JP2940474B2 - Read only memory device and method of manufacturing the same - Google Patents

Read only memory device and method of manufacturing the same

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JP2940474B2
JP2940474B2 JP8149494A JP14949496A JP2940474B2 JP 2940474 B2 JP2940474 B2 JP 2940474B2 JP 8149494 A JP8149494 A JP 8149494A JP 14949496 A JP14949496 A JP 14949496A JP 2940474 B2 JP2940474 B2 JP 2940474B2
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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、メモリセルにプロ
グラムされたデータを読み出して使用する読み出し専用
メモリ装置及びその製造方法に関し、特にNOR型セル
を有する読み出し専用メモリ装置及びその製造方法に関
する。
The present invention relates to a read-only memory device for reading and using data programmed in a memory cell and a method of manufacturing the same, and more particularly to a read-only memory device having a NOR type cell and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】大量のデータを格納し、必要な時に読み
出して用いる読み出し専用メモリ装置(ROM)は、O
A機器、コンピュータ等の普及とともに、その集積化が
要求されている。ところで、そのような高集積化を実現
するための構造の一例として、NAND型セルの回路構
成のものでは、2層のポリシリコン層からなるゲート電
極層と、浅い溝(所謂シャロートレンチ構造)を有した
所謂マルチゲート構造のマスクROMが知られる(例え
ば、月刊Semiconductor World 1987年10月号、33〜38
頁、 “シャロートレンチを用いた8M、16M マスクROM
”参照。)。また、NOR型のセルを有する例として
は、ソース・ドレイン領域を拡散領域で構成するマスク
ROMが知られている(例えば、1988 Symposium on
VLSIcircuits(日本応用物理学会)資料、VL-7, 85〜86
頁“16Mb ROM DESIGN USING BANK SELECT ARCHITECTUR
E”参照) 。
2. Description of the Related Art A read-only memory device (ROM) for storing a large amount of data and reading it out when necessary is used.
With the widespread use of A-devices and computers, their integration is required. By the way, as an example of a structure for realizing such high integration, in the case of a circuit configuration of a NAND cell, a gate electrode layer composed of two polysilicon layers and a shallow trench (a so-called shallow trench structure) are provided. There is known a mask ROM having a so-called multi-gate structure (for example, monthly Semiconductor World October 1987, 33-38).
See “8M and 16M Mask ROM Using Shallow Trench”
Further, as an example having a NOR type cell, a mask ROM in which a source / drain region is constituted by a diffusion region is known (for example, 1988 Symposium on).
VLSIcircuits (Japan Society of Applied Physics) material, VL-7, 85-86
Page “16Mb ROM DESIGN USING BANK SELECT ARCHITECTUR
E ”).

【0003】ここで、図18は、そのNOR型のセルを
有するマスクROMの要部の回路図である。このマスク
ROMでは、マトリクス状に配列されワード線W1
8より選択されるメモリセル200が各々1つのMOS
トランジスタで構成され、拡散領域からなるソース・ド
レイン領域がそのまま各列で共通のビット線205、2
06、207とされる。このマスクROMでは、仮想接
地線201と主ビット線202が交互に形成され、且つ
ワード線の延長方向と垂直な方向を長手方向として形成
される。これら仮想接地線201と主ビット線202
は、メモリセルのブロックの一方と他方とで、異なる列
に接続するようにビット線1本分だけシフトするように
配線されている。従って、選択トランジスタ203、2
04を択一的に選択(バンクセレクト)することで、同
じビット線が仮想接地線201に接続したり、主ビット
線202に接続したりする。読み出しは、列選択トラン
ジスタ208により或る列を選択し、1つのワード線を
選択することで、データが主ビット線202とセンスア
ンプ209を介して読みだされ出力端子にデータが現れ
ることになる。
FIG. 18 is a circuit diagram of a main part of a mask ROM having the NOR type cells. In this mask ROM, word lines W 1 to W 1 are arranged in a matrix. W
8 are each one MOS cell
The source / drain region composed of a transistor and composed of a diffusion region is shared by bit lines 205, 2
06 and 207. In this mask ROM, virtual ground lines 201 and main bit lines 202 are alternately formed, and the longitudinal direction is a direction perpendicular to the extending direction of the word lines. These virtual ground line 201 and main bit line 202
Are wired so as to be shifted by one bit line so as to be connected to different columns in one and the other blocks of the memory cell. Therefore, the selection transistors 203, 2
By selectively selecting 04 (bank select), the same bit line is connected to the virtual ground line 201 or to the main bit line 202. In reading, by selecting a certain column by the column selection transistor 208 and selecting one word line, data is read through the main bit line 202 and the sense amplifier 209, and data appears at an output terminal. .

【0004】図19は、図18に示したマスクROMの
レイアウトである。図中、散点を付した領域はポリシリ
コン層であり、それぞれX方向を長手方向として互いに
平行に形成される。Y方向で一対のコンタクトホール2
11に挟まれた領域がメモリブロックであり、コンタク
トホール211の形成される領域の拡散領域213は略
H字状のパターンとされている。太い実線で囲まれた拡
散領域205〜207・・・は、ソース・ドレイン領域と
して機能するビット線である。各セルのトランジスタの
チャンネルは、ワード線W1〜W8の下部に形成される。
そして、このチャンネルにマスクパターン212を利用
して不純物を導入することでプログラムが行われる。ま
た、バンクセレクトに用いられる選択トランジスタ20
3のゲート電極SEi、SEi-1や選択トランジスタ20
4のゲート電極SOi、SOi+1は、上記ワード線W1
8と平行に延在され、上記メモリブロックを挟むよう
に配設されている。
FIG. 19 shows a layout of the mask ROM shown in FIG. In the figure, the regions with scattered points are the polysilicon layers, which are formed in parallel with each other with the X direction as the longitudinal direction. A pair of contact holes 2 in the Y direction
The region sandwiched by 11 is a memory block, and the diffusion region 213 in the region where the contact hole 211 is formed has a substantially H-shaped pattern. The diffusion regions 205 to 207... Surrounded by thick solid lines are bit lines that function as source / drain regions. Channel transistor of each cell is formed in the lower portion of the word line W 1 to W-8.
Then, programming is performed by introducing an impurity into this channel using the mask pattern 212. The selection transistor 20 used for bank selection
3 gate electrodes SE i , SE i-1 and select transistor 20
4 gate electrodes SO i and SO i + 1 are connected to the word lines W 1 to W 1 .
W 8 and is parallel to extending and disposed so as to sandwich the memory block.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記N
AND型セルでは、高集積化を図り直列接続されるトラ
ンジスタの数を増大させた場合に、メモリセルの駆動力
が低下することになる。一方、NOR型セルのマスクR
OMでは、レイアウト上、次のような問題が生じる。
However, the above N
In the AND type cell, when the number of transistors connected in series is increased for higher integration, the driving power of the memory cell is reduced. On the other hand, the mask R of the NOR type cell
The OM has the following problems in layout.

【0006】すなわち、各セルのトランジスタのチャン
ネルは、ワード線W1〜W8の下部に形成され、そのチャ
ンネル方向は図中X方向である。ところが、バンクセレ
クト用の選択トランジスタ203、204は、そのゲー
ト電極SEi、SEi-1、SOi、SOi+1がワード線W1
〜W8と平行に延在されているにも拘わらず、ビット線
205〜207・・・と略H字状の拡散領域213の間に
チャンネルが形成されるため、チャンネル方向は図中Y
方向となる。従って、このバンクセレクト用の選択トラ
ンジスタ203、204では、各ゲート電極SEi、S
i-1、SOi、SOi+1の下部において隣接するチャン
ネルとの間にチャンネルストッパー領域を形成する必要
が生じている。このため、メモリセルの領域では、ワー
ド線W1〜W8 と整合的にチャンネルストッパー用のイ
オン注入を行えば良いが、その選択トランジスタ20
3、204の領域では、メモリセルの領域とは別個のイ
オン注入が必要であり、そのチャンネルストッパー領域
はポリシリコン層と整合的には形成できないために、マ
スクずれを考慮したマージンが不可欠とされる。このよ
うなマージンが必要となる結果、逆にメモリブロック側
の領域が制約を受けることになり、集積度を向上させる
ことが困難になる。
That is, the channel of the transistor in each cell is formed below the word lines W 1 to W 8 , and the channel direction is the X direction in the figure. However, the selection electrodes 203 and 204 for bank selection have their gate electrodes SE i , SE i−1 , SO i and SO i + 1 connected to the word line W 1.
To W-8 and despite being parallel extended, since the channel is formed between the bit lines 205 to 207, ... substantially H-shaped diffusion region 213, in the channel direction FIG Y
Direction. Accordingly, in the selection transistors 203 and 204 for bank selection, the gate electrodes SE i and S
It is necessary to form a channel stopper region between E i-1 , SO i , and SO i + 1 and adjacent channels. For this reason, in the memory cell region, ion implantation for the channel stopper may be performed in alignment with the word lines W 1 to W 8.
In regions 3 and 204, ion implantation is required separately from the memory cell region, and the channel stopper region cannot be formed in conformity with the polysilicon layer. Therefore, a margin in consideration of mask shift is indispensable. You. As a result of the need for such a margin, the area on the memory block side is constrained, which makes it difficult to improve the degree of integration.

【0007】そこで、本発明は、高集積化を図るととも
に、小型化を図ることのできる読み出し専用メモリ装置
及びその製造方法を提供することを目的とする。
It is therefore an object of the present invention to provide a read-only memory device capable of achieving high integration and downsizing, and a method of manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る読み出し専
用メモリ装置は、上述のような課題を解決すべく、第1
の導電型の半導体基板と、第1の導電型の半導体基板の
表面に平行して帯状に形成された厚い酸化膜と、厚い酸
化膜の底部に接して半導体基板に形成された第1の導電
型と導電型が逆の第2の導電型のソース・ドレイン領域
と、厚い酸化膜に略直交して帯状に形成された第1の電
極層と、第1の電極層と平行し、この第1の電極層に挟
まされた半導体基板上に、第1の電極層と重なり合う部
分を有して帯状に形成された第2の電極層と、厚い酸化
膜間において、第1の電極層下にある半導体基板の表面
に、厚い酸化膜より厚さが薄く形成されたゲート酸化膜
と、厚い酸化膜間において、第2の電極層下にある半導
体基板表面に、厚い酸化膜より厚さが薄く形成されたゲ
ート酸化膜とを備える。また、この読み出し専用メモリ
装置の厚い酸化膜間には、第2の電極層下にある半導体
基板領域に、第1の電極層及び厚い酸化膜に対して自己
整合的に形成された溝領域の半導体基板の表面にゲート
絶縁膜が形成される。ここで、第1の導電型は、例えば
p型であり、第2の導電型は、n型である。
SUMMARY OF THE INVENTION A read-only memory device according to the present invention comprises a first memory device for solving the above-mentioned problems.
Semiconductor substrate, a thick oxide film formed in a band shape parallel to the surface of the first conductivity type semiconductor substrate, and a first conductive film formed on the semiconductor substrate in contact with the bottom of the thick oxide film. A source / drain region of a second conductivity type having a conductivity type opposite to the conductivity type, a first electrode layer formed in a strip shape substantially perpendicular to the thick oxide film, and a first electrode layer parallel to the first electrode layer; A second electrode layer formed in a strip shape having a portion overlapping with the first electrode layer on a semiconductor substrate sandwiched between the first electrode layers, and a thick oxide film formed between the second electrode layer and the first electrode layer; Between a thick gate oxide film and a thick oxide film on the surface of a certain semiconductor substrate, a thinner than the thick oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate under the second electrode layer. And a gate oxide film formed. Also, between the thick oxide films of the read-only memory device, a groove region formed in a self-aligned manner with respect to the first electrode layer and the thick oxide film is formed in a semiconductor substrate region under the second electrode layer. A gate insulating film is formed on a surface of a semiconductor substrate. Here, the first conductivity type is, for example, a p-type, and the second conductivity type is an n-type.

【0009】また、本発明に係る読み出し専用メモリ装
置の製造方法は、上述のような課題を解決すべく、第1
の導電型の半導体基板表面に耐酸化膜を形成する第1の
工程と、耐酸化膜上に平行して帯状にレジスト層を形成
する第2の工程と、レジスト層をマスクとして耐酸化膜
をエッチングする第3の工程と、レジスト層と耐酸化膜
との積層膜をマスクとして、半導体基板に第1の導電型
と導電型が逆である第2の導電型の不純物を導入する第
4の工程と、レジスト層を除去する第5の工程と、耐酸
化膜をマスクとして半導体表面を酸化して厚い酸化膜を
形成する第6の工程と、耐酸化膜を除去する第7の工程
と、厚い酸化膜間の半導体基板の表面に厚い酸化膜より
厚さの薄いゲート酸化膜を形成する第8の工程と、ゲー
ト酸化膜が形成された領域に選択的に第1の導電型の不
純物を導入する第9の工程と、厚い酸化膜の長手方向に
対して略直交する方向に帯状の第1の電極層を形成する
第10の工程と、第1の電極層をマスクとしてゲート酸
化膜及び半導体基板をエッチングする第11の工程と、
エッチングされた領域に対応する半導体基板に選択的に
第1の導電型の不純物を導入する第12工程と、エッチ
ングされた領域に対応する半導体基板及び第1の電極層
上に厚い酸化膜より厚さの薄いゲート酸化膜を形成する
第13の工程と、第1の電極層と平行し、この第1の電
極層に挟まれたエッチングされた領域に対応する半導体
基板上に、第1の電極層と重なる部分を有して選択的に
第2の電極層を形成する第14の工程とを備える。ここ
で、例えば第1の導電型は、p型であり、第2の導電型
は、n型である。
Further, a method of manufacturing a read-only memory device according to the present invention is directed to a first method for solving the above-mentioned problems.
A first step of forming an oxidation-resistant film on the surface of the conductive semiconductor substrate, a second step of forming a strip-shaped resist layer parallel to the oxidation-resistant film, and forming the oxidation-resistant film using the resist layer as a mask. A third step of etching, and a fourth step of introducing an impurity of a second conductivity type, which has a conductivity type opposite to the first conductivity type, into the semiconductor substrate using the laminated film of the resist layer and the oxidation-resistant film as a mask. A step, a fifth step of removing the resist layer, a sixth step of oxidizing the semiconductor surface using the oxidation resistant film as a mask to form a thick oxide film, and a seventh step of removing the oxidation resistant film, An eighth step of forming a gate oxide film thinner than the thick oxide film on the surface of the semiconductor substrate between the thick oxide films, and selectively implanting impurities of the first conductivity type in a region where the gate oxide film is formed. The ninth step to be introduced is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the thick oxide film An eleventh step of etching the tenth step of forming a first electrode layer of the strip, a gate oxide film and the semiconductor substrate a first electrode layer as a mask counter,
A twelfth step of selectively introducing an impurity of the first conductivity type into the semiconductor substrate corresponding to the etched region; and a thicker oxide film on the semiconductor substrate and the first electrode layer corresponding to the etched region. A thirteenth step of forming a thin gate oxide film; and forming a first electrode on a semiconductor substrate corresponding to an etched region parallel to the first electrode layer and sandwiched by the first electrode layer. A fourteenth step of selectively forming a second electrode layer having a portion overlapping the layer. Here, for example, the first conductivity type is p-type, and the second conductivity type is n-type.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る読み出し専用
記憶装置及びその製造方法について図面を用いて詳細に
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a read-only memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0011】第1の実施の形態 本発明に係る読み出し専用メモリ装置は、行列状に配列
されるメモリセルを有し、そのメモリセルのMOSトラ
ンジスタの各列共通のソース・ドレイン領域が副ビット
線と副カラム線とされ、これら副ビット線と副カラム線
が交互に配列される読み出し専用メモリ装置(ROM)
として用いられる。そのメモリセルの各MOSトランジ
スタのチャンネル領域には、選択的に不純物がイオン注
入され、プログラムが行われる。
First Embodiment A read-only memory device according to the present invention has memory cells arranged in rows and columns, and a source / drain region common to each column of MOS transistors of the memory cells has a sub-bit line. Read only memory device (ROM) in which the sub bit lines and the sub column lines are alternately arranged.
Used as Impurities are selectively ion-implanted into the channel region of each MOS transistor of the memory cell, and programming is performed.

【0012】全体の概略的な説明(図3) 読み出し専用メモリ装置は、例えば図3に示すような全
体的な回路構成を有する。すなわち、読み出し専用メモ
リ装置は、後述するように、メモリセルがマトリクス状
に配列されてなるセルアレイ4を有し、それぞれセルア
レイ4内の行と列を選択するための行デコーダ6と列デ
コーダ7を有している。これら行デコーダ6と列デコー
ダ7には、アドレスバッファ5から信号が送られる。こ
のアドレスバッファ5からの信号は、外部からのアドレ
ス信号AXに基づき生成される。セルアレイ4からのデ
ータは、列デコーダ7を介してセンスアンプ8で増幅さ
れ、さらに出力バッファ9に送られる。そして、その出
力バッファ9から外部に出力信号Doutが取り出され
る。
General Description (FIG. 3) The read-only memory device has an overall circuit configuration as shown in FIG. 3, for example. That is, the read-only memory device has a cell array 4 in which memory cells are arranged in a matrix, as will be described later. Have. A signal is sent from the address buffer 5 to the row decoder 6 and the column decoder 7. Signal from the address buffer 5 is generated based on the address signal A X from the outside. Data from the cell array 4 is amplified by a sense amplifier 8 via a column decoder 7 and sent to an output buffer 9. Then, an output signal Dout is taken out from the output buffer 9 to the outside.

