JPH11186528A - Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture

Info

Publication number
JPH11186528A
JPH11186528A JP35791797A JP35791797A JPH11186528A JP H11186528 A JPH11186528 A JP H11186528A JP 35791797 A JP35791797 A JP 35791797A JP 35791797 A JP35791797 A JP 35791797A JP H11186528 A JPH11186528 A JP H11186528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
bit
source
line
impurity 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
JP35791797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadahachi Naiki
唯八 内貴
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP35791797A priority Critical patent/JPH11186528A/en
Publication of JPH11186528A publication Critical patent/JPH11186528A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the workability of bit lines by arranging the positioning pattern of a source impurity region and contact, to reduce the area of a cell array by reducing area other than effective cells in a NAND string, and to improve the accuracy of readout. SOLUTION: A drain impurities region 6b and a source impurities region 20 are formed in a semiconductor layer 4. Selected transistors S11, S12 and the like and memory transistors M11-M14 are connected in series in the row direction between the drain impurity region 6b and the source impurity region 20 to form a transistor row. The source impurities region 20 is separated from the source impurities region in another transistor row which is adjacent in the direction of the columns and is disposed in a line with other impurity regions 6a and 6b in the transistor row. A bit contact BC and a source contact SC are alternately disposed between the transistor rows which are adjacent in the column direction. A common source potential layer 22 which connects the source impurities regions 20 are disposed, for example in a planar form to shield a bit line BL 1 or the like of an upper layer in a direction vertical to the substrate.

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、いわゆるNAND
型の不揮発性半導体記憶装置に関する。特定的に、本発
明は、メモリセルアレイの繰り返し単位であるトランジ
スタ列(NAND列)間で電気的に共通接続されるソー
ス不純物拡散層のパターン形状と、ビットコンタクトの
配置パターンとを、メモリセルアレイの面積縮小化に適
した構成とした不揮発性半導体記憶装置に関する。
The present invention relates to a so-called NAND
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device of the type. Specifically, according to the present invention, the pattern shape of the source impurity diffusion layer electrically connected in common between the transistor columns (NAND columns), which are the repetition units of the memory cell array, and the arrangement pattern of the bit contacts are changed. The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a configuration suitable for area reduction.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ファイルデータ格納の用途に、一
括消去型の不揮発性半導体記憶装置(フラッシュメモ
リ)が用いられるようになってきた。このファイルデー
タ格納用のフラッシュメモリ、或いはマスクROM等で
は、ビット単価が低いことが求められているが、種々の
メモリセル方式のなかでも最もセルサイズが小さくてビ
ット単価が安くでき、この要求を満たすセル方式として
NAND型が知られている。NAND型不揮発性メモリ
装置は、複数のメモリトランジスタを直列接続してNA
ND列と称されるメモリブロックを構成し、2個のNA
ND列で1個のビットコンタクトおよびソース線を共有
することにより、1ビットあたりの実効的なセル面積の
縮小を可能としたものである。
2. Description of the Related Art In recent years, non-volatile semiconductor memory devices (flash memories) of a batch erasing type have been used for storing file data. The flash memory for storing file data or the mask ROM is required to have a low unit cost. However, among various memory cell systems, the cell size is the smallest and the unit cost can be reduced. A NAND type is known as a cell system to be satisfied. A NAND type nonvolatile memory device is configured by connecting a plurality of memory transistors in series and
A memory block called an ND column is formed, and two NAs
By sharing one bit contact and source line in the ND column, it is possible to reduce the effective cell area per bit.

【0003】図12は、従来のNAND型不揮発性メモ
リ装置のメモリセルアレイの基本構成を示す回路図であ
る。図13は、図12に対応するメモリセルアレイの基
本構成単位部分の平面図、図14は図13のA−A’線
に沿った断面図である。なお、ここでは、メモリトラン
ジスタをFG(Floating Gate) 型とした場合を例示す
る。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a basic configuration of a memory cell array of a conventional NAND type nonvolatile memory device. FIG. 13 is a plan view of a basic structural unit portion of the memory cell array corresponding to FIG. 12, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line AA 'of FIG. Here, a case where the memory transistor is an FG (Floating Gate) type is exemplified.

