JP2000315393A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP2000315393A
JP2000315393A JP2000102937A JP2000102937A JP2000315393A JP 2000315393 A JP2000315393 A JP 2000315393A JP 2000102937 A JP2000102937 A JP 2000102937A JP 2000102937 A JP2000102937 A JP 2000102937A JP 2000315393 A JP2000315393 A JP 2000315393A
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Toshifumi Takeda
敏文 竹田
Hisahiro Moriuchi
久裕 森内
Masaki Shirai
正喜 白井
Jiro Sakaguchi
治朗 坂口
Akinori Matsuo
章則 松尾
Seiji Yoshida
省史 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the increase of the chip size by arranging elements storing data required for address conversion to relieve defects in a random access memory between a pad provided at the central part of a semiconductor substrate main surface and a random access memory. SOLUTION: In order to store a relief address in a memory mat MAT, an address signal formed by an address buffer circuit is converted to write-in data, and stored in a non-volatile memory element. In the layout of a large capacity mask ROM integrated circuit, a pad is arranged at the central part of a semiconductor substrate chip to prevent signal delay and noise caused by lengthening the power source line, the ground line and the signal line. As a space can be easily obtained in periphery of the pad, the non-volatile memory element storing a relief address is arranged here. Then, the increase of the chip size of a semiconductor substrate is prevented and characteristics variation caused by the stress at the time of sealing the substrate into a package is prevented.

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】この発明は、半導体集積回路
装置に関し、例えば、リードオンリーメモリセルを含む
メモリマトリックスの欠陥救済技術に利用して有効な技
術に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technology that is effective when used as a defect repair technology for a memory matrix including read-only memory cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】マスクROMの欠陥救済や記憶データの
変更にEPROM(イレーザブル&エレクトリカリ・リ
ード・オンリー・メモリ)を用いる技術が公知である。
そして、上記EPROMとして単層ポリシリコンゲート
構造のものを用いる技術は、例えば1990年5月21
日付『電子情報通信学会技術研究報告』Vol.90、No. 4
7、頁51〜頁53に記載がある。また、上記EPROMと
して、2層ゲート構造のものを用いる技術は、例えば特
開昭61−47671号公報に記載されている。
2. Description of the Related Art A technique using an EPROM (erasable & electrical read only memory) for relieving defects in a mask ROM and changing stored data is known.
A technique using a single-layer polysilicon gate structure as the EPROM is described in, for example, May 21, 1990.
Date IEICE Technical Report Vol. 90, No. 4
7, pages 51 to 53. A technique using a two-layer gate structure as the EPROM is described in, for example, JP-A-61-47671.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本願発明者において
は、EPROMにおけるデータ保持特性の解析を行った
ところ、次のような現象が在ることを発見した。図16
には、異なる構造のEPROMのデータ保持特性がそれ
ぞれ示されている。同図において、横軸は時間を示し、
縦軸はしきい値電圧の変動率〔ΔVtht ÷ΔVth0 ×1
00〕%を示している。ここで、ΔVth0 は、書き込み
時のしきい値電圧を示し、ΔVtht はt時間経過後のし
きい値電圧を示している。また、温度300°Cの空気
中に放置するという環境でのデータ保持特性を調べたも
のである。
The inventors of the present invention have analyzed the data retention characteristics of an EPROM and found that the following phenomena existed. FIG.
2 shows data holding characteristics of EPROMs having different structures. In the figure, the horizontal axis represents time,
The vertical axis indicates the rate of change of the threshold voltage [ΔVth t ÷ ΔVth 0 × 1
00]%. Here, ΔVth 0 indicates a threshold voltage at the time of writing, and ΔVth t indicates a threshold voltage after elapse of t time. In addition, data retention characteristics in an environment where the device is left in air at a temperature of 300 ° C. are examined.

【0004】図16において、特性Bの素子構造は単層
ポリシリコンゲート構造のEPROMであり、特性Dは
2層ゲート構造のEPROMである。本願発明者におい
ては、この両者のEPROMのデータ保持特性の違いか
ら、2層ゲート構造におけるコントロールゲートがバリ
アー層として作用してフローティングゲートに蓄積され
た情報電荷の減少を防止しているのではないかと推測し
た。
In FIG. 16, the element structure having a characteristic B is an EPROM having a single-layer polysilicon gate structure, and the characteristic D is an EPROM having a two-layer gate structure. The inventor of the present application does not mean that the control gate in the two-layer gate structure acts as a barrier layer to prevent the reduction of information charges accumulated in the floating gate due to the difference in data retention characteristics between the two EPROMs. I guessed.

【0005】このことを確かめるために、上記単層ポリ
シリコンからなるフローティングゲートの上部全面にア
ルミニュウム層を設けた単層ポリシリコンゲート構造の
EPROMを形成し、そのデータ保持特性を調べると特
性Aのように大幅なデータ保持特性の改善が認められ
た。また、2層ゲート構造で素子の上部にプラズマ−C
VD法により形成された酸化膜(P−SiO)を設けた
場合には特性Cのような良好なデータ保持特性が得られ
ることが判明した。上記酸化膜(P−SiO)は、2層
アルミニュウム配線のための層間絶縁膜として形成され
たものである。すなわち、第1層目のアルミュウム層は
BPSG膜の上に形成され、その上に上記酸化膜(P−
SiO)を介して第2層目のアルミニュウム層が形成さ
れる構造の2層ゲート構造のEPROMである。
In order to confirm this, an EPROM having a single-layer polysilicon gate structure in which an aluminum layer is provided on the entire upper surface of the floating gate made of the single-layer polysilicon is formed. Thus, a significant improvement in data retention characteristics was observed. In addition, a plasma-C
It has been found that when an oxide film (P-SiO) formed by the VD method is provided, good data retention characteristics such as characteristic C can be obtained. The oxide film (P-SiO) is formed as an interlayer insulating film for a two-layer aluminum wiring. That is, the first aluminum layer is formed on the BPSG film, and the oxide film (P-
This is an EPROM having a two-layer gate structure in which a second aluminum layer is formed via SiO).

【0006】上記のような素子構造とデータ保持特性の
関係を注意深く解析した結果から、データ保持特性の改
善を図った単層ゲート構造の不揮発性記憶素子とそれを
用いた半導体集積回路装置に関するこの発明が成される
に至った。
From a result of careful analysis of the relationship between the element structure and the data retention characteristics as described above, a nonvolatile memory device having a single-layer gate structure with improved data retention characteristics and a semiconductor integrated circuit device using the same are disclosed. The invention has been made.

【0007】この発明の目的は、製造が簡単で高い信頼
性のもとに欠陥救済、機能変更又はトリミングが可能に
された半導体集積回路装置を提供することにある。この
発明の他の目的は、データ保持特性の改善を図った単層
ゲート構造の不揮発性記憶素子を備えた半導体集積回路
装置を提供することにある。この発明の前記ならびにそ
のほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添
付図面から明らかになるであろう。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device whose defect can be relieved, changed in function, or trimmed with high reliability and simple manufacturing. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device provided with a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure for improving data retention characteristics. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、半導体基板に主面にマイク
ロプロセッサと、入出力ポート、RAM及びそのRAM
に対する欠陥救済を行うためのアドレス変換に必要なデ
ータを記憶する素子とを設けるとともに、上記主面の中
央部にはパッドと、かかるパッドと上記RAMとの間に
上記素子を設ける。
The following is a brief description of an outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application. That is, a microprocessor, an input / output port, a RAM and its RAM are provided on a main surface of a semiconductor substrate.
And an element for storing data necessary for address conversion for relieving defects, and a pad in the center of the main surface and the element between the pad and the RAM.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1には、この発明に係る不揮発
性記憶素子を説明するための製造工程断面図が、同時に
形成されるNチャンネルMOSFETとPチャンネルM
OSFETとともに示されている。なお、この明細書に
おいて、MOSFETは絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタ(IGFET)の意味で用いている。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process for explaining a nonvolatile memory element according to the present invention.
Shown with OSFET. In this specification, MOSFET is used to mean an insulated gate field effect transistor (IGFET).

【0010】図1の(A)ないし(D)において、左側
から1層ポリシリコンゲート構造の不揮発性記憶素子Q
E、NチャンネルMOSFETQN、PチャンネルMO
SFETQPが示されている。NチャンネルMOSFE
TQN及びPチャンネルMOSFETQPは、上記不揮
発性記憶素子QEのアドレス選択回路等の周辺回路や、
この発明に係るEPROMと同じ半導体基板上に形成さ
れる他のメモリ回路やディジタル回路を構成するために
用いられる。また、不揮発性記憶素子QEは、ソースと
ドレインに対して左側が垂直方向、右側が平行方向の断
面図を示している。
1A to 1D, a nonvolatile memory element Q having a single-layer polysilicon gate structure from the left side.
E, N-channel MOSFET QN, P-channel MO
The SFET QP is shown. N-channel MOSFE
The TQN and the P-channel MOSFET QP include peripheral circuits such as an address selection circuit of the nonvolatile memory element QE,
It is used to configure other memory circuits and digital circuits formed on the same semiconductor substrate as the EPROM according to the present invention. The nonvolatile memory element QE is a cross-sectional view in which the left side is perpendicular to the source and the drain and the right side is parallel.

【0011】図1(A)において、P型半導体基板1の
一主面にP型ウェル2とN型ウェル102とが公知の手
段により形成される。次いで、公知の手段により厚い厚
さのフィールド絶縁膜3と、その下部に同図で点線で示
されたPチャンネルストッパー4とが形成される。
In FIG. 1A, a P-type well 2 and an N-type well 102 are formed on one main surface of a P-type semiconductor substrate 1 by a known means. Next, a thick field insulating film 3 and a P-channel stopper 4 indicated by a dotted line in FIG.

【0012】図1(B)において、不揮発性記憶素子Q
EのコントロールゲートとなるべきN型拡散層6が形成
される。このN型拡散層6は、特に制限されないが、イ
オン注入法により絶縁膜5を介してリンが加速エネルギ
ー80Kevで1×1014cm-2程度注入された後、窒
素中に1%程度の酸素を含んだ雰囲気で950°Cの温
度で30分程度の熱処理が行われることによって形成さ
れる。もちろん、不純物は砒素のみ、あるいは砒素とリ
ンの両方を使用してもよい。また、基本的には熱処理を
行う必要はないが、イオン注入によりダメージを受けた
半導体基板1のダメージ回復には、上記熱処理を行った
方がよい。
In FIG. 1B, a nonvolatile memory element Q
An N-type diffusion layer 6 to be an E control gate is formed. Although the N-type diffusion layer 6 is not particularly limited, after phosphorus is implanted at about 1 × 10 14 cm −2 at an acceleration energy of 80 Kev through the insulating film 5 by ion implantation, about 1% of oxygen is introduced into nitrogen. Is formed by performing a heat treatment at a temperature of 950 ° C. for about 30 minutes in an atmosphere containing. Of course, arsenic alone or both arsenic and phosphorus may be used as impurities. Although it is basically unnecessary to perform the heat treatment, it is better to perform the heat treatment in order to recover the semiconductor substrate 1 damaged by the ion implantation.

【0013】次に、上記イオン注入によりダメージを受
けた絶縁膜5が除去された後、熱酸化法により清浄なゲ
ート絶縁膜7が形成される。このとき、N型拡散層6の
上部のゲート絶縁膜7の膜厚は、N型拡散層6の無い領
域に比べて、1ないし2割程度厚く形成される。
Next, after the insulating film 5 damaged by the ion implantation is removed, a clean gate insulating film 7 is formed by a thermal oxidation method. At this time, the thickness of the gate insulating film 7 on the N-type diffusion layer 6 is formed to be about 10 to 20% thicker than the region without the N-type diffusion layer 6.

【0014】そして、不揮発性記憶素子QEのフローテ
ィングゲート、NチャンネルMOSFETQNとPチャ
ンネルMOSFETQPのゲート電極となる導体層8が
形成される。この導体層8は、多結晶シリコン(ポリシ
リコン)膜あるいは多結晶シリコン膜の上部にシリサイ
ド膜を積層したポリサイド膜により構成される。
Then, a conductor layer 8 serving as a floating gate of the nonvolatile memory element QE and gate electrodes of the N-channel MOSFET QN and the P-channel MOSFET QP is formed. The conductor layer 8 is composed of a polycrystalline silicon (polysilicon) film or a polycide film in which a silicide film is laminated on the polycrystalline silicon film.

【0015】図1(C)に示すように、N型拡散層9と
10、P型拡散層109が形成される。N型拡散層9は
イオン注入法により、リンが加速エネルギー50Kev
で2×1013cm-2程度注入されることにより形成され
る。N型拡散層10はイオン注入法により、リンが加速
エネルギー50Kevで5×1015cm-2程度注入され
ることにより形成される。P型拡散層109はイオン注
入法により、ボロンが加速エネルギー15Kevで1×
1013cm-2程度注入されることにより形成される。
As shown in FIG. 1C, N-type diffusion layers 9 and 10 and a P-type diffusion layer 109 are formed. The N-type diffusion layer 9 has an acceleration energy of 50 KeV by ion implantation.
At about 2 × 10 13 cm −2 . The N-type diffusion layer 10 is formed by implanting about 5 × 10 15 cm −2 of phosphorus at an acceleration energy of 50 Kev by an ion implantation method. The P-type diffusion layer 109 is formed by ion implantation at an acceleration energy of 15 KeV and 1 × boron.
It is formed by implanting about 10 13 cm -2 .

【0016】次に、全面にCVD絶縁膜が形成された後
に、異方性エッチングによりサイドウォール11が形成
される。そして、N型拡散層12とP型拡散層112が
形成される。N型拡散層12はイオン注入法により、砒
素が加速エネルギー80Kevで5×1015cm-2程度
注入されることにより形成される。P型拡散層112は
イオン注入法により、ボロンが加速エネルギー15Ke
vで2×1015cm-2程度注入されることにより形成さ
れる。この実施例においては、N型拡散層10をサイド
ウォール11の形成前に形成するよう説明したが、サイ
ドウォール11を形成した後に形成するようにしてもよ
い。また、P型拡散層109の製造工程を省略し、サイ
ドウォール11の形成前にP型拡散層112が形成され
るようにしてもよい。この場合には、N型拡散層9が、
マクスを用いずに全面にイオン注入することよって形成
できる。
Next, after a CVD insulating film is formed on the entire surface, a sidewall 11 is formed by anisotropic etching. Then, an N-type diffusion layer 12 and a P-type diffusion layer 112 are formed. The N-type diffusion layer 12 is formed by implanting about 5 × 10 15 cm −2 of arsenic at an acceleration energy of 80 Kev by an ion implantation method. The P-type diffusion layer 112 has an acceleration energy of 15 Ke
It is formed by implanting about 2 × 10 15 cm −2 at v. In this embodiment, the N-type diffusion layer 10 has been described to be formed before the formation of the side wall 11, but may be formed after the formation of the side wall 11. Further, the manufacturing process of the P-type diffusion layer 109 may be omitted, and the P-type diffusion layer 112 may be formed before the formation of the sidewall 11. In this case, the N-type diffusion layer 9
It can be formed by ion implantation over the entire surface without using a mask.

【0017】図1(D)において、不揮発性記憶素子Q
Eは、コントロールゲートを拡散層6と10、フローテ
ィングゲート8、ゲート絶縁膜7、コントロールゲート
とフローティングゲートの間の層間絶縁膜7、ソースと
ドレインをN型拡散層10により構成された1層ゲート
構造にされる。ソースとドレインとをN型拡散層10に
より構成したのは、書き込み特性を向上するためのであ
る。
In FIG. 1D, a nonvolatile memory element Q
E denotes a single-layer gate in which a control gate is formed by diffusion layers 6 and 10, a floating gate 8, a gate insulating film 7, an interlayer insulating film 7 between the control gate and the floating gate, and a source and a drain are formed by an N-type diffusion layer 10. Structured. The reason why the source and the drain are formed by the N-type diffusion layer 10 is to improve the writing characteristics.

【0018】N型拡散層10は、入出力を構成するNチ
ャンネルMOSFETQNのソースとドレインと同一構
成である。NチャンネルMOSFETQNは、ゲート電
極8、ゲート絶縁膜7、及びソースとドレインがN型拡
散層9と12により構成された、いわゆるLDD構造に
される。PチャンネルMOSFETQPは、ゲート電極
8、ゲート絶縁膜7、及びソースとドレインがP型拡散
層109と112により構成された、いわゆるLDD構
造にされる。
The N-type diffusion layer 10 has the same configuration as the source and drain of the N-channel MOSFET QN constituting the input / output. The N-channel MOSFET QN has a so-called LDD structure in which a gate electrode 8, a gate insulating film 7, and sources and drains are constituted by N-type diffusion layers 9 and 12. The P-channel MOSFET QP has a so-called LDD structure in which the gate electrode 8, the gate insulating film 7, and the source and the drain are constituted by the P-type diffusion layers 109 and 112.

【0019】それぞれの素子は、フィールド絶縁膜3と
P型チャンネルストッパー4とにより分離されている。
各素子は、絶縁膜13に開けられたコンタクトホールを
介してアルミニュウムからなる配線15により接続され
る。上記不揮発性素子QEのコントロールゲートである
N型拡散層6と10は、配線15でシャントして寄生抵
抗を減らしている。すなわち、配線15がワード線を構
成し、各不揮発性記憶素子のコントロールゲートと接続
される。N型拡散層10は、配線15とのオーミックコ
ンタクトを良好にするために設けられる。
Each element is separated by a field insulating film 3 and a P-type channel stopper 4.
Each element is connected by a wiring 15 made of aluminum through a contact hole formed in the insulating film 13. The N-type diffusion layers 6 and 10, which are control gates of the nonvolatile element QE, are shunted by the wiring 15 to reduce parasitic resistance. That is, the wiring 15 forms a word line and is connected to the control gate of each nonvolatile storage element. The N-type diffusion layer 10 is provided for improving ohmic contact with the wiring 15.

【0020】この実施例では、このような1層ゲート構
造の不揮発性記憶素子QEのデータ保持特性を改善する
ために、絶縁膜13を介して上記フローティングゲート
8の全面を覆うアルミニュウム層15がバリアー層とし
て形成される。絶縁膜13は、PSG膜又はBPSG膜
により構成される。特に制限されないが、上記絶縁膜1
3を介してフローティングゲートの全面を覆うよう形成
されるバリアー層としてのアルミニュウム層15は、上
記不揮発性記憶素子QEのコントロールゲートが接続さ
れるワード線と一体的に構成される。
In this embodiment, in order to improve the data retention characteristics of such a nonvolatile memory element QE having a single-layer gate structure, an aluminum layer 15 covering the entire surface of the floating gate 8 with an insulating film 13 interposed therebetween is used as a barrier. Formed as a layer. The insulating film 13 is composed of a PSG film or a BPSG film. Although not particularly limited, the insulating film 1
An aluminum layer 15 as a barrier layer formed so as to cover the entire surface of the floating gate via 3 is formed integrally with a word line to which the control gate of the nonvolatile memory element QE is connected.

【0021】なお、この実施例の不揮発性記憶素子QE
が、後述するようなマスクROMの欠陥救済に用いられ
る場合、上記NチャンネルMOSFETQNは記憶素子
と類似の構造にされる。だだし、図1(A)において、
マスクROMが形成される部分には、イオン注入法によ
りN型不純物が導入され、そこに形成されるNチャンネ
ルMOSFETをディプレッション型にして置くもので
ある。
The nonvolatile memory element QE of this embodiment
However, when used for relieving defects in a mask ROM as described later, the N-channel MOSFET QN has a structure similar to that of a storage element. However, in FIG. 1 (A),
An N-type impurity is introduced into a portion where a mask ROM is formed by ion implantation, and an N-channel MOSFET formed there is placed in a depletion type.

【0022】図4には、上記不揮発性記憶素子QEの一
実施例の素子パターン図が示されている。コントロール
ゲートであるN型拡散層6は、コトタクトホール14を
介して同図で点線により示されたアルミニュウム層15
からなるワード線WLに接続される。このアルミニュウ
ム層15は、フローティングゲート8のバリアー層とし
ても用いるようにするため、同図に破線によりハッチン
グが行われたフローティングゲート8の全面を覆うよう
に、フローティングゲート8に沿って右方向に延びるよ
う形成される。
FIG. 4 shows an element pattern diagram of one embodiment of the nonvolatile memory element QE. The N-type diffusion layer 6 serving as a control gate is connected to the aluminum layer 15 indicated by a dotted line in FIG.
Connected to a word line WL. The aluminum layer 15 extends rightward along the floating gate 8 so as to cover the entire surface of the floating gate 8 hatched by a broken line in FIG. It is formed as follows.

【0023】同図には、一点鎖線a−bに対して上下対
称的に2つのメモリセルが示されている。すなわち、上
側の不揮発性記憶素子QEのドレインは、コントクトホ
ール14を介してアルミニュウム層15に接続される。
このアルミニュウム層15は、コンタクトホール14を
介して左右に延びるポリシリコン層からなるデータ線D
Lに接続される。また、不揮発性記憶素子QEのソース
を構成するN型拡散層10は、下側の不揮発性記憶素子
QEのソースと一体的に構成されて、上記バリアー層を
構成するアルミニュウム層15やドレインをポリシリコ
ン層からなるワード線に接続するアルミニュウム層と交
差しない領域まで上記中心線a−bに沿って右方向に延
び、そこに形成されたコンタクトホール14を介して縦
方向に、言い換えるならば、ワード線と平行に延長され
るアルミニュウム層からなるソース線SLに接続され
る。
FIG. 2 shows two memory cells vertically symmetrical with respect to the alternate long and short dash line ab. That is, the drain of the upper nonvolatile memory element QE is connected to the aluminum layer 15 via the contact hole 14.
This aluminum layer 15 is formed of a data line D made of a polysilicon layer extending to the left and right through contact hole 14.
L. Further, the N-type diffusion layer 10 constituting the source of the nonvolatile memory element QE is formed integrally with the source of the lower nonvolatile memory element QE, and the aluminum layer 15 and the drain constituting the barrier layer are formed of poly-silicon. It extends rightward along the center line ab to a region that does not intersect with an aluminum layer connected to a word line made of a silicon layer, and extends vertically through a contact hole 14 formed there, in other words, a word. It is connected to a source line SL made of an aluminum layer extending in parallel with the line.

