JPH05145046A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置

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JPH05145046A
JPH05145046A JP3305185A JP30518591A JPH05145046A JP H05145046 A JPH05145046 A JP H05145046A JP 3305185 A JP3305185 A JP 3305185A JP 30518591 A JP30518591 A JP 30518591A JP H05145046 A JPH05145046 A JP H05145046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor
semiconductor layer
diffusion layer
substrate
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP3305185A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidemitsu Ogura
秀満 小倉
Masataka Takebuchi
政孝 竹渕
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3305185A priority Critical patent/JPH05145046A/ja
Publication of JPH05145046A publication Critical patent/JPH05145046A/ja
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

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、メモリセルの面積を縮小しやす
く、よりいっそうの高集積化が可能なEEPROMを提
供しようとするものである。 【構成】 P型シリコン基板と、この基板内に形成され
たワ−ド線としてN型拡散層(12)、セルトランジスタの
ソ−スとしてのN型拡散層(17)およびセルトランジスタ
のドレインとしてのN型拡散層(28)と、拡散層(12)上か
ら拡散層(17)〜拡散層(28)相互間上にかけて形成された
浮遊ゲ−ト(16)と、拡散層(28)に接続されるビット線(3
2)と、から成るメモリセル(C )を具備する。このような
セル(C )を行列状に配置して、ビット線(32)を基板の上
方に設けられる導電膜で構成するとともに列方向に隣接
するセルで共通とし、ワ−ド線としての拡散層(12)を行
方向に隣接するセルで共通とし、セルトランジスタのソ
−スとしての拡散層(17)を行方向に隣接するセルで共通
としたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、不揮発性半導体記憶
装置に係わり、特にワ−ド線を基板内に拡散層により形
成した所謂“1層ポリシリコン構造”のセルを具備した
電気的にデ−タを消去および書き込み可能な不揮発性半
導体記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の“1層ポリシリコン構
造”のセルを具備した電気的にデ−タを消去および書き
込み可能な不揮発性半導体記憶装置(以下EEPROM
と称す)のパタ−ン平面図である。図4は、図3中の4
−4線に沿う断面図である。
【0003】図3および図4に示すように、P型のシリ
コン基板10内にはワ−ド線WLとしてのN型の拡散層
12が形成されている。拡散層12の上にはゲ−ト酸化
膜14が形成され、このゲ−ト酸化膜14の上には、ポ
リシリコンで成る浮遊ゲ−ト16が形成されている。こ
の浮遊ゲ−ト16は、拡散層12の上方からセルトラン
ジスタのソ−スとなるN型の拡散層18と、そのドレイ
ンとなるN型の拡散層20との間のチャネル22の上方
にかけて形成されている。拡散層18はアルミニウム合
金でなる接地線24に電気的に接続されており、接地
(GND)されている。情報は、浮遊ゲ−トの帯電状態
により記憶され、浮遊ゲ−トの電位の状態により、チャ
ネル22に反転層が形成されるか否かで決定される。例
えばチャネル22に反転層が形成された場合には、拡散
層18と拡散層20とが電気的に接続され、拡散層20
の電位が接地レベルとなる。この時、選択ゲ−ト(S
G)26が“H”レベルとなると、拡散層20とN型の
拡散層28との間のチャネル30に反転層が形成され、
拡散層28も接地レベルとなる。この拡散層28はアル
ミニウム合金でなるビット線(BL)32に電気的に接
続されているので、結果、ビット線32の電位が接地レ
ベルとなる。また、チャネル22に反転層が形成されな
ければビット線32の電位は変わらない。
【0004】なお、参照符号34は、ワ−ド線としての
