JPH06151878A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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Publication number
JPH06151878A
JPH06151878A JP4303356A JP30335692A JPH06151878A JP H06151878 A JPH06151878 A JP H06151878A JP 4303356 A JP4303356 A JP 4303356A JP 30335692 A JP30335692 A JP 30335692A JP H06151878 A JPH06151878 A JP H06151878A
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JP
Japan
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insulating film
word line
drain region
gate
gate electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP4303356A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yohei Ichikawa
洋平 市川
Ichiro Nakao
一郎 中尾
Yoshinori Kotake
義則 小竹
Yasushi Okuda
寧 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP4303356A priority Critical patent/JPH06151878A/en
Publication of JPH06151878A publication Critical patent/JPH06151878A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a nonvolatile semiconductor memory which enables high integration. CONSTITUTION:The device is provided with a second conductivity type diffusion layer 4 which constitutes a drain region which becomes a bit line formed in one direction successively in a first conductivity type semiconductor substrate 1, and a gate electrode 6 which intersects with the bit line and becomes a word line formed in a part of the drain region through an insulation film 5. Information is read based on a gate induction drain leak current value in the drain region 4. The gate insulation film 5 has a trap level of charge and is made to correspond to '1', '0' of information depending on whether or not charge is trapped to the level.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は不揮発性半導体記憶装置
に係り、特に高集積化に好適な不揮発性半導に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly to a non-volatile semiconductor suitable for high integration.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気的に情報の書き込み及び消去
の可能な高集積の不揮発性半導体記憶装置として、フラ
ッシュ型EEPROMが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a flash type EEPROM is known as a highly integrated nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing information.

【0003】図4は、上記した従来のフラッシュ型EE
PROMの一例を示すものである。図4において、1は
p型シリコン基板、4はn+拡散層、5はゲート絶縁
膜、6はフローティングゲート、7は誘電体膜、8はワ
ード線となるゲート電極、9は絶縁膜、10はビット線
である。
FIG. 4 shows the conventional flash type EE described above.
1 shows an example of a PROM. In FIG. 4, 1 is a p-type silicon substrate, 4 is an n + diffusion layer, 5 is a gate insulating film, 6 is a floating gate, 7 is a dielectric film, 8 is a gate electrode to be a word line, 9 is an insulating film, 10 Is a bit line.

【0004】以上のように構成されたフラッシュ型EE
PROMでは、書き込みはホットエレクトロンをフロー
ティングゲート6へ注入することにより行われる。消去
はソースに高電圧を印加することにより、フローティン
グゲート6からエレクトロンを放出させ、行われる。情
報の読みだしは、メモリセルのトランジスタの閾値電圧
の変化により、ソース・ドレイン間に流れる電流の差に
より行われる。
Flash type EE configured as described above
In the PROM, writing is performed by injecting hot electrons into the floating gate 6. Erasing is performed by applying a high voltage to the source so that electrons are emitted from the floating gate 6. Reading of information is performed by the difference in the current flowing between the source and the drain due to the change in the threshold voltage of the transistor of the memory cell.

【0005】一方、特開平3−112167号に開示さ
れているように、半導体基板にこの基板と逆導電型の拡
散領域(ドレイン)をもち、この拡散領域の一部が絶縁
膜を介して重なるようにゲート電極をもつ半導体装置に
おいて、上記拡散領域中でのゲート誘導ドレインリーク
電流を用いて不揮発性半導体記憶装置を構成することが
示されている。
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-112167, a semiconductor substrate has a diffusion region (drain) of the opposite conductivity type to this substrate, and a part of this diffusion region overlaps with an insulating film. As described above, in a semiconductor device having a gate electrode, it is shown that a non-volatile semiconductor memory device is constructed by using a gate-induced drain leak current in the diffusion region.

【0006】図5は、上記のゲート誘導ドレインリーク
電流を用いた不揮発性半導体記憶装置の一例について説
明する。図5において、1はシリコン基板、3は分離領
域、4はn+拡散層、5はゲート絶縁膜、6はゲート電
極、7は絶縁膜、8はビット線コンタクト、9はワード
線コンタクトである。
FIG. 5 illustrates an example of a non-volatile semiconductor memory device using the above gate-induced drain leak current. In FIG. 5, 1 is a silicon substrate, 3 is an isolation region, 4 is an n + diffusion layer, 5 is a gate insulating film, 6 is a gate electrode, 7 is an insulating film, 8 is a bit line contact, and 9 is a word line contact. .

