JP2003317497A - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit device

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JP2003317497A
JP2003317497A JP2002121549A JP2002121549A JP2003317497A JP 2003317497 A JP2003317497 A JP 2003317497A JP 2002121549 A JP2002121549 A JP 2002121549A JP 2002121549 A JP2002121549 A JP 2002121549A JP 2003317497 A JP2003317497 A JP 2003317497A
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integrated circuit
circuit device
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JP2002121549A
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Shinya Aizawa
慎哉 藍澤
Toshio Sasaki
敏夫 佐々木
Toshio Yamada
利夫 山田
Tetsuya Muratani
哲也 村谷
Koichi Toba
功一 鳥羽
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, in which manufacturing efficiency is improved while maintaining high reliability of nonvolatile memory elements. <P>SOLUTION: Memory information and error correction code bits for detecting and correcting an error corresponding to the memory information are stored in a plurality of memory circuits including nonvolatile memory elements of single layer gate structure, also memory information is read utilizing an error correcting circuit, or memory information of each one bit in memory information of a plurality of bits is stored respectively in a plurality of nonvolatile memory elements of single gate structure, constitution in which a OR signal of the memory information is taken out is formed on a wafer, thus in the test process, of an electric test of the semiconductor integrated circuit device formed on the wafer, a high temperature test in which high temperature is applied to the semiconductor integrated circuit device for a fixed period in a constant temperature oven and a holding state of the memory information is tested can be omitted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に消去及び
書き込み可能な不揮発性記憶素子を有する半導体集積回
路装置の製造方法に関し、例えば、既存のCMOSプロ
セスへ新たなプロセスを追加することなく搭載できる単
層ポリフラッシュメモリ技術を適用して形成した不揮発
性記憶素子を欠陥救済等に適用したマイクロコンピュー
タやメモリLSIの製造方法に適用して有効な技術に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an electrically erasable and writable non-volatile memory element, for example, an existing CMOS process without adding a new process. The present invention relates to a technique effectively applied to a manufacturing method of a microcomputer or a memory LSI in which a nonvolatile memory element formed by applying a single-layer poly flash memory technique that can be applied is applied to defect relief or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】単層のポリシリコンゲートで不揮発性メ
モリのメモリセルを構成する単層ポリフラッシュ技術に
ついては、特開平6−334190号公報、米国特許公
報第5,440,159号、米国特許公報第5,50
4,706号、米国特許公報第5,457,335号、
及び、大崎らによる”A single Ploy EEPROM Cell Stru
cture for Use in Standard CMOS Processes&#34, IEEE
Journal of solid statecircuits&#34, VOL. 29, NO.
3,March,1994, pp311-316に記載がある。例えば特開
平6−334190号公報に記載された単層ポリフラッ
シュによる不揮発性メモリセルは、半導体基板に第1導
電型のMOSトランジスタが形成されると共に、第2導
電型のウェルに絶縁層を介してプレート電極が形成さ
れ、前記MOSトランジスタのゲート電極及びプレート
電極が共通接続されてフローティングゲートとして機能
され、第2導電型のウェルがコントロールゲートとして
機能されるようになっている。
2. Description of the Related Art A single-layer polyflash technique for forming a memory cell of a non-volatile memory with a single-layer polysilicon gate is disclosed in JP-A-6-334190, US Pat. No. 5,440,159, and US Pat. Publication No. 5,50
4,706, U.S. Pat. No. 5,457,335,
And "A single Ploy EEPROM Cell Stru by Osaki et al.
cture for Use in Standard CMOS Processes &# 34, IEEE
Journal of solid state circuits &# 34, VOL. 29, NO.
3, March, 1994, pp311-316. For example, in a non-volatile memory cell using a single-layer polyflash described in JP-A-6-334190, a first conductivity type MOS transistor is formed on a semiconductor substrate, and an insulating layer is interposed in a second conductivity type well. A plate electrode is formed, the gate electrode and the plate electrode of the MOS transistor are commonly connected to function as a floating gate, and the second conductivity type well functions as a control gate.

【0003】特開平4−212471号公報には、電気
に書き込み可能な不揮発性メモリ(EPROM)をリ
ード・オンリ・メモリ(ROM)の救済回路として利用
する技術についても開示している。更に同公報には、単
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、消去を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、或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とが可能な
不揮発性記憶素子としても利用できる、との記載があ
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-212471 discloses that electric
Discloses also utilized technology writable nonvolatile memory (EPROM) as a repair circuit of the read only memory (ROM). Further, in the same publication, in a nonvolatile memory element having a single-layer gate structure, writing is performed by hot carriers and erasing is performed by tunneling current by applying a high voltage to a source or drain, or writing and erasing is performed by tunneling current. It is described that it can also be used as a non-volatile memory element that can be electrically written and erased.

【0004】一方、誤動作防止の観点より2個の不揮発
性記憶素子を差動的に利用する技術については、特開平
6−268180の各号公報、及び、米国特許公報5,
029,131号がある。差動形態のメモリセル構造で
は、相互に一方の不揮発性記憶素子を書込み状態、他方
の不揮発性記憶素子を消去状態とし、双方の不揮発性記
憶素子から並列的に読み出した読み出し信号を差動増幅
するものであり、書込み、消去状態の何れの不揮発性記
憶素子の出力が反転、非反転側何れの入力になるかに応
じて記憶情報の論理値が判定される。
On the other hand, for the technique of differentially utilizing two nonvolatile memory elements from the viewpoint of preventing malfunction, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-268180 and US Pat.
No. 029,131 is available. In the differential memory cell structure, one of the nonvolatile memory elements is in a write state and the other nonvolatile memory element is in an erased state, and the read signals read in parallel from both nonvolatile memory elements are differentially amplified. Therefore, the logical value of the stored information is determined according to which of the non-volatile and non-inverted outputs of the nonvolatile memory element in the written or erased state is the input.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記単層ポリシリコン
ゲートフラッシュメモリ(以下、単にieFlashとい
う) は、CMOSプロセスで製造できるためにシステム
LSIに搭載されるメモリ回路の欠陥救済やトリミング
等に用いられるヒューズ手段に置き換えることができ
る。ヒューズ手段に用いた場合には、そのデータ保持不
良はシステムLSI自体の不良に直結するから、一般的
なデータ保持に用いられる場合よりも高い信頼性が要求
される。つまり、データ保持の場合には、不良が発生し
たなら別の記憶領域を用いるようにして実質的な救済が
可能になるからである。上記のieFlashにおいては、
上記のようにCMOSプロセスで形成できるように構造
が簡単である反面、データ保持特性がスタックドゲート
構造のフラッシュメモリに比べて劣るとされている。そ
のために、高温放置(ベーク)によるデータリテンショ
ン寿命評価を行うことが必須であると考えられている。
Since the single-layer polysilicon gate flash memory (hereinafter simply referred to as ieFlash) can be manufactured by the CMOS process, it is used for defect relief and trimming of the memory circuit mounted on the system LSI. It can be replaced by fuse means. When used as a fuse means, the data retention failure is directly connected to the failure of the system LSI itself, and therefore higher reliability is required than when it is used for general data retention. In other words, in the case of data retention, if a defect occurs, another storage area is used, and it is possible to perform substantial relief. In the above ieFlash,
As described above, although the structure is simple so that it can be formed by the CMOS process, it is said that the data retention characteristic is inferior to the flash memory having the stacked gate structure. Therefore, it is considered necessary to evaluate the data retention life by leaving at high temperature (baking).

【0006】ここで、システムLSIは、一般的に言っ
て特定用途向として製造されることが少なくなく、それ
に応じて小量産品となることが多い。その事情から、前
記ieFlashの信頼性確保のために行われる前記高温放
置によるデータリテンション寿命評価は、かかるieF
lashを搭載したシテスムLSIの製造効率を下げコスト
高を招き、ieFlashをヒューズとして用いるようにし
た半導体集積回路装置の普及を妨げる大きな原因になっ
てくることとなる。そこで、本願発明者は、前記のよう
にieFlashにおいては、上記のようにCMOSプロセ
スで形成できるieFlashの特徴を生かしつつ、高信頼
性を維持しつつ、製造効率を改善することを検討した。
In general, the system LSI is often manufactured for a specific purpose, and accordingly, it is often a small mass-produced product. For that reason, the data retention life evaluation by leaving the high temperature for the purpose of ensuring the reliability of the ieFlash requires such an IEF.
This causes a decrease in manufacturing efficiency of a system LSI equipped with a lash, resulting in a high cost, which becomes a major cause of hindering the widespread use of a semiconductor integrated circuit device in which the IEFlash is used as a fuse. Therefore, the inventor of the present application has studied to improve the manufacturing efficiency while maintaining the high reliability while utilizing the features of the ieFlash that can be formed by the CMOS process as described above in the ieFlash.

【0007】本発明の目的は、不揮発性記憶素子の高信
頼性を維持しつつ、製造効率を改善した半導体集積回路
装置の製造方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、製造の効率化を図りつつ、そのゲート電極構造が
単層のゲート電極構造から構成されたフラッシュメモリ
セルをメモリ回路等の救済回路として利用できる半導体
集積回路装置の製造方法を提供することにある。本発明
の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記
述及び添付図面から明らかになるであろう。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which manufacturing efficiency is improved while maintaining high reliability of a nonvolatile memory element. Another object of the present invention is to manufacture a semiconductor integrated circuit device in which a flash memory cell whose gate electrode structure is composed of a single-layer gate electrode structure can be used as a relief circuit such as a memory circuit while improving the manufacturing efficiency. To provide a method. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this 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、それぞれ単層ゲート構造の不
揮発性記憶素子を含む複数の記憶回路と、上記複数の記
憶回路に記憶される第1記憶情報とかかる第1記憶情報
に対応される誤り訂正符号情報とを受ける誤り訂正回路
とを備えた複数の半導体集積回路装置が形成された半導
体ウェハが設定される。上記半導体ウエハは、後にいわ
ゆるチップ分割技術によって複数の半導体チップに分割
され、所要の実装形態をもって完成品としての装置とさ
れるものである。上記半導体ウエハは、上記完成品の動
作許容温度を超える比較的高温度でのベーク処理の適用
が省略される。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, it receives a plurality of storage circuits each including a non-volatile storage element having a single-layer gate structure, first storage information stored in the plurality of storage circuits, and error correction code information corresponding to the first storage information. A semiconductor wafer having a plurality of semiconductor integrated circuit devices including an error correction circuit is set. The above semiconductor wafer is later divided into a plurality of semiconductor chips by a so-called chip division technique, and is formed into a device as a finished product with a required mounting form. The semiconductor wafer does not need to be baked at a relatively high temperature exceeding the allowable operating temperature of the finished product.

【0009】1ビットの記憶情報を複数の単層ゲート構
造の不揮発性記憶素子にそれぞれ記憶させ、その記憶情
報の論理和を意味するような論理合成によって1ビット
の記憶情報の読み出しを可能とするようにした回路の複
数個を備えた半導体集積回路装置が設定される。かかる
構成の半導体集積回路装置が形成された半導体ウエハが
設定される。上記同様に上記半導体ウエハは、後にいわ
ゆるチップ分割技術によって複数の半導体チップに分割
され、所要の実装形態をもって完成品としての装置とさ
れるものであり、上記半導体ウエハは、上記完成品の動
作許容温度を超える比較的高温度でのベーク処理の適用
が省略されるものである。より好適には、上記複数の半
導体集積回路装置は、上記ウエハ状態の電気的試験、す
なわち、いわゆるウエハテストが行われる。ベーク処理
の省略が許容された半導体ウエハは、チップに分割さ
れ、完成品組み立てのために供される。
1-bit stored information is stored in each of a plurality of non-volatile memory elements having a single-layer gate structure, and 1-bit stored information can be read out by logical synthesis that means a logical sum of the stored information. A semiconductor integrated circuit device including a plurality of such circuits is set. A semiconductor wafer on which the semiconductor integrated circuit device having such a structure is formed is set. Similarly to the above, the semiconductor wafer is later divided into a plurality of semiconductor chips by a so-called chip division technique, and is formed into a device as a finished product with a required mounting form. The application of the baking treatment at a relatively high temperature above the temperature is omitted. More preferably, the plurality of semiconductor integrated circuit devices are subjected to an electrical test in the wafer state, that is, a so-called wafer test. The semiconductor wafer for which the omission of the baking process is allowed is divided into chips and provided for assembling a finished product.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1には、本発明が適用される半
導体集積回路装置に搭載される情報記憶セルとしてのメ
モリセルの一実施例の回路図が示されている。メモリセ
ルは、2つの不揮発性記憶素子PM1,PM2と、2つ
の読み出しMOSFETDM1,DM2を持つ。不揮発
性記憶素子PM1,PM2は、後の図3ないし図5によ
って更に詳しく理解可能となるような1層ゲート構造の
フラッシュメモリ素子からなる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a memory cell as an information storage cell mounted in a semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied. The memory cell has two nonvolatile memory elements PM1 and PM2 and two read MOSFETs DM1 and DM2. Each of the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 is composed of a flash memory element having a single-layer gate structure which can be understood in more detail with reference to FIGS.

【0011】図1において、不揮発性記憶素子PM1,
PM2のフローティングゲートは、読み出しMOSFE
TDM1,DM2のゲート電極に結合された電極からな
ると理解される。不揮発性記憶素子DM1,DM2は、
それぞれのドレイン,ソースが並列接続される形態をも
って書込みデータ線PDLとソース線Vssとの間に接
続されている。
In FIG. 1, the nonvolatile memory element PM1,
The floating gate of PM2 is read MOSFE
It is understood that it consists of an electrode coupled to the gate electrodes of TDM1 and DM2. The nonvolatile memory elements DM1 and DM2 are
The respective drains and sources are connected in parallel and are connected between the write data line PDL and the source line Vss.

