JPH0595093A - Semiconductor storage device - Google Patents

Semiconductor storage device

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JPH0595093A
JPH0595093A JP4085451A JP8545192A JPH0595093A JP H0595093 A JPH0595093 A JP H0595093A JP 4085451 A JP4085451 A JP 4085451A JP 8545192 A JP8545192 A JP 8545192A JP H0595093 A JPH0595093 A JP H0595093A
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transistor
layer
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Mamoru Miyawaki
守 宮脇
Tetsunobu Kouchi
哲伸 光地
Hiroshi Yuzurihara
浩 譲原
Genzo Kadoma
玄三 門間
Akira Ishizaki
明 石▲崎▼
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
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    • H01L29/785Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET

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Abstract

PURPOSE:To obtain a semiconductor storage device having a constitution just suitable for fine processing and ensuring high speed operation only with a low power consumption by giving two opposed portions to a gate electrode and providing electrically destructible memory elements to the one area of the main electrode region. CONSTITUTION:Transistors 1035 and 1035' are isolated by a vertical plane, providing a buried interlayer insulating film 1015 therebetween. The isolation width can be narrowed and a gate electrode 23 is arranged opposing to the side wall. Thereby, a large current can be applied while the transistors are in the ON state. Moreover, the conductive and non-conductive conditions of memory can be regulated by breakdown or non-breakdown of an insulating film 1031' provided on a source 1030. The insulating layer 1031' is connected with a bit line wiring 1032 via a contact region 1033. Accordingly, high speed operation can be realized only with a low power consumption.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ装
置、プリンター、ビデオカメラ、等のOA機器、家庭電
化製品はもちろんのこと、自動車、発電所、宇宙衛星な
どありとあらゆる技術分野の電子回路に用いられる半導
体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used for electronic circuits in all kinds of technical fields such as automobiles, power stations, space satellites, as well as OA equipment such as copiers, facsimile machines, printers, video cameras, home electric appliances. The present invention relates to a semiconductor device.

【0002】特に、本発明は必要な情報信号を記憶する
半導体メモリー装置に深く関連する。
In particular, the present invention relates deeply to a semiconductor memory device that stores the necessary information signals.

【0003】[0003]

【従来の技術】図1には、一度だけ記憶プログラムの可
能な半導体メモリーの構成が示されている。これは絶縁
ゲート型電界効果トランジスタとしてMOS型電界効果
トランジスタ(以下「MOSFET」という)と絶縁膜
とを有するメモリセルから構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows the structure of a semiconductor memory in which a storage program is possible only once. This is composed of a memory cell having a MOS field effect transistor (hereinafter referred to as “MOSFET”) as an insulated gate field effect transistor and an insulating film.

【0004】このようなメモリーは、例えば“A Ne
w Programmable Cell Utili
zing Insulator Breakdown”
IEDM’85,pp639−642に記載されてい
る。
Such a memory is, for example, an "A Ne"
w Programmable Cell Utility
zing Insulator Breakdown ”
IEDM'85, pp 639-642.

【0005】又、別のタイプの半導体メモリーとしては
図2に示すものがある。
Another type of semiconductor memory is shown in FIG.

【0006】図2は、その断面図であり、120は、n
型基板、121はp+トレイン、122はp+ソース、1
23はフローティングゲート、124は絶縁層、125
はドレイン配線、126はソース配線である。この12
3のフローティングゲートは、たとえば、多結晶シリコ
ンをシリコン酸化膜の中に埋め込まれて作製される。
FIG. 2 is a sectional view thereof, and 120 is n.
Mold substrate, 121 is p + train, 122 is p + source, 1
23 is a floating gate, 124 is an insulating layer, 125
Is a drain wiring, and 126 is a source wiring. This 12
The floating gate of No. 3 is manufactured by, for example, burying polycrystalline silicon in a silicon oxide film.

【0007】ソースドレイン間は、通常状態では、非導
通である。このトランジスタのソースドレイン間に負の
高電圧を印加し、ドレイン側のpn接合をアバランシェ
ブレークダウンさせ、このとき発生する高エネルギー電
子をフローティングゲートに注入し、ソースドレイン間
を導通状態とすることにより書き込みが行れる。この素
子をメモリとして用いる場合には、フローティングゲー
トに電荷を注入するかしないかを情報の1と0に対応さ
せる。しかしながら、このタイプのメモリは、フローテ
ィングに蓄積した電荷がわずかにリークするため、永久
的情報の保持はできないばかりか読出し特性が経時変化
を生じるという問題点を有していた。
In the normal state, the source and the drain are non-conductive. By applying a negative high voltage between the source and drain of this transistor, avalanche breakdown of the pn junction on the drain side, high energy electrons generated at this time are injected into the floating gate, and the source and drain are made conductive. You can write. When this element is used as a memory, whether or not to inject charges into the floating gate is associated with 1 and 0 of information. However, this type of memory has a problem that the charge accumulated in the floating leaks slightly, so that it is not possible to retain the permanent information and the read characteristic changes with time.

【0008】しかも、上述したMOSFETは微細化に
適してはおらず、相互コンダクタンスが小さいという特
性(gm特性)に問題がある。
Moreover, the above-described MOSFET is not suitable for miniaturization, and has a problem in that the mutual conductance is small (gm characteristic).

【0009】しかも微細化の為にゲート長が0.5μm
以下になるとスケーリング則に基づく上記MOSFET
の改善は望めない。
Moreover, the gate length is 0.5 μm for miniaturization.
The following MOSFETs based on the scaling law
Can't be expected to improve.

【0010】又、これらとは別に、Si基板上にSiO
2層を設け、さらにSiメサ構造を設け、メサ側壁にゲ
ート酸化膜を設けたSOI型MOSFET構造が提案さ
れている[公開特許公報平2−14578]。
Separately from these, SiO is formed on the Si substrate.
An SOI MOSFET structure has been proposed in which two layers are provided, a Si mesa structure is further provided, and a gate oxide film is provided on the side wall of the mesa [Japanese Patent Laid-Open No. 14578/1990].

【0011】この素子構造を図3,4に斜視図で示す。
232は絶縁膜、231′は結晶性Si、236はソー
ス領域、237はドレイン領域である。235はゲート
電極で、上記結晶性Si部のチャネル領域をまたぐ構造
となっている。この図4のaa′断面図が図3である。
図3に示すように、結晶性Si231′部はゲート電極
235にゲート酸化膜234を介して上方の3面が覆わ
れ、又下面238は、絶縁膜232の表面となってい
る。又、結晶性Si部の寸法は、WO<2WHを満足する
ようになっており、側壁のチャネルが優勢になり、チャ
ネルコンダクタンスが増大する構造となっている。
This element structure is shown in perspective views in FIGS.
232 is an insulating film, 231 'is crystalline Si, 236 is a source region, and 237 is a drain region. A gate electrode 235 has a structure that straddles the channel region of the crystalline Si portion. FIG. 3 is a sectional view taken along the line aa 'of FIG.
As shown in FIG. 3, the crystalline Si 231 ′ portion is covered with the gate electrode 235 on the upper three surfaces through the gate oxide film 234, and the lower surface 238 is the surface of the insulating film 232. Also, the size of the crystalline Si portion, W O <adapted to satisfy 2W H, channel wall becomes dominant, has a structure in which the channel conductance is increased.

【0012】さらに、上記従来例と構造的に似たMOS
FETも提案されている[公開特許公報平2−2634
73]。
Further, a MOS structurally similar to the conventional example described above.
FETs have also been proposed [Japanese Patent Laid-Open No. Hei.
73].

【0013】この例の平面図を図5に、図5中のAA′
の断面図を図6に、図5中のBB′の断面図を図7に示
す。246はソース243、ドレイン242及び、チャ
ネルを形成する。結晶性Si層である。ゲート電極24
5でおおわれた結晶性Si層246は、チャネル領域で
あるがこのチャネル領域は、基板240と開口部247
を介して接続され、ドレイン層242は、結晶性Si層
246を通り、248の開口部を介して基板240と接
続している。
A plan view of this example is shown in FIG. 5, and AA 'in FIG.
6 is a sectional view of FIG. 6, and FIG. 7 is a sectional view of BB ′ in FIG. 246 forms a source 243, a drain 242 and a channel. It is a crystalline Si layer. Gate electrode 24
The crystalline Si layer 246 covered with 5 is a channel region, which is the substrate 240 and the opening 247.
The drain layer 242 passes through the crystalline Si layer 246 and is connected to the substrate 240 through the opening 248.

【0014】以上詳述した各従来例について、検討した
結果、上述した構造とはいえ、トランジスタのリーク電
流が多い点、各トランジスタのバラつきが大きい点、さ
らにトランジスタのOFF特性が悪く、動作が不安定と
なることが判明した。まず、SOI型MOSFETのO
FF特性が悪くなる原因について説明する。本発明者ら
の知見によれば、その原因はチャネルが形成されるSi
領域がソース及びドレイン領域との界面を除いてすべて
絶縁膜であるSiO2で覆われているからである。つま
り、チャネル部のSi領域は完全なフローティング状態
となっており、その電位が固定できず動作が不安定とな
る。さらに、トランジスタのON状態に上記Si領域に
発生したキャリア(例えばp型MOSFETの時は電
子)がOFF状態になった瞬間、行き場所がなくなりS
i領域内で再結合し消滅するまでそこに残るためにOF
F特性が悪くなるのである。
As a result of studying each of the conventional examples described in detail above, even though the structure is as described above, there is a large amount of leakage current of the transistors, a large variation of each transistor, and the OFF characteristics of the transistors are poor, resulting in poor operation. It turned out to be stable. First, O of SOI type MOSFET
The reason why the FF characteristics deteriorate will be described. According to the knowledge of the present inventors, the cause is Si that forms a channel.
This is because the region is entirely covered with SiO 2 which is an insulating film except for the interface with the source and drain regions. That is, the Si region of the channel portion is in a completely floating state, the potential cannot be fixed, and the operation becomes unstable. Further, when the carriers (for example, electrons in the case of p-type MOSFET) generated in the Si region are turned off when the transistor is turned on, there is no place to go and S
OF to remain in the i region until it recombines and disappears
The F characteristic becomes worse.

【0015】又、上記説明した従来のトランジスタにお
いて、リーク電流が多い原因は、ゲート電極で囲まれて
いるチャネル領域が直接下地の絶縁層と直接接する構造
になっているためである。つまり、このチャネル領域
は、トランジスタがON状態になると、完全に空乏化す
る状態になっており、空乏層がチャネル層と絶縁層との
界面に達し、そこに存在する欠陥から再結合電流が多量
に発生するからである。
In the conventional transistor described above, the reason for the large amount of leak current is that the channel region surrounded by the gate electrode is in direct contact with the underlying insulating layer. In other words, this channel region is in a state of being completely depleted when the transistor is turned on, the depletion layer reaches the interface between the channel layer and the insulating layer, and a large amount of recombination current is caused by defects existing there. Because it occurs in.

【0016】又、従来、ユーザーがプログラム(書込
み)可能で、ランダムアクセスの可能な読出し専用メモ
リの1つとして、バイポーラ型PROMがある。このタ
イプのメモリセルを図8に示す。101はビット線、1
02はワード線、103はメモリセルに配置されたバイ
ポーラトランジスタで、バイポーラトランジスタの各エ
ミッタ105は、ビット線101に、又、各コレクタ1
06はワード線各ベース104は、フローティング状態
になっている。又、107はダイオードで、ワード線は
このダイオードを介して、電源Vcc108に接続して
ある。本メモリのバイポーラトランジスタ103の断面
構造を図9に示す。110はp型Si基板、111はn
+埋め込み層、112はn-エピ層、113はフィールド
酸化膜、114はp型ベース、115はn+エミッタ
層、116はAl配線である。本メモリは、エミッタベ
ース間のダイオードを破壊することにより2進情報に対
応させる。図9の(a)は、書き込み前の状態、(b)
は書き込み後の状態を示す。
Further, conventionally, there is a bipolar PROM as one of read-only memories which can be programmed (written) by a user and which can be randomly accessed. A memory cell of this type is shown in FIG. 101 is a bit line, 1
Reference numeral 02 is a word line, 103 is a bipolar transistor arranged in a memory cell, and each emitter 105 of the bipolar transistor is connected to the bit line 101 and each collector 1
The word line bases 06 are in a floating state. Further, 107 is a diode, and the word line is connected to the power supply Vcc 108 via this diode. FIG. 9 shows a sectional structure of the bipolar transistor 103 of this memory. 110 is a p-type Si substrate, 111 is n
+ Buried layer, 112 n - epi layer, 113 field oxide film, 114 p-type base, 115 n + emitter layer, and 116 Al wiring. The memory accommodates binary information by destroying the diode between the emitter and the base. FIG. 9A shows a state before writing, and FIG.
Indicates the state after writing.

【0017】書き込み前は、n+エミッタ上のAl配線
は、117に示すように、平坦な構造をしているが、書
き込み時にワード線とビット線に大電流パルスを印加す
ると、アルミとシリコンの共晶合金118がベース層1
14をつきぬけて、導通状態となる。
Before writing, the Al wiring on the n + emitter has a flat structure as shown by 117. However, if a large current pulse is applied to the word line and the bit line during writing, aluminum and silicon Eutectic alloy 118 is the base layer 1
It goes through 14 and becomes conductive.

【0018】しかしながら、バイポーラトランジスタの
分離等でセルサイズが制限されて高集積化が難しい点、
さらに、大電流により形成される共晶合金118が各セ
ルごとでバラつき安定な読出し特性が得られない点等の
問題点を有していた。又、ダイナミックランダムアクセ
スメモリ(DRAM)としてはアドレス用トランジスタ
としてサラウンディングゲートトランジスタ(SGT)
を用い、その基板側主電極領域にトレンチキャパシタを
形成した縦長のメモリセルが提案されている。
However, it is difficult to achieve high integration because the cell size is limited due to the separation of bipolar transistors.
Further, there is a problem in that the eutectic alloy 118 formed by a large current varies from cell to cell and stable reading characteristics cannot be obtained. Also, as a dynamic random access memory (DRAM), a surrounding gate transistor (SGT) is used as an address transistor.
A vertically long memory cell in which a trench capacitor is formed in the main electrode region on the substrate side is proposed.

【0019】本発明者等の知見によれば、このようなD
RAMには次のような問題点を有していることが判明し
た。16メガビット以上の高集積化やセルの微細化が進
むとキャパシタサイズが制限を受け容量が小さくなり大
きな信号電荷を蓄積できなくなる。これに対して配線の
ほうは微細化に伴い寄生容量が増大する。すると、蓄積
信号を容量分割により読み出すにあたり、最終的に出力
される信号が小さくなり、SN比も小さくなる。よっ
て、メモリーの誤動作が生じてしまう。
According to the knowledge of the present inventors, such D
It has been found that the RAM has the following problems. As high integration of 16 megabits or more and miniaturization of cells are advanced, the capacitor size is limited and the capacitance becomes small, so that a large signal charge cannot be stored. On the other hand, in the wiring, the parasitic capacitance increases with the miniaturization. Then, when the stored signal is read out by the capacity division, the finally output signal becomes small and the SN ratio also becomes small. Therefore, the memory malfunctions.

【0020】又、縦長構造となるので製造プロセスが極
めて複雑で歩留まりが上がらず、商業的な成功を収め難
い。即ち、SGTのような微細トランジスタは現状の技
術ではDRAMへの応用という当初の目的にはそぐわな
いものであることという結論に本発明者等は至ったので
ある。
Further, since the structure is vertically long, the manufacturing process is extremely complicated, the yield is not increased, and it is difficult to achieve commercial success. That is, the present inventors have come to the conclusion that the fine transistor such as SGT does not meet the initial purpose of application to DRAM in the current technology.

【0021】[目的]本発明は、上述した技術的課題に
鑑みなされたものであり、微細加工に適した構成で、低
消費電力で高速動作可能な半導体記憶装置を提供するこ
とを目的としている。
[Object] The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a structure suitable for fine processing and capable of operating at high speed with low power consumption. ..

【0022】本発明の別の目的は正確な書き込み動作が
安定して得られ、高速且つ正確な読出し動作が可能なメ
モリー機能を有する半導体記憶装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device having a memory function capable of stably obtaining an accurate write operation and capable of performing a high-speed and accurate read operation.

【0023】本発明の目的は、基板の主面に沿って設け
られた複数の主電極領域及びその間に設けられたチャネ
ル領域と、前記チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介
して設けられたゲート電極と、を有し、前記ゲート電極
は互いに対向する2つの対向部分を少なくとも有してい
る絶縁ゲート型トランジスタと、前記主電極領域の一方
に設けられた電気的に破壊可能なメモリ要素とを具備す
ることを特徴とする半導体記憶装置により達成されてい
る。
An object of the present invention is to provide a plurality of main electrode regions provided along the main surface of a substrate, a channel region provided between the main electrode regions, and a gate provided to the channel region via a gate insulating film. An insulated gate transistor having an electrode, the gate electrode having at least two facing portions facing each other, and an electrically destructible memory element provided in one of the main electrode regions. This is achieved by a semiconductor memory device characterized by being provided.

【0024】[0024]

【作用】本発明によれば、対向した2つのゲート電極に
より、キャリア移動方向に対する垂直方向電界強度が小
さいので、高移動度、高gm特性の半導体装置が得ら
れ、電界緩和によりホットキャリアの発生が防止でき素
子の寿命しいては信頼性が向上する。
According to the present invention, since the electric field strength in the vertical direction with respect to the carrier moving direction is small due to the two gate electrodes facing each other, a semiconductor device having high mobility and high gm characteristics can be obtained, and hot carriers are generated by the electric field relaxation. Can be prevented and the reliability of the device is improved over the life of the device.

【0025】そして、ゲート酸化膜下のSi部の静電容
量が減少するのでSファクタ(Subthreshol
d swing)特性が向上しリーク電流が極めて少な
くなる。
Since the capacitance of the Si portion under the gate oxide film decreases, the S factor (Subthreshold)
d swing) characteristics are improved, and the leak current is extremely reduced.

【0026】又、素子の占有面積が減少し高集積化が実
現できる。
Further, the area occupied by the elements is reduced and high integration can be realized.

