JP2582412B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP2582412B2 JP22691988A JP22691988A JP2582412B2 JP 2582412 B2 JP2582412 B2 JP 2582412B2 JP 22691988 A JP22691988 A JP 22691988A JP 22691988 A JP22691988 A JP 22691988A JP 2582412 B2 JP2582412 B2 JP 2582412B2
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術 (第6図及び第7図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の一実施例 (第1図〜第4図) 本発明の他の実施例 (第5図) 発明の効果 〔概要〕 不揮発性半導体記憶装置に関し、 ワードライン方向の集積化を容易に行うことができ、
信頼性を向上させることができる不揮発性半導体記憶装
置を提供することを目的とし、 ビットラインがドレインコンタクトホールを介してド
レイン拡散層に接続され、該ドレイン拡散層と接続する
ように第1のセレクトトランジスタが2列で配置され、
該第1のセレクトトランジスタがエンハンスメント型ト
ランジスタとディプレッション型トランジスタで適宜直
列に接続されて構成され、ソースラインが前記ビットラ
インと直交するように配置され、前記ソースラインと接
続するように第2のセレクトトランジスタが1列で配置
され、2列の前記第1のセレクトトランジスタと1列の
前記第2のセレクトトランジスタ間を接続するようにフ
ローティングゲートとコントロールゲートを有する複数
のセルトランジスタが直列に接続されて構成する。
[Contents] Industrial application field Conventional technology (FIGS. 6 and 7) Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Action Embodiment One embodiment of the present invention (FIGS. 1 to 4) Another embodiment of the present invention (FIG. 5) Effects of the Invention [Overview] Regarding a nonvolatile semiconductor memory device, integration in the word line direction can be easily performed.
It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of improving reliability, in which a bit line is connected to a drain diffusion layer through a drain contact hole, and a first select line is connected to the drain diffusion layer. The transistors are arranged in two rows,
The first select transistor is composed of an enhancement type transistor and a depletion type transistor which are connected in series as appropriate, a source line is arranged so as to be orthogonal to the bit line, and a second select transistor is connected to the source line. A plurality of cell transistors each having a floating gate and a control gate are connected in series so as to connect transistors in one row and connect between the first select transistors in two rows and the second select transistors in one row. Configure.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、NAND型構造の不揮発性半導体記憶装置に係
り、詳しくは、特に高集積化を実現することができる不
揮発性半導体記憶装置に関するものである。
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a NAND structure, and more particularly, to a nonvolatile semiconductor memory device capable of realizing high integration.

電気的に消去可能なNAND型構造の不揮発性半導体記憶
装置は、例えば書き込みを行う場合には、チャネルホッ
トキャリア及びアバランシェによるホットエレクトロン
により書き込みを行うことができる。
In a nonvolatile semiconductor memory device having an electrically erasable NAND type structure, for example, when writing is performed, writing can be performed by channel hot carriers and hot electrons by avalanche.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図及び第7図は従来の不揮発性半導体記憶装置を
説明する図であり、第6図(a)、(b)は従来例の構
造の詳細を示す図、第7図は従来例の回路ブロック図で
ある。なお、第6図(a)は平面図(セルアレイを上か
ら見た図)、第6図(b)は第6図(a)に示すXY方向
の断面図である。
6 and 7 are views for explaining a conventional nonvolatile semiconductor memory device. FIGS. 6A and 6B show details of the structure of the conventional example, and FIG. It is a circuit block diagram. 6 (a) is a plan view (a view of the cell array as viewed from above), and FIG. 6 (b) is a cross-sectional view in the XY direction shown in FIG. 6 (a).

