JPH0936335A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

Info

Publication number
JPH0936335A
JPH0936335A JP7178736A JP17873695A JPH0936335A JP H0936335 A JPH0936335 A JP H0936335A JP 7178736 A JP7178736 A JP 7178736A JP 17873695 A JP17873695 A JP 17873695A JP H0936335 A JPH0936335 A JP H0936335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
voltage
transistor
region
drain region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7178736A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Abe
啓史 阿部
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP7178736A priority Critical patent/JPH0936335A/en
Publication of JPH0936335A publication Critical patent/JPH0936335A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor storage device capable of high speed writing and erasing with high reliability, without increasing a chip area. SOLUTION: A plurality of memory cell transistors MC00 -MCnm are arranged in the parts where bit lines BL0-BLn intersect word lines WL0 -WLm . A plurality of selection transistors Qsd0-Qsdn for writing are connected with the bit lines BL0-BLn. A selection transistor Qss for erasing is connected with the source side of the memory cell transistor MCco -MCnm . A constant voltage power supply PS is connected with the selection transistor Qsd0-Qsdn for writing and the selection transistor Qss for erasing, via load resistors RD and RS. The yield voltage Vz of the selection transistors Qsd0-Qsdn for writing and the selection transistor Qss for erasing is set lower than the yield voltage Vd of the memory cell transistors MC00 -MCnm .

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体メ
モリ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体メモリ装置では、書き込
み動作および消去動作時に、メモリセルのソース/ドレ
イン不純物拡散領域(ソース・ドレイン領域)に電圧が
印加される。
2. Description of the Related Art In a non-volatile semiconductor memory device, a voltage is applied to a source / drain impurity diffusion region (source / drain region) of a memory cell during a write operation and an erase operation.

【0003】このソース・ドレイン領域およびシリコン
基板の間に印加される電圧が高いほど、メモリセルの書
き込みおよび消去動作の速度が速くなる。しかしなが
ら、ソース・ドレイン領域およびシリコン基板の間に印
加される電圧が、ソース・ドレイン領域およびシリコン
基板の間の降伏電圧を上回ると、メモリセルのチャンネ
ル領域で発生するホットキャリアがメモリセルを破壊す
る。
The higher the voltage applied between the source / drain region and the silicon substrate, the faster the write and erase operations of the memory cell. However, when the voltage applied between the source / drain region and the silicon substrate exceeds the breakdown voltage between the source / drain region and the silicon substrate, hot carriers generated in the channel region of the memory cell destroy the memory cell. .

【0004】従って、不揮発性半導体メモリ装置の高い
信頼性の下での高速な書き込みおよび消去動作を実現す
るために、ソース・ドレイン領域およびシリコン基板の
間に印加される電圧は、ソース・ドレイン領域およびシ
リコン基板の間の降伏電圧よりも若干低い電圧に維持さ
れることが望ましい。
Therefore, in order to realize high-speed writing and erasing operations with high reliability of the non-volatile semiconductor memory device, the voltage applied between the source / drain region and the silicon substrate is the source / drain region. It is desirable to maintain a voltage slightly lower than the breakdown voltage between the silicon substrate and the substrate.

【0005】従来、ソース・ドレイン領域およびシリコ
ン基板の間に印加される電圧を一定に維持するために、
安定化回路を設置することが一般的に行われている。例
えば、特開昭62−1194号公報に開示されているよ
うに、書き込み/消去を満足に行うことができる程度に
高く、メモリセルトランジスタの破壊を引き起こさない
程度に低い電圧に維持するため、電圧安定化回路を設け
ることが開示されている。従来の電圧安定化回路は、メ
モリチップ上のセル領域以外の周辺部であって、定電圧
源とメモリセルトランジスタのソース側およびドレイン
側に接続された選択トランジスタの間に設けられてい
る。
Conventionally, in order to keep the voltage applied between the source / drain region and the silicon substrate constant,
It is common practice to install a stabilizing circuit. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-1194, the voltage is maintained to a level high enough to perform writing / erasing satisfactorily and low enough not to damage the memory cell transistor. It is disclosed to provide a stabilizing circuit. The conventional voltage stabilizing circuit is provided in the peripheral portion other than the cell region on the memory chip, between the constant voltage source and the select transistor connected to the source side and the drain side of the memory cell transistor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電圧安
定化回路は、メモリチップ上のセル領域以外の周辺部に
設けられているためにチップ面積が増大する。チップ面
積の増大は、不揮発性半導体メモリ装置の高集積化およ
び小型化の要求に反する。
However, since the voltage stabilizing circuit is provided in the peripheral portion other than the cell region on the memory chip, the chip area increases. The increase in chip area goes against the demand for higher integration and smaller size of the nonvolatile semiconductor memory device.

【0007】本発明は、チップ面積を増大させることな
く、高速かつ信頼性の高い書き込みおよび消去動作を行
うことができる不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
The present invention provides a non-volatile semiconductor memory device capable of high-speed and highly reliable writing and erasing operations without increasing the chip area.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1に、複数
のビット線と、前記ビット線と交差して配線された複数
のワード線と、前記ワード線により駆動されて選択的に
データを記憶すると共に、前記ビット線との間でデータ
のやり取りを行うための複数のメモリセルトランジスタ
と、前記メモリセルトランジスタにデータの書き込みの
ための電圧を選択的に印加するための、前記ビット線に
夫々接続された複数の書き込み用選択トランジスタと、
前記メモリセルトランジスタに記憶されたデータを一括
して消去するための電圧を印加するための、前記メモリ
セルに接続された消去用選択トランジスタと、前記書き
込み用選択トランジスタおよび前記消去用選択トランジ
スタに電圧を供給するための定電圧源とを具備する不揮
発性半導体メモリ装置であって、前記書き込み用選択ト
ランジスタおよび前記消去用選択トランジスタのソース
領域およびドレイン領域と基板との間の降伏電圧を、前
記メモリセルトランジスタのソース領域およびドレイン
領域と基板との間の降伏電圧よりも低く設定することを
特徴とする不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
According to the present invention, firstly, a plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged to intersect the bit lines, and driven by the word lines to selectively output data. A plurality of memory cell transistors for storing data and exchanging data with the bit line, and the bit line for selectively applying a voltage for writing data to the memory cell transistor. A plurality of write select transistors each connected to
An erase select transistor connected to the memory cell for applying a voltage for collectively erasing the data stored in the memory cell transistor, and a voltage to the write select transistor and the erase select transistor. A non-volatile semiconductor memory device comprising: a constant voltage source for supplying a voltage to a memory cell, the breakdown voltage between a source region and a drain region of the write select transistor and the erase select transistor, and a substrate. Provided is a nonvolatile semiconductor memory device characterized by being set to be lower than a breakdown voltage between a source region and a drain region of a cell transistor and a substrate.