【0007】以上のように構成された不揮発性半導体記
憶装置では、ドレイン領域4とゲート電極6の間に特定
電圧差以上の電圧が印加されると、バンド間トンネリン
グによるゲート誘導ドレインリーク電流が生じ、ドレイ
ンと基板とを流れる電流となる。この電流のホールの一
部をゲート絶縁膜の捕獲準位にトラップさせることによ
り、ゲート誘導ドレインリーク電流の値が変化する。こ
の変化を用いてメモリセルの情報の読みだしを行う。
In the non-volatile semiconductor memory device configured as described above, when a voltage higher than a specific voltage difference is applied between the drain region 4 and the gate electrode 6, a gate-induced drain leak current due to band-to-band tunneling occurs. , The current flowing through the drain and the substrate. By trapping some of the holes of this current in the trap level of the gate insulating film, the value of the gate-induced drain leakage current changes. This change is used to read information from the memory cell.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来のフラッシュ型EEPROMのような構成では、トラ
ンジスタの閾値電圧の変化で情報の読みだしを行うた
め、微細化を進めていくとトランジスタの短チャンネル
効果が問題となり、高集積化が困難である。
However, in the structure such as the conventional flash type EEPROM described above, since the information is read out by the change of the threshold voltage of the transistor, the miniaturization effect of the transistor is reduced as the miniaturization is advanced. Becomes a problem, and high integration is difficult.

【0009】また、上記のゲート誘導ドレインリーク電
流を用いた半導体装置では、トランジスタの短チャンネ
ル効果の影響はなく、またソース領域は不要のため微細
化は容易である。しかし各メモリセルのドレインおよび
ゲート電極に対してコンタクトが必要であり、さらに各
メモリセルごとに分離領域を設ける必要があるため、高
集積化を進めていくことは困難であるという問題点を有
していた。
Further, in the semiconductor device using the above gate-induced drain leakage current, there is no influence of the short channel effect of the transistor, and since the source region is unnecessary, miniaturization is easy. However, since it is necessary to make contact with the drain and gate electrodes of each memory cell and to provide an isolation region for each memory cell, it is difficult to promote high integration. Was.

【0010】本発明は上記問題点に鑑み、高集積化され
た不揮発性半導体記憶装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a highly integrated nonvolatile semiconductor memory device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、第1導電型の
半導体基板に、一方向に連続的に形成されたビット線と
なるドレイン領域を構成する第2導電型の拡散層と、上
記ビット線に交差し上記ドレイン領域の一部とゲート絶
縁膜を介して形成されたワード線となるゲート電極とを
備え、上記ドレイン領域でのゲート誘導ドレインリーク
電流値に基づいて情報の読みだしを行うものである。
In order to solve the above problems, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a drain, which is a bit line continuously formed in one direction on a semiconductor substrate of a first conductivity type. A second conductive type diffusion layer forming a region; and a gate electrode which intersects the bit line and serves as a word line formed through a part of the drain region and a gate insulating film. Information is read based on the gate-induced drain leakage current value.

【0012】また、上記の不揮発性半導体記憶装置にお
いて、第1層目の導体膜から成る第1のワード線と、上
記第1のワード線間に形成された第2層目の導体膜から
成る第2のワード線とを備えたものである。
Further, in the above-mentioned nonvolatile semiconductor memory device, a first word line made of the first-layer conductor film and a second-layer conductor film formed between the first word lines are formed. And a second word line.

【0013】上記ゲート絶縁膜は、電荷の捕獲準位を有
し、上記準位に電荷を捕獲させるか否かにより、情報
の”1”、”0”に対応させるものである。
The gate insulating film has a charge trapping level, and corresponds to information "1" or "0" depending on whether or not the level traps the charge.

【0014】上記ゲート絶縁膜内に、フローティングゲ
ート電極が設けられ、上記フローティングゲート電極に
電荷を捕獲させるか否かにより、情報の”1”、”0”
に対応させてもよい。
A floating gate electrode is provided in the gate insulating film, and information "1" or "0" is determined depending on whether or not the floating gate electrode traps charges.
May correspond to.