これらの図において、31は例えばSiからなる基板、32
はソース拡散層で、ソースライン32aとして機能するも
のである。33はソース/ドレイン拡散層、34はドレイン
拡散層、35は例えばSiO2からなる層間絶縁膜、36aは例
えばポリシリコンからなるフローティングゲート、36b
は例えばポリシリコンからなるゲート、37は例えばポリ
シリコンからなるコントロールゲート、38は例えばPSG
からなるパッシベーション膜、39は例えばAlからなる配
線層で、ビットライン39aとして機能するものである。4
0は例えばPSGからなるカバー膜、41はドレインコンタク
トホール、42は例えばSiO2からなるフィールド酸化膜
で、トランジスタの絶縁領域として機能するものであ
る。43はワードライン、44a、44b、44cはセルトランジ
スタ、45a、45b、45cはセレクトトランジスタである。
In these figures, 31 is a substrate made of, for example, Si, 32
Is a source diffusion layer, which functions as the source line 32a. 33 is a source / drain diffusion layer, 34 is a drain diffusion layer, 35 is an interlayer insulating film made of, for example, SiO 2 , 36a is a floating gate made of, for example, polysilicon, 36b
Is a gate made of, for example, polysilicon, 37 is a control gate made of, for example, polysilicon, 38 is, for example, PSG
The passivation film 39 made of is a wiring layer made of, for example, Al and functions as the bit line 39a. Four
0 is a cover film made of, for example, PSG, 41 is a drain contact hole, and 42 is a field oxide film made of, for example, SiO 2 , which functions as an insulating region of a transistor. 43 is a word line, 44a, 44b and 44c are cell transistors, and 45a, 45b and 45c are select transistors.

なお、ワードライン43はフローティングゲート36a及
びコントロールゲート37から構成されている。
Note that the word line 43 includes a floating gate 36a and a control gate 37.

上記従来の不揮発性半導体記憶装置ではNAND型構造で
セレクトトランジスタを用いており、ソースライン32a
及びドレインコンタクトホール41の隣にセレクトトラン
ジスタ45a、45bがあり、セレクトトランジスタ45aとセ
レクトトランジスタ45bの間に複数のフローティングゲ
ート36aとコントロールゲート37を有するセルトランジ
スタが配列している。そして、ドレインコンタクトホー
ル41がビットライン39a方向のセルトランジスタ列の何
ビットおきかにあり、この一列にあるドレインコンタク
トホール41を介してドレイン拡散層34とコンタクトを採
るようにビットライン39aとしての配線層39が接続され
ている。
In the above-mentioned conventional nonvolatile semiconductor memory device, a select transistor is used in a NAND type structure, and the source line 32a
Select transistors 45a and 45b are provided adjacent to the drain contact hole 41, and cell transistors having a plurality of floating gates 36a and control gates 37 are arranged between the select transistors 45a and 45b. The drain contact hole 41 is located at every other bit of the cell transistor row in the direction of the bit line 39a, and the wiring as the bit line 39a is formed so as to contact the drain diffusion layer 34 via the drain contact hole 41 in this row. Layer 39 is connected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、このような従来の不揮発性半導体記憶
装置にあっては、第6図(a)に示す如くワードライン
43方向(第6図(a)に示す矢印W)の集積化を行う場
合、この集積化は配線層39のピッチ(配線層39幅と、配
線層39と配線層39の間隔とを加えたもの)によって決定
されるが、配線層39幅を小さくすることによる配線層39
の断線が生じたり、配線層39と配線層39の間隔を小さく
することによる配線層39と配線層39がショートしてしま
う等の問題点があった。
However, in such a conventional nonvolatile semiconductor memory device, as shown in FIG.
In the case of performing integration in 43 directions (arrow W shown in FIG. 6A), the integration adds the pitch of the wiring layer 39 (the width of the wiring layer 39 and the interval between the wiring layers 39 and 39). The wiring layer 39 is determined by reducing the width of the wiring layer 39.
And the wiring layers 39 are short-circuited due to the reduced spacing between the wiring layers 39.

そこで本発明は、ワードライン方向の集積化を容易に
行うことができ、信頼性を向上させることができる不揮
発性半導体記憶装置を提供することを目的としている。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can easily be integrated in a word line direction and can improve reliability.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明による不揮発性半導体記憶装置は上記目的達成
のため、ビットラインがドレインコンタクトホールを介
してドレイン拡散層に接続され、該ドレイン拡散層と接
続するように第1のセレクトトランジスタが2列で配置
され、該第1のセレクトトランジスタがエンハンスメン
ト型トランジスタとディプレッション型トランジスタで
適宜直列に接続されて構成され、ソースラインが前記ビ
ットラインと直交するように配置され、前記ソースライ
ンと接続するように第2のセレクトトランジスタが1列
で配置され、2列の前記第1のセレクトトランジスタと
1列の前記第2のセレクトトランジスタ間を接続するよ
うにフローティングゲートとコントロールゲートを有す
る複数のセルトランジスタが直列に接続されて構成され
ている。
In order to achieve the above object, in a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, a bit line is connected to a drain diffusion layer via a drain contact hole, and first select transistors are arranged in two rows so as to be connected to the drain diffusion layer. The first select transistor is appropriately connected in series with an enhancement type transistor and a depletion type transistor, and the second select transistor is arranged so that a source line is orthogonal to the bit line and is connected to the source line. Are arranged in one row, and a plurality of cell transistors having a floating gate and a control gate are connected in series so as to connect between the first select transistor in two rows and the second select transistor in one row. It is configured.