【0012】後の説明から明らかとなるように、書き込
みデータ線PDLとソース線Vssとの相対電位差は、
書込み動作と読み出し動作とでは異なる。それ故に不揮
発性記憶素子のドレイン,ソースは厳密な意味では固定
的ではない。しかし、ここでは、1つの対象を異なった
表現をもって表現するような表現の複雑化を避ける上
で、不揮発性記憶素子PM1,PM2が読み出しデータ
線と接続する接続点を便宜上ドレイン電極と称し、不揮
発性記憶素子PM1,PM2がソース線Vssと接続す
る接続点を便宜上ソース電極と称するものとする。
As will be apparent from the following description, the relative potential difference between the write data line PDL and the source line Vss is
The write operation and the read operation are different. Therefore, the drain and source of the nonvolatile memory element are not fixed in a strict sense. However, here, in order to avoid complication of expression in which one object is expressed by different expressions, a connection point where the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 are connected to the read data line is referred to as a drain electrode for convenience. For convenience, the connection point at which the memory elements PM1 and PM2 are connected to the source line Vss is referred to as a source electrode.

【0013】2つの不揮発性記憶素子PM1,PM2
は、そのコントロールゲートが、書込みワード線に結合
されている。読み出しMOSFETDM1,DM2は、
読み出しスイッチMOSFETSMとともにそのドレイ
ン,ソース経路が、読み出しデータ線RDLとソース線
Vssとの間に直列接続されている。読み出しMOSF
ETSMは、そのゲートが結合された読み出しワード線
RWLによって制御される。
Two nonvolatile memory elements PM1 and PM2
Has its control gate coupled to the write word line. The read MOSFETs DM1 and DM2 are
The drain and source paths of the read switch MOSFETSM are connected in series between the read data line RDL and the source line Vss. Read MOSF
The ETSM is controlled by the read word line RWL with its gate coupled.

【0014】不揮発性記憶素子PM1,PM2は、後で
図3〜図5に基づいてその具体的構造例を説明するが、
その概略は次の通りである。すなわち、素子PM1,P
M2は、コントロールゲート電極として機能される第1
半導体領域と、その上に絶縁層を介して設けられた容量
電極とから構成されるMOS容量素子PM1b,PM2
bと、第2半導体領域に形成された第1ソース電極及び
第1ドレイン電極とゲート電極とを有するMOSFET
PM1a,PM2aとから構成される。
The nonvolatile memory elements PM1 and PM2 will be described later with reference to specific structural examples based on FIGS.
The outline is as follows. That is, the elements PM1 and P
M2 is a first gate that functions as a control gate electrode.
MOS capacitive elements PM1b and PM2 each composed of a semiconductor region and a capacitive electrode provided on the semiconductor region via an insulating layer.
b, a MOSFET having a first source electrode and a first drain electrode formed in the second semiconductor region, and a gate electrode
It is composed of PM1a and PM2a.

【0015】上記MOS容量素子PM1b,PM2b
は、更に言うなら、MOSFETと同じ構成、すなわ
ち、バックゲートとして機能する半導体領域とそれに形
成されたソース電極と、ドレイン電極とを一方の電極と
し、半導体領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲ
ート電極を他方の電極(容量電極)とするようなMOS
FET構造のゲート容量によって構成される。MOS容
量素子PM1b,PM2bの容量電極は、前記MOSF
ETPM1a,PM2aのゲート電極と共通接続されて
フローティングゲート電極Vfとして機能される。
The MOS capacitance elements PM1b and PM2b
In other words, the same structure as that of the MOSFET, that is, the semiconductor region that functions as a back gate, the source electrode and the drain electrode formed therein are used as one electrode, and the semiconductor region is formed on the semiconductor region via a gate insulating film. MOS with one gate electrode as the other electrode (capacitance electrode)
It is composed of the gate capacitance of the FET structure. The capacitance electrodes of the MOS capacitance elements PM1b and PM2b are the same as those of the MOSF.
It is commonly connected to the gate electrodes of ETPM1a and PM2a and functions as a floating gate electrode Vf.

【0016】上記不揮発性記憶素子,読み出しMOSF
ET,読み出しスイッチMOSFETは、上記第1半導
体領域,第2半導体領域がp型半導体領域から構成さ
れ、nチャンネル型構成とされる。これに対して、上記
MOS容量素子PM1b,PM2bは、pチャンネル型
構成とされる。これによって、上記MOS容量素子PM
1b,PM2bは、バックゲートとして機能される上記
半導体領域(すなわちn型半導体領域)に加えられる書
込み電圧のような電圧に対しても適当な容量素子特性を
発揮するようにされる。
Nonvolatile memory element, read MOSF
The ET and read switch MOSFET has an n-channel type structure in which the first semiconductor region and the second semiconductor region are composed of p-type semiconductor regions. On the other hand, the MOS capacitance elements PM1b and PM2b have a p-channel type configuration. As a result, the MOS capacitance element PM
1b and PM2b are adapted to exhibit appropriate capacitance element characteristics even with respect to a voltage such as a write voltage applied to the semiconductor region (that is, the n-type semiconductor region) that functions as a back gate.

【0017】前記不揮発性記憶素子PM1,PM2は、
ホットエレクトロン書込み、及びトンネル電流消去が可
能なような構成にされる。すなわち、前記不揮発性記憶
素子へのデータの書込み時には、書込みデータ線PDL
を5Vのような書込み電位レベルとし、書込みワード線
PWLを5Vのような書込み選択レベルとし、ソース線
Vssを0Vのような低電位レベルにする。これによ
り、ドレイン電極で発生したホットエレクトロンがフロ
ーティングゲート電極に注入され、不揮発性記憶素子P
M1,PM2の閾値電圧が高くされる。
The nonvolatile memory elements PM1 and PM2 are
The configuration is such that hot electron writing and tunnel current erase are possible. That is, when data is written in the nonvolatile memory element, the write data line PDL is used.
Is set to a write potential level such as 5V, the write word line PWL is set to a write selection level such as 5V, and the source line Vss is set to a low potential level such as 0V. As a result, hot electrons generated at the drain electrode are injected into the floating gate electrode, and the nonvolatile memory element P
The threshold voltages of M1 and PM2 are increased.

【0018】前記不揮発性記憶素子PM1,PM2の消
去時には、書込みデータ線PDL、書込みワード線PW
L、読み出しデータ線RDL、読み出しワード線RWL
が夫々0Vとされ、かつソース線Vssが6Vのような
消去レベルにされる。これにより、フローティングゲー
トからトンネル電流で電子がソース電極に引き抜かれ、
不揮発性記憶素子PM1,PM2の閾値電圧が低くされ
る。
When erasing the nonvolatile memory elements PM1 and PM2, the write data line PDL and the write word line PW are written.
L, read data line RDL, read word line RWL
Are set to 0V and the source line Vss is set to an erase level such as 6V. As a result, electrons are extracted from the floating gate to the source electrode by the tunnel current,
The threshold voltages of the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 are lowered.

【0019】前記読み出しMOSFETDM1,DM2
は、そのゲート電極電位が不揮発性記憶素子PM1,P
M2の書込み状態と消去状態とによって修飾され、その
スイッチ状態若しくは相互コンダクタンスが相違され
る。不揮発性記憶素子PM1,PM2の記憶情報の読み
出し動作時には、読み出しデータ線RDLに図示しない
負荷を介して1.8Vのような読み出し電位が加えら
れ、読み出しワード線RWLに1.8Vのような読み出
し選択レベルの電位が加えられ、Vssに0Vのような
基準電位が加えられる。
The read MOSFETs DM1 and DM2
Has a gate electrode potential of the nonvolatile memory elements PM1, P
It is modified by the write state and erase state of M2, and the switch state or transconductance thereof is made different. During the read operation of the stored information in the nonvolatile storage elements PM1 and PM2, a read potential such as 1.8 V is applied to the read data line RDL via a load (not shown), and the read word line RWL is read as 1.8 V. A selection level potential is applied and a reference potential such as 0V is applied to Vss.

【0020】書込みワード線PWLは、MOS容量PM
1b、PM2bを介する書込みワード線PWLとフロー
ティングゲートとの間の結合にかかわらずに、フローテ
ィングゲートがその記憶情報に従った電位となるよう、
0Vのような固定電位とされる。書込みデータ線PDL
もまた、0Vのような基準電位にされる。読み出しワー
ド線RWLの選択レベルの電位をゲート電極に受けるn
チャンネル型選択MOSFETSMは、前記読み出しM
OSFETDM1を読み出しデータ線RDLに接続す
る。これに応じて、読み出しデータ線RDLは、双方の
読み出しMOSFETDM1,DM2がオン状態である
なら、それらDM1,DM2を介してソース線Vssへ
導通される。
The write word line PWL has a MOS capacitance PM.
The floating gate has a potential according to the stored information regardless of the coupling between the write word line PWL and the floating gate via 1b and PM2b.
It is set to a fixed potential such as 0V. Write data line PDL
Is also brought to a reference potential such as 0V. The gate electrode receives the potential of the selected level of the read word line RWL n
The channel type selection MOSFET SM has the read M
The OSFET DM1 is connected to the read data line RDL. Accordingly, the read data line RDL is electrically connected to the source line Vss via the read MOSFETs DM1 and DM2 if both read MOSFETs DM1 and DM2 are in the ON state.

【0021】ここで、不揮発性記憶素子においては、そ
こにドレイン電流が流れる状態が生ずる場合や電界が加
わる状態が生ずる場合、それら電流,電界が短時間内で
は明確な書込み状態や消去状態をもたらさない微弱なも
のであっても、長時間経過の後にはフローティングゲー
トの電荷に不所望な変化をもたらす危険性を持つ。すな
わち、半導体結晶や不純物濃度分布の微視的な不所望さ
や、ゲート絶縁膜の厚さの微視的な変化など、半導体装
置製造での不可避的なばらつきに応じて、例え比較的小
さいドレイン電流であっても、弱いホットエレクトロン
が発生してしまう可能性を持つからであり、また、実質
的にトンネル電流が生ずべきでない弱い電界の下でもト
ンネル電流が発生してしまう可能性を持つからである。
それらは、不揮発性記憶素子の記憶データの比較的短時
間での破壊ないしは劣化を意味しなくても、著しく長い
時間内での破壊ないし劣化を意味する。
Here, in the nonvolatile memory element, when a state in which a drain current flows or a state in which an electric field is applied occurs in the nonvolatile memory element, the current and the electric field bring about a clear written state and an erased state within a short time. Even a weak one has a risk of causing an undesired change in the charge of the floating gate after a long time. That is, depending on the unavoidable variations in semiconductor device manufacturing such as microscopic undesiredness of semiconductor crystal and impurity concentration distribution and microscopic changes in gate insulating film thickness, a relatively small drain current is used. However, there is a possibility that weak hot electrons will be generated, and there is a possibility that a tunnel current will be generated even under a weak electric field where a tunnel current should not be generated. Is.
They do not mean destruction or deterioration of the stored data of the non-volatile memory element in a relatively short time, but they mean destruction or deterioration in a remarkably long time.

【0022】これに対して、上述のように、書込みデー
タ線PDL、書込みワード線PWL、ソース線Vssを
共に回路の接地電位(0V)のような電位に固定する場
合には、フローティングゲートに対する弱いホットエレ
クトロンの注入やトンネル電流による電子の不所望な注
入は充分に低減可能となる。
On the other hand, as described above, when fixing the write data line PDL, the write word line PWL, and the source line Vss to a potential such as the circuit ground potential (0 V), the floating gate is weak. Hot electron injection and undesired electron injection due to tunnel current can be sufficiently reduced.

【0023】図2には、前記読み出しMOSFETDM
1,DM2の電圧電流特性図が示されている。読み出し
MOSFETDM1,DM2の初期閾値電圧(Vthn
dm)は、不揮発性記憶素子PM1,PM2へ書込みが
行われた電荷保持時(書込み状態)のフローティングゲ
ート電極Vfの電位(約−2V)より高く、かつ不揮発
性記憶素子PM1,PM2へ書込みが行われない消去状
態の初期状態のフローティングゲート電極Vfの電位
(約0V)より低くなる電圧範囲に設定されている。換
言すれば、読み出しMOSFETDM1,DM2はディ
プレッションタイプのトランジスタが好適とされる。特
に制限されないが、読み出しMOSFETDM1,DM
2のディプレッションタイプ化は、かかるMOSFET
を構成する半導体領域表面部分への例えば低濃度のリン
の導入によって行われる。
FIG. 2 shows the read MOSFET DM.
1, the voltage-current characteristic diagram of DM2 is shown. Initial threshold voltage (Vthn of read MOSFETs DM1 and DM2
dm) is higher than the potential (about −2 V) of the floating gate electrode Vf at the time of holding charges (writing state) where writing is performed in the nonvolatile memory elements PM1 and PM2, and writing to the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 is performed. The voltage range is set to be lower than the potential (about 0 V) of the floating gate electrode Vf in the initial state of the erased state which is not performed. In other words, the read MOSFETs DM1 and DM2 are preferably depletion type transistors. The read MOSFETs DM1 and DM are not particularly limited.
The depletion type of 2 is such a MOSFET
Is carried out by introducing, for example, low-concentration phosphorus into the surface region of the semiconductor region forming

【0024】フローティングゲートが電荷保持時状態で
ある書込み状態では、直列接続された2つの読み出しM
OSFETDM1,DM2は、それに応じてカットオフ
状態にされる。実施例による場合、不揮発性記憶素子P
M1,PM2の内の何れか一方の素子の保持電荷が、不
所望にもゲート絶縁膜に生ずる微視的な欠陥によるよう
な何らかの原因で漏洩し、初期状態の方向、ないしは消
去状態の方向へ変化しても、かかる素子PM1、PM2
の内の他方の素子における保持電荷に応じて、読み出し
選択MOSFETSMを介した電流パスはカットオフさ
れたままであり、読み出し不良とはならない。
In the write state in which the floating gate is in the charge holding state, two read Ms connected in series are used.
OSFETs DM1 and DM2 are accordingly cut off. According to the embodiment, the nonvolatile memory element P
The charge held in one of M1 and PM2 leaks undesirably for some reason, such as due to a microscopic defect that occurs in the gate insulating film, and moves toward the initial state or the erased state. Even if it changes, such elements PM1 and PM2
The current path through the read selection MOSFET SM remains cut off in accordance with the charge held in the other element of the above, and no read failure occurs.