【0027】更に本発明を改良し、チャネル領域におけ
る対向した2つのゲート電極が設けられた部分以外のと
ころに、ソースドイレン部の導電型と異なる導電型で且
つチャネル領域より不純物濃度の高い領域が設けられて
いるおり、その不純物濃度が、トランジスタの駆動の時
にゲートにかかる駆動電圧によって反転しないような濃
度とされた構造を採用することにより、トランジスタO
N/OFF時、対向した2つのゲート電極にかこまれた
半導体層への少数キャリア(NチャネルMOSであれば
正孔、PチャネルMOSであれば電子)の出入が速くな
り、スイッチング特性が向上する。
By further improving the present invention, a region having a conductivity type different from the conductivity type of the source drain section and having a higher impurity concentration than the channel region is provided in a portion other than a portion where two opposing gate electrodes are provided in the channel region. However, by adopting a structure in which the impurity concentration is not inverted by the drive voltage applied to the gate when the transistor is driven, the transistor O
At the time of N / OFF, minority carriers (holes in N-channel MOS, electrons in P-channel MOS) move in and out of the semiconductor layer sandwiched between two facing gate electrodes quickly, and the switching characteristics are improved. ..

【0028】又、この高濃度層により、トランジスタが
ON時にチャネル領域が完全に空乏化しても空乏層が下
地の絶縁層まで達せず、暗電流発生が抑制され。
Further, due to this high concentration layer, even if the channel region is completely depleted when the transistor is ON, the depletion layer does not reach the underlying insulating layer, and dark current generation is suppressed.

【0029】又0.1μmレベルの微細化が進んだ場合
には液体窒素温度レベルの低温動作にも適応しなければ
ならないが、この低温動作を行いキャリア凍結があった
としても従来に比べて、寄生抵抗の増大、ドレイン電流
の低下は極めて少ない。
Further, when miniaturization of 0.1 μm level is advanced, it is necessary to adapt to the low temperature operation of the liquid nitrogen temperature level, but even if this low temperature operation is performed and carrier is frozen, compared with the conventional case, The increase in parasitic resistance and the decrease in drain current are extremely small.

【0030】(好適な実施態様の説明)本発明の好適な
実施態様の1つとして、ゲート電極がチャネル領域を挟
む対向部分を少なくとも有し、チャネル領域におけるソ
ース領域やドレイン領域との接合部を除いた他の部分の
一部が、該チャネル領域と少数キャリアの授受可能なド
ープ領域に接して設けられるトランジスタを有し、破壊
可能な絶縁層をメモリ要素とした半導体メモリを例に挙
げて説明する。
(Description of preferred embodiments) As one of preferred embodiments of the present invention, a gate electrode has at least opposing portions sandwiching a channel region, and a junction with a source region or a drain region in the channel region is provided. A part of the other part except the part has a transistor provided in contact with the channel region and a doped region in which minority carriers can be transferred, and a semiconductor memory including a destructible insulating layer as a memory element will be described as an example. To do.

【0031】本発明による半導体装置のチャネル領域で
は、ゲート電極の対向部分の挟まれたチャネル領域の対
向部分方向の幅(d3)と、チャネル領域の半導体の不
純物濃度とが以下のように決定される。つまり、ゲート
電圧がOFF時であっても対向部分の両側からのびる空
乏層がつながり空乏化するように適宜選択される。具体
的にはゲート電極の対向部分方向のチャネル領域の幅を
3、同方向に両側から伸びる空乏層の幅をWとすると
3≦Wという関係を満足する。これは両対向電極間の
チャネル領域が完全に空乏層化していると、反転層が形
成されるレベルまでゲート電圧を上昇しても前記チャネ
ル領域内部にかかる電界が緩和されて素子の特性が向上
する。
In the channel region of the semiconductor device according to the present invention, the width (d 3 ) in the direction of the facing portion of the channel region sandwiched between the facing portions of the gate electrode and the impurity concentration of the semiconductor in the channel region are determined as follows. To be done. That is, even when the gate voltage is OFF, the depletion layers extending from both sides of the facing portion are connected to each other so that the depletion layer is connected and depleted. Specifically, if the width of the channel region in the direction of the facing portion of the gate electrode is d 3 and the width of the depletion layer extending from both sides in the same direction is W, the relationship of d 3 ≦ W is satisfied. This is because if the channel region between the opposite electrodes is completely depleted, the electric field applied to the inside of the channel region is alleviated even if the gate voltage is raised to the level at which the inversion layer is formed, and the device characteristics are improved. To do.

【0032】また、ドープ領域とは、ソース及びドレイ
ン領域の導電型とは異なる導電型で且つチャネル領域よ
り不純物濃度の高い半導体領域であればよく、その不純
物の種類や導電型は限定されるものではない。具体的に
は、そのドープ領域における不純物濃度を、トランジス
タの駆動の際にゲートにかかる駆動電圧によって該ドー
プ領域が反転しないような濃度とされる。そして機能的
には、ゲート電極の対向部分に挟まれたチャネル領域か
らのキャリアを受容出来る構成であればよい。
The doped region may be a semiconductor region having a conductivity type different from that of the source and drain regions and having a higher impurity concentration than that of the channel region, and the type and conductivity type of the impurities are limited. is not. Specifically, the impurity concentration in the doped region is set to a concentration at which the doped region is not inverted by the driving voltage applied to the gate when driving the transistor. Functionally, the structure may be such that carriers from the channel region sandwiched between the facing portions of the gate electrode can be received.

【0033】本発明のゲート電極として用いられる材料
としては、金属、多結晶シリコン、シリサイド、ポリサ
イド等があり、具体的にはAl,W,Mo,Ni,C
o,Rh,Pt,Pdそのもの、或はこれ等のシリサイ
ド、ポリサイドであり、MOSFETの構造、駆動条件
等とその仕事関数を考慮して適宜選択される。
The material used for the gate electrode of the present invention includes metal, polycrystalline silicon, silicide, polycide, etc. Specifically, Al, W, Mo, Ni, C
o, Rh, Pt, Pd itself, or a silicide or polycide thereof, which is appropriately selected in consideration of the structure of the MOSFET, driving conditions and the work function thereof.

【0034】またゲート電極、ドープ領域の形状は、ド
ープ領域と対向する部分にはゲート電極がない構造、又
は、そこが同じドープ領域となっているもの、或は後述
する実施例の如く、ドープ領域と対向する部分にもゲー
ト電極の一部が配置される構成である。更には3つの面
がゲート電極で囲まれ残りの部分がドープ領域に接して
いるように、キャリア移動方向に対して垂直な方向に切
断した時のチャネル領域の断面形状が四角形等の方形状
となっていることが好ましい。その辺は正確な直線でな
く曲率を持った辺であってもよいし、その時の各エッジ
部分はゲート絶縁膜の被覆性を考慮して面取りされてい
るような形状であってもよい。
Further, the shape of the gate electrode and the doped region is such that there is no gate electrode in the portion facing the doped region, or that the same doped region is formed, or as in the embodiment described later, A part of the gate electrode is also arranged in a portion facing the region. Furthermore, the cross-sectional shape of the channel region when cut in the direction perpendicular to the carrier movement direction is a square shape such as a quadrangle so that the three surfaces are surrounded by the gate electrode and the remaining portion is in contact with the doped region. Is preferred. The side may be a side having a curvature instead of an accurate straight line, or each edge portion at that time may be chamfered in consideration of the coverage of the gate insulating film.

【0035】本発明の特体メモリ装置に好適なトランジ
スタとしては、後述の各実施例で示される様にMOSF
ET要素が基板上に横におかれるタイプで基板側でドー
プ領域に接しており、ゲート電極の対向部分が基板表面
に対して交差する面を持つように配置される形がよい。
ほかには、ゲート電極の対向部分が基板表面と実質的に
平行に配置され側面にドープ領域が設けられた構成であ
っても良いが、現状の製造プロセスを考慮すると前者即
ち後述する各実施例による構成が好ましい。
As a transistor suitable for the special memory device of the present invention, as will be shown in each embodiment described later, a MOSF is used.
It is preferable that the ET element is of a type that is laid on the substrate and is in contact with the doped region on the substrate side, and that the facing portion of the gate electrode has a surface that intersects the substrate surface.
In addition, the facing portion of the gate electrode may be arranged substantially parallel to the substrate surface and the side surface may be provided with a doped region, but in consideration of the current manufacturing process, the former, that is, each embodiment described later. Is preferable.

【0036】例えばH.tadato,K.sunou
shi,N.Okabe,A.Nitayama,K.
Hieda,F.Horiguchi,and F.M
asuoka IEDM(International
Electron Device Meeting)
(1988)PP222−225に提案されているよう
な上下にチャネルを介してソースドレインが設けられ4
つのゲート電極を対向させた構造のSurroudin
g Gate transistor(SGT)が知ら
れている。
For example, H. tadat, K .; sunou
shi, N.N. Okave, A .; Nitayama, K .;
Hieda, F.M. Horiguchi, and F.M. M
asue IEDM (International
(Electron Device Meeting)
(1988) PP222-225 with source and drain provided through the channel above and below.
Surroudin with two gate electrodes facing each other
g Gate transistor (SGT) is known.

【0037】これに対して、本発明のトランジスタは上
記対向した2つのゲート電極の横方向の前後にソース・
ドレインが設けられている。
On the other hand, in the transistor of the present invention, the source and drain are formed in front of and behind the two gate electrodes facing each other in the lateral direction.
A drain is provided.

【0038】この構造を採用することにより、ソースド
レインの電極が従来のMOSFETと同様、同一平面上
で容易に形成できる。また、チャネル長は、従来のMO
SFETと同様ゲート電極幅で決定するのでチャネル長
加工精度が高い。そして、横に置かれ対向した2つのゲ
ート電極構造形成のための半導体のパターニングがマス
クなしのリソグラフィーでも可能であり、微細化に適し
た構造となっている。これにより、2つのゲート電極間
隔は狭くでき、不純物濃度を高くせずに、パンチスルー
が防止できるためより高集積化されても高gmの特性が
得られるのである。
By adopting this structure, the source / drain electrodes can be easily formed on the same plane as in the conventional MOSFET. In addition, the channel length is
Since it is determined by the gate electrode width similarly to the SFET, the channel length processing accuracy is high. Further, patterning of a semiconductor for forming two gate electrode structures that are placed horizontally and opposed to each other can be performed by maskless lithography, and the structure is suitable for miniaturization. As a result, the distance between the two gate electrodes can be narrowed, punch-through can be prevented without increasing the impurity concentration, and high gm characteristics can be obtained even with higher integration.

【0039】次に本発明に好適なトランジスタとして
は、MOSFET要素が基板上に横におかれるタイプで
あり、基板側でドープ領域に接しており、ゲート電極の
対向部分が基板表面に対して交差する面を持つように配
置される形が良い理由について、前述した従来例のMO
SFETと比較して説明する。
Next, as a transistor suitable for the present invention, a MOSFET element is of a type that is laid on the substrate, and the MOSFET element is in contact with the doped region on the substrate side, and the facing portion of the gate electrode intersects the substrate surface. The reason why the shape arranged so as to have a surface to be formed is good is that the conventional MO described above is used.
Description will be made in comparison with SFET.

【0040】従来のMOSFETはともにチャネル領域
が少なくとも一部分でも下地の絶縁層に接し形成されて
いる。このことにより以下に示すような問題点がある。
In both conventional MOSFETs, at least a part of the channel region is formed in contact with the underlying insulating layer. This causes the following problems.

【0041】第1に、暗電流発生にともなうリーク電流
が大きい点である。図13の構造体において、シリコン
から成るチャネル領域231′は、絶縁膜232の表面
238とゲート酸化膜によりかこまれている。トランジ
スタをONする場合、ゲートに印加する電圧により上記
チャネル領域全体が空乏化する。これにより他のトラン
ジスタに比較して、大きい電流駆動能力を持つ。しかし
ながら、ゲート酸化膜とチャネル部シリコンとの界面
は、最近のプロセス技術(洗浄等)により良好な特性を
持つが、絶縁膜との界面には、欠陥が多く、界面準位密
度が高い。250に示す絶縁層上にも隣接してゲート電
極が設けられているため、チャネル部全体が空乏化する
ということは、当然絶縁層上の表面238も空乏層が接
することになる。したがって、トランジスタがON状態
の時n型MOSFETであればホールがこのチャネル領
域にたまっていく。次にトランジスタをOFFするため
にゲートに印加する電圧を変化させても、上記チャネル
部には、界面から発生したホールが存在し続けている限
り、そのホールによりソース側から電子が注入され、な
かなかOFFすることができない状態がつづく。つまり
空乏化させ動作させるMOSFETにおいては、従来型
のMOSFETよりも、不用なキャリアを発生させては
ならないということになる。
First, there is a large leak current due to the generation of dark current. In the structure of FIG. 13, the channel region 231 ′ made of silicon is surrounded by the surface 238 of the insulating film 232 and the gate oxide film. When the transistor is turned on, the voltage applied to the gate depletes the entire channel region. As a result, it has a larger current driving capability than other transistors. However, the interface between the gate oxide film and the silicon in the channel portion has good characteristics due to recent process technology (cleaning etc.), but the interface with the insulating film has many defects and a high interface state density. Since the gate electrode is provided adjacent to the insulating layer indicated by 250, the depletion of the entire channel portion means that the depletion layer also contacts the surface 238 on the insulating layer. Therefore, when the transistor is in the ON state, holes are accumulated in this channel region if it is an n-type MOSFET. Next, even if the voltage applied to the gate is changed to turn off the transistor, as long as holes generated from the interface continue to exist in the channel part, electrons are injected from the source side by the holes, and it is quite difficult. The state that cannot be turned off continues. In other words, in a depleted MOSFET, an unnecessary carrier should not be generated as compared with a conventional MOSFET.

【0042】この現象は、他の従来例においても同様の
現象が生じる。このことについて、図6を用いて説明す
る。この場合、チャネル領域となるSi単結晶部246
は、開口部247を通して基板と接続させているため、
チャネルがフローティング状態となり、不用なキャリア
(n型MOSFETであればホール、p型であれば電
子)の逃げ道がないという問題点はなくなる。しかしな
がら、図6の251に示す如く、チャネル領域は下地の
絶縁層241′の表面と接しているため、不用なキャリ
アの発生箇所は、存在している。したがって、程度の差
こそあれ、この絶縁層とチャネル領域のSi界面の欠陥
から発生するリーク電流は、デバイス特性を悪化させて
しまう。
This phenomenon also occurs in other conventional examples. This will be described with reference to FIG. In this case, the Si single crystal portion 246 that becomes the channel region
Is connected to the substrate through the opening 247,
The channel is in a floating state, and there is no problem that there is no escape route for unwanted carriers (holes for n-type MOSFETs, electrons for p-type). However, as indicated by reference numeral 251 in FIG. 6, since the channel region is in contact with the surface of the underlying insulating layer 241 ', unnecessary carriers are generated. Therefore, to some extent, the leak current generated from the defect at the Si interface between the insulating layer and the channel region deteriorates the device characteristics.

【0043】次に、第2の問題点について説明する。第
2の問題点とは、実効チャネル幅がそれぞれのトランジ
スタに対してバラつきやすいということである。
Next, the second problem will be described. The second problem is that the effective channel width is likely to vary from transistor to transistor.

【0044】従来のトランジスタのチャネル幅は、図3
に示す単結晶Si231′、図に示すSi部246の高
さ及び幅により決定する。通常この高さは、Siのエッ
チング深さにより決定される。ゲート長0.1μm、ゲ
ート幅0.5μmのMOSFETを作製する場合、この
高さは約0.2μmとなり、そのゆえぎは、200Å以
内にとどめる必要がでてくる。現状のドライエッチグ法
によりウエハ面内で又は、ウエハ間で、このバラツキ範
囲にとどめることは極めて難しい。さらに図3の250
に示すような、下地の絶縁層上のエッチング形状は、上
部Si部よりもバラツキが多く、Si上部とSi下部と
で、Si部の厚さが変化する等の問題点も有している。
The channel width of the conventional transistor is shown in FIG.
It is determined by the height and width of the single crystal Si 231 ′ shown in FIG. Usually, this height is determined by the etching depth of Si. When manufacturing a MOSFET having a gate length of 0.1 μm and a gate width of 0.5 μm, this height is about 0.2 μm, which is why the height must be kept within 200 Å. It is extremely difficult to keep this variation range within the wafer surface or between wafers by the current dry etching method. Further, 250 of FIG.
The etching shape on the underlying insulating layer, as shown in (3), has more variation than the upper Si portion, and there is a problem that the thickness of the Si portion changes between the upper Si portion and the lower Si portion.

【0045】これに対して、本発明の装置に用いるトラ
ンジスタにおいて、チャネル長は、従来のMOSFET
と同様ゲート電極幅で決定するのでチャネル長加工精度
が高い。そして、チャネル領域は、ゲート電極部とチャ
ネル直下もしくは、上部の高濃度層とにより規定される
ためそのバラツキも極めて小さい。又、チャネル部がト
ランジスタON時に空乏化してもその空乏層は、上記高
濃度層との境界で広がらない。したがって、ゲート酸化
膜(絶縁膜)以外の絶縁層表面には空乏層は接していな
いため不用なキャリア発生源はない。
On the other hand, in the transistor used in the device of the present invention, the channel length is
Since the width is determined by the gate electrode width, the channel length processing accuracy is high. The channel region is defined by the gate electrode portion and the high-concentration layer directly below or above the channel, so that the variation is extremely small. Further, even if the channel portion is depleted when the transistor is ON, the depletion layer does not spread at the boundary with the high concentration layer. Therefore, since the depletion layer is not in contact with the surface of the insulating layer other than the gate oxide film (insulating film), there is no unnecessary carrier generation source.

【0046】以上、説明したように、微細に適した、か
つ電流駆動能力の高いトランジスタをメモリセルトラン
ジスタとし、本トランジスタのゲートをワード線とし、
本トランジスタのソース領域上にpn接合を介して、ビ
ット線に接続したメモリを構成する。これによりエラー
レートの少ない、高密度、高速読出し書き込み特性を有
する1回永久書き込み可能なメモリを実現できる。
As described above, a transistor that is finely suited and has a high current driving capability is a memory cell transistor, and the gate of this transistor is a word line.
A memory connected to the bit line is formed on the source region of this transistor through a pn junction. As a result, it is possible to realize a once-permanently writable memory having a small error rate, high density, and high-speed read / write characteristics.

