JP2004349312A - Semiconductor memory device - Google Patents

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JP2004349312A
JP2004349312A JP2003141881A JP2003141881A JP2004349312A JP 2004349312 A JP2004349312 A JP 2004349312A JP 2003141881 A JP2003141881 A JP 2003141881A JP 2003141881 A JP2003141881 A JP 2003141881A JP 2004349312 A JP2004349312 A JP 2004349312A
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semiconductor memory
memory
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Shigeki Hayashida
茂樹 林田
Hiroshi Iwata
浩 岩田
Akihide Shibata
晃秀 柴田
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Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide memory cells which are markedly reduced in cell area and enable information stored in them to be read out well. <P>SOLUTION: When information held by transistors is read out, a series of operations carried out to read out information for second bit lines connected to the transistors holding information to be read out is identical to the ones carried out for first bit lines other than the first bit lines connected to the transistors holding information to be read out. Therefore, the memory cells holding information to be read out are hardly affected by signals transmitted from the other memory cells or hardly affect the other bit lines, and information stored in the memory cells is accurately read out. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置及び半導体記憶装置を含む半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11に従来のメモリセルの平面概略図、図12に平面概略図のA−A’における断面図、図13にメモリセルアレイの回路図を示す。図11のメモリセルはたとえばフラッシュメモリであり、半導体基板201上に、ゲート酸化膜202が設けられ、更にその上部に電荷保持膜となるフローティングゲート203を有している。204は絶縁膜、205はコントロールゲートである。206はソース領域、207はドレイン領域となる。208は層間絶縁膜、209の領域はビット線のコンタクト、210はビット線となるメタル配線である。フローティングゲート203の電荷の有無に応じて、コントロールゲート205から見た電界効果トランジスタのしきい値電圧が変化し、情報を読み出す。図13のセルアレイ図を用いて、動作原理を説明する。B1、B2、・・・、Bnがデータ線となるビット線であり、各メモリセルのたとえば、図12におけるドレイン領域207に接続されており、図12におけるメタル配線210である。W1、W2、W3、・・・、Wmがワード線で、図12のコントロールゲート205であり、B1、W1の一対で一つのメモリセルM11を構成し、この場合、合計(m×n)個のメモリセルが存在する。SLはソース線であり、各メモリセルのソース領域に接続されている。
【0003】
【特許文献1】特開平3−219496号公報
【0004】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、本構造における実際の加工寸法は、コンタクトの加工寸法も考慮しなければならず、このため実際のワード線間のピッチは2F以上になり、セル面積の増大を招く。このように、実際には、コンタクトやあるいはメタル間のピッチを考慮に入れると、セル面積は理論で考えた場合よりも大きくなってしまう。また、選択しているメモリセルM11のビット線B1には、非選択セルであるM21、・・・、Mm1が接続されており、非選択セルの各メモリセルでは、ビット線B1がHighレベル、ソース線SLがLowレベルとなり、ソースドレイン間に流れるOFF電流による信号の影響が、選択したセルに影響を及ぼす。特にON/OFF比が3桁程度ある場合、m=1000の場合、M11から読み出された信号が、M21、・・・、からの信号の影響を受け、正確に読み出すことが不可能になる。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を鑑みなされたものであり、セル面積を大幅に縮小するとともに、良好な読み出しが可能なメモリセルを提供することを目的としている。
【0006】
第1の発明の半導体記憶装置は、半導体基板上にメモリ機能を有する複数のトランジスタが配列されてなる半導体記憶装置において、第1導電型の半導体基板の表面に、第1の方向に伸びる素子分離領域が並んで形成され、隣り合う素子分離領域の間にそれぞれ上記第1の方向に対して交差する第2の方向に伸びる活性領域が定められ、上記各活性領域内には、第1の拡散領域及び第2の拡散領域が交互に形成され、隣り合う上記第1の拡散領域と第2の拡散領域との間にそれぞれチャネル領域が定められ、上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数のワード線が、上記各活性領域内のチャネル領域上を通るように設けられ、上記半導体基板上に、上記第1の方向に延びる複数の第1のビット線が、それぞれ下に対応する第1の拡散領域と接続されており、上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線が、上記第2の拡散領域上を通るように設けられ、それぞれ対応する第2の拡散領域と接続されている半導体記憶装置において上記複数のトランジスタのうち読出し動作を行なおうとする選択トランジスタの読出し動作時において、上記選択トランジスタに接続されている第2のビット線と、上記選択トランジスタに接続された第1のビット線以外の第1のビット線とに同一の電圧値を印加することを特徴としている。
【0007】
上記構成によれば、読み出すべきメモリセルは、他のメモリセルからの信号の影響を受けたり、他のビット線に影響を与えたりせず、保持している情報を正確に読み出すことが可能となる。
【0008】
また、第2の発明の半導体記憶装置は、
半導体基板上にメモリ機能を有する複数のトランジスタが配列されてなる半導体記憶装置において、
第1導電型の半導体基板の表面に、第1の方向に伸びる素子分離領域が並んで形成され、隣り合う素子分離領域の間にそれぞれ上記第1の方向に対して交差する第2の方向に伸びる活性領域が定められ、
上記各活性領域内には、第1の拡散領域及び第2の拡散領域が交互に形成され、
隣り合う上記第1の拡散領域と第2の拡散領域との間にそれぞれチャネル領域が定められ、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数のワード線が、上記各活性領域内のチャネル領域上を通るように設けられ、
上記半導体基板上に、上記第1の方向に延びる複数の第1のビット線が、それぞれ下に対応する第1の拡散領域と接続されており、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線が、上記第2の拡散領域上を通るように設けられ、それぞれ対応する第2の拡散領域と接続されていて、
上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線は、それぞれ2本の上記ワード線間に埋め込まれて形成されていることを特徴としている。
【0009】
上記構成によれば、ビット線がワード線間に埋め込まれているため、実質的な最小加工寸法はワード線間の距離で決まることになり、セル面積を縮小することが可能となる。
【0010】
また、一実施の形態では、上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線は、多結晶シリコンよりなることを特徴とする。
【0011】
上記実施の形態では、通常のシリコンプロセスで用いるCVDにより、容易にビット線を形成することが可能となる。
【0012】
また、一実施の形態では、上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線は多結晶シリコンと、上記多結晶シリコン上に高融点金属を設けた積層構造であることを特徴とする。
【0013】
上記実施の形態では、ビット線をシリコンプロセスで容易に形成するとともに高融点金属を設けることで低抵抗化を図ることが可能となる。
【0014】
また、一実施の形態では、上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線はタングステンシリサイドにより構成されることを特徴とする。
【0015】
上記実施の形態では、通常のシリコンプロセスで平易に、しかも低抵抗でビット線を形成することが可能となり、良好なメモリセルを提供することができる。
【0016】
また、一実施の形態では、上記メモリ機能を有するトランジスタは、一つのトランジスタで、2ビットの情報を記憶することを特徴とする。
【0017】
上記実施の形態では、1ビット当たりのセル面積を半分にすることが可能になるため、よりセル面積を縮小することが可能となる。
【0018】
また、一実施の形態では、上記ワード線の両側にメモリ機能体が形成され、上記ワード線の上記活性領域上の両側に形成されたメモリ機能体の一部もしくは全体がそれぞれメモリ機能を有することを特徴としている。上記実施の形態では、ゲート絶縁膜を薄くすることが可能になると共に、注入された電荷がお互いに干渉することがないので、素子の微細化が容易になり、高集積化が可能となる。
【0019】
また、一実施の形態では、上記メモリ機能を有するメモリ機能体は、シリコン窒化膜を含む絶縁膜で形成されていることを特徴とする。
【0020】
上記実施の形態では、シリコンプロセスにおけるLPCVDを用いて形成することができ、より容易にセルアレイの高集積化が可能となる。
【0021】
また、一実施の形態では、上記複数の第1のビット線は、多結晶シリコンで構成されていることを特徴とする。
【0022】
上記実施の形態では、第1のビット線を金属ではなく、導電性の膜である多結晶シリコンを用いることにより、通常のシリコンプロセスを用いて配線ピッチを狭めることができるため、さらにチップ面積を縮小化することができるため、高集積メモリセルを提供できる。
【0023】
また、一実施の形態では、上記複数の第1のビット線は、多結晶シリコンと高融点金属の多層膜よりなることを特徴とする。
【0024】
上記実施の形態では、多結晶シリコン上に高融点金属を設けることにより、配線ピッチを狭めたまま、配線の低抵抗化が可能となり、より高集積で良好なメモリセルを提供できる。
【0025】
また、一実施の形態では、上記複数の第1のビット線は、タングステンシリサイドで構成されていることを特徴する。
【0026】
上記実施の形態では、第1のビット線をタングステンシリサイドで形成することにより、通常のシリコンプロセスで、より配線ピッチを狭めることができるため、よりチップ面積を縮小することが可能となり、高集積で良好なメモリセルを提供できる。
【0027】
上記半導体記憶装置を用いたことを特徴とする半導体集積回路によれば、半導体集積回路の更なる高集積化が可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(本発明のメモリセルアレイに用いられるメモリ素子の1例の詳細説明)
本発明の半導体記憶装置を構成するメモリ素子は、主として、拡散領域である第1導電型の領域と、第2導電型の領域と、第1及び第2導電型の領域の境界を跨って配置されたメモリ機能体と、絶縁膜を介して設けられた電極とから構成されるか、あるいは、主として、ゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、ゲート電極の両側に形成されたメモリ機能体と、メモリ機能体のゲート電極と反対側のそれぞれに配置されたソース/ドレイン領域(拡散領域)と、ゲート電極下に配置されたチャネル領域とから構成される。
【0029】
このメモリ素子は、1つの電荷保持膜に2値又はそれ以上の情報を記憶することにより、4値又はそれ以上の情報を記憶するメモリ素子として機能し、また、メモリ機能体による可変抵抗効果により、選択トランジスタとメモリトランジスタとの機能を兼ね備えたメモリセルとしても機能する。しかしながら、このメモリ素子は、必ずしも4値又はそれ以上の情報を記憶して機能させる必要はなく、例えば、2値の情報を記憶して機能させてもよい。
