JP4559080B2

Reprogrammable non-volatile memory using a breakdown phenomena in an ultra-thin dielectric

Abstract

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JP4559080B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 16

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Expired 15 October 2022, 3.9 years ago.

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8 claims: 2 independent, 6 dependent

  1. 1
    リプログラマブルメモリアレイを動作させる方法であって、前記リプログラマブルメモリアレイは、複数の行ライン、複数の列ライン、少なくとも一つのソースライン、及び前記行ラインと前記列ラインとが交わるそれぞれの交点の複数のメモリセル、を備え、前記メモリセルの各々は前記列ラインの内の一つと前記少なくとも一つのソースラインとの間のMOSデータ記憶素子に直列接続されるMOS電界効果トランジスタを有し、前記MOSトランジスタはさらに前記行ラインの一つに接続されるゲートを有し、そして前記MOSデータ記憶素子はデータを物理的に記憶するための、厚さが50オングストローム以下の超薄膜誘電体を含み、前記超薄膜誘電体は選択的なブレークダウンを生じて複数のブレークダウン状態の内の一つのブレークダウン状態に至ることができ、 第1の電圧を前記行ラインの内の選択された一つの行ラインに印加して前記選択行ラインに接続されるゲートを有するMOS電界効果トランジスタの各々をオンさせる工程と、 第2の電圧を前記列ラインの内の選択された一つの列ラインに印加する工程と、 第3の電圧を前記少なくとも一のソースラインに印加する工程と、 前記第2の電圧及び前記第3の電圧により前記選択行ライン及び前記選択列ラインに接続される前記メモリセルの前記超薄膜誘電体の両端に、前記メモリセルの前記超薄膜誘電体をブレークダウンさせて前記複数のブレークダウン状態の内の一つのブレークダウン状態に至らしめるのに十分な電位差が生じることと、 前記超薄膜誘電体を前記複数のブレークダウン状態の内のさらに異なるブレークダウン状態にブレークダウンすることによって前記メモリセルの再書込みを行う工程とを備える、方法。
  2. 2
    前記メモリセルに対して、前記超薄膜誘電体の両端に第2の電位差を生じさせて前記超薄膜誘電体をさらにブレークダウンさせて前記複数のブレークダウン状態の内の別のブレークダウン状態に至らしめることにより再書込みを行なう請求項1記載の方法。
  3. 3
    前記第2の電位差は前記電位差よりも大きい請求項2記載の方法。
  4. 4
    前記メモリセルに対して、前記超薄膜誘電体の両端に前記電位差をさらに長い期間の間 に亘って生じさせて前記超薄膜誘電体をさらにブレークダウンさせて前記複数のブレークダウン状態の内の別のブレークダウン状態に至らしめることにより再書込みを行なう請求項1記載の方法。
  5. 5
    前記メモリセルに対して、前記超薄膜誘電体の両端に第2の電位差をさらに長い期間の間に亘って生じさせて前記超薄膜誘電体をさらにブレークダウンさせて前記複数のブレークダウン状態の内の別のブレークダウン状態に至らしめることにより再書込みを行なう請求項1記載の方法。
  6. 6
    前記メモリセルに対して、前記行ラインの内の一つの前記選択行ラインに対する前記第1の電圧を増大させて前記超薄膜誘電体をブレークダウンさせて前記複数のブレークダウン状態の内の別のブレークダウン状態に至らしめるために使用する電流量を大きくすることにより再書込みを行なう請求項1記載の方法。
  7. 7
    前記メモリセルに対して、前記MOSデータ記憶素子を流れる電流量をモニターし、そして前記電流量が所定のしきい値を超えるとメモリセルに書込みが行なわれたと判断することにより読出しを行なう請求項1記載の方法。
  8. 8
    前記メモリセルに対して、前記所定のしきい値を大きくすることにより消去を行なう請求項7記載の方法。
Independent claims8