【0024】この実施例の単層ゲート構造の不揮発性記
憶素子QEは、そのフローティングゲートの上部の全面
を覆うように形成されたアルミュウム層からるバリアー
層が設けられる。この実施例では、後述するようなラジ
カルな水素の拡散によるフローティングゲートへの注入
を防ぐために、フローティングゲート8のサイズを越え
るよう余裕を持った大きなサイズのバリアー層とされ
る。
The nonvolatile memory element QE having a single-layer gate structure according to this embodiment is provided with a barrier layer made of an aluminum layer formed so as to cover the entire upper surface of the floating gate. In this embodiment, a large-sized barrier layer having a margin exceeding the size of the floating gate 8 is used to prevent injection of the radical hydrogen into the floating gate due to diffusion of radical hydrogen as described later.

【0025】前記図16に示したデータ保持特性から、
次のようなことが推測される。特性Bに比べて特性Dは
データ保持特性の改善が見られる。両者の後続的相違
は、特性Bが単層ゲート構造なのに対して特性Dは2層
ゲート構造である。本願発明者は、このことから、2層
ゲート構造におけるコントロールゲートがフローティン
グゲートに浸入して保持電荷を消滅される要因を防止し
ている作用を持つのではないかと推測した。このことを
確かめるために、単層ゲート構造におけるフローティン
グゲート上に、バリアー層として図1(D)又は図4に
示すようなアルミニュウム層を設けた素子を形成した。
そして、そのデータ保持特性は特性Aに示すように大幅
な保持特性の改善が認められる。
From the data holding characteristics shown in FIG.
The following is assumed. As compared with the characteristic B, the characteristic D has an improvement in the data holding characteristic. The subsequent difference between the two is that the characteristic B has a single-layer gate structure while the characteristic D has a two-layer gate structure. The inventor of the present application has presumed from this fact that the control gate in the two-layer gate structure has an effect of preventing a factor that penetrates into the floating gate to eliminate the retained charge. In order to confirm this, an element having an aluminum layer as a barrier layer shown in FIG. 1D or 4 was formed on a floating gate in a single-layer gate structure.
As for the data retention characteristic, a large improvement in the retention characteristic is recognized as shown in characteristic A.

【0026】上記フローティングゲートに蓄積された情
報電荷を失わせる要因の一つが、ファイナルパッシベー
ション膜からのラジカルな水素であると推測したのは、
次のような理由からである。すなわち、図16では省略
されいてるが、ファイナルパッシベーション膜としてプ
ラズマナイトライド(P−SiN)膜を用いた場合に、
CVD酸化(PSG)膜を用いた場合に比べてデータ保
持特性が悪いことが認められた。両者の相違は、ラジカ
ルな水素量に大きな差がある。そして、バリアー層とし
てのアルミニュウム層は、それ自体が多量の水素を含み
ラジカルな水素をせき止めるダムの役割を果たして、フ
ローティングゲートへの水素の拡散を防止するものとの
結論を得た。
One of the reasons that one of the factors for losing the information charges accumulated in the floating gate was radical hydrogen from the final passivation film was presumed to be as follows.
This is for the following reasons. That is, although omitted in FIG. 16, when a plasma nitride (P-SiN) film is used as the final passivation film,
It was recognized that the data retention characteristics were poor as compared with the case where a CVD oxide (PSG) film was used. The difference between the two is that there is a large difference in the amount of radical hydrogen. It was concluded that the aluminum layer as a barrier layer itself contained a large amount of hydrogen and served as a dam for blocking radical hydrogen, thereby preventing diffusion of hydrogen to the floating gate.

【0027】また、バリアー層としてはポリシリコン層
であってもよい。ポリシリコン層も水素を包含し易い性
質を持ち、それがフローティングゲートとして用いられ
るときには、ファイナルパッシベーション膜から拡散し
てきた水素を捕獲し、情報電荷を失ってしまう。このこ
とを逆に利用し、フローティングゲートの上に、バリア
ー層としてポリシリコン層を設ける。このバリアー層と
してのポリシリコン層は、上記ファイナルパッシベーシ
ョン膜から拡散されるラジカルな水素を先に捕獲して取
り込むようになり、その下層に設けられるフローティン
グゲートへの拡散を防止するように作用する。この結
果、前記アルミニュウム層の場合と同様に上記バリアー
層としてのポリシリコン層がラジカルな水素に対してい
わばダムの役割を果たしてフローティングゲートへの浸
入を防止するものとなる。
The barrier layer may be a polysilicon layer. The polysilicon layer also has a property of easily containing hydrogen, and when used as a floating gate, captures hydrogen diffused from the final passivation film and loses information charges. Taking advantage of this fact, a polysilicon layer is provided as a barrier layer on the floating gate. The polysilicon layer serving as the barrier layer first captures and captures radical hydrogen diffused from the final passivation film, and acts to prevent diffusion to a floating gate provided thereunder. As a result, as in the case of the aluminum layer, the polysilicon layer serving as the barrier layer functions as a dam for radical hydrogen, so as to prevent penetration into the floating gate.

【0028】以上の現象は、あくまでも推測であるが、
前記図16に示したデータ保持特性から明らかなように
上記のようなバリアー層を設けることにより単層ゲート
構造の不揮発性記憶素子のデータ保持特性の明らかな改
善が認められる。
Although the above phenomenon is merely speculation,
As is apparent from the data retention characteristics shown in FIG. 16, the provision of the barrier layer as described above clearly improves the data retention characteristics of the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure.

【0029】なお、上記ファイナルパッシベーション膜
としてプラズマナイトライド(P−SiN)を用いた場
合には、安価で紫外線を透過させないプラスチックパッ
ケージを利用することができる。それ故、この実施例の
ようなバリアー層を設けることにより、データ保持特性
の改善を図りつつ、安価なパッケージを用いた半導体集
積回路装置を得ることができる。
When plasma nitride (P-SiN) is used as the final passivation film, an inexpensive plastic package that does not transmit ultraviolet light can be used. Therefore, by providing the barrier layer as in this embodiment, it is possible to obtain a semiconductor integrated circuit device using an inexpensive package while improving data retention characteristics.

【0030】図2には、この発明に係る不揮発性記憶素
子の他の一実施例の素子構造断面図が示されている。こ
の実施例は、不揮発性記憶素子が設けられる半導体集積
回路装置が2層のアルミュウム配線を用いる場合に向け
られている。すなわち、図1(D)のように、第1層目
のアルミニュウム層15をバリアー層として利用するこ
とに代え、このアルミニュウム層15の上に形成される
層間絶縁膜16の上に形成される第2層目のアルミニュ
ウム層17をポリシリコン層8からなるフローティング
ゲート上の全面を覆うように形成する。この場合、この
第2層目のアルミニュウム層17をワード線として利用
する場合、層間絶縁膜13、16に設けられたコンタク
トホール14と第1層目のアルミニュウム層15とを用
いて不揮発性記憶素子QEの拡散層6,10からなるコ
ントロールゲートに接続される。
FIG. 2 is a sectional view showing the element structure of another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention. This embodiment is directed to a case where a semiconductor integrated circuit device provided with a nonvolatile memory element uses two layers of aluminum wiring. That is, as shown in FIG. 1D, instead of using the first aluminum layer 15 as a barrier layer, a first aluminum layer 15 is formed on an interlayer insulating film 16 formed on the aluminum layer 15. A second aluminum layer 17 is formed so as to cover the entire surface of the floating gate made of the polysilicon layer 8. In this case, when the second aluminum layer 17 is used as a word line, the nonvolatile memory element is formed by using the contact holes 14 provided in the interlayer insulating films 13 and 16 and the first aluminum layer 15. It is connected to a control gate composed of diffusion layers 6 and 10 of QE.

【0031】図示しないが、第1層目のアルミニュウム
層15をワード線として用いる場合、上記バリアー層と
して形成される第2層目のアルミニュウム層17は、電
気的にはフローティング状態にして単にフローティング
ゲート8の上を覆うように形成される。
Although not shown, when the first aluminum layer 15 is used as a word line, the second aluminum layer 17 formed as the barrier layer is set to an electrically floating state, and is simply set to a floating gate. 8 is formed so as to cover the top.

【0032】また、上記のような2層のアルミニュウム
層が形成される場合、上記第2層目のアルミニュウム層
をワード線として用い、第1層目のアルミニュウム層を
データ線として用いる構成、あるいはこれとは逆に、第
1層目のアルミニュウム層をワード線として用い、第2
層目のアルミニュウム層をデータ線として用いるもので
あってもよい。あるいは、上記2つのアルミニュウム層
により共通ソース線や後述するサブワード線として用い
るものであってもよい。
When two aluminum layers are formed as described above, the second aluminum layer is used as a word line and the first aluminum layer is used as a data line. Conversely, the first aluminum layer is used as a word line,
The second aluminum layer may be used as a data line. Alternatively, the two aluminum layers may be used as a common source line or a sub-word line described later.

【0033】なお、同図にはNチャンネルMOSFET
とPチャンネルMOSFETも合わせて描かれている。
このNチャンネルMOSFET及びPチャンネルMOS
FETは、前記図1(D)と同様であるので、その説明
を省略する。
FIG. 3 shows an N-channel MOSFET.
And a P-channel MOSFET are also shown.
This N-channel MOSFET and P-channel MOS
The FET is the same as that shown in FIG.

【0034】図3には、この発明に係る不揮発性記憶素
子の更に他の一実施例の素子構造断面図が示されてい
る。図16の特性図において、特性Cは2層ゲート構造
の不揮発性記憶素子で、かつ2層のアルミニュウム配線
とするために、第1層目のアルミニュウム層と第2層目
のアルミニュウム層の間に設けられる層間絶縁膜とし
て、プラズマ−CVD法により形成された酸化膜(P−
SiO)が配置されている。
FIG. 3 is a sectional view showing the element structure of still another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention. In the characteristic diagram of FIG. 16, the characteristic C is between the first aluminum layer and the second aluminum layer in order to form a nonvolatile memory element having a two-layer gate structure and a two-layer aluminum wiring. As an interlayer insulating film to be provided, an oxide film (P-
SiO) is disposed.

【0035】そして、同じ2層ゲート構造でも上記酸化
膜(P−SiO)を持たない不揮発性記憶素子の特性D
に比べて格段に良好なデータ保持特性が得られることか
ら、本願発明者にあっては上記酸化膜(P−SiO)そ
のものも前記ラジカルな水素の拡散を防ぐ作用を持つこ
とに気付いた。すなわち、酸化膜(P−SiO)は、モ
ノシラン(SiH4 )+酸化窒素(N2 O)を原料ガス
として、プラズマ反応室に導いて付着させるものであ
り、ラジカルな水素量そのものが少なく、拡散されたラ
ジカルな水素を吸収してしまうという作用を持つものと
推測される。
The characteristic D of the nonvolatile memory element having no oxide film (P-SiO) even with the same two-layer gate structure is used.
The present inventors have found that the oxide film (P-SiO) itself also has an action of preventing the diffusion of the radical hydrogen, since a much better data retention characteristic can be obtained as compared with the above. That is, the oxide film (P-SiO) is formed by using monosilane (SiH 4 ) + nitrogen oxide (N 2 O) as a raw material gas and guiding it to the plasma reaction chamber to attach it. It is presumed to have the effect of absorbing the radical hydrogen that has been produced.

【0036】このことから、同図の実施例では、第1層
目の層間絶縁膜13をPSG膜又はBPSG膜により構
成し、第2層目の層間絶縁膜16を上記酸化膜(P−S
iO)で構成し、ファイナルパッシベーション膜18と
して、前記プラズマナイトライド膜(P−SiN)を用
いるものである。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 3, the first interlayer insulating film 13 is formed of a PSG film or a BPSG film, and the second interlayer insulating film 16 is formed of the oxide film (PS).
iO) and uses the plasma nitride film (P-SiN) as the final passivation film 18.

【0037】このような層間絶縁膜の構成は、上記図3
に示した2層アルミニュウム配線と同じである。それ
故、層間絶縁膜(PSG又はBPSG)13の上には、
第1層目のアルミニュウム層15がワード線等を構成
し、図示しないが、層間絶縁膜(P−SiO)16の上
には第2層目のアルミニュウム層がデータ線や共通ソー
ス線或いは他の配線として形成されてもよい。
The structure of such an interlayer insulating film is described in FIG.
This is the same as the two-layer aluminum wiring shown in FIG. Therefore, on the interlayer insulating film (PSG or BPSG) 13,
The first aluminum layer 15 constitutes a word line or the like, and although not shown, a second aluminum layer is formed on the interlayer insulating film (P-SiO) 16 by a data line, a common source line or another. It may be formed as a wiring.

【0038】また、図2の実施例において、層間絶縁膜
16として、上記プラズマ−CVD法により形成された
酸化膜(P−SiO)を用いれば、バリアー層が酸化膜
(P−SiO)とアルミニュウム層の二重にできるから
図16の特性Cに匹敵するような良好なデータ保持特性
が得られるものと推測できる。
In the embodiment shown in FIG. 2, if the oxide film (P-SiO) formed by the plasma-CVD method is used as the interlayer insulating film 16, the barrier layer is made of an oxide film (P-SiO) and aluminum. It can be inferred that a good data retention characteristic comparable to the characteristic C in FIG. 16 can be obtained because the layers can be doubled.

【0039】以下、上記のような単層ゲート構造の不揮
発性記憶素子が用いられたマスクROMの欠陥救済回路
について説明する。
Hereinafter, a defect relief circuit of a mask ROM using a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure as described above will be described.

【0040】図6には、この発明が適用されたマスクR
OMの一実施例のブロック図が示されている。メモリマ
ットMR−MATは、マスクROM用メモリ素子がマト
リックス配置されて構成される。メモリマットPR−M
ATは、前記のような単層ゲート構造の不揮発性記憶素
子がマトリックス配置された構成され、上記欠陥データ
の救済用に用いられる。
FIG. 6 shows a mask R to which the present invention is applied.
A block diagram of one embodiment of the OM is shown. The memory mat MR-MAT is configured by arranging memory elements for a mask ROM in a matrix. Memory mat PR-M
The AT is configured by arranging nonvolatile memory elements having a single-layer gate structure as described above in a matrix, and is used for relieving the above-described defect data.

【0041】メモリマットMR−MATは、公知のマス
クROMと同様にワード線とデータの各交点にメモリ素
子が配置され、上記メモリ素子のゲートはワード線に、
ドレインはデータ線に、ソースは回路の接地線に接続さ
れる。
In the memory mat MR-MAT, a memory element is arranged at each intersection of a word line and data as in a known mask ROM, and the gate of the memory element is connected to the word line.
The drain is connected to the data line and the source is connected to the circuit ground line.

【0042】このメモリマットMR−MATのワード線
は、Xデコーダ回路XDCにより選択される。Xデコー
ダ回路XDCは、X系のアドレス信号Ai+1 〜An を受
けるアドレスバッファADBにより形成された相補の内
部アドレス信号を解読し、上記メモリマットMR−MA
Tの1本のワード線を選択動作する。
The word line of the memory mat MR-MAT is selected by the X decoder circuit XDC. The X decoder circuit XDC decodes a complementary internal address signal formed by the address buffer ADB receiving the X-system address signals A i + 1 to An and stores the memory mat MR-MA.
One word line of T is selected.

【0043】上記メモリマットMR−MATのデータ線
は、カラムスイッチゲートMR−YGTによりコモンデ
ータ線に接続される。カラムスイッチゲートMR−YG
Tは、Y系のアドレス信号A0 〜Ai を受けるアドレス
バッファADBにより形成された、相補の内部アドレス
信号を解読するYデコーダ回路YDCにより形成された
デコード信号に従い、上記メモリマットMR−MAT内
から各出力マット毎に1本のデータ線をコモンデータ線
に接続動作する。
The data line of the memory mat MR-MAT is connected to a common data line by a column switch gate MR-YGT. Column switch gate MR-YG
T is formed by the address buffer ADB to undergo Y-system address signals A 0 to A i, and in accordance with the decode signal formed by the Y decoder circuit YDC for decoding the internal address signal complementary, the memory mat MR-MAT within Then, one data line is connected to the common data line for each output mat.

【0044】上記コモンデータ線は、センスアンプ回路
MR−SAMの入力端子に接続されている。センスアン
プ回路MR−SAMは、選択されたワード線とデータ線
の交点にあるメモリ素子から読み出された記憶情報の増
幅を行う。
The common data line is connected to an input terminal of the sense amplifier circuit MR-SAM. The sense amplifier circuit MR-SAM amplifies the storage information read from the memory element at the intersection of the selected word line and data line.

【0045】メモリマットPR−MATは、前記のよう
な単層ゲート構造の不揮発性記憶素子が、ワード線とデ
ータ線との各交点に配置されてなり、メモリマットMR
−MATにおける欠陥データに対する冗長回路として用
いられる。不揮発性記憶素子のコントロールゲートは、
ワード線に接続され、ドレインはデータ線に接続され、
ソースは回路の接地線に接続される。この冗長メモリマ
ットPR−MATのワード線は、後述する救済アドレス
記憶回路PR−ADDにより形成される冗長ワード線選
択信号が供給される。
The memory mat PR-MAT includes a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure as described above, which is arranged at each intersection between a word line and a data line.
-Used as a redundant circuit for defective data in MAT. The control gate of the nonvolatile memory element is
Connected to word line, drain connected to data line,
The source is connected to the circuit ground line. A word line of the redundant memory mat PR-MAT is supplied with a redundant word line selection signal formed by a relief address storage circuit PR-ADD described later.

【0046】冗長メモリマットPR−MATのデータ線
は、書き込みデータ入力回路PR−PGT及びカラムス
イッチゲートPR−YGTに接続される。書き込みデー
タ入力回路PR−PGCは、Y系のアドレス信号A0
i を受けるアドレスバッファADBにより形成された
相補の内部アドレス信号と、書き込みデータ入力DIを
受ける入力バッファDIBで形成されたデータ信号によ
り、上記冗長メモリマットPR−MAT内の1本のデー
タ線に書き込み信号を伝える動作を行う。
The data line of the redundant memory mat PR-MAT is connected to the write data input circuit PR-PGT and the column switch gate PR-YGT. The write data input circuit PR-PGC outputs the Y-system address signals A 0 to
The internal address signals complementary formed by the address buffer ADB undergoing A i, the input data signal formed by the buffer DIB for receiving a write data input DI, to one data line of the redundancy memory mat PR-MAT An operation of transmitting a write signal is performed.

【0047】上記カラムスイッチゲートPR−YGT
は、上記Y系のアドレス信号A0 〜A i を受けるアドレ
スバッファADBにより形成された相補の内部アドレス
信号を解読するYデコーダPR−YDCの出力信号に従
い、冗長メモリマットPR−MATの各出力マット毎に
1本のデータ線をコモンデータ線に接続動作する。コモ
ンデータ線は、センスアンプ回路PR−SAMの入力端
子に接続される。センスアンプ回路PR−SAMは、読
み出しモードのときに選択されたワード線とデータ線の
交点にあるメモリセル(不揮発性記憶素子)から読み出
された記憶情報の増幅を行う。
The above-mentioned column switch gate PR-YGT
Is the Y-system address signal A0~ A iAddress to receive
Complementary internal address formed by buffer ADB
According to the output signal of the Y decoder PR-YDC for decoding the signal.
For each output mat of the redundant memory mat PR-MAT,
One data line is connected to the common data line. Como
The data line is an input terminal of the sense amplifier circuit PR-SAM.
Connected to child. The sense amplifier circuit PR-SAM reads
Of the word line and data line selected in
Read from the memory cell (non-volatile storage element) at the intersection
The amplified stored information is amplified.

【0048】このセンスアンプ回路PR−SAMの出力
信号は、センスアンプ切り換えを行うマルチプレクサ回
路MPXに入力される。このマルチプレクサ回路MPX
は、マスクROM用のセンスアンプ回路MR−SAMの
出力信号又は上記冗長用のメモリマットPR−MAT用
のセンスアンプ回路PR−SAMの出力信号のいずれか
を選択して出力バッファDOBに伝える。出力バッファ
DOBは、マルチプレクサ回路MPXを通して伝えられ
た読み出しデータを出力端子DO0 〜DOm から送出す
る。
The output signal of this sense amplifier circuit PR-SAM is input to a multiplexer circuit MPX for switching the sense amplifier. This multiplexer circuit MPX
Selects either the output signal of the sense amplifier circuit MR-SAM for the mask ROM or the output signal of the sense amplifier circuit PR-SAM for the redundant memory mat PR-MAT and transmits it to the output buffer DOB. The output buffer DOB sends the read data that has been transmitted through a multiplexer circuit MPX from the output terminal DO 0 to DO m.