【0009】本発明は、第2に、複数のビット線と、前
記ビット線と交差して配線された複数のワード線と、前
記ワード線により駆動されて選択的にデータを記憶する
と共に、前記ビット線との間でデータのやり取りを行う
ための複数のメモリセルトランジスタと、前記メモリセ
ルトランジスタにデータの書き込みのための電圧を選択
的に印加するための、前記ビット線に夫々接続された複
数の書き込み用選択トランジスタと、前記メモリセルト
ランジスタに記憶されたデータを一括して消去するため
の電圧を印加するための、前記メモリセルに接続された
消去用選択トランジスタと、前記書き込み用選択トラン
ジスタおよび前記消去用選択トランジスタに電圧を供給
するための定電圧源とを具備する不揮発性半導体メモリ
装置であって、前記メモリセルトランジスタが、半導体
基板の主面に互いに所定間隔をおいて形成されたドレイ
ン領域およびソース領域、前記半導体基板と前記ドレイ
ン領域および前記ソース領域の表面上にわたって形成さ
れた第1絶縁膜、前記第1絶縁膜上に配置されたフロー
ティングゲート導電体層、前記フローティングゲート導
電体層上に第2絶縁膜を介して対向配置されたコントロ
ールゲート導電体層、および、前記ドレイン領域および
前記ソース領域の一部に接して設けられ、前記半導体基
板と同一の導電型でしかも前記半導体基板よりも不純物
濃度が高く、かつ、前記ドレイン領域および前記ソース
領域との間で夫々PN接合を形成する、少なくとも2つ
の高濃度不純物拡散層を具備することを特徴とする不揮
発性半導体メモリ装置を提供する。
Secondly, according to the present invention, a plurality of bit lines, a plurality of word lines crossing the bit lines, and word lines driven by the word lines to selectively store data are provided. A plurality of memory cell transistors for exchanging data with a bit line, and a plurality of memory cell transistors connected to the bit lines for selectively applying a voltage for writing data to the memory cell transistors. Write select transistor, an erase select transistor connected to the memory cell for applying a voltage for collectively erasing data stored in the memory cell transistor, the write select transistor, and A non-volatile semiconductor memory device comprising: a constant voltage source for supplying a voltage to the erase selection transistor, comprising: A memory cell transistor, a drain region and a source region formed on a main surface of a semiconductor substrate at predetermined intervals, a first insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, the drain region, and the source region; Of the floating gate conductor layer disposed on the first insulating film, the control gate conductor layer disposed on the floating gate conductor layer so as to face each other with the second insulating film interposed therebetween, and the drain region and the source region. At least two, which are provided in contact with a part of the semiconductor substrate, have the same conductivity type as the semiconductor substrate, have a higher impurity concentration than the semiconductor substrate, and form a PN junction between the drain region and the source region; Provided is a non-volatile semiconductor memory device including two high-concentration impurity diffusion layers.

【0010】[0010]

【発明の実施の態様】本発明の実施の態様について、以
下、図面を参照して詳細に説明する。本願の第1の発明
は、不揮発性半導体メモリ装置の書き込み用選択トラン
ジスタおよび消去用選択トランジスタのソース領域およ
びドレイン領域と基板との間の降伏電圧を、メモリセル
トランジスタのソース領域およびドレイン領域と基板と
の間の降伏電圧よりも低く設定することを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. According to a first aspect of the present invention, a breakdown voltage between a source region and a drain region of a write select transistor and an erase select transistor of a nonvolatile semiconductor memory device and a substrate is calculated. It is characterized in that it is set lower than the breakdown voltage between and.

【0011】図1は、本願の第1発明の不揮発性半導体
メモリ装置の一態様を示す回路図である。図中BL0
BLn は、夫々、複数のビット線を示す。ビット線BL
0 〜BLn と交差して複数のワード線WL0 〜WLm
配線されている。ビット線BL0 〜BLn とワード線W
0 〜WLm が交差する部分には、ワード線WL0 〜W
m により駆動されて選択的にデータを記憶すると共
に、ビット線BLとの間でデータのやり取りを行うため
の複数のメモリセルトランジスタMC00〜MCnmが夫々
配置されている。また、各ビット線BL1 〜BLn
は、メモリセルトランジスタMC00〜MCnmにデータの
書き込みのための電圧を選択的に印加するための複数の
書き込み用選択トランジスタQsd0 〜Qsdn が夫々
接続されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one mode of the nonvolatile semiconductor memory device of the first invention of the present application. BL 0 ~ in the figure
BL n indicates a plurality of bit lines, respectively. Bit line BL
A plurality of word lines WL 0 to WL m are arranged so as to intersect with 0 to BL n . Bit lines BL 0 to BL n and word line W
Word lines WL 0 to W are provided at the intersections of L 0 to WL m.
A plurality of memory cell transistors MC 00 to MC nm for driving the L m to selectively store the data and exchanging the data with the bit line BL are arranged. In addition, each bit line BL 1 to BL n, a plurality of write select transistor Qsd 0 ~Qsd n for selectively applying the voltage for writing data to the memory cell transistors MC 00 to MC nm is respectively It is connected.

【0012】メモリセルトランジスタMC00〜MCnm
ソース側には、メモリセルトランジスタにMC00〜MC
nmに記憶されたデータを一括して消去するための電圧を
印加するための消去用選択トランジスタQssが接続さ
れている。
[0012] on the source side of the memory cell transistor MC 00 ~MC nm is, MC 00 ~MC in the memory cell transistor
An erase selection transistor Qss for applying a voltage for collectively erasing the data stored in nm is connected.

【0013】また、書き込み用選択トランジスタQsd
0 〜Qsdn および消去用選択トランジスタQssに
は、夫々、負荷抵抗RDおよびRSを介して定電圧源P
Sが接続されている。
Further, a write selection transistor Qsd.
0 ~Qsd The n and erasing selection transistors Qss, respectively, load resistors RD and via the RS constant voltage source P
S is connected.

【0014】上述のような不揮発性半導体メモリ装置1
0において、書き込み用選択トランジスタQsd0 〜Q
sdn および消去用選択トランジスタQssのソース領
域およびドレイン領域と基板との間の降伏電圧Vzを、
メモリセルトランジスタMC00〜MCnmのソース領域お
よびドレイン領域と基板との間の降伏電圧Vdよりも低
く設定する。
Non-volatile semiconductor memory device 1 as described above
0, write select transistors Qsd 0 to Qs
The breakdown voltage Vz between the sd n and source and drain regions of the erasing selection transistors Qss and the substrate,
The breakdown voltage Vd between the source region and drain region of the memory cell transistors MC 00 to MC nm and the substrate is set lower than the breakdown voltage Vd.

【0015】書き込み用選択トランジスタQsd0 〜Q
sdn および消去用選択トランジスタQssの降伏電圧
Vzを低くする手段としては、例えば、次のような手段
が適用できる。
Write selection transistors Qsd 0 to Qs
As a means to lower the breakdown voltage Vz of the sd n and erasing selection transistors Qss, for example, it can be applied as follows means.

【0016】第1に、図2に示すように、選択トランジ
スタ20が、シリコン基板の主面に形成されたP形ウエ
ル21の所定領域に形成されたフィールド酸化膜22
と、フィールド酸化膜22により規定された素子形成領
域内に互いに離間して形成されたソース領域23および
ドレイン領域24と、ソース領域23およびドレイン領
域24の間のチャンネル領域の上にゲート酸化膜25を
介して形成されたゲート電極26を具備し、フィールド
酸化膜22の下方のP形ウエル21にP形不純物をドー
プして、P形高濃度不純物拡散層27が形成されている
場合、このP形高濃度不純物拡散層27へのP形不純物
の注入量を多くすることにより、降伏電圧Vzを低下さ
せることができる。
First, as shown in FIG. 2, the selection transistor 20 is a field oxide film 22 formed in a predetermined region of a P-type well 21 formed on the main surface of a silicon substrate.
, A source region 23 and a drain region 24 formed apart from each other in an element formation region defined by the field oxide film 22, and a gate oxide film 25 on the channel region between the source region 23 and the drain region 24. When the P-type well 21 below the field oxide film 22 is doped with P-type impurities to form the P-type high-concentration impurity diffusion layer 27, the P-type high-concentration impurity diffusion layer 27 is formed. The breakdown voltage Vz can be reduced by increasing the amount of P-type impurities injected into the high-concentration impurity diffusion layer 27.

【0017】また、図3に示す通り、ソース領域23、
チャンネル領域28およびドレイン領域29の下側に、
パンチスルーを防止するためのP形高濃度不純物拡散層
(パンチスルーストップ)30が形成されている場合、
このパンチスルーストップ30のP形不純物の注入量を
多くすることにより、降伏電圧Vzを低下させることが
できる。
As shown in FIG. 3, the source region 23,
Below the channel region 28 and the drain region 29,
When a P-type high-concentration impurity diffusion layer (punch through stop) 30 for preventing punch through is formed,
The breakdown voltage Vz can be lowered by increasing the amount of P-type impurities injected into the punch-through stop 30.

