JP2006191122A - Nonvolatile storage device and semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
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装置およびそれを備えた半導体集積回路装置に関するものである。 The present invention relates to an electrically erasable and writable nonvolatile memory device and a semiconductor integrated circuit device including the same.
記憶するデータを所定の単位で一括して電気的に消去可能であり、かつ、データを電気的に書き込み可能な不揮発性記憶装置として、フラッシュEEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory、以下、フラッシュメモリという)が提供されている。フラッシュメモリは、電気的に消去及び書き込み可能な不揮発性記憶素子によってメモリセルが構成されており、一旦メモリセルに書き込まれたデータやプログラムを消去し、新たなデータやプログラムをメモリセルへ再度書き込み(プログラミング)する事が可能である。 As a nonvolatile storage device capable of electrically erasing data to be stored in batches in a predetermined unit and electrically writing data, flash EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory, hereinafter referred to as flash memory) Is provided). In flash memory, memory cells are composed of electrically erasable and writable nonvolatile memory elements. Data and programs once written in the memory cells are erased, and new data and programs are rewritten in the memory cells. (Programming) is possible.
そのため、このフラッシュメモリあるいはフラッシュメモリを内蔵するマクロコンピュータを応用システムに組み込んだ後、データの変更、プログラムのバグの修正、あるいはプログラムの更新等が必要になった場合、フラッシュメモリに記憶されたデータやプログラムを応用システム上で変更できるので、応用システムの開発期間の短縮化が図れ、また、応用システムのプログラム開発に柔軟性を得ることができる。 Therefore, if this flash memory or a macro computer with a built-in flash memory is incorporated into an application system and data changes, program bug corrections, or program updates are required, the data stored in the flash memory Since the application program can be changed on the application system, the development period of the application system can be shortened, and the program development of the application system can be flexible.
一方、近年、IC(Integrated Circuits)カードの応用分野が飛躍的に拡がりつつあり、中でも無線タグ、あるいはRFID(Radio Frequency Identification)と呼ばれる認証方式が、従来のバーコード読み取り方式に代わって、利用され始めている。RFIDシステムにおいては、リーダー装置から発信された10MHzから3GHz程度の高周波を、数mmから1m程度の範囲内に存在するRFIDチップが受信し、チップ内部に備えたアンテナが受信した高周波から直流電圧を発生させ、内部回路を動作させる。RFIDチップには、認証データが不揮発性メモリに記憶されており、このデータをRF信号へ変調して送信し、前記リーダー装置で受信して、RFIDチップの認証が行われている。RFIDチップに搭載される不揮発性メモリには、大きく2つの要件がある。第1は、超低コストであることであり、これはRFIDチップの市場価格が50円以下であることから必然である。第2は、低電圧、低消費電力で動作することである。本要件は、RFIDチップが高周波を受信して、チップ内部で発生可能な電力が極めて小さいためであり、非接触状態で不揮発性メモリの他に、論理回路や、発振回路等を同時に動作する必要があることによる。 On the other hand, in recent years, the application fields of IC (Integrated Circuits) cards are expanding dramatically, and authentication methods called radio tags or RFID (Radio Frequency Identification) are used in place of conventional barcode reading methods. I'm starting. In an RFID system, a high frequency of about 10 MHz to 3 GHz transmitted from a reader device is received by an RFID chip existing within a range of several mm to 1 m, and a DC voltage is received from the high frequency received by an antenna provided in the chip. To generate and operate the internal circuit. The RFID chip stores authentication data in a non-volatile memory. This data is modulated into an RF signal, transmitted, and received by the reader device to authenticate the RFID chip. A nonvolatile memory mounted on an RFID chip has two major requirements. The first is ultra-low cost, which is inevitable because the market price of RFID chips is 50 yen or less. The second is to operate with low voltage and low power consumption. This requirement is because the RFID chip receives high frequency and the power that can be generated inside the chip is extremely small. In addition to the non-volatile memory, it is necessary to simultaneously operate a logic circuit, an oscillation circuit, etc. Because there is.
本発明者らは、本発明を完成した後、下記の観点から公知文献の調査を行った。 After completing the present invention, the present inventors investigated known documents from the following viewpoints.
調査の観点は、CMOSトランジスタの製造工程に新たな工程を追加することなく製造可能な不揮発性記憶トランジスタであり、情報の記憶のための特別なフローティングゲートを持たない観点である。 The viewpoint of the investigation is a nonvolatile memory transistor that can be manufactured without adding a new process to the manufacturing process of the CMOS transistor, and is a viewpoint that does not have a special floating gate for storing information.
その結果、特許文献1〜3、および非特許文献1が発見された。
第1の問題点として、従来からNOR型フラッシュメモリ製品において一般的に利用されている、フローティングゲートとコントロールゲートの縦積み構造のメモリセル、すなわちスタックド・ゲート型メモリセルでは、メモリセル構造が複雑であることに起因する製造コストの増加という問題点のあることが本発明者によって明らかにされた。特に、近年、市場が急拡大しているRFIDチップにおいて、不揮発性メモリにスタックド・ゲート型メモリセルを採用することは製造コストの増加をもたらす。本発明者の検討によれば、これは、下記のホトマスクや製造工程の増加が原因であると考えられる。すなわち、フラッシュメモリのトンネル酸化膜はロジック回路用トランジスタのゲート酸化膜、あるいはDRAMセルトランジスタのゲート酸化膜より厚いため、トンネル酸化膜の作り分け用マスク、フラッシュメモリのフローティングゲート用のポリシリコン膜の追加・加工マスク、フラッシュメモリのワード線を加工するマスク、フラッシュメモリのドレイン領域を形成するための不純物注入用マスク、さらに、書き込み・消去回路を構成する高耐圧トランジスタの低濃度N型ソース・ドレイン領域及び低濃度P型ソース・ドレイン領域を形成するための不純物注入用マスク、が必要になり、追加すべきマスク数は最低限でも6枚となる。このため、スタックド・ゲート型メモリセルを用いた不揮発性メモリを搭載したRFIDチップを提供することがコスト的に困難となっている。これを解決するには、CMOSトランジスタの製造工程に新たな工程を追加することなく製造可能な不揮発性記憶トランジスタを採用すればよく、さらに情報の記憶のための特別なフローティングゲートを持たない構造とすればよい。 As a first problem, the memory cell structure is complicated in a vertically stacked memory cell of a floating gate and a control gate, that is, a stacked gate type memory cell, which has been generally used in NOR flash memory products. It has been clarified by the present inventors that there is a problem that the manufacturing cost is increased due to the fact that In particular, in an RFID chip whose market is rapidly expanding in recent years, adopting a stacked gate type memory cell as a nonvolatile memory leads to an increase in manufacturing cost. According to the study of the present inventor, this is considered to be caused by an increase in the following photomask and manufacturing process. That is, since the tunnel oxide film of the flash memory is thicker than the gate oxide film of the logic circuit transistor or the DRAM cell transistor, the mask for forming the tunnel oxide film, the polysilicon film for the floating gate of the flash memory, Addition / processing mask, mask for processing word line of flash memory, mask for impurity implantation for forming drain region of flash memory, and low-concentration N type source / drain of high breakdown voltage transistor constituting write / erase circuit An impurity implantation mask for forming the region and the low-concentration P-type source / drain region is required, and the number of masks to be added is at least six. For this reason, it is difficult in terms of cost to provide an RFID chip equipped with a nonvolatile memory using stacked gate type memory cells. In order to solve this problem, a non-volatile memory transistor that can be manufactured without adding a new process to the CMOS transistor manufacturing process may be employed, and a structure that does not have a special floating gate for storing information. do it.