【0049】特に制限されないが、この実施例では、救
済アドレスを記憶するのに、上記不揮発性記憶素子を用
いている。救済アドレスの記憶方法は、X系アドレス信
号A i+1 〜An を受けるアドレスバッファ回路ADBで
形成されたアドレス信号を救済アドレス選択回路RAS
により、書き込みデータに変換し、救済アドレス記憶回
路PR−ADDに配置された不揮発性記憶素子に記憶さ
せる。特に制限されないが、救済アドレス記憶回路PR
−ADDには、複数の救済ワード線の記憶が可能とされ
る。これら複数の救済ワード線は、救済アドレス記憶位
置の変換をY系アドレス信号A0 〜Ai を受けるアドレ
スバッファ回路ADBにより形成された相補アドレス信
号を解読する冗長ワード線選択回路RASTにて割り当
てられる。
Although not particularly limited, in this embodiment,
The non-volatile memory element is used to store the
Have been. The method of storing the relief address is based on the X-system address signal.
Issue A i + 1~ AnReceiving address buffer circuit ADB
The formed address signal is transferred to a relief address selection circuit RAS.
Is converted to write data by the
Stored in the non-volatile memory element arranged in the path PR-ADD.
Let Although not particularly limited, the relief address storage circuit PR
-ADD can store a plurality of relief word lines.
You. These plurality of relief word lines store the relief address storage locations.
Conversion of the Y-address signal A0~ AiAddress to receive
Address signal formed by the buffer circuit ADB
Assigned by the redundant word line selection circuit RAST that decodes the signal
I can

【0050】救済アドレス記憶回路PR−ADDは、救
済アドレスの記憶とともに、書き込まれたアドレスのワ
ード線選択信号/RWS1 〜/RWSp を形成し、冗長
メモリマットPR−MATのワード線選択動作を行う。
また、マルチプレクサ回路MPXの出力切り換え相補信
号RSDA、/RSDAを形成する。本明細書において
は、ロウレベルをアクティブレベルとする論理記号のオ
ーバーバーを/に置き換えて表している。
The relief address storage circuit PR-ADD, as well as storage of the relief address, written to form a word line selection signal / RWS 1 ~ / RWS p address, the word line selecting operation of the redundant memory mat PR-MAT Do.
Further, it forms output switching complementary signals RSDA and / RSDA of the multiplexer circuit MPX. In the present specification, an overbar of a logic symbol having a low level as an active level is replaced with /.

【0051】制御回路CONTは、本半導体集積回路装
置を活性化するためのチップイネーブル信号CEと、読
み出し時の出力バッファ制御を行うアウトプットイネー
ブル信号/OEとを受け、各回路ブロック活性化信号/
ce、センスアンプ回路MR−SAMの活性化信号/s
ac、出力バッファ回路DOBの活性化信号/docを
形成するとともに、冗長用にに配置された不揮発性記憶
素子(PR−MAT、PR−ADD)の書き込み用高電
圧端子Vpp、特に制限されないが、書き込み制御を行う
ライトイネーブル信号/WEを受けて、内部書き込み制
御信号/we、救済アドレス記憶用書き込み信号RS、
RWNS等を形成する。
The control circuit CONT receives a chip enable signal CE for activating the semiconductor integrated circuit device and an output enable signal / OE for controlling an output buffer at the time of reading, and receives each circuit block activation signal / OE.
ce, activation signal / s of sense amplifier circuit MR-SAM
ac, an activation signal / doc for the output buffer circuit DOB, and a high-voltage terminal Vpp for writing the nonvolatile memory elements (PR-MAT, PR-ADD) arranged for redundancy, although not particularly limited, Upon receiving a write enable signal / WE for performing write control, an internal write control signal / we, a write signal RS for rescue address storage,
RWNS or the like is formed.

【0052】図7には、上記冗長ワード線選択回路RA
STの一実施例の回路図が示されている。Y系のアドレ
ス信号A0 〜Ah (h≦i)を受けるアドレスバッファ
回路ADBにより形成された相補アドレス信号a0 ,/
0 〜ah ,/ah を受け、救済アドレス記憶回路PR
−ADDの記憶用素子への書き込み時に活性化される信
号RWNSにより、記憶位置の割り当て信号AST1
ASTj が形成される。例えば、3ビットのアドレス信
号A0 〜A2 を用いると、8通りの記憶位置の割り当て
信号AST1 〜AST8 を形成することができる。これ
により、メモリマットMR−MATの最大8本までの欠
陥ビットが存在するワード線を、冗長用メモリマットP
R−MATの記憶セルに置き換えることができる。それ
故、上記のような救済アドレス記憶回路PR−ADDを
用いた場合には、冗長用メモリマットPR−MATに
は、上記8本分ワード線に対応した不揮発性記憶素子が
マトリックス配置される。
FIG. 7 shows the redundant word line selection circuit RA.
A circuit diagram of one embodiment of ST is shown. Complementary address signals a 0 and // formed by address buffer circuit ADB receiving Y-system address signals A 0 to A h (h ≦ i)
a 0 ~a h, / a h receiving, relief address storage circuit PR
A signal RWNS which is activated at the time of writing ADD to the storage element to generate a storage location assignment signal AST 1-
AST j is formed. For example, if three-bit address signals A 0 to A 2 are used, eight kinds of storage location allocation signals AST 1 to AST 8 can be formed. As a result, a word line having a maximum of eight defective bits in the memory mat MR-MAT is replaced with the redundant memory mat P
It can be replaced with an R-MAT storage cell. Therefore, when the above-described relief address storage circuit PR-ADD is used, nonvolatile memory elements corresponding to the eight word lines are arranged in a matrix in the redundant memory mat PR-MAT.

【0053】図8には、上記救済アドレス選択回路RA
Sの一実施例の回路図が示されている。救済アドレス選
択回路RASは、X系アドレス信号Ai+1 〜An をそれ
ぞれ受けるアドレスバッファ回路ADBにより形成され
た上記各アドレス信号ai+1〜an を受け、救済アドレ
ス記憶回路PR−ADDの不揮発性記憶素子への書き込
み時に活性化される信号RWNSにより、入力されたア
ドレス信号ai+1 〜a n が書き込みデータRAWai+1
〜RAWan として、救済アドレス記憶回路PR−AD
Dに伝えられる。記憶された救済アドレスと、X系アド
レス信号Ai+1〜An との比較を行うためのアドレス信
号Cai+1 〜Can が、先に割り当てられた救済アドレ
ス記憶部にてそれぞれ形成される。
FIG. 8 shows the relief address selection circuit RA.
A circuit diagram of one embodiment of S is shown. Relief address selection
The selection circuit RAS outputs the X-system address signal Ai + 1~ AnIt
Each formed by an address buffer circuit ADB to be received.
Each of the above address signals ai + 1~ AnReceiving relief address
Write to the nonvolatile memory element of the memory circuit PR-ADD
Signal RWNS activated at the time of
Dress signal ai + 1~ A nIs the write data RAWai + 1
~ RAWanThe relief address storage circuit PR-AD
D is told. Stored rescue address and X-system address
Less signal Ai + 1~ AnAddress signal to compare with
No. Cai + 1~ CanIs the relief address assigned earlier
Each is formed in the storage unit.

【0054】図9には、救済アドレス記憶回路PR−A
DDの一実施例の回路図が示されている。救済アドレス
記憶用書き込み信号RSが、記憶素子として配置された
前記のような単層ゲート構造の不揮発性記憶素子が結合
されたワード線に伝えられるとともに、救済アドレス選
択回路RASにて形成された記憶アドレスデータRAW
i+1 〜RAWan がデータ線に伝えられることによ
り、メモリ素子への書き込みが行われる。
FIG. 9 shows a relief address storage circuit PR-A.
A circuit diagram of one embodiment of the DD is shown. The rescue address storage write signal RS is transmitted to the word line to which the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure arranged as the storage element is coupled, and the memory formed by the rescue address selection circuit RAS. Address data RAW
a i + 1 ~RAWa n is by being transmitted to the data lines, writing to the memory device is performed.

【0055】救済アドレスを記憶したメモリ素子が接続
されたデータ線は、センスアンプSAの入力端子に接続
されおり、読み出し動作のときにはセンスアンプSAに
より増幅される。この実施例では、特に制限されない
が、救済アドレス記憶用のメモリ素子として上記救済ア
ドレスの他に、1ビットのメモリ素子が余分に設けられ
る。この1ビットのメモリ素子に“1”情報又は“0”
情報の任意のデータを記憶させることにより、救済アド
レスの記憶が行われているか否かの確認と、上記センス
アンプSAの活性化信号及び救済アドレス選択回路RA
Sのアドレス比較信号Cai+1 〜Can 形成用の活性化
信号/RS1 〜/RSp が形成される。
The data line connected to the memory element storing the relief address is connected to the input terminal of the sense amplifier SA, and is amplified by the sense amplifier SA at the time of a read operation. In this embodiment, although not particularly limited, an extra 1-bit memory element is provided as a memory element for storing the relief address in addition to the above-described relief address. "1" information or "0" is stored in this 1-bit memory element.
By storing any data of the information, it is confirmed whether or not the relief address is stored, and the activation signal of the sense amplifier SA and the relief address selection circuit RA are stored.
S of the address comparison signal Ca i + 1 ~Ca activation signal / RS 1 for n form ~ / RS p is formed.

【0056】救済アドレスを記憶したメモリ素子の読み
出しが行われると、上記センスアンプSAの各出力信号
は、上記アドレス比較信号Cai+1 〜Can との一致/
不一致確認のために排他的論理和回路に入力される。こ
の排他的論理和回路の出力は、上記センスアンプSAの
出力と上記アドレス比較信号Cai+1 〜Can とが一致
した場合に“0”となり、不一致の場合には“1”にな
る。救済アドレス記憶用のメモリ素子の全データが一致
した場合、冗長ワード線選択信号RWS1 〜RWSp
いずれかを選択信号として活性化する。さらに、上記冗
長ワード線選択信号RWS1 〜RWSp のいずれか1本
が選択された場合、冗長用メモリマットPR−MATに
設けられたセンスアンプ回路PR−SAMの活性化、及
びマルチプレクサMPXに供給される切り換え信号RS
AD,/RSADが形成される。
[0056] When the reading of the memory device storing the repair address is performed, the output signal of the sense amplifier SA, match with the address comparison signal Ca i + 1 ~Ca n /
It is input to an exclusive-OR circuit to confirm a mismatch. The output of the exclusive OR circuit, the output and the address of the sense amplifier SA compares the signal Ca i + 1 if and to CA n match "0", in the case of disagreement becomes "1". When all data in the memory device for relief address storage match, activates the selection signal one of the redundant word line selection signal RWS 1 ~RWS p. Further, if any one of the redundant word line selection signal RWS 1 ~RWS p is selected, the activation of the sense amplifier circuit PR-SAM provided redundant memory mat PR-MAT, and supplied to the multiplexer MPX Switching signal RS
AD and / RSAD are formed.

【0057】図10には、書き込みデータ入力回路PR
−PGCの一実施例の回路図が示されている。Y系のア
ドレス信号A0 〜Ai を受けるアドレスバッファ回路A
DBにて形成された相補の内部アドレス信号a0 ,/a
0 〜ai ,/ai とデータData を解読し、書き込み信
号weにより冗長用のメモリマットPR−MATの各デ
ータ線に書き込みデータDy0 〜Dyk を供給する。
FIG. 10 shows a write data input circuit PR
A circuit diagram of one embodiment of the PGC is shown. Address buffer circuit A which receives the Y-system address signals A 0 to A i of
Complementary internal address signals a 0 , / a formed by DB
0 ~a i, / a i and data Data decodes and supplies the write data Dy 0 ~Dy k to the data lines of the memory mat PR-MAT for redundancy by writing signals we.

【0058】図11には、冗長用のYデコーダ回路PR
−YDCの一実施例の回路図が示されている。冗長用の
Yデコーダ回路PR−YDCは、Y系のアドレス信号A
0 〜Ai を受けるアドレスバッファ回路ADBにて形成
された相補の内部アドレス信号a0 ,/a0 〜ai ,/
i を解読してカラムスイッチゲートPR−YGTに供
給されるカラム選択信号y0 〜yk を形成する。
FIG. 11 shows a Y decoder circuit PR for redundancy.
A circuit diagram of one embodiment of -YDC is shown. The Y decoder circuit PR-YDC for redundancy uses the Y address signal A
0 to A internal address signals complementary formed by the address buffer circuit ADB receiving a i a 0, / a 0 ~a i, /
forming a column select signal y 0 ~y k supplied to the column switch gate PR-YGT decrypts the a i.

【0059】図12には、冗長用のメモリマットPR−
MATとカラムスイッチゲートPR−YGT及びセンス
アンプ回路PR−SAMの一実施例の回路図が示されて
いる。
FIG. 12 shows a redundant memory mat PR-
A circuit diagram of one embodiment of the MAT, the column switch gate PR-YGT, and the sense amplifier circuit PR-SAM is shown.

【0060】図13には、上記マルチプレクサMPXの
一実施例の回路図が示されている。この実施例では、3
状態出力機能を持つクロックドインバータ回路が用いら
れる。反転の切り換え信号RSDAが活性化されると、
マスクROMを構成するメモリマットMR−MATによ
り選択されたメモリ素子の読み出し信号を受けるクロッ
クドインバータ回路が活性化されて、それを出力バッフ
ァ回路DOBに伝える。非反転の切り換え信号RSDA
が活性化されると、冗長用のメモリマットPR−MAT
により選択されたメモリ素子の読み出し信号を受けるク
ロックドインバータ回路が活性化されて、それを出力バ
ッファ回路DOBに伝える。すなわち、メモリマットM
R−MATに存在する欠陥ビットを含む読み出しデータ
に代えて、冗長用のメモリマットPR−MATに記憶さ
れた正しいデータが出力される。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an embodiment of the multiplexer MPX. In this embodiment, 3
A clocked inverter circuit having a status output function is used. When the inversion switching signal RSDA is activated,
A clocked inverter circuit receiving a read signal of a memory element selected by a memory mat MR-MAT constituting a mask ROM is activated, and transmits it to an output buffer circuit DOB. Non-inverted switching signal RSDA
Is activated, the redundant memory mat PR-MAT
Activates the clocked inverter circuit that receives the read signal of the selected memory element, and transmits it to the output buffer circuit DOB. That is, the memory mat M
Correct data stored in the redundant memory mat PR-MAT is output instead of the read data including the defective bit existing in the R-MAT.

【0061】図14には、この発明が適用されたマスク
ROMの他の一実施例の回路図が示されている。この実
施例のマスクROMは、Nチャンネル型の記憶用MOS
FETの直列回路が複数から構成される。上記各記憶用
MOSFETQmは、記憶情報に従ってディプレッショ
ン型かエンハンスメント型かに形成される。このような
メモリ素子への記憶情報の書き込みは、前記説明したよ
うにイオン注入法により行われる。同図において、上記
ディプレッション型のMOSFETは、そのチャンネル
部分に直線が付加されることにより、エンハンスメント
型のMOSFETと区別される。
FIG. 14 is a circuit diagram showing another embodiment of the mask ROM to which the present invention is applied. The mask ROM of this embodiment is an N-channel type storage MOS.
A series circuit of FETs is composed of a plurality. Each of the storage MOSFETs Qm is formed as a depression type or an enhancement type according to stored information. Writing of storage information to such a memory element is performed by the ion implantation method as described above. In the figure, the depletion type MOSFET is distinguished from the enhancement type MOSFET by adding a straight line to the channel portion.

【0062】代表として例示的に示されている1つのデ
ータ線D1に対応した直列回路は、カラム選択用のMO
SFETT1,T2等とデータ記憶用の記憶MOSFE
TQ1〜Q3等から構成される。これと隣接し、代表と
して例示的に示されている他のデータ線D2に対応した
直列回路は、カラム選択用のMOSFETT3,T4に
はデータ記憶用の記憶MOSFETQ4〜Q6等が接続
される。
A series circuit corresponding to one data line D1 exemplarily shown as a representative includes an MO for column selection.
SFET T1, T2, etc. and storage MOSFET for data storage
It is composed of TQ1 to Q3 and the like. In a series circuit adjacent to this and corresponding to another data line D2 exemplarily shown as a representative, storage MOSFETs Q4 to Q6 for data storage are connected to MOSFETs T3 and T4 for column selection.

【0063】例えば、例示的に示されているカラム選択
用のMOSFETT1とT4はディプレッション型MO
SFETに、T2とT3はエンハンスメント型MOSF
ETによりそれぞれ構成され、同図では省略された他の
直列MOSFETがオン状態のとき、カラムセレクタに
よりT1,T3のゲートに供給される選択信号がロウレ
ベルで、T2とT4のゲートに供給される選択信号がハ
イレベルのときには、T1とT2が共にオン状態となっ
てデータ線D1に直列形態の記憶MOSFETQ1〜Q
3等が接続される。また、カラムセレクタによりT1,
T3のゲートに供給される選択信号がハイレベルで、T
2とT4のゲートに供給される選択信号がロウレベルの
ときには、T3とT4が共にオン状態となってデータ線
D2に直列形態の記憶MOSFETQ4〜Q6等が接続
される。それ故、図示しないが、同図の各データ線D
1,D2等に対して、複数からなる直列回路を並列に設
けることが可能になる。
For example, the column selection MOSFETs T1 and T4 shown as examples are depletion type MOs.
In the SFET, T2 and T3 are enhancement type MOSF
When the other series MOSFETs respectively constituted by ET and not shown in the figure are in the ON state, the selection signal supplied to the gates of T1 and T3 by the column selector is at low level, and the selection signal supplied to the gates of T2 and T4 is selected. When the signal is at a high level, both T1 and T2 are turned on, and the storage MOSFETs Q1-Q connected in series to the data line D1.
3 etc. are connected. Also, T1,
When the selection signal supplied to the gate of T3 is at a high level,
When the selection signal supplied to the gates of T2 and T4 is at a low level, T3 and T4 are both turned on, and the storage MOSFETs Q4 to Q6 in series are connected to the data line D2. Therefore, although not shown, each data line D in FIG.
It becomes possible to provide a plurality of series circuits in parallel with respect to 1, D2, and the like.

【0064】メモリアレイの各直列形態の記憶用MOS
FETのうち、横方向に対応する記憶用MOSFETQ
mのゲートは、代表として例示的に示されているワード
線W1、W2、W3等にそれぞれ共通に接続される。こ
れらワード線W1〜W3は、Xデコーダの対応する各出
力端子に接続される。
Storage MOS of each series type of memory array
Of the FETs, the storage MOSFET Q corresponding to the lateral direction
The gates of m are commonly connected to word lines W1, W2, W3, etc., which are shown as representatives, for example. These word lines W1 to W3 are connected to corresponding output terminals of the X decoder.

【0065】上記データ線D1,D2等は、Yデコーダ
を介して共通データ線CDに接続される。同図のYデコ
ーダは、Yデコーダそのものと、その選択信号によりス
イッチ制御さるスイッチ素子からなるカラムスイッチ回
路とを合わせて示している。
The data lines D1, D2, etc. are connected to a common data line CD via a Y decoder. The Y decoder in FIG. 1 shows the Y decoder itself and a column switch circuit including switch elements that are switch-controlled by the selection signal.

【0066】共通データ線CDにはセンスアンプSAの
入力端子に接続される。センスアンプSAは、基準電圧
発生回路VRFにより形成された基準電圧を参照して、
選択されたメモリセルの読み出し信号のハイレベルとロ
ウレベルをセンス増幅する。
The common data line CD is connected to the input terminal of the sense amplifier SA. The sense amplifier SA refers to the reference voltage formed by the reference voltage generation circuit VRF,
Sense amplification of the high level and the low level of the read signal of the selected memory cell is performed.

【0067】特に制限されないが、上記センスアンプS
Aの基準電圧として、上記メモリアレイ部と同様な記憶
回路からなるダミーアレイによりそれぞれ形成される基
準電圧を参照してそのセンス動作を行せるようにしても
よい。ダミーアレイは、記憶用MOSFETQmが全て
エンハスメント型MOSFETにより構成され、そのゲ
ートには定常的に電源電圧Vccが供給されることによっ
て定常的にオン状態にされたものを利用できる。
Although not particularly limited, the sense amplifier S
As the reference voltage of A, the sensing operation may be performed with reference to a reference voltage formed by a dummy array including a storage circuit similar to the memory array unit. As the dummy array, a memory array in which all of the storage MOSFETs Qm are constituted by enhancement MOSFETs and whose gates are constantly supplied with the power supply voltage Vcc to be constantly turned on can be used.

【0068】この実施例における縦型ROMのアドレス
選択動作を次に説明する。Xデコーダは、ロウアドレス
バッファから供給される内部アドレス信号を解読して、
選択レベルをロウレベルとし、非選択レベルをハイレベ
ルとするデコード出力を形成する。例えば、ワード線の
数が512本の場合、選択された1つのワード線をロウ
レベルに、他の残り511本のワード線を全てハイレベ
ルにする。これによって、選択されたワード線に結合さ
れる記憶MOSFETがディプレッション型なら直列回
路に電流パスが形成され、エンハンスメント型なら電流
パスが形成されない。
Next, the address selection operation of the vertical ROM in this embodiment will be described. The X decoder decodes the internal address signal supplied from the row address buffer,
A decoded output in which the selected level is set to the low level and the non-selected level is set to the high level is formed. For example, when the number of word lines is 512, one selected word line is set to low level, and all the other 511 word lines are set to high level. As a result, if the storage MOSFET coupled to the selected word line is a depletion type, a current path is formed in the series circuit, and if the storage MOSFET is an enhancement type, no current path is formed.

【0069】YデコーダYDCRは、アドレスバッファ
を通して供給される内部アドレス信号を解読して、例え
ば512本の1本のデータ線を選んで共通データ線CD
に接続させる。これによって、選択された1つのデータ
線に対応した1つの読み出し信号がセンスアンプSAに
より増幅させる。読み出しデータとして、8ビット又は
16ビットのような複数ビットの単位で読み出す場合、
上記同様なメモリアレイを8又は16個設けるか、ある
いはYデコーダにより8本又は16本のデータ線を同時
に選択し、それぞれに対応してセンスアンプ及び出力回
路を設けるようにすればよい。
The Y decoder YDCR decodes the internal address signal supplied through the address buffer, selects, for example, one of 512 data lines, and selects a common data line CD.
To be connected. Thereby, one read signal corresponding to one selected data line is amplified by the sense amplifier SA. When the read data is read in units of a plurality of bits such as 8 bits or 16 bits,
Either 8 or 16 similar memory arrays may be provided, or 8 or 16 data lines may be simultaneously selected by a Y decoder, and a sense amplifier and an output circuit may be provided for each of them.