【0018】また、図4に示すように、選択トランジス
タ20が、シリコン基板の主面に形成されたP形ウエル
21の所定領域に形成されたフィールド酸化膜22と、
フィールド酸化膜22により規定された素子形成領域内
に互いに離間して形成されたソース領域23およびドレ
イン領域24と、ソース領域23およびドレイン領域2
4の間のチャンネル領域の上にゲート酸化膜25を介し
て形成されたゲート電極26を具備する場合、P形ウエ
ル21のP形不純物の注入量を多くすることにより、降
伏電圧Vzを低下させることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the selection transistor 20 includes a field oxide film 22 formed in a predetermined region of a P-type well 21 formed on the main surface of a silicon substrate.
A source region 23 and a drain region 24, which are formed apart from each other in an element formation region defined by the field oxide film 22, and a source region 23 and a drain region 2.
When the gate electrode 26 formed via the gate oxide film 25 is provided on the channel region between 4 and 4, the breakdown voltage Vz is lowered by increasing the implantation amount of the P-type impurity in the P-type well 21. be able to.

【0019】さらに、図5に示すように、層間絶縁膜3
1に形成されたコンタクトホール32を介してP形不純
物を注入して、P形高濃度不純物拡散層33を形成し、
このP形高濃度不純物拡散層33のP形不純物の注入量
を多くすることにより、降伏電圧Vzを低下させること
ができる。以上説明した手段の他にも、通常、半導体装
置において行われている降伏電圧Vzを制御する方法
を、本発明の不揮発性半導体メモリ装置に適用可能であ
る。
Further, as shown in FIG. 5, the interlayer insulating film 3
P-type impurities are injected through the contact hole 32 formed in 1 to form a P-type high-concentration impurity diffusion layer 33,
The breakdown voltage Vz can be lowered by increasing the implantation amount of the P-type impurity in the P-type high-concentration impurity diffusion layer 33. In addition to the means described above, the method of controlling the breakdown voltage Vz that is usually performed in a semiconductor device can be applied to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【0020】本発明の不揮発性半導体メモリ装置10の
メモリセルトランジスタMC00〜MCnmは、一般的な不
揮発性半導体メモリ装置のメモリセルトランジスタ構造
のいずれであっても良い。すなわち、例えば、EPRO
M(erasable programmable ROM) 、EEPROM(elect
rically erasable programmable ROM) 、または、フラ
ッシュEEPROMのような不揮発性半導体メモリ装置
に用いられるメモリセルトランジスタのいずれであって
も良い。より具体的には、FLOTOX(floating gate
tunnel oxide)構造、オフセットゲート構造またはET
OX(スタック型)構造のメモリセルトランジスタを用
いることができる。
The memory cell transistors MC 00 to MC nm of the non-volatile semiconductor memory device 10 of the present invention may have any memory cell transistor structure of a general non-volatile semiconductor memory device. That is, for example, EPRO
M (erasable programmable ROM), EEPROM (elect
It may be a memory cell transistor used in a nonvolatile semiconductor memory device such as a flash erasable programmable ROM) or a flash EEPROM. More specifically, FLOTOX (floating gate
tunnel oxide) structure, offset gate structure or ET
A memory cell transistor having an OX (stack type) structure can be used.

【0021】上述のような本願の第1発明の不揮発性半
導体メモリ装置10は、メモリセルトランジスタMC00
〜MCnmのドレイン領域またはソース領域に接続された
書き込み用選択トランジスタQsd0 〜Qsdn および
消去用選択トランジスタQssの降伏電圧Vzが、メモ
リセルトランジスタMC00〜MCnmのソース領域または
ドレイン領域と基板の間の降伏電圧(Vb)よりも低く
設定されている。このため、メモリセルトランジスタM
00〜MCnmへのデータの書き込み動作または消去動作
時に、メモリセルトランジスタMC00〜MCnmへ供給さ
れる書き込みまたは消去動作用の電圧Vd、Vsは、負
荷抵抗RD、RSと、書き込み用選択トランジスタQs
0 〜Qsdn および消去用選択トランジスタQssに
寄生するブレークダウンダイオードとで形成される電圧
安定化回路により、書き込み用選択トランジスタQsd
0 〜Qsdn および消去用選択トランジスタQssの降
伏電圧Vzと等しくなる。この結果、メモリセルトラン
ジスタMC00〜MCnmへ供給される電圧Vd,Vsは、
メモリセルトランジスタMC00〜MCnmの降伏電圧Vb
よりも必ず低いのでメモリセルトランジスタMC00〜M
nmのドレイン領域またはソース領域と基板との間で降
伏現象が生じるのを防止できる。
The nonvolatile semiconductor memory device 10 according to the first invention of the present application as described above has the memory cell transistor MC 00.
To MC nm choice for writing connected to the drain region or the source region transistor Qsd 0 ~Qsd n and breakdown voltage Vz of the erasing selection transistors Qss is, the source region or the drain region of the memory cell transistors MC 00 to MC nm and the substrate Is set lower than the breakdown voltage (Vb). Therefore, the memory cell transistor M
The voltages Vd and Vs for the write or erase operation supplied to the memory cell transistors MC 00 to MC nm during the data write or erase operation to C 00 to MC nm are the load resistances RD and RS and the write selection. Transistor Qs
The d 0 ~Qsd n and voltage stabilizing circuit formed by the breakdown diode parasitic on the erasing selection transistors Qss, select transistors Qsd write
0 ~Qsd n and breakdown voltage of the erasing selection transistors Qss Vz and equal. As a result, the voltages Vd and Vs supplied to the memory cell transistors MC 00 to MC nm are
Breakdown voltage Vb of memory cell transistors MC 00 to MC nm
Is always lower than the memory cell transistors MC 00 to M
It is possible to prevent a breakdown phenomenon from occurring between the C nm drain region or source region and the substrate.

【0022】以下、不揮発性半導体メモリ装置20にお
ける書き込み動作および消去動作をより具体的に説明す
る。 書き込み動作 任意のメモリセルトランジスタ(例えば、MC21)にの
みデータを書き込む場合、ワード線WL1 への供給電圧
Vg1 =Vpp、書き込み用選択トランジスタQsd2
=ON、他のワード線WLへの供給電圧Vg0 =Vg1
=・・・Vgm=GND、他の選択トランジスタQsd
0 =Qsd1 =・・・Qsdn =OFFに設定し、消去
用選択トランジスタQss=0Nに設定し、GNDに接
続する。この際、負荷抵抗RDと書き込み用選択トラン
ジスタQsd2 に寄生するブレークダウンダイオードと
で形成される電圧安定化回路により、定電圧源PSから
選択トランジスタQsd2 を介してメモリセルトランジ
スタMC21のドレイン側に供給される電圧Vdは、選択
トランジスタQsd2 の降伏電圧Vzと等しくなる。こ
の結果、メモリセルトランジスタMC21に供給される電
圧Vdは、メモリセルトランジスタMC21の降伏電圧V
bよりも必ず低いので、メモリセルトランジスタMC21
のドレイン領域またはソース領域と基板との間で降伏現
象が生じるのを防止できる。
The write operation and erase operation in the non-volatile semiconductor memory device 20 will be described more specifically below. Write operation When data is written only to an arbitrary memory cell transistor (for example, MC 21 ), the supply voltage Vg 1 = Vpp to the word line WL 1 , the write select transistor Qsd 2
= ON, supply voltage to another word line WL Vg 0 = Vg 1
= ... Vg m = GND, other selection transistor Qsd
0 = Qsd 1 = ... Qsd n = OFF is set, the erasing selection transistor Qss is set to 0N, and it is connected to GND. At this time, the voltage stabilizing circuit formed by the load resistance RD and the breakdown diode parasitic on the write selection transistor Qsd 2 causes the drain side of the memory cell transistor MC 21 from the constant voltage source PS via the selection transistor Qsd 2. To the select transistor Qsd 2 becomes equal to the breakdown voltage Vz of the select transistor Qsd 2 . As a result, the voltage Vd supplied to the memory cell transistor MC 21 is the breakdown voltage V of the memory cell transistors MC 21
Since it is always lower than b, the memory cell transistor MC 21
It is possible to prevent the breakdown phenomenon from occurring between the drain region or the source region of the substrate and the substrate.

