JPH02358A - Semiconductor storage circuit device - Google Patents

Semiconductor storage circuit device

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Publication number
JPH02358A
JPH02358A JP63121708A JP12170888A JPH02358A JP H02358 A JPH02358 A JP H02358A JP 63121708 A JP63121708 A JP 63121708A JP 12170888 A JP12170888 A JP 12170888A JP H02358 A JPH02358 A JP H02358A
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JP
Japan
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circuit
gate
region
film
decoder
Prior art date
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Pending
Application number
JP63121708A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Tanida
谷田 雄二
Takaaki Hagiwara
萩原 隆旦
Ryuji Kondo
近藤 隆二
Shinichi Minami
真一 南
Yokichi Ito
伊藤 容吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH02358A publication Critical patent/JPH02358A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify the construction of an X decoder and to enable the X decoder to select a word line rapidly, by composing a memory cell of an MNOS and a switching MISFET and providing the X decoder and a writing circuit independent of each other. CONSTITUTION:An X decoder XD is arranged at the center of a substrate 1 and memory arrays MA1 and MA2 are arranged on the opposite sides of the X decoder. Writing circuits WAa and WAb are arranged on the left- and right-hand sides of the memory arrays MA1 and MA2, respectively and Y gates YGa and YGb are arranged on the upper side while a Y decoder YD is interposed between the Y gates. Write inhibit circuits IHAa and IHAb are arranged below the memory array. Each of memory cells constituting the memory arrays consists of an MNOS element and an MOS element which are electrically connected in series between a pair of interconnections seving as a reference potential line and digit line. The gate thereof is electrically connected to the word line.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体記憶回路装置、特に配憶情報の書き
込み及び消去が可能な半導体不揮発性記憶素子を使用し
た半導体記憶回路装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor memory circuit device, and more particularly to a semiconductor memory circuit device using a semiconductor nonvolatile memory element in which storage information can be written and erased.

半導体不揮発性記憶素子として、ゲート絶縁膜中のトラ
ップを利用する形式またはフローティングゲートを利用
する形式とされた絶縁ゲート電界(以下余白) 効果トランジスタが公知である。この種の絶縁ゲート電
界効果トランジスタにおいては、トンネル効果により、
またはアノ、<ランシエ降伏によって生じたホット・キ
ャリアにより上記ゲート絶縁膜中のトラップ又はフロー
ティングゲートに電荷が注入されると、そのしきい値電
圧が一方の安定な値から他方の安定な値に変化する。上
記の一方のしきい値電圧となっている状態が例えば2進
信号の0と対応させられ、他方のしきい値電圧となって
いる状態が2進信号の1と対応させられる。
2. Description of the Related Art As a semiconductor nonvolatile memory element, an insulated gate electric field (hereinafter referred to as blank space) effect transistor is known, which utilizes a trap in a gate insulating film or a floating gate. In this type of insulated gate field effect transistor, due to the tunnel effect,
Or, <When charge is injected into the trap or floating gate in the gate insulating film by hot carriers generated by Rancier breakdown, the threshold voltage changes from one stable value to the other stable value. do. The state of one of the threshold voltages is made to correspond, for example, to a binary signal of 0, and the state of the other threshold voltage is made to correspond to a binary signal of 1.

上記の電荷は適当な方法により除去することが可能であ
る。
The above charges can be removed by an appropriate method.

従って、上記の種類の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タは記憶情報の書き込み及び消去が可能な不揮発性記憶
素子として使用できる利点を持つている。
Therefore, the above type of insulated gate field effect transistor has the advantage of being usable as a nonvolatile memory element in which stored information can be written and erased.

上記の半導体不揮発性記憶素子は、その複数個が例えば
半導体基板上に規則的に配置され、記憶情報の読入出し
もしくは書き込みのために選択される。
A plurality of the semiconductor nonvolatile memory elements described above are arranged regularly on, for example, a semiconductor substrate, and are selected for reading, reading, or writing stored information.

上記の半導体不揮発性記憶素子は、記憶情報の読み出し
圧必要とされる信号レベルに対し、書き込み時に例えば
上記信号レベルの数倍にも達する高電圧の高レベル信号
を必要とする。
The above-mentioned semiconductor non-volatile memory element requires a high-level signal with a high voltage that reaches several times the signal level at the time of writing, for example, compared to the signal level required for reading the stored information.

しかしながら、回路素子の特性によって信号レペpが制
限を受けることが有るので、半導体記憶回路装置は上記
の高レベル信号のために特に考慮された回路装置を必要
とする。
However, since the signal repp may be limited by the characteristics of the circuit elements, the semiconductor memory circuit device requires a circuit device specifically designed for the above-mentioned high level signals.

また、半導体記憶回路装置は、上記の高レベル信号を処
理する回路装置の使用によって全体の構成が複雑化する
ので、使用する半導体基板が大型化しないようにし、か
つ動作速度等の性能が害されないように考慮されなけれ
ばならない。
In addition, since the overall configuration of semiconductor memory circuit devices becomes complicated due to the use of circuit devices that process the above-mentioned high-level signals, it is necessary to prevent the semiconductor substrate used from increasing in size and to ensure that performance such as operating speed is not impaired. must be considered as such.

また、一方、か力ぐる半導体回路装置は絶縁ゲート型電
界効果トランジスタを主体として実現されることが要求
されるが、回路構成及び機能向上のために一部バイポー
ラトランジスタを使用することも要求され、かかる半導
体回路装置を一枚の半導体基板に形成した所謂半導体集
積回路装置として実現することが要求される。そして、
かかる半導体集積回路装置としては製造プロセスの効率
化を図る必要があり、従ってできる丈簡単な製造プロセ
スで上記電子回路を実現することが要求される。
On the other hand, power-driven semiconductor circuit devices are required to be realized mainly using insulated gate field effect transistors, but are also required to partially use bipolar transistors to improve circuit configuration and functionality. It is required to realize such a semiconductor circuit device as a so-called semiconductor integrated circuit device formed on a single semiconductor substrate. and,
It is necessary to improve the efficiency of the manufacturing process for such a semiconductor integrated circuit device, and it is therefore required to realize the electronic circuit using a simple manufacturing process.

従って、この発明の1つの目的は、半導体不揮発性゛記
憶素子を使用した動作速度の速い半導体記憶回路装置を
提供することにある。
Therefore, one object of the present invention is to provide a semiconductor memory circuit device that uses a semiconductor nonvolatile memory element and has a high operating speed.

この発明の他の目的は、半導体不揮発性記憶素子を使用
した小型化できる半導体記憶回路装置を提供することに
ある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory circuit device that uses semiconductor nonvolatile memory elements and can be miniaturized.

この発明の他の目的は、半導体基板上に1おいて個々の
回路装置が望ましい位置に配置された半導体記憶回路装
置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory circuit device in which individual circuit devices are arranged at desired positions on a semiconductor substrate.

この発明の他の目的は、ゲート絶縁膜のトラフ\ プな利用する絶縁ゲート電界効果トランジスタのように
電気的に記憶情報の書き込み及び消去かできる半導体不
揮発性記憶素子を使用した新規な半導体記憶回路装置を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a novel semiconductor memory circuit using a semiconductor nonvolatile memory element in which stored information can be written and erased electrically, such as an insulated gate field effect transistor that utilizes a trough in a gate insulating film. The goal is to provide equipment.

この発明の他の目的は、電気的に記憶情報の書き込み及
び消去ができる半導体不揮発性記憶素子に達する構造と
された半導体記憶回路装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory circuit device having a structure that achieves a semiconductor nonvolatile memory element in which stored information can be electrically written and erased.

この発明の他の目的しよ、高電圧信号の処理に適する回
路装置を提供することにある。
Another object of the invention is to provide a circuit device suitable for processing high voltage signals.

この発明の他の目的は、破壊の起りにくい回路装置′を
提供することにある。
Another object of the invention is to provide a circuit device that is less likely to be destroyed.

この発明の他の目的は、バイポーラトランジスタと絶縁
ゲート型電界効果トランジスタを含む新規な回路装置を
提供することにある。
Another object of the invention is to provide a novel circuit device including a bipolar transistor and an insulated gate field effect transistor.

この発明の更に他の目的は、上記種々の電子回路装置を
実現するための半導体集積回路装置の製造方法を提供す
ることにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device for realizing the various electronic circuit devices described above.

以上述べた種々の本発明の目的及び構成は、以下の詳細
な説明及V添付図面より明らかとなるであろう。
The various objects and configurations of the present invention described above will become clear from the following detailed description and the accompanying drawings.

以下、この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。Hereinafter, this invention will be explained in detail based on examples.

特に制限されないが、以下の実施例においては、半導体
不揮発性記憶素子として、極めて薄いシリコン酸化膜(
oxide )と、この酸化膜Q上に形成との2層構造
のゲート絶縁膜を持つ絶縁ゲート電界効果トランジスタ
(以下M N OSと称する)を使用する。このMNO
Sに対しては、記憶情報の書き込みだけでなく消去も電
気的に行なうことかできる。
Although not particularly limited, in the following examples, an extremely thin silicon oxide film (
An insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as MNOS) having a gate insulating film having a two-layer structure of a gate insulating film formed on the oxide film Q and a gate insulating film formed on the oxide film Q is used. This MNO
With respect to S, not only storage information can be written but also erased electrically.

第12図は、MNOSの断面図を示している。FIG. 12 shows a cross-sectional view of the MNOS.

同図において、p型シリコン領域10表面に互(・に隔
てられてn型ソース領域2及びドレイン領域3が形成さ
れ、上記ソース・ドレイン領域2,3間のp型シリコン
領域10表面に、例えば厚さ20Xのシリコン酸化膜4
と厚さ500Xのシリコン望化膜5とからなるゲート絶
縁膜を介してn型多結晶シリコンからなるゲート電極が
形成されている。上記p型シリコン領域1は、MNOS
の基本ゲート領域を構成する。
In the same figure, an n-type source region 2 and a drain region 3 are formed on the surface of a p-type silicon region 10, spaced apart from each other, and on the surface of the p-type silicon region 10 between the source and drain regions 2 and 3, 20X thick silicon oxide film 4
A gate electrode made of n-type polycrystalline silicon is formed via a gate insulating film made of a silicon film 5 having a thickness of 500×. The p-type silicon region 1 is an MNOS
constitutes the basic gate area.

消去状態もしくは記憶情報が省き込まれて(・ない状態
では、MNOSのグーttit圧VG対ドレイン箪流I
D特性は、例えば第13図の曲線Aのようになっており
、そのしきい値電圧は4ボルトの負電圧(以下−4■の
ように記する)になっている。
In the erased state or when the stored information is omitted (in the state where no stored information is left out), the MNOS guttit pressure VG vs. drain current I
The D characteristic is, for example, curve A in FIG. 13, and its threshold voltage is a negative voltage of 4 volts (hereinafter referred to as -4■).

記憶情報の書き込み又は消去のために、ゲート絶縁膜に
は、トンネル現象によりキャリヤの注入が生ずるような
高電界が作用させられる。
In order to write or erase stored information, a high electric field is applied to the gate insulating film so that carrier injection occurs due to a tunneling phenomenon.

書き込み動作において、基体ゲート1には、例えばはy
回路の接地電位のOVが印加され、ゲート6には、例え
ば+25Vの高電圧が印加される。
In a write operation, the substrate gate 1 has e.g.
A ground potential OV of the circuit is applied, and a high voltage of +25V, for example, is applied to the gate 6.

ソース領域2及びドレイン領域3には、書き込むべき情
報に応じてはyOvの低電圧又は+20Vのような高電
圧が印加される。
A low voltage of yOv or a high voltage of +20V is applied to the source region 2 and drain region 3 depending on the information to be written.

ソース領域2とドレイン領域3との間のシリコン領域1
表面には、上記ゲート6の正の高電圧に応じてチャンネ
ル7゛が誘導される。このチャンネル7の電位はソース
領域2及びドレイン領域3の電位と等しくなる。
Silicon region 1 between source region 2 and drain region 3
A channel 7' is induced on the surface in response to the high positive voltage of the gate 6. The potential of this channel 7 becomes equal to the potentials of the source region 2 and drain region 3.

ソース領域2及びドレイン領域3に上記のようにOvの
電圧が印加されるとゲート絶縁膜には上記ゲート6の高
電圧に応じた高電界が作用する。
When a voltage of Ov is applied to the source region 2 and drain region 3 as described above, a high electric field corresponding to the high voltage of the gate 6 acts on the gate insulating film.

その結果、ゲート絶縁膜にはトンネル現象によりチャン
ネル7からキャリアとしての電子が注入される。MNO
SのVG−ID特性は第13図曲腺AからBに変化する
。しきい値電圧は前記の一4■から例えば+1vに変化
する。
As a result, electrons as carriers are injected into the gate insulating film from the channel 7 due to a tunneling phenomenon. MNO
The VG-ID characteristics of S change from curve A to curve B in Figure 13. The threshold voltage changes from the above-mentioned 14V to, for example, +1V.

ソース領域2及びドレイン領域3に上記のように+20
Vが印加された場合、ゲート6とチャンネル7との間の
電位差が数■に減少する。このような低電位差では、ト
ンネル現象による電子の注入を起させるには不充分とな
る。そのため、MNOSの特性は第13図の曲線Aから
変化しなり・。
+20 as above for source region 2 and drain region 3
When V is applied, the potential difference between the gate 6 and the channel 7 is reduced to several square meters. Such a low potential difference is insufficient to cause electron injection by tunneling. Therefore, the characteristics of MNOS do not change from curve A in Figure 13.

半導体記憶回路装置においては、1つのディジット線に
複数のMNOSが結合される。上記の書き込み動作にお
いて、選択されるMNOSには上記のような電圧が印加
される。非選択とされるMNOSのグー)KははKOV
の電圧が加えられるかもしくはソース領域及びドレイン
領域に前記の+20vのような高電圧が印加される。
In a semiconductor memory circuit device, a plurality of MNOS are coupled to one digit line. In the above write operation, the above voltage is applied to the selected MNOS. MNOS's non-selection) K is KOV
, or a high voltage such as the aforementioned +20V is applied to the source and drain regions.

記憶情報の消去は、ゲート絶縁膜に上記の書き込みにお
ける電界に対し逆方向の高電界を作用させることにより
行なわれろ。この逆方向の高電界によりトンネル現象が
生じ、ゲート絶縁膜にキャリヤとしての正孔が流入され
る。前記の書き込み時に注入された電子が上記の正孔に
よって中和され、その結果MNO3の特性は第13図の
曲線Bから再び曲HAにもどされる。
Erasing of stored information is carried out by applying a high electric field to the gate insulating film in the opposite direction to the electric field for writing. A tunneling phenomenon occurs due to this high electric field in the opposite direction, and holes as carriers flow into the gate insulating film. The electrons injected during the writing are neutralized by the holes, and as a result, the characteristics of MNO3 return from the curve B in FIG. 13 to the curve HA.

この実施例に従うと、上記の消去のために、例えば基体
ゲート1にOVを加えながらゲート6に負の高電圧を加
える構成をとる代りに、後述からより明確になるように
ゲート6にOVを加えながら基体ゲート1に+25Vの
ような正の高電圧を加える構成とする。上記のように基
体ゲート1に正の高電圧を加える構成とすることによっ
て、ゲート6に高電圧を印加するための回路構成を単純
にすることができるようになる。また、書き込み及び消
去のために同−硬性の高電圧を利用できるようになり、
その結果、半導体記憶回路装置の外部端子数及び半導体
記憶回路装置を態動するための電源数を少なくできる。
According to this embodiment, for the above-mentioned erasing, instead of applying a negative high voltage to the gate 6 while applying OV to the substrate gate 1, for example, OV is applied to the gate 6 as will be clearer from the description below. The configuration is such that a positive high voltage such as +25V is applied to the base gate 1 while the voltage is applied. By applying a positive high voltage to the base gate 1 as described above, the circuit configuration for applying a high voltage to the gate 6 can be simplified. Also, it is now possible to use high voltages of the same hardness for writing and erasing.
As a result, the number of external terminals of the semiconductor memory circuit device and the number of power supplies for operating the semiconductor memory circuit device can be reduced.

〜1NO3の特性が上記第13図の曲線A又はBのいず
れか一方になるので、MNOSの記憶情報の読み出しは
、例えばゲート電圧vGfJ″−ovであるときのソー
ス・ドレイン間の導通状態を検出することにより行なわ
れる。単一極性の信号により1つのディジット線に結合
された複数のMNOSの1つを選択できるようにするた
めに、単位の記憶要素(以下メモリセルと称する)は、
第14図に等価回路を示すように、MNO3QIとこれ
に直列接続されたスイッチ用絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタ(以下スイッチ用M I S F E Tと称す
る)Q2とから構成される。読み出し時、MNO8Q1
のゲート電圧はOVに維持され、スイッチ用M I S
 F E Tのグー) 14圧は、選択信号によってO
V又は+5vのような正電圧とされる。
Since the characteristics of ~1NO3 are either curve A or B in FIG. 13 above, reading the stored information of MNOS is done by detecting the conduction state between the source and drain when the gate voltage is vGfJ''-ov, for example. In order to be able to select one of a plurality of MNOS coupled to one digit line by a single polarity signal, a unit storage element (hereinafter referred to as a memory cell) is
As shown in the equivalent circuit of FIG. 14, it is composed of an MNO3QI and an insulated gate field effect transistor for switching (hereinafter referred to as MISFET for switching) Q2 connected in series with the MNO3QI. When reading, MNO8Q1
The gate voltage of is maintained at OV, and the switch M I S
(FET) 14 pressure is set to O by the selection signal.
It is assumed to be a positive voltage such as V or +5V.

第1図は、実施例の半導体記憶回路装置の回路を示して
いる。
FIG. 1 shows a circuit of a semiconductor memory circuit device according to an embodiment.

この実施例の記憶回路は、Xデコーダ、Yデコーダ、制
御回路等の比較的低電圧の信号を形成する回路と、書き
込み回路、消去回路等の比較的高電圧の信号を形成する
回路とを含んでいる。
The memory circuit of this embodiment includes circuits that form relatively low voltage signals such as an X decoder, Y decoder, and control circuit, and circuits that form relatively high voltage signals such as a write circuit and an erase circuit. I'm here.

特に制限されないが、上記の低電圧信号を形成する回路
のために電源1:5子■CCに、+5Vの低電源電圧が
供給される。上記電源電圧に応じて、低電圧信号のハイ
レベルは、はr+svとされ、ロウレベルははg回路の
接地電位のOvとされる。
Although not particularly limited, a low power supply voltage of +5V is supplied to the power supply 1:5 CC for the circuit forming the above-mentioned low voltage signal. Depending on the power supply voltage, the high level of the low voltage signal is set to r+sv, and the low level of the low voltage signal is set to Ov, which is the ground potential of the g circuit.

上記書き込み回路、消去回路等の回路のために、回路装
置に高電圧端子VPPが設けられる。この高電圧端子V
PPには、回路装置に書き込み動作をさせるとき及び消
去動作をさせるとき、はg+25Vのような高電圧が供
給される。上記の高電圧に応じて、高電圧イg号のハイ
レベルははy+25Vもしくは+20Vとされ、ロウレ
ベルははrQ■とされる。
A high voltage terminal VPP is provided in the circuit device for circuits such as the write circuit and erase circuit. This high voltage terminal V
A high voltage such as g+25V is supplied to PP when the circuit device performs a write operation and an erase operation. Depending on the above-mentioned high voltage, the high level of the high voltage Ig is set to y+25V or +20V, and the low level is set to rQ■.

第1図において、MAはメモリアレイであり、マトリク
ス配置されたメモリセルMSIIないしMS22を含ん
でいる。
In FIG. 1, MA is a memory array and includes memory cells MSII to MS22 arranged in a matrix.

同一の行に配置されたメモリセルMSII、MS12の
それぞれのスイッチ用MISFETQ2のゲートは、第
2ワードmW11に共通接続され、それぞれのMNO3
QIのゲートは、第2ワード線に共通接続されている。
The gates of the switch MISFETs Q2 of the memory cells MSII and MS12 arranged in the same row are commonly connected to the second word mW11,
The gates of QI are commonly connected to the second word line.

同様に、他の同一の行に配置されたメモリセルMS21
.MS22のスイッチ用MISFET及びMNOSのゲ
ートはそれぞれ第1ワード線W21.第2ワード緋W2
2に共通接続されている。
Similarly, other memory cells MS21 arranged in the same row
.. The gates of the switch MISFET and MNOS of MS22 are connected to the first word line W21. 2nd word scarlet W2
2 are commonly connected.

同一の列に配置されたメモリセルMSII、MS21の
スイッチ用MISFETQ2のドレインはディジット線
D1に共通接続され、MNOSのソースは基準電位i腺
E D 1に共通接続されている。
The drains of the switching MISFETs Q2 of the memory cells MSII and MS21 arranged in the same column are commonly connected to the digit line D1, and the sources of the MNOS are commonly connected to the reference potential i-line E D 1.

同線に他の同一の列に配置されたメモリセルMS12、
MS22のスイッチ用MISFETのドレイン及びMN
OSのソースはそれぞれディジット1巌D2.基準電位
#ED2に共通接続されている。
A memory cell MS12 arranged in another same column on the same line,
MS22 switch MISFET drain and MN
The OS source is 1 digit D2. Commonly connected to reference potential #ED2.

この実施例に従うと、基体ゲートに正の高電圧を印加す
ることによってMNOSの記憶情報を消去する構成をと
るので、メモリセルを形成する半導体領域は、次に説明
するXデコーダ、Yデコーダ等の周辺回路を形成する半
導体領域と電気的に分断される。上記の半導体領域は後
で説明するように、例えばh型半導体基板表面に形成さ
れたp型ウェル領域から構成される。
According to this embodiment, the memory information of the MNOS is erased by applying a positive high voltage to the base gate, so the semiconductor region forming the memory cell is used for the X decoder, Y decoder, etc. described below. It is electrically separated from the semiconductor region forming the peripheral circuit. As will be explained later, the above semiconductor region is composed of, for example, a p-type well region formed on the surface of an h-type semiconductor substrate.

上記の消去のために、(IiJ々のメモリセルをそれぞ
れ独立のウェル領域に形成したり、同じ行もしくは列に
配置されるメモリセルを共通のウェル領域に形成したり
することができるが、この実施例では、メモリセルの全
体すなわちメモリアレイMAを1つの共通なウェル領域
に形成する。
For the above erasing, (IiJ memory cells can be formed in independent well regions, or memory cells arranged in the same row or column can be formed in a common well region. In the embodiment, the entirety of the memory cells, ie, the memory array MA, is formed in one common well region.

第1図において、mwELLは、メモリアレイMAの共
通の基体ゲートとしてのウェル領域に接続される。
In FIG. 1, mwELL is connected to the well region as a common body gate of memory array MA.

上記第1ワード線W 11 z W 21は、それぞれ
XデコーダXDI、XD2の出力端子に接続され、第2
ワード凌W12.W22は、書き込み回路WAl、WA
2の出力端子に接続されている。
The first word lines W 11 z W 21 are connected to the output terminals of the X decoders XDI and XD2, respectively, and
Word Ryo W12. W22 is the write circuit WAl, WA
It is connected to the second output terminal.

