JPH05167080A - 不揮発性半導体メモリセル - Google Patents

不揮発性半導体メモリセル

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JPH05167080A
JPH05167080A JP33103991A JP33103991A JPH05167080A JP H05167080 A JPH05167080 A JP H05167080A JP 33103991 A JP33103991 A JP 33103991A JP 33103991 A JP33103991 A JP 33103991A JP H05167080 A JPH05167080 A JP H05167080A
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JP
Japan
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region
conductivity type
insulating film
regions
drain region
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Withdrawn
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JP33103991A
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English (en)
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Hiromi Kawashima
博美 川嶋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】メモリトランジスタと選択トランジスタを上下
に配置することにより、セル当たりの所要面積を削減し
て大容量化に適した構造の不揮発性半導体メモリセルを
提供する。 【構成】半導体基板にソース領域11及びドレイン領域
12を形成し、ドレイン領域の上部にトンネル絶縁膜を
介してフローティングゲート14を配置し、且つ、その
上部に絶縁膜を介して第1コントロールゲート16を配
置し、第1コントロールゲート16の上部に絶縁膜を介
してシリコン18を配置し、これに帯状部19を形成
し、且つ、帯状部を所定の微小幅で横断する領域に一導
電型の不純物を導入して、該領域に接する2つの領域に
他導電型の不純物を導入し、これら一導電型の不純物を
導入した1つの領域と他導電型の不純物を導入した2つ
の領域の上部に絶縁膜を介して第2コントロールゲート
21を配置し、2つの領域の一方とドレイン領域とを電
気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フローティングゲート
に電荷を注入したり、引き抜いたりすることによって電
気的に情報の書き換えが可能な不揮発性半導体メモリセ
ルに関し、特に、セル面積の縮小化を意図した不揮発性
半導体メモリセルに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の不揮発性半導体メモリセル
の構造図である。P導電型の半導体基板1にN導電型の
不純物を導入した3つの領域2、3、4を形成するとと
もに、基板1の上部に3つのゲート5、6、7を配置す
る。領域2はメモリトランジスタのソースとして機能
し、領域3はメモリトランジスタのドレイン及び選択ト
ランジスタのソースとして機能する。また、ゲート5は
メモリトランジスタのフローティングゲートFGとして
機能し、ゲート6は同じくメモリトランジスタのコント
ロールゲートCGとして機能し、ゲート7は選択トラン
ジスタのコントロールゲートあるいはワードラインWL
として機能する。なお、FGと領域3に挟まれた薄い層
はトンネル酸化膜8であり、また、領域4に接続する金
属層はビットラインBLである。3つのゲート5〜7と
BLの間は層間絶縁層9である。
【0003】このような構成において、BL、WL、C
G及び領域2に与える電圧を、例えば次表のように組み
合わせると、メモリセルに対して、読み出しや消去及び
書き込みの各動作を選択的に行うことができる。 すなわち、CGに20V程度の正電圧を加えると、トン
ネル酸化膜8に必要な大きさの電界が生じてトンネル現
象が起き、領域3(メモリトランジスタのドレイン)か
らFGに電子(−)が注入される。注入後は、FGが周
囲と絶縁されているために、リークもなく長期にわたっ
て電子を保持し続ける(消去動作)。次に、CGを0V
にして領域3すなわちドレインに20V程度の正電圧
(選択トランジスタを介して与えられるBLの電圧)を
印加すると、消去とは逆向きの電界が生じ、電荷(電
子)が領域3(メモリトランジスタのドレイン)へと引
き抜かれる(書き込み動作)。読み出し動作は、FGの
電荷に応じてメモリトランジスタのしきい値Vthが変
化し、チャネル電流が流れたり流れなかったりすること
を利用する。すなわち、選択トランジスタをオンにして
メモリトランジスタのチャネル電流の有無を読み出し論
理に対応させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の不揮発性半導体メモリセルにあっては、メモリト
ランジスタと選択トランジスタを平面的に配置する構造
であったため、セル当たりの所要面積が大きく、大容量
化に向かないといった問題点があった。そこで、本発明
は、メモリトランジスタと選択トランジスタを上下に配
置することにより、セル当たりの所要面積を削減して大
容量化に適した構造の不揮発性半導体メモリセルを提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、半導体基板にソース領域及びドレイン領
域を形成し、該ドレイン領域の上部にトンネル絶縁膜を
介してフローティングゲートを配置し、且つ、フローテ
ィングゲートの上部に絶縁膜を介して第1コントロール
ゲートを配置して構成するメモリトランジスタを備える
不揮発性半導体メモリセルにおいて、前記第1コントロ