本発明者が従来の技術を調査し、検討した結果によれば以下の点が明らかにされた。先ず、米国特許公報第5,408,115号、米国特許公報第5,969,383号には、図22にそのメモリセル構造と書込み方式が示めされるように、サイドスペーサを利用したスプリットゲートを有し、サイドスペーサは酸化膜/シリコン窒化膜/酸化膜(Oxide Nitride Oxide、以下ONOをいう)から構成され、ONO膜中へ電荷蓄積を行うメモリセル方式を開示している。この従来の第1のメモリセルでは、図22に示すように、基板141の表面のゲート酸化膜142を介してセレクトゲート143が配置され、セレクトゲート143の周辺部に下部酸化膜145、シリコン窒化膜146、および上部酸化膜147が積層された後に、サイドスペーサ形状のコントロールゲート148が配置されている。従来の第1のメモリセルのソース144は、上記セレクトゲート143の加工直後に形成され、ドレイン149は上記コントロールゲート148の加工後に形成されるため、ドレイン149側のコントロールゲート148のみがゲート電極として機能する。
According to the results of investigation and examination of the prior art by the present inventors, the following points have been clarified. First, U.S. Pat. No. 5,408,115 and U.S. Pat. No. 5,969,383 disclose splitting using side spacers, as shown in FIG. There is disclosed a memory cell system in which a gate is provided, a side spacer is composed of an oxide film / silicon nitride film / oxide film (Oxide Nitride Oxide, hereinafter referred to as ONO), and charges are accumulated in the ONO film. In this conventional first memory cell, as shown in FIG. 22, a
本従来の第1のメモリセルへの書込み動作は、ドレイン149へ5V、セレクトゲート143へ1V、コントロールゲート148へ10Vを印加してチャンネルをオンさせ、ソース144から走行してくる電子150をセレクトゲート143とコントロールゲート148の境界下部のチャンネル領域で発生する横方向の強電界内で加速してホットエレクトロン化し、上記下部酸化膜145を貫通させて上記シリコン窒化膜146中へ注入しトラップすることにより行われる。この動作は、ホットエレクトロンの注入位置がドレイン近傍ではないことから、一般的には、ソース・サイド・インジェクション(SSI)方式と呼ばれている。前記シリコン窒化膜146中へトラップされた電子151により、コントロールゲート148から測ったしきい電圧を上昇させ、書込み状態を得る。
In this conventional write operation to the first memory cell, 5V is applied to the
本従来の第1のメモリセルでは、ONO構造のサイドスペーサ、およびコントロールゲート148を形成するための製造工程を追加する必要がある点、および、書き込みに必要な動作電圧10Vを制御するための回路用に高耐圧トランジスタが必要であるため、通常のCMOSトランジスタの製造工程へ大幅な工程追加が必要であるという第2の問題点がある。その結果、製造コストの増加は免れない。
In the first conventional memory cell, it is necessary to add a manufacturing process for forming a side spacer having an ONO structure and a
また、特開2001−156188号公報に開示されている電気的に書き込み可能な従来の第2の不揮発性メモリセルは、図23に断面構造を示すように、基板161の表面のゲート酸化膜162を介してゲート163が配置され、ゲート163の周辺部に下部酸化膜164、シリコン窒化膜165、および上部酸化膜166が積層された後に、サイドスペーサ形状のサイドゲート167、低濃度ソース・ドレイン168、ドレイン170、ソース171が配置されており、前記ゲート163とサイドゲート167はサリサイド膜172で接続され、酸化膜サイドスペーサ169の外側の前記ソース171とドレイン170の上部にもサリサイド膜172が形成されている。
In addition, the conventional electrically writable second nonvolatile memory cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-156188 has a
本従来の第2のメモリセルでは、前記ゲート163と前記ドレイン170へ適当な電圧を印加して、トランジスタをオンさせ、ドレイン170近傍において発生させたホットエレクトロン174を前記シリコン窒化膜165へ注入・トラップさせて書込みを行う。ソース・ドレインを入れ替えた書込み動作を行うことにより、ソース171側の前記シリコン窒化膜165へもホットエレクトロン173の注入・トラップが可能であるため、1セルで2ビットの情報が保存できる。
In the conventional second memory cell, an appropriate voltage is applied to the
本従来の第2のメモリセルにおいても、ONO構造のサイドスペーサ、およびサイドゲート167を形成するには通常のCMOSトランジスタの製造工程を変更する必要があり、結果として製造コストの増加は免れない。
Also in the conventional second memory cell, it is necessary to change the manufacturing process of a normal CMOS transistor in order to form the side spacer and the
さらに、福田らによる”New Nonvolatile Memory With Charge-Trapping Sidewall”, IEEE ElectronDevice Letters, Vol.24, No.8, July 2003, pp490-492に開示されている電気的に書き込み可能な従来の第3の不揮発性メモリセルは、図24に断面構造を示すように、P型基板181の表面に膜厚7.6nmのゲート酸化膜182を介して長さ0.4μmのゲート183が配置され、ゲート183の周辺部に膜厚4.5nmの下部酸化膜184を形成した後、膜厚20nmのシリコン窒化膜185、および、膜厚50nmの上部酸化膜186がサイドスペーサ状に形成され、前記シリコン窒化膜185の直下の基板表面にソース187、ドレイン188が配置されている。
Furthermore, Fukuda et al., “New Nonvolatile Memory With Charge-Trapping Sidewall”, IEEE Electron Device Letters, Vol.24, No.8, July 2003, pp490-492 In the nonvolatile memory cell, a
本従来の第3のメモリセルへの書込みは、前記ゲート183、およびドレイン188へ書込み電圧4.3Vを、書込み時間1msの間印加して、ドレイン188の近傍で発生するチャンネルホットエレクトロン189を、前記シリコン窒化膜185へ注入して行う。また、読出し動作は、ソース187側へ正電圧1.2Vを印加して、メモリセルのしきい電圧を判定して行う。前記の書込み条件では、約1Vのしきい電圧の変化が得られる。
In writing to the conventional third memory cell, a channel
本従来の第3のメモリセルにおいては、前記従来の第1、および第2のメモリセルに必要であったコントロールゲート148、およびサイドゲート167に対応するゲートは不要である。しかしながら、前記チャンネルホットエレクトロン189を前記シリコン窒化膜185への注入する方向の電界分布を形成するため、下部酸化膜184の膜厚を前記ゲート酸化膜182より薄くして、フリンジ電界強度を増加させる必要がある。また、前記フリンジ電界強度は、前記幅20nmのシリコン窒化膜185の直下における前記ドレイン188の接合位置に非常に敏感に影響される。したがって、安定的に均一な書込み特性を得るためには、前記ドレイン188を形成するイオン注入量やその後の熱処理等の形成条件の最適化、前記サイドスペーサ状の上部酸化膜186の長さの精密な制御が必要である。したがって、上記本従来の第3のメモリセルに特有の製造工程は、既存のCMOSトランジスタの製造工程にそのまま合致する可能性は低く、製造条件の変更が必要となり、結果として既存のCMOSトランジスタの性能が劣化、もしくは変動するという第3の問題点に達する。
In the conventional third memory cell, the gates corresponding to the
そこで本発明の目的は、通常のCMOSトランジスタの製造工程を何ら変更することなく、フローティングゲートを使用しないで、信頼性の高い読出し動作が可能なフリップフロップ構成のメモリセル構造、すなわち、廉価で実用に耐え得る不揮発性記憶装置を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to provide a flip-flop memory cell structure capable of performing a highly reliable read operation without using any floating gate without changing the normal CMOS transistor manufacturing process, that is, inexpensive and practical. It is an object of the present invention to provide a non-volatile memory device that can withstand the above.
本発明のその他の目的は、通常のロジック回路プロセス、アナログ回路プロセス、あるいは汎用DRAMプロセスへ全く新たなプロセスを追加することなく、廉価な不揮発性記憶装置を搭載した半導体集積回路装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device equipped with an inexpensive nonvolatile memory device without adding a completely new process to a normal logic circuit process, analog circuit process, or general-purpose DRAM process. It is in.
本発明の他の目的は、通常のCMOSトランジスタの製造工程を何ら変更することなく形成された不揮発性メモリセルをメモリモジュールやアナログ回路の救済用回路、もしくはトリミング回路に利用した半導体集積回路装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device using a nonvolatile memory cell formed without changing the manufacturing process of a normal CMOS transistor as a memory module, an analog circuit relief circuit, or a trimming circuit. It is to provide.
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。 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.
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。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
〔1〕第1の観点は、第1導電型の負荷トランジスタと第2導電型の記憶トランジスタの直列回路を一対有し、それらをスタティックラッチ形態に接続して成るフリッププロップを構成し、記憶トランジスタを通常のCMOSプロセスで形成されたMOSトランジスタとする。 [1] A first aspect is to form a flip-flop having a pair of series circuits of a first conductivity type load transistor and a second conductivity type memory transistor and connecting them in the form of a static latch. Is a MOS transistor formed by a normal CMOS process.
〔2〕第2の観点は、前記不揮発性記憶装置と、前記不揮発性記憶装置へデータを書き込みための書込み制御回路と、前記不揮発性記憶装置へ書き込むデータ、及び前記不揮発性記憶装置から読み出されたデータを保持するためのデータラッチ回路を備えた半導体集積回路装置の提供を意図するものである。 [2] A second aspect is that the nonvolatile memory device, a write control circuit for writing data to the nonvolatile memory device, data to be written to the nonvolatile memory device, and reading from the nonvolatile memory device The present invention intends to provide a semiconductor integrated circuit device provided with a data latch circuit for holding the read data.
〔3〕第3の観点は、前記半導体集積回路装置の用途として、RFIDのチップ認証情報の記憶回路、および救済情報の記憶回路を考慮する。このとき半導体装置は、半導体基板上に、被救済回路と、前記被救済回路を代替する救済回路とを含み、前記半導体集積回路装置は、前記救済回路で代替すべき被救済回路を特定する救済情報の記憶回路として利用される。
前記被救済回路はRAM内蔵のメモリセルアレイとしてもよい。
[3] A third aspect considers an RFID chip authentication information storage circuit and a relief information storage circuit as applications of the semiconductor integrated circuit device. At this time, the semiconductor device includes a repair target circuit and a repair circuit that replaces the repair target circuit on a semiconductor substrate, and the semiconductor integrated circuit device specifies a repair circuit to be replaced by the repair circuit. Used as an information storage circuit.