【0013】セルアレイの構成(図1) 次に、本実施例のROMのセルアレイ部分の構成につい
て、図1を参照しながら説明する。なお、この図1は、
ワード線の延長方向に連続的に繰り返した構造の一部の
みを取り出して図示している。また、ワード線の数も図
1では、便宜上4本で説明しているが、実際は後述する
ように8本に設定される。
Next, the configuration of the cell array portion of the ROM of this embodiment will be described with reference to FIG. In addition, FIG.
Only a part of the structure continuously repeated in the direction in which the word lines extend is taken out and shown. Although the number of word lines is described as four in FIG. 1 for convenience, the number is actually set to eight as described later.

【0014】まず、そのメモリセルブロック1には、行
列状にセルが配列される。この各セルは、1つのnチャ
ンネルMOSトランジスタからなる。各MOSトランジ
スタの閾値電圧は、それぞれプログラムされたデータに
応じて高い閾値電圧と低い閾値電圧に選択的に調整され
ている。これらMOSトランジスタのゲート電極は、ワ
ード線W1〜W4であり、図中横方向を長手方向として延
在され、各行で共通に用いられる。各セルのMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域の一方は、副ビット線
12、B21、B22、B31とされ、各セルのMOSトラン
ジスタのソース・ドレイン領域の他方は、副カラム線C
11、C12、C21、C22とされる。これら副ビット線と副
カラム線は、上記ワード線W1〜W4と垂直な方向を長手
方向として延在される。これら副ビット線と副カラム線
は、さらにワード線の延長方向に隣接するMOSトラン
ジスタで共用とされる。従って、副ビット線B12
21、B22、B31と副カラム線C11、C12、C21、C22
は、ワード線の延長方向に交互に形成され、副ビット線
12の次に副カラム線C11が配され、その副カラム線C
11の次にビット線B21が配され、以下、同様に副カラム
線と副ビット線が順番に位置する。
First, in the memory cell block 1, cells are arranged in a matrix. Each cell is composed of one n-channel MOS transistor. The threshold voltage of each MOS transistor is selectively adjusted to a high threshold voltage and a low threshold voltage according to the programmed data. The gate electrodes of these MOS transistors are word lines W 1 to W 4 , which extend in the horizontal direction in the figure as a longitudinal direction, and are commonly used in each row. One of the source / drain regions of the MOS transistor of each cell is a sub-bit line B 12 , B 21 , B 22 , B 31, and the other of the source / drain region of the MOS transistor of each cell is a sub-column line C
11 , C 12 , C 21 and C 22 . These sub-bit lines and sub-column lines extend in a direction perpendicular to the word lines W 1 to W 4 as a longitudinal direction. These sub-bit lines and sub-column lines are further shared by MOS transistors adjacent in the word line extension direction. Therefore, the sub bit lines B 12 ,
B 21, B 22, B 31 and auxiliary column line C 11, C 12, C 21 , C 22
Are formed alternately in the extending direction of the word line, next to the auxiliary column line C 11 of the sub-bit line B 12 is arranged, the sub-column lines C
The bit line B 21 is arranged next to 11 , and the sub-column lines and the sub-bit lines are similarly arranged in order.

【0015】このようなメモリセルブロック1の一方の
端部には、各副ビット線B12、B21、B22、B31を択一
的に主ビット線B1、B2、B3に接続するためのMOS
トランジスタT1、T2、T3、4が設けられている。す
なわち、副ビット線B12は、MOSトランジスタT1
介して主ビット線B1に接続され、副ビット線B21は、
MOSトランジスタT2を介して主ビット線B2に接続さ
れ、副ビット線B22は、MOSトランジスタT3を介し
て主ビット線B2に接続され、副ビット線B31は、MO
SトランジスタT4を介して主ビット線B3に接続され
る。このような接続関係から、主ビット線は、MOSト
ランジスタT1、T2、T3、T4によって、一対の副ビッ
ト線の一方と電気的に接続する。
At one end of the memory cell block 1, each of the sub-bit lines B 12 , B 21 , B 22 and B 31 is alternatively connected to the main bit lines B 1 , B 2 and B 3 . MOS to connect
Transistors T 1 , T 2 , T 3, T 4 are provided. That is, the sub bit line B 12 is connected to the main bit line B 1 via the MOS transistor T 1 , and the sub bit line B 21
Are connected via the MOS transistor T 2 to the main bit line B 2, the sub-bit line B 22 is connected via the MOS transistor T 3 to the main bit line B 2, the sub-bit line B 31 is MO
Via the S transistor T 4 is connected to the main bit line B 3. From such a connection relationship, the main bit line is electrically connected to one of the pair of sub-bit lines by the MOS transistors T 1 , T 2 , T 3 , and T 4 .

【0016】ここで、MOSトランジスタT1、T3は、
そのゲート電極が選択線WBS’(「’」は負論理を示
す)とされ、MOSトランジスタT2、T4は、そのゲー
ト電極が選択線WBSとされる。従って、選択線WB
S’と選択線WBSに供給される信号は、互いに逆相と
される。従って、選択線WBSが高レベルの時、例えば
主ビット線B2は、MOSトランジスタT2を介してビッ
ト線B21に接続され、逆に選択線WBS’が高レベルの
時、同じ主ビット線B2は、MOSトランジスタT3を介
してビット線B22に接続される。また、他の副ビット線
に関しても同様に動作する。
Here, the MOS transistors T 1 and T 3 are:
The gate electrode of the MOS transistors T 2 and T 4 is set to the selection line WBS ′ (“′” indicates negative logic), and the gate electrode of the MOS transistors T 2 and T 4 is set to the selection line WBS. Therefore, the selection line WB
S 'and the signal supplied to the selection line WBS have opposite phases to each other. Therefore, when the select line WBS is at a high level, for example, the main bit line B 2 is connected to the bit line B 21 via the MOS transistor T 2 , and conversely, when the select line WBS ′ is at a high level, the same main bit line B 2 is connected. B 2 is connected to bit line B 22 via the MOS transistor T 3. The same operation is performed for the other sub-bit lines.

【0017】そのメモリセルブロック1の他方の端部に
は、MOSトランジスタT5、T6、T7、T8、T9が配
設されている。これらMOSトランジスタT5、T6、T
7、T8、T9は、主カラム線C1、C2を各副カラム線C
11、C12、C21、C22に択一的に電気的に接続されるた
めのスイッチとして用いられる。すなわち、主カラム線
1は、MOSトランジスタT6を介して副カラム線C11
に接続されるとともに、MOSトランジスタT7を介し
て副カラム線C12に接続される。また、主カラム線C2
は、MOSトランジスタT8を介して副カラム線C21
接続されるとともに、MOSトランジスタT9を介して
副カラム線C22に接続される。さらには、他のビット線
に関しても同様である。そして、MOSトランジスタT
5、T6、T7、T8、T9のうち、MOSトランジスタ
6、T8は、そのゲート電極が選択線WCS’とされ、
MOSトランジスタT5、T7、T9は、そのゲート電極
が選択線WCSとされる。そして、選択線WCS’に供
給される信号と選択線WCSに供給される信号は、互い
に逆相とされる。従って、選択線WCS’が高いレベル
の時、MOSトランジスタT6、T8がオン状態となっ
て、主カラム線C1が副カラム線C11に電気的に接続さ
れ、同時に、主カラム線C2が副カラム線C21に電気的
に接続される。また、逆に選択線WCSが高レベルの
時、MOSトランジスタT7、T9がオン状態となって、
主カラム線C1が副カラム線C12に電気的に接続され、
これと同時に、主カラム線C2が副カラム線C22に電気
的に接続される。
At the other end of the memory cell block 1, MOS transistors T 5 , T 6 , T 7 , T 8 , T 9 are provided. These MOS transistors T 5 , T 6 , T
7 , T 8 , T 9 are the main column lines C 1 , C 2 and the sub column lines C
11, is used as a switch to be selectively electrically connected to the C 12, C 21, C 22 . That is, the main column line C 1 is connected to the sub column line C 11 via the MOS transistor T 6.
Is connected to, it is connected via the MOS transistor T 7 in the sub-column line C 12. In addition, the main column line C 2
Are connected to the sub-column line C 21 via the MOS transistor T 8 and to the sub-column line C 22 via the MOS transistor T 9 . Further, the same applies to other bit lines. And the MOS transistor T
5 , T 6 , T 7 , T 8 , T 9 , MOS transistors T 6 , T 8 have their gate electrodes selected as select lines WCS ′,
The gate electrodes of the MOS transistors T 5 , T 7 , and T 9 are used as the selection line WCS. Then, the signal supplied to the selection line WCS ′ and the signal supplied to the selection line WCS have phases opposite to each other. Therefore, when the select line WCS 'is at a high level, the MOS transistors T 6 and T 8 are turned on, the main column line C 1 is electrically connected to the sub column line C 11 , and at the same time, the main column line C 11 is turned on. 2 is electrically connected to the sub-column line C 21. Conversely, when the select line WCS is at a high level, the MOS transistors T 7 and T 9 are turned on,
The main column line C 1 is electrically connected to the sub column line C 12 ,
At the same time, the main column line C 2 is electrically connected to the sub-column line C 22.

【0018】このように各選択線に供給される各信号に
応じて、各副ビット線や各副カラム線に択一的に接続さ
れる主ビット線B1、B2、B3や主カラム線C1、C
2は、上記メモリセルブロック1をワード線の延長方向
に垂直な方向に亘って延在される。そして、各主ビット
線B1、B2、B3や主カラム線C1、C2の一方の端部に
は、負荷回路3が接続される。この負荷回路3は、負荷
トランジスタT18、T19、T20、T21、T22からなり、
具体的には、主ビット線B1に負荷トランジスタT18
接続され、主ビット線B2に負荷トランジスタT20が接
続され、主ビット線B3に負荷トランジスタT22が接続
され、主カラム線C1に負荷トランジスタT19が接続さ
れ、主カラム線C2に負荷トランジスタT21が接続され
る。これら主ビット線B1、B2、B3や主カラム線C1
2は、各負荷トランジスタT18、T19、T20、T21
22を介して電源電圧Vccが与えられる。各負荷トラン
ジスタT18、T19、T20、T21、T22のゲート電極は共
通化され、インピーダンスを制御するための信号Φ1
供給される。
As described above, the main bit lines B 1 , B 2 , B 3 and the main column which are selectively connected to the respective sub bit lines and the respective sub column lines in accordance with the respective signals supplied to the respective selection lines. Lines C 1 and C
2 extends the memory cell block 1 in a direction perpendicular to the direction in which the word lines extend. The load circuit 3 is connected to one end of each of the main bit lines B 1 , B 2 , B 3 and the main column lines C 1 , C 2 . This load circuit 3 includes load transistors T 18 , T 19 , T 20 , T 21 , T 22 ,
Specifically, the main bit lines B 1 to the load transistor T 18 is connected, the main bit line B 2 load transistor T 20 is connected, the load transistor T 22 is connected to the main bit line B 3, main column lines load C 1 transistor T 19 is connected, a main column line C 2 on the load transistor T 21 is connected. These main bit lines B 1 , B 2 , B 3 and main column lines C 1 ,
C 2 is the load transistors T 18 , T 19 , T 20 , T 21 ,
Power supply voltage Vcc is applied through the T 22. The gate electrodes of the load transistors T 18 , T 19 , T 20 , T 21 , and T 22 are shared, and a signal Φ 1 for controlling impedance is supplied.

【0019】このような負荷回路3が配設されるメモリ
セルブロック1の反対側には、このメモリセルブロック
1を挟んで列選択回路2が配設される。この列選択回路
2は、列デコーダーからの信号Y1、Y2に応じて、群単
位でメモリセルブロック1のある列を選択する。すなわ
ち、上記信号Y1、Y2によって、選択される主カラム線
が決定されるが、その主カラム線がどのカラム線に接続
されるかは、MOSトランジスタT5、T6、T7、T8
9の動作によって決定される。また、上記信号Y1、Y
2によって、選択される主ビット線(本例では2本)
は、決定されるが、その主ビット線がどのカラム線に接
続されるかは、MOSトランジスタT1、T2、T3、T4
の動作によって決定される。
On the opposite side of the memory cell block 1 in which such a load circuit 3 is provided, a column selection circuit 2 is provided with the memory cell block 1 interposed therebetween. The column selection circuit 2 selects a certain column of the memory cell block 1 in a group unit according to signals Y 1 and Y 2 from a column decoder. That is, the main column line to be selected is determined by the signals Y 1 and Y 2 , and to which column line the main column line is connected is determined by the MOS transistors T 5 , T 6 , T 7 , T 8 ,
It is determined by the operation of the T 9. Further, the signals Y 1 , Y
By 2, a main bit line to be selected (two in this embodiment)
Is determined, and to which column line the main bit line is connected is determined by the MOS transistors T 1 , T 2 , T 3 , T 4
Is determined by the operation of

【0020】列選択回路2では、信号Y1、Y2により主
カラム線を主体に選択し、その主カラム線に関連する主
ビット線が同時に選択されるようにしているが、信号Y
1、Y2により主ビット線を主体に選択するようにしても
良い。1つの群は、2本の副カラム線と3本の副ビット
線により構成される。すなわち、例えば、信号Y1のみ
が高レベルとされて、信号Y1にかかる列が選択されて
おり、未だMOSトランジスタT1、T2、T3、T4及び
MOSトランジスタT5、T6、T7、T8、T9が作動し
ないものとすると、選択される可能性のある列は副カラ
ム線C11、C12のそれぞれ両側のセルだけとなり、その
群内部だけが読み出し可能となる。そして、その群の内
部での択一的な副ビット線、副カラム線の選択がMOS
トランジスタT1、T2、T3、T4とMOSトランジスタ
5、T6、T7、T8、T9のいずれかによって行われ
る。
In the column selection circuit 2, the main column line is mainly selected by the signals Y 1 and Y 2 so that the main bit lines related to the main column line are simultaneously selected.
1, Y 2 by may select a main bit line to the principal. One group includes two sub-column lines and three sub-bit lines. That is, for example, only the signal Y 1 is a high level, the signal Y has such columns is selected to 1, still MOS transistors T 1, T 2, T 3 , T 4 and MOS transistors T 5, T 6, Assuming that T 7 , T 8 , and T 9 do not operate, the only columns that may be selected are the cells on both sides of the sub-column lines C 11 and C 12 , and only the inside of the group can be read. The selection of the alternative sub-bit line and sub-column line within the group is
This is performed by one of the transistors T 1 , T 2 , T 3 , T 4 and the MOS transistors T 5 , T 6 , T 7 , T 8 , T 9 .

【0021】ここで、その列選択回路2について具体的
な構成について説明すると、すなわち、主ビット線B1
は、MOSトランジスタT10と図示しない1つのMOS
トランジスタを介してデータバス線に接続され、主ビッ
ト線B2は、MOSトランジスタT13、T14を介して接
続され、主ビット線B3は、MOSトランジスタT17
図示しない1つのMOSトランジスタを介してデータバ
ス線に接続される。主カラム線C1は、MOSトランジ
スタT11、T12を介して接地線に接続され、主カラム線
2は、MOSトランジスタT15、T16を介して接地線
に接続される。
Here, a specific configuration of the column selection circuit 2 will be described, that is, the main bit line B 1
Is one MOS, not shown as MOS transistors T 10
The main bit line B 2 is connected through MOS transistors T 13 and T 14 , and the main bit line B 3 is connected to a MOS transistor T 17 and one MOS transistor (not shown). Connected to the data bus line via The main column line C 1 is connected to the ground line via a MOS transistor T 11, T 12, a main column line C 2 is connected to the ground line via a MOS transistor T 15, T 16.

【0022】上記MOSトランジスタT10、T11のゲー
トは、AND回路21の出力端子に接続され、上記MO
SトランジスタT12、T13のゲートは、AND回路22
の出力端子に接続され、上記MOSトランジスタT14
15のゲートは、AND回路23の出力端子に接続さ
れ、上記MOSトランジスタT16、T17のゲートは、A
ND回路24の出力端子に接続される。これらAND回
路21〜24は、共に2入力ゲートとされ、その一方
は、信号Y1、Y2が入力される。そのAND回路21
は、信号Y1が入力されると共に選択線WBS’と選択
線WCS’の各信号の論理積が入力される。AND回路
22は、信号Y1が入力されると共に選択線WBSと選
択線WCSの各信号の論理和が入力される。AND回路
23は、信号Y2が入力されると共に選択線WBS’と
選択線WCS’の各信号の論理積が入力される。AND
回路24は、信号Y2が入力されるとともに選択線WB
Sと選択線WCSの各信号の論理和が入力される。従っ
て、それらAND回路21、23の出力が高レベルとな
るのは、選択線WBS’と選択線WCS’の各信号が共
に高レベルの時だけであり、他の場合には、AND回路
22、24の出力が高レベルとなる。
The gates of the MOS transistors T 10 and T 11 are connected to the output terminal of the AND circuit 21,
The gates of the S transistors T 12 and T 13 are connected to the AND circuit 22.
Of the MOS transistor T 14 ,
The gate of T 15 is connected to the output terminal of the AND circuit 23, the gate of the MOS transistor T 16, T 17 is A
Connected to the output terminal of ND circuit 24. Each of these AND circuits 21 to 24 has a two-input gate, and one of them receives signals Y 1 and Y 2 . The AND circuit 21
Is supplied with the signal Y 1 and the logical product of the signals of the selection line WBS ′ and the selection line WCS ′. The AND circuit 22 receives the signal Y 1 and the logical sum of the signals on the selection line WBS and the selection line WCS. The AND circuit 23 receives the signal Y 2 and the logical product of the signals of the selection line WBS ′ and the selection line WCS ′. AND
The circuit 24 receives the signal Y 2 and selects the selection line WB
The logical sum of S and each signal of the selection line WCS is input. Therefore, the outputs of the AND circuits 21 and 23 go high only when the signals on the selection lines WBS 'and WCS' are both high. In other cases, the outputs of the AND circuits 22 and 23 go high. 24 goes high.

