JPH07176705A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacture

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JPH07176705A
JPH07176705A JP5344150A JP34415093A JPH07176705A JP H07176705 A JPH07176705 A JP H07176705A JP 5344150 A JP5344150 A JP 5344150A JP 34415093 A JP34415093 A JP 34415093A JP H07176705 A JPH07176705 A JP H07176705A
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mosfet
gate structure
layer gate
memory
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敏明 西本
Takashi Yamazaki
隆 山崎
Toshihiro Tanaka
利広 田中
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Abstract

PURPOSE:To form a two-layer gate structured MOSFET with a one-layer gate structured MOSFET adjacently in high-density packing, by forming a dummy buffer wiring layer between the two-layer gate structured MOSFET and the one-layer gate structured MOSFET. CONSTITUTION:A dummy buffer wiring SG has a two-layer gate structure on the two-layer gate side and a one-layer gate structure on the one-layer gate side. Each gate electrode of a drain-side switching MOSFET (STMOS) and a source-side switching MOSFET (STMOS) is formed with the dummy buffer wiring (surplus gate) SG in between, including a second-layer polysilicon layer SG formed in one body. An error in mask alignment at the dummy buffer wiring can be absorbed. In a productive step, the self-alignment patterning in two-layer gate structure is carried out separately from self-alignment of a source/drain diffusion layer in one-layer gate structure, and the semiconductor device is formed in high-density packing.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装置
とその製造方法に関し、特に2層ゲート構造のMOSF
ETと1層ゲート構造のMOSFETとを備えた一括消
去型不揮発性記憶装置等に利用して有効な技術に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method, and more particularly to a MOSF having a two-layer gate structure.
The present invention relates to a technique effectively used for a batch erase type nonvolatile memory device or the like including an ET and a MOSFET having a single-layer gate structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的一括消去型EEPROMは、チッ
プに形成されたメモリセルの全てを一括して、又はチッ
プに形成されたメモリセルのうち、あるひとまとまりの
メモリセル群を一括して電気的に消去する機能を持つ不
揮発性記憶装置である。このような一括消去型EEPR
OMに関しては、例えば、1980年のアイ・イー・イ
ー・イー、インターナショナル、ソリッド−ステート
サーキッツ コンファレンス(IEEE INTERNATIONAL SOL
ID-STATE CIRCUITS CONFERENCE) の頁152 〜153、19
87年のアイ・イー・イー・イー、インターナショナ
ル、ソリッド−ステート サーキッツ コンファレンス
(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITSCONFERENC
E)の頁76〜77、アイ・イー・イー・イー・ジャーナル
オブ ソリッドステート サーキッツ,第23巻第5号
(1988年)第1157頁から第1163頁(IEEE,J. Solid-S
tate Cicuits, vol.23(1988) pp.1157-1163)に記載され
ている。
2. Description of the Related Art An electrical batch erasing type EEPROM is a system in which all of the memory cells formed on a chip are collectively operated, or a group of memory cells among the memory cells formed on the chip are collectively operated. It is a non-volatile memory device that has a function of erasing physically. Such a batch erase type EEPR
Regarding OM, for example, 1980 IEE, International, Solid-State
Circuits Conference (IEEE INTERNATIONAL SOL
ID-STATE CIRCUITS CONFERENCE) pages 152-153, 19
1987 IEE, International, Solid-State Circuits Conference
(IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENC
E) pages 76-77, IEE Journal
Of Solid State Circuits, Vol. 23, No. 5 (1988), pages 1157 to 1163 (IEEE, J. Solid-S
tate Cicuits, vol.23 (1988) pp.1157-1163).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本願出願人において
は、コントロールゲートとフローティングゲートとを備
えた記憶トランジスタとして書込み動作もトンネル電流
により行うようにするとともに、従来とは逆にフローテ
ィングゲートに電荷を注入することにより、しきい値電
圧をワード線の選択レベルより高くなるようにして消去
動作を行う記憶トランジスタを開発した。この構成にお
いて、記憶トランジスタに対する消去動作は、そのしき
い値電圧がワード線の選択レベルに対して高くされるも
のであるから、従来のようにフローティンクゲートの電
荷を基板側に引き抜いてしきい値電圧を低くする記憶ト
ランジスタのように、過消去によってディプレッション
モードとされてワード線が非選択レベルであるにもかか
わずオン状態にされてしまうことによって他のメモリセ
ルを読み出し不能にしてしまうことがない。
In the applicant of the present application, a write operation is performed by a tunnel current as a memory transistor having a control gate and a floating gate, and charges are injected into the floating gate contrary to the conventional case. By doing so, a memory transistor has been developed which performs an erase operation by making the threshold voltage higher than the selection level of the word line. In this configuration, since the threshold voltage of the erase operation for the memory transistor is set higher than the selection level of the word line, the charge of the floating gate is extracted to the substrate side as in the conventional case. Like a memory transistor that lowers the voltage, other memory cells may become unreadable by being turned on regardless of the word line being at the non-selection level due to the depletion mode due to overerasure. Absent.

【0004】しかしながら、トンネル電流によって書込
み動作を行うものでは、読み出し動作によってトンネル
電流が発生して誤消去みがされてしまうことの無いよう
に、書込み時に非選択の記憶トランジスタにトンネル電
流が流れないような工夫や読み出し時に記憶トランジス
タのドレインに与えられる電圧を極力低くする等の工夫
が必要である。そこで、このような記憶トランジスタへ
のソフトライトを防止するために、複数からなる記憶ト
ランジスタを1ブロックとして選択MOSFETを設け
てデータ線や共通ソース線に接続することを考えた。し
かし、このような回路を半導体基板上に形成する場合、
2層ゲート構造からなる記憶トランジスタと1層ゲート
構造からなるる選択MOSFETとを効率よくレイアウ
トするために新たな工夫が必要になった。
However, in the case where the write operation is performed by the tunnel current, the tunnel current does not flow in the non-selected storage transistor at the time of writing so that the tunnel current is not generated by the read operation and erroneous erasure is prevented. It is necessary to devise such a device as to reduce the voltage applied to the drain of the memory transistor during reading. Therefore, in order to prevent such a soft write to the storage transistor, it is considered that a plurality of storage transistors are set as one block and a selection MOSFET is provided and connected to a data line or a common source line. However, when forming such a circuit on a semiconductor substrate,
A new device is required to efficiently lay out the memory transistor having the double-layer gate structure and the select MOSFET having the single-layer gate structure.

【0005】この発明の目的は、2層ゲート構造のMO
SFETと1層ゲート構造のMOSFETとを隣接して
高密度に形成することができる半導体集積回路装置とそ
の製造方法を提供することにある。この発明の前記なら
びにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述お
よび添付図面から明らかになるであろう。
An object of the present invention is to provide an MO having a two-layer gate structure.
It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit device in which an SFET and a MOSFET having a single-layer gate structure can be formed adjacent to each other with high density, and a manufacturing method thereof. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、2層ゲート構造のMOSF
ETと1層ゲート構造のMOSFETとの間に、2層ゲ
ート構造側が2層ゲート構造とされ、1層ゲート構造側
が1層ゲート構造とされた緩衝用ダミー配線層を設ける
ようにする。
The outline of a typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a MOSF having a two-layer gate structure
A buffer dummy wiring layer having a double-layer gate structure on the double-layer gate structure side and a single-layer gate structure on the single-layer gate structure side is provided between the ET and the single-layer gate structure MOSFET.

【0007】[0007]

【作用】上記した手段によれば、緩衝用ダミー配線の部
分でのマスクずれを吸収しつつ、2層ゲート構造のセル
フアライメントによるパターンニングと、1層ゲート構
造のソース,ドレインのセルフアライメントによる拡散
層とを分けて高密度に形成することができる。
According to the above means, patterning by self-alignment of the double-layer gate structure and diffusion by self-alignment of the source and drain of the single-layer gate structure are performed while absorbing the mask shift in the buffer dummy wiring portion. The layer and the layer can be separately formed to have a high density.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち他の代表的なものの概要を簡単に説明すれ
ば、下記の通りである。すなわち、2層ゲート構造のM
OSFETを構成する第1層目のゲート電極を一体的に
形成し、上記1層目のゲート電極の上に絶縁膜を形成
し、緩衝用領域のほぼ中央を境にして1層ゲート構造の
MOSFETを構成するゲート絶縁膜を形成し、2層ゲ
ート構造のMOSFETを構成する2層目ゲート電極と
上記1層ゲート構造のMOSFETを構成するゲート電
極と緩衝用ダミー配線のそれぞれを同時に形成し、上記
2層ゲート構造のMOSFETと1層ゲート構造のMO
SFETの間に設けられた緩衝用領域のほぼ中央を境に
して1層構造側をマスクして上記2層目ゲート電極をマ
スクとするセルフアライメントにより実質的な2層構造
のゲート電極のパターニングを行い、上記2層構造側を
マスクして上記ゲート電極をマスクとするセルフアライ
メントにより1層構造のMOSFETのソースとドレイ
ンの拡散を行うようにする。
The outline of other typical inventions among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, M having a two-layer gate structure
A MOSFET having a single-layer gate structure, in which a first-layer gate electrode forming an OSFET is integrally formed, an insulating film is formed on the first-layer gate electrode, and a buffer region is almost at the center as a boundary. A gate insulating film is formed, and a second-layer gate electrode forming a MOSFET having a two-layer gate structure, a gate electrode forming the MOSFET having a one-layer gate structure, and a dummy wiring for buffering are simultaneously formed. Two-layer gate structure MOSFET and one-layer gate structure MO
Patterning of a gate electrode having a substantially double-layer structure is performed by self-alignment using the second-layer gate electrode as a mask by masking the first-layer structure side with the buffer region provided between the SFETs as a boundary. Then, the source and drain of the MOSFET having a one-layer structure are diffused by self-alignment using the two-layer structure side as a mask and the gate electrode as a mask.

【0009】[0009]

【作用】上記した手段によれば、緩衝用ダミー配線の部
分でのマスクずれを吸収しつつ、2層ゲート構造のセル
フアライメントによる2層ゲート構造のMOSFETと
1層ゲート構造のMOSFETとを高密度に形成するこ
とができる。
According to the above-mentioned means, the MOSFET having the double-layer gate structure and the MOSFET having the single-layer gate structure can be formed at a high density by absorbing the mask shift in the buffer dummy wiring portion while self-aligning the double-layer gate structure. Can be formed.