【0030】
本発明の半導体装置は、半導体基板上、好ましくは半導体基板内に形成された第1導電型のウェル領域上に形成されることが好ましい。
【0031】
半導体基板としては、半導体装置に使用されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体、シリコンゲルマニウム、GaAs、InGaAs、ZnSe、GaN等の化合物半導体によるバルク基板が挙げられる。また、表面に半導体層を有するものとして、SOI(Silicon on Insulator)基板又は多層SOI基板等の種々の基板、ガラスやプラスチック基板上に半導体層を有するものを用いてもよい。なかでもシリコン基板又は表面にシリコン層が形成されたSOI基板等が好ましい。半導体基板又は半導体層は、内部を流れる電流量に多少が生ずるが、単結晶(例えば、エピタキシャル成長による)、多結晶又はアモルファスのいずれであってもよい。
【0032】
この半導体基板又は半導体層上には、素子分離領域が形成されていることが好ましく、さらにトランジスタ、キャパシタ、抵抗等の素子、これらによる回路、半導体装置や層間絶縁膜が組み合わせられて、シングル又はマルチレイヤー構造で形成されていてもよい。なお、素子分離領域は、LOCOS膜、トレンチ酸化膜、STI膜等種々の素子分離膜により形成することができる。半導体基板は、P型又はN型の導電型を有していてもよく、半導体基板には、少なくとも1つの第1導電型(P型又はN型)のウェル領域が形成されていることが好ましい。半導体基板及びウェル領域の不純物濃度は、当該分野で公知の範囲のものが使用できる。なお、半導体基板としてSOI基板を用いる場合には、表面半導体層には、ウェル領域が形成されていてもよいが、チャネル領域下にボディ領域を有していてもよい。
【0033】
ゲート絶縁膜又は絶縁膜は、通常、半導体装置に使用されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の絶縁膜;酸化アルミニウム膜、酸化チタニウム膜、酸化タンタル膜、酸化ハフニウム膜などの高誘電体膜の単層膜又は積層膜を使用することができる。なかでも、シリコン酸化膜が好ましい。ゲート絶縁膜は、例えば、1〜20nm程度、好ましく1〜6nm程度の膜厚とすることが適当である。ゲート絶縁膜は、ゲート電極直下にのみ形成されていてもよいし、ゲート電極よりも大きく(幅広)で形成されていてもよい。
【0034】
ゲート電極又は電極は、ゲート絶縁膜上に、通常半導体装置に使用されるような形状又は下端部に凹部を有した形状で形成されている。なお、単一のゲート電極とは、ゲート電極としては、単層又は多層の導電膜によって分離されることなく、一体形状として形成されているゲート電極を意味する。また、ゲート電極は、側壁に側壁絶縁膜を有していてもよい。ゲート電極は、通常、半導体装置に使用されるものであれば特に限定されるものではなく、導電膜、例えば、ポリシリコン:銅、アルミニウム等の金属:タングステン、チタン、タンタル等の高融点金属:高融点金属とのシリサイド等の単層膜又は積層膜等が挙げられる。ゲート電極の膜厚は、例えば50〜400nm程度の膜厚で形成することが適当である。なお、ゲート電極の下にはチャネル領域が形成されている。
【0035】
メモリ機能体は、少なくとも、電荷を保持するか、電荷を蓄え、保持する機能を有するか、電荷をトラップするか、電荷分極状態を保持する機能を有する膜又は領域を含んで構成される。これらの機能を果たすものとしては、シリコン窒化物;シリコン;リン、ボロン等の不純物を含むシリケートガラス;シリコンカーバイド;アルミナ;ハフニウムオキサイド、ジルコニウムオキサイド、タンタルオキサイド等の高誘電体;酸化亜鉛;強誘電体;金属等が挙げられる。メモリ機能体は、例えば、シリコン窒化膜を含む絶縁体膜;導電膜もしくは半導体層を内部に含む絶縁体膜;導電体もしくは半導体ドットを1つ以上含む絶縁体膜;電界により内部電荷が分極し、その状態が保持される強誘電体膜を含む絶縁膜等の単層又は積層構造によって形成することができる。なかでも、シリコン窒化膜は、電荷をトラップする準位が多数存在するため大きなヒステリシス特性を得ることができ、また、電荷保持時間が長く、リークパスの発生による電荷漏れの問題が生じないため保持特性が良好であり、さらに、LSIプロセスではごく標準的に用いられる材料であるため、好ましい。
【0036】
シリコン窒化膜などの電荷保持機能を有する絶縁膜を内部に含む絶縁膜をメモリ機能体として用いることにより、記憶保持に関する信頼性を高めることができる。シリコン窒化膜は絶縁体であるから、その一部に電荷のリークが生じた場合でも、直ちにシリコン窒化膜全体の電荷が失われることがないからである。更には、複数のメモリ素子を配列する場合、メモリ素子間の距離が縮まって隣接するメモリ機能体が接触しても、メモリ機能体が導電体からなる場合のように夫々のメモリ機能体に記憶された情報が失われることがない。また、コンタクトプラグをよりメモリ機能体と接近して配置することができ、場合によってはメモリ機能体と重なるように配置することができるので、メモリ素子の微細化が容易となる。
【0037】
さらに記憶保持に関する信頼性を高めるためには、電荷を保持する機能を有する絶縁膜は、必ずしも膜状である必要はなく、電荷を保持する機能を有する絶縁体が絶縁膜に離散的に存在することが好ましい。具体的には、電荷を保持しにくい材料、例えば、シリコン酸化物中にドット状に分散していることが好ましい。
【0038】
また、導電膜もしくは半導体層を内部に含む絶縁体膜をメモリ機能体として用いることにより、導電体もしくは半導体中への電荷の注入量を自由に制御できるため、多値化しやすい効果がある。
【0039】
さらに、導電体もしくは半導体ドットを1つ以上含む絶縁体膜をメモリ機能体として用いることにより、電荷の直接トンネリングによる書込・消去が行ないやすくなり、低消費電力化の効果がある。
【0040】
また、メモリ機能体として、電界により分極方向が変化するPZT、PLZT等の強誘電体膜を用いてもよい。この場合、分極により強誘電体膜の表面に実質的に電荷が発生し、その状態で保持される。従って、メモリ機能を有する膜外から電荷を供給され電荷をトラップする膜と同様なヒステリシス特性を得ることができ、かつ、強誘電体膜の電荷保持は、膜外からの電荷注入の必要がなく、膜内の電荷の分極のみによってヒステリシス特性を得ることができるため、高速に書込・消去ができる効果がある。
【0041】
つまり、メモリ機能体は、電荷を逃げにくくする領域又は電荷を逃げにくくする機能を有する膜をさらに含むことが好ましい。電荷を逃げにくくする機能を果たすものとしては、シリコン酸化膜等が挙げられる。
【0042】
メモリ機能体に含まれる電荷保持膜は、直接又は絶縁膜を介してゲート電極の両側に形成されており、また、直接、ゲート絶縁膜又は絶縁膜を介して半導体基板(ウェル領域、ボディ領域又はソース/ドレイン領域もしくは拡散領域)上に配置している。ゲート電極の両側の電荷保持膜は、直接又は絶縁膜を介してゲート電極の側壁の全て又は一部を覆うように形成されていることが好ましい。応用例としては、ゲート電極が下端部に凹部を有する場合には、直接又は絶縁膜を介して凹部を完全に又は凹部の一部を埋め込むように形成されていてもよい。
【0043】
ゲート電極は、メモリ機能体の側壁のみに形成されるか、あるいはメモリ機能体の上部を覆わないことが好ましい。このような配置により、コンタクトプラグをよりゲート電極と接近して配置することができるので、メモリ素子の微細化が容易となる。また、このような単純な配置を有するメモリ素子は製造が容易であり、歩留まりを向上することができる。
【0044】
電荷保持膜として導電膜を用いる場合には、電荷保持膜が半導体基板(ウェル領域、ボディ領域又はソース/ドレイン領域もしくは拡散領域)又はゲート電極と直接接触しないように、絶縁膜を介して配置させることが好ましい。例えば、導電膜と絶縁膜との積層構造、絶縁膜内に導電膜をドット状等に分散させた構造、ゲートの側壁に形成された側壁絶縁膜内の一部に配置した構造等が挙げられる。
【0045】
ソース/ドレイン領域は、半導体基板又はウェル領域と逆導電型の拡散領域として、電荷保持膜のゲート電極と反対側のそれぞれに配置されている。ソース/ドレイン領域と半導体基板又はウェル領域との接合は、不純物濃度が急峻であることが好ましい。ホットエレクトロンやホットホールが低電圧で効率良く発生し、より低電圧で高速な動作が可能となるからである。ソース/ドレイン領域の接合深さは、特に限定されるものではなく、得ようとする半導体記憶装置の性能等に応じて、適宜調整することができる。なお、半導体基板としてSOI基板を用いる場合には、ソース/ドレイン領域は、表面半導体層の膜厚よりも小さな接合深さを有していてもよいが、表面半導体層の膜厚とほぼ同程度の接合深さを有していることが好ましい。
【0046】
ソース/ドレイン領域は、ゲート電極端とオーバーラップするように配置していてもよいし、ゲート電極端と一致するように配置してもよいし、ゲート電極端に対してオフセットされて配置されていてもよい。特に、オフセットされている場合には、ゲート電極に電圧を印加したとき、電荷保持膜下のオフセット領域の反転しやすさが、メモリ機能体に蓄積された電荷量によって大きく変化し、メモリ効果が増大するとともに、短チャネル効果の低減をもたらすため、好ましい。ただし、あまりオフセットしすぎると、ソース・ドレイン間の駆動電流が著しく小さくなるため、ゲート長方向に対して平行方向の電荷保持膜の厚さよりもオフセット量つまり、ゲート長方向における一方のゲート電極端から近い方のソース・ドレイン領域までの距離は短い方が好ましい。特に重要なことは、メモリ機能体中の電荷蓄積領域の少なくとも一部が、拡散領域であるソース/ドレイン領域の一部とオーバーラップしていることである。本発明の半導体記憶装置を構成するメモリ素子の本質は、メモリ機能体の側壁部にのみ存在するゲート電極とソース/ドレイン領域間の電圧差によりメモリ機能体を横切る電界によって記憶を書き換えることであるためである。
【0047】
ソース/ドレイン領域は、その一部が、チャネル領域表面、つまり、ゲート絶縁膜下面よりも高い位置に延設されていてもよい。この場合には、半導体基板内に形成されたソース/ドレイン領域上に、このソース/ドレイン領域と一体化した導電膜が積層されて構成されていることが適当である。導電膜としては、例えば、ポリシリコン、アモルファスシリコン等の半導体、シリサイド、上述した金属、高融点金属等が挙げられる。なかでも、ポリシリコンが好ましい。ポリシリコンは、不純物拡散速度が半導体基板に比べて非常に大きいために、半導体基板内におけるソース/ドレイン領域の接合深さを浅くするのが容易で、短チャネル効果の抑制がしやすいためである。なお、この場合には、このソース/ドレイン領域の一部は、ゲート電極とともに、メモリ機能体の少なくとも一部を挟持するように配置することが好ましい。
【0048】
本発明のメモリ素子は、通常の半導体プロセスによって、例えば、ゲート電極の側壁に単層又は積層構造のサイドウォールスペーサを形成する方法と同様の方法によって形成することができる。
【0049】
具体的には、ゲート電極又は電極を形成した後、電荷保持膜、電荷保持膜/絶縁膜、絶縁膜/電荷保持膜、絶縁膜/電荷保持膜/絶縁膜等の電荷保持膜を含む単層膜又は積層膜を形成し、適当な条件下でエッチバックしてこれらの膜をサイドウォールスペーサ状に残す方法;絶縁膜又は電荷保持膜を形成し、適当な条件下でエッチバックしてサイドウォールスペーサ状に残し、さらに電荷保持膜又は絶縁膜を形成し、同様にエッチバックしてサイドウォールスペーサ状に残す方法;粒子状の電荷保持材料を分散させた絶縁膜材料をゲート電極を含む半導体基板上に塗布または堆積し、適当な条件下でエッチバックして、絶縁膜材料をサイドウォールスペーサ形状に残す方法;ゲート電極を形成した後、上記単層膜又は積層膜を形成し、マスクを用いてパターニングする方法等が挙げられる。また、ゲート電極又は電極を形成する前に、電荷保持膜、電荷保持膜/絶縁膜、絶縁膜/電荷保持膜、絶縁膜/電荷保持膜/絶縁膜等を形成し、これらの膜のチャネル領域となる領域に開口を形成し、その上全面にゲート電極材料膜を形成し、このゲート電極材料膜を、開口を含み、開口よりも大きな形状でパターニングする方法等が挙げられる。
【0050】
本発明のメモリ素子を配列してメモリセルアレイを構成した場合、メモリ素子の最良の形態は、例えば、▲1▼複数のメモリ素子のゲート電極が一体となってワード線の機能を有する、▲2▼上記ワード線の両側にはメモリ機能体が形成されている、▲3▼メモリ機能体内で電荷を保持するのは絶縁体、特にシリコン窒化膜である、▲4▼メモリ機能体はONO(Oxide Nitride Oxide)膜で構成されており、シリコン窒化膜はゲート絶縁膜の表面と略並行な表面を有している、▲5▼メモリ機能体中のシリコン窒化膜はワード線及びチャネル領域とシリコン酸化膜で隔てられている、▲6▼メモリ機能体内のシリコン窒化膜と拡散層とがオーバーラップしている、▲7▼ゲート絶縁膜の表面と略並行な表面を有するシリコン窒化膜とチャネル領域又は半導体層とを隔てる絶縁膜の厚さと、ゲート絶縁膜の厚さが異なる、▲8▼1個のメモリ素子の書込み及び消去動作は単一のワード線により行なう、▲9▼メモリ機能体の上には書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極(ワード線)がない、(10)メモリ機能体の直下で拡散領域と接する部分に拡散領域の導電型と反対導電型の不純物濃度が濃い領域を有する、なる要件を満たすものである。上記要件を全て満たす場合が最良の形態となるが、無論、必ずしも上記要件を全て満たす必要はない。
【0051】