ールゲートの上部に絶縁膜を介してシリコンを配置し、
該シリコンの全部または一部に帯状部を形成し、且つ、
該帯状部を所定の微小幅で横断する領域に一導電型の不
純物を導入するとともに、少なくとも該領域に接する2
つの領域に他導電型の不純物を導入し、これら一導電型
の不純物を導入した1つの領域と他導電型の不純物を導
入した2つの領域の上部に絶縁膜を介して第2コントロ
ールゲートを配置し、該2つの領域の一方と前記ドレイ
ン領域とを電気的に接続して構成する選択トランジスタ
を備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明では、メモリトランジスタの上部に選択
トランジスタが配置され、セル当たりの所要面積がほぼ
半減される。したがって、大容量化に適した不揮発性半
導体メモリセルを提供できる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1、図2は本発明に係る不揮発性半導体メモリ
セルの一実施例を示す図である。まず、構造を説明す
る。図1において、10はP導電型の半導体基板であ
り、半導体基板10にはN導電型の不純物を導入したソ
ース領域11及びドレイン領域12が形成されている。
また、半導体基板10の上部には、トンネル酸化膜13
を介してフローティングゲート14が配置され、さらに
そのフローティングゲート14の上部には、シリコン酸
化膜15を介して第1コントロールゲート16が配置さ
れている。これらのソース領域11、ドレイン領域1
2、トンネル酸化膜13、フローティングゲート14及
び第1コントロールゲート16は、一体としてフローテ
ィングゲート型EEPROM(electrically erasable
programmable read only memory)のメモリトランジス
タ17を構成している。
【0008】一方、メモリトランジスタ17の第1コン
トロールゲート16の上部には、シリコン酸化膜15を
介してポリシリコン18が配置されており、このポリシ
リコン18の全部または一部には、図面の表裏方向の幅
が制限された帯状部19が形成されている。帯状部19
は、一導電型(好ましくはP導電型)の不純物を導入し
た第1の部分(発明の要旨に記載の1つの領域に相当)
18aと、他導電型(好ましくはN導電型)の不純物を
導入した第2及び第3の部分(発明の要旨に記載の2つ
の領域に相当)18b、18cと、導電性を有する第4
の部分18dとからなり、第1の部分18aと第2の部
分18bの間、及び第1の部分18aと第3の部分18
cの間が電気的に接触し、また、第3の部分18cと上
記メモリトランジスタ17のドレイン領域12との間
が、第4の部分18dを介して電気的に接触している。
すなわち、ポリシリコン18は、図面の左から右の方向
へ、第2の部分18b、第1の部分18a、及び第3の
部分18cと順次に続き、さらに第3の部分18cから
第4の部分18dへと延び、最後にメモリトランジスタ
17のドレイン領域12へ接続している。なお、第4の
部分18dは、第3の部分18cと同一でも構わない。
【0009】さらに、ポリシリコン18の上部には、ゲ
ート酸化膜20を介して第2コントロールゲート21が
配置され、第2コントロールゲート21の上部には、上
記ポリシリコン18の第2の部分18bと電気的に接触
する金属配線22が、シリコン酸化膜22を介して配置
されている。第1の部分18a、第2の部分18b、第
3の部分18c、及び第2コントロールゲート21は、
一体として前記メモリトランジスタ17を選択するため
のトランジスタ(以下、選択トランジスタ)24を構成
する。すなわち、第1の部分18aは選択トランジスタ
24のチャネル領域として機能し、第2の部分18bは
同じく選択トランジスタ24のドレイン領域として機能
し、第3の部分18cは同じく選択トランジスタ24の
ソース領域として機能する。
【0010】次に、図2を参照しながら本実施例の製造
工程を説明する。 「図2(a)の工程」基板10に形成したシリコン酸化
膜の一部分を薄くしてトンネル酸化膜13を形成し、選
択的なイオン打ち込みにより基板10表面にソース領域
11とドレイン領域12を形成した後、1層目ポリシリ
コンを全面に成長させる。 「図2(b)の工程」1層目ポリシリコンをパターニン
グしてフローティングゲート14を形成し、第1層間絶
縁膜(シリコン酸化膜15)を形成した後、2層目ポリ
シリコンを全面に成長させ、その2層目ポリシリコンを
パターニングして第1コントロールゲート16を形成す
る。 「図2(c)の工程」第2層間絶縁膜(シリコン酸化膜
15)を形成後、ドレイン領域12の一部を露出させる
ように第1コンタクト25を穴開けし、3層目ポリシリ
コン(ポリシリコン18)を成長させる。そして、この
3層目ポリシリコンが所定幅の帯状部を有するように、
また、周囲から分離されるように、所定の平面形状にパ
ターニングする。 「図2(d)の工程」3層目ポリシリコンの帯状部の所
定部分に、例えばP導電型の不純物(好ましくはホウ素
+)をイオン注入して第1の部分18a(チャネル領
域)を形成した後、その第1の部分18aの上部に、ゲ
ート酸化膜を介して4層目ポリシリコンを成長させ、こ
の4層目ポリシリコンをパターニングして第2コントロ
ールゲート21を形成する。そして、第2コントロール
ゲート21を用いたセルフアラインにより、3層目ポリ
シリコンに、例えばN導電型の不純物(好ましくはヒ素
S +)をイオン注入して、第2の部分18b及び第3の
部分18c(ドレイン領域及びソース領域)を形成す
る。なお、3層目ポリシリコンの残りの部分(第4の部
分18d)にも所定の不純物を適量導入し、導電性を持
たせるようにする。
【0011】最後に、図示は略すが、PSG成長の後、
第2の部分18b(ソース領域)の一部が露出するよう
に第2コンタクトを穴開けし、金属(例えばアルミニウ
ム:Al)を所定の配線形状にパターニングして金属配
線22(図1参照)を形成し、完成する。以上の構造に
おいて、金属配線22をビットラインBL、第2コント
ロールゲート21をワードラインWLとするとともに、
第2コントロールゲート16をCG、フローティングゲ