【0023】読み出し動作の説明(図1及び図2) 次に、上記図1の構成の読み出し専用メモリ装置につい
て、図2を参照しながらその読み出し動作について説明
する。
Description of Read Operation (FIGS. 1 and 2) Next, the read operation of the read-only memory device having the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0024】読み出し専用装置は、図2に示すように、
最初に信号Φ1が“L”レベル(低レベル)から“H”
レベル(高レベル)に変化し、負荷回路3の各負荷トラ
ンジスタT18、T19、T20、T21、T22のインピーダン
スが所定の値にされ、主ビット線B1、B2、B3と主カ
ラム線C1、C2は、電源電圧Vcc側にその電位が非選択
状態として引き上げられる。
The read-only device, as shown in FIG.
First, the signal Φ 1 changes from “L” level (low level) to “H”.
Level (high level), the impedance of each load transistor T 18 , T 19 , T 20 , T 21 , T 22 of the load circuit 3 is set to a predetermined value, and the main bit lines B 1 , B 2 , B 3 And the main column lines C 1 and C 2 are pulled up to the power supply voltage Vcc side in a non-selected state.

【0025】ここから、第1行のメモリトランジスタM
1〜M7が順に読み出される場合の動作について説明する
と、ワード線W1の電位が“L”レベルから“H”レベ
ルに立ち上がり、これで第1行にかかるワード線W1
選択されたことになる。また、他のワード線W2〜W4
電位は、“L”レベルのまま、或いは“L”レベルに遷
移され、非選択の状態とされる。また、列デコーダから
の信号により、先ず信号Y1のみが“L”レベルから
“H”レベルに立ち上がり、他の信号Y2は、“L”レ
ベルのままとされる。このため、信号Y1が入力される
AND回路21、22のみが作動可能となり、他のAN
D回路23、24等は、不動作とされる。そして、この
信号Y1の立ち上がりとともに、MOSトランジスタ
1、T2、T3、T4及びMOSトランジスタT5、T6
7、T8、T9を動作させる選択線WBS、選択線WC
Sの信号も供給される。先ず、選択線WBSが“L”レ
ベルとされ、選択線WCSも“L”レベルとされる。従
って、選択線WBS’と選択線WCS’は、ともに
“H”レベルとされる。その結果、選択線WBS’と選
択線WCS’の論理積が入力されるAND回路21のみ
が“H”レベルとなり、他のAND回路22〜24は、
“L”レベルのままとされる。
From here, the memory transistors M in the first row
1 When ~M 7 will be described operation when sequentially read, rises to "H" level potential of the word line W 1 from "L" level, this by the word line W 1 according to the first row is selected become. Further, the potential of the other word lines W 2 to W-4, "L" remains level or "L" is shifted to a level, it is unselected. Further, a signal from the column decoder, first only the signal Y 1 rises to "H" level from the "L" level, the other signal Y 2 is kept at the "L" level. Therefore, only the AND circuits 21 and 22 to the signal Y 1 is input becomes operational, other AN
The D circuits 23, 24 and the like are disabled. Then, rising along with the signal Y 1, MOS transistors T 1, T 2, T 3 , T 4 and MOS transistors T 5, T 6,
Select line WBS, select line WC for operating T 7 , T 8 , T 9
An S signal is also provided. First, the selection line WBS is set to “L” level, and the selection line WCS is also set to “L” level. Therefore, both the selection line WBS 'and the selection line WCS' are set to the "H" level. As a result, only the AND circuit 21 to which the logical product of the selection line WBS ′ and the selection line WCS ′ is input becomes “H” level, and the other AND circuits 22 to 24
It is kept at the “L” level.

【0026】AND回路21が“H”レベルとなること
で、MOSトランジスタT10、T11がオン状態にされ
る。他のAND回路21〜24により駆動されるMOS
トランジスタT12〜T17は、オフのままである。このよ
うにMOSトランジスタT10、T11がオン状態となり、
主ビット線B1は、データバス線にMOSトランジスタ
10を介して電気的に接続される。また、これと同時
に、主カラム線C1は、MOSトランジスタT11を介し
て接地線に電気的に接続され、仮想接地線として機能す
る。このように、主カラム線C1が接地線に電気的に接
続されることで、主カラム線C1の電位が下がる。
When the AND circuit 21 goes high, the MOS transistors T 10 and T 11 are turned on. MOS driven by other AND circuits 21 to 24
Transistor T 12 ~T 17 remains off. Thus, the MOS transistors T 10 and T 11 are turned on,
The main bit lines B 1 represents, are electrically connected via the MOS transistor T 10 to the data bus line. At the same time, the main column line C 1 is connected via the MOS transistor T 11 is electrically connected to the ground line, functions as a virtual ground line. Thus, the electrical connection of the main column line C 1 to the ground line lowers the potential of the main column line C 1 .

【0027】これと同時に、上述のように選択線WB
S’と選択線WCS’がともに“H”レベルとなること
から、MOSトランジスタT1、T3がオン状態になり、
MOSトランジスタT6、T8がオン状態になる。なお、
他のMOSトランジスタT2、T4、T5、T7、T9は、
オフ状態のままである。そして、上述のように作動状態
に入るのは、主ビット線B1と主カラム線C1だけである
ことから、主ビット線B1は、MOSトランジスタT1
介して択一的に副ビット線B12に接続され、主カラム線
1は、MOSトランジスタT6を介して択一的に副カラ
ム線C11に接続されることになる。ワード線では、ワー
ド線W1だけがオン状態である。従って、この段階でメ
モリトランジスタM1が選択されていることになる。
At the same time, as described above, the selection line WB
Since both S ′ and the select line WCS ′ are at “H” level, the MOS transistors T 1 and T 3 are turned on,
The MOS transistors T 6 and T 8 are turned on. In addition,
The other MOS transistors T 2 , T 4 , T 5 , T 7 , T 9 are:
It remains off. Then, enter the operating state, as described above, the main bit line B 1 since only main column line C 1, main bit line B 1 represents, alternatively sub bit through the MOS transistors T 1 is connected to line B 12, the main column line C 1 is to be connected alternatively on the sub-column line C 11 via the MOS transistor T 6. In the word line, only the word line W 1 is in the ON state. Therefore, the memory transistor M 1 is selected at this stage.

【0028】この選択されたメモリトランジスタM1
不純物の選択的なイオン注入によるプログラムによって
高い閾値電圧を有する場合、メモリトランジスタM
1は、オン状態とならず、副ビット線B12の電位が下が
ることはない。また、メモリトランジスタM1が低い閾
値電圧を有する場合、ワード線W1の電位からオン状態
になり、副ビット線B12の電位が下がる。その結果、主
ビット線B1の電位も低下し、データバス線の電位も下
がる。従って、メモリトランジスタM1の閾値電圧によ
って、データバス線の電位が変化することになり、その
データバス線の電位変化をセンスアンプで検知して増幅
することで、出力信号Dout が得られる。
If the selected memory transistor M 1 has a high threshold voltage by programming by selective ion implantation of impurities, the memory transistor M 1
1 is not turned on, there is no possibility that the potential of the sub-bit line B 12 is lowered. Also, if having a low threshold voltage the memory transistor M 1, made from the potential of the word line W 1 to the ON state, the potential of the sub-bit line B 12 is lowered. As a result, it decreases the potential of the main bit lines B 1, also lowered the potential of the data bus lines. Thus, the threshold voltage of the memory transistor M 1, will be the potential of the data bus line changes, the data bus line potential changes to amplify is detected by the sense amplifier, the output signal Dout is obtained.

【0029】このようにトランジスタM1のデータが読
みだされた後、選択線WBSが“L”レベルから“H”
レベルに変化する。すると、まず、信号Y1に選択され
ているAND回路21の出力が“L”レベルになり、逆
にAND回路22の出力が“H”レベルに切り替わる。
その結果、MOSトランジスタT10がオフになり、主ビ
ット線B1は、データバス線から電気的に切り離され
る。また、主カラム線C1は、MOSトランジスタT11
を介して接地線に接続されるのではなく、MOSトラン
ジスタT12を介して接地線に電気的に接続される。ま
た、MOSトランジスタT13がオン状態になり、今度は
主ビット線B2がそのMOSトランジスタT13を介して
データバス線に電気的に接続されることになる。選択線
WCSは、そのまま“L”レベルのため、主カラム線C
1は、MOSトランジスタT6を介して副カラム線C11
接続される。選択線WBSが“L”レベルから“H”レ
ベルになるために、MOSトランジスタT2がオン状態
になり、MOSトランジスタT3はオフ状態である。従
って、主ビット線B2は、MOSトランジスタT2を介し
て択一的に副ビット線B21に電気的に接続される。
[0029] After the data of such a transistor M 1 has been read out, the selection line WBS "L" from the level "H"
Change to a level. Then, first, the output of the AND circuit 21 selected by the signal Y 1 becomes “L” level, and conversely, the output of the AND circuit 22 switches to “H” level.
As a result, MOS transistor T 10 is turned off, the main bit line B 1 represents, is electrically disconnected from the data bus line. The main column line C 1 is connected to the MOS transistor T 11
Rather than being connected to the ground line via is electrically connected to the ground line via a MOS transistor T 12. Also, MOS transistor T 13 is turned on, this time the main bit line B 2 is to be electrically connected to the data bus line through the MOS transistor T 13. Since the selection line WCS is at the “L” level as it is, the main column line C
1 is connected via the MOS transistor T 6 in the sub-column line C 11. To select line WBS becomes "H" level from the "L" level, MOS transistor T 2 is turned on, MOS transistor T 3 is in the OFF state. Therefore, the main bit line B 2 is alternatively electrically connected to the sub bit line B 21 via the MOS transistor T 2 .

【0030】このように、副ビット線B21と副カラム線
11が選択されることにより、同じワード線W1にかか
る行のメモリトランジスタM2が選択されたことにな
る。そして、前記メモリトランジスタM1と同様にプロ
グラムされたデータに従って、副ビット線B21が変化
し、それが主ビット線B2を介してデータバス線に現れ
る。
As described above, by selecting the sub-bit line B 21 and the sub-column line C 11 , the memory transistor M 2 in the row related to the same word line W 1 is selected. Then, according to the same programmed data with the memory transistor M 1, the sub-bit line B 21 is changed, it appears to the data bus line through the main bit line B 2.

【0031】次のサイクルでは、メモリトランジスタM
3を選択するために、選択線WCSの電位が“L”レベ
ルから“H”レベルに遷移する。すると、AND回路2
2の出力は“H”レベルにされたままであるが、主ビッ
ト線C1に接続するMOSトランジスタT6がオフ状態に
変化し、MOSトランジスタT7がオン状態に変化す
る。その結果、主カラム線C1に電気的に接続されてい
る副カラム線が副カラム線C11から副カラム線C12に切
り替わる。これで、メモリトランジスタM3が選択され
たことになる。そして、前記メモリトランジスタM1
同様にプログラムされたデータに従って、副ビット線B
21が変化し、それが主ビット線B2を介してデータバス
線に現れる。
In the next cycle, the memory transistor M
In order to select 3 , the potential of the selection line WCS transitions from “L” level to “H” level. Then, the AND circuit 2
The output of the 2 remains in "H" level, MOS transistors T 6 connected to the main bit line C 1 is changed to the OFF state, MOS transistor T 7 is changed to the ON state. As a result, the sub column line electrically connected to the main column line C 1 is switched from the sub column line C 11 to the sub column line C 12 . This results in the memory transistor M 3 is selected. Then, according to the data programmed in the same manner as the memory transistor M 1, the sub-bit lines B
21 is changed, it appears to the data bus line through the main bit line B 2.

【0032】次のサイクルでは、選択線WBSの電位が
“H”レベルから“L”レベルに立ち下がる。その結
果、MOSトランジスタT2がオフ状態になり、MOS
トランジスタT3がオン状態にされる。すると、主ビッ
ト線B2に電気的に接続するビット線は、副ビット線B
22に切り替わる。既に主カラム線C1は接地されてお
り、その主カラム線C1がMOSトランジスタT7を介し
て副カラム線C12に電気的に接続されるために、その副
カラム線C12と上記副ビット線B22で挟まれたメモリト
ランジスタM4が選択されることになる。そして、同様
に主ビット線B2を介してデータバス線にデータが読み
だされることになる。
In the next cycle, the potential of the select line WBS falls from "H" level to "L" level. As a result, MOS transistor T 2 is turned off, MOS
Transistor T 3 is turned on. Then, the bit line electrically connected to the main bit line B 2 becomes the sub bit line B
Switch to 22 . Since the main column line C 1 is already grounded and the main column line C 1 is electrically connected to the sub column line C 12 via the MOS transistor T 7 , the sub column line C 12 is connected to the sub column line C 12. so that the memory transistor M 4 sandwiched between the bit line B 22 is selected. Then, the data is read out to the data bus line through the likewise main bit line B 2.

【0033】メモリトランジスタM4のデータが読み出
された後、第2図に示すように、信号Y1が立ち下が
り、信号Y2が立ち上がって、第1の選択手段として次
の群を選択したことになる。そして、選択線WBSとW
CSの電位をそれぞれ“L”レベルにすることで、信号
線WBS’、WCS’の電位が“H”レベルになり、A
ND回路23の出力が“H”レベルとなる。この時、他
のAND回路21、22、24の出力は、“L”レベル
である。AND回路23の出力が“H”レベルであるた
めに、MOSトランジスタT14、T15がオン状態にされ
る。その結果、主ビット線B2、主カラム線C2がそれぞ
れ選択されたものとなる。これと同時に、信号線WB
S’の電位が“H”レベルであることから、MOSトラ
ンジスタT3が選択され、主ビット線B2は、そのMOS
トランジスタT3を介して副ビット線B22に接続され
る。また、信号線WCS’の電位が“H”レベルである
ことから、MOSトランジスタT8がオン状態とされ、
副カラム線C21が主カラム線C2に電気的に接続され
る。このように、副カラム線C21と副ビット線B22が使
用されることで、メモリトランジスタM5が選択された
ことになる。
[0033] After the data of the memory transistor M 4 is read, as shown in FIG. 2, falling signal Y 1, the rise of the signal Y 2, and selects the next group as a first selection means Will be. Then, the selection lines WBS and W
By setting each of the potentials of CS to “L” level, the potentials of the signal lines WBS ′ and WCS ′ become “H” level, and A
The output of the ND circuit 23 becomes "H" level. At this time, the outputs of the other AND circuits 21, 22, and 24 are at "L" level. Since the output of the AND circuit 23 is at the “H” level, the MOS transistors T 14 and T 15 are turned on. As a result, the main bit line B 2 and the main column line C 2 are selected. At the same time, the signal line WB
Since the potential of S ′ is at “H” level, the MOS transistor T 3 is selected, and the main bit line B 2 is connected to the MOS transistor T 3.
It is connected via a transistor T 3 to the sub-bit line B 22. Further, since the potential of the signal line WCS 'is at "H" level, MOS transistor T 8 is turned on,
Auxiliary column line C 21 are electrically connected to the main column line C 2. As described above, by using the sub column line C 21 and the sub bit line B 22 , the memory transistor M 5 is selected.

【0034】以下、信号Y2だけが“H”レベルのま
ま、信号Y1が“H”レベルの時と同様に選択線WB
S、WCSの電位が順次変化して行き、メモリトランジ
スタM6、M7・・・と順に選択されて行く。そして、信号
2のサイクルが終了した後、信号Y3、Y4、・・・と群を
選択する信号が進んで行く。最終の列まで到達したとこ
ろで、ワード線W1の電位が下がり、ワード線W2の電位
が立ち上がる。そして、同様に順次メモリトランジスタ
が選択されて行って、データがデータバス線に読みださ
れて行くことになる。
[0034] Hereinafter, while only the signal Y 2 is at the "H" level, the signal Y 1 is "H" Similarly select lines WB and when the level
The potentials of S and WCS are sequentially changed, and are sequentially selected as memory transistors M 6 , M 7, .... After the cycle of the signal Y 2 is completed, the signal Y 3, Y 4, advances the signal for selecting ... and the group. Now that you have reached the final of the column, lower the potential of the word line W 1, the potential of the word line W 2 rises. Then, similarly, the memory transistors are sequentially selected, and the data is read out to the data bus line.

