JP3206106B2 - 半導体記憶装置 - Google Patents
半導体記憶装置Info
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- gate electrode
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Description
関し、特にフラッシュ(一括消去型)EEPROMの記
憶素子の構造に関するものである。
面図である。1は基板、10はソース領域、3はドレイ
ン領域、5はフローティングゲート電極、7はコントロ
ールゲート電極、11は絶縁膜である。
トロールゲート電極7をVPP1レベル(約12V)、
ソース領域10、基板1を各々GNDレベル、ドレイン
領域3をVPP2レベル(約7V)とすることで、メモ
リー素子にチャンネル電流を発生させる。するとドレイ
ン領域3端部にホットエレクトロンが発生し、フローテ
ィングゲート電極5に電子が注入されることで書き込み
が行われる。
ールゲート電極7、基板1を各々GNDレベル、ソース
領域10をVPP1レベル、ドレイン領域3をオープン
レベルとすることで、フローティングゲート電極5とソ
ース領域10間にトンネル電流を発生させ、フローティ
ングゲート電極5からソース領域10に電子を放出させ
ることで消去を行う。
置の製造方法を工程順に示すための断面図である。この
工程を順に追って説明していく。
絶縁膜4、導体層5、絶縁膜6、導体層7を形成する。
次にフォトレジスト12を塗布することで図4(b)の
如く所定の形状にエッチングする。次に図4(c)の如
くフォトレジスト13を塗布してから、導電性の不純物
を注入しその領域3を形成する。次に図4(d)の如く
フォトレジスト14を塗布してから、導電性の不純物を
注入しその領域10を形成する。最後に図4(e)の如
く絶縁膜11を形成する。この様にして、導体層5をフ
ローティングゲート電極、導体層7をコントロールゲー
ト電極、導電性の不純物領域3をドレイン領域、導電性
の不純物領域10をソース領域として形成する。
−Bの断面図が図4(e)に相当する。
去動作時に特定の半導体記憶素子の消去を防止する(非
選択状態)には、ソース領域にVPP1レベルの電位を
印加しない、あるいはソース領域、コントロールゲート
電極の両方にVPP1レベルの電位を印加する等を行
い、フローティングゲート電極とソース領域間のトンネ
ル電流の発生を抑えることで行っていた。
Mでは複数の記憶素子からなっており、そのソース領
域、コントロールゲート電極は特定な数だけ各々まとめ
て接続されている。したがって、消去動作時に半導体記
憶素子の消去を防止する(非選択の消去動作)には、こ
の接続された特定な単位毎でしか実行できない問題があ
った。
その目的とするところは消去動作においても単一の半導
体記憶装置に選択、非選択の消去動作を持たせることを
可能にすることである。
は、フローティングゲート電極とコントロールゲート電
極を備え、前記フローティングゲート電極へ電子を注入
する書き込み動作をドレイン領域端部で発生するホット
エレクトロンで行うと共に、前記フローティングゲート
電極から電子を放出する消去動作をソース領域のトンネ
ルで行うメモリートランジスタがアレイ状に配置された
メモリーアレイと、第1の方向に並んでいる複数の前記
メモリートランジスタのドレイン領域同士を接続するビ
ット線と、 前記第1の方向と直交する第2の方向に並
んでいる複数の前記メモリートランジスタのコントロー
ルゲート電極同士を接続するワードラインと、前記メモ
リーセルアレイの前記メモリートランジスタのソース領
域同士を接続するソースラインと、複数の前記ビット線
に対して電位を印加する第1の電位印加手段と、複数の
前記ワード線に対して電位を印加する第2の電位印加手
段と、前記ソースラインに対して電位を印加する第3の
電位印加手段と、を有する半導体記憶装置であって、前
記第3の電位印加手段は、消去動作時に第1の電位を印
加する手段であり、前記第1及び第2の電位印加手段
は、消去動作時に、消去すべきメモリートランジスタに
接続されているビット線及びワード線に前記第1の電位
より低電位の第2の電位印加し、他のビット線及びワー
ド線に前記第1の電位と第2の電位の間の電位の第3の
電位を印加する手段であることを特徴とする。
ト電極端部及び内部の下に前記ドレイン領域を備えたこ
とで設けたことを特徴とする。
極、ドレイン領域間に十分な大きさの容量があるため、
データの消去動作時にドレイン領域の電位を上げること
でも、ソース領域、フローティングゲート電極間の電位
差を小さくすることができ、トンネル電流の発生を抑え
ることで消去動作を防止することが可能である。
半導体記憶装置の断面図である。1は基板、10はソー
ス領域、3はドレイン領域、5はフローティングゲート
電極、7はコントロールゲート電極、11は絶縁膜であ
る。
トロールゲート電極7をVPP1レベル(約12V)、
ソース領域10、基板1を各々GNDレベル、ドレイン
領域3をVPP2レベル(約7V)とすることで、メモ
リー素子にチャンネル電流を発生させる。するとドレイ
ン領域3端部にホットエレクトロンが発生し、フローテ
