, and the charge storage mechanism on the second channel will be filled with charge (in this case negative electrons). charge) is accumulated. - way,
If the node C is in the 11'' state, the source potential of the EEFROM is at such a high potential that the first channel cannot conduct, so there is no accumulation of N charges in the charge accumulation mechanism. So, the static memory information is E
A store operation is performed to move to EFROM.

リコール動作に関しては、前記第1の実施例と同様に行
うことができる。
Regarding the recall operation, it can be performed in the same manner as in the first embodiment.

次に、本発明の第3の実施例として、第3図に示す如き
浮遊ゲート形のEEFROMとグイナミノクメモリを用
いてユニットセル面積の小さなNVRAMを構成した場
合を第6図に示す。第6図において、QAは番地’Mt
R用トランジスタを示しPは情報蓄積用のキヤパシタを
示し、Rは本願で用いるEEPl?OMを表す。ストア
動作は第2の実施例とほぼ同様である。この場合、EE
PROMの電荷蓄積機構への電荷の流出入はトンネル絶
縁膜8を通して行われるものとする。リコール動作は次
のように為される。まず、デイジット線をローレベル、
ワード線をハイレベルとし、番地選択用トランジスタQ
、から情報蓄積用キャパシタPヘローレベルを書き込む
、その後、ワード線をローレベルとする。 (必要なら
デイジット線もハイレベルとする。)次に再生領域をハ
イレベルとし、Gl+GLG3をハイレベルとする。こ
の時、電荷蓄積機構に負電荷が蓄積されていれば、EE
PROMのRは導通せずに情報蓄積用キャパシタの状態
はローレベルに留まる。電荷蓄積機構に負電荷が蓄積さ
れていなければ、EEFROM丁のRは導通して情報蓄
積用キャパシタの状態はハイレベルに変わる。このよう
にしてリコール動作が行われる。第7図は第6図の回路
図を集積回路として実現した実施例の断面図を示す。R
は第3図、第4図の如き構造を有するE E P RO
Mであるが1、ソース領域2は省略され、第1のチャネ
ル形成領域と記憶ノードCは連続して設けられている場
合が示されている。30は半導体基板表面又は半導体基
板上に分離されて形成した半導体領域、又は絶縁性基板
上に形成された半導体領域であり、31.32.33は
E E P ROMの前記第1.第2第3のチャネル形
成領域、34は第1のチャネル形成領域に連続する。ダ
イナミックメモリの情報蓄積用キャパシタPの半導体領
域で、35はダイナミックメモリの番地選択用絶縁ゲー
トFETQAのチャネル形成領域である。130は半導
体領域30の整流接合を形成するデイジー/ )領域で
あり、QAのソース又はドレイン領域でもある。111
は情報蓄積用キャパシタPの絶縁膜、110は情?し蓄
積キャパシタPの半導体領域34と対向する導電電極、
121は番Il!!選択用絶縁ゲートFETQAのゲー
ト絶縁膜、120は番地選択用絶縁ゲートFETQAの
ゲート電極である。
Next, as a third embodiment of the present invention, FIG. 6 shows a case in which an NVRAM with a small unit cell area is constructed using a floating gate type EEFROM and a Guinaminok memory as shown in FIG. 3. In Figure 6, QA is the address 'Mt
Indicates a transistor for R, P indicates a capacitor for information storage, and R indicates EEPl? used in this application. Represents OM. The store operation is almost the same as in the second embodiment. In this case, E.E.
It is assumed that charges flow into and out of the charge storage mechanism of the PROM through the tunnel insulating film 8. The recall operation is performed as follows. First, set the digit line to low level,
The word line is set to high level, and the address selection transistor Q
, writes a low level into the information storage capacitor P, and then sets the word line to a low level. (If necessary, the digit line is also set to high level.) Next, the reproduction area is set to high level, and Gl+GLG3 is set to high level. At this time, if negative charges are accumulated in the charge accumulation mechanism, EE
R of the PROM is not conductive and the state of the information storage capacitor remains at a low level. If no negative charge is stored in the charge storage mechanism, R of the EEFROM becomes conductive and the state of the information storage capacitor changes to high level. A recall operation is performed in this manner. FIG. 7 shows a sectional view of an embodiment in which the circuit diagram of FIG. 6 is realized as an integrated circuit. R
is an EEPRO having a structure as shown in FIGS. 3 and 4.
1, the source region 2 is omitted, and the first channel forming region and the storage node C are provided continuously. 30 is a semiconductor region formed on the surface of a semiconductor substrate or separately formed on a semiconductor substrate, or a semiconductor region formed on an insulating substrate, and 31, 32, and 33 are the first . The second and third channel forming regions 34 are continuous with the first channel forming regions. In the semiconductor region of the information storage capacitor P of the dynamic memory, 35 is a channel formation region of the address selection insulated gate FETQA of the dynamic memory. 130 is a daisy/ ) region forming a rectifying junction of the semiconductor region 30, and is also a source or drain region of QA. 111
110 is the insulating film of the information storage capacitor P, and 110 is the information storage capacitor P. a conductive electrode facing the semiconductor region 34 of the storage capacitor P;
121 is number Il! ! The gate insulating film of the insulated gate FETQA for selection, 120, is the gate electrode of the insulated gate FETQA for address selection.

