JPH11195718A - Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor

Info

Publication number
JPH11195718A
JPH11195718A JP6724398A JP6724398A JPH11195718A JP H11195718 A JPH11195718 A JP H11195718A JP 6724398 A JP6724398 A JP 6724398A JP 6724398 A JP6724398 A JP 6724398A JP H11195718 A JPH11195718 A JP H11195718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
transistor
insulating film
transistors
bit line
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.)
Abandoned
Application number
JP6724398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Emori
孝之 江守
Akira Ri
明 李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6724398A priority Critical patent/JPH11195718A/en
Publication of JPH11195718A publication Critical patent/JPH11195718A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform speeding up and preventing disturbance while taking high integration into consideration. SOLUTION: A device is provided with memory transistors M1-Mn for storing information, corresponding to the storage charge amount of a charge storage means (FG and charge trap or the like for instance) and first and second selective transistors (ST11-STn1 and ST12-STn2) connected between a source and a common potential line CSL and a drain and bit lines BL1-BLn for respective memory cells. In such a three-transistor cell constitution, the close arrangement of gate electrodes capable of eliminating the need for a dedicated area for the memory transistor is desirable. Also, it is preferable to changeover control a wire object corresponding to the request bit quality of data for instance, between the memory block of the 3 transistor cell constitution and the memory block provided with the plural memory transistors between the selective transistors, and to suppress area increase as much as possible.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフローティ
ングゲート等の電荷蓄積手段を有し、当該電荷蓄積手段
に電気的に情報を書き込み消去する不揮発性半導体記憶
装置、その製造方法及び駆動方法に関する。特定的に、
本発明は、不揮発性半導体記憶素子を共通線(ビット線
又はソース線)に対し並列に配置した記憶セルアレイで
あって、繰り返し書き込み消去による劣化を防止し、且
つ高速に動作可能なメモリセル配置構造、省面積なメモ
リセル内のトランジスタ配置構造及び製造方法、およ
び、特に書き込み時のインヒビット電圧設定及び上記配
置構造のメモリセルと通常のメモリセル間でデータの種
類に応じて書き込み対象を制御する駆動方法とに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having charge storage means such as a floating gate and electrically writing and erasing information in the charge storage means, and a method of manufacturing and driving the same. Specifically,
The present invention relates to a storage cell array in which nonvolatile semiconductor storage elements are arranged in parallel with a common line (bit line or source line), and a memory cell arrangement structure capable of preventing deterioration due to repeated writing / erasing and operating at high speed. , A transistor arrangement structure and a manufacturing method in a memory cell with a small area, and a drive for setting an inhibit voltage particularly at the time of writing and controlling a writing target according to the type of data between the memory cell having the above arrangement structure and a normal memory cell And how to.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置のセル方式は、
NOR型とNAND型に大別でき、さらにNOR型に
は、いわゆるAND型やDINOR型等のビット線およ
びソース線が階層化されたもの、ソース線分離型、ソー
ス線が行方向2セル間で共通化されたものなど種々提案
されている。
2. Description of the Related Art The cell system of a nonvolatile semiconductor memory device is as follows.
The NOR type can be roughly classified into a NAND type and a NAND type. In the NOR type, a so-called AND type, a DINOR type or the like in which bit lines and source lines are hierarchized, a source line separated type, and a source line between two cells in the row direction are used. Various proposals have been made, such as a common one.

【0003】従来技術1 いわゆるAND型アレイは、その低電圧駆動のために情
報の書き込み,消去ともにFN(Fowler Nordheim) トン
ネルリングを利用することによって書き込みおよび消去
動作に伴いゲート絶縁膜が劣化し難く、且つ、ある程度
の高速動作が可能なメモリセル構成である。
Prior art 1 A so-called AND type array uses an FN (Fowler Nordheim) tunnel ring for both writing and erasing of information for low-voltage driving, so that a gate insulating film is hardly deteriorated with writing and erasing operations. In addition, the memory cell configuration can operate at a high speed to some extent.

【0004】図19は、一般的なAND型のメモリセル
アレイの一部を示す回路図である。また、図20は図1
9に対応する部分についてのAND型メモリセルアレイ
の平面図、図21は当該AND型アレイのバイアス電圧
の一般的な設定条件を示す表である。このAND型メモ
リセルアレイ100では、図19に示すように、2つの
ブロック選択トランジスタ間に所定数(図19では、簡
略化のため4個)のメモリトランジスタを並列接続させ
てAND列(メモリブロック)が構成されている。すな
わち最初のブロックでは、ビット線B1とソース線S1
との間に、ドレインがビット線B1に接続されたブロッ
ク選択トランジスタBT11と、ソースが共通ソース線
S1に接続されたブロック選択トランジスタST11と
が設けられ、ブロック選択トランジスタBT11のソー
スとブロック選択トランジスタST11のドレインとの
間に、メモリトランジスタM11〜M14が並列接続さ
れている。同様に2番目のブロックでは、ビット線B2
とソース線S2との間に、ドレインがビット線B2に接
続されたブロック選択トランジスタBT21と、ソース
がソース線S2に接続されたブロック選択トランジスタ
ST21とが設けられ、ブロック選択トランジスタBT
21のソースとブロック選択トランジスタST21のド
レインとの間に、メモリトランジスタM21〜M24が
並列接続されている。メモリセルアレイ100では、こ
のような構成のメモリブロックが行列状に多数配置され
ている。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a part of a general AND type memory cell array. FIG. 20 shows FIG.
9 is a plan view of an AND memory cell array for a portion corresponding to FIG. 9, and FIG. 21 is a table showing general setting conditions of a bias voltage of the AND array. In this AND type memory cell array 100, as shown in FIG. 19, a predetermined number (four in FIG. 19, for simplicity) of memory transistors are connected in parallel between two block select transistors to form an AND column (memory block). Is configured. That is, in the first block, the bit line B1 and the source line S1
, A block selection transistor BT11 having a drain connected to the bit line B1 and a block selection transistor ST11 having a source connected to the common source line S1 are provided, and the source of the block selection transistor BT11 and the block selection transistor ST11 are provided. And memory transistors M11 to M14 are connected in parallel. Similarly, in the second block, the bit line B2
And a source line S2, a block selection transistor BT21 having a drain connected to the bit line B2 and a block selection transistor ST21 having a source connected to the source line S2 are provided.
The memory transistors M21 to M24 are connected in parallel between the source 21 and the drain of the block selection transistor ST21. In the memory cell array 100, many memory blocks having such a configuration are arranged in a matrix.

【0005】ビット線側の各ブロック選択トランジスタ
BT11,BT21は、ビット線ブロック選択信号線W
Bにより制御され、ソース線側の各ブロック選択トラン
ジスタST11,ST21は、ソース線ブロック選択信
号線WSにより制御される。
Each of the block select transistors BT11 and BT21 on the bit line side is connected to a bit line block select signal line W.
B, and the block selection transistors ST11 and ST21 on the source line side are controlled by the source line block selection signal line WS.

【0006】図20に示す平面図では、図中の太線で示
すように、LOCOS等の素子分離領域101に周囲を
囲まれた領域により、各メモリブロックの能動領域が形
成されている。能動領域の一方端には、ブロック選択ト
ランジスタBT11,BT21のドレインをなす不純物
拡散領域102上に、これと上層のビット線B1又はB
2とを接続するためのビットコンタクトBCが設けら
れ、能動領域の他方端には、ブロック選択トランジスタ
ST11,ST21のソースをなす不純物拡散領域10
3上に、これと上層のソース線S1又はS2とを接続す
るためのソースコンタクトSCが設けられている。ま
た、ブロック選択トランジスタBT11,BT21のソ
ースを兼ねるドレイン不純物拡散領域104と、ブロッ
ク選択トランジスタST11,ST21のドレインを兼
ねるソース不純物拡散領域105が、それぞれ能動領域
内を列方向に延在して互いに平行に設けられ、この両不
純物拡散領域104,105間に、各メモリトランジス
タが並列に設けられている。
In the plan view shown in FIG. 20, an active region of each memory block is formed by a region surrounded by an element isolation region 101 such as LOCOS, as indicated by a bold line in the drawing. At one end of the active region, an impurity diffusion region 102 serving as a drain of the block select transistors BT11 and BT21 is formed on the impurity diffusion region 102 and a bit line B1 or B
And a bit contact BC for connecting to the impurity diffusion region 10 serving as a source of the block select transistors ST11 and ST21.
3 is provided with a source contact SC for connecting this to an upper layer source line S1 or S2. A drain impurity diffusion region 104 also serving as a source of the block selection transistors BT11 and BT21 and a source impurity diffusion region 105 serving also as a drain of the block selection transistors ST11 and ST21 extend in the column direction in the active region and are parallel to each other. The memory transistors are provided in parallel between the impurity diffusion regions 104 and 105.

【0007】かかる構成のAND型メモリセルアレイ1
00において、例えばメモリトランジスタM11に対し
書き込みを行う場合、図21に示すように、ビット線ブ
ロック選択信号線WBに正の電圧VM(例えばVPP
2:+10V)を印加し、ソース線ブロック選択信号線
WSを接地する。また、選択ビット線B1を接地し、他
の全てのビット線(非選択ビット線B2,…)を正の電
圧VM(例えばVPP/2:+10V)にバイアスする。
これにより、ビット線B1,B2に連なるブロック選択
トランジスタBT11,BT21がオンし、ソース線S
1,S2に連なるブロック選択トランジスタST11,
ST21はオフのままである。したがって、選択ブロッ
クのメモリトランジスタM11〜M14のドレインに選
択ビット線B1の電位が付与され、基板とともに0Vで
保持される一方、非選択なブロックのメモリトランジス
タM21〜M24のドレインは、非選択ビット線電位に
基づく所定電位Vch(VM−(ブロック選択トランジ
スタBT21のゲート閾値電圧))で保持される。
The AND type memory cell array 1 having such a configuration
00, for example, when writing is performed on the memory transistor M11, as shown in FIG. 21, a positive voltage VM (for example, V PP /
2: +10 V) to ground the source line block selection signal line WS. In addition, the selected bit line B1 is grounded, and all other bit lines (non-selected bit lines B2,...) Are biased to a positive voltage VM (for example, V PP / 2: +10 V).
As a result, the block selection transistors BT11 and BT21 connected to the bit lines B1 and B2 are turned on, and the source line S
1, block selection transistors ST11 connected to S2,
ST21 remains off. Therefore, the potential of the selected bit line B1 is applied to the drains of the memory transistors M11 to M14 of the selected block, and is kept at 0 V together with the substrate, while the drains of the memory transistors M21 to M24 of the unselected block are connected to the unselected bit lines. It is held at a predetermined potential Vch (VM- (gate threshold voltage of the block selection transistor BT21)) based on the potential.

【0008】全てのワード線W1〜W4を基板と同電位
(例えば0V)にした状態から、選択ワード線W1のみ
正の高電圧VPP(例えば+20V)を印加する。これに
より選択ブロック内では、選択メモリトランジスタM1
1のみオンしてチャネルが形成され、当該チャネル、ド
レイン及びフローティング状態にあったソースが共に0
Vで保持され、ゲート電圧VPPによる電界がゲート絶縁
膜にかかり、ゲート絶縁膜上のフローティングゲートに
基板側から電子がFN(Fowler-Nordheim) トンネル現象
により注入される。なお、同じブロック内の非選択メモ
リトランジスタM12〜M14は、チャネルが形成され
ず、基板とともにソースとドレインが0Vであるが、ゲ
ート電圧が0Vなので、ゲート絶縁膜に電界がかからず
電子は注入されない。一方、非選択ブロック内において
も、上記選択ブロックと同様に、選択ワード線W1に接
続された非選択メモリトランジスタM21がオンし、他
の非選択メモリトランジスタM22〜M24はオフのま
まである。ところが、当該非選択ブロック内では、オン
状態の非選択メモリトランジスタM21のチャネルとソ
ースとドレイン、及び、オフ状態の他の非選択メモリト
ランジスタM22〜M24のソースとドレインが非選択
ビット線電圧に近いVchで保持されるので、全てのメ
モリトランジスタにおいてゲート絶縁膜にかかる電界が
電子注入が起こるほど強くないことから、電子はフロー
ティングゲートに注入され難くなる。
After all the word lines W1 to W4 are set to the same potential as the substrate (for example, 0V), a positive high voltage V PP (for example, + 20V) is applied only to the selected word line W1. Thereby, in the selected block, the selected memory transistor M1
Only 1 is turned on to form a channel, and the channel, the drain and the source in the floating state are all 0.
The voltage is held at V and an electric field due to the gate voltage V PP is applied to the gate insulating film, and electrons are injected into the floating gate on the gate insulating film from the substrate side by a FN (Fowler-Nordheim) tunnel phenomenon. In the unselected memory transistors M12 to M14 in the same block, no channel is formed and the source and the drain are 0 V together with the substrate. However, since the gate voltage is 0 V, no electric field is applied to the gate insulating film and electrons are injected. Not done. On the other hand, also in the unselected block, the unselected memory transistor M21 connected to the selected word line W1 is turned on, and the other unselected memory transistors M22 to M24 remain off, as in the above-described selected block. However, in the unselected block, the channel, source, and drain of the unselected memory transistor M21 in the on state, and the sources and drains of the other unselected memory transistors M22 to M24 in the off state are close to the unselected bit line voltage. Since the voltage is held at Vch, the electric field applied to the gate insulating film in all the memory transistors is not strong enough to cause electron injection, so that electrons are hardly injected into the floating gate.

【0009】このように、図21に示す条件の書き込み
方法では、選択された記憶素子のゲート電極にVPPの電
圧が印加され、ソース領域が隣接するブロックのソース
領域と分離されているため、チャネル,ソース及びドレ
インをドレイン側から付与されるビット線電位(0V)
で同電圧にでき、かつソースとドレイン間に電流が流れ
ない。このため、書き込みにおける電荷注入にFNトン
ネル現象を利用でき、その結果、書き込み消去を繰り返
してもゲート絶縁膜の劣化が少ない。また、非選択の記
憶素子については、選択ブロック内ではゲート絶縁膜に
電界がかからず、非選択ブロック内では全てのソース及
びドレインと、ゲート電極に高電圧VPPが印加される場
合の形成チャネルとが、すべて正の電圧Vchにバイア
スされるため、ゲート絶縁膜に印加される電界が緩和さ
れてトンネル現象が起り難く、当該ブロック内での書き
込みが禁止される。
As described above, in the writing method under the condition shown in FIG. 21, the voltage of V PP is applied to the gate electrode of the selected storage element, and the source region is separated from the source region of the adjacent block. Bit line potential (0 V) applied to the channel, source and drain from the drain side
At the same voltage, and no current flows between the source and the drain. For this reason, the FN tunnel phenomenon can be used for charge injection in writing, and as a result, even if writing and erasing are repeated, deterioration of the gate insulating film is small. In the case of a non-selected storage element, an electric field is not applied to the gate insulating film in the selected block, and a high voltage V PP is applied to all the source and drain and the gate electrode in the non-selected block. Since all the channels are biased to the positive voltage Vch, the electric field applied to the gate insulating film is relaxed, so that the tunnel phenomenon hardly occurs, and the writing in the block is prohibited.

【0010】一方、消去の場合は、図21に示すよう
に、選択トランジスタST11〜ST21を全てオフさ
せ基板を接地させた状態で選択ワード線W1に負の高電
圧(−VPP)が印加されるため、選択された行のメモリ
トランジスタM11のフローティングゲートから基板に
電子が放出される。また、読み出し時には、図21に示
すように、ビット線およびソース線ブロック選択信号線
WB,WSが電源電圧VCC(例えば3V)にバイアスさ
れ、選択ビット線B1がVCCより低い正の電圧VR(例
えば1.5V)にバイアスされる。この結果、選択メモ
リトランジスタM11のゲート閾値電圧Vthの違いに応
じて、選択ビット線B1に流れる電流が読み出される。
On the other hand, in the case of erasing, as shown in FIG. 21, a negative high voltage (-V PP ) is applied to the selected word line W1 with all of the select transistors ST11 to ST21 turned off and the substrate grounded. Therefore, electrons are emitted from the floating gate of the memory transistor M11 in the selected row to the substrate. At the time of reading, as shown in FIG. 21, the bit line and source line block selection signal lines WB and WS are biased to the power supply voltage V CC (for example, 3 V), and the selected bit line B1 is set to a positive voltage VR lower than V CC. (For example, 1.5 V). As a result, the current flowing through the selected bit line B1 is read according to the difference in the gate threshold voltage Vth of the selected memory transistor M11.

【0011】従来技術2 図22は、分離ソースNOR型メモリセルアレイの基本
構成を、書き込み時のバイアス電圧設定条件とともに示
す図である。この分離ソースNOR型メモリセルアレイ
110は、ビット線およびソース線が階層化されていな
いことから前述したAND型のように選択トランジスタ
が設けられていない。したがって、単に、行方向に分離
されたビット線とソース線との間にメモリトランジスタ
が並列接続され、かつワード線によって行方向にゲート
電極が共通に接続された構成となっている。図22にお
いて、選択ビット線BLsel.と選択ワード線WLsel.に
接続されて情報を書き込むべき選択セルをS、選択セル
Sと同一行に配置されて選択ワード線WLsel.に接続さ
れ、かつ非選択ビット線BLunsel.に接続された非選択
セルをA、選択セルSと同一列に配置されて選択ビット
線BLsel.に接続され、かつ非選択ワード線WLunsel.
に接続された非選択セルをB、非選択ワード線WLunse
l.および非選択ビット線BLunsel.に接続された他の非
選択セルをCとそれぞれ定義する。
Prior Art 2 FIG. 22 is a diagram showing a basic configuration of an isolated source NOR type memory cell array together with a bias voltage setting condition at the time of writing. This isolated source NOR type memory cell array 110 does not have a select transistor unlike the AND type described above because the bit lines and the source lines are not hierarchized. Therefore, the memory transistor is simply connected in parallel between the bit line and the source line separated in the row direction, and the gate electrode is commonly connected in the row direction by the word line. In FIG. 22, the selected cell to which information is to be written, which is connected to the selected bit line BLsel. And the selected word line WLsel. The non-selected cells connected to the bit line BLunsel. Are arranged in the same column as the cell A and the selected cell S, connected to the selected bit line BLsel., And the unselected word line WLunsel.
Is a non-selected cell connected to B, a non-selected word line WLunse
l and other unselected cells connected to the unselected bit line BLunsel.

【0012】このような構成の分離ソース線NOR型の
メモリセルアレイにおいて、書き込み時に、ソース線S
Lはオープン(フローティング状態)、基板と選択ビッ
ト線BLsel.を共に0V、非選択ビット線BLunsel.を
中間電位VM(例えば、8V程度)、非選択ワード線W
Lunsel.を中間電位VM’(例えば、10V程度)と
し、選択ワード線WLsel.に正の高い電圧であるプログ
ラム電圧VPPを印加する。これにより、選択セルSのゲ
ート絶縁膜におおよそVPPの高電圧が印加され、ゲート
絶縁膜中で周囲と絶縁分離された電荷蓄積手段(FG型
では、フローティングゲート)に基板側から電子が注入
され、書き込みが行われる。このとき非選択セルA〜C
については、いずれもゲート絶縁膜の印加電圧が選択セ
ルSに比べ充分に低いため書き込み時の誤書き込み、誤
消去を防止することとしている。
In the isolated source line NOR type memory cell array having such a configuration, the source line S
L is open (floating state), the substrate and the selected bit line BLsel. Are both 0 V, the unselected bit line BLunsel. Is at the intermediate potential VM (for example, about 8 V), and the unselected word line W is
Lunsel. Is set to an intermediate potential VM ′ (for example, about 10 V), and a program voltage V PP which is a positive high voltage is applied to the selected word line WLsel. As a result, a high voltage of approximately V PP is applied to the gate insulating film of the selected cell S, and electrons are injected from the substrate side into the charge storage means (floating gate in the FG type) which is insulated and separated from the surroundings in the gate insulating film. Then, writing is performed. At this time, unselected cells A to C
With respect to the above, the applied voltage to the gate insulating film is sufficiently lower than that of the selected cell S, so that erroneous writing and erasing at the time of writing are prevented.

【0013】この書き込み方法は、各セルに対する書き
込み時のバイアス電圧が先の従来技術1で示したAND
型に対する電圧設定例とほぼ同じであり、またソース線
をオープンとし、従来技術1と同様、電荷注入をFNト
ンネリングにより行うことにより書き込み時のゲート絶
縁膜の劣化防止と高速化が図られている。また、読み出
し及び消去動作も、先の従来技術1と同様にして行うこ
とができる。
In this writing method, the bias voltage at the time of writing to each cell is equal to the AND voltage shown in the prior art 1 described above.
This is almost the same as the voltage setting example for the mold, the source line is open, and the charge injection is performed by FN tunneling as in the prior art 1, thereby preventing the deterioration of the gate insulating film at the time of writing and increasing the speed. . Further, the reading and erasing operations can be performed in the same manner as in the prior art 1.

【0014】従来技術3 先の従来技術1,2は、電荷(電子)を電荷蓄積手段
(フローティングゲート)に注入することにより書き込
みを行ったが、逆に、電荷蓄積手段の蓄積電荷を基板側
に引き抜く書き込み方法がある。
Prior art 3 In prior arts 1 and 2, writing was performed by injecting charges (electrons) into the charge storage means (floating gate). Conversely, the charge stored in the charge storage means was transferred to the substrate side. There is a writing method to pull out.