【0035】ブロック分割構成(図4) 本実施例のROMは、図4に示すように、メモリセルブ
ロックを分割した構成にできる。なお、ワード線は、こ
こでは8本としているが、図1のROMと本質的な差を
有するものではない。
Block Dividing Configuration (FIG. 4) The ROM of this embodiment can have a configuration in which a memory cell block is divided as shown in FIG. Although the number of word lines is eight here, it does not have an essential difference from the ROM of FIG.

【0036】図4に示すROMは、ワード線の延長方向
に垂直な方向にn個に分割されたセルブロックMB1
MB2・・・MBnを有している。各セルブロックMB1
MB2・・・MBnは、上述の図1に示したように、交互に
配置され定常的にカラム線とビット線として用いられる
各線と、行列状に配列されるメモリトランジスタを有
し、選択線WBS・X1〜WBS・Xn、WBS’・X1
〜WBS’・Xnにより制御されるMOSトランジスタ
と、選択線WCS・X1〜WCS・Xn、WCS’・X1
〜WCS’・Xnにより制御されるMOSトランジスタ
を有している。このように、ブロック分割をすること
で、各セルブロックMB1、MB2・・・MBn内の図示しな
いカラム線とビット線は、ワード線の延長方向に垂直な
方向に短くなる。このため、抵抗や寄生容量等の値を小
さくすることができ、高速な動作が可能となる。特に後
述するように、ビット線、カラム線をそれぞれ拡散領域
で形成する場合に有利である。
The ROM shown in FIG. 4 has a cell block MB 1 divided into n blocks in a direction perpendicular to the word line extending direction.
It has a MB 2 ··· MBn. Each cell block MB 1 ,
Each of MB 2 ... MBn has, as shown in FIG. 1 described above, each line which is alternately arranged and constantly used as a column line and a bit line, and memory transistors arranged in a matrix, WBS · X 1 ~WBS · Xn, WBS '· X 1
'A MOS transistor controlled by · Xn, selection lines WCS · X 1 ~WCS · Xn, WCS' ~WBS · X 1
MOSWCS ′ · Xn. Thus, by the block division, each cell block MB 1, MB 2 ··· MB column lines and bit lines (not shown) in the n is shorter in a direction perpendicular to the extension direction of the word line. Therefore, values such as resistance and parasitic capacitance can be reduced, and high-speed operation can be performed. This is particularly advantageous when the bit lines and the column lines are each formed of a diffusion region, as described later.

【0037】このように、n個のセルブロックMB1
MB2・・・MBnでは、共通に主ビット線B0〜Bmが設け
られており、この主ビット線B0〜Bmは、ビット線の
形成方向と同じ方向に形成されている。また、n個のセ
ルブロックMB1、MB2・・・MBnでは、共通に主カラム
線C1〜Cmも設けられており、同様に、これら主カラ
ム線C1〜Cmも主ビット線と平行に設けられている。
そして、各主ビット線B〜Bmと主カラム線C〜C
mはワード線の延長方向で交互に配置される。
Thus, the n cell blocks MB 1 ,
In MB 2 ··· MB n, commonly have main bit lines B 0 to Bm are provided, the main bit line B 0 to Bm are formed in the same direction as the forming direction of the bit line. Further, the n-number of cell blocks MB 1, MB 2 ··· MBn, commonly is also provided a main column lines C 1 ~Cm, likewise, these main column line C 1 ~Cm also main bit line in parallel It is provided in.
The main bit lines B 0 to Bm and the main column lines C 1 to C
m are alternately arranged in the word line extension direction.

【0038】上記セルブロックMB1のワード線の延長
方向と垂直な方向での端部には、負荷回路30が設けら
れている。この負荷回路30には、負荷回路30を構成
するMOSトランジスタのインピーダンスを制御するた
めの信号Φ1が供給される。このように各主ビット線B0
〜Bmと主カラム線C1〜Cmを各セルブロックMB1
MB2・・・MBn で共通に使用することにより、負荷回路
30をセルブロック全体の端部に配置すれば良く、占有
面積の縮小化から高集積化を図ることが可能となる。
[0038] end of an extension direction perpendicular to the direction of the cell blocks MB 1 word line, the load circuit 30 is provided. This load circuit 30 is supplied with a signal Φ 1 for controlling the impedance of the MOS transistor constituting the load circuit 30. Thus, each main bit line B 0
To Bm and the main column lines C 1 to Cm are connected to each cell block MB 1 ,
By commonly using the MB 2 ... MB n , the load circuit 30 may be arranged at the end of the entire cell block, and the occupation area can be reduced and high integration can be achieved.

【0039】上記セルブロックMBnのワード線の延長
方向と垂直な方向での端部には、列選択回路20が設け
られる。この列選択回路20には、制御信号WBS、W
CSが供給され、同時に列デコーダーからの列選択のた
めの信号Y1〜Ymも供給される。これら各信号により
1本ずつの主カラム線と主ビット線が1つの群として選
択され、前述のような読み出し動作を行う。このように
各主ビット線B0〜Bmと主カラム線C1〜Cmを各セル
ブロックMB1、MB2・・・MBnで共通に使用することに
より、負荷回路30と同様に列選択回路20をセルブロ
ック全体の端部に配置すれば良く、占有面積の縮小化か
ら高集積化を図ることが可能となる。
A column selection circuit 20 is provided at an end of the cell block MBn in a direction perpendicular to the word line extending direction. The column selection circuit 20 includes control signals WBS, W
CS is supplied, and at the same time, signals Y 1 to Ym for column selection from the column decoder are also supplied. Each of these signals selects one main column line and one main bit line as one group, and performs the above-described read operation. By using this manner in common each main bit lines B 0 to Bm and the main column line C 1 ~Cm each cell block MB 1, MB 2 ··· MB n , similarly to the load circuit 30 column selection circuit What is necessary is just to arrange | position 20 at the edge part of the whole cell block, and it becomes possible to achieve high integration from reduction of an occupation area.

【0040】電極層を1層ポリシリコンとする場合のレ
イアウト(図5) 次に、図5を参照しながら、電極層を単層のポリシリコ
ン層で形成した場合のレイアウトについて説明する。な
お、この図5に示すレイアウトは説明を簡素化するため
に一部を示しただけのものであり、実際は図中Y方向及
びX方向に繰り返したパターンで連続的に形成される。
Layout when electrode layer is made of single-layer polysilicon (FIG. 5) Next, a layout when the electrode layer is formed of a single-layer polysilicon layer will be described with reference to FIG. The layout shown in FIG. 5 is only partially shown for simplification of the description, and is actually formed continuously in a pattern repeated in the Y and X directions in the figure.

【0041】図5に示すように、シリコン基板41上
に、図中散点を付した領域で示されX方向に延在される
ように複数のポリシリコン層が形成される。このレイア
ウトにおいて、Y方向に並ぶ一対のコンタクトホール4
2、42の間の領域が、1つのセルブロック単位であ
り、このセルブロック中に選択線WBS’・Xn、WB
S・Xnと、8本のワード線W1〜W8と、選択線WC
S’・Xn、WCS・Xnとがそれぞれポリシリコン層
からなる帯状のパターンで形成される。これら各線の間
は、所定間隔だけ離間され、チャンネルストップのため
のイオン注入がセルフアラインで行われる。
As shown in FIG. 5, a plurality of polysilicon layers are formed on the silicon substrate 41 so as to extend in the X direction indicated by the dotted areas in the figure. In this layout, a pair of contact holes 4 arranged in the Y direction
The area between 2 and 42 is one cell block unit. In this cell block, select lines WBS'.Xn, WB
S · Xn, eight word lines W 1 to W 8, and a selection line WC
S'.Xn and WCS.Xn are each formed in a band-like pattern made of a polysilicon layer. These lines are separated by a predetermined interval, and ion implantation for channel stop is performed in a self-aligned manner.

【0042】副ビット線B11、B12、B21、B22及び副
カラム線C01、C02、C11、C12は、図中太い実線で示
すように、Y方向を長手方向として形成される。これら
副ビット線B11、B12、B21、B22及び副カラム線
01、C02、C11、C12のパターンは、それぞれ帯状の
パターンとされ、特に厚い酸化膜(LOCOS)の下部
に形成される不純物拡散領域から構成される。なお、厚
い酸化膜は図中省略している。これら副ビット線B11
12、B21、B22及び副カラム線C01、C02、C11、C
12は、シリコン基板41の表面の厚い酸化膜の下部に形
成される不純物拡散領域からなるため、各メモリトラン
ジスタのソース・ドレイン領域として用いられる。そし
て、これら副ビット線B11、B12、B21、B22及び副カ
ラム線C01、C02、C11、C12は、第2、第3の選択手
段となるMOSトランジスタとメモリトランジスタを同
じチャンネル方向とさせるために、それぞれセルブロッ
ク内での端部の位置が特徴的である。
The sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 are formed with the Y direction as the longitudinal direction, as indicated by the thick solid lines in the figure. Is done. The patterns of the sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 are respectively strip-shaped patterns, and particularly, under the thick oxide film (LOCOS). Is formed from the impurity diffusion region formed in the substrate. Note that the thick oxide film is omitted in the figure. These sub bit lines B 11 ,
B 12 , B 21 , B 22 and sub column lines C 01 , C 02 , C 11 , C
Reference numeral 12 denotes an impurity diffusion region formed below the thick oxide film on the surface of the silicon substrate 41, and thus is used as a source / drain region of each memory transistor. The sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 are used to connect a MOS transistor and a memory transistor as second and third selecting means. In order to have the same channel direction, the position of the end in each cell block is characteristic.

【0043】すなわち、副カラム線C01、C11は、ワー
ド線W1の下部から選択線WCS’・Xnの下部に亘る
範囲で形成され、端部47は、選択線WCS・Xnの下
部までは至っていない。このためコンタクトホール42
の周囲を副カラム線C01、C11の線上に当たる位置まで
延在させることができる。副カラム線C02、C12は、ワ
ード線W1の下部から選択線WCS・Xnの下部に亘る
範囲で形成される。主カラム線C0、C1とのコンタクト
ホール42から延在された不純物拡散領域は、ビット線
の延長線上でY方向に延在され、コンタクトホール42
から選択線WCS’・Xnを越えたところに端部48が
設けられている。この選択線WCS’・Xnの下部であ
って、コンタクトホール42から延在された不純物拡散
領域と副カラム線C02、C12の間の領域49には、図中
破線で示すマスクパターン43を利用してチャンネル形
成を阻止するための不純物が打ち込まれている。従っ
て、副カラム線C01、C11は、選択線WCS’・Xnに
形成されるMOSトランジスタを選択トランジスタと
し、副カラム線C02、C12は、選択線WCS・Xnに形
成されるMOSトランジスタを選択トランジスタとす
る。これら各選択線WCS’・Xn,WCS・Xnに形
成されるMOSトランジスタは、そのチャンネル方向が
メモリトランジスタのチャンネル方向と同じであるため
に、ワード線W1〜W8の部分と同様に、セルフアライン
でチャンネルストッパー領域を容易に形成することがで
き、占有面積の縮小化や高集積化に有利である。
That is, the sub-column lines C 01 and C 11 are formed in a range from the lower part of the word line W 1 to the lower part of the select line WCS ′ · Xn, and the end 47 extends to the lower part of the select line WCS · Xn. Has not been reached. Therefore, the contact hole 42
Can be extended to a position corresponding to the sub-column lines C 01 and C 11 . Auxiliary column line C 02, C 12 is formed in a range ranging from the lower part of the word line W 1 at the bottom of the selection line WCS · Xn. The impurity diffusion region extending from the contact hole 42 with the main column lines C 0 and C 1 extends in the Y direction on the extension of the bit line, and
, An end portion 48 is provided beyond the selection line WCS ′ · Xn. A mask pattern 43 indicated by a broken line in the figure is provided below the select line WCS'.Xn and in a region 49 between the impurity diffusion region extended from the contact hole 42 and the sub column lines C 02 and C 12 . Impurities are implanted to prevent channel formation by utilizing the same. Therefore, the sub-column lines C 01 and C 11 use the MOS transistors formed on the selection lines WCS ′ · Xn as the selection transistors, and the sub-column lines C 02 and C 12 use the MOS transistors formed on the selection lines WCS · Xn. Is a selection transistor. Each of these selection lines WCS '· Xn, since the MOS transistor formed in WCS · Xn, the channel direction is the same as the channel direction of the memory transistors, as in the portion of the word lines W 1 to W-8, Self The channel stopper region can be easily formed by alignment, which is advantageous for reduction of the occupied area and high integration.

【0044】また、ビット線に関しても同様に選択用の
トランジスタのチャンネル方向をX方向にさせるように
配慮されており、副ビット線B12、B22は、ワード線W
8の下部から選択線WBS・Xnの下部に亘る範囲で形
成され、第2の選択手段側の端部45は、選択線WB
S’・Xnの下部までは至っていない。従って、コンタ
クトホール42の周囲を副ビット線B12、B22の延長線
上に延在させることができる。また、副ビット線B11
21は、ワード線W8の下部から選択線WBS’・Xn
の下部に亘る範囲で形成され、コンタクトホール42に
近い側の選択線WBS’・Xnを選択用のMOSトラン
ジスタのゲートとさせることができる。副ビット線
11、B21と主ビット線B1、B2が接続するコンタクト
ホール42を延在させた不純物拡散領域との間の領域6
0は、マスクパターン43を用いてチャンネルストッパ
ー領域とされる。その不純物拡散領域は、副カラム線C
02、C12の延長線上でY方向に延在され、その端部46
は2つの選択線WBS’・Xn,WBS・Xnを亘った
位置に存在する。従って、主ビット線B1、B2は、択一
的に副ビット線と接続され、選択線WBS’・Xnを用
いて主ビット線B1、B2は、副ビット線B11、B21に接
続され、選択線WBS・Xnを用いて主ビット線B1
2は、副ビット線B12、B22に接続される。上記副カ
ラム線の場合と同様に、チャンネル方向はワード線W1
〜W8と同方向であり、縮小化等に有利である。
Similarly, the bit line is also designed so that the channel direction of the transistor for selection is set in the X direction, and the sub-bit lines B 12 and B 22 are
8 is formed in the range from the lower part of the selection line WBS.Xn to the lower part of the selection line WBS.
It does not reach the lower part of S ′ · Xn. Therefore, the periphery of the contact hole 42 can be extended on the extension of the sub-bit lines B 12 and B 22 . Also, the sub bit lines B 11 ,
B 21 is the selection line WBS '· Xn from the bottom of the word line W 8
And the selection line WBS ′ · Xn near the contact hole 42 can be used as the gate of the selection MOS transistor. A region 6 between the sub-bit lines B 11 and B 21 and the impurity diffusion region extending the contact hole 42 connecting the main bit lines B 1 and B 2.
0 is used as a channel stopper region using the mask pattern 43. The impurity diffusion region has a sub-column line C
02, as an extension of C 12 extending in the Y direction, the end portion 46
Exists at a position across two select lines WBS'.Xn and WBS.Xn. Therefore, the main bit lines B 1 and B 2 are alternatively connected to the sub bit lines, and the main bit lines B 1 and B 2 are connected to the sub bit lines B 11 and B 21 by using the selection line WBS ′ · Xn. , And the main bit lines B 1 ,
B 2 is connected to the sub-bit line B 12, B 22. As in the case of the sub column line, the channel direction is the word line W 1
And to W-8 are the same direction, which is advantageous for miniaturization and the like.

【0045】また、上記マスクパターン43は、各メモ
リトランジスタのチャンネル形成阻止のために打ち込ま
れるプログラムのイオン注入のマスク44も兼用でき
る。従って、工程の簡略化を図ることができ、TAT
(ターン・アラウンド・タイム)を短縮する上で有利で
ある。
The mask pattern 43 can also serve as a mask 44 for ion implantation of a program which is implanted to prevent channel formation of each memory transistor. Therefore, the process can be simplified, and the TAT
(Turn-around time) is advantageous.

【0046】主ビット線B1、B2は、図中Y方向に延在
されるアルミニウム系配線層からなる。また、主カラム
線C0、C1も図中Y方向に延在されるアルミニウム系配
線層からなる。これら主ビット線B1、B2と主カラム線
0、C1は、互いに平行な帯状のパターンとされ、コン
タクトホール42の領域でシリコン基板41の表面に形
成された不純物拡散領域に接続する。本実施例の読み出
し専用メモリ装置では、主ビット線B1、B2と主カラム
線C0、C1のコンタクトホール42がセルブロックのY
方向において、振り分けられて形成される。このため、
X方向で隣接してコンタクトホール42が並ぶこともな
く、集積化に有利である。
The main bit lines B 1 and B 2 are made of an aluminum-based wiring layer extending in the Y direction in the figure. The main column lines C 0 and C 1 are also made of an aluminum-based wiring layer extending in the Y direction in the figure. The main bit lines B 1 , B 2 and the main column lines C 0 , C 1 are in the form of strips parallel to each other, and are connected to an impurity diffusion region formed on the surface of the silicon substrate 41 in the region of the contact hole. . In the read-only memory device of the present embodiment, the contact holes 42 of the main bit lines B 1 and B 2 and the main column lines C 0 and C 1 are connected to the Y of the cell block.
In the direction, it is divided and formed. For this reason,
The contact holes 42 are not arranged adjacent to each other in the X direction, which is advantageous for integration.

