JP3662626B2 - Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method - Google Patents
Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3662626B2 JP3662626B2 JP12244895A JP12244895A JP3662626B2 JP 3662626 B2 JP3662626 B2 JP 3662626B2 JP 12244895 A JP12244895 A JP 12244895A JP 12244895 A JP12244895 A JP 12244895A JP 3662626 B2 JP3662626 B2 JP 3662626B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistors
- storage element
- transistor
- value storage
- capacitor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 75
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 22
- 230000005264 electron capture Effects 0.000 claims description 22
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 101100425597 Solanum lycopersicum Tm-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
- G11C11/5621—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
- G11C11/5642—Sensing or reading circuits; Data output circuits
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
- G11C11/5621—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using charge storage in a floating gate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、多値記憶素子、メモリアレイ、記憶および再現方法に関し、特に、複数の2値記憶素子を構成要素とするものに関する。
【0002】
【従来の技術】
不揮発性メモリとして、フローティングゲート形のEPROMが用いられている。図14に、従来のEPROMを構成するメモリセル2の構造を示す。
【0003】
半導体基板4の上部には、ソース6とドレイン8が形成されている。ソース6とドレイン8との間に形成されたチャネル形成領域10の上部には、シリコン酸化膜12、フローテイングゲート14、シリコン酸化膜16、コントロールゲート18が、この順に積み上げられている。これらで、メモリセル2を構成している。
【0004】
メモリセル2に”1”の情報を書込むには、図14に示すように、ソース6を接地するとともに、ドレイン8およびゲート18に高電圧(20V)を印加する。これにより、加速された電子の一部がフローティングゲート14に取込まれる。これが、”1”の状態である。これに対し、フローティングゲート14に電子が取込まれていない状態が、”0”の状態である。なお、これらの状態は、電源を切っても保持され、消去、書込みをしない限り半永久的に持続する。
【0005】
メモリセル2の情報を読取るには、図15Aの回路図に示すように、ソース6を接地するとともに、ドレイン8およびゲート18に低電圧(5V)を印加し、この時のドレイン電流を測定することにより行なう。
【0006】
すなわち、メモリセル2が”1”の状態のときは、フローティングゲート14に取込まれている電子の影響により、チャネル形成領域10にはチャネルが形成されない。このため、ドレイン電流は流れない。一方、メモリセル2が”0”の状態のときは、フローティングゲート14には電子が取込まれていないため、チャネル形成領域10にチャネルが形成される。このため、ドレイン電流が流れる。
【0007】
このようにして、メモリセル2に対する情報の書込み、読取りを行なうことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のEPROMには、次のような問題点があった。従来のEPROMを構成するメモリセル2は、”0”か”1”か、すなわち2値の数値しか記憶することができない。したがって、たとえば、”0”から”3”までのいずれかの整数(4値の数値)を記憶させるためには、2個のメモリセル2が必要となる。
【0009】
一般に、2n値の数値を記憶させるためには、n個のメモリセル2が必要となる。一方、書込み、読取りともに、1回の動作で1個のメモリセル2にしかアクセスすることができない。したがって、2n値の数値を書込み、または読取る場合、n回の動作が必要であるため、2値の数値の場合のn倍の時間を要していた。
【0010】
この問題を解決するために、次の方法が提案されている。図14に示す書込み動作の際、フローティングゲート14に取込まれる電子の数は、高電圧を印加する時間に依存する。そこで、m値の数値を記憶させる場合、数値”0”〜”m−1”に対応させ、高電圧を印加する時間をm段階(T0〜Tm-1)設定する。たとえば、あるメモリセル2に”3”を書込みたい場合、このメモリセル2に高電圧を、時間T3だけ印加する。
【0011】
このようにして書込まれたm値の情報をメモリセル2から読取るには、やはり、図15Aの回路図に示すように接続し、ドレイン電流を測定することにより行なう。すなわち、この場合ドレイン電流は、フローティングゲート14に取込まれた電子の数に依存する。したがって、ドレイン電流を測定することにより、フローティングゲート14に取込まれた電子の数、すなわち高電圧の印加時間、つまり、メモリセル2に書込まれたm値の数値を読取ることができる。
【0012】
この方法を用いると、多値の数値を1個のメモリセル2に記憶することができるため、書込み、読取りに要する時間を少なくすることができる。
【0013】
しかし、フローティングゲート14に取込まれた電子の数の相違に基づくドレイン電流の相違は、極めて小さいため、誤読取りが発生しやすいという欠点がある。したがって、読取りに際しては、ドレイン電流の相違を高精度で識別するために、精度の高い複雑な電流測定回路が必要である。
【0014】
この発明はこのような従来のEPROMを構成するメモリセル2など記憶素子の問題点を改良し、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、簡易で信頼性の高い多値記憶素子、メモリアレイ、記憶および再現方法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】
この発明の多値記憶素子は、複数の2値記憶素子を備えた多値記憶素子であって、書込み時に、多値記憶素子に印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、2値状態の変化を起こす2値記憶素子の数を決定するよう構成するとともに、読取り時に、2値状態の変化を起こした2値記憶素子の数に応じた出力をなすよう構成したこと、を特徴とする。
【0016】
この発明の多値記憶素子は、2値記憶素子が、電子捕獲領域に捕獲された電子の数に対応して2値状態を決定するトランジスタであり、該トランジスタの電子捕獲率を、該トランジスタ間で異なるように構成したこと、を特徴とする。
【0017】
この発明の多値記憶素子は、前記トランジスタが、フローティングゲート形のトランジスタであり、並列に接続された複数の該トランジスタにより前記多値記憶素子を形成し、該トランジスタのチャネル形成領域とフローティングゲートとの間に形成される第1コンデンサと、フローティングゲートとコントロールゲートとの間に形成される第2コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間で異なるように構成したこと、を特徴とする。
【0018】
この発明の多値記憶素子は、第2コンデンサの面積を異ならせることにより、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該複数のトランジスタ間で異なるように構成したこと、を特徴とする。
【0019】
この発明の多値記憶素子は、読取り専用ゲートをさらに備えるとともに、読取り専用ゲートと前記フローティングゲートとの間に形成される第3コンデンサと、前記第1コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間でほぼ同一となるよう構成したこと、を特徴とする。
【0020】
この発明の多値記憶素子は、前記トランジスタが、MNOS形のトランジスタであり、並列に接続された複数の該トランジスタにより前記多値記憶素子を形成し、該トランジスタのチャネル形成領域の直上に形成された第1絶縁膜の厚さ、または、チャネル形成領域とゲート電極との間に形成された絶縁膜の総厚さが、該トランジスタ間で異なるように構成したこと、を特徴とする。
【0021】
この発明のメモリアレイは、多値記憶素子を複数備えたことを特徴とする。
【0022】
この発明の記憶および再現方法は、複数の2値記憶素子を用意し、書込み時に、印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、状態変化を起こす2値記憶素子の数を決定し、読取り時に、状態変化を起こした2値記憶素子の数に応じた出力を得ること、を特徴とする。
【0023】
【作用】
この発明の多値記憶素子、複数の2値記憶素子を用意し、書込み時に、多値記憶素子に印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、状態変化を起こす2値記憶素子の数を決定し、読取り時に、状態変化を起こした2値記憶素子の数に応じた出力を得ることを特徴とする。
【0024】
したがって、書込み時に状態変化を起こす2値記憶素子の数と多値数とを対応させることにより、印加電圧または印加時間と多値数とを対応させることができる。このため、多値数に対応する印加電圧または印加時間を、多値記憶素子に付与することにより、1回の書込み動作で、多値数を記憶することができる。
【0025】
また、出力と多値数とは対応している。このため、1回の出力読取り動作で、多値数を読取ることができる。さらに、読取りに際して、出力が、状態の変化を起こした2値記憶素子の数により定まる階段状の値をとる。このため、それぞれの多値数に対応する出力相互間の差は比較的大きく、誤読取りが発生しにくい。そのため、簡易な出力検出装置を用いることができる。
【0026】
この発明の多値記憶素子は、さらに、電子捕獲領域に捕獲された電子の数に対応して2値状態を決定するトランジスタを2値記憶素子として備え、該トランジスタの電子捕獲率を、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0027】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの電子捕獲率に対応して、電子捕獲領域に捕獲される電子の数が決定される。また、捕獲された電子の数に対応して、各トランジスタの2値状態が決定される。このため、多値記憶素子に印加される電圧または印加時間を変えることにより、2値状態のうち特定の状態となるトランジスタの数を変えることができる。また、読取り時において、2値状態のうち特定の状態となっているトランジスタの数と出力とは対応している。
【0028】
このため、2値状態のうち特定の状態となっているトランジスタの数と多値数とを対応させることにより、1回の書込み動作で、多値数を記憶することができ、1回の出力読取り動作で、多値数を読取ることができる。
【0029】
この発明の多値記憶素子は、さらに、並列に接続された複数のフローティングゲート形のトランジスタにより多値記憶素子を形成し、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0030】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの容量比に対応して、各トランジスタに印加される電圧が決定される。また、各トランジスタの電子捕獲率は、各トランジスタに印加される電圧に依存する。このため、各トランジスタの容量比に対応して各トランジスタの2値状態が決定される。
【0031】
この発明の多値記憶素子は、さらに、第2コンデンサの面積を異ならせることにより、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該複数のトランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0032】