ィングゲート電極5に電子が注入されることで書き込み
が行われる。
ールゲート電極7、ドレイン領域3、基板1を各々GN
Dレベル、ソース領域10をVPP1レベルとすること
で、フローティングゲート電極5とソース領域10間に
トンネル電流を発生させ、フローティングゲート電極5
からソース領域10に電子を放出させることで消去を行
う。
の消去は、基板1をGNDレベル、ソース領域10をV
PP1レベルとし、コントロールゲート電極7とドレイ
ン領域3の少なくとも一方をVPP2レベルとすること
で、フローティングゲート電極5の電位を上げ、フロー
ティングゲート電極5とソース領域10間の電位差を小
さくし、トンネル電流を発生を抑えることで消去動作を
防止する。本実施例の場合、フローティングゲート電
極、ドレイン領域間に十分な容量を持たせることができ
るため、データの消去動作時にドレイン領域の電位を上
げることでも、消去動作を防止することが可能である。
である。20〜23は図1(e)で示した構造を持つ半
導体記憶装置、BL1、BL2はビットラインであり各
々半導体記憶装置のドレイン(図1(e)の3に相当)
に接続されており、WL1、WL2はワードラインであ
り各々半導体記憶装置のコントロールゲート(図1
(e)の7に相当)に接続されており、SLはソースラ
インであり各々半導体記憶装置のソース(図1(e)の
10に相当)に接続されている。また、24、25、2
6は各々ビットライン、ワードライン、ソースラインの
電位印加回路である。また、ここでは簡単のために4つ
の半導体記憶装置の構成とした。
20を書き込む場合はWL1をVPP1レベル、BL1
をVPP2レベル、WL2、BL2、SLを各々GND
レベルとすることで、半導体記憶装置20にチャンネル
電流を発生させ、そのドレイン領域端部にホットエレク
トロンを発生させ、フローティングゲート電極に電子を
注入することで書き込みを行う。この場合、半導体記憶
装置21〜23ではチャンネル電流が発生しないため書
き込みは行われない。
20を消去する場合ははWL1、BL1を各々GNDレ
ベル、WL2、BL2を各々VPP2レベル、ソースラ
インSLをVPP1レベルとすることで、半導体記憶装
置20のフローティングゲート電極とソース領域間にト
ンネル電流を発生させ、フローティングゲート電極から
ソース領域に電子を放出させることで消去を行う。この
場合、半導体記憶装置21〜23ではフローティングゲ
ート電極とソース領域間にトンネル電流が発生しないた
め消去は行われない。
体記憶装置の平面図である。この場合はフローティング
ゲート電極5とドレイン領域3をチャンネル部以外の所
に張り出させ、そこに容量を形成した。
装置の製造方法を説明する。図1(a)〜(e)は製造
方法を工程順に示すための断面図である。この工程を順
に追って説明して行く。
フォトレジスト2を塗布することで所定の位置にイオン
打ち込み法により第1の導電性の不純物を注入しその領
域を形成する。この場合第1の導電性の不純物として燐
や砒素を1×1013から1×1014atoms・cm-2
程度注入する。次に図1(b)の如く半導体基板1上に
熱酸化法により絶縁膜4、前記絶縁膜4上にCVD法に
より第1の導体層5、前記第1の導体層5上に絶縁膜
6、前記絶縁膜6上に第2の導体層7を形成する。この
場合絶縁膜4、6はゲート絶縁膜として使用し、各々膜
厚を10nm、25nm程度とする。また、第1、第2
の導体層5、7は多結晶シリコン膜を使う。次にフォト
レジスト8を塗布することで図1(c)の如く所定の形
状に絶縁膜4、6、導体層5、7をエッチングし、前記
半導体基板上に前記第1の導電性の不純物を注入した領
域3の少なくとも一部を含む上部に第1の導体層を形成
する。次に図1(d)の如くフォトレジスト9を塗布し
てから、イオン打ち込み法により導電性の不純物を注入
しその領域10を形成する。この場合第2の導電性の不
純物として、トンネル電流を発生し易くする為に、燐や
砒素を第1の導電性の不純物の濃度より濃い1×1015
から1×1016atoms・cm-2程度注入する。最後
に図1(e)の如くCVD法により絶縁膜11を形成す
る。この様にして、第1の導体層5をフローティングゲ
ート電極、第2の導体層7をコントロールゲート電極、
第1の導電性の不純物領域3をドレイン領域、第2の導
電性の不純物領域10をソース領域として形成する。
の少なくとも一部を含む上部にフローティングゲート電
極を形成するため、フローティングゲート電極、ドレイ
ン領域間に十分な大きさの容量を持たせることができ
る。図1(f)は平面図であり、そのA−Aの断面図が
図1(e)に相当するが、ドレイン領域3とフローティ
ングゲート電極5との重なりを十分に大きくとること
で、前記容量を確保することが可能である。
が、本発明は前記実施例に限定される物ではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において、変形し得ることは勿論
である。
をフローティングゲート電極とドレイン領域との重なり
を取ることで形成したが、これは例えばフローティング
ゲート電極とドレイン領域に接続された配線層との重な
