JPS6335111B2 - - Google Patents

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JPS6335111B2
JPS6335111B2 JP54096421A JP9642179A JPS6335111B2 JP S6335111 B2 JPS6335111 B2 JP S6335111B2 JP 54096421 A JP54096421 A JP 54096421A JP 9642179 A JP9642179 A JP 9642179A JP S6335111 B2 JPS6335111 B2 JP S6335111B2
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JP
Japan
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drain region
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transistor
floating gate
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JP54096421A
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JPS5621375A (en
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Shinpei Tsucha
Takashi Ito
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • 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
    • G11C16/0433Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing a single floating gate transistor and one or more separate select transistors
    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゲート絶縁膜中に電荷を捕獲し得る
フローテイング・ゲートが形成され、そこでの電
荷の有無によるゲート閾値電圧の変化を記憶機能
として利用する形式の半導体不揮発性記憶装置に
関する。
一般に、半導体不揮発性記憶装置としては、大
別すると、ゲート絶縁膜中に電荷を蓄積する導体
層を有するもの即ちフローテイング・ゲート型、
異種絶縁膜界面などにトラツプが形成されること
を利用してこれをゲート絶縁膜とするもの例えば
MNOS型或いはMAOS型が知られている。これ
等はいずれもフローテイング・ゲートやトラツプ
へ電荷を注入して蓄積できるようにし、その蓄積
電荷の有無に依つてゲート閾値電圧が変化するこ
とを利用して記憶作用に結び付けているものであ
る。
この際の電荷の注入は、フローテイング・ゲー
ト型はアバランシエ・ブレイク・ダウンに依つて
ホツト・キヤリヤを注入するアバランシエ注入
で、また、MNOS型などではトンネル効果を利
用したトンネル注入でそれぞれ行なうようにして
いるものである。
ところで、これ等従来の装置は種々の欠点を持
つているが、その最大のものは、フローテイン
グ・ゲート或いはトラツプへ電荷を注入する所謂
書込み時に高い電圧を必要とし、しかもそれが極
性の異なる電圧である為、書込み用の特別な電源
を必要とすることである。
このような欠点に対処する為には、例えば、フ
ローテイング・ゲート型では、ドレイン接合近傍
でのアバランシエ・ブレイク・ダウンが起り易い
ように、即ち、低電圧でそれが発生するようにで
きれば良いので、ドレイン領域との間でp・n接
合を形成する部分の不純物濃度を高めることが行
なわれる。しかしながら、従来の装置では、書込
み及び消去の時と読出し時とに於いて動作するド
レイン回路は同一であるから、アバランシエ・ブ
レイク・ダウン電圧を低下させると読出し時にも
僅かながらホツト・キヤリヤが発生してフローテ
イング・ゲートに注入される為、ゲート閾値電圧
の変動を正確に検出することが困難となる惧れが
ある。従つて、充分な書込み及び消去電圧の低下
はなし得ない状態にある。また、MNOS型など
絶縁膜中のトラツプを利用するものでは、第2層
目の絶縁膜を薄くすることに依り書込み及び消去
電圧を低下させることが考えられている。しかし
ながら、そのようにすると、記憶保持特性の劣化
を生じ、そして、この型式のものに於いても読出
し時のキヤリヤ注入が発生する。従つて、この場
合も書込み及び消去電圧の充分な低下はなし得な
い。
本発明は、フローテイング・ゲート型の半導体
不揮発性記憶装置に於いて、ドレイン接合でのア
バランシエ・ブレイク・ダウン電圧を低下させる
ようにしても、読出し時にホツト・キヤリヤが発
