JPH04364077A - Non-volatile semiconductor storage element and non-volatile semiconductor storage device - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage element and non-volatile semiconductor storage device

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JPH04364077A
JPH04364077A JP3139167A JP13916791A JPH04364077A JP H04364077 A JPH04364077 A JP H04364077A JP 3139167 A JP3139167 A JP 3139167A JP 13916791 A JP13916791 A JP 13916791A JP H04364077 A JPH04364077 A JP H04364077A
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JP
Japan
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cell
gate electrode
semiconductor memory
nonvolatile semiconductor
insulating film
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Application number
JP3139167A
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Japanese (ja)
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Kiyomi Naruge
清実 成毛
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide an SISOS type byte EEOROM cell which has reduced a size of cell, can be mounted with simplified process on the same chip together with an SISOS type flash EEPROM cell and enables renewal of program by the byte. CONSTITUTION:A non-volatile semiconductor storage element and device comprises a memory transistor 60a consisting of an SISOS type flash EEPROM cell and a memory cell selection transistor 60b connected in the drain side of this memory transistor.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、不揮発性半導体記憶素
子および不揮発性半導体記憶装置に係り、特に電気的消
去・再書込み可能なEEPROM型の不揮発性半導体記
憶素子および不揮発性半導体記憶装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory element and a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to an electrically erasable/rewritable EEPROM type nonvolatile semiconductor memory element and a nonvolatile semiconductor memory device.

【0002】0002

【従来の技術】図5は、マイクロコンピュータ50の一
般的なブロック構成を示している。CPU(中央処理装
置)部51、RAM(スタティック・メモリ)部52、
ROM(読み出し専用メモリ)部53、I/O(入/出
力)部54が主な構成要素であり、それらが同一チップ
上に搭載されている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a general block configuration of a microcomputer 50. CPU (central processing unit) section 51, RAM (static memory) section 52,
The main components are a ROM (read-only memory) section 53 and an I/O (input/output) section 54, which are mounted on the same chip.

【0003】上記ROM部53は、通常、データメモリ
とプログラムメモリとの2種類からなっている。そして
、上記データメモリは、バイト単位の書き換えが可能で
あること、104 回程度の書き換えが可能であること
が要求されるが、容量としては数kビットでよく、一般
に、FLOTOX(FLOtaing gate Tu
nnel OXide)型EEPROMによって構成さ
れている。また、前記プログラムメモリは、バイト単位
の書き換えは要求されておらず、書き込みはバイト単位
、消去は一括という仕様でよく、書き換え回数は102
 程度でよいが、容量としては512kビット以上が要
求され、一般に、フラッシュEEPEOMによって構成
されている。
[0003] The ROM section 53 is usually composed of two types: data memory and program memory. The above-mentioned data memory is required to be able to be rewritten in byte units and to be able to be rewritten about 104 times, but the capacity may be several kilobits, and generally, FLOTOX
It is composed of a nnel OXide) type EEPROM. Furthermore, the program memory is not required to be rewritten in byte units, and may be written in byte units and erased all at once, and the number of rewrites is 102.
However, a capacity of 512 kbit or more is required, and is generally constructed from a flash EEPEOM.

【0004】上記FLOTOX型EEPROMは、図6
に示すように、メモリトランジスタと選択トランジスタ
の2トランジスタ構成であるので、セルサイズが大きく
、大容量化には向かないが、バイト単位で書き換えが可
能であること、104 回程度の書き換え回数の保証の
実績があることで、データメモリの仕様にあっている。 なお、図6において、201は半導体基板、202はソ
ース領域、204はトンネル絶縁膜、205は浮遊ゲー
ト電極、206は電極間絶縁膜、207は制御ゲート電
極、209は第1ゲート絶縁膜、211は第1ドレイン
領域、212は第2ドレイン領域、213は第2ゲート
絶縁膜、214は制御ゲート電極である。
The above FLOTOX type EEPROM is shown in FIG.
As shown in the figure, since it has a two-transistor configuration of a memory transistor and a selection transistor, the cell size is large and it is not suitable for increasing capacity, but it is possible to rewrite in byte units and the number of rewrites is guaranteed to be about 104 times. With a proven track record, it meets the data memory specifications. In FIG. 6, 201 is a semiconductor substrate, 202 is a source region, 204 is a tunnel insulating film, 205 is a floating gate electrode, 206 is an interelectrode insulating film, 207 is a control gate electrode, 209 is a first gate insulating film, 211 212 is a first drain region, 212 is a second drain region, 213 is a second gate insulating film, and 214 is a control gate electrode.

【0005】しかし、上記FLOTOX型EEPROM
セルは、メモリトランジスタのトンネル領域をレジスト
パターニングによって形成するので、セルサイズが大き
くなってしまうという問題がある。
However, the above FLOTOX type EEPROM
Since the tunnel region of the memory transistor in the cell is formed by resist patterning, there is a problem in that the cell size becomes large.

【0006】一方、前記フラッシュEEPROMは、一
括消去が可能であるが、セルサイズが小さいので大容量
化が可能であり、プログラムメモリの仕様にあっている
。このフラッシュEEPROMのセルには幾つかのタイ
プが実用化されており、従来例として、図7はACEE
(Advanced Contactless EEP
ROM )型セルを示し、図8はETOX(EPROM
 with Tunnel OXide )型セルを示
し、図9はソース側に側壁部選択トランジスタが設けら
れたSISOS(Sidewall Select−g
ate On Sou−rce side)型フラッシ
ュEEPROMセルを示している。
On the other hand, the flash EEPROM can be erased all at once, but because of its small cell size, it can be increased in capacity and meets the specifications of a program memory. Several types of flash EEPROM cells have been put into practical use, and as a conventional example, FIG.
(Advanced Contactless EEP
Figure 8 shows an ETOX (EPROM) type cell.
FIG. 9 shows a SISOS (Sidewall Select-g) type cell in which a sidewall selection transistor is provided on the source side.
2 shows a type of flash EEPROM cell.

【0007】図7において、301は半導体基板、30
2はソース領域、303はドレイン領域、304はトン
ネル絶縁膜、305は浮遊ゲート電極、306は電極間
絶縁膜、307は制御ゲート電極、308はゲート絶縁
膜である。
In FIG. 7, 301 is a semiconductor substrate;
2 is a source region, 303 is a drain region, 304 is a tunnel insulating film, 305 is a floating gate electrode, 306 is an interelectrode insulating film, 307 is a control gate electrode, and 308 is a gate insulating film.

【0008】図8において、401は半導体基板、40
2はソース領域、403はドレイン領域、404はトン
ネル絶縁膜、405は浮遊ゲート電極、406は電極間
絶縁膜、407は制御ゲート電極である。
In FIG. 8, 401 is a semiconductor substrate;
2 is a source region, 403 is a drain region, 404 is a tunnel insulating film, 405 is a floating gate electrode, 406 is an interelectrode insulating film, and 407 is a control gate electrode.