【0010】[0010]

【実施例】図3には、この発明に係る一括消去型不揮発
性記憶装置におけるメモリマットとその周辺部の一実施
例の概略回路図が示されている。メモリセルは、従来の
メモリセルと類似のコントロールゲートとフローティン
グゲートとを備えたスタックドゲート構造のMOSFE
Tとされる。この実施例では、後述するように書き込み
動作と消去動作とが共に薄い酸化膜を通したトンネル電
流を利用して行われるものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 is a schematic circuit diagram of one embodiment of a memory mat and its peripheral portion in a batch erase type nonvolatile memory device according to the present invention. The memory cell is a stacked gate structure MOSFE having a control gate and a floating gate similar to a conventional memory cell.
T. In this embodiment, both a writing operation and an erasing operation are performed by utilizing a tunnel current passing through a thin oxide film as described later.

【0011】フンローティングゲートが点々で示されて
なる記憶MOSFETQMは代表として1つに回路記号
が付されているように、複数個が1ブロックとされてド
レインとソースが共通化される。記憶MOSFETの共
通化されたドレインは、選択MOSFETQDを通して
データ線DLに接続される。記憶MOSFETの共通化
されたソースは、選択MOSFETQSを通して共通ソ
ース線に接続される。この共通ソース線は、信号MSC
によりスイッチ制御されるスイッチMOSFETQ2を
通して電圧VMWに接続される。この電圧VMWは、そ
の動作モードに応じて、読み出し動作と書込み動作のと
きには回路の接地電位が与えられ、消去動作のときには
負の電圧が与えられる。記憶MOSFETのコントロー
ルゲートは、代表として1つに回路記号が付されている
ようなワード線WLに接続される。上記選択MOSFE
Tは、上記ワード線WLと平行に延長される選択線によ
って選択される。すなわち、上記選択MOSFETQD
とQSは、メインデコーダMAN−DECによって選択
されるメインワード線とされる。
As shown in the memory MOSFET QM in which the floating gates are indicated by dots, a plurality of memory MOSFETs QM are made into one block and the drain and the source are commonly used. The common drain of the storage MOSFET is connected to the data line DL through the selection MOSFET QD. The common source of the storage MOSFET is connected to the common source line through the selection MOSFET QS. This common source line is the signal MSC
Is connected to the voltage VMW through a switch MOSFET Q2 which is switch-controlled by. The voltage VMW is given the ground potential of the circuit during the read operation and the write operation, and is given a negative voltage during the erase operation according to the operation mode. The control gate of the memory MOSFET is typically connected to a word line WL, which is represented by one circuit symbol. Select MOSFE above
T is selected by a select line extending in parallel with the word line WL. That is, the selection MOSFET QD
And QS are main word lines selected by the main decoder MAN-DEC.

【0012】上記のようにメモリセルをブロックに分け
て、それぞれに選択MOSFETを介してデータ線DL
や回路のVMW(接地電位)を与える構成により、非選
択のメモリセルに対するストレスを軽減させることがで
きる。すなわち、ワード線WLが選択され、データ線D
Lが非選択状態にされたメモリセルや、逆にワード線W
Lが非選択状態にされ、データ線DLが非選択状態にさ
れることによって、書き込み又は消去動作においてデー
タを保持すべきメモリセルに上記書き込み又は消去用の
電圧が印加されることによソフトライトやソフトイレー
ズを防止するものである。この構成では、上記ブロック
内の小数のメモリセルにおいてのみ上記のようなストレ
スがかかるのみとなる。
As described above, the memory cell is divided into blocks, and the data line DL is connected to each block through the selection MOSFET.
With the configuration for applying the VMW (ground potential) of the circuit or the circuit, the stress on the non-selected memory cells can be reduced. That is, the word line WL is selected and the data line D
L is a non-selected memory cell, and conversely, the word line W
When L is set to the non-selected state and the data line DL is set to the non-selected state, the write or erase voltage is applied to the memory cell that should hold the data in the write or erase operation. And soft erase. In this configuration, the above stress is applied only to a small number of memory cells in the block.

【0013】この実施例では、特に制限されないが、隣
接するデータ線DLが奇数番目と偶数番目とに分けられ
る。そして、それぞれに対応してショートMOSFET
が設けられる。このショートMOSFETは、奇数番目
と偶数番目のデータ線DLを交互に選択するようにし、
非選択状態におかれるデータ線DLを回路の接地電位の
固定レベルにして、隣接データ線DLにおける相互のカ
ップリングノイズを低減するものである。このようなデ
ータ線DLの構成に対応して、データ線DLに現れた読
み出し信号を増幅するセンスアンプSAに対して、後述
するようなスイッチ回路としてのトランスファMOSF
ETも奇数と偶数とに分けられて選択される。
In this embodiment, although not particularly limited, the adjacent data lines DL are divided into odd-numbered and even-numbered data lines. And corresponding to each short MOSFET
Is provided. In this short MOSFET, odd-numbered and even-numbered data lines DL are alternately selected,
The data line DL in the non-selected state is set to a fixed level of the ground potential of the circuit to reduce mutual coupling noise in the adjacent data line DL. Corresponding to such a configuration of the data line DL, a transfer MOSF as a switch circuit, which will be described later, is provided for the sense amplifier SA that amplifies the read signal appearing on the data line DL.
ET is also divided into odd number and even number and is selected.

【0014】上記メインデコーダMAN−DECによっ
て選択されるブロック内のメモリセルは、サブデコーダ
SUB−DECによって1つが選択される。サブデコー
ダSUB−DECは、上記ブロック内の1つのワード線
WLを選択する。このような1つのワード線の選択信号
は、ゲートデコーダ(Pre Dec)によって形成される。す
なわち、サブデコーダSUB−DECは、上記ゲートデ
コーダによって形成されたワード線の選択信号と、メイ
ンデコーダMAN−DECによって形成された動作モー
ドに応じて形成された選択/非選択レベルとを受けて、
上記ブロック内のワード線の選択/非選択の駆動信号を
形成する。
One of the memory cells in the block selected by the main decoder MAN-DEC is selected by the sub-decoder SUB-DEC. The sub-decoder SUB-DEC selects one word line WL in the block. Such a selection signal for one word line is formed by a gate decoder (Pre Dec). That is, the sub-decoder SUB-DEC receives the selection signal of the word line formed by the gate decoder and the selection / non-selection level formed according to the operation mode formed by the main decoder MAN-DEC,
A drive signal for selecting / non-selecting a word line in the block is formed.

【0015】小メモリマットMATを挟むようにサブデ
コーダSUB−DECが設けられる。例えば2つの小メ
モリマットに挟まれたサブデコーダSUB−DECは、
その両側の1つの置きのワード線の駆動信号を形成す
る。上下に振り分けられたサブデコーダSUB−DEC
は、その間に設けられ1つの置きのワード線の選択信号
を形成する。このようにして、小メモリマットのワード
線は、それを挟んで設けられた2つのサブデコーダに対
して1つ置きに交互に接続され、効率のよいレイアウト
を実現するものである。
A sub-decoder SUB-DEC is provided so as to sandwich the small memory mat MAT. For example, the sub-decoder SUB-DEC sandwiched between two small memory mats is
The drive signal for every other word line on both sides thereof is formed. Sub-decoder SUB-DEC distributed vertically
Form a selection signal for every other word line provided between them. In this way, the word lines of the small memory mat are alternately connected to the two sub-decoders provided with the small memory mat interposed therebetween, and an efficient layout is realized.

【0016】図4には、センスアンプとその周辺部の一
実施例の概略回路図が示されている。センスアンプの一
対の入出力のうち、一方の小メモリマットのデータ線に
対応した周辺部が代表として示され、それと対称的な回
路とされる他方の小メモリマット側の回路は一部が省略
されている。
FIG. 4 shows a schematic circuit diagram of an embodiment of the sense amplifier and its peripheral portion. Of the pair of inputs and outputs of the sense amplifier, the peripheral portion corresponding to the data line of one of the small memory mats is shown as a representative, and the circuit on the side of the other small memory mat, which is a symmetrical circuit, is partially omitted. Has been done.

【0017】この実施例におていは、前記センスアンプ
SAが増幅動作とデータ保持機能を持つようにされるも
のであることからセンスラッチSLのように表してい
る。センスラッチは、入力と出力とが交差接続されてな
るCMOSインバータ回路と、かかるCMOSインバー
タ回路により構成され、これのCMOSインバータ回路
には活性化電圧VSAPとVSANが供給されことによ
って、選択的に動作状態にされる。
In this embodiment, the sense amplifier SA is shown as a sense latch SL because it has an amplifying operation and a data holding function. The sense latch is composed of a CMOS inverter circuit in which inputs and outputs are cross-connected and such a CMOS inverter circuit, and the CMOS inverter circuit is selectively operated by supplying activation voltages VSAP and VSAN. Be put in a state.

【0018】センスラッチSLの一対の入出力ノード
は、Yデコーダ(YG Dec)により形成される選択
信号によりスイッチ制御されるMOSFETと、隣接す
る奇数と偶数の上記スイッチMOSFETに対して共通
に設けらたスイッチMOSFETを介して一対の入出力
線IOLとIORに接続される。上記共通に設けられた
スイッチMOSFETは、上記センスラッチ列の間に設
けられたY系のプリデコーダ(YPG Dec)により
形成される選択信号によりスイッチ制御される。このよ
うにYゲートは、2つのY系デコーダの選択信号により
スイッチ制御される2つのMOSFETから構成され
る。
A pair of input / output nodes of the sense latch SL are commonly provided for a MOSFET switch-controlled by a selection signal formed by a Y decoder (YG Dec) and the adjacent odd and even switch MOSFETs. And a pair of input / output lines IOL and IOR via a switch MOSFET. The switch MOSFET provided in common is switch-controlled by a selection signal formed by a Y-system predecoder (YPG Dec) provided between the sense latch trains. Thus, the Y gate is composed of two MOSFETs whose switches are controlled by the selection signals of the two Y system decoders.