【0015】[0015]

【作用】以上の構成により、メモリセルは、半導体基板
とドレイン領域とゲート電極の3端子で構成される。ま
たビット線はドレイン領域となる拡散層で構成され、各
メモリセルごとにビット線のコンタクトを取る必要はな
い。ドレイン領域とゲート電極の間に特定電圧差以上の
電圧が印加されると、バンド間トンネリングによるゲー
ト誘導ドレインリーク電流が生じる。ゲート絶縁膜内の
捕獲準位の電荷の有無に依存するこのゲート誘導ドレイ
ンリーク電流値の変化から、情報の読みだしを行う。
With the above structure, the memory cell is composed of the semiconductor substrate, the drain region, and the three terminals of the gate electrode. Further, the bit line is composed of a diffusion layer serving as a drain region, and it is not necessary to make contact with the bit line for each memory cell. When a voltage equal to or higher than a specific voltage difference is applied between the drain region and the gate electrode, a gate-induced drain leak current due to band-to-band tunneling occurs. Information is read from the change in the gate-induced drain leakage current value depending on the presence or absence of charge of the trap level in the gate insulating film.

【0016】また、第1層目の導体膜から成る第1のワ
ード線同志の間に、第2層目の導体膜から成る第2のワ
ード線が形成されているので、第1のワード線とその下
のビット線となる拡散層によりメモリセルが形成される
だけでなく、第2のワード線とその下の拡散層によって
もメモリセルが形成される。したがってさらに高集積化
することができる。
Further, since the second word line made of the conductor film of the second layer is formed between the first word lines made of the conductor film of the first layer, the first word line is formed. Not only the memory cell is formed by the diffusion layer serving as the bit line below and the memory cell is also formed by the second word line and the diffusion layer below the second word line. Therefore, higher integration can be achieved.

【0017】ゲート絶縁膜は電荷の捕獲準位を有してお
り、捕獲させた電荷は、電源を切っても放出されず、し
たがって不揮発状態で情報の記憶ができる。捕獲準位に
電荷を捕獲させるか否かにより、ドレイン領域でのバン
ド間トンネリングによるゲート誘導ドレインリーク電流
値に差が生じ、記憶した情報を読みだすことができる。
The gate insulating film has a charge trapping level, and the trapped charge is not released even when the power is turned off, and thus information can be stored in a non-volatile state. Depending on whether or not charges are trapped in the trap level, a difference occurs in the gate-induced drain leakage current value due to band-to-band tunneling in the drain region, and the stored information can be read.

【0018】また、絶縁膜内にフローティングゲート電
極を設けた場合も同様に、上記フローティングゲート電
極に捕獲させた電荷は、電源を切っても放出されず、不
揮発状態で情報の記憶ができる。フローティングゲート
電極に電荷を捕獲させるか否かにより、ドレイン領域で
のバンド間トンネリングによるゲート誘導ドレインリー
ク電流値に差が生じ、記憶した情報を読みだすことがで
きる。
Similarly, when the floating gate electrode is provided in the insulating film, the electric charge trapped in the floating gate electrode is not released even when the power is turned off, and information can be stored in a non-volatile state. Depending on whether or not the floating gate electrode captures charges, the gate-induced drain leakage current value due to band-to-band tunneling in the drain region varies, and the stored information can be read.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の一実施例の不揮発性半導体記憶
装置について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-volatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
として不揮発性半導体記憶装置の構造を示すものであ
る。図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−
A’線に沿った断面図、図1(c)は同図におけるB−
B’線に沿った断面図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a structure of a nonvolatile semiconductor memory device as a first embodiment of the present invention. 1 (a) is a plan view, and FIG. 1 (b) is A- in FIG. 1 (a).
A cross-sectional view taken along the line A ′, and FIG.
It is sectional drawing which followed the B'line.