XデコーダXDIは、図示のように、電源VCCと出力
端子との間に接続されゲート・ソース間が短絡されたデ
イプレッション型負荷MISFETQ3と、出力端子と
アース端子間に接続され、それぞれのゲートにアドレス
バッファBOないしB6からの非反転出力もしくは反転
出力を受けるエンハンスメント型MISFETQ4ない
しQ6とからなり、実質的にノア回路を構成している。
As shown in the figure, the X decoder It consists of enhancement type MISFETs Q4 to Q6 that receive non-inverted outputs or inverted outputs from address buffers BO to B6, and substantially constitutes a NOR circuit.

XデコーダXDIは、選択されていないときアドレス入
力線aOないしa6の少なくとも1つにおける信号のハ
イレベルにより、ワード1lVW11にほぼOVのロウ
レベル信号を出力し、選択されたとき、アドレス入力線
aOないしa6におけるすべての信号がロウレベルとな
り、はW5Vのハイレベル信号を出力する。
When not selected, the X decoder XDI outputs a low level signal of approximately OV to the word 11VW11 due to the high level of the signal on at least one of the address input lines aO to a6, and when selected, the X decoder XDI outputs a low level signal of approximately OV to the word 1lVW11. All signals at become low level, and outputs a high level signal of W5V.

XデコーダXD2は、接続するアドレス入力線が異なる
点を除いて上記XデコーダXD1と同一構成にされる。
The X-decoder XD2 has the same configuration as the X-decoder XD1 described above, except that the connected address input lines are different.

なお、第1図において、MISFETQ3のようなデイ
プレッション型MISFETは、図示のようにエンハン
スメント型MISFETと異なった記号で標記されてい
る。
In FIG. 1, a depletion type MISFET such as MISFETQ3 is marked with a different symbol from an enhancement type MISFET as shown.

書き込み回路WAIは、第1ワード+JW11と出力端
子(第2ワード、WW12)との間に直列接続されたM
ISFETQI 5.Ql 6と、上記出力端子と書き
込み及び消去時に前記の+25Vの電圧が加えられる電
源端子VPPとの間に接続されたMI 5FETQI 
9と、上記出力端子と接地端子との間に直列接続された
MI 5FETQI 7゜Ql8とからなる。上記MI
 5FETQI 5のゲートは書き込み制御?tiAW
lに接続され、MISFETQI8のゲートは読み出し
及び消去制御線vpに接続され、更にMISFETQI
6及びQl8のゲートは電源端子vCCに接続されてい
る。
The write circuit WAI has M connected in series between the first word +JW11 and the output terminal (second word, WW12).
ISFETQI 5. MI 5FET QI connected between Ql 6 and the above output terminal and the power supply terminal VPP to which the above +25V voltage is applied during writing and erasing.
9, and an MI 5FETQI 7°Ql8 connected in series between the output terminal and the ground terminal. Above MI
Is the gate of 5FETQI 5 write control? tiAW
The gate of MISFETQI8 is connected to read and erase control line vp, and the gate of MISFETQI8 is connected to
The gates of 6 and Ql8 are connected to the power supply terminal vCC.

後で説明する構成の制御回路CRLにより、曹き込み動
作以外において、上記書き込み制御線Wlの信号ははr
ovのロウレベルとされ、制御線マ下の信号ははr+s
vのハイレベルとされている。従ってMI 5FETQ
I 5はオフ状態にあり、これに対しMI 5FETQ
I 8はオン状態にある。出力端子(第1ワード+JW
12)は、直列接続のMI 5FETQI 7とQl8
とを介して回路の接地端子に接続され1.そのためはr
ovにされる。
A control circuit CRL having a configuration to be described later causes the signal on the write control line Wl to be r
ov is set to low level, and the signal below the control line is r+s.
It is considered to be a high level of v. Therefore MI 5FETQ
I5 is in the off state, whereas MI5FETQ
I8 is in the on state. Output terminal (1st word + JW
12) MI 5FET QI7 and Ql8 connected in series
and connected to the ground terminal of the circuit via 1. For that, r
It is made into an ov.

書き込み動作において、電源端子VPPに+25Vの高
電圧が加えられ、書き込み制御線Wlに、MI 5FE
TQI 5をオン状態にさせるようはy+5Vのハイレ
ベル信号が加えられ、制御線面に、MISFETQI8
をオフ状態にさせるようはX:OVの信号が加えられる
In the write operation, a high voltage of +25V is applied to the power supply terminal VPP, and the MI5FE is applied to the write control line Wl.
A high level signal of y+5V is applied to turn on TQI 5, and MISFET QI8 is applied to the control line.
A signal at X:OV is applied to turn off.

上記のMISFETQI5のオン状態とMISFETQ
I8のオフ状態とによって、第2ワードwwx2の信号
レベルが第1ワード線Wllの信号レベルに応じて決め
られるようになる。
On state of MISFETQI5 above and MISFETQ
Due to the off state of I8, the signal level of the second word wwx2 can be determined according to the signal level of the first word line Wll.

すなわち、第1ワード線Wllを選択するよう、Xデコ
ーダXDIの駆動用MISFETQ4ないしQ6がすべ
てオフ状態にされているなら、MISFETQI6.Q
l5及び上記駆動用MISFETQ4ないしQ6の電流
経路は構成されない。
That is, if all of the drive MISFETs Q4 to Q6 of the X decoder XDI are turned off so as to select the first word line Wll, the MISFETs QI6. Q
The current paths of I5 and the driving MISFETs Q4 to Q6 are not configured.

従って、第2ワード線W12にはMISFETQI9を
介してはg電源端子VPPの+25Vが現われる。すな
わち、選択された第1ワード晦にはW+5Vが加わるこ
とに対応して、選択されたワード勝にはr+25Vの電
圧が加わることになる。
Therefore, +25V of the g power supply terminal VPP appears on the second word line W12 via the MISFET QI9. That is, in response to the fact that W+5V is applied to the selected first word, a voltage of r+25V is applied to the selected word W.

第一1ワード線Wllが非選択なら、すなわちXデコー
ダXDIの、駆動用MISFETQ4ないしQ6の少な
くとも1つがオン状態とされ【いるなら、MISFET
QI6.Ql5及び上記、駆動用M I S 1” E
 ’r Q 4ないしQ6を介して出力端子(第2ワー
ド線W12)を接地する電流経路が形成される。その結
果、上記出力端子ははyovにされる。
If the first word line Wll is not selected, that is, if at least one of the driving MISFETs Q4 to Q6 of the X decoder XDI is turned on, the MISFET
QI6. Ql5 and above, driving M I S 1” E
'r A current path is formed to ground the output terminal (second word line W12) via Q4 to Q6. As a result, the output terminal is set to yov.

上記書き込み回路WAIにおいて、ゲートに定常的に電
源電圧VCCを受けるMISFETQI6、Ql7は、
第2ワード線W12に加わる高電圧信号がMI 5FE
TQI 5又はQl8のブレークダウンによって制限さ
れてしまうことを防ぐために使用される。
In the write circuit WAI, MISFETs QI6 and Ql7, which constantly receive the power supply voltage VCC at their gates, are as follows:
The high voltage signal applied to the second word line W12 is
Used to prevent being limited by breakdown of TQI 5 or Ql8.

すなわち、例えばMISFETQI7を省略した場合、
MI 5FETQI 8のドレインDに第2ワード線W
12の高電圧(+25V)が印加されることになる。上
記MI 5FETQI 8のゲートには、前記のように
制御線vpからはyovの低電圧が加わっているので、
このMISFETQI8のドレイン接合の四りに広がる
べき空乏層が、ゲートの近傍においてこのゲートの低電
圧によって制限されることになる。その結果、MISF
ETQ18のドレイン接合は、比較的低電圧でブレーク
ダウンするようになる。
That is, for example, if MISFETQI7 is omitted,
The second word line W is connected to the drain D of MI 5FETQI 8.
12 high voltages (+25V) will be applied. As mentioned above, the low voltage of yov is applied to the gate of MI 5FET QI 8 from the control line vp, so
The depletion layer that should spread to all sides of the drain junction of MISFET QI8 is limited by the low voltage of this gate in the vicinity of the gate. As a result, MISF
The drain junction of ETQ18 will break down at relatively low voltages.

図示のようにMISFETQI7を設けると、MI 5
FETQI 8のドレインに加わる電圧は、電源電圧v
CCからMISFETQI7のしきい1直電圧だけ増加
した値の電圧にクランプされる。
If MISFET QI7 is provided as shown, MI 5
The voltage applied to the drain of FETQI 8 is the power supply voltage v
It is clamped to a voltage increased by the threshold 1 direct voltage of MISFET QI7 from CC.

その結果、MISFETQI8のブレークダウンが防止
される。MISFETQI7は、そのゲートが電源VC
Cに接続されているので比較的高いドレイン耐圧を持つ
ことになる。
As a result, breakdown of MISFETQI8 is prevented. MISFETQI7 has its gate connected to the power supply VC.
Since it is connected to C, it has a relatively high drain breakdown voltage.

MI 5FETQI 6も上記MI 5FETQI 7
と同様な理由によって使用される。
MI 5FETQI 6 is also the above MI 5FETQI 7
used for the same reason.

この実施例を従うと、前記のようなウェル領域を使用す
る構成が有効に利用される。
According to this embodiment, the configuration using the well region as described above is effectively utilized.

首き込み回路WAIにおける負荷MISFETQ19は
、他のMISFETQI5ないしQ18などのMISF
ETを形成するウェル領域に対し独立したウェル領域に
形成される。すなわち、MI 5FETQI 9の基本
ゲートは、他のMISFETの基体ゲートから電気的に
分離される。
The load MISFET Q19 in the necking circuit WAI is a MISFET such as other MISFETs QI5 to Q18.
It is formed in a well region independent from the well region forming the ET. That is, the base gate of MI 5FET QI 9 is electrically isolated from the base gates of other MISFETs.

上記負荷MISFETQ19は、図示のようにその基体
ゲートとソースとが短絡されており、基体ゲートからソ
ース・ドレイン間のチャンネルに高電圧が作用しないよ
うにされている。
As shown in the figure, the load MISFET Q19 has its base gate and source short-circuited to prevent high voltage from acting on the channel between the base gate and the source and drain.

図示の接続に対し、基体ゲートが他のMISFETと同
様に接地端子に接続されている場合、出力端子(第2ワ
ード線W12)で必要とする電圧が大きいので、基板バ
イアス効果によるM I S FETQ19のしきい値
電圧の増加が他の低電圧を処理するためのMISFET
に比べて著るしく大きくなる。その結果、上記の出力端
子(第2ワード線W12)で必要とする電圧に対し、高
電圧端子VPPに供給する電圧を大幅に大きくしなけれ
ばならなくなる。
Regarding the connection shown in the figure, if the body gate is connected to the ground terminal like other MISFETs, the voltage required at the output terminal (second word line W12) is large, so the MISFET Q19 due to the body bias effect Increase in threshold voltage of MISFET to handle other low voltages
significantly larger than that of As a result, the voltage supplied to the high voltage terminal VPP must be significantly larger than the voltage required at the output terminal (second word line W12).

これに対し、図示の接続の場合、基体ゲートの電圧がソ
ースの電圧と等しくなるので、基板ノ(イアス効果によ
るMISFETQI 9のしきい値電圧の増加を実質的
に無視できるようになる。その結果、高電圧端子V、P
Pに供給する高電圧を比較的小さくすることができるよ
うになる。
In contrast, in the case of the illustrated connection, the voltage at the substrate gate is equal to the voltage at the source, so that the increase in the threshold voltage of MISFET QI 9 due to the substrate effect can be virtually ignored. , high voltage terminals V, P
The high voltage supplied to P can be made relatively small.

上記のように、高電圧端子VPPに供給する電圧を低下
させても良い構成とすることにより、この高電圧端子V
PPが接続される各種のpn接合の耐圧を異常に高くす
ることが必要なくなるかもしくはpn接合における各種
の望ましくないリーク電流を減少させることができる。
As described above, by adopting a configuration in which the voltage supplied to the high voltage terminal VPP can be reduced, this high voltage terminal V
It is no longer necessary to make the withstand voltages of various pn junctions to which PP is connected abnormally high, or various undesirable leakage currents in pn junctions can be reduced.

さらに、高電圧端子VPPに接続する配線かもの電界に
よって半導体表面に望ましくない寄生チャンネルが誘起
されてしまうことを防ぐこ1とができる。
Furthermore, it is possible to prevent undesirable parasitic channels from being induced on the semiconductor surface by the electric field of the wiring connected to the high voltage terminal VPP.

メモリアレイMAの各基準電位HED1.ED2は、書
き込み禁止回路IHAIに接続されている。
Each reference potential HED1. of memory array MA. ED2 is connected to the write inhibit circuit IHAI.

書き込み禁止回路IHAIにおいて、基準電位@ED1
と接地端子との間に直列接続されたM l5FETQ2
0とQ21とが単位スイッチ回路を構成している。この
単位スイッチ回路におけるMI 5FETQ21は制御
回路CRLから制御i1 rを介し・:て制御信号を受
ける。上記制御信号は、記憶情報の読み出し動作のとき
上記MISFETQ21をオン状態とするよう、+5V
のレベルとされ、舊き込み動作及び消去動作のときオフ
状態とするようO■のレベルとされる。
In the write inhibit circuit IHAI, the reference potential @ED1
M15FETQ2 connected in series between
0 and Q21 constitute a unit switch circuit. The MI 5FETQ21 in this unit switch circuit receives a control signal from the control circuit CRL via the control i1r. The control signal is applied at +5V so as to turn on the MISFET Q21 during the read operation of stored information.
It is set to the level O, and is set to the level O2 so as to be in the off state during the input operation and the erase operation.

従って、上記単位スイッチ回路は、読み出し動作のとき
上記基準電位5ED1をはyOVにする。
Therefore, the unit switch circuit sets the reference potential 5ED1 to yOV during the read operation.

上記基準電位線EDIと高電圧信号#IHVとの間にM
ISFETQ22が接続されている。上記高電圧信号線
IHVには、後述する書き込み禁止電圧発生回路IHA
2から、書き込み動作及び消去動作の時はに+20 V
の高電圧レベルとされ、読み出し動作のときはyOvと
される信号が印加される。
M between the reference potential line EDI and the high voltage signal #IHV
ISFETQ22 is connected. The high voltage signal line IHV includes a write inhibit voltage generation circuit IHA, which will be described later.
2, +20 V during write and erase operations
A signal of yOv is applied during a read operation.

従って、書き込み動作及び消去動作において、上記単位
スイッチ回路のMI 5FETQ21がオフ状態にされ
ると、基準電位線EDIには、M l5FETQ22を
介して上記高電圧信号線IHVから高電圧が印加される
Therefore, in a write operation and an erase operation, when MI5FETQ21 of the unit switch circuit is turned off, a high voltage is applied to the reference potential line EDI from the high voltage signal line IHV via M15FETQ22.

基準電位線FD2と接地端子との間にはMISFETQ
23とQ24とからなる前記と同様な単位スイッチ回路
が接続され、基準電位is E D 2と高電圧信号a
 I HV トノ間にハM I S F E TQ25
が接続される。
MISFETQ is connected between the reference potential line FD2 and the ground terminal.
23 and Q24 similar to the above unit switch circuit are connected, and the reference potential is E D 2 and the high voltage signal a
I HV Between the trunk M I S F E TQ25
is connected.

上記書き込み禁止回路I I−I A I において、
ゲートに+5vの電源電圧VCCを受けるMISFET
Q20.Q23は、基準電位線EDI、ED2に上記の
ような高電圧が加えられるので、前記の書き込み回路W
AIにおいて設けたMISFETQ16.Q17と同様
な理由で使用される。
In the above write inhibit circuit I I-I A I,
MISFET whose gate receives +5v power supply voltage VCC
Q20. Since the high voltage mentioned above is applied to the reference potential lines EDI and ED2, Q23 is connected to the write circuit W mentioned above.
MISFET Q16 provided in AI. It is used for the same reason as Q17.

MISFETQ22.Q25は、前記MISFETQ1
9と同様に、基板バイアス効果によるしきい値電圧の増
加を防ぎ、高電圧信号111HVの高電圧に対し、基準
電位線EDI、ED2の電圧が低下しないようKするた
めに、独立のウェル領域に形成される。
MISFETQ22. Q25 is the MISFETQ1
9, in order to prevent an increase in the threshold voltage due to the substrate bias effect and to prevent the voltages of the reference potential lines EDI and ED2 from decreasing with respect to the high voltage of the high voltage signal 111HV, an independent well region is provided. It is formed.

メモリアレイMAの各ディジット線DI、  D2と共
通ディジット1fSCDとの間にYゲート回路YGoが
接続される。
A Y gate circuit YGo is connected between each digit line DI, D2 of memory array MA and common digit 1fSCD.

Yゲート回路YGOにおいて、ディジット線D1と共通
デイツク)[C’ Dとの間に直列接続されたMI 5
FETQI 1とQ12とは単位ゲート回路を構成し、
YデコーダMDIの出力に応じて上記ディジット線DI
と共通ディジットii+l1ICDとを結合する。同様
に、MI 5FETQI 3とQ14とが曲の単位ゲー
ト回路を構成し、この単位ゲート回路はYデコーダYD
2の出力に応じてディジン1lD2と共通ディジット線
を結合する。
In the Y gate circuit YGO, the MI 5 connected in series between the digit line D1 and the common disk) [C'
FETQI 1 and Q12 constitute a unit gate circuit,
The above digit line DI corresponds to the output of the Y decoder MDI.
and the common digit ii+l1ICD. Similarly, MI 5FET QI 3 and Q14 constitute a unit gate circuit of the song, and this unit gate circuit is connected to the Y decoder YD.
The digit 11D2 and the common digit line are connected according to the output of the digit 11D2 and the common digit line.

書き込み動作時及び消去動作時に各ディジットiD1.
D2に高電圧信号が現われるので、上記Yゲート回路Y
GOにおける単位スイッチ回路は、図示のようにゲート
に+5vの電源電圧を受けるMISFETQ12.Q1
4を使用する。
During write operation and erase operation, each digit iD1.
Since a high voltage signal appears on D2, the above Y gate circuit Y
The unit switch circuit in GO consists of MISFETQ12. Q1
Use 4.

YデコーダMDI、YD2は、前記XデコーダXDI、
XD2と類似の構成とされ、アドレスバッファB7ない
しBIOから出力するアドレス信号A7ないしAIOの
非反転信号a7ないしalO及び反転信号a7ないしa
loを選択的に受けることにより、それぞれの出力線Y
l、Y2に、選択時に+5■のハイレベルとなり、非選
択時にOVとなるデコードイ言号な出力する。
The Y decoders MDI, YD2 are the X decoders XDI,
It has a configuration similar to that of XD2, and has non-inverted signals a7 to alO and inverted signals a7 to a of address signals A7 to AIO output from address buffers B7 to BIO.
By selectively receiving lo, each output line Y
1, Y2 outputs a decoded word which becomes a high level of +5■ when selected and becomes OV when not selected.

Yゲート回路YGOに接続した共通ディジット繭CDに
は、センス回路IO8及びデータ入力回路IOWが接続
される。
A sense circuit IO8 and a data input circuit IOW are connected to the common digit cocoon CD connected to the Y gate circuit YGO.

〜センス回路IO3は、図示のようにゲートソース間が
接続された負荷MISFETQ47と、ゲ−1に制御a
fからの信号を受けるスイッチMISFETQ48とか
らなる。導み出し動作において、htにおける信号が+
5vのハイレベルとされることによって上記スイッチM
ISFETQ48がオン状態とされる。
~The sense circuit IO3 has a load MISFET Q47 whose gate and source are connected as shown in the figure, and a control a to a gate 1.
It consists of a switch MISFETQ48 that receives a signal from f. In the derivation operation, the signal at ht is +
The above switch M is set to a high level of 5V.
ISFETQ48 is turned on.

上記センス回路IO8の出力が、インバータ114.1
15.ノア回路NR3,NR4及びMISFETQ49
.Q50からなる出力バッファ回路l0RK供給される
The output of the sense circuit IO8 is connected to the inverter 114.1.
15. NOR circuit NR3, NR4 and MISFETQ49
.. An output buffer circuit 10RK consisting of Q50 is supplied.

出力バッファ回路IORにおいて、ノア回路NR3,N
R4のそれぞれの一方の入力端子は制御#C81に接続
されている。上記制御NC81の信号は、読み出し動作
時に0■のロウレベルとされ、書き込み及び消去動作時
に+5■のハイレベルとされる。上記ノア回路NR3の
他方の入力端子はインバータlN14の出力端子に接続
され、NR4の他方の入力端子は上記インバータlN1
4の出力を受けるインバータINI 5の出力端子に接
続されている。
In the output buffer circuit IOR, NOR circuits NR3, N
One input terminal of each of R4 is connected to control #C81. The signal of the control NC 81 is set to a low level of 0■ during a read operation, and set to a high level of +5■ during a write and erase operation. The other input terminal of the NOR circuit NR3 is connected to the output terminal of the inverter IN14, and the other input terminal of NR4 is connected to the output terminal of the inverter IN1.
It is connected to the output terminal of the inverter INI 5 which receives the output of the inverter INI 4.

従って、上記ノア回路NR3とNR4は、読み出し動作
時に、互いに逆相の信号を出力する。直列接続されたM
ISFETQ49とQ50とは、上記ノア回路NR3と
NR4とによってプッシュプル駆動される。
Therefore, the NOR circuits NR3 and NR4 output signals having opposite phases to each other during the read operation. M connected in series
ISFETs Q49 and Q50 are push-pull driven by the NOR circuits NR3 and NR4.

制御線C81の信号がハイレベルなら、上記ノア回路N
R3とNR4が、いずれもOvのロウレベル信号を出力
し、MISFETQ49及びQ50の両方がオフ状態に
される。上記出力バッファ回路IORの出力端子は、入
出力端子POに接続されている。上記のMISFETQ
49及びQ50の同時のオフ状態において、出力バッフ
ァ回路はその出力インピーダンスが著るしく高くなり、
従りて入出力端子POに加わる入力信号を制限しない。
If the signal on the control line C81 is at a high level, the NOR circuit N
Both R3 and NR4 output low level signals of Ov, and both MISFETs Q49 and Q50 are turned off. The output terminal of the output buffer circuit IOR is connected to the input/output terminal PO. MISFETQ above
In the simultaneous off-state of Q49 and Q50, the output buffer circuit has a significantly high output impedance;
Therefore, the input signal applied to the input/output terminal PO is not limited.

上記出力バッファ回路IORにおいて、電源端子vCC
と出力端子との間に接続される上記MISFETQ49
は、他のMISFETのウェル領域とは独立のウェル領
域に形成される。基体ゲートとしてのウェル領域は、そ
のソースに接続される。その結果、基板バイアス効果に
よるしきい値電圧の増加が実質的に無くなるので、出力
バッファ回路IORは、はy電源電圧vCCのハイレベ
ル信号を出力できるようになる。
In the above output buffer circuit IOR, the power supply terminal vCC
The above MISFETQ49 connected between
is formed in a well region independent from the well regions of other MISFETs. The well region as a substrate gate is connected to its source. As a result, an increase in the threshold voltage due to the body bias effect is substantially eliminated, so that the output buffer circuit IOR can output a high-level signal of the power supply voltage vCC.