したがって、第2コンデンサを形成する工程において、多値記憶素子を構成するトランジスタと、一般的なフローティングゲート形のトランジスタとで異なるのは、第2コンデンサの面積を決定するマスクパタンのみである。
【0033】
この発明の多値記憶素子は、読取り専用ゲートをさらに備えるとともに、読取り専用ゲートとフローティングゲートとの間に形成される第3コンデンサと、第1コンデンサとの容量比が、各トランジスタ間でほぼ同一となるよう構成したことを特徴とする。
【0034】
したがって、読取り時において、各トランジスタのフローティングゲートには、ほぼ同一の電圧が印加される。このため、出力が、状態の変化を起こしていない2値記憶素子の数にほぼ比例した階段状の値をとる。このため、多値数に対応する出力間の差はほぼ均一となり、誤読取りがさらに発生しにくい。
【0035】
この発明の多値記憶素子は、この発明の多値記憶素子において、並列に接続された複数のMNOS形のトランジスタにより多値記憶素子を形成し、第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さが、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0036】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さに対応して、第1絶縁膜に生ずる電界強度が決定される。また、各トランジスタの電子捕獲率は、各トランジスタに生ずる電界強度に依存する。このため、各トランジスタの第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さに対応して、各トランジスタの2値状態が決定される。また、多値記憶素子に印加される電圧または印加時間を変えることにより、2値状態のうち特定の状態となるトランジスタの数を変えることができる。
【0037】
【実施例】
図8Aに、この発明の一実施例による多値記憶素子であるメモリセル22の回路図を示す。メモリセル22は、電子捕獲領域であるフローティングゲートを有するトランジスタを複数個、並列に接続することにより形成されている。
【0038】
この実施例においては、3個のトランジスタTR1〜TR3が並列に接続されている。すなわち、トランジスタTR1〜TR3のドレインD1〜D3は、すべてドレイン端子TDに接続されている。ソースS1〜S3は、すべてソース端子TSに接続されている。また、コントロールゲートCG1〜CG3は、すべてゲート端子TGに接続されている。
【0039】
後述するように、ドレイン端子TD、ソース端子TS、ゲート端子TGに所定の電圧を印加することにより、メモリセル22に対する多値数の書込み、読取り、消去を行なう。
【0040】
図1に、メモリセル22の平面構造を示す。図2は、メモリセル22のゲート部分の寸法を示す図である。図3は、メモリセル22の断面P−Pを示す図である。また、図4は、メモリセル22の断面Q−Qおよび断面R−Rを示す図である。図1〜図4に基づいて、メモリセル22の構成を説明する。
【0041】
上述のように、メモリセル22は、3個のトランジスタTR1〜TR3を並列に接続することにより構成されている。まず、トランジスタTR1の構成を説明する。
【0042】
図4Bに示すように、基板24には、ドレインD1、ソースS1が形成されている。ドレインD1に接するようにドレイン電極TDAが設けられている。ソースS1に接するようにソース電極TSAが設けられている。ドレインD1とソースS1との間のチャネル形成領域CH1の上部には、ゲート酸化膜MA1、フローティングゲートFG1がこの順に積み上げるように形成されている。
【0043】
図3に示すように、フローティングゲートFG1の上部には、さらに、層間酸化膜MB1、コントロールゲートCG1がこの順に積み上げるように形成されている。
【0044】
なお、チャネル形成領域CH1、ゲート酸化膜MA1、フローティングゲートFG1により第1コンデンサCA1を形成している。フローティングゲートFG1、層間酸化膜MB1、コントロールゲートCG1により第2コンデンサCB1を形成している。
【0045】
図1に示すように、トランジスタTR2、TR3も、トランジスタTR1とほぼ同様に構成されている。ただし、トランジスタTR2のソースS2は、トランジスタTR1のソースS1と共通の活性領域に形成されている。このため、ソースS2とソースS1とによりソース電極TSAを共用している。また、トランジスタTR2のドレインD2は、トランジスタTR3のドレインD3と共通の活性領域に形成されている。このため、ドレインD2とドレインD3とによりドレイン電極TDBを共用している。
【0046】
トランジスタTR1〜TR3のソースS1〜S3は、ソース電極TSA、TSBを介して、ソース端子TSに接続されている。ドレインD1〜D3は、ドレイン電極TDA、TDBを介して、ドレイン端子TDに接続されている。また、トランジスタTR1〜TR3のコントロールゲートCG1〜CG3は、すべてゲート端子TGに接続されている。
【0047】
図1に示すように、トランジスタTR1〜TR3相互間において、第1コンデンサCA1〜CA3の面積はすべて同一に形成されている。一方、第2コンデンサCB1〜CB3の面積は同一ではない。いちばん面積が大きいのが第2コンデンサCB1であり、ついで、第2コンデンサCB2、ついで、第2コンデンサCB3となっている。
【0048】
つぎに、メモリセル22の製造方法を、図3〜図7に基づいて説明する。まず、図5に示すように、P型半導体で構成された基板24の素子形成領域30以外の領域に、素子分離用のフィールド酸化膜26を形成する。
【0049】
つぎに、図6Bに示すように、素子形成領域30にゲート酸化膜MAを形成し、その後、ゲート酸化膜MAに積み重ねるように、ポリシリコンで構成されたフローティングゲートFG1〜FG3を設ける。フローティングゲートFG1〜FG3の一端は、図6Aに示すコントロールゲート形成領域32のフィールド酸化膜26の上部まで及ぶように形成される(図3参照)。
【0050】
つぎに、図7Aに示すように、コントロールゲート形成領域32のフローティングゲートFG1〜FG3を覆うように、層間酸化膜MB1〜MB3を形成し、その後、さらにこれらを覆うように、ポリシリコンにより構成されたコントロールゲートCG1〜CG3を形成する(図3参照)。なお、図7Aに示すように、コントロールゲートCG1〜CG3は、相互に接続されるよう形成されている。
【0051】
つぎに、図4に示すように、素子形成領域30にソースS1〜S3、ドレインD1〜D3を形成し、層間膜(BPSG)28を形成(図3参照)した後、図4Aに示すように、ソース電極TSA、TSB、ドレイン電極TDA、TDBを形成する。
【0052】
その後、配線工程(図示せず)において、ソース電極TSA、TSBはソース端子TSに、ドレイン電極TDA、TDBはドレイン端子TDに接続され、また、コントロールゲートCG1〜CG3は、すべてゲート端子TGに接続される。このようにして、メモリセル22が形成される。
【0053】
つぎに、メモリセル22に対する、多値数(この実施例においては”0”、”1”、”2”、”3”の4値のうち、いずれか一つの値)の書込み、読取り、消去の各動作について説明する。
【0054】
なお、記憶内容(多値数)とメモリセル22の状態との対応関係は、次のとおりである。トランジスタTR1〜TR3の2値状態が、すべて”0”である状態が、メモリセル22の記憶内容”0”に対応する。
【0055】
トランジスタTR1の2値状態のみが”1”である状態が、メモリセル22の記憶内容”1”に対応する。トランジスタTR1およびTR2の2値状態のみが”1”である状態が、メモリセル22の記憶内容”2”に対応する。トランジスタTR1〜TR3の2値状態が、すべて”1”である状態が、メモリセル22の記憶内容”3”に対応する。
【0056】
まず、メモリセル22に、多値数を書込む場合の動作を、図3、図8に基づいて説明する。図3に示すトランジスタTR1の第1コンデンサCA1のゲート酸化膜MA1に生ずる電界強度Eが一定値Ecを越えると、電子がゲート酸化膜MA1を通り抜けて、第1コンデンサCA1のフローティングゲートFG1に取りこまれる(図14参照)。電子がフローティングゲートFG1に取りこまれることによって、トランジスタTR1の2値状態は”1”となる。
【0057】
ゲート酸化膜MA1に生ずる電界強度E1が臨界電界強度Ecを越えない場合には、電子がゲート酸化膜MA1を通り抜けることはできず、第1コンデンサCA1のフローティングゲートFG1に取りこまれることはない。したがって、この場合、トランジスタTR1の2値状態は”0”のままである。
【0058】
このように、メモリセル22を構成するトランジスタTR1〜TR3のゲート酸化膜MA1〜MA3に生ずる電界強度E1〜E3を調整することにより、各トランジスタTR1〜TR3の状態を、”1”にしたり、”0”のままにしたりすることができる。
【0059】
この実施例においては、メモリセル22に多値数を書込む場合、図8Aに示すように、ドレイン端子TDを接地するとともに、ソース端子TSをオープンにし、ゲート端子TGに、書込みたい多値数に対応したゲート電圧Vtgを印加する。
【0060】
書込み時におけるメモリセル22の等価回路を図8Bに示す。第1コンデンサCA1に生ずる電圧V1は、第1コンデンサCA1の静電容量をCA1、第2コンデンサCB1の静電容量をCB1、メモリセル22のゲート端子TGに印加されるゲート電圧をVtgとすると、次式で表される。
【0061】
V1=1/(1+CA1/CB1)*Vtg
一方、第1コンデンサCA1のゲート酸化膜MA1に生ずる電界強度E1は、ゲート酸化膜MA1の厚さをda1とすると、次式で表される。
【0062】
E1=V1/da1
したがって、電界強度E1が臨界電界強度Ecとなるときにメモリセル22のゲート端子TGに印加されるべき臨界電圧Vtg1は、次式で表される。
【0063】
Vtg1=(1+CA1/CB1)*da1*Ec
同様に、臨界電圧Vtg2、Vtg3は、次式で表される。
【0064】
Vtg2=(1+CA2/CB2)*da2*Ec
Vtg3=(1+CA3/CB3)*da3*Ec
すなわち、図8Cに示すように、メモリセル22のゲート端子TGに、
Vtg<Vtg1
である電圧Vtgを印加しても、トランジスタTR1〜TR3の2値状態が、すべて”0”のままであるため、メモリセル22の記憶内容”0”が、維持される。
【0065】
また、ゲート端子TGに、
Vtg1≦Vtg<Vtg2
である電圧Vtgを印加した場合、トランジスタTR1の2値状態のみが”1”となるため、メモリセル22の記憶内容は”1”となる。
【0066】
同様に、ゲート端子TGに、
Vtg2≦Vtg<Vtg3
である電圧Vtgを印加した場合、トランジスタTR1およびTR2の2値状態のみが”1”となるため、メモリセル22の記憶内容は”2”となる。
【0067】
また、ゲート端子TGに、
Vtg3≦Vtg
である電圧Vtgを印加した場合、全てのトランジスタTR1〜TR3の2値状態が”1”となるため、メモリセル22の記憶内容は”3”となる。
【0068】
このように、メモリセル22のゲート端子TGに、所定のゲート電圧Vtgを印加することにより、1回の書込み動作で、メモリセル22に所望の多値数を書込むことができる。
【0069】
なお、この実施例においては、第1コンデンサCA1〜CA3、第2コンデンサCB1〜CB3の平面寸法を図2のように設定している。また、第1コンデンサCA1〜CA3の絶縁膜を形成するゲート酸化膜MA1〜MA3の膜厚da1〜da3を100オングストロームに、第2コンデンサCB1〜CB3の絶縁膜を形成する層間酸化膜MB1〜MB3の膜厚を200オングストロームに設定している。
【0070】
したがって、トランジスタTR1における、第1コンデンサCA1と第2コンデンサCB1との容量比CA1/CB1は、
CA1/CB1=0.405
となる。
【0071】
同様に、容量比CA2/CB2、容量比CA3/CB3は、
CA2/CB2=0.6
CA3/CB3=0.789
となる。
【0072】
ここで、臨界電界強度Ecを、
Ec=0.1(V/オングストローム)
と仮定すると、臨界電圧Vtg1、Vtg2、Vtg3は、
Vtg1=14.05(V)
Vtg2=16.(V)
Vtg3=17.89(V)
となる。
【0073】
したがって、この実施例において、たとえばメモリセル22のゲート端子TGに、
Vgt=16(V)
を印加することにより、メモリセル22に多値数”2”を書込むことができる。
【0074】
つぎに、メモリセル22に書込まれた多値数”2”を読取る場合の動作を、図9に基づいて説明する。メモリセル22の内容を読取る場合、ソース端子TSを接地するとともに、ゲート端子TGに2Vの電圧を印加し、ドレイン端子TDに5Vの電圧を印加する。
【0075】