【0070】このような縦型ROMの欠陥救済のため
に、前記のような不揮発性記憶素子が用いられる。この
不揮発性記憶素子を用いた救済アドレス記憶回路及び冗
長用メモリマットは、前記図6等に示した回路を用いる
ことができる。
To remedy such a vertical ROM defect, the above-mentioned nonvolatile memory element is used. The circuit shown in FIG. 6 and the like can be used for the relief address storage circuit and the redundant memory mat using the nonvolatile storage element.

【0071】図15には、冗長用メモリマットとその周
辺回路の他の一実施例の回路図が示されている。同図の
各素子に付された回路記号が、前記図14に示した素子
と一部重複しているが、それぞれは別個のものであると
理解されたい。
FIG. 15 is a circuit diagram showing another embodiment of the redundant memory mat and its peripheral circuits. Although the circuit symbols given to the respective elements in FIG. 14 partially overlap with the elements shown in FIG. 14, it should be understood that they are different from each other.

【0072】同図には、1本のワード線W1とそれに接
続された複数の記憶素子Qmが代表として例示的に示さ
れている。ワード線W1の選択回路は、レシオ型論理回
路により構成される。すなわち、ナンドゲート回路Gに
より形成された選択信号は、Nチャンネル駆動MOSF
ETQ1のゲートに供給される。このMOSFETQ1
のソースは回路の接地電位に接続され、ドレイン側と電
源電圧Vccとの間にはCMOSインバータ回路Nにより
反転された選択信号を受けるNチャンネルMOSFET
Q2が設けられる。上記駆動MOSFETQ1のドレイ
ン出力は、ゲートに書き込み制御信号/WEが供給され
たディプレッション型MOSFETQ3を介してワード
線W1に接続される。ワード線W1にはディプレッショ
ン型の負荷MOSFETQ4が設けられる。このディプ
レッション型負荷MOSFETQ4が接続される電源端
子には、書き込み動作のときには高電圧Vppが供給さ
れ、読み出し動作のときには5Vのような低い電源電圧
Vccが供給される。
FIG. 9 exemplarily shows one word line W1 and a plurality of storage elements Qm connected thereto. The selection circuit for the word line W1 is constituted by a ratio type logic circuit. That is, the selection signal formed by the NAND gate circuit G is the N-channel drive MOSF
It is supplied to the gate of ETQ1. This MOSFET Q1
Is connected to the ground potential of the circuit, and an N-channel MOSFET receiving a selection signal inverted by the CMOS inverter circuit N between the drain side and the power supply voltage Vcc.
Q2 is provided. The drain output of the drive MOSFET Q1 is connected to the word line W1 via the depletion type MOSFET Q3 whose gate is supplied with the write control signal / WE. The word line W1 is provided with a depression type load MOSFET Q4. The power supply terminal to which the depletion type load MOSFET Q4 is connected is supplied with a high voltage Vpp during a write operation and a low power supply voltage Vcc such as 5 V during a read operation.

【0073】この実施例では、記憶素子Qmの書き込み
動作のとき、非選択のワード線に設けられる記憶素子に
おいて、データ線の書き込みハイレベルによりフローテ
ィングゲートの電位が高くされることに応じてチャンネ
ルにリーク電流が流れることを防止するために、ワード
線に対応した記憶MOSFETQmのソースは共通ソー
ス線S1に接続され、このソース線にはスイッチMOS
FETQ7を介して接地電位が与えられる。
In this embodiment, at the time of the write operation of the storage element Qm, in the storage element provided on the non-selected word line, the leakage to the channel occurs in accordance with the potential of the floating gate being raised by the write high level of the data line. In order to prevent a current from flowing, the source of the storage MOSFET Qm corresponding to the word line is connected to a common source line S1, and this source line has a switch MOS.
A ground potential is applied via FET Q7.

【0074】この実施例では、上記のようにレシオ型の
論理回路により形成されるため、それに対応したワード
線が非選択状態のときMOSFETQ1,Q3と負荷M
OSFETQ4とのコンダクタンス比に従って接地電位
より高いレベルにされ、上記MOSFETQ7を確実に
オフ状態にさせることができない。すなわち、書き込み
動作のときには、書き込み制御信号/WEがロウレベル
になっており、ゲート回路Gの出力信号がハイレベルの
非選択状態ときには、MOSFETQ1がオン状態にな
って、ワード線を回路の接地電位側のロウレベルにする
が、そのレベルは上記負荷MOSFETQ4のコンダク
タンスとMOSFETQ3とQ1の合成コンダクタンス
との比に従って接地電位より持ち上がってしまう。
In this embodiment, since the word line is formed by the ratio type logic circuit as described above, the MOSFETs Q1 and Q3 and the load M
The level is set higher than the ground potential according to the conductance ratio with the OSFET Q4, and the MOSFET Q7 cannot be reliably turned off. That is, at the time of the write operation, the write control signal / WE is at the low level, and when the output signal of the gate circuit G is at the non-selected state of the high level, the MOSFET Q1 is turned on to connect the word line to the ground potential side of the circuit. However, the level rises above the ground potential according to the ratio of the conductance of the load MOSFET Q4 to the combined conductance of the MOSFETs Q3 and Q1.

【0075】そこで、CMOSインバータ回路N1の出
力信号が供給されるサブワード線SW1を設け、上記ス
イッチMOSFETQ7のゲートにワード線W1に対応
した選択信号を供給するものである。この構成では、ワ
ード線W1が非選択状態になるときにはCMOSインバ
ータ回路Nの出力信号が接地電位のようなロウレベルに
なり、上記スイッチMOSFETQ7を確実にオフ状態
にすることができる。
Therefore, a sub-word line SW1 to which the output signal of the CMOS inverter circuit N1 is supplied is provided, and a selection signal corresponding to the word line W1 is supplied to the gate of the switch MOSFET Q7. With this configuration, when the word line W1 is in the non-selected state, the output signal of the CMOS inverter circuit N is at a low level such as the ground potential, and the switch MOSFET Q7 can be reliably turned off.

【0076】これにより、ワード線W1がロウレベルの
ような非選択状態ときに、データ線D1〜D16等にハ
イレベルが供給されることによって、図示しない他のワ
ード線に結合される記憶素子Qmへの書き込み動作のと
きに、書き込みが行われない非選択のワード線W1に設
けられる記憶MOSFETQmにリーク電流が流れるこ
とを防止することができる。このように非選択の記憶素
子Qmにチャンネル電流が流れないので、MOSFET
の耐圧も向上する。これはチャンネル電流が流れる時の
MOS耐圧はソースと基板とドレインで構成される寄生
バイポーラ動作によるものであり、チャンネル電流が流
れない時の表面ブレークダウンによるMOS耐圧よりも
低いためである。
Thus, when the word line W1 is in a non-selected state such as a low level, a high level is supplied to the data lines D1 to D16, etc., so that the storage element Qm coupled to another word line (not shown) is supplied. It is possible to prevent a leak current from flowing through the storage MOSFET Qm provided on the non-selected word line W1 to which no writing is performed during the writing operation. Since the channel current does not flow through the non-selected storage element Qm, the MOSFET
Withstand voltage is also improved. This is because the MOS breakdown voltage when a channel current flows is due to a parasitic bipolar operation composed of a source, a substrate, and a drain, and is lower than the MOS breakdown voltage due to surface breakdown when no channel current flows.

【0077】なお、ワード線の選択信号を形成するワー
ドドライバーをCMOS回路により構成した場合には、
ワード線W1によりスイッチMOSFETQ7のスイッ
チ制御を行う構成としてもよい。この場合には、書き込
み動作時のワード線の電位が高電圧Vppのように高くさ
れるから、スイッチMOSFETQ7はそれに応じて高
耐圧化する必要がある。
When a word driver for forming a word line selection signal is formed by a CMOS circuit,
The switch of the switch MOSFET Q7 may be controlled by the word line W1. In this case, since the potential of the word line at the time of the write operation is increased to the high voltage Vpp, the switch MOSFET Q7 needs to have a higher breakdown voltage accordingly.

【0078】この実施例では、書き込み時間の短縮化の
ために、代表として例示的に示されているデータ線D1
のように、ラッチ回路FFを持つ書き込み回路WAが全
てのデータ線D2〜D16・・・等に設けられる。記憶
素子Qmは、前記図1(D)や図4に示したような単層
ゲート構造の不揮発性記憶素子から構成される。それ
故、そのサイズは2層ゲート構造の不揮発性記憶素子に
比べてその占有面積が大きく形成される。それ故、デー
タ線相互のピッチが比較的大きくなり、メモリマットの
データ線ピッチを犠牲にすることなく、上記のような書
き込み回路WAを各データ線に設けることが可能にな
る。
In this embodiment, in order to reduce the writing time, the data line D1 shown as a representative is
, A write circuit WA having a latch circuit FF is provided for all data lines D2 to D16. The storage element Qm is composed of a non-volatile storage element having a single-layer gate structure as shown in FIG. 1D and FIG. Therefore, the size thereof is larger than that of the nonvolatile memory element having the two-layer gate structure. Therefore, the pitch between the data lines becomes relatively large, and the above-described write circuit WA can be provided for each data line without sacrificing the data line pitch of the memory mat.

【0079】このように各データ線に書き込み回路WA
を設ける構成では、2ステップからなる書き込み動作が
行われる。すなわち、第1ステップの書き込み動作は、
上記ラッチ回路FFに書き込みデータを記憶させる動作
である。このときには、データ入力回路DIBを通し入
力されたデータは、カラムスイッチCWを介して順次デ
ータ線を選択し、それに設けられるラッチ回路FFへの
データ転送が行われる。このようにして、1つのワード
線に対応した全データ線又は所定の複数のデータ線に対
応したラッチ回路FFへのデータ転送が終了すると、第
2ステップの書き込み動作が開始される。この第2ステ
ップの書き込み動作は、選択ワード線の電位をワード線
を書き込み高電圧にしておいて、各書き込み回路WAの
ラッチ回路FFに取り込まれたデータにに従いデータ線
D1に書き込み高電圧を供給するスイッチMOSFET
Q6のスイッチ制御を行い、記憶素子Qmのフローティ
ングゲートに電荷の注入を行う。
As described above, the write circuit WA is connected to each data line.
Is provided, a write operation including two steps is performed. That is, the write operation in the first step is as follows.
This is an operation of storing write data in the latch circuit FF. At this time, the data input through the data input circuit DIB sequentially selects a data line via the column switch CW, and the data is transferred to the latch circuit FF provided therein. When the data transfer to all the data lines corresponding to one word line or to the latch circuits FF corresponding to a plurality of predetermined data lines is completed, the write operation in the second step is started. In the write operation of the second step, the potential of the selected word line is set to the write high voltage for the word line, and the write high voltage is supplied to the data line D1 in accordance with the data taken into the latch circuit FF of each write circuit WA. Switch MOSFET
The switch of Q6 is controlled to inject charges into the floating gate of the storage element Qm.

【0080】この場合には、上記のように複数の記憶素
子に対して一斉に書き込み電流が流れるため、書き込み
電流が膨大になってしまうのを防ぐ意味でも上記のよう
なリーク電流の防止回路を設けることが必要になるもの
である。
In this case, since the write current flows simultaneously to a plurality of storage elements as described above, the leak current prevention circuit as described above is also used in order to prevent the write current from becoming enormous. It is necessary to provide.

【0081】また、上記のように複数からなる記憶素子
Qmに対して一斉に書き込み動作を行う場合には、フロ
ーティングゲートに電荷の注入が行われる記憶素子Qm
には比較的大きな電流が流れるからソース線S1には大
電流が流れてマイグレーションによる配線の断線を防止
する必要が生じる。このようなマイグレーションによる
断線を防ぐためにソース線の配線幅を太してもよい。し
かし、高集積化のためには、配線幅を太くするのは得策
ではない。そこで、ソース線S1の一定間隔毎にスイッ
チMOSFETQ7を複数個設け、書き込み電流を分散
させることにより、上記ソース線をそれ程太く形成する
ことなく上記のようなマイグレーションによる断線防止
が可能になる。
When a write operation is performed simultaneously on a plurality of storage elements Qm as described above, the storage element Qm in which charge is injected into the floating gate is used.
Since a relatively large current flows through the source line S1, a large current flows through the source line S1 and it is necessary to prevent disconnection of the wiring due to migration. To prevent such disconnection due to migration, the width of the source line may be increased. However, for high integration, it is not advisable to increase the wiring width. Therefore, by providing a plurality of switch MOSFETs Q7 at regular intervals of the source line S1 and dispersing the write current, the disconnection due to the above-described migration can be prevented without forming the source line so thick.

【0082】以上の書き込み動作は、特に制限されない
が、半導体ウェハ上に回路が完成された時のプロービン
グ工程により行われる。すなわち、プロービング工程に
おいて、マスクROMの読み出し試験を行い、その検査
結果から不良ビットを検出して救済アドレスの書き込み
と、救済アドレスに対応した記憶データの書き込みが行
われる。欠陥救済を行う場合、このようにプロービング
工程において書き込みを行うようにすることによって、
マスクROMが完成された時点では、上記救済アドレス
やそれに対応したデータの書き込みために特別の制御端
子が不要になる。
The above-described write operation is performed by, but not limited to, a probing process when a circuit is completed on a semiconductor wafer. That is, in the probing process, a read test of the mask ROM is performed, a defective bit is detected from the test result, and a rescue address is written and storage data corresponding to the rescue address is written. When relieving defects, by performing writing in the probing process in this way,
When the mask ROM is completed, no special control terminal is required for writing the above-described rescue address and data corresponding thereto.

【0083】なお、ユーザーにおいてデータの変更や修
正を行うようにする場合には、半導体集積回路装置が完
成された後に書き込みを行う必要があるから、適当な外
部端子を設けるか、あるいは高電圧入力を含む3値入力
回路を設けて、1つの端子を多重化して使うようにすれ
ばよい。
When the user changes or corrects data, it is necessary to perform writing after the completion of the semiconductor integrated circuit device. Therefore, an appropriate external terminal must be provided or a high voltage input must be provided. May be provided so that one terminal is multiplexed and used.

【0084】また、データ線に与えられる書き込み電圧
は、電源電圧Vccから高電圧Vppに切り換えるのではな
く、通常約5Vの電源電圧VccをMOSFETの耐圧の
許容範囲で約7V〜8V程度に高くして同図に示すよう
な電圧(Vcc’)にするものであってもよい。この場合
には、書き込み系のMOSFETQ6,Q5を高耐圧化
する必要がないから製造工程の簡略化が可能になる。そ
して、高電圧Vppをワード線の書き込み時の選択レベル
としてのみ用いる場合には、高電圧端子Vppから直流電
流が流れなくできるから高電圧Vppを比較的簡単な内部
昇圧回路により形成できる。
The write voltage applied to the data line is not switched from the power supply voltage Vcc to the high voltage Vpp, but the power supply voltage Vcc of about 5 V is raised to about 7 V to 8 V within the allowable range of the breakdown voltage of the MOSFET. The voltage (Vcc ') shown in FIG. In this case, since it is not necessary to increase the breakdown voltage of the write MOSFETs Q6 and Q5, the manufacturing process can be simplified. When the high voltage Vpp is used only as a selection level at the time of writing to a word line, no DC current flows from the high voltage terminal Vpp, so that the high voltage Vpp can be formed by a relatively simple internal booster circuit.

【0085】なお、書き込み時にデータ線に与えられる
書き込み電圧が上記のように7〜8V程度と比較的低い
と、書き込み時間が比較的長くされる。しかし、この実
施例のように1層ゲート構造の不揮発接続性記憶素子を
欠陥救済や機能変更等に用いる場合には、その書き込み
データ数は比較的少なくてよいから、単位の書き込み時
間が多少長くなっても大きな問題になることはない。
When the write voltage applied to the data line at the time of writing is relatively low, such as about 7 to 8 V, the writing time is relatively long. However, when the non-volatile storage element having the single-layer gate structure is used for defect repair or function change as in this embodiment, the number of write data may be relatively small, so that the unit write time is slightly longer. It will not be a big problem.

【0086】上記のように1層ゲート構造の不揮発性記
憶素子の書き込み動作において、そのドレインに与えら
れる高電圧を電源電圧VccをVcc’のように高くする方
法は、上記図15の実施例のようにラッチ回路FFを用
いた書き込み回路WAを利用するもの他、パッドや外部
端子あるいはアドレス端子等のような他の端子と共用さ
れた外部端子からデータを入力する場合にも利用できる
ことはいうまでもない。
As described above, in the write operation of the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure, the method of increasing the high voltage applied to the drain to the power supply voltage Vcc as Vcc 'is the same as that of the embodiment of FIG. Needless to say, the present invention can be used not only when the write circuit WA using the latch circuit FF is used but also when data is input from an external terminal shared with other terminals such as a pad, an external terminal, or an address terminal. Nor.

【0087】図5には、上記のようなサブワード線を設
けた構成の記憶素子の一実施例のパターン図が示されて
いる。この実施例では、ソース線SLに平行にソース線
SLと同じアルミニュウム層からなるサブワード線SW
を配置するものである。このようにサブワード線SWを
配置する構成では、その分記憶セルのサイズが大きくな
るから、それを防ぐためにソース拡散層が小さく形成さ
れ、それに延びるようにソース線配線が形成される。
FIG. 5 is a pattern diagram showing one embodiment of the storage element having the above-described sub-word line. In this embodiment, a sub word line SW made of the same aluminum layer as the source line SL is provided in parallel with the source line SL.
Is placed. In the configuration in which the sub-word lines SW are arranged as described above, the size of the memory cell is correspondingly increased. Therefore, in order to prevent this, the source diffusion layer is formed small, and the source line wiring is formed to extend therethrough.

【0088】図17ないし図23には、この発明の他の
一実施例が示されている。これらの実施例では、フロー
ティングゲートの上部を覆うバリアー層からフローティ
ングゲートの一部が露出した構成となっている。すなわ
ち、バリアー層はフローティングゲート上の全面を覆う
のではなく、その一部を覆う構造になっている。
FIGS. 17 to 23 show another embodiment of the present invention. In these embodiments, a part of the floating gate is exposed from the barrier layer covering the upper part of the floating gate. That is, the barrier layer does not cover the entire surface of the floating gate but covers a part thereof.

【0089】先に述べたように、データ保持特性を改善
するにはフローティングゲート上の全面を覆うようにバ
リアー層を形成することが望ましい。しかし、フローテ
ィングゲート上の全面を覆うようにすると不揮発性記憶
素子のサイズをそれだけ大きくしてしまう。このため、
マスクROMの救済のように大容量の単層ゲート構造の
不揮発性記憶素子が必要な場合には集積度の観点から不
利となる。そこで、不揮発性記憶素子のサイズを小さく
するために、バリアー層からフローティングゲートの一
部が露出した構成にすること、言い換えるならば、バリ
アー層はフローティングゲート上の全面を覆うのではな
く、ワード線、データ線又はソース線の形状を可能な範
囲で意図的に一部変形させてフローティングゲートの上
部に延在させる。このようにすることによって、フロー
ティングゲートが部分的にでもバリアー層によって覆わ
れるから、その分確実にデータ保持特性を改善させるこ
とができる。
As described above, in order to improve data retention characteristics, it is desirable to form a barrier layer so as to cover the entire surface of the floating gate. However, if the entire surface of the floating gate is covered, the size of the nonvolatile memory element increases accordingly. For this reason,
When a large-capacity, single-layer gate structure nonvolatile memory element is required as in the case of mask ROM relief, it is disadvantageous from the viewpoint of the degree of integration. Therefore, in order to reduce the size of the nonvolatile memory element, a configuration in which a part of the floating gate is exposed from the barrier layer is used. In other words, the barrier layer does not cover the entire surface of the floating gate but a word line. , The shape of the data line or the source line is intentionally partially deformed to the extent possible and extended above the floating gate. By doing so, since the floating gate is partially covered with the barrier layer, the data retention characteristics can be surely improved by that much.

【0090】すなわち、データ保持特性を損なう原因
は、ファイナルパッシベーション膜からのラジカルな水
素がフローティングゲートに蓄積された電子と反応して
結合する結果、蓄積された電子が減少することにあると
推測される。この場合、蓄積された電子が単位時間に減
少する割合は、フローティグゲートの表面の電子密度と
ラジカルな水素密度の積に比例すると考えられる。した
がって、フローティングゲートがバリアー層から露出す
る面積割合が減少すれば、ラジカルな水素とフローティ
ングゲートに蓄積された電子との反応が少なくなるの
で、蓄積された電子が減少する割合も減少する。この結
果、上述のようにデータ保持特性の改善が図られるもの
となる。
That is, it is presumed that the cause of impairing the data retention characteristic is that radical hydrogen from the final passivation film reacts with electrons accumulated in the floating gate to combine with the electrons, resulting in a decrease in the accumulated electrons. You. In this case, the rate at which the accumulated electrons decrease per unit time is considered to be proportional to the product of the electron density on the surface of the floating gate and the radical hydrogen density. Therefore, if the area ratio where the floating gate is exposed from the barrier layer is reduced, the reaction between radical hydrogen and the electrons stored in the floating gate is reduced, and the rate at which the stored electrons are reduced is also reduced. As a result, the data retention characteristics are improved as described above.

【0091】図17には、この発明に係る不揮発性記憶
素子の他の一実施例の素子構造断面図が示され、図18
には、その平面図が示されている。図17及び図18に
おいて、ワード線WLを構成するアルミニュウム層15
は、同図において右側(ソース線側)に意図的に延在さ
せてフローティングゲート8のバリアー層として用いる
ものである。
FIG. 17 is a sectional view showing the element structure of another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.
Shows a plan view thereof. 17 and 18, an aluminum layer 15 forming a word line WL is formed.
Is used as a barrier layer of the floating gate 8 by being intentionally extended to the right side (source line side) in FIG.