【0019】同図には、発明の理解を容易にするため
に、4本のデータ線に対応したセンスラッチ列毎に、プ
リデコーダを設けるようにしているが、実際には後述す
る図5に示すように、小メモリマット毎のセンスラッチ
列SLの間に間隙、言い換えるならば、X系サブデコー
ダSUB Decに対応した空きエリアにY系のサブデ
コーダとしての上記プリデコーダが設けられる。このよ
うにY系のデコーダを分離することにより、上記カラム
スイッチMOSFETのゲートに供給される選択信号線
の数を減らすことができる。つまり、カラムスイッチM
OSFETの数に対応した数の選択信号線がセンスラッ
チ列と平行に多数配置されることによって配線エリアを
広くとる必要があるが、上記のようなYデコーダの2分
割によってその配線数を低減させることができる。
In the figure, a predecoder is provided for each sense latch column corresponding to four data lines in order to facilitate understanding of the invention. As shown in the figure, the predecoder as a Y-system subdecoder is provided in a space between the sense latch rows SL for each small memory mat, in other words, in an empty area corresponding to the X-system subdecoder SUB Dec. By separating the Y-system decoder in this way, the number of selection signal lines supplied to the gate of the column switch MOSFET can be reduced. That is, the column switch M
It is necessary to make a wiring area wide by arranging a large number of selection signal lines corresponding to the number of OSFETs in parallel with the sense latch column, but the number of wirings is reduced by dividing the Y decoder into two as described above. be able to.

【0020】データ線DLにはプリチャージ信号RPC
2とRPC1をそれぞれ受けるプリチャージMOSFE
Tが設けられる。データ線DLとセンスアンプの入出力
ノードとの間には、選択信号TR1とTR2により制御
されるトランスファMOSFETが設けられる。これら
のMOSFETに相当するセンスラッチSLの右側回路
は省略されている。
A precharge signal RPC is applied to the data line DL.
2 and RPC1 receive precharge MOSFE respectively
T is provided. A transfer MOSFET controlled by selection signals TR1 and TR2 is provided between the data line DL and the input / output node of the sense amplifier. The right side circuit of the sense latch SL corresponding to these MOSFETs is omitted.

【0021】同図には省略されいてが、上記センスラッ
チの一対の入力には、入力ノードを0VにセットするM
OSFETが設けられる。これにより、増幅動作を開始
する前には入力信号が0Vにセットされる。上記センス
ラッチSLの一対の入力は、上記トランスファMOSF
ETを介してデータ線DL01L〜DL04L等に接続
される。トランスファMOSFETは、奇数番目のデー
タ線DL01L及びDL03Lと偶数番目のデータ線D
L02L及びDL04Lに対応して2つ分けられ、それ
ぞれ選択信号TR1とTR2が供給される。これに対応
して、奇数データ線DL01L及びDL03L設けられ
るプリチャージMOSFETのゲートには、プリチャー
ジ電圧RPC1が供給され、偶数データ線DL02L及
びDL04Lに設けられるプリチャージMOSFETの
ゲートには、プリチャージ電圧RPC2が供給される。
Although not shown in the figure, the pair of inputs of the sense latch has an input node M set to 0V.
An OSFET is provided. As a result, the input signal is set to 0V before the amplification operation is started. The pair of inputs of the sense latch SL is the transfer MOSF.
The data lines DL01L to DL04L and the like are connected via ET. The transfer MOSFET includes odd-numbered data lines DL01L and DL03L and an even-numbered data line D.
It is divided into two corresponding to L02L and DL04L, and selection signals TR1 and TR2 are respectively supplied. Correspondingly, the gates of the precharge MOSFETs provided in the odd data lines DL01L and DL03L are supplied with the precharge voltage RPC1, and the gates of the precharge MOSFETs provided in the even data lines DL02L and DL04L are supplied with the precharge voltage. RPC2 is supplied.

【0022】この実施例では、前記同様に上記一対のメ
モリマットは一方が活性化されるときには、他方が非活
性化される。この非活性化されるメモリマットは、それ
が非活性状態にされるにもかかわらず、上記トランスフ
ァMOSFETがオン状態にされ、それに対応したデー
タ線がセンスアンプの入力に接続される。そして、前記
のように非活性メモリマット側では、データ線のプリチ
ャージ電圧が、活性化されるメモリマットのデータ線の
ハイレベルとロウレベルの中間電位になるように低く設
定される。このようにして、非活性側のメモリマットの
データ線はセンスアンプの基準電圧として用いられる。
In this embodiment, like the above, when one of the pair of memory mats is activated, the other is deactivated. In this inactivated memory mat, the transfer MOSFET is turned on and the corresponding data line is connected to the input of the sense amplifier, although it is inactivated. Then, as described above, on the non-active memory mat side, the precharge voltage of the data line is set low so as to be an intermediate potential between the high level and the low level of the data line of the activated memory mat. In this way, the data line of the memory mat on the inactive side is used as the reference voltage of the sense amplifier.

【0023】特に制限されないが、センスラッチSLが
CMOSラッチ回路により構成されることに対応して、
書き込み動作のときには各ラッチに対して書き込みデー
タで保持させられる。すなわち、上記YゲートYGを順
次に開いて書き込みデータをセットした後に、偶数用と
奇数用のトランスファMOSFETを同時にオン状態に
して同時に書き込み動作を行うようにするものである。
このような書き込み動作に応じてセンスアンプの動作電
圧が書込み電圧に対応した4Vのような電圧に切り替え
られる。これに対して、読み出し動作及び書き込みベリ
ファイ時には、最初のメモリサイクルを除いて偶数と奇
数のデータ線が交互に千鳥状に活性化されることよっ
て、パイプライン的な連続アクセスが可能にされる。
Although not particularly limited, in response to the sense latch SL being composed of a CMOS latch circuit,
During a write operation, write data is held in each latch. That is, the Y gate YG is sequentially opened to set write data, and then the even-numbered and odd-numbered transfer MOSFETs are simultaneously turned on to simultaneously perform the write operation.
In accordance with such a write operation, the operating voltage of the sense amplifier is switched to a voltage such as 4V corresponding to the write voltage. On the other hand, at the time of read operation and write verify, even-numbered and odd-numbered data lines are alternately activated in a zigzag pattern except for the first memory cycle, thereby enabling pipeline continuous access.

【0024】図5には、この発明に係る一括消去型不揮
発性記憶装置の一実施例のメモリマット直接周辺部にお
けるレイアウト図が示されている。縦長エリアの中央部
分においてセンスラッチSLが縦方向に配列される。こ
のセンスラッチSLの列を挟んで2つのメモリマットが
設けられる。上記2つに分けられたメモリマットは、そ
れぞれが小メモリマットMAT0L〜MAT7LとMA
T0R〜MAT7Rから構成される。小メモリマットM
AT0LとMAT0Rの上部には、冗長データ線用と管
理ビット用のメモリマットが設けられる。
FIG. 5 shows a layout diagram in the direct peripheral portion of the memory mat of an embodiment of the batch erasing type nonvolatile memory device according to the present invention. Sense latches SL are arranged vertically in the central portion of the vertically long area. Two memory mats are provided sandwiching the row of sense latches SL. The memory mats divided into the above two are small memory mats MAT0L to MAT7L and MA, respectively.
It is composed of T0R to MAT7R. Small memory mat M
Memory mats for redundant data lines and management bits are provided above the AT0L and MAT0R.

【0025】上記小メモリマットの両側にはX系のサブ
デコーダSUB−Decが配置される。小メモリマット
と左側チップ周辺との間には、ディスチャージMOSF
ET(DMOS)及びソースMOSFET(SMOS)
が設けられる。チップの上部には、メインデコーダ(M
ain Dec)が配置される。そして、その上左端に
は、ゲートデコーダ(Pre Dec)が設けられ、そ
の下には上記DMOSとSMOSを駆動するドライバ回
路が設けられる。
X-system sub-decoders SUB-Dec are arranged on both sides of the small memory mat. A discharge MOSF is placed between the small memory mat and the periphery of the left chip.
ET (DMOS) and source MOSFET (SMOS)
Is provided. The main decoder (M
ain Dec) is arranged. A gate decoder (Pre Dec) is provided at the upper left end of the gate decoder, and a driver circuit for driving the DMOS and SMOS is provided below the gate decoder.

【0026】同図のセンスラッチSLには、前記のよう
なYゲートも含まれる。このYゲート部に対応した上部
には、Y系のデコーダYG Decが配置され、センス
ラッチSLの間で、上記X系のサブデコーダSUB D
ecに対応した部分には、Y系のサブデコーダとしての
プリデコーダYPG Decが設けられる。
The sense latch SL shown in the figure also includes the Y gate as described above. A Y-system decoder YG Dec is arranged on the upper portion corresponding to the Y gate portion, and the X-system sub-decoder SUB D is provided between the sense latches SL.
A predecoder YPG Dec as a Y-system sub-decoder is provided in a portion corresponding to ec.

【0027】図1と図2には、この発明が適用された一
括消去型不揮発性記憶装置のメモリセルアレイ部の一実
施例の概略レイアウト図が示されている。図1と図2
は、切返しパターンのうちの上部と下部であり、相互の
関係の理解を容易にするために中央部となる図1と図2
の接合部分が互いにオーバーラップするように示されて
いる。
1 and 2 are schematic layout diagrams of one embodiment of a memory cell array portion of a batch erase type nonvolatile memory device to which the present invention is applied. 1 and 2
1 and FIG. 2 are the upper and lower parts of the cut-back pattern, which are the central part to facilitate understanding of the mutual relationship.
Of the joints are shown as overlapping one another.

【0028】図1と図2において、中央部の共通ソース
コンタクト列を中心にして上下対称的にソース側のスイ
ッチMOSFETQSとメモリ及びドレイン側スイッチ
MOSFETQDが配置される。また、図1の上端であ
るドレイン/ウェルコンタクト列を中心にして、図1と
図2からなる下側のパターンが対称的に図示しない上側
に配置される。図2の下端である上記同様なドレイン/
ウェルコンタクト列を中心にして、図2と図1からなる
上側のパターンが対称的に図示しない下側に配置され
る。このような繰り返しパターンにより、図3に示すよ
うなメモリマットMATが構成される。
1 and 2, the switch MOSFET QS on the source side and the switch MOSFET QD on the memory side and the drain side are arranged symmetrically with respect to the common source contact row in the center. Further, with respect to the drain / well contact row, which is the upper end of FIG. 1, the lower pattern of FIGS. 1 and 2 is symmetrically arranged on the upper side (not shown). A drain similar to the above, which is the lower end of FIG.
The upper pattern shown in FIGS. 2 and 1 is symmetrically arranged on the lower side (not shown) centering on the well contact row. A memory mat MAT as shown in FIG. 3 is configured by such a repeating pattern.