拡散層12とセルトランジスタ領域とを分離するフィ−
ルド酸化膜であり、参照符号36は、浮遊ゲ−ト16お
よび選択ゲ−ト26等のポリシリコン層と、接地線24
およびビット線32等のアルミニウム合金層とを互いに
絶縁する層間絶縁膜である。また、参照符号38は、拡
散層20から浮遊ゲ−ト16へ電子を注入するためのト
ンネル酸化膜である。接地線24およびビット線32の
上には、パッシベ−ション膜としてPSG膜40、シリ
コン窒化膜42が順次形成されている。
【0005】このような1層ポリシリコン構造のEEP
ROMにおいては、特に図3に示されるように、一つの
メモリセル領域Cの上に、列(カラム)方向に延びる接
地線24、およびビット線32の2本のアルミニウム合
金配線が形成される。このため、行(ロウ)方向におい
て、メモリセルを縮小しにくくなっており、その集積度
の向上が妨げられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
不揮発性半導体記憶装置は、メモリセルの上に接地線2
4、およびビット線32の2本のアルミニウム合金配線
を形成するため、メモリセルの面積を縮小しにくく、そ
の高集積化が妨げられている。
【0007】この発明は上記のような点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、メモリセルの面積を縮小しやす
く、よりいっそうの高集積化が可能な不揮発性半導体記
憶装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる不揮発
性半導体記憶装置は、第1導電型の半導体基板と、この
基板内に形成されたワ−ド線としての第2導電型の第1
の半導体層と、前記基板内に形成されたセルトランジス
タの電流通路の一端としての第2導電型の第2の半導体
層と、前記基板内に形成されたセルトランジスタの電流
通路の他端としての第2導電型の第3の半導体層と、前
記基板と絶縁されるとともに前記第1の半導体層上から
前記第2、第3の半導体層相互間上にかけて形成され、
前記第1の半導体層の電位を容量結合により、前記第
2、第3の半導体層相互間における前記基板に伝える浮
遊ゲ−トと、前記セルトランジスタの電流通路の他端と
しての第3の半導体層に電気的に接続されるビット線
と、から成るメモリセルを具備する。このようなメモリ
セルを行列状に配置して、前記ビット線を前記基板の上
方に設けられる導電膜で構成するとともに列方向に隣接
する前記メモリセルで共通とし、前記ワ−ド線としての
第1の半導体層を行方向に隣接する前記メモリセルで共
通とし、前記セルトランジスタの電流通路の一端として
の第2の半導体層を行方向に隣接する前記メモリセルで
共通としたことを特徴としている。
【0009】
【作用】上記のような不揮発性半導体記憶装置にあって
は、特にセルトランジスタの電流通路の一端としての第
2の半導体層を行方向に隣接する前記メモリセルで共通
としたことにより、メモリセルの上から、従来、基板情
報に設けられる導電膜で構成されていた接地線を除くこ
とが可能となる。よって、メモリセルの上には、ビット
線のみが形成されるようになり、メモリセルの面積を縮
小し易くなる。そして、特に行方向において、その集積
度が高められるようになる。
【0010】また、第2の半導体層と所定の電位とのコ
ンタクトを、メモリセルが形成される領域外に設けれ
ば、メモリセルが形成される領域において、コンタクト
数を減少でき、メモリセルを微細化し易くなる。
【0011】また、前記所定の電位はメモリセルが形成
される領域外に設けた導電膜でなる配線に供給するよう
にして、この配線と前記第2の半導体層とのコンタクト
をメモリセルが形成される領域外に設けることが、実際
上好ましい。この時、配線とビット線とをともに列方向
に直線状に配設すれば、1層の導電膜で配線とビット線
とを得ることができ、その製造が簡単になる。
【0012】また、第2の半導体層は、素子分離領域下
に形成された第2導電型の第4の半導体層により行方向
に隣接する前記メモリセルを接続して共通としても、上
述した作用と同様にメモリセルの上から接地線を除くこ
とができ、メモリセルの面積を縮小し易くなる。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明を一実施例
により説明する。
【0014】図1は、この発明の一実施例に係わる“1
層ポリシリコン構造”のセルを具備したEEPROMの
パタ−ン平面図である。図2は、図1中の2−2線に沿
う断面図である。
【0015】図1および図2に示すように、P型のシリ
コン基板10内にはワ−ド線WLとしてのN型の拡散層
12が形成されている。拡散層12の上にはゲ−ト酸化
膜14が形成され、このゲ−ト酸化膜14の上には、ポ
リシリコンで成る浮遊ゲ−ト16が形成されている。こ
の浮遊ゲ−ト16は、拡散層12の上方からセルトラン
ジスタのソ−スとなるN型の拡散層17と、そのドレイ