【0025】不良発生低減に関し以下に更に詳しく説明
をすることとする。ここでは、2個の不揮発性記憶素子
PM1,PM2で1ビットを構成する2セル1ビット形
式のメモリセルによる読み出し不良率を算出する。今、
1個の不揮発性記憶素子で1ビットを構成する1セル1
ビット構成のメモリセルにおける10年後の不良確率を
fとすると、2セルとも良品である確率Paは、 Pa=(1−f)2 …(1) である。いずれか一方のセルが不良である確率Pbは、 Pb=(1−f)f+f(1−f)=2f(1−f) …(2) であり、2セルとも不良である確率Pcは、 Pc=f2 …(3) となる。
The reduction of defects will be described in more detail below. Here, the read failure rate by the memory cell of the 2-cell 1-bit format in which 1 bit is composed of the two nonvolatile memory elements PM1 and PM2 is calculated. now,
One non-volatile memory element constitutes one bit 1 cell 1
When the failure probability after 10 years in the memory cell having the bit structure is f, the probability Pa that both cells are non-defective is Pa = (1-f) 2 (1). The probability Pb that one of the cells is defective is Pb = (1-f) f + f (1-f) = 2f (1-f) (2), and the probability Pc that both cells are defective is Pc = f 2 (3)

【0026】ここで、Pa+Pb+Pc=(1−f)2
+2f(1−f)+f2=1である。チップの総ビット
数をNとすると、良品は前記状態のビットが1つもない
ことであり、この時、Nビットは前記式(1)又は式
(2)の何れかの状態にあるはずであるから、良品確率
Yは、 Y=ΣNCk Pak PbN-k …(4) となり、チップ不良率Fは、 F=1−Y=1−ΣN Ck Pak PbN-k …(5) となる。
Here, Pa + Pb + Pc = (1-f) 2
+ 2f (1-f) is a + f 2 = 1. If the total number of bits of the chip is N, it means that there are no bits in the above state for a non-defective product, and at this time, N bits should be in the state of either equation (1) or equation (2). from good probability Y is, Y = Σ N Ck Pa k Pb Nk ... (4) , and the chip defect rate F becomes F = 1-Y = 1- Σ N Ck Pa k Pb Nk ... (5).

【0027】2項定理により、 Y=ΣN Ck Pak PbN-k=(Pa+Pb)N =[(1−f)2+2f(1−f)] N =(1−f2N であるから、 F=1−(1−f2N …(6) となる。[0027] The binomial theorem, because it is Y = Σ N Ck Pa k Pb Nk = (Pa + Pb) N = [(1-f) 2 + 2f (1-f)] N = (1-f 2) N, F = 1− (1−f 2 ) N (6)

【0028】ところで、1セル1ビット方式の場合の良
品確率Y’は、Nビット中の1ビットでも不良となると
チップ不良となるので、良品率Y’は Y’=(1−f)N …(7) となり、1セル1ビット方式の場合のチップ不良率F’
は F’=1−(1−f)N …(8) となる。
In the case of the 1-cell 1-bit system, the good product probability Y'is a chip defect even if 1 bit out of N bits is defective. Therefore, the good product rate Y'is Y '= (1-f) N. (7) and the chip defect rate F'in the case of 1-cell 1-bit method
Becomes F '= 1- (1-f) N (8).

【0029】したがって、本発明の半導体集積回路装置
によるなら、チップ不良率の改善度Rは、 R=F/F’=1−(1−f2N/{1−(1−f)N} …(9) となり、f<<1の場合には、 R=F/F’≒f …(10) となる。すなわち、著しい不良率の改善が達成できる。
Therefore, according to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the improvement rate R of the chip defect rate is R = F / F '= 1- (1-f 2 ) N / {1- (1-f) N } (9), and in the case of f << 1, R = F / F'≈f (10). That is, a remarkable improvement in the defective rate can be achieved.

【0030】図1に示される記憶情報セル構成によれ
ば、前述のような理由によって弱いホットエレクトロン
注入の問題、トンネル電流の問題も生じなく、長期のデ
ータ保持性能を向上させ、読み出し不良率の低下を実現
することが可能になる。
According to the memory information cell structure shown in FIG. 1, the problems of weak hot electron injection and tunnel current do not occur due to the reasons described above, the long-term data retention performance is improved, and the read failure rate is improved. It becomes possible to realize the decrease.

【0031】また、複数の不揮発性記憶素子とそれらに
各別に対応される複数の読み出しトランジスタ素子を設
定する構成は、更にの不良率の低下を可能とする。すな
わち、前述のような微視的ないしは局所的に不可避的に
生ずるような欠陥の可能性を考慮するなら、書込み状態
の不揮発性記憶素子から何らかの原因で保持電荷が漏洩
する可能性は確率的に0ではない。
Further, the configuration in which a plurality of non-volatile memory elements and a plurality of read transistor elements respectively corresponding to the nonvolatile memory elements are set can further reduce the defect rate. In other words, considering the possibility of defects that inevitably occur microscopically or locally as described above, there is a probability that the retained charges may leak from the nonvolatile memory element in the written state for some reason. Not 0.

【0032】しかしながら、複数の不揮発性素子が同時
に保持電荷の漏洩を生ずる可能性ないしは確率は、半導
体結晶、ゲート絶縁膜等の欠陥の微視性とその局所性な
いしはランダム性の観点から、きわめて低いと理解され
て良いものである。この点から、一方の不揮発性記憶素
子から保持電荷が漏洩しても、他方の不揮発性記憶素子
における保持電荷に応じて、ほとんどの場合、前記複数
の読み出しトランジスタ素子の直列経路はカットオフ状
態のままであると理解してよい。これにより、上記不揮
発性記憶素子と読み出しトランジスタ素子とのペア構造
によるチャージゲイン対策を行った情報記憶セルに対し
て、更にデータリテンション対策も万全となり、読み出
し不良率を更に改善することができる。
However, the possibility or probability that a plurality of non-volatile elements may leak retained charges at the same time is extremely low from the viewpoint of microscopicity of defects such as semiconductor crystals and gate insulating films and their locality or randomness. It is good to be understood. From this point, even if the retained charge leaks from one of the nonvolatile memory elements, the series path of the plurality of read transistor elements is in a cutoff state in most cases depending on the retained charge in the other nonvolatile memory element. You can understand that there is a wait. As a result, the information storage cell for which the charge gain countermeasure is performed by the paired structure of the nonvolatile memory element and the read transistor element is also fully protected against the data retention, and the read failure rate can be further improved.

【0033】図3には、図1の不揮発性記憶素子の一実
施例の素子平面図が示されている。この実施例の単層ポ
リシリコンプロセス等の製造プロセスでの製造が可能な
前記不揮発性記憶素子は、そのゲート電極がフローティ
ングゲートとされるMOSFET、及びその上にかかる
MOSFETのフローティングゲートが絶縁膜を介して
延長されるコントロールゲートを持つ構成とされる。上
記コントロールゲートは、通常のMOSFETにおける
バックゲートと同様な構成、すなわち不純物導入の半導
体領域から構成される。
FIG. 3 is a device plan view of an embodiment of the nonvolatile memory device of FIG. In the nonvolatile memory element that can be manufactured by a manufacturing process such as the single-layer polysilicon process of this embodiment, the MOSFET whose gate electrode is a floating gate, and the floating gate of the MOSFET formed on the MOSFET have an insulating film. It is configured to have a control gate extended through it. The control gate has the same structure as a back gate in a normal MOSFET, that is, a semiconductor region into which impurities are introduced.

【0034】更に詳しくは、図3の平面レイアウトで示
されるように、不揮発性記憶素子を構成するコントロー
ルゲートは、n型からなるような第1導電型の半導体領
域ないしはウエル領域1と、かかる半導体領域1に設定
された活性領域4に形成されたp型からなるような第2
導電型の半導体領域から構成さる。
More specifically, as shown in the plane layout of FIG. 3, the control gate forming the nonvolatile memory element is a semiconductor region or a well region 1 of the first conductivity type such as an n-type, and the semiconductor region. A second p-type formed in the active region 4 set in the region 1
It is composed of a conductive type semiconductor region.

【0035】活性領域4は、特に制限されないが、図面
で点線を持って表示されるような長方形パターンとされ
る。活性領域4上には図面で斜線を付されたようなフロ
ーティングゲート7がゲート絶縁膜を介して延長形成さ
れる。活性領域4のフローティングゲート7で覆われて
いない部分は、p型不純物のイオン打ち込みによるよう
な不純物導入技術によって、上記第2導電型の半導体領
域が形成されている。上記半導体領域1および上記活性
領域4における上記半導体領域は、コントロールゲート
を成す。
Although not particularly limited, the active region 4 has a rectangular pattern displayed with a dotted line in the drawing. On the active region 4, a floating gate 7, which is shaded in the drawing, is extendedly formed via a gate insulating film. In the portion of the active region 4 not covered with the floating gate 7, the second conductivity type semiconductor region is formed by an impurity introduction technique such as ion implantation of p-type impurities. The semiconductor regions in the semiconductor region 1 and the active region 4 form a control gate.

【0036】不揮発性記憶素子PM1,PM2を構成す
るところのゲート電極がフローティングゲート7とされ
たMOSFET、言い換えると書込みMOSFETは、
第1導電型のウエル領域をなすような半導体領域2内に
設定される活性領域3内に形成される。前記フローティ
ングゲート7は、かかる書込みMOSFETのチャネル
領域の上をゲート絶縁膜を介して延長すると共に、上記
活性領域4上、及び第1導電型のウエル領域をなすよう
な半導体領域6内に設定される活性領域5内に形成され
る読み出しMOSFETのチャネル領域の上にゲート絶
縁膜を介して延長形成される導電層から構成される。
The MOSFET in which the gate electrode forming the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 is the floating gate 7, that is, the write MOSFET is
It is formed in the active region 3 which is set in the semiconductor region 2 forming a well region of the first conductivity type. The floating gate 7 extends above the channel region of the write MOSFET through a gate insulating film, and is set on the active region 4 and in the semiconductor region 6 forming a well region of the first conductivity type. The active layer 5 is formed of a conductive layer extending over the channel region of the read MOSFET formed via the gate insulating film.

【0037】前記読み出しMOSFETDM1,DM2
は、それ自体によって対応するフローティングゲートで
の情報電荷の書込み状態を読み出すことができるよう
に、その初期閾値電圧が設定される。
The read MOSFETs DM1 and DM2
Has its initial threshold voltage set such that the written state of the information charge on the corresponding floating gate can be read by itself.

【0038】半導体集積回路装置が、後で図6によって
説明するような論理回路及びメモリ回路を主体とするよ
うな構成の場合、それを構成するpチャンネル型MOS
FET、nチャンネル型MOSFETのほとんどは、動
作電源電圧範囲の信号に対して明確にオン状態とオフ状
態とを取ることができるように、エンハンスメントモー
ドのMOSFETから構成される。
In the case where the semiconductor integrated circuit device has a structure mainly composed of a logic circuit and a memory circuit as will be described later with reference to FIG. 6, a p-channel type MOS forming the same is formed.
Most of FETs and n-channel MOSFETs are composed of enhancement mode MOSFETs so that they can be clearly turned on and off with respect to signals in the operating power supply voltage range.

【0039】これに対して、上記読み出しMOSFET
は、前記の図2の特性曲線を参照するならば、ディプレ
ッションモードのMOSFETであることが望まれる。
そこで、読み出しMOSFETの初期閾値電圧を適当に
設定するために、上記半導体領域6と対応されるような
パターンとされたところのホトレジストマスクからなる
ようなマスクが設定される。かかるマスクを不純物イオ
ン打ち込みのためのマスクとするような第2導電型の不
純物の選択的導入によって、読み出しMOSFETのチ
ャンネル領域の不純物濃度が調整される。
On the other hand, the read MOSFET
Is desired to be a depletion mode MOSFET, referring to the characteristic curve of FIG.
Therefore, in order to appropriately set the initial threshold voltage of the read MOSFET, a mask made of a photoresist mask having a pattern corresponding to the semiconductor region 6 is set. The impurity concentration of the channel region of the read MOSFET is adjusted by selectively introducing the second conductivity type impurity using such a mask as a mask for implanting impurity ions.