【0047】[0047]

【実施例】(実施例1)本発明による第1実施例につい
て、図10を用いて詳細に説明する。図10は、本発明
の第1実施例のメモリセルの上面図である。1001,
1001′はワード線、1002,1002′はビット
線、1003,1003′は電源ライン、1004はメ
モリセル内のスイッチングトランジスタとして動作する
半導体活性領域としてのSi単結晶体、1005は電源
ラインとドレイン層とのコンタクト領域、1006はト
ランジスタのドレイン層、1007はトランジスタのゲ
ート部分、1008はトランジスタのソース層、100
9はソース層とビット線間に設けられた電気的に破壊可
能な絶縁層である。図1に示したX1,X1′、X2
2′、X3,X3′、Y,Y′断面図をそれぞれ図11
乃至14に示す。図11において、1012はp型Si
基板でたとえば、数Ωcmの抵抗率のものを使用する。
1013はp+型埋め込み層、1014はフィールド酸
化膜、1015は層間絶縁膜で、PSG、BPSG、S
iN、SON等が使用可能である。1016はドレイン
直下に設けられたp型層、1017はドレインn+高濃
度層、1018はドレイン電源用配線で図の1019の
コンタクト部を介してドレイン層1017に接続してい
る。図10とこの図11との対応は図1のドレイン層1
006が、図11の1017に、図10のコンタクト部
1005が、図11の1019に対応する。図11では
パシベーション膜は省略した。
(Embodiment 1) A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 is a top view of the memory cell of the first embodiment of the present invention. 1001,
1001 ′ is a word line, 1002 and 1002 ′ are bit lines, 1003 and 1003 ′ are power supply lines, 1004 is a Si single crystal as a semiconductor active region that operates as a switching transistor in a memory cell, and 1005 is a power supply line and a drain layer. Contact region, 1006 is the drain layer of the transistor, 1007 is the gate portion of the transistor, 1008 is the source layer of the transistor, 100
Reference numeral 9 is an electrically destructible insulating layer provided between the source layer and the bit line. X 1 , X 1 ′, X 2 , shown in FIG.
Cross-sectional views of X 2 ′, X 3 , X 3 ′, Y, and Y ′ are shown in FIG.
14 to 14. In FIG. 11, 1012 is p-type Si
For example, a substrate having a resistivity of several Ωcm is used.
1013 is a p + type buried layer, 1014 is a field oxide film, 1015 is an interlayer insulating film, and PSG, BPSG, S
iN, SON, etc. can be used. Reference numeral 1016 is a p-type layer provided immediately below the drain, 1017 is a drain n + high-concentration layer, and 1018 is a drain power supply wiring connected to the drain layer 1017 via a contact portion 1019 in the figure. The correspondence between FIG. 10 and this FIG. 11 is the drain layer 1 of FIG.
Reference numeral 006 corresponds to 1017 in FIG. 11, and contact portion 1005 in FIG. 10 corresponds to 1019 in FIG. In FIG. 11, the passivation film is omitted.

【0048】図12はメモリセル部のトランジスタのゲ
ート部の断面図である。図12において、1021は、
チャネル領域でたとえば、不純物濃度として5×1014
〜5×1016cm-3の半導体よりなる。1022は、ゲ
ート絶縁膜で、ゲート長によりその酸化膜厚は、変更す
る必要があるが、約60Å〜250Å程度である。
FIG. 12 is a sectional view of the gate portion of the transistor in the memory cell portion. In FIG. 12, 1021 is
In the channel region, for example, the impurity concentration is 5 × 10 14
It is made of a semiconductor of about 5 × 10 16 cm −3 . Reference numeral 1022 denotes a gate insulating film, and the oxide film thickness thereof needs to be changed depending on the gate length, but is about 60 Å to 250 Å.

【0049】これは、Si酸化膜のみならず、SiO
N、又はSiO2とSiONとの積層膜でも良い。10
23は、ゲート電極である。たとえば、下地がp+型ポ
リシリコンで上層がWXSi1-Xのポリサイド構造等低抵
抗でかつ、トランジスタのしきい値が所望のものになる
仕事関数を有するものを選択する。1024は、ドレイ
ン電源用配線の断面で図10の1003に、1025
は、ビット線配線の断面で、図10の1002に対応す
る。図12からわかるように、チャネル領域1021
は、ゲート絶縁膜1022と、p層1016とに規定さ
れている。したがって、本トランジスタのチャネル幅
は、d1、d3の加算値即ち2d1+d3となる。フィール
ド酸化工程により、このチャネル領域1021下部のゲ
ート絶縁膜厚は、図12の1026に示すように、変化
し、その値を制御することは比較的難しい。しかしなが
ら、本トランジスタにおいては、実際動作するチャネル
領域は、下地のp領域で規定されているので膜厚ゆらぎ
の影響を受けず、各トランジスタのバラツキは、極めて
少ないものとなる。
This is not only for the Si oxide film but also for the SiO
It may be N or a laminated film of SiO 2 and SiON. 10
Reference numeral 23 is a gate electrode. For example, a material having a low resistance such as a polycide structure in which the underlying layer is p + type polysilicon and the upper layer is W x Si 1-x and the transistor threshold value is desired is selected. Reference numeral 1024 denotes a cross section of the drain power supply wiring, and 1003 and 1025 in FIG.
Is a cross section of the bit line wiring and corresponds to 1002 in FIG. As can be seen from FIG. 12, the channel region 1021
Are defined in the gate insulating film 1022 and the p layer 1016. Therefore, the channel width of this transistor is the sum of d 1 and d 3 , that is, 2d 1 + d 3 . Due to the field oxidation step, the gate insulating film thickness under the channel region 1021 changes as shown at 1026 in FIG. 12, and it is relatively difficult to control the value. However, in this transistor, since the channel region in which the transistor actually operates is defined by the underlying p region, it is not affected by the film thickness fluctuation, and the variation among the transistors is extremely small.

【0050】図13は、メモリセル部のトランジスタの
ソース領域の断面図である。図13において、1030
は、ソース層であるn+−Si領域、1031′は、そ
のソース上に設けられた絶縁膜で、この絶縁膜の破壊、
非破壊により、メモリの導通、非導通状態を規定する。
その絶縁層に、コンタクト領域1033を介して、ビッ
ト線配線1032に接続している。上記絶縁層として
は、たとえば、SiO2、SiON、SiO2とSiNと
の積層構造等用いることができる。他に酸化アルミニウ
ム、酸化タンタル等を用いることもできる。
FIG. 13 is a sectional view of the source region of the transistor in the memory cell section. In FIG. 13, 1030
Is an n + -Si region which is a source layer, 1031 ′ is an insulating film provided on the source, and the insulating film is destroyed,
Non-destructive defines conduction and non-conduction state of the memory.
The bit line wiring 1032 is connected to the insulating layer via a contact region 1033. As the insulating layer, for example, SiO 2 , SiON, a laminated structure of SiO 2 and SiN, or the like can be used. Alternatively, aluminum oxide, tantalum oxide, or the like can be used.

【0051】次に、図10のYY′断面である図14に
ついて説明する。
Next, FIG. 14 which is a section taken along the line YY 'of FIG. 10 will be described.

【0052】図14の1035,1035′に示すよう
に、各トランジスタは、垂直な面により分離され、各ト
ランジスタ間は、層間絶縁膜がうめ込まれており分離幅
は狭くすることが可能で、高集積化には優れた構造と言
える。この断面でのゲート電極構造は、通常のMOSF
ETと同等の構造であるが、前出の図12に示すよう
に、この断面を直交する断面で見ると、側壁部に対向す
るようにゲート電極が配置されている。又、上部にもゲ
ート電極は設けられているものの、図12に示すd1
3の関数を d3<d1 …式(1) とすれば、ゲート電圧をあげても、そのポテンシャルが
両側からもち上げられるため、チャネル領域の電界は通
常のMOSFETに比べて緩和される。又、さらに、ポ
テンシャルの変化の仕方がチャネル領域全体で変化する
ため、この両者の効果により、トランジスタONに大電
流を通すことが実現でき、駆動能力が高い良好な特性が
得られた。
As shown at 1035 and 1035 'in FIG. 14, each transistor is separated by a vertical surface, and an interlayer insulating film is embedded between each transistor, so that the separation width can be narrowed. It can be said that this is an excellent structure for high integration. The gate electrode structure in this cross section is a normal MOSF.
Although it has a structure similar to that of ET, as shown in FIG. 12 described above, the gate electrode is arranged so as to face the side wall when viewed in a cross section orthogonal to this. Although the gate electrode is also provided on the upper part, d 1 , shown in FIG.
If the function of d 3 is expressed as d 3 <d 1 (1), the electric field in the channel region is relaxed as compared with a normal MOSFET because the potential is raised from both sides even if the gate voltage is increased. .. Further, since the way of changing the potential changes in the entire channel region, a large current can be passed through the transistor ON by the effects of both of them, and good characteristics with high driving capability were obtained.

【0053】図15は実施例1による、3×3セルの半
導体メモリーを示す回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a 3 × 3 cell semiconductor memory according to the first embodiment.

【0054】1つのセルはアドレス用トランジスタ10
40とメモリ要素1041とを有している。もちろん1
041は絶縁膜の破壊前はキャパシタ、破壊後はキャパ
シタとならない。
One cell is an address transistor 10.
40 and a memory element 1041. Of course 1
041 does not become a capacitor before destruction of the insulating film and does not become a capacitor after destruction.

【0055】1001,1001′,1001′′,1
001′′′はFETの各ゲートに接続されたワード線
である。
1001, 1001 ', 1001'', 1
001 '''is a word line connected to each gate of the FET.

【0056】1002,1002′,1002′′は各
メモリ要素の一方に接続されたビット線である。
Reference numerals 1002, 1002 'and 1002''are bit lines connected to one of the memory elements.

【0057】1003,1003′,1003′′は電
源線である。
Reference numerals 1003, 1003 'and 1003 "are power lines.

【0058】又、メモリの周辺回路として、ビット線の
電圧を基準電圧にセットするビット線電圧セット回路1
042、ワード線電圧セット回路1043、ビット線を
順次選択する信号を発生する選択信号発生回路104
4、ビット線選択スイッチ1045,1045′,10
45′′、ビット線読出しライン1048をリセットす
るスイッチ1046、アンプ1047を有する。
As a peripheral circuit of the memory, a bit line voltage setting circuit 1 for setting the bit line voltage to a reference voltage.
042, a word line voltage setting circuit 1043, and a selection signal generation circuit 104 for generating a signal for sequentially selecting bit lines.
4, bit line selection switches 1045, 1045 ', 10
45 ″, a switch 1046 for resetting the bit line read line 1048, and an amplifier 1047.

【0059】以下、上述した半導体メモリーの動作につ
いて説明する。
The operation of the above-mentioned semiconductor memory will be described below.

【0060】まず始めに、書き込み動作について説明す
る。この動作は、次の4つの主動作を含む。
First, the write operation will be described. This operation includes the following four main operations.

【0061】 (1)書き込み動作その1:(ビット線プリチャージ) ビット線を1042の電圧セット回路により、基準電圧
DDに設定する。これにより、電源ラインとビット線間
には電位差がなくなり、ワード線にいかなる電圧が印加
されようが、FETのソース・ドレイン間には電位の発
生もしくは電流は流れず、上記1041に示す絶縁膜は
破壊されない。このビット線のプリチャージ電圧は、電
源電圧と同等でもよいが同等でなくともよく、その時は
上記絶縁膜領域が破壊し、導通状態にならないようにす
る。VDDの値としては、たとえば1〜5V程度で可能で
ある。
(1) Write Operation Part 1: (Bit Line Precharge) The bit line is set to the reference voltage V DD by the voltage setting circuit 1042. As a result, there is no potential difference between the power supply line and the bit line, no matter what voltage is applied to the word line, no potential is generated or no current flows between the source and drain of the FET, and the insulating film indicated by 1041 is formed. Not destroyed. The precharge voltage of this bit line may or may not be equal to the power supply voltage, and at that time, the insulating film region is destroyed so as not to be in a conductive state. The value of V DD can be about 1 to 5 V, for example.

【0062】(2)書き込み動作その2:(ワード線デ
ィスチャージ) 全ワード線の電圧を第1グランド電位VGND1に固定す
る。たとえば、OVとすれば良い。これは、書き込み動
作を行うワード線に隣接するワード線にクロストークに
より信号の混入を防ぐために行う。
(2) Write Operation Part 2: (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to the first ground potential V GND1 . For example, it may be OV. This is performed in order to prevent a signal from being mixed into a word line adjacent to a word line which performs a write operation due to crosstalk.

【0063】(3)書き込み動作その3:(書き込むワ
ード線の選択) 今回の書き込みビットが、図3における左上のセルを原
点として、2行2列目のセルの場合には書き込みビット
のあるワード線は、図3の1001′となる。したがっ
て、このワード線の電位をVGとする。ただし、この時
Gは VGND1<VG<VGB…式(2) である。VGBは、ゲート絶縁膜破壊電圧である。
(3) Write operation part 3: (selection of write word line) If the write bit at this time is the cell in the second row and second column with the upper left cell in FIG. 3 as the origin, the word with the write bit The line becomes 1001 'in FIG. Therefore, the potential of this word line is set to V G. However, at this time, V G is V GND1 <V G <V GB (2) V GB is a gate insulating film breakdown voltage.

【0064】 (4)書き込み動作その4:(ビット線選択) 選択されたライン上に存在する書き込むセル対応したビ
ット線電位をグランド電位に設定する。すると、選択さ
れているラインのFETはすべてオン状態なっているた
め、ビット線電位をグランド電位にすることにより絶縁
膜に高電圧印加され、絶縁膜が破壊され、導通状態にな
る。この書き込み動作は、書き込み完了により、ビット
線とワード線間に電流が流れるため、ビット線選択を順
次やることが望ましいが、複数のビット線を同時に書き
込むことも可能である。
(4) Write Operation Part 4: (Bit Line Selection) The bit line potential corresponding to the write cell existing on the selected line is set to the ground potential. Then, since all the FETs in the selected line are in the ON state, a high voltage is applied to the insulating film by setting the bit line potential to the ground potential, the insulating film is destroyed, and the conductive state is established. In this writing operation, a current flows between the bit line and the word line upon completion of writing, so it is desirable to sequentially select the bit lines, but it is also possible to write a plurality of bit lines at the same time.

【0065】次に読出し動作について説明する。この動
作は次の4つの主動作を含む。
Next, the read operation will be described. This operation includes the following four main operations.

【0066】 (1)読出し動作その1(ビット線プリチャージ) 書き込み時と同様の動作により行う。これは読出し動作
により、書き込まれていないビットに書き込まないため
である。その時の電圧は、電源電圧VDDと同等レベルで
良い。
(1) Read Operation Part 1 (Bit Line Precharge) The same operation as at the time of writing is performed. This is because the read operation does not write to the unwritten bits. The voltage at that time may be at the same level as the power supply voltage V DD .

【0067】 (2)読出し動作その2(ワード線 ディスチャージ) 全ワード線の電圧を第2グランド電位VGND2に固定す
る。ただし、第2のグランド電位VGND2と第1のグラン
ド電位VGND1とは、 VGND1<VGND2 …式(3) との関係を有する。
(2) Read Operation Part 2 (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to the second ground potential V GND2 . However, the second ground potential V GND2 and the first ground potential V GND1 have a relationship of V GND1 <V GND2 (Equation (3)).

【0068】 (3)読出し動作その3(読出すラインの選択) 読出しを行うラインのワード線の電位を式(2)で定め
られた範囲のVGに固定する。これにより上記ラインの
FETはON状態となる。
(3) Read Operation Part 3 (Selection of Line to Read) The potential of the word line of the line to be read is fixed to V G within the range defined by the equation (2). As a result, the FET on the above line is turned on.

【0069】(4)読出し動作その4(ビット線読出し
ラインリセット) ビット線の読出しライン1048をスイッチ1046に
よりリセットする。そのリセット電位は、上記スイッチ
1046に接続されている電源により決定するが、その
電位をVGND2とする。その後、1046のスイッチをO
FFし、ビット線読出しラインをフローティング状態に
する。
(4) Read Operation Part 4 (Bit Line Read Line Reset) The bit line read line 1048 is reset by the switch 1046. The reset potential is determined by the power source connected to the switch 1046, and the potential is V GND2 . Then switch 1046 to O
FF is performed, and the bit line read line is put in a floating state.

【0070】 (5)読出し動作その5(ビット線の選択) ビット線順次選択信号発生回路1044により、選択ビ
ット選択スイッチのゲートを高レベルとしスイッチをO
N状態にし、ビット線読出しラインと接続する。今、選
択セルが書き込まれていない場合、ビット線の容量をC
BIT,読出しラインの容量をCOUTとすると、読出しライ
ンの電圧は、
(5) Read Operation No. 5 (Selection of Bit Line) The bit line sequential selection signal generation circuit 1044 sets the gate of the selected bit selection switch to the high level and turns the switch to O.
The N state is set and the bit line read line is connected. If the selected cell has not been written, the capacitance of the bit line is C
Letting BIT and the capacitance of the read line be C OUT , the voltage of the read line is

【0071】[0071]

【外1】 に収束する。[Outer 1] Converge to.

【0072】一方、選択セルが書き込まれており、絶縁
膜が導通状態になっている場合は、この読出しライン
は、トランジスタを介して電源VDDと接続された状態に
ある。したがって、読出しラインの電圧は、VDDに収束
する。この差により、書き込まれたセル(ビット)が書
き込まれていないかが判明する。この電圧は、アンプ1
047により検出する。以上の動作により、読出しを行
うわけであるが、書き込み状態の場合、読出しラインの
電位がVDDに収束する時間が読出しスピードを決定す
る。大容量メモリになればなる程、ビット線及びビット
線読出しラインの容量は増大する。したがって、この大
きな容量をいかにドライブできるかが、カギとなり、微
細でかつ高駆動能力をもつ前出のトランジスタ構造が極
めて有効となる。
On the other hand, when the selected cell is written and the insulating film is in the conductive state, this read line is in a state of being connected to the power supply V DD through the transistor. Therefore, the voltage on the read line converges on V DD . This difference makes it clear whether or not the written cell (bit) is not written. This voltage is
It is detected by 047. Reading is performed by the above operation. In the writing state, the reading speed is determined by the time when the potential of the reading line converges on V DD . The larger the capacity of the memory, the larger the capacity of the bit line and the bit line read line. Therefore, how to drive this large capacity is a key, and the above-mentioned transistor structure which is fine and has high driving capability becomes extremely effective.