ート14をFGとすると、これらのBL、WL、CG、
FG及びソース領域11に与える電圧を前表の関係に設
定することにより、読み出し、消去及び書き込みの各動
作を行わせることができる。
【0012】すなわち、WL(第2コントロールゲート
21)に5V、BL(第2の部分18b)におよそ1V
を与えると、メモリトランジスタ17のFGの電荷に応
じて第1の部分18aに流れる電流(チャネル電流)を
オン/オフさせることができ、従来と同様にメモリトラ
ンジスタ17の保持情報を読み出すことができる。ま
た、WL(第2コントロールゲート21)におよそ20
V、BL(第2の部分18b)に0Vを与えると、メモ
リトランジスタ17のFGに電子を注入でき、消去動作
を行わせることができる。
【0013】さらに、WL(第2コントロールゲート2
1)とBL(第2の部分18b)におよそ20Vを与え
ると、メモリトランジスタ17のFGから電子を引き抜
くことができ、書き込み動作を行わせることができる。
以上のように、本実施例では、読み出し、消去及び書き
込みの各動作を支障なく行わせることができる。さら
に、メモリトランジスタ17の上部に選択トランジスタ
24を形成したので、言い換えればこれら2つのトラン
ジスタを上下に配置したので、前述の従来例のように平
面に配置するものに比べ、セル当たりの所要面積をほぼ
半減することができ、特に大容量化に適した構造の不揮
発性半導体メモリセルを提供できる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、メモリトランジスタと
選択トランジスタを上下に配置したので、セル当たりの
所要面積を削減でき、大容量化に適した構造の不揮発性
半導体メモリセルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の構造図である。
【図2】一実施例の製造工程図である。
【図3】従来例の構造図である。
【符号の説明】
10:半導体基板 11:メモリトランジスタのソース領域 12:メモリトランジスタのドレイン領域 13:トンネル酸化膜(トンネル絶縁膜) 14:フローティングゲート 15:シリコン酸化膜(絶縁膜) 16:第1コントロールゲート 17:メモリトランジスタ 18:ポリシリコン(シリコン) 19:帯状部 18a:第1の部分(1つの領域) 18b、18c:第2の部分、第3の部分(2つの領
域) 21:第2コントロールゲート 24:選択トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── 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 G11C 16/04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板にソース領域及びドレイン領域
    を形成し、 該ドレイン領域の上部にトンネル絶縁膜を介してフロー
    ティングゲートを配置し、 且つ、フローティングゲートの上部に絶縁膜を介して第
    1コントロールゲートを配置して構成するメモリトラン
    ジスタを備える不揮発性半導体メモリセルにおいて、 前記第1コントロールゲートの上部に絶縁膜を介してシ
    リコンを配置し、 該シリコンの全部または一部に帯状部を形成し、 且つ、該帯状部を所定の微小幅で横断する領域に一導電
    型の不純物を導入するとともに、 少なくとも該領域に接する2つの領域に他導電型の不純
    物を導入し、 これら一導電型の不純物を導入した1つの領域と他導電
    型の不純物を導入した2つの領域の上部に絶縁膜を介し
    て第2コントロールゲートを配置し、 該2つの領域の一方と前記ドレイン領域とを電気的に接
    続して構成する選択トランジスタを備えたことを特徴と
    する不揮発性半導体メモリセル。
JP33103991A 1991-12-16 1991-12-16 不揮発性半導体メモリセル Withdrawn JPH05167080A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411239B2 (en) 2005-08-26 2008-08-12 Samsung Electronics Co., Ltd Nand flash memory devices and methods of fabricating the same
US7910433B2 (en) 2006-10-23 2011-03-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating multi-layer nonvolatile memory devices

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7411239B2 (en) 2005-08-26 2008-08-12 Samsung Electronics Co., Ltd Nand flash memory devices and methods of fabricating the same
US7608507B2 (en) 2005-08-26 2009-10-27 Samsung Electronics Co., Ltd. NAND flash memory devices and methods of fabricating the same
US7910433B2 (en) 2006-10-23 2011-03-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of fabricating multi-layer nonvolatile memory devices
US8258563B2 (en) 2006-10-23 2012-09-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Multi-layer memory devices

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Effective date: 19990311