【0040】2つ読み出しMOSFETと、読み出しス
イッチMOSFETもしくは読み出し選択MOSFET
は、図3において点線で示されたL字状パターンの活性
領域5に形成される。前記フローティングゲート7、7
はゲート絶縁膜を介して活性領域5上に延長され、読み
出しMOSFETのゲート電極とされる。読み出し選択
MOSFETは、そのゲート電極が、図の横方向に延長
される読み出しワード線RWLと一体に構成されるもの
であり、上記フローティングゲートと同じ層からなる導
電層8から構成される。
Two read MOSFETs and read switch MOSFETs or read select MOSFETs
Are formed in the active region 5 having an L-shaped pattern shown by a dotted line in FIG. The floating gates 7, 7
Extends over the active region 5 through the gate insulating film and serves as the gate electrode of the read MOSFET. The gate electrode of the read selection MOSFET is integrally formed with the read word line RWL extending in the horizontal direction in the drawing, and is composed of the conductive layer 8 made of the same layer as the floating gate.

【0041】図示の各構成に対してはいわゆる多層金属
配線技術によるところの配線が適用される。図におい
て、×印が付された4角形パターン9は層間絶縁膜のよ
うな絶縁膜、もしくは絶縁層に設けられるコンタクト孔
パターンであり、10は第1層目の金属配線層(M
1)、11は第2層目の金属配線層(M2)、12は第
3層目の金属配線層(M3)のパターンである。不揮発
性記憶素子のコントロールゲートに接続された書込みワ
ード線PWLと、書込みMISトランジスタ及び読み出
しMOSFETのソース領域が接続されたソース線Vs
sは第1層目の金属配線層から成り、書込みデータ線P
DLは第2金属配線層で形成され、読み出しデータ線R
DLは第3金属配線層から成る。
Wiring according to the so-called multilayer metal wiring technique is applied to each of the illustrated structures. In the figure, a square pattern 9 marked with an X is a contact hole pattern provided in an insulating film such as an interlayer insulating film or an insulating layer, and 10 is a first metal wiring layer (M
1) and 11 are patterns of the second metal wiring layer (M2), and 12 is a pattern of the third metal wiring layer (M3). The write word line PWL connected to the control gate of the nonvolatile memory element and the source line Vs connected to the source regions of the write MIS transistor and the read MOSFET.
s is composed of the first metal wiring layer, and the write data line P
DL is formed of the second metal wiring layer, and the read data line R
DL is composed of a third metal wiring layer.

【0042】配線構成に関し更なる理解のために、説明
を続けることとする。上記活性領域4における上記半導
体領域には、コンタクト穴9が設定され、そのコンタク
ト穴9を介して図面の横方向に延長される第1層目の金
属配線層10からなる書込みワ−ド線PWLが電気接触
される。金属配線層10は、図示しない部分においてコ
ンタクト穴を介して半導体領域1と電気接触される。
The description will be continued for a better understanding of the wiring configuration. A contact hole 9 is set in the semiconductor region in the active region 4, and a write word line PWL formed of a first metal wiring layer 10 extending in the lateral direction of the drawing through the contact hole 9. Are electrically contacted. The metal wiring layer 10 is electrically contacted with the semiconductor region 1 through a contact hole in a portion (not shown).

【0043】2つの書込みMOSFETの共通の半導体
領域、すなわち2つのフローティングゲート7、7によ
って挟まれた位置に位置するの活性領域3の部分には、
コンタクト穴9を介して第1層目金属配線10であるソ
ース線Vssが電気接触される。特に制限されないが、
上記ソース線Vssを成す金属配線層10は、読み出し
MOSFET上を主として図面の横方向に延長するよう
にされ、かつ上記書込みMOSFETの上記共通の半導
体領域と接触をする分岐部分を持つようなパターンとさ
れる。上記書込みMOSFETの上記共通の半導体領域
に対応される2つの半導体領域には、図の縦方向に延長
する書込みデータ線PDLをなす第2層目金属配線層1
1にコンタクト穴9を介して電気接触される。
The common semiconductor region of the two write MOSFETs, that is, the portion of the active region 3 located between the two floating gates 7 and 7,
The source line Vss, which is the first-layer metal wiring 10, is electrically contacted through the contact hole 9. Although not particularly limited,
The metal wiring layer 10 forming the source line Vss has a pattern which extends on the read MOSFET mainly in the lateral direction of the drawing and has a branch portion which makes contact with the common semiconductor region of the write MOSFET. To be done. In the two semiconductor regions corresponding to the common semiconductor region of the write MOSFET, the second layer metal wiring layer 1 forming the write data line PDL extending in the vertical direction of the drawing is formed.
1 is electrically contacted through the contact hole 9.

【0044】図4には、図3におけるA−A’断面が示
され、図5は図3におけるB−B’断面が示されてい
る。第1導電型の半導体基板21の主面部分に、不揮発
性記憶素子のコントロールゲートとして機能する第2導
電型の半導体領域22と第1導電型の半導体領域23が
形成されている。上記第1導電型の半導体領域23内に
は、酸化シリコンからなるような素子分離領域24が形
成されている。上記半導体領域23の上記素子分離領域
24で分離された部分は、MOSFET領域とされる。
上記半導体領域23には、ゲート絶縁膜26を備えた不
揮発性記憶素子の書込みMOSFETが形成されるとと
もに、ゲート絶縁膜26と初期閾値電圧を調整するため
の第2導電型の不純物層25を備えた読み出しMOSF
ETが形成されている。
FIG. 4 shows a cross section taken along the line AA 'in FIG. 3, and FIG. 5 shows a cross section taken along the line BB' in FIG. A semiconductor region 22 of the second conductivity type and a semiconductor region 23 of the first conductivity type, which function as a control gate of the nonvolatile memory element, are formed on the main surface portion of the semiconductor substrate 21 of the first conductivity type. An element isolation region 24 made of silicon oxide is formed in the first conductivity type semiconductor region 23. A portion of the semiconductor region 23 separated by the element isolation region 24 is a MOSFET region.
In the semiconductor region 23, a write MOSFET of a nonvolatile memory element having a gate insulating film 26 is formed, and a gate insulating film 26 and a second conductivity type impurity layer 25 for adjusting an initial threshold voltage are provided. Read MOSF
ET is formed.

【0045】前記第2導電型の半導体領域22、書込み
MOSFET領域、及び読み出しMOSFET領域の上
部にはゲート絶縁膜26を介してフローティングゲート
27が配置され、前記第2導電型の半導体領域22の表
面領域には第2導電型の半導体層31及び第1導電型の
半導体層32が形成されている。前記フローティングゲ
ート27、第2導電型の半導体層31及び第1導電型の
半導体層32の表面には、配線層との間の接触を良好に
しかつ等価抵抗を低減する上でも有効に作用する金属シ
リサイド層29が形成されている。前記フローティング
ゲート27の周辺部には絶縁サイドスペーサ30が設定
されている。上記半導体基板21上には、また、第1層
間絶縁膜33、第1金属配線層34、第2層間絶縁膜3
5、第2金属配線層36、第3層間絶縁膜37、第3金
属配線層38が形成されている。
A floating gate 27 is disposed above the second conductive type semiconductor region 22, the write MOSFET region, and the read MOSFET region via a gate insulating film 26, and the surface of the second conductive type semiconductor region 22. A second conductivity type semiconductor layer 31 and a first conductivity type semiconductor layer 32 are formed in the region. On the surfaces of the floating gate 27, the second conductive type semiconductor layer 31 and the first conductive type semiconductor layer 32, a metal that works effectively in improving the contact with the wiring layer and reducing the equivalent resistance. A silicide layer 29 is formed. Insulating side spacers 30 are set around the floating gate 27. On the semiconductor substrate 21, the first interlayer insulating film 33, the first metal wiring layer 34, and the second interlayer insulating film 3 are also provided.
5, the second metal wiring layer 36, the third interlayer insulating film 37, and the third metal wiring layer 38 are formed.

【0046】図6には本発明が適用される半導体集積回
路装置の一実施例のブロック図が示されている。この実
施例の半導体集積回路装置は、特に制限されないが、シ
ステムLSIに向けられている。半導体集積回路装置が
形成される半導体基板の周縁に多数のボンディングパッ
ド等の図示を省略した複数の外部接続電極が配置され、
その内側に外部入出力回路IOが設けられる。外部入出
力回路IOには、アナログ入出力回路も含まれる。特に
制限されないが、半導体集積回路装置は、3.3Vのよ
うな相対的にレベルの高い外部電源を動作電源とする。
半導体集積回路装置は、また比較的小さい消費電力を持
って比較的高速動作をすることが可能なように、後で説
明するような内部回路が、1.8Vのような比較的小さ
い内部電源電圧で動作するようにされる。
FIG. 6 shows a block diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied. The semiconductor integrated circuit device of this embodiment is directed to a system LSI, although not particularly limited thereto. A plurality of external connection electrodes (not shown) such as a large number of bonding pads are arranged on the periphery of the semiconductor substrate on which the semiconductor integrated circuit device is formed,
An external input / output circuit IO is provided inside thereof. The external input / output circuit IO also includes an analog input / output circuit. Although not particularly limited, the semiconductor integrated circuit device uses an external power supply having a relatively high level such as 3.3 V as an operating power supply.
In the semiconductor integrated circuit device, an internal circuit as described later has a relatively small internal power supply voltage such as 1.8V so that it can operate at a relatively high speed with a relatively small power consumption. To work with.

【0047】上記外部入出力回路IOの内部回路側に
は、図示しないレベルシフタが設けられる。レベルシフ
タは、上記3.3Vに対応されるような外部入力信号を
1.8Vのような内部電源電圧に対応した信号レベルに
変換し、あるいは内部回路で形成された1.8Vのよう
な信号を外部出力信号に対応した3.3Vのような信号
に変換する。電源回路(Power supply)
は、上記3.3Vのような外部電源を降圧することによ
り上記1.8Vのような内部電源を形成する。
A level shifter (not shown) is provided on the internal circuit side of the external input / output circuit IO. The level shifter converts an external input signal corresponding to 3.3V into a signal level corresponding to an internal power supply voltage such as 1.8V, or a signal such as 1.8V formed by an internal circuit. It is converted into a signal like 3.3V corresponding to the external output signal. Power supply circuit
Forms an internal power source such as 1.8 V by lowering the external power source such as 3.3 V.

【0048】内部回路としては、ダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ(DRAM)、中央処理装置(C
PU)、キャッシュメモリ等として用いられるスタティ
ック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)32
7、プログラムや固定情報を記憶するリード・オンリー
・メモリ(ROM)、論理回路(LOGIC)、アナロ
グ・ディジタル変換回路(ADC)、及びディジタル・
アナログ変換回路(DAC)、あるいはユーザーロジッ
ク(user Logic)を含む。この実施例では、
特に制限されないが、前記SRAMの救済用プログラム
素子として、夫々電気的に消去及び書き込みが可能な不
揮発性メモリ(ieFlash)が用いられる。
As internal circuits, a dynamic random access memory (DRAM), a central processing unit (C
PU), static random access memory (SRAM) 32 used as cache memory, etc.
7. Read-only memory (ROM) for storing programs and fixed information, logic circuit (LOGIC), analog-digital conversion circuit (ADC), and digital memory
It includes an analog conversion circuit (DAC) or a user logic. In this example,
Although not particularly limited, an electrically erasable and writable non-volatile memory (ie Flash) is used as the relief program element of the SRAM.

【0049】前記のようにDRAMは、1.8Vのよう
な内部電源電圧を動作電源として動作される。ただしワ
ード線選択のために内部電源電圧を昇圧したような高電
圧で動作される回路も含む。不揮発性メモリ(ieFl
ash)は、データ読み出し動作では内部電源電圧を用
いて動作されるのに対し、消去・書き込み動作には高電
圧を要するものである。不揮発性メモリでのかかる高電
圧は内部昇圧回路を設け、それによって形成してもよい
けれども、欠陥救済のためにだけ用いられるものである
ことから、システムLSIの後述するEPROMライタ
モードのような所定の動作モードにおいて所定の外部接
続電極を介して外部から供給されるようにしてもよい。
そのようにする場合には、昇圧回路形成のためのチップ
面積増大を回避することができる。
As described above, the DRAM is operated using the internal power supply voltage such as 1.8V as the operating power supply. However, it also includes a circuit that is operated at a high voltage such as a boosted internal power supply voltage for word line selection. Non-volatile memory (ieFl
In the ash), the data read operation is performed using the internal power supply voltage, whereas the erase / write operation requires a high voltage. The high voltage applied to the non-volatile memory may be formed by providing an internal booster circuit, but since it is used only for defect relief, a predetermined voltage such as the EPROM writer mode of the system LSI described later is used. In the above operation mode, the power may be supplied from the outside through a predetermined external connection electrode.
In such a case, it is possible to avoid increasing the chip area for forming the booster circuit.

【0050】不揮発性メモリ(ieFlash)は、前
記SRAMの他にもDRAMの他にDRAM325の救
済情報(欠陥メモリセルを冗長メモリセルに置き換える
為の制御情報)の格納に利用してもよいし、電源回路
(Power supply)やA/D,D/Aの抵抗
トリミング情報を記憶するヒューズの代替として用いる
ようにするものであってもよい。
The non-volatile memory (ieFlash) may be used for storing relief information (control information for replacing defective memory cells with redundant memory cells) in the DRAM 325 in addition to the DRAM in addition to the SRAM. It may be used as an alternative to a power supply circuit or a fuse that stores resistance trimming information of A / D and D / A.