〔作用〕[Action]

本発明は、ビットラインがドレインコンタクトホール
を介してドレイ拡散層に接続され、ドレイン拡散層と接
続するように第1のセレクトトランジスタが2列で配置
され、第1のセレクトトランジスタがエンハンスメント
型トランジスタとディプレッション型トランジスタで適
宜直列に接続されて構成され、ソースラインがビットラ
インと直交するように配置され、ソースラインと接続す
るように第2のセレクトトランジスタが1列で配置さ
れ、2列の第1のセレクトトランジスタと1列の第2の
セレクトトランジスタ間を接続するようにフローティン
グゲートとコントロールゲートを有する複数のセルトラ
ンジスタが直列に接続されて構成されている。
According to the present invention, the bit line is connected to the drain diffusion layer through the drain contact hole, the first select transistors are arranged in two rows so as to connect to the drain diffusion layer, and the first select transistor is connected to the enhancement type transistor. Depletion type transistors are connected in series as appropriate, the source lines are arranged so as to be orthogonal to the bit lines, the second select transistors are arranged in one row so as to be connected to the source lines, And a plurality of cell transistors each having a floating gate and a control gate are connected in series so as to connect the select transistor of FIG.

したがって、従来のものでは2列のセレクトランジス
タに対して2本のビットラインと2つのドレインコンタ
クトホールが必要であったが、本発明では1本のビット
ラインと1つのドレインコンタクトホールで済むことに
なり、ビットラインの本数とドレインコンタクトホール
の数を少なくすることができるようになり、ワードライ
ン方向の集積化を信頼性を損なわずに行うことができる
ようになる。
Therefore, in the related art, two bit lines and two drain contact holes are required for two columns of select transistors, but in the present invention, only one bit line and one drain contact hole are required. Thus, the number of bit lines and the number of drain contact holes can be reduced, and integration in the word line direction can be performed without impairing reliability.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図〜第5図は本発明に係る不揮発性半導体記憶装
置の一実施例を説明する図であり、第1図(a)、
(b)は一実施例の構造の詳細を示す図、第2図は一実
施例の回路ブロック図、第3図は一実施例の動作原理を
説明する図、第4図は一実施例の製造方法を説明する図
である。なお、第1図(a)は平面図(セルアレイを上
から見た図)、第1図(b)は第1図(a)に示すXY方
向の断面図である。
FIGS. 1 to 5 are diagrams for explaining an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
(B) is a diagram showing the details of the structure of one embodiment, FIG. 2 is a circuit block diagram of one embodiment, FIG. 3 is a diagram explaining the operation principle of one embodiment, and FIG. It is a figure explaining a manufacturing method. FIG. 1A is a plan view (a view of the cell array viewed from above), and FIG. 1B is a cross-sectional view in the XY direction shown in FIG. 1A.

これらの図において、1は例えばSiからなる基板、2
はドレイン拡散層、3はソース/ドレイン拡散層、4aは
例えばポリシリコンからなるフローティングゲート、4
b、4cは例えばポリシリコンからなるゲート、5は例え
ばポリシリコンからなるコントロールゲート、6は例え
ばSiO2からなる層間絶縁膜、7は例えばAlからなる配線
層で、ビットライン7aとして機能するものである。8は
例えばPSGからなるカバー膜、9は例えばSiO2からなる
フィールド酸化膜、10はドレインコンタクトホール、11
はエンハンスメント型トランジスタ、12はディプレッシ
ョン型トランジスタ、13はワードライン、14はセルトラ
ンジスタ、15は例えばSiO2からなるゲート酸化膜、16は
第1のポリシリコン膜、17a、17bは例えばSiO2からなる
シリコン酸化膜、18は第2のポリシリコン膜、19は例え
ばPSGからなるパッシベーション膜、20は第1のセレク
トトランジスタ、21は第2のセレクトトランジスタ、22
はソースラインである。
In these figures, 1 is a substrate made of, for example, Si, 2
Is a drain diffusion layer, 3 is a source / drain diffusion layer, 4a is a floating gate made of, for example, polysilicon, 4
b and 4c are gates made of, for example, polysilicon, 5 is a control gate made of, for example, polysilicon, 6 is an interlayer insulating film made of, for example, SiO 2 , 7 is a wiring layer made of, for example, Al, and functions as a bit line 7a. is there. 8 is a cover film made of, for example, PSG, 9 is a field oxide film made of, for example, SiO 2 , 10 is a drain contact hole, 11
Is an enhancement transistor, 12 is a depletion transistor, 13 is a word line, 14 is a cell transistor, 15 is a gate oxide film made of, for example, SiO 2 , 16 is a first polysilicon film, and 17 a and 17 b are made of, for example, SiO 2 A silicon oxide film, 18 a second polysilicon film, 19 a passivation film made of, for example, PSG, 20 a first select transistor, 21 a second select transistor, 22
Is a source line.