【0015】図23は、この書き込み方法に関し、分離
ソース線NOR型メモリセルアレイの基本構成を書き込
み時のバイアス電圧設定条件とともに示す図である。各
セルの定義は、図22の場合と同様である。この書き込
み方法は、AND型メモリセルアレイにも適用でき、こ
の場合の書き込み条件を、以下では括弧書きにする。こ
の書き込み方法では、ソース線をオープン(又は、AN
D型のソース選択トランジスタをオフ)させてソース線
SLをフローティング状態とし、基板と非選択ビット線
BLunsel.(又は、AND型の非選択ブロックのドレイ
ン不純物拡散領域、即ち副ビット線)を共に0V、選択
ビット線BLsel.(又は、AND型の選択ブロックの副
ビット線)を中間電位VM(例えば、電源電圧VCC
3.3V程度)、非選択ワード線WLunsel.を中間電位
VM’(例えば、電源電圧VCC:3.3V程度)とす
る。この各ビット線電位をメモリトランジスタのドレイ
ンに伝達した状態で、選択ワード線WLsel.に負の高い
電圧であるプログラム電圧(−VPP)を印加する。これ
により、選択セルSのゲート絶縁膜におおよそ(VPP
VM)の高電圧が印加され、ゲート絶縁膜中で周囲と絶
縁分離された電荷蓄積手段(FG型では、フローティン
グゲート)に蓄積された電子が基板側に引き抜かれ、書
き込みが行われる。一方、非選択セルA〜Cについて
は、いずれもゲート絶縁膜の印加電圧が選択セルSに比
べ充分に低いため書き込み時の誤書き込み、誤消去を防
止することとしている。
FIG. 23 is a diagram showing a basic configuration of an isolated source line NOR type memory cell array together with a bias voltage setting condition at the time of writing in this writing method. The definition of each cell is the same as in FIG. This writing method can also be applied to an AND-type memory cell array, and the writing conditions in this case are shown in parentheses below. In this writing method, the source line is opened (or AN
The source line SL is set to a floating state by turning off the D-type source selection transistor, and the substrate and the unselected bit line BLunsel. (Or the drain impurity diffusion region of the AND-type unselected block, that is, the sub-bit line) are both set to 0V. , The selected bit line BLsel. (Or the sub-bit line of the AND-type selected block) to the intermediate potential VM (for example, the power supply voltage V CC :
3.3 V), and the unselected word line WLunsel. Is set to the intermediate potential VM '(for example, the power supply voltage V CC : about 3.3 V). With the bit line potentials transmitted to the drains of the memory transistors, a program voltage (-V PP ), which is a high negative voltage, is applied to the selected word line WLsel. As a result, approximately (V PP +
A high voltage (VM) is applied, and electrons stored in the charge storage means (floating gate in the case of the FG type), which is insulated and separated from the surroundings in the gate insulating film, are drawn out to the substrate side, and writing is performed. On the other hand, in all of the non-selected cells A to C, the voltage applied to the gate insulating film is sufficiently lower than that in the selected cell S, so that erroneous writing and erroneous erasing during writing are prevented.

【0016】従来技術4 図24は、ソース線を行方向の2セル間で共有するNO
R型(以下、共有ソース線NOR型という)のメモリセ
ルアレイについて、その基本構成を書き込み時のバイア
ス電圧設定条件とともに示す図である。各セルの定義
は、図22の場合と同様である。この書き込み方法は、
共有ソース線SL,非選択ビット線BLunsel.,非選択
ワード線WLunsel.および基板を全て0Vとした状態
で、選択ビット線BLsel.に中間電位VM、選択ワード
線WLsel.に正の高い電圧であるプログラム電圧VPP
印加する。これにより、選択セルSのソース・ドレイン
間電圧により電界加速された電子がドレイン端でチャネ
ルホットエレクトロンとなってゲート電極の印加電圧に
引きつけられることでゲート絶縁膜の電位障壁を越えて
電荷蓄積手段(フローティングゲート)に注入され、書
き込みが行われる。一方、非選択セルA,Cについては
ソース・ドレイン間に電圧が印加されていないため、非
選択セルBについてはゲート電圧が印加されていないた
め、いずれに対しても書き込み時の誤書き込み、誤消去
を防止することとしている。
Prior Art 4 FIG. 24 shows a case where a source line is shared between two cells in a row direction.
FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of an R-type (hereinafter, referred to as a shared source line NOR type) memory cell array together with bias voltage setting conditions at the time of writing. The definition of each cell is the same as in FIG. This writing method is
With the shared source line SL, unselected bit line BLunsel., Unselected word line WLunsel., And substrate all set to 0 V, the selected bit line BLsel. Has an intermediate potential VM and the selected word line WLsel. Apply program voltage V PP . As a result, electrons accelerated by the electric field due to the source-drain voltage of the selected cell S become channel hot electrons at the drain end and are attracted to the voltage applied to the gate electrode. (Floating gate), and writing is performed. On the other hand, in the non-selected cells A and C, no voltage is applied between the source and the drain, and in the non-selected cell B, no gate voltage is applied. Erasure is to be prevented.

【0017】従来技術5 図25は、NAND型メモリセルアレイについて、その
一部を書き込み時のバイアス電圧設定条件とともに示す
図である。各セルの定義は、図22の場合と同様であ
る。このNAND型メモリセルアレイ130は、特にブ
ロックの全体構成は図示しないが、図19の各ブロック
内においてメモリトランジスタを並列でなく、直列に接
続した構成となっている。図25において、選択セルS
と非選択セルB、非選択セルAとCが、それぞれ同一ブ
ロックに属する。
Prior Art 5 FIG. 25 is a diagram showing a part of a NAND type memory cell array together with bias voltage setting conditions at the time of writing. The definition of each cell is the same as in FIG. This NAND type memory cell array 130 has a configuration in which memory transistors are connected not in parallel but in series in each block in FIG. In FIG. 25, the selected cell S
And unselected cells B and unselected cells A and C belong to the same block.

【0018】かかる構成のNAND型メモリセルアレイ
130において、書き込み時には、基板およびソース線
SLを接地した状態で、ビット線ブロック選択信号線に
正の中間電圧(例えば、7〜10V)を印加し、ソース
線ブロック選択信号線を接地する。これにより、各ブロ
ックのトランジスタ列について、そのドレイン側がビッ
ト線に接続され、ソース側がソース線(0V)から切り
離されてフローティング状態となる。また、選択ビット
線BLsel.を接地し、非選択ビット線BLunsel.を正の
中間電圧VM(例えば7〜10V程度)にバイアスす
る。この状態で、非選択ワード線WLunsel.に正の中間
電圧VM’(例えば10V程度)、選択ワード線WLse
l.に正の高電圧VPP(例えば+20V)を印加する。こ
れにより、選択セルSのゲート絶縁膜におおよそVPP
高電圧が印加され、ゲート絶縁膜中で周囲と絶縁分離さ
れた電荷蓄積手段(フローティングゲート)に基板側か
ら電子が注入され、書き込みが行われる。このとき非選
択セルA〜Cについては、そのゲート絶縁膜に対し中間
電圧VM’またはプログラム電圧VPPから中間電圧VM
を差し引いた電圧しかかからないために書き込み時の誤
書き込み、誤消去を防止することとしている。
In the NAND memory cell array 130 having such a configuration, at the time of writing, a positive intermediate voltage (for example, 7 to 10 V) is applied to the bit line block selection signal line with the substrate and the source line SL grounded, Ground the line block selection signal line. As a result, with respect to the transistor row of each block, the drain side is connected to the bit line, and the source side is disconnected from the source line (0 V), and becomes a floating state. In addition, the selected bit line BLsel. Is grounded, and the unselected bit line BLunsel. Is biased to a positive intermediate voltage VM (for example, about 7 to 10 V). In this state, the positive intermediate voltage VM ′ (for example, about 10 V) is applied to the non-selected word line WLunsel.
A positive high voltage V PP (for example, +20 V) is applied to l. As a result, a high voltage of approximately V PP is applied to the gate insulating film of the selected cell S, electrons are injected from the substrate side into the charge storage means (floating gate) insulated and separated from the surroundings in the gate insulating film, and writing is performed. Done. At this time, for the non-selected cells A to C, the intermediate voltage VM ′ or the program voltage V PP is applied to the gate insulating film from the intermediate voltage VM.
Since only a voltage obtained by subtracting the above is applied, erroneous writing and erroneous erasing during writing are prevented.

【0019】一方、読み出しの場合は、図25(b)に
示すように、基板およびソース線SLを接地した状態
で、ビット線ブロック選択信号線およびソース線ブロッ
ク選択信号線に正の電圧(例えば、電源電圧VCC程度)
を印加する。これにより、各ブロックのトランジスタ列
について、そのドレイン側がビット線に、ソース側がソ
ース線(0V)に接続される。また、非選択ビット線B
Lunsel.を接地し、選択ワード線WLsel.に書き込み状
態のセルのしきい値と消去状態のセルのしきい値の間の
電圧例えば0V、非選択ワード線WLunsel.に少し高い
正の電圧(VCC+α、VCCが3.3Vの場合に4.5V
程度)を印加する。この状態で、選択ビット線BLsel.
に正の読み出し電圧VR(例えば1〜2V程度)を印加
する。これにより、非選択セルBのトランジスタは、そ
の書き込み状態にかかわらずオンしてパストランジスタ
として機能するが、選択セルSのトランジスタは、その
書き込み状態に応じてオン/オフが決定される。したが
って、ビット線に流れる電流の有無を検出することによ
り、選択セルSの書き込み状態を読み出すことができ
る。一方、非選択ブロックのトランジスタ列は、そのソ
ース・ドレイン間に電圧が印加されていないので、読み
出しは行われない。
On the other hand, in the case of reading, as shown in FIG. 25B, with the substrate and the source line SL grounded, a positive voltage (for example, , Power supply voltage V CC )
Is applied. Thereby, with respect to the transistor row of each block, the drain side is connected to the bit line, and the source side is connected to the source line (0 V). In addition, unselected bit lines B
Lunsel. Is grounded, and a voltage between the threshold value of the cell in the write state and the threshold value of the cell in the erase state, for example, 0 V, is applied to the selected word line WLsel., And a slightly higher positive voltage (V) is applied to the unselected word line WLunsel. 4.5V when CC + α, V CC is 3.3V
Degree). In this state, the selected bit line BLsel.
, A positive read voltage VR (for example, about 1 to 2 V) is applied. Thus, the transistor of the non-selected cell B is turned on and functions as a pass transistor irrespective of the write state, but the on / off state of the transistor of the selected cell S is determined according to the write state. Therefore, the write state of the selected cell S can be read by detecting the presence or absence of the current flowing through the bit line. On the other hand, since no voltage is applied between the source and the drain of the transistor row of the unselected block, no reading is performed.

【0020】以上、従来の不揮発性半導体記憶装置のセ
ル構造および書き込みを中心とした駆動方法の代表的な
ものを説明したが、そのほか、NOR型の一種にDIN
OR型,仮想接地型等があり、また書き込み方法ではア
バランシェブレークダウンによるホットキャリア注入等
があり、その他、様々なセル構造及び書き込み方法等が
提案されている。
The above description has been made on the typical driving method of the conventional nonvolatile semiconductor memory device with a focus on the cell structure and writing.
There are an OR type, a virtual ground type and the like, and a writing method includes hot carrier injection by avalanche breakdown, and various cell structures and writing methods have been proposed.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきた従来の
不揮発性半導体記憶装置においては、書き込み(又は読
み出し)時に、非選択メモリトランジスタが、いわゆる
ゲートディスターブ(或いはドレインディスターブ)に
より、弱い書き込み状態となったり弱い消去状態とな
り、書き込み消去等を繰り返すうちに書き込みストレス
等が増大し、場合によっては誤書き込みや誤消去が生じ
る可能性がある。たとえば、書き込み時において、図2
2〜図25に示す非選択セルA〜Cのうち、従来技術
1,2では非選択セルBの誤書き込みによるディスター
ブ、従来技術3では非選択セルCの誤消去によるディス
ターブ、従来技術4では非選択セルBの誤消去によるデ
ィスターブが、それぞれ特に問題となる可能性が高い。
また、読み出し時においては、従来技術5で非選択セル
Cの誤書き込みによるディスターブが特に問題となる可
能性が高い。
In the conventional nonvolatile semiconductor memory device described above, at the time of writing (or reading), a non-selected memory transistor is brought into a weak writing state by a so-called gate disturb (or drain disturb). The erased state becomes weaker or weaker, and writing stress or the like increases during repeated writing and erasing. For example, at the time of writing, FIG.
2 to 25, disturbs due to erroneous writing of unselected cell B in prior arts 1 and 2, disturb due to erroneous erasing of unselected cell C in prior art 3, and non-disturbed in prior art 4 Disturb due to erroneous erasure of the selected cell B is likely to be particularly problematic.
Further, at the time of reading, there is a high possibility that disturb due to erroneous writing of the non-selected cell C in the related art 5 is particularly problematic.

【0022】この非選択セルがディスターブを受けるこ
とは、各セルのしきい値の分布幅を狭くする必要がある
多値メモリ化において、より深刻な問題となる。また、
大容量メモリを実現するためのセル微細化、及び、これ
に伴う或いは低消費電力化の観点から行う低電圧化に際
しても、非選択セルのディスターブ耐性が低下する結
果、このディスターブの問題が動作信頼性を確保する上
で更に重要になる。加えて多値化する場合は、尚更であ
る。
The fact that the unselected cells are disturbed becomes a more serious problem in the case of a multi-valued memory in which it is necessary to narrow the distribution width of the threshold value of each cell. Also,
Even when the cell is miniaturized for realizing a large-capacity memory and the voltage is reduced due to this or from the viewpoint of reducing power consumption, the disturb resistance of the non-selected cells is reduced. It becomes even more important in securing the quality. In addition, the case of multi-value conversion is even more so.

【0023】また、前記各種セル方式の従来の不揮発性
半導体記憶装置では、書き込みディスターブに起因した
以下の2つの制約が生じる。
Further, in the above-mentioned conventional nonvolatile semiconductor memory device of the various cell systems, the following two restrictions are caused by the write disturbance.

【0024】第1の制約は、書き換え単位であるブロッ
クのサイズに関する。例えば、書き換え単位として図1
9に示すブロックでは、1本のワード線に接続されるメ
モリセル行(ページ)のサイズは通常512バイト
(B)、即ち4096ビット(b)である。1ブロック
が通常16ページ程度で構成され、この場合、ブロック
サイズは8kBとなる。ところが、一般に、外部記憶装
置用途に適したブロックサイズは512B〜数kBとさ
れ、8kBでは少し大きすぎることになる。そこで、1
ページのバイト数を減らし例えば64Bとすることも考
えられるが、これではバイトあたりの書き込み時間が元
の8倍となって高速性を阻害する。また、上記ブロック
サイズを実質上縮小することを目的として、消去動作を
ブロック内で分割して行うことも考えられるが、この場
合には書き込みも消去もされないページが存在し得るこ
とから、そのページは書き込みストレスを受けて、これ
が蓄積され誤動作に至ることがある。例えばフラッシュ
メモリにおいて、一般には、書き換え単位がブロックで
あるといっても消去動作をブロック一括に行うのであっ
て、プログラム動作自体はページ単位で行われる。この
場合、書き込み動作の前にはブロック一括して消去動作
が行われることから、先の図19の例においてビット線
に近い側から順にページ書き込みを行うとすると、書き
込みディスターブによって最も共通ソース線に近いペー
ジが受けた書き込みストレスは、せいぜい15回程度の
書き込み分だけ蓄積された後にリセットされる。これに
対し、消去動作をブロック内で分割して行う場合、ある
ページが例えば最大1×106 回書き換えされる間に、
一度も書き込みも消去もされないページが存在すると、
このページは1×106 回の書き込み分に相当するスト
レスを受けることになり、この結果、本来の記憶データ
の論理が反転する可能性が高くなる。
The first constraint relates to the size of a block which is a rewrite unit. For example, FIG.
In the block shown in FIG. 9, the size of a memory cell row (page) connected to one word line is usually 512 bytes (B), that is, 4096 bits (b). One block is usually composed of about 16 pages, and in this case, the block size is 8 kB. However, a block size suitable for an external storage device is generally 512 B to several kB, and 8 kB is a little too large. So 1
Although it is conceivable to reduce the number of bytes of the page to, for example, 64 B, the writing time per byte becomes eight times as long as the original, which hinders high-speed performance. Further, for the purpose of substantially reducing the block size, it is conceivable to perform an erasing operation by dividing the erasing operation within a block. May be subjected to write stress, which may be accumulated and lead to malfunction. For example, in a flash memory, an erasing operation is generally performed in a block even if the rewriting unit is a block, and the program operation itself is performed in page units. In this case, since the erase operation is performed collectively on the blocks before the write operation, if the page write is performed sequentially from the side closer to the bit line in the example of FIG. The write stress applied to the near page is reset after being accumulated for at most about 15 write operations. On the other hand, when the erasing operation is performed in a divided manner in a block, while a certain page is rewritten up to 1 × 10 6 times, for example,
If there is a page that is never written or erased,
This page is subjected to a stress corresponding to 1 × 10 6 write operations, and as a result, there is a high possibility that the logic of the original stored data is inverted.

【0025】第2の制約は、従来のセル構造では書き込
み速度が上げられないことである。たとえば、図23に
示すNOR型では、選択セルSのドレイン電圧VMを上
げれば書き込む速度が向上するが、その場合、非選択セ
ルBの誤書き込みを防止するには非選択ワード線電位も
上げる必要がある。しかし、非選択ワード線電圧VMを
上げると、今度は非選択セルCが誤消去される可能性が
高くなる。また、図22に示すNOR型では、選択ワー
ド線電圧VPPを上げれば書き込み速度が向上するが、そ
の場合、同じページの非選択セルAの書き込みを防止す
るため、そのドレインに印加される中間電圧VMも上げ
る必要がある。しかし、中間電圧VMを上げると、非選
択セルCの誤消去を防止するために非選択ワード線の電
圧も上げる必要が生じ、その結果、非選択セルBが誤書
き込みされる可能性が高くなる。つまり、非選択なペー
ジのディスターブ防止と、書き込み速度の向上とはトレ
ードオフの関係にある。この書き込みディスターブ、及
びこれに伴うブロックサイズや書き込み速度等に関する
制約は、AND型やNOR型に限らずNAND型等、殆
ど全てのセル方式に共通した課題である。
A second limitation is that the writing speed cannot be increased with the conventional cell structure. For example, in the NOR type shown in FIG. 23, the writing speed is improved by increasing the drain voltage VM of the selected cell S. In this case, the potential of the unselected word line must be increased to prevent the erroneous writing of the unselected cell B. There is. However, when the non-selected word line voltage VM is increased, the possibility that the non-selected cells C are erroneously erased is increased. In the NOR type shown in FIG. 22, the writing speed is improved by increasing the selected word line voltage V PP , but in this case, the intermediate voltage applied to the drain of the non-selected cell A on the same page is prevented in order to prevent writing. The voltage VM also needs to be increased. However, when the intermediate voltage VM is increased, it is necessary to increase the voltage of the unselected word line in order to prevent the erroneous erasure of the unselected cell C. As a result, the possibility that the unselected cell B is erroneously written increases. . That is, there is a trade-off between prevention of disturbance of a non-selected page and improvement of the writing speed. This write disturb and the accompanying restrictions on the block size and the write speed are issues common to almost all cell systems, such as not only the AND type and the NOR type, but also the NAND type.

【0026】さらに、特にAND型やNAND型の場
合、以下に述べる如く、幾つかの構造上の特有な問題が
ある。第1に、AND型やNAND型では、ブロック内
のソース・ドレイン配線として、通常、酸化膜の下に埋
め込まれた不純物拡散層を用いているため、各メモリト
ランジスタのソース及びドレインに寄生の抵抗及び容量
が付加され、高速化の障害になる。高密度化のためブロ
ック内のメモリトランジスタ数を増やすとソース・ドレ
イン配線長が長くなり、それだけ高速化を図ることが難
しくなる。これらのセル方式の読み出しは当該不純物拡
散層を介して行うことから、不純物拡散層の抵抗変動の
影響を受けやすい上、特にNAND型では当該抵抗値が
非選択セルの書き込み状態に応じて変動することから、
高精度な読み出しができないこととなる。
Further, especially in the case of the AND type or the NAND type, there are some structural specific problems as described below. First, in the AND type or the NAND type, since an impurity diffusion layer buried under an oxide film is usually used as a source / drain wiring in a block, a parasitic resistance is added to a source and a drain of each memory transistor. And capacity are added, which hinders speeding up. When the number of memory transistors in a block is increased for higher density, the length of the source / drain wiring becomes longer, which makes it difficult to increase the speed. Since the reading in these cell systems is performed through the impurity diffusion layer, the resistance is easily affected by the fluctuation of the resistance of the impurity diffusion layer. In particular, in the case of the NAND type, the resistance changes in accordance with the write state of the non-selected cell. From that
High-precision reading cannot be performed.