メモリセル22をこのような状態にすると、状態”0”であるトランジスタTR3のフローティングゲートFG3には電子が捕獲されていないため、チャネル形成領域CH3にはチャネルが形成され、ドレイン電流Id3が流れる(図15C参照)。一方、状態”1”にあるトランジスタTR1、TR2のフローティングゲートFG1、FG2には電子が捕獲されているため、チャネル形成領域CH1、CH2にはチャネルが形成されず、ドレイン電流は流れない(図15B参照)。
【0076】
したがって、図9Bに示すように、ドレイン端子TDに流れる出力電流Ioutとメモリセル22の記憶内容との関係をあらかじめ求めておけば、出力電流Ioutの値を検出することにより、メモリセル22の記憶内容を知ることができる。上述の例では、
出力電流Iout=Id3
であるから、メモリセル22の記憶内容は”2”であることがわかる。
【0077】
なお、
出力電流Iout=Id1+Id2+Id3
であれば、メモリセル22の記憶内容は”0”、
出力電流Iout=Id2+Id3
であれば”1”、
出力電流Iout=0
であれば”3”であることがわかる。このように、ドレイン端子TDに流れる出力電流Ioutを検出する一動作のみで、メモリセル22に記憶された多値数を読取ることができる。
【0078】
つぎに、メモリセル22に書込まれた多値数を消去する場合の動作を、図10に基づいて説明する。メモリセル22の内容を消去する場合、ソース端子TSに18Vの電圧を印加し、ゲート端子TGを接地するとともに、ドレイン端子TDをオープンにする。
【0079】
メモリセル22をこのような状態にすると、状態”1”にあるトランジスタTR1、TR2のフローティングゲートFG1、FG2に捕獲されている電子は放出され、ソースS1、S2に取りこまれる。捕獲されている電子を放出することにより、トランジスタTR1、TR2の状態は”0”に戻る。このように、一動作のみで、メモリセル22に記憶された多値数を消去することができる。
【0080】
なお、上述の実施例においては、第2コンデンサCB1〜CB3の面積を、それぞれ異ならせることにより、第1コンデンサCA1〜CA3と第2コンデンサCB1〜CB3との容量比を、各トランジスタTR1〜TR3間で異ならせるよう構成したが、容量比を、各トランジスタTR1〜TR3間で異ならせるためには、第1コンデンサCA1〜CA3の面積をそれぞれ異ならせるよう構成してもよい。また、第1コンデンサCA1〜CA3、または、第2コンデンサCB1〜CB2の膜厚もしくは誘電率を、それぞれ異ならせるよう構成してもよい。
【0081】
また、第1コンデンサCA1〜CA3と第2コンデンサCB1〜CB3との容量比が同一であっても、第1コンデンサCA1〜CA3のゲート酸化膜MA1〜MA3の膜厚da1〜da3を、各トランジスタTR1〜TR3間で、それぞれ異なるよう形成することにより、臨界電圧Vtg1、Vtg2、Vtg3がそれぞれ異なるよう構成することができる。
【0082】
つぎに、図11に、上述のメモリセル22を複数個配置したメモリアレイ34の構成を示す。メモリアレイ34には、それぞれ多値数を記憶した複数のメモリセル22a、22b、・・・が、マトリックス配置されている。
【0083】
メモリセル22aのドレイン端子TDaには、セル選択用トランジスタTRaのソース電極Saが接続されている。セル選択用トランジスタTRaのドレイン電極Daは、第2ラインL2(m−1)に接続されている。セル選択用トランジスタTRaのゲート電極Gaは、第1ラインL1(n+1)に接続されている。他のメモリセル22b、・・・も、メモリセル22aと同様に接続されている。
【0084】
複数の第1ラインL1(n−1)、L1(n)、L1(n+1)、・・・から構成される第1ライン群L1のうち1本のラインを選択するために第1デコーダ36が配置されている。複数の第2ラインL2(m−1)、L2(m)、L2(m+1)、・・・から構成される第2ライン群L2のうち1本のラインを選択するために第2デコーダ38が配置されている。
【0085】
メモリアレイ34を構成するメモリセル22a、22b、・・・のうち、所望のメモリセル、例えばメモリセル22aの内容を読取る場合の動作を説明する。まず、第1ライン群L1の中から、メモリセル22aのセル選択用トランジスタTRaのゲート電極Gaが接続されているラインを選択するための第1ライン選択命令を、第1デコーダ36に入力する。第1デコーダ36は、ライン選択命令にしたがって、第1ラインL1(n+1)を選択する。選択された第1ラインL1(n+1)には5Vの電圧が印加される。
【0086】
第1ラインL1(n+1)を選択すると、第1ラインL1(n+1)に5Vの電圧が印加されると同時に、第1ラインL1(n+1)に接続されたメモリセル22a、22b、・・・のゲート端子TG(図9A参照)には、それぞれ2Vの電圧が印加されるよう構成されている。
【0087】
つぎに、第2ライン群L2の中から、メモリセル22aのセル選択用トランジスタTRaのドレイン電極Daが接続されているラインを選択するための第2ライン選択命令を、第2デコーダ38に入力する。第2デコーダ38は、ライン選択命令にしたがって、第2ラインL2(m−1)を選択する。選択された第2ラインL2(m−1)には5Vの電圧が印加される。
【0088】
第1ラインL1(n+1)および第2ラインL2(m−1)が選択されることにより、セル選択用トランジスタTRaが”ON”状態となる。このため、メモリセル22aに書込まれた多値数に対応した電流が、第2ラインL2(m−1)、セル選択用トランジスタTRaを介して、第2デコーダ38からメモリセル22aに流れ込む。この電流を検出することにより、メモリセル22aの記憶内容(多値数)を読取ることができる。
【0089】
このように、1回の読取り動作で、メモリアレイ34を構成するメモリセル22a、22b、・・・のうち、所望のメモリセルに書込まれた、多値数を読取ることができる。
【0090】
つぎに、図12に、この発明の他の実施例による多値記憶素子であるメモリセル40の平面構成を示す。このメモリセル40は、図1に示すメモリセル22に、さらに、読取り専用ゲートRG1〜RG3を設けたものである。
【0091】
メモリセル40においては、フローティングゲートFG1a〜FG1cの一端は、読取り専用ゲート形成領域42まで及ぶように形成されている。読取り専用ゲート形成領域42のフローティングゲートFG1a〜FG3cを覆うように、層間酸化膜MC1〜MC3が形成され、さらにこれらを覆うように、ポリシリコンにより構成された読取り専用ゲートRG1〜RG3が形成されている。なお、読取り専用ゲートRG1〜RG3は、相互に接続されるよう形成されており、すべて、読取り用ゲート端子TGRに接続されている。
【0092】
メモリセル40の書込み、消去動作は、メモリセル22の場合同様、ゲート端子TGを用いて行なうが、読取り動作は、読取り用ゲート端子TGRを用いて行なう。読取り動作を、読取り用ゲート端子TGRを用いて行なうのは以下の理由による。
【0093】
フローティングゲートFG1a〜FG3a、層間酸化膜MC1〜MC3、読取り専用ゲートRG1〜RG3により第3コンデンサCC1〜CC3を形成している。図12に示すように、第3コンデンサCC1〜CC3の面積はすべて同一に形成されている。一方、前述の第1コンデンサCA1〜CA3(図1参照)の面積も、すべて同一である。したがって、トランジスタTR1〜TR3相互間において、第3コンデンサCC1〜CC3と、第1コンデンサCA1〜CA3との容量比は同一となっている。
【0094】
したがって、読取り動作の場合、各トランジスタTR1〜TR3のフローティングゲートFG1a〜FG3aに生ずる電圧は、図1のメモリセル22の場合と異なり、同一となる。このため、出力電流Ioutが、”0”状態のトランジスタの数にほぼ比例した階段状の値をとる。すなわち、多値数に対応する出力電流Iout間の差がほぼ均一となり、誤読取りがさらに発生しにくいという理由によるものである。
【0095】
なお、上述の実施例においては、読取り専用ゲートRG1〜RG3を設け、読取り時に、フローティングゲートFG1〜FG3に同一の電圧が印加されるよう設定することにより、多値数に対応する出力電流Iout間の差がほぼ均一となるよう構成したが、トランジスタTR1〜TR3のチャネル形成領域CH1〜CH3(図4B参照)を、N型半導体により構成してもよい。
【0096】
このように構成することにより、読取り時に、フローティングゲートFG1〜FG3すなわちコントロールゲートCG1〜CG3に電圧を印加することなく、出力電流Ioutを得ることができる。このため、上述の実施例同様、読取り時に多値数に対応する出力電流Iout間の差がほぼ均一となる。
【0097】
つぎに、図13に、この発明のさらに他の実施例による多値記憶素子であるメモリセルを構成するトランジスタ52の断面構成を示す。このトランジスタ52は、MNOS(Metal Nitride Oxide Semi-conductor)形のトランジスタである。トランジスタ52は、基板54のチャネル形成領域62上に、シリコン酸化膜56、シリコン窒化膜58、ゲート電極60を、この順に積み重ねて形成されている。
【0098】
基板54を接地するとともに、ゲート電極60に高電圧を印加することにより、シリコン窒化膜58の最下部に電子を捕獲する。電子を捕獲した状態が”1”であり、電子を捕獲しない状態が”0”であるのは、図1のメモリセル22に用いられてるトランジスタTR1〜TR3と同様である。
【0099】
シリコン酸化膜56の厚さd1、または、シリコン酸化膜56とシリコン窒化膜58との合計の厚さd2を変えることにより、このトランジスタ52の電子捕獲率を変えることができる。これらの厚さを変えることにより、電子が飛び越えるべきシリコン酸化膜56に作用する電界強度が変るからである。
【0100】
したがって、電子捕獲率の異なるトランジスタ52を、複数個並列に配置することにより、図1のトランジスタTR1〜TR3同様、多値数の書込み、読取りが可能なメモリセルを構成することができる。
【0101】
なお、上述の各実施例においては、フローティングゲート形のトランジスタTR1〜TR3や、MNOS形のトランジスタ52を用いて、多値記憶素子を構成する場合を例に説明したが、この発明は、これらのトランジスタに限定されるものではない。
【0102】
また、2値記憶素子が、電子捕獲領域に捕獲された電子の数に対応して2値状態を決定するトランジスタである場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0103】
また、多値記憶素子に印加される電圧の大きさに対応して、2値状態の変化を起こすトランジスタの数を決定するよう構成したが、多値記憶素子に印加される電圧の印加時間に対応して、2値状態の変化を起こすトランジスタの数を決定するよう構成することもできる。
【0104】
また、上述の各実施例においては、不揮発性メモリに本発明を適用する場合を例に説明したが、この発明は、揮発性メモリに適用することもできる。
【0105】
【発明の効果】
この発明の多値記憶素子、この発明のメモリアレイ、および、この発明の記憶および再現方法は、複数の2値記憶素子を用意し、書込み時に、多値記憶素子に印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、状態変化を起こす2値記憶素子の数を決定し、読取り時に、状態変化を起こした2値記憶素子の数に応じた出力を得ることを特徴とする。
【0106】
したがって、書込み時に状態変化を起こす2値記憶素子の数と多値数とを対応させることにより、印加電圧または印加時間と多値数とを対応させることができる。このため、多値数に対応する印加電圧または印加時間を、多値記憶素子に付与することにより、1回の書込み動作で、多値数を記憶することができる。
【0107】
また、出力と多値数とは対応している。このため、1回の出力読取り動作で、多値数を読取ることができる。さらに、読取りに際して、出力が、状態の変化を起こした2値記憶素子の数により定まる階段状の値をとる。このため、それぞれの多値数に対応する出力相互間の差は比較的大きく、誤読取りが発生しにくい。そのため、簡易な出力検出装置を用いることができる。
【0108】
すなわち、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、簡易で信頼性の高い多値記憶素子を得ることができる。
【0109】
この発明の多値記憶素子は、さらに、電子捕獲領域に捕獲された電子の数に対応して2値状態を決定するトランジスタを2値記憶素子として備え、該トランジスタの電子捕獲率を、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0110】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの電子捕獲率に対応して、電子捕獲領域に捕獲される電子の数が決定される。また、捕獲された電子の数に対応して、各トランジスタの2値状態が決定される。このため、多値記憶素子に印加される電圧または印加時間を変えることにより、2値状態のうち特定の状態となるトランジスタの数を変えることができる。また、読取り時において、2値状態のうち特定の状態となっているトランジスタの数と出力とは対応している。