【0029】図1を例にして説明すると、メモリ部はコ
ントロールゲートに接続されるワード線を構成する第2
層目ポリシリコン層SGが前記ブロックに対応して複数
個が図1の縦方向に延長される。同図には、メモリブロ
ックの両端のデータ線を構成するワード線が代表として
例示的に示され、その間に配置されるべき複数のワード
線は省略されている。
Referring to FIG. 1 as an example, the memory section forms a word line connected to the control gate.
A plurality of second-layer polysilicon layers SG are extended in the vertical direction of FIG. 1 corresponding to the blocks. In the figure, the word lines forming the data lines at both ends of the memory block are shown as an example, and a plurality of word lines to be arranged therebetween are omitted.

【0030】第1層目のアルミニュウム等からなる金属
配線層M1からなるビット線(データ線)BLが、上記
ワード線と直交するように横方向に延長される。このデ
ータ線BLと上記ワード線とが重なり合う下部に、言い
換えるならば、上記データ線BLの両側に沿って共通化
されてドレイン拡散層とソース拡散層が形成され、上記
ワード線WLの下に2層ゲート構造の記憶トランジスタ
が形成される。このことは、後に説明する製造工程順に
従ったパターン図と断面図から明らかになるであろう。
A bit line (data line) BL made of a metal wiring layer M1 made of aluminum or the like in the first layer is extended in the lateral direction so as to be orthogonal to the word line. In the lower part where the data line BL and the word line overlap, in other words, the drain diffusion layer and the source diffusion layer are formed in common along both sides of the data line BL, and 2 are formed under the word line WL. A storage transistor having a layer gate structure is formed. This will be apparent from the pattern diagram and the sectional view according to the manufacturing process sequence described later.

【0031】上記メモリの両端側には後に説明するする
残ゲート(緩衝用ダミー配線)を介して、ドレイン側の
スイッチMOSFET(STMOS)とソース側のスイ
ッチMOSFET(STMOS)のゲート電極と一体的
に形成される2層目ポリシリコン層SG(SIDとSI
S)がそれぞれ形成される。これらの2層目ポリシリコ
ン層(SIDとSIS)は、前記メインワード線とされ
る。
The gate electrodes of the drain side switch MOSFET (STMOS) and the source side switch MOSFET (STMOS) are integrally formed on both ends of the memory through a remaining gate (buffer dummy wiring) which will be described later. Second polysilicon layer SG (SID and SI formed)
S) are respectively formed. These second polysilicon layers (SID and SIS) are used as the main word lines.

【0032】ドレイン/ウェルのコンタクト列は、上記
データ線BLとドレイン側のスイッチMOSFETの一
方のドレイン,ソースとを接続する。このスイッチMO
SFETの他方のソース,ドレインは、前記1つのブロ
ックを構成する複数の記憶トランジスタの共通化された
ドレイン領域と拡散層により接続される。この実施例で
は、複数のデータ線の間に共通ソース線SLが配置され
る。この共通ソース線SLは、データ線BLと同じ1層
目の金属配線層M1からなり、上記コンタクト穴の下の
半導体基板上には、ウェル領域と同じ導電型とされ、オ
ーミックコンタクト用領域に接続される。つまり、この
実施例のメモリアレイは、前記のようなトンネル電流を
利用した消去/書込みを行うために、記憶トランジスタ
が形成された基板電位を動作モードに応じて変化させる
ためにウェル領域に形成されるものであり、共通ソース
線はウェル領域と電気的に接続される。
The drain / well contact column connects the data line BL to one of the drain and the source of the switch MOSFET on the drain side. This switch MO
The other source and drain of the SFET are connected to a common drain region of the plurality of storage transistors forming the one block by a diffusion layer. In this embodiment, the common source line SL is arranged between the plurality of data lines. The common source line SL is composed of the same first metal wiring layer M1 as the data line BL, has the same conductivity type as the well region on the semiconductor substrate below the contact hole, and is connected to the ohmic contact region. To be done. That is, the memory array of this embodiment is formed in the well region in order to change the substrate potential on which the memory transistor is formed according to the operation mode in order to perform the erase / write using the tunnel current as described above. The common source line is electrically connected to the well region.

【0033】ソースのコンタクト列は、上記共通ソース
線SLとソース側のスイッチMOSFETの一方のドレ
イン,ソースとを接続する。ソース側のスイッチMOS
FETは、ワード線方向に並んで形成される複数のスイ
ッチMOSFETの一方のソース,ドレインが、そのゲ
ート電極の延長方向に延びて共通に形成されており、上
記複数のデータ線DL置きに1本の割合で設けられる上
記共通ソース線SLと接続される。上記スイッチMOS
FETの他方のドレイン,ソースは、前記1つのブロッ
クを構成する複数の記憶トランジスタの共通化されたソ
ース領域と拡散層により接続される。
The source contact row connects the common source line SL to one of the drains and sources of the switch MOSFETs on the source side. Source side switch MOS
In the FET, one source and drain of a plurality of switch MOSFETs formed side by side in the word line direction are commonly formed by extending in the extension direction of their gate electrodes. Connected to the common source line SL. Switch MOS above
The other drain and source of the FET are connected to a common source region of a plurality of storage transistors forming the one block by a diffusion layer.

【0034】上記残ゲートは次のような理由により設け
られる。記憶トランジスタを構成する2層ゲートを高密
度に形成するために、2層目のポリシリコン層SGをマ
スクとするセルフアライメント技術を利用する。一方、
スイッチMOSFETにおいても、そのドレインとソー
スを2層目のポリシリコン層SGをマスクとするセルフ
アライメント技術を利用する。しかし、上記2層ゲート
構造の記憶トランジスタにあっては、2層目ゲート電極
の下には、層間絶縁膜や1層目ゲート電極等のように比
較的厚い厚さをエッチングする必要があるのに対して、
1層ゲート構造のMOSFETにあってはソース,ドレ
インが形成されるべき半導体基板上には薄い酸化膜しか
存在しないために、同時にエッチングすると1層ゲート
構造のMOSFET側でソース,ドレインが形成される
べき基板表面もエッチングされてしまうという問題が生
じる。
The remaining gate is provided for the following reason. A self-alignment technique using the second polysilicon layer SG as a mask is used in order to form the two-layer gate forming the memory transistor with high density. on the other hand,
Also in the switch MOSFET, a self-alignment technique is used in which the drain and the source thereof are masked by the second polysilicon layer SG. However, in the above-mentioned memory transistor having the two-layer gate structure, it is necessary to etch a relatively thick thickness under the second-layer gate electrode, such as the interlayer insulating film and the first-layer gate electrode. Against
In a MOSFET with a single-layer gate structure, since only a thin oxide film exists on a semiconductor substrate on which a source and a drain are to be formed, simultaneous etching causes formation of a source and a drain on the MOSFET side with a single-layer gate structure. The problem arises that the surface of the substrate to be etched is also etched.

【0035】従来のEPROM等のような2層ゲート構
造の記憶トランジスタを用いるものでは、素子分離用の
フィールド絶縁膜を緩衝エリアとして上記過剰なエッチ
ング行われても問題ないようにするものである。しか
し、この実施例のように2層ゲート構造の記憶トランジ
スタに近接して1層ゲート構造のMOSFETを配置す
る構成では、前記のようなフィールド絶縁膜を形成する
と集積度が低下してしまうことの他、拡散層を利用して
記憶トランジスタの共通ドレイン側又は共通ソース側と
上記スイッチMOSFETのそれと接続されるべきソー
ス,ドレインとを接続することができなくなる。
In the case of using a memory transistor having a two-layer gate structure such as a conventional EPROM, the field insulating film for element isolation is used as a buffer area so that there is no problem even if the above-mentioned excessive etching is performed. However, in the structure in which the MOSFET of the single-layer gate structure is arranged close to the storage transistor of the double-layer gate structure as in this embodiment, the integration degree may be lowered if the field insulating film as described above is formed. Besides, it becomes impossible to connect the common drain side or the common source side of the memory transistor to the source and drain to be connected to that of the switch MOSFET by using the diffusion layer.

【0036】仮に、上記フィールド絶縁膜を狭く形成す
ることができたとしても、ポリシリコン又は金属配線層
により上記記憶トランジスタの共通ドレイン及び共通ソ
ースと上記ドレイン側スイッチMOSFET及びソース
側のスイッチMOSFETとを接続せざるを得なくな
り、そのコンタクト領域を設ける等のために結局集積度
が低下してしまう。このような問題を解決するために、
上記残ゲートが設けられる。この残ゲートの構造及びそ
の役割は、次の図6ないし図21を用いて詳細に説明す
る。
Even if the field insulating film can be formed narrowly, the common drain and common source of the memory transistor and the drain side switch MOSFET and the source side switch MOSFET are formed by the polysilicon or metal wiring layer. The connection is unavoidable, and the contact area is provided so that the degree of integration is reduced. In order to solve such problems,
The remaining gate is provided. The structure of the residual gate and its role will be described in detail with reference to FIGS.

【0037】図6ないし図21には、上記記憶トランジ
スタと残ゲート及びスイッチMOSFETの製造工程順
に従ったパターン図と断面図が示されている。断面図は
パターン図のa−a’に対応したワード線方向のものが
(A)とし、パターン図のb−b’に対応したデータ線
方向のものが(B)として示されている。また、以下上
記図6ないし図21において、図面を見やすくするため
に、各図の工程において形成された主要な部分について
記号が付され、既に説明したものの記号が省略されてい
る。
FIGS. 6 to 21 show a pattern diagram and a sectional view according to the manufacturing process order of the memory transistor, the remaining gate and the switch MOSFET. In the sectional view, the word line direction corresponding to aa 'in the pattern diagram is shown as (A), and the data line direction corresponding to bb' in the pattern diagram is shown as (B). In addition, in FIGS. 6 to 21 described below, in order to make the drawings easy to see, symbols are attached to main portions formed in the steps of the respective drawings, and symbols already described are omitted.

【0038】図6のパターン図に示すように、フィール
ド絶縁膜1を形成する。すなわち、図7の(A)に示す
ように、ウェル形成後にシリコン窒化膜(Si3 4
をマクスにしてフィールド絶縁膜1を形成する。犠牲酸
化膜形成除去後にメモリゲート酸化膜(SiO2 )2を
形成する。このメモリゲート酸化膜2の膜厚は、7〜1
0nmのようにトンネル電流が流れるように薄く形成さ
れる。(B)では、上記メモリゲート絶縁膜2のみが示
されている。
As shown in the pattern diagram of FIG. 6, the field insulating film 1 is formed. That is, as shown in FIG. 7A, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is formed after the well is formed.
To form the field insulating film 1. After removing the sacrificial oxide film, a memory gate oxide film (SiO 2 ) 2 is formed. The film thickness of this memory gate oxide film 2 is 7-1.
It is thinly formed so that a tunnel current of 0 nm flows. In (B), only the memory gate insulating film 2 is shown.