【0009】図9において、501は半導体基板、50
2はソース領域、503はドレイン領域、504はトン
ネル絶縁膜、505は浮遊ゲート電極、506は電極間
絶縁膜、507は制御ゲート電極、508は側壁絶縁膜
、509はゲート絶縁膜、510は選択ゲート電極であ
る。なお、上記ドレイン領域503上の絶縁膜(図示せ
ず)にはビット線コンタクト用のコンタクト開孔部が設
けられている。
In FIG. 9, 501 is a semiconductor substrate;
2 is a source region, 503 is a drain region, 504 is a tunnel insulating film, 505 is a floating gate electrode, 506 is an interelectrode insulating film, 507 is a control gate electrode, 508 is a sidewall insulating film, 509 is a gate insulating film, 510 is a selection This is the gate electrode. Note that a contact opening for bit line contact is provided in the insulating film (not shown) on the drain region 503.

【0010】しかし、上記フラッシュEEPROMセル
のどれかを用いたフラッシュEEPROMと前記FLO
TOX型EEPROMとを同一チップ上に混載する場合
には、次のような問題がある。
However, the flash EEPROM using any of the flash EEPROM cells mentioned above and the FLO
When mounting a TOX type EEPROM on the same chip, the following problems arise.

【0011】まず、フラッシュEEPROMセルのうち
、FLOTOX型EEPROMと混載する際に最もプロ
セス整合性のあるのはACEE型セルである。このAC
EE型セルは、FLOTOX型セルの選択トランジスタ
を省略し、ドレインコンタクトを共通化して省略したも
のであるから、それらを付け加えればFLOTOX型セ
ルとなる。しかし、ACEE型セルは、プログラム時に
半選択モードを使用するので、その書き込み・消去動作
が複雑となってその周辺回路の構成が複雑になる。
First, among flash EEPROM cells, the ACEE type cell has the most process consistency when mounted together with a FLOTOX type EEPROM. This AC
The EE type cell is a FLOTOX type cell in which the selection transistor is omitted and the drain contact is shared, so if these are added, it becomes a FLOTOX type cell. However, since the ACEE type cell uses a half-select mode during programming, its write/erase operations are complicated and the configuration of its peripheral circuitry is complicated.

【0012】一方、前記ETOX型セルは、バイト消去
用としてソース側に選択トランジスタを設けた場合には
、単一電源(通常、5V)による書き込みが困難になる
ので、チップの外部電源として2電源(通常、5V系と
12V系)を必要とし、また、FLOTOX型セルとの
プロセス整合性が悪い。その理由は、FLOTOX型セ
ルは書き込み・消去に約20Vの電圧を必要とするので
、搭載する素子としては5V系と12V系とに加えて2
0V系の3種類を作り分ける必要がある。また、ゲート
酸化膜厚の種類として、ETOX型セルのゲート酸化膜
およびFLOTOX型セルのトンネル酸化膜(約10n
m)、ETOX型セル周辺回路部のゲート酸化膜(約2
5nm)、FLOTOX型セル周辺回路部のゲート酸化
膜(約45nm)、ロジック回路部のゲート酸化膜(約
15nm)の合計4種類を形成する必要がある。
On the other hand, in the ETOX type cell, when a selection transistor is provided on the source side for byte erasing, writing with a single power supply (usually 5V) becomes difficult, so two power supplies are used as external power supplies for the chip. (usually 5V system and 12V system), and process compatibility with FLOTOX type cells is poor. The reason is that FLOTOX type cells require a voltage of approximately 20V for writing and erasing, so in addition to the 5V and 12V systems, 2
It is necessary to make three types of 0V series. In addition, as for the types of gate oxide film thickness, the gate oxide film of ETOX type cells and the tunnel oxide film of FLOTOX type cells (approximately 10 nm
m), gate oxide film in peripheral circuit area of ETOX type cell (approximately 2
It is necessary to form a total of four types: a gate oxide film (approximately 45 nm) in the FLOTOX type cell peripheral circuit area, and a gate oxide film (approximately 15 nm) in the logic circuit area.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
FLOTOX型EEPROMセルは、セルサイズが大き
くなり、ACEE型あるいはETOX型のフラッシュE
EPROMセルと同一チップ上に混載しようとすると、
メモリ周辺回路の構成が複雑になり、あるいは、外部電
源として2電源を必要とし、プロセス整合性が悪いとい
う問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, the conventional FLOTOX type EEPROM cell has a large cell size, and the ACEE type or ETOX type flash EEPROM cell has become larger.
If you try to mount it on the same chip as an EPROM cell,
The structure of the memory peripheral circuit becomes complicated, or two external power supplies are required, resulting in poor process consistency.

【0014】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、セルサイズの小型化が可能になり、SISO
S型フラッシュEEPROMセルと同一チップ上に混載
する場合のプロセスが簡単になり、バイト単位の書き換
えが可能な不揮発性半導体記憶素子を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to reduce the cell size and improve SISO
It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory element that simplifies the process when it is mixedly mounted on the same chip as an S-type flash EEPROM cell and can be rewritten in byte units.

【0015】また、本発明は、フラッシュEEPROM
とバイトEEOROMとを簡単なプロセスで同一チップ
上に混載でき、書き込み・消去動作に半選択状態を必要
としないのでメモリ周辺回路の構成の簡単化が可能にな
り、しかも、単一電源によって書き込み・消去が可能に
なり、チップサイズの縮小化が可能になる不揮発性半導
体記憶装置を提供することを目的とする。
The present invention also provides a flash EEPROM.
and byte EEOROM can be mounted together on the same chip through a simple process, and a half-selected state is not required for write/erase operations, making it possible to simplify the configuration of memory peripheral circuits.Moreover, write/erase operations can be performed using a single power supply. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can be erased and can be reduced in chip size.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶素子は、SISOS型フラッシュEEPROMセル
からなるメモリトランジスタと、このメモリトランジス
タのドレイン側に接続されたメモリセル選択トランジス
タとを具備することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A nonvolatile semiconductor memory element of the present invention includes a memory transistor made of a SISOS type flash EEPROM cell, and a memory cell selection transistor connected to the drain side of the memory transistor. Features.