データ入力回路IOWは、図示のように入カパツファ回
路INI 6と、この入カバソファ回路の出力によって
制御されるMI 5FETQ51と、このMI 5FE
TQ51のドレインと共通ディジット線CDとの間に接
続され、ゲートに制御線WJからの信号を受けるMI 
5FETQ52とから構成されている。
The data input circuit IOW includes an input buffer circuit INI 6, an MI 5FETQ51 controlled by the output of this input buffer circuit, and a MI 5FE circuit as shown in the figure.
MI is connected between the drain of TQ51 and the common digit line CD, and receives a signal from the control line WJ at its gate.
It is composed of 5FETQ52.

書き込み禁止電圧発生回路IHA2は、図示のようにM
ISFETQ26ないしQ36から構成されている。上
記MISFETQ26ないしQ28は、第1の高電圧イ
ンバータを構成し、制御線Wlからの低電圧系の制御信
号を受けることにより、出力端子、すなわちMISFE
TQ27のドレインに高電圧系の信号を出力する。図示
の接続によりその出力信号レベルははXOVからVPP
まで変化する。MISFETQ29ないしQ31は第2
の高電圧インバータを構成し、上記第1の高電圧インバ
ータと同じ信号を受けることによりMI 5FETQ3
0のドレインに高電圧系の信号を出力する。その出力信
号レベルはほに+5V(vCC)からVPPまテ変化す
る。MI 5FETQ32ないしQ36は、高電圧プッ
シュプル回路を構成している。上記第1.第2の高電圧
インバータ及びプッシュプル出力回路において制御信号
を受けるMISFETQ28.Q31.Q36とそれぞ
れの出力端子との間に接続され、ゲートに+5■の電源
電圧を受けるMISFETQ27゜Q30.Q35は、
前記のMI 5FETQI 6゜Q17等と同様に、回
路の高出力電圧を保証するために使用される。第1及び
第2の高電圧インバータにおける負荷MISFETQ2
6.Q29は、図示のように、基体ゲートがそれぞれの
ソースに接続され、基板バイアス効果による出力電圧の
低下ヲ無<シ、プッシュプル出力回路のMISFETQ
33及びQ32.Q34を充分に駆動できるように構成
されている。
The write inhibit voltage generation circuit IHA2 has an M voltage as shown in the figure.
It is composed of ISFETs Q26 to Q36. The above-mentioned MISFETs Q26 to Q28 constitute a first high voltage inverter, and by receiving a low voltage system control signal from the control line Wl, output terminals, that is, MISFETs
A high voltage signal is output to the drain of TQ27. With the connections shown, the output signal level is from XOV to VPP.
changes up to. MISFETQ29 to Q31 are the second
MI 5FETQ3 is configured as a high voltage inverter and receives the same signal as the first high voltage inverter.
A high voltage signal is output to the drain of 0. The output signal level varies from +5V (vCC) to VPP. MI 5FETs Q32 to Q36 constitute a high voltage push-pull circuit. Above 1st. MISFET Q28. which receives control signals in the second high voltage inverter and push-pull output circuit. Q31. MISFET Q27°Q30.Q36 is connected between Q36 and each output terminal, and receives a +5cm power supply voltage at its gate. Q35 is
Similar to the aforementioned MI 5FET QI 6°Q17, etc., it is used to ensure a high output voltage of the circuit. Load MISFET Q2 in the first and second high voltage inverters
6. As shown in the figure, Q29 is a MISFET Q in a push-pull output circuit whose body gate is connected to each source, so that there is no drop in output voltage due to the body bias effect.
33 and Q32. It is configured to be able to sufficiently drive Q34.

上記プッシュプル出力回路において、MISFETQ3
2は、第1の高電圧インバータの出力がはyOvである
ときKMI 5FETQ3317))’L/インに加わ
る電圧を制限するために使用される。
In the above push-pull output circuit, MISFETQ3
2 is used to limit the voltage applied to KMI 5FETQ3317))'L/in when the output of the first high voltage inverter is yOv.

すなわち、第1の高電圧インバータの出力がはyOVで
あるとき、第2の高電圧インバータはその基準電位が+
5vの低電圧とされているので、+5Vを出力する。そ
の結果、MI SFgTQ32のゲートに+5■が印加
され、MISFETQ33のドレイン電圧が制限される
ことになる。MI 5FETQ34は、第1.第2の高
電圧インバータの出力が高電圧になったことにより出力
線IHVが+20Vの高電圧にされた後、上記第1゜第
2の高電圧インバータの出力がはyovのロウレベルに
なったとき、出力AIIHVからMISFETQ33の
ソースに加わる高電圧を制限するために使用される。そ
の結果、スイッチ動作させられるMISFETQ33の
ソース及びドレイン接合の不所望なブレークダウンが防
止される。
That is, when the output of the first high voltage inverter is yOV, the reference potential of the second high voltage inverter is +
Since it is considered to be a low voltage of 5V, it outputs +5V. As a result, +5■ is applied to the gate of MISFgTQ32, and the drain voltage of MISFETQ33 is limited. MI 5FETQ34 is the first. After the output line IHV is set to a high voltage of +20V due to the output of the second high voltage inverter becoming a high voltage, the output of the second high voltage inverter becomes a low level of yov. , is used to limit the high voltage applied from the output AIIHV to the source of MISFETQ33. As a result, undesired breakdown of the source and drain junctions of MISFET Q33, which is operated as a switch, is prevented.

消去回路ER3は、MI 5FETQ40ないしQ42
からなる高電圧インバータと、MISFETQ43ない
しQ46及びバイポーラトランジスタQ44とからなる
プッシュプル回路とによって構成されている。上記高電
圧インバータは、前記書き込み禁止電圧発生回路I H
A 2と同様な構成とされている。
Erasing circuit ER3 includes MI 5FETQ40 to Q42.
A push-pull circuit includes MISFETs Q43 to Q46 and a bipolar transistor Q44. The high voltage inverter is connected to the write inhibit voltage generation circuit IH.
It has the same configuration as A2.

上記プッシュプル出力回路において、バイポーラトラン
ジスタQ44とMI 5FETQ43は並列接続され、
上記高電圧インバータの出力によって駆動される。メモ
リアレイを形成するウェル領域は、後で説明する回路装
置の構造から明らかなように、消去回路に対し、重い容
量性負荷を構成する。従って、消去回路ER8は、高速
の消去動作を行なわせるために、充分低い出力インピー
ダンス特性を持つことが必要とされる。バイポーラトラ
ンジスタは、半導体集積回路装置において、比較的小型
寸法(面積)で形成されてもMISFETに対し充分低
い動作抵抗特性を示す。従って、図示のようにバイポー
ラトランジスタQ44を出力トランジスタとする消去回
路ER8は、半導体集積回路装着に小面積で形成されて
もメモリアレイMAのウェル領域を充分高速で駆動する
。上記MISFETとともに同一半導体基板上に形成さ
れるバイポーラトランジスタの構造、I!法は後で説明
される。
In the above push-pull output circuit, bipolar transistor Q44 and MI 5FET Q43 are connected in parallel,
It is driven by the output of the high voltage inverter. The well regions forming the memory array constitute a heavy capacitive load for the erase circuit, as will be apparent from the structure of the circuit arrangement described below. Therefore, the erase circuit ER8 is required to have sufficiently low output impedance characteristics in order to perform a high-speed erase operation. In a semiconductor integrated circuit device, a bipolar transistor exhibits sufficiently lower operating resistance characteristics than a MISFET even if it is formed with a relatively small size (area). Therefore, as shown in the figure, the erase circuit ER8 having the bipolar transistor Q44 as an output transistor drives the well region of the memory array MA at a sufficiently high speed even if it is formed in a small area to be mounted on a semiconductor integrated circuit. Structure of a bipolar transistor formed on the same semiconductor substrate as the above MISFET, I! The law will be explained later.

上記消去回路ER3において、バイポーラトランジスタ
Q44のみを防用する場合、このバイポーラトランジス
タのしきい値電圧(ベース・エミッタ間電圧)が、例え
ば0.6vあるので、MISFETQ40ないしQ42
からなる上記高電圧インバータがはg電源電圧■PPの
信号を出力しても出力線lに出力される電圧信号が上記
トランジスタQ44のしきい値電圧だけ低下する。
In the erase circuit ER3, when only the bipolar transistor Q44 is protected, the threshold voltage (base-emitter voltage) of this bipolar transistor is, for example, 0.6V, so the MISFETs Q40 to Q44
Even if the high voltage inverter consisting of the above outputs a signal of the power supply voltage PP, the voltage signal output to the output line I is lowered by the threshold voltage of the transistor Q44.

図示の消去回路ER3は、基体ゲートが上記高電圧イン
バータの負荷MISFETQ40の基体ゲートと一体に
され、この基体ゲートとともにゲートが上記負荷MIS
FETQ40のソース、すなわち高電圧インバータの出
力端子に接続されたデイプレッション型MI 5FET
Q43を上記バイポーラトランジスタQ44と並列に接
続している。上記MI 5FETQ43は、基体ゲート
の高電位がはy電源電圧vPPまで上昇するので、基板
バイアス効果によるしきい値電圧の増加が実質的にない
。従って、出力ff1AIIcおける高電圧は、上記M
I 5FETQ43によってはy電源電圧VPPまで上
昇させられるようになる。
In the illustrated erase circuit ER3, the base gate is integrated with the base gate of the load MISFET Q40 of the high voltage inverter, and the gate is integrated with the base gate of the load MISFET Q40 of the high voltage inverter.
Depletion type MI 5FET connected to the source of FETQ40, that is, the output terminal of the high voltage inverter
Q43 is connected in parallel with the bipolar transistor Q44. In the MI 5FET Q43, the high potential of the substrate gate rises to the y power supply voltage vPP, so there is virtually no increase in threshold voltage due to the substrate bias effect. Therefore, the high voltage at the output ff1AIIc is
Depending on I5FETQ43, the y power supply voltage can be raised to VPP.

上記MI 5FETQ43の基体ゲートは、図示の接続
からそのソース、すなわち出力iN 13に接続されて
も良い。このようにした場合でも基板バイアス効果によ
る出力1[の出力レベルが低下してしまうことを防ぐこ
とができる。しかしながら、このようにすると、回路装
置の構造上、MISFETQ40の基体ゲートとしての
ウェル領域とQ43の基体ゲートとしてのウェル領域と
を共通にできなく、互いに分離しなければならなくなる
The body gate of the MI 5FET Q43 may be connected to its source, ie the output iN 13, from the connections shown. Even in this case, it is possible to prevent the output level of output 1 from decreasing due to the substrate bias effect. However, in this case, due to the structure of the circuit device, the well region serving as the base gate of MISFET Q40 and the well region serving as the base gate of MISFET Q43 cannot be shared, and must be separated from each other.

ウェル領域の相互に所定の間隔が必要であるので、必要
とする半導体基板の面積を増加させなければならないと
いう不利益を生じる。
The requirement for a certain spacing of the well regions from each other has the disadvantage of increasing the required area of the semiconductor substrate.

制御回路CRLは、インバータINIないしlNl2、
ナンド回路NAIないしNA4、ノア回路NRI、NR
2および直列接続)M I S F E TQ37ない
しQ39からなる。この制御回路CRLは、外部端子P
GM、C8及びVPPにそれぞれ書き込み制御信号、チ
ップ選択信号、書き込み及び消去信号を受け、前記書き
込み禁止電圧発生回路IHA2からの出力信号を受ける
ことにより線C81,F、 WA’、 Wl及びvpK
制御信号を出力する。
The control circuit CRL includes inverters INI to lNl2,
NAND circuit NAI to NA4, NOR circuit NRI, NR
2 and series connection) MISFET Q37 to Q39. This control circuit CRL has an external terminal P
By receiving a write control signal, a chip selection signal, a write and erase signal to GM, C8 and VPP, respectively, and receiving an output signal from the write inhibit voltage generation circuit IHA2, lines C81, F, WA', Wl and vpK are connected.
Outputs a control signal.

上記端子VPPに供給される信号は前記書き込み回路W
AI、WA2、書き込み禁止電圧発生回路I HA 2
及び消去回路ER3に対する電源電圧として共用される
刊25Vの高電圧系の信号である。
The signal supplied to the terminal VPP is the write circuit W.
AI, WA2, write inhibit voltage generation circuit I HA 2
This is a high voltage signal of 25 V which is shared as the power supply voltage for the erase circuit ER3.

制御回路CRLは、上記端子VPPの信号が所定レベル
以上になったときだけ曹き込み又は消去動作の制f1を
行なうよう、上記のようなMISFETQ37ないしQ
39からなるレベルシフト回路を含んでいる。
The control circuit CRL controls the MISFETs Q37 to Q as described above so that the filling or erasing operation is controlled f1 only when the signal at the terminal VPP reaches a predetermined level or higher.
It includes a level shift circuit consisting of 39 circuits.

上記第1図の半導体記憶回路の動作は第2図ないし第4
図のタイミングチャートを使用して次のように説明され
る。なお、第2図は読み出し動作のタイミングチャート
を示し、第3図は消去動作のタイミングチャートを示し
ている。更に第4図は書き込み動作のタイミングチャー
トを示している。
The operation of the semiconductor memory circuit shown in FIG. 1 is shown in FIGS. 2 to 4.
This will be explained as follows using the timing chart shown in the figure. Note that FIG. 2 shows a timing chart of a read operation, and FIG. 3 shows a timing chart of an erase operation. Further, FIG. 4 shows a timing chart of a write operation.

読み出し動作においては、端子PGMにおける書き込み
制御信号がはyovのロウレベルとされている。また端
子VPPは、はyoVにされるかもしくはフローティン
グにされており、ゲートに+5 V(7)i圧V CC
を受けているMISFETQ39のドレインにははyo
Vの書き込み及び消去制御信号が現われている。
In the read operation, the write control signal at the terminal PGM is at a low level of yov. In addition, the terminal VPP is set to yoV or floated, and the gate is set to +5 V (7) i voltage V CC
The drain of MISFETQ39 receiving
A write and erase control signal of V is present.

上記端子VPPにおけるロウレベルの誉き込み制御信号
及びMI 5FETQ39のドレインにおけるロウレベ
ルの薔き込み及び消去信号により、制御線t’、Wl及
びvpにおける信号は、ハイレベルになっており、wl
における信号はロウレベルになっている。
The signals on the control lines t', Wl, and vp are at high level due to the low-level write-in control signal at the terminal VPP and the low-level write-in and erase signal at the drain of MI 5FETQ39, and the signals on the control lines t', Wl, and vp are at high level.
The signal at is at low level.

従って、メモリアレイMAの各基準電位線ED1.ED
2は書き込み禁止回路IHAIによってはyO■にされ
ており、各第2ワードJW12゜W22も同様に書き込
み回路WAI、WA2によってはKOVにされている。
Therefore, each reference potential line ED1 . ED
2 is set to yO■ by the write inhibit circuit IHAI, and each second word JW12°W22 is similarly set to KOV by the write circuits WAI and WA2.

タイミングは特に制限されないが、例えば時刻toにお
いて、アドレス入力端子AOな(・LAIOにおける信
号が選択するメモリセルに対応してセットされる。例え
ば、選択するメモリセルシカ″−MS11であるとする
と、アドレスノ(ツファBOな〜・しB6の出力によっ
てXデコーダXDIの出力カーハイレベルとなり、また
アドレスデコーダB7ないしBIOの出力によってYデ
コーダMDIの出力がハイレベルとなる。
Although the timing is not particularly limited, for example, at time to, a signal at the address input terminal AO (・LAIO) is set corresponding to the selected memory cell. For example, if the selected memory cell is "-MS11", the address (The output of the X decoder XDI becomes high level due to the output of B6, and the output of the Y decoder MDI becomes high level due to the output of address decoders B7 to BIO.

その結果、メモリセルMSIIのMNO3QIのドレイ
ンと共通ディジットi#cDとの間にMISFETQ 
 1.QIO,ディジット勝D1及びスイッチ用MI 
5FETQ2を介する電流経路カー形成される。また、
制御線rにおける信号の〕・イレベルによって、共通デ
ィジットMCDとセンス回路IO3の負荷MI 5FE
TQ47どの間に電流経路が形成される。
As a result, MISFETQ is connected between the drain of MNO3QI of memory cell MSII and common digit i#cD.
1. QIO, Digit Katsu D1 and MI for switch
A current path is formed through the 5FETQ2. Also,
By the level of the signal on the control line r, the common digit MCD and the load MI5FE of the sense circuit IO3
A current path is formed between TQ47.

メモリセルMSIIのMNO3QIが第13図Aの特性
のようにオン状態となっているなら、センス回路IO8
の出力線は、上記電流経路とMNO3QIを介して接地
されることなる。その結果、センス回路IO3の出力線
はロウレベルになる。
If MNO3QI of memory cell MSII is in the on state as shown in the characteristic of FIG. 13A, sense circuit IO8
The output line of is grounded via the current path and MNO3QI. As a result, the output line of the sense circuit IO3 becomes low level.

上記メモリセルMS11のMNO3QIが第13図Bの
特性のようにオフ状態となっているなら、負荷MI 5
FETQ47に対する電流経路が構成されず、その結果
、センス回路IO8の出力線はハイレベルとなる。
If MNO3QI of the memory cell MS11 is in the off state as shown in the characteristic shown in FIG. 13B, then the load MI5
A current path to FETQ47 is not formed, and as a result, the output line of sense circuit IO8 becomes high level.

時刻t1において、端子C8におけるチップ選択信号が
ハイレベルからロウレベルにされることによって、はg
同時刻t2において制御線C81における信号がロウレ
ベルになる。その結果、出力バッファ回路IORは、高
出力インピーダンス状態から上記センス回路IO3の出
力レベルに応じた信号を出力するようになる。例えばセ
ンス回カバツ7ア回路IORは、出力端子にノ・イレベ
ル信号を出力する。
At time t1, the chip selection signal at terminal C8 is changed from high level to low level, so that g
At the same time t2, the signal on the control line C81 becomes low level. As a result, the output buffer circuit IOR comes to output a signal corresponding to the output level of the sense circuit IO3 from the high output impedance state. For example, the sense circuit IOR outputs a NO level signal to its output terminal.

時刻t3においてチップ選択信号がロウレベルからハイ
レベルにもどると、はy同時刻t4において制御線C3
Iの信号がロウレベルからノ・イレペルになり、これに
応じて、出力バッファ回路■ORは再び高出力インピー
ダンス状態になる。
When the chip selection signal returns from low level to high level at time t3, the control line C3 changes at the same time t4.
The signal I changes from low level to low level, and in response, the output buffer circuit 1OR again enters a high output impedance state.

消去動作のために、予め端子VPPに+25Vの書き込
み及び消去信号が加えられ、端子C8に0■のロウレベ
ルのチップ選択信号が加えられる。
For the erase operation, a +25V write and erase signal is applied to the terminal VPP in advance, and a low-level chip selection signal of 0■ is applied to the terminal C8.

制御線面における信号は、上記レベルのチップ選択信号
によってノ・イレベルとなっており、従って書き込み回
路WAI、WA2は第2ワード線W12.W22をは・
rovにしている。
The signal on the control line is at the no-y level due to the chip selection signal at the above level, so the write circuits WAI and WA2 are connected to the second word line W12. W22 is...
I am using ROV.

第3図のように、時刻110において書き込み制御信号
がノ・イレベルにされると、これに応じてナンド回路N
A4の出力がロウレベルになる。上記ナンド回路NA4
のロウレベル信号によって消去回路ER8は、そのMI
SFET、Q42及びQ46がオフ状態となるので、出
力tt iに+250高電、圧を出力する。
As shown in FIG. 3, when the write control signal is set to the no-y level at time 110, the NAND circuit N
The output of A4 becomes low level. The above NAND circuit NA4
The erase circuit ER8 is activated by the low level signal of the MI
Since the SFETs Q42 and Q46 are in the off state, +250 high voltage and voltage are output to the output tti.

前記のように第2ワード#Wx 2. W22における
信号がOVにされているので、消去回路ER8の出力に
よってウェル領域WELLが+25vの高電圧とされる
とメモリアレイのMNOSのゲート絶縁膜に消去のため
の高電圧が加えられることになる。
Second word #Wx 2. as described above. Since the signal at W22 is set to OV, when the well region WELL is brought to a high voltage of +25V by the output of the erase circuit ER8, a high voltage for erasing is applied to the gate insulating film of the MNOS of the memory array. .

上記ウェル領域の正電圧は、メモリセルのMNO3QI
及びスイッチ用MI 5FETQ2のソース接合及びド
レイン接合を順方向にバイアスする方向にある。従って
、基準電位線EDI、ED2、デイツク)iDI、D2
の少なくとも1つと回路の接地端子との間に電流経路が
形成されているとウェル領域に加えるべき電圧は低下し
てしまう。
The positive voltage in the well region is the MNO3QI of the memory cell.
and forward biasing the source and drain junctions of the switch MI 5FETQ2. Therefore, the reference potential lines EDI, ED2, D2) iDI, D2
If a current path is formed between at least one of the well regions and the ground terminal of the circuit, the voltage to be applied to the well region will be reduced.

図示の回路は、上記のウェル領域の電圧の低下を防ぐよ
う、次のように動作する。
The illustrated circuit operates as follows to prevent the voltage drop in the well region described above.

制御翻tにおける信号は、上記時刻tloとはy同じ時
刻tllにおいて上記書き込み制御信号が・・イレペル
になることに対応してロウレベルになる。
The signal at the control signal t becomes low level in response to the write control signal becoming irregular at the same time tll as the time tlo.

上記制御線rにおける信号によって書き込み禁止回路I
HAIのMISFETQ2,1.Q24及び書き込み禁
止電圧発生回路IHA2のMISFETQ36がオフ状
態とされる。その結果、メモリアレイの各基準電位線E
DI、ED2は実質的にフローティングされる。
Write inhibit circuit I by the signal on the control line r
HAI's MISFET Q2, 1. Q24 and MISFET Q36 of the write inhibit voltage generation circuit IHA2 are turned off. As a result, each reference potential line E of the memory array
DI and ED2 are substantially floated.

制御線Wlにおける信号は、チップ選択信号のロウレベ
ルに応じてロウレベルになっている。従って共通ディジ
ット線CDに接続するデータ入力回路IOWにおけるM
I 5FETQ52はオフ状態にある。他方、上記共通
ディジット線CDに接続するセンス回路IO8における
MISFETQ48は、上記制御線rにおける信号によ
ってオフ状態になる。
The signal on the control line Wl is at a low level in accordance with the low level of the chip selection signal. Therefore, M in the data input circuit IOW connected to the common digit line CD
I5FET Q52 is in the off state. On the other hand, MISFETQ48 in the sense circuit IO8 connected to the common digit line CD is turned off by the signal on the control line r.

共通ディジット線CDのフローティングによって、Yゲ
ートYGOの動作にかかわらずに、メモリアレイMAの
各ディジット線D I 、  D 2はフローティング
になる。
Floating the common digit line CD causes each digit line D I , D 2 of the memory array MA to float regardless of the operation of the Y gate YGO.

時刻tllにおいて、端子PGMにおける信号がロウレ
ベルにもどると、これに応じて、消去回路ERSの出力
もロウレベルにもどる。
At time tll, when the signal at the terminal PGM returns to the low level, the output of the erase circuit ERS also returns to the low level accordingly.