【0039】図8のパターン図に示すうように、シリコ
ン窒化膜(CVD−Si3 4 )4と、その下の第1層
リンドープポリシリコン膜3が形成される。このシリコ
ン窒化膜4とその下の第1層リンドープポリシリコン膜
3は、記憶トランジスタのソース,ドレインを形成する
ようなパターンとされ、共通ドレイン側とされる領域が
後に形成されるスイッチMOSFETのソース,ドレイ
ンが形成される部分(図8の上側)までスイッチ側MO
SFETに向かって延びるよう形成される。スイッチM
OSFETが形成される領域はその全面を覆うようにさ
れる。
As shown in the pattern diagram of FIG. 8, a silicon nitride film (CVD-Si 3 N 4 ) 4 and a first phosphorus-doped polysilicon film 3 thereunder are formed. The silicon nitride film 4 and the first-layer phosphorus-doped polysilicon film 3 thereunder are patterned so as to form the source and drain of the memory transistor, and a region on the common drain side of a switch MOSFET formed later. MO on the switch side up to the portion where the source and drain are formed (upper side in FIG. 8)
It is formed so as to extend toward the SFET. Switch M
The region where the OSFET is formed covers the entire surface.

【0040】図9の断面図(A1)に示すように、第1
層リンドープポリシリコン膜(下部フローティングゲー
ト)3を形成する。この第1層リンドープポリシリコン
膜3の膜厚は約100nmにされる。上記第1層リンド
ープポリシリコン層3の上には、シリコン窒化膜(CV
D−Si3 4 )4が形成される。これらを形成後に、
上記の図8のパターン図に示すように、メモリ(記憶ト
ランジスタ)のソース,ドレイン部を開口してエッチン
グする。そして、ライト酸化膜5を形成後にソース,ド
レイン部分をそれぞれ別々にレジスト膜を用いて開口
し、イオン打ち込みとアニールにより記憶トランジスタ
の共通化されたドレイン6とソース7を構成する拡散層
を形成する。
As shown in the sectional view (A1) of FIG.
A layer phosphorus-doped polysilicon film (lower floating gate) 3 is formed. The film thickness of the first layer phosphorus-doped polysilicon film 3 is set to about 100 nm. A silicon nitride film (CV) is formed on the first phosphorus-doped polysilicon layer 3.
D-Si 3 N 4) 4 is formed. After forming these,
As shown in the pattern diagram of FIG. 8 described above, the source and drain portions of the memory (memory transistor) are opened and etched. Then, after forming the light oxide film 5, the source and drain portions are separately opened by using a resist film, and a diffusion layer constituting the drain 6 and the source 7 which are shared by the memory transistors is formed by ion implantation and annealing. .

【0041】(A2)に示すように、CVD−SiO2
膜を形成後に全面エッチバックにより、メモリゲート端
部にサイドウォール8を形成する。(A3)に示すよう
に、熱酸化によってAsがドープされているドレイン,
ソース上に選択的に酸化膜9を形成する。このとき、サ
イドウォール8はメモリゲート端が酸化されないようス
トッパーの役割を果たす。以上の(A1)〜(A3)の
工程において、(B)のように、周辺及びスイッチMO
SFET部は上記第1層リンドープポリシリコン層3と
シリコン窒化膜(CVD−Si3 4 )4により覆われ
ている。また、異なるブロックの記憶トランジスタは、
(A1)〜(A3)のように、1層目のゲート電極(フ
ローティンクゲート)が分離されているが、同じブロッ
クのゲート電極は、(B)のように一体的に形成された
ままである。
As shown in (A2), CVD-SiO 2
After forming the film, the sidewall 8 is formed at the end of the memory gate by etching back the entire surface. As shown in (A3), a drain doped with As by thermal oxidation,
An oxide film 9 is selectively formed on the source. At this time, the sidewall 8 plays a role of a stopper so that the end of the memory gate is not oxidized. In the above steps (A1) to (A3), as shown in FIG.
The SFET portion is covered with the first layer phosphorus-doped polysilicon layer 3 and the silicon nitride film (CVD-Si 3 N 4 ) 4. In addition, the memory transistors of different blocks are
As in (A1) to (A3), the first-layer gate electrode (floating gate) is separated, but the gate electrodes in the same block remain integrally formed as in (B). .

【0042】図10のパターン図及び図11の断面図に
示すように、熱リン酸に浸すことにより、上記シリコン
窒化膜(CVD−Si3 4 )4が全面的に除去され
る。これにより、第1層リンドープポリシリコン膜(下
部フローティングゲート)3とサイドウォール8が残る
こととなる。
As shown in the pattern diagram of FIG. 10 and the sectional view of FIG. 11, the silicon nitride film (CVD-Si 3 N 4 ) 4 is completely removed by immersing in hot phosphoric acid. As a result, the first-layer phosphorus-doped polysilicon film (lower floating gate) 3 and the sidewall 8 are left.

【0043】図12のパターン図に示すように、第2層
リンドープポリシリコン膜10を形成する。この第2層
リンドープポリシリコン膜10は上部フローティグゲー
トを構成するものであり、約40〜100nmのような
膜厚とされる。この第2層リンドープポリシリコン膜1
0は、メモリが形成される部分のフィールド絶縁膜上で
エンチンジ除去され、ブロック間のゲートの分離が行わ
れる。
As shown in the pattern diagram of FIG. 12, the second layer phosphorus-doped polysilicon film 10 is formed. The second-layer phosphorus-doped polysilicon film 10 constitutes the upper floating gate and has a film thickness of about 40 to 100 nm. This second layer phosphorus-doped polysilicon film 1
0 is removed on the field insulating film in the portion where the memory is formed, and the gate is separated between blocks.

【0044】図13の断面図(A)に示すように、記憶
トランジスタのフローティングゲートは、前記第1層リ
ンドープポリシリコン膜(下部フローティングゲート)
3とその上に形成された第2層リンドープポリシリコン
膜10がソース,ドレインの上部を覆うようなT字形態
にされる。上記のように異なるブロックの記憶トランジ
スタは、フィールド絶縁膜上で分離されているが、同じ
ブロックのゲート電極は、上記同様にスイッチMOSF
ETが形成される周辺部分を含めて(B)のように一体
的に形成されたままである。
As shown in the sectional view (A) of FIG. 13, the floating gate of the storage transistor is the first layer phosphorus-doped polysilicon film (lower floating gate).
3 and the second-layer phosphorus-doped polysilicon film 10 formed thereon are T-shaped so as to cover the upper portions of the source and drain. As described above, the memory transistors of different blocks are separated on the field insulating film, but the gate electrodes of the same block have the same switching MOSF as above.
It remains integrally formed as in (B) including the peripheral portion where ET is formed.

【0045】図14のパターン図に示すように、上記層
間絶縁膜11が形成されて後に残ゲートととなる部分の
ほぼ中央を境にしてスイッチMOSFETが形成される
部分がエッチング除去される。すなわち、図15の断面
図(B1)に示すように、上記第2層リンドープポリシ
リコン膜10上に層間絶縁膜11が形成される。この絶
縁膜11は、下からSiO2 /Si3 4 /SiO2
Si3 4 からなる4層がCVDにより形成され、それ
ぞれの膜厚は下から5nm/10nm/3nm/10n
mのようにそれぞれ形成される。
As shown in the pattern diagram of FIG. 14, the portion where the switch MOSFET is formed is removed by etching with the boundary between the substantially central portions of the portions which will be the remaining gates after the interlayer insulating film 11 is formed. That is, as shown in the sectional view (B1) of FIG. 15, the interlayer insulating film 11 is formed on the second-layer phosphorus-doped polysilicon film 10. This insulating film 11 is formed from the bottom by SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 /
Four layers of Si 3 N 4 are formed by CVD, and the respective film thicknesses are 5 nm / 10 nm / 3 nm / 10 n from the bottom.
m, respectively.

【0046】(B2)に示すように、上記後に残ゲート
ととなる部分のほぼ中央を境にしてメモリ部を覆うよう
にしてスイッチMOSFETが形成される部分の層間絶
縁膜11、第1層と第2層リンドープポリシリコン層3
と10がエッチング除去される。
As shown in (B2), the interlayer insulating film 11 and the first layer in the portion where the switch MOSFET is formed so as to cover the memory portion with the center of the portion that will be the remaining gate as a boundary are formed. Second layer Phosphorus-doped polysilicon layer 3
And 10 are etched away.

【0047】(B3)に示すように、犠牲酸化膜を形
成,除去後にスイッチMOSFETと周辺MOSFET
のゲート酸化膜12を形成する。このとき、メモリ側は
層間絶縁膜11の最上部のSi3 4 がマスクの役割を
するために上記の酸化、除去されない。
As shown in (B3), the switch MOSFET and the peripheral MOSFET are formed after the sacrificial oxide film is formed and removed.
To form the gate oxide film 12. At this time, on the memory side, since the uppermost Si 3 N 4 of the interlayer insulating film 11 serves as a mask, it is not oxidized or removed.

【0048】図16のパターン図及び図17の断面図に
示すように、第3層ポリサイド膜13が形成される。す
なわち、第3層ポリサイド膜13は、下から順にリンド
ープSi/WSi2 ,MoSi2 等のシリサイド/CV
D−SiO2 からなり、それぞれの膜厚は下から順に1
00nm/150nm/300nmのように形成され
る。
As shown in the pattern diagram of FIG. 16 and the sectional view of FIG. 17, the third-layer polycide film 13 is formed. That is, the third-layer polycide film 13 is formed from a silicide / CV of phosphorus-doped Si / WSi 2 , MoSi 2 or the like in order from the bottom.
It is made of D-SiO 2 , and each film thickness is 1 from the bottom.
It is formed as 00 nm / 150 nm / 300 nm.

【0049】上記第3層ポリサイド膜13は、ワード線
と、スイッチMOSFETや図示しない周辺MOSFE
Tのゲート及び上記第1、第2ポリシリコン段差部を覆
う部分を残してエッチング除去する。図14と図15の
工程で形成された上記第1、第2ポリシリコン段差部を
覆う部分が残ゲートとされる。この残ゲートは、マスク
ずれを緩衝するための緩衝用エリアとして利用され、ワ
ード線と同じ配線材料にされるから緩衝用ダミー配線と
いうことができる。
The third-layer polycide film 13 has a word line, a switch MOSFET, and a peripheral MOSFE (not shown).
The T gate and the portions covering the first and second polysilicon stepped portions are removed by etching. The portion that covers the first and second polysilicon step portions formed in the steps of FIGS. 14 and 15 is the remaining gate. This remaining gate is used as a buffer area for buffering the mask shift, and since it is made of the same wiring material as the word line, it can be called a buffer dummy wiring.

【0050】図18のパターン図及び図19の断面図に
示すように、上記残ゲートを境にしてメモリ部を除くス
イッチMOSFETや周辺MOSFETの部分をレジス
ト膜等により覆い、メモリ部と残ゲートのメモリ側端が
第3層ポリサイド膜13のCVD−SiO2 をマクスと
するセルフアライメントにより、層間絶縁膜11、第2
ポリシリコン層10、第1ポリシリコン層3をエッチン
グ除去する。このような深いエッチングにおいて、スイ
ッチMOSFETや周辺MOSFET側は上記レジスト
膜に覆われているのエッチングが行われない。
As shown in the pattern diagram of FIG. 18 and the sectional view of FIG. 19, the switch MOSFET and the peripheral MOSFET except for the memory section are covered with a resist film or the like at the remaining gate as a boundary, and the memory section and the remaining gate are covered. By the self-alignment in which the memory side end is the mask of CVD-SiO 2 of the third-layer polycide film 13, the interlayer insulating film 11 and the second
The polysilicon layer 10 and the first polysilicon layer 3 are removed by etching. In such deep etching, the switch MOSFET and the peripheral MOSFET are covered with the resist film but are not etched.

【0051】図20のパターン図と図21の断面図に示
すように、メモリ側をレジスト膜等により覆い、スイッ
チMOSFETや周辺MOSFETでは上記第3層ポリ
サイド膜13のCVD−SiO2 をマクスとするセルフ
アライメントにより、ソース,ドレインの開口を行って
ソース,ドレイン14を拡散形成する。このとき、
(C)メモリ側のソース,ドレインは、メモリ拡散層で
ある共通化されたソース,ドレイン拡散層6(ソース側
のスイッチMOSFETではソース拡散層7)と重なる
ように形成される。
As shown in the pattern diagram of FIG. 20 and the sectional view of FIG. 21, the memory side is covered with a resist film or the like, and in the switch MOSFET and the peripheral MOSFET, the CVD-SiO 2 of the third layer polycide film 13 is used as a mask. The source and drain are opened by self-alignment to diffuse and form the source and drain 14. At this time,
(C) The source and drain on the memory side are formed so as to overlap with the common source and drain diffusion layer 6 (source diffusion layer 7 in the switch MOSFET on the source side) which is a memory diffusion layer.

【0052】このとき、スイッチMOSFETや周辺M
OSFETは、LDD構造としてもよいし、シングルド
レイン構造としてもよい。同図にはサイドウォール15
を付けてLDD構造とする例が示されている。なお、C
MOS回路を構成するNチャンネル型MOSFETとP
チャンネル型MOSFETは、一方を形成するときには
他方を覆うようにして形成されるものである。この後
に、データ線DLやソース線SLを構成する金属配線層
が形成されるものである。
At this time, the switch MOSFET and the peripheral M
The OSFET may have an LDD structure or a single drain structure. In the figure, the sidewall 15
Is shown to form an LDD structure. Note that C
N-channel type MOSFET and P forming a MOS circuit
The channel type MOSFET is formed so as to cover the other when forming one. After this, the metal wiring layer forming the data line DL and the source line SL is formed.

【0053】上記(C)のc−c’断面図に示すよう
に、スイッチMOSFETの記憶トランジスタの共通化
されたドレイン6又はソースとの接続されるべき一方の
ソース,ドレイン領域14は、メモリ側の共通ドレイン
領域と共通ソース領域がそれぞれスイッチMOSFET
側に延びて形成されているので、上記第3層ポリサイド
膜13のCVD−SiO2 をマクスとするセルフアライ
メントによるソース,ドレインの拡散時にオーバーラッ
プするように形成されることにより電気的に接続され
る。このことは、メモリ側の共通ソース領域7とそれに
対応して設けられるスイッチMOSFETのソース,ド
レイン14との接続も同様である。
As shown in the cc 'sectional view of (C) above, one of the source / drain regions 14 to be connected to the common drain 6 or the source of the memory transistor of the switch MOSFET is on the memory side. Common drain region and common source region of the switch MOSFET
Since the third layer polycide film 13 is formed so as to extend to the side, the third layer polycide film 13 is formed so as to overlap when the source and drain are diffused by self-alignment using CVD-SiO 2 as a mask, and are electrically connected. It This also applies to the connection between the common source region 7 on the memory side and the source / drain 14 of the switch MOSFET provided corresponding thereto.

【0054】このようにして形成された残ゲートは、プ
ロセス的には緩衝用エリアとして利用できることの他、
かかる残ゲートに回路の接地電位を定常的に与えるよう
にして交流的に接地することより、スイッチMOSFE
Tのゲートに供給されるメインワード線の選択/非選択
信号がノイズとして、スイッチMOSFETと隣接して
配置される記憶トランジスタのコントロールゲートが接
続されたワード線側にのるのを防止する役割を果たすこ
とができる。これにより、レイアウト的にも電気的にも
上記記憶MOSFETとスイッチMOSFETとを高密
度に配置することができる。
The remaining gate thus formed can be used as a buffer area in terms of process,
The switch MOSFE is provided by grounding the remaining gate by AC so that the ground potential of the circuit is constantly applied.
A function of preventing the selection / non-selection signal of the main word line supplied to the gate of T from acting as noise on the word line side to which the control gate of the memory transistor arranged adjacent to the switch MOSFET is connected. Can be fulfilled As a result, the storage MOSFETs and the switch MOSFETs can be arranged in high density both in terms of layout and electrically.

【0055】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 (1) 2層ゲート構造のMOSFETと1層ゲート構
造のMOSFETとの間に、2層ゲート構造側が2層ゲ
ート構造とされ、1層ゲート構造側が1層ゲート構造と
された緩衝用ダミー配線層を設けるようにすることによ
り、かかる緩衝用ダミー配線の部分でのマスクずれを吸
収しつつ、2層ゲート構造のセルフアライメントによる
パターンニングと、1層ゲート構造のソース,ドレイン
のセルフアライメントによる拡散層とを分けて高密度に
形成することができるという効果が得られる。
The effects obtained from the above embodiment are as follows. That is, (1) a buffer dummy having a double-layer gate structure side and a single-layer gate structure side between the double-layer gate structure MOSFET and the single-layer gate structure MOSFET. By providing the wiring layer, patterning by self-alignment of the double-layer gate structure and self-alignment of the source and drain of the single-layer gate structure can be performed while absorbing the mask shift in the buffer dummy wiring portion. It is possible to obtain the effect that the diffusion layer and the diffusion layer can be separately formed with high density.

【0056】(2) 2層ゲート構造のMOSFETを
構成する第1層目のゲート電極を一体的に形成し、上記
1層目のゲート電極の上に絶縁膜を形成し、緩衝用領域
のほぼ中央を境にして1層ゲート構造のMOSFETを
構成するゲート絶縁膜を形成し、2層ゲート構造のMO
SFETを構成する2層目ゲート電極と上記1層ゲート
構造のMOSFETを構成するゲート電極とのそれぞれ
を同時に形成し、上記2層ゲート構造のMOSFETと
1層ゲート構造のMOSFETの間に設けられた緩衝用
領域のほぼ中央を境にして1層構造側をマスクして上記
2層目ゲート電極をマスクとするセルフアライメントに
より実質的な2層構造のゲート電極のパターニングを行
い、上記2構造側をマスクして上記ゲート電極をマスク
とするセルフアライメントにより1層構造のMOSFE
Tのソースとドレインの拡散を行うようにする製造方法
により、緩衝用ダミー配線の部分でのマスクずれを吸収
しつつ、2層ゲート構造のセルフアライメントによる2
層ゲート構造のMOSFETと1層ゲート構造のMOS
FETとを高密度に形成することができるという効果が
得られる。
(2) The gate electrode of the first layer constituting the MOSFET having a two-layer gate structure is integrally formed, and the insulating film is formed on the gate electrode of the first layer, and the buffer region is almost formed. A gate insulating film forming a MOSFET having a single-layer gate structure is formed with the center as a boundary, and an MO having a double-layer gate structure is formed.
A second-layer gate electrode that constitutes the SFET and a gate electrode that constitutes the above-mentioned MOSFET of the one-layer gate structure are simultaneously formed, and are provided between the above-mentioned MOSFET of the two-layer gate structure and the MOSFET of the one-layer gate structure. The gate electrode of the two-layer structure is substantially patterned by self-alignment using the one-layer structure side as a mask with the center of the buffer region as a boundary and the second-layer gate electrode as a mask. A one-layer structure MOSFE by self-alignment using the gate electrode as a mask
By the manufacturing method in which the source and the drain of T are diffused, the mask displacement at the dummy wiring for buffer is absorbed and the self-alignment of the two-layer gate structure is performed.
Layer gate structure MOSFET and single layer gate structure MOS
The effect that the FET and the FET can be formed at high density is obtained.

【0057】(3) ワード線に結合されたコントロー
ルゲートとドレインが接続されたデータ線との相対的電
位関係によりフローティングゲートの電荷を放出してメ
モリのしきい値を下げ、コントロールゲートに高電圧を
印加してソース又は基板電位との相対的電位関係により
フローティングゲートへ電荷を注入してワード線単位で
のメモリのしきい値を上げるようにされた記憶トランジ
スタが複数個並列接続され、かかる複数の記憶トランジ
スタの共通化されたドレインがスイッチMOSFETを
介して対応するデータ線に接続され、上記複数の記憶ト
ランジスタの共通化されたソースがスイッチMOSFE
Tを介してソース線に接続されてなるメモリアレイにお
いて、2層ゲート構造からなる記憶トランジスタをと、
1層ゲート構造からなるスイッチMOSFETとの間に
記憶トランジスタ側が2層ゲート構造とされ、スイッチ
MOSFETが1層ゲート構造とされた緩衝用ダミー配
線層を設けるようにすることにより、半導体基板上の拡
散層を利用して両者の接続が可能になるとともに、上記
両MOSFETを高密度に形成することができるという
効果が得られる。
(3) Due to the relative potential relationship between the control gate connected to the word line and the data line connected to the drain, the charge of the floating gate is discharged to lower the threshold voltage of the memory, and the high voltage is applied to the control gate. A plurality of storage transistors are connected in parallel to increase the threshold voltage of the memory in word line units by injecting charges into the floating gate according to the relative potential relationship with the source or substrate potential. Common drain of each storage transistor is connected to a corresponding data line via a switch MOSFET, and common sources of the plurality of storage transistors are switch MOSFEs.
In a memory array connected to a source line via T, a storage transistor having a two-layer gate structure,
By providing a buffer dummy wiring layer having a two-layer gate structure on the memory transistor side with the switch MOSFET having a one-layer gate structure and the switch MOSFET having a one-layer gate structure, diffusion on the semiconductor substrate is achieved. There is an effect that both layers can be connected by using the layer and that both MOSFETs can be formed at high density.