【0027】第2に、AND型では、メモリトランジス
タのチャネル幅はゲート電極の幅できまるため、駆動能
力を大きくするためにはワード線の幅を大きくすること
が必要になるが、図20から明らかなように、ワード線
の幅を大きくすると、それだけブロックが列方向に大き
くなる。このワード線の幅は、通常、プロセスの最小線
幅を用いるが、そのためプロセスの実力向上にともなっ
てメモリトランジスタの駆動能力が低下するうえ、ワー
ド線の配線抵抗も増大する傾向にある。
Second, in the AND type, since the channel width of the memory transistor can be as large as that of the gate electrode, it is necessary to increase the width of the word line in order to increase the driving capability. As is apparent, as the width of the word line is increased, the block becomes larger in the column direction. Usually, the minimum line width of the process is used as the width of the word line. However, the driving capability of the memory transistor decreases and the wiring resistance of the word line tends to increase as the capability of the process increases.

【0028】第3に、AND型では、ソース・ドレイン
配線を隣接する列と分離して設ける必要があるため、そ
の配線のための領域がブロックごとに必要であり、メモ
リセルの大きさの割にはブロック全体の占有面積が大き
く集積度が上がらない。
Third, in the AND type, since it is necessary to provide the source / drain wiring separately from the adjacent column, an area for the wiring is required for each block, and the size of the memory cell is reduced. However, the area occupied by the entire block is large, and the degree of integration does not increase.

【0029】以上述べてきたディスターブの問題、それ
に伴う高速動作化上の制約、及びAND型等の構造上の
問題は、メモリトランジスタのゲート構造がFG型に限
らず、電荷蓄積手段が平面的に離散化された各種不揮発
性メモリ、例えばMNOS(Metal-Nitride-Oxide Semic
onductor) 型,MONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide
Semiconductor) 型等であっても、かかる課題は共通す
る。
The disturb problem described above, the accompanying restriction on high-speed operation, and the structural problems such as the AND type are not limited to the FG type of the gate structure of the memory transistor. Discrete nonvolatile memories such as MNOS (Metal-Nitride-Oxide Semic
onductor) type, MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide
Such problems are common even in the case of a (Semiconductor) type.

【0030】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、高集積化に配慮しながら高速化およびディスターブ
を改善した不揮発性半導体記憶装置とその製造方法およ
び書き込み方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a non-volatile semiconductor memory device with improved speed and improved disturbance while considering high integration, and a method of manufacturing and writing the same. .

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上記目的を達成するために、本発明の不揮
発性半導体記憶装置は、電荷蓄積手段(例えば、フロー
ティングゲート、又は離散化された電荷トラップ等)の
蓄積電荷量に応じて情報を記憶するメモリトランジスタ
をメモリセル内に有する不揮発性半導体記憶装置であっ
て、上記各メモリセルごとに、上記メモリトランジスタ
のソース又はドレインの一方とビット線との間に接続さ
れた第1の選択トランジスタと、当該メモリトランジス
タのソース又はドレインの他方と共通電位線との間に接
続された第2の選択トランジスタとを有する。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art and to achieve the above object, a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention comprises a charge storage means (for example, a floating gate or a discretized memory). And a memory transistor for storing information in accordance with the amount of stored charge in the memory cell, wherein one of the source and the drain of the memory transistor is provided for each of the memory cells. A first select transistor connected between the memory transistor and the bit line, and a second select transistor connected between the other of the source or drain of the memory transistor and the common potential line.

【0032】かかる不揮発性半導体記憶装置では、2つ
の選択トランジスタによって各メモリトランジスタのビ
ット線或いはソース線との接続がセルごとに制御できる
ので、例え書き換えブロック内に非選択なページが存在
する場合でも、その非選択なページに属する各セルのソ
ースとドレインをビット線やソース線から切り離すこと
ができ、そのゲートにもインヒビット電圧を印加する必
要もないので、当該非選択なページが書き込みディスタ
ーブ、或いは読み出しディスターブを受けることがな
い。したがって、書き換えブロック内のページ数が書き
込みディスターブ等により制限されることもなく、当該
ブロック内のページ数を全く自由に設定できる。また、
書き込み又は読み出しの速度を上げるために、ゲート電
圧(プログラム電圧)或いはドレイン電圧(リード電
圧)を上げても、非選択セルへの影響がないので高速化
が容易である。
In such a nonvolatile semiconductor memory device, the connection of each memory transistor to the bit line or the source line can be controlled for each cell by the two selection transistors. The source and drain of each cell belonging to the non-selected page can be separated from the bit line and the source line, and there is no need to apply an inhibit voltage to the gate thereof. There is no read disturb. Therefore, the number of pages in the rewrite block is not limited by the write disturb or the like, and the number of pages in the block can be freely set. Also,
Even if the gate voltage (program voltage) or the drain voltage (read voltage) is increased in order to increase the writing or reading speed, there is no effect on the non-selected cells, so that the speed can be easily increased.

【0033】本発明の他の不揮発性半導体記憶装置で
は、ビット線とソース線との間に直列に接続された第1
の選択トランジスタ、メモリトランジスタおよび第2の
選択トランジスタの3個のトランジスタをメモリセルご
とに有することは、上記不揮発性半導体記憶装置と同じ
である。とくに本不揮発性半導体記憶装置では、メモリ
セル内に、ビット線に接続された第1の不純物領域と、
ソース線に接続された第2の不純物領域が半導体層内の
表面側に互いに離間して形成されている。そして、当該
第1および第2不純物領域の前記半導体層上に、前記ビ
ット線に近い方から順に前記第1の選択トランジスタ、
前記メモリトランジスタ、前記第2のトランジスタの各
ゲート電極が、互いに絶縁分離され、かつ前記半導体層
に対しゲート絶縁膜で絶縁された状態で配置されてい
る。
In another nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a first nonvolatile semiconductor memory device includes a first semiconductor device connected in series between a bit line and a source line.
The memory cell has three transistors, ie, the select transistor, the memory transistor, and the second select transistor, in the same manner as the nonvolatile semiconductor memory device. In particular, in the present nonvolatile semiconductor memory device, a first impurity region connected to a bit line is provided in a memory cell;
Second impurity regions connected to the source lines are formed on the surface side in the semiconductor layer so as to be separated from each other. Then, on the semiconductor layer of the first and second impurity regions, the first selection transistor, in order from a side closer to the bit line,
The gate electrodes of the memory transistor and the second transistor are arranged so as to be insulated from each other and insulated from the semiconductor layer by a gate insulating film.

【0034】好ましくは、前記メモリトランジスタのゲ
ート電極下の前記第1の絶縁膜が、当該ゲート電極側面
と、これに対向する前記第1及び第2の選択トランジス
タの各ゲート電極側面との間に延在してゲート電極間絶
縁膜を兼ねることで、ゲート間絶縁分離構造が簡略化さ
れている。また、好ましくは、前記メモリトランジスタ
のゲート電極は、その配線幅方向がメモリトランジスタ
のチャネル長方向と一致しているので、メモリトランジ
スタの実効ゲート幅が配線幅の制約を受けることがな
い。また、このゲート電極の配線幅方向両側部分が前記
オフセット絶縁膜上に延在していることから配線抵抗が
低く抑えられている。
Preferably, the first insulating film below the gate electrode of the memory transistor is provided between a side surface of the gate electrode and a side surface of each of the gate electrodes of the first and second select transistors opposed thereto. By extending and also serving as an inter-gate electrode insulating film, the inter-gate insulating isolation structure is simplified. Preferably, the wiring width direction of the gate electrode of the memory transistor coincides with the channel length direction of the memory transistor, so that the effective gate width of the memory transistor is not restricted by the wiring width. In addition, since both side portions of the gate electrode in the wiring width direction extend on the offset insulating film, the wiring resistance is suppressed low.

【0035】上記不揮発性半導体記憶装置がFG型の場
合、好ましくは、前記第1及び第2の選択トランジスタ
の各ゲート電極側面のうち、前記第1および第2の不純
物領域側に臨む各側面にそれぞれ形成された第1のサイ
ドウォール絶縁膜と、前記オフセット絶縁膜上で、前記
メモリトランジスタのゲート電極のチャネル長方向両側
面にそれぞれ形成された第2のサイドウォール絶縁膜
と、上記第1及び第2のサイドウォール絶縁膜を内壁に
有し、前記第1および第2の不純物領域上にそれぞれ開
口する自己整合コンタクト孔と、前記第1の不純物領域
上の自己整合コンタクト孔内に埋め込み形成された接続
プラグと、前記第2の不純物領域上の自己整合コンタク
ト孔内に埋め込み形成された共通電位配線層とを有す
る。たとえば、この共通電位配線層によりソース線を、
上記接続プラグに接続する上層配線によってビット線を
構成するとよい。この接続プラグおよび共通電位配線層
は、表面が高融点金属シリサイドにより覆われた導電性
シリコンから構成され、低抵抗化が図られている。
In the case where the nonvolatile semiconductor memory device is of the FG type, preferably, among the side surfaces of the gate electrodes of the first and second selection transistors, the side surfaces facing the first and second impurity regions are preferably provided. A first sidewall insulating film formed respectively; a second sidewall insulating film formed on both sides of the gate electrode of the memory transistor in the channel length direction on the offset insulating film; A self-aligned contact hole having a second sidewall insulating film on the inner wall and opening on each of the first and second impurity regions; and a self-aligned contact hole buried in the self-aligned contact hole on the first impurity region. And a common potential wiring layer buried in a self-aligned contact hole on the second impurity region. For example, a source line is formed by this common potential wiring layer,
It is preferable that a bit line be formed by an upper wiring connected to the connection plug. The connection plug and the common potential wiring layer are made of conductive silicon whose surface is covered with a high-melting-point metal silicide, so that the resistance is reduced.

【0036】以上に述べてきた本発明の不揮発性半導体
記憶装置では、メモリトランジスタとビット線又は共通
電位線(一般には、ソース線)との接続をそれぞれ制御
する2つの選択トランジスタを、メモリセルごとに有す
ることから、当該メモリセルに情報を書き込む場合、例
えばメモリトランジスタのソースをソース線と切り離す
ことができ、ソースとドレイン間を同電位にしたままチ
ャネルを形成することができ、このためFNトンネル電
流による書き込みが可能である。また、この書き込みの
際、行方向、列方向に連なる他のメモリトランジスタを
選択ビット線等から切り離すか、非選択ビット線にゲー
ト絶縁膜印加電界が0となる電圧を印加するかの制御を
自由に行える。たとえば、選択トランジスタを制御する
選択信号線をワード線と同様に行方向のセル間で共通化
した構成において、従来では、選択ワード線に連なる非
選択セルのビット線に書き込み禁止電圧を設定するに際
し、その電圧値は、同じ非選択ビット線に列方向に連な
る他の非選択セルが消去されない制約を伴い、自由に設
定できなかった。これに対し、本発明では、当該列方向
に連なる他の非選択セルの全てを非選択ビット線から切
り離す制御ができ、書き込み禁止電圧値にかかる制約が
ない。
In the above-described nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, two selection transistors for controlling connection between a memory transistor and a bit line or a common potential line (generally, a source line) are provided for each memory cell. When writing information to the memory cell, for example, the source of the memory transistor can be separated from the source line, and a channel can be formed with the source and the drain kept at the same potential. Writing with current is possible. In addition, at the time of this writing, it is possible to freely control whether another memory transistor connected in the row direction and the column direction is separated from the selected bit line or the like, or whether a voltage at which the electric field applied to the gate insulating film becomes 0 is applied to the unselected bit line. Can be done. For example, in a configuration in which a selection signal line for controlling a selection transistor is shared between cells in a row direction similarly to a word line, conventionally, when a write inhibit voltage is set to a bit line of an unselected cell connected to a selected word line. The voltage value cannot be set freely, with the restriction that other unselected cells connected to the same unselected bit line in the column direction are not erased. On the other hand, in the present invention, it is possible to control to disconnect all the other unselected cells connected in the column direction from the unselected bit lines, and there is no restriction on the write inhibit voltage value.

【0037】このような構成のセル構造は、選択トラン
ジスタのゲート電極間にメモリトランジスタのゲート電
極を近接させた構造では、セル内の3トランジスタ間で
ソース領域とドレイン領域を共有化することで、メモリ
トランジスタ分の専有面積が削減されている。この3ト
ランジスタ構成では、従来、ブロック内でメモリトラン
ジスタ間を接続していたソース・ドレイン配線層が不要
で、その部分の面積増大がないばかりか、ビット線又は
ソース線との間の付加容量,付加抵抗等の寄生成分が小
さいセル構成である。
In the cell structure having such a structure, in a structure in which the gate electrode of the memory transistor is close to the gate electrode of the selection transistor, the source region and the drain region are shared by three transistors in the cell. The area occupied by memory transistors is reduced. In this three-transistor configuration, the source / drain wiring layer conventionally connecting the memory transistors in the block is not required, and not only does the area thereof not increase, but also the additional capacity between the bit line or the source line, The cell configuration has a small parasitic component such as an additional resistance.

【0038】一方、本発明の不揮発性半導体記憶装置で
は、これら3トランジスタ構成のメモリセルをメモリセ
ルアレイの一部に有する構成も採り得る。すなわち、こ
の場合、前記メモリトランジスタと前記第1及び第2の
選択トランジスタとからなるメモリセルを複数配置して
構成された第1のメモリブロックと、前記ビット線に接
続された第1の選択トランジスタ、前記共通電位線に接
続された第2の選択トランジスタ間に、複数のメモリト
ランジスタを接続させてなる単位ブロックを複数配置し
て構成された第2のメモリブロックとを有する。
On the other hand, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a configuration in which these three-transistor memory cells are included in a part of a memory cell array can be adopted. That is, in this case, a first memory block configured by arranging a plurality of memory cells each including the memory transistor and the first and second selection transistors, and a first selection transistor connected to the bit line And a second memory block configured by arranging a plurality of unit blocks each including a plurality of memory transistors connected between the second selection transistors connected to the common potential line.

【0039】このような2種類のメモリブロックを備え
ておくと、書き込みに際し、誤書き込みを有効に防止す
べき高信頼性データ(第1のデータ)を3トランジスタ
セル構成の第1のメモリブロックに書き込み、前記第2
のメモリブロックに上記高信頼性データよりも誤書き込
み発生の許容頻度が大きな通常データ(第2のデータ)
を書き込む制御ができる。3トランジスタセル構成で
は、通常、従来と同じような第2のメモリセルブロック
と比較して、ビット当たりのトランジスタ数が多く、こ
れが実効的なセル面積増大を招くことが予想されるが、
このようにデータの種類に応じて書き込みべきブロック
を2種類設けると、動作信頼性を損なうことなくメモリ
セルアレイ全体の占有面積を縮小できる。
When such two types of memory blocks are provided, high reliability data (first data) to be effectively prevented from being erroneously written at the time of writing is stored in the first memory block having a three-transistor cell configuration. Writing the second
Normal data (second data) having a higher allowable frequency of erroneous writing than the high reliability data in the memory block
Can be written. In the three-transistor cell configuration, the number of transistors per bit is generally larger than that of the conventional second memory cell block, which is expected to cause an effective cell area increase.
When two types of blocks to be written are provided in accordance with the type of data, the occupation area of the entire memory cell array can be reduced without impairing operation reliability.

【0040】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法では、半導体層内の表面側に形成され、ビット線に接
続された第1の不純物領域とソース線に接続された第2
の不純物領域の間の半導体層部分上に、前記第1の選択
トランジスタ用の第1ゲート電極と第2の選択トランジ
スタ用の第2ゲート電極を、互いに離間させ、且つそれ
ぞれ第1のゲート絶縁膜を介して形成し、前記第1及び
第2のゲート電極の間に、前記半導体層部分との間、第
1及び第2のゲート電極の側壁との間それぞれに第2の
ゲート絶縁膜を介在させて、前記メモリトランジスタ用
の第3のゲート電極を形成する。
According to the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the first impurity region formed on the surface side in the semiconductor layer and connected to the bit line and the second impurity region connected to the source line are formed.
A first gate electrode for the first select transistor and a second gate electrode for the second select transistor are separated from each other on the semiconductor layer portion between the impurity regions of And a second gate insulating film interposed between the first and second gate electrodes, between the first and second gate electrodes, between the first and second gate electrodes, and between sidewalls of the first and second gate electrodes. Then, a third gate electrode for the memory transistor is formed.

【0041】FG型の不揮発性半導体記憶装置において
は、好ましくは、前記第1及び第2のゲート電極の形成
と同時に、当該各ゲート電極上にオフセット絶縁膜を予
め形成しておく。そして、前記第3の電極形成に際し、
上記オフセット絶縁膜と前記第2のゲート絶縁膜上に第
1の導電膜を成膜し、上記第1の導電膜を前記トランジ
スタの直列接続方向と略平行なストライプ状にパターン
ニングし、上記第1の導電膜上に誘電体膜と第2の導電
膜を順に成膜し、上記第2の導電膜と誘電体膜を、下層
の前記第1の導電膜とともに前記トランジスタの直列接
続方向と略直交するストライプ状にパターンニングし、
前記第1の導電膜からなりセルごとに分断されたフロー
ティングゲートと、前記第2の導電膜からなり前記誘電
体膜上に積層されたワード線とを同時形成する。
In the FG type nonvolatile semiconductor memory device, preferably, at the same time as the formation of the first and second gate electrodes, an offset insulating film is previously formed on each of the gate electrodes. Then, when forming the third electrode,
Forming a first conductive film on the offset insulating film and the second gate insulating film; patterning the first conductive film in a stripe shape substantially parallel to a series connection direction of the transistors; A dielectric film and a second conductive film are sequentially formed on the first conductive film. Patterned in orthogonal stripes,
A floating gate made of the first conductive film and divided for each cell and a word line made of the second conductive film and laminated on the dielectric film are formed simultaneously.

【0042】また、好ましくは、前記第3の電極形成
後、当該第3のゲート電極と前記第1及び第2ゲート電
極との各側面にサイドウォール絶縁膜を形成し、上記サ
イドウォール絶縁膜の形成と同時に前記第1不純物領域
上と第2不純物領域上でそれぞれ開口した自己整合コン
タクト孔内に、それぞれ導電材料を埋め込み、前記第1
不純物領域上の導電材料からなる接続プラグ上に接し、
前記第2不純物領域上の導電材料からなる共通電位配線
層上に層間絶縁層を介して交差するビット線を形成す
る。
Preferably, after the formation of the third electrode, a sidewall insulating film is formed on each side surface of the third gate electrode and the first and second gate electrodes. Simultaneously with the formation, a conductive material is buried in the self-aligned contact holes respectively opened on the first impurity region and the second impurity region,
In contact with the connection plug made of conductive material on the impurity region,
Intersecting bit lines are formed on the common potential wiring layer made of a conductive material on the second impurity region via an interlayer insulating layer.

【0043】以上述べてきた本発明に係る不揮発性半導
体記憶装置の製造方法では、まず、ゲート電極間の側面
の絶縁が、電子がトンネリングするゲート絶縁膜と同時
形成され、また、選択トランジスタとメモリトランジス
タのゲート電極上下方向の絶縁が、選択トランジスタの
ゲート加工と同時に成形されるオフセット絶縁膜により
達成される。これらゲート電極の外側面に、それぞれサ
イドウォールを形成することによりビットコンタクト
孔,ソースコンタクト孔が自己整合的に形成される。か
かる自己整合コンタクト孔内に、導電材料を埋め込むこ
とから、ソース配線層を当該導電材料で形成でき低抵抗
化しやすい。
In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention described above, first, the insulation on the side surfaces between the gate electrodes is formed simultaneously with the gate insulating film through which electrons are tunneled. Insulation in the vertical direction of the gate electrode of the transistor is achieved by the offset insulating film formed simultaneously with the gate processing of the select transistor. By forming sidewalls on the outer surfaces of these gate electrodes, bit contact holes and source contact holes are formed in a self-aligned manner. By embedding a conductive material in such a self-aligned contact hole, the source wiring layer can be formed of the conductive material and the resistance can be easily reduced.

