JPS63249376A - Epromメモリセルマトリックス - Google Patents

Epromメモリセルマトリックス

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JPS63249376A
JPS63249376A JP63056501A JP5650188A JPS63249376A JP S63249376 A JPS63249376 A JP S63249376A JP 63056501 A JP63056501 A JP 63056501A JP 5650188 A JP5650188 A JP 5650188A JP S63249376 A JPS63249376 A JP S63249376A
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eprom memory
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    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0408Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
    • G11C16/0441Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing multiple floating gate devices, e.g. separate read-and-write FAMOS transistors with connected floating gates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • H10D30/681Floating-gate IGFETs having only two programming levels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Read Only 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ独立した浮動ゲートを有する対称構
成の1対の半セルから成るEPROMメモリセルに関す
る。
通常のI!PROMメモリセルは、それぞれ1個のソー
ス、ドレイン、浮動ゲート及び制御ゲートから成り、浮
動ゲート及び制御ゲートは、それぞれポリシリコンの第
1の層及び第2の層となっており、なおこれらのポリシ
リコン層の間に誘電体酸化物(dielectric 
oxide)を介在させて成っている。
このようなメモリセルのメモリマトリックスへの組込み
構成は、公知種類或いは本願出願人の出願にかかわる特
開昭61−120474 (1984年11月7日出願
のイタリア共和国特許出願第23479 A/84号)
に開示された種類のものであって良い。
「書き込みの行われた」即ち「プログラムされた」この
ようなセルは、検知相において、セルを非導電状態に維
持する浮動ゲートに負の電荷を必要とする。「バージシ
」即ち「プログラムされていない」セルの浮動ゲートは
、放電されており、従って導電状態となっている。適宜
検出増幅器を用いて行い得る「非導電」状態であるか或
いは「導電」状態であるかの検知により、セルに書き込
みが行われているか否かを知ることが出来る。
この点に関し、EPROMメモリセルにつき最もしばし
ば起こる実際的な問題の代表的なものは、2層のポリシ
リコン層の間に設けられる誘導体、即ち電気的絶縁体の
欠陥である。誘電体に欠陥があると、「書き込みの行わ
れた」セルに貯えられた電荷が漸減し、その結果セルが
導電性、即ち「プログラムされていない」状態を示す状
態となるおそれがある。誘電体に欠陥のある「プログラ
ムされた」セルがあると、それが「プログラムされてい
ない」セルであるかのように感知されるおそれがあるわ
けである。このような場合には、検知相において誤りの
発生することは明らかである。
本発明の目的は、誘電体中の欠陥により発生する検知上
の問題発生のおそれが実質的に全(無いII!PROM
メモリセルを製造することである。
この目的は、本発明によれば、それぞれ1個のソース、
ドレイン、浮動ゲート及び制御ゲートを有し、浮動ゲー
トと制御ゲートの間に誘電体(又は電気絶縁体)酸化物
を介在させて成るEPROMメモリセルであって、ドレ
イン及び制御ゲートを共有すると共に、物理的には独立
しているが電気的には相互に接続されたソース及び物理
的にも電気的にも独立した浮動ゲートを有する対称構成
の2個の半セルから成ることを特徴とするEPROMメ
モリセルを提供することにより達成される。