【0092】図19には、この発明に係る不揮発性記憶
素子の他の一実施例の素子構造断面図が示され、図20
には、その平面図が示されている。図19及び図20に
おいては、ワード線WLを構成するアルミニュウム層1
5にスリットが設けられる結果、フローティングゲート
8の一部が露出するようにされる。このスリットは、特
に制限されないが、2つのフローティングゲートにまた
がるようなワード線と平行となるような長方形にされ
る。上記のようにバリアー層を構成するためにワード線
をフローティングゲート上の全面を覆うように延在させ
ると、その分ワード線が太くなる。このようにワード線
が太くなるとファイナルパッシベーション膜のストレス
によってワード線としてのアルミニュウム層15及びア
ルミニュウム層15の下部絶縁膜13等にクラックが形
成され、素子特性を損なう虞れがある。そこで、この実
施例では上記バリアー層として作用するアルミニュウム
層にスリットを設けて実質的な太さを細くして上記のよ
うなクラックの発生を防止するものである。
FIG. 19 is a sectional view showing the element structure of another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.
Shows a plan view thereof. 19 and 20, the aluminum layer 1 forming the word line WL is
As a result of the slits being provided in 5, the floating gate 8 is partially exposed. Although not particularly limited, the slit is formed in a rectangular shape so as to be parallel to a word line extending over two floating gates. When the word line is extended to cover the entire surface of the floating gate to form the barrier layer as described above, the word line becomes thicker. When the word line becomes thicker in this way, cracks are formed in the aluminum layer 15 as the word line and the lower insulating film 13 of the aluminum layer 15 due to the stress of the final passivation film, and there is a possibility that the element characteristics may be impaired. Therefore, in this embodiment, slits are provided in the aluminum layer acting as the barrier layer to reduce the substantial thickness, thereby preventing the above-described cracks from occurring.

【0093】上記図17ないし図20において、ワード
線WLを構成するアルミニュウム層15を延在させてフ
ローティングゲート上の一部を覆うように構成したが、
これに代えてデータ線DLあるいはソース線SLを構成
するアルミニュウム層15を延在させてフローティング
ゲート上の一部又は全面を覆うバリアー層を構成するも
のであってもよい。上記同様にスリットを設けてクラッ
クの防止を図るようにしてもよい。
In FIGS. 17 to 20, the aluminum layer 15 forming the word line WL is extended to cover a part of the floating gate.
Instead of this, the barrier layer that covers a part or the whole surface of the floating gate by extending the aluminum layer 15 that forms the data line DL or the source line SL may be formed. Similar to the above, a slit may be provided to prevent cracks.

【0094】図21には、この発明に係る不揮発性記憶
素子の他の一実施例の素子構造断面図が示され、図22
には、その平面図が示されている。図21及び図22に
おいては、ワード線WLとデータ線DLを構成するアル
ミニュウム層15がそれぞれ延在させられることによっ
て、フローティングゲート8の一部をそれぞれが覆うよ
うにされる。このように場合には、ワード線WLとデー
タ線DLを構成する個々のアルミニュウム層がフローテ
ィングゲートの上部を覆う割合は少ないが、ワード線W
Lとデータ線DLの両方をバリアー層として作用させる
ことによって、フローティングゲート8の上部を覆う割
合を実質的に大きくすることができる。このように2つ
に分けてバリアー層を構成すると、それぞれのアルミニ
ウム層の太さを細くできるから、上記のようなスリット
を設けることなくクラックの発生を防止できる。
FIG. 21 is a sectional view showing the element structure of another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.
Shows a plan view thereof. In FIGS. 21 and 22, the aluminum layers 15 forming the word lines WL and the data lines DL are respectively extended, so that the floating gates 8 are partially covered. In such a case, the proportion of the individual aluminum layers forming the word line WL and the data line DL covering the upper part of the floating gate is small.
By using both L and data line DL as barrier layers, the ratio of covering the upper part of floating gate 8 can be substantially increased. When the barrier layer is divided into two layers as described above, the thickness of each aluminum layer can be reduced, so that the occurrence of cracks can be prevented without providing the slit as described above.

【0095】上記の実施例では、共にワード線WLがア
ルミニュウム層15、データ線DLがポリシリコンある
いはポリサイド等の導体層8により構成される。このよ
うな構成は、データ線DLに接続される不揮発性記憶素
子の数がワード線WLに接続される不揮発性記憶素子の
数よりも少ない場合に都合がよい。すなわち、ワード線
WLが抵抗値の小さなアルミニュウム層15により構成
されているので読み出し時のワード線WLの遅延時間を
小さくできるからである。
In the above embodiments, the word line WL is constituted by the aluminum layer 15 and the data line DL is constituted by the conductor layer 8 such as polysilicon or polycide. Such a configuration is convenient when the number of nonvolatile storage elements connected to the data line DL is smaller than the number of nonvolatile storage elements connected to the word line WL. That is, since the word line WL is formed of the aluminum layer 15 having a small resistance value, the delay time of the word line WL at the time of reading can be reduced.

【0096】図23には、この発明に係る不揮発性記憶
素子の他の一実施例の平面図が示されている。図23
(A)の実施例では、ワード線WLがポリシリコンまた
はポリサイド等からなる導体層8により構成される。こ
のような構成は、ワード線WLに接続される不揮発性記
憶素子の数がデータ線DLに接続される不揮発性記憶素
子の数よりも少ない場合に都合がよい。データ線DL
は、同図に点線で示されているようにアルミュウム層1
5から構成される。それ故、このデータ線DLを構成す
るアルミニュウム層15がフローティングゲート8の上
部の一部に対して延在されるよう形成されることよって
バリアー層が構成される。
FIG. 23 is a plan view showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention. FIG.
In the embodiment of (A), the word line WL is constituted by a conductor layer 8 made of polysilicon or polycide. Such a configuration is convenient when the number of nonvolatile memory elements connected to the word line WL is smaller than the number of nonvolatile memory elements connected to the data line DL. Data line DL
Is the aluminum layer 1 as shown by the dotted line in FIG.
5 is comprised. Therefore, barrier layer is formed by forming aluminum layer 15 constituting data line DL so as to extend to a part of the upper portion of floating gate 8.

【0097】図23(B)の実施例では、ワード線WL
がポリシリコンまたはポリサイド等からなる導体層8に
より構成される。このような構成は、ワード線WLに接
続される不揮発性記憶素子の数がデータ線DLに接続さ
れる不揮発性記憶素子の数よりも少ない場合に都合がよ
い。データ線DLとソース線SLは、同図に点線で示さ
れているようにアルミュウム層15から構成される。こ
の実施例では、ソース線SLを構成するアルミニュウム
層15がそれを挟んで構成される2つの不揮発性記憶素
子を構成する2つのフローティングゲート8の上部の一
部に対してそれぞれ延在されるよう形成されることよっ
てバリアー層が構成される。
In the embodiment of FIG. 23B, the word line WL
Is constituted by a conductor layer 8 made of polysilicon or polycide. Such a configuration is convenient when the number of nonvolatile storage elements connected to the word line WL is smaller than the number of nonvolatile storage elements connected to the data line DL. The data line DL and the source line SL are composed of the aluminum layer 15 as shown by the dotted line in FIG. In this embodiment, the aluminum layer 15 constituting the source line SL is extended to a part of the upper part of the two floating gates 8 constituting the two nonvolatile memory elements sandwiching the source line SL. The barrier layer is formed by being formed.

【0098】なお、上記図21及び図22に示した実施
例と同様に、データ線DLとソース線SLの両方のアル
ミニュウム層15がフローティングゲート8上の一部を
それぞれ分担して覆うように延在させてもよい。
Similar to the embodiment shown in FIGS. 21 and 22, aluminum layers 15 of both data line DL and source line SL extend so as to cover part of floating gate 8 respectively. May be present.

【0099】図24(A)ないし(D)には、この発明
に係る不揮発性記憶素子の他の一実施例を説明するため
の製造工程断面図が、同時に形成されるNチャンネルM
OSFETとPチャンネルMOSFETとともに示され
ている。
FIGS. 24A to 24D are cross-sectional views showing a manufacturing process for explaining another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.
Shown with OSFET and P-channel MOSFET.

【0100】この実施例では、前記図1(A)ないし
(D)によって示された不揮発性記憶素子とは異なり、
N型拡散層6の形成工程が省略される。すなわち、この
実施例の不揮発性記憶素子QEのコントロールゲート
は、PチャンネルMOSFETQPを構成するN型ウェ
ル領域102(n- )で構成している。更に、上記不揮
発性記憶素子QEは、前記図1(A)ないし(D)に示
した不揮発性記憶素子QEと同様にフローティングゲー
トの下部に延在するようにN型拡散層10が形成され
る。つまり、フローティングゲートとコントロールゲー
トとの間の容量結合はN型ウェル領域102とフローテ
ィングゲートの間の容量とN型拡散層とフローティング
ゲートの間の容量とで決まり、N型ウェル領域102と
フローティングゲートとの間の容量のみの場合よりも容
量結合を大きくできるのでセルサイズを小さくすること
ができる。
In this embodiment, unlike the nonvolatile memory element shown in FIGS. 1A to 1D,
The step of forming the N-type diffusion layer 6 is omitted. That is, the control gate of the nonvolatile memory element QE of this embodiment is formed by the N-type well region 102 (n ) forming the P-channel MOSFET QP. Further, in the nonvolatile memory element QE, an N-type diffusion layer 10 is formed so as to extend below the floating gate similarly to the nonvolatile memory element QE shown in FIGS. 1A to 1D. . That is, the capacitive coupling between the floating gate and the control gate is determined by the capacitance between the N-type well region 102 and the floating gate and the capacitance between the N-type diffusion layer and the floating gate. Since the capacity coupling can be increased as compared with the case where only the capacitance between the cells is used, the cell size can be reduced.

【0101】図25には、上記図24(A)ないし
(D)に対応した不揮発性記憶素子の平面図が示されて
いる。この場合、ディプレッション型のNチャンネルM
OSFETが同一半導体基板上に形成されるときには、
ディプレッション型にするのに使用するN型不純物を注
入すればN型ウェル領域102とフローティングゲート
の間の容量値を更に大きくする効果がある。勿論、N型
ウェル領域102だけでコントロールゲートを構成して
もよい。あるいはN型ウェル領域102を使用しない
で、N型拡散層10のようなフローティングゲートの下
部に延在する拡散層をコントロールゲートとして使用し
てもよい。
FIG. 25 is a plan view of the nonvolatile memory element corresponding to FIGS. 24A to 24D. In this case, the depletion type N channel M
When OSFETs are formed on the same semiconductor substrate,
Implanting an N-type impurity used for the depletion type has an effect of further increasing the capacitance value between the N-type well region 102 and the floating gate. Of course, the control gate may be constituted only by the N-type well region 102. Alternatively, a diffusion layer extending below the floating gate, such as the N-type diffusion layer 10, may be used as the control gate without using the N-type well region 102.

【0102】本実施例では、P型半導体基板に形成した
N型ウェル領域をコントロールゲートに使用したが、N
型半導体基板を使用する場合にはP型ウェル領域をコン
トロールゲートに使用したPMOS構成の不揮発性記憶
素子にしてもよく、種々の変形が可能である。
In this embodiment, the N-type well region formed on the P-type semiconductor substrate is used as the control gate.
When a type semiconductor substrate is used, a nonvolatile memory element having a PMOS structure using a P-type well region as a control gate may be used, and various modifications are possible.

【0103】本実施例によれば、製造工程を全く付加す
ることなく、コントロールゲートを拡散層で構成した不
揮発性記憶素子を得ることができるので、どのような半
導体集積回路装置にも適用できる。
According to the present embodiment, it is possible to obtain a nonvolatile memory element in which the control gate is formed of a diffusion layer without adding any manufacturing process, so that the present invention can be applied to any semiconductor integrated circuit device.

【0104】本実施例の不揮発性記憶素子はN型ウェル
領域とN型拡散層10などの他の拡散層を分離するため
の距離が長くなるので、そのセルサイズは図4あるいは
図5等の前記の実施例のセルサイズよりも大きくなる。
しかし、後述するように、RAMの救済の場合のように
アドレス変換のみの場合には必要な不揮発性記憶素子の
数も少ないので、セルサイズが少々大きくても問題はな
い。
Since the distance for separating the N-type well region from another diffusion layer such as the N-type diffusion layer 10 becomes long in the nonvolatile memory element of this embodiment, the cell size is as shown in FIG. 4 or FIG. The cell size is larger than that of the above embodiment.
However, as will be described later, the number of nonvolatile storage elements required is small in the case of only address conversion as in the case of repairing the RAM, so that there is no problem even if the cell size is slightly large.

【0105】図26(A)ないし(C)には、この発明
に係る不揮発性記憶素子の更に他の一実施例を説明する
ための製造工程断面図が、同時に形成されるNチャンネ
ルMOSFET及びPチャンネルMOSFET並びに2
層ゲート構造のマスクROMを構成する記憶MOSFE
TQMとともに示されている。
FIGS. 26A to 26C are cross-sectional views showing a manufacturing process for explaining still another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention. Channel MOSFET and 2
Storage MOSFE forming mask ROM having layer gate structure
Shown with TQM.

【0106】この実施例では、マスクROMの集積度を
向上させるために、隣接ワード線が異なる導体層8と1
08により構成される。すなわち、直列形態にされる複
数の記憶MOSFETのうち、第1層目のポリシリコン
層8により奇数番目のMOSFETのワード線を構成
し、第2層目のポリシリコン層108により偶数番目の
MOSFETのワード線を構成する。このような隣接ワ
ード線を2層ゲート構造とすることにより、実質的なワ
ード線の間隔(記憶MOSFETのピッチ)が狭くなる
ので集積度を向上させることができる。
In this embodiment, in order to improve the integration of the mask ROM, the conductor layers 8 and 1 having different adjacent word lines are different.
08. That is, of the plurality of storage MOSFETs arranged in series, the word line of the odd-numbered MOSFET is formed by the first polysilicon layer 8, and the word line of the even-numbered MOSFET is formed by the second polysilicon layer 108. Configure a word line. When such an adjacent word line has a two-layer gate structure, a substantial interval between word lines (pitch of storage MOSFET) is narrowed, so that the degree of integration can be improved.

【0107】この場合においても、欠陥救済のために使
用する不揮発性記憶素子QEはコントロールゲートを拡
散層により構成した1層ゲート構造としている。このよ
うにポリシリコン層が2層構造にされるにもかかわら
ず、不揮発性記憶素子を1層ゲート構造とするは、次の
理由によるものである。2層ゲート構造の不揮発性記憶
素子は、第1層目と第2層目のポリシリコン層の間に設
けられるゲート絶縁膜は、同じく2層ゲート構造のマス
クROMのそれと本質的に異なる。
Also in this case, the nonvolatile memory element QE used for defect relief has a one-layer gate structure in which the control gate is constituted by a diffusion layer. The non-volatile memory element has a single-layer gate structure despite the fact that the polysilicon layer has a two-layer structure for the following reasons. In a nonvolatile memory element having a two-layer gate structure, a gate insulating film provided between the first and second polysilicon layers is essentially different from that of a mask ROM having a two-layer gate structure.

【0108】すなわち、マスクROMにおける2層ゲー
ト構造は、第1層目と第2層目のゲートを単に電気的に
分離するだけの目的で絶縁膜を形成すればよいのに対し
て、2層ゲート構造の不揮発性記憶素子ではその膜質及
び膜圧が所望の書き込み/及び読み出し特性を満足する
ように制御された薄い絶縁膜である必要がある。それ
故、2層ゲート構造の不揮発性記憶素子においては、上
記フローティングゲートとコントロールゲートとの間に
形成されるべき絶縁膜を形成する特別な製造工程が付加
することが必要である。したがって、上記のように1層
ゲート構造の不揮発性記憶素子を用いることにより、実
質的な製造工程を増加させることなく、欠陥救済等を行
うことができる。
In other words, the two-layer gate structure in the mask ROM is different from the two-layer gate structure in that an insulating film may be formed merely for the purpose of simply electrically separating the first and second gates. In a nonvolatile memory element having a gate structure, a thin insulating film whose film quality and film pressure are controlled to satisfy desired write / read characteristics is required. Therefore, in a nonvolatile memory element having a two-layer gate structure, it is necessary to add a special manufacturing process for forming an insulating film to be formed between the floating gate and the control gate. Therefore, by using the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure as described above, defect relief or the like can be performed without substantially increasing the number of manufacturing steps.

【0109】図26(A)において、前記図1(A)な
いし(D)に示した実施例と同様にコントロールゲート
になるN型拡散層6、第1ゲート絶縁膜7と第1ゲート
電極8からなるマスクROMの第1MOSFETを形成
する。マスクROMの第2MOSFETとの絶縁のため
に、第1ゲート電極8の上部と側面には絶縁膜201と
211が形成される。
In FIG. 26A, the N-type diffusion layer 6 serving as a control gate, the first gate insulating film 7, and the first gate electrode 8 are formed similarly to the embodiment shown in FIGS. 1A to 1D. The first MOSFET of the mask ROM is formed. Insulating films 201 and 211 are formed on the upper and side surfaces of the first gate electrode 8 for insulation from the second MOSFET of the mask ROM.

【0110】図26(B)において、第2ゲート絶縁膜
107と第2ゲート電極108からなるマスクROMの
第2MOSFETが形成される。本実施例では不揮発性
記憶素子QEのフローティングゲートとマスクROMの
周辺回路を構成するNチャンネルMOSFETQNとP
チャンネルMOSFETQPのゲート電極は、第2層目
の導体層108で形成されている。もちろん、これらの
ゲート電極は第1層目の導体層8により構成してもよ
い。
In FIG. 26B, a second MOSFET of a mask ROM including the second gate insulating film 107 and the second gate electrode 108 is formed. In this embodiment, the floating gate of the nonvolatile memory element QE and the N-channel MOSFETs QN and P
The gate electrode of the channel MOSFET QP is formed by the second conductor layer 108. Of course, these gate electrodes may be constituted by the first conductor layer 8.

【0111】図26(C)に示すように、前記の実施例
と同様にしてこれらの各回路素子が完成される。ただ
し、同図においてはパッシベーション膜は省略されてい
る。この実施例では、上述のように本来の半導体集積回
路装置が2層ゲート構造であっても、不揮発性記憶素子
を1層ゲート構造にすることよって製造工程が簡単とな
る。
As shown in FIG. 26C, each of these circuit elements is completed in the same manner as in the above embodiment. However, the passivation film is omitted in FIG. In this embodiment, even if the original semiconductor integrated circuit device has a two-layer gate structure as described above, the manufacturing process is simplified by making the nonvolatile memory element a one-layer gate structure.

【0112】図27(A)と(B)には、ダイナミック
型RAMの救済に1層ゲート構造の不揮発性記憶素子を
使用した場合の半導体集積回路装置の一実施例の素子構
造断面図が示されている。
FIGS. 27A and 27B are cross-sectional views of an element structure of an embodiment of a semiconductor integrated circuit device when a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure is used for rescue of a dynamic RAM. Have been.

【0113】図27(A)のダイナミック型メモリセル
は、情報記憶用キャパシタが導体層203、誘電体膜2
04、導体層205により構成された、いわゆるSTC
構造とされる。図27(B)のダイナミック型メモリセ
ルは、情報記憶用キャパシタがN型拡散層6、誘電体膜
204、導体層205で構成された、いわゆるプレーナ
ー構造とされる。同図においては、パッシべーション膜
が省略して描かれている。
In the dynamic memory cell of FIG. 27A, the information storage capacitor is composed of the conductor layer 203 and the dielectric film 2.
04, a so-called STC constituted by the conductor layer 205
Structure. The dynamic memory cell of FIG. 27B has a so-called planar structure in which an information storage capacitor includes an N-type diffusion layer 6, a dielectric film 204, and a conductor layer 205. In the figure, the passivation film is omitted.

【0114】上記図27(A)及び(B)のいずれの実
施例においても、前記図24(A)なしい(E)に示し
た実施例と同様に、1層ゲート構造の不揮発性記憶素子
はN型ウェル領域102によりコントロールゲートを構
成しているので、製造工程の追加はない。ダイナミック
型RAMにおける欠陥救済は、アドレス変換を行うだけ
なので、必要な不揮発性記憶素子の数が少なくてよいか
らセルサイズが大きくても実質的な問題はない。
In each of the embodiments shown in FIGS. 27A and 27B, similarly to the embodiment shown in FIGS. 24A to 24E, a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure is used. Since the control gate is constituted by the N-type well region 102, there is no additional manufacturing process. Since the defect relief in the dynamic RAM is performed only by address conversion, the number of necessary nonvolatile memory elements may be small, so that there is no substantial problem even if the cell size is large.

【0115】また、2層からなる配線層15と17を供
えている場合には、図27(B)の断面図及び図28に
示した平面図に示すように、不揮発性記憶素子のフロー
ティングゲートの全面が、2つの層からなる配線層15
と17との組み合わせによって覆われている。すなわ
ち、この実施例では、ワード線WLが第1層目のアルミ
ニュウム層15により構成され、データ線DLが第2層
目のアルミニュウム層17から構成される。それ故、2
層のアルミニュウム層15と17とが互いに重なりあっ
てその下に設けられるフローティングゲートを覆うよう
にするものである。
When two wiring layers 15 and 17 are provided, as shown in the cross-sectional view of FIG. 27B and the plan view of FIG. Wiring layer 15 composed of two layers
And 17 are covered. That is, in this embodiment, the word line WL is formed of the first aluminum layer 15 and the data line DL is formed of the second aluminum layer 17. Therefore, 2
The aluminum layers 15 and 17 are overlapped with each other so as to cover a floating gate provided thereunder.