The circuit to be rescued may be a memory cell array with a built-in RAM.
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。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
〔1〕通常のCMOSプロセスで形成されるトランジスタの片側だけをオフセット構造にすることにより得られる不揮発性素子の特性は安定性・再現性が悪く、動作不良になる可能性が高いが、本発明によれば、4トランジスタによるフリップフロップ動作・構造によって動作安定性が飛躍的に向上する。 [1] The characteristics of a nonvolatile element obtained by making an offset structure on only one side of a transistor formed by a normal CMOS process are poor in stability and reproducibility and are likely to cause malfunction. According to this, the operational stability is drastically improved by the flip-flop operation / structure of four transistors.
〔2〕不揮発性素子が形成されている第2導電型ウエルを第1導電型の深いウエル(ボトムウエル)で囲んだことによって、記憶トランジスタが半導体基板に対して電気的に分離され、不揮発性素子の書込み・消去動作において第2導電型ウエルに電位を印加することが可能となり、動作特性が向上する。 [2] By enclosing the second conductivity type well in which the nonvolatile element is formed with the first conductivity type deep well (bottom well), the memory transistor is electrically isolated from the semiconductor substrate, and the nonvolatile memory It becomes possible to apply a potential to the second conductivity type well in the write / erase operation of the element, and the operation characteristics are improved.
〔3〕片側のみをオフセット構造とすることで、トランジスタの性能を向上させることができ、それにより例えば読出しのパフォーマンスを上げることができる。 [3] By making the offset structure only on one side, the performance of the transistor can be improved, and for example, the reading performance can be improved.
図1には、本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリを実施する最良の形態を説明するためのメモリセルの断面構造の一例が示される。同図において、P型シリコン基板1の表面領域に素子分離2、深いN型ウエル3、P型ウエル4が配置され、前記P型ウエル4の表面領域にゲート絶縁膜5、ゲート6、低濃度ソース・ドレイン7、サイドスペーサ8、および、ソース・ドレイン9が形成され、前記深いn型ウエル3への接続のためのN型拡散層10、および、前記P型ウエル4への接続のためのP型拡散層11が備えられている。
FIG. 1 shows an example of a cross-sectional structure of a memory cell for explaining the best mode for implementing a nonvolatile memory included in a semiconductor device according to the present invention. In the figure, an element isolation 2, a deep N-
図1において、本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリへの書込みは、前記ソース9へ接合耐圧以下のソース電圧(VS)、前記P型ウエル4へ順方向ウエル電圧(VP)、および前記深いN型ウエル3へ接地電位(VDN=0V)を印加して行う。上記電圧条件によれば、前記深いN型ウエル3から前記P型ウエル4中へ少数キャリアである電子12が注入され、コレクタとして働く前記ソース9のソース電圧(VS)が十分に高い場合には、注入された前記電子12はホットエレクトロンとなり、前記P型ウエル4中で加速され、前記ソース9へ向かって走行する。前記ホットエレクトロン12の一部は前記サイドスペーサ8中へも注入され、トラップされ、トラップ電子13は下部の前記低濃度ソース・ドレイン7を変調する結果、高抵抗化され、ドレインへ例えばVD=1.2Vを印加して読出しを行えば、ドレイン電流の減少として書込み状態が確認される。上記書込み動作において、前記ゲート6へもゲート耐圧以下のゲート電圧(VG)を印加しておくと、前記ホットエレクトロン12は前記ゲート6の方向へも加速され、前記サイドスペーサ8、および前記ゲート絶縁膜5中へより多く注入・トラップされる。
In FIG. 1, writing to the nonvolatile memory included in the semiconductor device according to the present invention includes writing a source voltage (VS) below the junction breakdown voltage to the
図2には、本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリセル回路の一例が示される。同図において、負荷トランジスタである2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)と、2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)がフリップフロップを構成しており、前記Nチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)は図1に示された構造を持つ記憶トランジスタであり、各々記憶トランジスタが配置されたP型ウエル(PW)は電気的に分離され、各々のP型ウエルはP型ウエル線VPL、VPRへ接続されている。上記2つのP型ウエル(PW)は共通の深いN型ウエル内に形成され、深いN型ウエル線VDNへ接続されている。また、各々記憶トランジスタのソースはともに共通ソース線(VS)へ接続され、2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)のソースはともに電源線(VCC)へ接続される。 FIG. 2 shows an example of a nonvolatile memory cell circuit included in the semiconductor device according to the present invention. In the figure, two P-channel transistors (MPL, MPR) which are load transistors and two N-channel transistors (MNL, MNR) constitute a flip-flop, and the N-channel transistors (MNL, MNR). ) Is a storage transistor having the structure shown in FIG. 1, and the P-type well (PW) in which each storage transistor is arranged is electrically isolated, and each P-type well is connected to the P-type well lines VPL and VPR. It is connected. The two P-type wells (PW) are formed in a common deep N-type well and connected to a deep N-type well line VDN. The sources of the storage transistors are both connected to the common source line (VS), and the sources of the two P-channel transistors (MPL and MPR) are both connected to the power supply line (VCC).
図3には、図2に示された本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリセル回路の平面構造の概略が示される。同図において、深いN型ウエル24、P型ウエル26、N型ウエル25が所望の領域に配置され、Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域22、Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域21、前記P型ウエル26へ接続するための活性領域23が設けられ、右ゲート27が右側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタを、および左ゲート28が左側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタを構成している。前記Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域21にはN型ソース・ドレイン31、前記Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域22にはP型ソース・ドレイン33、前記P型ウエル26へ接続するための活性領域23にはP型拡散層32が形成されている。前記右ゲート27はコンタクトホール35を介して第1金属配線からなる左ノード線(VL)37へ接続され、前記左ノード線(VL)37は左側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタのドレインへコンタクトホール35を介して接続され、前記左ゲート28はコンタクトホール35を介して第1金属配線からなる右ノード線(VR)36へ接続され、前記右ノード線(VR)36は右側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタのドレインへコンタクトホール35を介して接続されて、フリップフロップが構成されている。2つの前記Pチャンネル型トランジスタのソースはコンタクトホール35を介して第1金属配線からなる電源線(VCC)38へ接続され、2つの前記Nチャンネル型トランジスタのソースはコンタクトホール35を介して第1金属配線39へ接続され、2つの前記第1金属配線39はスルーホール41を介して第2金属配線42からなる共通ソース線(VS)へ接続されている。2つの前記P型拡散層32は、コンタクトホール35を介して第1金属配線40からなる左P型ウエル線(VPL)、および右P型ウエル線(VPR)へ接続されており、独立に制御される。
FIG. 3 shows an outline of a planar structure of the nonvolatile memory cell circuit included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, a deep N-
図4には、図1から図3に示された本発明の不揮発性メモリセルの動作電圧条件が示される。先ず、左側のNチャンネル型トランジスタへの書込み動作(Program)を行う場合には、前記深いN型ウエル線(VDN)を接地電位、N型ウエル線(VN)と電源線(VCC)をともに電源電圧(Vcc)に固定した後、共通ソース線(VS)へ接合耐圧以下の正電圧<BVj、たとえば5Vを印加し、書込みを行う左P型ウエル線(VPL)へのみ、1Vのような順バイアス電圧(>Vbe)を書き込み時間の期間印加して、基板ホットエレクトロンを左側のNチャンネル型トランジスタのソース近傍のサイドスペーサへ注入して、そのしきい電圧を0.4〜0.6V上昇させる。書込み時間は、10msから100msである。 FIG. 4 shows operating voltage conditions of the nonvolatile memory cell of the present invention shown in FIGS. First, when performing a write operation (Program) to the left N-channel transistor, the deep N-type well line (VDN) is grounded, and the N-type well line (VN) and the power supply line (VCC) are both powered. After fixing the voltage (Vcc) to the common source line (VS), a positive voltage equal to or lower than the junction breakdown voltage <BVj, for example, 5V is applied, and only to the left P-type well line (VPL) for writing, in the order of 1V. A bias voltage (> Vbe) is applied for the write time period, and substrate hot electrons are injected into the side spacer near the source of the left N-channel transistor to increase its threshold voltage by 0.4 to 0.6V. . The writing time is 10 ms to 100 ms.
消去動作(Erase)では、電源線(VCC)を浮遊電位、N型ウエル線(VN)を接地電位に固定した後、左右のP型ウエル線(VPL、VPR)、共通ソース線(VS)、および深いN型ウエル線(VDN)へゲート絶縁膜の破壊耐圧(BVox)以下の正電圧を印加し、前記サイドスペーサ中へトラップされた電子をP型ウエル内へトンネル放出させることにより行う。 In the erase operation (Erase), after fixing the power supply line (VCC) to the floating potential and the N-type well line (VN) to the ground potential, the left and right P-type well lines (VPL, VPR), the common source line (VS), Further, a positive voltage lower than the breakdown voltage (BVox) of the gate insulating film is applied to the deep N-type well line (VDN), and electrons trapped in the side spacer are tunneled into the P-type well.