【0073】本実施例で、グランド電位を2種類設け、
動作を行ったのは、読出し動作時に絶縁膜が破壊されな
いためである。つまり、読出し動作時の絶縁膜の両端に
印加される電位差を書き込み時より小さく設定してい
る。
In this embodiment, two types of ground potential are provided,
The operation is performed because the insulating film is not destroyed during the read operation. That is, the potential difference applied to both ends of the insulating film during the read operation is set smaller than that during the write operation.

【0074】(製造方法の説明)次に、本発明の実施例
1の製造方法について図16乃至20を用いて説明す
る。図16乃至19は図12に相当する断面図、図20
は図14に対応する。まず、準備されたp型シリコン基
板1012表面にボロンのイオン注入を行い、約900
℃でイオン注入層の不純物の活性化を行う。p+高濃度
層1013形成後、本ウェハを洗浄し、エピタキシャル
成長装置に入れ、シランの還元により、表面に形成され
ている自然酸化膜を除去し、850℃という低温によ
り、p層が2μm、p-層1021が0.5μmになる
ように連続的に成長させる。低温エピにより不純物のわ
き上がりは抑制され、p+−p,p−p-は急峻な接合が
得られ、p+層の濃度は1019cm-3,p層の濃度は1
17cm-3,p-層の濃度は1016cm-3程となる。本
ウェハを熱酸化し、約250Aのシリコン酸化膜106
0を形成し、さらにその上部に気相化学堆積法(CV
D)により、250Åのシリコン窒化膜1061を堆積
した(図16)。
(Description of Manufacturing Method) Next, a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 16 to 19 are sectional views corresponding to FIG.
Corresponds to FIG. First, boron ions are implanted into the surface of the prepared p-type silicon substrate 1012, and about 900
Activation of impurities in the ion-implanted layer is performed at ℃. After forming the p + high-concentration layer 1013, the present wafer is washed and placed in an epitaxial growth apparatus to remove the natural oxide film formed on the surface by reducing silane, and the p layer is 2 μm, p - layer 1021 is continuously grown to be 0.5 [mu] m. The low temperature epitaxy suppresses the rise of impurities, a sharp junction is obtained for p + −p and p−p , the concentration of the p + layer is 10 19 cm −3 , and the concentration of the p layer is 1.
The concentration of the 0 17 cm −3 , p layer is about 10 16 cm −3 . This wafer is thermally oxidized to a silicon oxide film 106 of about 250 A.
0 is formed, and on top of that, vapor phase chemical vapor deposition (CV
In step D), a 250 Å silicon nitride film 1061 was deposited (FIG. 16).

【0075】次に、このウェハをトランジスタ形成領域
を残して、レジストをマスクとして、上記シリコン窒化
膜1061、上記シリコン酸化膜1060更にはp-
1021、p層1016の各Siエピ層まで、反応性異
方性エッチングにより、垂直にエッチング除去する。エ
ッチングによる溝の終端はp層もしくは、p+層中であ
れば良く、その制御は、デバイス特圧上厳密には要求さ
れない。これも、本構造の1つの利点の1つとなってい
る。次にパターニングに使用したレジストを剥離し、洗
浄後、再度Siが露出している表面に、約250Åのシ
リコン酸化膜1062を形成する。その後CVDによ
り、上記表面全体にシリコン窒化膜を堆積させ、異方性
シリコン窒化膜エッチにより、図4Bに示すように底面
1063のシリコン窒化膜のみ除去する。この場合、柱
状Siの上部のシリコン窒化膜1064は、2層から形
成されているため残ることになる(図17)。
Next, using this resist as a mask, leaving the transistor formation region in this wafer, the silicon nitride film 1061, the silicon oxide film 1060, and the Si epilayers of the p layer 1021 and the p layer 1016 are reacted. It is vertically removed by anisotropic etching. The end of the groove by etching may be in the p layer or the p + layer, and its control is not strictly required in terms of the device pressure. This is also one of the advantages of this structure. Next, the resist used for patterning is peeled off, and after cleaning, a silicon oxide film 1062 of about 250 Å is formed again on the surface where Si is exposed. Thereafter, a silicon nitride film is deposited on the entire surface by CVD, and only the silicon nitride film on the bottom surface 1063 is removed by anisotropic silicon nitride film etching, as shown in FIG. 4B. In this case, the silicon nitride film 1064 on the columnar Si is left because it is formed of two layers (FIG. 17).

【0076】次に約900℃でパイロジュネリック酸化
を行い、シリコン窒化膜が形成されていない表面のみ選
択的に酸化する。このプロセスにより図4Cに示すよう
にフィールド酸化膜1014が形成される。このフィー
ルド酸化工程により、シリコン柱I部は、1065に示
すように変形するが、変形した領域は、p層1016も
しくはp+層1013からなり、この変形の影響はな
い。(図18)。
Next, pyrogeneric oxidation is performed at about 900 ° C. to selectively oxidize only the surface on which the silicon nitride film is not formed. By this process, a field oxide film 1014 is formed as shown in FIG. 4C. By this field oxidation step, the silicon pillar I portion is deformed as shown by 1065, but the deformed region is composed of the p layer 1016 or the p + layer 1013 and is not affected by this deformation. (FIG. 18).

【0077】次に、選択酸化に用いたシリコン窒化膜1
066と、その下地のパッド酸化膜1067を除去し、
露出したSi表面を洗浄後、ゲート酸化膜1022を熱
酸化により形成する。さらに、polysiW(タング
ステン)を連続的に堆積し、その後W表面より、ボロン
のイオン注入及びアンフレによりp+型ポリシリコンと
1-XSiXとWとからなるゲート電極を形成する。この
タイプのトランジスタ動作は、対応するゲート間距離が
0.1μmとなっているため、チャネル部のポテンシャ
ルを全体的にゲート電位によりコントロールし、ON−
OFFさせるものである。したがって、従来のMOSF
ETよりも、しきい値が低くなるが、p+層1068に
より、しきい値を高めている。またゲート電極上部がW
メタル1069からなり、ワード線の低抵抗化を実現し
ている。
Next, the silicon nitride film 1 used for the selective oxidation.
066 and the underlying pad oxide film 1067 are removed,
After cleaning the exposed Si surface, a gate oxide film 1022 is formed by thermal oxidation. Further, polysiW (tungsten) is continuously deposited, and thereafter, a gate electrode made of p + -type polysilicon, W 1-X Si X and W is formed from the W surface by ion implantation of boron and unfurling. In this type of transistor operation, since the corresponding gate-to-gate distance is 0.1 μm, the potential of the channel part is entirely controlled by the gate potential, and the ON-
It is turned off. Therefore, conventional MOSF
Although the threshold value is lower than that of ET, the threshold value is increased by the p + layer 1068. The upper part of the gate electrode is W
It is made of metal 1069 and realizes low resistance of the word line.

【0078】このゲート電極をパターニング後、このゲ
ートをマスクにn+層を拡散し、ソース層の1030、
ドレイン層1017を形成する。
After patterning this gate electrode, the n + layer is diffused using this gate as a mask to form a source layer 1030,
A drain layer 1017 is formed.

【0079】次に図19に示すように、層間絶縁膜10
15が平坦化し形成される。この平坦化はたとえばテト
ラエチルオルソシリケート(TEOS)の堆積とエッチ
バックとを組み合わすことにより実現できる。この後、
550℃N2雰囲気で、上記薄膜SiO2を高密度化す
る。また、薄膜SiO2形成としては洗浄後、白金過水
中で酸化膜を形成し、500〜600℃N2雰囲気中で
高密度化する方法も有効である。
Next, as shown in FIG. 19, the interlayer insulating film 10 is formed.
15 is flattened and formed. This planarization can be accomplished, for example, by combining tetraethyl orthosilicate (TEOS) deposition and etch back. After this,
The thin film SiO 2 is densified in a N 2 atmosphere at 550 ° C. Further, as a method of forming the thin film SiO 2 , a method of forming an oxide film in platinum-hydrogenated water after cleaning and increasing the density in a N 2 atmosphere of 500 to 600 ° C. is also effective.

【0080】次に、ソース領域1030のみコンタクト
穴1070をあける。このコンタクト穴のみSi表面が
露出しており、CVDでこのコンタクト穴の領域のみ約
50Åの酸化シリコン膜1033を形成する。この後、
550℃N2雰囲気で、上記酸化シリコン膜を高密度化
する。また、薄膜SiO2形成としては洗浄後、白金過
水中で酸化膜を形成し、500〜600℃N2雰囲気中
で高密度化する方法も有効である。その後、電源用及び
ビット線用配線を成膜し、パターニング、パシベーショ
ン膜を形成して、本セル構造が形成される。この説明に
おいては、nチャネルMOSFETを挙げて説明した
が、pチャネルMOSFETに対しても、導電型を反対
にすれば、同様の工程で作製可能なので説明は省略す
る。したがって、周辺回路は、n型チャネルMOSFE
Tとp型チャネルMOSFETより成るCMOS構成と
して作製できる。
Next, a contact hole 1070 is formed only in the source region 1030. The Si surface is exposed only in this contact hole, and a silicon oxide film 1033 of about 50 Å is formed by CVD only in the region of this contact hole. After this,
The silicon oxide film is densified in a N 2 atmosphere at 550 ° C. Further, as a method of forming the thin film SiO 2 , a method of forming an oxide film in platinum-hydrogenated water after cleaning and increasing the density in a N 2 atmosphere of 500 to 600 ° C. is also effective. After that, power supply and bit line wirings are formed, patterned, and a passivation film is formed to form the present cell structure. In this description, the n-channel MOSFET has been described as an example, but the p-channel MOSFET can be manufactured in the same process if the conductivity types are reversed, and thus the description thereof is omitted. Therefore, the peripheral circuit is an n-type channel MOSFE.
It can be manufactured as a CMOS structure composed of T and p-type channel MOSFETs.

【0081】以上、説明したように、本発明の実施例1
は、絶縁膜の破壊、非破壊状態により、導通、非導通状
態を形成し、従来のDRAMやEPROMと異なりわず
かな蓄積されたチャージを読み出す方式ではないため、
微細化が進んだ場合でも、高S/Nの読出しが可能にな
る。又、この読出しには、新構造のトランジスタを採用
し、微細でかつ高い駆動能力特性を持っているため、高
集積、高速読出しが実現できる。
As described above, the first embodiment of the present invention
Is not a method of forming a conductive state or a non-conductive state depending on the breakdown or non-destruction state of the insulating film and reading a slight accumulated charge unlike the conventional DRAM or EPROM.
Even with miniaturization, high S / N can be read. In addition, since a transistor of a new structure is adopted for this reading and it has a fine and high driving ability characteristic, high integration and high speed reading can be realized.

【0082】(実施例2)次に本発明の実施例2につい
て、図21乃至図24を用いて説明する。図11乃至図
14と同等の箇所に関しては、同一番号を記し、説明は
省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 21 to 24. The same parts as those in FIGS. 11 to 14 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0083】第1実施例の構成と異なる点は、チャネル
領域としてのp-層1017の上に同じ導電型でこのp-
層より不純物濃度の高いp層1080が形成されている
点である。
[0083] The configuration is different from the first embodiment, p as a channel region - this p the same conductivity type on the layer 1017 -
That is, the p-layer 1080 having a higher impurity concentration than that of the layer is formed.

【0084】この構造はpウエル層1016,p-層1
017,p層1080の形成の時に不純物濃度を変えて
エピタキシャル成長させれば良く、製造上、前出の実施
例1と同様の工程で行える。
This structure has p well layer 1016, p layer 1
017, p layer 1080 may be formed by epitaxial growth while changing the impurity concentration, and in manufacturing, the same steps as those of the above-described first embodiment can be performed.

【0085】又、ドレイン層1017と電源とのコンタ
クトをとる場合、ドレイン上表面のSi層を図21の1
081に示すようにわずかにエッチングした後行えばよ
い。
When the drain layer 1017 and the power source are contacted, the Si layer on the drain upper surface is formed as shown in FIG.
It may be performed after slightly etching as indicated by 081.

【0086】次に、本実施例に用いられるトランジスタ
の動作について説明する。
Next, the operation of the transistor used in this embodiment will be described.

【0087】p層1016及びp層1080の不純物濃
度は動作時のゲート電圧が最大値となった時でも、上部
のゲート絶縁膜1022との界面側に反転層が形成され
ないような濃度となっている。したがって、p-層10
21とゲート絶縁膜1022との側壁部のみにチャネル
が形成される構成となる。よってこの構成は純粋に2つ
の対向したゲートからなる構成と等価なものとなり動作
が安定する。
The impurity concentration of the p layers 1016 and 1080 is such that an inversion layer is not formed on the interface side with the upper gate insulating film 1022 even when the gate voltage during operation reaches the maximum value. There is. Therefore, the p layer 10
21. The channel is formed only on the side wall of the gate insulating film 21 and the gate insulating film 1022. Therefore, this structure is equivalent to a structure consisting of two gates facing each other, and the operation is stable.

【0088】又、通常Siのエッジ部の絶縁膜厚は、平
面部より薄くなり耐圧が低下するが、本実施例によれば
エッジ部1082に示す如く、内側のp層の濃度が高い
分、十分な耐圧を示すので、膜厚が実施例1より薄いも
のでも使用可能である。これにより、高いgm特性が得
られる。
Further, although the insulating film thickness of the edge portion of Si is usually thinner than that of the flat surface portion and the withstand voltage is lowered, according to the present embodiment, as shown by the edge portion 1082, the concentration of the inner p layer is high, Since it has a sufficient withstand voltage, it can be used even if the film thickness is thinner than that of the first embodiment. Thereby, a high gm characteristic is obtained.

【0089】この良好なトランジスタ特性により、メモ
リとしての高速読出しが実現できる。
Due to this excellent transistor characteristic, high-speed reading as a memory can be realized.

【0090】(実施例3)次に、本発明の実施例3につ
いて、図25を用いて説明する。実施例3も実施例2同
様、実施例1に示したメモリセルトランジスタの改良方
法に関するもので、図25に示す断面以外の実施例1に
対応する部分の断面図は図11、12、13と同じであ
る。同一箇所に関しては、同一番号で記し、説明は省略
する。実施例3の特徴点は、ソース及びドレインのゲー
ト電極近傍にn-層1085を設けたことである。本実
施例の構造は、LDD,GOLD等の構成を作製する時
同様、ゲート電極の側壁に設けられた絶縁層を利用して
容易に自己整合的に形成可能である。本例によればゲー
ト電極のソース、ドレイン端での電界を緩和し、チャネ
ル領域に不用なキャリアが入り込むことを防ぐことが可
能になる。これにより、メモリにおいて、早い読出し特
性が実現できるだけでなく、ホットキャリア等の発生が
防止でき、より高信頼性が得られる。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Similar to the second embodiment, the third embodiment also relates to a method for improving the memory cell transistor shown in the first embodiment. Cross-sectional views of portions other than the cross-section shown in FIG. 25, which correspond to the first embodiment, are as shown in FIGS. Is the same. The same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The feature of the third embodiment is that the n layer 1085 is provided near the source and drain gate electrodes. The structure of the present embodiment can be easily formed in a self-aligned manner by using the insulating layer provided on the side wall of the gate electrode, as in the case of manufacturing a structure such as LDD, GOLD and the like. According to this example, it is possible to relax the electric field at the source and drain ends of the gate electrode and prevent unwanted carriers from entering the channel region. As a result, not only fast read characteristics can be realized in the memory, but also hot carriers and the like can be prevented and higher reliability can be obtained.

【0091】又、この実施例においては、ソース、ドレ
インそれぞれ対称的にn-層を設けたが、実際高電界が
かかるのはドレイン端であり、又、ソース側は駆動能力
を高めるという意味で抵抗成分をつけたくないという理
由により、ドレイン側にのみn-層を設けても良い。
In this embodiment, the n - layer is provided symmetrically to the source and the drain, but the high electric field is actually applied to the drain end, and in the sense that the source side enhances the driving capability. The n layer may be provided only on the drain side because it is not necessary to add a resistance component.

【0092】(実施例4)本例はトランジスタのソース
及びドレインに接続される配線をそれぞれ互いに交差さ
せるように配置するものである。
(Embodiment 4) In this embodiment, wirings connected to the source and drain of a transistor are arranged so as to cross each other.

【0093】本発明の実施例4について説明する。図2
6は平面図、図27は図26のX11′断面を、図28
は図26のYY′断面を示している。前出の実施例1の
場合、水平方向にワード線が走り、垂直方向にビット線
と電源ラインが設けられていた。これに対して本実施例
は、水平方向にワード線1001、1001′と電源ラ
イン1096、1096′が走り一方垂直方向にはビッ
ト線1002、1002′のみ走るレイアウトになって
いる。本トランジスタがたて長の形状をしているので、
このように電源ラインを横方向に走らせることにより、
実施例1よりも2セル当りの面積が減少し、より高集積
化が図れるという利点を有する。
A fourth embodiment of the present invention will be described. Figure 2
6 is a plan view, FIG. 27 is a sectional view taken along line X 1 X 1 ′ of FIG.
Shows the YY 'cross section of FIG. In the case of the above-described first embodiment, the word line runs in the horizontal direction and the bit line and the power supply line are provided in the vertical direction. On the other hand, in this embodiment, the layout is such that word lines 1001, 1001 'and power supply lines 1096, 1096' run in the horizontal direction, while only bit lines 1002, 1002 'run in the vertical direction. Since this transistor has a vertically long shape,
By running the power line laterally in this way,
The area per 2 cells is smaller than that of the first embodiment, and there is an advantage that higher integration can be achieved.