【0021】まず、P型シリコン基板1の素子分離領域
となる部分にP型チャンネルストッパー2を下部に有す
る分離絶縁膜3を形成する。次にビット線となるドレイ
ン領域のn+拡散層4を例えば加速エネルギー40ke
V、ドーズ量6.0×1015cm-2のAsイオン注入に
より形成する。そしてSiO2から成るゲート絶縁膜5
を形成する。ここでゲート絶縁膜5の膜厚は、5〜12
nm程度であれば良い。ここでは7nmとする。次いで
ワード線となるゲート電極のn+ポリシリコン6を形成
する。ここでゲート絶縁膜5およびゲート電極6は、ド
レイン領域4とチャンネルストッパー2とのPN接合に
接して設ける。
First, an isolation insulating film 3 having a P-type channel stopper 2 underneath is formed in a portion of the P-type silicon substrate 1 which will be an element isolation region. Next, the n + diffusion layer 4 in the drain region, which will be the bit line, is formed with an acceleration energy of
It is formed by As ion implantation with V and a dose amount of 6.0 × 10 15 cm −2 . And the gate insulating film 5 made of SiO2
To form. Here, the thickness of the gate insulating film 5 is 5 to 12
It may be about nm. Here, it is set to 7 nm. Then, n + polysilicon 6 of the gate electrode to be the word line is formed. Here, the gate insulating film 5 and the gate electrode 6 are provided in contact with the PN junction between the drain region 4 and the channel stopper 2.

【0022】メモリセルはソース電極がないため、半導
体基板1とドレイン電極4とゲート電極6の3端子で構
成される。ゲート絶縁膜5は電荷を捕獲して、不揮発状
態で情報を記憶する。またビット線は拡散層4で構成さ
れ、各メモリセルごとにビット線のコンタクトを取る必
要がないため、数ビットごと(例えば32ビットごと)
にコンタクトを取れば良い。
Since the memory cell has no source electrode, it is composed of three terminals, that is, the semiconductor substrate 1, the drain electrode 4 and the gate electrode 6. The gate insulating film 5 captures charges and stores information in a nonvolatile state. Further, since the bit line is composed of the diffusion layer 4 and it is not necessary to make contact with the bit line for each memory cell, every few bits (for example, every 32 bits).
Just contact us.

【0023】次に上記した構造におけるメモリセルとし
ての動作を説明する。この構造において、ドレイン領域
4とゲート電極6の間に特定電圧差以上の電圧が印加さ
れると、ドレイン領域4のゲート絶縁膜5の界面付近に
おいて、バンド間トンネリングによるゲート誘導ドレイ
ンリーク電流が生じる。ゲート絶縁膜5に捕獲された電
荷により、ドレイン領域の電界が変化し、この電流値の
相違から、情報の読みだしを行うことができる。
Next, the operation as a memory cell in the above structure will be described. In this structure, when a voltage higher than a specific voltage difference is applied between the drain region 4 and the gate electrode 6, a gate-induced drain leak current due to band-to-band tunneling occurs near the interface of the gate insulating film 5 in the drain region 4. . The electric field in the drain region changes due to the charges trapped in the gate insulating film 5, and the information can be read from the difference in the current value.

【0024】本実施例に示した構造において、例えばゲ
ート電圧Vgを−3V、基板電圧Vsubを0V、ドレ
イン電圧Vdを5Vとすれば、ドレイン領域4のゲート
絶縁膜5の界面付近において、バンドがバンドギャップ
以上に曲がり、バンド間トンネリングにより、電子とホ
ールが発生する。このホールがゲート絶縁膜5に捕獲さ
れることにより、情報の書き込みが行われる。
In the structure shown in this embodiment, for example, if the gate voltage Vg is −3V, the substrate voltage Vsub is 0V, and the drain voltage Vd is 5V, a band is formed near the interface of the gate insulating film 5 in the drain region 4. Bending over the band gap and tunneling between the bands generate electrons and holes. Information is written by capturing the holes in the gate insulating film 5.

【0025】ホールの捕獲前と捕獲後のバンド間トンネ
リングによるゲート誘導ドレインリーク電流Idのドレ
イン電圧依存性を図2に示す(Vg=−3V、Vsub
=0V、但しゲート幅は20um)。ホールの捕獲によ
り、ゲート誘導ドレインリーク電流は減少する。ここで
上記の電圧条件の内、ゲート電圧Vgが0V、あるいは
ドレイン電圧が0Vのときには、ホールの捕獲は観測さ
れない。したがって、ワード線とビット線を選択して電
位を与えることにより、特定のメモリセルへの書き込み
を行うことができる。
FIG. 2 shows the drain voltage dependence of the gate-induced drain leakage current Id due to the band-to-band tunneling before and after trapping holes (Vg = -3V, Vsub).
= 0V, but the gate width is 20um). The trapped holes reduce the gate-induced drain leakage current. Here, when the gate voltage Vg is 0V or the drain voltage is 0V among the above voltage conditions, trapping of holes is not observed. Therefore, writing can be performed in a specific memory cell by selecting the word line and the bit line and applying a potential.

【0026】メモリセルへの書き込みにより捕獲された
ホールは、容易に放出させることができる。例えば、ゲ
ート電圧Vgを8V、基板電圧Vsubを0V、ドレイ
ン電圧Vdを0Vとすれば、ゲート絶縁膜にゲート電極
から半導体基板方向に高電界がかかり、捕獲されていた
ホールが放出され、捕獲前の状態に戻る。すなわち、消
去することができる。
The holes captured by writing to the memory cell can be easily released. For example, when the gate voltage Vg is 8 V, the substrate voltage Vsub is 0 V, and the drain voltage Vd is 0 V, a high electric field is applied to the gate insulating film from the gate electrode in the semiconductor substrate direction, and trapped holes are emitted, and before capture. Return to the state of. That is, it can be erased.

【0027】図2でホールの捕獲前後で例えばVdが2
Vのときには、102程度の電流差が生じている。この
電流差により、情報の記憶を読みだすことができる。例
えばゲート電圧Vgを−3V、基板電圧Vsubを0
V、ドレイン電圧Vdを2Vとすれば、ホールの捕獲前
では、2×10-8A程度、捕獲後では2×10-10A程
度の電流値となる。このバイアス条件でメモリセルへの
情報の書き込み、消去(ホールの捕獲、放出)もなく、
記憶された情報の読みだしができる。
In FIG. 2, Vd is 2 before and after the hole is captured.
At V, there is a current difference of about 10 2 . Information can be read out from this current difference. For example, the gate voltage Vg is −3 V and the substrate voltage Vsub is 0.
If V and the drain voltage Vd are 2 V, the current value is about 2 × 10 −8 A before trapping the holes and about 2 × 10 −10 A after trapping. Under this bias condition, there is no writing or erasing of information in the memory cell (hole capture or emission),
You can read the stored information.

【0028】このように、上記実施例によれば、半導体
基板と基板に形成したドレイン領域となる拡散層とゲー
ト電極の3端子だけで構成され、メモリセルとして機能
する。したがって、MOSトランジスタを用いたメモリ
セルに比べると、短チャンネル効果の影響もなく、ソー
ス領域もないため、大幅に微細化が可能である。同じデ
ザインルールで、従来のフラッシュ型EEPROMのメ
モリセルに比べ、占有面積を半分以下にすることがで
き、さらに微細化が進んでも、ビット線及びワード線を
形成することができれば、メモリセルとして機能する。
As described above, according to the above-described embodiment, the semiconductor substrate, the diffusion layer serving as the drain region formed on the substrate, and the three terminals of the gate electrode are the only terminals and function as a memory cell. Therefore, as compared with a memory cell using a MOS transistor, there is no influence of the short channel effect and there is no source region, so that it is possible to achieve a large miniaturization. With the same design rule, it can occupy less than half the area of conventional flash EEPROM memory cells, and if bit lines and word lines can be formed even with further miniaturization, it will function as a memory cell. To do.

【0029】また、ドレイン領域となる拡散層は一方向
に連続的形成されており、各メモリセルごとにビット線
コンタクトを取る必要はなく、ワード線方向に対して分
離領域を設ける必要がないため、高集積化が可能であ
る。例えば、ワード線ピッチを1.0μm、ビット線ピ
ッチを1.0μmとすれば、メモリセルひとつの占有面
積は、1.0μm2となる。またビット線の低抵抗化を図
るため、ビット線の拡散層に対して裏打ちの配線を形成
することも容易にできる。
Further, since the diffusion layer to be the drain region is continuously formed in one direction, it is not necessary to make a bit line contact for each memory cell and it is not necessary to provide an isolation region in the word line direction. High integration is possible. For example, if the word line pitch is 1.0 μm and the bit line pitch is 1.0 μm, the occupied area of one memory cell is 1.0 μm 2 . Further, in order to reduce the resistance of the bit line, it is possible to easily form a wiring lined with the diffusion layer of the bit line.