読み出し動作(Read)においては、前記電源線(VCC)、およびN型ウエル(VN)へ電源電圧(Vcc)を徐々に印加し、前記N型ウエル25との静電カップリングにより前記左右のゲート27、28の電位が上昇する過程で、しきい電圧の低い右側のNチャンネル型トランジスタがオンし始める一方で、しきい電圧の高い左側のNチャンネル型トランジスタはオフしたままとなり、さらに電源電圧を上昇すると、右側のNチャンネル型トランジスタが完全にオンし、右側ノード(VR)がLow状態へ、左側のNチャンネル型トランジスタはオフし、左側ノード(VL)がHigh状態へ固定され、このとき、左側のPチャンネル型トランジスタがオン状態、右側のPチャンネル型トランジスタがオフ状態となり、ラッチが固定される。左右のノード線(VL、VR)の電位状態は、インバータ(INV)を介して出力し(VOL、VOR)、読出しが行われる。
In the read operation (Read), a power supply voltage (Vcc) is gradually applied to the power supply line (VCC) and the N-type well (VN), and the left and right gates are electrostatically coupled to the N-
本発明の不揮発性メモリセルの読出し動作を安定に行うため、前記Pチャンネル型トランジスタのゲート容量Cgpは、以下のように規定される。電源線(VCC)、およびN型ウエル線(VN)へ電源電圧(Vcc)を徐々に印加する過程で、ゲート電位Vgは、Vg=Cgp/CtVccで変化する。ここでCtは左右のノード線(VL、VR)と接地電位との間の全静電容量であり、Ct=Cgp+Cgn+Ciiである。また、CgnはNチャンネル型トランジスタのゲート容量、Ciiはインバータ(INV)の入力ゲート容量である。インバータ(INV)を構成するNチャンネル型トランジスタが、メモリセルのそれと同等寸法で構成される場合、通常、インバータ(INV)を構成するPチャンネル型トランジスタのチャンネル幅はNチャンネル型トランジスタの2倍に設計されるため、Cii=3Cgnとなる。したがって、Ct=Cgp+4Cgnとなり、Vg=Cgp/(Cgp+4Cgn)Vccとなる。メモリセルを構成するNチャンネル型トランジスタの消去状態でのしきい電圧をVthiとすると、読出し動作において、ラッチを固定するためには、Vg>Vthiが必要条件であり、これは、Vthi<Cgp/(Cgp+4Cgn)Vccと書ける。また、電源電圧がVcc/2まで上昇した時点でラッチを固定するためには、Vthi<Cgp/(Cgp+4Cgn)Vcc/2であり、安定動作条件は、Cgp/Cgn>8Vthi/(Vcc−2Vthi)となる。例えば、Vthi=0.4V、電源電圧Vcc=1.8Vの場合、Cgp/Cgn>3.2、すなわち、メモリセルのPチャンネル型トランジスタのチャンネル幅はNチャンネル型トランジスタの3.2倍以上に設計せねばならない。 In order to stably perform the read operation of the nonvolatile memory cell of the present invention, the gate capacitance Cgp of the P-channel transistor is defined as follows. In the process of gradually applying the power supply voltage (Vcc) to the power supply line (VCC) and the N-type well line (VN), the gate potential Vg changes as Vg = Cgp / CtVcc. Here, Ct is the total capacitance between the left and right node lines (VL, VR) and the ground potential, and Ct = Cgp + Cgn + Cii. Cgn is the gate capacitance of the N-channel transistor, and Cii is the input gate capacitance of the inverter (INV). When the N-channel transistor constituting the inverter (INV) has the same size as that of the memory cell, the channel width of the P-channel transistor constituting the inverter (INV) is usually twice that of the N-channel transistor. Since it is designed, Cii = 3Cgn. Therefore, Ct = Cgp + 4Cgn and Vg = Cgp / (Cgp + 4Cgn) Vcc. Assuming that the threshold voltage in the erase state of the N-channel transistor constituting the memory cell is Vthi, Vg> Vthi is a necessary condition for fixing the latch in the read operation. This is because Vthi <Cgp / It can be written as (Cgp + 4Cgn) Vcc. Further, in order to fix the latch when the power supply voltage rises to Vcc / 2, Vthi <Cgp / (Cgp + 4Cgn) Vcc / 2, and the stable operation condition is Cgp / Cgn> 8Vthi / (Vcc-2Vthi). It becomes. For example, when Vthi = 0.4V and power supply voltage Vcc = 1.8V, Cgp / Cgn> 3.2, that is, the channel width of the P-channel transistor of the memory cell is 3.2 times or more that of the N-channel transistor. Must be designed.
《ソース線分割型不揮発性メモリ》
図5には、本発明に係る半導体装置が有するソース線分割型の不揮発性メモリセルの断面構造が示される。同図において、抵抗率10ΩcmのP型シリコン基板1の表面領域に、深さ2μm、平均リン濃度1×1017cm-3の深いN型ウエル3、深いN型ウエル3の内部に、深さ0.8μm、平均ボロン濃度2×1017cm-3のP型ウエル4が配置され、深さ250nmの素子分離2によって分離されたメモリセルのNチャンネル型トランジスタは、膜厚5nmのゲート酸化膜5、膜厚200nmでリン濃度2×1020cm-3のポリシリコン膜からなる長さ0.3μmのゲート6、平均砒素濃度5×1018cm-3の低濃度ソース・ドレイン7、平均砒素濃度1×1020cm-3のソース・ドレイン9、膜厚10nmの酸化膜50、膜厚20nmの窒化膜51、および、膜厚30nmの酸化膜サイドスペーサ8から構成され、前記深いN型ウエル3へ接続するための平均砒素濃度1×1020cm-3のN型拡散層10、前記P型ウエル4へ接続するための平均ボロン濃度1×1020cm-3のP型拡散層11が配置されている。
<< Source line split type non-volatile memory >>
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a source line division type nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention. In the figure, in the surface region of the P-type silicon substrate 1 having a resistivity of 10 Ωcm, the depth is 2 μm, the deep N-type well 3 having an average phosphorus concentration of 1 × 10 17 cm −3 , and the depth inside the deep N-
図6には、図5に示された本発明に係る半導体装置が有するソース線分割型の不揮発性メモリセルの等価回路が示される。同図において、負荷トランジスタである2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)と、2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)がフリップフロップを構成しており、前記Nチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)は図5に示された構造を持つ記憶トランジスタであり、各々記憶トランジスタは共通の深いN型ウエル内に内在するP型ウエル(PW)内に配置され、各々のソースはソース線VSL、およびVSRへ接続されている。前記深いN型ウエルは深いN型ウエル線VDNへ接続され、2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)のソースはともに電源線(VCC)へ接続されている。 FIG. 6 shows an equivalent circuit of the source line division type nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, two P-channel transistors (MPL, MPR) which are load transistors and two N-channel transistors (MNL, MNR) constitute a flip-flop, and the N-channel transistors (MNL, MNR). ) Are storage transistors having the structure shown in FIG. 5, each storage transistor being disposed in a P-type well (PW) existing in a common deep N-type well, each source being a source line VSL, and Connected to VSR. The deep N-type well is connected to a deep N-type well line VDN, and the sources of the two P-channel transistors (MPL and MPR) are both connected to a power supply line (VCC).
図7には、図5に示された本発明に係る半導体装置が有するソース線分割型の不揮発性メモリセル回路の平面構造の概略が示される。同図において、深いN型ウエル24、P型ウエル26、N型ウエル25が所望の領域に配置され、Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域22、Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域21、前記P型ウエル26へ接続するための活性領域23が設けられ、右ゲート27が右側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタを、および左ゲート28が左側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタを構成している。前記Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域21にはN型ソース・ドレイン31、前記Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域22にはP型ソース・ドレイン33、前記P型ウエル26へ接続するための活性領域23にはP型拡散層32が形成されている。前記右ゲート27はコンタクトホール35を介して第1金属配線37からなる左ノード線(VL)へ接続され、前記左ノード線(VL)は左側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタのドレインへコンタクトホール35を介して接続され、前記左ゲート28はコンタクトホール35を介して第1金属配線36からなる右ノード線(VR)へ接続され、前記右ノード線(VR)は右側のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタのドレインへコンタクトホール35を介して接続されて、フリップフロップが構成されている。2つの前記Pチャンネル型トランジスタのソースはコンタクトホール35を介して第1金属配線38からなる電源線(VCC)へ接続され、2つの前記Nチャンネル型トランジスタのソースはコンタクトホール35を介して第1金属配線52、および53からなるソース線VSR、およびVSLへ接続され、前記P型拡散層32は、コンタクトホール35を介して第1金属配線54からなる共通P型ウエル線VPへ接続されている。
FIG. 7 shows an outline of a planar structure of a source line division type nonvolatile memory cell circuit included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, a deep N-
図8には、図5から図7に示された本発明のソース線分割型の不揮発性メモリセルの動作電圧条件が示される。先ず、左側のNチャンネル型トランジスタへの書込み動作(Program)を行う場合には、前記深いN型ウエル(VDN)を接地電位、N型ウエル(VN)と電源線(VCC)をともに電源電圧(Vcc)に固定した後、書込みを行う左側のNチャンネル型トランジスタの左ソース線(VCL)へのみ接合耐圧以下の正電圧<BVj、たとえば5Vを印加し、続いて共通P型ウエル線(VP)へ1Vのような順バイアス電圧(>Vbe)を印加して、基板ホットエレクトロンを左側のNチャンネル型トランジスタのソース近傍のサイドスペーサへ注入する。書込み時間は、10msから100msである。Nチャンネル型トランジスタの初期しきい電圧は0.4Vであったが、書き込み後のしきい電圧は0.7〜0.9Vであった。 FIG. 8 shows the operating voltage conditions of the source line division type nonvolatile memory cell of the present invention shown in FIGS. First, when performing a write operation (Program) to the left N-channel transistor, the deep N-type well (VDN) is connected to the ground potential, and the N-type well (VN) and the power supply line (VCC) are both supplied to the power supply voltage ( Vcc), a positive voltage <BVj, for example, 5 V, which is equal to or lower than the junction breakdown voltage, is applied only to the left source line (VCL) of the left N-channel transistor to be written, and then the common P-type well line (VP) A forward bias voltage (> Vbe), such as 1V, is applied to inject substrate hot electrons into the side spacer near the source of the left N-channel transistor. The writing time is 10 ms to 100 ms. The initial threshold voltage of the N-channel transistor was 0.4V, but the threshold voltage after writing was 0.7 to 0.9V.