【0044】本発明の不揮発性半導体記憶装置の駆動方
法では、ビット線に接続された第1の選択トランジスタ
と、共通電位線に接続された第2の選択トランジスタと
の間にメモリトランジスタを直列接続させてメモリセル
が構成された不揮発性半導体記憶装置の駆動方法であっ
て、前記第1および第2の選択トランジスタの少なくと
も一方を、行方向のメモリセル間で共通に駆動し、情報
の書き込み,読み出しまたは消去を行う。また、好まし
くは、前記書き込みに際し、非選択の前記ビット線に、
前記メモリトランジスタの制御電極を行方向に共通に接
続したワード線のうち選択されたワード線と略同じ電圧
を印加する。これにより、当該ビット線に接続された非
選択メモリトランジスタのうち、選択ワード線に連なり
ゲートに高電圧が印加させるメモリセルについて、その
ゲート絶縁膜に対し殆ど電界がかからない。さらに、好
ましくは、前記したように第1及び第2のメモリブロッ
クを有する場合、書き込みに際し、上記第1のメモリブ
ロックに第1のデータ(例えば、前記高信頼性データ)
を書き込み、上記第2のメモリブロックに第2のデータ
(例えば、前記通常データ)を書き込む。なお、本発明
の不揮発性半導体記憶装置では、その読み出しに際し、
非選択行の選択トランジスタを遮断状態にすることによ
りメモリトランジスタを過剰に消去し、ゲート閾値電圧
が負になった場合でも読み出しが可能となる。
In the method for driving a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, a memory transistor is connected in series between a first selection transistor connected to a bit line and a second selection transistor connected to a common potential line. A method of driving a nonvolatile semiconductor memory device having a memory cell formed therein, wherein at least one of the first and second select transistors is commonly driven between memory cells in a row direction to write and read information. Read or erase. Preferably, at the time of writing, the unselected bit lines are
A voltage that is substantially the same as the voltage applied to the selected word line among the word lines in which the control electrodes of the memory transistors are commonly connected in the row direction is applied. As a result, among the unselected memory transistors connected to the bit line, a memory cell connected to the selected word line and applying a high voltage to the gate hardly receives an electric field on the gate insulating film. More preferably, when the first and second memory blocks are provided as described above, the first data (for example, the high-reliability data) is stored in the first memory block when writing.
And writes the second data (for example, the normal data) in the second memory block. Note that in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention,
By turning off the selection transistor in the non-selected row, the memory transistor is excessively erased and reading can be performed even when the gate threshold voltage becomes negative.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】本発明の不揮発性半導体記憶装置
におけるメモリトランジスタは、半導体基板又は基板に
支持された半導体層とゲート電極(制御電極)との間の
積層膜内部に電荷蓄積手段を有する。ここで、“半導体
層”は、半導体基板内の表面側に形成されたウェル、半
導体基板面に形成したエピタキシャル成長層、或いはS
OI(Silicon On Insulator)型の絶縁構造を有する半導
体層など各種形態がある。半導体層がSOI型絶縁構造
を有する場合、基板は半導体基板に限定されない。ま
た、“電荷蓄積手段”とは、少なくともトンネル絶縁膜
を最下層に含むゲート絶縁膜内に形成され、そのゲート
絶縁膜上のゲート電極への印加電圧に応じて基板側との
間で電荷をやり取りし、電荷保持する電荷保持媒体をい
う。電荷蓄積手段には、例えばFG等の導電層のほか、
平面的に離散化されている場合がある。ここで“平面的
に離散化された電荷蓄積手段”とは、ONO(Oxide-Nit
ride-Oxide) 膜またはNO(Nitride-Oxide) 膜等の窒化
膜バルク内や酸化膜と窒化膜界面付近に形成されたキャ
リアトラップ、シリコン等からなり粒径がナノメータ
(nm)オーダのナノ結晶、導電化ポリシリコン等から
なり微細なドット状に分割された微細分割フローティン
グゲート等をいう。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A memory transistor in a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a charge storage means inside a semiconductor substrate or a laminated film between a semiconductor layer supported on the substrate and a gate electrode (control electrode). . Here, the “semiconductor layer” is a well formed on the front surface side in the semiconductor substrate, an epitaxial growth layer formed on the semiconductor substrate surface, or S
There are various forms such as a semiconductor layer having an OI (Silicon On Insulator) type insulating structure. When the semiconductor layer has an SOI insulating structure, the substrate is not limited to a semiconductor substrate. The "charge storage means" is formed in a gate insulating film including at least a tunnel insulating film in a lowermost layer, and charges electric charges between the substrate side according to a voltage applied to a gate electrode on the gate insulating film. A charge holding medium that exchanges and holds charges. The charge storage means includes, for example, a conductive layer such as FG,
It may be discretized in a plane. Here, “planar discrete charge storage means” means ONO (Oxide-Nit
a carrier trap formed in the bulk of a nitride film such as a ride-Oxide film or a NO (Nitride-Oxide) film or in the vicinity of an interface between an oxide film and a nitride film; A finely divided floating gate made of conductive polysilicon or the like and divided into fine dots.

【0046】図2〜図4は、メモリトランジスタの構成
例を示す素子断面図である。図2〜図4中、符号1はn
型またはp型の導電型を有するシリコンウェーハ等の半
導体基板又は前記半導体層(以下に、基板という)、1
aおよび1bは当該メモリトランジスタのソース領域お
よびドレイン領域を示す。ソース領域1a及びドレイン
領域1bは、基板1と逆導電型の不純物を高濃度に導入
することにより形成された導電率が高い領域であり、種
々の形態がある。通常、ソース領域1a及びドレイン領
域1bの対向側面の基板表面位置に、LDD(Lightly D
oped Drain) と称する低濃度不純物領域を具備させるこ
とが多い。このソース領域1a及びドレイン領域1bに
挟まれた基板領域上には、積層膜3a〜3cを介してメ
モリトランジスタのゲート電極2が積層されている。ゲ
ート電極2は、一般に、p型またはn型の不純物が高濃
度に導入されて導電化されたポリシリコン(doped poly-
Si) 、又はdoped poly-Si と高融点金属シリサイドとの
積層膜からなる。
FIGS. 2 to 4 are element cross-sectional views showing examples of the structure of a memory transistor. In FIG. 2 to FIG.
Semiconductor substrate such as a silicon wafer having a conductivity type of p-type or p-type or the semiconductor layer (hereinafter, referred to as a substrate), 1
a and 1b show a source region and a drain region of the memory transistor. The source region 1a and the drain region 1b are regions having high conductivity formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the substrate 1 at a high concentration, and have various forms. Normally, an LDD (Lightly D) is placed on the substrate surface on the side surface opposite to the source region 1a and the drain region 1b.
In many cases, a low-concentration impurity region called “oped drain” is provided. The gate electrode 2 of the memory transistor is stacked on the substrate region sandwiched between the source region 1a and the drain region 1b via the stacked films 3a to 3c. The gate electrode 2 is generally made of doped polysilicon, which is made conductive by introducing p-type or n-type impurities at a high concentration.
Si) or a laminated film of doped poly-Si and high melting point metal silicide.

【0047】図2に示すFG型のメモリトランジスタに
おいて、その積層膜3aは、最下層から順にゲート絶縁
膜4、フローティングゲート5、中間絶縁膜6からな
る。ゲート絶縁膜4は、通常、熱酸化膜からなり、場合
によって窒化処理され窒化酸化層を熱酸化膜表面に備え
る。また、フローティングゲート5は、例えばdoped po
ly-Si から構成され、中間絶縁膜6は、例えばONO(O
xide-Nitride-Oxide) 膜から構成される。
In the FG type memory transistor shown in FIG. 2, the laminated film 3a is composed of a gate insulating film 4, a floating gate 5, and an intermediate insulating film 6 in order from the lowest layer. The gate insulating film 4 is usually made of a thermal oxide film, and is optionally subjected to a nitriding treatment to provide a nitrided oxide layer on the surface of the thermal oxide film. The floating gate 5 is, for example, a doped po
The intermediate insulating film 6 is made of, for example, ONO (O
xide-Nitride-Oxide) film.

【0048】図3に示すMONOS型のメモリトランジ
スタにおいて、その積層膜3bは、最下層から順にゲー
ト絶縁膜4、窒化膜7、トップ酸化膜8と全て絶縁膜か
ら構成されている。中間の窒化膜7は、例えば窒化シリ
コンからなる。この窒化膜7は、電荷蓄積手段(キャリ
アトラップ)導入のために形成された層であり、この限
りにおいて他の絶縁膜、例えば酸化窒化膜で代替でき
る。窒化膜7の形成により導入されたキャリアトラップ
のうち電荷蓄積手段として機能するのは、主に、窒化膜
7のバルクトラップと、窒化膜7と上層のトップ酸化膜
8との界面付近に形成された深いキャリアトラップであ
る。トップ酸化膜8は、例えば熱酸化シリコンからな
り、主にゲート電極2側からのホール注入を防止する目
的で設けられている。
In the MONOS type memory transistor shown in FIG. 3, the laminated film 3b is composed of a gate insulating film 4, a nitride film 7, a top oxide film 8 and an insulating film in this order from the lowest layer. The intermediate nitride film 7 is made of, for example, silicon nitride. This nitride film 7 is a layer formed for introducing a charge storage means (carrier trap), and can be replaced by another insulating film, for example, an oxynitride film. Of the carrier traps introduced by the formation of the nitride film 7, those functioning as charge storage means are mainly formed near the bulk trap of the nitride film 7 and in the vicinity of the interface between the nitride film 7 and the upper top oxide film 8. It is a deep carrier trap. The top oxide film 8 is made of, for example, thermal silicon oxide, and is provided mainly for the purpose of preventing hole injection from the gate electrode 2 side.

【0049】図4に示すMNOS型のメモリトランジス
タにおいて、その積層膜3cは、下層のゲート絶縁膜
4、上層の窒化膜9の2層絶縁膜から構成されている。
窒化膜9は、例えば窒化シリコンからなり、図3の場合
と同様キャリアトラップ導入のために形成された層であ
り、この窒化膜9はホール注入を阻止するため比較的に
厚く形成されている。
In the MNOS type memory transistor shown in FIG. 4, the laminated film 3c is composed of a two-layer insulating film of a lower gate insulating film 4 and an upper nitride film 9.
The nitride film 9 is made of, for example, silicon nitride and is a layer formed for introducing a carrier trap as in the case of FIG. 3, and the nitride film 9 is formed relatively thick to prevent hole injection.

【0050】以下、本発明の不揮発性半導体記憶装置の
セル構成、レイアウト構造、メモリセルアレイ構成及び
駆動方法の実施形態を、図面を参照にしながら詳細に説
明する。
Hereinafter, embodiments of the cell configuration, layout structure, memory cell array configuration, and driving method of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0051】第1実施形態 図1は、単一なワード線に連なるメモリセル行(ペー
ジ)を書き換え単位とした場合を例に、本発明の実施形
態に係るセル構成を示すメモリアレイの要部回路図であ
る。本例の書き換え単位は、メモリセルが行方向に所定
数、例えば512バイト分、4096個の並んで構成さ
れている。
First Embodiment FIG. 1 shows an example in which a memory cell row (page) connected to a single word line is used as a rewriting unit, and shows a main part of a memory array showing a cell configuration according to an embodiment of the present invention. It is a circuit diagram. The rewriting unit in this example is configured by arranging 4096 memory cells in a row direction in a predetermined number, for example, 512 bytes.

【0052】このメモリセルアレイでは、各メモリセル
が、ドレインがビット線に接続された第1の選択トラン
ジスタと、ソースがソース線に接続された第2の選択ト
ランジスタと、両選択トランジスタ間に直列に接続され
た単一なメモリトランジスタから構成されている。すな
わち、本発明のメモリセル構成は、図19に示す従来の
AND型メモリセル(又は従来のNAND型メモリセル
アレイ)の各メモリブロック内のメモリトランジスタを
単一とした構成と等価である。ただし、メモリトランジ
スタを単一としたこととの関係で、本例では、従来の
“ビット線ブロック選択信号線”を“ビット線選択信号
線”に、“ソース線ブロック選択信号線”を“ソース線
選択信号線”に、“ビット線ブロック選択トランジス
タ”を“ビット線選択トランジスタ”に、“ソース線ブ
ロック選択トランジスタ”を“ソース線選択トランジス
タ”にと名称を、それぞれ置き替えている。
In this memory cell array, each memory cell includes a first selection transistor having a drain connected to a bit line, a second selection transistor having a source connected to a source line, and a series connection between the two selection transistors. It is composed of a single connected memory transistor. That is, the memory cell configuration of the present invention is equivalent to the configuration in which a single memory transistor is used in each memory block of the conventional AND type memory cell (or conventional NAND type memory cell array) shown in FIG. However, in the present example, the conventional “bit line block selection signal line” is replaced with “bit line selection signal line” and the “source line block selection signal line” is replaced with “source The names of “line selection signal lines”, “bit line block selection transistors” are replaced with “bit line selection transistors”, and “source line block selection transistors” are replaced with “source line selection transistors”.

【0053】具体的に、各メモリセルは、図1に示すよ
うに、ドレインがビット線に接続されたビット線選択ト
ランジスタと、ソースが共通ソース線(共通電位線)に
接続されたソース線選択トランジスタと、両選択トラン
ジスタ間に接続された単一なメモリトランジスタとから
構成されている。すなわち最初のメモリセルでは、ビッ
ト線BL1と共通ソース線CSLとの間に、ドレインが
ビット線BL1に接続されたビット線選択トランジスタ
ST11と、ソースが共通ソース線CSLに接続された
ソース線選択トランジスタST12とが設けられ、ビッ
ト線選択トランジスタST11のソースとソース線選択
トランジスタST12のドレインとの間に、メモリトラ
ンジスタM1が接続されている。同様に2番目のメモリ
セルでは、ビット線BL2と共通ソース線CSLとの間
に、ドレインがビット線BL2に接続されたビット線選
択トランジスタST21と、ソースが共通ソース線CS
Lに接続されたソース線選択トランジスタST22とが
設けられ、ドレイン選択トランジスタST21のソース
とソース線選択トランジスタST22のドレインとの間
に、メモリトランジスタM2が接続されている。このよ
うな構成のメモリセルが繰り返し配置され、最後のn番
目のメモリセルでは、ビット線BLnと共通ソース線C
SLとの間に、ドレインがビット線BLnに接続された
ビット線選択トランジスタSTn1と、ソースが共通ソ
ース線CSLに接続されたソース線選択トランジスタS
Tn2とが設けられ、ビット線選択トランジスタSTn
1のソースとソース線選択トランジスタSTn2のドレ
インとの間に、メモリトランジスタMnが接続されてい
る。
More specifically, as shown in FIG. 1, each memory cell has a bit line selection transistor having a drain connected to a bit line and a source line selection transistor having a source connected to a common source line (common potential line). It comprises a transistor and a single memory transistor connected between both select transistors. That is, in the first memory cell, between the bit line BL1 and the common source line CSL, a bit line selection transistor ST11 whose drain is connected to the bit line BL1 and a source line selection transistor whose source is connected to the common source line CSL ST12 is provided, and the memory transistor M1 is connected between the source of the bit line selection transistor ST11 and the drain of the source line selection transistor ST12. Similarly, in the second memory cell, between the bit line BL2 and the common source line CSL, the bit line selection transistor ST21 whose drain is connected to the bit line BL2 and the source is the common source line CS
A source line selection transistor ST22 connected to L is provided, and a memory transistor M2 is connected between the source of the drain selection transistor ST21 and the drain of the source line selection transistor ST22. The memory cells having such a configuration are repeatedly arranged, and in the last n-th memory cell, the bit line BLn and the common source line C
SL, a bit line select transistor STn1 whose drain is connected to the bit line BLn, and a source line select transistor S whose source is connected to the common source line CSL.
Tn2 and a bit line select transistor STn
1 and the drain of the source line selection transistor STn2, the memory transistor Mn is connected.

【0054】各ビット線選択トランジスタST11〜S
Tn1は、ビット線選択信号線SG1により制御され、
各ソース線選択トランジスタST12〜STn2は、ソ
ース線選択信号線SG2により制御される。なお、図1
ではブロック1内は1ページのみとしているが、これに
限らず、かかる2選択トランジスタと1メモリトランジ
スタ構成のセルを並べてなるページを複数設けることも
できる。
Each bit line select transistor ST11-S
Tn1 is controlled by a bit line selection signal line SG1,
Each of the source line selection transistors ST12 to STn2 is controlled by a source line selection signal line SG2. FIG.
Although the block 1 has only one page in the block 1, the present invention is not limited to this, and a plurality of pages in which cells having such a two-selection transistor and one memory transistor configuration can be provided.

【0055】つぎに、本発明の不揮発性半導体記憶装置
の駆動方法の実施形態を、書き込みを例として説明す
る。図5は、本実施形態に係る書き込み方法のバイアス
電圧の印加箇所と設定条件を示す図と表である。なお、
電圧印加の手順は、以下の例に限定されない。
Next, an embodiment of a method for driving a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described by taking writing as an example. FIG. 5 is a diagram and a table showing locations of application of bias voltages and setting conditions in the writing method according to the present embodiment. In addition,
The procedure for applying the voltage is not limited to the following example.

【0056】本実施形態の書き込み方法では、例えばビ
ット線BL1に接続されたセルに対し書き込みを行う場
合、選択ビット線BL1に0V、非選択ビット線BL
2,…,BLnに中間電圧VM又は電源電圧VDD、ビッ
ト線選択信号線SG1に中間電圧VM又は電源電圧
DD、ソース線選択信号線SG2および基板に0Vを印
加する。なお、共通ソース線CSLは0Vで保持されて
いる。また、非選択ビット線の印加電圧がVMのときは
ビット線選択信号線SG1の印加電圧もVMとし、非選
択ビット線の印加電圧がVDDのときはビット線選択信号
線SG1の印加電圧もVDDとする。この状態で、ワード
線WLに正の高電圧(プログラム電圧VPP)を印加す
る。上記バイアス設定条件下、選択セルのビット線選択
トランジスタは常時オン状態となるのでビット線電位
(0V)が選択メモリトランジスタのチャネルに伝達さ
れ、その結果、選択メモリトランジスタのゲート絶縁膜
に高電圧VPPが印加され、チャネル全面から電子が電荷
蓄積手段にトンネル注入されて書き込みが行われる。
In the write method according to the present embodiment, for example, when writing is performed on a cell connected to the bit line BL1, 0 V is applied to the selected bit line BL1 and the unselected bit line BL
, BLn, the intermediate voltage VM or the power supply voltage V DD is applied to the bit line selection signal line SG1, and the intermediate voltage VM or the power supply voltage V DD is applied to the source line selection signal line SG2 and the substrate. Note that the common source line CSL is held at 0V. When the applied voltage of the unselected bit line is VM, the applied voltage of the bit line select signal line SG1 is also set to VM, and when the applied voltage of the unselected bit line is V DD , the applied voltage of the bit line select signal line SG1 is also set. V DD . In this state, a positive high voltage (program voltage V PP ) is applied to the word line WL. Under the above-described bias setting condition, the bit line selection transistor of the selected cell is always on, so that the bit line potential (0 V) is transmitted to the channel of the selected memory transistor. As a result, the high voltage V is applied to the gate insulating film of the selected memory transistor. PP is applied, and electrons are tunnel-injected into the charge storage means from the entire surface of the channel to perform writing.

【0057】一方、非選択セルでは、ソース線選択トラ
ンジスタがオフし、かつビット線選択トランジスタも直
ぐにオフするので、非選択メモリトランジスタのチャネ
ルがフローティング状態となって自動的に昇圧され、そ
のチャネル電位はプログラム電圧VPPとフローティング
ゲート等とのカップリング比で決まる中間の電圧値で飽
和する。その結果、当該非選択メモリトランジスタのゲ
ート絶縁膜に対しVPPより充分に小さいインヒビット電
圧が設定され、これにより書き込みが禁止される。な
お、上記ワード線電圧印加は、上記他のバイアス電圧設
定に所定時間遅れて行うか、他のバイアス電圧設定がな
されていないときは最初低い電圧にしておきてから他の
バイアス電圧設定後にプログラム電圧VPPまで電圧を上
昇させる。なぜなら、ワード線電位を最初から急速にプ
ログラム電圧VPPまで上げると、非選択メモリトランジ
スタにチャネルが形成され、或いはその後チャネル電位
が上昇するまえに当該非選択メモリトランジスタに誤書
き込みがされてしまうことから、これを防止するためで
ある。
On the other hand, in the non-selected cell, the source line selection transistor is turned off and the bit line selection transistor is also turned off immediately, so that the channel of the non-selected memory transistor is in a floating state and is automatically boosted, and its channel potential is increased. Saturates at an intermediate voltage value determined by the coupling ratio between the program voltage V PP and the floating gate or the like. As a result, an inhibit voltage sufficiently smaller than V PP is set for the gate insulating film of the non-selected memory transistor, thereby prohibiting writing. The application of the word line voltage is performed after a predetermined time delay from the setting of the other bias voltage, or when the other bias voltage is not set, the voltage is first set to a low voltage, and then the program voltage is set after setting the other bias voltage. Increase the voltage to V PP . This is because if the word line potential is rapidly increased from the beginning to the program voltage V PP , a channel is formed in a non-selected memory transistor, or erroneous writing is performed on the non-selected memory transistor before the channel potential rises thereafter. This is to prevent this.

【0058】本実施形態に係る不揮発性メモリは、上述
したように、そのメモリトランジスタのビット線又は共
通ソース線との接続を制御する2つの選択トランジスタ
をメモリセルごとに有する。このセル構成によって、本
実施形態に係る書き込み方法において、例えば図1の構
成のメモリセル行が同じビット線に列方向に連なるアレ
イ構成であっても、非選択セルのメモリトランジスタは
全てビット線或いは共通ソース線から切り離す制御が可
能となる。このため、従来問題となっていた非選択行に
対する書き込みディスターブが完全に解消される。ま
た、このセル構成/書き込み方法では、非選択行に対す
る書き込みディスターブを配慮する必要がないので、書
き換え単位(ブロック)のページ数を任意に設定でき、
またプログラム電圧VPPを高めて高速動作が可能とな
る。なお、読み出し動作においても、非選択行に対する
読み出しディスターブが解消され、読出時のドレイン印
加電圧(読み出し電圧)を高めて高速動作を達成して
も、これが同一ビット線に連なる非選択セルのディスタ
ーブ耐性を悪化させることがない。また、消去動作で
は、例えば基板に正の高電圧を印加するかワード線に負
の高電圧を印加することにより行う。このうち後者のワ
ード線に負の高電圧を印加する場合、上述した書き込み
の場合と同様に選択的にドレインを0Vとするか正のイ
ンヒビット電圧の設定が可能であるので、セル毎或いは
ビット列ごとの消去が可能となる。
As described above, the nonvolatile memory according to the present embodiment has two select transistors for controlling the connection of the memory transistor to the bit line or the common source line for each memory cell. With this cell configuration, in the write method according to the present embodiment, for example, even if the memory cell row in the configuration of FIG. 1 has an array configuration in which the same bit line is connected in the column direction, all the memory transistors of the non-selected cells are bit lines or It is possible to control disconnection from the common source line. For this reason, the write disturbance to the non-selected row, which has conventionally been a problem, is completely eliminated. Further, in this cell configuration / writing method, it is not necessary to consider write disturbance to an unselected row, so that the number of pages in a rewrite unit (block) can be set arbitrarily.
Further, high-speed operation is enabled by increasing the program voltage V PP . Also in the read operation, the read disturb for the unselected row is eliminated, and even if the drain applied voltage (read voltage) at the time of reading is increased to achieve the high-speed operation, the read disturb resistance of the unselected cells connected to the same bit line is maintained. Does not worsen. In the erasing operation, for example, a positive high voltage is applied to the substrate or a negative high voltage is applied to the word line. When a negative high voltage is applied to the latter word line, the drain can be selectively set to 0 V or a positive inhibit voltage can be selectively set in the same manner as in the case of the above-described writing, and therefore, for each cell or bit string. Can be erased.