なお、ゲート4bはディプレッション型トランジスタ12
のゲートであり、ゲート4cはエンハンスメント型トラン
ジスタ11のゲートである。
The gate 4b is a depletion type transistor 12
The gate 4c is the gate of the enhancement transistor 11.

次に、その製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method will be described.

まず、第4図(a)に示すように、例えば熱酸化法に
より基板1を選択的に酸化してゲート酸化膜15を形成す
ることによりトランジスタ領域を形成する。この時、予
め選択的に形成された第1図(a)に示すフィールド酸
化膜9が絶縁領域となる。次いで、セルトランジスタの
チャネル用のイオン注入を基板1のセルトランジスタ領
域に行った後、例えばCVD法によりゲート酸化膜15上に
ポリシリコンを堆積し、例えばCVD法によりポリシリコ
ンの不要な部分を選択的にエッチングして第1のポリシ
リコン膜16を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, a transistor region is formed by selectively oxidizing the substrate 1 by, for example, a thermal oxidation method to form a gate oxide film 15. At this time, the field oxide film 9 selectively formed in advance as shown in FIG. 1A becomes an insulating region. Next, after ion implantation for the channel of the cell transistor is performed in the cell transistor region of the substrate 1, polysilicon is deposited on the gate oxide film 15 by, for example, the CVD method, and unnecessary portions of the polysilicon are selected by, for example, the CVD method. Etching to form a first polysilicon film 16.

次に、第4図(b)に示すように、例えば熱酸化法に
より第1のポリシリコン膜16を酸化してシリコン酸化膜
17aを形成した後、エンハンスメント型トランジスタ及
びディプレッション型トランジスタのチャネル用のイオ
ン注入を基板1のエンハンスメント型トランジスタ及び
ディプレッション型トランジスタ領域に行った後、例え
ばCVD法により全面を覆うようにポリシリコンを堆積し
て第2のポリシリコン膜18を形成する。
Next, as shown in FIG. 4 (b), the first polysilicon film 16 is oxidized by, for example, a thermal oxidation method to form a silicon oxide film.
After forming 17a, ion implantation for the channels of the enhancement type transistor and the depletion type transistor is performed on the enhancement type transistor and the depletion type transistor region of the substrate 1, and then polysilicon is deposited so as to cover the entire surface by, for example, a CVD method. Then, a second polysilicon film 18 is formed.

次に、第4図(c)に示すように、第2のポリシリコ
ン膜18を選択的にパターニングした後、第1のポリシリ
コン膜16をセルファラインでパターニングする。この
時、第1のポリシリコン膜16がセルトランジスタのフロ
ーティングゲートとなり、シリコン酸化膜17aを介して
第1のポリシリコン膜16上に形成された第2のポリシリ
コン膜18がコントロールゲートとなる。ゲート酸化膜15
上に形成された第2のポリシリコン膜18がディプレッシ
ョン型トランジスタ及びエンハンスメント型トランジス
タのゲートとなる。
Next, as shown in FIG. 4 (c), after selectively patterning the second polysilicon film 18, the first polysilicon film 16 is patterned by self-alignment. At this time, the first polysilicon film 16 becomes a floating gate of the cell transistor, and the second polysilicon film 18 formed on the first polysilicon film 16 via the silicon oxide film 17a becomes a control gate. Gate oxide film 15
The second polysilicon film 18 formed thereon serves as a gate of the depletion type transistor and the enhancement type transistor.