【0051】前記システムLSIは、特に制限されない
が、単層ポリシリコンゲートプロセスによって単結晶シ
リコンのような1個の半導体基板上に形成された相補型
のMOSFET(絶縁ゲート電界効果トランジスタ)を
有する。システムLSIは、より好適な動作に向けて、
MOSFETのためのゲート絶縁膜厚が2種類とされ
る。システムLSIが、0.2μmプロセス技術のよう
な微細加工技術によって構成される場合、外部入出力回
路(アナログ入出力回路を含み)IO、DRAM、不揮
発性メモリ(ieFlash)、A/D、及びD/Aで
のMOSFETは、そのゲート長が0.4μmで、酸化
シリコンからなるようなゲート絶縁膜すなわちゲート酸
化膜の厚さが比較的厚い8nmとされるようなMOSF
ETから構成される。
Although not particularly limited, the system LSI has a complementary MOSFET (insulated gate field effect transistor) formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a single layer polysilicon gate process. System LSI is designed for more suitable operation.
There are two types of gate insulating film thickness for the MOSFET. When the system LSI is configured by a fine processing technology such as a 0.2 μm process technology, external input / output circuits (including analog input / output circuits) IO, DRAM, nonvolatile memory (ieFlash), A / D, and D The MOSFET at / A has a gate length of 0.4 μm, and a gate insulating film made of silicon oxide, that is, a gate oxide film having a relatively large thickness of 8 nm is a MOSF.
Composed of ET.

【0052】これは、ゲート酸化膜で構成されるトンネ
ル酸化膜に比較的厚い膜厚を設定することがフラッシュ
メモリの情報保持性能を良好にする上で望ましく、その
他にMOSFETの動作電圧に対してある程度の耐圧
(ゲート酸化膜の破壊に対する耐圧)を確保する必要が
あるからである。なお、0.18μmもしくは0.15
μmの最少加工寸法のプロセス技術の下では、ゲート酸
化膜厚は、好適には、6.5nm程度が考慮され得る。
This is desirable in order to improve the information retention performance of the flash memory by setting a relatively thick film thickness in the tunnel oxide film composed of the gate oxide film, and in addition to the operating voltage of the MOSFET. This is because it is necessary to secure a certain breakdown voltage (breakdown voltage against breakdown of the gate oxide film). 0.18 μm or 0.15
Under the minimum processing dimension of μm, the gate oxide film thickness of about 6.5 nm can be considered.

【0053】これに対して、降圧された比較的低い内部
電圧を動作電源とする回路、即ち、ロジック(LOGI
C)回路、SRAM、CPUは、ゲート長0.2μmで
ゲート酸化膜厚4nmのような比較的単チャンネル、薄
ゲート絶縁膜厚のMOSFETで構成される。レベルシ
フト回路は、レベルシフトの電圧レベルに対応するよう
な、双方のゲート酸化膜厚のMOSFETを有する。上
記夫々ゲート酸化膜厚の異なるMOSFETのゲート電
極は同一膜厚のポリシリコン層によって構成される。
On the other hand, a circuit which uses a stepped-down relatively low internal voltage as an operating power supply, that is, a logic (LOGI
The circuit C, the SRAM, and the CPU are composed of MOSFETs having a gate length of 0.2 μm and a gate oxide film thickness of 4 nm, which is relatively single channel and has a thin gate insulating film thickness. The level shift circuit has MOSFETs having both gate oxide film thicknesses corresponding to the voltage level of the level shift. The gate electrodes of the MOSFETs having different gate oxide film thicknesses are composed of polysilicon layers having the same film thickness.

【0054】上述のゲート酸化膜は膜厚の等しいもの同
士で同じフォトマスクを利用するゲート酸化膜形成技術
を用いて生成し、また、上述のポリシリコンゲートは膜
厚の等しいもの同士で同じフォトマスクを利用する成形
技術を用いて生成することができる。このように、単層
ゲート構造の不揮発性記憶素子におけるゲート酸化膜厚
を、他の回路のMOSFETのゲート酸化膜厚と共通化
することにより、システムLSIの製造プロセスを複雑
化しないことを優先させて、フラッシュメモリの不揮発
性記憶素子にある程度長い情報保持性能を持たせること
ができる。
The above-mentioned gate oxide film is formed by using a gate oxide film forming technique using the same photomask for the same film thickness, and the polysilicon gate for the same film is formed by the same photomask. It can be produced using a molding technique that utilizes a mask. As described above, by making the gate oxide film thickness of the nonvolatile memory element having the single-layer gate structure common to the gate oxide film thickness of the MOSFETs of other circuits, priority is given not to complicate the system LSI manufacturing process. As a result, the nonvolatile memory element of the flash memory can have a certain amount of information retention performance.

【0055】図7には、この発明の救済用プログラム素
子に用いられる単位情報セルの一実施例の回路図が示さ
れている。この実施例の単位情報セルは、メモリセル部
387と書込み読み出し制御回路388によって構成さ
れる。メモリセル部387は、図1と同様にMOS容量
素子PM1bとMOSFETPM1aによって構成され
た不揮発性記憶素子PM1、及びMOS容量素子PM2
bとMOSFETPM2aによって構成された不揮発性
記憶素子PM2を有する。
FIG. 7 shows a circuit diagram of an embodiment of the unit information cell used in the relief program element of the present invention. The unit information cell of this embodiment includes a memory cell section 387 and a write / read control circuit 388. The memory cell unit 387 includes a nonvolatile storage element PM1 including a MOS capacitance element PM1b and a MOSFET PM1a, and a MOS capacitance element PM2, as in FIG.
It has a non-volatile memory element PM2 constituted by b and MOSFET PM2a.

【0056】この実施例では、読み出しMOSFETD
M1,DM2はエンハンスメントタイプで構成される。
上記MOSFETDM1、DM2のエンハンスメントモ
ード化を可能とするように、コントロールゲートcg
は、前記図1の実施例の書込みワード線PWLと異な
り、データの読み出し時に所定の選択レベルの電位ない
しは信号が与えられる。
In this embodiment, the read MOSFET D
M1 and DM2 are composed of enhancement types.
The control gate cg is provided to enable the enhancement mode of the MOSFETs DM1 and DM2.
Unlike the write word line PWL of the embodiment shown in FIG. 1, a potential or signal of a predetermined selection level is applied when reading data.

【0057】上記MOSFETDM1,DM2は、コン
トロールゲートcgに対する電圧―電流特性が、対応す
る不揮発性記憶素子の書込み状態と消去状態により相違
する。そこで、コントロールゲートcgは、記憶情報
“1”のとき、言い換えると書込み状態においては読み
出しMOSFETに電流が流れないようにし、記憶情報
“0”のとき、すなわち消去状態においては、該MOS
FETに電流が流れるような電位にされる。
The MOSFETs DM1 and DM2 have different voltage-current characteristics with respect to the control gate cg depending on the writing state and the erasing state of the corresponding nonvolatile memory element. Therefore, the control gate cg prevents current from flowing through the read MOSFET when the stored information is “1”, in other words, in the written state, and when the stored information is “0”, that is, in the erased state, the MOS transistor is turned off.
The potential is set so that a current flows through the FET.

【0058】不揮発性記憶素子におけるフローティング
ゲートは、その電位が、それにおける情報の記憶状態
と、かかるフローティングゲートに対する上記MOS容
量素子PM1b,PM2bなどによる容量結合の大きさ
とに依存する。従って、読み出しMOSFETでのコン
トロールゲート電位対ドレイン電流は、MOS容量素子
PM1b,PM2bの容量値の設定によっても設定可能
となる。
The potential of the floating gate in the non-volatile memory element depends on the storage state of information in the floating gate and the magnitude of capacitive coupling by the MOS capacitance elements PM1b and PM2b to the floating gate. Therefore, the control gate potential vs. drain current in the read MOSFET can be set also by setting the capacitance values of the MOS capacitance elements PM1b and PM2b.

【0059】読み出しMOSFETDM2のドレインは
nチャンネル型のMOSFETTR3,TR4を介して
制御ノードpuに結合され、かかるMOSFETTR3
とTR4の結合ノードの電位が出力rlとして書込み読
み出し制御回路388に与えられる。前記MOSFET
PM1a,PM2aは夫々nチャンネル型MOSFET
TR1,TR2を介して制御ノードwlに結合される。
MOSFETTR1〜TR4のゲート電極が電源電圧で
バイアスされる。cgはコントロールゲート、slはソ
ース線に相当する。
The drain of the read MOSFET DM2 is coupled to the control node pu through the n-channel type MOSFETs TR3 and TR4, and the MOSFET TR3.
The potential of the coupling node of TR4 and TR4 is applied to the write / read control circuit 388 as the output rl. The MOSFET
PM1a and PM2a are n-channel MOSFETs, respectively
It is coupled to the control node wl via TR1 and TR2.
The gate electrodes of the MOSFETs TR1 to TR4 are biased by the power supply voltage. cg corresponds to the control gate, and sl corresponds to the source line.

【0060】データ書き込み動作は、端子sl,cgに
5Vのような書込みレベルの電圧を印加し、端子wlを
0Vのような基準電位レベルとして不揮発性記憶素子P
M1a,PM2aをオン状態にさせ、端子slからフロ
ーティングゲートにホットエレクトロン注入を行なわせ
る。消去動作は、端子slにのみ5Vを印加し、トンネ
ル放出よりフローティングゲートから電子を放出させ
る。
In the data write operation, a voltage of a write level such as 5V is applied to the terminals sl and cg, and the terminal wl is set to a reference potential level such as 0V to make the nonvolatile memory element P.
M1a and PM2a are turned on, and hot electrons are injected from the terminal sl to the floating gate. In the erase operation, 5 V is applied only to the terminal sl, and electrons are emitted from the floating gate by tunnel emission.

【0061】読み出し動作では、端子puに1.5Vの
ような読み出し電位を、端子cgに1.5Vのような読
み出し選択レベルをそれぞれ印加する。これによりMO
SFETDM1,DM2は、フローティングゲート中の
蓄積電荷に応じたMOSFETDM1,DM2のスイッ
チ状態もくしは相互コンダンクタンス状態をもって動作
することとなる。それに応じて決まる端子rlの電位、
すなわち読み出しデータは、後段のラッチ回路に保持さ
れる。
In the read operation, a read potential such as 1.5 V is applied to the terminal pu, and a read selection level such as 1.5 V is applied to the terminal cg. This makes MO
The SFETs DM1 and DM2 operate in the switch state or mutual conductance state of the MOSFETs DM1 and DM2 depending on the accumulated charge in the floating gate. The potential of the terminal rl, which is determined accordingly,
That is, the read data is held in the latch circuit at the subsequent stage.

【0062】上記読み出し動作では、不揮発性記憶素子
PM1a,PM2aは、そのソース電極(sl)及びド
レイン電極(wl)が共に0Vに固定され、ドレイン・
ソース間電流が生じないようにされる。これにより、前
記実施例と同様に、フローティングゲートの電荷量を不
所望に変化させてしまうような、MOSFETPM1
a,PM2aでの弱いホットエレクトロンの発生が回避
される。なお、読み出しMOSFETDM1,DM2の
読み出し電流に応じて、かかるMOSFET弱いホット
エレクトロンが発生されてしまい、それがフローティン
グゲートの電荷に悪影響を与えてしまう、ということが
危惧されるかも知れない。
In the read operation, the nonvolatile memory elements PM1a and PM2a have their source electrode (sl) and drain electrode (wl) both fixed at 0V,
The source-to-source current is prevented. As a result, similar to the above-described embodiment, the MOSFET PM1 that undesirably changes the charge amount of the floating gate.
a, generation of weak hot electrons in PM2a is avoided. It may be feared that weak MOSFET hot electrons are generated according to the read current of the read MOSFETs DM1 and DM2, which adversely affects the charge of the floating gate.

【0063】しかしながら、そのようなホットエレクト
ロンのフローティングゲートへの注入は実質的に無視し
得るほど少ないと理解してよい。すなわち、MOSFE
TTR4,TR3,DM2,DM1がその順番を持って
縦積みないしは直列接続されていることもあり、上記読
み出しMOSFETDM1,DM2のドレイン電圧は、
前記端子puの電圧(1.5V)以下の微小電圧であ
り、また読み出し時における端子cgの制御電圧レベル
も1.5Vのように低いからである。したがって、読み
出し動作による不揮発性記憶素子PM1、PM2の記憶
電荷の劣化を考慮しなくてもよく、高信頼性を実現でき
る。
However, it may be understood that the injection of such hot electrons into the floating gate is substantially negligible. That is, MOSFE
The TTR4, TR3, DM2, and DM1 may be vertically stacked or connected in series in that order, and the drain voltage of the read MOSFETs DM1 and DM2 is
This is because the voltage is a minute voltage equal to or lower than the voltage of the terminal pu (1.5 V), and the control voltage level of the terminal cg at the time of reading is as low as 1.5 V. Therefore, it is not necessary to consider deterioration of stored charges in the nonvolatile memory elements PM1 and PM2 due to the read operation, and high reliability can be realized.