【0023】消去動作 全メモリセルトランジスタMC00〜MCnmに記憶された
データを消去する場合には、全てのワード線WLへの供
給電圧Vg0 =Vg1 =Vg2 =・・・Vgm=−10
V〜GND、全ての選択トランジスタQsd0 =Qsd
1 =Qsd2 =・・・Qsdn =OFFに設定し、消去
用選択トランジスタQss=ONの状態に設定し、定電
圧源PSおよび負荷抵抗RSに接続する。この際、負荷
抵抗RSと消去用選択トランジスタQssに寄生するブ
レークダウンダイオードとで形成される電圧安定化回路
により、定電圧源PSから負荷抵抗RSおよび消去用選
択トランジスタQssを介してメモリセルトランジスタ
MC00〜MCnmのソース側に供給される電圧Vsは、選
択トランジスタQssの降伏電圧Vzと等しくなる。こ
の結果、メモリセルトランジスタMC00〜MCnmに供給
される電圧Vsは、メモリセルトランジスタMC00〜M
nmの降伏電圧Vbよりも必ず低いので、メモリセルト
ランジスタMC00〜MCnmのドレイン領域またはソース
領域と基板との間で降伏現象が生じるのを防止できる。
Erase Operation When erasing the data stored in all the memory cell transistors MC 00 to MC nm , the supply voltage Vg 0 = Vg 1 = Vg 2 = ... Vg m = to all the word lines WL -10
V to GND, all selection transistors Qsd 0 = Qsd
1 = Qsd 2 = ... Qsd n = OFF, the erasing selection transistor Qss = ON, and the constant voltage source PS and the load resistor RS are connected. At this time, the voltage stabilizing circuit formed by the load resistance RS and the breakdown diode parasitic on the erasing selection transistor Qss causes the memory cell transistor MC from the constant voltage source PS via the load resistance RS and the erasing selection transistor Qss. The voltage Vs supplied to the source side of 00 to MC nm becomes equal to the breakdown voltage Vz of the selection transistor Qss. As a result, the voltage Vs supplied to the memory cell transistors MC 00 to MC nm, the memory cell transistors MC 00 ~M
Since it is always lower than the breakdown voltage Vb of C nm , it is possible to prevent the breakdown phenomenon from occurring between the drain region or the source region of the memory cell transistors MC 00 to MC nm and the substrate.

【0024】上述のように本願の第1の発明の不揮発性
半導体メモリ装置10によれば、メモリセルトランジス
タMC00〜MCnmへの書き込みおよび消去のための電圧
Vd、Vsを、書き込み/消去を満足に行うことができ
る程度に高く、メモリセルトランジスタの破壊を引き起
こさない程度に低い値に維持できる。このため、高い信
頼性の下での高速な書き込みおよび消去動作が実現でき
る。すなわち、メモリセルトランジスタMC00〜MCnm
への書き込みおよび消去のための電圧Vd、Vsを、メ
モリセルの読み出し動作時にソース領域およびドレイン
領域に印加される電圧よりも高い値に設定した場合に
も、安定した書き込みおよび消去動作が行うことが可能
である。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device 10 of the first invention of the present application, the voltages Vd and Vs for writing and erasing the memory cell transistors MC 00 to MC nm are written / erased. It can be maintained at a value high enough to be satisfactorily performed and low enough not to cause destruction of the memory cell transistor. Therefore, high-speed write and erase operations can be realized with high reliability. That is, the memory cell transistors MC 00 to MC nm
Stable writing and erasing operations are performed even when the voltages Vd and Vs for writing and erasing data to and from the memory cell are set to values higher than the voltage applied to the source region and the drain region during the read operation of the memory cell. Is possible.

【0025】また、電圧Vd,Vsを安定化するための
電圧安定化回路が、負荷抵抗RDまたはRSと、書き込
み用選択トランジスタQsd0 〜Qsdn または消去用
選択トランジスタQssに寄生するブレークダウンダイ
オードとで形成される。この結果、電圧安定化回路をメ
モリセル領域以外の周辺部に形成した場合に比べて、装
置全体の面積を小さく(約51%)することができた。
Further, the voltage stabilizing circuit for stabilizing the voltage Vd, the Vs, and a load resistor RD or RS, a breakdown diode parasitic on the write select transistor Qsd 0 ~Qsd n or erasing selection transistors Qss Is formed by. As a result, the area of the entire device can be reduced (about 51%) compared to the case where the voltage stabilizing circuit is formed in the peripheral portion other than the memory cell region.

【0026】次に、本願の第2の発明の不揮発性半導体
メモリ装置について説明する。本願の第2の発明は、不
揮発性半導体メモリ装置であって、メモリセルトランジ
スタが、半導体基板の主面に互いに所定間隔をおいて形
成されたドレイン領域およびソース領域、半導体基板と
ドレイン領域およびソース領域の表面上にわたって形成
された第1絶縁膜、第1絶縁膜上に配置されたフローテ
ィングゲート導電体層、フローティングゲート導電体層
上に第2絶縁膜を介して対向配置されたコントロールゲ
ート導電体層、および、ドレイン領域およびソース領域
の一部に接して設けられ、半導体基板と同一の導電型で
しかも半導体基板よりも不純物濃度が高く、かつ、ドレ
イン領域およびソース領域との間で夫々PN接合を形成
する、少なくとも2つの高濃度不純物拡散層を具備する
ことを特徴とする。
Next, a nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention of the present application will be described. A second invention of the present application is a non-volatile semiconductor memory device, wherein a memory cell transistor has a drain region and a source region formed on a main surface of a semiconductor substrate at predetermined intervals, a semiconductor substrate, a drain region and a source. A first insulating film formed over the surface of the region, a floating gate conductor layer arranged on the first insulating film, and a control gate conductor arranged oppositely on the floating gate conductor layer via a second insulating film. Provided in contact with the layer and a part of the drain region and the source region, has the same conductivity type as the semiconductor substrate and has a higher impurity concentration than the semiconductor substrate, and has a PN junction between the drain region and the source region, respectively. It is characterized by comprising at least two high-concentration impurity diffusion layers for forming.

【0027】図6は、本願の第2の発明の不揮発性半導
体メモリ装置の一態様を示す回路図である。図中BL0
〜BLn は、夫々、複数のビット線を示す。ビット線B
0〜BLn と交差して複数のワード線WL0 〜WLm
が配線されている。ビット線BL0 〜BLn とワード線
WL0 〜WLm が交差する部分には、ワード線WL0
WLm により駆動されて選択的にデータを記憶すると共
に、ビット線BLとの間でデータのやり取りを行うため
の複数のメモリセルトランジスタMC00〜MCnmが夫々
配置されている。また、各ビット線BL1 〜BLn
は、メモリセルトランジスタMC00〜MCnmにデータの
書き込みのための電圧を選択的に印加するための複数の
書き込み用選択トランジスタQsd0 〜Qsdn が夫々
接続されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing one mode of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application. BL 0 in the figure
To BL n respectively show, a plurality of bit lines. Bit line B
A plurality of word lines WL 0 to WL m intersecting with L 0 to BL n
Is wired. The portion of the bit lines BL 0 to BL n and word line WL 0 to WL m intersect the word lines WL 0 ~
A plurality of memory cell transistors MC 00 to MC nm for driving the WL m to selectively store data and exchanging data with the bit line BL are respectively arranged. In addition, each bit line BL 1 to BL n, a plurality of write select transistor Qsd 0 ~Qsd n for selectively applying the voltage for writing data to the memory cell transistors MC 00 to MC nm is respectively It is connected.

【0028】メモリセルトランジスタMC00〜MCnm
ソース側には、メモリセルトランジスタにMC00〜MC
nmに記憶されたデータを一括して消去するための電圧を
印加するための消去用選択トランジスタQssが接続さ
れている。
[0028] on the source side of the memory cell transistor MC 00 ~MC nm is, MC 00 ~MC in the memory cell transistor
An erase selection transistor Qss for applying a voltage for collectively erasing the data stored in nm is connected.

【0029】また、書き込み用選択トランジスタQsd
0 〜 Qsdn および消去用選択トランジスタQssに
は、夫々、負荷抵抗RDおよびRSを介して定電圧源P
Sが接続されている。
Further, the write select transistor Qsd.
0 ~ Qsd to n and the erasing selection transistors Qss, respectively, load resistors RD and via the RS constant voltage source P
S is connected.