上記要件を複数満たす場合、特に好ましい組み合わせが存在する。例えば、▲3▼メモリ機能体内で電荷を保持するのが絶縁体、特にシリコン窒化膜であり、▲9▼メモリ機能体の上には書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極(ワード線)がなく、▲6▼メモリ機能体内の絶縁膜(シリコン窒化膜)と拡散層とがオーバーラップしている、場合である。メモリ機能体内で電荷を保持しているのが絶縁体であり、且つ、メモリ機能体の上には書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極がない場合には、メモリ機能体内の絶縁膜(シリコン窒化膜)と拡散層とがオーバーラップしている場合にのみ、書込み動作が良好に行なわれることを発見した。すなわち、要件▲3▼及び▲9▼を満たす場合は、要件▲6▼を満たすことが必須であることが判明した。
【0052】
一方、メモリ機能体内で電荷を保持するのが導電体である場合はメモリ機能体内の導電体と拡散層がオーバーラップしていない場合でも、書込み動作を行なうことができた(メモリ機能体内の導体が書込み電極との容量カップリングにより書込み補助を行なうため)。また、メモリ機能体の上に書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極がある場合は、メモリ機能体内の絶縁膜と拡散層がオーバーラップしていない場合でも、書込み動作を行なうことができた。
【0053】
しかしながら、メモリ機能体内で電荷を保持するのが導電体ではなく絶縁体であり、かつメモリ機能体の上には書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極がない場合には、以下のような非常に大きな効果を得ることができる。
【0054】
まず、ビット線コンタクトをワード線側壁のメモリ機能体と、より接近して配置することができ、又はメモリ素子間の距離が接近しても複数のメモリ機能体が干渉せず記憶情報を保持できるので、メモリ素子の微細化が容易となる。メモリ機能体内の電荷保持領域が導体の場合、容量カップリングによりメモリ素子間が近づくにつれて電荷保持領域間で干渉が起き、記憶情報を保持できなくなる。
【0055】
また、メモリ機能体内の電荷保持領域が絶縁体(例えばシリコン窒化膜)である場合、メモリセル毎にメモリ機能体を独立させる必要が無くなる。例えば、複数のメモリセルで共有される1本のワード線の両側に形成されたメモリ機能体は、メモリセル毎に分離する必要が無く、1本のワード線の両側に形成されたメモリ機能体を、ワード線を共有する複数のメモリセルで共有することが可能となる。そのため、メモリ機能体を分離するフォト、エッチング工程が不要となり製造工程が簡略化される。更には、フォトの位置合わせマージン、エッチングの膜減りマージンが不要となるため、メモリセル間のマージンを縮小できる。
【0056】
したがって、メモリ機能体内の電荷保持領域が導電体(例えば多結晶シリコン膜)である場合と比較して、同じ微細加工レベルで形成しても、メモリセル占有面積を微細化できる効果がある(メモリ機能体内の電荷保持領域が導電体である場合、メモリ機能体をメモリセル毎に分離するフォト、エッチング工程が必要となり、フォトの位置合わせマージン、エッチングの膜減りマージンが必要となる)。
【0057】
更に、メモリ機能体の上には書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極がなく素子構造が単純であるから工程数が減少し、歩留まりを向上し、論理回路やアナログ回路を構成するトランジスタとの混載を容易にすることができる。
【0058】
更にまた、非常に重要な設計事項として、メモリ機能体内の電荷保持領域が絶縁体であり、かつメモリ機能体の上に書込み及び消去動作を補助する機能を有する電極がない場合(上記2つの条件を満たすことにより、セル占有面積の縮小、製造方法の簡略化による歩留まり向上、ならびにコスト削減という非常に重要な効果が得られる)であっても、メモリ機能体内の電荷保持領域と拡散層をオーバーラップさせることにより、非常に低電圧で書込、消去が可能となることを我々は発見した。具体的には、5V以下という低電圧により書込み及び消去動作が行なわれることを確認した。
【0059】
この作用は回路設計上非常に大きな効果を有する。つまり、フラッシュメモリのような高電圧をチップ内で作る必要がなくなるため、莫大な占有面積が必要となるチャージポンピング回路を省略、もしくは、規模を小さくすることが可能となる。特に、小規模容量のメモリを調整用としてロジックLSIに内蔵する場合、メモリ部の占有面積はメモリセルよりも、メモリセルを駆動する周辺回路の占有面積が支配的となるため、メモリセル用電圧昇圧回路を省略、もしくは、規模を小さくすることは、チップサイズを縮小させるためには最も効果的となる。
【0060】
以上より、要件▲3▼、▲9▼及び▲6▼を満たすことが特に好ましいのである。
<第1の実施形態>
図1に本発明の第1の実施形態におけるメモリセルアレイの平面概略図、図2〜5に平面概略図のA−A’、B−B’、C−C’、D−D’における断面図、図6にセルアレイの回路図を示す。
【0061】
この場合、図6に示した各メモリセルの記号は、電界効果トランジスタの記号にあたるが、本実施の形態で用いるメモリセルに適当な記号がないため、電界効果トランジスタの記号を用いて、メモリ機能を有する電界効果トランジスタを表すものとする。
【0062】
本実施形態では、たとえば図2に示すようなメモリセル構造を示す。半導体基板101上にゲート絶縁膜として、たとえばシリコン酸化膜102が1nm〜6nm程度形成されている。更に、多結晶シリコン、あるいは多結晶シリコンと金属膜の積層膜からなるゲート電極103を50〜400nm程度設けている。また、ゲート電極103上に酸化膜104を設けている。ゲート絶縁膜102及びゲート電極103の両側に、膜厚1〜20nm程度のシリコン酸化膜105が設けられ、更にシリコン窒化膜からなる膜厚2〜200nm程度のサイドウオールスペーサ形状の電荷保持膜106が設けられている。上記シリコン窒化膜からなる電荷保持膜106とシリコン酸化膜105とがメモリ機能体を構成している。電荷保持膜106は電荷を蓄積する機能を有し、シリコン酸化膜105は蓄積された電荷の散逸を防ぐ機能を有している。
【0063】
ゲート電極103を挟んで、半導体基板101にそれぞれソースドレイン領域107、108、109、110を設けている。
【0064】
ソースドレイン領域107、108、109、110のゲート電極103側の端面は、ゲート電極103から離れており、かつシリコン窒化膜からなる電荷保持膜106の直下に存在する。
【0065】
セルフアラインビット線111は、半導体基板101上に多結晶シリコンにより形成された線で、ソースドレイン領域108、110と接している。また、低抵抗化のため多結晶シリコン上に高融点金属を設けてもよい。形成方法としては、たとえば多結晶シリコンを全面に堆積し、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて、所望の場所に埋め込むことが可能である。もちろん、形成方法はこの方法に限定せず、同様の構造を得られるならどのような製造方法でも構わない。更に、導電性の膜であるなら、多結晶シリコン以外の膜でも構わず、たとえばタングステンシリサイドのような高融点金属でも構わない。また、SAC(Self−Align−Contact)プロセスを用いるためにシリコン酸化膜112、及びシリコン窒化膜113が設けられている。層間絶縁膜114はたとえばBPSG膜(Boron−Phosphorus−Silicate−Glass)、メタル配線116は、たとえばAl−Si合金からなる。本発明の実施形態では多結晶シリコン111を形成した際に、タングステンプラグ115を形成する前に、タングステンプラグ115の領域にもセルフアラインビット線となる多結晶シリコンが形成されているが、たとえばSAC形成時などに除去しても構わない。
【0066】
本実施例でのメモリセルは、電荷保持膜106に電荷を注入することで情報を書き込み、上記電荷保持膜106での電荷の有無によるしきい値の変化、すなわち電流量の変化を読み出すことで、メモリとして用いる。たとえば図2のGのメモリセルでは、ソースドレイン領域107をドレイン、ソースドレイン領域108をソースとして用い、ホットエレクトロンをドレイン107側の電荷保持膜106に注入することで情報を書き込む。読み出しは、ソースドレイン領域107をソース、ソースドレイン領域108をドレインとして用い、流れる電流量によって、電荷の有無を判別し、情報を読みとる。
【0067】
また、同様に電荷保持膜106のソースドレイン領域108側に電荷を注入することで情報の書き込み、読み出しが可能となる。この場合、ソースドレイン領域は、上記の場合とそれぞれにおいて逆になる。すなわち、一つのメモリセルで、2ビット動作が可能となる。もちろん、一つのメモリセルを1ビットの動作で用いても何ら問題はない。
【0068】
本発明におけるセルアレイは、図6に示すように、1番目の第1のビット線をBa1、1番目の第2のビット線をBb1と表記し、1番目のビット線対に接続されているメモリをM1とする。この場合、図2〜4では、第1のビット線Ba1、Ba2、・・・、Banがセルフアラインビット線111、第2のビット線はメタル配線116となり、ワード線W1、W2、・・・、Wmがゲート電極103となる。
【0069】
この場合、メモリセルの第1のビット線は、Ba1、Ba2、・・・、Banとn本で構成されている。また、メモリセル間のゲートを接続するために、m本のワード線W1〜Wmが、第1のビット線Ba1、Ba2、・・・、Banと交差するように設けられている。また、第2のビット線はBb1、Bb2、Bb3、・・・、Bbmとm本で構成されている。従って、図6のセルアレイは、(mXn)個のメモリセルにより構成される。
【0070】
メモリセルの読み出しは、たとえばM1を選択するために、第1のビット線Ba1をLowレベルとし、接地状態にする。この場合第2のビット線Bb1はHighレベルとし、たとえば、電源電圧VDDとして2Vを印加する。選択するセルのワード線をHighレベルで、2Vの電圧をW1に印加し、メモリトランジスタM1を導通状態にする。これにより、M1からの1ビットの情報を読みとることが可能となる。Ba1以外の、Ba1に少なくとも隣接する第1のビット線は第2のビット線Bb1と同電位にするため、たとえば2Vを印加する。Bb1以外の第2のビット線Bb2、Bb3、・・・、Bbmは第1のビット線Ba1と同電位にするため、この場合、Lowレベルとし、たとえば、接地状態にする。第1のビット線であるBa1に接続されている非選択セルのメモリトランジスタは、ワード線W2、W3、・・・、WmがLowであるため、非導通状態になる。また、第1のビット線Ba1と第2のビット線Bb2、・・・、Bbmは同電位になるため、これらのメモリセルのソース/ドレイン間にオフ電流が流れることはない。すなわち、Ba1に接続されている、選択されているメモリセルと非選択のメモリセル間のON/OFF比を充分とることができるため、非選択のメモリセルの影響を小さくして選択セルの信号を良好に読み出すことができる。
【0071】
この場合、Ba1以外の第1のビット線はLowとすると、ワード線W1に接続されているメモリセルの全てから一括読み出しすることも可能である。
【0072】
また、本実施形態で示したメモリセルは、2ビットの読み出しが可能であり、もう1ビットの読み出しを行うためには、第1のビット線と第2のビット線の関係を、上述と逆にするだけでよい。
【0073】
消去する場合は、電荷保持膜であるシリコン窒化膜103に保持されている電子を、シリコン酸化膜102を通して、どちらか近い方のソース/ドレイン領域から引き抜くこととする。たとえば、メモリセルM1からデータを消去する場合を考える。この場合、第2のビット線に近い方の電荷保持領域から電荷を引き抜くとする。この場合、第1のビット線Ba1は基板に対して、Built−inPotential(内蔵電位)程度の順バイアスを印加し、たとえば−0.7V〜−1.0V程度印加する。第2のビット線Bb1に3V〜5V程度の電圧を印加する。そして、M1に接続されているワード線W1に−3V〜−5V程度の電圧を印加する。Ba1以外の、Ba1に少なくとも隣接する第1のビット線は、第2のビット線Bb1と同電位に保ち、Bb1以外の第2のビット線は、第1のビット線Ba1と同電位にする。
【0074】
本方法を用いることにより、1ビットごとの消去が可能であり、ランダムアクセスが可能となり、製品応用範囲が広がる。
また、この場合、必要な複数のメモリセルの消去も可能であり、消去を行うメモリセルに接続されている第1のビット線に上記電圧を印加し、同様に消去を行う第2のビット線に上記電圧を印加する。また、消去を行うメモリセルのワード線に上記電圧を印加することで、選択したメモリセルを消去することが可能であり、必要なら全てのメモリセルを一括して消去することも可能である。
【0075】
この場合、読み出すべきメモリセルに接続されている第2のビット線と、選択するメモリセルに接続されている第1のビット線以外の第1のビット線、すなわち非選択の第1のビット線の動作をまったく同じにすることにより、セル面積を縮小しつつ良好に所望のメモリセルからの情報を読み出すことが可能となる。
【0076】
また、本発明では、第1のビット線として、セルフアラインの多結晶シリコンを用いているので、図1のEの領域に示すようにゲートピッチを2Fで形成することが可能となり、1メモリセルあたり、2ビットの情報を読み書きできることから、1ビット当たりのセル面積を従来のメモリセルに比べ大幅に縮小することが可能となり、高集積で良好なメモリセルアレイを提供できる。
【0077】
この場合、セルフアラインで形成されているビット線の選択には、選択トランジスタを設けて選択を行えばよい。