第7図の構成でダイナミックメモリの情相蓄積用キャパ
シタに蓄積されている電荷(領域34に蓄積されている
)が少ない場合はEEFROMの電荷蓄積機構に充分電
荷が注入されない場合がある。この場合はITh 8m
膜111をファクラーノルドハイムトンネル電流が流れ
る程度に薄くして特開昭60−167386号、第11
図に示された原理に従ったメモリ素子を半導体zl域3
4.絶縁膜111、対向領域110で構成すると、EE
PROMRの電荷蓄積機構に供給されるキャリアはスタ
ティックメモリ動作が可能となったPから定常的に供給
されるので、充分書き込みが可能となる。
In the configuration shown in FIG. 7, if the amount of charge stored in the phase storage capacitor of the dynamic memory (stored in region 34) is small, sufficient charge may not be injected into the charge storage mechanism of the EEFROM. In this case ITh 8m
The film 111 is made thin enough to allow a Fakler-Nordheim tunneling current to flow, and the film 111 is made thin enough to allow a Fakler-Nordheim tunneling current to flow.
A memory element according to the principle shown in the figure is a semiconductor zl region 3.
4. When composed of the insulating film 111 and the opposing region 110, EE
Since the carriers supplied to the charge storage mechanism of the PROMR are constantly supplied from P which has become capable of static memory operation, sufficient writing is possible.

この場合も、EEPROMの第1のチャネル形成領域は
MIS形のスタティックメモリの記憶ノードCに電気的
に接続されている。
Also in this case, the first channel forming region of the EEPROM is electrically connected to the storage node C of the MIS type static memory.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明の半辱体不1軍発性RAMに
よれば、ストア時に基板内に設けられた半導体領域に最
高電源電圧しか印加されないためにわずかの電流でスト
ア動作が可能になる。半導体不揮発性RAMは、RAM
の情報を1度にROMへ移す。即ち、全ビットのROM
をいっしょにストアする。従って、本発明による半導体
不揮発性RAMによれば、ビット数が増加してもストア
時に必要な高電圧印加電極の電流がきわめてわずかであ
るため容易にストア動作が可能になる。ビット数が増加
しても、集積回路内の高電圧発生回路の面積は小さくて
ストア動作できる。更に、本発明では単位セル内の素子
数、セル面積も小さく作ることができる。従って、安価
な高ビツト半導体不揮発性RAMの提供が可能になる。
As described above, according to the semi-destructive RAM of the present invention, only the maximum power supply voltage is applied to the semiconductor region provided in the substrate during storage, so that the storage operation can be performed with a small amount of current. Become. Semiconductor non-volatile RAM is RAM
information is transferred to ROM at once. That is, all bits of ROM
Store together. Therefore, according to the semiconductor nonvolatile RAM according to the present invention, even if the number of bits increases, the current of the high voltage application electrode required at the time of storage is extremely small, so that the storage operation can be easily performed. Even if the number of bits increases, the area of the high voltage generation circuit within the integrated circuit is small and storage operations can be performed. Furthermore, according to the present invention, the number of elements in a unit cell and the cell area can be reduced. Therefore, it is possible to provide an inexpensive high-bit semiconductor nonvolatile RAM.