【0058】(4) 上記緩衝用ダミー配線層には交流
的な接地電位を与えるようにすることにより、上記記憶
トランジスタのコントロールゲートが接続されるワード
線と、上記スイッチMOSFETのゲートが接続される
選択線(メインワード線)との間のカップリングノイズ
の発生を防止することができるという効果が得られる。
(4) By applying an AC ground potential to the buffer dummy wiring layer, the word line to which the control gate of the memory transistor is connected and the gate of the switch MOSFET are connected. The effect of preventing the occurrence of coupling noise with the select line (main word line) is obtained.

【0059】(5) 上記記憶トランジスタ及びスイッ
チMOSFETはウェル内に形成されるものであり、共
通化されたドレインに設けられたスイッチMOSFET
の他端を、金属配線層からなるデータ線に接続し、それ
と同じ配線層からなり平行に延長される金属配線層によ
り上記共通ソース線が構成されるとともに、かかる共通
ソース線を構成する金属配線層下の半導体基板上にウェ
ルコンタクト用半導体領域を設け、上記データ線とスイ
ッチMOSFETのコンタクトと同じ配列で共通ソース
線とウェルとのコンタクトを得るようにすることによ
り、ウェル電位を設定を安定化させることができるとい
う効果が得られる。
(5) The storage transistor and the switch MOSFET are formed in the well, and the switch MOSFET provided in the common drain
The other end of is connected to a data line composed of a metal wiring layer, and the common source line is composed of the metal wiring layer composed of the same wiring layer and extended in parallel, and the metal wiring that composes the common source line. Stabilizing the well potential setting by providing a well contact semiconductor region on the underlying semiconductor substrate and obtaining a contact between the common source line and the well in the same arrangement as the contact of the data line and the switch MOSFET. The effect that it can be obtained is obtained.

【0060】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、1層
目又は2層目のゲート配線材料、あるいはその間の層間
絶縁膜材料は種々の実施形態を採ることができるもので
あり、その製造方法は何であってもよい。記憶MOSF
ETとそれと接続されるスイッチMOSFETは、前記
のようなトンネル電流を利用した書込みと消去が行われ
る一括消去型不揮発性記憶装置の他、2層ゲート構造の
MOSFETとそれに接続される1層ゲート構造のMO
SFETとが備えた半導体集積回路装置に広く利用でき
る。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the invention of the present application is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say. For example, the gate wiring material of the first layer or the second layer, or the interlayer insulating film material between them can adopt various embodiments, and any manufacturing method thereof can be used. Memory MOSF
The ET and the switch MOSFET connected to the ET include a batch erase type nonvolatile memory device in which writing and erasing are performed using the tunnel current as described above, a MOSFET having a two-layer gate structure, and a one-layer gate structure connected to the MOSFET. MO
It can be widely used for semiconductor integrated circuit devices provided with SFET.

【0061】[0061]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、2層ゲート構造のMOSF
ETと1層ゲート構造のMOSFETとの間に、2層ゲ
ート構造側が2層ゲート構造とされ、1層ゲート構造側
が1層ゲート構造とされた緩衝用ダミー配線層を設ける
ようにすることにより、かかる緩衝用ダミー配線の部分
でのマスクずれを吸収しつつ、2層ゲート構造のセルフ
アライメントによるパターンニングと、1層ゲート構造
のソース,ドレインのセルフアライメントによる拡散層
とを分けて高密度に形成することができる。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. That is, a MOSF having a two-layer gate structure
By providing a buffer dummy wiring layer having a two-layer gate structure side on the two-layer gate structure side and a one-layer gate structure on the one-layer gate structure side between the ET and the MOSFET of the one-layer gate structure, Patterning by self-alignment of the double-layer gate structure and diffusion layer by self-alignment of the source and drain of the single-layer gate structure are separately formed at high density while absorbing the mask shift in the buffer dummy wiring portion. can do.

【0062】2層ゲート構造のMOSFETを構成する
第1層目のゲート電極を一体的に形成し、上記1層目の
ゲート電極の上に絶縁膜を形成し、緩衝用領域のほぼ中
央を境にして1層ゲート構造のMOSFETを構成する
ゲート絶縁膜を形成し、2層ゲート構造のMOSFET
を構成する2層目ゲート電極と上記1層ゲート構造のM
OSFETを構成するゲート電極とのそれぞれを同時に
形成し、上記2層ゲート構造のMOSFETと1層ゲー
ト構造のMOSFETの間に設けられた緩衝用領域のほ
ぼ中央を境にして1層構造側をマスクして上記2層目ゲ
ート電極をマスクとするセルフアライメントにより実質
的な2層構造のゲート電極のパターニングを行い、上記
2構造側をマスクして上記ゲート電極をマスクとするセ
ルフアライメントにより1層構造のMOSFETのソー
スとドレインの拡散を行うようにする製造方法により、
緩衝用ダミー配線の部分でのマスクずれを吸収しつつ、
2層ゲート構造のセルフアライメントによる2層ゲート
構造のMOSFETと1層ゲート構造のMOSFETと
を高密度に形成することができる。
A first-layer gate electrode forming a MOSFET having a two-layer gate structure is integrally formed, an insulating film is formed on the first-layer gate electrode, and a buffer region is formed at a substantially central portion. Forming a gate insulating film forming a MOSFET having a one-layer gate structure, and a MOSFET having a two-layer gate structure
The second-layer gate electrode that constitutes the
Each of the gate electrodes constituting the OSFET is formed at the same time, and the one-layer structure side is masked with the buffer region provided between the two-layer gate structure MOSFET and the one-layer gate structure MOSFET as a boundary. Then, the gate electrode having a substantially two-layer structure is patterned by self-alignment using the second-layer gate electrode as a mask, and the one-layer structure is formed by self-alignment by masking the two-structure side and using the gate electrode as a mask. By the manufacturing method for performing the diffusion of the source and drain of the MOSFET of
While absorbing the mask shift in the buffer dummy wiring part,
The two-layer gate structure MOSFET and the one-layer gate structure MOSFET can be formed at high density by self-alignment of the two-layer gate structure.

【0063】ワード線に結合されたコントロールゲート
とドレインが接続されたデータ線との相対的電位関係に
よりフローティングゲートの電荷を放出してメモリのし
きい値を下げ、コントロールゲートに高電圧を印加して
ソース又は基板電位との相対的電位関係によりフローテ
ィングゲートへ電荷を注入してワード線単位でのメモリ
のしきい値を上げるようにされた記憶トランジスタが複
数個並列接続され、かかる複数の記憶トランジスタの共
通化されたドレインがスイッチMOSFETを介して対
応するデータ線に接続され、上記複数の記憶トランジス
タの共通化されたソースがスイッチMOSFETを介し
てソース線に接続されてなるメモリアレイにおいて、2
層ゲート構造からなる記憶トランジスタをと、1層ゲー
ト構造からなるスイッチMOSFETとの間に記憶トラ
ンジスタ側が2層ゲート構造とされ、スイッチMOSF
ETが1層ゲート構造とされた緩衝用ダミー配線層を設
けるようにすることにより、半導体基板上の拡散層を利
用して両者の接続が可能になるとともに、上記両MOS
FETを高密度に形成することができる。
The charge of the floating gate is discharged by the relative potential relationship between the control gate connected to the word line and the data line connected to the drain to lower the threshold value of the memory, and a high voltage is applied to the control gate. A plurality of storage transistors are connected in parallel to increase the threshold voltage of the memory in word line units by injecting charges into the floating gate according to the relative potential relationship with the source or substrate potential. In the memory array in which the common drain of each of the storage transistors is connected to the corresponding data line via the switch MOSFET, and the common sources of the plurality of storage transistors are connected to the source line via the switch MOSFET.
Between the storage transistor having the layer gate structure and the switch MOSFET having the one-layer gate structure, the storage transistor side has the two-layer gate structure, and the switch MOSF
By providing a buffer dummy wiring layer having a single-layer gate structure for the ET, both can be connected using the diffusion layer on the semiconductor substrate,
The FET can be formed with high density.

【0064】上記緩衝用ダミー配線層には交流的な接地
電位を与えるようにすることにより、上記記憶トランジ
スタのコントロールゲートが接続されるワード線と、上
記スイッチMOSFETのゲートが接続される選択線
(メインワード線)との間のカップリングノイズの発生
を防止することができる。
By applying an AC ground potential to the buffer dummy wiring layer, a word line to which the control gate of the memory transistor is connected and a selection line (to which the gate of the switch MOSFET is connected ( It is possible to prevent the generation of coupling noise with the main word line).

【0065】上記記憶トランジスタ及びスイッチMOS
FETはウェル内に形成されるものであり、共通化され
たドレインに設けられたスイッチMOSFETの他端
を、金属配線層からなるデータ線に接続し、それと同じ
配線層からなり平行に延長される金属配線層により上記
共通ソース線が構成されるとともに、かかる共通ソース
線を構成する金属配線層下の半導体基板上にウェルコン
タクト用半導体領域を設け、上記データ線とスイッチM
OSFETのコンタクトと同じ配列で共通ソース線とウ
ェルとのコンタクトを得るようにすることにより、ウェ
ル電位を設定を安定化させることができる。
Storage transistor and switch MOS
The FET is formed in the well, and the other end of the switch MOSFET provided in the common drain is connected to the data line made of a metal wiring layer and is made of the same wiring layer and extended in parallel. The metal wiring layer constitutes the common source line, and a well contact semiconductor region is provided on the semiconductor substrate below the metal wiring layer constituting the common source line.
By setting the contact between the common source line and the well in the same arrangement as the contact of the OSFET, the setting of the well potential can be stabilized.