【0017】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置は
、SISOS型フラッシュEEPROMセルを行列状に
配列し、行または列方向の各EEPROMセルの制御ゲ
ート電極同士および選択ゲート電極同士を共通接続し、
列または行方向の各EEPROMセルのドレイン領域同
士を共通接続してなるフラッシュEEPROM回路部と
、SISOS型フラッシュEEPROMセルからなるメ
モリトランジスタおよびこのメモリトランジスタのドレ
イン側に接続されたメモリセル選択トランジスタを具備
するSISOS型バイトEEPROMセルを行列状に配
列し、行または列方向の各EEPROMセルのメモリト
ランジスタの制御ゲート電極同士、選択ゲート電極同士
およびメモリセル選択トランジスタの選択ゲート電極同
士を共通接続し、列または行方向の各EEPROMセル
のメモリセル選択トランジスタのメモリセル・ドレイン
領域同士を共通接続してなるバイトEEPROM回路部
とを具備することを特徴とする。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, SISOS type flash EEPROM cells are arranged in rows and columns, and the control gate electrodes and selection gate electrodes of each EEPROM cell in the row or column direction are commonly connected to each other,
Equipped with a flash EEPROM circuit section formed by commonly connecting the drain regions of each EEPROM cell in the column or row direction, a memory transistor formed of a SISOS type flash EEPROM cell, and a memory cell selection transistor connected to the drain side of this memory transistor. SISOS-type byte EEPROM cells are arranged in a matrix, and the control gate electrodes of the memory transistors of each EEPROM cell in the row or column direction are commonly connected to each other, the selection gate electrodes are connected to each other, and the selection gate electrodes of the memory cell selection transistors are commonly connected to each other. Alternatively, it is characterized by comprising a byte EEPROM circuit section formed by commonly connecting the memory cell drain regions of the memory cell selection transistors of each EEPROM cell in the row direction.

【0018】[0018]

【作用】上記不揮発性半導体記憶素子は、メモリトラン
ジスタとメモリセル選択トランジスタとの2トランジス
タ構成であるので、バイト単位の書き換えが可能である
。また、メモリトランジスタは、SISOS型フラッシ
ュEEPROMセルと同一構成を有し、同一の製造工程
によって形成できるので、SISOS型フラッシュEE
PROMセルと同一チップ上に混載する場合のプロセス
が簡単になる。この場合、メモリトランジスタはセルフ
アラインにより形成されるので、セルサイズの小型化が
可能になる。
[Operation] Since the nonvolatile semiconductor memory element has a two-transistor configuration of a memory transistor and a memory cell selection transistor, it is possible to rewrite data in units of bytes. Furthermore, since the memory transistor has the same configuration as the SISOS flash EEPROM cell and can be formed by the same manufacturing process, the memory transistor can be formed using the same manufacturing process.
This simplifies the process when mounting PROM cells on the same chip. In this case, since the memory transistor is formed by self-alignment, the cell size can be reduced.

【0019】また、上記不揮発性半導体記憶装置は、S
ISOS型フラッシュEEPROM回路部と、このSI
SOS型フラッシュEEPROM回路部のセルとほぼ同
一構成のメモリトランジスタを有するセルを用いたSI
SOS型バイトEEOROM回路部とが同一チップ上に
形成されている。従って、単一電源(通常、5V)によ
って書き込み・消去動作が可能であり、書き込み・消去
動作に半選択状態を作らないのでメモリ周辺回路の構成
が簡単になり、しかも、SISOS型フラッシュEEP
ROMおよびSISOS型バイトEEOROMのプロセ
スの大部分が共通しており、プロセスが簡単になる。
Further, the nonvolatile semiconductor memory device has S
ISOS type flash EEPROM circuit section and this SI
SI using cells with memory transistors having almost the same configuration as cells in the SOS type flash EEPROM circuit section
An SOS type byte EEOROM circuit section is formed on the same chip. Therefore, writing and erasing operations can be performed using a single power supply (usually 5V), and since a half-selected state is not created for writing and erasing operations, the configuration of the memory peripheral circuit is simplified.
Most of the processes for ROM and SISOS-type byte EEOROM are common, simplifying the process.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0021】図1は本発明の不揮発性半導体記憶素子の
第1実施例に係るSISOS型のバイトEEPROMセ
ルの断面構造を示している。このバイトEEPROMセ
ルは、SISOS型のフラッシュEEPROMセルとほ
ぼ同一構成を有するメモリトランジスタ60aと、この
メモリトランジスタのドレイン側に接続されたメモリセ
ル選択トランジスタ60bとを具備する。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a SISOS type byte EEPROM cell according to a first embodiment of the nonvolatile semiconductor memory element of the present invention. This byte EEPROM cell includes a memory transistor 60a having almost the same configuration as a SISOS type flash EEPROM cell, and a memory cell selection transistor 60b connected to the drain side of this memory transistor.

【0022】上記メモリトランジスタ(SISOS型フ
ラッシュEEPROMセル)60aにおいて、601は
第1導電型の半導体基板(例えばP型シリコン基板)、
611および602は上記半導体基板601の表面に設
けられ、この半導体基板とは逆の第2導電型(例えばヒ
素あるいはリンがドープされたn+ 型)を有するドレ
イン領域用の第1不純物領域およびソース領域用の第2
不純物領域である。605は上記半導体基板601の第
1不純物領域611・第2不純物領域602間のチャネ
ル領域表面の一部上に第1ゲート絶縁膜(トンネル絶縁
膜)604を介して前記第1不純物領域611の一端と
重なるように設けられた浮遊ゲート用の第1ゲート電極
であり、例えば熱酸化で形成されたシリコン酸化膜から
なる。
In the memory transistor (SISOS type flash EEPROM cell) 60a, 601 is a semiconductor substrate of a first conductivity type (for example, a P-type silicon substrate);
611 and 602 are provided on the surface of the semiconductor substrate 601, and are a first impurity region for a drain region and a source region having a second conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate (for example, n+ type doped with arsenic or phosphorus). second for
This is an impurity region. Reference numeral 605 denotes one end of the first impurity region 611 on a part of the surface of the channel region between the first impurity region 611 and the second impurity region 602 of the semiconductor substrate 601 via a first gate insulating film (tunnel insulating film) 604. The first gate electrode for the floating gate is provided so as to overlap with the first gate electrode, and is made of, for example, a silicon oxide film formed by thermal oxidation.

【0023】607は上記第1ゲート電極605上に例
えば多結晶シリコンの熱酸化膜/CVDシリコン窒化膜
/熱酸化膜からなる層間絶縁膜(電極間絶縁膜)606
を介して設けられた例えばリンドープ多結晶シリコンか
らなる制御ゲート用の第2ゲート電極である。この第2
ゲート電極607は、前記層間絶縁膜606を介して前
記第1ゲート電極605とセルフアラインとなるように
形成されている。
Reference numeral 607 denotes an interlayer insulating film (interelectrode insulating film) 606 formed of, for example, a polycrystalline silicon thermal oxide film/CVD silicon nitride film/thermal oxide film on the first gate electrode 605.
This is a second gate electrode for a control gate made of, for example, phosphorus-doped polycrystalline silicon, which is provided through the gate electrode. This second
The gate electrode 607 is formed so as to be self-aligned with the first gate electrode 605 via the interlayer insulating film 606.