消去動作が上記のように、チップ選択状態において行な
われるのに対し、書き込み動作はチップ非選択状態、す
なわち端子C8の信号のロウレベルにおいて行なわれる
。書き込み動作のために、予め端子VPPに+25Vの
書き込み及び消去信号が加えられる。
As described above, the erase operation is performed in the chip selected state, whereas the write operation is performed in the chip non-selected state, that is, when the signal at terminal C8 is at a low level. For a write operation, a +25V write and erase signal is applied to the terminal VPP in advance.

時刻t20において例えばメモリセルMSIIを選択す
るようアドレス信号aがセットされる。
At time t20, address signal a is set to select, for example, memory cell MSII.

すなわち、XデコーダXDIによりて第1ワード線Wl
lがハイレベルとされ、YデコーダMDIによって線Y
1がハイレベルとされる。
That is, the first word line Wl is
l is set to high level, and the line Y is set to high level by the Y decoder MDI.
1 is considered a high level.

時刻t21において、書き込むべき情報が端子POに加
えられる。書き込むべき情報が0なら、端子POはOv
にされ、これに応じてデータ入力画MIOWのMI 5
FE=TQ51は、入力バッファ回路lN16から+5
■のノ・イレペル信号を受け、オン状態となる。書き込
む情報が1、すなわち例えば+5Vなら、上記MISF
ETQ51は入力バッファ回路lN16から出力する0
■によりてオフ状態になる。
At time t21, information to be written is added to terminal PO. If the information to be written is 0, the terminal PO is Ov.
and accordingly the data input screen MIOW MI 5
FE=TQ51 is +5 from input buffer circuit lN16
②Receives the no-repel signal and turns on. If the information to be written is 1, for example +5V, the above MISF
ETQ51 outputs 0 from the input buffer circuit IN16.
■The switch turns off.

時刻t22において端子PGMの書き込み制御信号がハ
イレベルになると、制御回路CRLにおけるインバータ
INI、IN2及びノア回路NR2によって生ずる若干
の遅延時間の後の時刻t23に制御線Yにおける信号が
ロウレベルになる。その結果、書き込み禁止回路IHA
IのMISFETQ21.Q24、書き込み禁止電圧発
生回路■HA2のMISFETQ36及びセンス回路■
O8のMISFETQ48がオフ状態となる。
When the write control signal on the terminal PGM becomes high level at time t22, the signal on the control line Y becomes low level at time t23 after a slight delay time caused by inverters INI, IN2 and NOR circuit NR2 in control circuit CRL. As a result, the write inhibit circuit IHA
MISFETQ21. Q24, write inhibit voltage generation circuit ■MISFETQ36 of HA2 and sense circuit■
MISFETQ48 of O8 is turned off.

上記時刻t23から若干の遅延時間の後の時刻t24に
おいて、制御iWeの信号がロウレベルになる。上記制
御線Weの信号により、書き込み禁止電圧発生回路IH
A2は線IHVにはy+20■の高電圧を出力するよう
になり、これに応じて、メモリアレイの各基準電位線E
D1.ED2は上記の+20Vになる。
At time t24 after a slight delay from time t23, the control iWe signal becomes low level. The write inhibit voltage generation circuit IH is activated by the signal on the control line We.
A2 now outputs a high voltage of y+20■ to the line IHV, and accordingly, each reference potential line E of the memory array
D1. ED2 becomes the above +20V.

上記時刻t24とはy同時刻において、制御線Weの信
号はハイレベルになる。これに応じて、データ入力回路
20WのMISFETQ52がオン状態にされる。同じ
時刻において、書き込み回路WAI、WA2のMISF
ETQ15がオン状態にされる。
At the same time as the time t24, the signal on the control line We becomes high level. In response, MISFETQ52 of the data input circuit 20W is turned on. At the same time, MISF of write circuits WAI and WA2
ETQ15 is turned on.

上記書き込み禁止電圧発生回路I HA 2の出力@ 
I HVの信号が充分に高電圧になると、この線IHV
の信号を受ける制御回路CRLは、時刻t25において
制御線vPにロウレベルの信号を出力する。上記の制御
線vPにおける信号は次に説明するように、書き込み開
始信号とされる。上記のように、線IHVの信号が充分
な書き込み禁止レベルとなった後に書き込み開始信号を
出力させる構成とすることにより、選択しないメモリセ
ルに誤って情報が書き込まれてしまうことを防止するこ
とができる。
Output of the above write inhibit voltage generation circuit IHA 2 @
When the IHV signal becomes high enough, this line IHV
The control circuit CRL receiving the signal outputs a low level signal to the control line vP at time t25. The signal on the control line vP mentioned above is used as a write start signal, as will be explained next. As described above, by configuring the write start signal to be output after the signal on the line IHV reaches a sufficient write inhibit level, it is possible to prevent information from being accidentally written to unselected memory cells. can.

上記のように、制御線vPにおける信号がロウレベルに
なることによって、書き込み回路WAI。
As described above, when the signal on the control line vP becomes low level, the write circuit WAI.

WA2のMISFETQ18はオフ状態になる。MISFET Q18 of WA2 is turned off.

薔き込み回路WAIは、第1ワード線W11が選択され
ほに+5Vとされているので、第2ワード1QW12に
はM+25Vの高電圧を出力する。
Since the first word line W11 is selected and set to +5V, the inset circuit WAI outputs a high voltage of M+25V to the second word 1QW12.

書き込み回路WA2は、第1ワード線W21が非選択で
ありほぼ0■とされているのでこれに応じて第2ワード
線W22にほぼOvを出力する。
The write circuit WA2 outputs approximately Ov to the second word line W22 in response to this, since the first word line W21 is not selected and is set to approximately 0.

選択スべきメモリセルMSIIにおけるMNO8QIは
、スイッチ用MI 5FETQ2、ディジット線D1、
YゲートYGOのMISFETQ12、Qll、共通デ
ィジット機CD及びMISFETQ52を介して入カパ
ッファ回路INI 6の出力を受けるMISFETQ5
1に結合される。書き込むべき情報が1であるなら、上
記MISFETQ51のオン状態によって、メモリセル
MS 11におけるMNO3QIは、そのドレイン及び
ソースがほぼOVとなり、そのゲート(第2ワード線W
22)の高電圧によってゲート絶縁膜中に電子が注入さ
れる。書き込むべき情報がOであるなら、上記MISF
ETQ51のオフ状態によって上記メモリセルMS11
におけるMNO8QIのソース及びドレインが前記曹き
込み禁止電圧発生回路IH,A2の+20Vにされる。
MNO8QI in memory cell MSII to be selected includes switch MI 5FETQ2, digit line D1,
MISFETQ5 which receives the output of input buffer circuit INI6 via MISFETQ12, Qll of Y gate YGO, common digit machine CD and MISFETQ52.
1. If the information to be written is 1, due to the ON state of MISFET Q51, the drain and source of MNO3QI in memory cell MS11 become almost OV, and its gate (second word line W
Electrons are injected into the gate insulating film by the high voltage of 22). If the information to be written is O, the above MISF
Due to the OFF state of ETQ51, the memory cell MS11
The source and drain of MNO8QI are set to +20V of the overflow inhibiting voltage generation circuits IH and A2.

従って上記のような電子は注入されない。同一デイツク
ID1に結合される他の行のメモリセルMS21には、
第2ワード線W22の信号が前記のようにほぼOVとさ
れるので、情報は書き込まれない。
Therefore, the electrons mentioned above are not injected. Memory cells MS21 in other rows coupled to the same disk ID1 include:
Since the signal on the second word line W22 is set to approximately OV as described above, no information is written.

他のデイツクlj!D2は、対応するYゲートYGOに
おけるMI 5FETQI 3がオフ状態であるので、
書き込み禁止電圧発生回路IHA2の出力によって+2
0Vに維持される。
Other dates! Since MI 5FETQI 3 in the corresponding Y gate YGO is in the off state, D2 is
+2 by the output of write inhibit voltage generation circuit IHA2
It is maintained at 0V.

端子PGMにおける書き込み制御信号が時刻t26にお
いてロウレベルになると、第3図に示すように、それぞ
れ時刻t27.t28.t29において制御線vP、w
e、rにおける信号がハイレベルとなる。それに応じて
、第2ワードtijw 12、基準電位線ED1の信号
もほぼOになる。
When the write control signal at terminal PGM becomes low level at time t26, as shown in FIG. 3, at time t27. t28. At t29, the control lines vP, w
The signals at e and r become high level. Correspondingly, the signals of the second word tijw 12 and the reference potential line ED1 also become approximately O.

本発明の半導体記憶回路は、例えば16にビットのよう
な比較的大容量にされ得る。
The semiconductor memory circuit of the present invention can have a relatively large capacity, for example 16 bits.

第5図は、第1図の回路を使用した半導体記憶回路のブ
ロック図を示している。
FIG. 5 shows a block diagram of a semiconductor memory circuit using the circuit of FIG. 1.

第5図において、メモリアレイMAは、例えば128行
×128列に配置された16384個のメモリセルを含
んでいる。上記メモリアレイMAに対し、アドレスバッ
ファBOないしB6からの7ビツトのアドレス入力信号
を受けることにより128のメモリセル行を選択するX
デコーダXDが設けられる。また、メモリセル列の16
個ずつを選択する8個のYゲートYGOないしYO2が
設けられ、これらのYゲートは、アドレスバッファB7
ないしBIOからの4ピツトのアドレス入力信号を受け
るYデコーダYDによって制御される。上記Yグー)Y
GOないしYO2に対応して、それぞれ第1図のような
センス回路、出カバノア7回路及びデータ入力回路を含
む入出力回路工0ないし■7が設けられている。各メモ
リセル列のそれぞれに対応して第1図のようなMI 5
FETQ20ないしQ22を含み、かつ1個の書き込み
禁止電圧発生回路を含む書き込み禁止回路IHAが設け
られ、メモリセル行に対応して書き込み回路WAが設け
られる。更に、制御回路CRL及び消去回路ER8が設
けられる。
In FIG. 5, memory array MA includes, for example, 16384 memory cells arranged in 128 rows×128 columns. For the memory array MA, 128 memory cell rows are selected by receiving a 7-bit address input signal from address buffers BO to B6.
A decoder XD is provided. In addition, 16 of the memory cell column
Eight Y gates YGO to YO2 are provided to select one address at a time, and these Y gates are connected to address buffer B7.
It is controlled by a Y decoder YD which receives a 4-bit address input signal from the BIO. Above Y goo)Y
Input/output circuits 0 to 7 including a sense circuit, output cover 7 circuits, and data input circuit as shown in FIG. 1 are provided corresponding to GO to YO2, respectively. MI5 as shown in FIG. 1 corresponds to each memory cell column.
A write inhibit circuit IHA including FETs Q20 to Q22 and one write inhibit voltage generating circuit is provided, and a write circuit WA is provided corresponding to the memory cell row. Furthermore, a control circuit CRL and an erase circuit ER8 are provided.

従って、第5図の半導体記憶回路は、11ビツトすなわ
ち2048個の番地に8ビツトの情報を記憶する。
Therefore, the semiconductor memory circuit shown in FIG. 5 stores 8 bits of information in 11 bits, that is, 2048 addresses.

上記のように、メモリセルをMNOSとスイッチ用MI
SFETとによって構成し、Xデコーダと書き込み回路
とを相互において独立の回路とすることによって、Xデ
コーダの構成を単純にすることができる。そのため、X
デコーダによるワード緑の選択を高速化することが容易
になり、高速動作の記憶回路を提供することができるよ
うになる。
As mentioned above, the memory cells are connected to MNOS and switch MI.
The configuration of the X decoder can be simplified by constructing the X decoder and the write circuit as mutually independent circuits. Therefore, X
It becomes easy to speed up the selection of the word green by the decoder, and it becomes possible to provide a memory circuit that operates at high speed.

書き込み禁止回路におけるMI 5FETQ22゜Q2
5のソースは、第1図のように基準電位線EDI、ED
2に接続される代りに例えばディジット線D1、D2に
接続されても良い。上記のようにした場合でもメモリア
レイに書き込み禁止電圧を供給することが可能である。
MI 5FET Q22゜Q2 in write-protection circuit
The sources of 5 are connected to the reference potential lines EDI and ED as shown in FIG.
For example, instead of being connected to digit lines D1 and D2, it may be connected to digit lines D1 and D2. Even in the above case, it is possible to supply the write inhibit voltage to the memory array.

しかしながら、上記のようにすると、各ディジット線D
I、D2に上記MISFETQ22.Q25の接合容量
、配嶽容景等の浮遊容量が結合することになり、その結
果記憶情報の読み出し時及び書き込み時に、各ディジッ
ト鋏の信号変化速匿が制限されるので注意が必要となる
。第1図のようにMISFETQ22.Q25を基準電
位線EDI、ED2に接続する場合、デイジッ1’91
の信号変化速度を大きくすることができる。
However, if we do the above, each digit line D
I, D2 are the above MISFETQ22. The junction capacitance of Q25, the stray capacitance of the mounting structure, etc. are combined, and as a result, when reading and writing stored information, the speed of signal change of each digit scissor is limited, so care must be taken. As shown in Figure 1, MISFETQ22. When connecting Q25 to the reference potential lines EDI and ED2, digit 1'91
The speed of signal change can be increased.

上記のような各回路は、半導体集積回路技術によって、
1つの半導体基板上に形成される。
Each of the above circuits is created using semiconductor integrated circuit technology.
Formed on one semiconductor substrate.

この発明に従うと、上記のような各回路は、回路特性を
制限しないようにし、また使用する半導体基板の大きさ
を増加させないような配置において半導体基板上に形成
される。
According to the present invention, each of the circuits described above is formed on a semiconductor substrate in an arrangement that does not limit the circuit characteristics and does not increase the size of the semiconductor substrate used.

第6図は、シリコン基板1上に形成される各回路及び配
線のための領域のパターンを示している同図において、
XデコーダXDが基板1の表面の中央に配置されている
。メモリアレイは、MAlとMAlの2つに分けられ、
その一方MAIは上記XデコーダXDの左側に配置され
、他方MA2は右側に配置されている。
FIG. 6 shows patterns of regions for each circuit and wiring formed on the silicon substrate 1.
An X decoder XD is arranged at the center of the surface of the substrate 1. The memory array is divided into two parts: MAl and MAl.
On the one hand, MAI is placed on the left side of the X decoder XD, and on the other hand, MA2 is placed on the right side.

上記メモリアレイMALをはさんだ左側には書き込み回
路WAaが配置され、同様にメそリアレイMA2をはさ
んだ右側に蓄き込み回路WA6が配置されている。
A write circuit WAa is arranged on the left side across the memory array MAL, and a storage circuit WA6 is similarly arranged on the right side across the meso array MA2.

メモリアレイMAIの上方にはYゲートYGaが配置さ
れ、同様にメモリアレイMA2の上方にはYグー)YG
bが配置されている。上記Yグー)YGaとYGbとの
中間、すなわちXデコーダXDの上方には、Yデコーダ
YDが配置されている。
A Y gate YGa is arranged above the memory array MAI, and similarly a Y gate YG is arranged above the memory array MA2.
b is placed. A Y decoder YD is arranged between YGa and YGb, that is, above the X decoder XD.

上記メモリアレイ、Xデコーダ、9!き込み回路。The above memory array, X decoder, 9! input circuit.

Yゲート及びXデコーダの周辺は、打点で示したような
配線領域WIRとされている。
The area around the Y gate and the X decoder is a wiring region WIR as indicated by dots.

配線領域WIRをはさんで上記メモリアレイMAl、M
A2のそれぞれの下方には、書き込み禁止回路IHAa
、IHAbが配置されている。
The above memory arrays MAl, M are located across the wiring region WIR.
A write inhibit circuit IHAa is provided below each of A2.
, IHAb are located.

基板10表面の周囲には、入出力回路IO,制御回路C
RLI及びCRL 2.入力バッファ回路AIないしA
12が配置されている。また、上記周囲には、各種の入
力端子、出力端子を回路装置外の端子罠接続するための
ポンディングパラ)PlないしP26が配置されている
Around the surface of the board 10, there are an input/output circuit IO and a control circuit C.
RLI and CRL 2. Input buffer circuit AI or A
12 are arranged. Further, around the above-mentioned area, bonding terminals (P1 to P26) for connecting various input terminals and output terminals to terminals outside the circuit device are arranged.

前記第5図の回路を構成するために、メモリアレイMA
L及びMAlは、それぞれ128行×64行の大きさと
される。メモリアレイMAIとMAlの対応する第1ワ
ード線は、XデコーダXDによって同時忙選択されるよ
うにされる。上記XデコーダXDの入力線は、配線領域
WIRの配線を介して、上記基板1の周囲に配置された
入力バッファ回路に接続される。
In order to configure the circuit shown in FIG.
L and MAl each have a size of 128 lines x 64 lines. Corresponding first word lines of memory arrays MAI and MAl are simultaneously busy selected by X decoder XD. The input line of the X-decoder XD is connected to an input buffer circuit arranged around the substrate 1 via wiring in the wiring region WIR.

YゲートYGaとYGbとは、YデコーダYDの出力に
よって同時にそれぞれ対応するメモリアレイMAL、M
A2のディジット線を選択するようにされている。上記
YゲートYGa、YGbは、配線領域WIRの配線を介
して入出力回路IOに接続される。
Y gates YGa and YGb are simultaneously connected to corresponding memory arrays MAL and M by the output of Y decoder YD.
The A2 digit line is selected. The Y gates YGa and YGb are connected to the input/output circuit IO via wiring in the wiring region WIR.

書き込み禁止回路IHAa及びIHAbは、それぞれ配
線領域WIRの配線を介して対応するメモリアレイMA
L、MA−2の基準電位線に接続される。
The write inhibit circuits IHAa and IHAb are connected to the corresponding memory array MA via wiring in the wiring area WIR.
It is connected to the reference potential line of L and MA-2.

前記のように、この発明の実施例では、メモリアレイ及
びその周辺回路のためにウェル領域を使用する。
As mentioned above, embodiments of the invention use well regions for the memory array and its peripheral circuitry.

第7図は、第6図の回路配置に対応して、シリコン基板
1の表面に形成されるウーエル領域のパターンを示して
いる。第8図は、上記第7図のA−A視断面図を示して
いる。
FIG. 7 shows a pattern of well regions formed on the surface of the silicon substrate 1, corresponding to the circuit arrangement shown in FIG. FIG. 8 shows a sectional view taken along the line AA in FIG. 7.

第7図、第8図において、メモリアレイを形成するため
に、n型シリコン基板1の表面にそれぞれ独立したP型
ウェル領域10 a、  10 bが形成されている。
In FIGS. 7 and 8, independent P-type well regions 10a and 10b are formed on the surface of an n-type silicon substrate 1 to form a memory array.

上記ウェル領域10 a、  10 bの周囲には、こ
れと離されてXデコーダ、Yデコfダ、Yゲート。
Around the well regions 10a and 10b, there are an X decoder, a Y decoder, and a Y gate separated therefrom.

書き込み回路、書き込み禁止回路、入出力回路。Write circuit, write protect circuit, input/output circuit.

入力バッファ回路及び制御回路等の周辺回路を形成する
ためのP型ウェル領域11が形成されている。
A P-type well region 11 is formed for forming peripheral circuits such as an input buffer circuit and a control circuit.

第7図の上方には、紙面の都合上大きい大きさで示され
ているが、第1図の出力バッファ回路■OHにおけるM
I 5FETQ49のようにソースと基体ゲートとを接
続するMISFETを形成するために、上記のP型ウェ
ル領域11から離されて独立したP型ウェル領域11a
ないしllbが形成されている。
In the upper part of FIG. 7, it is shown in a large size due to space limitations, but the output buffer circuit ■OH in FIG.
In order to form a MISFET that connects the source and the base gate like I5FETQ49, a P-type well region 11a that is separated from the above-mentioned P-type well region 11 and is independent is provided.
to llb are formed.

上記P型ウェル領域10aの左側及び1obの右側には
、同様に第1図の書き込み回路WAIにおけるQ19の
ようなMISFETを形成するために、それぞれ独立し
たP型ウェル領域11cないしlid及びlieないし
llfが形成されている。更に、第7図の紙面の下方に
は、第1図の書き込み禁止回路IHAI、書き込み禁止
電圧発生回路IHA2等の同様な独立な基体ゲートを必
要とするMISFETを形成するために、それぞれ他の
P型ウェル領域から独立したP型ウェル領域11gない
しllh及びlliないし11jが形成されている。
Similarly, on the left side of the P-type well region 10a and on the right side of 1ob, independent P-type well regions 11c to lid and lie to llf are provided to form MISFETs such as Q19 in the write circuit WAI in FIG. is formed. Furthermore, below the paper surface of FIG. 7, other P-types are formed to form MISFETs that require similar independent base gates, such as the write inhibit circuit IHAI and the write inhibit voltage generation circuit IHA2 in FIG. P-type well regions 11g to llh and lli to 11j are formed independent of the type well region.

第7図及び第8図では図示していないが、後で説明する
MISFETを形成するために、P型ウェル領域11内
の所定部分にn型シリコン基板lが露出するようにされ
る。
Although not shown in FIGS. 7 and 8, the n-type silicon substrate 1 is exposed at a predetermined portion within the P-type well region 11 in order to form a MISFET to be described later.

この実施例に従うと、上記のようにn型シリコン基板1
上に各種のP型ウェル領域を形成する構成をとるので、
半導体記憶回路装置のための各種の有効なトランジスタ
等の素子を形成することができる。
According to this embodiment, as described above, the n-type silicon substrate 1
Since the configuration is such that various P-type well regions are formed on the top,
Various effective transistors and other elements for semiconductor memory circuit devices can be formed.

例えば、複数のP型ウェル領域の相互間のn型シリコン
基板10表面に後述するように、不純物のイオン打込み
法等によって寄生チャンネルを防止するためのチャンネ
ルストッパが形成されるのでこのチャンネルストッパが
有効に利用される。
For example, as will be described later, a channel stopper for preventing parasitic channels is formed on the surface of the n-type silicon substrate 10 between a plurality of P-type well regions by ion implantation of impurities, and this channel stopper is effective. used for.

すなわち、例えば第9図は、高耐圧特性が得られるMI
SFETの断面図を示している。同図において、l1m
はP型ウェル領域、21は、上記ウェル領域11mの一
部にまたがるようにして基板10表面に形成されたn型
チャンネルストッパ、95.96はn 型ソース領域、
ドレイン領域。
That is, for example, FIG. 9 shows an MI that can obtain high breakdown voltage characteristics.
A cross-sectional view of the SFET is shown. In the same figure, l1m
is a P-type well region, 21 is an n-type channel stopper formed on the surface of the substrate 10 so as to span a part of the well region 11m, 95.96 is an n-type source region,
drain area.

63はシリコン酸化物からなるゲート絶縁膜、60は、
MISFET等の素子を形成する領域以外の基板1及び
ウェル領域の表面を覆つ厚いシリコン酸化膜、84はn
型多結晶シリコンからなるゲート電極、120は、例え
ばリンシリケートガラスからなる絶縁膜、121,12
2はそれぞれ例えば蒸着アルミニウムからなるドレイン
電極、ソース電極である。
63 is a gate insulating film made of silicon oxide; 60 is a gate insulating film made of silicon oxide;
A thick silicon oxide film 84 covers the surface of the substrate 1 and the well region other than the region where elements such as MISFET are formed.
The gate electrode 120 is made of type polycrystalline silicon, and the insulating films 121 and 12 are made of phosphosilicate glass, for example.
Reference numerals 2 denote a drain electrode and a source electrode respectively made of, for example, vapor-deposited aluminum.