【0116】図29には、この発明に係る不揮発性記憶
素子による欠陥救済回路を内蔵したダイナミック型RA
Mの一実施例のブロック図が示されている。ダイナミッ
ク型RAMのメモリ部は、メモリマットDR−MAT、
Yゲート回路DR−YGT、センスアンプ回路DR−S
AMから構成される。メモリマットDR−MATは、図
27(A)又は(B)に示すような情報記憶用キャパシ
タと、アドレス選択用のトランスファーMOSFETか
らなるメモリセルがマトリックス状に配置されて構成さ
れている。ダイナミック型RAMの場合には、マスクR
OMのように後でデータを記憶させる不揮発性記憶素子
は必要ではなく、メモリマットDR−MATと同じメモ
リセルからなるマトリックス状に配置されて構成されて
いる予備(冗長)のメモリマットdr−MAT、Yゲー
ト回路dr−MAT、センスアンプ回路dr−SAMか
ら構成されている。
FIG. 29 shows a dynamic RA incorporating a defect rescue circuit using a nonvolatile memory element according to the present invention.
A block diagram of one embodiment of M is shown. The memory part of the dynamic RAM is a memory mat DR-MAT,
Y gate circuit DR-YGT, sense amplifier circuit DR-S
AM. The memory mat DR-MAT is configured by arranging a memory cell including an information storage capacitor and an address selection transfer MOSFET as shown in FIG. 27A or 27B in a matrix. In the case of a dynamic RAM, the mask R
A non-volatile memory element for storing data later such as OM is not required, and a spare (redundant) memory mat dr-MAT arranged and arranged in a matrix composed of the same memory cells as the memory mat DR-MAT. , Y gate circuit dr-MAT and sense amplifier circuit dr-SAM.

【0117】また、ダイナミック型RAMでは基板バイ
アス発生回路VBBGが内蔵される。すなわち、上記の
ように予備のメモリマットdr−MATがメモリマット
DR−MATと同じ揮発性のメモリセルを用いること、
予備のメモリマットdr−MATへの書き込み用回路が
ないこと、基板バイアス発生回路VBBGが搭載されて
いる点を除けば、マスクROMのアドレス変換の場合と
同じ方法によりダイナミック型RAMの欠陥救済ができ
る。
The dynamic RAM incorporates a substrate bias generation circuit VBBG. That is, as described above, the spare memory mat dr-MAT uses the same volatile memory cell as the memory mat DR-MAT,
Except that there is no circuit for writing to the spare memory mat dr-MAT and that a substrate bias generation circuit VBBG is mounted, defects of the dynamic RAM can be rescued by the same method as in the mask ROM address conversion. .

【0118】特に制限されないが、不揮発性記憶素子へ
の書き込み時には基板バイアス発生回路VBBGは非活
性状態にされ、半導体基板は回路の接地電位(グランド
電位)に設定されている。これは不揮発性記憶素子への
書き込み時に半導体基板に形成された拡散層からなるコ
ントロールゲートに高い電圧を加えるので、PN接合の
電圧が高くなりすぎないようにするためである。すなわ
ち、これにより、PN接合に対して格別な高耐圧化を施
すことなく、上記拡散層をコントロールゲートとして用
いる1層ゲート構造の不揮発性記憶素子への書き込みが
可能になる。もちろん、本実施例のようなダイナミック
型RAMの欠陥救済と同様な方法により、スタティック
型RAMの欠陥救済も実現できる。
Although not particularly limited, at the time of writing to the nonvolatile memory element, the substrate bias generation circuit VBBG is inactivated, and the semiconductor substrate is set to the circuit ground potential (ground potential). This is because a high voltage is applied to the control gate formed of the diffusion layer formed on the semiconductor substrate when writing to the nonvolatile memory element, so that the voltage of the PN junction does not become too high. That is, this enables writing to a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure using the diffusion layer as a control gate without particularly increasing the breakdown voltage of the PN junction. Needless to say, defect relief of a static RAM can also be realized by the same method as that of defect relief of a dynamic RAM as in this embodiment.

【0119】図30には、この発明に係る1層ゲート構
造の不揮発性記憶素子をマイクロコンピュータの救済等
に使用した場合の一実施例のブロック図が示されてい
る。本実施例のマイクロコンピュータは、同一半導体基
板上に構成されたCPU(マイクロプロセッサ)、RO
M、RAM、I/O(入出力)ポートからなり、それぞ
れの回路ブロックはBUS(バス)により相互に接続さ
れている。CPUには、μROM(マイクロプログラム
ROM)が備えられている。
FIG. 30 is a block diagram showing an embodiment in which the nonvolatile memory element having a one-layer gate structure according to the present invention is used for a microcomputer or the like. The microcomputer according to the present embodiment includes a CPU (microprocessor) and an RO configured on the same semiconductor substrate.
M, RAM, and I / O (input / output) ports. Each circuit block is mutually connected by a BUS (bus). The CPU is provided with a μROM (microprogram ROM).

【0120】救済回路は、μROM、ROM、ROM及
びI/Oポートにおいてそれぞれ斜線により示されてい
る。これらの救済回路は、前記図6ないし図15により
示された回路と類似の構成となっており、μROMとR
OMでは不揮発性記憶素子を用いてアドレス変換ととも
にデータ記憶を行い、RAMでは不揮発性記憶素子を用
いてアドレス変換を行っている。これらの救済方法は前
記実施例と同様であるので説明を省略する。また、I/
Oポートでは、例えばTTLレベルの入出力と、CMO
Sレベルの入出力の変更等が行われる。本実施例のよう
にコントロールゲートを拡散層で構成した1層ゲート構
造の不揮発性記憶素子により、マイクロプロセッサに搭
載したそれぞれの論理ブロックの救済、あるいはI/O
ポートのような論理変更が容易に行うことができる。更
に、予備のBUSを用意しておき、不良となったBUS
に接続されるそれぞれの論理ブロックのアドレスを変換
することも可能である。
The relief circuit is indicated by hatching in the μROM, ROM, ROM, and I / O port. These rescue circuits have a similar configuration to the circuits shown in FIGS.
In the OM, address conversion and data storage are performed using a nonvolatile storage element, and in the RAM, address conversion is performed using a nonvolatile storage element. Since these rescue methods are the same as those in the above-described embodiment, description thereof will be omitted. Also, I /
In the O port, for example, TTL level input / output and CMO
The change of the S level input / output is performed. As in the present embodiment, a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure in which a control gate is formed of a diffusion layer relieves each logic block mounted on a microprocessor or performs I / O.
Logical changes such as ports can be easily made. In addition, a spare BUS is prepared, and the defective BUS
It is also possible to translate the address of each logical block connected to the.

【0121】図31には、この発明に係る1層ゲート構
造の不揮発性記憶素子を、従来の2層ゲート構造のEP
ROMに搭載した場合の一実施例の素子構造断面図が示
されている。この発明に係る1層ゲート構造の不揮発性
記憶素子QEのコントロールゲートは、前記同様に製造
工程を追加する必要のないN型ウェル領域102で構成
されている。NチャンネルMOSFETQHNとPチャ
ンネルMOSFETQHPとは、2層ゲート構造の不揮
発性記憶素子(EPROM)QEPの書き込み時に使用
する高耐圧MOSFETであり、第1ゲート絶縁膜7と
第1ゲート電極8とから構成されている。Nチャンネル
MOSFETQNとPチャンネルMOSFETQPと
は、通常の動作電圧で使用するMOSFETであり、第
2ゲート絶縁膜107と第2ゲート電極108とから構
成されている。2層ゲート構造の不揮発性記憶素子QE
Pは、第1ゲート電極8からなるフローティングゲート
と、その上部に絶縁膜207を介して設けられる第2ゲ
ート電極108からなるコントロールゲートとから構成
されている。
FIG. 31 shows a non-volatile memory element having a one-layer gate structure according to the present invention, and a conventional two-layer gate structure EP.
An element structure sectional view of one embodiment when mounted on a ROM is shown. The control gate of the nonvolatile memory element QE having the single-layer gate structure according to the present invention is formed of the N-type well region 102 which does not require any additional manufacturing steps as described above. The N-channel MOSFET QHN and the P-channel MOSFET QHP are high-breakdown-voltage MOSFETs used at the time of writing in a nonvolatile memory element (EPROM) QEP having a two-layer gate structure, and include a first gate insulating film 7 and a first gate electrode 8. ing. The N-channel MOSFET QN and the P-channel MOSFET QP are MOSFETs used at a normal operating voltage, and include a second gate insulating film 107 and a second gate electrode. Non-volatile memory element QE with two-layer gate structure
P is composed of a floating gate composed of the first gate electrode 8 and a control gate composed of the second gate electrode 108 provided thereon with an insulating film 207 interposed therebetween.

【0122】上記のような2層ゲート構造のEPROM
の救済のみの場合には、救済用の不揮発性記憶素子とし
ても2層ゲート構造のEPROMを使用するのが簡単で
ある。しかし、前記第24図に示したマイクロコンピュ
ータのような場合には、製品開発の初期にはデータの変
更が容易なEPROMをデータROMとして使用する
が、一時データが決定した後は機能が同じであっても安
価なマスクROMを使用する。このとき、救済を2層ゲ
ート構造のEPROMで行っていると、2層ゲート構造
のEPROMを1層ゲート構造の不揮発性記憶素子に変
更しなければならず、救済回路のデバッグあるいはチッ
プ構成(レイアウト)の大幅な変更が生じてしまう。し
たがって、このような場合には本実施例のように、救済
回路の部分は初めから1層ゲート構造の不揮発性記憶素
子を含む回路で構成しておく。これにより、例えば、デ
ータROMを2層ゲート構造のEPROMからマスクR
OMに変更したマイクロコンピュータを容易に得ること
ができる。あるいは、マイクロコンピュータに搭載する
不揮発性記憶素子の数が少なくてもよい場合に便利であ
る。
EPROM having a two-layer gate structure as described above
In this case, it is easy to use an EPROM having a two-layer gate structure also as a nonvolatile storage element for relief. However, in the case of the microcomputer shown in FIG. 24, an EPROM whose data can be easily changed is used as a data ROM in the early stage of product development, but the function is the same after temporary data is determined. Even if inexpensive mask ROM is used. At this time, if the repair is performed by the EPROM having the two-layer gate structure, the EPROM having the two-layer gate structure must be changed to the nonvolatile memory element having the one-layer gate structure. ). Therefore, in such a case, as in the present embodiment, the rescue circuit portion is constituted by a circuit including a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure from the beginning. Thereby, for example, the data ROM is changed from the EPROM having the two-layer gate structure to the mask R.
A microcomputer changed to OM can be easily obtained. Alternatively, this is convenient when the number of nonvolatile storage elements mounted on the microcomputer may be small.

【0123】図32には、この発明に係る不揮発性記憶
素子をアナログ回路を含む半導体集積回路装置のトリミ
ングに使用する場合の一実施例の素子構造断面図が示さ
れ、図33にはトリミング回路の一実施例の回路図が示
されている。アナログ回路を含む半導体集積回路装置
は、図32に示すように、ディジタル部やアナログ部の
演算増幅回路AMPを構成するNチャンネルMOSFE
TQNやPチャンネルMOSFETQPと、容量素子Q
C、抵抗素子QRとから構成される。
FIG. 32 is a sectional view showing an element structure of an embodiment when the nonvolatile memory element according to the present invention is used for trimming a semiconductor integrated circuit device including an analog circuit. FIG. 33 shows a trimming circuit. The circuit diagram of one embodiment is shown. As shown in FIG. 32, a semiconductor integrated circuit device including an analog circuit includes an N-channel MOSFET that forms an operational amplifier circuit AMP of a digital section or an analog section.
TQN or P-channel MOSFET QP and capacitive element Q
C, and a resistance element QR.

【0124】図33に示したトリミング回路は、アナロ
グ回路で使用される基準電圧のトリミングを行うもので
あり、内部で発生された電圧Vinを3ビットのデータに
より所望の電圧Vout に設定するものである。電圧Vou
t と接地電位との間には直列抵抗回路R0が設けられ、
それぞれの相互端子はデコーダDECを介してオペアン
プAMPの一方の端子に接続されている。トリミング回
路TRC1なしいTRC3で発生させられたデータによ
りデコーダDECを動作させて、この抵抗比をかえてト
リミングを行う。
The trimming circuit shown in FIG. 33 trims the reference voltage used in the analog circuit, and sets the internally generated voltage Vin to a desired voltage Vout using 3-bit data. is there. Voltage Vou
A series resistor circuit R0 is provided between t and the ground potential,
Each mutual terminal is connected to one terminal of an operational amplifier AMP via a decoder DEC. The decoder DEC is operated by the data generated by the trimming circuits TRC1 and TRC3, and trimming is performed by changing the resistance ratio.

【0125】まず、PC端子を接地電位にして、PD端
子に所定データを入力してトリミングのデータを決め
る。次に、Vcc端子を接地電位にし、PC端子に書き込
み電圧Vppを加えてPD端子に先に決めたデータを入力
して不揮発性記憶素子QEの書き込みを行う。
First, the PC terminal is set to the ground potential, predetermined data is input to the PD terminal, and trimming data is determined. Next, the Vcc terminal is set to the ground potential, the write voltage Vpp is applied to the PC terminal, the previously determined data is input to the PD terminal, and the nonvolatile memory element QE is written.

【0126】本実施例では、データは抵抗Rを介してP
D端子から直接に入力したが、前記実施例のようにして
もよい。あるいはデータ入力用の端子を1つだけ設け
て、シフトレジスタによりシリアルデータをパラレルデ
ータに変更して書き込を行うようにしてもよい。
In this embodiment, data is transferred to P through a resistor R.
Although the input is made directly from the D terminal, it may be performed as in the above embodiment. Alternatively, only one data input terminal may be provided, and serial data may be changed to parallel data by a shift register for writing.

【0127】また、アナログ回路を含む半導体集積回路
装置では1V程度の電池で動作させる場合がよくある。
不揮発性記憶素子QEの書き込み前のしきい値電圧は通
常1V程度であり、このままでは書き込み前後の判定が
できない。このような場合には、(1)不揮発性記憶素
子QEのゲート電圧を書き込み前後の判定が可能な電
圧、例えば3ないし5V程度に昇圧する。(2)書き込
み前の状態がディプレッションモードとなるようにして
おき、書き込み後にエンハンスメントモードにする。そ
して、ゲート電圧を接地電位にして読み出す。(3)後
述する方法により、書き込み前の状態がエンハンスメン
トモードになるようにしておき、書き込み後にディプレ
ッションモードにする。そして、ゲート電圧を接地電位
にして読み出す。
A semiconductor integrated circuit device including an analog circuit is often operated with a battery of about 1 V.
The threshold voltage of the nonvolatile memory element QE before writing is usually about 1 V, and it is not possible to judge before and after writing. In such a case, (1) the gate voltage of the nonvolatile memory element QE is boosted to a voltage that allows determination before and after writing, for example, about 3 to 5 V. (2) The state before writing is set to the depletion mode, and the mode is set to the enhancement mode after writing. Then, the gate voltage is set to the ground potential and read. (3) By a method described later, the state before writing is set to the enhancement mode, and the mode is set to the depletion mode after writing. Then, the gate voltage is set to the ground potential and read.

【0128】図34には、この発明に係る不揮発性記憶
素子を用いた縦型(NAND)構成にしたメモリアレイ
の一実施例の回路図が示され、図35には、その一部平
面図が示され、図36には書き込み方法の原理図が示さ
れている。図34において、NAND構成のメモリアレ
イは、不揮発性記憶素子が直列形態に接続され、データ
線(又はビット線)D0,D1側にはカラムスイッチを
構成するMOSFETが設けられ、他端側と回路の接地
電位点との間にはスイッチMOSFETが設けられる。
この構成は、基本的には記憶MOSFETが不揮発性記
憶素子である点とスイッチMOSFETが設けられる点
を除けば縦型のマスクROMと同様な構成である。
FIG. 34 is a circuit diagram of one embodiment of a memory array having a vertical (NAND) configuration using nonvolatile memory elements according to the present invention, and FIG. 35 is a partial plan view thereof. FIG. 36 shows a principle diagram of the writing method. In FIG. 34, in the memory array of the NAND configuration, nonvolatile storage elements are connected in series, MOSFETs forming column switches are provided on the data lines (or bit lines) D0 and D1, and the other end is connected to the circuit. A switch MOSFET is provided between the switch MOSFET and the ground potential point.
This configuration is basically the same as the vertical mask ROM except that the storage MOSFET is a nonvolatile storage element and the switch MOSFET is provided.

【0129】図35において、縦方向に延長されるアル
ミニュウム層からなるワード線WLが隣接する2つのデ
ータ線DLに対応したコントロールゲートを構成する拡
散層に共通にコンタクトされ、この拡散層にオーバーラ
ップする斜線が付されたコントロールゲートが横方向に
延長されるソース、ドレインを構成するデータ線DLを
跨ぐように延長されることによって直列形態に接続され
る1層ゲート構造の不揮発性記憶素子が形成される。こ
のようなレイアウトを採ることによって、従来の横型
(NOR)構成のメモリアレイに比べて占有面積を約4
2%に低減できる。
In FIG. 35, a word line WL made of an aluminum layer extending in the vertical direction is commonly contacted with a diffusion layer forming a control gate corresponding to two adjacent data lines DL, and overlaps with this diffusion layer. A non-volatile memory element having a single-layer gate structure is formed by extending a hatched control gate across a data line DL constituting a source and a drain extending in the horizontal direction and connected in series. Is done. By adopting such a layout, the occupied area can be reduced by about 4 times as compared with a conventional horizontal (NOR) memory array.
It can be reduced to 2%.

【0130】図36において、直列形態にされた不揮発
性記憶素子のうちソース側から順に書き込みが行われ
る。このとき、書き込み時に直列回路において直流電流
が流れないように制御信号SWが接地電位のようなロウ
レベルにされてスイッチMOSFETがオフ状態にされ
る。そして、初期状態では不揮発性記憶素子のしきい値
電圧は正の電圧(エンハンスモード)を持つようにされ
ている。
In FIG. 36, writing is performed sequentially from the source side in the nonvolatile memory element in the serial form. At this time, the control signal SW is set to a low level such as the ground potential so that the DC current does not flow in the series circuit at the time of writing, and the switch MOSFET is turned off. In the initial state, the threshold voltage of the nonvolatile memory element has a positive voltage (enhancement mode).

【0131】この状態で、ワード線W7に接続された不
揮発性記憶素子から書き込みが行われ、ワード線W7が
接地電位のようなロウレベルに、他のワード線W6〜W
1とカラムスイッチの制御電圧Y0,Y1は比較的高い
電圧にされる。書き込みデータD0がロウレベルなら、
コントロールゲートとドレインとの間に電界が作用しな
いから、フローティングゲートからドレインに向かって
トンネル電流が流れず、上記しきい値電圧(Vth>0)
のままである。これに対して、書き込みデータD0が比
較的高い電圧にされたハイレベルなら、コントロールゲ
ートとドレインとの間に高電界が作用してフローティン
グゲートからドレインに向かってトンネル電流が流れて
しきい値電圧(Vth<0)に変化させる。
In this state, writing is performed from the nonvolatile memory element connected to the word line W7, and the word line W7 is set to a low level such as the ground potential, and the other word lines W6 to W
1 and the control voltages Y0 and Y1 of the column switches are set to relatively high voltages. If the write data D0 is low level,
Since no electric field acts between the control gate and the drain, no tunnel current flows from the floating gate to the drain, and the threshold voltage (Vth> 0)
Remains. On the other hand, if the write data D0 is at a high level at a relatively high voltage, a high electric field acts between the control gate and the drain, causing a tunnel current to flow from the floating gate to the drain, and the threshold voltage (Vth <0).

【0132】以下、同様にしてW6〜W0の順序で選択
ワード線をロウレベルにして書き込みを行う。このよう
な書き込み動作においては、トンネル電流しか流れない
から書き込み電流は小さくなり、NOR型構成の場合の
ような電流クランプ等が不要となり回路構成が簡単にな
る。
Thereafter, similarly, writing is performed by setting the selected word line to the low level in the order of W6 to W0. In such a write operation, only a tunnel current flows, so that the write current is small, and a current clamp or the like as in the case of the NOR type configuration is not required, thereby simplifying the circuit configuration.

【0133】なお、読み出し時には、制御信号SWをハ
イレベルにしてスイッチMOSFETをオン状態にす
る。この状態で、従来のメモリセルが上記のように記憶
情報に従ってディプレッション型がエンハンスメント型
かになっているので、従来の縦型ROMと同様にして読
み出される。
At the time of reading, the control signal SW is set to the high level to turn on the switch MOSFET. In this state, the conventional memory cell is read out in the same manner as the conventional vertical ROM because the depletion type is the enhancement type according to the stored information as described above.

【0134】図37には、この発明に係る不揮発性記憶
素子を用いて電気的にも消去可能にする場合の一実施例
の回路図が示されている。この実施例では、データの書
き込みを従来のEPROMと同様にホットキャリアを利
用して行い、データの消去を前記図36に示したと同様
にトンネル電流を利用する。すなわち、データの書き込
みは、前記図15に示したと同様にして行う。データの
消去の場合は、消去したい不揮発性記憶素子のワード線
をロウレベルにする。これにより、PチャンネルMOS
FETQ2がオン状態になって、ソース線にハイレベル
(Vpp)を供給し、前記図36に示したのと類似のよう
にコントロールゲートとソース間に高電界を作用させて
フローティングゲートとソース間にトンネル電流を流す
ようにするものである。MOSFETQ3は、制御信号
RWによって書き込み時にはオフ状態、消去時にはオン
状態にされる。MOSFETQ1はワード線の選択/選
択に応じてオン状態にされる。
FIG. 37 is a circuit diagram showing an embodiment in which the nonvolatile memory element according to the present invention is used to enable erasure even electrically. In this embodiment, data is written using hot carriers as in a conventional EPROM, and data is erased using a tunnel current as shown in FIG. That is, data writing is performed in the same manner as shown in FIG. When erasing data, the word line of the nonvolatile storage element to be erased is set to low level. Thereby, the P-channel MOS
When the FET Q2 is turned on, a high level (Vpp) is supplied to the source line, and a high electric field is applied between the control gate and the source in the same manner as shown in FIG. A tunnel current is caused to flow. The MOSFET Q3 is turned off at the time of writing and turned on at the time of erasing by the control signal RW. MOSFET Q1 is turned on according to the selection / selection of the word line.