【0059】第2実施形態 本実施形態は、上記第1実施形態とは書き込み/消去の
論理が反転しているときの書き込み方法(即ち、上記第
1実施形態における消去方法)についてである。なお、
セル構成は、先の第1実施形態と同じであり、本例にお
いても図1がそのまま適用できる。図6は、本実施形態
に係る書き込み方法のバイアス電圧の印加箇所と設定条
件を示す図と表である。なお、電圧印加の手順は、以下
の例に限定されない。
Second Embodiment This embodiment is different from the first embodiment in a writing method when the logic of writing / erasing is inverted (that is, the erasing method in the first embodiment). In addition,
The cell configuration is the same as in the first embodiment, and FIG. 1 can be applied to this example as it is. FIG. 6 is a diagram and a table showing locations of application of bias voltages and setting conditions in the writing method according to the present embodiment. The procedure for applying the voltage is not limited to the following example.

【0060】本実施形態の書き込み方法では、例えばビ
ット線BL1に接続されたセルに対し書き込みを行う場
合、選択ビット線BL1に例えば書き込み電圧の1/2
の電圧VM、非選択ビット線BL2,…,BLnに0
V、ビット線選択信号線SG1に例えば電源電圧VPP
ソース線選択信号線SG2および基板に0Vを印加す
る。なお、共通ソース線CSLは0Vで保持されてい
る。この状態で、ワード線WLに負の電圧、例えばVM
と逆極性で絶対値が同じ電圧(−VM)を印加する。上
記バイアス設定条件下、選択セルのビット線選択トラン
ジスタは直ぐにオン状態となるのでビット線電位からS
GIのゲート閾値電圧分降下した電圧(VM−Vth)
が選択メモリトランジスタのドレインに伝達され、その
結果、選択メモリトランジスタのゲート絶縁膜に高電圧
(2VM−Vth)が印加され、電荷蓄積手段内に蓄積
されていた電子がドレイン側に引き抜かれて書き込みが
行われる。
In the write method according to the present embodiment, for example, when writing is performed on the cell connected to the bit line BL1, for example, 選 択 of the write voltage is applied to the selected bit line BL1.
, BLn of the non-selected bit lines BL2,.
V, the power supply voltage V PP ,
0 V is applied to the source line selection signal line SG2 and the substrate. Note that the common source line CSL is held at 0V. In this state, a negative voltage, for example, VM
And a voltage (-VM) having the opposite polarity and the same absolute value. Under the above-described bias setting condition, the bit line selection transistor of the selected cell is immediately turned on.
Voltage (VM-Vth) dropped by the gate threshold voltage of GI
Is transmitted to the drain of the selected memory transistor. As a result, a high voltage (2VM-Vth) is applied to the gate insulating film of the selected memory transistor, and the electrons stored in the charge storage means are drawn out to the drain side to write. Is performed.

【0061】一方、非選択セルでは、ビット線選択トラ
ンジスタが常時オンし、ここでもビット線電位が非選択
メモリトランジスタのドレインに伝達されるが、この非
選択メモリトランジスタのゲート絶縁膜に対してはVM
が印加され、これは上記書き込み時の印加電圧(2VM
−Vth)より充分に低いことから、これにより書き込
みが禁止される。
On the other hand, in an unselected cell, the bit line selection transistor is always turned on, and here also the bit line potential is transmitted to the drain of the unselected memory transistor. VM
Is applied, and this is the applied voltage (2 VM
−Vth), which inhibits writing.

【0062】本実施形態においても前記第1実施形態と
ほぼ同様な効果を得ることができる。すなわち、メモリ
セル行が同じビット線に列方向に連なるアレイ構成であ
っても、非選択セルのメモリトランジスタは全てビット
線或いは共通ソース線から切り離す制御が可能となるた
め、従来問題となっていた非選択行に対する書き込みデ
ィスターブが完全に解消される。また、ブロックのペー
ジ数を任意に設定できる上、プログラム電圧VMは第1
実施形態の1/2程度にできるので、ゲート絶縁膜に対
するダメージをより小さくできる。またVMを高めるこ
とにより高速動作を可能とすることもできる。さらに、
読み出し動作においても、非選択行に対する読み出しデ
ィスターブが解消されるうえに高速読み出しが可能とな
るし、消去動作では、先の第1の実施形態の書き込み動
作と同様な作用によって、セル毎或いはビット列ごとの
消去が可能となる。
In this embodiment, substantially the same effects as in the first embodiment can be obtained. That is, even in an array configuration in which the memory cell rows are connected to the same bit line in the column direction, all the memory transistors of the non-selected cells can be controlled to be separated from the bit line or the common source line, which has conventionally been a problem. Write disturbance to the non-selected rows is completely eliminated. Further, the number of pages of the block can be set arbitrarily, and the program voltage VM is set to the first
Since it can be reduced to about 1 / of the embodiment, damage to the gate insulating film can be further reduced. Further, by increasing the VM, high-speed operation can be performed. further,
Also in the read operation, the read disturb for the non-selected row is eliminated, and high-speed read is possible. In the erase operation, the same operation as the write operation of the first embodiment is performed for each cell or each bit string. Can be erased.

【0063】第3実施形態 本実施形態は、省スペースな具体的なセル構造と、その
製造方法(本発明の製造方法の実施形態)及び具体的な
駆動方法を示すものである。図7(a)は、セル配置例
を示す4セル分の平面図、図7(b)は図7(a)の配
置例に対応した等価回路図である。また、図8は、図7
(a)のA−A線に沿った断面図である。
Third Embodiment The present embodiment shows a specific cell structure which saves space, a method of manufacturing the same (an embodiment of the manufacturing method of the present invention), and a specific driving method. FIG. 7A is a plan view of four cells showing an example of cell arrangement, and FIG. 7B is an equivalent circuit diagram corresponding to the arrangement example of FIG. 7A. FIG. 8 is similar to FIG.
It is sectional drawing along the AA of (a).

【0064】図7において、BCはビット線とビット線
選択トランジスタとを接続するビットコンタクト、SC
はソース線とソース線選択トランジスタとを接続するソ
ースコンタクトSCを示す。本配置例では、列方向に隣
接する2つセル間で、ビットコンタクトBCとソース線
VSS(ソースコンタクトSC)を共有し、セル面積の
縮小が図られている。また、行方向のセル間分離層とし
て、例えばLOCOS等の素子分離領域13が配置され
ている。この素子分離領域13は、ソースコンタクトS
Cの配置領域を確保するために、ビットコンタクトBC
を共有する2セルごとに列方向でも分離されている。そ
して、ビットコンタクトBCとソース線VSSとの間
に、3個のトランジスタ(1個のメモリトランジスタ
と、2個の選択トランジスタ)が直列配置されている
が、この配置構造を断面でみると、図8のようになる。
In FIG. 7, BC is a bit contact for connecting a bit line and a bit line selection transistor, SC
Indicates a source contact SC connecting the source line and the source line selection transistor. In this arrangement example, the bit contact BC and the source line VSS (source contact SC) are shared between two cells adjacent in the column direction, and the cell area is reduced. An element isolation region 13 such as LOCOS is arranged as an inter-cell isolation layer in the row direction. This element isolation region 13 has a source contact S
In order to secure an area for arranging C, the bit contact BC
Are also separated in the column direction for every two cells sharing the same. Then, three transistors (one memory transistor and two selection transistors) are arranged in series between the bit contact BC and the source line VSS. It looks like 8.

【0065】図8において、基板12内の表面側に、セ
ル内の3トランジスタ間で共通な第1の不純物領域(ド
レイン領域14)および第2の不純物領域(ソース領域
16)が、互いに距離をおいて形成されている。ドレイ
ン領域14およびソース領域16の離間スペース内の基
板上に、例えば酸化シリコンからなる第1のゲート絶縁
膜20を介して、ビット線選択トランジスタBT22の
ゲート電極22とソース線選択トランジスタST22の
ゲート電極24とが、互いに離間して配置されている。
この両ゲート電極22,24の離間スペース内の基板上
と、両ゲート電極22,24間で対向する両側面は、第
2のゲート絶縁膜26で被膜され、また両ゲート電極2
2,24上に第1のオフセット絶縁膜28が形成されて
いる。
Referring to FIG. 8, a first impurity region (drain region 14) and a second impurity region (source region 16) common to three transistors in a cell are located at a distance from each other on the front surface side in substrate 12. Is formed. The gate electrode 22 of the bit line selection transistor BT22 and the gate electrode of the source line selection transistor ST22 are formed on the substrate in the space between the drain region 14 and the source region 16 via a first gate insulating film 20 made of, for example, silicon oxide. 24 are spaced apart from each other.
On the substrate in the space between the two gate electrodes 22 and 24, and on both side surfaces facing each other between the two gate electrodes 22 and 24, the second gate insulating film 26 is coated.
A first offset insulating film 28 is formed on 2 and 24.

【0066】これら絶縁膜26,28は、例えば酸化シ
リコンから構成されており、これら絶縁膜26,28を
層間絶縁膜として、その上にメモリトランジスタM22
のフローティングゲートFG、誘電体膜30(図2の中
間絶縁膜に該当)、コントロールゲートCG(ワード線
W2)及び第2のオフセット絶縁膜32が積層されてい
る。これら積層膜の材質は、例えば、フローティングゲ
ートFGが導電性ポリシリコン、誘電体膜30がONO
(Oxide-Nitride-Oxide) 膜、コントロールゲートCGが
導電性ポリシリコン又はポリサイド、第2のオフセット
絶縁膜32が酸化シリコンである。メモリトランジスタ
のゲート電極構造をなすこれらの積層膜は、両選択トラ
ンジスタのゲート電極22,24の離間スペース内か
ら、それぞれ両ゲート電極22,24上の第1のオフセ
ット絶縁膜28,28上に延在し、上層側が幅広く形成
されている。これにより、ビット線幅がプロセス上の最
小線幅(通常、選択トランジスタのゲート電極22,2
4のL/S(Line and Space))より広く、低抵抗化され
ている。
The insulating films 26 and 28 are made of, for example, silicon oxide. The insulating films 26 and 28 are used as interlayer insulating films, and the memory transistor M22 is formed thereon.
, A dielectric film 30 (corresponding to the intermediate insulating film in FIG. 2), a control gate CG (word line W2), and a second offset insulating film 32. The material of these laminated films is, for example, that the floating gate FG is conductive polysilicon and the dielectric film 30 is ONO
(Oxide-Nitride-Oxide) The film and control gate CG are conductive polysilicon or polycide, and the second offset insulating film 32 is silicon oxide. These stacked films forming the gate electrode structure of the memory transistor extend from the space between the gate electrodes 22 and 24 of both the select transistors onto the first offset insulating films 28 and 28 on the gate electrodes 22 and 24, respectively. And the upper layer side is formed widely. As a result, the bit line width becomes the minimum line width in the process (usually, the gate electrodes 22 and 2 of the selection transistor).
4 (L / S (Line and Space)) and lower resistance.

【0067】ビット線選択トランジスタのゲート電極2
2と、第1のオフセット絶縁膜28のソース領域側の側
面には、例えば酸化シリコン等からなる第1のサイドウ
ォール絶縁膜34が形成されている。この第1のサイド
ウォール絶縁膜34斜め上方の第1のオフセット絶縁膜
28上には、例えば酸化シリコン等からなる第2のサイ
ドウォール絶縁膜36が形成されている。この第1及び
第2のサイドウォール絶縁膜34,36は、ソース領域
16側にも、同様に形成されている。これにより、ドレ
イン領域14上ではビットコンタクトBCが、またソー
ス領域16上では、行方向に細長いソースコンタクトS
Cが自己整合的に形成されている。
Gate electrode 2 of bit line select transistor
2 and a first sidewall insulating film 34 made of, for example, silicon oxide or the like is formed on the side surface of the first offset insulating film 28 on the source region side. On the first offset insulating film 28 obliquely above the first sidewall insulating film 34, a second sidewall insulating film 36 made of, for example, silicon oxide or the like is formed. The first and second sidewall insulating films 34 and 36 are similarly formed on the source region 16 side. As a result, the bit contact BC on the drain region 14 and the source contact S elongated in the row direction on the source region 16.
C is formed in a self-aligned manner.

【0068】ビットコンタクトBC内に、接続プラグ3
7が埋め込まれ、またソースコンタクトSC内に共通ソ
ース線VSSとなるソース配線層46が埋め込まれてい
る。このソース配線層46は、本発明における“共通電
位配線層”に該当する。これら接続プラグ37およびソ
ース配線層46は、本例では、例えば多結晶シリコンか
らなる下層の導電層38,42と、上層の高融点金属シ
リサイド40,44とからなっている。これら接続プラ
グ37及びソース配線層46を、金属或いは高融点金属
のみから構成させてもよい。これは、特に配線層(ソー
ス配線層46)については、セル間を貫いて細長く配線
されることから、その低抵抗化を図る必要があるためで
ある。このソース配線層46上と、メモリトランジスタ
のゲート電極上のほぼ全域とを覆うように層間絶縁層が
形成され、その上に接続プラグ37に接続するかたち
で、例えばAl等からなるビット線B2が配線されてい
る。層間絶縁層は、例えば、下層の窒化シリコンからな
るエッチングストッパ膜48と、上層のシリコン酸化膜
50とから構成される。特に図示しないが、その上に
は、必要に応じて更に層間絶縁層を介して第2,第3の
金属配線層が積層され、最上面はオーバーコートで被膜
されている。
A connection plug 3 is provided in the bit contact BC.
7, and a source wiring layer 46 serving as a common source line VSS is buried in the source contact SC. This source wiring layer 46 corresponds to the “common potential wiring layer” in the present invention. In this example, the connection plug 37 and the source wiring layer 46 are composed of lower conductive layers 38 and 42 made of, for example, polycrystalline silicon and upper refractory metal silicides 40 and 44. The connection plug 37 and the source wiring layer 46 may be made of only a metal or a high melting point metal. This is because the wiring layer (source wiring layer 46) is particularly long and narrowly wired through the cells, so that it is necessary to reduce the resistance. An interlayer insulating layer is formed so as to cover the source wiring layer 46 and almost the entire area on the gate electrode of the memory transistor. Wired. The interlayer insulating layer includes, for example, an etching stopper film 48 made of lower silicon nitride and an upper silicon oxide film 50. Although not particularly shown, second and third metal wiring layers are further laminated thereon, if necessary, with an interlayer insulating layer interposed therebetween, and the uppermost surface is coated with an overcoat.

【0069】かかる3トランジスタセル構造では、ビッ
ト線選択トランジスタBT11〜BT22とソース線選
択トランジスタST11〜ST22の上に、ワード線W
1,W2が一部オーバラップするかたちで積層されて形
成されているため、メモリトランジスタ分だけ面積増加
がなく、このためメモリセルの専有面積が、トランジス
タ3個で構成されている割には小さくて済むといった利
点がある。トランジスタ数でみた1セル当たりの面積
を、例えば従来構成であるAND型と比較すると、本セ
ル構造は、メモリトランジスタ2個、選択トランジスタ
2個の合計4個構成のAND型と同等となる。また、こ
のセル構成では、従来のAND型,NAND型のよう
に、ブロック内の不純物拡散層によりなるソース・ドレ
イン配線層(例えば図20では104,105)が不要
であることから、その配線領域を確保する必要がないだ
けでなく、ソース及びドレインの寄生抵抗、寄生容量を
低減できる。また、本例のメモリトランジスタは、その
ゲート幅方向がチャネル長方向と一致し、チャネル幅の
設定がプロセス上の配線幅に律束されない。すなわち、
図20に示した従来例では、チャネル幅は、ワード線
(W1〜W4)の幅により決まるが、本例ではそのよう
なことがない。また、図20ではソース線(S1,S
2)、ビット線(B1,B2)が必要であるのに対し、
図7(a)の本例ではソース線が共通のため、セルの占
有面積が同じならチャネル幅を大きくすることが容易で
ある。
In such a three-transistor cell structure, the word line W is provided above the bit line selection transistors BT11 to BT22 and the source line selection transistors ST11 to ST22.
1 and W2 are formed so as to be partially overlapped with each other, so that the area does not increase by the amount of the memory transistor. Therefore, the occupied area of the memory cell is small for the three transistors. There is an advantage that it can be completed. When the area per cell in terms of the number of transistors is compared with, for example, an AND type having a conventional configuration, the present cell structure is equivalent to an AND type having a total of four memory transistors and two selection transistors. Further, in this cell configuration, unlike the conventional AND type and NAND type, a source / drain wiring layer (for example, 104 and 105 in FIG. 20) formed of an impurity diffusion layer in a block is not required, so that the wiring region Not only need to be secured, but also the parasitic resistance and the parasitic capacitance of the source and drain can be reduced. Further, in the memory transistor of this example, the gate width direction coincides with the channel length direction, and the setting of the channel width is not restricted by the wiring width in the process. That is,
In the conventional example shown in FIG. 20, the channel width is determined by the width of the word lines (W1 to W4), but this is not the case in the present example. In FIG. 20, the source lines (S1, S1
2) While bit lines (B1, B2) are required,
In this example of FIG. 7A, since the source line is common, it is easy to increase the channel width if the cell occupies the same area.

【0070】つぎに、本発明の製造方法を、上記したメ
モリセル構造についての図9〜図16を参照しながら順
に説明する。まず、特に断面図は示さないが、例えばp
型の半導体基板12を用意し、この基板表面の図7
(a)で太線で示す領域に、例えばLOCOS法等によ
り素子分離領域13を島状に残して形成する。次いで、
図9に示すように、基板12に第1のゲート絶縁膜20
を、例えば熱酸化法により薄く成膜し、その上に多結晶
シリコン膜23および第1のオフセット絶縁膜28を、
例えばCVD法により順に積層する。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described in order with reference to FIGS. First, although no particular cross-sectional view is shown, for example, p
A semiconductor substrate 12 of the mold type is prepared, and FIG.
The element isolation region 13 is formed in the region indicated by the thick line in FIG. Then
As shown in FIG. 9, a first gate insulating film 20 is formed on a substrate 12.
Is thinly formed by, for example, a thermal oxidation method, and a polycrystalline silicon film 23 and a first offset insulating film 28 are formed thereon.
For example, the layers are sequentially stacked by a CVD method.

【0071】図10に示すように、この基板上の積層膜
20,23,28を、同一レジストパターンを用い、基
板表面が一部露出するまでパターンニングすることによ
りビット線選択トランジスタのゲート電極(ビット線選
択ゲート電極22)およびソース線選択トランジスタの
ゲート電極(ソース線選択ゲート電極24)を、第1の
ゲート絶縁膜20と第1のオフセット絶縁膜28により
上下を挟んだかたちで形成する。この露出した基板部分
と両ゲート電極22,24の側面を、例えば熱酸化し
て、上記基板部分にメモリトランジスタのゲート絶縁膜
(メモリゲート絶縁膜26a)を、またゲート電極側面
に側面絶縁膜26bを同時形成する。なお、上記メモリ
ゲート絶縁膜26a及び側壁酸化膜26bは、熱酸化に
代えてCVD膜を用いることもできる。
As shown in FIG. 10, the laminated films 20, 23, 28 on this substrate are patterned using the same resist pattern until the substrate surface is partially exposed, thereby forming the gate electrode ( The bit line select gate electrode 22) and the gate electrode of the source line select transistor (source line select gate electrode 24) are formed so as to sandwich the first gate insulating film 20 and the first offset insulating film 28 from above and below. The exposed substrate portion and the side surfaces of the gate electrodes 22 and 24 are thermally oxidized, for example, to form a gate insulating film (memory gate insulating film 26a) of the memory transistor on the substrate portion and a side insulating film 26b on the side surface of the gate electrode. Are formed simultaneously. Note that the memory gate insulating film 26a and the side wall oxide film 26b may be replaced by a CVD film instead of the thermal oxidation.

【0072】次いで、図11に示すように、全面にメモ
リトランジスタのフローティングゲートFGとなる多結
晶シリコン膜29を成膜し、図11には示されていない
が、この多結晶シリコン膜29を、ビット線選択ゲート
電極22およびソース線選択ゲート電極24と直交する
方向に長く、前記素子分離領域13に幅方向両端が一部
オーバーラップする平行ストライプ状にパターンニング
する。これにより、フローティングゲートFGについ
て、まず行方向のセル間分離が達成される。
Then, as shown in FIG. 11, a polycrystalline silicon film 29 to be a floating gate FG of the memory transistor is formed on the entire surface, and although not shown in FIG. It is long in the direction orthogonal to the bit line selection gate electrode 22 and the source line selection gate electrode 24, and is patterned in the element isolation region 13 in a parallel stripe shape in which both ends in the width direction partially overlap. Thereby, for the floating gate FG, first, the cell separation in the row direction is achieved.