【0030】上述のような不揮発性半導体メモリ装置6
0において、メモリセルトランジスタMC00〜MCnm
メモリセル内に、メモリセルトランジスタMC00〜MC
nmのソース側およびドレイン側に、一つずつのブレーク
ダウンダイオードDoo〜Dnmが形成されている。
Nonvolatile semiconductor memory device 6 as described above
In 0, in the memory cell transistor MC 00 ~MC in nm of the memory cell, the memory cell transistor MC 00 ~MC
One breakdown diode D oo to D nm is formed on the source side and the drain side of nm .

【0031】図7に不揮発性半導体メモリ装置60のメ
モリセルトランジスタMC00〜MCnmの一例を示す。図
中71は、P形のシリコン基板である。シリコン基板7
1の主面上には、互いに間隔をおいてソース領域72お
よびドレイン領域73が形成されている。ソース領域7
2およびドレイン領域73により規定されたチャンネル
領域74の上側には、第1ゲート酸化膜75を介してフ
ローティングゲート76が形成されている。コントロー
ルゲート76の上側には、第2ゲート酸化膜77を介し
てコントロールゲート78が形成されている。第1ゲー
ト酸化膜75、フローティングゲート76、第2ゲート
酸化膜77およびコントロールゲート78を含むシリコ
ン基板71の表面上に、層間絶縁膜79が形成されてい
る。
FIG. 7 shows an example of the memory cell transistors MC 00 to MC nm of the non-volatile semiconductor memory device 60. In the figure, 71 is a P-type silicon substrate. Silicon substrate 7
A source region 72 and a drain region 73 are formed on the main surface of No. 1 at intervals. Source area 7
A floating gate 76 is formed above the channel region 74 defined by 2 and the drain region 73 with the first gate oxide film 75 interposed therebetween. A control gate 78 is formed above the control gate 76 via a second gate oxide film 77. An interlayer insulating film 79 is formed on the surface of the silicon substrate 71 including the first gate oxide film 75, the floating gate 76, the second gate oxide film 77, and the control gate 78.

【0032】シリコン基板71のソース領域72および
ドレイン領域73の一部に接して、シリコン基板71と
同一の導電型、すなわち、P形の不純物がシリコン基板
よりも高い濃度で注入された高濃度不純物拡散層80、
81が形成されている。
A high-concentration impurity in which a source region 72 and a drain region 73 of the silicon substrate 71 are in contact with a part of the same conductivity type as the silicon substrate 71, that is, a P-type impurity is injected at a higher concentration than the silicon substrate. Diffusion layer 80,
81 is formed.

【0033】、上述のメモリセルトランジスタMCxy
は、N形のソース領域72およびドレイン領域73とP
形の高濃度不純物拡散層80、81との間のPN接合に
より、ブレークスルーダイオードDxyが形成される。こ
のブレークするダイオードの降伏電圧Vzは、メモリセ
ルトランジスタMCxyのソース領域72およびドレイン
領域73とシリコン基板71との間の降伏電圧Vbより
も低くなる。このため、メモリセルトランジスタMC00
〜MCnmへのデータの書き込み動作または消去動作時
に、メモリセルトランジスタMC00〜MCnmへ供給され
る書き込みまたは消去動作用の電圧Vd、Vsは、負荷
抵抗RD、RSとブレークダウンダイオードDxyとで形
成される電圧安定化回路により、ブレークダウンダイオ
ードDxyの降伏電圧Vzと等しくなる。この結果、メモ
リセルトランジスタMC00〜MCnmへ供給される電圧V
d,Vsは、ブレークダウンダイオードDxyの降伏電圧
Vbよりも必ず低いのでメモリセルトランジスタMC00
〜MCnmのドレイン領域またはソース領域と基板との間
で降伏現象が生じるのを防止できる。
In the memory cell transistor MC xy described above, the N-type source region 72 and drain region 73 and P
A breakthrough diode D xy is formed by the PN junction between the high-concentration impurity diffusion layers 80 and 81 of the shape. The breakdown voltage Vz of the breaking diode is lower than the breakdown voltage Vb between the source region 72 and the drain region 73 of the memory cell transistor MC xy and the silicon substrate 71. Therefore, the memory cell transistor MC 00
The voltage Vd, Vs for the write or erase operation supplied to the memory cell transistors MC 00 -MC nm at the time of the data write operation or the erase operation of the data to the MC nm is the load resistances RD, RS and the breakdown diode D xy . Due to the voltage stabilizing circuit formed in step S1 , the breakdown voltage becomes equal to the breakdown voltage Vz of the breakdown diode Dxy. As a result, the voltage V supplied to the memory cell transistors MC 00 to MC nm
Since d and Vs are always lower than the breakdown voltage Vb of the breakdown diode D xy , the memory cell transistor MC 00
It is possible to prevent the breakdown phenomenon from occurring between the drain region or the source region of .about.MC nm and the substrate.

【0034】高濃度不純物拡散層80、81を形成する
領域は、チャンネル領域以外であれば特に限定されない
が、ソース領域72およびドレイン領域との間のPN接
合により形成されたブレークスルーダイオードDxyでブ
レークダウンが起きたときにホットキャリアが第1ゲー
ト酸化膜75が劣化されない程度にチャンネル領域74
から離れた領域に形成することが好ましい以下、不揮発
性半導体メモリ装置60における書き込み動作および消
去動作をより具体的に説明する。 書き込み動作 任意のメモリセルトランジスタ(例えば、MC21)にの
みデータを書き込む場合、ワード線WL1 への供給電圧
Vg1 =Vpp、書き込み用選択トランジスタQsd2
=ON、他のワード線WLへの供給電圧Vg0 =Vg1
=・・・Vgm=GND、他の選択トランジスタQsd
0 =Qsd1 =・・・Qsdn =OFFに設定し、消去
用選択トランジスタQss=0Nに設定し、GNDに接
続する。この際、負荷抵抗RDとメモリセルトランジス
タMC21内に形成されたブレークダウンダイオードD21
とで形成される電圧安定化回路により、定電圧源PSか
らメモリセルトランジスタMC21のドレイン側に供給さ
れる電圧Vdは、ブレークダウンダイオードD21の降伏
電圧Vzと等しくなる。この結果、メモリセルトランジ
スタMC21に供給される電圧Vdは、メモリセルトラン
ジスタMC21の降伏電圧Vbよりも必ず低いので、メモ
リセルトランジスタMC21のドレイン領域またはソース
領域と基板との間で降伏現象が生じるのを防止できる。
The region where the high-concentration impurity diffusion layers 80 and 81 are formed is not particularly limited as long as it is other than the channel region, but is a breakthrough diode D xy formed by a PN junction between the source region 72 and the drain region. When the breakdown occurs, the hot region does not deteriorate the first gate oxide film 75 and the channel region 74.
The write operation and the erase operation in the nonvolatile semiconductor memory device 60 will be described more specifically below. Write operation When data is written only to an arbitrary memory cell transistor (for example, MC 21 ), the supply voltage Vg 1 = Vpp to the word line WL 1 , the write select transistor Qsd 2
= ON, supply voltage to another word line WL Vg 0 = Vg 1
= ... Vgm = GND, other selection transistor Qsd
0 = Qsd 1 = ... Qsd n = OFF is set, the erasing selection transistor Qss is set to 0N, and it is connected to GND. At this time, the load resistor RD and the breakdown diode D 21 formed in the memory cell transistor MC 21 .
Due to the voltage stabilization circuit formed by, the voltage Vd supplied from the constant voltage source PS to the drain side of the memory cell transistor MC 21 becomes equal to the breakdown voltage Vz of the breakdown diode D 21 . As a result, the voltage Vd supplied to the memory cell transistors MC 21, because always lower than the breakdown voltage Vb of the memory cell transistors MC 21, breakdown between the drain region or the source region and the substrate of the memory cell transistors MC 21 phenomena Can be prevented.