【0024】610は前記第1ゲート電極505および
第2ゲート電極507の積層構造の前記第2不純物領域
側602の側壁に例えば多結晶シリコンの熱酸化膜/C
VDシリコン窒化膜/熱酸化膜からなる側部絶縁膜60
8を介し、且つ、前記チャネル領域表面の一部上に第2
ゲート絶縁膜609を介して設けられた第1選択ゲート
用の第3ゲート電極である。なお、前記ドレイン領域用
の第1不純物領域611上の絶縁膜(図示せず)には、
コンタクト開孔部が設けられていない。
Reference numeral 610 denotes a thermal oxide film of, for example, polycrystalline silicon on the side wall of the second impurity region side 602 of the laminated structure of the first gate electrode 505 and the second gate electrode 507.
Side insulating film 60 made of VD silicon nitride film/thermal oxide film
8 and on a portion of the channel region surface.
This is a third gate electrode for the first selection gate provided through the gate insulating film 609. Note that the insulating film (not shown) on the first impurity region 611 for the drain region includes:
No contact openings are provided.

【0025】一方、前記メモリセル選択トランジスタ6
0bにおいては、前記半導体基板601の表面で上記メ
モリトランジスタ60aのドレイン領域用の第1不純物
領域611と離間してメモリセル・ドレイン領域用の第
3不純物領域612が設けられ、上記第1不純物領域6
11・第3不純物領域612間のチャネル領域表面上に
第3ゲート絶縁膜613を介して第2選択ゲート用の第
4ゲート電極614が設けられている。上記第3不純物
領域612は、前記第1不純物領域領域611と同一導
電型(例えばヒ素あるいはリンがドープされたn+ 型
)の拡散層からなり、その上の絶縁膜(図示せず)には
ビット線とのコンタクト開孔部が設けられている。
On the other hand, the memory cell selection transistor 6
0b, a third impurity region 612 for a memory cell drain region is provided on the surface of the semiconductor substrate 601, separated from a first impurity region 611 for a drain region of the memory transistor 60a, and a third impurity region 612 for a memory cell drain region is provided on the surface of the semiconductor substrate 601. 6
A fourth gate electrode 614 for a second selection gate is provided on the surface of the channel region between No. 11 and the third impurity region 612 with a third gate insulating film 613 interposed therebetween. The third impurity region 612 is made of a diffusion layer of the same conductivity type as the first impurity region 611 (for example, an n+ type doped with arsenic or phosphorus), and an insulating film (not shown) thereon is formed with bits. A contact aperture with the wire is provided.

【0026】なお、上記第3ゲート絶縁膜613および
前記第2ゲート絶縁膜609は、同一の材質(例えば基
板シリコンの熱酸化膜/CVDシリコン窒化膜/熱酸化
膜が積層された複合膜)からなり、同時に形成される。 また、前記第4ゲート電極614および第3ゲート電極
610は、同一の材質を有する。
The third gate insulating film 613 and the second gate insulating film 609 are made of the same material (for example, a composite film in which a thermal oxide film of substrate silicon/a CVD silicon nitride film/a thermal oxide film are laminated). and formed at the same time. Further, the fourth gate electrode 614 and the third gate electrode 610 have the same material.

【0027】上記実施例のSISOS型のバイトEEP
ROMセルによれば、メモリトランジスタとメモリセル
選択トランジスタとの2トランジスタ構成であるので、
バイト単位の書き換えが可能である。また、メモリトラ
ンジスタは、SISOS型フラッシュEEPROMセル
と同一構成を有し、同一の製造工程によって形成できる
ので、SISOS型フラッシュEEPROMセルと同一
チップ上に混載する場合のプロセスが簡単になる。この
場合、メモリトランジスタはセルフアラインにより形成
されるので、セルサイズの小型化が可能になる。図2は
、本発明の不揮発性半導体記憶装置の一実施例を示して
いる。
SISOS type byte EEP of the above embodiment
According to the ROM cell, it has a two-transistor configuration of a memory transistor and a memory cell selection transistor, so
It is possible to rewrite in byte units. Further, since the memory transistor has the same configuration as the SISOS flash EEPROM cell and can be formed by the same manufacturing process, the process when mounting the memory transistor on the same chip as the SISOS flash EEPROM cell is simplified. In this case, since the memory transistor is formed by self-alignment, the cell size can be reduced. FIG. 2 shows an embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【0028】この不揮発性半導体記憶装置は、フラッシ
ュEEPROM回路部21およびバイトEEOROM回
路部22とが同一チップ上に形成されており、例えばI
C(集積回路)カードに実装され、マイクロコンピュー
タのROM部として用いられる。
In this nonvolatile semiconductor memory device, a flash EEPROM circuit section 21 and a byte EEOROM circuit section 22 are formed on the same chip.
It is mounted on a C (integrated circuit) card and used as a ROM part of a microcomputer.

【0029】上記フラッシュEEPROM回路部21は
、図9に示したようなドレイン領域上の絶縁膜にコンタ
クト開孔部を有する従来のSISOS型フラッシュEE
PROMセル50(これは、図1に示したバイトEEP
ROMセルのうちのメモリトランジスタ60aのドレイ
ン領域611上の絶縁膜にコンタクト開孔部を設けたも
のに相当する。)を行列状に配列し、行または列方向の
各EEPROセルの制御ゲート電極507同士および第
1選択ゲート電極510同士を共通接続し、列または行
方向の各EEPROセルのドレイン領域503同士を共
通接続してなる。
The flash EEPROM circuit section 21 is a conventional SISOS type flash EE having a contact opening in the insulating film over the drain region as shown in FIG.
PROM cell 50 (this is the byte EEP shown in FIG.
This corresponds to a structure in which a contact opening is provided in an insulating film on the drain region 611 of the memory transistor 60a of the ROM cell. ) are arranged in a matrix, the control gate electrodes 507 and first selection gate electrodes 510 of each EEPRO cell in the row or column direction are commonly connected, and the drain regions 503 of each EEPRO cell in the column or row direction are commonly connected. It will be connected.

【0030】また、前記バイトEEPROM回路部22
は、図1に示したようなドレイン領域上の絶縁膜にコン
タクト開孔部を有さないSISOS型フラッシュEEP
ROMセルからなるメモリトランジスタおよびこのメモ
リトランジスタのドレイン側に接続されたメモリセル選
択トランジスタを具備するSISOS型のバイトEEP
ROMセル60を行列状に配列し、行または列方向の各
EEPROMセルの制御ゲート電極607同士、第1選
択ゲート電極610同士および第2選択ゲート電極61
4同士を共通接続し、列または行方向の各EEPROM
セルのメモリセル・ドレイン領域612同士を共通接続
してなる。
Furthermore, the byte EEPROM circuit section 22
is a SISOS type flash EEP that does not have a contact opening in the insulating film over the drain region as shown in Figure 1.
A SISOS-type byte EEP comprising a memory transistor consisting of a ROM cell and a memory cell selection transistor connected to the drain side of the memory transistor.
The ROM cells 60 are arranged in a matrix, and the control gate electrodes 607 of each EEPROM cell in the row or column direction, the first selection gate electrodes 610 and the second selection gate electrodes 61
4 are commonly connected to each EEPROM in the column or row direction.
The memory cell/drain regions 612 of the cells are commonly connected to each other.