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

第1図は本発明節1の実施例の半導体不揮発性RAMの
回路図、第2図(alは従来の半導体不揮発性RAMの
回路図であり、第2図(blは第2図+alの半導体不
揮発性RAMに用いられるEEPROMの断面図、第3
図は本発明の半導体不揮発性RAMに用いられているE
EFROMの断面図、第4図は本発明に用いることがで
きるEEFROMの断面図であり、第5図は第4図のE
EPROMを用いた場合の不揮発性RAMの第2の実施
例の回路図である。第6図、第7図はそれぞれ本発明節
3及び第4の実施例の半導体不揮発性RAMの回路図及
び断面図である。 1・・・P−半導体基板 2・・・\°ソース領域 3・・・No ドレイン領域 4・・・ゲート電極 5・・・制御ゲート電極 6 ・ ・ ・浮苗ゲート電極 7・・・消去電極 8・・・トンネル絶縁■り 21・・・消去絶縁膜 以上
FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor non-volatile RAM according to an embodiment of Section 1 of the present invention, FIG. 2 (al is a circuit diagram of a conventional semiconductor non-volatile RAM, and FIG. Cross-sectional view of EEPROM used in non-volatile RAM, Part 3
The figure shows E used in the semiconductor nonvolatile RAM of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an EEFROM that can be used in the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of EEFROM in FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of a nonvolatile RAM using an EPROM. FIGS. 6 and 7 are a circuit diagram and a sectional view of semiconductor nonvolatile RAMs according to the third and fourth embodiments of the present invention, respectively. 1...P-semiconductor substrate 2...\°Source region 3...No Drain region 4...Gate electrode 5...Control gate electrode 6...Floating seedling gate electrode 7...Erasing electrode 8...Tunnel insulation■ri 21...Erase insulating film or more

Claims (1)

【特許請求の範囲】  揮発性メモリの記憶ノードと電気的に結合した第1の
チャネル、 形成領域と、該第1のチャネル形成領域と電気的に結合
した第2のチャネル、 形成領域と、該第2のチャネル形成領域と電気的に結合
した第3のチャネル形成領域と、上記第1のチャネル形
成領域に形成される第1のチャネルを制御する第1のゲ
ート電極と、上記第2のチャネル形成領域上に設けられ
た電荷蓄積機構と、該電荷蓄積機構の電荷ないしは上記
第2のチャネル形成領域に形成される第2のチャネルを
制御する第2のゲート電極と、上記第3のチャネル形成
領域に形成される第3のチャネルを制御する第3のゲー
ト電極と、前記第3のチャネル形成領域と電気的に結合
した再生領域とから少なくとも構成され、前記電荷蓄積
機構に蓄積される電荷は前記第1のゲート電極、第2の
ゲート電極、第3のゲート電極および第2のチャネル形
成領域のうち少なくとも1つから流入又は流出すること
を特徴とする半導体不揮発性RAM。
[Claims] A first channel, forming region electrically coupled to a storage node of a volatile memory; a second channel, forming region electrically coupled to the first channel forming region; a third channel forming region electrically coupled to the second channel forming region; a first gate electrode controlling a first channel formed in the first channel forming region; and a first gate electrode controlling the first channel formed in the first channel forming region; a charge storage mechanism provided on the formation region; a second gate electrode for controlling the charge of the charge storage mechanism or a second channel formed in the second channel formation region; and a third channel formation region. It is composed of at least a third gate electrode that controls a third channel formed in the region, and a reproduction region that is electrically coupled to the third channel forming region, and the charge accumulated in the charge storage mechanism is A semiconductor nonvolatile RAM characterized in that air flows into or out of at least one of the first gate electrode, the second gate electrode, the third gate electrode, and the second channel forming region.
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