JP5317742B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
この発明の第1の実施形態に係る半導体装置について、NAND型フラッシュメモリを例に挙げて、以下説明する。
まず、NAND型フラッシュメモリの全体の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの構成の一部を示すブロック図である。図示するようにNAND型フラッシュメモリ1は、メモリセルアレイ2及び周辺回路3を備えている。
次に、上記メモリセルアレイ2の平面構成及び断面構成について説明する。図2は、メモリセルアレイ2の平面図である。
なお、メモリセルアレイ2に含まれる複数のメモリセルユニット4は、同一のウェル領域12上に形成されている。
次に、上記周辺トランジスタ5〜8の構成について説明する。
次に、上記構成の周辺トランジスタ5〜8のサイズについて、図8を用いて説明する。図8は、周辺トランジスタ6−1、及び周辺トランジスタ5、6−2、7、8のいずれかの平面図である。特に図8における周辺トランジスタ5〜8は、NAND型フラッシュメモリ1内において複数の円形のコンタクトプラグCP10を備える周辺トランジスタのうち、コンタクトプラグCP10の直径が最小であり、且つその隣接間隔が最小であるものを示している。
上記のように、この発明に係る半導体装置であると、コンタクト抵抗を低減し、動作信頼性を向上出来る。本効果につき、以下説明する。
(1)微細化により、周辺トランジスタのソース及びドレインの表面積が小さくなり、ソース及びドレイン上に十分な数のコンタクトプラグを配置出来ない。周辺トランジスタにおいては、ソース及びドレインの各々につき、少なくとも3つ以上のコンタクトプラグを形成することが望ましい。しかし微細化により、3つのコンタクトプラグを形成することも困難になってきている。すなわち、コンタクトプラグとソース及びドレインとの接触面積が不十分となり、コンタクト抵抗が増大する。
次に、この発明の第2の実施形態に係る半導体装置について説明する。本実施形態は、上記第1の実施形態で説明した周辺トランジスタ6−1を、NAND型フラッシュメモリ1のセンスアンプに用いたものである。その他の構成は第1の実施形態と同様であるので、説明は省略する。
まず、センスアンプの回路構成について図12を用いて説明する。図12は、本実施形態に係るセンスアンプの回路図である。
次に、上記構成のセンスアンプの一部領域における平面及び断面構成について、図13及び図14を用いて説明する。図13は、図12における領域A1の平面図であり、図14は図13におけるX1−X1’線に沿った方向の断面図である。なお、図13及び図14における第1方向及び第2方向は、図2及び図3における第1方向及び第2方向と必ずしも一致するものでは無い。
次に、上記構成のセンスアンプの動作について、図12を参照しつつ、簡単に説明する。以下では、データの読み出し時にメモリセルトランジスタMTがオン状態となることを“1”読み出しと呼び、オフ状態であることを“0”読み出しと呼ぶことにする。なお、読み出し動作の間、信号BLX、XXLはそれぞれ(Vt+0.9V)、(Vt+1.2V)とされる。また、信号BLCは(VTN+0.7V)とされる。VtはMOSトランジスタ62、63の閾値電圧であり、VTNはMOSトランジスタ61の閾値電圧である。
まず、“1”読み出しを行う場合につき、CASE Iとして、以下説明する。
初めに、ビット線BLのプリチャージが行われる。以下では、プリチャージレベルVPREが0.7Vである場合を仮定する。
次に“0”読み出しを行う場合につき、CASE IIとして、以下説明する。
この場合、ビット線BLに電流は流れず、その電位は0.7V一定となる。そしてノードSENの電位は、約2.5V(“H”レベル)を維持する。従って、MOSトランジスタ71はオフ状態となり、ノードINVは“L”レベルのままとされる。そしてラッチ回路74は、ノードINVの“L”レベルをラッチする。
上記のように、第1の実施形態で説明した周辺トランジスタ6−1は、センスアンプを構成するpチャネルMOSトランジスタとして使用することが出来る。特に、電流センス型のセンスアンプの場合には、センスアンプ内のMOSトランジスタが十分な電流を流せることが、動作信頼性の観点から重要である。従って、センスアンプのpチャネルMOSトランジスタとして、周辺トランジスタ6−1を用いることが望ましい。
Claims (4)
- 半導体基板上に形成された、N型の第1MOSトランジスタと、
前記半導体基板上に形成された、P型の複数の第2MOSトランジスタと、
円形の平面形状を有する第1コンタクトプラグと、
楕円形の平面形状を有する第2コンタクトプラグと
を具備し、前記第2コンタクトプラグは、前記第2MOSトランジスタのいずれかの、ソースまたはドレイン上に形成され、
前記第1コンタクトプラグは、残りの前記第2MOSトランジスタ、及び前記第1MOSトランジスタの、ソースまたはドレイン上に形成され、
前記第2コンタクトプラグは、前記ソースまたはドレインにつき、1個、形成され、
前記第1コンタクトプラグは、前記ソースまたはドレインにつき、3個、形成され、
前記第2MOSトランジスタのゲート幅方向における前記ソースまたはドレインの幅は、前記第1MOSトランジスタのゲート幅方向における前記ソースまたはドレインの幅よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体基板上に形成されたメモリセルアレイ及び周辺回路を更に具備し、
前記第1及び第2MOSトランジスタは、前記周辺回路に含まれる
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1コンタクトプラグの隣接間隔は、前記第1コンタクトプラグの平面の直径よりも大きい
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。 - 前記第2MOSトランジスタの前記ソース及び前記ドレインは、不純物としてボロンが注入されることにより形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の半導体装置。
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