【0047】電極層を2層ポリシリコンとする場合のレ
イアウト(図6) 次に、図5を参照しながら、電極層を2層のポリシリコ
ン層で形成した場合のレイアウトについて説明する。な
お、この図6に示すレイアウトは、図5と同様に、説明
を簡素化するために一部を示しただけのものであり、実
際は図中Y方向及びX方向に繰り返したパターンで連続
的に形成される。
Layout when electrode layer is made of two-layer polysilicon (FIG. 6) Next, a layout when the electrode layer is formed of two polysilicon layers will be described with reference to FIG. The layout shown in FIG. 6 is only a part shown in FIG. 5 for the sake of simplicity of explanation, and is actually continuous in a pattern repeated in the Y direction and the X direction in the drawing. It is formed.

【0048】この2層のポリシリコン層を電極層とする
本実施例のROMは、図6に示すように、シリコン基板
51上に第1層目のポリシリコン層と第2層目のポリシ
リコン層からなる電極層をそれぞれX方向に延在される
帯状のパターンで有している。第1層目のポリシリコン
層から選択線WBS・Xn、WCS・Xn、WCS・X
n+1、ワード線W2、W4、W6、W8が形成され、第2層
目のポリシリコン層から選択線WBS’・Xn、WC
S’・Xn、WCS’・Xn+1 、ワード線W1、W3、W
5、W7が形成される。選択線となる第1,第2層目のポ
リシリコン層の平面上の間隔は、薄い層間絶縁膜のみの
間隔であり、Y方向の端部が重なるまでに十分に近接配
置される。また、ワード線W1〜W8の間隔も、2層ポリ
シリコン層の利点を活かして、十分にY方向に縮小して
配置される。これらワード線W1〜W8には、マスクパタ
ーン54を用いてプログラムのためのイオン注入が行わ
れる。このイオン注入はセルフアラインで行うことがで
き、縮小化に有効である。このワード線部分の構造につ
いては後述する。なお、選択線は2層構造とせずに単層
のポリシリコン層を並べて形成することもできる。
As shown in FIG. 6, the ROM of this embodiment using the two polysilicon layers as the electrode layers has a first polysilicon layer and a second polysilicon layer on a silicon substrate 51. Each of the electrode layers has a band-like pattern extending in the X direction. From the first polysilicon layer, select lines WBS.Xn, WCS.Xn, WCS.X
n + 1 and word lines W 2 , W 4 , W 6 , W 8 are formed, and select lines WBS ′ · Xn, WC are formed from the second polysilicon layer.
S '· Xn, WCS' · Xn + 1, word lines W 1, W 3, W
5 , W 7 is formed. The spacing between the first and second polysilicon layers serving as selection lines on the plane is the spacing between the thin interlayer insulating films only, and is arranged sufficiently close to overlap the ends in the Y direction. Also, the intervals between the word lines W 1 to W 8 are arranged sufficiently reduced in the Y direction, taking advantage of the advantage of the two-layer polysilicon layer. The word lines W 1 to W 8 are subjected to ion implantation for programming using the mask pattern 54. This ion implantation can be performed in a self-aligned manner, which is effective for downsizing. The structure of this word line portion will be described later. Note that the selection line may be formed by arranging a single polysilicon layer without forming a two-layer structure.

【0049】1つのセルブロックは、Y方向にあるコン
タクトホール52、52の間の領域に配設される。この
セルブロックのY方向の幅は、上述のように2層のポリ
シリコン層を用いているために、単層の場合よりも短い
ものにできる。
One cell block is provided in a region between contact holes 52 in the Y direction. Since the width of the cell block in the Y direction is two as described above, it can be shorter than that of a single layer.

【0050】このセルブロック内において、図中Y方向
を長手方向として副ビット線B11、B12、B21、B22
カラム線が互いに平行に帯状のパターンに形成される。
これら副ビット線B11、B12、B21、B22及び副カラム
線C01、C02、C11、C12のパターンは、特に厚い酸化
膜(LOCOS)の下部に形成される不純物拡散領域か
ら構成される。なお、厚い酸化膜は図中省略している。
これら副ビット線B11、B12、B21、B22及び副カラム
線C01、C02、C11、C12は、各メモリトランジスタの
ソース・ドレイン領域として機能する。そして、これら
副ビット線B11、B12、B21、B22及び副カラム線
01、C02、C11、C12は、第2、第3の選択手段とな
るMOSトランジスタとメモリトランジスタを同じチャ
ンネル方向とさせるために、それぞれセルブロック内で
のY方向の長さを調整している。
In this cell block, the sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the column lines are formed in a belt-like pattern parallel to each other with the Y direction in the drawing as the longitudinal direction.
The patterns of the sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 are formed particularly in the impurity diffusion region formed under the thick oxide film (LOCOS). Consists of Note that the thick oxide film is omitted in the figure.
The sub bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 function as source / drain regions of each memory transistor. The sub-bit lines B 11 , B 12 , B 21 , B 22 and the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12 are used to connect a MOS transistor and a memory transistor as second and third selecting means. In order to have the same channel direction, the length in the Y direction in each cell block is adjusted.

【0051】まず、副カラム線C01、C02、C11、C12
は、ワード線W1の下部から始まるパターンで形成され
ているが、副カラム線C01、C11は、その端部57が選
択線WCS’・Xnの下部まであるが、カラム線C02
12は、選択線WCS・Xnの下部まで延在されてい
る。このためコンタクトホール52の不純物拡散領域
は、カラム線C01、C11の線上に当たる位置まで延在さ
せることができる。また、そのコンタクトホール52と
接続する不純物拡散領域は、ビット線の延長線上でY方
向に選択線を亘って延在され、それがMOSトランジス
タの一方のソース・ドレイン領域として機能することか
ら、カラム線C01、C11は、選択線WCS’・Xnに形
成されるMOSトランジスタを選択トランジスタとし、
副カラム線C02、C12は、選択線WCS・Xnに形成さ
れるMOSトランジスタを選択トランジスタとする。こ
のような選択トランジスタを形成するために、領域59
には、マスクパターン53を用いてチャンネル形成阻止
のためのイオン注入が行われる。このマスクパターンは
2層目のポリシリコン層の下部に対して行うプログラム
と同じプロセスで行うことができる。これら各選択線W
CS・Xn、WCS’・Xnに形成されるMOSトラン
ジスタは、そのチャンネル方向がメモリトランジスタの
チャンネル方向と同じであるために、ワード線W1〜W8
の部分と同様に、セルフアラインでチャンネルストッパ
ー領域を容易に形成することができ、占有面積の縮小化
や高集積化に有利である。
First, the sub-column lines C 01 , C 02 , C 11 , C 12
Has been formed in a pattern that starts from the bottom of the word line W 1, auxiliary column line C 01, C 11 is the end portion 57 is to the bottom of the selection line WCS '· Xn, column lines C 02,
C 12 extends to below the selection line WCS · Xn. Therefore, the impurity diffusion region of the contact hole 52 can be extended to a position corresponding to the line of the column lines C 01 and C 11 . The impurity diffusion region connected to the contact hole 52 extends over the selection line in the Y direction on the extension of the bit line, and since it functions as one of the source / drain regions of the MOS transistor, The lines C 01 and C 11 use the MOS transistors formed on the selection lines WCS ′ · Xn as selection transistors,
For the sub column lines C 02 and C 12 , MOS transistors formed on the selection lines WCS · Xn are used as selection transistors. To form such a select transistor, the region 59
Then, ion implantation for preventing channel formation is performed using the mask pattern 53. This mask pattern can be formed by the same process as the program performed on the lower portion of the second polysilicon layer. Each of these selection lines W
CS · Xn, since the MOS transistor formed in WCS '· Xn, the channel direction is the same as the channel direction of the memory transistor, the word line W 1 to W-8
As in the above case, the channel stopper region can be easily formed by self-alignment, which is advantageous for reducing the occupied area and increasing the degree of integration.

【0052】また、副ビット線B11、B12、B22、B21
のパターンは、ワード線W8の下部からそれぞれ始まる
が、副ビット線B12、B22は、その端部55が選択線W
BS・Xnの下部までであり、副ビット線B11、B
21は、選択線WBS’・Xnの下部に亘る範囲で形成さ
れる。このようなパターンにすることで、チャンネル方
向とX方向とするMOSトランジスタが、各選択線WB
S・Xn、WBS’・Xnに形成される。従って、占有
面積の縮小化に有利である。このビット線側でも副ビッ
ト線B12、B22と不純物拡散領域との間の領域61は、
プログラム時に使用されるマスクパターン53を用いて
チャンネルストッパー領域とされる。
The sub bit lines B 11 , B 12 , B 22 , B 21
Pattern is starting respectively from the bottom of the word line W 8, sub bit lines B 12, B 22, the end 55 is selected line W
Up to the lower portion of BS.Xn, the sub-bit lines B 11 and B
21 is formed in a range extending below the selection line WBS ′ · Xn. With such a pattern, the MOS transistors in the channel direction and the X direction are connected to the respective select lines WB
S.Xn and WBS'.Xn. Therefore, it is advantageous for reducing the occupied area. On this bit line side, the region 61 between the sub-bit lines B 12 and B 22 and the impurity diffusion region is
A channel stopper region is formed by using a mask pattern 53 used at the time of programming.

【0053】主ビット線B1、B2及び主カラム線C0
1は、図中Y方向に延在されるアルミニウム系配線層
からなる。これら主ビット線B1、B2、主カラム線
0、C1は、互いに平行な帯状のパターンとされる。従
って、微細化に有利である。また、これら主ビット線B
1、B2及び主カラム線C0、C1は、コンタクトホール5
2の領域でシリコン基板41の表面に形成された不純物
拡散領域に接続する。本実施例の読み出し専用メモリ装
置では、主ビット線B1、B2と主カラム線C0、C1のコ
ンタクトホール52がセルブロックのY方向において、
振り分けられて形成される。このためX方向に隣接して
コンタクトホール52が並ぶこともなく、集積化に有利
である。
The main bit lines B 1 , B 2 and the main column lines C 0 ,
C 1 is made of an aluminum-based wiring layer is extended in the Y direction of the drawing. The main bit lines B 1 , B 2 and the main column lines C 0 , C 1 are in a band-like pattern parallel to each other. Therefore, it is advantageous for miniaturization. In addition, these main bit lines B
1 , B 2 and main column lines C 0 , C 1 are contact holes 5
The region 2 is connected to an impurity diffusion region formed on the surface of the silicon substrate 41. In the read-only memory device of this embodiment, the contact holes 52 of the main bit lines B 1 and B 2 and the main column lines C 0 and C 1 are arranged in the Y direction of the cell block.
It is distributed and formed. Therefore, the contact holes 52 are not arranged adjacent to each other in the X direction, which is advantageous for integration.

【0054】セルの構造(図7〜図11) 次に、図7〜図11を参照して、メモリセル部分の構造
について説明する。
Cell Structure (FIGS. 7 to 11) Next, the structure of the memory cell portion will be described with reference to FIGS.

【0055】図7は、2層ポリシリコン層構造の本実施
例のROMのセルの部分の平面図である。図中、斜線領
域は、p型の半導体基板101の表面に形成された厚い
酸化膜102を示し、それぞれ帯状のパターンで互いに
平行に図中Y方向に延在されている。この厚い酸化膜1
02の下部にソース・ドレイン領域107が整合的に形
成される。そして、これら厚い酸化膜102と直交する
方向である図中X方向に、互いに平行な複数の帯状のパ
ターンに形成される第1の電極層である第1層目のポリ
シリコン層103及び第2の電極層である第2層目のポ
リシリコン層104が形成される。第1層目のポリシリ
コン層103は、互いに平行な帯状のパターンで形成さ
れ、隣接するパターン同士では幅l1の間隔を有してい
る。第2層目のポリシリコン層104は、その第1層目
のポリシリコン層103同士の間の領域を覆って形成さ
れ、それぞれY方向の端部の一部が第1層目のポリシリ
コン層103の端部上に平面上重なる。従って、Y方向
には、略間隔を開けずにメモリトランジスタが並列に形
成されていることになり、当該読み出し専用メモリ装置
を高集積度にすることができる。
FIG. 7 is a plan view of a cell portion of the ROM of this embodiment having a two-layer polysilicon layer structure. In the figure, a hatched area indicates a thick oxide film 102 formed on the surface of a p-type semiconductor substrate 101, and extends in the Y direction in the figure in parallel with each other in a band-like pattern. This thick oxide film 1
The source / drain region 107 is formed below the layer 02 in a consistent manner. Then, in the X direction in the drawing, which is a direction orthogonal to the thick oxide film 102, the first polysilicon layer 103 and the second A second polysilicon layer 104 as an electrode layer is formed. The first polysilicon layer 103 is formed in a strip-shaped pattern parallel to each other, and adjacent patterns have an interval of width l 1 . The second polysilicon layer 104 is formed so as to cover the region between the first polysilicon layers 103, and a part of each end in the Y direction is a first polysilicon layer. 103 overlaps the end of 103 on a plane. Therefore, in the Y direction, the memory transistors are formed in parallel without leaving a substantial interval, and the read-only memory device can be highly integrated.

【0056】略正方形のパターン105は、第1層目の
ポリシリコン層103の下部へのイオン注入によるプロ
グラムのマスクの窓部であり、略正方形のパターン10
6は第2層目のポリシリコン層104の下部へのイオン
注入によるプログラムのマスクの窓部である。これら各
パターン105、106は、Y方向でそれぞれポリシリ
コン層103、104の幅よりも広くされ、また、X方
向で一対の厚い酸化膜102、102に亘るような大き
な開口部となる。パターン105を用いたイオン注入の
際には、レジストマスクと共に一対の厚い酸化膜10
2、102もマスクの一部として機能する。そして、Y
方向にはみ出した部分は、第1層目のポリシリコン層1
03と整合的なエッチングによって削り取られるため
に、マスクずれに強い。また、パターン106を用いた
イオン注入の際には、レジストマスクと共に一対の厚い
酸化膜102、102及び第1層目のポリシリコン層1
03がマスクとして機能するために、マスクずれに強い
ものとなる。従って、集積度が高くなって行っても、確
実にプログラムすることができる。
The substantially square pattern 105 is a window portion of a program mask formed by ion implantation into the lower portion of the first polysilicon layer 103.
Reference numeral 6 denotes a window portion of a program mask formed by ion implantation below the second polysilicon layer 104. Each of the patterns 105 and 106 is wider than the width of the polysilicon layers 103 and 104 in the Y direction, and has a large opening extending over a pair of thick oxide films 102 and 102 in the X direction. At the time of ion implantation using the pattern 105, a pair of thick oxide films 10
2 and 102 also function as part of the mask. And Y
The portion protruding in the direction is the first polysilicon layer 1.
Since it is scraped off by etching consistent with 03, it is resistant to mask misalignment. In addition, at the time of ion implantation using the pattern 106, a pair of thick oxide films 102, 102 and the first polysilicon layer 1 are formed together with the resist mask.
Since 03 functions as a mask, it is resistant to mask misalignment. Therefore, even if the integration is performed with a high degree of integration, the program can be reliably performed.

【0057】図8及び図9は、図中X方向の断面であ
る。図8は、第2層目のポリシリコン層104のところ
で切断した断面であって、p型のシリコン基板101の
表面には、表面上で離間した厚い酸化膜102、102
が形成されている。その下部のシリコン基板101の表
面には、n+型の不純物領域107が整合的に形成され
ている。このn+型の不純物領域107は、メモリトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域として機能する。一対
の上記厚い酸化膜102、102に挟まれた領域の基板
表面は削られて深くなっており、溝109が形成されて
いる。この溝109の底面及び側面には、上記厚い酸化
膜102よりも薄く形成されたゲート酸化膜108が形
成される。
FIGS. 8 and 9 are cross sections in the X direction in the drawings. FIG. 8 is a cross section cut at the second-layer polysilicon layer 104. On the surface of the p-type silicon substrate 101, thick oxide films 102, 102 separated on the surface are provided.
Are formed. On the surface of the silicon substrate 101 therebelow, an n + -type impurity region 107 is formed in a consistent manner. This n + -type impurity region 107 functions as a source / drain region of the memory transistor. The surface of the substrate in a region sandwiched between the pair of thick oxide films 102, 102 is shaved and deepened, and a groove 109 is formed. On the bottom and side surfaces of the trench 109, a gate oxide film 108 formed thinner than the thick oxide film 102 is formed.

【0058】そして、ゲート酸化膜108上から上記厚
い酸化膜102上に亘り、さらに他のメモリトランジス
タにかかるゲート酸化膜108上に亘って延在されるよ
うに、第2層目のポリシリコン層104が断面上連続的
に形成されている。このポリシリコン層104は、一対
の上記厚い酸化膜102、102に挟まれた領域でゲー
ト酸化膜108に接して形成され、それら厚い酸化膜1
02、102では十分にn+型の不純物領域107と分
離されている。
Then, the second polysilicon layer extends from over the gate oxide film 108 to over the thick oxide film 102 and further over the gate oxide film 108 of another memory transistor. 104 are formed continuously on the cross section. The polysilicon layer 104 is formed in contact with the gate oxide film 108 in a region sandwiched between the pair of thick oxide films 102, 102.
02 and 102 are sufficiently separated from the n + -type impurity region 107.

【0059】図9は、同じ図7のX方向の断面である
が、第1層目のポリシリコン層103のところを断面と
したものである。この図9の断面では、図8と同様に、
離間して厚い酸化膜102がシリコン基板101上に形
成され、その厚い酸化膜102の下部には、整合的にn
+型の不純物領域107が形成される。このn+型の不純
物領域107がメモリトランジスタのソース・ドレイン
領域として機能することになる。しかし、一対の厚い酸
化膜102の間の領域では、シリコン基板101は削ら
れておらず、単に基板主面上にゲート酸化膜108が形
成されているだけである。第1層目のポリシリコン層1
03は、基板主面上に形成されたゲート酸化膜108上
から、断面方向に沿って厚い酸化膜102上まで延在さ
れ、さらに他のメモリトランジスタのゲート酸化膜10
8上まで連続的に形成されている。
FIG. 9 is a cross section in the X direction of FIG. 7, but a cross section of the first polysilicon layer 103. In the cross section of FIG. 9, similar to FIG.
A thick oxide film 102 is formed on the silicon substrate 101 at a distance, and the lower portion of the thick oxide film 102
+ Type impurity region 107 is formed. This n + -type impurity region 107 functions as the source / drain region of the memory transistor. However, in the region between the pair of thick oxide films 102, the silicon substrate 101 is not shaved, and only the gate oxide film 108 is formed on the main surface of the substrate. First polysilicon layer 1
Numeral 03 extends from the gate oxide film 108 formed on the main surface of the substrate to the thick oxide film 102 along the cross-sectional direction, and further extends to the gate oxide film 10 of another memory transistor.
8 continuously.

【0060】次に、図10及び図11は、図7のY方向
の断面であり、図10は、厚い酸化膜102のところで
切断した断面図である。この断面では、p型のシリコン
基板101の表面部分では直線状のn+の不純物領域1
07上に沿って厚い酸化膜102が形成される。この厚
い酸化膜102上には、それぞれ第1層目のポリシリコ
ン層103と第2層目のポリシリコン層104が交互に
形成される。第1層目のポリシリコン層103の端部上
には、第2層目のポリシリコン層104の端部が図示し
ない層間絶縁膜を介して重なっている。
Next, FIGS. 10 and 11 are cross-sectional views in the Y direction of FIG. 7, and FIG. 10 is a cross-sectional view cut at the thick oxide film 102. In this cross section, a linear n + impurity region 1 is formed on the surface of p-type silicon substrate 101.
A thick oxide film 102 is formed along 07. On this thick oxide film 102, a first polysilicon layer 103 and a second polysilicon layer 104 are formed alternately. An end of the second polysilicon layer 104 overlaps an end of the first polysilicon layer 103 via an interlayer insulating film (not shown).

【0061】図11は、各メモリトランジスタのチャン
ネル形成領域に対応する部分の断面である。この断面で
は、第2層目のポリシリコン層104に対応する領域の
シリコン基板101の表面が削られて深くされる。そし
て、第2層目のポリシリコン層104は、その深くされ
た溝109上にゲート酸化膜108を介して形成され
る。第1層目のポリシリコン層103は、基板主面に形
成されたゲート酸化膜108上に形成される。メモリト
ランジスタは、各ポリシリコン層103、104毎に形
成される。従って、図11の断面方向で隣接するトラン
ジスタ同士では、チャンネル形成領域の基板主面の高さ
が異なることになる。これらチャンネル形成領域には、
図10に示すように、選択的にp型の不純物が導入され
て、不純物領域110、111が形成される。この不純
物領域110、111がチャンネル形成領域に形成され
たメモリトランジスタは、ワード線が電位が上昇するこ
とで選択された場合でもオン状態とならず、一対のソー
ス・ドレイン領域となるn+型の不純物領域107、1
07の間が導通することがない。一方、p型の不純物領
域が形成されないメモリトランジスタでは、一対のソー
ス・ドレイン領域となるn+型の不純物領域107、1
07の間が選択時に導通する。この動作上の差異によ
り、プログラムしたデータを読み出すことができる。
FIG. 11 is a cross section of a portion corresponding to a channel forming region of each memory transistor. In this cross section, the surface of the silicon substrate 101 in a region corresponding to the second polysilicon layer 104 is shaved and deepened. Then, the second polysilicon layer 104 is formed on the deepened trench 109 via the gate oxide film 108. The first polysilicon layer 103 is formed on the gate oxide film 108 formed on the main surface of the substrate. The memory transistor is formed for each of the polysilicon layers 103 and 104. Therefore, the transistors adjacent to each other in the cross-sectional direction in FIG. 11 have different heights of the main surface of the substrate in the channel formation region. In these channel formation areas,
As shown in FIG. 10, p-type impurities are selectively introduced to form impurity regions 110 and 111. The memory transistor in which the impurity regions 110 and 111 are formed in the channel formation region is not turned on even when the word line is selected due to an increase in the potential, and is an n + -type pair of source / drain regions. Impurity region 107, 1
There is no conduction during 07. On the other hand, in a memory transistor in which a p-type impurity region is not formed, n + -type impurity regions 107 and 1 serving as a pair of source / drain regions are formed.
During the period of 07, it becomes conductive at the time of selection. Due to this difference in operation, programmed data can be read.

【0062】このような構造の本実施例の読み出し専用
メモリ装置は、ソース・ドレイン領域となるp型の不純
物領域107が、厚い酸化膜102の下部に形成されて
いるために、高集積化が可能であり、ROMの大容量化
を図ることができる。また、そのメモリセルの構造はN
OR型となることから、メモリトランジスタは共通のソ
ースと共通のドレインの間に並列して形成される。この
ためにメモリセルの駆動能力は、トランジスタの数に応
じて変化するようなことはなく、十分な駆動能力で確実
且つ高速なデータの読み出しが可能である。また、本実
施例の読み出し専用メモリ装置では、電極層が2層のポ
リシリコン層103、104から構成され、第2層目の
ポリシリコン層104を第1層目のポリシリコン層10
3同士の間の領域に平行に形成することで、メモリトラ
ンジスタを厚い酸化膜102の長手方向に沿って間隔を
あけずに詰めて配置することができる。このため高集積
化に有利であり、特に第1層目のポリシリコン層103
の下部と第2層目のポリシリコン層104の下部に段差
を与えることで、確実なプログラムが可能である。
In the read-only memory device of this embodiment having such a structure, the p-type impurity region 107 serving as the source / drain region is formed below the thick oxide film 102, so that high integration is achieved. It is possible to increase the capacity of the ROM. The structure of the memory cell is N
Because of the OR type, the memory transistors are formed in parallel between a common source and a common drain. Therefore, the driving capability of the memory cell does not change according to the number of transistors, and reliable and high-speed data reading can be performed with sufficient driving capability. Further, in the read-only memory device of this embodiment, the electrode layer is composed of two polysilicon layers 103 and 104, and the second polysilicon layer 104 is replaced with the first polysilicon layer 10.
By forming the memory transistors in parallel with the region between the three, the memory transistors can be arranged tightly along the longitudinal direction of the thick oxide film 102 without any gap. This is advantageous for high integration, and in particular, the first polysilicon layer 103
By providing a step between the lower portion of the polysilicon layer 104 and the lower portion of the second polysilicon layer 104, reliable programming is possible.

【0063】ソース・ドレイン領域の形成プロセス(図
12(a)〜図12(c))次に、ソース・ドレイン領
域となるp型の不純物領域123を厚い酸化膜124の
下部に整合的に形成する方法について、図12(a)〜
図12(c)を参照しながら説明する。
Process for Forming Source / Drain Regions (FIGS. 12A to 12C) Next, a p-type impurity region 123 to be a source / drain region is formed in a lower portion of a thick oxide film 124 in a consistent manner. FIG. 12 (a) to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0064】はじめに、p型のシリコン基板120上に
パッド酸化膜を介してシリコン窒化膜からなる耐酸化膜
121を形成する。そして、その耐酸化膜121上にレ
ジスト層122を塗布する。次に、このレジスト層12
2を厚い酸化膜を形成すべきパターンに選択的に露光し
現像する。このパターンは、メモリセルアレイの領域
で、互いに平行な帯状に開口されるパターンとされる。
続いて、このようなパターンとされたレジスト層122
を用いて耐酸化膜121のパターニングを例えばRIE
法等を用いて行う。
First, an oxidation resistant film 121 made of a silicon nitride film is formed on a p-type silicon substrate 120 via a pad oxide film. Then, a resist layer 122 is applied on the oxidation-resistant film 121. Next, the resist layer 12
2 is selectively exposed to a pattern for forming a thick oxide film and developed. This pattern is a pattern that is opened in a band shape parallel to each other in the region of the memory cell array.
Subsequently, the resist layer 122 having such a pattern is formed.
Patterning of the oxidation-resistant film 121 using RIE, for example.
It is performed using a method or the like.

【0065】次に、図12(a)に示すように、上記レ
ジスト層122及び耐酸化膜121をマスクとして、n
型の不純物、例えば砒素イオンを高濃度にイオン注入に
より打ち込む。このイオン注入によりシリコン基板12
0の表面には、互いに平行な帯状のパターンでn型の不
純物領域123が形成される。このn型の不純物領域1
23は、通常のフィールド酸化膜の下部に形成されるチ
ャンネルストッパー領域の形成と同様に形成できるもの
である。
Next, as shown in FIG. 12A, using the resist layer 122 and the oxidation-resistant film 121 as a mask, n
Type impurities, for example, arsenic ions are implanted at a high concentration by ion implantation. This ion implantation allows the silicon substrate 12
On the 0 surface, n-type impurity regions 123 are formed in a band-like pattern parallel to each other. This n-type impurity region 1
23 can be formed in the same manner as the formation of a channel stopper region formed below a normal field oxide film.

【0066】次に、レジスト層122をアッシング等に
より除去し全体を酸化する。この酸化によって、耐酸化
膜121が形成されていない領域、すなわち上記n型の
不純物領域123が形成された領域の表面には、図12
(b)に示すように、厚い酸化膜(LOCOS)124
が形成される。このように耐酸化膜121をマスクとし
て厚い酸化膜124を形成することで、n型の不純物領
域123と整合的に重なり合った厚い酸化膜124が得
られる。
Next, the resist layer 122 is removed by ashing or the like, and the whole is oxidized. As a result of this oxidation, the surface of the region where the oxidation-resistant film 121 is not formed, that is, the region where the n-type impurity region 123 is formed is formed as shown in FIG.
As shown in (b), a thick oxide film (LOCOS) 124
Is formed. By forming the thick oxide film 124 using the oxidation-resistant film 121 as a mask in this manner, a thick oxide film 124 that is consistently overlapped with the n-type impurity region 123 is obtained.

【0067】続いて、上記耐酸化膜121を除去し、耐
酸化膜121が形成されていた領域を酸化して、図12
(c)に示すように、ゲート酸化膜125を形成する。
このゲート酸化膜125は、上記厚い酸化膜124より
も薄い膜厚を有する。そして、以下、プログラムのため
の不純物の打ち込みや電極層の形成等が行われる。
Subsequently, the oxidation resistant film 121 is removed, and the region where the oxidation resistant film 121 has been formed is oxidized to obtain a region shown in FIG.
As shown in (c), a gate oxide film 125 is formed.
The gate oxide film 125 has a smaller thickness than the thick oxide film 124. Then, implantation of impurities for forming a program, formation of an electrode layer, and the like are performed.

【0068】プログラム及び電極形成プロセス(第13
図(a)〜第13図(c))次に、図13(a)〜図1
3(c)を参照しながら、これらプログラムの不純物の
選択的な打ち込みや電極層の形成工程について説明す
る。
Program and Electrode Formation Process (Thirteenth
(FIG. 13 (a) to FIG. 13 (c)) Next, FIG. 13 (a) to FIG.
With reference to FIG. 3 (c), the process of selectively implanting the impurities of these programs and the process of forming the electrode layer will be described.

【0069】まず、図13(a)に示すように、シリコ
ン基板130のゲート酸化膜131の下部に、選択的に
不純物をイオン注入する。このイオン注入には、所要の
マスク132が使用され、そのマスク132の開口部1
34では不純物が透過した基板表面に打ち込まれる。打
ち込まれる不純物は例えばボロン等のp型の不純物であ
り、マスク132の開口部134は、実質的にメモリト
ランジスタのチャンネル形成領域となる領域よりも広い
ものにできる。これは、前記厚い酸化膜がマスクの一部
として機能するためであり、さらに次に説明するよう
に、エッチングによって第1層目のポリシリコン層から
はみ出した領域の基板表面を削るため、広い面積でイオ
ン注入しても問題が生じない。なお、マスク132は、
例えばレジスト層等により構成される。上記不純物が打
ち込まれた領域133は、その閾値電圧が高い電圧とさ
れたトランジスタのチャンネル形成領域となる。
First, as shown in FIG. 13A, impurities are selectively ion-implanted below the gate oxide film 131 of the silicon substrate 130. For this ion implantation, a required mask 132 is used.
At 34, the impurities are implanted on the surface of the substrate through which the impurities have passed. The impurity to be implanted is, for example, a p-type impurity such as boron, and the opening portion 134 of the mask 132 can be made wider than a region to be a channel forming region of a memory transistor. This is because the thick oxide film functions as a part of the mask, and as described below, the substrate surface in a region protruding from the first polysilicon layer is etched away, so that a large area is formed. No problem occurs even if ion implantation is performed. Note that the mask 132
For example, it is composed of a resist layer or the like. The region 133 into which the impurity is implanted serves as a channel formation region of the transistor whose threshold voltage is set to a high voltage.

【0070】次に、マスク132を除去し、ゲート酸化
膜131上の全面に、第1層目のポリシリコン層135
を形成する。この第1層目のポリシリコン層135は、
厚い酸化膜の長手方向である断面図の面内方向とは垂直
な方向に互いに平行なパターンで帯状にパターニングさ
れる。このような第1層目のポリシリコン層135のパ
ターニングの後、第1層目のポリシリコン層135同士
の間の領域のゲート酸化膜131を除去し、さらに露出
したシリコン基板130を表面からエッチングにより削
り、溝136を第1層目のポリシリコン層135と整合
的に形成する。このエッチング時には、広めに形成され
た不純物領域133の端部が削られる。不純物領域13
3の端部がそのエッチングで削られることで、確実に第
1層目のポリシリコン層135の下部のみがプログラム
されていることになる。
Next, the mask 132 is removed, and the first polysilicon layer 135 is formed on the entire surface of the gate oxide film 131.
To form This first polysilicon layer 135 is
The thick oxide film is patterned in a band shape in a pattern parallel to each other in a direction perpendicular to an in-plane direction of a cross-sectional view which is a longitudinal direction of the thick oxide film. After the patterning of the first polysilicon layer 135, the gate oxide film 131 in a region between the first polysilicon layers 135 is removed, and the exposed silicon substrate 130 is etched from the surface. To form a groove 136 in alignment with the first polysilicon layer 135. At the time of this etching, the end portion of the impurity region 133 formed wider is shaved. Impurity region 13
Since the end of the third layer is etched away, only the lower portion of the first polysilicon layer 135 is surely programmed.

【0071】このように第1層目のポリシリコン層13
5と整合的に溝136を形成した後、図13(b)に示
すように、選択的に不純物を打ち込むための開口部13
8を有したマスク137を形成する。この開口部138
は、第2層目のポリシリコン層を形成すべき領域に選択
的に窓を形成したものであり、開口部138の大きさ
は、実際に第2層目のポリシリコン層136の下部でチ
ャンネル領域となる領域よりも大きなものとされる。こ
れは既に形成されている第1層目のポリシリコン層13
5と厚い酸化膜がマスクの一部として機能するためであ
り、このように整合的にプログラムが行われることで、
高集積化を図った場合でも十分なデータの書き込みが可
能である。そして、このマスク137を用いてp型の不
純物、例えばボロンをイオン注入し、選択的に溝136
にかかる領域に不純物を打ち込む。このように不純物の
打ち込まれた領域139も前記領域133と同様に、閾
値電圧の高いトランジスタのチャンネル形成領域として
用いられる。
As described above, the first polysilicon layer 13
After the grooves 136 are formed in alignment with the openings 5, as shown in FIG. 13B, the openings 13 for selectively implanting impurities are formed.
A mask 137 having 8 is formed. This opening 138
The window is selectively formed in a region where the second polysilicon layer is to be formed, and the size of the opening 138 is actually smaller than the channel below the second polysilicon layer 136. The area is larger than the area to be the area. This is the first polysilicon layer 13 already formed.
This is because the oxide film as thick as 5 functions as a part of the mask.
Sufficient data can be written even when high integration is achieved. Then, a p-type impurity, for example, boron is ion-implanted using the mask 137, and the trench 136 is selectively formed.
Is implanted into the region according to. The region 139 into which impurities are implanted in this manner is also used as a channel formation region of a transistor having a high threshold voltage, similarly to the region 133.

【0072】次に、マスク137を除去し、層間酸化膜
及びゲート酸化膜140を熱酸化等により形成する。層
間酸化膜は、第1層目のポリシリコン層135の表面を
被覆する。また、ゲート酸化膜140は、上記溝136
の側壁及び底面を酸化して形成される。このように層間
酸化膜及びゲート酸化膜140を形成した後、全面に第
2層目のポリシリコン層141を、例えばCVD法によ
り形成する。この第2層目のポリシリコン層141は、
上記溝136の側壁及び底面に沿って形成される。この
ように第2層目のポリシリコン層141を全面に形成し
た後、その第2層目のポリシリコン層141をパターニ
ングする。そのパターニングは、第2層目のポリシリコ
ン層141を互いに平行な帯状のパターンとするように
行われ、第2層目のポリシリコン層141は、第1層目
のポリシリコン層135同士の間に形成された溝136
を覆って断面方向の端部の一部が該第1層目のポリシリ
コン層135の端部上に層間酸化膜を介して重なるよう
なパターンとされる。第2層目のポリシリコン層141
を形成した後、さらに層間絶縁膜としてのシリコン酸化
膜(例えばPSG)142が形成され、さらにそのシリ
コン酸化膜142の上部にアルミニウム系配線層143
が所要のパターンで形成される。このアルミニウム系配
線層143は、厚い酸化膜の下部のn+型の不純物領域
に接続される主ビット線或いは主カラム線として機能す
る。以下、通常のプロセスに従い、パッシベーション膜
の形成等を行って読み出し専用メモリ装置を完成する。
Next, the mask 137 is removed, and an interlayer oxide film and a gate oxide film 140 are formed by thermal oxidation or the like. The interlayer oxide film covers the surface of the first polysilicon layer 135. Further, the gate oxide film 140 is formed in the groove 136.
Is formed by oxidizing the side walls and bottom surface of the substrate. After forming the interlayer oxide film and the gate oxide film 140 in this manner, a second-layer polysilicon layer 141 is formed on the entire surface by, for example, a CVD method. This second polysilicon layer 141 is
It is formed along the side wall and bottom surface of the groove 136. After the second-layer polysilicon layer 141 is formed on the entire surface in this way, the second-layer polysilicon layer 141 is patterned. The patterning is performed so that the second-layer polysilicon layer 141 has a band-like pattern parallel to each other. The second-layer polysilicon layer 141 is formed between the first-layer polysilicon layers 135. Groove 136 formed in
Is formed so that a part of the end in the cross-sectional direction covers the end of the first-layer polysilicon layer 135 via the interlayer oxide film. Second polysilicon layer 141
Is formed, a silicon oxide film (for example, PSG) 142 is further formed as an interlayer insulating film, and an aluminum-based wiring layer 143 is formed on the silicon oxide film 142.
Are formed in a required pattern. The aluminum-based wiring layer 143 functions as a main bit line or a main column line connected to the n + -type impurity region below the thick oxide film. Hereinafter, a passivation film is formed according to a normal process to complete a read-only memory device.

【0073】上述の読み出し専用メモリ装置の製造方法
では、ソース・ドレイン領域となる不純物領域123が
厚い酸化膜124の下部に形成されているために、ポリ
シリコン層と整合的にプログラムのための不純物を導入
してもソース・ドレイン領域への影響がない。また、2
層のポリシリコン層を形成し、さらに第1層目のポリシ
リコン層135と整合的に溝136を形成するために、
プログラムのための不純物を導入するマスク132、1
37の開口部134、138は広めのパターンで良く、
マスクの合わせずれに強いものとなる。また、第1層目
のポリシリコン層135と第2層目のポリシリコン層1
41を並列に並べ且つ薄い層間酸化膜のみを介して十分
に近接して配置させる構造とすることで、メモリセルの
高密度な配置が可能となる。
In the above-described method for manufacturing a read-only memory device, since the impurity region 123 serving as the source / drain region is formed below the thick oxide film 124, the impurity for programming is consistent with the polysilicon layer. Does not affect the source / drain regions. Also, 2
In order to form a polysilicon layer and further form a groove 136 in alignment with the first polysilicon layer 135,
Mask 132 for introducing impurities for programming, 1
The openings 134 and 138 of the 37 may have a wide pattern,
It becomes strong against misalignment of the mask. Also, the first polysilicon layer 135 and the second polysilicon layer 1
The structure in which the memory cells 41 are arranged in parallel and sufficiently close to each other with only a thin interlayer oxide film therebetween enables high-density memory cells to be arranged.

【0074】なお、上述の説明では、2層目のポリシリ
コン層の下部に溝136を形成する構造としたが、プロ
グラムのマスク合わせの問題が解決できれば、必ずしも
溝を形成しなくとも良い。また、電極層としては、ポリ
シリコン層に限定されず、高融点金属シリサイド,ポリ
サイド構造,高融点金属層等であっても良い。また、絶
縁膜の材料も酸化膜に限定されず、窒化膜等を組み合わ
せた構造にすることもできる。
In the above description, the groove 136 is formed below the second polysilicon layer. However, the groove may not necessarily be formed if the problem of program mask alignment can be solved. Further, the electrode layer is not limited to the polysilicon layer, and may be a refractory metal silicide, a polycide structure, a refractory metal layer, or the like. Further, the material of the insulating film is not limited to the oxide film, and a structure in which a nitride film or the like is combined may be employed.

【0075】列選択回路のレイアウト(図17) 図17は、列選択回路の一部分のレイアウトである。図
中、散点を付した領域は、ポリシリコン層であり、列デ
コーダーからの信号Y0〜Y6 が供給される信号線71
となっている。これら各信号線はY方向に帯状に延在さ
れており、X方向に一定の間隔l2を以て配されてい
る。この間隔l2は、前述のように主ビット線や主カラ
ム線がそれぞれ2本の副ビット線と副カラム線に分けら
れるために、メモリセルのピッチの2倍の間隔に対応す
る。
Layout of Column Select Circuit (FIG. 17) FIG. 17 shows a layout of a part of the column select circuit. In the drawing, a region with a dotted line is a polysilicon layer, and a signal line 71 to which signals Y 0 to Y 6 are supplied from a column decoder.
It has become. Each of these signal lines extends in a band shape in the Y direction, and is arranged at a fixed interval l 2 in the X direction. Since the main bit line and the main column line are each divided into two sub-bit lines and sub-column lines as described above, the interval l 2 corresponds to an interval twice the memory cell pitch.

【0076】図中Y方向には、さらに主カラム線C1
2、3と主ビット線B1、B2、B3が交互にそれぞれ帯
状のパターンで図中斜線領域で示すように形成されてい
る。これら主カラム線C1、C2、C3と主ビット線B1
2、B3は、それぞれアルミニウム系配線層からなる。
In the figure, in the Y direction, the main column lines C 1 ,
C 2, C 3 and main bit lines B 1 , B 2 , B 3 are alternately formed in a band-like pattern, as shown by the hatched area in the figure. These main column lines C 1 , C 2 , C 3 and main bit lines B 1 ,
B 2 and B 3 are each made of an aluminum-based wiring layer.

【0077】シリコン基板70上には、拡散領域からな
る接地線72が形成されている。この接地線72は、主
ビット線B1、B2、B3の下部でY方向に延在され、そ
の延在された領域73が、選択トランジスタTcのソー
ス・ドレイン領域の一方となる。すなわち、選択トラン
ジスタTcは、そのゲート電極が上記信号線71からな
り、他方のソース・ドレイン領域は、領域74である。
この領域74は、その表面に形成されたコンタクトホー
ル75を介して各主カラム線C1、C2、C3に接続す
る。従って、信号線71の電位によって、領域74と領
域73が導通し、主カラム線C1、C2、3の電位は、選
択的に接地電位とされる。1つの延在された領域73
は、2つの選択トランジスタTcの共通のソース・ドレ
インとなる。また、1つコンタクトホール75の下部の
領域74も2つの選択トランジスタTcの共通のソース
・ドレインとなる。従って、集積度が高いものとなる。
On the silicon substrate 70, a ground line 72 formed of a diffusion region is formed. The ground line 72 extends in the Y direction below the main bit lines B 1 , B 2 , and B 3 , and the extended region 73 becomes one of the source / drain regions of the select transistor Tc. That is, the gate electrode of the select transistor Tc is formed of the signal line 71, and the other source / drain region is the region 74.
This region 74 is connected to each main column line C 1 , C 2 , C 3 via a contact hole 75 formed on the surface. Therefore, the potential of the signal line 71, region 74 and region 73 are rendered conductive, the potential of the main column lines C 1, C 2, C 3 is selectively grounded potential. One extended area 73
Are common sources and drains of the two select transistors Tc. The region 74 below one contact hole 75 also serves as a common source / drain of the two select transistors Tc. Therefore, the degree of integration is high.

【0078】図中X方向に延在されるパターンでアルミ
ニウム系配線層からなるデータバス線76が形成されて
いる。このデータバス線76は、コンタクトホール77
を介して拡散領域78に電気的に接続される。この拡散
領域78は、上記信号線71を挟んで拡散領域79と対
向する。これら拡散領域78、79は、選択トランジス
タTBのソース・ドレイン領域として機能し、信号線7
1は、そのゲート電極となる。各拡散領域79は、コン
タクトホール80を介して主ビット線B1、B2、B3
電気的に接続される。従って、主ビット線B1、B2、3
に現れた電位(データ)は、選択された信号線71の列
だけがデータバス線76に電気的に接続されることにな
り、センスアンプを介して増幅されて、出力されること
になる。
Data bus lines 76 made of an aluminum-based wiring layer are formed in a pattern extending in the X direction in the figure. This data bus line 76 is connected to a contact hole 77
Is electrically connected to the diffusion region 78 via The diffusion region 78 faces the diffusion region 79 with the signal line 71 interposed therebetween. These diffusion regions 78 and 79, functions as a source-drain region of the select transistor T B, the signal line 7
1 becomes the gate electrode. Each diffusion region 79 is electrically connected to main bit lines B 1 , B 2 , and B 3 via contact holes 80. Therefore, the main bit lines B 1 , B 2, B 3
Is electrically connected to the data bus line 76 only in the column of the selected signal line 71, and is amplified and output via the sense amplifier.

【0079】第2の実施の形態 本実施例は第1の実施の形態のROMの変形例であり、
特にその列選択回路の回路構成が異なる例である。な
お、回路の他の部分については、同様の構成を有するこ
とから、その説明の簡略化のために列選択回路の部分に
ついてだけ図14を参照しながら説明する。
Second Embodiment This embodiment is a modification of the ROM of the first embodiment.
In particular, this is an example in which the circuit configuration of the column selection circuit is different. Since the other parts of the circuit have the same configuration, only the part of the column selection circuit will be described with reference to FIG. 14 to simplify the description.

【0080】列選択回路2aは、メモリセルブロック1
の主ビット線B1,B2,3と主カラム線C1,C2に選択
的にデータバス線と接地線を電気的に接続させるための
回路であり、信号Y1,Y2に基づいて制御される。
The column selection circuit 2a is connected to the memory cell block 1
A circuit for electrically connecting the main bit line B 1, B 2, B 3 and the main column lines C 1, selectively ground line and the data bus line C 2 of the signal Y 1, Y 2 It is controlled based on.

【0081】本実施例の列選択回路2aでは、主カラム
線C1,C2は直接的に信号Y1,Y2に基づき制御され
る。すなわち、主カラム線C1はMOSトランジスタT
35を介して接地線に接続され、そのMOSトランジスタ
35のゲートは信号Y1が供給される。また、主カラム
線C2はMOSトランジスタT38を介して接地線に接続
され、そのMOSトランジスタT38のゲートは信号Y2
が供給される。
In the column selection circuit 2a of this embodiment, the main column lines C 1 and C 2 are controlled directly based on the signals Y 1 and Y 2 . That is, the main column line C 1 is connected to the MOS transistor T
Is connected to the ground line via a 35, the gate of the MOS transistor T 35 is the signal Y 1 is supplied. The main column line C 2 is connected to the ground line via a MOS transistor T 38, the gate of the MOS transistor T 38 is the signal Y 2
Is supplied.

【0082】次に、主ビット線B1,B2,B3は、信号
1,Y2により制御されるが、さらに同じ群内での選択
されるビット線に応じて主ビット線B1,B2,B3を選
択する必要があるために、選択線WBS、WCS、WB
S’、WCS’の各信号によって動作するMOSトラン
ジスタが設けられている。すなわち、主ビット線B1
直列接続されたMOSトランジスタT34,T30を介して
電気的にデータバス線に接続される。主ビット線B2
直列接続されたMOSトランジスタT36,T32を介して
電気的にデータバス線に接続される経路と、直列接続さ
れたMOSトランジスタT37,T31を介して電気的にデ
ータバス線に接続される経路の2つの経路によってデー
タバス線に接続される。主ビット線B3は直列接続され
たMOSトランジスタT33,T39を介して電気的にデー
タバス線に接続される。なお、主ビット線B1,B3も2
つの経路を有するものにできるが、その図示は簡単のた
めに省略する。MOSトランジスタT30,T31は、選択
線WBS’,WCS’の信号の論理積によってオン状態
にされ、MOSトランジスタT32,T33は選択線WB
S,WCSの信号の論理和によってオン状態にされる。
従って、MOSトランジスタT30、T32は同時にオン状
態になることがなく、MOSトランジスタT31、T33
同時にオン状態になることはない。従って、信号Y1
2により或る群が選択された場合でも、択一的に主ビ
ット線B1,B2,B3が選択され、さらに副ビット線や
副カラム線の選択動作を伴って1つのセルのデータが読
みだせることになる。
[0082] Next, the main bit lines B 1, B 2, B 3, the signal Y 1, is controlled by Y 2, further main bit lines according to the bit lines selected within the same group B 1 , B 2 and B 3 need to be selected, the selection lines WBS, WCS, WB
A MOS transistor operated by each signal of S ′ and WCS ′ is provided. That is, the main bit line B 1 is electrically connected to the data bus line via the MOS transistors T 34 and T 30 connected in series. The main bit line B 2 is electrically connected to the data bus line via the MOS transistors T 36 and T 32 connected in series, and electrically connected via the MOS transistors T 37 and T 31 connected in series. The data bus line is connected to the data bus line through two paths, ie, the data bus line. The main bit line B 3 is electrically connected to the data bus line through the MOS transistor T 33, T 39, which are connected in series. Note that the main bit lines B 1 and B 3 are also 2
Although it may have one path, its illustration is omitted for simplicity. MOS transistors T 30 and T 31 are turned on by the logical product of the signals of select lines WBS ′ and WCS ′, and MOS transistors T 32 and T 33 are connected to select line WB.
It is turned on by the logical sum of the S and WCS signals.
Therefore, the MOS transistors T 30 and T 32 are not simultaneously turned on, and the MOS transistors T 31 and T 33 are not simultaneously turned on. Therefore, the signals Y 1 ,
Even when a certain group is selected by Y 2 , the main bit lines B 1 , B 2 , and B 3 are alternatively selected, and further, the operation of selecting one sub-cell line and sub-column line is performed with one cell. The data can be read.

【0083】このような本実施例の列選択回路2aで
は、第1の実施例の列選択回路2に比較して、トランジ
スタの個数が大幅に減少する。従って、列選択回路2a
の占有面積の縮小化が容易となる。
In the column selection circuit 2a according to the present embodiment, the number of transistors is significantly reduced as compared with the column selection circuit 2 according to the first embodiment. Therefore, the column selection circuit 2a
This makes it easy to reduce the occupied area.

【0084】第3の実施の形態 本実施例は第1の実施の形態のROMの変形例であり、
特に主ビット線と主カラム線のプリチャージを行って高
速な読み出しを行うために、その負荷回路と列選択回路
の回路構成が異なる例である。なお、回路の他の部分に
ついては、同様の構成を有することから、その説明の簡
略化のために異なる回路の部分についてだけ図15及び
図16を参照しながら説明する。
Third Embodiment This embodiment is a modification of the ROM of the first embodiment.
In particular, in order to perform high-speed reading by precharging the main bit line and the main column line, the circuit configuration of the load circuit and the column selection circuit are different. Since other parts of the circuit have the same configuration, only different circuit parts will be described with reference to FIGS. 15 and 16 for simplification of the description.

【0085】この第3の実施の形態のROMは、図15
に示すように、第1の実施の形態と同様なメモリセルブ
ロック1を有している。このメモリセルブロック1に
は、ワード線の延長方向と垂直な方向に延在される主ビ
ット線B1,B2,B3と主カラム線C1,C2を有してい
る。また、これら各主ビット線と主カラム線からは、第
1の実施の形態と同様に、それぞれ2本ずつの副ビット
線と副カラム線がそれぞれ別れて設けられる。
The ROM of the third embodiment is similar to the ROM of FIG.
As shown in FIG. 7, a memory cell block 1 similar to that of the first embodiment is provided. The memory cell block 1 has main bit lines B 1 , B 2 , B 3 and main column lines C 1 , C 2 extending in a direction perpendicular to the word line extending direction. From each of these main bit lines and main column lines, two sub-bit lines and two sub-column lines are provided separately, as in the first embodiment.