【0111】
このため、2値状態のうち特定の状態となっているトランジスタの数と多値数とを対応させることにより、1回の書込み動作で、多値数を記憶することができ、1回の出力読取り動作で、多値数を読取ることができる。すなわち、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、簡易で信頼性の高い多値記憶素子を、容易に得ることができる。
【0112】
この発明の多値記憶素子は、さらに、並列に接続された複数のフローティングゲート形のトランジスタにより多値記憶素子を形成し、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0113】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの容量比に対応して、各トランジスタに印加される電圧が決定される。また、各トランジスタの電子捕獲率は、各トランジスタに印加される電圧に依存する。このため、各トランジスタの容量比に対応して各トランジスタの2値状態が決定される。
【0114】
すなわち、各トランジスタの容量比が異なるよう形成するという簡単な方法により、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、簡易で信頼性の高い多値記憶素子を得ることができる。
【0115】
この発明の多値記憶素子は、さらに、第2コンデンサの面積を異ならせることにより、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該複数のトランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0116】
したがって、第2コンデンサを形成する工程において、多値記憶素子を構成するトランジスタと、一般的なフローティングゲート形のトランジスタとで異なるのは、第2コンデンサの面積を決定するマスクパタンのみである。すなわち、従来の工程を変えることなく、容易に多値記憶素子を製造することができる。
【0117】
この発明の多値記憶素子は、読取り専用ゲートをさらに備えるとともに、読取り専用ゲートとフローティングゲートとの間に形成される第3コンデンサと、第1コンデンサとの容量比が、各トランジスタ間でほぼ同一となるよう構成したことを特徴とする。
【0118】
したがって、読取り時において、各トランジスタのフローティングゲートには、ほぼ同一の電圧が印加される。このため、出力が、状態の変化を起こしていない2値記憶素子の数にほぼ比例した階段状の値をとる。このため、多値数に対応する出力間の差はほぼ均一となり、誤読取りがさらに発生しにくい。
【0119】
すなわち、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、より簡易で信頼性の高い多値記憶素子を得ることができる。
【0120】
この発明の多値記憶素子は、並列に接続された複数のMNOS形のトランジスタにより多値記憶素子を形成し、第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さが、該トランジスタ間で異なるように構成したことを特徴とする。
【0121】
したがって、書込み時において、多値記憶素子に電圧が印加されると、各トランジスタの第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さに対応して、第1絶縁膜に生ずる電界強度が決定される。また、各トランジスタの電子捕獲率は、各トランジスタに生ずる電界強度に依存する。このため、各トランジスタの第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さに対応して、各トランジスタの2値状態が決定される。また、多値記憶素子に印加される電圧または印加時間を変えることにより、2値状態のうち特定の状態となるトランジスタの数を変えることができる。
【0122】
すなわち、各トランジスタの第1絶縁膜の厚さまたは絶縁膜の総厚さが異なるよう形成するという簡単な方法により、高速書込みおよび読取りが可能で、かつ、簡易で信頼性の高い多値記憶素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるメモリセルの平面構造を示す図面である。
【図2】この発明の一実施例によるメモリセルの第1コンデンサおよび第2コンデンサの寸法を示す図面である。
【図3】この発明の一実施例によるメモリセルの断面構造の一部を示す図面である。
【図4】この発明の一実施例によるメモリセルの断面構造の一部を示す図面である。
【図5】この発明の一実施例によるメモリセルの製造工程の一部を示す図面である。
【図6】この発明の一実施例によるメモリセルの製造工程の一部を示す図面である。
【図7】この発明の一実施例によるメモリセルの製造工程の一部を示す図面である。
【図8】この発明の一実施例によるメモリセルの書込み時の状態を示す図面である。
【図9】この発明の一実施例によるメモリセルの読取り時の状態を示す図面である。
【図10】この発明の一実施例によるメモリセルの消去時の状態を示す図面である。
【図11】この発明の一実施例によるメモリセルを用いたメモリアレイの構成を示す図面である。
【図12】この発明の他の実施例によるメモリセルの平面構成を示す図面である。
【図13】この発明のさらに他の実施例によるメモリセルに用いるトランジスタの構成を示す図面である。
【図14】従来のメモリセルの断面構成を示す図面である。
【図15】従来のメモリセルの読取り時の状態を示す図面である。
【符号の説明】
22・・・・・・メモリセル
CA1・・・・・第1コンデンサ
CA2・・・・・第1コンデンサ
CA3・・・・・第1コンデンサ
CB1・・・・・第2コンデンサ
CB2・・・・・第2コンデンサ
CB3・・・・・第2コンデンサ
TD・・・・・・ドレイン端子
TG・・・・・・ゲート端子
TR1・・・・・トランジスタ
TR2・・・・・トランジスタ
TR3・・・・・トランジスタ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a multi-value storage element, a memory array, a storage and reproduction method, and more particularly to an element including a plurality of binary storage elements.
[0002]
[Prior art]
As a nonvolatile memory, a floating gate type EPROM is used. FIG. 14 shows the structure of the
[0003]
A
[0004]
In order to write “1” information in the
[0005]
In order to read the information in the
[0006]
That is, when the
[0007]
In this manner, information can be written to and read from the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional EPROM as described above has the following problems. The
[0009]
Generally 2 n In order to store a numerical value,
[0010]
In order to solve this problem, the following method has been proposed. In the write operation shown in FIG. 14, the number of electrons taken into the
[0011]
The m-value information thus written is read from the
[0012]
When this method is used, a multi-valued numerical value can be stored in one
[0013]
However, the difference in drain current based on the difference in the number of electrons taken into the
[0014]
The present invention improves the problems of storage elements such as the
[0015]
[Means for Solving the Problems]
This invention The multi-value storage element is a multi-value storage element including a plurality of binary storage elements, and is in a binary state corresponding to the magnitude or application time of a voltage applied to the multi-value storage element at the time of writing. It is configured to determine the number of binary storage elements that cause a change in the number and to output in accordance with the number of binary storage elements that have caused a change in the binary state at the time of reading. .
[0016]
This invention The multi-value storage element is a transistor in which the binary storage element determines a binary state corresponding to the number of electrons captured in the electron capture region, and the electron capture rate of the transistors differs between the transistors. It was configured as described above.
[0017]
This invention In the multi-value storage element, the transistor is a floating gate type transistor, and the multi-value storage element is formed by a plurality of the transistors connected in parallel, and between the channel formation region of the transistor and the floating gate. The capacitance ratio between the first capacitor formed in the second capacitor and the second capacitor formed between the floating gate and the control gate is different between the transistors.
[0018]
This invention The multi-value storage element is configured such that the capacitance ratio of the first capacitor and the second capacitor is different among the plurality of transistors by changing the area of the second capacitor.
[0019]
This invention The multi-value storage element further includes a read-only gate, and a capacitance ratio between the third capacitor formed between the read-only gate and the floating gate and the first capacitor is substantially the same between the transistors. It is characterized by being comprised.