ンとなるN型の拡散層20との間のチャネル22の上方
にかけて形成されている。拡散層17は、図1中の矢印
Aに示されるメモリセルアレイ内において、行(ロウ)
方向に隣接するセルCでそれぞれ共通とされている。拡
散層17は、メモリセルアレイ外で、アルミニウム合金
でなる接地線23に、例えばコンタクト孔25を介して
電気的にコンタクトされており、接地(GND)されて
いる。情報は、浮遊ゲ−トの帯電状態により記憶され、
浮遊ゲ−トの電位の状態により、チャネル22に反転層
が形成されるか否かで決定される。例えばチャネル22
に反転層が形成された場合には、拡散層17と拡散層2
0とが電気的に接続され、拡散層20の電位が接地レベ
ルとなる。この時、選択ゲ−ト(SG)26が“H”レ
ベルとなると、拡散層20とN型の拡散層28との間の
チャネル30に反転層が形成され、拡散層28も接地レ
ベルとなる。この拡散層28はアルミニウム合金でなる
ビット線(BL)32に電気的に接続されているので、
結果、ビット線32の電位が接地レベルとなる。また、
チャネル22に反転層が形成されなければビット線32
の電位は変わらない。
【0016】なお、参照符号34は、ワ−ド線としての
拡散層12とセルトランジスタ(素子)領域とを分離す
るフィ−ルド酸化膜であり、参照符号36は、浮遊ゲ−
ト16および選択ゲ−ト26等のポリシリコン層と、接
地線23およびビット線32等のアルミニウム合金層と
を互いに絶縁する層間絶縁膜である。また、参照符号3
8は、拡散層20から浮遊ゲ−ト16へ電子を注入する
ためのトンネル酸化膜である。接地線23およびビット
線32の上には、パッシベ−ション膜としてPSG膜4
0、シリコン窒化膜42が順次形成されている。
【0017】上記構成のEEPROMであると、特に図
1に示されるように、セルトランジスタのソ−スとなる
拡散層17を行(ロウ)方向に隣接するセルで共通とし
たことにより、一つのメモリセルCの上にはビット線3
2が列(カラム)方向に1本のみ形成されるだけで済む
ようになる。よって、従来、ビット線、接地線の2本の
配線で制約されていたセルの面積が、ビット線1本のみ
の制約で済み、セルの面積を縮小し易くなる。図1およ
び図2に示すEEPROMでは、列(カラム)方向に延
びる配線の数が減少するので、行(ロウ)方向のセル間
隔をつめることができ、結果、特に行(ロウ)方向にお
いて、セルの集積度を高めることができる。
【0018】さらに、上記EEPROMでは、セルアレ
イ内に接地線を形成する必要もないので、セルアレイ内
でビット線32を直線状に加工することも可能であり、
従来、接地線配置の関係でビット線が屈曲していた点を
も改善できる。この点からも、セルの集積度が向上す
る。
【0019】また、拡散層17に電気的に接続される接
地線23をセルアレイ外に形成することにより、セルア
レイ内に形成する配線をビット線32だけとすることも
できる。そして、拡散層17に所定の電位を与えるコン
タクト25を、セルアレイ外に設ければ、セルアレイ内
でのコンタクト数を減らすこともできるので、セルの微
細化を行い易い。さらに、接地線23をビット線32と
平行するように形成すれば、1層だけのアルミニウム合
金配線で、接地線23とビット線32とを得ることもで
きる。
【0020】以上、この発明を一実施例により説明した
が、この発明は、上記構成の他、その主旨を逸脱しない
範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記一実施例
では拡散層17をフィ−ルド酸化膜34で画定される素
子領域により設けている。これを、ソ−ス領域を各セル
毎にフィ−ルド酸化膜34で画定し、フィ−ルド酸化膜
34の下にN型の拡散層を形成して行(ロウ)方向に隣
接するセルの拡散層17を互いに接続するようにしても
良い。また、上記一実施例では、選択ゲ−トを設けてい
るが、この選択ゲ−トは必ずしも設ける必要はない。そ
の他、種々の変形が可能であることはもちろんである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、メモリセルの面積を縮小しやすく、よりいっそうの
高集積化が可能な不揮発性半導体記憶装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の一実施例に係わる不揮発性半
導体記憶装置のパタ−ン平面図である。
【図2】図2は図1中の2−2線に沿う断面図である。
【図3】図3は従来の不揮発性半導体記憶装置のパタ−
ン平面図である。
【図4】図4は図3中の4−4線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10…P型シリコン基板、12…N型拡散層(ワ−ド
線)、14…ゲ−ト酸化膜、16…浮遊ゲ−ト、17,
18…N型拡散層(ソ−ス)、20…N型拡散層、22
…チャネル、23,24…接地線、25…コンタクト
孔、26…選択ゲ−ト、28…N型拡散層、30…チャ