このような本発明の構成によれば、プログラミングの行
われたセルの半セルの1方に欠陥があった場合、この半
セルは導電性となるものの他方の半セルはそのようには
ならないセルとすることが出来、また2個の半セルが共
に導電性である時にのみセルが導電性であるとの判定を
行う検知増幅器によれば、この場合の欠陥誘電体は検知
されず、従って正確な検知が可能となる。
欠陥の発生は、実質的に統計上の事実であるから、2個
の半セルが共に欠陥を有する場合というのはほとんどあ
り得ない。従って、マトリックスの場合には回路のいず
れかを問わず100%の信頼性が得られる。このことは
、大型のHPROMを種々の他の機能、例えばマイクロ
プロセッサ、SDTセル等に組合わせる必要のある機器
の場合に非常に有用である。これは、信頼性が極めて高
い、高出力製品が製造し得るからである。
本発明は、従来公知のセルの配設構成又は前述した特開
昭61−120474に開示されたそれ或いはその他の
種類の配設構成に利用し得る。
以下、添付図面を参照し、上記特開昭61−12047
4に開示されたlliFROMメモリマトリックスを単
に例示の意味で例にとり、更に詳細な説明を記載する。
第1図に示されたEPROMメモリマトリックスは、単
結晶シリコンの基板SSから成り、そこにNo ドープ
により形成された、物理的には隔離されている又は独立
しているが、電気的には(第1図において左側の)端部
において相互に接続された複数の、等間隔で平行に配さ
れたソースラインS及びこれらのソースラインSと交互
に配され、等間隔で平行に配された複数のドレインライ
ンDが形成されている。
ソースライン及びドレインラインに対し垂直に、ポリシ
リコンの条片(ストリップ)から成る、等間隔で平行に
配された複数の制御ゲートラインGが展開されており、
またこれらの制御ゲートラインGの下方、ソースライン
SとドレインラインDの間のスペース内に、これもまた
ポリシリコンから成るフローティングゲート又は浮動ゲ
ート域Fが形成されている。従って、浮動ゲート域Fは
ポリシリコンの第1の層を成す一方、それらと自己整合
(セルファライン)する制御ゲートラインGが第2のポ
リシリコン層を成しているといえるi第2図及び第3図
)。
薄い酸化物域01及び02が、前者は浮動ゲート域Fと
基板SSの間、後者は制御ゲート域と浮動ゲート域Fの
間に配されており、また厚い酸化物域o3が制御ゲート
ラインGとソースラインSの間及び制御ゲートラインG
とドレインラインDの間に配されている。薄い酸化物域
02は、2層のポリシリコン層、即ち浮動ゲート域Fと
制御ゲート域Gの間の誘電体としての機能を果す。上記
の酸化物域は、第2図及び第3図には示したが、図示の
繁雑となるのを避けるため第1図には示してない。
第1図のメモリマトリックスは、複数の、本発明による
基本セルCから形成されており、また各基本セルCは、
MOS型の対称構成の半セルC1及びC2から成り、こ
れらの半セルはドレインD及び制御ゲートGを共有する
と共に、物理的には隔離された又は独立であるが電気的
には相互に接続されたソースSと、物理的にもまた電気
的にも分離された又は独立の浮動ゲートFを有している
上記構成の結果、基本セルC及び一般的に、第1図に示
されるEPROMメモリセルは、以下に記載のように作
動する。
成るセルに対応するドレインラインD及び制御ゲートラ
インGに正の電圧をかけることにより書き込み作業が先
に行われていた場合、その結果「書き込みの行われた」
即ち[プログラムされた」セルの浮動ゲートFは負に帯
電している一方、「バージン」即ち「プログラムされて
いない」セルの浮動ゲートは帯電しない状態にある。
比較的に低い正の電圧を、成るセルに対応するドレイン
ラインD (1〜3ボルト)及び制御ゲートG(3〜5
ボルト)にかけることから成る検知相において、書き込
みの行われたセルの浮動ゲートFはその負の電荷を保持
し、従ってセルを導電性に維持する。バージンセルの浮
動ゲートは、そのセルを導電させる。従って、検知増幅
器を用いて公知の方法により行い得る、セルの導電性又
は非導電性の状態の検知を行うことにより、このセルが
書き込みの行われた状態にあるか或いはバージンの状態
にあるかが示されることになる。
しかし、書き込みの行われたセルが、2層のポリシリコ
ン層、即ち浮動ゲートF及び制御ゲートGの間に配され
たその誘電体即ち酸化物域02に欠陥、具体的には穴を
有する場合があり得る。この場合、浮動ゲートの負の電
荷は漸減し、ついにはこの時放電を行う浮動ゲートがセ
ルを導電性即ちバージンセルの状態にしてしまう。
従来品セルの場合には、これが誤作動の原因となったの
であるが、マトリックスに用いられた本発明による基本
セルCの場合には、独立又は別々の浮動ゲートを有する