[0020]
This invention In the multi-value storage element, the transistor is an MNOS type transistor, and the multi-value storage element is formed by a plurality of the transistors connected in parallel, and is formed immediately above the channel formation region of the transistor. A feature is that the thickness of one insulating film or the total thickness of insulating films formed between a channel formation region and a gate electrode is different between the transistors.
[0021]
This invention The memory array includes a plurality of multi-value storage elements.
[0022]
This invention In the storage and reproduction method, a plurality of binary storage elements are prepared, and at the time of writing, the number of binary storage elements that cause a state change is determined and read in accordance with the magnitude of the applied voltage or the application time. Sometimes, an output corresponding to the number of binary storage elements that have caused a state change is obtained.
[0023]
[Action]
This invention Multi-value storage elements and a plurality of binary storage elements are prepared, and the number of binary storage elements that cause a state change corresponding to the magnitude or application time of a voltage applied to the multi-value storage elements at the time of writing is prepared. It is characterized in that an output corresponding to the number of binary storage elements having undergone a state change is obtained upon determination and reading.
[0024]
Therefore, by making the number of binary storage elements that cause a state change at the time of writing correspond to the multi-value number, it is possible to make the applied voltage or application time correspond to the multi-value number. For this reason, by applying an applied voltage or application time corresponding to the multi-value number to the multi-value storage element, the multi-value number can be stored in one write operation.
[0025]
The output and the multi-value number correspond to each other. For this reason, a multi-value number can be read by one output reading operation. Further, at the time of reading, the output takes a stepwise value determined by the number of binary storage elements that have caused a change in state. For this reason, the difference between the outputs corresponding to each multi-value number is relatively large and erroneous reading is unlikely to occur. Therefore, a simple output detection device can be used.
[0026]
This invention The multi-value storage element further includes a transistor that determines a binary state corresponding to the number of electrons trapped in the electron capture region as a binary storage element, and the electron capture rate of the transistor is determined between the transistors. It is characterized by being configured differently.
[0027]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the number of electrons captured in the electron capture region is determined corresponding to the electron capture rate of each transistor. Further, the binary state of each transistor is determined in accordance with the number of captured electrons. Therefore, by changing the voltage or application time applied to the multilevel memory element, the number of transistors in a specific state among the binary states can be changed. Further, at the time of reading, the number of transistors in a specific state in the binary state corresponds to the output.
[0028]
Therefore, by associating the number of transistors in a specific state in the binary state with the multi-value number, the multi-value number can be stored in one write operation, and output can be performed once. A multi-value number can be read by the reading operation.
[0029]
This invention The multi-value storage element further includes a plurality of floating gate type transistors connected in parallel to form a multi-value storage element so that the capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor differs between the transistors. It is characterized by comprising.
[0030]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the voltage applied to each transistor is determined corresponding to the capacitance ratio of each transistor. Further, the electron capture rate of each transistor depends on the voltage applied to each transistor. For this reason, the binary state of each transistor is determined corresponding to the capacitance ratio of each transistor.
[0031]
This invention The multi-value storage element is further characterized in that the capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor is different among the plurality of transistors by making the area of the second capacitor different.
[0032]
Therefore, in the step of forming the second capacitor, the only difference between the transistor constituting the multi-value storage element and the general floating gate type transistor is the mask pattern for determining the area of the second capacitor.
[0033]
This invention The multi-value storage element further includes a read-only gate, and the capacitance ratio between the third capacitor formed between the read-only gate and the floating gate and the first capacitor is substantially the same among the transistors. It is characterized by having comprised as follows.
[0034]
Therefore, at the time of reading, substantially the same voltage is applied to the floating gate of each transistor. For this reason, the output takes a step-like value that is substantially proportional to the number of binary storage elements that have not changed state. For this reason, the difference between the outputs corresponding to the multi-value number becomes almost uniform, and erroneous reading is less likely to occur.