もちろん、この場合、用いられるメモリセルは、本実施の形態に限ったものではなく、たとえば、図7のようなメモリセルを用いても構わない。この場合は、ゲート絶縁膜102上に電荷保持膜としてシリコン窒化膜119を設け、さらにその上に絶縁膜としてシリコン酸化膜120を設け、シリコン窒化膜119の121、122の領域にホットキャリアが注入され電荷保持機能を果たす。この場合、サイドウオールは通常のシリコン酸化膜123で形成して良い。
さらに、メモリセルとして従来のフラッシュメモリを採用しても構わない。ただし、この場合は一つのメモリセルで1ビット動作となるので、ビット当たりのセル面積は上記に示したメモリセルの2倍になる。
【0078】
本実施形態では、半導体基板にソースドレイン領域を形成したが、半導体基板に低濃度のウエル領域を設けて、ソースドレイン領域を形成しても構わない。この場合、ウエル領域はソースドレイン領域と導電型は逆であるが、半導体基板の導電型は限定しなくてよい。
【0079】
また、サイドウオール膜として薄いシリコン酸化膜105上にシリコン窒化膜106を設けているが、サイドウオール構造は本実施形態以外の構造でも問題なく、たとえば、セルフアラインビット線111からの影響を少なくするために、シリコン窒化膜上にシリコン酸化膜を設けた3層構造でも、またそれ以上でも構わない。
また、本実施形態に示した膜厚、膜の種類などは、上述したものに限定されない。更に印加する電圧も、それぞれ用いる膜厚や用途などによって最適に決められるべきであって、上述した値に限定されるものではない。
<第2の実施形態>
図8に、このメモリセルの平面概略図、図9に図8における平面概略図のA−A’における断面図、図10に本実施形態におけるメモリセルアレイの回路図を示す。本実施形態では、図9に示すように、第1の実施形態の図2で示したタングステンプラグ115およびメタル配線116の代わりに多結晶シリコン124で埋め込み、多結晶シリコン125で配線を形成する。これらの複数の多結晶シリコンをON/OFF制御を行う電界効果トランジスタなどを介してAl−Siなどのメタル配線(図示せず)に接続する。この場合のメタル配線は、たとえば多結晶シリコン配線125上を、層間絶縁膜を介して形成するなどすればよい。多結晶シリコンによる配線は、メタル配線に比べて配線ピッチを狭めることができるので、活性領域118の間隔も最小加工寸法にまで狭めることできる。
【0080】
本発明の実施形態におけるメモリセルは、3本の第1のビット線とm本の第2のビット線及びワード線で構成された(3×m)個のメモリセルで1ブロックを構成し、この1ブロックのメモリセルアレイの第1のビット線Ba1、Ba2、Ba3の両端に、ON/OFF制御を行うために、それぞれ電界効果トランジスタTra1、Tra2、Tra3及びTrb1、Trb2、Trb3のソースドレインの一方が接続されている構成とする。この場合、図8および図9で示した多結晶シリコン配線125が第1のビット線Ba1、Ba2、Ba3にあたる。また、本実施形態では3本のビット線としたが必要に応じて本数を増減しても問題ない。また、本実施形態におけるメモリセルアレイは、メモリ機能を有する電界効果トランジスタであり、Tra1、Tra2、Tra3、Trb1、Trb2、Trb3はON/OFF制御を行うためだけの用途なので、通常の電界効果トランジスタで構わない。ただし、本図の場合でも、適当な記号がないため、両者とも同じ電界効果トランジスタの記号を用いるものとする。Tra1、Tra2、Tra3のソースドレインのもう一方は共通のメタル配線である第1のメタル配線B1に、Trb1、Trb2、Trb3のソースドレインのもう一方は、同じく共通のメタル配線である第2のメタル配線B2に接続されている。
【0081】
この場合の動作例を、メモリセルアレイのM1を選択し読み出すとして説明する。第1のメタル配線B1をたとえばHighにプリチャージをし、第2のメタル配線B2はLowレベルに固定とする。たとえば、この場合、B1を電源電圧VDDにプリチャージし、B2をたとえば0Vに固定する。また、M1に接続されている第2のビット線Bb1はLowとして、たとえば0Vに固定し、それ以外の第2のビット線Bb2、・・・、BbmはたとえばHighとして電源電圧VDDに固定する。M1を選択するので、ワード線W1を選択するためHighレベルとしてVDDを印加し、それ以外のワード線W2、W3、・・・、Wmを非選択とする。
【0082】
また、第1のビット線Ba1に接続されている電界効果トランジスタTra1をONとし、この電界効果トランジスタのしきい値をVthとすると、Tra1のゲートにVDD+Vthの電圧を与える。また、Trb1はOFF状態とする。これにより、Ba1はVDDにチャージされる。B1に接続されている電界効果トランジスタTr2、Tr3はOFFとし、B2に接続されている電界効果トランジスタTrb2、Trb3はONにする。これにより、Ba2、Ba3は0Vに固定される。続いて、メタル配線B1をHigh状態(VDD)から、フローティング状態にし、読み出すためにメタル配線B1をセンスすることにより、M1の情報を読み出すことが可能となる。
【0083】
もちろん、この場合でも2ビット動作をさせることが可能であり、もう1ビットの動作をさせる場合では、HighおよびLowの関係を上述と逆にすればよい。具体的には、第1のメタル配線B1をLowにプリチャージをし、第2のメタル配線B2をHighに固定する。Tra1、Trb2、Trb3をON状態にし、Trb1、Tra2、Tra3をOFF状態にするとともに、第2のビット線Bb1をHigh側、Bb2、・・・、BbmをLowに固定する。その後、第1のメタル配線B1をフローティング状態にしてセンスすることにより、M1を読み出すことが可能となる。
【0084】
本実施形態においても、少なくとも読み出すべきメモリセルに接続されているワード線と平行なビット線は、選択しないメモリセルに接続されているワードと交差するビット線の動作をまったく同じにすることにより、セル面積を縮小しつつ良好に所望のメモリセルからの情報を読み出すことが可能となる。
【0085】
さらに本実施形態においては、第1のビット線となる配線を多結晶シリコンで形成することにより、メタル配線により形成した場合に比べ配線ピッチを狭められるので、セル面積を縮小することが可能となる。さらに複数本の多結晶シリコン配線をメタル配線と接続させることにより、メタル配線の本数を減らすことができ、メタル配線のピッチを緩めてもチップ面積を小さくすることができる。
【0086】
したがって、図8のHの領域に示すように、一つ当たりのメモリセルの面積を4F2にすることが可能となり、更に1つのメモリセルで2ビット動作をさせることにより、1ビット当たりのセル面積が2Fと従来のメモリセルと比較して大幅に縮小することが可能となり、良好なメモリセルアレイを提供することができる。
【0087】
もちろん、この場合、固定するのはメタル配線B1で、センスするのをメタル配線B2でも構わない。また、ON/OFFを制御するものとして、電界効果トランジスタを用いたが、ON/OFFを良好に制御できるものであれば他のデバイスであっても構わない。
さらに、第1のビット線として、多結晶シリコン配線を用いたが、たとえばタングステンシリサイドのような高融点金属や、配線ピッチを狭めることのできるものであれば構わない。
【0088】
メモリセルは、1ブロックのみで構成されても構わないし、集積度に応じて必要なブロック数で構成しても何ら問題はない。
【0089】
もちろん、用いるメモリセルは、図7に示したようなメモリ構造でも構わないしフラッシュメモリのような構造でも構わない。
【0090】
また、本実施形態に示した膜厚、膜の種類などは、上述したものに限定されない。更に印加する電圧も、それぞれ用いる膜厚や用途などによって最適に決められるべきであって、上述した値に限定されるものではない。
【0091】
【発明の効果】
本発明の半導体記憶装置では、非選択の第1のビット線と、選択するメモリセルに接続されている第2のビット線の動作を同一にすることにより、良好な読み出し特性を得ることができる。さらに、第2のビット線を隣り合う2本のワード線の間に埋め込むことにより、最小加工寸法をワード線間距離で規定することができ、セル面積を大幅に縮小することが可能になった。更に、一つのメモリセルトランジスタで2ビットの情報を記憶させることが可能になることにより、1ビット当たりのセル面積をさらに小さくすることが可能になり、メモリセルアレイの高集積化、高性能化が可能になった。
【0092】
また、第1のビット線に多結晶シリコンやタングステンシリサイドなどの高融点金属を用い、メモリセルを通常の電界効果トランジスタにより制御することにより、配線ピッチを通常の金属配線を用いる場合に比べ狭められるので、メタル配線のピッチをゆるくすることができ、メモリセルアレイの1ビットあたりのセル面積を2Fと大幅に小さくすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態におけるメモリセルアレイの平面概略図である。
【図2】図1に示した平面概略図のA−A’における断面図である。
【図3】図1に示した平面概略図のB−B’における断面図である。
【図4】図1に示した平面概略図のC−C’における断面図である。
【図5】図1に示した平面概略図のD−D’における断面図である。
【図6】本発明の第1の実施形態におけるメモリセルアレイの回路図である。
【図7】本発明の第1の実施形態におけるもう一つのメモリセルアレイの断面図である。
【図8】本発明の第2の実施形態におけるメモリセルアレイの平面概略図である。
【図9】図8に示した平面概略図のA−A’における断面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態におけるメモリセルアレイの回路図である。
【図11】従来のメモリセルアレイの平面概略図である。
【図12】図11に示した平面概略図のA−A’における断面図である。
【図13】従来のメモリセルアレイの回路図である。
【符号の説明】
101…半導体基板
102、104、105,112…シリコン酸化膜
103…ゲート電極
106…電荷保持膜
107、108、109、110…ソース/ドレイン領域
111…セルフアラインビット線
113…シリコン窒化膜
114…層間絶縁膜
115…タングステンプラグ
116…メタル配線
117…素子分離領域
118…活性領域
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor storage device and a semiconductor integrated circuit including the semiconductor storage device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a schematic plan view of a conventional memory cell, FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the schematic plan view, and FIG. 13 is a circuit diagram of a memory cell array. The memory cell in FIG. 11 is, for example, a flash memory. A gate oxide film 202 is provided on a semiconductor substrate 201, and further has a floating gate 203 serving as a charge retaining film thereon. 204 is an insulating film, 205 is a control gate. 206 is a source region, and 207 is a drain region. 208 is an interlayer insulating film, 209 is a bit line contact, and 210 is a metal wiring serving as a bit line. The threshold voltage of the field effect transistor viewed from the control gate 205 changes depending on the presence or absence of the electric charge in the floating gate 203, and data is read. The operation principle will be described with reference to the cell array diagram of FIG. , Bn are bit lines serving as data lines, which are connected to, for example, the drain region 207 in FIG. 12 of each memory cell, and are the metal wiring 210 in FIG. .., Wm are the word lines and the control gate 205 in FIG. 12, and one memory cell M11 is constituted by a pair of B1 and W1, and in this case, a total of (m × n) Memory cells exist. SL is a source line, which is connected to a source region of each memory cell.