【0035】消去動作 全メモリセルトランジスタMC00〜MCnmに記憶された
データを消去する場合には、全てのワード線WLへの供
給電圧Vg0 =Vg1 =Vg2 =・・・Vgm=−10
V〜GND、全ての選択トランジスタQsd0 =Qsd
1 =Qsd2 =・・・Qsdn =OFFに設定し、消去
用選択トランジスタQss=ONの状態に設定し、定電
圧源PSおよび負荷抵抗RSに接続する。この際、負荷
抵抗RSとメモリセルトランジスタMC00〜MCnm内に
設けられたブレークダウンダイオードD21とで形成され
る電圧安定化回路により、定電圧源PSから負荷抵抗R
Sおよび消去用選択トランジスタQssを介してメモリ
セルトランジスタMC00〜MCnmのソース側に供給され
る電圧Vsは、選択トランジスタQsd2 の降伏電圧V
zと等しくなる。この結果、メモリセルトランジスタM
00〜MCnmに供給される電圧Vsは、ブレークダウン
ダイオードD21の降伏電圧Vbよりも必ず低いので、メ
モリセルトランジスタMC00〜MCnmのドレイン領域ま
たはソース領域と基板との間で降伏現象が生じるのを防
止できる。すなわち、メモリセルトランジスタMC00
MCnmへの書き込みおよび消去のための電圧Vd、Vs
を、メモリセルの読み出し動作時にソース領域およびド
レイン領域に印加される電圧よりも高い値に設定した場
合にも、安定した書き込みおよび消去動作が行うことが
可能である。
Erase Operation When erasing the data stored in all the memory cell transistors MC 00 to MC nm , the supply voltage Vg 0 = Vg 1 = Vg 2 = ... Vgm = − to all the word lines WL. 10
V to GND, all selection transistors Qsd 0 = Qsd
1 = Qsd 2 = ... Qsd n = OFF, the erasing selection transistor Qss = ON, and the constant voltage source PS and the load resistor RS are connected. At this time, the voltage stabilizing circuit formed by the load resistance RS and the breakdown diode D 21 provided in the memory cell transistors MC 00 to MC nm causes the constant voltage source PS to change the load resistance R from the constant voltage source PS.
The voltage Vs supplied to the source side of the memory cell transistors MC 00 to MC nm via S and the erase selection transistor Qss is the breakdown voltage Vs of the selection transistor Qsd 2.
is equal to z. As a result, the memory cell transistor M
Since the voltage Vs supplied to C 00 to MC nm is always lower than the breakdown voltage Vb of the breakdown diode D 21 , the breakdown phenomenon occurs between the drain region or source region of the memory cell transistors MC 00 to MC nm and the substrate. Can be prevented. That is, the memory cell transistors MC 00 to
Voltages Vd and Vs for writing and erasing to MC nm
Even when is set to a value higher than the voltage applied to the source region and the drain region during the read operation of the memory cell, stable write and erase operations can be performed.

【0036】次に、図8〜12を参照して、上述の第2
の発明の不揮発性半導体メモリ装置60におけるメモリ
セルトランジスタMCxyの製造方法の一例を説明する。
Next, referring to FIGS.
An example of a method of manufacturing the memory cell transistor MC xy in the nonvolatile semiconductor memory device 60 of the invention will be described.

【0037】図8に示すように、P形不純物としてホウ
素(B)をシリコン基板81(抵抗率10Ω・cm)の
主面上に、膜厚100オングストローム(A)の熱酸化
膜からなる第1ゲート酸化膜82を形成する。
As shown in FIG. 8, boron (B) as a P-type impurity is formed on the main surface of the silicon substrate 81 (resistivity 10 Ω · cm) by a first thermal oxide film having a film thickness of 100 Å (A). A gate oxide film 82 is formed.

【0038】次に、第1ゲート酸化膜82の表面上に、
低圧CVD法により膜厚1000Aの第1ポリシリコン
層83を堆積させる。この第1ポリシリコン層83は、
抵抗率0.01Ω・cm、シート抵抗1000Ω/Squa
reである。
Next, on the surface of the first gate oxide film 82,
A first polysilicon layer 83 having a film thickness of 1000 A is deposited by the low pressure CVD method. The first polysilicon layer 83 is
Resistivity 0.01Ω ・ cm, Sheet resistance 1000Ω / Squa
re.

【0039】この後、第1ポリシリコン層83の表面上
に3層構造からなる第2ゲート酸化膜84を形成する。
第2ゲート酸化膜84は、低圧CVD法による膜厚60
Aの酸化シリコン膜からなる第1層、低圧CVD法によ
る膜厚160Aの窒化シリコン膜からなる第2層および
低圧CVD法による膜厚60Aの酸化シリコン膜からな
る第3層により構成されている。
Then, a second gate oxide film 84 having a three-layer structure is formed on the surface of the first polysilicon layer 83.
The second gate oxide film 84 has a film thickness of 60 by the low pressure CVD method.
A first layer made of a silicon oxide film of A, a second layer made of a silicon nitride film having a film thickness of 160 A by the low pressure CVD method, and a third layer made of a silicon oxide film having a film thickness of 60 A formed by the low pressure CVD method.

【0040】次いで、第2ゲート酸化膜84の表面上
に、低圧CVD法により膜厚2000Aの第2ポリシリ
コン層85を堆積させる。この第2ポリシリコン層85
は、抵抗率0.001Ω・cm、シート抵抗50Ω/Sq
uareである。
Then, a 2000 A thick second polysilicon layer 85 is deposited on the surface of the second gate oxide film 84 by a low pressure CVD method. This second polysilicon layer 85
Has a resistivity of 0.001Ω · cm and a sheet resistance of 50Ω / Sq.
uare.

【0041】上述のように積層された第1ゲート酸化膜
82、第1ポリシリコン層83、第2ゲート酸化膜84
および第2ポリシリコン層85を、通常のフォトリソグ
ラフィ技術に従って、図9に示すように、ゲート領域8
6のみを残して、パターニングする。このパターニング
において、第1ポリシリコン層83をエッチングする
際、第1ゲート酸化膜82と第1ポリシリコン層83と
のエッチング選択比を10:1以上に設定し、エッチン
グは第1ゲート酸化膜82が約50%削られた時点で停
止する。
The first gate oxide film 82, the first polysilicon layer 83, and the second gate oxide film 84 laminated as described above.
Then, the second polysilicon layer 85 is formed on the gate region 8 as shown in FIG. 9 according to a normal photolithography technique.
Patterning is performed, leaving only 6. In this patterning, when the first polysilicon layer 83 is etched, the etching selection ratio between the first gate oxide film 82 and the first polysilicon layer 83 is set to 10: 1 or more, and the etching is performed by the first gate oxide film 82. Stops when about 50% has been scraped.

【0042】次に、シリコン基板81全体を、酸素雰囲
気中850℃、60分熱酸化して、図10に示すよう
に、シリコン基板81、第1ポリシリコン層83の側壁
面、第2ポリシリコン層85の側壁面および表面上にシ
リコン酸化膜87を形成する。この場合、シリコン酸化
膜87は、シリコン基板81の表面上に膜厚100Aで
形成される。次に、シリコン基板81の主面に向かって
N形不純物としてヒ素(As)を注入する。ヒ素は、6
0KeVの注入エネルギーにより3.0×1015cm-3
の濃度で注入する。この後、シリコン基板81を850
℃、60分でアニールする。この結果、シリコン基板8
1にソース領域88およびドレイン領域89が形成され
る。
Next, the entire silicon substrate 81 is thermally oxidized in an oxygen atmosphere at 850 ° C. for 60 minutes, and as shown in FIG. 10, the silicon substrate 81, the side wall surface of the first polysilicon layer 83, and the second polysilicon. A silicon oxide film 87 is formed on the side wall surface and the surface of the layer 85. In this case, the silicon oxide film 87 is formed on the surface of the silicon substrate 81 with a film thickness of 100A. Next, arsenic (As) is implanted as an N-type impurity toward the main surface of the silicon substrate 81. Arsenic is 6
3.0 × 10 15 cm −3 by implantation energy of 0 KeV
Inject at the concentration of. Then, the silicon substrate 81 is 850
Anneal at 60 ° C. for 60 minutes. As a result, the silicon substrate 8
A source region 88 and a drain region 89 are formed at 1.