次に、第4図(d)に示すように、例えば熱酸化法に
より第1のポリシリコン膜16及び第2のポリシリコン膜
18を酸化してシリコン酸化膜17bを形成した後、例えば
イオン注入法によりドレイン拡散層2及びソース/ドレ
イン拡散層3を形成する。次いで、例えばCVD法により
全面を覆うようにパッシベーション膜19を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the first polysilicon film 16 and the second polysilicon film are formed by, for example, a thermal oxidation method.
After oxidizing 18 to form the silicon oxide film 17b, the drain diffusion layer 2 and the source / drain diffusion layer 3 are formed by, for example, an ion implantation method. Next, a passivation film 19 is formed so as to cover the entire surface by, for example, a CVD method.

次に、第4図(e)に示すように、ドレイン拡散層2
上のパッシベーション膜19及びゲート酸化膜15を選択的
にエッチングしてドレインコンタクトホール10を形成し
た後、例えばスパッタ法により全面にAlを堆積して、ド
レインコンタクトホール10を介してドレイン拡散層2と
コンタクトを採るように配線層7を形成する。そして、
例えばCVD法により全面を覆うようにカバー膜8を形成
することにより不揮発性半導体記憶装置が完成する。
Next, as shown in FIG.
After selectively forming the drain contact hole 10 by selectively etching the passivation film 19 and the gate oxide film 15, Al is deposited on the entire surface by, for example, a sputtering method, and the drain diffusion layer 2 is formed through the drain contact hole 10. The wiring layer 7 is formed so as to take a contact. And
For example, by forming the cover film 8 so as to cover the entire surface by the CVD method, the nonvolatile semiconductor memory device is completed.

すなわち、上記実施例では、第1〜第3図に示すよう
に、ビットライン7aをドレインコンタクトホール10を介
してドレイン拡散層2に接続し、ドレイン拡散膜2と接
続するように第1のセレクトトランジスタ20を1本のビ
ットライン7aに対して2列で配置し、この第1のセレク
トトランジスタ20をエンハンスメント型トランジスタ11
とディプレッション型トランジスタ12で適宜直列に接続
して構成し、ソースライン22をビットライン7aと直交す
るように配置し、ソースライン22と接続するように第2
のセレクトトランジスタ21を1列で配置し、2列の第1
のセレクトトランジスタ20と1列の第2のセレクトトラ
ンジスタ21間を接続するようにフローティングゲート4a
とコントロールゲート5を有する複数のセルトランジス
タ14を直列に接続して配置するように構成したので、ワ
ードライン13方向の集積化を行うことができ、信頼性を
向上させることができる。具体的には、2列のセルトラ
ンジスタ14が従来のものでは2本のビットラインと2つ
のドレインコンタクトホールが必要であったが、1本の
ビットラインと1つのコンタクトホールで済むことにな
り、ビットラインの本数とドレインコンタクトホールの
数を少なくすることができ、ワードライン方向の集積化
を行うことができるのである。そして、ビットライン7a
(配線層7)幅の縮小化に伴うビットライン7aの断線す
ることや、ビットライン7aとビットライン7aの間隔を小
さくすることによるビットライン7aとビットライン7aが
ショートすることが従来のものより起こり難くなり、信
頼性を向上させることができるのである。
That is, in the above embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the bit line 7a is connected to the drain diffusion layer 2 through the drain contact hole 10, and the first select line is connected to the drain diffusion film 2. Transistors 20 are arranged in two columns for one bit line 7a, and the first select transistor 20 is connected to the enhancement type transistor 11
And the depletion type transistor 12 are connected in series as appropriate. The source line 22 is arranged so as to be orthogonal to the bit line 7a, and the second line is connected to the source line 22.
Are arranged in one row, and the first
The floating gate 4a is connected to connect the select transistor 20 of the
And a plurality of cell transistors 14 each having the control gate 5 are connected and arranged in series, so that integration in the direction of the word line 13 can be performed and reliability can be improved. Specifically, in the case of the conventional two-row cell transistor 14, two bit lines and two drain contact holes are required, but only one bit line and one contact hole are required. The number of bit lines and the number of drain contact holes can be reduced, and integration in the word line direction can be performed. And bit line 7a
(Wiring layer 7) Disconnection of the bit line 7a due to the reduction of the width and shorting of the bit line 7a and the bit line 7a by reducing the interval between the bit line 7a and the bit line 7a are shorter than those of the conventional one. It is less likely to occur and reliability can be improved.