ネル、32…ビット線、34…フィ−ルド酸化膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/788 29/792 H01L 29/78 371

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板と、この基板内
    に形成されたワ−ド線としての第2導電型の第1の半導
    体層と、前記基板内に形成されたセルトランジスタの電
    流通路の一端としての第2導電型の第2の半導体層と、
    前記基板内に形成されたセルトランジスタの電流通路の
    他端としての第2導電型の第3の半導体層と、前記基板
    と絶縁されるとともに前記第1の半導体層上から前記第
    2、第3の半導体層相互間上にかけて形成され、前記第
    1の半導体層の電位を容量結合により、前記第2、第3
    の半導体層相互間における前記基板に伝える浮遊ゲ−ト
    と、前記セルトランジスタの電流通路の他端としての第
    3の半導体層に電気的に接続されるビット線と、から成
    るメモリセルを具備し、 前記メモリセルを行列状に配置し、前記ビット線を前記
    基板の上方に設けられる導電膜で構成するとともに列方
    向に隣接するメモリセルで共通とし、前記ワ−ド線とし
    ての第1の半導体層を行方向に隣接する前記メモリセル
    で共通とし、前記セルトランジスタの電流通路の一端と
    して第2の半導体層を行方向に隣接する前記メモリセル
    で共通としたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第2の半導体層と所定の電位とのコ
    ンタクトが前記メモリセルが形成される領域外に設けら
    れていることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半
    導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記所定の電位は、前記メモリセルが形
    成される領域外に設けられた導電膜でなる配線に供給さ
    れ、この配線と前記第2の半導体層とのコンタクトが前
    記メモリセルが形成される領域外に設けられていること
    を特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装
    置。
  4. 【請求項4】 前記ビット線および前記配線はともに列
    方向に直線状に配設されていることを特徴とする請求項
    3に記載の不揮発性半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 前記第2の半導体層は、素子分離領域下
    に形成された第2導電型の第4の半導体層により行方向
    に隣接する前記メモリセルを接続して共通としたことを
    特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
JP3305185A 1991-11-21 1991-11-21 不揮発性半導体記憶装置 Pending JPH05145046A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001001492A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-04 Infineon Technologies Ag Halbleiter-speicherzellenpaar
JP2007335718A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Toppan Printing Co Ltd 不揮発性メモリ及びその製造方法
US7696577B2 (en) 2007-04-12 2010-04-13 Hynix Semiconductor Inc. Memory cell array in a semiconductor memory device with select lines formed in a U-like shape

Cited By (3)

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WO2001001492A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-04 Infineon Technologies Ag Halbleiter-speicherzellenpaar
JP2007335718A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Toppan Printing Co Ltd 不揮発性メモリ及びその製造方法
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