2個の対称的な半セルC1及びC2から各セルが形成さ
れているため、そのようなおそれはない。即ち、本発明
の場合には、2個の半セルの1方が欠陥誘電体を有して
いる場合、他方の半セルもまたそれと同様な欠陥を有す
るということはほとんど有り得ないからである。従って
、単に、2個の半セルが共に導電性である時にのみ、セ
ルが導電性であり、従ってバージン状態であると判定す
るように検知増幅器を設計又は設定することにより、た
とえ2個の半セルの1方の誘電体に欠陥がある場合であ
っても、セルの正確な作動及びその状態の正確な検知を
期すことが出来る。これは、検知増幅器のしきい値を、
バージンセルが導電する最大電流の〃に等しいセル電流
に相当するよう設定することにより確実に行い得る。
基本セルを、別々又は独立の浮動ゲートを有する2個の
対称的な半セルから成る形のものとするという本発明の
技術思想から逸脱することなく、このセルを種々の形の
EPROMメモリマトリックスに組込むことが可能であ
る旨の記述を先に行った。例示するならば、多様なEP
ROMメモリマトリックスの1例は、先に引用した特開
昭61−120474 (1984年11月7日出願の
イタリア共和国特許出願第23479 A/84号)に
図示及び開示されている種類のものであ゛る。これ以外
の形のものも利用可能である。例えば、N4  ドープ
形成列の形で、第1図に示したマトリックスに示したひ
とつのセルと他のセルの間にフィールド酸化物を導入す
ることが可能であり、制御ゲートのN+ドープ形成列の
隔設構成を変えることも可能であり、更に局部ドープを
有する(Dsos型)のセルを用いることも可能である
。必要により、従来技術の構造を用いることさえも可能
である。
しかし、第1図に示された形のマトリックスが好ましい
。これは、上に引用した特開昭61−120474にお
いて既に明らかにされているように、この場合にはセル
密度を高くし、従って一層コンパクトな構造が可能とな
るからである。更に、特開昭61−120474に開示
されたものに比較して、第1図に示されたマトリックス
は、書き込み及び検知に困難性を伴わない、即ち相当に
古い技術に属する操作方法及びダイヤグラムを使用し得
る、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は、複数の、本発明によるセルから成るEPRO
Mメモリマトリックスの1部を示す略示平面図である。 第2図は、上記マトリックス中のひとつのメモリセルを
示す、第1図■−■線矢視拡大断面図である。第3図は
、上記メモリセルを示す、第1図■−■線矢視断面図で
ある。 S・・・ソース又はソースライン、D・・・ドレイン又
はドレインライン、F・・・浮動ゲート又は浮動ゲート
域、G・・・制御ゲート又は制御ゲートライン、C1、
C2・・・半セル、01.02.03・・・誘電体(電
気絶縁体)酸化物又は酸化物域、SS・・・基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、それぞれ1個のソース(S)、ドレイン(D)、浮
    きゲート(F)及び制御ゲート(G)を有し、浮動ゲー
    ト(F)と制御ゲート(G)の間に誘電体酸化物(O2
    )を介在させて成るEPROMメモリセルであって、ド
    レイン(D)及び制御ゲート(G)を共有すると共に、
    物理的には独立しているが電気的には相互に接続された
    ソース(S)及び物理的にも電気的にも独立した浮動ゲ
    ート(F)を有する2個の対称半セル(C1、C2)か
    ら成ることを特徴とするEPROMメモリセル。 2、電気的に相互に接続された複数の平行なソースライ
    ン(S)、これらのソースライン(S)と交互に配され
    た複数の平行なドレインライン(D)、上記ソースライ
    ン(S)及びドレインライン(D)に直交して配された
    複数の平行な制御ゲートライン(G)、これらの制御ゲ
    ートライン(G)の下方、上記ソースライン(S)とド
    レインライン(D)の間のスペース内に配された浮動ゲ
    ート域(F)及び上記ソースライン(S)、ドレインラ
    イン(D)並びに制御ゲートライン(G)及び浮動ゲー
    ト域(F)と交互に配された酸化物域(O1、O2、O
    3)から成るEPROMメモリマトリックスに組み込ま
    れていることを特徴とする請求項1記載のEPROMメ
    モリセル。 3、前記ソースライン(S)、ドレインライン(D)及
    び制御ゲートライン(G)が相互に等間隔配置で設けら
    れていることを特徴とする請求項2記載のEPROMメ
    モリセル。
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