【0043】次いで、図11に示すように、シリコン基
板81の表面上に、ゲート領域86並びにソース領域8
8およびドレイン領域89の一部分にわたってフォトレ
ジスト層90を形成する。このフォトレジスト層90
の、第2ポリシリコン層85の上方における膜厚は、約
0.5μmである。次に、シリコン基板81の主面に対
して、ホウ素(B)を、125KeVの注入エネルギー
により3.0×1014cm-3の濃度で注入する。この
後、シリコン基板81を、850℃、60分でアニール
する。この結果、図12に示すように、シリコン基板8
1にP形高濃度不純物拡散領域91が形成される。
Next, as shown in FIG. 11, the gate region 86 and the source region 8 are formed on the surface of the silicon substrate 81.
8 and a portion of the drain region 89, a photoresist layer 90 is formed. This photoresist layer 90
The film thickness above the second polysilicon layer 85 is about 0.5 μm. Next, boron (B) is implanted into the main surface of the silicon substrate 81 at a concentration of 3.0 × 10 14 cm −3 with an implantation energy of 125 KeV. After that, the silicon substrate 81 is annealed at 850 ° C. for 60 minutes. As a result, as shown in FIG.
1, a P-type high concentration impurity diffusion region 91 is formed.

【0044】図13および14に、第2の発明の不揮発
性半導体メモリ装置60におけるメモリセルトランジス
タMCxyの製造方法の変形例を説明する。上述の図10
に関して説明したソース領域88およびドレイン領域8
9を形成する工程までは、上述の方法と同様の手順に従
って行う。シリコン基板81の表面上のシリコン酸化膜
87の表面上に、ゲートスペーサー用のシリコン酸化膜
を低圧CVD法により膜厚3000Aで堆積させた後、
異方性エッチングを施して、図13に示すように、ゲー
トスペーサー101を形成する。この異方性エッチング
の際に、ゲートスペーサー用のシリコン酸化膜とシリコ
ン基板81との選択比を10:1以上に設定し、エッチ
ングはシリコン酸化膜87が約30%削られた時点で停
止する。
13 and 14 show a modification of the method of manufacturing the memory cell transistor MC xy in the nonvolatile semiconductor memory device 60 of the second invention. FIG. 10 described above.
Source region 88 and drain region 8 described with reference to
Up to the step of forming 9, the same procedure as the above method is performed. After depositing a silicon oxide film for a gate spacer with a film thickness of 3000 A on the surface of the silicon oxide film 87 on the surface of the silicon substrate 81 by a low pressure CVD method,
Anisotropic etching is performed to form the gate spacer 101 as shown in FIG. In this anisotropic etching, the selection ratio of the silicon oxide film for the gate spacer and the silicon substrate 81 is set to 10: 1 or more, and the etching is stopped when the silicon oxide film 87 is scraped by about 30%. .

【0045】次に、シリコン基板81に対してホウ素
(B)を、125KeVの注入エネルギーにより3.0
×1014cm-3の濃度で注入する。この後、シリコン基
板81を、酸素雰囲気中で850℃、60分でアニール
する。この結果、図14に示すように、シリコン基板8
1にP形高濃度不純物拡散領域102が自己整合的に形
成される。これと同時に、シリコン基板81および第2
ポリシリコン層85の表面上にシリコン酸化膜103が
形成される。シリコン基板81の表面に形成されたシリ
コン酸化膜103の膜厚は100Aである。
Next, boron (B) is added to the silicon substrate 81 by implantation energy of 125 KeV to 3.0.
Implant at a concentration of × 10 14 cm -3 . After that, the silicon substrate 81 is annealed at 850 ° C. for 60 minutes in an oxygen atmosphere. As a result, as shown in FIG.
1, a P-type high concentration impurity diffusion region 102 is formed in a self-aligned manner. At the same time, the silicon substrate 81 and the second
Silicon oxide film 103 is formed on the surface of polysilicon layer 85. The film thickness of the silicon oxide film 103 formed on the surface of the silicon substrate 81 is 100A.

【0046】さらに、図15および14に、第2の発明
の不揮発性半導体メモリ装置60におけるメモリセルト
ランジスタMCxyの製造方法の他の変形例を説明する。
上述の図10に関して説明したソース領域88およびド
レイン領域89を形成する工程までは、上述の方法と同
様の手順に従って行う。シリコン基板81の表面上のシ
リコン酸化膜87の表面上に、層間絶縁膜111を形成
する。層間絶縁膜111は、2層構造からなり、プラズ
マCVD法による膜厚1000Aのノンドープシリコン
酸化膜からなる第1層およびプラズマCVD法による膜
厚5000AのBPSG膜からなる第2層で構成されて
いる。
Further, FIGS. 15 and 14 describe another modification of the method of manufacturing the memory cell transistor MC xy in the nonvolatile semiconductor memory device 60 of the second invention.
Up to the step of forming the source region 88 and the drain region 89 described with reference to FIG. 10 above, the same procedure as the above method is performed. An interlayer insulating film 111 is formed on the surface of the silicon oxide film 87 on the surface of the silicon substrate 81. The interlayer insulating film 111 has a two-layer structure, and is composed of a first layer made of a non-doped silicon oxide film having a film thickness of 1000 A by a plasma CVD method and a second layer made of a BPSG film having a film thickness of 5000 A by a plasma CVD method. .

【0047】次に、ソース領域88およびドレイン領域
89内の層間絶縁膜111およびシリコン酸化膜87
に、通常のフォトリソグラフィ技術により、を夫々形成
する。コンタクトホール112、113の直径は0.8
μmである。
Next, the interlayer insulating film 111 and the silicon oxide film 87 in the source region 88 and the drain region 89.
Are formed by the normal photolithography technique. The diameter of the contact holes 112, 113 is 0.8
μm.

【0048】この後、シリコン基板81に対してホウ素
(B)を、125KeVの注入エネルギーにより3.0
×1014cm-3の濃度で注入する。この後、シリコン基
板81を、850℃、60分でアニールする。この結
果、図16に示すように、シリコン基板81にP形高濃
度不純物拡散領域114が自己整合的に形成される。コ
ンタクトホール112および113は、上部金属配線層
(図示せず)とソース領域88およびドレイン領域89
とを夫々接続するために利用される。
After that, boron (B) is added to the silicon substrate 81 by an implantation energy of 125 KeV to 3.0.
Implant at a concentration of × 10 14 cm -3 . After that, the silicon substrate 81 is annealed at 850 ° C. for 60 minutes. As a result, as shown in FIG. 16, the P-type high concentration impurity diffusion region 114 is formed in the silicon substrate 81 in a self-aligned manner. The contact holes 112 and 113 are formed on the upper metal wiring layer (not shown), the source region 88 and the drain region 89.
Used to connect and respectively.

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

【図1】本願の第1発明の不揮発性半導体メモリ装置の
一態様を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an aspect of a nonvolatile semiconductor memory device of a first invention of the present application.

【図2】本願の第1発明の不揮発性半導体メモリ装置の
選択トランジスタにおける降伏電圧Vzの制御方法の一
例を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a method of controlling the breakdown voltage Vz in the select transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the first invention of the present application.

【図3】本願の第1発明の不揮発性半導体メモリ装置の
選択トランジスタにおける降伏電圧Vzの制御方法の一
例を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a method of controlling the breakdown voltage Vz in the select transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the first invention of the present application.

【図4】本願の第1発明の不揮発性半導体メモリ装置の
選択トランジスタにおける降伏電圧Vzの制御方法の一
例を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a method of controlling the breakdown voltage Vz in the select transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the first invention of the present application.

【図5】本願の第1発明の不揮発性半導体メモリ装置の
選択トランジスタにおける降伏電圧Vzの制御方法の一
例を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a method of controlling the breakdown voltage Vz in the select transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the first invention of the present application.

【図6】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置の
一態様を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an aspect of a nonvolatile semiconductor memory device of a second invention of the present application.

【図7】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置の
メモリセルトランジスタの一例を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of a memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図8】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置の
メモリセルトランジスタの製造方法の一例の一工程を示
す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a step of an example of a method of manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention of the present application.

【図9】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置の
メモリセルトランジスタの製造方法の一例の一工程を示
す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step in an example of a method of manufacturing a memory cell transistor of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention of the present application.

【図10】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の一例の一工程を
示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of an example of a method of manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図11】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の一例の一工程を
示す断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of an example of a method of manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図12】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の一例の一工程を
示す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing a step of an example of a method of manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention of the present application.

