비휘발성 메모리 document_id A220623034096

최근, 휴대형 컴퓨터, 휴대전화와 같은 휴대기기로 대표되는, 다기능 또한 고기능의 소형의 반도체장치가 급속히 보급되고 있다. 이에 따라, 반도체장치를 구성하는 메모리로서 반도체 비휘발성 메모리가 주목받고 있다. 반도체 비휘발성 메모리는 자기 디스크와 비교하여, 기억 용량의 크기에서 떨어지지만, 집적밀도, 내충격성, 소비전력, 기록/판독 속도 등의 점에서 우수한 특징을 갖는다. 최근에는, 반도체 비휘발성 메모리의 문제점이었던 재기록 회수나 데이터 유지시간에 있어서 충분한 성능을 갖는 것이 개발되게 되어, 반도체 비휘발성 메모리를 자기 디스크의 대체품으로서 사용하는 움직임이 높아졌다. 반도체 비휘발성 메모리는, 크게 나누면 풀기능 EEPROM과 플래시 메모리의 2개로 분류된다. 풀기능 EEPROM은, 1비트마다의 소거가 가능한 반도체 비휘발성 메모리이고, 기록, 판독 및 소거의 동작을 모두 1비트마다 할 수 있다. 플래시 메모리와 비교하여 집적도나 비용은 뒤떨어지지만, 높은 기능을 갖는다. 한편, 플래시 메모리는, 메모리 전체의 일괄소거 또는 메모리의 블록 단위의 소거를 하는 반도체 비휘발성 메모리이고, 1비트마다의 소거동작을 희생으로 하여, 높은 집적밀도와 저비용을 실현하고 있다. 플래시 메모리에서는, 1비트의 데이터를 재기록하기 위해서 모든 데이터를 소거해야만 한다. 그 때문에, 풀기능 EEPROM과 비교하여 소비전력이 크고, 또한 재기록 불필요한 메모리 셀에 있어서도 재기록을 하기 위해서 신뢰성이 저하된다. 물론 1비트의 소거동작이 필요한 용도에 대하여 플래시 메모리를 사용할 수는 없다. 여기에서는 종래의 반도체 비휘발성 메모리로서, 풀기능 EEPROM을 들고, 회로도, 메모리 셀의 단면도 및 구동방법에 관해서 설명을 한다. 도 12에 종래의 풀기능 EEPROM의 회로도를 도시한다. 도 12에 도시하는 풀기능 EEPR0M은, 복수의 메모리 셀(1, 1)~(m, n)이 세로 m개×가로 n개의 매트릭스형으로 배치된 메모리 셀 어레이(405), X어드레스 디코더(401), Y어드레스 디코더(402), 및 다른 주변회로(403, 404)에 의해서 구성되어 있다. 각 메모리 셀(대표적으로, 메모리 셀(i, j)을 고려함(i는 1이상 m이하의 정수, j는 1이상 n이하의 정수))은, n채널형의 메모리 트랜지스터 Tr1과 n채널형의 선택 트랜지스터 Tr2를 갖고 있고, 이들 2개의 트랜지스터는 직렬로 접속되어 있다. 그리고, 메모리 트랜지스터 Tr1의 소스 전극과 컨트롤 게이트 전극은, 소스선 Si와 워드선 Wj에 각각 접속되고, 선택 트랜지스터 Tr2의 드레인 전극과 게이트 전극은, 비트선 Bi와 선택선 Vj에 각각 접속되어 있다. 또한, 비트선 B1~Bn은 Y어드레스 디코더(402)에, 워드선 W1~Wm 및 선택선 V1~Vm은 X어드레스 디코더(401)에 각각 접속되어, 소스선 S1~Sn에는 소정의 전위 Vs가 모두 공통으로 주어져 있다. 각 메모리 셀이 갖는 메모리 트랜지스터가 1비트의 데이터를 기록하는 경우, 도 12에 도시하는 풀기능 EEPROM은 m×n 비트의 기억 용량을 갖는다. 그렇지만 풀기능 EEPROM은, 1비트의 데이터를 격납하는 메모리 셀이 메모리 트랜지스터와 선택 트랜지스터의 2개의 트랜지스터에 의해서 구성되기 때문에, 메모리 셀 면적이 크고, 집적밀도가 낮다고 하는 문제가 있다. 그리고 이것은, 풀기능 EEPROM의 소형화와 저비용화의 방해가 되었다. 상기 문제를 해결하기 위해서, 1비트의 데이터를 격납하는 메모리 셀에 선택 트랜지스터 대신에, 2개의 메모리 트랜지스터를 설치함으로써, 집적밀도를 향상시키는 구조 등이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌1). 또한, 최근에는, 여러 가지의 분야에서 기억소자가 이용되어, 더욱 소형으로 휴대가 가능한 대용량의 비휘발성 메모리가 요청되고 있다. [특허문헌] 특개 2002-43447호 공보