【0073】つぎに、メモリトランジスタの制御ゲート
電極CGとフローティングゲート電極FG間を容量結合
するための誘電体膜30を全面に成膜した後(図1
2)、さらに全面に、制御ゲート電極CGとなる多結晶
シリコン膜31と第2のオフセット絶縁膜32とを、例
えばCVD法により順次、成膜する(図13)。これに
より、メモリトランジスタのゲート電極構造をなす積層
膜の成膜が完了する。
Next, after a dielectric film 30 for capacitive coupling between the control gate electrode CG and the floating gate electrode FG of the memory transistor is formed on the entire surface (FIG. 1).
2) Further, a polycrystalline silicon film 31 to be a control gate electrode CG and a second offset insulating film 32 are sequentially formed on the entire surface by, for example, a CVD method (FIG. 13). Thus, the formation of the stacked film forming the gate electrode structure of the memory transistor is completed.

【0074】この積層膜、即ち下層から順に多結晶シリ
コン膜29、誘電体膜30、多結晶シリコン膜31、及
び第2のオフセット絶縁膜32を、図14に示すよう
に、ビット線選択ゲート電極22及びソース線選択ゲー
ト電極24の電極間領域を覆い、両側の各電極22,2
4と平行で、かつ各電極22,24の幅方向途中まで一
部重なるように幅広にパターンニングする。このパター
ンニングは、同一レジストパターンをマスクとして用
い、第1のオフセット絶縁膜28及びメモリゲート絶縁
膜26が露出するまで行う。これにより、図7(a)の
平面図でみると、ビット線選択信号線WS2と、ソース
線選択信号線WB2に平行で、その双方に一部オーバラ
ップするワード線W2が形成される。このパターンニン
グの際に、行方向ストライプ形の多結晶シリコン膜29
が列方向に分断されることにより、セルごとに孤立した
フローティングゲートFGが形成されるその後、露出し
たメモリゲート絶縁膜26をスルー膜として、ソース・
ドレイン用の不純物(例えば砒素イオン)を基板にイオ
ン注入し、このメモリゲート絶縁膜26直下の基板領域
に、不純物ドープ領域14a,16aを形成する。
As shown in FIG. 14, the laminated film, that is, the polycrystalline silicon film 29, the dielectric film 30, the polycrystalline silicon film 31, and the second offset insulating film 32 are sequentially formed from the lower layer as shown in FIG. 22 and the inter-electrode region of the source line selection gate electrode 24, and the electrodes 22, 2 on both sides.
The patterning is widened so as to be parallel to 4 and partially overlap each other in the width direction of each of the electrodes 22 and 24. This patterning is performed using the same resist pattern as a mask until the first offset insulating film 28 and the memory gate insulating film 26 are exposed. As a result, in the plan view of FIG. 7A, a word line W2 which is parallel to the bit line selection signal line WS2 and the source line selection signal line WB2 and partially overlaps with both is formed. At the time of this patterning, the polycrystalline silicon film 29 having a stripe shape in the row direction is formed.
Are separated in the column direction, thereby forming an isolated floating gate FG for each cell. Then, the exposed memory gate insulating film 26 is used as a through film to form a source gate.
Drain impurities (for example, arsenic ions) are ion-implanted into the substrate, and impurity-doped regions 14a and 16a are formed in the substrate region immediately below the memory gate insulating film 26.

【0075】図15に示す工程では、図14の状態で露
出したビット線選択ゲート電極22およびソース線選択
ゲート電極24の両側壁に、上層の第1オフセット絶縁
膜28の露出側壁とともに第1のサイドウォール絶縁膜
34を形成し、これと同時に、その斜め上方のメモリト
ランジスタのゲート電極構造の側壁に第2のサイドウォ
ール絶縁膜36を形成する。これらサイドウォール絶縁
膜の形成は、全面に酸化膜をCVD法等により堆積した
後に、異方性エッチングを行うことで達成できる。この
とき、図14の状態で表面に露出していたメモリゲート
絶縁膜26の内側部分がエッチングされて、これによっ
て、サイドウォール絶縁膜に囲まれたかたちで前記ビッ
トコンタクトBC及びソースコンタクトSCが開口され
る。なお、ビットコンタクトBCが孔状になるのは、素
子分離領域13がLOCOSの場合その表面段差によっ
て、LOCOS側にもサイドウォールが形成されるから
であり、素子分離領域13が分離されているソースコン
タクトSCの形成領域では、その分離形状に沿ってソー
スコンタクトSCも行方向に細長く形成される。この
後、ソース・ドレイン不純物の濃度を更に高くする場合
には必要に応じて、ビットコンタクトBC及びソースコ
ンタクトSCを通して基板に、砒素またはリン等のn型
不純物を高濃度にイオン注入し、ソース・ドレインの高
濃度ドープ領域14b,16bを基板に形成する。
In the step shown in FIG. 15, the first side wall of the upper offset insulating film 28 and the side wall of the first offset insulating film 28 are formed on both side walls of the bit line selection gate electrode 22 and the source line selection gate electrode 24 exposed in the state of FIG. A side wall insulating film is formed, and at the same time, a second side wall insulating film is formed diagonally above the side wall of the gate electrode structure of the memory transistor. The formation of these sidewall insulating films can be achieved by performing anisotropic etching after depositing an oxide film over the entire surface by a CVD method or the like. At this time, the inner portion of the memory gate insulating film 26 exposed on the surface in the state of FIG. 14 is etched, whereby the bit contact BC and the source contact SC are opened while being surrounded by the sidewall insulating film. Is done. The reason why the bit contact BC has a hole shape is that when the element isolation region 13 is LOCOS, a side wall is also formed on the LOCOS side due to a surface step, and the source in which the element isolation region 13 is isolated is formed. In the formation region of the contact SC, the source contact SC is also formed to be elongated in the row direction along the separation shape. Thereafter, when the concentration of the source / drain impurities is further increased, if necessary, an n-type impurity such as arsenic or phosphorus is ion-implanted into the substrate through the bit contact BC and the source contact SC at a high concentration. Drain heavily doped regions 14b and 16b are formed in the substrate.

【0076】この導入した不純物をアニールにより熱拡
散させ、3トランジスタ間で共通なドレイン領域14お
よびソース領域16を形成した後、図16に示すよう
に、両コンタクトBC,SC内に、導電材料を埋め込
む。埋め込み方法としては種々あるが、例えば、露出し
た基板部分からシリコンを選択的にエピタキシャル成長
させる方法がある。また、多結晶シリコンを全面に堆積
した後に堆積膜をCMPにより研磨するか、レジストを
コーティングした後にエッチバックし堆積膜の凹部にレ
ジストを平坦化ダミーとして残し、堆積膜とレジストと
の選択比を下げて更にエッチバックする方法でも、多結
晶シリコン層38,42の形成は可能である。
After the introduced impurities are thermally diffused by annealing to form a drain region 14 and a source region 16 common to the three transistors, as shown in FIG. 16, a conductive material is placed in both contacts BC and SC. Embed. There are various methods for embedding, and for example, there is a method of selectively epitaxially growing silicon from an exposed substrate portion. Also, after depositing polycrystalline silicon on the entire surface, the deposited film is polished by CMP, or coated with a resist, and then etched back to leave the resist as a flattening dummy in the concave portion of the deposited film. The polycrystalline silicon layers 38 and 42 can be formed by a method of lowering and further etching back.

【0077】つぎに、多結晶シリコン層38,42上
に、高融点金属を被着し反応(合金化)させて高融点金
属シリサイド40,44を形成する。その後、ビットコ
ンタクト側に埋め込まれた導電層38,42は、ビット
線選択トランジスタ間の素子分離領域13のLOCOS
上で、レジストパターンをマスクとしてエッチングによ
り除去されて行方向に分断され、これによりセルごとに
接続プラグ37が形成される。この接続プラグを形成し
ないで、通常の方法で層間絶縁膜を積層した後で、自己
整合的にコンタクトをソース・ドレイン領域に形成しよ
うとすると、コンタクトサイズが深さに比し小さい場合
には、コンタクト全体が埋まってしまい、基板に達する
コンタクトを開口することが極めて困難になるので、こ
の接続プラグ形成は特に重要である。その後、シリコン
窒化膜(エッチングストッパ膜48)及びシリコン酸化
膜50を積層,堆積させて層間絶縁層を形成する。シリ
コン窒化膜48をシリコン酸化膜50の下に形成するの
は、その後、ビット線接続用のコンタクト孔を形成する
際に、シリコン酸化膜50をエッチングする際のコンタ
クト孔開口の工程で、その下の第2オフセット絶縁膜3
2や第2サイドウォール絶縁膜36がエッチングされな
いようにするためである。
Next, a high melting point metal is deposited on the polycrystalline silicon layers 38 and 42 and reacted (alloyed) to form high melting point metal silicides 40 and 44. Thereafter, the conductive layers 38 and 42 buried on the bit contact side become LOCOS of the element isolation region 13 between the bit line selection transistors.
Above, it is removed by etching using the resist pattern as a mask and divided in the row direction, thereby forming a connection plug 37 for each cell. If an attempt is made to form a contact in the source / drain region in a self-aligned manner after stacking an interlayer insulating film by a normal method without forming this connection plug, if the contact size is smaller than the depth, This connection plug formation is particularly important because the entire contact is buried, making it very difficult to open the contact reaching the substrate. Thereafter, a silicon nitride film (etching stopper film 48) and a silicon oxide film 50 are stacked and deposited to form an interlayer insulating layer. The silicon nitride film 48 is formed under the silicon oxide film 50 in the step of opening the contact hole when etching the silicon oxide film 50 when forming a contact hole for connecting a bit line thereafter. Second offset insulating film 3
This is to prevent the second and second sidewall insulating films 36 from being etched.

【0078】つぎに、ビットコンタクト上方で広く形成
された開口部を有するレジストパターンをマスクとして
層間絶縁層をエッチングし、図8に示すように、ビット
線接続用のコンタクト49を開口する。このビット線接
続用のコンタクト49は、図示のように広く形成すれ
ば、ビット線が延在する方向においては第2サイドウォ
ール絶縁膜36を利用して自己整合的に形成される。続
いて、アルミ等の金属により上記コンタクト49を覆
い、ワード線と直交する方向にビット線を形成する。そ
の後は、必要に応じて2層、3層目の金属配線層の形成
等を経て、当該不揮発性メモリ装置が完成する。
Next, the interlayer insulating layer is etched using a resist pattern having an opening formed widely above the bit contact as a mask, and a contact 49 for connecting a bit line is opened as shown in FIG. If the bit line connection contact 49 is formed wide as shown in the drawing, it is formed in a self-aligned manner using the second sidewall insulating film 36 in the direction in which the bit line extends. Subsequently, the contact 49 is covered with a metal such as aluminum, and a bit line is formed in a direction orthogonal to the word line. Thereafter, the non-volatile memory device is completed by forming second and third metal wiring layers as necessary.

【0079】この製造方法では、第2のゲート絶縁膜
26がフローティングゲートFGと選択ゲート電極2
2,24との側壁絶縁分離膜を兼ねること、ビットコ
ンタクトBC,ソースコンタクトSC及びビット線接続
用のコンタクト49が自己整合的に形成できること、
ゲート電極とともに加工されるオフセット絶縁膜を層間
絶縁層として多用し、層間絶縁層のパターンニングを目
的としたリソグラフィ工程がビット線接続用のコンタク
ト形成の1回と少ないこと等により、製造工程が比較的
に簡素である。また、マスク合わせ余裕等のマージンを
とる必要が余りなく、高集積化に適している。
In this manufacturing method, the second gate insulating film 26 is formed between the floating gate FG and the select gate electrode 2.
That the bit contact BC, the source contact SC and the bit line connection contact 49 can be formed in a self-aligned manner;
The manufacturing process is compared because the offset insulating film processed together with the gate electrode is often used as an interlayer insulating layer, and the number of lithography steps for patterning the interlayer insulating layer is as small as one contact formation for bit line connection. Simple. Further, it is not necessary to take a margin such as a margin for mask alignment, which is suitable for high integration.

【0080】最後に、図7に示す3トランジスタセル構
成のメモリセルアレイの動作を説明する。図17は当該
メモリセルアレイのバイアス電圧設定条件を示す表であ
る。なお、電圧印加の手順は、以下の例に限定されな
い。
Finally, the operation of the memory cell array having the three-transistor cell structure shown in FIG. 7 will be described. FIG. 17 is a table showing bias voltage setting conditions for the memory cell array. The procedure for applying the voltage is not limited to the following example.

【0081】図7(b)に示すメモリセルアレイにおい
て、例えばメモリトランジスタM11に対し書き込みを
行う場合、図17に示すように、選択列のビット線(選
択ビット線B1)を、0V又はビット線選択トランジス
タBT11にチャネルができ易い程度に弱くバイアス
(例えば、1.5V印加)し、他の非選択列のビット線
(非選択ビット線B2,…)を正の高電圧VM(例え
ば、+20V)にバイアスする。また、選択行のビット
線選択信号線WB1に正の高電圧VM(例えば、+20
V)を印加し、選択行のソース線選択信号線WS1を接
地する。これにより、ビット線B1,B2に連なるビッ
ト線選択トランジスタBT11,BT21がオンし、ソ
ース線VSSに連なるソース線選択トランジスタST1
1,ST21はオフのままである。したがって、当該選
択行においては、選択メモリトランジスタM11のドレ
インに選択ビット線B1の電位が付与され、基板ととも
に0Vとなるか、弱い正の電圧で保持される。
In the memory cell array shown in FIG. 7B, for example, when writing is performed on the memory transistor M11, as shown in FIG. 17, the bit line (selected bit line B1) of the selected column is set to 0 V or the bit line selection. The transistor BT11 is weakly biased (for example, 1.5 V is applied) to such an extent that a channel is easily formed, and the bit lines (non-selected bit lines B2,...) Of the other unselected columns are set to a positive high voltage VM (eg, +20 V) Bias. Further, a positive high voltage VM (for example, +20) is applied to the bit line selection signal line WB1 of the selected row.
V) to ground the source line selection signal line WS1 of the selected row. As a result, the bit line selection transistors BT11 and BT21 connected to the bit lines B1 and B2 are turned on, and the source line selection transistor ST1 connected to the source line VSS.
1, ST21 remains off. Therefore, in the selected row, the potential of the selected bit line B1 is applied to the drain of the selected memory transistor M11, and is kept at 0 V or a weak positive voltage together with the substrate.

【0082】一方、非選択行については、選択トランジ
スタのオン/オフの関係が、ビット線側とソース線側で
上記選択行とは逆になるように、バイアス電圧の設定を
行う。すなわち、非選択行のビット線選択信号線WB2
を接地し、非選択行のソース線選択信号線WS2につい
ては、ソース線選択トランジスタST12,ST22が
オンする程度の正の電圧(例えば、+3V〜+20V)
を印加する。これにより、ビット線選択トランジスタB
T12,BT22がオフし、ソース線選択トランジスタ
ST12,ST22はオンする。したがって、当該非選
択行においては、全てのメモリトランジスタM12,M
22,…について、そのドレインがビット線B1,B
2,…と切り離される一方、ソース電位がソース線VS
Sの電位(0V)に固定される。
On the other hand, for the non-selected rows, the bias voltage is set so that the ON / OFF relationship of the selection transistors is opposite on the bit line side and the source line side to that on the selected row. That is, the bit line selection signal line WB2 of the non-selected row
And a positive voltage (for example, +3 V to +20 V) that turns on the source line selection transistors ST12 and ST22 for the source line selection signal line WS2 in the non-selected row.
Is applied. Thereby, the bit line selection transistor B
T12 and BT22 are turned off, and source line select transistors ST12 and ST22 are turned on. Therefore, in the unselected row, all the memory transistors M12, M12
,... Of the bit lines B1, B
Are separated from the source line VS.
It is fixed to the potential of S (0 V).

【0083】全てのワード線W1,W2,…を基板と同
電位(例えば0V)にした状態から、選択ワード線W1
のみ正の高電圧であるプログラム電圧VPP(例えば+2
0V)を印加する。これにより、選択行内では、選択メ
モリトランジスタM11がオンしてチャネルが形成さ
れ、当該チャネル、ドレイン及びフローティング状態に
あったソースが共に0V(又は1.5V程度の弱い正の
電圧)で保持され、プログラム電圧VPPによる大きな電
界がゲート絶縁膜にかかり、ゲート絶縁膜上のフローテ
ィングゲートに基板側から電子がFN(Fowler-Nordhei
m) トンネル現象により注入される。同じ選択行内の非
選択メモリトランジスタM21のドレインには、非選択
ビット線B2より、ビット線選択トランジスタBT21
を介して、ビット線選択信号線WB1の電圧からビット
線選択トランジスタBT21のゲート閾値電圧程度降下
した電圧が印加され、更に、選択ワード線W1の印加電
圧によって、非選択メモリトランジスタM21のチャネ
ルをセルフブーストするために、非選択メモリトランジ
スタM21のゲートとチャネル間には、ほぼ同じ電圧が
印加され書き込み電界が実質的にかからず、ワード線を
介したディスターブ(ワード線ディスターブ)フリーと
することができる。
.. From the state where all word lines W1, W2,.
The program voltage V PP which is a positive high voltage only (eg, +2
0V). As a result, in the selected row, the selected memory transistor M11 is turned on to form a channel, and the channel, the drain and the source in the floating state are both held at 0 V (or a weak positive voltage of about 1.5 V), A large electric field due to the program voltage V PP is applied to the gate insulating film, and electrons are applied to the floating gate on the gate insulating film from the substrate side by FN (Fowler-Nordheid).
m) Injected by tunneling. The drain of the unselected memory transistor M21 in the same selected row is connected to the bit line selection transistor BT21 from the unselected bit line B2.
, A voltage that is lower than the voltage of the bit line selection signal line WB1 by about the gate threshold voltage of the bit line selection transistor BT21 is applied. In order to boost the voltage, substantially the same voltage is applied between the gate and the channel of the non-selected memory transistor M21, the write electric field is not substantially applied, and the disturbance via the word line (word line disturbance) is free. it can.

【0084】一方、非選択行では、ワード線W2,…が
0電位のままであり、基板とともにメモリトランジスタ
のゲート絶縁膜に電界が全くかからない状態が確保され
る。
On the other hand, in the non-selected rows, the word lines W2,... Remain at 0 potential, and a state where no electric field is applied to the gate insulating film of the memory transistor together with the substrate is secured.

【0085】このように、図17に示す条件の書き込み
方法では、選択された記憶素子については、従来と同様
にチャネル,ソース及びドレインをドレイン側から付与
されるビット線電位0Vで同電圧にでき、かつソースと
ドレイン間に電流が流れないので、電荷注入にFNトン
ネル現象を利用でき、その結果、書き込み消去を繰り返
してもゲート絶縁膜の劣化が少ない。また、非選択の記
憶素子については、上述したように非選択行のメモリト
ランジスタが非選択ビット線から全て切り離す制御がで
きるので、ビット線を介したディスターブ(ドレインデ
ィスターブ)フリーとなる。さらに、この不要な非選択
セルをビット線から切り離す制御ができることから、非
選択ビット線の電圧設定に際しては、従来のように、そ
の電圧設定が非選択行のセルに与える影響(ドレインデ
ィスターブ)を全く考慮することなく、自由に電圧を設
定できる。したがって、プログラム電圧VPPに応じて、
ゲート絶縁膜にかかる電界を0又は極小化するような非
選択ビット線の電圧設定が可能となり、この場合、ワー
ド線ディスターブ(ゲートディスターブ)フリーとする
ことができる。
As described above, according to the writing method under the conditions shown in FIG. 17, for the selected storage element, the channel, the source, and the drain can be set to the same voltage at the bit line potential 0 V applied from the drain side as in the related art. In addition, since no current flows between the source and the drain, the FN tunnel phenomenon can be used for charge injection. As a result, even if writing and erasing are repeated, deterioration of the gate insulating film is small. As for the unselected storage elements, the memory transistors in the unselected rows can be controlled to be completely disconnected from the unselected bit lines as described above, so that the disturbance (drain disturbance) via the bit lines becomes free. Furthermore, since the unnecessary unselected cells can be controlled to be separated from the bit lines, when setting the voltage of the unselected bit lines, the influence of the voltage setting on the cells of the unselected rows (drain disturbance) as in the related art is considered. The voltage can be set freely without any consideration. Therefore, according to the program voltage V PP ,
It is possible to set the voltage of an unselected bit line so as to minimize or minimize the electric field applied to the gate insulating film. In this case, word line disturbance (gate disturbance) can be made free.