[0035]
This invention The multi-value storage element of This invention In the multi-value storage element, the multi-value storage element is formed by a plurality of MNOS transistors connected in parallel so that the thickness of the first insulating film or the total thickness of the insulating films differs among the transistors. It is characterized by comprising.
[0036]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the electric field strength generated in the first insulating film is determined corresponding to the thickness of the first insulating film of each transistor or the total thickness of the insulating film. Is done. Further, the electron capture rate of each transistor depends on the electric field strength generated in each transistor. For this reason, the binary state of each transistor is determined corresponding to the thickness of the first insulating film or the total thickness of the insulating film of each transistor. Further, by changing the voltage or application time applied to the multilevel memory element, the number of transistors in a specific state among the binary states can be changed.
[0037]
【Example】
FIG. 8A shows a circuit diagram of a
[0038]
In this embodiment, three transistors TR1 to TR3 are connected in parallel. That is, the drains D1 to D3 of the transistors TR1 to TR3 are all connected to the drain terminal TD. The sources S1 to S3 are all connected to the source terminal TS. The control gates CG1 to CG3 are all connected to the gate terminal TG.
[0039]
As will be described later, by applying a predetermined voltage to the drain terminal TD, the source terminal TS, and the gate terminal TG, writing, reading, and erasing of a multivalued number in the
[0040]
FIG. 1 shows a planar structure of the
[0041]
As described above, the
[0042]
As shown in FIG. 4B, the
[0043]
As shown in FIG. 3, an interlayer oxide film MB1 and a control gate CG1 are further stacked in this order on the floating gate FG1.
[0044]
The channel formation region CH1, the gate oxide film MA1, and the floating gate FG1 form a first capacitor CA1. A second capacitor CB1 is formed by the floating gate FG1, the interlayer oxide film MB1, and the control gate CG1.
[0045]
As shown in FIG. 1, the transistors TR2 and TR3 are configured in substantially the same manner as the transistor TR1. However, the source S2 of the transistor TR2 is formed in an active region common to the source S1 of the transistor TR1. For this reason, the source electrode TSA is shared by the source S2 and the source S1. Further, the drain D2 of the transistor TR2 is formed in an active region common to the drain D3 of the transistor TR3. For this reason, the drain electrode TDB is shared by the drain D2 and the drain D3.
[0046]
The sources S1 to S3 of the transistors TR1 to TR3 are connected to the source terminal TS via the source electrodes TSA and TSB. The drains D1 to D3 are connected to the drain terminal TD via the drain electrodes TDA and TDB. The control gates CG1 to CG3 of the transistors TR1 to TR3 are all connected to the gate terminal TG.
[0047]
As shown in FIG. 1, the areas of the first capacitors CA1 to CA3 are all the same between the transistors TR1 to TR3. On the other hand, the areas of the second capacitors CB1 to CB3 are not the same. The second capacitor CB1 has the largest area, followed by the second capacitor CB2, and then the second capacitor CB3.
[0048]
Next, a method for manufacturing the
[0049]
Next, as shown in FIG. 6B, a gate oxide film MA is formed in the
[0050]
Next, as shown in FIG. 7A, interlayer oxide films MB1 to MB3 are formed so as to cover the floating gates FG1 to FG3 in the control
[0051]
Next, as shown in FIG. 4, after forming sources S1 to S3 and drains D1 to D3 in the
[0052]
Thereafter, in a wiring process (not shown), the source electrodes TSA and TSB are connected to the source terminal TS, the drain electrodes TDA and TDB are connected to the drain terminal TD, and the control gates CG1 to CG3 are all connected to the gate terminal TG. Is done. In this way, the
[0053]
Next, writing, reading, and erasing of a multi-valued number (any one of the four values “0”, “1”, “2”, and “3” in this embodiment) with respect to the
[0054]
The correspondence relationship between the stored contents (multi-valued number) and the state of the
[0055]
The state in which only the binary state of the transistor TR1 is “1” corresponds to the stored content “1” of the
[0056]
First, the operation for writing a multivalued number in the
[0057]
When the electric field strength E1 generated in the gate oxide film MA1 does not exceed the critical electric field strength Ec, electrons cannot pass through the gate oxide film MA1 and are not taken into the floating gate FG1 of the first capacitor CA1. Therefore, in this case, the binary state of the transistor TR1 remains “0”.
[0058]
In this way, by adjusting the electric field strengths E1 to E3 generated in the gate oxide films MA1 to MA3 of the transistors TR1 to TR3 constituting the
[0059]
In this embodiment, when a multi-value number is written in the
[0060]
An equivalent circuit of the
[0061]
V1 = 1 / (1 + CA1 / CB1) * Vtg
On the other hand, the electric field strength E1 generated in the gate oxide film MA1 of the first capacitor CA1 is expressed by the following equation, where the thickness of the gate oxide film MA1 is da1.
[0062]
E1 = V1 / da1
Therefore, the critical voltage Vtg1 to be applied to the gate terminal TG of the
[0063]
Vtg1 = (1 + CA1 / CB1) * da1 * Ec
Similarly, the critical voltages Vtg2 and Vtg3 are expressed by the following equations.
[0064]
Vtg2 = (1 + CA2 / CB2) * da2 * Ec
Vtg3 = (1 + CA3 / CB3) * da3 * Ec
That is, as shown in FIG. 8C, the gate terminal TG of the
Vtg <Vtg1
Even when the voltage Vtg is applied, all the binary states of the transistors TR1 to TR3 remain “0”, so that the stored content “0” of the
[0065]
Also, the gate terminal TG
Vtg1 ≦ Vtg <Vtg2
When the voltage Vtg is applied, only the binary state of the transistor TR1 is “1”, so that the memory content of the
[0066]
Similarly, the gate terminal TG
Vtg2 ≦ Vtg <Vtg3
When the voltage Vtg is applied, only the binary state of the transistors TR1 and TR2 is “1”, so that the memory content of the
[0067]
Also, the gate terminal TG
Vtg3 ≦ Vtg
When the voltage Vtg is applied, the binary state of all the transistors TR1 to TR3 is “1”, so that the memory content of the
[0068]
In this manner, by applying a predetermined gate voltage Vtg to the gate terminal TG of the
[0069]
In this embodiment, the plane dimensions of the first capacitors CA1 to CA3 and the second capacitors CB1 to CB3 are set as shown in FIG. Further, the thicknesses da1 to da3 of the gate oxide films MA1 to MA3 forming the insulating films of the first capacitors CA1 to CA3 are set to 100 angstroms, and the interlayer oxide films MB1 to MB3 forming the insulating films of the second capacitors CB1 to CB3 are set. The film thickness is set to 200 angstroms.
[0070]
Therefore, the capacitance ratio CA1 / CB1 between the first capacitor CA1 and the second capacitor CB1 in the transistor TR1 is
CA1 / CB1 = 0.405
It becomes.
[0071]
Similarly, the capacity ratio CA2 / CB2 and the capacity ratio CA3 / CB3 are:
CA2 / CB2 = 0.6
CA3 / CB3 = 0.789
It becomes.
[0072]
Here, the critical electric field strength Ec is
Ec = 0.1 (V / Angstrom)
Assuming that critical voltages Vtg1, Vtg2, and Vtg3 are
Vtg1 = 14.05 (V)
Vtg2 = 16. (V)
Vtg3 = 17.89 (V)
It becomes.
[0073]
Therefore, in this embodiment, for example, the gate terminal TG of the
Vgt = 16 (V)
Is applied, the multi-value number “2” can be written into the
[0074]
Next, the operation when reading the multi-value number “2” written in the
[0075]
When the
[0076]
Therefore, as shown in FIG. 9B, if the relationship between the output current Iout flowing through the drain terminal TD and the memory content of the
Output current Iout = Id3
Therefore, it can be seen that the memory content of the
[0077]
In addition,
Output current Iout = Id1 + Id2 + Id3
If so, the stored content of the
Output current Iout = Id2 + Id3
If it is “1”,
Output current Iout = 0
If it is, it turns out that it is "3". As described above, the multi-value number stored in the
[0078]
Next, the operation for erasing the multi-value number written in the
[0079]
When the
[0080]
In the above-described embodiment, the capacitance ratio of the first capacitors CA1 to CA3 and the second capacitors CB1 to CB3 is changed between the transistors TR1 to TR3 by making the areas of the second capacitors CB1 to CB3 different from each other. However, in order to change the capacitance ratio among the transistors TR1 to TR3, the areas of the first capacitors CA1 to CA3 may be different from each other. Moreover, you may comprise so that the film thickness or dielectric constant of 1st capacitor | condenser CA1-CA3 or 2nd capacitor | condenser CB1-CB2 may each differ.
[0081]
Even if the capacitance ratios of the first capacitors CA1 to CA3 and the second capacitors CB1 to CB3 are the same, the film thicknesses da1 to da3 of the gate oxide films MA1 to MA3 of the first capacitors CA1 to CA3 are set to the respective transistors TR1. By forming them differently between TR3, the critical voltages Vtg1, Vtg2, and Vtg3 can be made different.