以下余白 第9図圧おいて、MISFETの実質的なドレイン領域
は電極121を接触させるための領域9Sとチャンネル
ストッパ21とによって構成されている。上記チャンネ
ルストッパ21はn型基板10表面に寄生チャンネルが
誘起されないようにするためのものであり、比較的低不
純物濃度とされる。従って、P型ウェル領域11mの上
にまで延ばされた部分のチャンネルストッパ21は、電
極121を接触させるための領域95よりも充分に高比
抵抗になる。第9図のMISFETは、上記のようにチ
ャンネルストッパをドレイン領域の一部としているので
、大きいドレイン耐圧となる。
In the margin of FIG. 9 below, the substantial drain region of the MISFET is constituted by a region 9S for contacting the electrode 121 and the channel stopper 21. The channel stopper 21 is for preventing a parasitic channel from being induced on the surface of the n-type substrate 10, and has a relatively low impurity concentration. Therefore, the portion of the channel stopper 21 extending above the P-type well region 11m has a sufficiently higher resistivity than the region 95 for contacting the electrode 121. The MISFET shown in FIG. 9 has a channel stopper as a part of the drain region as described above, and thus has a large drain breakdown voltage.

従って、実施例においては、n型基板1を高電圧端子V
PP (第1図参照)に接続し、この高電圧端子VPP
にドレインが接続されているMISFETの上記第9図
の構造のMISFETとする。
Therefore, in the embodiment, the n-type substrate 1 is connected to the high voltage terminal V
PP (see Figure 1) and this high voltage terminal VPP.
The MISFET has the structure shown in FIG. 9, in which the drain is connected to the MISFET.

すなわち、第1図の書き込み禁止電圧発生回路■HA2
におけるデイプレッション型MISFETQ26、Q2
9、Q32、書き込み回路WAI、WA2におけるデイ
プレッション型MISFETQ19、消去回路EI’t
Sにおけるデイプレッション型MI 5FETQ40.
Q43及び制御回路CRL内のレベルシフト回路もしく
は電圧分割回路(Q37〜Q39)におけるエンハンス
メント型MISFETQ37を上記第9図の構造のMI
SFETとする。
In other words, the write inhibit voltage generation circuit HA2 in FIG.
depletion type MISFET Q26, Q2 in
9, Q32, write circuit WAI, depletion type MISFET Q19 in WA2, erase circuit EI't
Depression type MI 5FETQ40 in S.
Q43 and the enhancement type MISFET Q37 in the level shift circuit or voltage dividing circuit (Q37 to Q39) in the control circuit CRL are connected to the MISFET Q37 with the structure shown in FIG.
It is assumed to be SFET.

なお、上記デイプレッション型MISFETは、後の説
明からより明確になるように、ゲート電極84の下のP
型ウェル領域11mの表面にP型不純物、例えば硼素を
イオン打ち込みすることにより形成される。
Note that, in the depletion type MISFET, as will become clearer from later description, the P
It is formed by ion-implanting a P-type impurity, such as boron, into the surface of the type well region 11m.

第10図は、npn)ランジスタの断面図を示している
。同図においズ、n型基板1は、上記トランジスタのコ
レクタ領域とされ、P型ウェル領域11nはベース領域
とされ、n+型領領域97エミッタ領域とされる。上記
r1+型預領97は、MISFETのソース領域及びド
レイン領域とするための領域と同時に形成される。上記
npnトランジスタは、第1図の消去回路ER3におい
て使用される。
FIG. 10 shows a cross-sectional view of an npn transistor. In the figure, the n-type substrate 1 is used as the collector region of the transistor, the P-type well region 11n is used as the base region, and the n+-type region 97 is used as the emitter region. The r1+ type deposit 97 is formed at the same time as the source region and drain region of the MISFET. The above npn transistor is used in the erase circuit ER3 of FIG.

上記のMNOS及び各種のMISFETは、アルミニウ
ムゲートを持つような構造とされても良いが、前述した
ようなシリコンゲートを持つ構造とされる方が望ましい
The above-mentioned MNOS and various MISFETs may have a structure having an aluminum gate, but it is preferable to have a structure having a silicon gate as described above.

従って、以下においてシリコンゲート技術によって上記
各回路を構成する素子及び配線の構造を詳細に説明する
に当り、理解をより容易にするために、先ず製造方法に
ついて説明する。
Therefore, when explaining in detail the structure of the elements and wiring constituting each of the above circuits using silicon gate technology below, the manufacturing method will first be explained for easier understanding.

以下、第11図囚乃至(0)に基づいて、−枚の半導体
基板上にMNO8素子、エンハンスメント型MO3素子
、デプリション型MO8素子及びバイポーラトランジス
タを形成する際の製造プロセスについて詳細に説明する
Hereinafter, a manufacturing process for forming an MNO8 element, an enhancement type MO3 element, a depletion type MO8 element, and a bipolar transistor on two semiconductor substrates will be described in detail based on FIGS.

■ 基板ウニ・・イとして(100)結晶面を有するn
型単結晶、抵抗率8〜12Ωcrn(不純物濃度約5 
X 10 ” crn−”)のシリコン(Si)ウェハ
を用いる。このウエノ・の抵抗率は、低い不純物濃度の
ウェルな再現性よく形成するためには、出来るだけ大き
い(不純物濃度が小さい)ものが好ましいが、ここで示
すEAROM (ElectricallyAlter
abfe Read 0nly Memory :電気
的に書換え可能な読出し専用メモリ)の実施例では、ウ
ェルの不純物濃度を約3×1015crn−3程度に設
定したため、上記の程度の不純物濃度のシリコン(Si
)ウェハを用いる。
■ As a substrate sea urchin, it has a (100) crystal plane.
type single crystal, resistivity 8~12Ωcrn (impurity concentration approx. 5
A silicon (Si) wafer of X 10 "crn-") is used. In order to form wells with low impurity concentration with good reproducibility, it is preferable that the resistivity of this urethane is as large as possible (low impurity concentration).
In the example of the abfe Read 0nly Memory (electrically rewritable read-only memory), the impurity concentration of the well was set to about 3×1015 crn-3.
) using a wafer.

第11図囚に示すようにこのシリコンウェハ1の表面を
適当な洗浄液(0,−H,804液あるいはHF液)で
洗浄したのち、熱酸化法により約50 nmのシリコン
酸化膜(SiO,)2を形成し、引き続きCVD (C
hemical Vapor Deposition:
化学蒸着)電圧より、シリコンナイトライド(313N
4)膜3を約100〜14pnmの厚さに形成する。こ
のSi、N4膜形成法は、常圧縦型C■D襄置装常圧横
型CVD装置および低圧横型CVD装置などで比較を行
なったが特に大差は見られなかった。しかし、低圧CV
D装置で行なったものが最も膜厚の均一性がよく、ウェ
ハ内で±3%以内に入っており、微細加工上都合がよい
。堆積温度は、各法によって若干の差はあるがいずれも
700〜1000℃の温度範囲が適当である。
As shown in Figure 11, the surface of the silicon wafer 1 is cleaned with an appropriate cleaning solution (0, -H, 804 solution or HF solution), and then a silicon oxide film (SiO,) of about 50 nm thick is formed by thermal oxidation. 2 and continue CVD (C
Chemical Vapor Deposition:
(Chemical vapor deposition) voltage, silicon nitride (313N)
4) Form the film 3 to a thickness of approximately 100-14 pnm. This Si, N4 film formation method was compared using an atmospheric pressure vertical C-D storage device, an atmospheric horizontal CVD device, a low pressure horizontal CVD device, etc., but no significant difference was found. However, low pressure CV
The film thickness made using the D device has the best uniformity, and is within ±3% within the wafer, which is convenient for microfabrication. Although there are some differences depending on the method, the appropriate deposition temperature is in the range of 700 to 1000°C.

この結果は以下に用いたSi3N、膜形成に対しても同
様である。
This result is also the same for Si3N film formation used below.

■ 次にこのシリコンナイトライド膜3の上に写真食刻
法(ホトエツチング法)によりウェルを形成する領域以
外の部分(ウェルとウェルの間)にのみホトレジスト膜
4を形成する。つまり、ウェルな形成する領域の表面は
、Si3N+膜が露出している。この状態で、プラズマ
エツチング法により、露出している部分のSi、N、膜
を除去し、第11図[F]に示すように表面にS io
 2膜2を露出させる。この後、上記レジスト膜4をマ
スクとして、レジスト膜のない部分のSi基板中へ、表
面に露出しているS io 2膜2を通して、ボロン(
B)イオンを、エネルギー75KeV、)−タルドーズ
3X10”α2で打込みP型半導体領域5,6を形成す
る。
(2) Next, a photoresist film 4 is formed on this silicon nitride film 3 by photoetching only in areas other than the areas where wells are to be formed (between the wells). In other words, the Si3N+ film is exposed on the surface of the region where the well is to be formed. In this state, the exposed portions of the Si, N, and films are removed by plasma etching, and Si, N, and films are removed from the exposed portions of the film as shown in FIG. 11 [F].
2 film 2 is exposed. After that, using the resist film 4 as a mask, boron (
B) Ions are implanted with an energy of 75 KeV and a -taldose of 3×10”α2 to form P-type semiconductor regions 5 and 6.

(Q この後、上記レジスト膜4を除去した後、ドライ
(乾燥した)酸素(0□)中で、ウェル拡散を行なう。
(Q) After this, after removing the resist film 4, well diffusion is performed in dry oxygen (0□).

ポロンはSi中でアクセプタ形の不純物となるためP型
ウェルが形成される。1200℃で16時間拡散した結
果、形成されたP型ウェル(1o、11)は、表面濃度
3 X 10”cm ’、拡散深さ約6゛μmとなる。
Since poron becomes an acceptor type impurity in Si, a P-type well is formed. As a result of diffusion at 1200° C. for 16 hours, the formed P-type well (1o, 11) has a surface concentration of 3×10″cm′ and a diffusion depth of about 6″μm.

但し、この値は、4探針法により表面シート抵抗を測定
した結果、およびスティンエツチング法により拡散深さ
を測定した結果から、ウェルの不純物分布がガウス分布
であることを仮定して求めた値である。ウェル拡散を酸
素中で行なうのは、低濃度で均一なウェルな形成するた
めである。
However, this value is a value obtained from the results of measuring the surface sheet resistance using the four-probe method and the diffusion depth using the stain etching method, assuming that the impurity distribution in the well is a Gaussian distribution. It is. The reason why well diffusion is performed in oxygen is to form a uniform well at a low concentration.

ウェル拡散が終了した時点では、第11図(Qに示すよ
うに、ウェル10,11表面上には約0.85μmのシ
リコン酸化膜(12、13)が形成されており、Si、
N、膜3表面には10μm程度の酸化膜が形成されセい
る。そこで、全面S io2エツチングで、約50 n
mのSiO*膜を除去することにより、ウェル表面くは
、約0.8μmの厚いシリコン酸化膜12.13が残り
、ウェル間には、5jsNa膜3表面が露出する。
At the time when the well diffusion is completed, as shown in FIG.
An oxide film of about 10 μm is formed on the surface of the N film 3. Therefore, by performing Sio2 etching on the entire surface, approximately 50n
By removing the SiO* film of m, a thick silicon oxide film 12.13 of approximately 0.8 μm remains on the well surface, and the surface of the 5jsNa film 3 is exposed between the wells.

液などを用いてエツチング除去し、ウェル間に、最初に
形成した約50 nmのSiO□膜(第11図Ω14,
15.16)を露出する。この状態では、ウェル上に約
0.8μm、ウェル間には約50nmのSiO2膜が形
成されている。この状態で、全面にリン(P)イオンの
打込みをエネルギー125KeV 、ドーズ量I X 
10I3cm ”で行なう。この場合、ウェル上の厚い
S iO,膜12.13がマスクの役目を果し、ウェル
領域の周辺部を除いてはウェル内へはリンのイオン打込
みはされず、ウェル間には、リンのイオン打込みがなさ
れ、N型半導体領域20,21.22が形成される。な
お、上記ウェル拡散時にマスクとして用いたSi3N。
The approximately 50 nm SiO□ film (Fig. 11 Ω14,
15.16) is exposed. In this state, a SiO2 film of about 0.8 μm thick is formed on the wells and about 50 nm thick between the wells. In this state, phosphorus (P) ions were implanted into the entire surface at an energy of 125 KeV and a dose of I
In this case, the thick SiO film 12.13 on the well serves as a mask, and phosphorus ions are not implanted into the well except for the periphery of the well region. Phosphorus ions are implanted into the wells to form N-type semiconductor regions 20, 21, and 22. Note that Si3N was used as a mask during the well diffusion.

膜の端部から、横方向にもウェルが拡散時に拡がり、約
6μm程の差がSi3N4膜端部(つまり、ウェル上の
厚い5102膜端部)とウェル端部に存在する。つまり
、上記のリンのイオン打込層はウェル端部からウェル内
へ約6μmの所まで形成されている。また、このリンの
イオン打込層は、最終的な熱工程を通した後に測定する
と、深さが約1μm程度となっている。
The well expands laterally from the edge of the film during diffusion, and a difference of about 6 μm exists between the edge of the Si3N4 film (that is, the edge of the thick 5102 film above the well) and the edge of the well. In other words, the phosphorus ion implantation layer is formed approximately 6 μm from the end of the well into the well. Further, this phosphorus ion implantation layer has a depth of approximately 1 μm when measured after passing through the final thermal process.

コノように、自己整合的にウェル間にリンイオン打込み
を行なうことにより、ウェル(P型)間の導通を防止す
ることができるため、以下このリン打込F’20,21
,22をS A P (SelrAl i−gned 
P chaunel field ion 1nspl
autation)層と呼ぶ。
By implanting phosphorus ions between the wells in a self-aligned manner as shown in FIG.
, 22 as S A P (SelrAl i-gned
P chaunel field ion 1nspl
layer.

上述のように、p型つェル拡歌領域をSi3N4膜をマ
スクとして酸化性雰囲気での加熱処理によって形成し、
ウェル表面に形成された厚い酸化膜をマスクとしてウェ
ル間のN型基板表面に各ウェルにまたがってN型不純物
を打込みウェル間チャネル発生防止用のSAP層を形成
するという方法を採用することによって、マスク枚数を
増やすことなくウェル間のイオン打込みができ、又ウェ
ル拡散領域とウェル間のイオン打込層とは自己整合的に
形成することができる。以下この技術をSAP法と称す
As mentioned above, the p-type cell expansion region is formed by heat treatment in an oxidizing atmosphere using the Si3N4 film as a mask,
By using a thick oxide film formed on the well surface as a mask, N-type impurities are implanted into the surface of the N-type substrate between the wells across each well to form a SAP layer for preventing channel generation between the wells. Ion implantation between wells can be performed without increasing the number of masks, and the well diffusion region and the ion implantation layer between wells can be formed in a self-aligned manner. This technique will hereinafter be referred to as the SAP method.

この後、Si基板表面に形成されている5iO2膜(1
2,13および14,15.16)をすべて除去する。
After this, a 5iO2 film (1
2, 13 and 14, 15, 16).

この状態では、Si基板表面に、p型ウェル領域(10
、11)およびn型(基板n型不純物濃度よりも大きい
不純物濃度をもつ)領域(20,21,22)が形成さ
れ、さらに、この両者の境界には、約0.4〜0.5μ
mの凹凸17(段差)が形成されている。この段差を利
用して、次のホトエツチング工程のマスク合せを行なう
ことができる。
In this state, a p-type well region (10
, 11) and n-type (having an impurity concentration higher than the substrate n-type impurity concentration) regions (20, 21, 22) are formed, and furthermore, at the boundary between the two, there is a thickness of approximately 0.4 to 0.5μ.
m unevenness 17 (steps) are formed. Using this step, mask alignment for the next photoetching process can be performed.

次に通常、いわゆるL OG OS (Local 0
xi−clation of 5ilicon )酸化
と呼ばれている工程を行なう。
Next, the so-called LOG OS (Local 0
A process called oxidation is carried out.

■ まず、上記したように、Si表面のSiO□膜をす
べて除去したのち、基板の全表面に約50nmのSiO
2膜24上24化法により形成する。ひきつづきCVD
法たより、このS io2膜上に100〜140nmの
Si、N、膜を形成する。
■ First, as mentioned above, after removing all the SiO□ film on the Si surface, approximately 50 nm of SiO film is applied to the entire surface of the substrate.
It is formed by a 24-layer method on two films 24. Continued CVD
A 100-140 nm Si, N, and N film is formed on this Sio2 film by a method.

次に写真食刻法(ホトエツチング法)により、活性素子
を形成する領域等の所定領域にのみホトレジスト膜を残
す(第11図(ト)の35.36,37゜38.39.
40)。つまり、この状態では素子間分離をするため等
で厚い酸化膜を形成する必要がある部分の表面は、ホト
レジスト膜が除去され、Si3N4膜がπ出している。
Next, by photoetching, a photoresist film is left only in predetermined areas such as areas where active elements will be formed (35.36, 37°, 38.39. in FIG. 11(g)).
40). In other words, in this state, the photoresist film is removed from the surface of the portion where it is necessary to form a thick oxide film for isolation between elements, etc., and the Si3N4 film is exposed by π.

この状態でプラズマエツチングを行ない、露出している
si、N4膜を除去し、表面に先に形成した約50nm
の5in2膜(24)を露出させた。この後、上記レジ
スト膜をマスクとして、レジスト膜のない部分の81基
板中へ、表面に露出しているS io2膜(24)を通
して、ボロン(B)イオンをエネルギー75Key、)
−タルドーズi 2 X 1013cm ″2で打込み
、p副半導体層41,42,43,44,45゜46を
形成する。この際、高耐圧DMO8を形成する必要のあ
る部分はウェル端部のSAPインプラ層の中にsi、N
4膜の端部がくるようにホトマスクを設計するg・この
ようにすると、第11図■に示すように、SAP層(2
1)とウェルにまたがってアクティブ領域が形成さhる
。なお、このボロンイオン打込みを以下フィールドイン
プランテーション(Fインプラ)と称す。
In this state, plasma etching is performed to remove the exposed Si and N4 films, and remove the approximately 50 nm film previously formed on the surface.
5in2 membrane (24) was exposed. After that, using the resist film as a mask, boron (B) ions are injected into the 81 substrate in the area where there is no resist film through the SIO2 film (24) exposed on the surface at an energy of 75 keys.
- Implant with Taldose i 2 si, N in the layer
Design the photomask so that the edge of the 4th film is placed.
1) An active region is formed spanning the well. Note that this boron ion implantation is hereinafter referred to as field implantation (F implantation).

[F] この後、上記レジスト膜を除去した後、ウェッ
ト(湿った)酸素(0□)中で、“フィールド酸化を行
なう。この酸化処理を1000℃で約4時間行なうこと
により、Si3N、膜が除去されている部分のSi基板
表面には、約0.95μmの5i02膜(60)が形成
される。この状態で、ウェル間に約0.95μmの厚い
フィールド酸化膜が形成されている部分、例えば第11
図[F]20のSi表面にはSAPによるリンと、Fイ
ンプラによるボロンが混在しており、しかもドーズ量で
は、リンがI X 10 l3cm−2、ボロンが2 
X 1013cm−2とボロンの方が多量に打込まれて
いるが、フィールド酸化を行なう際にS iO,中へ偏
析する量がボロンの方が太きい、つまり、Si中のボロ
ンはS i 02との界面でデイブリート(枯渇)する
が、Si中のリンはS io2との界面でパイルアップ
(蓄積)される(第28図、第29図参照)ため、最終
的には、ウェル間の表面は、リンの濃度が大きく、チャ
ネルストッパーとしての役目を十分果たしている。この
ように前記SAP法とLOCOSプロセスを共用し上記
の如くリンとボロンの5i02界面での挙動の違いをう
まく利用することにより、特にマスキングの工程を用い
ずに出来るだけ低濃度のリン打込み(こ」tは、後程述
べる、高耐圧デプリーションMO3FETDMO3のド
レインとして用い為ために必要な事項)と、これ以上の
ドーズ量を必要とするボロン打込み(寄生MO3(フィ
ールドMO3)のしきい電圧をある程度高く保つために
必要な事項)を共存させ、かつ、最終的にリン濃度を高
くするプロセス技術が可能となる。
[F] After removing the resist film, field oxidation is performed in wet oxygen (0□). By performing this oxidation treatment at 1000°C for about 4 hours, the Si3N, film A 5i02 film (60) with a thickness of approximately 0.95 μm is formed on the surface of the Si substrate where the oxide film is removed.In this state, a thick field oxide film (60) with a thickness of approximately 0.95 μm is formed between the wells. , for example, the 11th
On the Si surface in Figure [F] 20, phosphorus from SAP and boron from F implant coexist, and the dose amount is I x 10 l3cm-2 for phosphorus and 2 for boron.
Although a larger amount of boron is implanted at X 1013 cm-2, the amount of boron that segregates into SiO during field oxidation is greater.In other words, boron in Si is However, as phosphorus in Si piles up (accumulates) at the interface with Si (see Figures 28 and 29), the surface between the wells eventually has a high concentration of phosphorus and plays a sufficient role as a channel stopper. In this way, by sharing the SAP method and the LOCOS process and making good use of the difference in behavior between phosphorus and boron at the 5i02 interface as described above, it is possible to implant phosphorus at as low a concentration as possible without using a masking process. "t" is a matter necessary for use as the drain of a high-voltage depletion MO3 FET DMO3, which will be described later), and boron implantation that requires a higher dose (to keep the threshold voltage of the parasitic MO3 (field MO3) high to a certain extent). It becomes possible to develop a process technology that allows the coexistence of phosphorus (necessary items for

かくして、第11図(ト)のp型イオン打込層41〜4
6に対応して基板表面の厚い酸化膜下にp型半導体領域
51〜56が形成される。
Thus, the p-type ion implantation layers 41 to 4 in FIG.
6, p-type semiconductor regions 51 to 56 are formed under a thick oxide film on the surface of the substrate.

さて、このフィールド酸化を行なった直後の状態は、ズ
11図0に示すようにアクティブ領域上には、約50 
nrMのS io、膜24上に約100〜140 nm
のSi3N、膜(25〜30)、さらにその表面に約2
0nmの酸化膜が形成されており、フィールド領域には
、約0.95μmの5i02膜(60)が形成されてい
る。
Now, immediately after this field oxidation is performed, as shown in Figure 11, there are about 50
nrM Sio, approximately 100-140 nm on film 24
of Si3N, film (25-30), and about 2
An oxide film with a thickness of 0 nm is formed, and a 5i02 film (60) with a thickness of about 0.95 μm is formed in the field region.

(Q この状態で、全面S r 02エツチングを行な
い約50 nmの5in2膜を除去すると、フィールド
領域には、約0.9μmの5in2膜60が残り、アク
ティブ領域には50 nmの5in2膜24および10
0〜140nmのSi、N、膜25〜30が残存し、こ
のSi、N4膜が露出している。そこで引きつづき、こ
のSI3N4膜25〜30を、例えば、熱リン酸(H3
PO4)液などを用いて、除去する。
(Q In this state, when the entire surface is etched with S r 02 to remove the approximately 50 nm 5in2 film, the approximately 0.9 μm 5in2 film 60 remains in the field region, and the 50 nm 5in2 film 24 and 10
Si, N, and films 25 to 30 with a thickness of 0 to 140 nm remain, and this Si, N4 film is exposed. Subsequently, the SI3N4 films 25 to 30 are coated with hot phosphoric acid (H3
Remove using PO4) solution or the like.