消去動作(Erase)では、電源線(VCC)を浮遊電位、N型ウエル線(VN)を接地電位に固定した後、共通P型ウエル線(VP)、左右のソース線(VSL、VSR)、および深いN型ウエル線(VDN)へゲート絶縁膜の破壊耐圧(BVox)以下の正電圧、たとえば6Vを印加し、前記サイドスペーサ中へトラップされた電子をP型ウエル内へトンネル放出させることにより行う。 In the erase operation (Erase), after fixing the power supply line (VCC) to the floating potential and the N-type well line (VN) to the ground potential, the common P-type well line (VP), the left and right source lines (VSL, VSR), By applying a positive voltage, for example, 6 V, lower than the breakdown voltage (BVox) of the gate insulating film to the deep N-type well line (VDN), the electrons trapped in the side spacer are tunneled into the P-type well. Do.
読み出し動作(Read)においては、前記電源線(VCC)、およびN型ウエル線(VN)へ電源電圧(Vcc)を印加してラッチを固定させ、左右のノードの電位状態(VL、VR)を、インバータ(INV)を介して出力し(VOL、VOR)、読出しが行われる。 In the read operation (Read), the power supply voltage (Vcc) is applied to the power supply line (VCC) and the N-type well line (VN) to fix the latch, and the potential states (VL, VR) of the left and right nodes are changed. Then, the signal is output through the inverter (INV) (VOL, VOR) and read out.
《Pチャンネル型不揮発性メモリ》
図9には、本発明に係る半導体装置が有するPチャンネル型の不揮発性メモリセルの断面構造が示される。同図において、抵抗率10ΩcmのP型シリコン基板61の表面領域に、深さ1μm、平均リン濃度1×1017cm-3のN型ウエル63、深さ1μm、平均ボロン濃度2×1017cm-3のP型ウエル64が配置され、深さ250nmの素子分離62によって分離されたメモリセルのPチャンネル型トランジスタは、膜厚5nmのゲート酸化膜5、膜厚200nmでボロン濃度2×1020cm-3のポリシリコン膜からなる長さ0.3μmのゲート66、平均ボロン濃度5×1018cm-3のドレインイクステンション67、平均ボロン濃度1×1020cm-3のソース・ドレイン69、幅80nmの酸化膜サイドスペーサ68から構成され、前記N型ウエル63へ接続するための平均砒素濃度1×1020cm-3のN型拡散層71、前記P型ウエル64へ接続するための平均ボロン濃度1×1020cm-3のP型拡散層70が配置されている。
<< P-channel nonvolatile memory >>
FIG. 9 shows a cross-sectional structure of a P-channel nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention. In the figure, an N-type well 63 having a depth of 1 μm and an average phosphorus concentration of 1 × 10 17 cm −3 , a depth of 1 μm and an average boron concentration of 2 × 10 17 cm is formed on the surface region of a P-
図10には、図9に示された本発明に係る半導体装置が有するPチャンネル型の不揮発性メモリセルの等価回路が示される。同図において、負荷トランジスタである2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)と、2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)がフリップフロップを構成しており、前記Pチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)は図9に示された構造を持つ記憶トランジスタであり、各々記憶トランジスタは分離されたN型ウエルNW内配置され、各々のN型ウエルは左右のN型ウエル線VNL、VNRへ接続されている。2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)のソースはともに共通ソース線(VS)へ接続されている。 FIG. 10 shows an equivalent circuit of a P-channel nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, two P-channel transistors (MPL, MPR) as load transistors and two N-channel transistors (MNL, MNR) constitute a flip-flop, and the P-channel transistors (MPL, MPR). ) Is a storage transistor having the structure shown in FIG. 9, and each storage transistor is arranged in a separate N-type well NW, and each N-type well is connected to the left and right N-type well lines VNL and VNR. Yes. The sources of the two N-channel transistors (MNL, MNR) are both connected to a common source line (VS).
図11には、図10に示された本発明に係る半導体装置が有するPチャンネル型の不揮発性メモリセル回路の平面構造の概略が示される。同図において、P型ウエル84、N型ウエル85が所望の領域に配置され、Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域82、Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域81、前記N型ウエル85へ接続するための活性領域83が設けられ、各々の領域へは、P型ドレイン89、P型ソース90、N型ドレイン87、N型ソース88、およびN型拡散層91が形成されている。左右のゲート27は、左右のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタからなる2つのインバータを構成し、コンタクトホール92と第1金属配線95、および96によりフリップフロップが構成されている。2つの前記Pチャンネル型トランジスタのP型ソースはコンタクトホール92を介して第1金属配線93からなる電源線(VCC)へ接続され、2つの前記N型ウエル85はコンタクトホール92を介して第1金属配線94からなる2つのN型ウエル線VNL、VNRへ接続され、2つのNチャンネル型トランジスタのN型ソース88はコンタクトホール92を介して第1金属配線97からなる共通ソース線VSへ接続されている。
FIG. 11 shows an outline of a planar structure of a P-channel type nonvolatile memory cell circuit included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, a P-
図12には、図9から図11に示された本発明のPチャンネル型の不揮発性メモリセルの動作電圧条件が示される。左側のPチャンネル型トランジスタへの書込み動作(Program)を行うには、前記P型ウエル(Vsub)、前記共通ソース線(VS)を接地電位に固定し、前記電源線(VCC)へ前記P型ソースの接合耐圧(BVj)以下の負電圧を印加した後、書込みを行う左側のPチャンネル型トランジスタの左N型ウエル線(VNL)へのみ−1Vのような順バイアス電圧(<−Vbe)を書き込み時間の期間印加して、基板ホットホールを左側のPチャンネル型トランジスタのソース近傍のサイドスペーサへ注入する。書込み時間は、50msから100msである。Pチャンネル型トランジスタの初期しきい電圧は−0.5Vであったが、書き込み後のしきい電圧は−0.7〜−0.9Vであった。 FIG. 12 shows the operating voltage conditions of the P-channel type nonvolatile memory cell of the present invention shown in FIGS. In order to perform a write operation (Program) to the left P-channel transistor, the P-type well (Vsub) and the common source line (VS) are fixed to the ground potential, and the P-type transistor is connected to the power line (VCC). After applying a negative voltage equal to or lower than the junction breakdown voltage (BVj) of the source, a forward bias voltage (<-Vbe) such as -1 V is applied only to the left N-type well line (VNL) of the left P-channel transistor to be written. A substrate hot hole is injected into a side spacer in the vicinity of the source of the left P-channel transistor by applying a period of writing time. The writing time is 50 ms to 100 ms. The initial threshold voltage of the P-channel transistor was −0.5V, but the threshold voltage after writing was −0.7 to −0.9V.
読み出し動作(Read)においては、前記電源線(VCC)、およびN型ウエル線(VN)へ電源電圧(Vcc)を印加してラッチを固定させ、左右のノード線の電位状態(VL、VR)を、インバータ(INV)を介して出力し(VOL、VOR)、読出しが行われる。 In the read operation (Read), the power supply voltage (Vcc) is applied to the power supply line (VCC) and the N-type well line (VN) to fix the latch, and the potential states (VL, VR) of the left and right node lines Are output via an inverter (INV) (VOL, VOR) and read out.