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

【図1】図1には、この発明が適用された一括消去型不
揮発性記憶装置のメモリセルアレイ部の一実施例の一部
概略レイアウト図である。
FIG. 1 is a partial schematic layout diagram of an embodiment of a memory cell array section of a batch erase type nonvolatile memory device to which the present invention is applied.

【図2】図2には、この発明が適用された一括消去型不
揮発性記憶装置のメモリセルアレイ部の一実施例の残り
一部概略レイアウト図である。
FIG. 2 is a schematic partial layout diagram of the remaining part of the embodiment of the memory cell array portion of the batch erase type nonvolatile memory device to which the present invention is applied.

【図3】この発明に係る一括消去型不揮発性記憶装置に
おけるメモリマットとその周辺部の一実施例を示す概略
回路図である。
FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing one embodiment of a memory mat and its peripheral portion in the batch erase nonvolatile memory device according to the present invention.

【図4】この発明に係る一括消去型不揮発性記憶装置に
おけるセンスアンプとその周辺部の一実施例を示す概略
回路図である。
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing one embodiment of a sense amplifier and its peripheral portion in the batch erase nonvolatile memory device according to the present invention.

【図5】この発明に係る一括消去型不揮発性記憶装置の
一実施例のメモリマット直接周辺部におけるレイアウト
図である。
FIG. 5 is a layout diagram of a memory mat direct peripheral portion of an embodiment of a batch erasing type nonvolatile memory device according to the present invention.

【図6】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッチ
MOSFETの製造工程順に従ったパターン図である。
FIG. 6 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the storage transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図7】図6のa−a’とb−b’に対応した断面図で
ある。
7 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図8】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッチ
MOSFETの製造工程順に従ったパターン図である。
FIG. 8 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the storage transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図9】図8のa−a’とb−b’に対応した断面図で
ある。
9 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図10】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 10 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the storage transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図11】図10のa−a’とb−b’に対応した断面
図である。
11 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図12】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 12 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the memory transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図13】図12のa−a’とb−b’に対応した断面
図である。
13 is a cross-sectional view corresponding to aa ′ and bb ′ of FIG.

【図14】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 14 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the memory transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図15】図14のa−a’とb−b’に対応した断面
図である。
15 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図16】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 16 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the storage transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図17】図16のa−a’とb−b’に対応した断面
図である。
17 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図18】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 18 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the memory transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図19】図18のa−a’とb−b’に対応した断面
図である。
19 is a cross-sectional view corresponding to aa 'and bb' in FIG.

【図20】上記記憶トランジスタと残ゲート及びスイッ
チMOSFETの製造工程順に従ったパターン図であ
る。
FIG. 20 is a pattern diagram according to the manufacturing process order of the memory transistor, the remaining gate, and the switch MOSFET.

【図21】図20のa−a’とb−b’及びc−c’に
対応した断面図である。
21 is a cross-sectional view corresponding to aa ′, bb ′, and cc ′ of FIG. 20.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

MAT,MAT0L〜MAT7R…小メモリマット、S
UB−DEC…サブデコーダ、MAN−DEC…メイン
デコーダ、SL…センスラッチ回路、YPGDEC…Y
プリデコーダ、YG Dec…Yデコーダ。1…フィー
ルド絶縁膜、2…メモリゲート酸化膜、3…第1層リン
ドープポリシリコン膜、4…シリコン窒化膜、5…ライ
ト酸化膜、6…メモリドレイン拡散層、7…メモリソー
ス拡散層、8…サイドウォール、9…酸化膜、10…第
2層リンドープポリシリコン膜、11…層間絶縁膜、1
2…スイッチMOSFETのゲート絶縁膜、13…第3
層ポリサイド膜、14…スイッチMOSFETのソー
ス,ドレイン拡散層、15…サイドウォール。
MAT, MAT0L to MAT7R ... Small memory mat, S
UB-DEC ... Sub-decoder, MAN-DEC ... Main decoder, SL ... Sense latch circuit, YPGDEC ... Y
Predecoder, YG Dec ... Y decoder. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Field insulating film, 2 ... Memory gate oxide film, 3 ... 1st layer phosphorus dope polysilicon film, 4 ... Silicon nitride film, 5 ... Write oxide film, 6 ... Memory drain diffusion layer, 7 ... Memory source diffusion layer, 8 ... Sidewalls, 9 ... Oxide film, 10 ... Second layer phosphorus-doped polysilicon film, 11 ... Interlayer insulating film, 1
2 ... Gate insulating film of switch MOSFET, 13 ... Third
Layer Polycide film, 14 ... Source / drain diffusion layer of switch MOSFET, 15 ... Sidewall.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2層ゲート構造のMOSFETと、それ
と近接して配置される1層ゲート構造のMOSFETと
を含み、上記2層ゲート構造のMOSFETと1層ゲー
ト構造のMOSFETとの間に設けられ、2層ゲート構
造側が2層ゲート構造とされ、1層ゲート構造側が1層
ゲート構造とされてなる緩衝用ダミー配線層を設けてな
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A MOSFET having a two-layer gate structure and a MOSFET having a one-layer gate structure arranged in the vicinity thereof are provided, and provided between the MOSFET having the two-layer gate structure and the MOSFET having one-layer gate structure. A semiconductor integrated circuit device comprising a buffer dummy wiring layer having a double-layer gate structure side and a single-layer gate structure side having a single-layer gate structure.
【請求項2】 ワード線に結合されたコントロールゲー
トとドレインが接続されたデータ線との相対的電位関係
によりフローティングゲートの電荷を放出してメモリの
しきい値を下げ、コントロールゲートに高電圧を印加し
てソース又は基板電位との相対的電位関係によりフロー
ティングゲートへ電荷を注入してワード線単位でのメモ
リのしきい値を上げるようにされた記憶トランジスタが
複数個並列接続され、かかる複数の記憶トランジスタの
共通化されたドレインがスイッチMOSFETを介して
対応するデータ線に接続され、上記複数の記憶トランジ
スタの共通化されたソースがスイッチMOSFETを介
してソース線に接続されてなるメモリアレイを備え、上
記記憶トランジスタが2層ゲート構造とされ、スイッチ
MOSFETが1層ゲート構造とされ、上記記憶トラン
ジスタとスイッチMOSFETとの間に記憶トランジス
タ側が2層ゲート構造とされ、スイッチMOSFETが
1層ゲート構造とされた緩衝用ダミー配線層を設けてな
ることを特徴とする半導体集積回路装置。
2. The charge of the floating gate is discharged by the relative potential relationship between the control gate connected to the word line and the data line connected to the drain to lower the threshold voltage of the memory, and a high voltage is applied to the control gate. A plurality of storage transistors are connected in parallel, which are applied to inject charges into the floating gate according to the relative potential relationship with the source or substrate potential to raise the threshold value of the memory in word line units. A memory array is provided in which common drains of the storage transistors are connected to corresponding data lines via switch MOSFETs, and common sources of the plurality of storage transistors are connected to source lines via switch MOSFETs. , The memory transistor has a two-layer gate structure, and the switch MOSFET has one layer A semiconductor having a gate structure, wherein a buffer dummy wiring layer having a two-layer gate structure on the memory transistor side and a switch MOSFET having a one-layer gate structure is provided between the memory transistor and the switch MOSFET. Integrated circuit device.
【請求項3】 上記緩衝用ダミー配線層には交流的な接
地電位が与えられるものであることを特徴とする請求項
2の半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein an alternating ground potential is applied to the buffer dummy wiring layer.
【請求項4】 上記記憶トランジスタ及びスイッチMO
SFETはウェル内に形成されるものであり、共通化さ
れたドレインに設けられたスイッチMOSFETの他端
は、金属配線層からなるデータ線に接続され、それと同
じ配線層からなり平行に延長される金属配線層により上
記共通ソース線が構成されるとともに、かかる共通ソー
ス線を構成する金属配線層下の半導体基板上にウェルコ
ンタクト用半導体領域を設け、上記データ線とスイッチ
MOSFETのコンタクトと同じ配列で共通ソース線と
ウェルとのコンタクトを得るようにしてなることを特徴
とする請求項2の半導体集積回路装置。
4. The memory transistor and the switch MO.
The SFET is formed in the well, and the other end of the switch MOSFET provided in the common drain is connected to the data line made of a metal wiring layer and is made of the same wiring layer and extends in parallel. The metal wiring layer constitutes the common source line, and a semiconductor region for well contact is provided on the semiconductor substrate below the metal wiring layer constituting the common source line, and the data line and the contact of the switch MOSFET are arranged in the same arrangement. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the contact between the common source line and the well is obtained.
【請求項5】 2層ゲート構造のMOSFETを構成す
る第1層目のゲート電極を一体的に形成する工程、上記
1層目のゲート電極の上に絶縁膜を形成する工程、緩衝
用領域のほぼ中央を境にして1層ゲート構造のMOSF
ETを構成するゲート絶縁膜を形成する工程、2層ゲー
ト構造のMOSFETを構成する2層目ゲート電極と上
記1層ゲート構造のMOSFETを構成するゲート電極
とのそれぞれを同時に形成する工程、上記2層ゲート構
造のMOSFETと1層ゲート構造のMOSFETの間
に設けられた緩衝用領域のほぼ中央を境にして1層構造
側をマスクして上記2層目ゲート電極をマスクとするセ
ルフアライメントにより実質的な2層構造のゲート電極
のパターニングを行う工程、上記2構造側をマスクして
上記ゲート電極をマスクとするセルフアライメントによ
り1層構造のMOSFETのソースとドレインの拡散を
行う工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
5. A step of integrally forming a first-layer gate electrode forming a MOSFET having a two-layer gate structure, a step of forming an insulating film on the first-layer gate electrode, and a step of forming a buffer region. MOSF with a single-layer gate structure with almost the center as a boundary
A step of forming a gate insulating film forming ET, a step of simultaneously forming each of a second layer gate electrode forming a MOSFET having a two-layer gate structure and a gate electrode forming the MOSFET having a one-layer gate structure, Substantially by self-alignment using the second layer gate electrode as a mask by masking the one layer structure side with the buffer region provided between the MOSFET of the one layer gate structure and the MOSFET of the one layer gate structure as a boundary. Patterning a gate electrode having a two-layer structure, and a step of masking the two-structure side and diffusing the source and drain of a one-layer MOSFET by self-alignment using the gate electrode as a mask. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
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