[0082]
Next, FIG. 11 shows a configuration of a
[0083]
A source electrode Sa of the cell selection transistor TRa is connected to the drain terminal TDa of the memory cell 22a. The drain electrode Da of the cell selection transistor TRa is connected to the second line L2 (m−1). The gate electrode Ga of the cell selection transistor TRa is connected to the first line L1 (n + 1).
[0084]
The
[0085]
Of the
[0086]
When the first line L1 (n + 1) is selected, a voltage of 5V is applied to the first line L1 (n + 1), and at the same time, the
[0087]
Next, a second line selection command for selecting a line connected to the drain electrode Da of the cell selection transistor TRa of the memory cell 22a from the second line group L2 is input to the
[0088]
By selecting the first line L1 (n + 1) and the second line L2 (m−1), the cell selection transistor TRa is turned on. Therefore, a current corresponding to the multi-value number written in the memory cell 22a flows from the
[0089]
As described above, the multi-value number written in a desired memory cell among the
[0090]
Next, FIG. 12 shows a planar configuration of a
[0091]
In
[0092]
The write and erase operations of the
[0093]
Floating gates FG1a to FG3a, interlayer oxide films MC1 to MC3, and read-only gates RG1 to RG3 form third capacitors CC1 to CC3. As shown in FIG. 12, the areas of the third capacitors CC1 to CC3 are all formed identically. On the other hand, the areas of the first capacitors CA1 to CA3 (see FIG. 1) are all the same. Therefore, the capacitance ratios of the third capacitors CC1 to CC3 and the first capacitors CA1 to CA3 are the same between the transistors TR1 to TR3.
[0094]
Therefore, in the read operation, the voltages generated in the floating gates FG1a to FG3a of the transistors TR1 to TR3 are the same as in the
[0095]
In the above-described embodiment, the read-only gates RG1 to RG3 are provided, and by setting the same voltage to be applied to the floating gates FG1 to FG3 at the time of reading, the output currents Iout corresponding to the multivalued number are set. However, the channel formation regions CH1 to CH3 (see FIG. 4B) of the transistors TR1 to TR3 may be formed of an N-type semiconductor.
[0096]
With this configuration, the output current Iout can be obtained without applying a voltage to the floating gates FG1 to FG3, that is, the control gates CG1 to CG3, at the time of reading. For this reason, as in the above-described embodiment, the difference between the output currents Iout corresponding to the multi-value number is almost uniform at the time of reading.
[0097]
Next, FIG. 13 shows a cross-sectional structure of a transistor 52 constituting a memory cell which is a multi-value storage element according to still another embodiment of the present invention. The transistor 52 is an MNOS (Metal Nitride Oxide Semi-conductor) type transistor. The transistor 52 is formed by stacking a
[0098]
The
[0099]
By changing the thickness d1 of the
[0100]
Therefore, by arranging a plurality of transistors 52 having different electron capture rates in parallel, a memory cell capable of writing and reading a multi-valued number can be configured in the same manner as the transistors TR1 to TR3 in FIG.
[0101]
In each of the above-described embodiments, the case where the multi-value storage element is configured using the floating gate type transistors TR1 to TR3 and the MNOS type transistor 52 has been described as an example. It is not limited to transistors.
[0102]
Moreover, although the case where the binary storage element is a transistor that determines a binary state corresponding to the number of electrons captured in the electron capture region has been described as an example, the present invention is not limited to this. .
[0103]
In addition, the number of transistors that cause a change in the binary state is determined in accordance with the magnitude of the voltage applied to the multi-value storage element. Correspondingly, it can also be configured to determine the number of transistors that cause a change in the binary state.
[0104]
In each of the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to a nonvolatile memory has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a volatile memory.
[0105]
【The invention's effect】
This invention Multi-value storage element, This invention Memory arrays, and This invention The number of binary storage elements that cause a state change corresponding to the magnitude or application time of the voltage applied to the multi-value storage element during writing is prepared by preparing a plurality of binary storage elements. And at the time of reading, an output corresponding to the number of binary storage elements that have caused a state change is obtained.
[0106]
Therefore, by making the number of binary storage elements that cause a state change at the time of writing correspond to the multi-value number, it is possible to make the applied voltage or application time correspond to the multi-value number. For this reason, by applying an applied voltage or application time corresponding to the multi-value number to the multi-value storage element, the multi-value number can be stored in one write operation.
[0107]
The output and the multi-value number correspond to each other. For this reason, a multi-value number can be read by one output reading operation. Further, at the time of reading, the output takes a stepwise value determined by the number of binary storage elements that have caused a change in state. For this reason, the difference between the outputs corresponding to each multi-value number is relatively large and erroneous reading is unlikely to occur. Therefore, a simple output detection device can be used.
[0108]
That is, it is possible to obtain a simple and highly reliable multi-value storage element capable of high-speed writing and reading.
[0109]
This invention The multi-value storage element further includes a transistor that determines a binary state corresponding to the number of electrons trapped in the electron capture region as a binary storage element, and the electron capture rate of the transistor is determined between the transistors. It is characterized by being configured differently.
[0110]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the number of electrons captured in the electron capture region is determined corresponding to the electron capture rate of each transistor. Further, the binary state of each transistor is determined in accordance with the number of captured electrons. Therefore, by changing the voltage or application time applied to the multilevel memory element, the number of transistors in a specific state among the binary states can be changed. Further, at the time of reading, the number of transistors in a specific state in the binary state corresponds to the output.
[0111]
Therefore, by associating the number of transistors in a specific state in the binary state with the multi-value number, the multi-value number can be stored in one write operation, and output can be performed once. A multi-value number can be read by the reading operation. That is, it is possible to easily obtain a multi-value storage element that can be written and read at high speed and that is simple and highly reliable.
[0112]
This invention The multi-value storage element further includes a plurality of floating gate type transistors connected in parallel to form a multi-value storage element so that the capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor differs between the transistors. It is characterized by comprising.
[0113]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the voltage applied to each transistor is determined corresponding to the capacitance ratio of each transistor. Further, the electron capture rate of each transistor depends on the voltage applied to each transistor. For this reason, the binary state of each transistor is determined corresponding to the capacitance ratio of each transistor.
[0114]
That is, by a simple method of forming the transistors with different capacitance ratios, it is possible to obtain a simple and highly reliable multi-value storage element capable of high-speed writing and reading.
[0115]
This invention The multi-value storage element is further characterized in that the capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor is different among the plurality of transistors by making the area of the second capacitor different.
[0116]
Therefore, in the step of forming the second capacitor, the only difference between the transistor constituting the multi-value storage element and the general floating gate type transistor is the mask pattern for determining the area of the second capacitor. That is, a multi-value storage element can be easily manufactured without changing the conventional process.
[0117]
This invention The multi-value storage element further includes a read-only gate, and the capacitance ratio between the third capacitor formed between the read-only gate and the floating gate and the first capacitor is substantially the same among the transistors. It is characterized by having comprised as follows.
[0118]
Therefore, at the time of reading, substantially the same voltage is applied to the floating gate of each transistor. For this reason, the output takes a step-like value that is substantially proportional to the number of binary storage elements that have not changed state. For this reason, the difference between the outputs corresponding to the multi-value number becomes almost uniform, and erroneous reading is less likely to occur.
[0119]
That is, it is possible to obtain a simpler and more reliable multi-value storage element capable of high-speed writing and reading.
[0120]
This invention The multi-value storage element is formed of a plurality of MNOS-type transistors connected in parallel so that the thickness of the first insulating film or the total thickness of the insulating films differs among the transistors. It is characterized by comprising.
[0121]
Therefore, when a voltage is applied to the multi-value storage element at the time of writing, the electric field strength generated in the first insulating film is determined corresponding to the thickness of the first insulating film of each transistor or the total thickness of the insulating film. Is done. Further, the electron capture rate of each transistor depends on the electric field strength generated in each transistor. For this reason, the binary state of each transistor is determined corresponding to the thickness of the first insulating film or the total thickness of the insulating film of each transistor. Further, by changing the voltage or application time applied to the multilevel memory element, the number of transistors in a specific state among the binary states can be changed.
[0122]
That is, a simple and highly reliable multi-value storage element capable of high-speed writing and reading by a simple method in which the thickness of the first insulating film or the total thickness of the insulating film of each transistor is different. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1 is a plan view of a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a view showing dimensions of a first capacitor and a second capacitor of a memory cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a part of a cross-sectional structure of a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing a part of a cross-sectional structure of a memory cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing showing part of a manufacturing process of a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a drawing showing part of a manufacturing process of a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a drawing showing part of a manufacturing process of a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a diagram showing a state at the time of writing a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing a state when a memory cell is read according to an embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram showing a state at the time of erasing a memory cell according to an embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a memory array using memory cells according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view of a memory cell according to another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a transistor used in a memory cell according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional memory cell.
FIG. 15 is a diagram showing a state of reading a conventional memory cell.