《ソース線分割Pチャンネル型不揮発性メモリ》
図13には、本発明に係る半導体装置が有するソース線分割Pチャンネル型の不揮発性メモリセルの等価回路が示される。同図において、負荷トランジスタである2つのPチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)と、2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)がフリップフロップを構成しており、前記Pチャンネル型トランジスタ(MPL、MPR)は図9に示された構造を持つ記憶トランジスタであり、各々記憶トランジスタは共通のN型ウエル(NW)内配に配置され、各々のP型ソースは左右の電源線VCCL、VCCRへ接続されている。2つのNチャンネル型トランジスタ(MNL、MNR)のソースはともに共通ソース線(VS)へ接続されている。
<< Source line split P-channel nonvolatile memory >>
FIG. 13 shows an equivalent circuit of a source line division P-channel nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention. In the figure, two P-channel transistors (MPL, MPR) as load transistors and two N-channel transistors (MNL, MNR) constitute a flip-flop, and the P-channel transistors (MPL, MPR). ) Is a storage transistor having the structure shown in FIG. 9. Each storage transistor is arranged in a common N-type well (NW), and each P-type source is connected to the left and right power supply lines VCCL and VCCR. ing. The sources of the two N-channel transistors (MNL, MNR) are both connected to a common source line (VS).
図14には、図13に示された本発明に係る半導体装置が有するソース線分割Pチャンネル型の不揮発性メモリセル回路の平面構造の概略が示される。同図において、P型ウエル84、N型ウエル85が所望の領域に配置され、Pチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域82、Nチャンネル型トランジスタを定義するための活性領域81、前記N型ウエル85へ接続するための活性領域83が設けられ、各々の領域へは、P型ドレイン89、P型ソース90、N型ドレイン87、N型ソース88、およびN型拡散層91が形成されている。左右のゲート27は、左右のPチャンネル型トランジスタとNチャンネル型トランジスタからなる2つのインバータを構成し、コンタクトホール92と第1金属配線95、および96によりフリップフロップが構成されている。2つの前記Pチャンネル型トランジスタのP型ソースはコンタクトホール92を介して第1金属配線98、99からなる2つの電源線VCCL、VCCRへ接続され、2つの前記N型ウエル85はコンタクトホール92を介して第1金属配線94からなる共通N型ウエル線VNへ接続され、2つのNチャンネル型トランジスタのN型ソース88はコンタクトホール92を介して第1金属配線97からなる共通ソース線VSへ接続されている。
FIG. 14 shows an outline of a planar structure of a source line divided P-channel type nonvolatile memory cell circuit included in the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. In the figure, a P-
図15には、図13、図14に示された本発明のソース線分割Pチャンネル型の不揮発性メモリセルの動作電圧条件が示される。左側のPチャンネル型トランジスタへの書込み動作(Program)を行うには、前記P型ウエル線(Vsub)、前記共通ソース線(VS)を接地電位に固定し、書込みを行う左側のPチャンネル型トランジスタの前記左電源線(VCCL)へのみ接合耐圧(BVj)以下の負電圧を印加した後、前記共通N型ウエル線(VN)へ−1Vのような順バイアス電圧(<−Vbe)を書き込み時間の期間印加して、基板ホットホールを左側のPチャンネル型トランジスタのソース近傍のサイドスペーサへ注入する。書込み時間は、100msから200msである。Pチャンネル型トランジスタの初期しきい電圧は−0.5Vであったが、書き込み後のしきい電圧は−0.7〜−0.9Vであった。 FIG. 15 shows operating voltage conditions of the source line division P-channel type nonvolatile memory cell of the present invention shown in FIGS. In order to perform a write operation (Program) to the left P-channel transistor, the P-type well line (Vsub) and the common source line (VS) are fixed to the ground potential, and the left P-channel transistor for writing is performed. After applying a negative voltage equal to or lower than the junction breakdown voltage (BVj) only to the left power line (VCCL), a forward bias voltage (<-Vbe) such as -1 V is written to the common N-type well line (VN). The substrate hot hole is injected into the side spacer near the source of the left P-channel transistor. The writing time is 100 ms to 200 ms. The initial threshold voltage of the P-channel transistor was −0.5V, but the threshold voltage after writing was −0.7 to −0.9V.
読み出し動作(Read)においては、前記電源線(VCC)、およびN型ウエル線(VN)へ電源電圧(Vcc)を印加してラッチを固定させ、左右のノード線の電位状態(VL、VR)を、インバータ(INV)を介して出力し(VOL、VOR)、読出しが行われる。 In the read operation (Read), the power supply voltage (Vcc) is applied to the power supply line (VCC) and the N-type well line (VN) to fix the latch, and the potential states (VL, VR) of the left and right node lines Are output via an inverter (INV) (VOL, VOR) and read out.
《ソースオフセット型不揮発性メモリ》
図16には、本発明に係る半導体装置が有するソースオフセット型の不揮発性メモリセルの断面構造が示される。同図において、抵抗率10ΩcmのP型シリコン基板101の表面領域に、深さ2μm、平均リン濃度1×1017cm-3の深いN型ウエル103、深いN型ウエル103の内部に深さ0.8μm、平均ボロン濃度2×1017cm-3のP型ウエル104が配置され、深さ250nmの素子分離102によって分離されたメモリセルのNチャンネル型トランジスタは、膜厚5nmのゲート酸化膜105、膜厚200nmでリン濃度2×1020cm-3のポリシリコン膜からなる長さ0.3μmのゲート106、平均砒素濃度5×1018cm-3のドレインイクステンション107、平均砒素濃度1×1020cm-3のソース・ドレイン109、膜厚50nmの酸化膜サイドスペーサ108から構成され、前記深いN型ウエル103へ接続するための平均砒素濃度1×1020cm-3のN型拡散層110、前記P型ウエル104へ接続するための平均ボロン濃度1×1020cm-3のP型拡散層111が配置されている。
<Source offset nonvolatile memory>
FIG. 16 shows a cross-sectional structure of a source offset type nonvolatile memory cell included in a semiconductor device according to the present invention. In the figure, a deep N-type well 103 having a depth of 2 μm and an average phosphorus concentration of 1 × 10 17 cm −3 is formed in a surface region of a P-
本ソースオフセット型の不揮発性メモリセルを構成するNチャンネル型トランジスタでは、ソース側にイクステンションが形成されておらず、初期しきい電圧は1.2Vである。書込み動作は、N型ソース線VSへ接合耐圧以下の正電圧を印加して接合の空乏層内に発生するアバランシェホットホール112を前記酸化膜サイドスペーサ108へ注入して、トラップホール113によりしきい電圧を低下させることにより行う。
In the N-channel transistor that constitutes the source offset nonvolatile memory cell, no extension is formed on the source side, and the initial threshold voltage is 1.2V. In the write operation, a positive voltage equal to or lower than the junction breakdown voltage is applied to the N-type source line VS to inject an avalanche
図17には、本発明に係る半導体装置が有するソースオフセット型の不揮発性メモリセルの第2の断面構造が示される。同図は、消去動作を説明するものであるが、図1、あるいは図5で述べた基板ホットエレクトロン114を注入することにより、前記トラップホール113を中和して、しきい電圧を増加させて消去を行う。
FIG. 17 shows a second cross-sectional structure of a source offset type nonvolatile memory cell included in the semiconductor device according to the present invention. This figure explains the erase operation. By injecting the substrate
図18には、図16、図17に示された本発明のソースオフセット型の不揮発性メモリセルの動作電圧条件が示される。本ソースオフセット型の不揮発性メモリセルの回路構成は、図7に示したソース線分割型の不揮発性メモリセル回路に同一である。左側のNチャンネル型トランジスタへの書込み動作(Program)を行う場合には、深いN型ウエル線(VDN)を接地電位、N型ウエル線(VN)と電源線(VCC)をともに電源電圧(Vcc)に固定した後、書込みを行う左側のNチャンネル型トランジスタの左ソース線(VCL)へのみ接合耐圧以下の正電圧<BVj、たとえば5Vを書き込み時間の期間印加し、N型ソース接合の空乏層内に発生するアバランシェホットホールを前記酸化膜サイドスペーサへ注入する。書込み時間は、300msから500msである。Nチャンネル型トランジスタの初期しきい電圧は1.2Vであったが、書き込み後のしきい電圧は0.7〜0.9Vであった。 FIG. 18 shows the operating voltage conditions of the source offset type nonvolatile memory cell of the present invention shown in FIGS. The circuit configuration of the source offset type nonvolatile memory cell is the same as that of the source line division type nonvolatile memory cell circuit shown in FIG. When writing to the left N-channel transistor (Program), the deep N-type well line (VDN) is connected to the ground potential, and the N-type well line (VN) and the power supply line (VCC) are both supplied to the power supply voltage (Vcc ), And a positive voltage <BVj, for example, 5 V, which is equal to or lower than the junction breakdown voltage is applied only to the left source line (VCL) of the left N-channel transistor to be written, and the depletion layer of the N-type source junction is applied. An avalanche hot hole generated inside is injected into the oxide film side spacer. The writing time is 300 ms to 500 ms. The initial threshold voltage of the N-channel transistor was 1.2V, but the threshold voltage after writing was 0.7 to 0.9V.