このようにすると、アクティブ領域には、先に形成した
約50nmのSin、膜24が残存しており、この5i
n2膜24をアクティブMISFETゲート酸化膜とし
て使用することも可能であるが、Locos端部に発生
する異常な領域(一般には、Si、N、膜ではないかと
考えられている)のために、ゲート耐圧の不良等が生じ
やすいため、第11図(Qに示すようにこの薄い酸化膜
24及びその上の5ilN4膜を一旦除去し、さらに例
えば45 nmのSiO□形成→除去を繰り返した後、
第11図0に示すように実際にゲート絶縁膜として使う
約75 nmの5102膜(62〜67)を、例えばド
ライ02中1000℃110分で形成する。
In this way, the previously formed Sin film 24 of about 50 nm remains in the active region, and this 5i
It is also possible to use the N2 film 24 as an active MISFET gate oxide film, but because of the abnormal region (generally thought to be Si, N, film) that occurs at the Locos edge, the gate Since defects in breakdown voltage and the like are likely to occur, as shown in FIG.
As shown in FIG. 11, a 5102 film (62 to 67) having a thickness of approximately 75 nm, which is actually used as a gate insulating film, is formed at 1000 DEG C. for 110 minutes in, for example, dry 02.

0 さらに、MOS)ランジスタのうち、EMOS (
Enhaucement mode MOS : L、
きい電圧が高くゲート電圧Ovで電流が実用上0である
もの)のしきい電圧を設定するために、上記薄いゲート
絶縁膜62〜67を通して全面にボロンイオンを打込み
エネルギー40I(eV、トータルドーズ2X10”7
cm2で打込む(第11図()])71〜76)。
0 Furthermore, among the MOS) transistors, EMOS (
Enhaucement mode MOS: L,
In order to set the threshold voltage (which has a high threshold voltage and the current is practically 0 at the gate voltage Ov), boron ions are implanted into the entire surface through the thin gate insulating films 62 to 67 at an energy of 40 I (eV, total dose of 2 x 10 ”7
Insert at cm2 (Fig. 11()]) 71-76).

当然のことながら、厚い酸化膜を有しているフィールド
領域には、このボロンは打込まれず、アクティブ領域の
約75nmの5iOz膜が存在している部分の下のSi
基板表面に、S i O2膜を通して打込まれる。
Naturally, this boron is not implanted into the field region which has a thick oxide film, and the Si under the active region where about 75 nm of 5iOz film is present.
A SiO2 film is implanted into the substrate surface.

(I)  次に、この実施例で述べるEAROMは、周
辺回路なE/Dインバータを用い高速化しているため、
上に述べたEMO8以外にDMO8(De−pleti
on mode MOS : Lきい電圧が低く、ゲー
ト電圧0■で電流が流れるもの)を形成する必要がある
。このDMO8を所定の部分に形成するため、S i0
2膜60.62〜67上にホトレジスト膜を被着したの
ち、ホトエツチング工程により、第11図(I)に示す
ようにDMO3を形成する必要のある領域上のホトレジ
スト膜を除去し、その他の部分はホトレジスト膜80を
残し、これをマスクとして、所定の部分にのみリンのイ
オン打込みを行ない(81) 、DMO8のしきい電圧
を設定する。ここでは、例えば、エネルギー100I(
eV。
(I) Next, since the EAROM described in this example uses an E/D inverter as a peripheral circuit to increase the speed,
In addition to EMO8 mentioned above, DMO8 (De-pleti
It is necessary to form an on mode MOS (one in which the L threshold voltage is low and a current flows at a gate voltage of 0). In order to form this DMO8 in a predetermined part, S i0
After depositing a photoresist film on the two films 60, 62 to 67, the photoresist film on the area where DMO3 needs to be formed is removed by a photoetching process as shown in FIG. 11(I), and the other areas are removed. The photoresist film 80 is left and, using this as a mask, phosphorus ions are implanted only in predetermined portions (81), and the threshold voltage of the DMO 8 is set. Here, for example, energy 100I (
eV.

ドーズ量1;2X1012/α2で打込んだ。これは、
高耐圧DMO3の領域も同様である(第11図α)81
)。このように、ウェル間の自己整合的分離法(SAP
)法によって作られたウェル周辺の境界部表面にデプリ
ションMO8FETを形成することによって以下の説明
からも判るように同一チップ上にホトマスクの増加なし
に不揮発性メモリ素子MNO3と高耐圧DMO8を共存
せしめることが可能となる。
It was implanted at a dose of 1:2×1012/α2. this is,
The same applies to the area of high voltage DMO3 (Fig. 11 α) 81
). In this way, the well-to-well self-aligned isolation method (SAP
) By forming a depletion MO8FET on the boundary surface around the well made by the method, the nonvolatile memory element MNO3 and the high voltage DMO8 can coexist on the same chip without increasing the number of photomasks, as can be seen from the following explanation. becomes possible.

(J)  次に、上記のホトレジスト膜80を除去した
後、S io、膜上にCVD法により多結晶シリコン(
poly Si )層を約0.35μm、約580℃で
形成する。polysi形成法についても、常圧法と低
圧法を比較したが、膜厚の均一性が後者の方がすぐれて
いるという事実以外には、特に大きな特性上の差はなか
った。引き続き、poly Siに拡散法によりリンを
ドーピングした。この場合の条件は、例えば、1000
℃で、20分POC1,源からのPをpoly Si表
面に堆積、拡散し、さらに5分間の引きのばしを行ない
、polysiの抵抗を約15Ω/口とした。
(J) Next, after removing the photoresist film 80, polycrystalline silicon (
A polySi ) layer of about 0.35 μm is formed at about 580°C. Regarding the polysi formation method, a normal pressure method and a low pressure method were also compared, and apart from the fact that the latter method was superior in film thickness uniformity, there were no particularly large differences in characteristics. Subsequently, polySi was doped with phosphorus by a diffusion method. In this case, the condition is, for example, 1000
℃ for 20 minutes, P from a POC1 source was deposited and diffused onto the polySi surface, and further stretched for 5 minutes to bring the resistance of the polySi to about 15 Ω/hole.

この後、polysi表面に形成されているリンガラス
を例えばHFなどを含む液でエツチング除去したのち、
ホトエツチング法により、所定の部分のみホトレジスト
を残し、プラズマエツチング法によって、ホトレジスト
が残存している部分以外のpoly Stを除去し、S
 iO,膜上に第1層polySiによりゲート電極、
および配線を形成した(第11図(J)8:3,84)
After that, after removing the phosphorus glass formed on the polysi surface by etching it with a solution containing HF, etc.
By photo-etching, the photoresist is left only in a predetermined area, and by plasma etching, polySt is removed from the area other than the remaining photoresist.
iO, the gate electrode is formed by the first layer polySi on the film,
and wiring was formed (Figure 11 (J) 8:3,84)
.

次に、上記第1層poly Si層(83,84)をマ
スクとして、ゲート酸化膜62を選択的にエツチングし
第11図(のに示すように基板表面を部分的に露出せし
める。
Next, using the first polySi layer (83, 84) as a mask, the gate oxide film 62 is selectively etched to partially expose the substrate surface as shown in FIG.

■ この後、ウェットな雰囲気で850℃、20分の酸
化を行ない、露出したSi基板表面に約40 nmのS
 io2膜(第11図σす87)を、polySi表面
上に約200 nmのS io2膜(85,86)を形
成する。この後、全面5iOz膜エツチングを行ない約
60 nmのS iO2膜を除去することにより、po
ly Si上には約140 nmのSio2が残される
。このようにpoly Siの上に厚い酸化膜を形成し
、Si基板表面には、十分薄い酸化膜を形成するために
は、poly Si中に少なくともリンを10 ”cm
−3以上含ませておき、酸化を600〜1000℃の範
囲でウェットな雰囲気で行なうことが重要である。
■ After this, oxidation is performed at 850°C for 20 minutes in a wet atmosphere, and approximately 40 nm of S is added to the exposed Si substrate surface.
An S io2 film (87 in FIG. 11) with a thickness of about 200 nm (85, 86) is formed on the polySi surface. After this, the entire surface was etched with 5iOz film to remove about 60 nm of the SiO2 film.
About 140 nm of Sio2 is left on the ly Si. In this way, in order to form a thick oxide film on poly-Si and a sufficiently thin oxide film on the surface of the Si substrate, at least 10" cm of phosphorus is added to the poly-Si.
It is important to contain at least -3 and perform the oxidation in a wet atmosphere at a temperature in the range of 600 to 1000°C.

(ト)次に、poly Si上に残されたSin□膜8
5゜86をマスクとして(つまり、この場合の5in2
が高濃度にドーラ°された第1層poly Siのエツ
チングを防止している)、露出したSi基板表面をNH
3H2O2およびHCL  H202を含むエツチング
液で経くエツチングしたのち、約2nmの薄い酸化膜(
第11図頓88)をN2希訳02中で850℃、120
分の酸化により形成し1.引き続いてCVD法により、
約50 nmのSi3N<膜(90)を形成する。ここ
で、形成したsi、N4膜の形成法も前に触れたような
各踵の方法で比較したが、最終的には、後で述べる高温
のH2アニールにより、いずれの場合も問題のない特性
を得ることができた。
(G) Next, the Sin□ film 8 left on the polySi
5°86 as a mask (that is, 5in2 in this case
(This prevents the etching of the first layer of poly Si, which has been doped with a high concentration of NH), and the exposed Si substrate surface is
After etching with an etching solution containing 3H2O2 and HCL H202, a thin oxide film of about 2 nm (
11th Zuton 88) in N2 Nozomi Translation 02 at 850℃, 120
Formed by oxidation of 1. Subsequently, by CVD method,
A Si3N film (90) of about 50 nm is formed. Here, we compared the formation methods of the formed Si and N4 films using the various methods mentioned earlier, but in the end, the high temperature H2 annealing described later resulted in no problem in the properties in either case. I was able to get

この後、このSi3N4膜90上にpoly Si  
(第2層目)を約0.3μm堆積した後、ホトエツチン
グ法により加工し、汝2層(第2の) poly Si
ゲート(第11図■91)を形成、する。引き続いて、
第2層polysi (91)をマスクとして、1×1
0 ”cm−2,90KeV でリンイオンをシリコン
基板内に打込みソース、ドレイン等のN型半導体領域(
92〜100)を形成し、同時に第2層polysi 
91にもリンをドーピングした。この際、第1層のpo
lysi (83、84)は、すでにリンがドープされ
、結晶粒が増大しているため、リンイオンの打込みによ
り、第1層polysi下のSi基板表面に、リンが打
込まれる危険があるが、上記したように、第1層pol
ysi上には、約140nmのS h 02P膜85.
86と、50.nmの5i3N。
After this, polySi is deposited on this Si3N4 film 90.
After depositing a layer (second layer) of about 0.3 μm, it is processed by photoetching to form a layer (second layer) of polySi.
A gate (Fig. 11, ■91) is formed. Subsequently,
Using the second layer polysi (91) as a mask, 1×1
Phosphorus ions are implanted into the silicon substrate at 0 ”cm-2, 90KeV to form N-type semiconductor regions such as sources and drains (
92-100) and at the same time form a second layer of polysilicon.
91 was also doped with phosphorus. At this time, the first layer of po
Since lysi (83, 84) is already doped with phosphorus and the crystal grains have increased, there is a risk that phosphorus will be implanted into the Si substrate surface under the first layer polysi by implanting phosphorus ions. As you did, the first layer pol
On ysi, there is a S h 02P film 85. of about 140 nm.
86 and 50. nm 5i3N.

膜90が形成されているため、この危険性は除かれる。Due to the formation of membrane 90, this risk is eliminated.

M 次に、第2層poly Si 91の下に形成され
ているSi3N4膜(90)をマスクとして第2層po
lySi  (91,84)をウェットな雰囲気で例え
ば850℃10分間選択酸化した後、この酸化膜(10
2)をマスクとし文、Si、N4膜を選択的に除去する
。つまり、高濃度にドープされた第2層polysiを
上の酸化膜でSi、N4エツチング液から保護している
。この状態では、第2層polySi ゲートとソース
又はドレイン間の耐圧(ゲート耐圧)が悪いため、この
後、850℃、30分間ウェット雰囲気中で酸化処理を
行ない、第2層polysiゲートのゲート耐圧を向上
させるとともに、第1層polysi (83、,84
)ゲートの端部の形状を改善し、耐圧を向上させている
。この状態では、第11図(財)に示すように、第1層
polySi層83,84上に、約0.3μmの5if
2膜85.86が、第2層polysi層91およびソ
ース、ドレインn+拡散層上には約0.2μmのS t
 02膜(102,104〜112)が形成されている
M Next, using the Si3N4 film (90) formed under the second layer poly Si 91 as a mask, the second layer poly
After selectively oxidizing lySi (91,84) in a wet atmosphere at 850°C for 10 minutes, this oxide film (10
Using 2) as a mask, the film, Si, and N4 films are selectively removed. In other words, the highly doped second polysilicon layer is protected from the Si and N4 etching solution by the upper oxide film. In this state, the breakdown voltage between the second layer polySi gate and the source or drain (gate breakdown voltage) is poor, so after this, oxidation treatment is performed in a wet atmosphere at 850°C for 30 minutes to increase the gate breakdown voltage of the second layer polySi gate. In addition to improving the first layer polysi (83, 84
) The shape of the gate end has been improved to improve the withstand voltage. In this state, as shown in FIG.
2 films 85 and 86 are coated with S t of about 0.2 μm on the second polySi layer 91 and the source and drain n+ diffusion layers.
02 films (102, 104 to 112) are formed.

上記したように、7i> 1ノシリコンの如き高温に耐
える材料をゲート電極として第11図(J)GOのよう
にMOS素子を形成したのち、低温酸化法によりこのゲ
ート電極に酸化膜を形成し、Si基板(ウェル)上の薄
いSiO□膜を除去し、改めて基板上に5in2膜を形
成し、その上にSi、N、膜を設は更にその上に部分的
にポIJSiのゲート電極を形成し、上記Si3N、膜
をマスクとしてポリSiゲート表面を酸化して酸化膜を
形成し、この酸化膜をマスクとしてSi3N+膜を除去
しχ第11図曽に示す如きMNO8素子を形成するとい
う方法を採用することによって、MOSよりも後にMN
O8素子が形成されるためMNO3素子の特性の劣化が
少なくなる。又、選択酸化法を適用してMOS又はMN
OSのゲートを酸化膜で覆うため層間耐圧又は層間容量
等で好ましい特性をもったものが得られる。
As mentioned above, after forming a MOS device as shown in FIG. 11 (J) GO using a material that can withstand high temperatures such as 7i>1 silicon as a gate electrode, an oxide film is formed on this gate electrode using a low-temperature oxidation method. , the thin SiO□ film on the Si substrate (well) was removed, a 5in2 film was formed on the substrate, a Si, N film was placed on top of it, and a gate electrode of PoIJSi was partially placed on top of it. A method of forming an oxide film by oxidizing the poly-Si gate surface using the Si3N film as a mask, and removing the Si3N+ film using this oxide film as a mask to form an MNO8 element as shown in Figure 11. By adopting MN after MOS
Since the O8 element is formed, the deterioration of the characteristics of the MNO3 element is reduced. Also, by applying selective oxidation method, MOS or MN
Since the gate of the OS is covered with an oxide film, a device with favorable characteristics such as interlayer breakdown voltage or interlayer capacitance can be obtained.

このようにしてMNO3素子が形成されるが、第11図
(ト)及び(ロ)に対応してMNO8素子形成部及びM
OS素子形成部を拡大断面図を用いて描くと第30図乃
至第33図のようになる。即ち、第30図のように、1
0 nm以下という極めて薄いS iO,膜88の上に
被着形成された5isN4膜90上に部分的にポリシリ
コン層91が形成され、このポリシリコン層をマスクと
して基板表面内にソース・ドレイン形成用不純物が導入
され、次いで第31図に示すようにSi、N、膜をマス
クとしてこのポリシリコン層910表面が酸化されその
表面に比較的厚い酸化膜(Sin2)  102が形成
される。更に第32図のように、この形成された酸化膜
102をマスクとしてSi3N4膜90が部分的にエツ
チング除去される。この時薄いSiO2膜88も基板表
面より除去されるが、第33図に示すように酸化性雰囲
気中で加熱処理し曵露出されたソース・ドレイン領域の
表面に酸化膜(Si02)104.105を形成する。
In this way, three MNO elements are formed, and the eight MNO element forming portions and MNO8 elements are formed corresponding to FIGS.
When the OS element forming portion is drawn using enlarged cross-sectional views, it becomes as shown in FIGS. 30 to 33. That is, as shown in Figure 30, 1
A polysilicon layer 91 is partially formed on a 5isN4 film 90 deposited on an extremely thin SiO film 88 of 0 nm or less, and a source/drain is formed within the substrate surface using this polysilicon layer as a mask. Then, as shown in FIG. 31, the surface of this polysilicon layer 910 is oxidized using the Si, N, and film as a mask, and a relatively thick oxide film (Sin2) 102 is formed on the surface. Furthermore, as shown in FIG. 32, the Si3N4 film 90 is partially etched away using the formed oxide film 102 as a mask. At this time, the thin SiO2 film 88 is also removed from the substrate surface, but as shown in FIG. 33, an oxide film (Si02) 104, 105 is formed on the surface of the exposed source/drain region by heat treatment in an oxidizing atmosphere. Form.

ゲート電極材料とSi、N4膜エツチング液(又はガス
)の組み合せによっては、ゲート電極もエツチングされ
るおそれがあるが、上記のようにゲート電極をパター二
ングした後Si8N4膜をマスクとして酸化しゲート電
極を酸化膜で覆いこの酸化膜をマスクとしてSi3N、
膜をエツチングするので、ゲート電極材料が5isN4
エツチング液によってエッチされる場合にもこの方法で
微細なゲート電極を保護することができる。又、第33
図に示すようにポリシリコン層91上のS i02膜1
02とシリコン基板(ウェル)表面に形成されるS i
O,膜104.105とでSi、N4膜90が完全に覆
われるので、このように十分な酸化処理を施こすことに
よって、所謂プロチクテッドゲート(p?otecte
d gate)の構造を自己整合的に形成することがで
きるので、MNO8素子のゲート耐圧を向上することが
でき、又、寄生容量を小さくすることができる等の効果
がある。
Depending on the combination of the gate electrode material and the Si or N4 film etching solution (or gas), the gate electrode may also be etched, but after patterning the gate electrode as described above, the gate electrode is oxidized using the Si8N4 film as a mask. Covering the electrode with an oxide film and using this oxide film as a mask, Si3N,
Since the film is etched, the gate electrode material is 5isN4.
This method can protect the fine gate electrode even when it is etched by an etching solution. Also, the 33rd
As shown in the figure, Si02 film 1 on polysilicon layer 91
02 and Si formed on the silicon substrate (well) surface.
Since the Si, N4 film 90 is completely covered with the O, films 104 and 105, by performing sufficient oxidation treatment in this way, a so-called protected gate (p?otected gate) is formed.
Since the structure of d gate) can be formed in a self-aligned manner, the gate breakdown voltage of the MNO8 element can be improved and the parasitic capacitance can be reduced.

また、第30図乃至第33図より理解されるように、同
一半導体基板上にMNO5素子とMO3素子との画素子
を形成し、MNO8素子のゲート下にのみSi、N4膜
90を残すことにより、上記の如<MNO8素子のゲー
ト耐圧を向上させるために行なう酸化処理で第33図に
示すようにMO8素子のゲート電極の端部も酸化され逆
ひさし構造とすることができMO3素子のゲート耐圧を
も向上せしめることができるので、結果として両タイプ
の素子のゲート耐圧を向上できる。
Furthermore, as can be understood from FIGS. 30 to 33, by forming pixel elements including an MNO5 element and an MO3 element on the same semiconductor substrate, and leaving the Si, N4 film 90 only under the gate of the MNO8 element, As shown in FIG. 33, in the oxidation treatment performed to improve the gate breakdown voltage of the MO8 element, the end of the gate electrode of the MO8 element is also oxidized, creating an inverted canopy structure, which increases the gate breakdown voltage of the MO3 element. As a result, the gate breakdown voltage of both types of devices can be improved.

■ 次に、第11図(財)の工程を終えたあとホトエツ
チング法により、第11N−のように上記の各酸化膜で
、後でその下のn+層あるいはpolysi層と電気的
な接続をとる必要がある場合、例えば(106,112
)および、p型ウェルとコンタクトをとる必要のある所
定の部分例えば(110゜111)のS iO,膜をエ
ツチング除去する。この場合、約0.3μmのSiO2
膜エツチングを行なうため、p型つニ人とコンタクトを
とる部分の酸化膜は、一部エッチングされるだけで、約
0.3μmの5i02膜が残っている。
■ Next, after completing the process shown in Figure 11, electrical connections are made with each of the above oxide films as shown in No. 11N- to the underlying N+ layer or polysi layer by photo-etching. If necessary, for example (106,112
) and a predetermined portion, for example (110°111), of the SiO film that needs to be in contact with the p-type well is etched away. In this case, approximately 0.3 μm of SiO2
Since film etching is performed, only a portion of the oxide film in contact with the p-type layer is etched away, leaving a 5i02 film of about 0.3 .mu.m.

0 この後、上記工程で用いたホトレジスト膜を除去し
たのち、CVD法により、P20□濃度約1モルのフォ
スフオシリケードガラス(以下リンガラスと称す)20
を堆積し、この後、H2雰囲気で、900℃、20分の
熱処理を行ない、リンガラスの緻密化、およびMNO3
素子の特性改善を行なう。
0 After that, after removing the photoresist film used in the above step, phosphorus silicate glass (hereinafter referred to as phosphorus glass) 20 with a P20□ concentration of about 1 mol was removed by CVD.
After that, heat treatment was performed at 900°C for 20 minutes in H2 atmosphere to densify the phosphorus glass and MNO3
Improve the characteristics of the element.

この後、上に記したようなn+層、 polysi層お
よびp型ウェル層などと、電気的な接続をとる必要があ
る領域上のリンガラスなホトエツチング法により除去す
る。この際、光にあけた酸化膜の穴(114〜118)
と、このリンガラスの穴が少なくとも1部の領域を共有
するようにし、その部分のSi基板表面、あるいはpo
lysi表面を露出する。この状態では、p型ウェルと
コンタクトをとる部分(116,117,60) には
、光のエツチング時のオーバーエツチングによりわずか
に膜厚が減少するものの、依然として、約0.2μm程
度のS io、膜が残っているため、さらに、ホトエツ
チング法により、先にあけたリンガラスの穴の内側にホ
トレジストの穴がくるようにして、残った約0.2μm
のS io、膜をエツチング除去する。
Thereafter, the areas where electrical connections need to be made with the N+ layer, polysilicon layer, p-type well layer, etc. described above are removed by a phosphorus photoetching method. At this time, holes (114 to 118) in the oxide film were opened to the light.
Then, the holes in the phosphor glass share at least a part of the area, and the surface of the Si substrate in that area or the po
Expose the lysi surface. In this state, the portions (116, 117, 60) that make contact with the p-type well have a film thickness of about 0.2 μm, although the film thickness is slightly reduced due to over-etching during photo-etching. Since the film remained, the remaining approximately 0.2 μm was further removed by photoetching so that the hole in the photoresist was placed inside the hole in the phosphor glass that had been previously drilled.
Then, the film is etched away.