[Explanation of symbols]
22 .... Memory cell
CA1 ... 1st capacitor
CA2 ... 1st capacitor
CA3 ... 1st capacitor
CB1 ... Second capacitor
CB2 ... Second capacitor
CB3 ... 2nd capacitor
TD ... Drain terminal
TG ... Gate terminal
TR1 ... Transistor
TR2 ... Transistor
TR3: Transistor
Claims (7)
各2値記憶素子が、電子捕獲領域を有し、該電子捕獲領域に捕獲された電子の数に対応して2値状態を決定するトランジスタであり、
該トランジスタの電子捕獲率を、該トランジスタ間で異なるように構成し、
該トランジスタの各ゲート、ドレイン、ソースをそれぞれ全て接続して、複数のトランジスタを複数個並列に接続して形成し、
書込み時に、並列接続されたトランジスタのゲートに印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、各トランジスタが2値状態の変化を起こすか否かを決定するよう構成することにより、多値記憶素子に多値数の書き込みを行えるようにし、
読取り時に、並列接続されたトランジスタのドレイン、ソース間に、2値状態の変化を起こしている各トランジスタに捕獲された電子の数に対応したドレイン電流が流れ、多値記憶素子に書き込んだ多値数に応じた電流を出力するよう構成することにより、多値記憶素子から多値数の読み取りを行えるようにしたこと、
を特徴とする多値記憶素子。A multi-value storage element comprising a plurality of binary storage elements,
Each binary storage element having an electron trapping region, a transistor which determines the binary state corresponding to the number of electrons trapped in the electron capture region,
The electron capture rate of the transistors is configured to be different between the transistors,
Each of the gates, drains and sources of the transistors are all connected, and a plurality of transistors are connected in parallel .
By configuring so as to determine whether or not each transistor causes a change in the binary state according to the magnitude or application time of the voltage applied to the gates of the transistors connected in parallel at the time of writing, Enables multi-valued writing to memory elements,
At the time of reading, a drain current corresponding to the number of electrons captured by each transistor causing a change in the binary state flows between the drain and source of the transistors connected in parallel, and the multivalue written in the multivalue storage element By being configured to output a current according to the number, the multi-value number can be read from the multi-value storage element,
A multi-value storage element characterized by the above.
前記トランジスタが、フローティングゲート形のトランジスタであり、
該トランジスタのチャネル形成領域とフローティングゲートとの間に形成される第1コンデンサと、フローティングゲートとコントロールゲートとの間に形成される第2コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間で異なるように構成したこと、
を特徴とするもの。The multi-value storage element according to claim 1.
The transistor is a floating gate type transistor;
The capacitance ratio between the first capacitor formed between the channel formation region and the floating gate of the transistor and the second capacitor formed between the floating gate and the control gate is different between the transistors. What
It is characterized by.
第2コンデンサの面積を異ならせることにより、第1コンデンサと第2コンデンサとの容量比が、該複数のトランジスタ間で異なるように構成したこと、
を特徴とするもの。The multi-value storage element according to claim 3,
The capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor is configured to be different among the plurality of transistors by changing the area of the second capacitor.
It is characterized by.
読取り専用ゲートをさらに備えるとともに、
読取り専用ゲートと前記フローティングゲートとの間に形成される第3コンデンサと、前記第1コンデンサとの容量比が、該トランジスタ間でほぼ同一となるよう構成したこと、
を特徴とするもの。The multi-value storage element according to claim 2 or claim 3,
In addition to a read-only gate,
The third capacitor formed between the read-only gate and the floating gate and the first capacitor have a capacitance ratio that is substantially the same between the transistors;
It is characterized by.
前記トランジスタが、MNOS形のトランジスタであり、
並列に接続された複数の該トランジスタにより前記多値記憶素子を形成し、
該トランジスタのチャネル形成領域の直上に形成された第1絶縁膜の厚さ、または、チャネル形成領域とゲート電極との間に形成された絶縁膜の総厚さが、該トランジスタ間で異なるように構成したこと、
を特徴とするもの。The multi-value storage element according to claim 1.
The transistor is an MNOS transistor;
The multi-value storage element is formed by a plurality of the transistors connected in parallel,
The thickness of the first insulating film formed immediately above the channel formation region of the transistor or the total thickness of the insulating film formed between the channel formation region and the gate electrode is different between the transistors. Configured,
It is characterized by.
該トランジスタの電子捕獲率を、該トランジスタ間で異なるように構成し、 The electron capture rate of the transistors is configured to be different between the transistors,
複数の2値記憶素子を備えた多値記憶素子の記憶および再現方法であって、 A method for storing and reproducing a multi-value storage element comprising a plurality of binary storage elements,
該トランジスタの各ゲート、ドレイン、ソースをそれぞれ全て接続して、複数のトランジスタを複数個並列に接続して形成し、 Each of the gates, drains and sources of the transistors are all connected, and a plurality of transistors are connected in parallel.
書込み時に、並列接続されたトランジスタのゲートに印加される電圧の大きさまたは印加時間に対応して、各トランジスタが2値状態の変化を起こすか否かを決定するよう構成することにより、多値記憶素子に多値数の書き込みを行えるようにし、By configuring so as to determine whether or not each transistor causes a change in the binary state according to the magnitude or application time of the voltage applied to the gates of the transistors connected in parallel at the time of writing, Enables multi-valued writing to memory elements,
読取り時に、並列接続されたトランジスタのドレイン、ソース間に、2値状態の変化を起こしている各トランジスタに捕獲された電子の数に対応したドレイン電流が流れ、多値記憶素子に書き込んだ多値数に応じた電流を出力するよう構成することにより、多値記憶素子から多値数の読み取りを行えるようにしたこと、At the time of reading, a drain current corresponding to the number of electrons captured by each transistor causing a change in the binary state flows between the drain and source of the transistors connected in parallel, and the multivalue written in the multivalue storage element By being configured to output a current according to the number, the multi-value number can be read from the multi-value storage element,
を特徴とする多値記憶素子の書込みおよび読取り方法。 A method for writing and reading a multi-value storage element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12244895A JP3662626B2 (en) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12244895A JP3662626B2 (en) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08315585A JPH08315585A (en) | 1996-11-29 |
| JP3662626B2 true JP3662626B2 (en) | 2005-06-22 |
Family
ID=14836101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12244895A Expired - Fee Related JP3662626B2 (en) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3662626B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2325546B (en) * | 1997-05-21 | 2001-10-17 | Motorola Inc | Electrically programmable memory and method of programming |
| KR20000066709A (en) * | 1999-04-20 | 2000-11-15 | 최규용 | Central process unit having multiple value by suppressing chaos |
| JP4678957B2 (en) * | 2001-01-29 | 2011-04-27 | パナソニック株式会社 | Nonvolatile memory array, microcomputer and microcomputer program rewriting method |
| JP5012870B2 (en) * | 2009-09-29 | 2012-08-29 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Nonvolatile semiconductor memory read operation method and nonvolatile semiconductor memory |
| KR101924231B1 (en) | 2010-10-29 | 2018-11-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Semiconductor memory device |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP12244895A patent/JP3662626B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08315585A (en) | 1996-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5510638A (en) | Field shield isolated EPROM | |
| KR100873206B1 (en) | Read approach for multi-level virtual ground memory | |
| US5644533A (en) | Flash memory system, and methods of constructing and utilizing same | |
| US6956258B2 (en) | Reprogrammable non-volatile memory using a breakdown phenomena in an ultra-thin dielectric | |
| US5814853A (en) | Sourceless floating gate memory device and method of storing data | |
| US6766960B2 (en) | Smart card having memory using a breakdown phenomena in an ultra-thin dielectric | |
| US7724563B2 (en) | Memory cell array with low resistance common source and high current drivability | |
| US7209389B2 (en) | Trap read only non-volatile memory (TROM) | |
| KR20070090020A (en) | Multi-Level On-Flash Flash Program Algorithm for Critical Width Control | |
| US5303187A (en) | Non-volatile semiconductor memory cell | |
| US12027215B2 (en) | Nonvolatile memory device and operating method of the same | |
| US7656705B2 (en) | Fast single phase program algorithm for quadbit | |
| JP3662626B2 (en) | Multi-value storage element, memory array, storage and reproduction method | |
| KR20040070218A (en) | A device and method to read a 2-transistor flash memory cell | |
| US6329687B1 (en) | Two bit flash cell with two floating gate regions | |
| US5789777A (en) | Non-volatile memory having multi-bit data cells with double layered floating gate structure | |
| US7723757B2 (en) | Vertical nonvolatile memory cell, array, and operation | |
| CN117156861A (en) | Charge trapping type programmable single-capacitor nonvolatile memory and preparation method thereof | |
| US6548855B1 (en) | Non-volatile memory dielectric as charge pump dielectric | |
| US20060134862A1 (en) | CMOS NVM bitcell and integrated circuit | |
| JP3608989B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and method for reading nonvolatile memory cell | |
| CN118486352A (en) | Memory operation method, memory and memory system | |
| JPH03296276A (en) | Parallel composite transistor with non-volatile function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040726 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040924 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050322 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050324 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110401 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |