JP2960377B2 - メモリセルアレー - Google Patents
メモリセルアレーInfo
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C16/00—Erasable programmable read-only memories
- G11C16/02—Erasable programmable read-only memories electrically programmable
- G11C16/04—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
- G11C16/0408—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors
- G11C16/0416—Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells containing floating gate transistors comprising cells containing a single floating gate transistor and no select transistor, e.g. UV EPROM
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
関し、特に素子の集積度を向上させることができる構造
を有するメモリセルアレーに関するものである。
m)及び消去(erasure)機能をもつフラッシュ
(flash)メモリ装置は周辺回路とメモリセルアレ
ー(memory cell array)とにより構
成されメモリセルアレーはワードライン(word l
ine)及びビットライン(bit line)信号に
より各々選択された多数のメモリセル(memory
cell)とによりなる。
ログラム動作はフローティングゲート(floatin
g gate)にホットエレクトロン(hot ele
ctron)が注入(injection)されること
によりなり、記憶された情報を消去するための消去動作
はフローティングゲートに注入された電子が消失(di
scharge)されることによりなる。
によって積層ゲート型(stackgate typ
e)とスプリットゲート型(split gate t
ype)に区分される。
によりなる従来のメモリセルアレーを図1を通じて説明
すると次の通りである。図1は従来のメモリセルアレー
を説明するためのレイアウトであり、シリコン基板の素
子分離領域に多数のフィールド酸化膜1が各々形成さ
れ、シリコン基板のチャンネル領域にはトンネル酸化膜
によりシリコン基板と電気的に分離されたフローティン
グゲート2が各々形成される。
ールド酸化膜1と一部重なる。各フィールド酸化膜1と
交差する形態で形成されたフローティングゲート2の上
部には誘電体膜によりフローティングゲート2と電気的
に分離されたコントロールゲート3が形成される。
ロールゲート3内側のシリコン基板にはドレーン領域6
が形成され、コントロールゲート3外側のシリコン基板
にはソース領域5が形成される。更にドレーン領域6に
はコントロールゲート3と交差するように形成されたビ
ットライン7との接続のためのコンタクト部4が形成さ
れる。
は2個のビット(bit)、即ち2個のメモリセルのド
レーン領域6が共通に接続される。更に共通に接続され
たドレーン領域6のコンタクト部4に形成されるコンタ
クトホールを通じてドレーン領域6がビットライン7と
接続される。
はコンタクトホールの大きさとコンタクトホールが占め
る面積によって決定されるため前記のようなレイアウト
を利用する場合、素子の集積度を向上させることが容易
でなくコントロールゲート3とコンタクト部4及びコン
タクト部とフィールド酸化膜1間の適正な距離を維持さ
せることには多くの困難が伴う。
一つのソース領域又はドレーン領域を共有するように構
成され、前記の短所を解消することができるメモリセル
アレーを提供することにその目的がある。
めの、本発明のメモリセルアレーは、シリコン基板の素
子分離領域にそれぞれ形成された多数のフィールド酸化
膜と、互いに隣接する前記フィールド酸化膜の間の前記
シリコン基板上にそれぞれ形成され、上端部及び下端部
が前記フィールド酸化膜と一部重なり、トンネル酸化膜
によって前記シリコン基板と電気的に分離される多数の
フローティングゲートと、水平方向に隣接するように形
成された前記フローティングゲートを含む前記フィール
ド酸化膜の上部に前記フローティングゲートと同一の幅
で形成され、誘電体膜によって前記フローティングゲー
トと電気的に分離される多数のコントロールゲートと、
隣接する四つの前記フィールド酸化膜とフローティング
ゲートによって囲まれている部分の前記シリコン基板に
形成されソースコンタクト部を有する多数のソース領域
と、前記ソース領域と隣接している前記フローティング