【0094】図26のレイアウトを可能にする1つの構
成を図27、28を用いて説明する。図27において、
1100は電源ラインとしてのn+型ポリシリコン−W
1-XSiX−Wの配線、1101はこのn+型ポリシリコ
ンがドレイン層1017に接するダイレクトコンタクト
部である。これを図28に示すように水平方向に長く1
023及び1100の2つのポリシリコン−ポリサイド
W配線が配置されていることがわかる。図27、28で
示したもの以外に金属の2層配線を使用し、1層メタル
をビット線、2層メタルを電源ラインとする方式でも良
い。
One configuration that enables the layout of FIG. 26 will be described with reference to FIGS. In FIG. 27,
1100 is n + type polysilicon-W as a power supply line
The 1-X Si X -W wiring 1101 is a direct contact portion in which the n + type polysilicon is in contact with the drain layer 1017. As shown in FIG. 28, lengthen this horizontally by 1
It can be seen that two polysilicon-polycide W wirings 023 and 1100 are arranged. Other than the ones shown in FIGS. 27 and 28, a system in which a two-layer metal wiring is used and the first-layer metal is a bit line and the second-layer metal is a power line may be used.

【0095】(実施例5)次に本発明の実施例5につい
て、メモリセルのレイアウト図である図29、図29の
11′断面である図30、図29のX33′断面であ
る図31を用いて説明する。図29の1105、110
6に示すように、本実施例では、トランジスタのソース
及びドレイン層コンタクトサイズが広くなっている点が
前出の実施例1と異なる。このようにトランジスタの電
流の流れる方向(YY′方向)に直交する方向に長いコ
ンタクトを広くしていることにより、ソース層、及びド
レイン層の側壁でもコンタクトすることが可能になり、
コンタクト抵抗が小さくなる。特に、微細化が進むと、
トランジスタの駆動能力と同時に寄生抵抗や容量が回路
特性に重大な影響を及ぼす。この点寄生抵抗低減に上記
構造は優れている。そこで、コンタクトの構造を明らか
にするため図30、31を用いて詳細に説明する。
(Embodiment 5) Next, regarding Embodiment 5 of the present invention, the layout diagram of the memory cell is shown in FIG. 29, the X 1 X 1 ′ cross section of FIG. 29 is shown, and the X 3 X 3 ′ of FIG. 29 is shown. This will be described with reference to FIG. 31, which is a cross section. 29, 1105 and 110
As shown in FIG. 6, this embodiment is different from the above-described first embodiment in that the contact size of the source and drain layers of the transistor is wide. By widening the long contact in the direction orthogonal to the current flow direction (YY 'direction) of the transistor, it is possible to make contact also on the sidewalls of the source layer and the drain layer.
Contact resistance decreases. Especially as miniaturization progresses,
At the same time as the drivability of the transistor, parasitic resistance and capacitance have a significant influence on the circuit characteristics. In this respect, the above structure is excellent in reducing parasitic resistance. Therefore, in order to clarify the structure of the contact, a detailed description will be given with reference to FIGS.

【0096】図30中、1105はドレイン層用コンタ
クト穴、1107はそのコンタクトエッチがストップす
るための第1層間絶縁層、1109は第2層間絶縁層で
第1と第2は種類が異なりエッチングの際その選択比が
とれる材料を用いている。たとえば第1層間絶縁層とし
てシリコン窒化膜、第2層間絶縁層としてシリコン酸化
膜等が挙げられる。これにより図30中、1108に示
すように広い面積で配線用金属と接することが可能にな
る。
In FIG. 30, reference numeral 1105 is a drain layer contact hole, 1107 is a first interlayer insulating layer for stopping the contact etching, and 1109 is a second interlayer insulating layer. In this case, a material that can achieve the selection ratio is used. For example, the first interlayer insulating layer may be a silicon nitride film, and the second interlayer insulating layer may be a silicon oxide film. As a result, it becomes possible to make contact with the wiring metal over a wide area as indicated by 1108 in FIG.

【0097】一方、ソース部のコンタクトは図31に示
すように露出したn+層表面1110にメモリ用薄膜絶
縁層1111がつき、そのp+層を介して配線用金属1
032に接している。以上説明したように本実施例の構
造を用いることによりコンタクト部の抵抗がさらに小さ
くなり、高速読出しが実現できる。
On the other hand, as for the contact of the source portion, as shown in FIG. 31, the thin film insulating layer 1111 for memory is attached to the exposed n + layer surface 1110, and the metal 1 for wiring is provided through the p + layer.
I am in contact with 032. As described above, by using the structure of this embodiment, the resistance of the contact portion is further reduced, and high-speed reading can be realized.

【0098】(実施例6)実施例6について、図32、
33を用いて説明する。実施例6は前出の実施例1の構
造体を実施例1に記述した製造方法と異なる方法により
製造されるものである。実施例1の作製方法を示す図1
6乃至図20と同様の箇所については説明を省略し、同
等箇所については同一番号を記す。
(Sixth Embodiment) FIG. 32 shows a sixth embodiment.
This will be described using 33. Example 6 is manufactured by a method different from the manufacturing method described in Example 1 for the structure of Example 1 described above. 1A to 1C showing a manufacturing method of Example 1.
Descriptions of the same parts as those in FIGS. 6 to 20 are omitted, and the same parts are denoted by the same reference numerals.

【0099】図32に示すように最大の特徴は、選択酸
化によらず、フィールド酸化膜を成膜とエッチングによ
り形成する点にある。柱状半導体領域を囲うパット酸化
膜の形成、そしてシリコン窒化膜の形成プロセスまで
は、実施例1と同様である。その後、シリコン窒化膜を
異方性エッチした表面のシリコン酸化膜をはくりし、再
度熱酸化膜1092を形成する。そしてTEOSを利用
して層間絶縁膜を成膜し、エッチバックによりSiO2
層1091を形成する。このエッチバック時にシリコン
窒化膜とシリコン酸化膜とのエッチング選択比が十分と
れていれば良い。
As shown in FIG. 32, the greatest feature is that a field oxide film is formed by film formation and etching instead of selective oxidation. The processes up to the formation of the pad oxide film surrounding the columnar semiconductor region and the process of forming the silicon nitride film are the same as in the first embodiment. Then, the silicon oxide film on the surface obtained by anisotropically etching the silicon nitride film is peeled off, and a thermal oxide film 1092 is formed again. Then, an interlayer insulating film is formed by using TEOS, and SiO 2 is etched back.
The layer 1091 is formed. It suffices that a sufficient etching selection ratio between the silicon nitride film and the silicon oxide film is obtained at the time of this etching back.

【0100】このエッチバックにより、フィールド酸化
膜表面は、p層1016とp+埋め込み層1013界面
より高く、かつp層1016とp-層1021界面より
低くなるようにしておく。次に、このシリコン窒化膜を
エッチングにより除去、さらに、パッド酸化膜を除去し
て、洗浄した後、ゲート酸化することにより図33の1
091′に示すようなフィールド酸化膜の形状が得られ
る。後は実施例1と同様、ゲート電極層1068、10
69を形成すれば良い。以上説明した製造方法を用いる
と、高熱工程が含まれず不純物の余分な拡散が減少し、
チャネル領域のサイズが安定する。さらには、フィール
ド酸化等で発生する歪みがない等の利点がある。半導体
メモリとしては、各メモリセルのバラツキが減少するの
で、高歩留りで本装置が実現できるという利点もある。
By this etching back, the surface of the field oxide film is set to be higher than the interface between p layer 1016 and p + buried layer 1013 and lower than the interface between p layer 1016 and p layer 1021. Next, the silicon nitride film is removed by etching, the pad oxide film is removed, and after cleaning, gate oxidation is performed as shown in FIG.
A field oxide film shape as shown in 091 'is obtained. After that, the gate electrode layers 1068, 10 are formed in the same manner as in Example 1.
69 may be formed. When the manufacturing method described above is used, a high temperature step is not included and excessive diffusion of impurities is reduced,
The size of the channel region is stable. Further, there is an advantage that there is no distortion generated by field oxidation or the like. As a semiconductor memory, the variation of each memory cell is reduced, so that there is an advantage that the present device can be realized with a high yield.

【0101】以上の各実施例に基づき、半導体メモリー
を製造し書き込み、読出し動作を行った結果、各実施例
ともに期待以上の良好な動作を行うことが確認された。
As a result of manufacturing a semiconductor memory and performing a write operation and a read operation based on each of the above-described embodiments, it was confirmed that each of the embodiments performs an operation that is better than expected.

【0102】次にメモリ要素としてPN接合破壊型のメ
モリーについて説明する。
Next, a PN junction destruction type memory will be described as a memory element.

【0103】(実施例7)図34、35は本発明の実施
例7によるメモリーセルの断面図であり前出の図13に
対応している。図13と異なる点はメモリ要素を構成す
る絶縁層1031′(図13)がp+型半導体層103
1(図34)に置換されPN接合破壊型のメモリーとな
っているところである。その他の半導体メモリーの構成
は実施例1と同じである。
(Embodiment 7) FIGS. 34 and 35 are sectional views of a memory cell according to Embodiment 7 of the present invention and correspond to FIG. 13 described above. The difference from FIG. 13 is that the insulating layer 1031 ′ (FIG. 13) forming the memory element is the p + -type semiconductor layer 103.
1 (FIG. 34) is replaced with a PN junction destruction type memory. The other configuration of the semiconductor memory is the same as that of the first embodiment.

【0104】ここで、1030はソース層であるn+
Si領域、1031は、そのソース上に設けられたp+
領域で、このpn接合によりメモリの導通、非導通状態
を規定する。そのp+層上に、コンタクト領域1033
を介して、ビット線配線1032に接続している。
Here, 1030 is n + − which is the source layer.
Si region, 1031 is p + provided on its source
In the region, the conduction / non-conduction state of the memory is defined by this pn junction. On the p + layer, contact region 1033
It is connected to the bit line wiring 1032 via.

【0105】次に、本発明のメモリ装置の動作方法、及
び記憶方式について説明する。図36は、本例のメモリ
セルのレイアウトを等価回路として図示したもので、1
010〜1001′′′はワード線、1002〜100
2′′はビット線、1003〜1003′′は電源線を
示す。各セルは、微細かつ電流駆動能力の高いトランジ
スタ1040と、そのトランジスタのソース層にpn接
合1041が設けられ、メモリセルを構成している。
又、メモリの周辺回路として、ビット線電圧セット回路
1042、ワード線電圧セット回路1043、ビット線
順次選択信号発生回路1044、ビット線選択スイッチ
1045〜1045′′、ビット線読出しライン104
8をリセットするスイッチ1046、アンプ1047か
ら成る。
Next, the operation method and storage method of the memory device of the present invention will be described. FIG. 36 shows the layout of the memory cell of this example as an equivalent circuit.
010 to 1001 '''' are word lines, 1002 to 100
Reference numeral 2 ″ denotes a bit line, and 1003 to 1003 ″ denote power supply lines. Each cell has a fine transistor 1040 with high current driving capability and a pn junction 1041 provided in the source layer of the transistor to form a memory cell.
Further, as memory peripheral circuits, a bit line voltage setting circuit 1042, a word line voltage setting circuit 1043, a bit line sequential selection signal generation circuit 1044, bit line selection switches 1045 to 1045 ″, a bit line read line 104.
8 is composed of a switch 1046 and an amplifier 1047.

【0106】次に書き込み動作について説明する。Next, the write operation will be described.

【0107】(1)書き込み動作その1:(ビット線を
プリチャージ) ビット線を1042の電圧セット回路により、電圧VDD
に設定する。これにより、電源ラインとビット線間に
は、電位差がなくなり、ワード線にいかなる電圧が印加
されようが、ソース、ドレイン間には電位の発生もしく
は電流は流れず、上記1041に示すpn接合は破壊さ
れない。このビット線のプリチャージ電圧は、電源電圧
DDと同等以外でも上記pn接合領域が破壊し、導通状
態にならないのであれば良い。VDDの値としてはたとえ
ば1〜5V程度で可能である。
(1) Write Operation Part 1: (Precharge Bit Line) The bit line is set to the voltage VDD by the voltage setting circuit 1042.
Set to. As a result, there is no potential difference between the power supply line and the bit line, no matter what voltage is applied to the word line, no potential is generated or no current flows between the source and drain, and the pn junction 1041 is destroyed. Not done. The precharge voltage of this bit line may be other than equal to the power supply voltage V DD as long as it does not bring the pn junction region into a conductive state. The value of V DD can be about 1 to 5 V, for example.

【0108】(2)書き込み動作その2:(ワード線デ
ィスチャージ) 全ワード線の電圧を第1グランド電位VGND1に固定す
る。たとえば、0Vとすれば良い。これは、書き込み動
作を行うワード線に隣接するワード線にクロストークに
より信号の混入を防ぐために行う。
(2) Write Operation Part 2: (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to the first ground potential V GND1 . For example, it may be 0V. This is performed in order to prevent a signal from being mixed into a word line adjacent to a word line which performs a write operation due to crosstalk.

【0109】 (3)書き込み動作その3(書き込むワード線の選択) 今回の書き込みビットが、左上のセルを原点として2行
2列目のセルと仮定する。書き込みビットのあるワード
線は、図3の1001′となる。したがって、このワー
ド線の電位をVGとする。ただし、VGは VGND1<VG<VGB 式(2) である。VGBは、ゲート絶縁膜破壊電圧である。
(3) Write Operation 3 (Selection of Write Word Line) It is assumed that the write bit at this time is the cell in the second row and second column with the upper left cell as the origin. The word line having the write bit is 1001 'in FIG. Therefore, the potential of this word line is set to V G. However, V G is V GND1 <V G <V GB formula (2). V GB is a gate insulating film breakdown voltage.

【0110】 (4)書き込み動作その4(ビット線選択) 選択されたライン上に存在する書き込むセルに対応した
ビット線電位をグランド電位に設定する。すると、選択
されているラインのトランジスタはすべてON状態にな
っているため、ビット線電位をグランド電位にすること
により、pn接合に高電圧が印加され、pn接合が破壊
され導通状態になる。この書き込み動作は、書き込み完
了によりビット線とワード線間に電流が流れるため、ビ
ット線選択を順次やることが望ましいが、複数のビット
線を同時に書き込むことも可能である。
(4) Write Operation Part 4 (Bit Line Selection) The bit line potential corresponding to the write cell existing on the selected line is set to the ground potential. Then, all the transistors of the selected line are in the ON state, so that by setting the bit line potential to the ground potential, a high voltage is applied to the pn junction, and the pn junction is destroyed and becomes conductive. In this write operation, since a current flows between the bit line and the word line upon completion of the write, it is desirable to sequentially select the bit lines, but it is also possible to write a plurality of bit lines at the same time.

【0111】次に読出し動作について説明する。Next, the read operation will be described.

【0112】 (1)読出し動作その1(ビット線プリチャージ) 書き込み時と同様の動作により行う。これは読出し動作
により書き込まれていないビットに書き込まないためで
ある。その時の電圧は、電源電圧VDDと同等レベルで良
い。
(1) Read Operation Part 1 (Bit Line Precharge) The same operation as in writing is performed. This is because the unwritten bits are not written by the read operation. The voltage at that time may be at the same level as the power supply voltage V DD .

【0113】 (2)読出し動作その2(ワード線ディスチャージ) 全ワード線の電圧を第2グランド電位VGND2に固定す
る。ただし、第2グランド電位VGND2と第1のグランド
電位VGND1とは、 VGND1<VGND2 式(3) との関係を有する。
(2) Read Operation Part 2 (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to the second ground potential V GND2 . However, the second ground potential V GND2 and the first ground potential V GND1 have a relationship of V GND1 <V GND2 (3).

【0114】 (3)読出し動作その3(読出すラインの選択) 読出しを行うラインのワード線の電位を(2)式で定め
られた範囲のVGに固定する。これにより上記ラインの
トランジスタはON状態となる。
(3) Read Operation Part 3 (Selection of Line to Read) The potential of the word line of the line to be read is fixed to V G within the range defined by the equation (2). As a result, the transistor on the above line is turned on.

【0115】(4)読出し動作その4(ビット線読出し
ラインリセット) ビット線読出しライン1048をスイッチ1046によ
りリセットする。そのリセット電位は、上記スイッチ1
046に接続されている電源により決定するが、その電
位をVGND2とする。その後、1046のスイッチをOF
Fし、ビット線読出しラインをフローティング状態にす
る。
(4) Read Operation Part 4 (Bit Line Read Line Reset) The bit line read line 1048 is reset by the switch 1046. The reset potential is the above switch 1
It is determined by the power source connected to 046, and its potential is V GND2 . After that, switch 1046 to OF
Then, the bit line read line is set to the floating state.

【0116】 (5)読出し動作その5(ビット線の選択) ビット線順次選択信号発生回路1044により、選択ビ
ット選択スイッチのゲートを高レベルとし、スイッチを
ON状態にし、ビット線読出しラインと接続する。今、
選択セルが書き込まれていない場合、ビット線の容量を
BIT、読出しラインの容量をCOUTとすると読出しライ
ンの電圧は、
(5) Read Operation No. 5 (Selection of Bit Line) The bit line sequential selection signal generation circuit 1044 sets the gate of the selected bit selection switch to the high level, turns the switch ON, and connects it to the bit line read line. .. now,
When the selected cell is not written, assuming that the bit line capacitance is C BIT and the read line capacitance is C OUT , the read line voltage is

【0117】[0117]

【外2】 に収束する。[Outside 2] Converge to.

【0118】一方、選択セルが書き込まれており、pn
接合が導通状態になっている場合は、この読出しライン
は、トランジスタを介して電源VDDと接続された状態に
ある。したがって、読出しラインの電圧は、VDDに収束
する。この差により書き込まれたセル(ビット)か書き
込まれていないかが判明する。この電圧はアンプ104
7により検出する。以上の動作により読出しを行うわけ
であるが、書き込み状態の場合、読出しラインの電位が
DDに収束する時間が読出しスピードを決定する。大容
量メモリになればなる程、ビット線及びビット線読出し
ラインの容量は増大する。したがって、この大きな容量
をいかにドライブできるかがカギとなり微細でかつ高駆
動能力をもつ本実施例で説明したトランジスタ構造が極
めて有効となる。
On the other hand, the selected cell is written, and pn
When the junction is conducting, this read line is in connection with the power supply V DD through the transistor. Therefore, the voltage on the read line converges on V DD . This difference makes it clear whether the cell (bit) is written or not. This voltage is the amplifier 104
7 to detect. Reading is performed by the above operation. In the writing state, the reading speed is determined by the time when the potential of the reading line converges on V DD . The larger the capacity of the memory, the larger the capacity of the bit line and the bit line read line. Therefore, the key is how to drive this large capacity, and the transistor structure described in this embodiment, which is fine and has a high driving capability, is extremely effective.