【0086】また、読み出し時には、図17に示すよう
に、ソース線選択信号線WS1,WS2および選択ワー
ド線W1が、正の電圧、例えば+3V程度の電源電圧V
DDにバイアスされ、非選択ワード線W2が接地される。
また、ビット線選択信号線については、選択行のビット
線選択信号線WB1が電源電圧VDDにバイアスされる一
方、非選択行のビット線選択信号線WB2は接地電位
(0V)で保持される。この状態で、ビット線B1,B
2,…を、0Vから電源電圧VDDまで一斉に立ち上げる
か、選択ビット線を0Vから電源電圧VDDまで立ち上
げ、非選択ビット線B2,…を開放又はVDDとする。非
選択ビット線B2の印加電圧がVDDの場合は、非選択メ
モリトランジスタM21のチャネル電位がVDDとなるた
め、ゲートとチャネル間に全く電圧が印加されず、読み
出しに伴うソフトライト(弱い書き込み)が起こらな
い。もっとも、この場合の非選択ビット線B2にも電流
が流れるため、消費電力節減のため開放とすることもあ
る。この結果、選択メモリトランジスタM11のゲート
閾値電圧Vthの違いに応じて、選択ビット線B1に読み
出し電流が流れ、その量を検出してセル情報を判別す
る。
At the time of reading, as shown in FIG. 17, the source line selection signal lines WS1 and WS2 and the selected word line W1 are supplied with a positive voltage, for example, a power supply voltage V of about + 3V.
DD is biased, and the unselected word line W2 is grounded.
As for the bit line selection signal line, the bit line selection signal line WB1 of the selected row is biased to the power supply voltage VDD , while the bit line selection signal line WB2 of the non-selected row is held at the ground potential (0 V). . In this state, the bit lines B1, B
2, ... a, or launch simultaneously from 0V to the power supply voltage V DD, raises the selected bit line from 0V to the power supply voltage V DD, the unselected bit line B2, ... and an open or V DD. When the voltage applied to the unselected bit line B2 is V DD , the channel potential of the unselected memory transistor M21 becomes V DD , so that no voltage is applied between the gate and the channel, and the soft write (weak write) ) Does not occur. However, in this case, since the current also flows through the unselected bit line B2, it may be opened to reduce power consumption. As a result, according to the difference in the gate threshold voltage Vth of the selected memory transistor M11, a read current flows through the selected bit line B1, and the amount is detected to determine the cell information.

【0087】従来、選択列に属する非選択セルに対する
ソフトライト防止のため、選択ビット線B1に印加する
読み出し電圧は1.5V程度しか印加できなかった。こ
の読み出し方法では、選択ビット線電圧(読み出し電
圧)を従来より高くし、その結果、高速読み出しが可能
となった。また、この読み出し方法では、メモリトラン
ジスタが過剰に消去されゲート閾値電圧が負のデプリー
ションになっている場合でも、読み出しが可能となっ
た。すなわち、選択ビット線B1にメモリトランジスタ
M11を読み出す場合、従来では非選択行に選択トラン
ジスタBT12がないため、メモリトランジスタM12
が過剰消去された場合、ワード線W1のバイアス電圧が
0Vであってもビット線B1からソース線VSSに電流
が流れるため、ビット線B1から流れ出している電流が
選択メモリトランジスタM11からの電流であるのか、
非選択メモリトランジスタM12からの電流であるかが
識別不可能であった。ビット線B1に接続されている非
選択メモリトランジスタM12,…は、選択メモリトラ
ンジスタM11の数(即ち1)に比べ桁違いに多い。こ
の非選択メモリトランジスタ数は、例えば、ビット線分
割をした場合で31、ビット線分割をしないとすると1
023にも達する。本例では、選択行のビット線選択ト
ランジスタBT12,BT22,…がオフ状態なので、
読み出し電圧を上げても非選択セルから電流が漏れだす
ことが防止されている。なお、消去の場合は、図17に
示すバイアス電圧設定により、従来の同様にワード線単
位での消去が可能である。
Conventionally, a read voltage applied to the selected bit line B1 can be applied only to about 1.5 V in order to prevent soft write to unselected cells belonging to the selected column. In this read method, the selected bit line voltage (read voltage) was made higher than in the past, and as a result, high-speed read became possible. Further, in this reading method, reading is possible even when the memory transistor is excessively erased and the gate threshold voltage is in negative depletion. That is, when the memory transistor M11 is read from the selected bit line B1, since the selection transistor BT12 does not exist in the unselected row in the related art, the memory transistor M12 is read.
Is excessively erased, a current flows from the bit line B1 to the source line VSS even if the bias voltage of the word line W1 is 0 V, and the current flowing from the bit line B1 is the current from the selected memory transistor M11. Or
It was impossible to identify whether the current was from the unselected memory transistor M12. The unselected memory transistors M12,... Connected to the bit line B1 are orders of magnitude more than the number of selected memory transistors M11 (ie, one). For example, the number of the non-selected memory transistors is 31 when the bit line is divided, and 1 when the bit line is not divided.
023. In this example, the bit line selection transistors BT12, BT22,.
Even if the read voltage is increased, the current is prevented from leaking from the non-selected cells. In the case of erasing, erasing can be performed in word line units in the same manner as in the prior art by setting the bias voltage shown in FIG.

【0088】第4実施形態 本実施形態は、上述した第1〜第3実施形態に示した如
き3トランジスタ構成のメモリセルを、メモリセルアレ
イの一部に有する場合である。3トランジスタセル構成
では前記したように高信頼性が確保できる一方で、従来
構成に比べビット当たりのトランジスタ数が多いため
に、必然的に、メモリセルアレイ全体の専有面積が大き
くなり易い。この場合に、第3実施形態のように構造的
な工夫によって出来るだけセル面積増大を抑制すること
が重要となる。一方で、書き込みデータの種類によって
は、一部に高信頼性を要求されないものがある。たとえ
ば、音声記録の分野において、音声データは多少不良ビ
ットを有するビット品質が良くないものでも、その不良
発生頻度がある程度までなら実用上問題となることはな
いが、記録情報(日時、タイトル等)用のテキストデー
タは高信頼性が要求される。本実施形態は、このような
場合に好適なメモリセルアレイ構成に関するものであ
る。
Fourth Embodiment This embodiment is a case where a memory cell having a three-transistor configuration as shown in the above-described first to third embodiments is provided in a part of a memory cell array. In the three-transistor cell configuration, high reliability can be ensured as described above, but since the number of transistors per bit is larger than in the conventional configuration, the occupied area of the entire memory cell array tends to increase inevitably. In this case, it is important to suppress the increase in the cell area as much as possible by a structural measure as in the third embodiment. On the other hand, some types of write data do not require high reliability. For example, in the field of audio recording, even if the audio data has some defective bits and the bit quality is not good, it does not cause a practical problem if the frequency of occurrence of the defect is up to a certain level. Text data is required to have high reliability. The present embodiment relates to a memory cell array configuration suitable for such a case.

【0089】図18は、本実施形態に係る不揮発性半導
体記憶装置のメモリセルアレイの構成図である。このメ
モリセルアレイは、先の第1実施形態と同様なメモリセ
ル構成の第1のメモリブロック(ブロックA)と、従来
と同様な構成の第2のメモリブロック(ブロックB)と
から構成されている。なお、図18では第2のメモリブ
ロックとしてAND型を例示するが、この第2のメモリ
ブロック高密度化が可能なセル方式が望ましく、例えば
NAND型等であってもよい。また、その他のNOR型
も採用可能である。ブロックAは、第1及び第2の実施
形態と同様な図1が適用でき、また、具体的な構造に限
定はないが、省スペース化のためには先の第3実施形態
と同様な構造が望ましい。また、ブロックBの具体的構
造に限定はないが、例えば図19及び図20に示す構成
が採用できる。
FIG. 18 is a configuration diagram of a memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment. This memory cell array includes a first memory block (block A) having a memory cell configuration similar to that of the first embodiment and a second memory block (block B) having a configuration similar to that of the related art. . Although an AND type is illustrated as the second memory block in FIG. 18, a cell type capable of increasing the density of the second memory block is desirable, and for example, a NAND type may be used. Further, other NOR type can be adopted. 1 similar to the first and second embodiments can be applied to the block A, and the specific structure is not limited. However, in order to save space, a structure similar to that of the third embodiment is used. Is desirable. Although the specific structure of the block B is not limited, for example, the configurations shown in FIGS. 19 and 20 can be adopted.

【0090】ブロックAの書き込み,消去及び読み出し
の制御方法は、先の第1〜第3実施形態で述べたので、
ここでの説明は省略する。この図ようにブロックBがA
ND型の場合、その制御は一般的な方法、例えば従来技
術1,2と同様に行うことができる。また、ブロックB
がAND型以外の場合、先に従来技術で述べたような各
種制御方法が採用可能である。
The control method of writing, erasing and reading of the block A has been described in the first to third embodiments.
The description here is omitted. As shown in FIG.
In the case of the ND type, the control can be performed by a general method, for example, in the same manner as in the prior arts 1 and 2. Block B
Is other than the AND type, various control methods as described in the prior art can be adopted.

【0091】本実施形態のメモリセルアレイ構成では、
ブロックBが通常のNOR型構成のようにセル毎に選択
トランジスタを有しないものであっても、このブロック
B側で、あるメモリセルを選択した場合、ブロックA側
がセル毎に選択トランジスタを有していることから、選
択ビット線に連なるブロックA側のセルが誤って書き込
まれてしまうことがないといった利点がある。また、読
み出しにおいても、ブロックB側で、あるセルを読み出
す場合に、ブロックAのメモリセルは選択トランジスタ
をオフにすることで選択ビット線から切り離すことがで
き、ブロックA側セルの過剰消去等に起因してブロック
A側から選択ビット線に不要な電流が流れず、この結
果、読み出し精度が高くなるといった利点がある。
In the memory cell array configuration of the present embodiment,
Even if the block B does not have a selection transistor for each cell as in a normal NOR type configuration, when a certain memory cell is selected on the block B side, the block A side has a selection transistor for each cell. Therefore, there is an advantage that cells on the block A side connected to the selected bit line are not erroneously written. Also, in a read operation, when a certain cell is read on the block B side, the memory cell of the block A can be separated from the selected bit line by turning off the select transistor. As a result, unnecessary current does not flow from the block A to the selected bit line, and as a result, there is an advantage that read accuracy is increased.

【0092】本実施形態では、データの種類に応じた書
き込み対象の割り当てが可能である。すなわち、先の音
声記録の例では、3トランジスタセル構成のブロックA
(この場合の容量は、例えば1ワード線分の512バイ
ト)を比較的に高いビット品質が要求されるテキストデ
ータの記録用に用い、従来構成のブロックBをビット品
質が多少悪くてもよい音声データの記録用に用いること
ができる。これにより、データの記憶時に要求されるビ
ット品質(データの種類)に応じて、そのビット品質を
補償できる程度のディスターブ耐性を有する最適なブロ
ックを選択して記憶することができる。つまり、全ての
セルを3トランジスタ構成として全領域で高信頼性を保
証すると、ディスターブ耐性が高いブロックに低いビッ
ト品質でよいデータが記憶されることがあるが、本実施
形態では、そのような過剰品質をなくすことができる。
ディスターブ耐性が高い3トランジスタ構成の高信頼性
セルはディスターブ耐性が低い通常セルに比べ通常、専
有面積が大きいが、記憶データに応じて高信頼性セルの
全ビット数に占める割合を最適化することで、メモリセ
ルアレイ全体の専有面積を必要最小限にすることができ
る。
In this embodiment, it is possible to assign a write target according to the type of data. That is, in the above example of audio recording, block A having a three-transistor cell configuration is used.
(In this case, the capacity is, for example, 512 bytes for one word line) for recording text data requiring a relatively high bit quality, and the block B of the conventional configuration may be used for voice data whose bit quality may be somewhat poor. It can be used for data recording. Thus, it is possible to select and store an optimum block having a disturbance resistance sufficient to compensate for the bit quality according to the bit quality (data type) required when storing the data. In other words, if all cells have a three-transistor configuration and high reliability is guaranteed in all regions, good data with low bit quality may be stored in blocks with high disturbance resistance. Quality can be eliminated.
A highly reliable cell having a three-transistor configuration with a high disturbance resistance has a larger occupation area than a normal cell with a low disturbance resistance, but the ratio of the total number of bits of the high reliability cell to the storage data should be optimized. Thus, the occupied area of the entire memory cell array can be minimized.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置と
その製造方法及び書き込み方法によれば、例えば低電圧
駆動が可能なFNトンネリングによる書き込み消去を行
う際、ビット線とソース線の接続/遮断の制御を例えば
行単位でできるので、選択セルと同一なワード線やビッ
ト線に連なる非選択セルが、電気的な切り離しによりデ
ィスターブを全く受けないか、バイアス電圧設定の許容
範囲が拡大することにより、ディスターブを原理的には
受けうる場合でも実質上ディスターブフリーとなるバイ
アス電圧設定が可能となる。また、ディスターブに強く
なったぶん駆動電圧を上げることができるうえ、メモリ
トランジスタとビット線又はソース線間の付加容量等の
寄生成分が小さく、またワード線抵抗も小さくできるの
で、高速動作が可能なセル構成である。さらに、読み出
しにおいても、ディスターブフリーとできる上、不純物
拡散層による配線層を介したときのように、その抵抗変
動による影響を受けなく高信頼性、高精度な読み出しが
可能である。
According to the nonvolatile semiconductor memory device, the method of manufacturing the same, and the method of writing according to the present invention, for example, when performing write / erase by FN tunneling which can be driven at a low voltage, connection / disconnection of a bit line and a source line is performed. Can be controlled in units of rows, for example, so that unselected cells connected to the same word line or bit line as the selected cell are not disturbed at all by electrical disconnection, or the allowable range of bias voltage setting is expanded. Even if the disturbance can be received in principle, it is possible to set a bias voltage that is substantially free of disturbance. In addition, since the driving voltage can be increased, which is likely to be disturbed, the parasitic component such as an additional capacitance between the memory transistor and the bit line or the source line is small, and the word line resistance can be reduced. Configuration. Further, in the read operation, the read operation can be made disturbance-free, and the read operation can be performed with high reliability and high accuracy without being affected by the fluctuation of the resistance as in the case where the wiring is formed by the impurity diffusion layer.

【0094】セル内の3トランジスタのゲート電極を近
接配置できるセル構造とその製造では、電極間絶縁の形
成が容易化されている上、トランジスタ間の不純物領域
の配置スペースが不要で、かつゲート電極が積層され自
己整合コンタクトを有することから、セル面積の増大を
極力抑えることができる。また、記憶データの種類に応
じて3トランジスタセル構成のメモリブロックと通常の
メモリブロックとの割り当てを制御する場合、ビット品
質を保証しながらメモリセルアレイ全体の専有面積を必
要最小限にすることができる。
In the cell structure in which the gate electrodes of the three transistors in the cell can be arranged close to each other and the manufacture thereof, the formation of the interelectrode insulation is facilitated, the space for the impurity region between the transistors is not required, and the gate electrode is not required. Are stacked and have self-aligned contacts, so that an increase in cell area can be suppressed as much as possible. Further, when controlling the allocation between the memory block having the three-transistor cell configuration and the normal memory block in accordance with the type of the stored data, the occupied area of the entire memory cell array can be minimized while guaranteeing the bit quality. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の本実施形態に係る不揮発性メモリ装置
のメモリセル構成を示すメモリセルアレイの要部回路図
である。
FIG. 1 is a main part circuit diagram of a memory cell array showing a memory cell configuration of a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施形態に係るメモリトランジスタの
構成例を示す素子断面図であり、特にFG型の場合であ
る。
FIG. 2 is an element cross-sectional view showing a configuration example of a memory transistor according to an embodiment of the present invention, particularly in the case of an FG type.

【図3】同メモリトランジスタの他の構成例を示す素子
断面図であり、特にMONOS型の場合である。
FIG. 3 is an element cross-sectional view showing another configuration example of the memory transistor, particularly in the case of a MONOS type.

【図4】同メモリトランジスタの更に他の構成例を示す
素子断面図であり、特にMNOS型の場合である。
FIG. 4 is an element cross-sectional view showing still another configuration example of the memory transistor, particularly in the case of an MNOS type.

【図5】本発明の第1実施形態に係る書き込み方法のバ
イアス電圧の印加箇所と設定条件を示す図と表である。
FIG. 5 is a diagram and a table showing a bias voltage application location and setting conditions in a writing method according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態に係る書き込み方法のバ
イアス電圧の印加箇所と設定条件を示す図と表である。
FIG. 6 is a diagram and a table showing application locations and setting conditions of a bias voltage in a writing method according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図7(a)はセル配置例を示す4セル分の平面
図、図7(b)は図7(a)の配置例に対応した等価回
路図である。
7A is a plan view of four cells showing an example of a cell arrangement, and FIG. 7B is an equivalent circuit diagram corresponding to the arrangement example of FIG. 7A.

【図8】図7(a)のA−A線に沿った断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図9】本発明の実施形態に係る不揮発性メモリ装置の
製造方法を示す素子断面図であり、第1オフセット絶縁
膜の成膜までを示す。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an element showing a method for manufacturing a nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention, up to formation of a first offset insulating film.

【図10】図9に続く同断面図であり、選択ゲート電極
加工までを示す。
FIG. 10 is a cross-sectional view following FIG. 9, showing the process up to the selection gate electrode processing.

【図11】図10に続く同断面図であり、FGとなる多
結晶シリコン膜の成膜までを示す。
FIG. 11 is a sectional view following FIG. 10 and shows up to formation of a polycrystalline silicon film to be FG.

【図12】図11に続く同断面図であり、誘電体膜の成
膜までを示す。
FIG. 12 is a sectional view following FIG. 11, showing the process up to the formation of a dielectric film.

【図13】図12に続く同断面図であり、第2オフセッ
ト絶縁膜の成膜までを示す。
FIG. 13 is a sectional view following FIG. 12, showing the process up to the formation of a second offset insulating film;

【図14】図13に続く同断面図であり、ソース及びド
レイン領域の低濃度不純物ドープまでを示す。
FIG. 14 is a cross-sectional view following FIG. 13, showing up to the low concentration impurity doping of the source and drain regions.

【図15】図14に続く同断面図であり、ソース及びド
レイン領域の高濃度不純物ドープまでを示す。
FIG. 15 is a cross-sectional view following FIG. 14, showing up to high concentration impurity doping of source and drain regions.

【図16】図15に続く同断面図であり、層間絶縁層の
形成までを示す。
FIG. 16 is a cross-sectional view following FIG. 15, showing the steps up to the formation of an interlayer insulating layer;

【図17】図7のメモリセルアレイを例とした、第3実
施形態に係る書き込み,消去及び読み出し方法のバイア
ス電圧設定条件を示す表である。
FIG. 17 is a table showing bias voltage setting conditions of a write, erase, and read method according to the third embodiment, using the memory cell array of FIG. 7 as an example.

【図18】本発明の第4実施形態に係るメモリセルアレ
イの概略構成を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of a memory cell array according to a fourth embodiment of the present invention.

【図19】従来技術1に係る一般的なAND型のメモリ
セルアレイの一部を示す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a part of a general AND type memory cell array according to Prior Art 1.

【図20】図19に対応する部分についてのAND型メ
モリセルアレイの平面図である。
FIG. 20 is a plan view of an AND type memory cell array corresponding to FIG. 19;

【図21】図19に示す従来のAND型アレイのバイア
ス電圧の一般的な設定条件を示す表である。
FIG. 21 is a table showing general setting conditions of a bias voltage of the conventional AND type array shown in FIG.

【図22】従来技術2に係る一般的な分離ソース線NO
R型メモリセルアレイの基本構成と、書き込みバイアス
条件を示す回路図である。
FIG. 22 shows a general isolation source line NO according to the conventional technology 2
FIG. 2 is a circuit diagram showing a basic configuration of an R-type memory cell array and write bias conditions.

【図23】従来技術3に係る他の書き込みバイアス条件
を示す、図22と同じ構成の回路図である。
FIG. 23 is a circuit diagram showing another write bias condition according to Prior Art 3 and having the same configuration as that of FIG. 22;

【図24】従来技術4に係る共通ソース線NOR型メモ
リセルアレイの基本構成と、書き込みバイアス条件を示
す回路図である。
FIG. 24 is a circuit diagram showing a basic configuration of a common source line NOR type memory cell array according to the related art 4 and write bias conditions.