次に、その動作原理について第2図を用いて説明す
る。
Next, the operation principle will be described with reference to FIG.

ここでは、ドレインコンタクトホール10側の2列の第
1のセレクトトランジスタ20をエンハンスメント型トラ
ンジスタ11とディプレッション型トランジスタ12で適宜
直列に接続して構成し、2列の複数のセルトランジスタ
14を結線しており、この状態でビットラインA、B、
C、Dがそれぞれ適宜選択できればよい。すなわち、ビ
ットライン7aをHighにし、のラインのエンハンスメン
ト型トランジスタ11とディプレッション型トランジスタ
12をHighにするA列のみが選択される。そして、順に
、、のラインのエンハンスメント型トランジスタ
11とディプレッション型トランジスタ12をHighにすると
順にB、C、D列が選択される。したがって、2列の第
1のセレクトトランジスタ20をエンハンスメント型トラ
ンジスタ11とディプレッション型トランジスタ12で適宜
直列に接続して構成したので、2列のセルトランジスタ
14が従来のものでは2本のビットラインと2つのドレイ
ンコンタクトホールが必要であったが、1本のビットラ
インと1つのドレインコンタクトホールで済むことによ
り、ビットラインの本数とドレインコンタクトホールの
数を少なくすることができるのである。
Here, two rows of first select transistors 20 on the side of the drain contact hole 10 are appropriately connected in series by an enhancement type transistor 11 and a depletion type transistor 12, and a plurality of cell transistors in two rows are formed.
14, and bit lines A, B,
It suffices if C and D can be selected as appropriate. That is, the bit line 7a is set to High, and the enhancement type transistor 11 and the depletion type transistor
Only the column A in which 12 is set to High is selected. And, in order, the enhancement type transistor of the line
When 11 and the depression type transistor 12 are set to High, the columns B, C and D are selected in order. Therefore, the two columns of first select transistors 20 are appropriately connected in series by the enhancement type transistor 11 and the depletion type transistor 12, so that the two columns of cell transistors
Although 14 required two bit lines and two drain contact holes in the conventional device, the number of bit lines and the number of drain contact holes were reduced by using only one bit line and one drain contact hole. Can be reduced.

次に、その動作原理について第3図を用いて更に具体
的に説明する。ここでは第3図に示す点線部Mのセルト
ランジスタ14を選択し、書き込み(write)、消去(era
se)、読み込み(read)を行う場合である。なお、Sは
ソースライン22、S1は第2のセレクトトランジスタ21の
ワードライン13、W1、W2、W3はセルトランジスタ14のワ
ードライン13、S2、S3、S4、S5は第1のセレクトトラン
ジスタ20のワードライン13である。
Next, the operation principle will be described more specifically with reference to FIG. Here, the cell transistor 14 in the dotted line section M shown in FIG. 3 is selected, and write (write) and erase (era) are performed.
se) and reading (read). Incidentally, S word line 13 of the second select transistor 21 is the source line 22, S 1 is, W 1, W 2, W 3 word lines 13 of the cell transistor 14, S 2, S 3, S 4, S 5 Is the word line 13 of the first select transistor 20.

まず、書き込みを行う場合について説明する。 First, the case where writing is performed will be described.

その条件はb1のビットライン7aがオープン(OPEN)、
b2のビットライン7aが20V、Sのソースライン22がOV、S
1、S2、S4、S5のワードライン13がLow、S3のワードライ
ン13がHigh、W1、W2のワードライン13がOV、W3のワード
ライン13が20Vである。具体的には、b1のビットライン7
aは選択しないのでオープンにし、b2のビットライン7a
のみ選択するように20V電圧を印加する。次いで、S3
ワードライン13をHighすることでM部分のセルトランジ
スタ14があるセルトランジスタ列が選択される。ここで
はE2PROM型の書き込みの場合で、フローティングゲート
4aにホールを入れることで書き込みする場合であるの
で、W3のワードライン13にb2のビットライン7aと同じ電
圧20Vを印加しM部分の書き込みするセルトランジスタ1
4はOVにする。M部分の書き込みするセルトランジスタ1
4のゲートにOV、ドレインに20V、ソースにフロート(OV
でもよい)となって書き込みすることができる。そし
て、書き込みした後はディプレッション型トランジスタ
12になり、OV印加しても流れるので書き込みしていると
判断できる。
The conditions bitline 7a of b 1 is open (OPEN),
b 2 bit line 7a is 20V, S source line 22 is OV, S
1 , the word line 13 of S 2 , S 4 and S 5 is Low, the word line 13 of S 3 is High, the word line 13 of W 1 and W 2 is OV, and the word line 13 of W 3 is 20 V. Specifically, bit line 7 of b 1
It left open because a is not selected, b 2 of the bit line 7a
Apply 20V voltage to select only. Then, the cell transistor columns in the cell transistors 14 of the M portions by High word line 13 of the S 3 is selected. Here, in the case of E 2 PROM type writing, the floating gate
Since a case of writing by putting holes 4a, the cell transistor 1 for writing M portions by applying the same voltage 20V and the bit line 7a of b 2 to the word line 13 of the W 3
4 is OV. Cell transistor 1 for writing M part
4 OV to gate, 20V to drain, float to source (OV
May be written). And after writing, the depletion type transistor
It becomes 12, and it can be determined that writing is performed because the current flows even when OV is applied.