【0119】本実施例で、グランド電位を2種類設け、
動作を行ったのは読出し動作時にpn接合が破壊されな
いためである。つまり読出し動作時のpn接合の両端に
印加される電位差を書き込み時より小さく設定してい
る。
In this embodiment, two types of ground potential are provided,
The operation is performed because the pn junction is not destroyed during the read operation. That is, the potential difference applied to both ends of the pn junction during the read operation is set smaller than that during the write operation.

【0120】次に実施例7の製造方法について説明す
る。基本的には実施例1即ち図16乃至図20にて示し
た工程と同じであるが異なるのは絶縁層に代えてp型半
導体層を形成する点であり、図20の工程は図37のよ
うになる。
Next, the manufacturing method of the seventh embodiment will be described. Basically, it is the same as the step shown in FIG. 16 to FIG. 20 of Example 1, except that a p-type semiconductor layer is formed instead of the insulating layer, and the step of FIG. Like

【0121】即ち図19に示す工程によりMOSFET
作成後に、ソース領域1030のみコンタクト穴107
0をあける。このコンタクト穴のみSi表面が露出して
おり、LPCVDでこのコンタクト穴の領域のみ図4の
1033に示すp+層400Å〜800Åを形成する。
その後電源用及びビット線用配線を線膜し、パターニン
グし、パシベーション膜を形成し、本セル構造が形成さ
れる。
That is, according to the process shown in FIG.
After the formation, only the source region 1030 has the contact hole 107.
Open 0. The Si surface is exposed only in this contact hole, and p + layers 400Å to 800Å shown at 1033 in FIG. 4 are formed by LPCVD only in the region of this contact hole.
After that, power supply and bit line wirings are formed into a film, patterned, and a passivation film is formed to form the present cell structure.

【0122】以上、説明したように、本発明の実施例
は、pn接合の破壊非破壊状態により、導通、非導通状
態を形成し、従来のDRAMやE2PROMと異なりわ
ずかな蓄積されたチャージを読出すのではないため、微
細化が進んだ場合でも高S/Nの読出しが可能になる。
又、この読出しには、新構造のトランジスタを採用し、
微細でかつ高い駆動能力特性をもっているため、高集
積、高速読出しが実現できる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, conduction and non-conduction states are formed by the destruction and non-destruction state of the pn junction, and unlike the conventional DRAM and E 2 PROM, a slight accumulated charge is accumulated. Therefore, even if the miniaturization progresses, a high S / N can be read.
In addition, a transistor with a new structure is adopted for this reading,
Since it is fine and has high driving ability characteristics, high integration and high-speed reading can be realized.

【0123】(実施例8)次に本発明の実施例8につい
て、図38(a),(b)を用いて説明する。図23、
24と同等の箇所に関しては、同一番号を記し、説明は
実施例2と同じなのでここでは省略する。本例ではメモ
リ要素がp+pn+接合からなり接合容量が小さくなって
いる。
(Embodiment 8) Next, an embodiment 8 of the invention will be described with reference to FIGS. 38 (a) and 38 (b). FIG. 23,
The same parts as 24 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is the same as that of the second embodiment, so that the description thereof is omitted here. In this example, the memory element is a p + pn + junction and the junction capacitance is small.

【0124】(実施例9)図39に示す本例は前出の実
施例3の図25と同じである。異なる点は絶縁層に代え
てp+型半導体層1031を形成しpn接合を形成して
いる点のみである。
(Ninth Embodiment) The present embodiment shown in FIG. 39 is the same as FIG. 25 of the above-mentioned third embodiment. The only difference is that the p + -type semiconductor layer 1031 is formed instead of the insulating layer to form a pn junction.

【0125】(実施例10)図40に示す実施例10は
実施例4の図28と同じである。異なる点はp+半導体
層1031が絶縁層に代えて形成されている点のみであ
る。
Example 10 Example 10 shown in FIG. 40 is the same as FIG. 28 of Example 4. The only difference is that the p + semiconductor layer 1031 is formed instead of the insulating layer.

【0126】(実施例11)次に本発明の実施例11に
関して、図41を用いて説明する。この図は、図34と
同等の断面図でこの部分のみ異なるため、この図のみに
より違いを説明する。又、前回同様、同等箇所は同一番
号を記し、説明は省略する。この実施例11が実施例1
と異なる点は、実施例1が選択的にSi層上にp+層を
形成したのに対して、本実施例はn+ソース層1030
上へのコンタクト穴をマスクとして、p型イオンたとえ
ばボロンをイオン注入しアニールすることによりn+
内にp+層1088を形成している点である。本実施例
の構造を用いるとpn接合のリーク電流が減少し、導
通、非導通モードがより顕著になり、高S/Nが得られ
る。又、イオン注入後、n+層内にアモルファスのp+
を形成することで高抵抗層を設け、非導通化を図ること
も可能である。
(Embodiment 11) Next, Embodiment 11 of the present invention will be described with reference to FIG. This figure is a sectional view equivalent to FIG. 34, and only this part is different, and therefore the difference will be described only by this figure. Also, like the previous time, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This Example 11 is Example 1.
The difference from Example 1 is that the p + layer was selectively formed on the Si layer in Example 1, while the n + source layer 1030 was used in Example 3
This is that p + layer 1088 is formed in the n + layer by ion-implanting p type ions such as boron and annealing using the contact hole as an upper mask. When the structure of this embodiment is used, the leak current of the pn junction is reduced, the conduction and non-conduction modes become more prominent, and high S / N is obtained. Further, after the ion implantation, a high-resistance layer provided by forming a p + layer of amorphous to the n + layer in, it is possible to achieve non-conduction of.

【0127】(実施例12)本例は図31に示した実施
例5と同等であるがソース部のメモリ要素が露出したn
+層1030の突起状表面1110を覆っている構成で
ある。このメモリ要素としてはLPCVD法による選択
堆積によってp+型半導体層として形成できる。この例
ではソースコンタクト抵抗がより一層小さくなり、高速
読出が可能となる。
(Embodiment 12) This embodiment is the same as the embodiment 5 shown in FIG. 31 except that the memory element of the source section is exposed.
In this structure, the protruding surface 1110 of the + layer 1030 is covered. This memory element can be formed as a p + type semiconductor layer by selective deposition by the LPCVD method. In this example, the source contact resistance is further reduced, and high-speed reading is possible.

【0128】以上説明した実施例によれば、半導体接合
としてのpn接合の破壊、非破壊状態により導通、非導
通状態を形成し、高いS/Nで書き込まれた信号を読出
すことができ、メモリーにおいては、低エラーレート、
高信頼なメモリが実現できる。さらに、新型の高駆動能
力のトランジスタをメモリセルに用いることになり、高
速、高集積メモリが実現できる効果を有する。
According to the embodiment described above, a conductive or non-conductive state can be formed by breaking or non-destructing a pn junction as a semiconductor junction, and a signal written with a high S / N can be read out. In memory, low error rate,
A highly reliable memory can be realized. Furthermore, since a new type of transistor with high driving capability is used for the memory cell, there is an effect that a high speed and highly integrated memory can be realized.

【0129】即ちメモリ要素として半導体層を用いPN
接合の破壊ないし非破壊状態のいずれかにより情報を記
録することにより、絶縁膜の場合よりも各セル毎に破壊
状態のバラツキが小さいので信頼性が高い。
That is, a semiconductor layer is used as a memory element and PN is used.
Since the information is recorded in either the destroyed or non-destructed state of the junction, the variation in the destroyed state is smaller for each cell than in the case of the insulating film, so that the reliability is high.

【0130】いずれにしろ、本発明ではメモリ要素とし
てpn接合、絶縁膜/半導体接合、金属/絶縁膜/半導
体接合、PIN接合、半導体/絶縁膜/半導体接合PI
接合、IN接合、ショットキー接合、ヘテロ接合等あら
ゆる電気的に破壊可能な接合が用いられる。
In any case, in the present invention, a pn junction, an insulating film / semiconductor junction, a metal / insulating film / semiconductor junction, a PIN junction, a semiconductor / insulating film / semiconductor junction PI is used as a memory element.
Any electrically destructible junction such as a junction, an IN junction, a Schottky junction, or a hetero junction is used.

【0131】以上、実施例を挙げて本発明について説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されることはな
く、各要素技術の組み合せや交換による数々の変形例を
含むものである。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and includes various modifications by combining or exchanging the elemental technologies.

【0132】以上説明した実施例によれば、メモリ要素
の破壊、非破壊状態により導通、非導通状態を形成し、
高いS/Nで書き込まれた信号を読出することができ、
低エラーレート、高信頼なメモリが実現できる。さら
に、新型の高駆動能力のトランジスタをメモリセルに用
いることにより、高速、高集積メモリが実現できる効果
を有する。
According to the embodiment described above, the conductive state and the non-conductive state are formed by the destruction and non-destruction state of the memory element,
It is possible to read signals written with high S / N,
A low error rate and highly reliable memory can be realized. Furthermore, by using a new type of transistor with a high driving capacity for a memory cell, a high speed and highly integrated memory can be realized.

【0133】〔好適な別の実施態様の説明〕本発明のよ
り好ましい実施態様は、ソース領域と、ドレイン領域
と、これらの間に設けられたチャネル領域と、前記チャ
ネル領域に対してゲート絶縁膜を介して設けられたゲー
ト電極と、を有する半導体装置において、前記チャネル
領域に接して設けられ該チャネル領域と同じ導電型で且
つ該チャネル領域より不純物濃度の高い半導体領域を備
え、前記ゲート電極は互いに対向する2つの対向部分を
少なくとも有しており、前記対向部分が前記チャネル領
域と前記半導体領域との接合面と交差する面を有するよ
うに配設されている半導体構造を複数固有し、該複数の
半導体構造のゲート電極を共通とした第1の配線と、該
複数の半導体構造のソース領域にメモリ要素としてのソ
ース領域とは異なる導電型の材料を介してPN接合を形
成し、該複数の半導体構造を接続する第2の配線からな
る半導体装置において、上記第2の配線間に電源ライン
が設けられたことを特徴をするものである。
[Explanation of Another Preferred Embodiment] In a more preferred embodiment of the present invention, a source region, a drain region, a channel region provided between them, and a gate insulating film for the channel region are provided. A gate electrode provided via the gate electrode, and a semiconductor region having the same conductivity type as the channel region and having an impurity concentration higher than that of the channel region, the gate electrode being provided in contact with the channel region. A plurality of semiconductor structures each having at least two facing portions facing each other, the facing portions having a surface intersecting a junction surface between the channel region and the semiconductor region; A first wiring having a common gate electrode of a plurality of semiconductor structures and a source region as a memory element in a source region of the plurality of semiconductor structures are different from each other. In a semiconductor device including a second wiring that connects a plurality of semiconductor structures by forming a PN junction through an electro-type material, a power supply line is provided between the second wirings. Is.

【0134】或いは、ソース領域と、ドレイン領域と、
これらの間に設けられたチャネル領域と、前記チャネル
領域に対してゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電
極と、を有する半導体装置において、前記チャネル領域
に接して設けられ該チャネル領域と同じ導電型で且つ該
チャネル領域より不純物濃度の高い半導体領域を備え、
前記ゲート電極は互いに対向する2つの対向部分を少な
くとも有しており、前記対向部分が前記チャネル領域と
前記半導体領域との接合面と交差する面を有するように
配設されている半導体構造を複数固有し、該複数の半導
体構造のゲート電極を共通とした第1の配線と、該複数
の半導体構造のソース領域上にメモリ要素としての絶縁
膜を介して、該複数の半導体構造を接続する第2の配線
からなる半導体装置において、上記第2の配線間に電源
ラインが設けられていることを特徴をするものである。
Alternatively, a source region, a drain region,
In a semiconductor device having a channel region provided between them and a gate electrode provided to the channel region via a gate insulating film, the semiconductor device provided in contact with the channel region has the same conductivity as the channel region. A semiconductor region having a higher impurity concentration than the channel region,
The gate electrode has at least two facing portions facing each other, and a plurality of semiconductor structures are provided so that the facing portions have a surface intersecting a bonding surface between the channel region and the semiconductor region. A first wiring that is unique and has a common gate electrode of the plurality of semiconductor structures, and connects the plurality of semiconductor structures through a source region of the plurality of semiconductor structures via an insulating film as a memory element. In a semiconductor device having two wirings, a power supply line is provided between the second wirings.

【0135】ユーザーがプログラム可能でランダムアク
セス可能なメモリとして、ダイナミックRAM(DRA
M)がある。このタイプのメモリセルを図43に示す。
501はビット線、502はワード線、503はメモリ
セルに配置されたMOSトランジスタで、MOSトラン
ジスタの各504はビット線501に、又各ゲートはワ
ード線502に、各ドレインはキャパシタ507に接続
してある。508は接地電位に保持されたキャパシタの
フィールドプレートである。
A dynamic RAM (DRA) is provided as a user-programmable and randomly-accessible memory.
There is M). This type of memory cell is shown in FIG.
Reference numeral 501 is a bit line, 502 is a word line, 503 is a MOS transistor arranged in a memory cell. Each MOS transistor 504 is connected to a bit line 501, each gate is connected to a word line 502, and each drain is connected to a capacitor 507. There is. 508 is a field plate of a capacitor held at the ground potential.

【0136】ワード線の選択と駆動によってメモリセル
が選択され、ビット線にセル情報がはき出される。この
微小信号をセンスアンプで受けて増幅し、出力バッファ
アンプに送られ出力される。
A memory cell is selected by selecting and driving the word line, and cell information is output to the bit line. This minute signal is received by the sense amplifier, amplified, sent to the output buffer amplifier, and output.

【0137】しかしながら、微小な信号電荷を大きなb
it線容量に読出し、そのわずかな変化をセンスアンプ
で増幅して読出しているので、ノイズマージンが狭くわ
ずかなノイズで誤動作するという問題があった。この問
題を改良するために図43のようなダミーbit線を設
けた構造も提案されている。メモリセル503はbit
線501に接続しており、ダミーメモリセル513はダ
ミーbit線512に接続している。
However, if a small signal charge is large b
Since it is read to the it line capacitance and the slight change thereof is amplified and read by the sense amplifier, there is a problem that the noise margin is narrow and a small noise causes malfunction. In order to improve this problem, a structure having a dummy bit line as shown in FIG. 43 has been proposed. Memory cell 503 is bit
The dummy memory cell 513 is connected to the dummy bit line 512.

【0138】ワード線502の選択によって、メモリセ
ル503の情報とダミーセル513の信号レベルをセン
スアンプ511で差動増幅するさい、ワード線502と
bit線の交点で発生するノイズは相互に相殺されると
いう長所がある。
By differentially amplifying the information of the memory cell 503 and the signal level of the dummy cell 513 by the sense amplifier 511 by the selection of the word line 502, the noises generated at the intersections of the word line 502 and the bit line cancel each other out. There is an advantage called.

【0139】又、メモリにおいて、高集積、高速化を達
成しようとすると、微細でかつ電流駆動能力の高いトラ
ンジスタが要求される。
Further, in order to achieve high integration and high speed in the memory, fine transistors having high current driving capability are required.

【0140】このように、ダミーセルを設けることでノ
イズの低減をはかっているが、本質的に小さな容量から
大きな容量に読出した微小な電圧を検出する方式に変わ
りはない。そのため、今後微細化をさらに進め、bit
数が増大、セルサイズが縮小してゆくと、bit線容量
はさらに大きく、メモリセルの容量はさらに小さくなっ
てゆく。メモリセルの容量を大きくするためには容量体
の絶縁膜厚をうすくすれば良いが、現在、概に100Å
以下まで薄膜化されており、これ以上膜を薄くすると、
トンネル電流や絶縁耐圧の問題が無視できなくなり、信
頼性を確保し難くなる。また、ノイズを低減するため
に、クロストーク防止のためのシールド線を配置する手
段があるが、これはすなわちbit線容量の増大を招
き、信号レベルも低下してしまうので、S/Nの本質的
な改善にはならない。
Thus, the noise is reduced by providing the dummy cell, but the method of detecting the minute voltage read from the essentially small capacity to the large capacity remains unchanged. Therefore, further miniaturization will be promoted in the future, and bit
As the number increases and the cell size decreases, the bit line capacitance further increases and the memory cell capacitance further decreases. In order to increase the capacity of the memory cell, it is sufficient to thin the insulating film thickness of the capacitor, but at present, it is roughly 100Å.
It has been thinned to the following, and if the film is made thinner than this,
The problems of tunnel current and dielectric strength cannot be ignored, and it becomes difficult to secure reliability. Further, there is a means for arranging a shield line for preventing crosstalk in order to reduce noise, but this causes an increase in bit line capacitance and a signal level is lowered, so that the essence of S / N is essential. Does not result in an improvement.

【0141】以上述べたように、従来のダイナミックR
AM方式のメモリでは、今後、微細化、多bit化をす
すめていった場合、充分なノイズマージンを確保できな
くなる。
As described above, the conventional dynamic R
In the AM type memory, it is not possible to secure a sufficient noise margin when miniaturization and increase in number of bits are promoted in the future.

【0142】また、トランジスタの構造について各従来
例で検討した結果、トランジスタのリーク電流が多い
点、各トランジスタのバラツキが大きい点、さらにトラ
ンジスタのOFF特性が悪く、動作が不安定となること
が判明した。
Further, as a result of examining the structure of the transistor in each of the conventional examples, it was found that the leakage current of the transistor was large, the variation of each transistor was large, and the OFF characteristics of the transistor were poor, resulting in unstable operation. did.