消去動作(Erase)では、深いN型ウエル線(VDN)を接地電位、N型ウエル線(VN)と電源線(VCC)をともに電源電圧(Vcc)に固定した後、左右のソース線(VSL、VSR)へN型ソース接合耐圧以下の正電圧(<BVj)を印加し、共通P型ウエル線(VP)へ1Vのような順バイアスを消去時間の期間印加して、基板ホットエレクトロンを左側のNチャンネル型トランジスタのソース近傍のサイドスペーサへ注入する。消去時間は、50msから100msである。Nチャンネル型トランジスタの書込み後のしきい電圧は0.8Vであったが、消去後のしきい電圧は1.3Vであった。 In the erase operation (Erase), the deep N-type well line (VDN) is fixed to the ground potential, the N-type well line (VN) and the power supply line (VCC) are both fixed to the power supply voltage (Vcc), and then the left and right source lines (VSL) are fixed. , VSR) is applied with a positive voltage (<BVj) equal to or lower than the N-type source junction breakdown voltage, and a forward bias such as 1 V is applied to the common P-type well line (VP) during the erasing time, and the substrate hot electrons are left Implanted into the side spacer in the vicinity of the source of the N-channel transistor. The erase time is 50 ms to 100 ms. The threshold voltage after writing of the N-channel transistor was 0.8V, but the threshold voltage after erasing was 1.3V.
《ソース分割型不揮発性メモリモジュール》
図19には、本発明に係る半導体装置が有するソースオフセット型の不揮発性メモリモジュールの回路ブロックの概略が示される。同図において、使用するメモリセルは図5から図7に示したソース線分割型の不揮発性メモリであり、フリップフロップ型のメモリセルは横一列に64ビット(n=64)が配置されている。状態制御回路(Program, Erase, Read Status Controller)により、メモリモジュールの動作が制御され、書込むべきデータ、および読み出されたデータを保持するためのデータラッチ回路(Data Latch Circuit)を備えている。前記データラッチ回路は電源電圧Vccで動作し、書き込みデータをメモリセルへ転送する場合には、レベルシフター(Level Shifter)により電源電圧Vccから書き込み用の高電圧Vppへ変換される。書込みと読出し動作は、前記状態制御回路によってトランスファゲート信号VGP、およびVGRのいずれか一方が選択され、前記データラッチ回路への入出力が行われる。書込み動作においては、トランスファゲート信号VGPが選択され、前記データラッチ回路の保持データがレベルシフターを介して、各メモリセルの2つの左右ソース線(VSL、VSR)に相補的な書込み電圧(Vss、Vpp)、あるいは(Vpp、Vss)が与えられた後、共通P型ウエル線VPへ順バイアス電圧が印加されて、所望の領域へ基板ホットエレクトロンが注入される。
<< Source division type non-volatile memory module >>
FIG. 19 shows an outline of a circuit block of a source offset type nonvolatile memory module included in a semiconductor device according to the present invention. In this figure, the memory cell used is the source line division type non-volatile memory shown in FIGS. 5 to 7, and the flip-flop type memory cell has 64 bits (n = 64) arranged in a horizontal row. . The operation of the memory module is controlled by a state control circuit (Program, Erase, Read Status Controller), and a data latch circuit (Data Latch Circuit) for holding data to be written and read data is provided. . The data latch circuit operates at the power supply voltage Vcc, and when the write data is transferred to the memory cell, it is converted from the power supply voltage Vcc to the high voltage Vpp for writing by a level shifter. In the write and read operations, either the transfer gate signal VGP or VGR is selected by the state control circuit, and input / output to / from the data latch circuit is performed. In the write operation, the transfer gate signal VGP is selected, and the data held in the data latch circuit is supplied to the two left and right source lines (VSL, VSR) of each memory cell via the level shifter. After Vpp) or (Vpp, Vss) is applied, a forward bias voltage is applied to the common P-type well line VP, and substrate hot electrons are injected into a desired region.
本ソースオフセット型の不揮発性メモリモジュールの読出し動作においては、前記状態制御回路により電源線VCCが印加されてメモリセルのラッチを固定させた後、トランスファゲート信号VGRが選択されて読み出されたデータは前記データラッチ回路へ出力される。データラッチ回路へのデータ保持が完了した後には、前記電源線VCCを遮断して、メモリセルへのディスターブを回避してもよい。 In the read operation of the source offset type nonvolatile memory module, the power supply line VCC is applied by the state control circuit to fix the latch of the memory cell, and then the transfer gate signal VGR is selected and read. Is output to the data latch circuit. After the data holding in the data latch circuit is completed, the power supply line VCC may be cut off to avoid disturbing the memory cells.
本ソースオフセット型の不揮発性メモリモジュールの消去動作においては、前記状態制御回路によりソース線(VSL、VSR)のイコライズ信号VEQが出力され、消去ソース線電圧VE、深いN型ウエル線VDN、および共通P型ウエル線VPへ消去電圧Vppが印加されて消去が行われる。 In the erase operation of the present source offset type nonvolatile memory module, the state control circuit outputs the equalize signal VEQ of the source lines (VSL, VSR), the erase source line voltage VE, the deep N-type well line VDN, and the common Erase is performed by applying erase voltage Vpp to P-type well line VP.
《RFIDチップ》
図20には、本発明に係る半導体装置が有するソースオフセット型の不揮発性メモリモジュールを搭載したRFIDチップの回路ブロックが示されている。パッドP1、およびP2に、外部のリーダーから発信されたRF信号を受信するため、チップ外部に配置されたアンテナLが接続され、前記パッドP1−P2間には容量120pFの電源キャパシタCT、電圧クランプ回路(Voltage Clamp)、電源モジュレーター(Modulator)、およびブリッジ整流器(Bridge Rectifier)が接続され、前記ブリッジ整流器の出力から内部電源電圧(Vcc)と高電圧(Vpp)を発生するVcc検出回路(Vcc Detector)、Vpp昇圧回路(Vpp Generator)が接続されている。また、前記ブリッジ整流器により、受信したRF信号に含まれる動作モードを検出する回路(Mode Selector)、クロック検出回路(Clock Extractor)、および不揮発性メモリモジュール(EEPROM)への書込みデータを取り出す回路(Data Modulator)が接続され、動作モードがコントローラ(Controller)へ送られて不揮発性メモリモジュールの動作が制御される。書込み前記内部電源電圧Vccと高電圧Vppが不揮発性メモリへ供給されて、書込み、読出し動作が行われる。前記ブリッジ整流器の出力には電源安定化キャパシタCFが接続され、出力電圧を検出するための電圧レギュレータ(Regulator)の制御信号が前記電圧クランプ回路へフィードバックされて、電源電圧の安定化が図られている。
<< RFID chip >>
FIG. 20 shows a circuit block of an RFID chip on which a source offset type nonvolatile memory module included in a semiconductor device according to the present invention is mounted. An antenna L arranged outside the chip is connected to the pads P1 and P2 to receive an RF signal transmitted from an external reader, and a power capacitor CT having a capacity of 120 pF and a voltage clamp are connected between the pads P1 and P2. A circuit (Voltage Clamp), a power supply modulator (Modulator), and a bridge rectifier (Bridge Rectifier) are connected to generate an internal power supply voltage (Vcc) and a high voltage (Vpp) from the output of the bridge rectifier (Vcc Detector). ), A Vpp booster circuit (Vpp Generator) is connected. In addition, the bridge rectifier uses a circuit (Mode Selector) for detecting an operation mode included in the received RF signal, a clock detection circuit (Clock Extractor), and a circuit for extracting write data to the nonvolatile memory module (EEPROM) (Data Modulator) is connected and the operation mode is sent to the controller to control the operation of the nonvolatile memory module. Writing The internal power supply voltage Vcc and the high voltage Vpp are supplied to the nonvolatile memory, and writing and reading operations are performed. A power supply stabilization capacitor CF is connected to the output of the bridge rectifier, and a control signal of a voltage regulator (Regulator) for detecting the output voltage is fed back to the voltage clamp circuit to stabilize the power supply voltage. Yes.
本RFIDチップは、RF周波数2.45GHzで動作し、チップ内部で発生可能な総電力は最大10mW程度である。書込み動作においては、前記共通P型ウエル線VPに1V、3mAの順バイアス電流が必要であるが、動作上の支障は全くない。 This RFID chip operates at an RF frequency of 2.45 GHz, and the total power that can be generated inside the chip is about 10 mW at maximum. In the write operation, a forward bias current of 1 V and 3 mA is required for the common P-type well line VP, but there is no problem in operation.
本RFIDチップに搭載された本発明に係る半導体装置が有するソースオフセット型の不揮発性メモリモジュールへは、チップ認証のためのID番号、宅配便用の住所、バーコードを代替する商品情報(価格、生産日、生産地、生産者、成分情報、等)、航空貨物タグの必要情報(便名、所有者名、搭乗地、目的地、等)、等が書き込まれる。 The source offset nonvolatile memory module of the semiconductor device according to the present invention mounted on the RFID chip has an ID number for chip authentication, an address for home delivery, and product information (price, Production date, place of production, producer, component information, etc.), necessary information of air cargo tag (flight name, owner name, boarding place, destination, etc.), etc. are written.