【図25】従来技術5に係る一般的なNAND型メモリ
セルアレイの基本構成とバイアス条件を示す回路図であ
り、図25(a)は書き込み時、図25(b)は読み出
し時である。
FIG. 25 is a circuit diagram showing the basic configuration and bias conditions of a general NAND type memory cell array according to Prior Art 5; FIG. 25 (a) shows a write operation and FIG. 25 (b) shows a read operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,12…半導体基板(又は半導体層)、1a,16…
ソース領域、1b,14…ドレイン領域、2…ゲート電
極(又はコントロールゲート)、3a〜3c…積層膜、
4…ゲート絶縁膜、5…フローティングゲート(電荷蓄
積手段)、6…中間絶縁膜、7,9…窒化膜、8…トッ
プ酸化膜、10…メモリセルアレイ、13…素子分離領
域、20,26…ゲート絶縁膜(第1又は第2のゲート
絶縁膜)、22…ビット線選択トランジスタのゲート電
極、24…ソース線選択トランジスタのゲート電極、2
8,32…オフセット絶縁膜、30…誘電体膜、34,
36…サイドウォール絶縁膜、37…接続プラグ、3
8,42…導電層、40,44…高融点金属シリサイ
ド、46…ソース配線層(共通電位配線層)、48,5
0…層間絶縁層、M1〜Mn,M22等…メモリトラン
ジスタ、ST11〜STn1,BT22等…ビット線選
択トランジスタ(第1の選択トランジスタ)、ST12
〜STn2,ST22等…ソース線選択トランジスタ
(第2の選択トランジスタ)、BC…ビットコンタク
ト、SC…ソースコンタクト、BL1(又はB1),B
L2(又はB2)…ビット線、WL1(又はW1),W
L2(又はW2)…ワード線、CSL(又はVSS)…
ソース線(共通電位線)、WB2(又はSG1)等…ビ
ット線選択信号線、WS2(又はSG2)等…ソース線
選択信号線、FG…コントロールゲート、CG…フロー
ティングゲート。
1,12 ... semiconductor substrate (or semiconductor layer), 1a, 16 ...
Source region, 1b, 14 ... drain region, 2 ... gate electrode (or control gate), 3a to 3c ... laminated film,
4 gate insulating film, 5 floating gate (charge storage means), 6 intermediate insulating film, 7, 9 nitride film, 8 top oxide film, 10 memory cell array, 13 element isolation region, 20, 26 ... Gate insulating film (first or second gate insulating film), 22: gate electrode of bit line select transistor, 24: gate electrode of source line select transistor, 2
8, 32: offset insulating film, 30: dielectric film, 34,
36: sidewall insulating film, 37: connection plug, 3
8, 42 ... conductive layer, 40, 44 ... refractory metal silicide, 46 ... source wiring layer (common potential wiring layer), 48, 5
0: interlayer insulating layer, M1 to Mn, M22, etc .: memory transistor, ST11 to STn1, BT22, etc .: bit line selection transistor (first selection transistor), ST12
To STn2, ST22, etc. Source line selection transistor (second selection transistor), BC bit contact, SC source contact, BL1 (or B1), B
L2 (or B2) ... bit line, WL1 (or W1), W
L2 (or W2) ... word line, CSL (or VSS) ...
Source line (common potential line), WB2 (or SG1) etc .... bit line selection signal line, WS2 (or SG2) etc .... source line selection signal line, FG ... control gate, CG ... floating gate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 27/115 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 27/115

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電荷蓄積手段の蓄積電荷量に応じて情報を
記憶するメモリトランジスタをメモリセル内に有する不
揮発性半導体記憶装置であって、 上記各メモリセルごとに、上記メモリトランジスタのソ
ース又はドレインの一方とビット線との間に接続された
第1の選択トランジスタと、 当該メモリトランジスタのソース又はドレインの他方と
共通電位線との間に接続された第2の選択トランジスタ
とを有する不揮発性半導体記憶装置。
1. A nonvolatile semiconductor memory device having a memory transistor in a memory cell for storing information in accordance with an amount of charge stored in a charge storage means, wherein a source or a drain of the memory transistor is provided for each memory cell. Non-volatile semiconductor having a first select transistor connected between one of the memory transistors and a bit line, and a second select transistor connected between the other of the source or drain of the memory transistor and a common potential line Storage device.
【請求項2】前記メモリトランジスタは、半導体基板又
は基板に支持された半導体層の表面側に互いに離間して
配置され、前記第1又は第2の選択トランジスタのソー
ス又はドレインにそれぞれ接続された第1及び第2の不
純物領域と、 当該第1及び第2の不純物領域間の前記半導体基板又は
半導体層上に接するゲート絶縁膜と、 当該ゲート絶縁膜および前記電荷蓄積手段を少なくとも
含む積層膜を介して前記半導体基板又は前記半導体層上
に積層された制御電極とを有する請求項1に記載の不揮
発性半導体記憶装置。
2. The memory transistor according to claim 1, wherein the memory transistors are arranged on a surface of a semiconductor substrate or a semiconductor layer supported by the substrate and are spaced apart from each other, and are connected to a source or a drain of the first or second selection transistor, respectively. A first and a second impurity region, a gate insulating film in contact with the semiconductor substrate or the semiconductor layer between the first and the second impurity region, and a stacked film including at least the gate insulating film and the charge storage means. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a control electrode laminated on the semiconductor substrate or the semiconductor layer.
【請求項3】前記積層膜は、その前記ゲート絶縁膜上に
前記電荷蓄積手段として導電性のフローティングゲート
を有する請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein said laminated film has a conductive floating gate as said charge storage means on said gate insulating film.
【請求項4】前記積層膜は、当該積層膜を構成する窒化
膜中、及び窒化膜と酸化膜との界面付近に前記電荷蓄積
手段として、少なくとも前記半導体基板又は前記半導体
層に対向する面内で離散化された電荷トラップを有する
請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the charge storage means is provided at least in the plane facing the semiconductor substrate or the semiconductor layer in the nitride film constituting the multilayer film and in the vicinity of the interface between the nitride film and the oxide film. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a charge trap discretized by:
【請求項5】前記メモリトランジスタと前記第1及び第
2の選択トランジスタとからなるメモリセルを複数配置
して構成された第1のメモリブロックと、 前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ、前
記共通電位線に接続された第2の選択トランジスタ間
に、複数のメモリトランジスタを接続させてなる単位ブ
ロックを複数配置して構成された第2のメモリブロック
とを有する請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
5. A first memory block configured by arranging a plurality of memory cells each including the memory transistor and the first and second selection transistors, and a first selection transistor connected to the bit line 2. The device according to claim 1, further comprising: a second memory block configured by arranging a plurality of unit blocks each including a plurality of memory transistors connected between the second selection transistors connected to the common potential line. Non-volatile semiconductor storage device.
【請求項6】メモリトランジスタに直列に、ビット線に
接続される第1の不純物領域との間に第1の選択トラン
ジスタを配置すると共に、共通電位線に接続される第2
の不純物領域との間に第2の選択トランジスタを配置し
てメモリセルが構成され、 上記第1及び第2の選択トランジスタの間の領域に、半
導体基板又は基板に支持された半導体層との間に形成さ
れた第1の絶縁膜と、上記第1及び第2の選択トランジ
スタのゲート電極側壁に形成された第2の絶縁膜を介し
て上記メモリトランジスタのゲート電極が設けられてい
る不揮発性半導体記憶装置。
6. A first selection transistor is arranged in series with a memory transistor and between a first impurity region connected to a bit line and a second selection transistor connected to a common potential line.
A memory cell is formed by arranging a second select transistor between the first and second select transistors. A semiconductor substrate or a semiconductor layer supported by the substrate is provided between the first and second select transistors. A non-volatile semiconductor, wherein a gate electrode of the memory transistor is provided via a first insulating film formed on the substrate and a second insulating film formed on a side wall of the gate electrode of the first and second select transistors Storage device.
【請求項7】前記第1の絶縁膜と前記第2の絶縁膜が同
一材料で一体に形成されている請求項6記載の不揮発性
半導体記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein said first insulating film and said second insulating film are integrally formed of the same material.
【請求項8】前記メモリトランジスタのゲート電極は、
前記第1の絶縁膜上のフローティングゲートと、 当該フローティングゲート上に誘電体膜を介して積層さ
れたコントロールゲートとから構成されている請求項6
に記載の不揮発性半導体記憶装置。
8. A gate electrode of the memory transistor,
7. A floating gate on the first insulating film, and a control gate laminated on the floating gate via a dielectric film.
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項9】前記第1及び第2の選択トランジスタのゲ
ート電極上に、それぞれオフセット絶縁膜を有し、 前記メモリトランジスタのゲート電極は、そのチャネル
長方向両側部分が上記オフセット絶縁膜上に延在してい
る請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置。
9. An offset insulating film is provided on each of the gate electrodes of the first and second select transistors, and both sides of the gate electrode of the memory transistor in the channel length direction extend on the offset insulating film. 7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 6, wherein
【請求項10】前記第1及び第2の選択トランジスタの
各ゲート電極側面のうち、前記第1及び第2の不純物領
域側に臨む各側面にそれぞれ形成された第1のサイドウ
ォール絶縁膜と、 前記オフセット絶縁膜上で、前記メモリトランジスタの
ゲート電極のチャネル長方向両側面にそれぞれ形成され
た第2のサイドウォール絶縁膜と、 上記第1及び第2のサイドウォール絶縁膜を内壁に有
し、前記第1及び第2の不純物領域上にそれぞれ開口す
る自己整合コンタクト孔と、 前記第1の不純物領域上の自己整合コンタクト孔内に埋
め込み形成された接続プラグと、 前記第2の不純物領域上の自己整合コンタクト孔内に埋
め込み形成された共通電位配線層とを有する請求項9に
記載の不揮発性半導体記憶装置。
10. A first sidewall insulating film formed on each of the side surfaces of the gate electrodes of the first and second select transistors facing the first and second impurity regions, respectively. A second sidewall insulating film formed on both sides of the gate electrode of the memory transistor in the channel length direction on the offset insulating film; and the first and second sidewall insulating films on inner walls, A self-aligned contact hole opened on each of the first and second impurity regions; a connection plug buried in the self-aligned contact hole on the first impurity region; The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, further comprising a common potential wiring layer buried in the self-aligned contact hole.
【請求項11】前記接続プラグおよび前記共通電位配線
層は、表面が高融点金属シリサイドにより覆われた導電
性シリコンから構成されている請求項10記載の不揮発
性半導体記憶装置。
11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein said connection plug and said common potential wiring layer are made of conductive silicon whose surface is covered with a refractory metal silicide.
【請求項12】前記共通電位線は、前記共通電位配線層
から構成され、 前記ビット線は、前記接続プラグ上に接し、かつ層間絶
縁層を介して前記共通電位配線層上に交差して配線され
ている請求項10記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. The common potential line is formed of the common potential wiring layer, and the bit line is in contact with the connection plug and crosses over the common potential wiring layer via an interlayer insulating layer. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein:
【請求項13】前記メモリトランジスタと前記第1及び
第2の選択トランジスタとからなるメモリセルを複数配
置して構成された第1のメモリブロックと、 前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ、前
記共通電位線に接続された第2の選択トランジスタ間に
複数のメモリトランジスタを接続させてなる単位ブロッ
クを複数配置して構成された第2のメモリブロックとを
有する請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装置。
13. A first memory block including a plurality of memory cells each including the memory transistor and the first and second selection transistors, and a first selection transistor connected to the bit line. 7. The nonvolatile memory according to claim 6, further comprising: a second memory block configured by arranging a plurality of unit blocks each including a plurality of memory transistors connected between the second selection transistors connected to the common potential line. Semiconductor memory device.
【請求項14】メモリセル内のトランジスタ形成に際
し、第1の選択トランジスタ、メモリトランジスタおよ
び第2の選択トランジスタを直列に接続させて半導体基
板又は基板に支持された半導体層に形成する不揮発性半
導体記憶装置の製造方法であって、 半導体基板又は半導体層内の表面側に形成され、ビット
線に接続される第1の不純物領域および共通電位線に接
続される第2の不純物領域の間の半導体領域上に、前記
第1の選択トランジスタ用の第1ゲート電極と第2の選
択トランジスタ用の第2ゲート電極を、互いに離間さ
せ、且つそれぞれ第1のゲート絶縁膜を介して形成する
工程と、 前記第1及び第2のゲート電極の間に、前記半導体領域
との間、第1及び第2のゲート電極の側壁との間それぞ
れに第2のゲート絶縁膜を介在させて、前記メモリトラ
ンジスタ用の第3のゲート電極を形成する工程とを有す
る不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
14. A nonvolatile semiconductor memory in which a first selection transistor, a memory transistor, and a second selection transistor are connected in series and formed on a semiconductor substrate or a semiconductor layer supported by the substrate when forming a transistor in a memory cell. A method of manufacturing a device, comprising: a semiconductor region formed on a surface side in a semiconductor substrate or a semiconductor layer, between a first impurity region connected to a bit line and a second impurity region connected to a common potential line Forming a first gate electrode for the first select transistor and a second gate electrode for the second select transistor on each other and via a first gate insulating film, respectively; A second gate insulating film is interposed between the first and second gate electrodes, between the first and second gate electrodes, and between the first and second gate electrodes, and between side walls of the first and second gate electrodes. So, the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device having a step of forming a third gate electrode of for the memory transistor.
【請求項15】前記第1及び第2のゲート電極の形成と
同時に、当該各ゲート電極上にオフセット絶縁膜を予め
形成しておき、 前記第3の電極形成工程が、上記オフセット絶縁膜と前
記第2のゲート絶縁膜上に第1の導電膜を成膜する工程
と、 上記第1の導電膜を前記トランジスタの直列接続方向と
略平行なストライプ状にパターンニングする工程と、 上記第1の導電膜上に誘電体膜と第2の導電膜を順に成
膜する工程と、 上記第2の導電膜と誘電体膜を、下層の前記第1の導電
膜とともに前記トランジスタの直列接続方向と略直交す
るストライプ状にパターンニングし、前記第1の導電膜
からなりセルごとに分断されたフローティングゲート、
及び前記第2の導電膜からなり前記誘電体膜上に積層さ
れたワード線を同時形成する工程とを有する請求項14
に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
15. An offset insulating film is previously formed on each of said gate electrodes simultaneously with the formation of said first and second gate electrodes, and said third electrode forming step comprises the steps of: A step of forming a first conductive film on a second gate insulating film; a step of patterning the first conductive film in a stripe substantially parallel to a series connection direction of the transistors; Forming a dielectric film and a second conductive film in order on the conductive film; and forming the second conductive film and the dielectric film together with the underlying first conductive film in a direction substantially parallel to the series connection direction of the transistor. A floating gate that is patterned into orthogonal stripes and is made of the first conductive film and divided for each cell;
And simultaneously forming a word line made of the second conductive film and laminated on the dielectric film.
3. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項16】前記第3の電極形成後、当該第3のゲー
ト電極と前記第1及び第2ゲート電極との各側面にサイ
ドウォール絶縁膜を形成する工程と、 上記サイドウォール絶縁膜の形成と同時に前記第1およ
び第2の不純物領域上でそれぞれ開口した自己整合コン
タクト孔内に、それぞれ導電材料を埋め込む工程と、 前記第1の不純物領域上の導電材料からなる接続プラグ
上に接し、前記第2の不純物領域上の導電材料からなる
共通電位配線層上に層間絶縁層を介して交差するビット
線を形成する工程とを更に有する請求項14に記載の不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。
16. A step of forming a sidewall insulating film on each side surface of the third gate electrode and the first and second gate electrodes after forming the third electrode, and forming the sidewall insulating film. Simultaneously burying a conductive material in each of the self-aligned contact holes opened on the first and second impurity regions; and contacting the connection plug made of the conductive material on the first impurity region, 15. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 14, further comprising: forming a bit line crossing over a common potential wiring layer made of a conductive material on the second impurity region via an interlayer insulating layer.
【請求項17】前記導電材料の埋め込みは、選択CVD
により行う請求項16記載の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法。
17. The method according to claim 17, wherein the conductive material is embedded by selective CVD.
The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 16, wherein the method is performed by:
【請求項18】ビット線に接続された第1の選択トラン
ジスタと、共通電位線に接続された第2の選択トランジ
スタとの間にメモリトランジスタを直列接続させてメモ
リセルが構成された不揮発性半導体記憶装置の駆動方法
であって、 前記第1および第2の選択トランジスタの少なくとも一
方を、行方向のメモリセル間で共通に駆動し、情報の書
き込み,読み出しまたは消去を行う不揮発性半導体記憶
装置の駆動方法。
18. A non-volatile semiconductor in which a memory cell is formed by connecting a memory transistor in series between a first selection transistor connected to a bit line and a second selection transistor connected to a common potential line. A method of driving a storage device, comprising: driving at least one of the first and second selection transistors in common between memory cells in a row direction to write, read, or erase information; Drive method.
【請求項19】前記書き込みに際し、非選択の前記ビッ
ト線に、前記メモリトランジスタの制御電極を行方向に
共通に接続したワード線のうち選択されたワード線と略
同じ電圧を印加する請求項18に記載の不揮発性半導体
記憶装置の駆動方法。
19. A voltage substantially the same as that of a word line selected from word lines in which control electrodes of said memory transistors are commonly connected in the row direction to said unselected bit lines during said writing. 3. The method for driving a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項20】前記メモリトランジスタと前記第1及び
第2の選択トランジスタとからなるメモリセルを複数配
置して構成された第1のメモリブロックと、 前記ビット線に接続された第1の選択トランジスタ、前
記共通電位線に接続された第2の選択トランジスタ間
に、複数のメモリトランジスタを接続させてなる単位ブ
ロックを複数配置して構成された第2のメモリブロック
とを有する不揮発性半導体記憶装置の駆動方法であっ
て、 書き込みに際し、上記第1のメモリブロックに第1のデ
ータを書き込み、 上記第2のメモリブロックに第2のデータを書き込む不
揮発性半導体記憶装置の駆動方法。
20. A first memory block configured by arranging a plurality of memory cells each including the memory transistor and the first and second selection transistors; and a first selection transistor connected to the bit line. And a second memory block configured by arranging a plurality of unit blocks each having a plurality of memory transistors connected between the second selection transistors connected to the common potential line. A method for driving a non-volatile semiconductor storage device, comprising: writing, when writing, first data to the first memory block; and writing second data to the second memory block.
JP6724398A 1997-10-31 1998-03-17 Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor Abandoned JPH11195718A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6724398A JPH11195718A (en) 1997-10-31 1998-03-17 Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30087197 1997-10-31
JP9-303113 1997-11-05
JP9-300871 1997-11-05
JP30311397 1997-11-05
JP6724398A JPH11195718A (en) 1997-10-31 1998-03-17 Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11195718A true JPH11195718A (en) 1999-07-21

Family

ID=27299389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6724398A Abandoned JPH11195718A (en) 1997-10-31 1998-03-17 Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11195718A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0986067A2 (en) * 1998-09-10 2000-03-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6545893B2 (en) 2001-04-11 2003-04-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory
US7099200B2 (en) 2003-04-22 2006-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
KR100787942B1 (en) 2006-07-24 2007-12-24 삼성전자주식회사 Xip flash memory device sharing a selection line
US7788447B2 (en) 1999-11-14 2010-08-31 Netac Technology Co., Ltd. Electronic flash memory external storage method and device
JP2013504834A (en) * 2009-09-14 2013-02-07 マイクロン テクノロジー, インク. Memory kink inspection
JP2013187467A (en) * 2012-03-09 2013-09-19 Ememory Technology Inc Nor type flash memory cell and its structure
CN108694971A (en) * 2017-04-05 2018-10-23 三星电子株式会社 three-dimensional semiconductor memory device
WO2023167115A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 渡辺浩志 Silicon brain

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7301809B2 (en) 1998-09-10 2007-11-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6512703B2 (en) 1998-09-10 2003-01-28 Tokyo Shibaura Electric Co Nonvolatile semiconductor memory
EP0986067A2 (en) * 1998-09-10 2000-03-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7333369B2 (en) 1998-09-10 2008-02-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6307807B1 (en) 1998-09-10 2001-10-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6657892B2 (en) 1998-09-10 2003-12-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
EP0986067A3 (en) * 1998-09-10 2004-02-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6801458B2 (en) 1998-09-10 2004-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7463540B2 (en) 1998-09-10 2008-12-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7173850B2 (en) 1998-09-10 2007-02-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US6370081B1 (en) 1998-09-10 2002-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7788447B2 (en) 1999-11-14 2010-08-31 Netac Technology Co., Ltd. Electronic flash memory external storage method and device
US6545893B2 (en) 2001-04-11 2003-04-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory
US7388783B2 (en) 2003-04-22 2008-06-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7099200B2 (en) 2003-04-22 2006-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7710775B2 (en) 2006-07-24 2010-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Cell array of memory device sharing selection line
KR100787942B1 (en) 2006-07-24 2007-12-24 삼성전자주식회사 Xip flash memory device sharing a selection line
JP2013504834A (en) * 2009-09-14 2013-02-07 マイクロン テクノロジー, インク. Memory kink inspection
JP2013187467A (en) * 2012-03-09 2013-09-19 Ememory Technology Inc Nor type flash memory cell and its structure
CN108694971A (en) * 2017-04-05 2018-10-23 三星电子株式会社 three-dimensional semiconductor memory device
WO2023167115A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 渡辺浩志 Silicon brain

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3679970B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP3540579B2 (en) Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
JP3583579B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP3081543B2 (en) Split gate transistor, method of manufacturing split gate transistor, and nonvolatile semiconductor memory
KR101420352B1 (en) Memory device and method of operating the same
US20060071265A1 (en) Nonvolatile memory devices and methods of forming the same
JP2001237330A (en) Involatile semconductor storage and method of operating the same
JP2001230332A (en) Nonvolatile semiconductor memory and its operating method
JPH11224908A (en) Nonvolatile semiconductor memory and writing method
JP2006191049A (en) Nonvolatile memory device, its manufacturing method and its operating method
JP2001085547A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and reading method therefor
JPH06314795A (en) Nonvolatile storage element, nonvolatile storage device using the storage element, method for driving the storage device, and manufacture of the storage element
JP2000200842A (en) Non-volatile semiconductor memory device, and manufacturing and wring method thereof
JPH1154732A (en) Non-volatile semiconductor memory device
JP2003046002A (en) Non-volatile semiconductor memory and operation method
JP2002368141A (en) Non-volatile semiconductor memory device
KR20080051065A (en) Flash memory device and method of operating the same
US7006378B1 (en) Array architecture and operation methods for a nonvolatile memory
JPH11195718A (en) Nonvolatile semiconductor memory and manufacture and drive method therefor
KR100762262B1 (en) Nonvolatile memory device and method of forming the same
JP2001284473A (en) Nonvolatile semiconductor memory
US8536634B2 (en) Memory device transistors
JP2001024075A (en) Nonvolatile semiconductor memory and writing thereof'
US6839278B1 (en) Highly-integrated flash memory and mask ROM array architecture
KR100706791B1 (en) Non-volatile memory device and methods of forming and operating the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041215

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050527

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20080227