次に、読み込みを行う場合について説明する。 Next, a case where reading is performed will be described.

その条件はb1のビットライン7aがオープン、b2のビッ
トライン7aが5V、Sのソースライン22がOV、S1、S3のワ
ードライン13がHigh、S2のワードライン13がOV、S4、S5
のワードライン13がLow、W1、W3のワードライン13が5
V、W2のワードライン13がOVである。具体的には、M部
分の読み込みするセルトランジスタ14のゲートにOV、ド
レインに1〜5V、ソースにOVとなって読み込みリードす
ることができる。読み込みした後は、エンハンスメント
型トランジスタ11あるいはディプレッション型トランジ
スタ12であるかを判断することができ、書き込みされて
いるか消去されているかが判断できる。
The conditions bitline 7a of b 1 is opened, the bit line 7a of b 2 is 5V, the source line 22 of the S is OV, the word line 13 of the S 1, S 3 is High, the word line 13 of the S 2 is OV, S 4 , S 5
Word line 13 is Low, W 1 and W 3 are 5
V, the word line 13 of the W 2 is OV. More specifically, it is possible to read and read the M transistor by reading OV at the gate, 1-5 V at the drain, and OV at the source of the cell transistor 14 to be read. After reading, it is possible to determine whether the transistor is the enhancement type transistor 11 or the depletion type transistor 12, and it is possible to determine whether data is written or erased.

次に、消去を行う場合について説明する。 Next, the case of performing erasure will be described.

その条件は、b1のビットライン7aがOV、b2のビットラ
イン7aがOV、Sのソースライン22がOV、S1、S2、S3
S4、S5のワードライン13がHigh、W1、W2、W3のワードラ
イン13が15Vである。具体的には、ドレインからフロー
ティングゲート4aに電子を入れて消去することができ
る。すなわち、M部分の消去するセルトランジスタ14の
ゲートに20V、ドレインにOV、ソースにOVとなって消去
することができる。消去した後はエンハンスメント型ト
ランジスタ11となる。
The conditions, the bit line 7a of b 1 is OV, the bit line 7a of b 2 is OV, the source line 22 of the S is OV, S 1, S 2, S 3,
The word lines 13 of S 4 and S 5 are High, and the word lines 13 of W 1 , W 2 and W 3 are 15V. Specifically, electrons can be erased by putting electrons from the drain into the floating gate 4a. That is, erasing can be performed by setting the gate of the cell transistor 14 to be erased in the M portion to 20 V, the drain to OV, and the source to OV. After the erasure, the enhancement transistor 11 is obtained.