リンガラスと5in2膜の二層膜にコンタクト用の穴を
あける場合、リンガラスのエツチング速度が早<5I0
2のエツチング速度が遅いため二層膜を一度に穴あけを
行なうと穴の寸法が大きくなったり、或いはホトレジス
トとリンガラスの密着性が悪くなる等加工上の問題があ
るが、上述の第11図(へ)及び第11図00説明及び
部分拡大図第34図乃至第36図より判るように、先ず
基板表面上のS io2膜(105)にコンタクト用マ
スクを用いてエツチングにより穴あげ(119)を行な
い、この後リンガラス(120)を堆積させ、次に少な
くとも上記コンタクト用穴119の一部を共有する形で
リンガラス層120に穴あけを行ない孔部125を設け
るようにすることによって、紋穴あけが設計値に対して
より精度よく行なうことができる。なお、第36図では
リンガラスの穴部125がS io2膜の穴部119よ
り少しずれた形態を図示しているが、アルミニウム等の
金属配線の段切れを防止するためにはS io、膜の穴
部119を全て更に望ましくはS i O2膜の端部表
面までも露出するようにリンガラスの穴部125を形成
した方が望ましい。
When drilling a contact hole in a two-layer film of phosphor glass and 5in2 film, the etching speed of phosphor glass is fast<5I0
Since the etching speed of 2 is slow, there are processing problems such as the size of the holes becoming large or the adhesion between the photoresist and the phosphor glass worsening if holes are made in the two-layer film at once. As can be seen from the description of FIG. 1100 and partially enlarged views of FIGS. 34 to 36, first, holes are made in the S io2 film (105) on the substrate surface by etching using a contact mask (119). After that, phosphor glass (120) is deposited, and then the phosphor glass layer 120 is drilled so as to share at least a part of the contact hole 119 to form a hole 125, thereby forming a pattern. Holes can be drilled more accurately than designed values. Note that although FIG. 36 shows a configuration in which the hole 125 of the phosphor glass is slightly shifted from the hole 119 of the S io2 film, it is necessary to It is preferable to form the phosphor glass hole 125 so that all the holes 119 are exposed, and more preferably, even the end surface of the SiO2 film is exposed.

(ト)次に、上記で使用したホトレジストを除去したの
ち、全面にAt蒸着膜を約300℃で形成する。膜厚は
約0.8μmである。
(g) Next, after removing the photoresist used above, an At vapor deposition film is formed on the entire surface at about 300°C. The film thickness is approximately 0.8 μm.

次にホトエツチング法により、第11図0に示すように
上記At膜に配線パターンを形成してアルミニウム電極
又は配線部121,122,123゜124を形成し、
ホトレジストを除去したのち、上記A/、とn ” 、
 poly Siあるいはp型ウェルとのコンタクトを
確実にとるため、および表面準位を減少するため、H2
雰囲気で約450℃60分の熱処理を行なう。
Next, a wiring pattern is formed on the At film by photoetching as shown in FIG.
After removing the photoresist, the above A/, and n'',
In order to ensure contact with poly Si or p-type well and to reduce the surface state, H2
Heat treatment is performed at about 450° C. for 60 minutes in an atmosphere.

以上詳細に説明した(5)乃至0の工程を終ることによ
って、第11図0に示すように、ゲート電極91を有す
るMNO8素子、ゲート電極83を有するエンハンスメ
ント型のMO8素子、ゲート電極84を有するデプリー
ション型のMO3素子と共に、特別なホトマろりを増加
せずに半導体領域、97 、11 、1からなるNPN
型バイポーラトランジスタを一枚の半導体基板1内及び
その上に形成することができる。なお、同図中121は
EMO8素子のソース又はドレイン電極を、122はバ
イポーラトランジスタのエミッタ電極を、123は同ト
ランジスタのペース電極及びp型ウェル領域11の電極
を、124は領域22及び基板の電極を構成している。
By completing the steps (5) to 0 described in detail above, as shown in FIG. With the depletion type MO3 element, the semiconductor region, NPN consisting of 97, 11, 1, without increasing the special photomall
type bipolar transistors can be formed in and on one semiconductor substrate 1. In the figure, 121 is the source or drain electrode of the EMO8 element, 122 is the emitter electrode of the bipolar transistor, 123 is the space electrode of the same transistor and the electrode of the p-type well region 11, and 124 is the electrode of the region 22 and the substrate. It consists of

第15図は、リンガラス層を形成する前のメモリアレイ
の平面図を示し、第16図は、アルミニウム配線を形成
した後のメモリアレイの平面図を示している。また第1
7図、第18図及び第19図は、それぞれ第16図の平
面のA−A視断面、B−B視断面及びC−C視断面を示
している。
FIG. 15 shows a plan view of the memory array before forming the phosphor glass layer, and FIG. 16 shows a plan view of the memory array after forming the aluminum wiring. Also the first
7, FIG. 18, and FIG. 19 respectively show a section taken along line AA, section taken along line BB, and section taken along line CC of the plane shown in FIG. 16.

メモリアレイは、n型シリコン基板1上に形成されたP
型ウェル領域10a上に形成されている。
The memory array consists of P
It is formed on the mold well region 10a.

第15図において、メモリセルのMNOS及びスイッチ
用MISFETのソース領域、ドレイン領域及びチャン
ネル領域とされる部分は一点鎖線で区画されて示されて
いる。上記の一点鎖線で囲まれた区域C)II 、CH
2以外のP型ウェル領域10aの表面には、厚いシリコ
ン酸化膜60が形成されている。
In FIG. 15, the source region, drain region, and channel region of the MNOS of the memory cell and the switch MISFET are shown separated by dashed lines. Area C) II, CH surrounded by the dashed line above
A thick silicon oxide film 60 is formed on the surface of the P-type well region 10a other than P-type well region 2.

上記P型ウェル領域10aの表面には、シリコン酸化膜
を介して上記区域CHI、CH2を横切る方向に、メモ
リセルのスイッチ用MISFETのゲート電極とされか
つ第1のワード線とされる複数の多結晶シリコン層Wl
 1 、W21 、W31゜W41が配置されている。
On the surface of the P-type well region 10a, a plurality of polygons are formed on the surface of the P-type well region 10a through a silicon oxide film in a direction crossing the areas CHI and CH2, which are used as gate electrodes of MISFETs for switching of memory cells and as first word lines. Crystalline silicon layer Wl
1, W21, W31°W41 are arranged.

同様に、メモリセルのMNOSのゲート電極とされかつ
第2ワード線とされる複数の多結晶シリコン層Wl 2
 、W22 、W32 、W42が配置されている。
Similarly, a plurality of polycrystalline silicon layers Wl 2 serve as gate electrodes of MNOS of memory cells and serve as second word lines.
, W22, W32, and W42 are arranged.

上記各多結晶シリコン層で覆われていない区域CHI、
CH2におけるP型つ土ル領域10aの表面には、前記
の第11図をもって説明したような製法によりn型不純
物が導入され、MNOS及びスイッチ用MISFETの
ソース及びドレイン領域とするためのn+型領領域形成
されている。
an area CHI not covered with each of the polycrystalline silicon layers;
An n-type impurity is introduced into the surface of the P-type soil region 10a in CH2 by the manufacturing method described above with reference to FIG. The area is formed.

区域CHI内において、n+型領領域92a多結晶シリ
コン層Wl 1 、Wl 2及びn+型領領域92a、
第1のメモリセルを構成する。すなわち、n+型領領域
92a、スイッチングMISFETのドレイン領域を構
成し、多結晶シリコン層Wllはそのゲート電極を構成
する。また、多結晶シリコン層W12はMNOSのゲー
ト電極を構成し、n 型領域94aはそのソース領域を
構成する。
In area CHI, n+ type region 92a polycrystalline silicon layers Wl 1 , Wl 2 and n+ type region 92a,
A first memory cell is configured. That is, the n+ type region 92a constitutes the drain region of the switching MISFET, and the polycrystalline silicon layer Wll constitutes its gate electrode. Further, the polycrystalline silicon layer W12 constitutes a gate electrode of the MNOS, and the n-type region 94a constitutes its source region.

上記区域CHI内において、上記第1のメモリセルに隣
接するn+型領領域92b多結晶シリコン層W21.W
22及びn+型領領域94b第2のメモリセルを構成す
る。すなわち、上記92b。
Within the area CHI, the n+ type region 92b polycrystalline silicon layer W21. is adjacent to the first memory cell. W
22 and n+ type region 94b constitute a second memory cell. That is, 92b above.

W21.W22及び94bはそれぞれスイッチ用MIS
FETのドレイン領域、そのゲート電極、MNOSのゲ
ート電極及びそのソース領域を構成する。
W21. W22 and 94b are respectively MIS for switches.
It forms the drain region of the FET, the gate electrode thereof, the gate electrode of the MNOS, and the source region thereof.

同様に、上記区域CHI内において、94c。Similarly, within said area CHI, 94c.

W32.W31,92cは第3のメモリセルを構成し、
92d、W41.W42,94dは第4のメモリセルを
構成している。
W32. W31,92c constitutes the third memory cell,
92d, W41. W42 and 94d constitute a fourth memory cell.

上記区域CI−I 1の隣りの区域内においても記号を
付していないが第1ないし第4のメモリセルが構成され
ている。
First to fourth memory cells are also formed in the area adjacent to the area CI-I 1, although no symbols are attached thereto.

上記区域CHI内に形成された各メモリセルは、第1の
メモリセル列を構成し、同様と区域CH2内に形成され
た各メモ1)セルは第2のメモリセル列を構成する。
Each memory cell formed in the area CHI constitutes a first memory cell column, and similarly each memory cell formed in the area CH2 constitutes a second memory cell column.

第1ワード線としての多結晶シリコン層Wllは、第1
5図のように、厚いシリコン酸化膜60上において多結
晶シリコン層W12の下を横切って延びる延長部分Wl
laないしWllcを持っている。
The polycrystalline silicon layer Wll as the first word line
As shown in FIG. 5, an extended portion Wl extends across the bottom of the polycrystalline silicon layer W12 on the thick silicon oxide film 60.
I have LA or Wllc.

上記多結晶シリコン層W12は、前記のように第2ワー
ド線を構成するので、記憶情報の書き込み時に+25V
のような高電圧を受けることになる。そのため、多結晶
シリコン層W12の下のP型ウェル領域10aの表面に
寄生チャンネルが誘起されることが有る。多結晶シリコ
ン層Wllは、第1ワード線を構成し、前記の+5vの
ような低電圧系の信号を受ける。従って、上記多結晶シ
リコン層W12の下のP型ウェル領域10aの表面に誘
起される上記寄生チャンネルは、上記多結晶シリコンI
WIIの延長部W 11 aないしWllc下において
それぞれ遮断されることになる。
Since the polycrystalline silicon layer W12 constitutes the second word line as described above, the voltage of +25V is applied when writing the storage information.
will be exposed to high voltages such as Therefore, a parasitic channel may be induced in the surface of the P-type well region 10a under the polycrystalline silicon layer W12. The polycrystalline silicon layer Wll constitutes a first word line and receives a low voltage signal such as +5V mentioned above. Therefore, the parasitic channel induced in the surface of the P-type well region 10a under the polycrystalline silicon layer W12 is
They are respectively blocked below the extensions W 11 a to Wllc of WII.

その結果、区域CH1とCI−I 2とにおけるメモリ
セル相互が、寄生チャンネルによって電気的に結合し、
その結果、選択すべきメモリセルに情報の書き込みが行
なわれなくなるというような望ましくない動作を防ぐこ
とができる。
As a result, the memory cells in areas CH1 and CI-I2 are electrically coupled to each other by the parasitic channels.
As a result, it is possible to prevent undesirable operations such as information not being written to a memory cell to be selected.

上記第15図のメモリアレイの表面に、前記第11図で
説明した製法によりリンガラス層120が形成され、次
いでこのリンガラス層120及びその下の酸化膜が選択
的に除去され、上記n+型領領域露出する開孔CNTl
ないしC5(第6図参照)が設けられる。
A phosphorus glass layer 120 is formed on the surface of the memory array shown in FIG. 15 by the manufacturing method described in FIG. Open hole CNTl exposing the area
to C5 (see FIG. 6) are provided.

次いでアルミニウムの蒸着及びその選択エツチングが行
なわれ、・第16図のように、アルミニウム配線層ED
I 、ED2 、Dl及びD2が形成される。
Next, aluminum is deposited and selectively etched, and as shown in FIG.
I, ED2, Dl and D2 are formed.

上記配線層EDIは、それぞれ上記開孔CNT1、CN
T3及びCNT5において、第1ないし第4のメモリセ
ルにおけるMNOSのソース領域としてのn++域94
a 、94b 、94c及び94d(第15図参照)に
接触する。従って、この配線層EDIは、メモリアレイ
の基準電位線を構成する。
The wiring layer EDI has the openings CNT1 and CN, respectively.
In T3 and CNT5, the n++ region 94 serves as the source region of the MNOS in the first to fourth memory cells.
a, 94b, 94c and 94d (see FIG. 15). Therefore, this wiring layer EDI constitutes a reference potential line of the memory array.

配線層り、1は、それぞれ上記開孔CNT2及びCNT
4において、第1ないし第4のメモリセルにおけるスイ
ッチ用MISFETのドレイン領域としてのn+型領領
域92a、92b 、9’2c及び92dに接触する。
Wiring layer 1 is the above-mentioned open-hole CNT2 and CNT, respectively.
4, contacts n+ type regions 92a, 92b, 9'2c, and 92d as drain regions of switch MISFETs in the first to fourth memory cells.

従って、この配線D1は、メモリアレイのディジット線
を構成する。
Therefore, this wiring D1 constitutes a digit line of the memory array.

同様に、配線層ED2.C2はそれぞれ他の基準電位線
、ディジット線を構成する。
Similarly, wiring layer ED2. C2 constitutes another reference potential line and digit line, respectively.

上記のメモリアレイは、第15図のように、同一メモリ
列内のメモリセルにおけるMNOSとスイッチング用M
ISFETとの配列を交互に反転させている。従って、
例えば92aと92b、94bと94cのように隣り合
うメモリセルのn+型領領域共通化でき、それぞれのメ
モリセルのためのn+型領領域それぞれ独立に形成する
ような場合に比べて列方向の寸法を小さくすることがで
きる。
As shown in FIG. 15, the above memory array has an MNOS and a switching M
The arrangement with the ISFET is alternately reversed. Therefore,
For example, the n+ type regions of adjacent memory cells such as 92a and 92b, 94b and 94c can be shared, and the column direction size is larger than that in the case where the n+ type regions for each memory cell are formed independently. can be made smaller.

また、第16図のように、メモリセルを形成する区域C
HI、CH2上も配線領域となるようアルミニウム配線
層EDI、ED2.Di、D2を上記区域CHI、CH
2が延びる方向に対し傾斜させているので、配線領域を
上記区域に対して独立に設定するような場合に比べて行
方向、すなわち、紙面の横方向の寸法を小さくすること
ができる。
Also, as shown in FIG. 16, an area C where memory cells are formed
Aluminum wiring layers EDI, ED2 . Di, D2 to the above areas CHI, CH
2 is inclined with respect to the extending direction, the dimension in the row direction, that is, in the lateral direction of the paper surface, can be made smaller than in the case where the wiring area is set independently of the above-mentioned area.

加えて、基準電位線及びディジット線としてn++半導
体配線領域などの半導体を使用するのでなく図示のよう
にアルミニウム配線層を使用するので、その抵抗を充分
小さくできる。配線抵抗の減少により、上記のメモリア
レイは高速度で動作することができるようになる。。
In addition, since an aluminum wiring layer is used as the reference potential line and the digit line as shown in the figure instead of using a semiconductor such as an n++ semiconductor wiring area, the resistance thereof can be made sufficiently small. The reduction in interconnect resistance allows the memory array described above to operate at high speeds. .

第20図は、リンガラス層を形成する前の単位のXデコ
ーダのパターンを示しており、第21図は上記第20図
に対応した部分のアルミニウム配線層を形成した後のパ
ターンを示している。
Fig. 20 shows the pattern of the unit X decoder before forming the phosphor glass layer, and Fig. 21 shows the pattern after forming the aluminum wiring layer in the portion corresponding to Fig. 20 above. .

単位Xデコーダのそれぞれがメモリアレイのメモリセル
行と対応して設けられる゛ので、単位Xデコーグのそれ
ぞれは、上記メモリセル行のピッチを増加させないよう
に考慮される。そのために、特に制限されないが、以下
説明するように、第20図、第21図においては、2つ
の単位Xデコーダの組合せが実質的に1つの単位とされ
る。
Since each unit X decoder is provided corresponding to a memory cell row of the memory array, each unit X decoder is taken into account so as not to increase the pitch of the memory cell row. Therefore, although not particularly limited, as described below, in FIGS. 20 and 21, the combination of two unit X decoders is substantially one unit.

第20図において、Xデコーダは、n型シリコン基板1
上に形成されたP型ウェル領域11上に形成される。各
MISFETを形成するための領域は、同図において一
点鎖線で囲まれている。上記領域以外のP型ウェル領域
11の表面は、前記と同様に厚いシリコン酸化膜60が
形成されている。
In FIG. 20, the X decoder consists of an n-type silicon substrate 1
It is formed on the P-type well region 11 formed above. The region for forming each MISFET is surrounded by a dashed line in the figure. A thick silicon oxide film 60 is formed on the surface of the P-type well region 11 other than the above-mentioned regions, as described above.

上記シリコン酸化膜60及び上記−点鎖線で囲まれた領
域上のゲート酸化膜上には、打点と実線との組合せで示
したようなパターンの第1層目の多結晶シリコン層Wl
 1 、W21 、 a O、ao’al、al’が形
成されている。上記−点鎖線で囲まれた領域のうち、上
記多結晶シリコン層下以外において前記の第11図の製
法によりn+型領領域形成されている。
On the silicon oxide film 60 and the gate oxide film on the region surrounded by the dotted chain line, a first polycrystalline silicon layer Wl having a pattern as shown by the combination of dots and solid lines is formed.
1, W21, aO, ao'al, and al' are formed. Of the region surrounded by the above-mentioned dashed-dotted line, an n+ type region is formed by the manufacturing method shown in FIG. 11 above except under the above-mentioned polycrystalline silicon layer.

第20図において、左下りの斜線の付けられた部分の多
結晶シリコン層の下には、エンハンスメント型MISF
ETのチャンネル領域が形成されることを意味しており
、左下り及び右下りの2つの斜線が組合されて付けられ
た部分の多結晶シリコン層の下には、デイプレッション
型MIsFETのチャンネル領域が形成されることを意
味している。
In FIG. 20, under the polycrystalline silicon layer in the diagonally shaded area on the lower left, there is an enhancement type MISF.
This means that the channel region of the ET is formed, and the channel region of the depletion type MIsFET is formed under the polycrystalline silicon layer in the area where the two diagonal lines on the lower left and lower right sides are combined. It means to be formed.

第20図の紙面の上半分の部分においてn+型領域VC
Caと多結晶シリコン層Wllとn+型領域W11.b
とによってデイプレッション型MISFETQ3が構成
され、n+型領域Wllcと多結晶シリコン層aO′と
n+型領域GNDaとによってエンハンスメント型MI
 5FETQ4が構成され、n+型領域Wllcと多結
晶シリコン層al’とn+型領域GNDbとによってエ
ンハンスメント型MISFETQ5が構成されている。
In the upper half of the paper in FIG. 20, the n+ type region VC
Ca, polycrystalline silicon layer Wll, and n+ type region W11. b
The depletion type MISFETQ3 is configured by the n+ type region Wllc, the polycrystalline silicon layer aO', and the n+ type region GNDa.
A 5FETQ4 is configured, and an enhancement type MISFETQ5 is configured by the n+ type region Wllc, the polycrystalline silicon layer al', and the n+ type region GNDb.

第20図の紙面の下半分の部分において同様なMISF
ETQ3’  Q4’及びQ5′が構成さする。
Similar MISF in the lower half of the paper in Figure 20
ETQ3' consists of Q4' and Q5'.

上記第20図のデコーダの表面には第21図のようにリ
ンガラス層120が形成され、次いでこのリンガラス層
及びその下の酸化膜に選択エツチングにより開孔が設け
られる。
As shown in FIG. 21, a phosphor glass layer 120 is formed on the surface of the decoder shown in FIG. 20, and then holes are formed in the phosphor glass layer and the oxide film thereunder by selective etching.

アルミニウム蒸着及びその選択エツチングにより第21
図のように各種のアルミニウム配線層が形成される。な
お、図において、上記リンガラス層及び酸化膜等の絶縁
膜に設けられた開孔がX印によって示されている。従っ
て上記x印部分において上記各アルミニウム配線層はそ
の下の多結晶シリコン屑もしくは半導体領域に接触する
By aluminum evaporation and selective etching, the 21st
Various aluminum wiring layers are formed as shown in the figure. In the figure, the openings provided in the phosphor glass layer and the insulating film such as the oxide film are indicated by X marks. Therefore, at the x-marked portions, each of the aluminum wiring layers contacts the underlying polycrystalline silicon scrap or semiconductor region.

第21図において、配線層Wllaは、短絡用の配線層
であり、MISFETQ3 (第20図参照)のゲート
電極としての多結晶シリコン層Wllとそのソース領域
及び前記MISFETQ4.Q5の共通のドレイン領域
としてのn+型領域Wllbとを短絡している。配線層
vCCは電源用の配線層であり、MISFETQ3及び
Q3′(第20図参照)の共通ドレイン領域としてのn
+型領域VCCaに接触している。配線層GNDは接地
用の配線層であり、MISFETQ4 、Q4’の共通
ソース領域としてのn+型領域G N D aに接触し
ている。なお、第20図のように、MISFETQ5.
Q5’の共通ソース領域としてのn+型領域GNDbは
上記n+型領領域 N D aに連続している。
In FIG. 21, a wiring layer Wlla is a wiring layer for short circuiting, and includes a polycrystalline silicon layer Wll as a gate electrode of MISFETQ3 (see FIG. 20), its source region, and the MISFETQ4. The n+ type region Wllb serving as a common drain region of Q5 is short-circuited. The wiring layer vCC is a wiring layer for power supply, and serves as a common drain region of MISFETQ3 and Q3' (see Fig. 20).
It is in contact with the + type region VCCa. The wiring layer GND is a wiring layer for grounding, and is in contact with the n+ type region GNDa serving as a common source region of MISFETQ4 and Q4'. In addition, as shown in FIG. 20, MISFETQ5.
The n+ type region GNDb as a common source region of Q5' is continuous with the above n+ type region NDa.

配線層aOとaOは、互いに逆相のアドレス信号を受け
る対の配線層であり、そのうちの選択された一方、すな
わち図示の場合aOが多結晶シリコン層aO’に接触し
、またaO”に接触している。
The wiring layers aO and aO are a pair of wiring layers that receive address signals of opposite phases to each other, and a selected one of them, that is, aO in the illustrated case, contacts the polycrystalline silicon layer aO' and also contacts the polycrystalline silicon layer aO''. are doing.