生しないようにし、従つて、書込み及び消去電圧
を大幅に低下させることができるようにするもの
であり、以下これを詳細に説明する。
第1図は本発明一実施例の要部側断面図であ
る。
図に於いて、1は1015〜1016〔cm-3〕程度の不純
物濃度を有するp型シリコン半導体基板、2は不
純物濃度が例えば1020〔cm-3〕程度のn+型ソース
領域、3は不純物濃度が例えば1017〔cm-3〕程度
のn+型ドレイン領域、4はn+型ソース領域、5
はn+型ドレイン領域、6はp+型領域、7はフロ
ーテイング・ゲート、8はゲート電極、9は燐硅
酸ガラス(PSG)などの絶縁膜、10は例えば
アルミニウムのソース電極・配線、11はp+
領域6とドレイン領域5とを結ぶ例えばアルミニ
ウムの配線、12は例えばアルミニウムのソース
電極・配線、13はメモリ・トランジスタの第1
層膜である熱窒化膜からなるゲート絶縁膜、14
はスイツチング・トランジスタに於ける二酸化シ
リコンのゲート絶縁膜、15は例えばアルミニウ
ムからなるゲート配線、16は二酸化シリコンの
フイールド絶縁膜、QMはメモリ・トランジスタ、
QSはスイツチング・トランジスタをそれぞれ示
す。
本実施例に於けるp+型領域6の不純物濃度は
基板1よりも高くすることが必要であり、例えば
1020〔cm-3〕程度に選ばれる。そして、これに依
りドレイン領域3とp+型領域6との間のp・n
接合に於ける耐圧は5〔〕程度となる。また、
ゲート絶縁膜13の厚さは50〜60〔Å〕である。
第2図はドレイン領域3内に形成されたp+
領域6の様子を説明する為の要部平面図である。
図から判るように、p+型領域6はドレイン領域
3に完全に囲まれ、ソース領域2と対向するp・
n接合面はフローテイング・ゲート7の下或いは
端面に重なるようにしてある。
本実施例の動作は次の通りである。即ち、スイ
ツチング・トランジスタQSのソース領域4は常
に接地されていて、書込み及び消去の際は、トラ
ンジスタQSのゲート電極8に正電圧を印加して
導通させる。メモリ・トランジスタQMのドレイ
ン領域3には電圧が印加されるようになつている
為、トランジスタQSの導通に依つて、その電圧
はドレイン領域3とp+型領域6との間で形成さ
れるp・n接合に印加されるようになる。ドレイ
ン領域3に印加する電圧を例えば5〔〕に上昇
させると前記p・n接合でアバランシエ・ブレイ
ク・ダウンを生じる。この時、トランジスタQM
のソース領域2を正電位に保つと、ソース領域2
と重なり容量を介して結合されているフローテイ
ング・ゲート7も正電位に保たれ、前記アバラン
シエ・ブレイク・ダウンで発生したホツト・エレ
クトロンがフローテイング・ゲート7に注入され
るものであり、従つて、トランジスタQMのチヤ
ネル領域はp型、即ちオフとなつて書込みが行な
われたことになる。また、トランジスタQMのソ
ース領域2を接地電位に保つと、同様にフローテ
イング・ゲート7も接地電位に近づく為、アバラ
ンシエ・ブレイク・ダウン領域からホツト・ホー
ルがフローテイング・ゲート7に注入され、トラ
ンジスタQMのチヤネル領域はn型に反転、即ち
オンとなり消去が行なわれる。さて、読出しの際
は、トランジスタQSのゲート電極8を接地電位
にしてオフとする。このようにすると、ドレイン
領域3に正電圧が印加されていても、その電圧は
ドレイン領域3とp+型領域6とで形成される
p・n接合には印加されず、アバランシエ・ブレ
イク・ダウンは発生しない。この時、トランジス
タQMのソース領域2を接地電位にすると、この
トランジスタQMのオン・オフがドレイン領域3
に印加された正電位に依つて読出されるものであ
る。
前記実施例では、メモリ・トランジスタQM
ゲート絶縁膜として熱窒化膜を採用したが、これ
は他の種類の絶縁膜にすることができるのは勿論
であり、また、同じくメモリ・トランジスタQM
のコントロール・ゲートとしてソース電極10を
用いているが、これは従来多用されているように
フローテイング・ゲート上に絶縁膜を介して形成
したコントロール・ゲートの形式にしても良く、
また、紫外線消去をする形式の場合には除去する
ことも可能であり、その他種々の改変を加えるこ
とができる。
第3図及び第4図は他の一実施例を説明する為
の要部側断面図及び要部平面図である。
この実施例は所謂SOS型であつて、基板として
γ―Al2O3,α―Al2O3,スピネルなどの単結晶
絶縁基板17を用いて形成したものであり、第1
図及び第2図に関して説明した部分と同部分を同
記号で指示してあり、その動作は全く同様であ
る。尚、18,19はチヤネル領域であるp型領
域である。
以上の説明で判るように、本発明に依れば、メ
モリ・トランジスタのドレイン領域に接してそれ
とは反対導電型の領域を形成し、その領域を接地
電位とフロートとに切換えることに依つてブレイ
ク・ダウン回路の形成及び切離しを行なつてい
る。従つて読出しの際にはブレイク・ダウン回路
が切離されていて、メモリ・トランジスタのドレ
イン領域とそれに接して形成された反対導電型領
域とで形成された接合の耐圧を充分に低下させて