ゲートの他の一側部に隣接する前記シリコン基板に形成
される。そして、ドレインコンタクト部を有するドレイ
ン領域とからなるメモリセルアレイの各メモリセルが次
のような電圧条件によってプログラムされる。選択され
たメモリセルのコントロールゲートに接続されたワード
ライン:8乃至20V、選択されていないメモリセルの
コントロールゲートに接続されたワードライン:0V、
選択されたメモリセルのドレインに接続されたビットラ
イン:3乃至10V、選択されたメモリセルより前に位
置するメモリセルのソース及びドレインに接続されたビ
ットライン:0V、選択されたメモリセルより後に位置
するメモリセルのソース及びドレインに接続されたビッ
トライン:3乃至10Vとする。
発明を詳細に説明する。図2は本発明によるメモリセル
アレーを説明するためのレイアウトであり、メモリセル
アレーの構成を次の通り説明する。
例えば六角形の形態を有する多数のフィールド酸化膜11
が形成され、各フィールド酸化膜11は隣接する多数の列
R1,R2,R3形態に配置される。各列(例えばR2)のフィ
ールド酸化膜11は隣接する更に他の列R1,R3のフィール
ド酸化膜11間の空間に対応することになる。
のフィールド酸化膜11の間には両端部が両側のフィール
ド酸化膜11と一部重なるフローティングゲート12が形成
され、フローティングゲート12とフィールド酸化膜11の
上部にはフローティングゲート12の幅と同一の幅により
なるコントロールゲート13が形成される。各フローティ
ングゲート12とコントロールゲート13は誘電体膜により
電気的に分離される。
トロールゲート13はフィールド酸化膜11間に形成された
フローティングゲート12とその両側のフィールド酸化膜
11の上部に形成される。したがって、各フィールド酸化
膜11の上部には互いに離隔された2個のコントロールゲ
ート12が位置する。
と4個のフローティングゲート12により囲まれた部分の
シリコン基板にはソースコンタクト部14B を有するソー
ス領域15又はドレーンコンタクト部14A を有するドレー
ン領域16が各々形成され、各ドレーンコンタクト部14A
及びソースコンタクト部14B にコンタクトホールが各々
形成される。
ス領域15とドレーン領域16は4個のフィールド酸化膜11
と4個のフローティングゲート12に囲まれることにな
る。更にソース領域15とドレーン領域16間にはフローテ
ィングゲート12が位置し、ドレーン領域16と更に他のド
レーン領域16間及びソース領域15とソース領域15間には
フィールド酸化膜11が位置する。したがって、図2に図
示されたように4個のメモリセルが一つのソース領域15
又はドレーン領域16を共有することになる。
れたメモリセルアレーの各部分を図3(a)乃至図3
(c)を参照して説明する。図3(a)は図2のA−A
線に沿って切り取った状態の断面図であり、隣接するフ
ィールド酸化膜11間のシリコン基板20にソース領域15が
形成されていることを図示している。
取った状態の断面図であり、隣接するフィールド酸化膜
11間のシリコン基板20上にトンネル酸化膜21、フローテ
ィングゲート12、誘電体膜22及びコントロールゲート13
が積層された構造のゲート電極が形成される。
取つた状態の断面図であり、ソース領域とドレーン領域
16間のシリコン基板20上にはトンネル酸化膜21、フロー
ティングゲート12、誘電体膜22及びコントロールゲート
13の積層された構造が形成される。
ット、即ち4個のメモリセルが一つのソース領域15又は
ドレーン領域16を共有することになり、したがって、全
体的にコンタクトホールが占める面積が従来よりも減少
し、素子の大きさが減少する。反面、各フィールド酸化
膜11及びフローティングゲート12の大きさは従来より増
加することができるため素子間の電気的絶縁度及び動作
特性が向上する。
図4のような回路図で表示され、図4に図示されたA部
分のメモリセルに所定のデータをプログラムする動作
と、消去および読み出し動作を次のように説明する。
インWL3 にはVPG(8乃至20V)、他のワードライン
には0Vの電圧が印加されるようにし、第3ビットライ
ンBL3 にはVDP(3乃至10V)、第1及び第2ビット
ラインBL1 ,BL2 には0V、第4及び第5ビットライン
BL4 ,BL5 にはVDPの電圧が各々印加されるようにす
る。
選択された場合、i(i<n)番目までのビットライン
には0Vの電圧が印加され、j(j>n)番目からのビ
ットラインにはVDPの電圧が印加される。
にはVEGの電圧が印加されるようにし、その他全てのビ
ットラインにはVED(1乃至10V)の電圧が印加され
るようにする。
インWL3 にはVREF (3乃至6V)、他のワードライン
には0Vの電圧が印加されるようにし、第3ビットライ
ンBL3 にはVREAD(0.5乃至2V)、前記第1及び第
2ビットラインBL1 ,BL2 には0V、第4及び第5ビッ
トラインBL4 ,BL5 にはVDPの電圧が各々印加されるよ