【0030】(実施例2)以下本発明の第2の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図3は本発明の第2の実施例の不揮発性半
導体記憶装置の構造を示すものである。図3(a)は平面
図、図3(b)は図3(a)におけるA−A’線に沿った断面
図、図3(c)は同図B−B’線に沿った断面図である。
FIG. 3 shows the structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. 3A is a plan view, FIG. 3B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 3A, and FIG. 3C is a sectional view taken along the line BB ′ in FIG. Is.

【0032】同図において、1はP型シリコン基板、2
はP型チャンネルストッパー、3は分離絶縁膜3、4は
ビット線となるドレイン領域のn+拡散層、5はゲート
絶縁膜、6は第1のワード線となるゲート電極のn+
リシリコンである。以上は図1の構成と同様なものであ
る。図1と異なるのは、第2のワード線10を第1のワ
ード線6同志の間に設けた点である。
In the figure, 1 is a P-type silicon substrate, 2 is
Is a P-type channel stopper, 3 is an isolation insulating film 3, 4 is an n + diffusion layer of a drain region which becomes a bit line, 5 is a gate insulating film, and 6 is n + polysilicon of a gate electrode which becomes a first word line. is there. The above is the same as the configuration of FIG. The difference from FIG. 1 is that the second word line 10 is provided between the first word lines 6.

【0033】本装置の形成方法としては、第1の実施例
と同様にして、第1のワード線となるゲート電極のn+
ポリシリコン6まで形成する。ここで第1のワード線
は、ポリシリコン6の上に絶縁膜7を堆積してから、パ
ターン出しを行う。そして全面にCVD法によりSiO
2膜を堆積し、RIE(反応性イオンエッチング)によ
り異方性エッチングを行って第1のワード線6の側壁に
絶縁膜8を形成する。SiO2から成るゲート絶縁膜9
を形成し、次いで第2のワード線となるゲート電極のn
+ポリシリコン10を形成する。
As a method of forming this device, as in the first embodiment, n + of the gate electrode to be the first word line is formed.
Up to the polysilicon 6 is formed. Here, the first word line is patterned after the insulating film 7 is deposited on the polysilicon 6. Then, the entire surface is formed by the CVD method with SiO 2.
Two films are deposited and anisotropically etched by RIE (reactive ion etching) to form an insulating film 8 on the side wall of the first word line 6. Gate insulating film 9 made of SiO2
And then n of the gate electrode to become the second word line.
+ Polysilicon 10 is formed.

【0034】以上のように、第2のワード線を第1のワ
ード線同志の間に設けることにより、第1の実施例に比
べ、同じデザインルールでワード線ピッチを半分程度に
できるため、さらに2倍程度の集積密度が可能である。
例えば、第1のワード線及び第2のワード線を共に1.
0μmピッチで形成すれば、メモリセルひとつの占有面
積は、0.5μm2となる。
As described above, by providing the second word line between the first word lines, the word line pitch can be reduced to about half with the same design rule as in the first embodiment. It is possible to double the integration density.
For example, both the first word line and the second word line are 1.
If they are formed with a pitch of 0 μm, the occupied area of one memory cell is 0.5 μm 2 .

【0035】第1および第2の実施例において、情報の
記憶はSiO2膜からなるゲート絶縁膜へのホールの捕
獲により行ったが、ゲート絶縁膜内にフローティングゲ
ート電極を設け、フローティングゲート電極に電荷を捕
獲させることにより、同様にメモリセルの機能を実現で
きる。このことにより、絶縁膜の耐久性の向上を図るこ
とができる。
In the first and second embodiments, information is stored by trapping holes in the gate insulating film made of a SiO2 film. However, a floating gate electrode is provided in the gate insulating film and the floating gate electrode is charged. The function of the memory cell can be similarly realized by capturing the. As a result, the durability of the insulating film can be improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上のように本発明の不揮発性半導体記
憶装置は、半導体基板と基板に形成したドレイン領域と
なる拡散層とゲート電極の3端子だけで構成され、容易
な工程で作製することができる。また、短チャンネル効
果の影響もなく、ソース領域もないため、大幅に微細化
ができる。さらに、ドレイン領域となる拡散層は一方向
に連続的形成されており、各メモリセルごとにビット線
コンタクトを取る必要はなく、ワード線方向に対して分
離領域を設ける必要がないため、高集積化することがで
きる。
As described above, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is composed of only the semiconductor substrate, the diffusion layer serving as the drain region formed on the substrate, and the three terminals of the gate electrode, and can be manufactured by an easy process. You can Further, since there is no influence of the short channel effect and there is no source region, it is possible to greatly miniaturize. Further, since the diffusion layer to be the drain region is continuously formed in one direction, it is not necessary to make a bit line contact for each memory cell and it is not necessary to provide an isolation region in the word line direction, so that high integration is achieved. Can be converted.