[0003]
[Patent Document 1] JP-A-3-219496
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the actual processing dimensions in the present structure also need to consider the processing dimensions of the contacts, and therefore the actual pitch between word lines is 2F or more, which causes an increase in cell area. As described above, in actuality, when the pitch between the contacts or the metal is taken into consideration, the cell area becomes larger than that in the case where the theory is considered. Further, unselected cells M21,..., Mm1 are connected to the bit line B1 of the selected memory cell M11. In each of the unselected cells, the bit line B1 is set to the high level. The source line SL goes low, and the influence of the signal due to the OFF current flowing between the source and drain affects the selected cell. In particular, when the ON / OFF ratio is about three digits, and when m = 1000, the signal read from M11 is affected by the signal from M21,. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a memory cell capable of significantly reducing the cell area and performing good reading.
[0006]
A semiconductor memory device according to a first aspect of the present invention is a semiconductor memory device in which a plurality of transistors having a memory function are arranged on a semiconductor substrate, wherein an element isolation extending in a first direction is provided on a surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type. Regions are formed side by side, and active regions extending in a second direction crossing the first direction are defined between adjacent element isolation regions, and a first diffusion region is formed in each of the active regions. A region and a second diffusion region are alternately formed, a channel region is defined between each of the adjacent first diffusion region and the second diffusion region, and a channel region is formed on the semiconductor substrate in the second direction. A plurality of extending word lines are provided so as to pass over a channel region in each of the active regions, and a plurality of first bit lines extending in the first direction on the semiconductor substrate correspond to respective lower portions. First diffusion A plurality of second bit lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over the second diffusion region, and each of the second bit lines corresponds to the second diffusion region. In a semiconductor memory device connected to a region, when a read operation of a select transistor among the plurality of transistors is to be performed, a second bit line connected to the select transistor is connected to the select transistor. It is characterized in that the same voltage value is applied to a first bit line other than the connected first bit line.
[0007]
According to the above configuration, a memory cell to be read can accurately read retained information without being affected by a signal from another memory cell or affecting other bit lines. Become.
[0008]
Further, the semiconductor memory device of the second invention is
In a semiconductor memory device in which a plurality of transistors having a memory function are arranged on a semiconductor substrate,
Element isolation regions extending in a first direction are formed side by side on a surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and between adjacent element isolation regions in a second direction intersecting the first direction. An extended active area is defined,
In each of the active regions, first diffusion regions and second diffusion regions are alternately formed,
A channel region is defined between the adjacent first diffusion region and second diffusion region,
A plurality of word lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over a channel region in each of the active regions.
On the semiconductor substrate, a plurality of first bit lines extending in the first direction are respectively connected to first diffusion regions corresponding below, and
A plurality of second bit lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over the second diffusion region, and are connected to the corresponding second diffusion regions, respectively.
The plurality of second bit lines extending in the second direction are each formed so as to be buried between two word lines.
[0009]
According to the above configuration, since the bit lines are embedded between the word lines, the substantial minimum processing size is determined by the distance between the word lines, and the cell area can be reduced.
[0010]
In one embodiment, the second bit line embedded between the word lines is made of polycrystalline silicon.
[0011]
In the above embodiment, a bit line can be easily formed by CVD used in a normal silicon process.
[0012]
In one embodiment, the second bit line embedded between the word lines has a stacked structure in which polycrystalline silicon and a high melting point metal are provided on the polycrystalline silicon.
[0013]
In the above embodiment, the resistance can be reduced by easily forming the bit line by the silicon process and providing the high melting point metal.
[0014]
In one embodiment, the second bit lines embedded between the word lines are made of tungsten silicide.
[0015]
In the above-described embodiment, a bit line can be easily formed with a low resistance by a normal silicon process, and a good memory cell can be provided.
[0016]
In one embodiment, the transistor having the memory function stores two bits of information with one transistor.
[0017]
In the above embodiment, the cell area per bit can be halved, so that the cell area can be further reduced.
[0018]
In one embodiment, a memory function body is formed on both sides of the word line, and a part or the whole of the memory function body formed on both sides of the word line on the active region has a memory function. It is characterized by. In the above embodiment, the thickness of the gate insulating film can be reduced, and the injected charges do not interfere with each other. Therefore, the element can be easily miniaturized and high integration can be achieved.
[0019]
In one embodiment, the memory function body having the memory function is formed of an insulating film including a silicon nitride film.
[0020]
In the above embodiment, the semiconductor device can be formed by using LPCVD in a silicon process, so that the cell array can be more easily integrated.
[0021]
In one embodiment, the plurality of first bit lines are made of polycrystalline silicon.
[0022]
In the above embodiment, since the first bit line is not made of metal but polycrystalline silicon which is a conductive film, the wiring pitch can be narrowed using a normal silicon process. Since the size can be reduced, a highly integrated memory cell can be provided.
[0023]
In one embodiment, the plurality of first bit lines are formed of a multilayer film of polycrystalline silicon and a refractory metal.
[0024]
In the above embodiment, by providing the high melting point metal on the polycrystalline silicon, it is possible to reduce the resistance of the wiring while keeping the wiring pitch narrow, and it is possible to provide a more highly integrated and favorable memory cell.
[0025]
In one embodiment, the plurality of first bit lines are made of tungsten silicide.
[0026]
In the above embodiment, since the first bit line is formed of tungsten silicide, the wiring pitch can be further narrowed by a normal silicon process, so that the chip area can be further reduced, and high integration can be achieved. Good memory cells can be provided.
[0027]
According to the semiconductor integrated circuit using the semiconductor storage device, further higher integration of the semiconductor integrated circuit can be achieved.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Detailed description of one example of a memory element used in the memory cell array of the present invention)
The memory element constituting the semiconductor memory device of the present invention is mainly arranged across a first conductivity type region which is a diffusion region, a second conductivity type region, and a boundary between the first and second conductivity type regions. Or a gate electrode formed on a gate insulating film, a gate electrode formed on the gate insulating film, and both sides of the gate electrode. Memory function body, a source / drain region (diffusion region) disposed on the opposite side of the memory function body from the gate electrode, and a channel region disposed below the gate electrode.
[0029]
This memory element functions as a memory element for storing quaternary or more information by storing binary or more information in one charge holding film, and also has a variable resistance effect by a memory function body. , Also functions as a memory cell having both functions of a selection transistor and a memory transistor. However, this memory element does not necessarily need to store and function quaternary information or more, and may function by storing binary information, for example.
[0030]
The semiconductor device of the present invention is preferably formed on a semiconductor substrate, preferably on a first conductivity type well region formed in the semiconductor substrate.
[0031]
The semiconductor substrate is not particularly limited as long as it is used for a semiconductor device. For example, a bulk substrate made of an element semiconductor such as silicon and germanium, a compound semiconductor such as silicon germanium, GaAs, InGaAs, ZnSe, and GaN. Is mentioned. In addition, as a substrate having a semiconductor layer on its surface, various substrates such as an SOI (Silicon on Insulator) substrate or a multilayer SOI substrate, or a substrate having a semiconductor layer over a glass or plastic substrate may be used. Among them, a silicon substrate or an SOI substrate having a silicon layer formed on the surface is preferable. The semiconductor substrate or the semiconductor layer may have a small amount of current flowing therein, but may be single crystal (for example, by epitaxial growth), polycrystalline, or amorphous.
[0032]
An element isolation region is preferably formed on the semiconductor substrate or the semiconductor layer, and elements such as a transistor, a capacitor, and a resistor, a circuit including the elements, a semiconductor device, and an interlayer insulating film are combined to form a single or multiple element. It may be formed in a layer structure. The element isolation region can be formed by various element isolation films such as a LOCOS film, a trench oxide film, and an STI film. The semiconductor substrate may have a P-type or N-type conductivity type, and the semiconductor substrate preferably has at least one well region of a first conductivity type (P-type or N-type). . The impurity concentration of the semiconductor substrate and the well region can be in a range known in the art. Note that when an SOI substrate is used as the semiconductor substrate, a well region may be formed in the surface semiconductor layer, or a body region may be provided below the channel region.
[0033]
The gate insulating film or the insulating film is not particularly limited as long as it is usually used for a semiconductor device. For example, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film; an aluminum oxide film, a titanium oxide film, A single-layer film or a stacked film of a high dielectric film such as a tantalum oxide film or a hafnium oxide film can be used. Among them, a silicon oxide film is preferable. The thickness of the gate insulating film is, for example, about 1 to 20 nm, preferably about 1 to 6 nm. The gate insulating film may be formed only immediately below the gate electrode, or may be formed larger (wider) than the gate electrode.
[0034]
The gate electrode or the electrode is formed on the gate insulating film in a shape usually used for a semiconductor device or a shape having a concave portion at a lower end. Note that a single gate electrode means a gate electrode which is formed as an integral shape without being separated by a single-layer or multilayer conductive film. Further, the gate electrode may have a sidewall insulating film on a sidewall. The gate electrode is not particularly limited as long as it is generally used for a semiconductor device, and a conductive film, for example, a metal such as polysilicon: copper and aluminum: a high melting point metal such as tungsten, titanium, and tantalum: A single-layer film or a laminated film of silicide or the like with a high melting point metal may be used. The gate electrode is preferably formed to have a thickness of, for example, about 50 to 400 nm. Note that a channel region is formed below the gate electrode.
[0035]
The memory function body is configured to include at least a film or a region having a function of retaining charges, having a function of storing and retaining charges, trapping charges, or retaining a charge polarization state. Silicon nitride; silicon; silicate glass containing impurities such as phosphorus and boron; silicon carbide; alumina; high dielectric substances such as hafnium oxide, zirconium oxide, and tantalum oxide; zinc oxide; Body; metal and the like. The memory function body includes, for example, an insulator film including a silicon nitride film; an insulator film including a conductive film or a semiconductor layer therein; an insulator film including one or more conductors or semiconductor dots; It can be formed by a single layer or a laminated structure such as an insulating film including a ferroelectric film in which the state is maintained. Above all, the silicon nitride film has a large hysteresis characteristic due to the presence of many levels for trapping electric charges, and has a long charge retention time and does not cause a problem of charge leakage due to generation of a leak path. Is preferable, and is a material used as a standard in the LSI process.
[0036]
By using an insulating film including an insulating film having a charge holding function, such as a silicon nitride film, as a memory function body, reliability regarding storage and holding can be improved. This is because, since the silicon nitride film is an insulator, even if a charge leaks to a part of the silicon nitride film, the charge of the entire silicon nitride film is not immediately lost. Furthermore, when a plurality of memory elements are arranged, even if the distance between the memory elements is reduced and the adjacent memory function bodies come into contact with each other, the memory function bodies are stored in the respective memory function bodies as in the case where the memory function bodies are made of a conductor. No lost information is lost. Further, the contact plug can be arranged closer to the memory function body, and in some cases, can be arranged so as to overlap with the memory function body, which facilitates miniaturization of the memory element.