【0135】読み出し時には非選択ワード線に接続され
た不揮発性記憶素子のソースはMOSFETQ1のオフ
状態によってオープン状態になるので、不揮発性記憶素
子が過消去されてディプレッション状態になっても、記
憶素子にリーク電流が流れず読み出しには問題が生じな
い。
At the time of reading, the source of the nonvolatile memory element connected to the non-selected word line is opened by the off state of the MOSFET Q1, so that even if the nonvolatile memory element is overerased and becomes the depletion state, the nonvolatile memory element remains in the depleted state. No leakage current flows and no problem occurs in reading.

【0136】図38(A)と(B)には、この発明に係
る半導体集積回路装置の一実施例のレイアウト図が示さ
れている。同図の実施例は、この発明に係る不揮発性記
憶素子を用いた救済回路をマスクROMに搭載した場合
に向けられている。
FIGS. 38A and 38B are layout diagrams of one embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The embodiment shown in the figure is directed to a case where a relief circuit using a nonvolatile memory element according to the present invention is mounted on a mask ROM.

【0137】図38(A)において、チップの中央部に
パッドが設けられ、パッドとメモリマットMATの間に
斜線を付したように救済回路が設けられる。
In FIG. 38A, a pad is provided at the center of the chip, and a relief circuit is provided between the pad and the memory mat MAT as indicated by diagonal lines.

【0138】図38(B)において、チップの中央部に
設けられたジグザグ状に2列に配列されたパッドの間に
斜線を付したように救済回路が設けられる。
In FIG. 38 (B), a relief circuit is provided between the pads arranged in a zigzag manner in two rows provided at the center of the chip, as indicated by diagonal lines.

【0139】上記のような構成においては、 一)チップの中央部はパッケージに封止されたとの応力
が小さいので、不揮発性記憶素子の特性変動が小さく、
また、信頼性も高くできる。 二)マスクROMが大容量になると、電源線や接地線あ
るいは信号線が長くなる。この結果、信号遅延やノイズ
による誤動作が問題になる。この対策として、パッドを
チップの中央部に配置する必要がある。この場合に、救
済回路を配置する位置は最もスペースを得やすいパッド
周辺が望ましい。このようにすれば、チップサイズの増
大を防止できる。
In the above configuration, 1) Since the stress at the center of the chip is small when it is sealed in a package, the characteristic fluctuation of the nonvolatile memory element is small.
In addition, reliability can be increased. 2) When the mask ROM has a large capacity, a power supply line, a ground line, or a signal line becomes long. As a result, a malfunction due to signal delay or noise becomes a problem. As a countermeasure, it is necessary to arrange the pad at the center of the chip. In this case, the position where the relief circuit is arranged is desirably around the pad where the space can be obtained most easily. This can prevent an increase in chip size.

【0140】図39(A)と(B)には、この発明に係
る半導体集積回路装置の他の一実施例のレイアウト図が
示されている。同図の実施例は、この発明に係る不揮発
性記憶素子を用いた救済回路をマイクロコンピュータに
搭載した場合に向けられている。
FIGS. 39A and 39B are layout diagrams of another embodiment of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. The embodiment shown in the figure is directed to a case where a relief circuit using a nonvolatile memory element according to the present invention is mounted on a microcomputer.

【0141】図39(A)においては、斜線を付した救
済回路は、チップの一つの個所にまとめられている。こ
の構成においては、外部から救済回路へのデータ線の入
力が容易に行える。
In FIG. 39A, the relief circuits shaded with diagonal lines are combined in one place on the chip. In this configuration, it is possible to easily input a data line from the outside to the relief circuit.

【0142】図39(B)においては、救済回路は、各
救済すべき機能ブロック毎、例えばμROM、ROM、
RAM、あるいはADC(アナログ/ディジタル変換回
路)に分散されて配置される。この構成においては、救
済回路がそれと対応する回路に近接して設けられるか
ら、救済時の遅延時間が短くできる。
In FIG. 39B, the rescue circuit is provided for each functional block to be rescued, for example, μROM, ROM,
They are distributed and arranged in a RAM or an ADC (analog / digital conversion circuit). In this configuration, since the relief circuit is provided close to the corresponding circuit, the delay time at the time of relief can be shortened.

【0143】図40(A)と(B)には、不揮発性記憶
素子への書き込み動作に使用するパッドの一実施例の回
路図が示されている。図40(A)では、パッドを電源
電圧Vccにプルアップする高抵抗値を持つようにされた
PチャンネルMOSFETが設けられる。図40(B)
では、パッドを回路の接地電位にプルダウンする高抵抗
値を持つようにされたNチャンネルMOSFETが設け
られる。
FIGS. 40A and 40B are circuit diagrams of an embodiment of a pad used for a write operation to a nonvolatile memory element. In FIG. 40A, a P-channel MOSFET having a high resistance value for pulling up a pad to a power supply voltage Vcc is provided. FIG. 40 (B)
Is provided with an N-channel MOSFET having a high resistance value for pulling down the pad to the ground potential of the circuit.

【0144】このように救済時や機能変更時において1
層ゲート構造の不揮発性記憶素子への書き込み動作に使
用されるパッドに対してプルアップ又はプルダウン抵抗
素子を設けて、これらのパッドは直接外部端子に接続し
ない。このような構成とすることにより、外部端子数が
増加が防止できる。また、上記のような欠陥救済や機能
変更が行われた半導体集積回路装置においては、それに
用いられるパッドがプルアップ又はプルダウンされて固
定レベルにされるから、パッドが不所望な電位を持つこ
とによる誤動作を防止することができる。プルアップ又
はプルダウンさせる抵抗素子は、上記のような高抵抗M
OSFETに代えて、ポリシリコン等を利用するもので
あってもよい。
As described above, when relieving or changing functions, 1
Pull-up or pull-down resistance elements are provided for pads used for a write operation to a nonvolatile memory element having a layer gate structure, and these pads are not directly connected to external terminals. With such a configuration, an increase in the number of external terminals can be prevented. Further, in the semiconductor integrated circuit device in which the defect relief or the function change is performed as described above, the pad used for the pad is pulled up or pulled down to a fixed level, so that the pad has an undesired potential. Malfunction can be prevented. The resistance element to be pulled up or down is a high resistance M as described above.
Instead of the OSFET, polysilicon or the like may be used.

【0145】図41には、トリミンド方法の一実施例を
説明するためのフローチャート図が示されている。図4
1(A)の実施例では、外部端子又は他の端子と共用す
る端子により、パッケージに封止された後にトリミング
データを決定する。
FIG. 41 is a flowchart for explaining one embodiment of the trimming method. FIG.
In the embodiment of FIG. 1A, trimming data is determined after being sealed in a package by a terminal shared with an external terminal or another terminal.

【0146】図41(B)の実施例では、トリミングに
使用される複数ビットのデータのうち、パッケージに封
止する前、言い換えるならば、半導体ウェハ上にチップ
が完成された時のプロービング工程において上位ビット
を決定して大まかなトリミングを行い、チップがパッケ
ージに封止された後に残りの下位ビットを決定して微小
なトリミングを行う。このようなトリミング方法を採る
ことによって、チップがパッケージに封止されるときの
熱処理等によって発生する素子特性の微小な変動にも対
応した精度のよいトリミングが可能となる。
In the embodiment shown in FIG. 41B, of a plurality of bits of data used for trimming, before encapsulation in a package, in other words, in a probing process when a chip is completed on a semiconductor wafer. The upper bits are determined and rough trimming is performed. After the chip is sealed in a package, the remaining lower bits are determined and minute trimming is performed. By employing such a trimming method, it is possible to perform highly accurate trimming that can cope with minute fluctuations in element characteristics caused by heat treatment or the like when a chip is sealed in a package.

【0147】図42には、この発明に係る不揮発性記憶
素子に対してパッケージ封止後に書き込みを行う場合の
一実施例のフローチャート図が示されている。チップ形
成工程では、前記説明したように半導体ウェハ上におい
て所望の半導体集積回路を形成する。
FIG. 42 is a flow chart of an embodiment in which writing is performed after the package is sealed in the nonvolatile memory element according to the present invention. In the chip forming step, a desired semiconductor integrated circuit is formed on a semiconductor wafer as described above.

【0148】テスト工程では、不揮発性記憶素子を含む
半導体集積回路のテストを行う。不揮発性記憶素子のテ
ストは、データを書き込み前の状態とデータを書き込ん
だ後の状態との両方を行う。
In the test step, a test is performed on a semiconductor integrated circuit including a nonvolatile memory element. The test of the nonvolatile memory element performs both the state before writing data and the state after writing data.

【0149】消去工程では、不揮発性記憶素子を初期状
態に戻す。すなわち、データを書き込む前の状態にす
る。消去動作は、不揮発性記憶素子がEPROMのとき
には紫外線を照射させることにより行う。この実施例の
1層ゲート構造の不揮発性記憶素子は、そのフローティ
ングゲート上にアルミニュウム等からなるバリアー層が
設けられている。このアルミニュウム層自体は紫外線を
透過させないが、紫外線の回折や乱反射により消去が可
能である。特に、前記実施例のようにバリアー層をフロ
ーティングゲート上の一部にしか設けない場合やスリッ
トを設けた場合には効率よく消去が可能である。ファイ
ナルパッシベーション膜からのラジカルな水素がフロー
ティングゲートに到達するのを防ぐようにフローティン
グゲート上の全面をアルミニュウムで覆うようにした場
合でも、バリアー層がフローティングゲートから延在す
る距離が短いから上記のような紫外線の回折や乱反射に
よって十分消去が可能である。
In the erasing step, the nonvolatile memory element is returned to the initial state. That is, the state before writing data is set. The erasing operation is performed by irradiating ultraviolet rays when the nonvolatile storage element is an EPROM. In the nonvolatile memory element having a one-layer gate structure of this embodiment, a barrier layer made of aluminum or the like is provided on the floating gate. The aluminum layer itself does not transmit ultraviolet light, but can be erased by diffracting or irregularly reflecting ultraviolet light. In particular, when the barrier layer is provided only on a part of the floating gate as in the above embodiment or when the slit is provided, the erasing can be efficiently performed. Even if the entire surface of the floating gate is covered with aluminum to prevent the radical hydrogen from the final passivation film from reaching the floating gate, the distance that the barrier layer extends from the floating gate is short, as described above. It can be sufficiently erased by diffraction and irregular reflection of ultraviolet rays.

【0150】なお、従来のように2層ゲート構造のEP
ROMにおいて、同じく欠陥救済のための2層ゲート構
造のEPROMを用いてアドレス変換に用いた場合には
メモリアレイ部の消去動作によって上記アドレス変換部
も消去されるのを防ぐためにアルミニュウム層をアドレ
ス変換部の全面を覆うことが行われている。この場合に
は、メモリアレイ部の消去用の紫外線の回折や乱反射も
考慮してアルミニュウムの遮蔽膜を大きなサイズにより
形成する。したがって、同じアルミニュウム層でもこの
発明に係る1層ゲート構造の不揮発性記憶素子において
は、ファイナルパッシベーション膜からラジカルな水素
がフローティングゲートに浸入してまうのをを防ぐため
のバリアー層としてのアルミニュウム層とは、その技術
的思想において本質的に異なるものである。
It is to be noted that a two-layer gate structure EP as in the prior art is used.
In a ROM, when an EPROM having a two-layer gate structure for relieving defects is used for address conversion, the aluminum layer is subjected to address conversion in order to prevent the address conversion section from being erased by the erasing operation of the memory array section. Covering the entire surface of the unit is performed. In this case, a large aluminum shielding film is formed in consideration of diffraction and irregular reflection of erasing ultraviolet rays in the memory array section. Therefore, even in the same aluminum layer, in the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure according to the present invention, an aluminum layer as a barrier layer for preventing radical hydrogen from entering the floating gate from the final passivation film is provided. Are fundamentally different in their technical ideas.

【0151】封止工程では、半導体ウェハから個々に分
離されたチップのうちテスト結果が良品とされたものを
パッケージに封止する。データ記憶工程では、所望のデ
ータを不揮発性記憶素子に記憶する。上記テスト工程に
おいて、不揮発性記憶素子のテストが行われているの
で、データ記憶工程では不揮発性記憶素子に対してどの
ようなデータを記憶しても、良好な半導体集積回路装置
を得ることができる。
In the encapsulation step, chips of which the test results are good among the chips individually separated from the semiconductor wafer are encapsulated in a package. In the data storage step, desired data is stored in the nonvolatile storage element. Since a test of the nonvolatile memory element is performed in the test step, a good semiconductor integrated circuit device can be obtained regardless of what data is stored in the nonvolatile memory element in the data storage step. .

【0152】上記のテスト工程は、どのような不揮発性
記憶素子にも有効であるが、特に、不揮発性記憶素子が
EPROMであって、紫外線を透過させないプラスティ
ック等のパッケージに封止した場合、言い換えるなら
ば、紫外線による消去機能を不能にして不揮発性記憶素
子を1回限りの書き込みに使用する場合に有効である。
The above-described test process is effective for any nonvolatile memory element. In particular, in the case where the nonvolatile memory element is an EPROM and is sealed in a package made of plastic or the like that does not transmit ultraviolet rays, the paraphrase is applied. Then, this is effective when the erasing function by ultraviolet rays is disabled and the nonvolatile memory element is used for one-time writing.

【0153】この発明に係る単層ゲート構造の不揮発性
記憶素子をマスクROMの欠陥救済の他、他にマスクR
OMのデータ変更、あるいは修正に利用するものであっ
てもよい。さらに、不揮発性記憶素子を論理決定素子と
して用いたPLDに適用し、回路機能の設定/変更を行
うように用いるものであってもよい。このようなマスク
ROMやディジタル集積回路の機能設定や変更に単層ゲ
ート構造の不揮発性記憶素子を用いる場合には、コント
ロールゲートを形成する拡散層を追加するだけでよし、
CMOS回路にあってはウェル領域が利用できるからそ
れも不要となり、2層ゲート構造の不揮発性記憶素子を
用いる場合に比べて製造工程の簡略化ができる。
The non-volatile memory element having a single-layer gate structure according to the present invention can be used not only for relieving defects in a mask ROM, but also
It may be used for changing or correcting OM data. Further, the present invention may be applied to a PLD using a non-volatile memory element as a logic decision element, and used to set / change a circuit function. When a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure is used for setting or changing the function of such a mask ROM or digital integrated circuit, it is only necessary to add a diffusion layer forming a control gate.
In a CMOS circuit, since a well region can be used, it is unnecessary, and the manufacturing process can be simplified as compared with the case where a nonvolatile memory element having a two-layer gate structure is used.

【0154】そして、上記1層ゲート構造の不揮発性記
憶素子には、バリアー層が設けられているから、高い信
頼性を得ることができる。この実施例の1層ゲート構造
の不揮発性記憶素子は、それ自体で1つの半導体記憶装
置を構成してもよい。しかし、2層ゲート構造の不揮発
性記憶素子に比べてセルサイズが大幅に大きくなってし
まう。それ故、この実施例の単層ゲート構造の不揮発性
記憶素子は、上記のようなマスクROM等のメモリ回路
の欠陥救済用やディジタル回路の機能設定/変更用の小
容量の記憶回路に適している。
Since the barrier layer is provided in the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure, high reliability can be obtained. The nonvolatile memory element having the single-layer gate structure of this embodiment may constitute one semiconductor memory device by itself. However, the cell size is significantly larger than that of a nonvolatile memory element having a two-layer gate structure. Therefore, the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure of this embodiment is suitable for a small-capacity memory circuit for relieving defects of a memory circuit such as a mask ROM and setting / changing a function of a digital circuit. I have.

【0155】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 拡散層により構成されたコントロールゲートに
対してその一部が薄い絶縁膜を介してオーバーラップす
るよう形成された導体層からなるフローティングゲート
の上部全面を覆うようにバリアー層を形成することによ
り、データ保持特性の大幅な改善が可能になるという効
果が得られる。
The functions and effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a barrier layer is formed so as to cover the entire upper surface of a floating gate formed of a conductor layer formed so that a part thereof overlaps a control gate formed of a diffusion layer via a thin insulating film. By doing so, it is possible to obtain an effect that data retention characteristics can be significantly improved.

【0156】(2) 半導体集積回路装置におけるファ
イナルパッシベーション膜として、プラズマCVD法に
より形成されたナイトライド膜により構成する場合に
は、安価なプラスティックパッケージを利用できるか
ら、上記バリアー層によりデータ保持特性の改善を図り
つつ、安価な半導体集積回路装置を得ることができると
いう効果が得られる。
(2) When a nitride passivation film formed by a plasma CVD method is used as a final passivation film in a semiconductor integrated circuit device, an inexpensive plastic package can be used. The effect is obtained that an inexpensive semiconductor integrated circuit device can be obtained while improving.

【0157】(3) 上記バリアー層は、導体層又はプ
ラブマ−CVD法により形成された酸化膜を用いること
により格別な製造工程を追加することなく、単層ゲート
構造の不揮発性記憶素子のデータ保持特性を改善できる
という効果が得られる。
(3) The barrier layer uses a conductor layer or an oxide film formed by a plasma-CVD method, thereby retaining data of a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure without adding a special manufacturing process. The effect that characteristics can be improved is obtained.

【0158】(4) 上記バリアー層は、上記コントロ
ールゲートが接続されるアルミニュウム層からなるワー
ド線と一体的に構成することにより、簡単にバリアー層
を形成できるという効果が得られる。
(4) By forming the barrier layer integrally with a word line made of an aluminum layer to which the control gate is connected, the effect that the barrier layer can be easily formed can be obtained.

【0159】(5) 上記バリアー層が設けられた単層
ゲート構造の不揮発性記憶素子を用いてマスクROM又
はディジタル回路の欠陥救済又は機能設定/変更に用い
ることにより、製造工程の増加を防ぎつつ高い信頼性の
もとに上記欠陥救済及び機能設定/変更が可能になると
いう効果が得られる。
(5) The nonvolatile memory element having the single-layer gate structure provided with the barrier layer is used for relieving defects or setting / changing functions of a mask ROM or a digital circuit, thereby preventing an increase in the number of manufacturing steps. The effect is obtained that the defect can be repaired and the function can be set / changed with high reliability.

【0160】(6) アナログ回路とROM又はRAM
を含む半導体集積回路装置において、パッケージに封止
前にROM又はRAMの救済を行い、パッケージ封止後
にアナログ回路のトリミングを行うことができるという
効果が得られる。
(6) Analog circuit and ROM or RAM
In the semiconductor integrated circuit device including the above, the effect is obtained that the ROM or the RAM can be relieved before the package is sealed, and the analog circuit can be trimmed after the package is sealed.

【0161】(7) マスクROMの欠陥救済やデータ
修正変更にバリアー層が設けられた単層ゲート構造の不
揮発性記憶素子を用いることにより、製造工程や占有面
積を増加させることなく、高い信頼性のもとにこれらの
欠陥救済やデータ修正変更が可能になるという効果が得
られる。
(7) By using a non-volatile memory element having a single-layer gate structure provided with a barrier layer for repairing a defect in a mask ROM or modifying data for modification, high reliability can be achieved without increasing the manufacturing process or the occupied area. Under such circumstances, it is possible to obtain the effect that the defect can be repaired and the data can be corrected and changed.

【0162】(8) ワード線に対応した複数からなる
単層ゲート構造の不揮発性記憶素子のソースを共通ソー
ス線に接続し、対応するワード線の選択信号によりスイ
ッチ制御されるスイッチ素子により回路の接地電位を与
えるようにすることによって、非選択ワード線の記憶素
子でのリーク電流の発生を防止でき、それに伴い耐圧の
向上も可能になるという効果が得られる。
(8) The source of the nonvolatile memory element having a single-layer gate structure composed of a plurality of layers corresponding to the word lines is connected to the common source line, and the circuit of the circuit is controlled by the switch element which is switch-controlled by the corresponding word line selection signal. By applying the ground potential, it is possible to prevent the occurrence of a leak current in the storage element of the non-selected word line, and to obtain an effect that the withstand voltage can be improved accordingly.

【0163】(9) 上記マトリックス配置された不揮
発性記憶素子は、それが結合されるデータ線に設けられ
たラッチ回路に保持された書き込みデータに基づいて1
つのワード線に接続される複数からなるメモリセルに対
して同時に書き込むようにすることよって、書き込み時
間の短縮化が可能になるという効果が得られる。
(9) The nonvolatile memory elements arranged in a matrix form one based on write data held in a latch circuit provided on a data line to which the nonvolatile memory elements are coupled.
By simultaneously writing data to a plurality of memory cells connected to one word line, the effect of shortening the writing time can be obtained.

【0164】(10) 上記ワード線の選択信号は、負
荷MOSFETと駆動MOSFETとのコンダクタンス
比に従った出力レベルを形成する駆動回路を用いること
により回路の簡素化が可能になり、不揮発性記憶素子の
共通化されたソースに接地電位を与えるスイッチ素子に
はCMOS回路により形成された選択信号をサブワード
線を介して伝えるようにすることによってリーク電流の
発生を確実に防止することができるという効果が得られ
る。
(10) The word line selection signal can be simplified by using a drive circuit that forms an output level in accordance with the conductance ratio between the load MOSFET and the drive MOSFET. A switch element for applying a ground potential to a common source of the above-described method transmits a selection signal formed by a CMOS circuit through a sub-word line, thereby effectively preventing the occurrence of leakage current. can get.