《システムLSI救済用不揮発性メモリ》
図21には本発明に係る半導体装置の一例であるシステムLSIのチップ平面図が概略的に示されている。同図に示されるシステムLSIは、特に制限されないが、半導体基板の周縁に多数のボンディングパッド等の外部接続電極120が配置され、その内側に外部入出力回路121、アナログ入出力回路122が設けられている。外部入出力回路121及びアナログ入出力回路122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。レベルシフト回路123は前記外部電源を1.8Vのような内部電源電圧に降圧する。レベルシフト回路123の内側には、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)124、中央処理装置(CPU)125、キャッシュメモリ(CACH)126、ロジック回路(Logic)127、フェーズ・ロックド・ループ回路(PLL)128、アナログ・ディジタル変換回路(ADC)129、及びディジタル・アナログ変換回路(DAC)130、システムコントローラ(SYSC)131を有する。132、133、134で示されるものは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(EPROM)であり、図19で説明した不揮発性メモリセルモジュールをベースにメモリ容量を変更して備える。
<< Restoring nonvolatile memory for system LSI >>
FIG. 21 schematically shows a chip plan view of a system LSI which is an example of a semiconductor device according to the present invention. The system LSI shown in the figure is not particularly limited, but a large number of
前記SRAM124、CPU125、LOG127、CACH126、SYSC131はレベルシフト回路123から供給される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。但し、SRAM304は内部電源電圧を昇圧してワード線セレクトレベルを形成し、ワードドライバなどの動作電源に用いる。不揮発性メモリ(EPROM)132、133、134はデータ読み出し動作では内部電源電圧を用いて動作するが、消去・書き込み動作には高電圧を要し、当該高電圧は、内部昇圧回路によって形成してもよいし、また、システムLSIの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。
The
前記不揮発性メモリ(EPROM)132はSRAM124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)の格納に利用され、不揮発性メモリ(EPROM)133はアナログ回路の発振周波数のトリミングデータの格納に利用され、ヒューズによる救済用プログラム回路に代えて搭載されている。
The nonvolatile memory (EPROM) 132 is used for storing relief information (control information for replacing defective memory cells with redundant memory cells) in the
また、前記不揮発性メモリ(EPROM)134は、メモリ容量256ビットを搭載しており、チップのID情報、チップの動作モード情報、および所望のデータの格納に利用される。 The nonvolatile memory (EPROM) 134 has a memory capacity of 256 bits and is used for storing chip ID information, chip operation mode information, and desired data.
本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリは、トランジスタのソース近傍の絶縁膜中へ基板ホットキャリアを注入することにより書込み・消去を行う方式であるため、通常のロジック回路プロセス、あるいは汎用DRAMプロセスへ全く新たなプロセスを追加することなく、不揮発性メモリを搭載した廉価な半導体装置を提供できる。また、本発明に係る半導体装置が有する不揮発性メモリは、電荷蓄積のためのフローティングゲートを使用しないため、従来の不揮発性メモリで必須であったトンネル絶縁膜を必要とせず、微細CMOSプロセスにおいても容易に形成可能である。本発明の不揮発性メモリは、液晶表示ドライバー(LCD:Liquid Crystal Display Driver)内蔵マイコンを液晶パネル基板へ実装後に行われる色階調のトリミングデータの格納、家電製品に搭載される廉価なマイコン(1ドルマイコンと呼ばれる)の内部発振器の発振周波数のトリミングデータの格納、アナログ回路搭載マイコンの内部抵抗や回路定数のトリミングデータの格納、大容量SRAMを搭載した高性能マイコンにおけるSRAMの救済情報の格納、非接触ICカード、特に廉価なRFIDにおけるID情報の格納、等に最適であり、小容量ではあるが廉価な不揮発性メモリが要求される半導体装置へ搭載して、その市場競争力の強化に著しい効果がある。 Since the nonvolatile memory included in the semiconductor device according to the present invention is a method in which programming / erasing is performed by injecting substrate hot carriers into an insulating film near the source of a transistor, a normal logic circuit process or a general-purpose DRAM process is used. An inexpensive semiconductor device equipped with a non-volatile memory can be provided without adding a completely new process. In addition, since the nonvolatile memory included in the semiconductor device according to the present invention does not use a floating gate for storing electric charge, it does not require a tunnel insulating film that is essential in a conventional nonvolatile memory, and even in a fine CMOS process. It can be easily formed. The non-volatile memory of the present invention is a low-cost microcomputer (1) for storing color gradation trimming data that is performed after a liquid crystal display driver (LCD) built-in microcomputer is mounted on a liquid crystal panel substrate, and for household appliances. Trimming data of the oscillation frequency of the internal oscillator (called a dollar microcomputer), trimming data of the internal resistance and circuit constant of the microcomputer equipped with the analog circuit, storage of SRAM relief information in a high performance microcomputer equipped with a large capacity SRAM, It is most suitable for non-contact IC cards, especially for storing ID information in low-cost RFID, etc., and is mounted on a semiconductor device that requires a low-cost non-volatile memory even though it has a small capacity. effective.
1,61,101,141,161,181−P型シリコン基板
2,62,102−素子分離
4,26,64,84,104−P型ウエル
3,24,103−深いN型ウエル
25,63,85−N型ウエル
5,65,105,142,162,182−ゲート絶縁膜
6,27,28,66,86,106,143,163,183−ゲート,セレクトゲート
7,168−低濃度ソース・ドレイン
8,68,108−サイドスペーサ
9,109−ソース・ドレイン
10,71,91,110−N型拡散層
11,32,70,111−P型拡散層
12,150,173−電子,ホットエレクトロン
13−トラップ電子
21,22,23,81,82,83−活性領域
31−N型ソース・ドレイン
34,69−P型ソース・ドレイン
35,92−コンタクトホール
36,37,38,39,40,54,93,94,95,96,97,98,99−第1金属配線
41−スルーホール
42−第2金属配線
50,145,164,184−下部酸化膜
51,146,165,185−シリコン窒化膜
67,107−ドレインイクステンション
72,112−ホットホール
73,113−トラップホール
87−N型ドレイン
88−N型ソース
89−P型ドレイン
90−P型ソース
120−外部接続電極
122−アナログ入出力回路
123−レベルシフト回路
124−スタティク・ランダム・アクセス・メモリSRAM
125−中央処理装置CPU
126−キャッシュメモリCACH
127−ロジック回路LOG
128−フェーズ・ロックド・ループ回路PLL
129−アナログ・ディジタル変換回路ADC
120−ディジタル・アナログ変換回路DAC
131−システムコントローラSYSC
132,133,134−不揮発性メモリEPROM
144,171,187−ソース
147,166,186−上部酸化膜
148−コントロールゲート
149,170,188−ドレイン
167−サイドゲート
172−サリサイド膜
MPL,MPR−Pチャンネル型トランジスタ
MNL,MNR−Nチャンネル型トランジスタ
PW−P型ウエル
VPL,VPR,VP,Vsub−P型ウエル線
VDN−深いN型ウエル線
VNL,VNR,VN−N型ウエル線
VCC−電源線
VSL,VSR,VS−ソース線
VL,VR−ノード線
Vcc−電源電圧
Vpp−書込み・消去用高電圧
Vss−接地電位
INV−インバータ
1,61,101,141,161,181-P-type silicon substrate 2,62,102-element isolation 4,26,64,84,104-P-type well 3,24,103-deep N-type well 25,63 85-N type well 5,65,105,142,162,182-gate insulating film 6,27,28,66,86,106,143,163,183-gate, select gate 7,168-low concentration source -Drain 8, 68, 108-Side spacer 9, 109-Source-Drain 10, 71, 91, 110-N type diffusion layer 11, 32, 70, 111-P type diffusion layer 12, 150, 173-electron, hot Electron 13-trap electron 21, 22, 23, 81, 82, 83-active region 31-N type source / drain 34, 69-P type source / drain 35 92-contact hole 36, 37, 38, 39, 40, 54, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99-first metal wiring 41-through hole 42-second metal wiring 50, 145, 164 184-lower oxide film 51,146,165,185-silicon nitride film 67,107-drain extension 72,112-hot hole 73,113-trap hole 87-N type drain 88-N type source 89-P type drain 90-P type source 120-external connection electrode 122-analog input / output circuit 123-level shift circuit 124-static random access memory SRAM
125-Central processing unit CPU
126-cache memory CACH
127-logic circuit LOG
128-phase locked loop circuit PLL
129-Analog / Digital Converter ADC
120-digital-analog converter circuit DAC
131-System Controller SYSC
132,133,134-nonvolatile memory EPROM
144,171,187-source 147,166,186-upper oxide film 148-control gate 149,170,188-drain 167-side gate 172-salicide film MPL, MPR-P channel type transistor MNL, MNR-N channel type Transistor PW-P type well VPL, VPR, VP, Vsub-P type well line VDN-Deep N type well line VNL, VNR, VN-N type well line VCC-Power supply line VSL, VSR, VS-Source line VL, VR -Node line Vcc-Power supply voltage Vpp-High voltage for programming / erasing Vss-Ground potential INV-Inverter
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