[0037]
In order to further increase the reliability of memory retention, the insulating film having a function of retaining charges does not necessarily have to be in the form of a film, and insulators having a function of retaining charges are discretely present in the insulating film. Is preferred. Specifically, it is preferable that the material is dispersed in a dot shape in a material that does not easily retain charge, for example, silicon oxide.
[0038]
In addition, by using an insulator film including a conductive film or a semiconductor layer therein as a memory function body, the amount of charge injected into the conductor or the semiconductor can be freely controlled;
[0039]
Further, by using an insulator film containing one or more conductors or semiconductor dots as a memory function body, writing and erasing by direct tunneling of electric charges can be easily performed, which has an effect of reducing power consumption.
[0040]
Further, a ferroelectric film such as PZT or PLZT whose polarization direction changes by an electric field may be used as the memory function body. In this case, electric charges are substantially generated on the surface of the ferroelectric film due to the polarization, and are maintained in that state. Therefore, a hysteresis characteristic similar to that of a film that is supplied with electric charge from outside the film having a memory function and traps electric charge can be obtained, and the charge retention of the ferroelectric film does not require charge injection from outside the film. Since the hysteresis characteristic can be obtained only by the polarization of the electric charge in the film, there is an effect that writing / erasing can be performed at high speed.
[0041]
That is, it is preferable that the memory function body further include a region that makes it difficult for the charge to escape or a film that has a function of making the charge hard to escape. As a material that functions to make it difficult for electric charge to escape, a silicon oxide film or the like can be given.
[0042]
The charge retaining film included in the memory function body is formed directly or on both sides of the gate electrode via an insulating film, and also directly on the semiconductor substrate (well region, body region, or via the gate insulating film or the insulating film). (Source / drain region or diffusion region). The charge retention films on both sides of the gate electrode are preferably formed so as to cover all or a part of the side wall of the gate electrode directly or via an insulating film. As an application example, when the gate electrode has a concave portion at the lower end, the gate electrode may be formed so as to completely or partially fill the concave portion directly or via an insulating film.
[0043]
The gate electrode is preferably formed only on the side wall of the memory function body, or does not cover the upper part of the memory function body. With such an arrangement, the contact plug can be arranged closer to the gate electrode, so that miniaturization of the memory element is facilitated. Further, a memory element having such a simple arrangement is easy to manufacture and can improve the yield.
[0044]
In the case where a conductive film is used as the charge holding film, the charge holding film is provided with an insulating film interposed therebetween so as not to directly contact the semiconductor substrate (the well region, the body region, the source / drain region, or the diffusion region) or the gate electrode. Is preferred. For example, a stacked structure of a conductive film and an insulating film, a structure in which a conductive film is dispersed in a dot shape or the like in an insulating film, a structure in which a part is arranged in a side wall insulating film formed on a side wall of a gate, and the like are given. .
[0045]
The source / drain regions are arranged on the opposite side of the charge holding film from the gate electrode as diffusion regions of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate or the well region. The junction between the source / drain region and the semiconductor substrate or the well region preferably has a steep impurity concentration. This is because hot electrons and hot holes are efficiently generated at a low voltage, and a high-speed operation can be performed at a lower voltage. The junction depth of the source / drain regions is not particularly limited, and can be appropriately adjusted according to the performance of the semiconductor memory device to be obtained. Note that in the case where an SOI substrate is used as the semiconductor substrate, the source / drain regions may have a junction depth smaller than the thickness of the surface semiconductor layer; It is preferable to have the following junction depth.
[0046]
The source / drain region may be arranged so as to overlap with the gate electrode end, may be arranged so as to coincide with the gate electrode end, or may be arranged offset from the gate electrode end. You may. In particular, in the case of offset, when a voltage is applied to the gate electrode, the easiness of inversion of the offset region below the charge retaining film greatly changes depending on the amount of charge accumulated in the memory function body, and the memory effect is reduced. It is preferred because it increases and brings about a reduction in the short channel effect. However, if the offset is too much, the drive current between the source and the drain becomes extremely small. Therefore, the offset amount is larger than the thickness of the charge holding film in the direction parallel to the gate length direction, that is, one gate electrode end in the gate length direction. It is preferable that the distance from the nearer source / drain region is shorter. What is particularly important is that at least a part of the charge storage region in the memory function body overlaps with a part of the source / drain region which is a diffusion region. The essence of the memory element constituting the semiconductor memory device of the present invention is that the memory is rewritten by the electric field crossing the memory function body due to the voltage difference between the gate electrode and the source / drain region existing only on the side wall of the memory function body. That's why.
[0047]
The source / drain region may partially extend to a position higher than the surface of the channel region, that is, the lower surface of the gate insulating film. In this case, it is appropriate that a conductive film integrated with the source / drain region is laminated on the source / drain region formed in the semiconductor substrate. Examples of the conductive film include semiconductors such as polysilicon and amorphous silicon, silicide, the above-mentioned metals, and high-melting point metals. Among them, polysilicon is preferable. This is because polysilicon has a much higher impurity diffusion rate than a semiconductor substrate, so that it is easy to reduce the junction depth of the source / drain regions in the semiconductor substrate, and it is easy to suppress the short channel effect. . In this case, it is preferable that a part of the source / drain region is disposed so as to sandwich at least a part of the memory function body together with the gate electrode.
[0048]
The memory element of the present invention can be formed by a normal semiconductor process, for example, by a method similar to the method of forming a single-layer or stacked-layer sidewall spacer on the side wall of a gate electrode.
[0049]
Specifically, after forming a gate electrode or an electrode, a single layer including a charge holding film such as a charge holding film, a charge holding film / insulating film, an insulating film / charge holding film, and an insulating film / charge holding film / insulating film. A method of forming a film or a laminated film, etching back under appropriate conditions to leave these films in the form of sidewall spacers; forming an insulating film or a charge retaining film, and etching back under appropriate conditions to form a sidewall. A method in which a charge retaining film or an insulating film is formed in the form of a spacer, and then etched back in the same manner to leave a sidewall spacer; a semiconductor substrate including a gate electrode formed of an insulating film material in which a particulate charge retaining material is dispersed A method of applying or depositing on the upper surface and etching back under appropriate conditions to leave the insulating film material in a side wall spacer shape; after forming a gate electrode, forming the single-layer film or the laminated film and forming a mask A method in which patterning and the like using. Before forming a gate electrode or an electrode, a charge holding film, a charge holding film / insulating film, an insulating film / charge holding film, an insulating film / charge holding film / insulating film, and the like are formed, and a channel region of these films is formed. An opening is formed in a region to be formed, a gate electrode material film is formed over the entire surface, and the gate electrode material film is patterned into a shape including the opening and larger than the opening.
[0050]
When a memory cell array is configured by arranging the memory elements of the present invention, the best mode of the memory element is, for example, (1) the gate electrodes of a plurality of memory elements have the function of a word line integrally; ▼ A memory function body is formed on both sides of the word line. 3) An insulator, particularly a silicon nitride film, holds electric charges in the memory function body. 4) ONO (Oxide) (Nitride Oxide) film, and the silicon nitride film has a surface substantially parallel to the surface of the gate insulating film. (5) The silicon nitride film in the memory function body is a silicon oxide film with a word line and a channel region. {Circle around (6)} The silicon nitride film and the diffusion layer in the memory function overlap each other, {circle around (7)} the silicon having a surface substantially parallel to the surface of the gate insulating film The thickness of the insulating film separating the nitride film from the channel region or the semiconductor layer is different from the thickness of the gate insulating film. (8) Writing and erasing operations of one memory element are performed by a single word line. ▼ There is no electrode (word line) having a function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body. (10) The conductivity type opposite to the conductivity type of the diffusion region is provided immediately below the memory function body in contact with the diffusion region. Having a region with a high impurity concentration. The best mode is the case where all the above requirements are satisfied. However, it is needless to say that all the above requirements need not be satisfied.
[0051]
When a plurality of the above requirements are satisfied, a particularly preferable combination exists. For example, (3) an insulator, particularly a silicon nitride film, holds electric charges in the memory function body, and (9) an electrode (word line) having a function of assisting a write and erase operation on the memory function body. And (6) the case where the insulating film (silicon nitride film) in the memory function body and the diffusion layer overlap. If the insulator holds the electric charge in the memory function body and there is no electrode having a function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body, the insulating film ( It has been found that only when the silicon nitride film) and the diffusion layer overlap, the writing operation is performed favorably. That is, it has been found that when the requirements (3) and (9) are satisfied, the requirement (6) must be satisfied.
[0052]
On the other hand, when the electric charge is held in the memory function body by the conductor, the writing operation can be performed even when the conductor in the memory function body and the diffusion layer do not overlap (the conductor in the memory function body). Is to assist writing by capacitive coupling with the writing electrode). In addition, when there was an electrode having a function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body, the writing operation could be performed even when the insulating film and the diffusion layer in the memory function body did not overlap. .
[0053]
However, in the case where it is an insulator, not a conductor, that retains electric charges in the memory function body, and there is no electrode having a function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body, A very large effect can be obtained.
[0054]
First, the bit line contact can be arranged closer to the memory function body on the side wall of the word line, or even if the distance between the memory elements is short, a plurality of memory function bodies do not interfere with each other and can hold the stored information. This facilitates miniaturization of the memory element. When the charge holding region in the memory function body is a conductor, interference occurs between the charge holding regions as the memory elements approach each other due to capacitive coupling, and storage information cannot be held.
[0055]
When the charge holding region in the memory function body is an insulator (for example, a silicon nitride film), it is not necessary to make the memory function body independent for each memory cell. For example, memory function bodies formed on both sides of one word line shared by a plurality of memory cells do not need to be separated for each memory cell, and memory function bodies formed on both sides of one word line. Can be shared by a plurality of memory cells sharing a word line. Therefore, a photo and etching process for separating the memory function body is not required, and the manufacturing process is simplified. Further, a margin for alignment of a photo and a margin for reducing the thickness of an etching film are not required, so that a margin between memory cells can be reduced.
[0056]
Therefore, as compared with the case where the charge holding region in the memory function body is a conductor (for example, a polycrystalline silicon film), even if formed at the same fine processing level, there is an effect that the memory cell occupation area can be reduced (memory If the charge holding region in the functional body is a conductor, a photo and etching step for separating the memory functional body for each memory cell is required, and a photo alignment margin and an etching film reduction margin are required.
[0057]
Furthermore, since there is no electrode having the function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body and the element structure is simple, the number of steps is reduced, the yield is improved, and the transistors forming the logic circuit and the analog circuit are formed. Can be easily combined.
[0058]
Further, as a very important design matter, the case where the charge holding region in the memory function body is an insulator and there is no electrode having a function of assisting the writing and erasing operations on the memory function body (the above two conditions) Is very effective in reducing the cell occupation area, improving the yield by simplifying the manufacturing method, and reducing the cost.) We have found that wrapping allows writing and erasing at very low voltages. Specifically, it was confirmed that the writing and erasing operations were performed at a low voltage of 5 V or less.
[0059]
This function has a very large effect on circuit design. That is, since it is not necessary to generate a high voltage in a chip as in a flash memory, it is possible to omit a charge pumping circuit requiring an enormous occupation area or to reduce the scale. In particular, when a small-capacity memory is incorporated in a logic LSI for adjustment, the occupied area of the memory section is dominated by the occupied area of the peripheral circuit that drives the memory cell rather than the memory cell. Eliminating or reducing the scale of the booster circuit is most effective for reducing the chip size.
[0060]
From the above, it is particularly preferable to satisfy the requirements (3), (9) and (6).
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic plan view of a memory cell array according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, CC ′, and DD ′ of the schematic plan views. 6 shows a circuit diagram of the cell array.