も、読出し時に蓄積情報が悪影響を受けることは
ない。その為、従来のものに比較してアバランシ
エ・ブレイク・ダウン電圧を著しく低下させるこ
とが可能である。また、既説明実施例に見られる
ように、メモリ・トランジスタのソース電極を書
込み及び消去時のコントロール電極として使用す
る場合にはゲート絶縁膜(熱窒化膜)が極めて薄
い為、コントロール電極に印加する電圧は低電圧
で済むものである。このように、本発明の装置で
は、従来のものに比較して書込み及び消去電圧の
著しい低減が可能であつて、メモリ・セルは5
〔〕のみで動作し、集積化した場合であつても
7〔〕程度の集積回路標準電源のみを用いて書
込み、消去、読出しの全ての動作をさせることが
でき、何等特別な電源を必要とせず、また、消費
電力も僅少化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明一実施例の要部側断面図、第2
図は第1図実施例の要部平面図、第3図は他の実
施例の要部側断面図、第4図は第3図実施例の要
部平面図である。 図に於いて、1は基板、2はソース領域、3は
ドレイン領域、4はソース領域、5はドレイン領
域、6はp+型領域、7はフローテイング・ゲー
ト、8はゲート電極、10,12はソース電極・
配線、11は配線、13,14はゲート絶縁膜、
15はゲート配線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 チヤネル領域を介して対向するソース領域及
    びドレイン領域、前記チヤネル領域上に絶縁膜を
    介して形成されたフローテイング・ゲート、前記
    ドレイン領域に接し且つ前記フローテイング・ゲ
    ートの端部に近接して形成され前記ドレイン領域
    とは反対導電型を有して前記ドレイン領域とp・
    n接合を形成する不純物導入領域を備えてなるメ
    モリ・トランジスタと、前記メモリ・トランジス
    タの書込み・消去時に前記p・n接合に対してア
    バランシエ・ブレイク・ダウンを生起せしめる所
    定電位を印加し、前記メモリ・トランジスタの読
    出し時には前記所定電位を与えず、アバランシ
    エ・ブレイク・ダウンを生起させないようにする
    スイツチング手段とを具備してなることを特徴と
    する半導体不揮発性記憶装置。
JP9642179A 1979-06-18 1979-07-28 Semiconductor nonvolatile memory device Granted JPS5621375A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9642179A JPS5621375A (en) 1979-07-28 1979-07-28 Semiconductor nonvolatile memory device
EP80302039A EP0021777B1 (en) 1979-06-18 1980-06-17 Semiconductor non-volatile memory device
DE8080302039T DE3065360D1 (en) 1979-06-18 1980-06-17 Semiconductor non-volatile memory device
CA000354232A CA1139880A (en) 1979-06-18 1980-06-18 Semiconductor non-volatile memory device
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JP9642179A JPS5621375A (en) 1979-07-28 1979-07-28 Semiconductor nonvolatile memory device

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JPS5621375A JPS5621375A (en) 1981-02-27
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0614843B2 (ja) * 1988-08-26 1994-03-02 キッコーマン株式会社 魚介類又は畜肉類エキスフレーバーの安定化法
EP1178540B1 (en) * 2000-07-31 2014-10-22 Micron Technology, Inc. Nonvolatile memory cell with high programming efficiency
US8320191B2 (en) 2007-08-30 2012-11-27 Infineon Technologies Ag Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device

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