りを取ることで形成しても良い。
での実施例では第1、第2の導電性の不純物を注入する
工程を分けて、説明したが、第2の導電性の不純物を注
入する工程を第1の導電性の不純物を注入する工程と同
時に行っても良い。
での実施例では第1、第2の導体層をエッチングする工
程を同時として説明したが、これは別々の工程として行
っても良い。
の消去動作時にドレイン領域の電位を上げることでも、
ソース領域、フローティングゲート電極間の電位差を小
さくすることができ、トンネル電流の発生を抑えること
で消去動作を防止することが可能である。この結果、消
去動作においても単一の半導体記憶装置に選択、非選択
の消去動作を持たせることを可能になった。
領域の電位の印加に伴い、フローティングゲート電極の
電位も上がるため、書き込み動作の効率が上がる。
び平面図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】 フローティングゲート電極とコントロー
ルゲート電極を備え、前記フローティングゲート電極へ
電子を注入する書き込み動作をドレイン領域端部で発生
するホットエレクトロンで行うと共に、前記フローティ
ングゲート電極から電子を放出する消去動作をソース領
域のトンネルで行うメモリートランジスタがアレイ状に
配置されたメモリーアレイと、 第1の方向に並んでいる複数の前記メモリートランジス
タのドレイン領域同士を接続するビット線と、 前記第1の方向と直交する第2の方向に並んでいる複数
の前記メモリートランジスタのコントロールゲート電極
同士を接続するワードラインと、 前記メモリーセルアレイの前記メモリートランジスタの
ソース領域同士を接続するソースラインと、 複数の前記ビット線に対して電位を印加する第1の電位
印加手段と、 複数の前記ワード線に対して電位を印加する第2の電位
印加手段と、 前記ソースラインに対して電位を印加する第3の電位印
加手段と、を有する半導体記憶装置であって、 前記第3の電位印加手段は、消去動作時に第1の電位を
印加する手段であり、 前記第1及び第2の電位印加手段は、消去動作時に、消
去すべきメモリートランジスタに接続されているビット
線及びワード線に前記第1の電位より低電位の第2の電
位印加し、他のビット線及びワード線に前記第1の電位
と第2の電位の間の電位の第3の電位を印加する手段で
あることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記容量を前記フローティングゲート電
極端部及び内部の下に前記ドレイン領域を備えたことで
設けたことを特徴とする請求項1の半導体記憶装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14952992A JP3206106B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14952992A JP3206106B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体記憶装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05343701A JPH05343701A (ja) | 1993-12-24 |
JP3206106B2 true JP3206106B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=15477135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14952992A Expired - Lifetime JP3206106B2 (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 半導体記憶装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3206106B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000164736A (ja) | 1998-11-30 | 2000-06-16 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体メモリ及びその製造方法 |
JP4554652B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2010-09-29 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 不揮発性半導体記憶装置 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP14952992A patent/JP3206106B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05343701A (ja) | 1993-12-24 |
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