[0061]
In this case, the symbol of each memory cell shown in FIG. 6 corresponds to the symbol of a field effect transistor. However, since there is no appropriate symbol for the memory cell used in this embodiment, the memory function using the symbol of the field effect transistor is used. Represents a field effect transistor having
[0062]
In the present embodiment, for example, a memory cell structure as shown in FIG. 2 is shown. For example, a silicon oxide film 102 having a thickness of about 1 nm to 6 nm is formed on a semiconductor substrate 101 as a gate insulating film. Further, a gate electrode 103 made of polycrystalline silicon or a laminated film of polycrystalline silicon and a metal film is provided in a thickness of about 50 to 400 nm. Further, an oxide film 104 is provided over the gate electrode 103. A silicon oxide film 105 having a thickness of about 1 to 20 nm is provided on both sides of the gate insulating film 102 and the gate electrode 103, and a charge retaining film 106 having a thickness of about 2 to 200 nm in the form of a sidewall spacer made of a silicon nitride film is provided. Is provided. The charge holding film 106 made of the silicon nitride film and the silicon oxide film 105 constitute a memory function body. The charge holding film 106 has a function of accumulating charges, and the silicon oxide film 105 has a function of preventing dissipation of the accumulated charges.
[0063]
Source / drain regions 107, 108, 109, and 110 are provided on the semiconductor substrate 101 with the gate electrode 103 interposed therebetween.
[0064]
The end surfaces of the source / drain regions 107, 108, 109, and 110 on the side of the gate electrode 103 are separated from the gate electrode 103 and exist immediately below the charge holding film 106 made of a silicon nitride film.
[0065]
The self-aligned bit line 111 is a line formed of polycrystalline silicon on the semiconductor substrate 101 and is in contact with the source / drain regions 108 and 110. Further, a high melting point metal may be provided on polycrystalline silicon to reduce the resistance. As a forming method, for example, polycrystalline silicon can be deposited on the entire surface and buried in a desired place by using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. Of course, the forming method is not limited to this method, and any manufacturing method may be used as long as a similar structure can be obtained. Further, if it is a conductive film, a film other than polycrystalline silicon may be used, and a high melting point metal such as tungsten silicide may be used. Further, a silicon oxide film 112 and a silicon nitride film 113 are provided in order to use a SAC (Self-Align-Contact) process. The interlayer insulating film 114 is made of, for example, a BPSG film (Boron-Phosphorus-Silicate-Glass), and the metal wiring 116 is made of, for example, an Al-Si alloy. In the embodiment of the present invention, when the polycrystalline silicon 111 is formed, before the tungsten plug 115 is formed, the polycrystalline silicon serving as the self-aligned bit line is also formed in the region of the tungsten plug 115. It may be removed at the time of formation or the like.
[0066]
In the memory cell of this embodiment, information is written by injecting charge into the charge holding film 106, and a change in threshold value due to the presence or absence of charge in the charge holding film 106, that is, a change in current amount is read. , As a memory. For example, in the memory cell G of FIG. 2, information is written by injecting hot electrons into the charge holding film 106 on the drain 107 side, using the source / drain region 107 as a drain and the source / drain region 108 as a source. In reading, information is read by using the source / drain region 107 as a source and the source / drain region 108 as a drain, judging the presence or absence of electric charge based on the amount of flowing current.
[0067]
Similarly, by injecting a charge into the charge holding film 106 on the side of the source / drain region 108, writing and reading of information can be performed. In this case, the source / drain regions are reversed in each of the above cases. That is, two bits can be operated with one memory cell. Of course, there is no problem even if one memory cell is used for 1-bit operation.
[0068]
In the cell array according to the present invention, as shown in FIG. 6, the first first bit line is denoted by Ba1, the first second bit line is denoted by Bb1, and the memory connected to the first bit line pair is denoted by Ba1. Is M1. In this case, in FIGS. 2 to 4, the first bit lines Ba1, Ba2,..., Ban are self-aligned bit lines 111, the second bit lines are metal wirings 116, and the word lines W1, W2,. , Wm become the gate electrodes 103.
[0069]
In this case, the first bit lines of the memory cells are composed of Ba, Ba2,... In order to connect gates between memory cells, m word lines W1 to Wm are provided so as to intersect the first bit lines Ba1, Ba2,..., Ban. The second bit line is composed of m lines Bb1, Bb2, Bb3,..., Bbm. Therefore, the cell array of FIG. 6 is configured by (mXn) memory cells.
[0070]
For reading of the memory cell, for example, the first bit line Ba1 is set to the low level and the ground state to select M1. In this case, the second bit line Bb1 is at the High level, and for example, 2 V is applied as the power supply voltage VDD. The word line of the selected cell is set to the high level, and a voltage of 2 V is applied to W1 to make the memory transistor M1 conductive. This makes it possible to read 1-bit information from M1. For example, 2V is applied to the first bit lines other than Ba1, which are at least adjacent to Ba1, to have the same potential as the second bit line Bb1. Since the second bit lines Bb2, Bb3,..., Bbm other than Bb1 have the same potential as the first bit line Ba1, in this case, they are set to a low level, for example, to a ground state. Since the word lines W2, W3,..., Wm are Low, the memory transistors of the non-selected cells connected to the first bit line Ba1 are non-conductive. Since the first bit line Ba1 and the second bit lines Bb2,..., Bbm have the same potential, no off-state current flows between the source / drain of these memory cells. That is, since the ON / OFF ratio between the selected memory cell and the non-selected memory cell connected to Ba1 can be made sufficient, the influence of the non-selected memory cell is reduced to reduce the signal of the selected cell. Can be read well.
[0071]
In this case, if the first bit lines other than Ba1 are set to Low, it is also possible to collectively read from all the memory cells connected to the word line W1.
[0072]
Further, the memory cell described in this embodiment can read two bits, and in order to read another bit, the relationship between the first bit line and the second bit line is reversed. You just need to
[0073]
In the case of erasing, the electrons held in the silicon nitride film 103 serving as the charge holding film are extracted from the closer source / drain region through the silicon oxide film 102. For example, consider a case where data is erased from memory cell M1. In this case, it is assumed that charges are drawn from the charge holding region closer to the second bit line. In this case, the first bit line Ba1 applies a forward bias of about Build-in Potential (built-in potential) to the substrate, for example, about -0.7 V to -1.0 V. A voltage of about 3 V to 5 V is applied to the second bit line Bb1. Then, a voltage of about -3 V to -5 V is applied to the word line W1 connected to M1. A first bit line other than Ba1 and at least adjacent to Ba1 is kept at the same potential as the second bit line Bb1, and a second bit line other than Bb1 is placed at the same potential as the first bit line Ba1.
[0074]
By using this method, it is possible to erase one bit at a time, random access is possible, and the product application range is expanded.
In this case, a plurality of necessary memory cells can be erased. The above-mentioned voltage is applied to the first bit line connected to the memory cell to be erased, and the second bit line similarly erased. To the above voltage. In addition, by applying the above voltage to the word line of the memory cell to be erased, the selected memory cell can be erased, and if necessary, all the memory cells can be erased collectively.
[0075]
In this case, a second bit line connected to the memory cell to be read and a first bit line other than the first bit line connected to the selected memory cell, that is, an unselected first bit line Of the same operation, it is possible to read information from a desired memory cell satisfactorily while reducing the cell area.
[0076]
Further, in the present invention, since the self-aligned polycrystalline silicon is used as the first bit line, the gate pitch can be formed at 2F as shown in a region E of FIG. In addition, since two bits of information can be read and written, the cell area per bit can be significantly reduced as compared with a conventional memory cell, and a highly integrated and excellent memory cell array can be provided.
[0077]
In this case, the selection of the bit line formed by self-alignment may be performed by providing a selection transistor.
Of course, in this case, the memory cells used are not limited to the present embodiment, and for example, a memory cell as shown in FIG. 7 may be used. In this case, a silicon nitride film 119 is provided as a charge holding film on the gate insulating film 102, and a silicon oxide film 120 is further provided thereon as an insulating film. Hot carriers are injected into the regions 121 and 122 of the silicon nitride film 119. And performs a charge holding function. In this case, the sidewall may be formed of a normal silicon oxide film 123.
Further, a conventional flash memory may be employed as a memory cell. However, in this case, since one memory cell operates one bit, the cell area per bit is twice as large as that of the memory cell described above.
[0078]
In the present embodiment, the source / drain region is formed in the semiconductor substrate. However, the source / drain region may be formed by providing a low-concentration well region in the semiconductor substrate. In this case, the conductivity type of the well region is opposite to that of the source / drain region, but the conductivity type of the semiconductor substrate does not need to be limited.
[0079]
Further, although the silicon nitride film 106 is provided on the thin silicon oxide film 105 as a sidewall film, the sidewall structure has no problem even if it is a structure other than this embodiment. For example, the influence from the self-aligned bit line 111 is reduced. Therefore, a three-layer structure in which a silicon oxide film is provided on a silicon nitride film, or a three-layer structure or more may be used.
Further, the film thickness, film type, and the like described in the present embodiment are not limited to those described above. Further, the voltage to be applied should be determined optimally according to the film thickness and application to be used, and is not limited to the above-mentioned value.
<Second embodiment>
FIG. 8 is a schematic plan view of the memory cell, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the schematic plan view in FIG. 8, and FIG. 10 is a circuit diagram of the memory cell array in the present embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 9, instead of the tungsten plug 115 and the metal wiring 116 shown in FIG. 2 of the first embodiment, the wiring is formed by filling with polycrystalline silicon 124 instead of the polysilicon 124. The plurality of polycrystalline silicons are connected to a metal wiring (not shown) of Al-Si or the like via a field effect transistor for performing ON / OFF control. In this case, the metal wiring may be formed on the polycrystalline silicon wiring 125 via an interlayer insulating film, for example. Since the wiring pitch of polycrystalline silicon can be narrower than the metal wiring, the interval between the active regions 118 can be narrowed to the minimum processing size.
[0080]
The memory cell in the embodiment of the present invention forms one block by (3 × m) memory cells including three first bit lines, m second bit lines, and word lines, One end of the source / drain of the field effect transistors Tra1, Tra2, Tra3 and Trb1, Trb2, Trb3 at both ends of the first bit lines Ba1, Ba2, Ba3 of the memory cell array of this one block, respectively, in order to perform ON / OFF control. Are connected. In this case, the polysilicon wiring 125 shown in FIGS. 8 and 9 corresponds to the first bit lines Ba1, Ba2, and Ba3. In this embodiment, three bit lines are used, but there is no problem if the number is increased or decreased as necessary. The memory cell array according to the present embodiment is a field-effect transistor having a memory function. Tra1, Tra2, Tra3, Trb1, Trb2, and Trb3 are used only for performing ON / OFF control. I do not care. However, even in the case of this figure, since there is no appropriate symbol, the same symbol for the field effect transistor is used for both. The other of the source and drain of Tra1, Tra2 and Tra3 is a first metal wiring B1 which is a common metal wiring, and the other of the source and drain of Trb1, Trb2 and Trb3 is a second metal which is also a common metal wiring. It is connected to the wiring B2.
[0081]
An operation example in this case will be described assuming that M1 in the memory cell array is selected and read. The first metal wiring B1 is precharged to High, for example, and the second metal wiring B2 is fixed at Low level. For example, in this case, B1 is precharged to power supply voltage VDD, and B2 is fixed to, for example, 0V. Further, the second bit line Bb1 connected to M1 is fixed to Low, for example, at 0 V, and the other second bit lines Bb2,..., Bbm are fixed to the power supply voltage VDD, for example, at High. Since M1 is selected, VDD is applied as a High level to select the word line W1, and the other word lines W2, W3,..., Wm are not selected.
[0082]
Further, assuming that the field effect transistor Tra1 connected to the first bit line Ba1 is turned on and the threshold value of this field effect transistor is Vth, a voltage of VDD + Vth is applied to the gate of Tra1. Also, Trb1 is turned off. As a result, Ba1 is charged to VDD. The field effect transistors Tr2 and Tr3 connected to B1 are turned off, and the field effect transistors Trb2 and Trb3 connected to B2 are turned on. Thus, Ba2 and Ba3 are fixed at 0V. Subsequently, the metal wiring B1 is changed from a high state (VDD) to a floating state, and by sensing the metal wiring B1 for reading, the information of M1 can be read.