なお、上記実施例では、第4図(a)〜(c)に示す
ように、セレクトトランジスタ(エンハンスメント型ト
ランジスタ11およびディプレッション型トランジスタ1
2)のゲートを第2のポリシリコン膜18で形成する場合
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、第5図(a)、(b)に示すように、セレクト
トランジスタ20のゲートを第1のポリシリコン膜16で形
成する場合であってもよい。具体的には、第5図
(a)、(b)に示すように、基板1上にゲート酸化膜
15、第1のポリシリコン膜16、シリコン酸化膜17a及び
第2のポリシリコン膜18を順次形成した後、第2のポリ
シリコン膜18をパターニングする。なお、セレクトトラ
ンジスタ及びセルトランジスタのチャネル用のイオン注
入はゲート酸化膜15の形成後に行う。次いで、第1のポ
リシリコン膜16をパターニングすることにより第1のポ
リシリコン膜16からなるセレクトトランジスタのゲート
が形成される。
In the above embodiment, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c), select transistors (enhancement type transistors 11 and depletion type transistors 1 and 2) are used.
The case where the gate of 2) is formed by the second polysilicon film 18 has been described, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIGS. 5A and 5B, the select transistor The case where the 20 gates are formed of the first polysilicon film 16 may be adopted. More specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B, a gate oxide film is formed on the substrate 1.
15. After a first polysilicon film 16, a silicon oxide film 17a and a second polysilicon film 18 are sequentially formed, the second polysilicon film 18 is patterned. Note that ion implantation for the channels of the select transistor and the cell transistor is performed after the gate oxide film 15 is formed. Next, by patterning the first polysilicon film 16, a gate of the select transistor including the first polysilicon film 16 is formed.

〔効果〕〔effect〕

本発明によれば、ワードライン方向の集積化を容易に
行うことができ、信頼性を向上させることができるとい
う効果がある。
According to the present invention, there is an effect that integration in the word line direction can be easily performed and reliability can be improved.

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

第1図〜第5図は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
の一実施例を説明する図であり、 第1図は一実施例の構造の詳細を示す図、 第2図は一実施例の回路ブロック図、 第3図は一実施例の動作原理を説明する図、 第4図は一実施例の製造方法を説明する図、 第5図は他の実施例の製造方法を説明する図、 第6図及び第7図は従来の不揮発性半導体記憶装置を説
明する図であり、 第6図は従来例の構造の詳細を示す図、 第7図は従来例の回路ブロック図である。 1……基板、 2……ドレイン拡散膜、 3……ソース/ドレイン拡散層、 4a……フローティングゲート、 4b、4c……ゲート、 5……コントロールゲート、 6……層間絶縁膜、 7……配線層、 7a……ビットライン、 8……カバー膜、 9……フィールド酸化膜、 10……ドレインコンタクトホール、 11……エンハンスメント型トランジスタ、 12……ディプレッション型トランジスタ、 13……ワードライン、 14……セルトランジスタ、 20……第1のセレクトトランジスタ、 21……第2のセレクトトランジスタ、 22……ソースライン。
1 to 5 are diagrams for explaining an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. FIG. 1 is a diagram showing details of the structure of one embodiment, and FIG. 2 is an embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating an operation principle of one embodiment, FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing method of one embodiment, and FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing method of another embodiment. 6 and 7 are diagrams for explaining a conventional nonvolatile semiconductor memory device, FIG. 6 is a diagram showing details of the structure of the conventional example, and FIG. 7 is a circuit block diagram of the conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Drain diffusion film, 3 ... Source / drain diffusion layer, 4a ... Floating gate, 4b, 4c ... Gate, 5 ... Control gate, 6 ... Interlayer insulating film, 7 ... Wiring layer, 7a bit line, 8 cover film, 9 field oxide film, 10 drain contact hole, 11 enhancement transistor, 12 depletion transistor, 13 word line, 14 ... cell transistor, 20 ... first select transistor, 21 ... second select transistor, 22 ... source line.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ビットラインがドレインコンタクトホール
を介してドレイン拡散層に接続され、該ドレイン拡散層
と接続するように第1のセレクトトランジスタが2列で
配置され、該第1のセレクトトランジスタがエンハンス
メント型トランジスタとディプレッション型トランジス
タで適宜直列に接続されて構成され、ソースラインが前
記ビットラインと直交するように配置され、前記ソース
ラインと接続するように第2のセレクトトランジスタが
1列で配置され、2列の前記第1のセレクトトランジス
タと1列の前記第2のセレクトトランジスタ間を接続す
るようにフローティングゲートとコントロールゲートを
有する複数のセルトランジスタが直列に接続されて構成
されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A bit line is connected to a drain diffusion layer via a drain contact hole, and first select transistors are arranged in two rows so as to be connected to the drain diffusion layer, and the first select transistor is enhanced. A source transistor and a depletion type transistor are connected in series as appropriate, a source line is arranged so as to be orthogonal to the bit line, and a second select transistor is arranged in one row so as to be connected to the source line. A plurality of cell transistors each having a floating gate and a control gate are connected in series so as to connect between two rows of the first select transistors and one row of the second select transistors. Nonvolatile semiconductor memory device.
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