【0031】上記不揮発性半導体記憶装置によれば、S
ISOS型フラッシュEEPROM回路部21と、この
SISOS型フラッシュEEPROM回路部のセルとほ
ぼ同一構成のメモリトランジスタを有するセルを用いた
SISOS型バイトEEOROM回路部22とが同一チ
ップ上に形成されている。SISOS型フラッシュEE
OROMセル50は、データ書き込み時に、ドレイン領
域503に5V、制御ゲート電極507に12V、選択
ゲート電極510に2Vの電圧印加状態を必要とする。
According to the above nonvolatile semiconductor memory device, S
An ISOS type flash EEPROM circuit section 21 and a SISOS type byte EEOROM circuit section 22 using cells having memory transistors having almost the same configuration as the cells of this SISOS type flash EEPROM circuit section are formed on the same chip. SISOS type flash EE
The OROM cell 50 requires voltage application of 5V to the drain region 503, 12V to the control gate electrode 507, and 2V to the selection gate electrode 510 when writing data.

【0032】ここで、制御ゲート電極507への12V
の印加電圧は、流れる電流が少ないので外部からの電源
入力(5V)をチップ内部の昇圧回路で昇圧して作り出
すことができ、選択ゲート電極510への2Vの印加電
圧は外部電源の5Vを内部で降圧して作りだせる。また
、データ消去時には、ドレイン領域503に12V、他
のゲートに0Vの電圧印加状態を必要とする。この時、
ドレイン領域503にサブブレークダウンによる電流が
流れるが、セルアレイを小さなブロックに分けて消去を
行うことにより、1回の消去で流れるサブブレークダウ
ン電流量を少なくでき、必要な消去電圧12Vも外部電
源の5Vを内部で昇圧して作り出すことができる。
Here, 12V to the control gate electrode 507
The applied voltage can be created by boosting the external power supply input (5V) with a booster circuit inside the chip because the current flowing is small. It can be produced by lowering the pressure. Further, when erasing data, it is necessary to apply a voltage of 12V to the drain region 503 and 0V to the other gates. At this time,
A current flows in the drain region 503 due to sub-breakdown, but by dividing the cell array into small blocks and performing erasing, the amount of sub-breakdown current flowing in one erase can be reduced, and the required erase voltage of 12V can be reduced from the external power supply. 5V can be generated by internally boosting the voltage.

【0033】即ち、SISOS型フラッシュEEORO
MセルをコアとしたフラッシュEEPROMおよびバイ
トEEPROMは単一電源によって書き込み・消去動作
が可能であるという特長を維持する。しかも、書き込み
・消去動作に半選択状態を作らないのでメモリ周辺回路
の構成が簡単になる。また、SISOS型フラッシュE
EPROMおよびSISOS型バイトEEOROMのプ
ロセスの大部分が共通しており、プロセスが簡単になる
という特長がある。
That is, SISOS type flash EEORO
Flash EEPROMs and byte EEPROMs with M-cell cores maintain the feature of being able to perform write and erase operations with a single power supply. Moreover, since a half-selected state is not created in write/erase operations, the configuration of the memory peripheral circuit is simplified. In addition, SISOS type flash E
Most of the processes for EPROM and SISOS type byte EEOROM are common, and the process is simple.

【0034】さらに、SISOS型フラッシュEEOR
OMセルをコアとしたSISOS型バイトEEPROM
セルでは、メモリトランジスタは全てセルフアラインに
より形成されるのでセルサイズが小さくなり、チップサ
イズの縮小化が可能になる。
Furthermore, SISOS type flash EEOR
SISOS type byte EEPROM with OM cell as the core
In the cell, all memory transistors are formed by self-alignment, so the cell size is reduced and the chip size can be reduced.

【0035】次に、図2の不揮発性半導体記憶装置を搭
載した集積回路の製造工程におけるSISOS型フラッ
シュEEPROMセルおよびSISOS型バイトEEP
ROMセルの形成方法の一例を、図3(a)乃至(d)
を参照しながら説明する。ここでは、周辺トランジスタ
はNチャネルトランジスタのみを図示する。
Next, the SISOS type flash EEPROM cell and the SISOS type byte EEP in the manufacturing process of the integrated circuit equipped with the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.
An example of a method for forming a ROM cell is shown in FIGS. 3(a) to 3(d).
This will be explained with reference to. Here, only N-channel transistors are shown as peripheral transistors.

【0036】まず、図3(a)に示すように、(100
)表面を有するP型シリコン基板801上に、イオン注
入と熱拡散法によって所定の領域にNウェル(図示せず
)を形成した後、選択酸化(LOCOS)法によりフィ
ールド酸化膜(図示せず)を形成し、このフィールド酸
化膜で囲まれた領域を素子領域とする。続いて、各素子
領域に閾値制御用のチャネルイオン注入を行った後、熱
酸化法により第1酸化膜(トンネル酸化膜)802を約
10nm形成し、連続して第1多結晶シリコン膜803
を減圧気相成長(LPCVD)法により約100nm堆
積し、これにPOCl3 の気相拡散法によりリンをド
ープする。
First, as shown in FIG. 3(a), (100
) On a P-type silicon substrate 801 having a surface, an N well (not shown) is formed in a predetermined region by ion implantation and thermal diffusion, and then a field oxide film (not shown) is formed by selective oxidation (LOCOS). A region surrounded by this field oxide film is defined as an element region. Subsequently, after channel ion implantation for threshold control is performed in each element region, a first oxide film (tunnel oxide film) 802 with a thickness of about 10 nm is formed by thermal oxidation, and then a first polycrystalline silicon film 803 is formed.
is deposited to a thickness of approximately 100 nm by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), and doped with phosphorus by vapor phase diffusion of POCl3.

【0037】更に、所定のレジストパターニングとエッ
チングを行い、セルスリット(図示せず)を形成した後
、前記第1多結晶シリコン膜803の熱酸化、LPCV
D法による窒化シリコン膜の堆積、窒化シリコン膜の熱
酸化を行うことにより、シリコンの酸化膜/窒化膜/酸
化膜の複合膜からなる第1複合絶縁膜804を形成する
Further, after predetermined resist patterning and etching are performed to form cell slits (not shown), the first polycrystalline silicon film 803 is thermally oxidized, LPCV
By depositing a silicon nitride film by the D method and thermally oxidizing the silicon nitride film, a first composite insulating film 804 made of a composite film of silicon oxide film/nitride film/oxide film is formed.