[0083]
Of course, even in this case, a two-bit operation can be performed, and in the case of performing another one-bit operation, the relationship between High and Low may be reversed. Specifically, the first metal wiring B1 is precharged to Low, and the second metal wiring B2 is fixed to High. Trab1, Trab2, and Trb3 are turned on, Trb1, Tra2, and Tra3 are turned off, and the second bit line Bb1 is fixed at the high side, Bb2,..., Bbm is fixed at the low level. Thereafter, by setting the first metal wiring B1 to a floating state and performing sensing, M1 can be read.
[0084]
Also in the present embodiment, at least the bit lines parallel to the word lines connected to the memory cells to be read out have exactly the same operation as the bit lines that intersect the words connected to the unselected memory cells. It is possible to read information from a desired memory cell satisfactorily while reducing the cell area.
[0085]
Further, in the present embodiment, by forming the wiring serving as the first bit line with polycrystalline silicon, the wiring pitch can be narrowed as compared with the case where the wiring is formed with metal wiring, so that the cell area can be reduced. . Further, by connecting a plurality of polycrystalline silicon wirings to metal wirings, the number of metal wirings can be reduced, and the chip area can be reduced even if the pitch of the metal wirings is loosened.
[0086]
Therefore, as shown in a region H in FIG. 8, the area of one memory cell can be set to 4F2, and by operating two bits with one memory cell, the cell area per bit can be increased. Is 2F 2 And a significant reduction in size as compared with the conventional memory cell, and it is possible to provide an excellent memory cell array.
[0087]
Of course, in this case, the metal wiring B1 may be fixed and the metal wiring B2 may be sensed. Although a field-effect transistor is used to control ON / OFF, another device may be used as long as it can control ON / OFF satisfactorily.
Further, although a polycrystalline silicon wiring is used as the first bit line, a high melting point metal such as tungsten silicide or a wiring capable of reducing the wiring pitch may be used.
[0088]
The memory cell may be composed of only one block, or may be composed of a necessary number of blocks according to the degree of integration without any problem.
[0089]
Of course, the memory cell used may have the memory structure shown in FIG. 7 or a structure like a flash memory.
[0090]
Further, the film thickness, film type, and the like described in the present embodiment are not limited to those described above. Further, the voltage to be applied should be determined optimally according to the film thickness and application to be used, and is not limited to the above-mentioned value.
[0091]
【The invention's effect】
In the semiconductor memory device of the present invention, good read characteristics can be obtained by making the operations of the unselected first bit line and the second bit line connected to the selected memory cell the same. . Further, by embedding the second bit line between two adjacent word lines, the minimum processing size can be defined by the distance between the word lines, and the cell area can be greatly reduced. . Furthermore, since it is possible to store 2-bit information with one memory cell transistor, it is possible to further reduce the cell area per bit, and to achieve higher integration and higher performance of a memory cell array. It is now possible.
[0092]
Further, by using a high melting point metal such as polycrystalline silicon or tungsten silicide for the first bit line and controlling the memory cell with a normal field effect transistor, the wiring pitch can be narrowed as compared with the case where a normal metal wiring is used. Therefore, the pitch of the metal wiring can be reduced, and the cell area per bit of the memory cell array can be reduced to 2F. 2 It became possible to make it much smaller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view of a memory cell array according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the schematic plan view shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB ′ of the schematic plan view shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view taken along line CC ′ of the schematic plan view shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a sectional view taken along line DD ′ of the schematic plan view shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a circuit diagram of a memory cell array according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of another memory cell array according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic plan view of a memory cell array according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the schematic plan view shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a circuit diagram of a memory cell array according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic plan view of a conventional memory cell array.
12 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the schematic plan view shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional memory cell array.
[Explanation of symbols]
101 ... Semiconductor substrate
102, 104, 105, 112: Silicon oxide film
103 ... Gate electrode
106 ... Charge holding film
107, 108, 109, 110 ... source / drain regions
111: Self-aligned bit line
113 ... Silicon nitride film
114 ... Interlayer insulating film
115 ... Tungsten plug
116 ... Metal wiring
117: Element isolation region
118 ... active area

Claims (14)

半導体基板上にメモリ機能を有する複数のトランジスタが配列されてなる半導体記憶装置において、
第1導電型の半導体基板の表面に、第1の方向に伸びる素子分離領域が並んで形成され、隣り合う素子分離領域の間にそれぞれ上記第1の方向に対して交差する第2の方向に伸びる活性領域が定められ、
上記各活性領域内には、第1の拡散領域及び第2の拡散領域が交互に形成され、
隣り合う上記第1の拡散領域と第2の拡散領域との間にそれぞれチャネル領域が定められ、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数のワード線が、上記各活性領域内のチャネル領域上を通るように設けられ、
上記半導体基板上に、上記第1の方向に延びる複数の第1のビット線が、それぞれ下に対応する第1の拡散領域と接続されており、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線が、上記第2の拡散領域上を通るように設けられ、それぞれ対応する第2の拡散領域と接続されていて、
上記複数のトランジスタのうち読出し動作を行なおうとする選択トランジスタの読出し動作時において、
上記選択トランジスタに接続されている第2のビット線と、
上記選択トランジスタに接続された第1のビット線以外の第1のビット線とに同一の電圧値を印加することを特徴とする半導体記憶装置。
In a semiconductor memory device in which a plurality of transistors having a memory function are arranged on a semiconductor substrate,
Element isolation regions extending in a first direction are formed side by side on a surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and between adjacent element isolation regions in a second direction intersecting the first direction. An extended active area is defined,
In each of the active regions, first diffusion regions and second diffusion regions are alternately formed,
A channel region is defined between the adjacent first diffusion region and second diffusion region,
A plurality of word lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over a channel region in each of the active regions.
On the semiconductor substrate, a plurality of first bit lines extending in the first direction are respectively connected to first diffusion regions corresponding below, and
A plurality of second bit lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over the second diffusion region, and are connected to the corresponding second diffusion regions, respectively.
At the time of a read operation of a select transistor which is to perform a read operation among the plurality of transistors,
A second bit line connected to the selection transistor;
A semiconductor memory device, wherein the same voltage value is applied to a first bit line other than the first bit line connected to the selection transistor.
半導体基板上にメモリ機能を有する複数のトランジスタが配列されてなる半導体記憶装置において、
第1導電型の半導体基板の表面に、第1の方向に伸びる素子分離領域が並んで形成され、隣り合う素子分離領域の間にそれぞれ上記第1の方向に対して交差する第2の方向に伸びる活性領域が定められ、
上記各活性領域内には、第1の拡散領域及び第2の拡散領域が交互に形成され、
隣り合う上記第1の拡散領域と第2の拡散領域との間にそれぞれチャネル領域が定められ、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数のワード線が、上記各活性領域内のチャネル領域上を通るように設けられ、
上記半導体基板上に、上記第1の方向に延びる複数の第1のビット線が、それぞれ下に対応する第1の拡散領域と接続されており、
上記半導体基板上に、上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線が、上記第2の拡散領域上を通るように設けられ、それぞれ対応する第2の拡散領域と接続されていて、
上記第2の方向に延びる複数の第2のビット線は、それぞれ2本の上記ワード線間に埋め込まれて形成されていることを特徴とする半導体記憶装置。
In a semiconductor memory device in which a plurality of transistors having a memory function are arranged on a semiconductor substrate,
Element isolation regions extending in a first direction are formed side by side on a surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and between adjacent element isolation regions in a second direction intersecting the first direction. An extended active area is defined,
In each of the active regions, first diffusion regions and second diffusion regions are alternately formed,
A channel region is defined between the adjacent first diffusion region and second diffusion region,
A plurality of word lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over a channel region in each of the active regions.
On the semiconductor substrate, a plurality of first bit lines extending in the first direction are respectively connected to first diffusion regions corresponding below, and
A plurality of second bit lines extending in the second direction are provided on the semiconductor substrate so as to pass over the second diffusion region, and are connected to the corresponding second diffusion regions, respectively.
A semiconductor memory device, wherein a plurality of second bit lines extending in the second direction are formed so as to be embedded between two word lines, respectively.
上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線は、多結晶シリコンよりなることを特徴とする、請求項2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein said second bit line embedded between said word lines is made of polycrystalline silicon. 上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線は多結晶シリコンと、上記多結晶シリコン上に高融点金属を設けた積層構造であることを特徴とする、請求項2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second bit line embedded between the word lines has a stacked structure in which polycrystalline silicon and a high melting point metal are provided on the polycrystalline silicon. . 上記ワード線間に埋め込まれた第2のビット線はタングステンシリサイドにより構成されることを特徴とする、請求項2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second bit line embedded between the word lines is made of tungsten silicide. 上記メモリ機能を有するトランジスタは、一つのトランジスタで、2ビットの情報を記憶することを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the transistor having the memory function is a single transistor and stores 2-bit information. 上記ワード線の両側にメモリ機能体が形成され、上記ワード線の上記活性領域上の両側に形成されたメモリ機能体の一部もしくは全体がそれぞれメモリ機能を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。The memory function body is formed on both sides of the word line, and a part or the whole of the memory function body formed on both sides of the word line on the active region has a memory function, respectively. 3. The semiconductor memory device according to 2. 上記メモリ機能を有するメモリ機能体は、シリコン窒化膜を含む絶縁膜で形成されていることを特徴とする、請求項7に記載の半導体記憶装置。The semiconductor memory device according to claim 7, wherein the memory function body having the memory function is formed of an insulating film including a silicon nitride film. 上記ワード線の下で、上記活性領域上にメモリ機能を有する絶縁膜が設けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein an insulating film having a memory function is provided on the active region below the word line. 上記メモリ機能を有する絶縁膜は、シリコン窒化膜であることを特徴とする、請求項9に記載の半導体記憶装置。10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein said insulating film having a memory function is a silicon nitride film. 上記複数の第1のビット線は、多結晶シリコンで構成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said plurality of first bit lines are made of polycrystalline silicon. 上記複数の第1のビット線は、多結晶シリコンと高融点金属の多層膜よりなることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said plurality of first bit lines are formed of a multilayer film of polycrystalline silicon and a refractory metal. 上記複数の第1のビット線は、タングステンシリサイドで構成されていることを特徴する、請求項1又は2に記載の半導体記憶装置。3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said plurality of first bit lines are made of tungsten silicide. 請求項1乃至13に記載のいずれかの半導体記憶装置を用いたことを特徴とする半導体集積回路。A semiconductor integrated circuit using the semiconductor memory device according to claim 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006090477A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Spansion Llc Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2007109955A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Sharp Corp Semiconductor storage device and manufacturing method thereof
JP2008527747A (en) * 2005-01-12 2008-07-24 スパンジョン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Memory device having trapezoidal bit line and manufacturing method thereof
US7948052B2 (en) 2006-12-18 2011-05-24 Spansion Llc Dual-bit memory device having trench isolation material disposed near bit line contact areas
JP2016105517A (en) * 2009-01-15 2016-06-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008527747A (en) * 2005-01-12 2008-07-24 スパンジョン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー Memory device having trapezoidal bit line and manufacturing method thereof
WO2006090477A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Spansion Llc Semiconductor device and method for manufacturing same
US7968404B2 (en) 2005-02-25 2011-06-28 Spansion Llc Semiconductor device and fabrication method therefor
JP4944766B2 (en) * 2005-02-25 2012-06-06 スパンション エルエルシー Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2007109955A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Sharp Corp Semiconductor storage device and manufacturing method thereof
US7948052B2 (en) 2006-12-18 2011-05-24 Spansion Llc Dual-bit memory device having trench isolation material disposed near bit line contact areas
JP2016105517A (en) * 2009-01-15 2016-06-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device

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