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

【図1】(a)は本発明の第1の実施例における不揮発性
半導体記憶装置の平面図 (b)は同断面構造図 (c)は同断面構造図
1A is a plan view of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view of the same, and FIG. 1C is a sectional view of the same.

【図2】同実施例における動作説明のためのゲート誘導
ドレインリーク電流の電圧依存性を示す特性図
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the voltage dependence of a gate-induced drain leakage current for explaining the operation in the embodiment.

【図3】(a)は本発明の第2の実施例における不揮発性
半導体記憶装置の平面図 (b)は同断面構造図 (c)は同断面構造図
3A is a plan view of a nonvolatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 3B is the same sectional structure view, and FIG.

【図4】従来の不揮発性半導体記憶装置のフラッシュ型
EEPROMの概略図
FIG. 4 is a schematic diagram of a flash type EEPROM of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図5】従来のゲート誘導ドレインリーク電流を用いた
不揮発性半導体記憶装置の概略図
FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional nonvolatile semiconductor memory device using a gate-induced drain leakage current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型半導体基板 2 P型チャンネルストッパー 3 分離絶縁膜 4 n+拡散層(ビット線) 5 ゲート絶縁膜 6 n+ポリシリコン(ワード線)1 P-type semiconductor substrate 2 P-type channel stopper 3 Isolation insulating film 4 n + diffusion layer (bit line) 5 Gate insulating film 6 n + polysilicon (word line)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 寧 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naru Okuda 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体基板に、一方向に連続
的に形成されたビット線となるドレイン領域を構成する
第2導電型の拡散層と、 上記ビット線に交差し上記ドレイン領域の一部と絶縁膜
を介して形成されたワード線となるゲート電極とを備
え、 上記ドレイン領域でのゲート誘導ドレインリーク電流値
に基づいて情報の読みだしを行うことを特徴とする不揮
発性半導体記憶装置。
1. A second-conductivity-type diffusion layer forming a drain region, which is a bit line continuously formed in one direction on a first-conductivity-type semiconductor substrate, and the drain region intersecting the bit line. And a gate electrode serving as a word line formed through an insulating film, and reading information based on a gate-induced drain leakage current value in the drain region. Storage device.
【請求項2】請求項1記載のワード線は、第1層目の導
体膜から成る第1のワード線と、上記第1のワード線間
に形成された第2層目の導体膜から成る第2のワード線
とを備えていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
2. The word line according to claim 1, comprising a first word line made of a conductor film of a first layer and a conductor film of a second layer formed between the first word lines. A non-volatile semiconductor memory device comprising a second word line.
【請求項3】請求項1又は2記載の絶縁膜が、電荷の捕
獲準位を有し、上記準位に電荷を捕獲させるか否かによ
り、情報の”1”、”0”に対応させることを特徴とす
る不揮発性半導体記憶装置。
3. The insulating film according to claim 1 or 2 has a charge trapping level, and is made to correspond to "1" or "0" of information depending on whether or not the level traps the charge. A non-volatile semiconductor memory device characterized by the above.
【請求項4】請求項1又は2記載の絶縁膜内に、フロー
ティングゲート電極が設けられ、上記フローティングゲ
ート電極に電荷を捕獲させるか否かにより、情報の”
1”、”0”に対応させることを特徴とする不揮発性半
導体記憶装置。
4. A floating gate electrode is provided in the insulating film according to claim 1 or 2, and information is stored according to whether or not the floating gate electrode traps charges.
A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that it corresponds to 1 "and" 0 ".
JP4303356A 1992-11-13 1992-11-13 Nonvolatile semiconductor memory Pending JPH06151878A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013197A (en) * 2006-08-24 2007-01-18 Renesas Technology Corp Nonvolatile semiconductor memory device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007013197A (en) * 2006-08-24 2007-01-18 Renesas Technology Corp Nonvolatile semiconductor memory device

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