【0038】次に、図3(b)に示すように、所定のレ
ジストパターニングを行い、メモリ周辺回路領域上の前
記複合絶縁膜804、第1多結晶シリコン膜803をエ
ッチング除去し、更に、NH4 F液によって前記第1
酸化膜802をエッチング除去した後、熱酸化法により
第2酸化膜(メモリ周辺回路ゲート酸化膜)805を約
25nm形成し、連続して第2多結晶シリコン膜806
をLPCVD法により約400nm堆積し、これにPO
Cl3 の気相拡散法によりリンをドープする。この後
、所定のレジストパターニングを行い、メモリ領域の前
記第2多結晶シリコン膜806、第1複合絶縁膜804
、第1多結晶シリコン膜803をそれぞれ反応性イオン
エッチング(RIE)によって連続してエッチングする
。これによって、前記第1多結晶シリコン膜803が各
セル同士で切り離されて浮遊ゲート807が形成され、
パターニングされた第2多結晶シリコン膜806は制御
ゲート808となる。次に、所定のレジストパターニン
グを行い、メモリセルのドレイン側にヒ素イオンおよび
リンイオンを注入し、ドレイン領域809を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, predetermined resist patterning is performed, the composite insulating film 804 and the first polycrystalline silicon film 803 on the memory peripheral circuit area are etched away, and NH4 The first
After removing the oxide film 802 by etching, a second oxide film (memory peripheral circuit gate oxide film) 805 with a thickness of about 25 nm is formed by thermal oxidation, followed by a second polycrystalline silicon film 806.
was deposited to a thickness of approximately 400 nm by the LPCVD method, and PO
Phosphorus is doped by a Cl3 vapor phase diffusion method. After that, predetermined resist patterning is performed to form the second polycrystalline silicon film 806 and the first composite insulating film 804 in the memory area.
, the first polycrystalline silicon film 803 is sequentially etched by reactive ion etching (RIE). As a result, the first polycrystalline silicon film 803 is separated between each cell to form a floating gate 807.
The patterned second polycrystalline silicon film 806 becomes a control gate 808. Next, a predetermined resist patterning is performed, and arsenic ions and phosphorus ions are implanted into the drain side of the memory cell to form a drain region 809.

【0039】更に、所定のレジストパターニングを行い
、メモリ周辺回路領域の第2多結晶シリコン膜806を
RIEによってエッチングする。これによって、メモリ
周辺回路のゲート電極810が形成される。
Further, a predetermined resist patterning is performed, and the second polycrystalline silicon film 806 in the memory peripheral circuit area is etched by RIE. This forms the gate electrode 810 of the memory peripheral circuit.

【0040】この後、例えば熱酸化によって第2多結晶
シリコン膜806上および基板801上に酸化膜を形成
し、続いて、LPCVD法により窒化シリコン膜の堆積
、窒化シリコン膜の熱酸化を行って酸化膜/窒化膜/酸
化膜の複合膜からなる第2複合絶縁膜811を形成する
After this, an oxide film is formed on the second polycrystalline silicon film 806 and the substrate 801 by thermal oxidation, for example, and then a silicon nitride film is deposited by LPCVD and the silicon nitride film is thermally oxidized. A second composite insulating film 811 made of a composite film of oxide film/nitride film/oxide film is formed.

【0041】次に、図3(c)に示すように、所定のレ
ジストパターニングを行って、ロジック回路領域上の前
記第2複合絶縁膜811、第2多結晶シリコン膜806
、第1複合絶縁膜804と第1多結晶シリコン膜803
をそれぞれRIEとケミカルドライエッチング(CDE
)によりエッチング除去し、更に、NH4 F液により
第1酸化膜802をエッチング除去する。この後、熱酸
化法により第3酸化膜(ロジック回路ゲート酸化膜)8
12を約15nm形成し、連続してLPCVD法により
第3多結晶シリコン膜813を約400nm堆積し、こ
れにPOCl3 の気相拡散法によりリンをドープする
Next, as shown in FIG. 3C, predetermined resist patterning is performed to form the second composite insulating film 811 and the second polycrystalline silicon film 806 on the logic circuit area.
, a first composite insulating film 804 and a first polycrystalline silicon film 803
RIE and chemical dry etching (CDE), respectively.
), and the first oxide film 802 is further etched away using NH4F solution. After this, a third oxide film (logic circuit gate oxide film) 8 is formed by thermal oxidation.
A third polycrystalline silicon film 813 is successively deposited to a thickness of about 400 nm by LPCVD, and is doped with phosphorus by a POCl3 vapor phase diffusion method.

【0042】次に、所定のレジストパターニングを行い
、ロジック回路領域およびメモリ領域の第3多結晶シリ
コン膜813をRIEによってエッチングする。これに
よって、第1選択ゲート電極814および第2選択ゲー
ト電極815とロジック回路ゲート電極816が形成さ
れる。
Next, a predetermined resist patterning is performed, and the third polycrystalline silicon film 813 in the logic circuit area and memory area is etched by RIE. As a result, a first selection gate electrode 814, a second selection gate electrode 815, and a logic circuit gate electrode 816 are formed.

【0043】更に、図3(d)に示すように、所定のレ
ジストパターニングを行い、メモリ周辺回路領域上およ
びメモリ領域のドレイン側に残る第3多結晶シリコン膜
813をCDEによってエッチング除去する。次に、所
定のレジストパターニングを行い、メモリセルのソース
領域817、メモリ周辺回路およびロジック回路のnチ
ャネルトランジスタのソース領域818・ドレイン領域
819を形成するためにヒ素イオンの注入を行い、メモ
リ周辺回路およびロジック回路のpチャネルトランジス
タのソース領域・ドレイン領域(図示せず)にBF2 
イオンの注入を行う。
Furthermore, as shown in FIG. 3D, a prescribed resist patterning is performed, and the third polycrystalline silicon film 813 remaining on the memory peripheral circuit area and on the drain side of the memory area is etched away by CDE. Next, predetermined resist patterning is performed, and arsenic ions are implanted to form the source region 817 of the memory cell, and the source region 818 and drain region 819 of the n-channel transistor of the memory peripheral circuit and logic circuit. and BF2 in the source and drain regions (not shown) of the p-channel transistor of the logic circuit.
Perform ion implantation.

【0044】この後、例えばBPSG(ボロン・リン・
シリケートガラス)等の絶縁膜820をCVD法により
堆積し、リフローを施した後所定のレジストパターニン
グを行ってコンタクト孔を開孔する。次に、配線材料と
して、例えばAl(アルミニウム)−Si(シリコン)
合金膜をスパッタ法により堆積し、所定のレジストパタ
ーニングを行ってエッチングし、配線821を形成する
。続いて、シンターを行った後、パッシベーション膜8
22を堆積し、パッド部の開孔を行い、所望の半導体集
積回路を得る。
[0044] After this, for example, BPSG (Boron-Lin-
An insulating film 820 made of silicate glass or the like is deposited by CVD, and after reflowing, a predetermined resist patterning is performed to form a contact hole. Next, as a wiring material, for example, Al (aluminum)-Si (silicon)
An alloy film is deposited by sputtering, a predetermined resist patterning is performed, and etching is performed to form a wiring 821. Subsequently, after sintering, a passivation film 8 is formed.
A desired semiconductor integrated circuit is obtained by depositing 22 and forming a hole in a pad portion.