同様に、配線層a1とalは互いに逆相の他のアドレス
信号を受ける対の配線層である。図示の場合、配線層a
1が多結晶シリコン層al’に接触し、配線層a1が多
結晶シリコン層a1″に接触し℃いる。
Similarly, wiring layers a1 and al are a pair of wiring layers that receive other address signals having mutually opposite phases. In the case shown, wiring layer a
1 is in contact with the polycrystalline silicon layer al', and the wiring layer a1 is in contact with the polycrystalline silicon layer a1''.

以上のように、第12図の上半分に前記第1図のXデコ
ーダXDIのような単位デコーダが構成され、下半分に
おいてXD2のような他の単位デコーダが構成されてい
る。
As described above, a unit decoder such as the X decoder XDI of FIG. 1 is configured in the upper half of FIG. 12, and another unit decoder such as XD2 is configured in the lower half.

上記単位Xデコーダは、メモリセル行に対応して並べら
れる。従って配線層VCC、GND 。
The unit X decoders are arranged corresponding to memory cell rows. Therefore, the wiring layer VCC, GND.

ao 、ao 、al 、 :11等は複数の単位Xデ
コーダに共通とされる。
ao, ao, al, :11, etc. are common to a plurality of unit X decoders.

第22図人及び第22@Bは、リンガラス層を形成する
前の単位の書き込み回路のパターンを示しており、第2
3図人及び第23図Bはそれぞれ上記第22図人、第2
2図Bに対応した部分のアルミニウム配線層を形成した
後のパターンを示している。なお、パターンとしての第
22図への右端は第22図Bの左端につながり、同様に
第23図人の右端は第23図Bの左端につながる。
Figures 22 and 22@B show the pattern of the unit write circuit before forming the phosphor glass layer, and the second
Figure 3 Person and Figure 23 B are the above Figure 22 Person and Figure 2, respectively.
2 shows a pattern after forming an aluminum wiring layer in a portion corresponding to FIG. 2B. The right end of the pattern in FIG. 22 is connected to the left end of FIG. 22B, and similarly the right end of the person in FIG. 23 is connected to the left end of FIG. 23B.

上記第22図A、B、第23図A、B、のパターンは前
記第20図、第21図と同じ標記法で示されている。
The patterns in FIGS. 22A and B and FIGS. 23A and B are shown using the same notation as in FIGS. 20 and 21.

単位の書き込み回路は、前記Xデー−ダと同様な理由に
より、その2つが実質的に1つの単位とされる。
For the same reason as the X-data, the two unit write circuits are essentially one unit.

厚いシリコン酸化膜60を介してメモリアレイを構成す
るための二点鎖線で示されたP型ウェル領域10b上に
延長されてきた第1ワード線としの多結晶シリコン層W
ll、W21は、それぞれアルミニウム配線層WIIC
,W21Cを介してP型ウェル領域11に形成されたM
I 5FETQ15.Q15’のドレイン領域Wild
、W21dに接触する。
A polycrystalline silicon layer W serving as a first word line is extended over a P-type well region 10b indicated by a two-dot chain line for configuring a memory array through a thick silicon oxide film 60.
ll and W21 are aluminum wiring layers WIIC, respectively.
, W21C formed in the P-type well region 11
I 5FETQ15. Q15' drain region Wild
, contacts W21d.

なお、上記P型ウェル領域10bには、図示のように消
去回路(第1図参照)からの信号が加えられるアルミニ
ウム配線層eが接触する。
As shown in the figure, an aluminum wiring layer e to which a signal from an erase circuit (see FIG. 1) is applied is in contact with the P-type well region 10b.

上記MISFETQI 5 、Ql 6のゲートとして
の多結晶シリコン層Weには、制御線We(第1図参照
)の信号が加えられる。
A signal from a control line We (see FIG. 1) is applied to the polycrystalline silicon layer We serving as the gates of the MISFETs QI 5 and Ql 6.

第2ワード線としての多結晶シリコン層W12゜W22
は、それぞれアルミニウム配線層W12a。
Polycrystalline silicon layer W12°W22 as second word line
are aluminum wiring layers W12a, respectively.

W22aを介して、二点鎖線で示されているP型ウェル
領域11に形成されたMI 5FETQI 6とQl7
の共通ドレイン領域W12b、MISFETQ16’と
Q17′との共通ドレイン領域W22bに接触し、更に
、それぞれ多結晶シリコン層Wl 2c 、W22cに
接触している。
MI 5FET QI 6 and Ql 7 formed in the P-type well region 11 shown by the two-dot chain line through W22a
The common drain region W12b of MISFETs Q16' and Q17' is in contact with the common drain region W12b of MISFETs Q16' and Q17', and further in contact with the polycrystalline silicon layers Wl 2c and W22c, respectively.

上記MISFETQI 6 、QL 7 、Ql 6’
Q17′の共通ゲートとしての多結晶シリコン層vCC
には+5■の電源電圧が加えられる。
The above MISFETQI 6 , QL 7 , Ql 6'
Polycrystalline silicon layer vCC as common gate of Q17'
A power supply voltage of +5■ is applied to.

MISFETQlBとQ18′との共通ドレイン領域G
NDaには、接地電位にされるアルミニウム配線層GN
Dが接触している。
Common drain region G of MISFETQlB and Q18'
NDa has an aluminum wiring layer GN that is set to the ground potential.
D is in contact.

多結晶シリコン層W12cは、独立のP型ウェル領域1
1「に形成されたMISFETQI9のゲート電極とさ
れており、アルミニウム配線層Wl 2dによって上記
MISFETQI 9のソース領域W12eとP型ウェ
ル領域11rとに接触している。
The polycrystalline silicon layer W12c is an independent P-type well region 1.
1", and is in contact with the source region W12e of the MISFET QI 9 and the P-type well region 11r through the aluminum wiring layer Wl 2d.

同様に、多結晶シリコン1W22cは、他の独立のP型
ウェル領域111に形成されたMISFETQI 9’
のゲート電極とされており、アルミニウム配線層W22
dによって上記MISFETQ19′のソース領域W 
22 eとP型ウェル領域11sとに接触している。
Similarly, the polycrystalline silicon 1W22c is connected to the MISFETQI9' formed in another independent P-type well region 111.
The gate electrode of the aluminum wiring layer W22
d, the source region W of the MISFET Q19'
22e and the P-type well region 11s.

上記MISFETQ19とQ19′は前記第9図もしく
は第11図で説明されたような構造とされている。−型
シリコン基板1上に延長された上記MI 5FETQI
 9とQ19′との共通ドレイン領域VPPaには、書
き込み及び消去法の高電圧が加えられるアルミニウム配
線層VPPに接触している。
The MISFETs Q19 and Q19' have the structure as explained in FIG. 9 or FIG. 11 above. - The above MI 5FETQI extended on the silicon substrate 1
The common drain region VPPa of Q9 and Q19' is in contact with an aluminum wiring layer VPP to which a high voltage for writing and erasing is applied.

上記MI 5FETQ15ないしQL9によって、例え
ば第1図の回路WAIが構成され、Q15′ないしQ1
9′によって他の回路WA2が構成される。
For example, the circuit WAI in FIG. 1 is configured by the MI 5FETs Q15 to QL9, and Q15' to Q1
9' constitutes another circuit WA2.

第22図A、B、第23図A、Bの単位の書き込み回路
は前記のXデコーダと同様に、メモリセル行と対応して
並べられる。
The unit write circuits shown in FIGS. 22A and 22B and FIGS. 23A and 23B are arranged in correspondence with memory cell rows, similar to the X decoder described above.

第24図は、リンガラス層を形成する前のYゲートのパ
ターンを示しており、第25図は、アルミニウム配線層
を形成した後の上記第24図に対応した部分のパターン
を示している。
FIG. 24 shows the pattern of the Y gate before forming the phosphor glass layer, and FIG. 25 shows the pattern of the portion corresponding to FIG. 24 after forming the aluminum wiring layer.

共通ディジット線としての多結晶シリコン層CDには、
単位ゲートを並列接続するためのアルミニウム配線層C
Daが接触している。
In the polycrystalline silicon layer CD as a common digit line,
Aluminum wiring layer C for connecting unit gates in parallel
Da is in contact.

上記アルミニウム配線層CDaは、MISFETQII
とQL3の共通ドレイン領域CDbに接触している。上
記MISFETQI 1 、Ql 3のゲート電極とし
ての多結晶シリコン層Yla。
The above aluminum wiring layer CDa is MISFETQII
and QL3 are in contact with the common drain region CDb. Polycrystalline silicon layer Yla serves as the gate electrode of MISFET QI 1 and Ql 3.

Y2aにはそれぞれYデコーダMDI、YD2(第1図
参照)の出力を受けるアルミニウム配線層Yl、Y2が
接触している。
Aluminum wiring layers Yl and Y2, which receive outputs from Y decoders MDI and YD2 (see FIG. 1), respectively, are in contact with Y2a.

MI 5FETQI 1のソース領域とQl2のドレイ
ン領域は共通のn+型領域Dlbとされ、同様にMI 
5FETQI 3のソース領域とQl4のドレイン領域
が共通のn+型領領域されている。
The source region of MI 5FET QI 1 and the drain region of Ql2 are made into a common n+ type region Dlb, and similarly MI
The source region of 5FET QI3 and the drain region of QI4 are a common n+ type region.

上記MISFETQI ZとQl4のゲート電極として
の多結晶シリコン層vCCには、+5vの電源電圧が供
給される。
A power supply voltage of +5V is supplied to the polycrystalline silicon layer vCC as the gate electrode of the MISFETs QIZ and Ql4.

MISFETQ12のソース領域Dlaには、ディジッ
ト線としてのアルミニウム配線層Diが接触し、同様に
MI 5FETQI 40ソース領域D2aには、他の
ディジット線としてのアルミニウム配線層が接触してい
る。
An aluminum wiring layer Di serving as a digit line is in contact with the source region Dla of MISFETQ12, and an aluminum wiring layer serving as another digit line is similarly in contact with the source region D2a of MI 5FETQI 40.

第26図人及び第26図Bは、リンガラス層を形成する
前の書き込み禁止回路のパターンを示しており、第27
図人及び第27図Bは、アルミニウム配線層が形成され
た後のそれぞれ上記第26図A、第26図Bに対応する
部分のパターンを示している。なお、パターンとして第
26図人の下端が第26図Bの上端につながり、同様に
第27図への下端が第27図Bの上端につながる。
FIG. 26 and FIG. 26B show the pattern of the write inhibit circuit before forming the phosphor glass layer, and FIG.
Figure 2 and Figure 27B show the patterns of the portions corresponding to Figures 26A and 26B, respectively, after the aluminum wiring layer has been formed. As a pattern, the lower end of the figure 26 is connected to the upper end of FIG. 26B, and similarly the lower end of FIG. 27 is connected to the upper end of FIG. 27B.

第6図のように、メモリアレイと書き込み禁止回路との
間に配線領域WIRが配置されるので、特に制限されな
いが、第15図、第16図で説明した基準電位線として
のアルミニウム配線層ED1、ED2は、各MISFE
Tの多結晶シリコン層と同時に形成された多結晶シリコ
ン層ED1a+ED2aにそれぞれ接触させられる。上
記配線領域WTRにおいては、上記多結晶7リコン層E
Dla、EDla上に酸化膜及びリンガラス層を介して
各種のアルミニウム配線層が形成される。
As shown in FIG. 6, since the wiring region WIR is arranged between the memory array and the write inhibit circuit, the aluminum wiring layer ED1 as the reference potential line explained in FIGS. 15 and 16 is not particularly limited. , ED2 is each MISFE
The polycrystalline silicon layers ED1a+ED2a formed at the same time as the polycrystalline silicon layer T are brought into contact with each other. In the wiring region WTR, the polycrystalline 7 silicon layer E
Various aluminum wiring layers are formed on Dla and EDla via an oxide film and a phosphorus glass layer.

なお、上記第26図A、B、第27図A、Bは前記各図
と同じ標記法に従って示されている。従って、上記第2
6図A、B、第27図A、Hにおける書き込み禁止回路
の構成については説明を省略する。
Note that FIGS. 26A and B and FIGS. 27A and B are shown using the same notation as each of the above figures. Therefore, the second
A description of the structure of the write inhibit circuit in FIGS. 6A and 6B and FIGS. 27A and 27H will be omitted.

この発明に従うと、第6図のように、メモリアレイをは
さんでデコーダと凄き込み回路を配置するので動作速度
、特に読み出し動作速度を大きくすることができるよう
になる。これに対し、デコーダと書き込み回路とをメモ
リアレイの片側に配置する場合、例えばデコーダからメ
モリセルへの配線が長くなり、また、メモリアレイの片
側に複数の回路を配置するので、半導体集積回路におい
て公知のような交差配線箇所が多くなってくることにな
る。その結果、メモリアレイに信号を供給する配線径路
の信号伝送特性が劣化し、動作速度が制限を受けること
になる。
According to this invention, as shown in FIG. 6, since the decoder and the readout circuit are placed across the memory array, the operating speed, particularly the read operating speed, can be increased. On the other hand, if the decoder and write circuit are placed on one side of the memory array, for example, the wiring from the decoder to the memory cell becomes long, and since multiple circuits are placed on one side of the memory array, it is difficult to The number of well-known cross-wiring locations will increase. As a result, the signal transmission characteristics of the wiring paths that supply signals to the memory array deteriorate, and the operating speed is limited.

上記のように、メモリアレイをはさんでデコーダと書き
込み回路を配置する場合、単位のデコーダと書き込み回
路のピッチを比較的小さくできるので、メモリアレイの
大きさをこれらの回路で制限しなくてもよいようになる
As mentioned above, when placing the decoder and write circuit across the memory array, the pitch between the unit decoder and write circuit can be made relatively small, so the size of the memory array does not have to be limited by these circuits. Become good.

またメモリアレイをはさんでゲートもしくはデコーダー
ど書き込み禁止回路を配置するので、上記と同様な理由
で高速動作とすることができるようになる。
Furthermore, since a write inhibit circuit such as a gate or a decoder is placed across the memory array, high-speed operation can be achieved for the same reason as above.

上記のように、メモリアレイをはさんでデコーダと書き
込み回路とを配置する構成もしくはメモリアレイをはさ
んでゲートもしくはデコーダと書き込み回路を配置する
構成は、書き込み回路もしくは書き込み禁止回路を使用
する他の種類の記憶装置に適用することができる。
As mentioned above, the configuration in which a decoder and a write circuit are placed across a memory array, or the configuration in which a gate or a decoder and a write circuit are placed across a memory array, are different from other configurations that use a write circuit or a write-protection circuit. It can be applied to various types of storage devices.

この発明に従うと、前記のようにウェル領域を使用し、
このウェル領域を高耐圧回路のために有効に使用するこ
とができる。
According to the invention, using the well region as described above,
This well region can be effectively used for high voltage circuits.

前記第1図のエンハンスメントmMIsFETQ37な
いしQ39を直列接続した電圧分割回路において、MI
 5FETQ37のドレインに最も高い電圧が加わるの
で、このMI 5FETQ37が高電圧によって破壊さ
れると、この破壊されたMISFETQ37を介してQ
38に高電圧が加わることになる。その結果、直列接続
のMISFETが次々と破壊する。しかしながら、上記
の最も高い電圧が加わるMI 5FETQ37を前記の
ようにウェル領域を利用した構造にすることにょって高
耐圧化すると、他のMISFETQ38ないしQ39を
普通の構造としても、上記のような破壊を防ぐことがで
きる。上記のような電圧分割回路は、実施例の記憶回路
装置以外の他の回路装置に使用することができる。
In the voltage divider circuit in which the enhancement mMIsFETs Q37 to Q39 of FIG. 1 are connected in series, the MI
Since the highest voltage is applied to the drain of MISFETQ37, if this MISFETQ37 is destroyed by high voltage, the Q
A high voltage will be applied to 38. As a result, the MISFETs connected in series are destroyed one after another. However, if MI 5FET Q37, to which the highest voltage is applied, is made to have a structure that utilizes the well region as described above to achieve a high breakdown voltage, even if the other MISFETs Q38 and Q39 have a normal structure, the breakdown as described above will occur. can be prevented. The voltage divider circuit as described above can be used in circuit devices other than the memory circuit device of the embodiment.

同様に、第1図の消去回路、書き込み禁止電圧発生回路
のような回路は、他の用途に使用することができる。
Similarly, circuits such as the erase circuit and write inhibit voltage generation circuit shown in FIG. 1 can be used for other purposes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は半導体記憶回路の回路図、第2図、第3図及び
第4図は、第1図の回路の動作タイミングチャート図、
第5図は、半導体記憶回路のブロック図、第6図は、半
導体記憶回路装置の平面図、第7図は第6図9半導体記
憶回路装債を形成する半導体基板の平面図、第8図は第
7図のA−A’部分の断面図、第9図は、MISFET
を形成した半導体基板の断面図、第10図はバイポーラ
トランジスタを形成した半導体基板の断面図、第11図
(A)ないしく0)マ半導体記憶回路装置の各製造工程
における半導体基板の断面図、第12図は、MNOSの
断面図、第13図は第12図のMNOSの特性曲線図、
第14図はメモリセルの等価回路図、第15図は、リン
ガラス層を形成する前のメモリアレイの平面図、第16
図はアルミニウム配線層を形成した後のメモリアレイの
平面図、第17図、第18図及び第19図はそれぞれ第
16図のA−A’部分、B−B’部分及びc−c’部分
の断面図、第20図は、リンガラス層を形成する前のX
デコーダの平面図、第21図はアルミニウム配線層を形
成した後のXデコーダの平面図、第22図A及び第22
図Bはリンガラス層を形成する前の書き込み回路の平面
図、第23図A及び第23図Bはアルミニウム配線層を
形成した後の書き込み回路の平面図、第24図は、リン
ガラス層を形成する前のYゲートの平面図、第25図は
、アルミニウム配線層を形成した後のYゲートの平面図
、第26図A及び第26図Bは、リンガラス層を形成す
る前の書き込み禁止回路の平面図、第27図A及び第2
7図Bは、アルミニウム配線層を形成した後の書き込み
禁止回路の平面図、第28図及び第29図は5i−3i
n2界面における夫々リン、ボロン不純物の濃度分布を
示す状態図、第30図乃至第33図及び第34図乃至第
36図は夫々半導体装置要部の製造工程毎の断面図であ
る。 MA・・・メモリアレイ、XDI 、XD2・・・Xデ
コーダ、YGO・・・Yゲート、YDI 、YD2・・
・Xデコーダ、WAI、WA2・・・書き込み回路、I
HAl・・・書き込み禁止回路、IHA2・・・書き込
み禁止電圧発生回路、ER3・・・消去回路、CI’L
L・・・制御回路、IO3・・・センス回路、l0It
・・・出力バッファ回路、IOW・・・データ入力回路
、BO〜BIO・・・入力バッファ回路。 第2図 第3図 図 第 5 に 第 図 第 区 第 図 第 図 痕 図 第 ■ 第 図 第 図 フハ箒笑
FIG. 1 is a circuit diagram of a semiconductor memory circuit, FIGS. 2, 3, and 4 are operation timing charts of the circuit in FIG.
5 is a block diagram of a semiconductor memory circuit, FIG. 6 is a plan view of a semiconductor memory circuit device, FIG. 7 is a plan view of a semiconductor substrate forming the semiconductor memory circuit device shown in FIG. 6, and FIG. is a cross-sectional view of the AA' part in Fig. 7, and Fig. 9 is a cross-sectional view of the MISFET.
10 is a sectional view of a semiconductor substrate on which a bipolar transistor is formed, FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor substrate in each manufacturing process of a semiconductor memory circuit device (A) to 0), Figure 12 is a cross-sectional view of the MNOS, Figure 13 is a characteristic curve diagram of the MNOS in Figure 12,
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the memory cell, FIG. 15 is a plan view of the memory array before forming the phosphor glass layer, and FIG.
The figure is a plan view of the memory array after forming the aluminum wiring layer, and FIGS. 17, 18, and 19 are the AA', BB', and c-c' sections of FIG. 16, respectively. 20 is a cross-sectional view of X before forming the phosphorus glass layer.
A plan view of the decoder, FIG. 21 is a plan view of the X decoder after forming an aluminum wiring layer, FIGS.
Figure B is a plan view of the write circuit before the phosphor glass layer is formed, Figures 23A and 23B are plan views of the write circuit after the aluminum wiring layer is formed, and Figure 24 is a plan view of the write circuit before the phosphor glass layer is formed. FIG. 25 is a plan view of the Y gate before formation, FIG. 25 is a plan view of the Y gate after forming the aluminum wiring layer, and FIG. 26A and FIG. Plan view of the circuit, Figure 27A and Figure 2
Figure 7B is a plan view of the write inhibit circuit after forming the aluminum wiring layer, Figures 28 and 29 are 5i-3i
FIGS. 30 to 33 and 34 to 36 are state diagrams showing the concentration distributions of phosphorus and boron impurities at the n2 interface, respectively, and are cross-sectional views of the main parts of the semiconductor device for each manufacturing process. MA...Memory array, XDI, XD2...X decoder, YGO...Y gate, YDI, YD2...
・X decoder, WAI, WA2...Writing circuit, I
HAl...Write inhibit circuit, IHA2...Write inhibit voltage generation circuit, ER3...Erase circuit, CI'L
L...Control circuit, IO3...Sense circuit, l0It
...output buffer circuit, IOW...data input circuit, BO~BIO...input buffer circuit. Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 2 Figure 3 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、半導体基板の主表面の実質的に四角形状の第1の領
域に形成された、行列状に配置された複数のメモリセル
から成るメモリアレイ部と、メモリアレイ部の各列に沿
って配設された基準電位線およびディジット線として作
用する1対の配線群と、前記1対の配線群の一終端部に
位置し、前記第1の領域の第1の辺に隣接する第2の領
域に形成された前記ディジット線を選択するためのデコ
ーダ回路部と、前記1対の配線群の他終端部に位置し、
前記第1の領域の第1の辺と対向する第2の辺に隣接す
る第3の領域に形成された前記基準電位線の電位を制御
するための書き込み禁止回路部とを具備し、前記メモリ
セルは各列に配置された前記一対の配線間に電気的に直
列接続されたMNOS素子とMOS素子とから形成され
、各行のメモリセル群のゲートは対応する行に沿って延
在するワード線に電気的接続されて成ることを特徴とす
る半導体記憶回路装置。
1. A memory array section formed in a substantially rectangular first region on the main surface of a semiconductor substrate and consisting of a plurality of memory cells arranged in rows and columns, and arranged along each column of the memory array section. a second region located at one end of the pair of wiring groups and adjacent to a first side of the first region; a decoder circuit section for selecting the digit line formed in the digit line; and a decoder circuit section located at the other end of the pair of wiring groups;
a write inhibit circuit unit for controlling a potential of the reference potential line formed in a third region adjacent to a second side opposite to a first side of the first region, the memory A cell is formed of an MNOS element and a MOS element that are electrically connected in series between the pair of wires arranged in each column, and the gate of the memory cell group in each row is connected to a word line extending along the corresponding row. A semiconductor memory circuit device, characterized in that it is electrically connected to a semiconductor memory circuit device.
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