【0143】従って以下に述べる実施例の共通点は、ソ
ース領域と、ドレイン領域と、これらの間に設けられた
チャネル領域と、前記チャネル領域に対してゲート絶縁
膜を介して設けられたゲート電極と、を有する半導体装
置において、前記チャネル領域に接して設けられ該チャ
ネル領域と同じ導電型で且つ該チャネル領域より不純物
濃度の高い半導体領域を備え、前記ゲート電極は互いに
対向する2つの対向部分を少なくとも有しており、前記
対向部分が前記チャネル領域と前記半導体領域との接合
面と交差する面を有するように配設されていることを特
徴とするトランジスタを用いて、上記トランジスタのゲ
ート電極をワード線とし、上記トランジスタのソース層
とビット線間にメモリ要素を形成したメモリセルにおい
て、隣り合ったbit線間に電源配線を配置する事で微
細化に適合した半導体記憶装置を提供するものである。
Therefore, the common points of the embodiments described below are the source region, the drain region, the channel region provided between them, and the gate electrode provided to the channel region via the gate insulating film. And a semiconductor region which is provided in contact with the channel region and has the same conductivity type as that of the channel region and a higher impurity concentration than the channel region, and the gate electrode has two facing portions facing each other. A gate electrode of the transistor is provided by using a transistor having at least the facing portion and having a surface intersecting a junction surface between the channel region and the semiconductor region. In a memory cell in which a memory element is formed between the source layer of the transistor and the bit line as a word line, adjacent b By disposing the power wiring between t line is to provide a semiconductor memory device adapted for miniaturization.

【0144】以下に述べる実施例によれば、bit線間
に配置した電源配線により、ノイズがいちぢるしく低減
されノイズマージンの大きな半導体記憶装置を実現でき
るものである。
According to the embodiments described below, it is possible to realize a semiconductor memory device having a large noise margin in which noise is greatly reduced by the power supply wiring arranged between the bit lines.

【0145】基本的には図43で説明したようなダミー
bitを除くこともでき、駆動方法も簡略化できる。
Basically, the dummy bit as described with reference to FIG. 43 can be removed, and the driving method can be simplified.

【0146】(実施例13)実施例13について説明す
る。本例のメモリセルの構成は図11乃至14と同じで
あるので詳しい説明をここでは省略する。実施例の構成
と異なる点は図44で特徴的に表されている。
(Embodiment 13) Embodiment 13 will be described. Since the configuration of the memory cell of this example is the same as that of FIGS. 11 to 14, detailed description thereof will be omitted here. Differences from the configuration of the embodiment are characteristically shown in FIG.

【0147】本実施例は絶縁膜の破壊、非破壊によって
bitへの書き込みを行なうメモリセルに本発明を応用
した例である。
The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a memory cell which writes into a bit by breaking or non-breaking an insulating film.

【0148】図33は本実施例のメモリセルのレイアウ
トを加味し回路構成図として図示したものである。図1
5と同等の箇所に関しては同一番号を記し、説明を省略
する。1081が、各メモリセルに設けられたメモリ要
素としての絶縁薄膜である。
FIG. 33 is a circuit diagram showing the layout of the memory cell of this embodiment. Figure 1
The same numbers are given to the same parts as 5, and the description is omitted. Reference numeral 1081 is an insulating thin film as a memory element provided in each memory cell.

【0149】次に、本発明のメモリ装置の動作方法、及
び、記憶方式について説明する。1001〜100
1′′′はワート線、1002〜1002′′はビット
線、1003〜1003′′は電源線を示す。各セル
は、微細かつ電流駆動能力の高いトランジスタ1040
と、そのトランジスタのソース層にメモリ要素として絶
縁層を含むキャパシタ1081が設けられ、メモリセル
を構成している。又、メモリの周辺回路として、ビット
線をプリチャージするスイッチ1042、ワード線電圧
セット回路1043、ビット線順次選択信号発生回路1
044、ビット線選択スイッチ1045〜104
5′′、ビット線読出しライン1048をリセットする
スイッチ1046、アンプ1047から成る。
Next, the operation method and storage system of the memory device of the present invention will be described. 1001-100
Reference numeral 1 '''is a wart line, 1002 to 1002''is a bit line, and 1003 to 1003''is a power supply line. Each cell is a transistor 1040 that is fine and has high current drive capability.
And a capacitor 1081 including an insulating layer as a memory element is provided in the source layer of the transistor to form a memory cell. Further, as a peripheral circuit of the memory, a switch 1042 for precharging the bit line, a word line voltage setting circuit 1043, a bit line sequential selection signal generating circuit 1
044, bit line selection switches 1045 to 104
5 ″, a switch 1046 for resetting the bit line read line 1048, and an amplifier 1047.

【0150】次に書き込み動作について説明する。Next, the write operation will be described.

【0151】(1)書き込み動作その1:(ビット線を
プリチャージ) ビット線を1042スイッチMOSをONして、電圧V
DDにプリチャージする。これにより、電源ラインとビッ
ト線間には、電位差がなくなり、ワート線にいかなる電
圧が印加されようが、ソースドレイン間には電位の発生
もしくは電流は流れず、上記1041に示すメモリ要素
1081は破壊されない。このビット線のプリチャージ
電圧は、電源電圧VPDと同等以外でも、上記pn接合領
域が破壊し、導通状態にならないのであれば良い。VDD
の値としては、たとえば、1〜5V程度で可能である。
(1) Write Operation Part 1: (Precharge Bit Line) Turn on the bit line 1042 switch MOS to set the voltage V
Precharge DD . As a result, there is no potential difference between the power supply line and the bit line, no matter what voltage is applied to the wort line, no potential is generated or no current flows between the source and drain, and the memory element 1081 shown in 1041 is destroyed. Not done. The precharge voltage of the bit line may be other than the power supply voltage V PD , as long as the pn junction region is destroyed and does not become conductive. V DD
The value of can be about 1 to 5 V, for example.

【0152】(2)書き込み動作その2:(ワード線デ
ィスチャージ) 全ワード線の電圧を第1グランド電位にVGND1に固定す
る。たとえば、0Vとすれば良い。これは、書き込み動
作を行なうワード線に隣接するワード線に、クロストー
クにより信号の混入を防ぐために行う。
(2) Write Operation Part 2: (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to V GND1 at the first ground potential. For example, it may be 0V. This is performed in order to prevent a signal from being mixed into the word line adjacent to the word line in which the write operation is performed due to crosstalk.

【0153】 (3)書き込み動作その3(書き込むワード線の選択) 今回の書き込みビットが、左上のセルを原点として、2
行、2列目のセルと仮定する。書き込みビットのあるワ
ード線は図3の1001′となる。したがって、このワ
ード線の電位をVG とする。ただし、VGは VGND1<VG<VGB 式(2) である。VGBは、ゲート絶縁膜破壊電圧である。
(3) Write Operation Part 3 (Selection of Word Line to Write) This time, the write bit is 2 with the upper left cell as the origin.
Assume that the cell is in the second row and the second row. The word line having the write bit is 1001 'in FIG. Therefore, the potential of this word line is set to V G. However, V G is V GND1 <V G <V GB formula (2). V GB is a gate insulating film breakdown voltage.

【0154】 (4)書き込み動作その4(ビット線選択) 選択されたライン上に存在する書き込むセルに対応した
ビット線電位をグランド電位1に設定する。すると、選
択されているラインのトランジスタはすべてON状態に
なっているため、ビット線電位をグランド電位にするこ
とにより、pn接合に高電圧が印加され、pn接合が破
壊され、導通状態になる。この時、bit線間に電源配
線を配置しているので、クロストークにより隣接bit
線のセルが破壊される恐れがないため、本来ならば、隣
接bit線の電位を固定しておくために必要な周辺回路
が不用になっている。この書き込み動作は、書き込み完
了により、ビット線とワード線間に電流が流れるため、
ビット線選択を順次やることが望ましいが、複数のビッ
ト線を同時に書き込むことも可能である。
(4) Write Operation Part 4 (Bit Line Selection) The bit line potential corresponding to the write cell existing on the selected line is set to the ground potential 1. Then, since all the transistors in the selected line are in the ON state, by setting the bit line potential to the ground potential, a high voltage is applied to the pn junction, the pn junction is destroyed, and the conductive state is established. At this time, since the power supply wiring is arranged between the bit lines, the adjacent bits are cross-talked.
Since there is no risk of the line cells being destroyed, the peripheral circuit necessary for fixing the potential of the adjacent bit line is not necessary. In this write operation, a current flows between the bit line and the word line upon completion of writing,
It is desirable to sequentially select the bit lines, but it is also possible to write a plurality of bit lines at the same time.

【0155】次に読み出し動作について説明する。Next, the read operation will be described.

【0156】 (1)読出し動作その1(ビット線プリチャージ) 書き込み時と同様の動作により行う。これは読出し動作
により、書き込まれていないビットに書き込まないため
である。その時の電圧は、電源電圧VDDと同等レベルで
良い。 (2)読出し動作その2(ワード線ディスチャージ) 全ワード線の電圧を第2グランド電位VGND2に固定す
る。ただし、第2のグランド電位VGND2と第1のグラン
ド電位VGND1とは、 VGND1<VGND2 …式(3) との関係を有する。
(1) Read Operation Part 1 (Bit Line Precharge) The same operation as in writing is performed. This is because the read operation does not write to the unwritten bits. The voltage at that time may be at the same level as the power supply voltage V DD . (2) Read Operation Part 2 (Word Line Discharge) The voltage of all word lines is fixed to the second ground potential V GND2 . However, the second ground potential V GND2 and the first ground potential V GND1 have a relationship of V GND1 <V GND2 (Equation (3)).

【0157】 (3)読出し動作その3(読出すラインの選択) 読出しを行うラインのワード線の電位を(2)式で定め
られた範囲のVGに固定する。これにより、上記ライン
のトランジスタは、ON状態となる。
(3) Read Operation Part 3 (Selection of Line to Read) The potential of the word line of the line to be read is fixed to V G within the range defined by the equation (2). As a result, the transistor on the above line is turned on.

【0158】(4)読出し動作その4(ビット線読出し
ラインリセット) ビット線読出しライン1048をスイッチ1046によ
りリセットする。そのリセット電位は、上記スイッチ1
046に接続されている電源により決定するが、その電
位をVGND2とする。その後、1046のスイッチをOF
Fし、ビット線読出しラインをフローティング状態にす
る。
(4) Read Operation Part 4 (Reset Bit Line Read Line) The bit line read line 1048 is reset by the switch 1046. The reset potential is the above switch 1
It is determined by the power source connected to 046, and its potential is V GND2 . After that, switch 1046 to OF
Then, the bit line read line is set to the floating state.

【0159】 (5)読出し動作その5(ビット線の選択) ビット線順次選択信号発生回路1044により、選択ビ
ット選択スイッチのゲートを高レベルとし、スイッチを
ON状態にし、ビット線読出しラインと接続する。今、
選択セルが書き込まれない場合、ビット線の容量をC
BIT、読出しラインの容量をCOUTとすると読出しライン
の電圧は
(5) Read Operation No. 5 (Selection of Bit Lines) The bit line sequential selection signal generation circuit 1044 sets the gate of the selected bit selection switch to the high level, turns the switch ON, and connects it to the bit line read line. .. now,
If the selected cell is not written, change the capacitance of the bit line to C
If the capacitance of BIT and the read line is C OUT , the voltage of the read line is

【0160】[0160]

【外3】 に収束する。[Outside 3] Converge to.

【0161】一方、選択セルが書き込まれており、メモ
リ要素が導通状態になっている場合は、この読出しライ
ンは、トランジスタを介して電源VDDと接続された状態
にある。したがって、読出しラインの電圧は、VDDに収
束する。この差により、書き込まれたセル(ビット)か
書き込まれていないかが判明する。この電圧は、アンプ
1047により検出する。以上の動作により、読み出し
を行うわけであるが、書き込み状態の場合、読出しライ
ンの電位がVDDに収束する時間が読出しスピードを決定
する。大容量メモリになればなる程、ビット線及びビッ
ト線読出しラインの容量は増大する。したがって、この
大きな容量をいかにドライブできるかが、カギとなり、
微細でかつ高駆動能力をもつ本実施例で説明したトラン
ジスタ構造が極めて有効となる。
On the other hand, when the selected cell is written and the memory element is in the conductive state, this read line is connected to the power supply V DD through the transistor. Therefore, the voltage on the read line converges on V DD . This difference reveals whether the cell (bit) was written or not written. This voltage is detected by the amplifier 1047. Reading is performed by the above operation, but in the writing state, the reading speed is determined by the time when the potential of the reading line converges to V DD . The larger the capacity of the memory, the larger the capacity of the bit line and the bit line read line. Therefore, the key is how to drive this large capacity,
The transistor structure described in this embodiment, which is fine and has high driving capability, is extremely effective.

【0162】本実施例で、グランド電位を2種類設け、
動作を行ったのは、読出し動作時に、メモり要素が破壊
されないためである。つまり、読出し動作時のメモリ要
素の両端に印加される電位差を書き込み時より小さく設
定している。
In this embodiment, two types of ground potential are provided,
The operation is performed because the memory element is not destroyed during the read operation. That is, the potential difference applied to both ends of the memory element during the read operation is set smaller than that during the write operation.

【0163】本例のメモリセルの製造方法は前出の図1
4乃至18にて説明した方法と同じであるのでここでは
詳述を避ける。
The method of manufacturing the memory cell of this example is shown in FIG.
Since it is the same as the method described in 4 to 18, detailed description will be omitted here.

【0164】又、各メモリセルに設けられた、メモリ要
素としての電気的に破壊可能な絶縁膜を有するキャパシ
タは、絶縁膜に代えて主電極領域と反対導電型の半導体
膜を用いたPN接合により置換可能である。
The capacitor having an electrically destructible insulating film as a memory element, which is provided in each memory cell, has a PN junction in which a semiconductor film having a conductivity type opposite to that of the main electrode region is used instead of the insulating film. Can be replaced by

【0165】この場合、メモリセルの構成は絶縁膜から
半導体膜にかわるだけであり、他の基本構成は変わらな
い。PN接合をメモリ要素とした場合の半導体メモリー
の回路構成は図45のようになる。又、動作方法も基本
的には変わらない。
In this case, the structure of the memory cell is changed from the insulating film to the semiconductor film, and other basic structures are the same. The circuit configuration of the semiconductor memory when the PN junction is used as a memory element is as shown in FIG. Also, the operating method is basically the same.

【0166】(実施例14)次に、本発明の実施例14
について、図46に上面図を示し、図46のX33′断
面図を図47、YY′断面図を図48に示し、これらの
図を用いて説明する。
Example 14 Next, Example 14 of the present invention.
46, a top view is shown in FIG. 46, an X 3 X 3 ′ sectional view of FIG. 46 is shown in FIG. 47, and an YY ′ sectional view is shown in FIG. 48, which will be described with reference to these figures.

【0167】本実施例では電源ライン1003、100
3′は第1層目の配線層1018で、bit線100
2、1002′は第2層目の配線層1082で形成され
ている。1083、1083′はパシベーション膜であ
る。このように電源ラインとbitラインの配線層を別
々に設けることで、前出の実施例よりも1セル当りの面
積が減少し、高集積化が図れる利点を有する。
In this embodiment, the power supply lines 1003, 100
3'is a wiring layer 1018 of the first layer, which is a bit line 100
2, 1002 'are formed by the second wiring layer 1082. Reference numerals 1083 and 1083 'are passivation films. By separately providing the wiring layers for the power supply line and the bit line in this manner, the area per cell is reduced as compared with the above-mentioned embodiments, and there is an advantage that high integration can be achieved.

【0168】本実施例として、bit線を第1層目、電
源線を第2層目としても同様の効果が得られる。また、
メモり要素の構造を絶縁膜に代えてP型半導体膜を用い
たものも同様の効果が得られる。
In this embodiment, the same effect can be obtained even if the bit line is the first layer and the power supply line is the second layer. Also,
The same effect can be obtained even if the structure of the memory element is replaced with an insulating film and a P-type semiconductor film is used.

【0169】(実施例15)次に、本発明の実施例15
について、図49に平面図を示す。図49のYY′断面
図を図50に示し、これらの図を用いて説明する。
Example 15 Next, Example 15 of the present invention.
FIG. 49 shows a plan view of the above. FIG. 50 shows a sectional view taken along the line YY 'of FIG. 49, and description will be given with reference to these drawings.

【0170】本実施例では、電源ライン1003、10
03′は第1層目の配線層1018で、bitライン1
002、1002′は第2層目の配線層1082でメモ
リセルの直上に形成される。この様な構造をとること
で、さらに高集積化を図ることができる。
In this embodiment, the power supply lines 1003 and 10
Reference numeral 03 'denotes the first wiring layer 1018, which has a bit line 1
002 and 1002 'are second wiring layers 1082 formed directly above the memory cells. By adopting such a structure, higher integration can be achieved.

【0171】本実施例として、bit線を第1層目、電
源線を第2層目としても同様の効果が得られる。また、
メモリ要素の構造を絶縁膜に代えてP型半導体層を用い
ても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the same effect can be obtained even if the bit line is the first layer and the power supply line is the second layer. Also,
The same effect can be obtained by using a P-type semiconductor layer instead of the insulating film for the structure of the memory element.

【0172】(実施例16)次に、本発明の実施例16
について、図51に平面図を示す。図40のX33′断
面図を図41に示し、これらの図を用いて説明する。
Example 16 Next, Example 16 of the present invention will be described.
FIG. 51 shows a plan view of the above. A sectional view taken along line X 3 X 3 ′ of FIG. 40 is shown in FIG.

【0173】本実施例では電源ライン1003、100
3′を第1層目1032′と第2層目1082、両方の
配線層を用いて形成し、第1層目と第2層目の配線層の
間は、配線と平行してあけられているコンタクトホール
で接続されている。電源ラインを2層の配線を用いて形
成することで、より確実にbit線間のクロストークを
防止することができる。
In this embodiment, the power supply lines 1003, 100
3'is formed by using the wiring layers of the first layer 1032 'and the second layer 1082, and the space between the first and second wiring layers is provided in parallel with the wiring. Connected via contact holes. By forming the power supply line by using the two layers of wiring, it is possible to more reliably prevent crosstalk between bit lines.

【0174】本実施例として、メモリ要素の構造を絶縁
膜に代えてP型半導体膜にしても同様の効果が得られ
る。
In this embodiment, the same effect can be obtained by using a P-type semiconductor film instead of the insulating film for the structure of the memory element.

【0175】(実施例17)次に本発明の実施例17に
ついて、図53に平面図を示す。図53のX33′断面
図を図54に示し、これらの図を用いて説明する。
(Embodiment 17) Next, FIG. 53 is a plan view showing Embodiment 17 of the present invention. A sectional view taken along line X 3 X 3 ′ of FIG. 53 is shown in FIG.

【0176】本実施例では、隣接する電源ライン100
3、1003′を第2の配線層1082で相互に接続
し、bit線1002、1002′を電源ラインで覆う
構造をとっている。このような構造をとることで、より
確実にbit線間のクロストークを防止することができ
る。
In this embodiment, the adjacent power supply line 100
3, 1003 'are connected to each other by a second wiring layer 1082, and the bit lines 1002, 1002' are covered with a power supply line. With such a structure, crosstalk between bit lines can be prevented more reliably.

【0177】本実施例で、メモリ要素の構造を絶縁膜に
代えてP型半導体としても、同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the same effect can be obtained even if the structure of the memory element is replaced by the P-type semiconductor instead of the insulating film.

【0178】以上の実施例によれば、メモリー要素の破
壊、非破壊状態により導通、非導通状態を形成する半導
体記憶装置において、bit間のクロストークをより一
層確実に防止し、低エラーレート、高信頼なメモリを実
現できる。
According to the above-described embodiments, in a semiconductor memory device in which conductive and non-conductive states are formed by the destruction and non-destruction of a memory element, crosstalk between bits can be prevented more reliably, and a low error rate, A highly reliable memory can be realized.

【0179】(実施例18)以下に説明する実施例はメ
モリ要素を構成する為の絶縁膜とその下に設けられる主
電極領域との間にバリア層を設けるものである。
(Embodiment 18) In the embodiment described below, a barrier layer is provided between an insulating film for forming a memory element and a main electrode region provided below the insulating film.

【0180】バリア層としては、絶縁膜の上部に設けら
れる電極と主電極領域との反応を防止できるものであれ
ばどのような材料でもよく、具体的にはTiN、Ti、
W等から選択される材料が好ましく用いられる。
The barrier layer may be made of any material as long as it can prevent the reaction between the electrode provided on the insulating film and the main electrode region. Specifically, TiN, Ti,
A material selected from W and the like is preferably used.

【0181】このような構成により絶縁層破壊(書き込
み動作)後の、電極と主電極領域との反応による主電極
領域・チャネル領域間のショートやリーク電流の発生を
防止できる。
With such a structure, it is possible to prevent a short circuit and a leakage current from occurring between the main electrode region and the channel region due to the reaction between the electrode and the main electrode region after the insulation layer is destroyed (writing operation).

【0182】具体的には図13、図14の構成を改良し
た図55、図56のようなもの、図20の構成を改良し
た図57に示すもの、図23、図24の構成を改良した
図58、図59に示すもの、同様に、図25の改良であ
る図60、図28の改良である図61、図31の改良で
ある図62に示す構成が挙げられる。
Specifically, the configuration shown in FIGS. 55 and 56 in which the configurations of FIGS. 13 and 14 are improved, the configuration shown in FIG. 57 in which the configuration of FIG. 20 is improved, and the configurations of FIGS. 23 and 24 are improved. 58 and 59, as well as the configuration shown in FIG. 60 which is an improvement of FIG. 25, FIG. 61 which is an improvement of FIG. 28, and FIG. 62 which is an improvement of FIG.

【0183】これら図55乃至図62において、符号2
010がバリア層である。
55 to 62, reference numeral 2
Reference numeral 010 is a barrier layer.

【0184】(実施例19)図63に示す本例はバリア
層の技術をPN接合破壊型メモリに応用した例である。
(Embodiment 19) This embodiment shown in FIG. 63 is an example in which the technique of the barrier layer is applied to a PN junction breakdown type memory.

【0185】2010はバリア層、2011は主電極領
域1030と同じ導電型の半導体からなる半導体薄膜、
2012は半導体薄膜2011と異なる導電型の半導体
からなる薄膜である。
2010 is a barrier layer, 2011 is a semiconductor thin film made of a semiconductor of the same conductivity type as the main electrode region 1030,
Reference numeral 2012 is a thin film made of a semiconductor having a conductivity type different from that of the semiconductor thin film 2011.

【0186】薄膜2011、2012はそれぞれリンド
ープの多結晶Si、ボロンドープの多結晶Si等が用い
られる。
The thin films 2011 and 2012 are made of phosphorus-doped polycrystalline Si, boron-doped polycrystalline Si, or the like, respectively.

【0187】このようにメモリ要素をトランジスタとは
別に形成することにより接合破壊の影響をトランジスタ
に及ぼさないようにすることができる。
As described above, by forming the memory element separately from the transistor, the influence of junction breakdown can be prevented from affecting the transistor.

【0188】[0188]

【発明の効果】本発明によれば、微細なメモリセルが提
供でき、低消費電力で高速動作可能な半導体記憶装置で
提供できる。しかも、メモリセルのレイアウトが簡単で
全体の占有面積を小さくすることができる。更には、駆
動能力が高くスイッチング特性の良好なメモリセルを提
供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a fine memory cell and a semiconductor memory device capable of operating at high speed with low power consumption. Moreover, the layout of the memory cell is simple and the entire occupied area can be reduced. Further, it is possible to provide a memory cell having high driving ability and good switching characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の半導体記憶装置を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a conventional semiconductor memory device.

【図2】従来の半導体記憶装置を説明する為の模式的断
面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional semiconductor memory device.

【図3】従来のトランジスターを説明する為の模式的断
面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional transistor.

【図4】従来のトランジスターを説明する為の模式的斜
視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining a conventional transistor.

【図5】従来の半導体装置を説明する為の模式的上面図
である。
FIG. 5 is a schematic top view for explaining a conventional semiconductor device.

【図6】従来の半導体装置を示す模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置を示す模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a conventional semiconductor device.

【図8】従来のバイポーラトランジスタメモリを示す回
路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional bipolar transistor memory.

【図9】従来のバイポーラトランジスタメモリーを説明
する為の模式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view for explaining a conventional bipolar transistor memory.

【図10】本発明の実施例1による半導体装置の模式的
上面図である。
FIG. 10 is a schematic top view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】図10におけるX11′線による模式的断面
である。
11 is a schematic cross section taken along line X 1 X 1 ′ in FIG.

【図12】図10におけるX22′線による模式的断面
である。
12 is a schematic cross section taken along line X 2 X 2 ′ in FIG.

【図13】図10におけるX33′線による模式的断面
である。
13 is a schematic cross section taken along line X 3 X 3 ′ in FIG.

【図14】図10におけるYY′線による模式的断面で
ある。
14 is a schematic cross section taken along line YY ′ in FIG.

【図15】実施例1による半導体装置の回路構成図であ
る。
FIG. 15 is a circuit configuration diagram of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図16】実施例1の製造方法を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of Example 1.

【図17】実施例1の製造方法を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 17 is a schematic view for explaining the manufacturing method of the first embodiment.

【図18】実施例1の製造方法を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 18 is a schematic view for explaining the manufacturing method of Example 1.

【図19】実施例1の製造方法を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 19 is a schematic view for explaining the manufacturing method of Example 1.

【図20】実施例1の製造方法を説明する為の模式図で
ある。
FIG. 20 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of Example 1.

【図21】本発明の実施例2による半導体装置の模式的
断面図である。
FIG. 21 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図22】実施例2による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図23】実施例2による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 23 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図24】実施例2による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 24 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment.

【図25】本発明の実施例3による半導体装置の模式的
断面図である。
FIG. 25 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図26】本発明の実施例4による半導体装置の模式的
上面図である。
FIG. 26 is a schematic top view of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図27】図26におけるX11′線による模式的断面
である。
27 is a schematic cross section taken along line X 1 X 1 ′ in FIG.

【図28】図26におけるYY′線による模式的断面で
ある。
28 is a schematic cross section taken along line YY ′ in FIG.

【図29】本発明の実施例5による半導体装置の模式的
上面図である。
FIG. 29 is a schematic top view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図30】図29におけるX11′線による模式的断面
である。
30 is a schematic cross section taken along line X 1 X 1 ′ in FIG.

【図31】図29におけるX33′線による模式的断面
である。
31 is a schematic cross section taken along line X 3 X 3 ′ in FIG.

【図32】本発明の実施例6による半導体装置の製造工
程を説明する為の模式図である。
FIG. 32 is a schematic view for explaining the manufacturing process for the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図33】本発明の実施例6による半導体装置の製造工
程を説明する為の模式図である。
FIG. 33 is a schematic view for explaining the manufacturing process for the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図34】実施例7による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 34 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 7.

【図35】実施例7による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 35 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 7.

【図36】実施例7による半導体装置の回路構成図であ
る。
FIG. 36 is a circuit configuration diagram of a semiconductor device according to a seventh embodiment.

【図37】実施例7による半導体装置の製造方法を説明
する為の模式図である。
FIG. 37 is a schematic view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the seventh embodiment.

【図38】実施例8による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 38 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 8.

【図39】実施例9による半導体装置の模式的断面図で
ある。
FIG. 39 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 9.

【図40】実施例10による半導体装置の模式的断面図
である。
FIG. 40 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 10.

【図41】実施例11による半導体装置の模式的断面図
である。
FIG. 41 is a schematic sectional view of a semiconductor device according to an eleventh embodiment.

【図42】実施例12による半導体装置の模式的断面図
である。
FIG. 42 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to Example 12.

【図43】半導体記憶装置を説明する為の回路構成図で
ある。
FIG. 43 is a circuit configuration diagram for explaining a semiconductor memory device.

【図44】実施例13による半導体記憶装置の回路構成
図である。
FIG. 44 is a circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to a thirteenth embodiment.

【図45】他の実施例による半導体記憶装置の回路構成
図である。
FIG. 45 is a circuit configuration diagram of a semiconductor memory device according to another embodiment.

【図46】本発明の実施例14による半導体記憶装置の
模式的上面図である。
FIG. 46 is a schematic top view of a semiconductor memory device according to Example 14 of the present invention.

【図47】実施例14による半導体記憶装置の模式的断
面図である。
47 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor memory device according to Example 14. FIG.

【図48】実施例14による半導体記憶装置の模式的断
面図である。
48 is a schematic sectional view of a semiconductor memory device according to Example 14. FIG.

【図49】実施例15による半導体記憶装置の模式的上
面図である。
FIG. 49 is a schematic top view of the semiconductor memory device according to the fifteenth embodiment.

【図50】本発明の実施例15による半導体記憶装置の
模式的断面図である。
FIG. 50 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor memory device according to Example 15 of the present invention.

【図51】本発明の実施例16による半導体記憶装置の
模式的上面図である。
51 is a schematic top view of the semiconductor memory device according to Example 16 of the present invention. FIG.

【図52】図51におけるX33′線による模式的断面
である。
52 is a schematic cross section taken along line X 3 X 3 ′ in FIG.

【図53】本発明の実施例17による半導体記憶装置の
模式的上面図である。
53 is a schematic top view of the semiconductor memory device according to example 17 of the present invention. FIG.

【図54】図53におけるX33′線による模式的断面
図である。
54 is a schematic sectional view taken along line X 3 X 3 ′ in FIG.

【図55】実施例18による半導体記憶装置の一例を説
明する為の模式的断面図である。
55 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the semiconductor memory device according to the eighteenth embodiment. FIG.

【図56】実施例18による半導体記憶装置の一例を説
明する為の模式的断面図である。
FIG. 56 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the semiconductor memory device according to the eighteenth embodiment.

【図57】実施例18による半導体記憶装置の一例を説
明する為の模式的断面図である。
FIG. 57 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the semiconductor memory device according to the eighteenth embodiment.

【図58】実施例18による半導体記憶装置の一例を説
明する為の模式的断面図である。
FIG. 58 is a schematic cross sectional view for illustrating the example of the semiconductor memory device according to the eighteenth embodiment.

【図59】実施例18による半導体記憶装置の一例を示
す模式的断面図である。
FIG. 59 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor memory device according to Example 18.

【図60】実施例18による半導体記憶装置の一例を示
す模式的断面図である。
FIG. 60 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor memory device according to an eighteenth embodiment.

【図61】実施例18による半導体記憶装置の一例を示
す模式的断面図である。
FIG. 61 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor memory device according to an eighteenth embodiment.

【図62】実施例18による半導体記憶装置の一例を示
す模式的断面図である。
FIG. 62 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor memory device according to Example 18.

【図63】本発明の実施例19による半導体記憶装置の
模式的断面図である。
FIG. 63 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor memory device according to Example 19 of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 門間 玄三 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 石▲崎▼ 明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内Front page continuation (72) Inventor Genzo Monma 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Ishi ▲ saki ▼ Akira 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の主面に沿って設けられた複数の主
電極領域及びその間に設けられたチャネル領域と、前記
チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して設けられた
ゲート電極と、を有し、前記ゲート電極は互いに対向す
る2つの対向部分を少なくとも有している絶縁ゲート型
トランジスタと、 前記主電極領域の一方に設けられた電気的に破壊可能な
メモリ要素と、 を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
1. A plurality of main electrode regions provided along a main surface of a substrate, a channel region provided between the main electrode regions, and a gate electrode provided on the channel region via a gate insulating film. An insulated gate transistor having at least two facing portions facing each other, and an electrically destructible memory element provided in one of the main electrode regions. A semiconductor memory device characterized by.
【請求項2】 前記メモリ要素は半導体層を有し、該半
導体層と隣接する他の層との接合を破壊することにより
書き込みを行うことを特徴とする請求項1に記載の半導
体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the memory element has a semiconductor layer, and writing is performed by breaking a junction between the semiconductor layer and another layer adjacent to the semiconductor layer.
【請求項3】 前記ゲート電極と前記チャネル領域に隣
接して設けられた高不純物濃度半導体領域とでチャネル
領域におけるキャリアの移動方向に沿った少なくとも全
面を囲んでいることを特徴とする請求項1に記載の半導
体記憶装置。
3. The gate electrode and the high-impurity concentration semiconductor region provided adjacent to the channel region surround at least the entire surface along the carrier movement direction in the channel region. The semiconductor storage device according to 1.
【請求項4】 前記チャネル領域の前記高不純物濃度半
導体領域と対向する側には、該チャネル領域と同じ導電
型で且つ該チャネル領域より不純物濃度の高い第2の半
導体領域が設けられていることを特徴とする請求項3に
記載の半導体記憶装置。
4. A second semiconductor region having the same conductivity type as the channel region and a higher impurity concentration than the channel region is provided on a side of the channel region facing the high impurity concentration semiconductor region. The semiconductor memory device according to claim 3, wherein
【請求項5】 前記主電極領域と前記チャネル領域との
間に前記主電極領域と同じ導電型で且つ該主電極領域よ
り不純物濃度の低い第3の半導体領域が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
5. A third semiconductor region having the same conductivity type as that of the main electrode region and a lower impurity concentration than that of the main electrode region is provided between the main electrode region and the channel region. The semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項6】 電源用配線が前記トランジスタのソース
・ドレイン方向に長く配設されていることを特徴とする
請求項1に記載の半導体記憶装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the power supply wiring is long in the source / drain direction of the transistor.
【請求項7】 電源用配線が前記トランジスタのソース
・ドレイン方向と交差する方向に長く配設されているこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
7. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the power supply wiring is long in a direction intersecting the source / drain direction of the transistor.
【請求項8】 基板の主面に沿って設けられた複数の主
電極領域及びその間に設けられたチャネル領域と、前記
チャネル領域に対してゲート絶縁膜を介して設けられた
ゲート電極と、を有し、前記ゲート電極は互いに対向す
る2つの対向部分を少なくとも有している絶縁ゲート型
トランジスタと、 前記主電極領域の一方に設けられた電気的に破壊可能な
メモリ要素と、 を含むメモリセルが複数設けられ、該複数のメモリセル
は、該メモリセルのゲート電極を共通に接続する第1の
配線と、 該メモリセルのメモリ要素を共通に接続する第2の配線
と、 によりマトリクス接続され、前記第2の配線間に電源ラ
インが配設されていることを特徴とする半導体記憶装
置。
8. A plurality of main electrode regions provided along a main surface of a substrate, a channel region provided between the main electrode regions, and a gate electrode provided on the channel region via a gate insulating film. A memory cell including an insulated gate transistor having the gate electrode having at least two facing portions facing each other, and an electrically destructible memory element provided in one of the main electrode regions. A plurality of memory cells are provided, and the plurality of memory cells are matrix-connected by a first wiring that commonly connects the gate electrodes of the memory cells and a second wiring that commonly connects the memory elements of the memory cells. A semiconductor memory device characterized in that a power supply line is provided between the second wirings.
【請求項9】 複数の主電極領域及びその間に設けられ
たチャネル領域と、前記チャネル領域に対してゲート絶
縁膜を介して設けられたゲート電極と、前記チャネル領
域に接して設けられ該チャネル領域と同じ導電型で且つ
該チャネル領域よりも不純物濃度の高い半導体領域と、
を有し、前記ゲート電極が互いに対向する2つの部分を
少なくとも含んでいる絶縁ゲート型トランジスタと、 前記主電極領域の一方に設けられた電気的に破壊可能な
メモリ要素と、 を具備することを特徴とする半導体記憶装置。
9. A plurality of main electrode regions, a channel region provided between them, a gate electrode provided to the channel region via a gate insulating film, and a channel region provided in contact with the channel region. A semiconductor region having the same conductivity type as that of and having a higher impurity concentration than the channel region,
And an electrically destructible memory element provided in one of the main electrode regions, the insulated gate transistor having at least two portions in which the gate electrode opposes each other. A characteristic semiconductor memory device.
【請求項10】 前記トランジスタと前記メモリ要素と
を含むメモリセルが複数設けられ、これらが複数のメモ
リセルのゲート電極を共通に接続する第1の配線の複数
と、複数のメモリセルのメモリ要素を共通に接続する第
2の配線の複数と、によりマトリクス接続されており、
前記第2の配線間に電源ラインが配設されていることを
特徴とする請求項9に記載の半導体記憶装置。
10. A plurality of memory cells including the transistor and the memory element are provided, a plurality of first wirings connecting these gate electrodes of the plurality of memory cells in common, and a memory element of the plurality of memory cells. Are connected in a matrix by a plurality of second wirings that commonly connect
10. The semiconductor memory device according to claim 9, wherein a power supply line is provided between the second wirings.
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