【0045】図4は、本発明の不揮発性半導体記憶素子
の第2実施例に係るSISOS型バイトEEPROMセ
ルの断面構造を示している。このバイトEEPROMセ
ルは、図1に示したSISOS型バイトEEPROMセ
ルと比べて、(1)メモリセル選択トランジスタ70b
のソース領域が、拡散により形成されることなく、メモ
リトランジスタのドレイン領域(第1不純物領域611
)がそのまま利用されている点、(2)第4ゲート電極
(第2選択ゲート)形成用の導電膜を堆積した後のパタ
ーニングに際して、側部絶縁膜708の形成時に制御ゲ
ート電極607上に形成されている絶縁膜715の上に
導電膜の一部を残すことにより、第4ゲート電極(第2
選択ゲート)714の一部が上記絶縁膜715を介して
第2ゲート電極(制御ゲート電極)607の上に延びて
積層されるように形成されている点が異なり、その他は
同じであるので図1中と同一符号を付している。
FIG. 4 shows a cross-sectional structure of a SISOS type byte EEPROM cell according to a second embodiment of the nonvolatile semiconductor memory element of the present invention. Compared to the SISOS type byte EEPROM cell shown in FIG. 1, this byte EEPROM cell has (1) a memory cell selection transistor 70b;
The source region of the memory transistor is not formed by diffusion, and the drain region of the memory transistor (the first impurity region 611
) is used as is, (2) during patterning after depositing the conductive film for forming the fourth gate electrode (second selection gate), the control gate electrode 607 is formed during the formation of the side insulating film 708. By leaving a part of the conductive film on the insulating film 715, the fourth gate electrode (second
The difference is that a part of the selection gate (selection gate) 714 is formed so as to extend and be stacked on the second gate electrode (control gate electrode) 607 via the insulating film 715, but otherwise the diagram is the same. The same symbols as in 1 are given.

【0046】このような構造のSISOS型バイトEE
PROMセルによれば、第2ゲート電極607と第4ゲ
ート電極714との間隔を、このSISOS型バイトE
EPROMセルを含む半導体集積回路の最小加工寸法よ
り小さく形成することが可能になり、セル寸法を縮小す
ることができる。
SISOS type byte EE with such structure
According to the PROM cell, the distance between the second gate electrode 607 and the fourth gate electrode 714 is set by this SISOS type byte E.
It becomes possible to form a semiconductor integrated circuit smaller than the minimum processing size of a semiconductor integrated circuit including an EPROM cell, and the cell size can be reduced.

【0047】[0047]

【発明の効果】上述したように本発明の不揮発性半導体
記憶素子によれば、セルサイズの小型化が可能になり、
SISOS型フラッシュEEPROMセルと同一チップ
上に混載する場合のプロセスが簡単になり、バイト単位
の書き換えが可能なSISOS型バイトEEOROMセ
ルを実現できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory element of the present invention, the cell size can be reduced,
The process when mounting a SISOS flash EEPROM cell on the same chip becomes simpler, and a SISOS byte EEOROM cell that can be rewritten in bytes can be realized.

【0048】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置に
よれば、簡単なプロセスでSISOS型フラッシュEE
PROMとSISOS型バイトEEOROMとを同一チ
ップ上に混載でき、メモリ周辺回路の構成が簡単になり
、しかも、単一電源によって書き込み・消去が可能にな
り、チップサイズの縮小化が可能になるので、ICカー
ドに実装してマイクロコンピュータのROM部として使
用するのに好適である。
Further, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, SISOS type flash EE can be realized with a simple process.
PROM and SISOS-type byte EEOROM can be mounted on the same chip, simplifying the configuration of memory peripheral circuits, and writing and erasing can be performed using a single power supply, making it possible to reduce the chip size. It is suitable for being mounted on an IC card and used as a ROM section of a microcomputer.

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

【図1】本発明の不揮発性半導体記憶素子の第1実施例
に係るSISOS型のバイトEEPROMセルを示す断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a SISOS type byte EEPROM cell according to a first embodiment of a nonvolatile semiconductor memory element of the present invention.

【図2】本発明の不揮発性半導体記憶装置の第1実施例
を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図3】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例を示す工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図4】本発明の不揮発性半導体記憶素子の第2実施例
に係るSISOS型バイトEEPROMセルを示す断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a SISOS type byte EEPROM cell according to a second embodiment of the nonvolatile semiconductor memory element of the present invention.

【図5】マイクロコンピュータの一般的な構成を示すブ
ロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing the general configuration of a microcomputer.

【図6】従来のFLOTOX型のバイトEEPROMセ
ルを示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional FLOTOX type byte EEPROM cell.

【図7】従来のACEE型のフラッシュEEPROMセ
ルを示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional ACEE type flash EEPROM cell.

【図8】従来のETOX型のフラッシュEEPROMセ
ルを示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional ETOX-type flash EEPROM cell.

【図9】従来のSISOS型のフラッシュEEPROM
セルを示す断面図。
[Figure 9] Conventional SISOS type flash EEPROM
A cross-sectional view showing a cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