【0165】(11) 不揮発性記憶素子がEPROM
のときのように、通常の動作を行う電圧Vccを通常状態
では5Vのような比較的小さな電圧にし、書き込み動作
のときには7V又は8Vのような高い電圧とする。これ
により、書き込み系の回路として高耐圧MOSFETを
用いる必要がなく、半導体集積回路の製造工程の簡略化
が可能になるという効果が得られる。
(11) The nonvolatile storage element is an EPROM
As in the case of (1), the voltage Vcc for performing the normal operation is set to a relatively small voltage such as 5 V in the normal state, and is set to a high voltage such as 7 V or 8 V in the write operation. Thus, there is no need to use a high breakdown voltage MOSFET as a write-related circuit, and an effect is obtained that the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit can be simplified.

【0166】以上本発明者によりなされた発明を実施例
に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、バ
リアー層は、フェイナルパッシベーション膜より下層で
あって、フローティングゲート層より上層に構成すれば
よい。1層ゲート構造の不揮発性記憶素子のパターン
は、種々の実施形態を採ることができる。
The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the invention of the present application is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Needless to say. For example, the barrier layer may be formed below the final passivation film and above the floating gate layer. Various embodiments can be employed for the pattern of the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure.

【0167】この発明に係る1層ゲート構造の不揮発性
記憶素子は、書き込みをホットキャリアで行い、消去は
ソース又はドレインに高電圧を印加してトンネル電流で
行う、あるいは書き込みと消去をトンネル電流で行う電
気的に書き込みと消去が可能な不揮発性記憶素子として
も利用できる。
In the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure according to the present invention, writing is performed by hot carriers and erasing is performed by applying a high voltage to the source or drain with a tunnel current, or writing and erasing are performed by a tunnel current. It can also be used as an electrically writable and erasable nonvolatile storage element.

【0168】この発明は、1層ゲート構造の不揮発性記
憶素子それ自体及びそれを機能設定又は変更あるいは冗
長回路等に用いる半導体集積回路装置に広く利用でき
る。
The present invention can be widely used for a non-volatile memory element having a single-layer gate structure itself and a semiconductor integrated circuit device using the same for function setting or change, a redundant circuit, or the like.

【0169】[0169]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果簡単に説明すれば、下記
の通りである。すなわち、一つの半導体基板にマイクロ
プロセッサと、入出力ポート、RAM及びそのRAMに
対する欠陥救済を行うためのアドレス変換に必要なデー
タを記憶する素子を設けることにより、製造工程の増加
を防ぎつつ欠陥救済や機能変更が可能になる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, by providing a microprocessor, an input / output port, a RAM, and an element for storing data necessary for address conversion for performing a defect remedy on the RAM on one semiconductor substrate, the defect remedy can be prevented while preventing an increase in the number of manufacturing steps. And function changes become possible.

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

【図1】この発明に係る不揮発性記憶素子を説明するた
めの一実施例の製造工程断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an embodiment for explaining a nonvolatile memory element according to the present invention.

【図2】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実施
例を示す素子構造断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of an element structure showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図3】この発明に係る不揮発性記憶素子の更に他の一
実施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of an element structure showing still another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図4】この発明に係る不揮発性記憶素子の一実施例を
示す素子パターン図である。
FIG. 4 is an element pattern diagram showing one embodiment of a nonvolatile memory element according to the present invention.

【図5】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実施
例を示す素子パターン図である。
FIG. 5 is an element pattern diagram showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図6】この発明が適用されたマスクROMの一実施例
を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a mask ROM to which the present invention is applied.

【図7】図6のマスクROMにおける冗長ワード線選択
回路RASTの一実施例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing one embodiment of a redundant word line selection circuit RAST in the mask ROM of FIG. 6;

【図8】図6のマスクROMにおける救済アドレス選択
回路RASの一実施例を示す回路図である。
8 is a circuit diagram showing one embodiment of a relief address selection circuit RAS in the mask ROM of FIG.

【図9】図6のマスクROMにおける救済アドレス記憶
回路PR−ADDの一実施例を示す回路図である。
9 is a circuit diagram showing one embodiment of a relief address storage circuit PR-ADD in the mask ROM of FIG.

【図10】図6のマスクROMにおける書き込みデータ
入力回路PR−PGCの一実施例を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing one embodiment of a write data input circuit PR-PGC in the mask ROM of FIG. 6;

【図11】図6のマスクROMにおける冗長用のYデコ
ーダ回路PR−YDCの一実施例を示す回路図である。
11 is a circuit diagram showing one embodiment of a Y decoder circuit PR-YDC for redundancy in the mask ROM of FIG. 6;

【図12】図6のマスクROMにおける冗長用のメモリ
マットPR−MATとカラムスイッチゲートPR−YG
T及びセンスアンプ回路PR−SAMの一実施例を示す
回路図である。
FIG. 12 shows a redundant memory mat PR-MAT and a column switch gate PR-YG in the mask ROM of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a T and a sense amplifier circuit PR-SAM.

【図13】図6のマスクROMにおけるマルチプレクサ
MPXの一実施例を示す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing one embodiment of a multiplexer MPX in the mask ROM of FIG. 6;

【図14】この発明が適用されたマスクROMの他の一
実施例を示す回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram showing another embodiment of the mask ROM to which the present invention is applied.

【図15】この発明に係る冗長用メモリマットとその周
辺回路の他の一実施例を示す回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing another embodiment of the redundant memory mat and its peripheral circuits according to the present invention.

【図16】この発明を説明するための不揮発性記憶素子
のデータ保持特性図である。
FIG. 16 is a data retention characteristic diagram of a nonvolatile memory element for explaining the present invention.

【図17】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実
施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of an element structure showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図18】図17の不揮発性記憶素子の平面図である。18 is a plan view of the nonvolatile memory element in FIG.

【図19】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実
施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 19 is an element structure sectional view showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図20】図19の不揮発性記憶素子の平面図である。20 is a plan view of the nonvolatile memory element in FIG.

【図21】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実
施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 21 is a sectional view of an element structure showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図22】図21の不揮発性記憶素子の平面図である。FIG. 22 is a plan view of the nonvolatile memory element in FIG. 21;

【図23】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実
施例を示す平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図24】この発明に係る不揮発性記憶素子の他の一実
施例を説明するための製造工程断面図である。
FIG. 24 is a manufacturing process sectional view for explaining another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図25】図24の不揮発性記憶素子の平面図である。FIG. 25 is a plan view of the nonvolatile memory element in FIG. 24;

【図26】この発明に係る不揮発性記憶素子の更に他の
一実施例を説明するための製造工程断面図である。
FIG. 26 is a manufacturing process sectional view for explaining still another embodiment of the nonvolatile memory element according to the present invention.

【図27】ダイナミック型RAMの救済に本願発明に係
る1層ゲート構造の不揮発性記憶素子を使用した場合の
半導体集積回路装置の一実施例を示す素子構造断面図で
ある。
FIG. 27 is a cross-sectional view of an element structure showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device in a case where a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure according to the present invention is used for relief of a dynamic RAM.

【図28】図27(B)に対応した平面図である。FIG. 28 is a plan view corresponding to FIG. 27 (B).

【図29】この発明に係る不揮発性記憶素子による欠陥
救済回路を内蔵したダイナミック型RAMの一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram showing one embodiment of a dynamic RAM incorporating a defect rescue circuit using a nonvolatile memory element according to the present invention.

【図30】この発明に係る不揮発性記憶素子をマイクロ
コンピュータの救済等に使用した場合の一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram showing an embodiment in which the nonvolatile memory element according to the present invention is used for rescue of a microcomputer or the like.

【図31】この発明に係る1層ゲート構造の不揮発性記
憶素子を、従来の2層ゲート構造のEPROMに搭載し
た場合の一実施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 31 is a sectional view of an element structure showing an embodiment in which a nonvolatile memory element having a one-layer gate structure according to the present invention is mounted on a conventional EPROM having a two-layer gate structure.

【図32】この発明に係る不揮発性記憶素子をアナログ
回路を含む半導体集積回路装置のトリミングに使用する
場合の一実施例を示す素子構造断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view of an element structure showing an embodiment when the nonvolatile memory element according to the present invention is used for trimming of a semiconductor integrated circuit device including an analog circuit.

【図33】図32のトリミング回路の一実施例を示す回
路図である。
FIG. 33 is a circuit diagram showing one embodiment of the trimming circuit of FIG. 32;

【図34】この発明に係る不揮発性記憶素子を用いた縦
型構成にしたメモリアレイの一実施例を示す回路図であ
る。
FIG. 34 is a circuit diagram showing one embodiment of a memory array having a vertical configuration using a nonvolatile memory element according to the present invention.

【図35】図34のメモリセルの一実施例を示す平面図
である。
FIG. 35 is a plan view showing one embodiment of the memory cell of FIG. 34;

【図36】図34の不揮発性記憶素子の書き込み方法の
一実施例を示す原理図である。
FIG. 36 is a principle view showing one embodiment of a writing method of the nonvolatile memory element in FIG. 34;

【図37】この発明に係る不揮発性記憶素子を電気的に
も消去可能にする場合の一実施例を示す回路図である。
FIG. 37 is a circuit diagram showing one embodiment in a case where the nonvolatile memory element according to the present invention can be electrically erased.

【図38】この発明に係る半導体集積回路装置(マスク
ROM)の一実施例を示すレイアウト図である。
FIG. 38 is a layout diagram showing one embodiment of a semiconductor integrated circuit device (mask ROM) according to the present invention.

【図39】この発明に係る半導体集積回路装置(マイク
ロコンピュータ)の一実施例を示すレイアウト図であ
る。
FIG. 39 is a layout diagram showing one embodiment of a semiconductor integrated circuit device (microcomputer) according to the present invention.

【図40】不揮発性記憶素子への書き込み動作に使用す
るパッドの一実施例を示す回路図である。
FIG. 40 is a circuit diagram showing one embodiment of a pad used for a write operation to a nonvolatile memory element.

【図41】トリミング方法の一実施例を示すフローチャ
ート図である。
FIG. 41 is a flowchart showing one embodiment of a trimming method.

【図42】この発明に係る不揮発性記憶素子に対してパ
ッケージ封止後に書き込みを行う場合の一実施例を示す
フローチャート図である。
FIG. 42 is a flowchart showing one embodiment in which writing is performed on the nonvolatile memory element according to the present invention after the package is sealed;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

QE・・不揮発性記憶素子、QN・・NチャンネルMO
SFET、QP・・PチャンネルMOSFET、QHN
・・高耐圧NチャンネルMOSFET、QHP・・高耐
圧PチャンネルMOSFET、QD・・ダイナミック型
メモリセル、QM・・マスク型メモリセル、QEP・・
2層ゲート構造のEPROM、QR・・抵抗素子、QC
・・容量素子、1・・半導体基板、2,102・・ウェ
ル領域、3・・フィールド絶縁膜、4・・チャンネルス
トッパー、7,107・・ゲート絶縁膜、5,11,1
3,16,201,211・・絶縁膜(層間絶縁層)、
8,108,204,205・・導電層、15,17・
・配線層、6,9,10,109,112・・拡散層、
14,114・・コンタクトホール、18・・ファイナ
ルパッシベーション膜、204・・誘電体膜、ADB・
・アドレスバッファ、MR−MAT・・マスクROM、
OR−MAT・・冗長用のメモリ回路、XDC・・Xデ
コーダ回路、MR−YGT,PR−YGT・・カラムス
イッチゲート、YDC・・Yデコーダ回路、MR−SA
M,PR−SAM・・センスアンプ回路、DIB・・入
力バッファ回路、DOB・・出力バッファ回路、MPX
・・マルチプレクサ、RAS・・救済アドレス選択回
路、R−ADD・・救済アドレス記憶回路、RAST・
・冗長ワード線選択回路、CONT・・制御回路、PR
−PGC・・書き込みデータ入力回路、WA・・書き込
み回路、FF・・ラッチ回路、DEC・・デコーダ回
路、TRC1〜TRC3・・トリミング回路、AMP・
・オペアンプ、μROM・・マイクロプログラムRO
M、ROM・・リード・オンリー・メモリ、RAM・・
ランダム・アクセス・メモリ、CPU・・マイクロプロ
セッサ、ADC・・アナログ/ディジタル変換回路、P
ORT・・入出力ポート。
QE..Non-volatile memory element, QN..N channel MO
SFET, QP ... P-channel MOSFET, QHN
..High voltage N-channel MOSFET, QHP High voltage P-channel MOSFET, QD dynamic memory cell, QM mask memory cell, QEP
EPROM with two-layer gate structure, QR-resistance element, QC
..Capacitive element, 1..semiconductor substrate, 2,102..well region, 3..field insulating film, 4..channel stopper, 7,107..gate insulating film, 5,11,1
3,16,201,211 ··· insulating film (interlayer insulating layer)
8, 108, 204, 205 ··· conductive layer, 15, 17 ·
.Wiring layers, 6, 9, 10, 109, 112. .. diffusion layers,
14,114 contact hole, 18 final passivation film, 204 dielectric film, ADB
Address buffer, MR-MAT, Mask ROM,
OR-MAT..redundant memory circuit, XDC..X decoder circuit, MR-YGT, PR-YGT..column switch gate, YDC..Y decoder circuit, MR-SA
M, PR-SAM sense amplifier circuit, DIB input buffer circuit, DOB output buffer circuit, MPX
..Multiplexer, RAS, relief address selection circuit, R-ADD, relief address storage circuit, RAST
.Redundant word line selection circuit, CONT ..control circuit, PR
-PGC write data input circuit, WA write circuit, FF latch circuit, DEC decoder circuit, TRC1 to TRC3 trimming circuit, AMP
・ Op amp, μROM ・ ・ Micro program RO
M, ROM, read only memory, RAM
Random access memory, CPU, microprocessor, ADC, analog / digital conversion circuit, P
ORT ... I / O port.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/822 G11C 17/00 639B 27/115 H01L 21/82 R 27/10 461 27/04 E 481 27/10 434 491 621C 27/108 29/78 371 21/8242 21/8247 29/788 29/792 (72)発明者 竹田 敏文 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 森内 久裕 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 白井 正喜 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 坂口 治朗 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 松尾 章則 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 吉田 省史 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/822 G11C 17/00 639B 27/115 H01L 21/82 R 27/10 461 27/04 E 481 27 / 10 434 491 621C 27/108 29/78 371 21/8242 21/8247 29/788 29/792 (72) Inventor Toshifumi Takeda 5-20-1, Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Musashi Hitachi, Ltd. Inside the plant (72) Inventor Hisahiro Moriuchi 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Musashi Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masayoshi Shirai 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Plant of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Jiro Sakaguchi 5-2-1, Kamisumihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Musashi Plant of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Akinori Matsuo Small in Tokyo 5-20-1, Honcho, Josui-shi, Japan Nippon Cho LSI Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Yoshida 5-2-1, Joshonhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Nichicho Cho LS・ I Engineering Co., Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に主面にマイクロプロセッサ
と、入出力ポート、RAM及びそのRAMに対する欠陥
救済を行うためのアドレス変換に必要なデータを記憶す
る素子とを備え、 上記主面の中央部にパッドが設けられ、 上記パッドと上記RAMとの間に上記素子が設けられる
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A semiconductor substrate comprising, on a main surface thereof, a microprocessor, an input / output port, a RAM, and an element for storing data necessary for address conversion for repairing defects in the RAM, and a central portion of the main surface. A semiconductor integrated circuit device, wherein a pad is provided on the pad, and the element is provided between the pad and the RAM.
【請求項2】 半導体基板の主面にマイクロプロセッサ
と、入出力ポート、RAM及びそのRAMに対する欠陥
救済を行うためのアドレス変換に必要なデータを記憶す
る素子とを備え、 上記主面の中央部にジグザグ状に2列に配列されたパッ
ドが設けられ、 上記パツドの間に上記素子が設けられることを特徴とす
る半導体集積回路装置。
2. A semiconductor device comprising: a main surface of a semiconductor substrate; a microprocessor; an input / output port; a RAM; and an element for storing data necessary for address conversion for repairing defects in the RAM. A pad arranged in two rows in a zigzag pattern, and the element is provided between the pads.
【請求項3】 半導体基板の主面の第1領域に形成され
たアイクロプロセッサと、 上記主面の第2領域に形成され、第1メモリセルを含む
第1メモリマットと、 上記主面の第3領域に形成され、上記第1メモリセルの
メモリセル構造とは異なるメモリセル構造を有する第2
メモリセルを含む第2メモリマットと、 上記主面に形成され、上記第1メモリマット及び上記第
2メモリマットを救済するための救済回路とを有するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
3. An acroprocessor formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate, a first memory mat formed in a second region of the main surface and including a first memory cell, and A second memory cell formed in the third region and having a memory cell structure different from the memory cell structure of the first memory cell;
A semiconductor integrated circuit device, comprising: a second memory mat including a memory cell; and a rescue circuit formed on the main surface to rescue the first memory mat and the second memory mat.
【請求項4】 上記第1メモリマットはランダムアクセ
スメモリであり、 上記第2メモリマットはリードオンリーメモリであるこ
とを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein said first memory mat is a random access memory, and said second memory mat is a read only memory.
【請求項5】 上記救済回路は、冗長メモリセル及び上
記冗長メモリセルを選択するための冗長デコーダとを含
み、 上記冗長メモリセルは不揮発性メモリセルを含むことを
特徴とする請求項3または4記載の半導体集積回路装
置。
5. The repair circuit according to claim 3, wherein the repair circuit includes a redundant memory cell and a redundant decoder for selecting the redundant memory cell, and the redundant memory cell includes a nonvolatile memory cell. 13. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
【請求項6】 半導体基板の主面の第1領域に形成され
たマイクロプロセッサと、 上記半導体基板の上記主面の第2領域に形成され、メモ
リセルを含むランダムアクセスメモリ と、 上記半導体基板の上記主面の第3領域に形成され、第1
不揮発性メモリセルを含む第1不揮発性メモリと、 上記半導体基板の上記主面に形成され、上記ランダムア
クセスメモリと上記第1不揮発性メモリとを抜済する救
済回路とを有することを特徴とする半導体集積回路装
置。
6. A microprocessor formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate, a random access memory formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate and including a memory cell, The first surface is formed in a third region of the main surface.
A semiconductor, comprising: a first nonvolatile memory including a nonvolatile memory cell; and a relief circuit formed on the main surface of the semiconductor substrate to remove the random access memory and the first nonvolatile memory. Integrated circuit device.
【請求項7】 上記救済回路は、救済されるべき上記ラ
ンダムアクセスメモリのアドレスと上記第1不揮発性メ
モリのアドレスとを記憶する第2不揮発性メモリを有す
ることを特徴とする請求項6の半導体集積回路装置。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein said rescue circuit has a second nonvolatile memory for storing an address of said random access memory to be relieved and an address of said first nonvolatile memory. Integrated circuit device.
【請求項8】 上記第2不揮発性メモリに含まれる第2
不揮発性メモリセルは1層ゲート構造であることを特徴
とする請求項7記載の半導体集積回路装置。
8. A second nonvolatile memory included in the second nonvolatile memory.
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the nonvolatile memory cell has a single-layer gate structure.
【請求項9】 上記ランダムアクセスメモリのメモリセ
ルはダイナミック型メモリセルであることを特徴とする
請求項6乃至8いずれかに記載の半導体集積回路装置。
9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the memory cells of the random access memory are dynamic memory cells.
【請求項10】 上記救済回路は、上記第2領域に形成
された第1救済回路と上記第3領域に形成された第2救
済回路とを有し、 上記第1救済回路は上記ランダムアクセスメモリに近接
して設けられ、上記第2救済回路は上記第1不揮発性メ
モリに近接して設けられることを特徴とする請求項6乃
至9いずれか記載の半導体集積回路装置。
10. The rescue circuit has a first rescue circuit formed in the second area and a second rescue circuit formed in the third area, wherein the first rescue circuit is the random access memory. 10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the second relief circuit is provided near the first nonvolatile memory.
【請求項11】 上記第1不揮発性メモリセルはフロー
ティングゲートの上にコントロールゲートが形成された
構造であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれ
かに記載の半導体集積回銘装置。
11. The semiconductor integrated recycle device according to claim 8, wherein the first nonvolatile memory cell has a structure in which a control gate is formed on a floating gate.
【請求項12】 上記第1不揮発性メモリセルは上記フ
ローテイングゲートと上記基板との間のトンネル電流に
より書き込みまたは消去が行われることを特徴とする請
求項11記載の半導体集積回路装置。
12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein said first nonvolatile memory cell is programmed or erased by a tunnel current between said floating gate and said substrate.
【請求項13】 半導体基板の主面の第1領域に形成さ
れたマイクロプロセッサと、 上記半導体基板の上記主面の第2領域に形成され、メモ
リセルを含むランダムアクセスメモリと、 上記半導体基板の上記主面の第3領域に形成され、メモ
リセルを含むリードオンリーメモリと、 上記半導体基板の上記主面に形成され、上記ランダムア
クセスメモリと上記リードオンリーメモリとを救済する
救済回路に用いられる第1不揮発性メモリとを有するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
13. A microprocessor formed in a first region of a main surface of a semiconductor substrate, a random access memory formed in a second region of the main surface of the semiconductor substrate and including a memory cell; A read-only memory formed in a third region of the main surface and including a memory cell; and a read-only memory formed on the main surface of the semiconductor substrate and used for a relief circuit for rescuing the random access memory and the read-only memory. 1. A semiconductor integrated circuit device comprising: a non-volatile memory.
【請求項14】 上記第1不揮発性メモリセルは、救済
されるべき上記ランダムアクセスメモリのアドレスと上
記リードオンリーメモリのアドレスとを記憶することを
特徴とする請求項13の半導体集積回路装置。
14. The semiconductor integrated circuit device according to claim 13, wherein said first nonvolatile memory cell stores an address of said random access memory to be repaired and an address of said read only memory.
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