【0064】図8には、この発明に係る半導体集積回路
装置の製造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。この実施例においては、システ
ムLSIのような半導体集積回路装置が半導体ウェハ上
に完成された後の試験動作に向けられている。前記図6
に示したような半導体集積回路装置は、公知の半導体集
積回路の製造技術により、半導体ウェハ上に碁盤目状に
複数個が製造される。
FIG. 8 is a flow chart for explaining one embodiment of the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention. In this embodiment, a semiconductor integrated circuit device such as a system LSI is directed to a test operation after it is completed on a semiconductor wafer. FIG. 6
A plurality of semiconductor integrated circuit devices as shown in FIG. 1 are manufactured in a grid pattern on a semiconductor wafer by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0065】図8には、2通りの試験方法が示されてい
る。1つは、半導体集積回路装置の製品開発又は製品開
発が完了した後の量産に向けたファーストロットに対す
る試験方法である。プローブテスト(1)では、書込み
/消去/読み出し等ファンクションテスト、AC、DC
テストを行い、良品、不良品情報を得る。このとき、プ
ローブテストの最後に、前記救済用プログラム素子とし
てのieFlashには、フローティングゲートに電荷
を注入した書き込み状態にしておく。
FIG. 8 shows two test methods. One is a test method for a semiconductor integrated circuit device product development or a first lot for mass production after product development is completed. In the probe test (1), function tests such as writing / erasing / reading, AC, DC
Perform a test and get information about good and bad products. At this time, at the end of the probe test, the ieFlash as the relief program element is set in a writing state in which charges are injected into the floating gate.

【0066】ベーク処理では、リテンションによる不良
発生時間を加速させるよう、半導体ウェハをベーク処理
用の恒温槽に移動し、高温放置(ベーク処理)を行う。
このベーク処理は、まだ不良に至っていないが不良にま
で進行するような潜在的な不良を顕在化させるための高
温放置である。ベーク処理は、その目的を十分に達成す
るよう、完成品、すなわち半導体ウエハ分割技術によっ
て半導体ウエハから複数の半導体チップとしての半導体
集積回路装置を形成し、各半導体チップにリードもしく
はバンプ電極と称されるような適当な外部端子を設定
し、樹脂からなるような封止材で封止することにより完
成されるような製品の動作許容温度よりも充分に高い温
度と適当な時間とが適当とされる。
In the baking process, the semiconductor wafer is moved to a constant temperature bath for the baking process and left at a high temperature (baking process) so as to accelerate the failure occurrence time due to the retention.
This bake treatment is a high temperature exposure for revealing a potential defect that has not yet become a defect but progresses to a defect. In order to sufficiently achieve the purpose, the bake process is a finished product, that is, a semiconductor integrated circuit device as a plurality of semiconductor chips is formed from a semiconductor wafer by a semiconductor wafer dividing technique, and each semiconductor chip is called a lead or bump electrode. It is considered that a temperature and a time that are sufficiently higher than the allowable operating temperature of the product to be completed by setting an appropriate external terminal as described above and sealing with a sealing material made of resin are appropriate. It

【0067】樹脂封止型の完成半導体集積回路装置の動
作許容温度が、一般的には150°C程度とされるのに
対し、適当なベーク処理は、例えば、250°Cのよう
な高温度中に約5時間程放置するような条件とされる。
かかるベーク処理の温度上限は、半導体ウエハの状態で
の良品であるべき半導体集積回路装置の配線層や絶縁層
のような構成部分に溶融、変形、変質などの本質的ダメ
ージをもたらさない値に設定されるものである。
The allowable operating temperature of the resin-sealed type completed semiconductor integrated circuit device is generally about 150 ° C., while an appropriate baking process is performed at a high temperature such as 250 ° C. The conditions are such that it is left for about 5 hours.
The upper limit of the temperature of the baking process is set to a value that does not cause essential damage such as melting, deformation, alteration, etc. in the components such as the wiring layer and the insulating layer of the semiconductor integrated circuit device which should be good in the state of the semiconductor wafer. It is what is done.

【0068】プローブテスト(2)では、上記半導体ウ
ェハをテスタにステージに移動し、各半導体集積回路装
置のテストを行う。プローブテスト(2)は、いわゆる
リテンションテストを含む。これにより、ベーク処理に
より発生したデータ保持不良品がテスト判定される。前
記プローブテスト(1)及び上記プローブテスト(2)
で得られたテスト情報は、後に半導体ウエハをダイシン
グ技術のような分割技術によって個々の半導体集積回路
装置としての半導体チップにした際の良品半導体チップ
を選択的に取得するための情報として利用される。
In the probe test (2), the semiconductor wafer is moved to a stage on a tester to test each semiconductor integrated circuit device. The probe test (2) includes a so-called retention test. As a result, the defective data retention product generated by the baking process is tested. The probe test (1) and the probe test (2)
The test information obtained in step 1 is used later as information for selectively obtaining non-defective semiconductor chips when the semiconductor wafer is made into semiconductor chips as individual semiconductor integrated circuit devices by a dividing technique such as a dicing technique. .

【0069】上記のような製品開発又はファーストロッ
ト以外の半導体集積回路装置に対しては、前記のように
1ビットの2セル化による高信頼化としたieFlas
hの特徴を生かして、プローブテスト(1)のみ実施
し、ベーク工程とその後のプローブテスト(2)を削除
するものである。
For the semiconductor integrated circuit device other than the above product development or the first lot, as described above, the highly reliable IEFlas is realized by making 1 bit into 2 cells.
Taking advantage of the feature of h, only the probe test (1) is performed, and the baking step and the subsequent probe test (2) are deleted.

【0070】図9には、図8に示した半導体集積回路装
置の製造方法を説明するための概念図が示されている。
プローブテスト(1)(2)は、テスタとウェハプロー
バを用いて、半導体ウェハ上に形成された半導体チップ
の電極にプローブにより動作電圧の電圧供給、及び信号
入力とそれに対応した出力信号を取り出して前記のよう
な書き込み/読み出し/消去を含む各種電気的な試験を
行う。これに対して、ベーク工程は、ウェハプローバか
ら半導体ウェハを恒温槽まで搬送し、そこで前記のよう
に数時間にわたる高温放置を行うというものである。
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.
In the probe test (1) and (2), a tester and a wafer prober are used to supply the operating voltage to the electrodes of the semiconductor chip formed on the semiconductor wafer by the probe and to extract the signal input and the corresponding output signal. Various electrical tests including writing / reading / erasing as described above are performed. On the other hand, in the baking process, the semiconductor wafer is transferred from the wafer prober to a constant temperature bath and left at a high temperature for several hours as described above.

【0071】前記図8においては、製品開発時やファー
ストロットのみが、図9に示したような手順により試験
が行われるのに対し、それ以外の量産品については上記
ベーク及びその後のプローブテスト(2)が省略され
る。したがって、一般的な半導体集積回路装置の試験動
作と同様に製造できるために、前記のような製造及び構
造上使い勝手のよいieFlashの特徴を生かしつ
つ、プログラム素子としての信頼性の確保と製造効率化
を実現することができる。
In FIG. 8, only the product development and the first lot are tested by the procedure as shown in FIG. 9, while the other mass-produced products are subjected to the above baking and the probe test ( 2) is omitted. Therefore, since the semiconductor device can be manufactured in the same manner as the test operation of a general semiconductor integrated circuit device, the reliability of the program element is ensured and the manufacturing efficiency is improved while taking advantage of the above-mentioned easy-to-use manufacturing and structure-friendly IEFlash. Can be realized.

【0072】図10には、前記図6に示したSRAMの
プローブテストの一実施例のフローチャート図が示され
ている。このフローチャートは、ステップ(1)から
(6)からなる。最初のステップ(1)では、SRAM
テストを実施し、不良の場合にはステップ(2)にて救
済可能か判定し救済不可能品は除去する。ステップ
(3)では、ieFlashの書込み、読み出し、消去
テストを実施しマージン不良品を除去する。ステップ
(4)では、ieFlashに救済アドレスデータ書き
込みを行う。ステップ(5)では、救済データを読み出
して正しく書き込まれれない不良品を除去する。ステッ
プ(6)では、SRAMテストを実施して救済できなか
った不良品を除去する。このようにして、ieFlas
hにより救済したSRAMを良品とする。
FIG. 10 shows a flowchart of an embodiment of the probe test of the SRAM shown in FIG. This flowchart comprises steps (1) to (6). In the first step (1), the SRAM
A test is carried out, and in the case of a defect, it is judged in step (2) whether repair is possible, and the non-repairable product is removed. In step (3), writing, reading, and erasing tests of ieFlash are performed to remove defective margin products. In step (4), the relief address data is written in the ieFlash. In step (5), the relief data is read and defective products that are not written correctly are removed. In step (6), a SRAM test is performed to remove defective products that could not be repaired. In this way, ieFlas
The SRAM repaired by h is regarded as a good product.

【0073】図11には、本発明が適用される半導体集
積回路装置に搭載されるヒューズ回路の他の一実施例の
ブロック図が示されている。この実施例では、ヒューズ
として1つのieFlashセルが用いられる。このよ
うな1つのセルを用いた場合の信頼性の確保のために、
ECC回路が利用される。例えば、7個のヒューズによ
り7ビットからなる救済アドレスを記憶させる回路を5
セット分設ける場合には、全体で35ビットの情報を記
憶することになる。この35ビットの記憶情報に対し
て、7ビットからなる誤り検出訂正用のパリティビット
を付加し、それをECC回路に入力し、誤り訂正した3
5ビットのデータ出力を得る。かかる35ビットのデー
タは、5セット分に分割されて、ここの救済アドレスと
して用いられる。
FIG. 11 is a block diagram of another embodiment of the fuse circuit mounted on the semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied. In this embodiment, one ieFlash cell is used as the fuse. In order to ensure reliability when using one such cell,
An ECC circuit is used. For example, a circuit for storing a 7-bit rescue address with 7 fuses is used.
When providing a set, 35 bits of information are stored as a whole. A 7-bit parity bit for error detection and correction is added to this 35-bit storage information, and this is input to the ECC circuit for error correction.
Obtain a 5-bit data output. The 35-bit data is divided into 5 sets and used as a rescue address.

【0074】図12には、本発明が適用される半導体集
積回路装置に搭載されるヒューズ回路の更に他の一実施
例のブロック図が示されている。この実施例では、ヒュ
ーズとして前記図1の実施例のように1ビット2セル化
して、メモリセル自身の信頼性を高めた上で、更に高い
信頼性の確保のために前記図11で示したようなECC
回路が利用される。
FIG. 12 is a block diagram showing still another embodiment of the fuse circuit mounted on the semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied. In this embodiment, as shown in FIG. 11, the fuse is made to have 2 cells of 1 bit as in the embodiment of FIG. 1 to enhance the reliability of the memory cell itself, and to secure higher reliability. ECC like
Circuit is used.

【0075】図13には、図11又は図12のヒューズ
回路の一実施例のブロック図が示されている。同図に示
されるヒューズモジュールは、不揮発性情報記憶セル群
として5個の不揮発性記憶ブロック(7bFile#0
〜7bFile#4)を有する不揮発性メモリ380、
前記不揮発性メモリ380から出力される35ビットの
データq0−34に対してハミングコードを生成するハ
ミングコードジェネレータ381、ハミングコードジェ
ネレータ381で生成されたハミングコードを記憶する
不揮発性記憶ブロック(7bFile#5)を有する不
揮発メモリ382を含む。これらの不揮発性メモリ38
0、382は、図11のように1ビット1セル構成でも
よいし、図12のように1ビット2セル構成でもよい。
FIG. 13 is a block diagram of an embodiment of the fuse circuit shown in FIG. 11 or 12. The fuse module shown in the figure has five nonvolatile storage blocks (7bFile # 0) as a nonvolatile information storage cell group.
~ 7bFile # 4) non-volatile memory 380,
A Hamming code generator 381 that generates a Hamming code for the 35-bit data q0-34 output from the nonvolatile memory 380, and a nonvolatile storage block (7bFile # 5) that stores the Hamming code generated by the Hamming code generator 381. ) Is included. These non-volatile memory 38
0 and 382 may have a 1-bit 1-cell configuration as shown in FIG. 11 or a 1-bit 2-cell configuration as shown in FIG.

【0076】上記不揮発メモリブロック382から出力
されるハミングコードと前記不揮発性メモリ380から
出力される35ビットのデータq0−34とを受けて、
入力データに対して誤り訂正を行う事ができるエラー訂
正回路383、及び制御回路384が設けられる。不揮
発性メモリ380に対する書込みデータはd0−6とし
て外部から与えられる。エラー訂正回路383の出力は
qc0−34として図示されている。コントローラ38
4には不揮発性記憶ブロック7bFile#0〜7bF
ile#4を選択するためのアドレス信号a0−2、読
み出し動作の指示信号rd、書込み動作の指示信号pr
gが入力される。
Receiving the Hamming code output from the non-volatile memory block 382 and the 35-bit data q0-34 output from the non-volatile memory 380,
An error correction circuit 383 and a control circuit 384 that can perform error correction on input data are provided. The write data for the non-volatile memory 380 is externally provided as d0-6. The output of error correction circuit 383 is shown as qc0-34. Controller 38
4 is a nonvolatile storage block 7bFile # 0 to 7bF.
Address signal a0-2 for selecting ile # 4, read operation instruction signal rd, write operation instruction signal pr
g is input.

【0077】図12の実施例のように、1ビットを2つ
のメモリセルで構成し同一データを書き込むことによ
り、一方のメモリセルの酸化膜に欠陥があっても他方が
正常であれば正常なデータが読み出せこれにより2〜3
桁不良率を向上させることができる。また両方のセルが
不良となっても次段のECC回路により不良データの訂
正が可能である。前記実施例ではデータワードが35ビ
ット、冗長ワードが7ビット構成でシングルビットエラ
ー訂正のECC回路を用いている。これにより不良率は
4桁向上する。したがって、その組合せによりトータル
では6〜7桁の向上となりこの高信頼化により図8のフ
ロー通りベーク処理及びリテンション評価を削除(省
略)できる。1ビットを1つのメモリセルで構成したも
のでも、ECC回路を組合せることで、不良率を4桁向
上させることができるから、1ビットを2つのメモリセ
ルで構成した場合以上に不良率を向上させることができ
る。
As in the embodiment of FIG. 12, one bit is composed of two memory cells and the same data is written, so that even if there is a defect in the oxide film of one memory cell, the other one is normal. Data can be read out, so 2-3
The digit defect rate can be improved. Further, even if both cells become defective, the defective data can be corrected by the ECC circuit at the next stage. In the above-described embodiment, the ECC circuit for single-bit error correction is used in which the data word is 35 bits and the redundant word is 7 bits. This improves the defect rate by four digits. Therefore, the total combination is improved by 6 to 7 digits, and the baking process and the retention evaluation can be deleted (omitted) according to the flow of FIG. 8 by this high reliability. Even if one bit is composed of one memory cell, the defect rate can be improved by four digits by combining an ECC circuit. Therefore, the defect rate is improved more than when one bit is composed of two memory cells. Can be made.

【0078】更に前述の如く、ハミングコードジェネレ
ータ381、不揮発メモリ382、エラー訂正回路38
3はECC回路を実現するから、仮に、不揮発性メモリ
380の不揮発性記憶ブロック7bFile#0〜7b
File#4から読み出されたデータに読み出し不良を
生じても自動的にエラーが訂正され、これによって読み
出し不良率を究極的に低減する事ができる。
Further, as described above, the Hamming code generator 381, the non-volatile memory 382, the error correction circuit 38.
3 implements an ECC circuit, it is assumed that the nonvolatile storage block 7bFile # 0-7b of the nonvolatile memory 380 is temporarily stored.
Even if a read failure occurs in the data read from File # 4, the error is automatically corrected, and thus the read failure rate can be ultimately reduced.

【0079】そのようなECC回路によるエラー訂正機
能を保証するには、前記不揮発性メモリ380、382
において、不揮発性記憶ブロック7bFile#0〜7
bFile#4、7bFile#5に書込みを行うプロ
グラム回路は、ECC回路が有効にされるとき、不揮発
性記憶ブロック7bFile#0〜7bFile#4、
7bFile#5に対する書込みを禁止する動作モード
を持つ。例えば、図示はしないが、書込み完了/未完を
示す1ビットの不揮発性フラグを不揮発性メモリ380
に設け、当該不揮発性フラグがコントローラ384の制
御でセット状態にされたとき、前記プログラム回路に前
記書込みを禁止する動作モードを指定する。なお、この
1ビットの不揮発性フラグはECC回路の適用外になる
ので、そのフラグの不良率を向上させるため3ビットで
構成し、その3ビットに同一値を設定しても良い。
To guarantee the error correction function by such an ECC circuit, the nonvolatile memories 380 and 382 are required.
In the non-volatile storage block 7bFile # 0-7
The program circuit for writing to bFile # 4 and 7bFile # 5 has nonvolatile storage blocks 7bFile # 0 to 7bFile # 4, when the ECC circuit is enabled.
It has an operation mode in which writing to 7bFile # 5 is prohibited. For example, although not shown, a 1-bit non-volatile flag indicating completion / non-completion of writing is set in the non-volatile memory 380.
When the nonvolatile flag is set to the set state under the control of the controller 384, the operation mode for prohibiting the writing is specified to the program circuit. Since this 1-bit non-volatile flag is not applicable to the ECC circuit, it may be configured with 3 bits in order to improve the defective rate of the flag, and the same value may be set to the 3 bits.

【0080】図14には、前記図11、12に示したE
CC回路を用いて救済用プログラム素子を構成した場合
のSRAMのプローブテストの一実施例のフローチャー
ト図が示されている。このフローチャートは、ステップ
(1)から(7)からなる。ステップ(5)までは前記
図10と同様であり、最初のステップ(1)では、SR
AMテストを実施し、不良の場合にはステップ(2)に
て救済可能か判定し救済不可能品は除去する。
FIG. 14 shows E shown in FIGS.
A flow chart diagram of an embodiment of an SRAM probe test when a relief program element is configured using a CC circuit is shown. This flowchart comprises steps (1) to (7). The process up to step (5) is the same as in FIG. 10, and in the first step (1), SR
An AM test is performed, and if defective, it is determined in step (2) whether or not repair is possible, and non-repairable products are removed.

【0081】ステップ(3)では、ieFlashの書
込み、読み出し、消去テストを実施しマージン不良品を
除去する。ステップ(4)では、ieFlashに救済
アドレスデータを書き込みを行う。ステップ(5)で
は、救済データを読み出して正しく書き込まれない不良
品を除去する。ステップ(6)では、ECC回路をセッ
トして、ECC回路の動作を有効とする。ステップ
(7)では、SRAMテストを実施して救済できなかっ
た不良品を除去する。このようにして、ieFlash
及びECC回路により救済したSRAMを良品とする。
In step (3), writing, reading and erasing tests of ieFlash are carried out to remove defective margin products. In step (4), relief address data is written in the ieFlash. In step (5), the relief data is read and defective products that are not written correctly are removed. In step (6), the ECC circuit is set to validate the operation of the ECC circuit. In step (7), an SRAM test is performed to remove defective products that could not be repaired. In this way, ieFlash
And the SRAM rescued by the ECC circuit is regarded as a good product.

【0082】以上のように電気的書き換え可能とした単
層ゲート構造の不揮発性メモリにおいて、同一データを
2つ以上のメモリセルに記憶する、もしくはECC回路
による欠陥データの訂正、もしくはこの両者を組み合わ
せることで高信頼化を図る。かかる高信頼化を実現した
不揮発性記憶回路を搭載した半導体集積回路装置の試験
工程において、高温放置処理及び、データリテンション
評価を削除し工数削減を図る。但し、製品開発時や製品
のファーストロットは高温放置処理及び、データリテン
ション評価を実施し、プロセス等のバラツキが製造補償
範囲であることを確認する。
In the electrically rewritable non-volatile memory having a single-layer gate structure as described above, the same data is stored in two or more memory cells, or defective data is corrected by an ECC circuit, or both are combined. By doing so, we aim to achieve high reliability. In a test process of a semiconductor integrated circuit device equipped with a nonvolatile memory circuit that realizes such high reliability, high temperature storage processing and data retention evaluation are deleted to reduce the number of steps. However, at the time of product development and in the first lot of products, high-temperature storage treatment and data retention evaluation are performed to confirm that process variations are within the manufacturing compensation range.

【0083】上記のように1ビットを2セル以上の複数
セルで構成することにより、いずれかのセルが不良とな
っても1つが正常であれば良品となり不良率を減少さ
せ、信頼性を向上できる。またECC回路は記憶したデ
ータが破壊された時に破壊データを検出して訂正を行う
回路であり信頼性向上が図られる。さらにこの両方式を
組み合わせることでさらなる信頼性向上が可能である。
By constructing one bit by a plurality of cells of two or more cells as described above, even if any one of the cells becomes defective, if one is normal, it becomes a non-defective product and the defective rate is reduced, and the reliability is improved. it can. The ECC circuit is a circuit that detects and corrects the destroyed data when the stored data is destroyed, so that the reliability is improved. Furthermore, the reliability can be further improved by combining both types.

【0084】この信頼性の向上により、従来工程で行わ
れているリテンション評価を省略可能でこのためのベー
ク処理は不要となり大幅なテスト工数削減が実現でき
る。なお、組立工程ではベーク処理に比べ温度、時間と
もにリテンション評価としては不足しているが通常の半
導体集積回路装置における、バーンインテストあるいは
エージングのような高温処理が含まれている。このよう
なバーンインテストあるいはエージングのような高温度
処理は、前記のような恒温槽を用いる必要はなく、その
ための搬送も不要であり、前記ベーク工程のように格別
なコスト高の原因になるものではない。
Due to this improvement in reliability, the retention evaluation which is carried out in the conventional process can be omitted, and the baking process for this purpose is not necessary, and a significant reduction in test man-hours can be realized. In the assembly process, both temperature and time are insufficient for retention evaluation as compared with the baking process, but a high temperature process such as burn-in test or aging in a normal semiconductor integrated circuit device is included. High-temperature treatment such as burn-in test or aging does not require the use of a constant temperature bath as described above, and therefore does not require transportation, which causes an extraordinary high cost like the baking process. is not.

【0085】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは言うまでもない。単層ゲ
ート構造の不揮発性メモリの具体的構成は、種々の実施
形態を採ることができる。1ビットを3セル以上で構成
してもよいし、そのための書き込み/読み出し回路は種
々の実施形態を採ることができる。この発明は、単層ゲ
ート構造の電気的書き換え可能な不揮発性半導体メモリ
を搭載した各種半導体製品に利用でき、前記のような救
済アドレス記憶の他、暗号コード、抵抗値トリミング等
にも利用できるものである。
Although the invention made by the present inventor has been concretely described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Yes. Various embodiments can be adopted as a specific configuration of the non-volatile memory having a single-layer gate structure. One bit may be composed of three or more cells, and the write / read circuit for that purpose can adopt various embodiments. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to various semiconductor products equipped with an electrically rewritable non-volatile semiconductor memory having a single-layer gate structure, and can also be used for encryption codes, resistance value trimming, etc. in addition to the above-mentioned rescue address storage. Is.

【0086】[0086]

【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を簡単に説明すれば下記
の通りである。単層ゲート構造の不揮発性記憶素子を含
む第1記憶回路の複数個に記憶される記憶情報に対応し
て発生された誤り検出訂正を行うパリティビットを上記
第1記憶回路と同様な構成の第2記憶回路の複数に記憶
させ、これらの記憶情報により上記第1記憶回路の記憶
情報の誤り訂正を行う誤り検出訂正回路とを備えた半導
体集積回路装置をウェハ上に形成し、上記ウェハ上に形
成された上記半導体集積回路装置の電気的試験を行う試
験工程において、上記第1記憶回路及び第2記憶回路に
所定の書き込み情報を記憶させた状態で、かかる半導体
集積回路装置を恒温槽の中で一定期間高温度を加え、そ
の後に上記記憶情報の保持状態を試験するという高温度
テストを省略することにより、不揮発性記憶素子の高信
頼性を維持しつつ、製造効率を改善することができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. A parity bit for performing error detection and correction generated corresponding to storage information stored in a plurality of first storage circuits including a non-volatile storage element having a single-layer gate structure has a configuration similar to that of the first storage circuit. A semiconductor integrated circuit device, which is stored in a plurality of two storage circuits and has an error detection / correction circuit that performs error correction of the storage information of the first storage circuit based on the storage information, is formed on the wafer, and is formed on the wafer. In a test step of conducting an electrical test of the formed semiconductor integrated circuit device, the semiconductor integrated circuit device is placed in a constant temperature bath with predetermined write information stored in the first memory circuit and the second memory circuit. By applying a high temperature for a certain period of time and then omitting the high temperature test of testing the holding state of the above stored information, the manufacturing efficiency is improved while maintaining the high reliability of the nonvolatile memory element. It can be.

【0087】1ビットの記憶情報を複数の単層ゲート構
造の不揮発性記憶素子にそれぞれ記憶させ、その記憶情
報の論理和信号を取り出す信号の伝達手段とを含む第1
記憶回路の複数個を備えた半導体集積回路装置をウェハ
上に形成し、上記ウェハ上に形成された上記半導体集積
回路装置の電気的試験を行う試験工程において、上記第
1記憶回路に所定の書き込み情報を記憶させた状態で、
かかる半導体集積回路装置を恒温槽の中で一定期間高温
度を加え、その後に上記記憶情報の保持状態を試験する
という高温度テストを省略することにより不揮発性記憶
素子の高信頼性を維持しつつ、製造効率を改善すること
ができる。
1-bit storage information is stored in each of a plurality of non-volatile storage elements having a single-layer gate structure, and a signal transmission means for extracting a logical sum signal of the storage information is included.
In a test step of forming a semiconductor integrated circuit device having a plurality of memory circuits on a wafer and performing an electrical test of the semiconductor integrated circuit device formed on the wafer, a predetermined write operation is performed on the first memory circuit. With the information stored,
While maintaining the high reliability of the non-volatile memory element, the semiconductor integrated circuit device is subjected to a high temperature for a certain period of time in a constant temperature bath, and then the high temperature test of testing the holding state of the stored information is omitted. , The manufacturing efficiency can be improved.

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

【図1】本発明が適用される半導体集積回路装置に搭載
される情報記憶セルとしてのメモリセルの一実施例を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a memory cell as an information storage cell mounted in a semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied.

【図2】図1の読み出しMOSFETDM1,DM2の
電圧電流特性図である。
FIG. 2 is a voltage-current characteristic diagram of read MOSFETs DM1 and DM2 in FIG.

【図3】図1の不揮発性記憶素子の一実施例を示す素子
平面図である。
3 is a device plan view showing an embodiment of the nonvolatile memory device of FIG. 1. FIG.