60a、70a…メモリトランジスタ(SISOS型フ
ラッシュEEPROMセル)、60b、70b…メモリ
セル選択トランジスタ、601…半導体基板、602…
ソース領域用の第2不純物領域、604…第1ゲート絶
縁膜(トンネル絶縁膜)、605…浮遊ゲート用の第1
ゲート電極、606…層間絶縁膜(電極間絶縁膜)、6
07…制御ゲート用の第2ゲート電極、608、708
…側部絶縁膜、609…第2ゲート絶縁膜、610…第
1選択ゲート用の第3ゲート電極、611…ドレイン領
域用の第1不純物領域、612…メモリセル・ドレイン
領域用の第3不純物領域、613…第3ゲート絶縁膜、
614、714…第2選択ゲート用の第4ゲート電極、
715…絶縁膜、21…フラッシュEEPROM回路部
、22…バイトEEPROM回路部。
60a, 70a...Memory transistor (SISOS type flash EEPROM cell), 60b, 70b...Memory cell selection transistor, 601...Semiconductor substrate, 602...
Second impurity region for source region, 604...first gate insulating film (tunnel insulating film), 605...first impurity region for floating gate
Gate electrode, 606... interlayer insulating film (interelectrode insulating film), 6
07...Second gate electrode for control gate, 608, 708
... Side insulating film, 609... Second gate insulating film, 610... Third gate electrode for first selection gate, 611... First impurity region for drain region, 612... Third impurity for memory cell drain region Region, 613...Third gate insulating film,
614, 714...fourth gate electrode for second selection gate;
715... Insulating film, 21... Flash EEPROM circuit section, 22... Byte EEPROM circuit section.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  SISOS型フラッシュEEPROM
セルからなるメモリトランジスタと、このメモリトラン
ジスタのドレイン側に接続されたメモリセル選択トラン
ジスタとを具備することを特徴とする不揮発性半導体記
憶素子。
[Claim 1] SISOS type flash EEPROM
1. A nonvolatile semiconductor memory element comprising a memory transistor made up of cells and a memory cell selection transistor connected to the drain side of the memory transistor.
【請求項2】  請求項1記載の不揮発性半導体記憶素
子において、前記メモリトランジスタは、第1導電型の
半導体基板と、この半導体基板の表面に設けられ、前記
半導体基板とは逆の第2導電型を有するドレイン領域用
の第1不純物領域およびソース領域用の第2不純物領域
と、前記半導体基板の第1不純物領域・第2不純物領域
間のチャネル領域表面の一部上に第1ゲート絶縁膜を介
して設けられた浮遊ゲート用の第1ゲート電極と、この
第1ゲート電極上に層間絶縁膜を介して設けられた制御
ゲート用の第2ゲート電極と、前記第1ゲート電極およ
び第2ゲート電極の積層構造の前記第2不純物領域側の
側壁に側部絶縁膜を介し、且つ、前記チャネル領域表面
の一部上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられた第1選
択ゲート用の第3ゲート電極とを具備し、前記メモリセ
ル選択トランジスタは、前記半導体基板の表面で前記第
1不純物領域と離間して設けられた第2導電型を有する
メモリセル・ドレイン領域用の第3不純物領域と、前記
半導体基板の第3不純物領域・第1不純物領域間のチャ
ネル領域表面上に第3ゲート絶縁膜を介して設けられた
第2選択ゲート用の第4ゲート電極とを具備することを
特徴とする不揮発性半導体記憶素子。
2. The nonvolatile semiconductor memory element according to claim 1, wherein the memory transistor includes a semiconductor substrate of a first conductivity type and a second conductivity type provided on a surface of the semiconductor substrate and opposite to the semiconductor substrate. a first impurity region for a drain region, a second impurity region for a source region, and a first gate insulating film on a part of the surface of the channel region between the first impurity region and the second impurity region of the semiconductor substrate; a first gate electrode for a floating gate provided via an interlayer insulating film; a second gate electrode for a control gate provided on the first gate electrode via an interlayer insulating film; A first selection gate provided on the side wall of the stacked structure of the gate electrode on the second impurity region side with a side insulating film interposed therebetween, and on a part of the surface of the channel region with a second gate insulating film interposed therebetween. a third gate electrode, the memory cell selection transistor includes a third impurity impurity for a memory cell drain region having a second conductivity type provided at a distance from the first impurity region on the surface of the semiconductor substrate. and a fourth gate electrode for a second selection gate provided on the surface of the channel region between the third impurity region and the first impurity region of the semiconductor substrate with a third gate insulating film interposed therebetween. Characteristic non-volatile semiconductor memory elements.
【請求項3】  請求項2記載の不揮発性半導体記憶素
子において、前記第2ゲート絶縁膜と第3ゲート絶縁膜
とは同一の材質を有し、前記第3ゲート電極とと第4ゲ
ート電極とは同一の材質を有することを特徴とする不揮
発性半導体記憶素子。
3. The nonvolatile semiconductor memory element according to claim 2, wherein the second gate insulating film and the third gate insulating film are made of the same material, and the third gate electrode and the fourth gate electrode are made of the same material. A nonvolatile semiconductor memory element characterized in that these are made of the same material.
【請求項4】  請求項2または3記載の不揮発性半導
体記憶素子において、前記第2ゲート電極と第4ゲート
電極との間隔が、この不揮発性半導体記憶素子を含む半
導体集積回路の最小加工寸法より小さいことを特徴とす
る不揮発性半導体記憶素子。
4. The nonvolatile semiconductor memory element according to claim 2, wherein the distance between the second gate electrode and the fourth gate electrode is smaller than the minimum processing dimension of a semiconductor integrated circuit including the nonvolatile semiconductor memory element. A nonvolatile semiconductor memory element characterized by its small size.
【請求項5】  SISOS型フラッシュEEPROM
セルを行列状に配列し、行または列方向の各EEPRO
Mセルの制御ゲート電極同士および選択ゲート電極同士
を共通接続し、列または行方向の各EEPROMセルの
ドレイン領域同士を共通接続してなるフラッシュEEP
ROM回路部と、請求項1記載の構成を有するSISO
S型バイトEEPROMセルを行列状に配列し、行また
は列方向の各EEPROMセルのメモリトランジスタの
制御ゲート電極同士、選択ゲート電極同士およびメモリ
セル選択トランジスタの選択ゲート電極同士を共通接続
し、列または行方向の各EEPROMセルのメモリセル
選択トランジスタのメモリセル・ドレイン領域同士を共
通接続してなるバイトEEPROM回路部とを具備する
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
[Claim 5] SISOS type flash EEPROM
Arrange the cells in a matrix, and each EEPRO in the row or column direction
A flash EEP in which the control gate electrodes and selection gate electrodes of M cells are commonly connected, and the drain regions of each EEPROM cell in the column or row direction are commonly connected.
A SISO having a ROM circuit section and the configuration according to claim 1.
S-type byte EEPROM cells are arranged in a matrix, and the control gate electrodes of the memory transistors of the EEPROM cells in the row or column direction, the selection gate electrodes of the memory cell selection transistors, and the selection gate electrodes of the memory cell selection transistors are commonly connected to each other. 1. A nonvolatile semiconductor memory device comprising a byte EEPROM circuit section formed by commonly connecting memory cell drain regions of memory cell selection transistors of each EEPROM cell in a row direction.
【請求項6】  請求項5記載の不揮発性半導体記憶装
置において、前記SISOS型バイトEEPROMセル
は、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の不揮発性半
導体記憶素子であることを特徴とする不揮発性半導体記
憶装置。
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the SISOS type byte EEPROM cell is the nonvolatile semiconductor memory element according to any one of claims 2 to 4. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項7】  請求項5または6記載の不揮発性半導
体記憶装置において、さらに、外部からの電源入力を昇
圧し、データ書き込み時に、前記SISOS型フラッシ
ュEEOROMセルの制御ゲート電極に必要とする電圧
を生成し、データ消去時に、前記SISOS型フラッシ
ュEEOROMセルのドレイン領域に必要とする電圧を
生成する昇圧回路を具備することを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5 or 6, further boosting an external power input to provide a voltage required for the control gate electrode of the SISOS flash EEOROM cell during data writing. 1. A nonvolatile semiconductor memory device comprising a booster circuit that generates a voltage required for the drain region of the SISOS type flash EEOROM cell when erasing data.
【請求項8】  請求項5乃至7のいずれか1項に記載
の不揮発性半導体記憶装置は、ICカードに実装されて
いることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
8. A nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is mounted on an IC card.
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