【0086】このメモリセルブロック1のビット線の延
長方向の端部には、負荷回路3aが設けられている。こ
の負荷回路3aは主ビット線B1,B2,B3と主カラム
線C1,C2に所要のインピーダンスを与えるMOSトラ
ンジスタ T40,T42,T44,T46,T48を有する他
に、プリチャージを行うためのMOSトランジスタ
41,T43,T45,T47,T49を有する。MOSトラン
ジスタT40、T42、T44、T46、T48の一方のソース・
ドレイン領域は、電源線に接続され、他方のソース・ド
レイン領域は、主ビット線又は主カラム線に接続され
る。これらMOSトランジスタT40,T42,T44
46,T48のゲートには共通に信号Φ2’が供給され
る。また、MOSトランジスタT41、T43、T45
47、T49の一方のソース・ドレイン領域も主ビット線
又は主カラム線に接続され、他方のソース・ドレイン領
域も同様に電源線に接続される。これらMOSトランジ
スタT41,T43,T45,T47,T49のゲートには共通に
信号Φ1’が供給される。この信号Φ2’は、次に説明す
るように、選択されるメモリトランジスタが切り替わる
時に“H”レベルとなる。この信号Φ2が“H”レベル
となった時に、プリチャージが行われる。
At the end of the bit line of the memory cell block 1 in the extending direction, a load circuit 3a is provided. Other having the load circuit 3a main bit lines B 1, B 2, B 3 and MOS transistors T 40, T 42, T 44 , T 46, T 48 to provide the required impedance to the main column line C 1, C 2 Have MOS transistors T 41 , T 43 , T 45 , T 47 , and T 49 for performing precharge. One of the sources of the MOS transistors T 40 , T 42 , T 44 , T 46 , T 48
The drain region is connected to a power supply line, and the other source / drain region is connected to a main bit line or a main column line. These MOS transistors T 40 , T 42 , T 44 ,
The signal Φ 2 ′ is commonly supplied to the gates of T 46 and T 48 . Also, MOS transistors T 41 , T 43 , T 45 ,
While the source and drain regions of the T 47, T 49 is also connected to the main bit line or main column line, also other source-drain region is likewise connected to the power supply line. The signal φ 1 ′ is commonly supplied to the gates of the MOS transistors T 41 , T 43 , T 45 , T 47 , and T 49 . This signal Φ 2 ′ becomes “H” level when the selected memory transistor is switched as described below. When this signal Φ 2 becomes “H” level, precharge is performed.

【0087】メモリセルブロック1のビット線の延長方
向のもう一方の端部には、列選択回路2bが配設されて
いる。この列選択回路2bは、第1の実施例の列選択回
路2と同様の構造をしているが、MOSトランジスタT
11,T12,T15,T16と接地線の間に、スイッチとして
機能するMOSトランジスタT50,T51,T52,T53
形成されている。これらMOSトランジスタT50
51,T52,T53のゲートには、信号Φ2が供給されて
おり、信号Φ2が“H”レベルの時にオン状態になり、
信号Φ2が“L”レベルの時にオフ状態になる。MOS
トランジスタT50、T51、T52、T53がオフ状態になる
ことで、主カラム線C1、C2は接地レベルから切り離さ
れ、従って、有効なプリチャージが可能となる。
At the other end of the memory cell block 1 in the direction in which the bit lines extend, a column selection circuit 2b is provided. The column selection circuit 2b has the same structure as the column selection circuit 2 of the first embodiment, but the MOS transistor T
MOS transistors T 50 , T 51 , T 52 , and T 53 functioning as switches are formed between 11 , 11 , T 12 , T 15 , and T 16 and the ground line. These MOS transistors T 50 ,
The signal Φ 2 is supplied to the gates of T 51 , T 52 , and T 53 , and is turned on when the signal Φ 2 is at the “H” level.
The signal is turned off when the signal Φ 2 is at the “L” level. MOS
With the transistors T 50 , T 51 , T 52 , T 53 turned off, the main column lines C 1 , C 2 are disconnected from the ground level, thus enabling effective precharge.

【0088】次に、図16を参照して、第3の実施の形
態のROMの動作について簡単に説明する。なお、本実
施の形態の動作は、第1の実施の形態の動作にプリチャ
ージ動作が加わったものであるので、簡単なため、その
プリチャージ動作について説明する。
Next, the operation of the ROM according to the third embodiment will be briefly described with reference to FIG. Since the operation of the present embodiment is obtained by adding the precharge operation to the operation of the first embodiment, the precharge operation will be described for simplicity.

【0089】あるサイクルの初めでは、信号Φ2’が
“L”レベルから“H”レベルに立ち上がり、その結
果、負荷回路3aのMOSトランジスタT41、T43、T
45、T47、T49がオン状態にされる。また、信号Φ2
立ち下がることから、列選択回路2bのMOSトランジ
スタT50、T51、T52、T53がオフ状態になる。その結
果、主カラム線C1,C2や主ビット線B1,B2,B3
電位は電源電圧Vcc側に引き上げられる。
At the beginning of a certain cycle, the signal Φ 2 ′ rises from the “L” level to the “H” level, and as a result, the MOS transistors T 41 , T 43 , T 43 of the load circuit 3a.
45 , T 47 and T 49 are turned on. Further, since the signal [Phi 2 falls, MOS transistors T 50 of the column selection circuit 2b, T 51, T 52, T 53 are turned off. As a result, the potentials of the main column lines C 1 and C 2 and the main bit lines B 1 , B 2 and B 3 are raised to the power supply voltage Vcc.

【0090】このようなプリチャージが行われた後、メ
モリセルブロック1のメモリトランジスタの駆動が開始
する前に、再び信号Φ2’は“L”レベルにされ、信号
Φ2は、“H”レベルにされる。これでMOSトランジ
スタT41,T43,T45,T47,T49がオフ状態にされ、
MOSトランジスタT50,T51,T52,T53がオン状態
になる。これでデータの読み出しが可能な状態になり、
以下、第1の実施の形態と同様に読み出し動作が行われ
る。
After the precharge is performed and before the driving of the memory transistor of the memory cell block 1 is started, the signal Φ 2 ′ is set to the “L” level again, and the signal Φ 2 is set to the “H” level. Be leveled. This turns off the MOS transistors T 41 , T 43 , T 45 , T 47 , and T 49 ,
The MOS transistors T 50 , T 51 , T 52 and T 53 are turned on. Now you can read data,
Hereinafter, the read operation is performed in the same manner as in the first embodiment.

【0091】このような第3の実施の形態のROMで
は、主ビット線や主カラム線のプリチャージが行われる
ために、高速なデータの読み出しが可能となる。
In the ROM according to the third embodiment, since the main bit lines and the main column lines are precharged, data can be read at high speed.

【0092】なお、上述の実施の形態では、1本の主ビ
ット線や主カラム線に対して、2本ずつのビット線やカ
ラム線が対応する例について説明したが、これに限定さ
れるものではない。
In the above embodiment, two bit lines and two column lines correspond to one main bit line and one main column line. However, the present invention is not limited to this. is not.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明に係る読み出し専用メモリ装置及
び読み出し専用メモリ装置の製造方法によれば、不純物
領域が厚い酸化膜の下部に形成されることから高集積化
が可能であり、ROMの大容量化を図ることができる。
また、第2の電極層が第1の電極層と平行し、この第1
の電極層に挟まれたエッチングされた領域に対応する半
導体基板上に、第1の電極層と重なる部分を有して選択
的に形成されることから、メモリトランジスタを厚い酸
化膜に沿って間隔をあけずに詰めて配置することができ
ることから、高集積化に有利である。
According to the read-only memory device and the method of manufacturing the read-only memory device according to the present invention, since the impurity region is formed below the thick oxide film, high integration is possible, and the size of the ROM can be increased. The capacity can be increased.
Further, the second electrode layer is parallel to the first electrode layer,
The memory transistor is selectively formed on the semiconductor substrate corresponding to the etched region sandwiched between the first and second electrode layers so as to have a portion overlapping the first electrode layer. Can be arranged without opening, which is advantageous for high integration.

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

【図1】本発明に係る読み出し専用メモリ装置の一例の
要部の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a main part of an example of a read-only memory device according to the present invention.

【図2】同読み出し専用メモリ装置の動作の一例を示す
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation of the read-only memory device.

【図3】同読み出し専用メモリ装置の全体のブロック構
成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an overall block configuration of the read-only memory device.

【図4】同読み出し専用メモリ装置をブロック分割した
場合の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration when the read-only memory device is divided into blocks.

【図5】同読み出し専用メモリ装置の電極層を1層ポリ
シリコン層で構成した場合のレイアウトである。
FIG. 5 is a layout in the case where the electrode layer of the read-only memory device is formed of a single polysilicon layer.

【図6】同読み出し専用メモリ装置の電極層を2層ポリ
シリコンで構成した場合のレイアウトである。
FIG. 6 is a layout in the case where the electrode layer of the read-only memory device is formed of two-layer polysilicon.

【図7】同読み出し専用メモリ装置のメモリセルのレイ
アウトである。
FIG. 7 is a layout of a memory cell of the read-only memory device.

【図8】上記図7のVIIIーVIII線の断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 7;

【図9】上記図7のIXーIX線の断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 7;

【図10】上記図7のメモリセルのXーX線の断面図であ
る。
10 is a cross-sectional view of the memory cell of FIG. 7 taken along line XX.

【図11】上記図7のメモリセルのXIーXI線の断面図で
ある。
FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI of the memory cell of FIG. 7;

【図12】読み出し専用メモリ装置のメモリトランジス
タのソース・ドレイン領域を形成する工程を説明するた
めのそれぞれの断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a step of forming source / drain regions of a memory transistor of the read-only memory device.

【図13】同読み出し専用メモリ装置のメモリアルトラ
ンジスタのプログラム及び電極層の形成工程を説明する
ためのそれぞれの断面図である。
FIGS. 13A and 13B are cross-sectional views illustrating a process of forming a memory transistor and an electrode layer of the read-only memory device.

【図14】同読み出し専用メモリ装置の他の一例の要部
の回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram of a main part of another example of the read-only memory device.

【図15】同読み出し専用メモリ装置のさらに他の一例
の要部回路図である。
FIG. 15 is a main part circuit diagram of still another example of the read-only memory device.

【図16】図15に示した読み出し専用メモリ装置の一
例の動作を説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart for explaining an operation of the example of the read-only memory device shown in FIG. 15;

【図17】図1に示した読み出し専用メモリ装置の他の
一例の列選択回路のレイアウトである。
FIG. 17 is a layout of a column selection circuit of another example of the read-only memory device shown in FIG. 1;

【図18】従来の読み出し専用メモリ装置の一例の要部
回路図である。
FIG. 18 is a main part circuit diagram of an example of a conventional read-only memory device.

【図19】同読み出し専用メモリ装置の一例のレイアウ
トである。
FIG. 19 is a layout of an example of the read-only memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜M7 メモリトランジスタ、T1〜T411〜T22
MOSトランジスタ、B1〜B3 主ビット線、C1
2 主カラム線、B12212231 副ビット
線、C11122122 副カラム線、1 メモリ
セルブロック、22a 2b 列選択回路、3 3a
負荷回路、21〜24 AND回路
M 1 ~M 7 memory transistor, T 1 ~T 4 T 11 ~T 22
MOS transistor, B 1 to B 3 main bit line, C 1
C 2 main column lines, B 12 B 21 B 22 B 31 sub-bit line, C 11 C 12 C 21 C 22 auxiliary column lines, one memory cell block, 22a 2b column select circuit, 3 3a
Load circuit, 21 to 24 AND circuit

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の導電型の半導体基板と、 上記第1の導電型の半導体基板の表面に平行して帯状に
形成された厚い酸化膜と、 上記厚い酸化膜の底部に接して上記半導体基板に形成さ
れた上記第1の導電型と導電型が逆の第2の導電型のソ
ース・ドレイン領域と、 上記厚い酸化膜に略直交して帯状に形成された第1の電
極層と、 上記第1の電極層と平行し、この第1の電極層に挟まさ
れた上記半導体基板上に、上記第1の電極層と重なり合
う部分を有して帯状に形成された第2の電極層と、 上記厚い酸化膜間において、上記第1の電極層下にある
上記半導体基板の表面に、上記厚い酸化膜より厚さが薄
く形成されたゲート酸化膜と、 上記厚い酸化膜間において、上記第2の電極層下にある
上記半導体基板表面に、上記厚い酸化膜より厚さが薄く
形成されたゲート酸化膜とを備える読み出し専用メモリ
装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a thick oxide film formed in a band shape in parallel with a surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, and a thin oxide film in contact with a bottom of the thick oxide film. A source / drain region of a second conductivity type having a conductivity type opposite to the first conductivity type formed on the semiconductor substrate; and a first electrode layer formed in a strip shape substantially orthogonal to the thick oxide film. A second electrode layer formed in a strip shape on the semiconductor substrate, which is parallel to the first electrode layer, and has a portion overlapping with the first electrode layer on the semiconductor substrate sandwiched between the first electrode layers; Between the thick oxide film, a gate oxide film formed thinner than the thick oxide film on the surface of the semiconductor substrate under the first electrode layer, and between the thick oxide film, A thickness greater than that of the thick oxide film on the surface of the semiconductor substrate under the second electrode layer; A read-only memory device comprising: a gate oxide film formed thin.
【請求項2】 上記厚い酸化膜間には、上記第2の電極
層下にある上記半導体基板領域に、上記第1の電極層及
び上記厚い酸化膜に対して自己整合的に形成された溝領
域の上記半導体基板の表面に上記ゲート絶縁膜が形成さ
れたことを特徴とする請求項1記載の読み出し専用メモ
リ装置。
2. A groove formed between the thick oxide films in the semiconductor substrate region below the second electrode layer in a self-aligned manner with respect to the first electrode layer and the thick oxide film. 2. The read-only memory device according to claim 1, wherein said gate insulating film is formed on a surface of said semiconductor substrate in a region.
【請求項3】 上記第1の導電型は、p型であり、上記
第2の導電型は、n型であることを特徴とする請求項1
記載の読み出し専用メモリ装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is a p-type, and the second conductivity type is an n-type.
A read-only memory device according to any of the preceding claims.
【請求項4】 第1の導電型の半導体基板表面に耐酸化
膜を形成する第1の工程と、 上記耐酸化膜上に平行して帯状にレジスト層を形成する
第2の工程と、 上記レジスト層をマスクとして上記耐酸化膜をエッチン
グする第3の工程と、 上記レジスト層と上記耐酸化膜との積層膜をマスクとし
て、上記半導体基板に上記第1の導電型と導電型が逆で
ある第2の導電型の不純物を導入する第4の工程と、 上記レジスト層を除去する第5の工程と、 上記耐酸化膜をマスクとして上記半導体表面を酸化して
厚い酸化膜を形成する第6の工程と、 上記耐酸化膜を除去する第7の工程と、 上記厚い酸化膜間の上記半導体基板の表面に上記厚い酸
化膜より厚さの薄いゲート酸化膜を形成する第8の工程
と、 上記ゲート酸化膜が形成された領域に選択的に第1の導
電型の不純物を導入する第9の工程と、 上記厚い酸化膜の長手方向に対して略直交する方向に帯
状の第1の電極層を形成する第10の工程と、 上記第1の電極層をマスクとして上記ゲート酸化膜及び
上記半導体基板をエッチングする第11の工程と、 上記エッチングされた領域に対応する半導体基板に選択
的に第1の導電型の不純物を導入する第12工程と、 上記エッチングされた領域に対応する半導体基板及び上
記第1の電極層上に上記厚い酸化膜より厚さの薄いゲー
ト酸化膜を形成する第13の工程と、 上記第1の電極層と平行し、この第1の電極層に挟まれ
た上記エッチングされた領域に対応する半導体基板上
に、上記第1の電極層と重なる部分を有して選択的に第
2の電極層を形成する第14の工程とを備える読み出し
専用メモリ装置の製造方法。
4. A first step of forming an oxidation-resistant film on a surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type; a second step of forming a strip-shaped resist layer in parallel on the oxidation-resistant film; A third step of etching the oxidation-resistant film using the resist layer as a mask, and using the stacked film of the resist layer and the oxidation-resistant film as a mask, the first conductivity type and the conductivity type are reversed on the semiconductor substrate. A fourth step of introducing a certain second conductivity type impurity, a fifth step of removing the resist layer, and a step of forming a thick oxide film by oxidizing the semiconductor surface using the oxidation resistant film as a mask. A sixth step of removing the oxidation-resistant film; an eighth step of forming a gate oxide film thinner than the thick oxide film on the surface of the semiconductor substrate between the thick oxide films; Selectively in the region where the gate oxide film is formed A ninth step of introducing an impurity of the first conductivity type; a tenth step of forming a strip-shaped first electrode layer in a direction substantially orthogonal to a longitudinal direction of the thick oxide film; An eleventh step of etching the gate oxide film and the semiconductor substrate using the electrode layer as a mask, and a twelfth step of selectively introducing a first conductivity type impurity into the semiconductor substrate corresponding to the etched region. A thirteenth step of forming a gate oxide film thinner than the thick oxide film on the semiconductor substrate corresponding to the etched region and the first electrode layer; Forming a second electrode layer selectively on the semiconductor substrate corresponding to the etched region sandwiched between the first electrode layers, the second electrode layer having a portion overlapping the first electrode layer; Read only Of manufacturing a memory device for a semiconductor device.
【請求項5】 上記第1の導電型は、p型であり、上記
第2の導電型は、n型であることを特徴とする請求項1
記載の読み出し専用メモリ装置の製造方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is a p-type, and the second conductivity type is an n-type.
A manufacturing method of the read-only memory device according to the above.
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