【図4】図3におけるA−A’断面素子構造図である。FIG. 4 is a structural view of an A-A ′ cross-section device in FIG. 3;

【図5】図3におけるB−B’断面素子構造図である。FIG. 5 is a B-B ′ cross-section element structure view in FIG. 3;

【図6】本発明が適用される半導体集積回路装置の一実
施例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied.

【図7】この発明に用いられる救済用プログラム素子を
用いた単位情報セルの一実施例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment of a unit information cell using a relief program element used in the present invention.

【図8】この発明に係る半導体集積回路装置の製造方法
の一実施例を説明するためのフローチャート図である。
FIG. 8 is a flow chart for explaining one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

【図9】図8に示した半導体集積回路装置の製造方法を
説明するための概念図である。
9 is a conceptual diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.

【図10】図6に示したSRAMのプローブテストの一
実施例のフローチャート図である。
10 is a flow chart diagram of an embodiment of a probe test of the SRAM shown in FIG.

【図11】本発明が適用される半導体集積回路装置に搭
載されるヒューズ回路の他の一実施例を示すブロック図
である。
FIG. 11 is a block diagram showing another embodiment of a fuse circuit mounted on a semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied.

【図12】本発明が適用される半導体集積回路装置に搭
載されるヒューズ回路の更に他の一実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 12 is a block diagram showing still another embodiment of the fuse circuit mounted on the semiconductor integrated circuit device to which the present invention is applied.

【図13】図11又は図12のヒューズ回路の一実施例
のブロック図である。
13 is a block diagram of an embodiment of the fuse circuit of FIG. 11 or FIG.

【図14】図11、12に示したECC回路用いて救済
用プログラム素子を構成した場合のSRAMのプローブ
テストの一実施例を示すフローチャート図である。
FIG. 14 is a flow chart diagram showing an example of a probe test of an SRAM when a relief program element is configured by using the ECC circuit shown in FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PM1、PM2…不揮発性記憶素子、DM1,DM2…
読み出しMOSFET、SM…選択MOSFET、RD
L…読み出しデータ線、PDL…書込みデータ線、RW
L…読み出しワード線、PWL…書込みワード線、Vf
…フローティングゲート、Vss…ソース線、380…
不揮発性メモリ、7bFile#0〜7bFile#5
…不揮発性記憶ブロック、381…ハミングコードジェ
ネレータ、382…不揮発性メモリ、383…エラー訂
正回路、384…コントローラ、PM1a、PM2a…
不揮発性記憶素子構成用MOSFET、PM1b、PM
2b 不揮発性記憶素子構成用MOS容量素子、cg…
コントロールゲート、sl…ソース線。
PM1, PM2 ... Non-volatile storage element, DM1, DM2 ...
Read MOSFET, SM ... Selection MOSFET, RD
L ... Read data line, PDL ... Write data line, RW
L ... Read word line, PWL ... Write word line, Vf
… Floating gate, Vss… Source line, 380…
Non-volatile memory, 7bFile # 0 to 7bFile # 5
... Nonvolatile storage block, 381 ... Hamming code generator, 382 ... Nonvolatile memory, 383 ... Error correction circuit, 384 ... Controller, PM1a, PM2a ...
Nonvolatile memory element configuration MOSFET, PM1b, PM
2b MOS capacitive element for non-volatile memory element configuration, cg ...
Control gate, sl ... Source line.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 利夫 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 村谷 哲也 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 鳥羽 功一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 2G132 AA08 AA13 AB14 AK00 AK07 AL12 5F038 AV08 AV15 BG03 BG08 DF01 DF03 DF04 DF05 DT08 DT10 DT14 EZ20 5L106 AA10 BB12 CC09 DD25 EE07 FF04 FF05 GG05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshio Yamada             5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company within Hitachi Semiconductor Group (72) Inventor Tetsuya Muratani             5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company within Hitachi Semiconductor Group (72) Inventor Koichi Toba             5-20-1 Kamimizuhonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Stock             Ceremony Company within Hitachi Semiconductor Group F term (reference) 2G132 AA08 AA13 AB14 AK00 AK07                       AL12                 5F038 AV08 AV15 BG03 BG08 DF01                       DF03 DF04 DF05 DT08 DT10                       DT14 EZ20                 5L106 AA10 BB12 CC09 DD25 EE07                       FF04 FF05 GG05

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 後に個々のチップに分割されかつ所要の
実装形態をもって完成品とされるべき複数の半導体集積
回路装置が形成されてなる半導体ウエハを用意する工程
を備え、 上記複数の半導体集積回路装置は、それぞれ情報電荷が
与えられるフローティングゲート電極を有し該フローテ
ィングゲート電極の情報電荷に応じた異なる閾値電圧特
性を持つようにされる複数の不揮発性記憶素子と、前記
複数の不揮発性記憶素子からの複数ビットの記憶情報を
読み出すための情報読み出し回路と、上記複数ビットの
記憶情報の一部を情報ビットとし、かつ他の一部を誤り
訂正符号ビットとして受けて誤り訂正を行う誤り訂正回
路とを持ってなり、 上記半導体ウエハは、上記完成品の動作許容温度を超え
る比較的高温度でのベーク処理の適用が省略されるもの
であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
1. A step of preparing a semiconductor wafer, which is to be subsequently divided into individual chips and on which a plurality of semiconductor integrated circuit devices to be completed in a required mounting form are formed, the method comprising the steps of: The device has a plurality of nonvolatile memory elements each having a floating gate electrode to which information charges are applied, and having different threshold voltage characteristics according to the information charges of the floating gate electrodes, and the plurality of nonvolatile memory elements. And an error correction circuit for reading out a plurality of bits of stored information from the same and an error correction circuit for receiving a part of the plurality of bits of stored information as an information bit and another part as an error correction code bit The semiconductor wafer does not need to be baked at a relatively high temperature exceeding the allowable operating temperature of the finished product. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is characterized in that what is.
【請求項2】 請求項1において、 上記情報読み出し回路は、上記複数の不揮発性記憶素子
に対応して設けられ、かつゲート電極が対応する不揮発
性記憶素子の上記フローティングゲート電極に結合され
てなる複数の読み出しMOSFETと、上記読み出しM
OSFETによって形成される信号の伝達手段とを含む
複数の記憶回路とからなり、 上記誤り訂正回路は、上記複数の記憶回路からの複数ビ
ットの記憶情報と、誤り訂正符号ビットとを受けて誤り
訂正を行うものであることを特徴とする半導体集積回路
装置の製造方法。
2. The information read circuit according to claim 1, wherein the information read circuit is provided corresponding to the plurality of nonvolatile memory elements, and a gate electrode is coupled to the floating gate electrode of the corresponding nonvolatile memory element. A plurality of read MOSFETs and the read M
A plurality of storage circuits including a signal transmission means formed by an OSFET, wherein the error correction circuit receives a plurality of bits of storage information from the plurality of storage circuits and an error correction code bit and performs error correction. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項3】 請求項2において、 上記各半導体集積回路装置は、上記フローティングゲー
ト電極の電荷量を変更せしめる回路動作以外の期間にお
いて上記複数の不揮発性記憶素子の電極に加わる電位を
抑制する電位抑制回路を備えてなることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein each of the semiconductor integrated circuit devices has a potential that suppresses a potential applied to the electrodes of the plurality of nonvolatile memory elements during a period other than a circuit operation that changes the charge amount of the floating gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a suppressing circuit.
【請求項4】 請求項2において、 上記ウェハ上に形成された上記半導体集積回路装置の電
気的試験を行う試験工程を含んでなることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, further comprising a test step of performing an electrical test of the semiconductor integrated circuit device formed on the wafer.
【請求項5】 請求項2において、 上記不揮発性記憶素子は、単層ゲート構造の不揮発性記
憶素子でであり、 上記読み出しMOSFETはディプレッション型MOS
FETであることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
5. The non-volatile memory element according to claim 2, wherein the non-volatile memory element is a non-volatile memory element having a single-layer gate structure, and the read MOSFET is a depletion type MOS.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which is an FET.
【請求項6】 後に個々のチップに分割されかつ所要の
実装形態をもって完成品とされるべき複数の半導体集積
回路装置が形成されてなる半導体ウエハを用意する工程
を備え、 上記複数の半導体集積回路装置は、それぞれ情報電荷が
与えられるフローティングゲート電極を有し該フローテ
ィングゲート電極の情報電荷に応じた異なる閾値電圧特
性を持つようにされてなる複数の不揮発性記憶素子と、
前記複数の不揮発性記憶素子からの複数ビットの記憶情
報を読み出すための情報読み出し回路とを持ってなり、 上記情報読み出し回路は、複数の論理回路を持ってな
り、上記複数の論理回路の夫々は、複数毎の不揮発性記
憶素子からの複数の情報に対応する論理合成出力を読み
出し情報として出力するものであり、 上記半導体ウエハは、上記完成品の動作許容温度を超え
る比較的高温度でのベーク処理の適用が省略されるもの
であることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
6. A step of preparing a semiconductor wafer on which a plurality of semiconductor integrated circuit devices, each of which is to be divided into individual chips and which is to be a finished product in a required mounting form, is prepared, and the plurality of semiconductor integrated circuits are provided. The device has a plurality of non-volatile memory elements each having a floating gate electrode to which information charges are applied and configured to have different threshold voltage characteristics according to the information charges of the floating gate electrodes,
An information read circuit for reading a plurality of bits of stored information from the plurality of nonvolatile storage elements, the information read circuit has a plurality of logic circuits, and each of the plurality of logic circuits has a plurality of logic circuits. , A logic synthesis output corresponding to a plurality of pieces of information from a plurality of nonvolatile storage elements is output as read information, and the semiconductor wafer is baked at a relatively high temperature exceeding the operation allowable temperature of the finished product. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein application of processing is omitted.
【請求項7】 請求項6において、 上記情報読み出し回路は、上記複数の論理回路で発生さ
れる信号の伝達手段を含む複数の記憶回路を備え、 上記各論理回路は、上記複数の不揮発性記憶素子に対応
して設けられ、かつゲート電極が対応する不揮発性記憶
素子の上記フローティングゲート電極に結合されてな
り、上記論理合成出力を形成するように互いに結合され
てなる複数の読み出しMOSFETを備てなることを特
徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
7. The information read circuit according to claim 6, further comprising a plurality of storage circuits including means for transmitting signals generated by the plurality of logic circuits, wherein each of the logic circuits includes the plurality of nonvolatile storages. A plurality of read MOSFETs provided corresponding to the elements, the gate electrodes of which are coupled to the floating gate electrodes of the corresponding non-volatile memory elements, and which are coupled to each other to form the logic synthesis output. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項8】 請求項6において、 上記各半導体集積回路装置は、上記フローティングゲー
ト電極の電荷量を変更せしめる回路動作以外の期間にお
いて上記複数の不揮発性記憶素子の電極に加わる電位を
抑制する電位抑制回路を備えてなることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
8. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein each of the semiconductor integrated circuit devices has a potential that suppresses a potential applied to the electrodes of the plurality of nonvolatile memory elements during a period other than a circuit operation that changes a charge amount of the floating gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a suppressing circuit.
【請求項9】 請求項6において、 上記ウェハ上に形成された上記半導体集積回路装置の電
気的試験を行う試験工程を含んでなることを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a test step of performing an electrical test of the semiconductor integrated circuit device formed on the wafer.
【請求項10】 請求項7において、 上記半導体集積回路装置は、 上記複数の記憶回路からの複数ビットの記憶情報の一部
を情報ビットとし、かつ他の一部を誤り訂正符号ビット
として受けて誤り訂正を行う誤り訂正回路を更に備えて
なることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein a part of the storage information of a plurality of bits from the plurality of storage circuits is used as an information bit, and the other part is received as an error correction code bit. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, further comprising an error correction circuit for performing error correction.
【請求項11】 請求項7において、 上記不揮発性記憶素子は、単層ゲート構造の不揮発性記
憶素子であり、 上記読み出しMOSFETはディプレッション型MOS
FETであることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
11. The non-volatile memory element according to claim 7, wherein the non-volatile memory element is a non-volatile memory element having a single-layer gate structure, and the read MOSFET is a depletion type MOS.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which is an FET.
【請求項12】 請求項10において、 上記不揮発性記憶素子は、単層ゲート構造の不揮発性記
憶素子であり、 上記読み出しMOSFETはディプレッション型MOS
FETであることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
12. The non-volatile memory element according to claim 10, wherein the non-volatile memory element has a single-layer gate structure, and the read MOSFET is a depletion type MOS.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which is an FET.
【請求項13】 請求項6において、 上記記憶回路は、その記憶情報として被救済回路に対す
る救済情報を含むものであることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the memory circuit includes repair information for the circuit to be repaired as stored information thereof.
【請求項14】 請求項13において、 前記被救済回路は、システムLSIに搭載されるSRA
M回路であることを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。
14. The repaired circuit according to claim 13, wherein the repaired circuit is an SRA mounted on a system LSI.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, which is an M circuit.
【請求項15】 請求項7において、 上記半導体集積回路装置は、開発製品については、全部
又は一部について前記ベーク処理を実施するものである
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit device performs the bake treatment on all or part of a developed product.
【請求項16】 請求項7において、 上記半導体集積回路装置は、量産される最初のロットに
ついては、全部又は一部について前記高温度テストを実
施するものであることを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
16. The semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the high temperature test is performed on all or part of a first lot to be mass-produced. Manufacturing method.
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WO2007072580A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-28 Fujitsu Limited Memory-redundancy selecting device, memory device, information processing device, and method of selecting redundancy of memory cell
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