【図13】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の変形例の一工程
を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step of a modification of the method for manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図14】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の変形例の一工程
を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of a modification of the method for manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図15】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の他の変形例の一
工程を示す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step of another modification of the method for manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【図16】本願の第2発明の不揮発性半導体メモリ装置
のメモリセルトランジスタの製造方法の他の変形例の一
工程を示す断面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a step of another modification of the method for manufacturing the memory cell transistor of the nonvolatile semiconductor memory device of the second invention of the present application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,60…不揮発性半導体メモリ装置、BL…ビット
線、WL…ワード線、MC…メモリセルトランジスタ、
Qsd…書き込み用選択トランジスタ、Qss…消去用
選択トランジスタ、RD,RS…負荷抵抗、PS…低電
圧源。
10, 60 ... Nonvolatile semiconductor memory device, BL ... Bit line, WL ... Word line, MC ... Memory cell transistor,
Qsd ... write selection transistor, Qss ... erase selection transistor, RD, RS ... load resistance, PS ... low voltage source.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のビット線と、 前記ビット線と交差して配線された複数のワード線と、 前記ワード線により駆動されて選択的にデータを記憶す
ると共に、前記ビット線との間でデータのやり取りを行
うための複数のメモリセルトランジスタと、 前記メモリセルトランジスタにデータの書き込みのため
の電圧を選択的に印加するための、前記ビット線に夫々
接続された複数の書き込み用選択トランジスタと、 前記メモリセルトランジスタに記憶されたデータを一括
して消去するための電圧を印加するための、前記メモリ
セルに接続された消去用選択トランジスタと、 前記書き込み用選択トランジスタおよび前記消去用選択
トランジスタに電圧を供給するための定電圧源とを具備
する不揮発性半導体メモリ装置であって、 前記書き込み用選択トランジスタおよび前記消去用選択
トランジスタのソース領域およびドレイン領域と基板と
の間の降伏電圧を、前記メモリセルトランジスタのソー
ス領域およびドレイン領域と基板との間の降伏電圧より
も低く設定することを特徴とする不揮発性半導体メモリ
装置。
1. A plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged to intersect with the bit lines, and a plurality of word lines driven by the word lines to selectively store data. A plurality of memory cell transistors for exchanging data, and a plurality of write selection transistors each connected to the bit line for selectively applying a voltage for writing data to the memory cell transistors An erase select transistor connected to the memory cell for applying a voltage for collectively erasing the data stored in the memory cell transistor, and the write select transistor and the erase select transistor. A non-volatile semiconductor memory device comprising a constant voltage source for supplying a voltage, comprising: A breakdown voltage between a source region and a drain region of the transistor and the erasing select transistor and the substrate is set lower than a breakdown voltage between the source region and the drain region of the memory cell transistor and the substrate. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項2】複数のビット線と、 前記ビット線と交差して配線された複数のワード線と、 前記ワード線により駆動されて選択的にデータを記憶す
ると共に、前記ビット線との間でデータのやり取りを行
うための複数のメモリセルトランジスタと、 前記メモリセルトランジスタにデータの書き込みのため
の電圧を選択的に印加するための、前記ビット線に夫々
接続された複数の書き込み用選択トランジスタと、 前記メモリセルトランジスタに記憶されたデータを一括
して消去するための電圧を印加するための、前記メモリ
セルに接続された消去用選択トランジスタと、 前記書き込み用選択トランジスタおよび前記消去用選択
トランジスタに電圧を供給するための定電圧源とを具備
する不揮発性半導体メモリ装置であって、 前記メモリセルトランジスタが、半導体基板の主面に互
いに所定間隔をおいて形成されたドレイン領域およびソ
ース領域、前記半導体基板と前記ドレイン領域および前
記ソース領域の表面上にわたって形成された第1絶縁
膜、前記第1絶縁膜上に配置されたフローティングゲー
ト導電体層、前記フローティングゲート導電体層上に第
2絶縁膜を介して対向配置されたコントロールゲート導
電体層、および、前記ドレイン領域および前記ソース領
域の一部に接して設けられ、前記半導体基板と同一の導
電型でしかも前記半導体基板よりも不純物濃度が高く、
かつ、前記ドレイン領域および前記ソース領域との間で
夫々PN接合を形成する、少なくとも2つの高濃度不純
物拡散層を具備することを特徴とする不揮発性半導体メ
モリ装置。
2. A plurality of bit lines, a plurality of word lines arranged to intersect with the bit lines, and a plurality of word lines driven by the word lines to selectively store data and to and from the bit lines. A plurality of memory cell transistors for exchanging data, and a plurality of write selection transistors each connected to the bit line for selectively applying a voltage for writing data to the memory cell transistors An erase select transistor connected to the memory cell for applying a voltage for collectively erasing the data stored in the memory cell transistor, and the write select transistor and the erase select transistor. A non-volatile semiconductor memory device comprising a constant voltage source for supplying a voltage, comprising: A drain region and a source region formed on the main surface of the semiconductor substrate at a predetermined distance from each other, a first insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate and the drain region and the source region, and the first insulating film. A floating gate conductor layer disposed on the insulating film, a control gate conductor layer disposed on the floating gate conductor layer so as to face the second insulating film, and a part of the drain region and the source region. Is provided in contact with the semiconductor substrate, has the same conductivity type as the semiconductor substrate, and has a higher impurity concentration than the semiconductor substrate,
A non-volatile semiconductor memory device comprising at least two high-concentration impurity diffusion layers each forming a PN junction between the drain region and the source region.
【請求項3】 高濃度不純物拡散層が、ドレイン領域お
よびソース領域と前記高濃度不純物拡散層との間に夫々
形成されたPN接合でブレークダウンが起きたときにホ
ットキャリアが第1絶縁膜を劣化させない程度にチャン
ネル領域から離れた領域に形成されている請求項1記載
の不揮発性半導体メモリ装置。
3. The high-concentration impurity diffusion layer causes hot carriers to pass through the first insulating film when a breakdown occurs at a PN junction formed between the drain region and the source region and the high-concentration impurity diffusion layer. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the non-volatile semiconductor memory device is formed in a region far from the channel region so as not to deteriorate.
JP7178736A 1995-07-14 1995-07-14 Nonvolatile semiconductor storage device Pending JPH0936335A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7178736A JPH0936335A (en) 1995-07-14 1995-07-14 Nonvolatile semiconductor storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7178736A JPH0936335A (en) 1995-07-14 1995-07-14 Nonvolatile semiconductor storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0936335A true JPH0936335A (en) 1997-02-07

Family

ID=16053694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7178736A Pending JPH0936335A (en) 1995-07-14 1995-07-14 Nonvolatile semiconductor storage device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0936335A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123548A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Rohm Co., Ltd. Flotox type eeprom

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008123548A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Rohm Co., Ltd. Flotox type eeprom
JP2008258364A (en) * 2007-04-04 2008-10-23 Rohm Co Ltd Flotox eeprom
US8072807B2 (en) 2007-04-04 2011-12-06 Rohm Co., Ltd. FLOTOX type EEPROM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2817500B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
CN101378066B (en) Nand type nonvolatile semiconductor memory device
JP3200497B2 (en) Semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing information and method of manufacturing the same
US5708285A (en) Non-volatile semiconductor information storage device
US7326991B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory and method of operating the same
JPH09116119A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
US5477068A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JPH0581072B2 (en)
JP3060680B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4392867B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2000091450A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture
JPH0817948A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH07226490A (en) Semiconductor device
US6144064A (en) Split-gate EEPROM device having floating gate with double polysilicon layer
US5863822A (en) Method of making non-volatile semiconductor memory devices having large capacitance between floating and control gates
JP3297173B2 (en) Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
JPH0491469A (en) Nonvolatile semiconductor memory
JP3173907B2 (en) Nonvolatile memory element and method of manufacturing the same
KR100364828B1 (en) Nonvolatile Semiconductor Memory and Manufacturing Method
JPH0936335A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
JP2004158614A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and data writing method thereof
JPH07244991A (en) Floating gate type non-volatile semiconductor storage device
JP2000269468A (en) Nonvolatile semiconductor memory
JP2975484B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP4291076B2 (en) Method of manufacturing an EEPROM element with a simple manufacturing process

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031125