うにする。
選択された場合、i(i<n)番目までのビットライン
には0Vの電圧が印加され、j(j>n)番目からのビ
ットラインにはVDPの電圧が印加される。
メモリセルが一つのソース領域又はドレーン領域を共有
するようにメモリセルアレーを形成することにより全体
的にコンタクトホールが占める面積が減少する。したが
って、このような方法を利用すると素子の集積度を効果
的に向上することができ、且つフィールド酸化膜及びフ
ローティングゲートの大きさが増加することにより素子
の動作特性を向上させることができる。
アウト図である。
のレイアウト図である。
態の断面図、(b)は図2の線B−Bに沿って切り取っ
た状態の断面図、(c)は図2の線C−Cに沿って切り
取った状態の断面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】シリコン基板の素子分離領域に多数の列形
態に配置され、隣接する列のフィールド酸化膜とは互い
にすれ違う形態に形成された多数のフィールド酸化膜
と、 互いに隣接する前記フィールド酸化膜の間の前記シリコ
ン基板上にそれぞれ形成され、上端部及び下端部が前記
フィールド酸化膜と一部重なり、トンネル酸化膜によっ
て前記シリコン基板と電気的に分離される多数のフロー
ティングゲートと、 水平方向に隣接するように形成された前記フローティン
グゲートを含む前記フィールド酸化膜の上部に前記フロ
ーティングゲートと同一の幅で形成され、誘電体膜によ
って前記フローティングゲートと電気的に分離される多
数のコントロールゲートと、 隣接する四つの前記フィールド酸化膜とフローティング
ゲートに囲まれている部分の前記シリコン基板に形成さ
れソースコンタクト部を有する多数のソース領域と、 前記ソース領域と隣接している前記フローティングゲー
トの他の一側部に隣接する前記シリコン基板に形成さ
れ、ドレインコンタクト部を有するドレイン領域とから
なるメモリセルアレイの各メモリセルが次のような電圧
条件によってプログラムされるように構成されることを
特徴とするメモリセルアレイ。 【表1】 - 【請求項2】シリコン基板の素子分離領域に多数の列形
態に配置され、隣接する列のフィールド酸化膜とは互い
にすれ違う形態に形成された多数のフィールド酸化膜
と、 互いに隣接する前記フィールド酸化膜の間の前記シリコ
ン基板上にそれぞれ形成され、上端部及び下端部が前記
フィールド酸化膜と一部重なり、トンネル酸化膜によっ
て前記シリコン基板と電気的に分離される多数のフロー
ティングゲートと、 水平方向に隣接するように形成された前記フローティン
グゲートを含む前記フィールド酸化膜の上部に前記フロ
ーティングゲートと同一の幅で形成され、誘電体膜によ
って前記フローティングゲートと電気的に分離される多
数のコントロールゲートと、 隣接する四つの前記フィールド酸化膜とフローティング
ゲートに囲まれている部分の前記シリコン基板に形成さ
れソースコンタクト部を有する多数のソース領域と、 前記ソース領域と隣接している前記フローティングゲー
トの他の一側部に隣接する前記シリコン基板に形成さ
れ、ドレインコンタクト部を有するドレイン領域とから
なるメモリセルアレイの各メモリセルが次のような電圧
条件によって消去されるように構成されることを特徴と
するメモリセルアレイ。 【表2】 - 【請求項3】シリコン基板の素子分離領域に多数の列形
態に配置され、隣接する列のフィールド酸化膜とは互い
にすれ違う形態に形成された多数のフィールド酸化膜
と、 互いに隣接する前記フィールド酸化膜の間の前記シリコ
ン基板上にそれぞれ形成され、上端部及び下端部が前記
フィールド酸化膜と一部重なり、トンネル酸化膜によっ
て前記シリコン基板と電気的に分離される多数のフロー
ティングゲートと、 水平方向に隣接するように形成された前記フローティン
グゲートを含む前記フィールド酸化膜の上部に前記フロ
ーティングゲートと同一の幅で形成され、誘電体膜によ
って前記フローティングゲートと電気的に分離される多
数のコントロールゲートと、 隣接する四つの前記フィールド酸化膜とフローティング
ゲートに囲まれている部分の前記シリコン基板に形成さ
れソースコンタクト部を有する多数のソース領域と、 前記ソース領域と隣接している前記フローティングゲー
トの他の一側部に隣接する前記シリコン基板に形成さ
れ、ドレインコンタクト部を有するドレイン領域とから
なるメモリセルアレイの各メモリセルが次のような電圧
条件によって読み出されるように構成されることを特徴
とするメモリセルアレイ。 【表3】
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- 1997-08-29 US US08/924,005 patent/US5787035A/en not_active Expired - Lifetime
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