【0004】図12〜図13において、符号100はメ
モリセルアレイ、M11〜M34はメモリトランジス
タ、S11〜S32(及び列方向に隣接する基本構成の
S11a〜S31aとS12b〜S32b)は選択トラ
ンジスタ、BL1〜BL3はビット線、WL1〜WL4
はワード線、SLはソース線、SG1,SG2(及び列
方向に隣接する基本構成のSG1aとSG2b)は選択
ゲート線、BCはビットコンタクトを示す。ストリング
と称される繰り返し単位は、ビット線又はソース線に接
続された2つの選択トランジスタ(選択ゲート)と、両
選択トランジスタ間にn個(nは、例えば8,16,3
2等の数、図12では簡略化のためn=4を例示する)
のメモリトランジスタを直列接続させたNAND列とか
らなるトランジスタ列を有する。ビット線に接続された
選択トランジスタS11〜S31及びS11a〜S31
aは、選択ゲート線SG1又はSG1aにより制御さ
れ、ソース線に接続された選択トランジスタS12〜S
32及びS12b〜S32bは、選択ゲート線SG2又
はSG2bにより制御される。また、メモリトランジス
タM11〜M31,M12〜M32,M13〜M33,
M14〜M34は、それぞれワード線WL1,WL2,
WL3,WL4により制御される。
In FIGS. 12 and 13, reference numeral 100 denotes a memory cell array, M11 to M34 denote memory transistors, S11 to S32 (and S11a to S31a and S12b to S32b of the basic configuration adjacent in the column direction) denote selection transistors, and BL1 to BL32. BL3 is a bit line, WL1 to WL4
Is a word line, SL is a source line, SG1 and SG2 (and SG1a and SG2b of the basic configuration adjacent in the column direction) are select gate lines, and BC is a bit contact. A repeating unit called a string includes two selection transistors (selection gates) connected to a bit line or a source line, and n pieces (n is, for example, 8, 16, 3) between both selection transistors.
A number such as 2 and FIG. 12 illustrates n = 4 for simplification)
And a NAND string in which the memory transistors are connected in series. Select transistors S11-S31 and S11a-S31 connected to bit lines
a is controlled by the selection gate line SG1 or SG1a, and is connected to the selection transistors S12 to S12 connected to the source line.
32 and S12b to S32b are controlled by the selection gate line SG2 or SG2b. Further, the memory transistors M11 to M31, M12 to M32, M13 to M33,
M14 to M34 are word lines WL1, WL2,
It is controlled by WL3 and WL4.

【0005】図13の平面図では、素子分離領域5が列
方向に長い平行ストライプ状に配置され、その離間スペ
ースの能動領域に前記トランジスタ列が形成されてい
る。各トランジスタ列では、素子分離領域5と直交方向
にワード線及び選択ゲート線が、また、それら配線の離
間スペース内に各種不純物領域6a〜6cがそれそれ配
置されている。
[0005] In the plan view of FIG. 13, element isolation regions 5 are arranged in a parallel stripe shape elongated in the column direction, and the transistor columns are formed in the active regions in the separated spaces. In each transistor row, a word line and a selection gate line are arranged in a direction orthogonal to the element isolation region 5, and various impurity regions 6 a to 6 c are arranged in a space separated from each other.

【0006】図14において、符号2は例えばn型の半
導体基板、4は例えばp型のウェル(pウェル)、12
は層間絶縁膜、12aは層間絶縁膜に開孔されたビット
コンタクト孔を示す。ビットコンタクト孔12aは、こ
れに埋め込まれた接続プラグ14とともに前記ビットコ
ンタクトBCを構成する。各メモリトランジスタM11
〜M14は、pウェル4上に、トンネル絶縁膜8、フロ
ーティングゲートFG、ゲート間絶縁膜10、コントロ
ールゲートCGが積層されて構成されている。各メモリ
トランジスタのコントロールゲートCGは、それぞれワ
ード線WL11〜WL14を構成する。
In FIG. 14, reference numeral 2 denotes, for example, an n-type semiconductor substrate, 4 denotes, for example, a p-type well (p-well),
Denotes an interlayer insulating film, and 12a denotes a bit contact hole formed in the interlayer insulating film. The bit contact hole 12a forms the bit contact BC together with the connection plug 14 embedded therein. Each memory transistor M11
M14 to M14 are formed by stacking a tunnel insulating film 8, a floating gate FG, an inter-gate insulating film 10, and a control gate CG on the p-well 4. Control gates CG of the respective memory transistors constitute word lines WL11 to WL14, respectively.

【0007】各選択トランジスタ(SG11等)は、メ
モリトランジスタと基本的には同じゲート積層構造であ
るが、これら選択トランジスタでは、メモリトランジス
タにおいてフローティングゲートFGとなる層とコント
ロールゲートCGとなる層がゲート間絶縁膜10に設け
られた接続孔を介して短絡されている。これにより、通
常の単層ゲートと同じく、ゲート絶縁膜上のゲート電極
層は全て同電位になっており、これにより各選択ゲート
線(SG11等)が構成されている。
Each of the select transistors (eg, SG11) has basically the same gate lamination structure as that of the memory transistor. In these select transistors, the layer that becomes the floating gate FG and the layer that becomes the control gate CG in the memory transistor have the same gate. It is short-circuited via a connection hole provided in the inter-insulating film 10. As a result, the gate electrode layers on the gate insulating film are all at the same potential as in the case of a normal single-layer gate, and thus each select gate line (SG11, etc.) is formed.

【0008】このように配置されたゲート電極間のスペ
ース領域に位置するpウェル4の表面領域のうち、メモ
リトランジスタ同士及びメモリトランジスタと選択トラ
ンジスタ間にはソース・ドレイン不純物領域6aが形成
されている。一方、選択トランジスタS11とS11a
間のpウェル表面領域には、ビット方向の2つのストリ
ング間で共通なドレイン不純物領域6bが形成されてい
る。他方、選択トランジスタS12とS12b間のpウ
ェル表面領域には、列方向他方側に隣接する他のストリ
ング間で共通な前記ソース不純物領域6cが形成されて
いる。このソース不純物領域6cは、図13に示すよう
に、行方向のストリング間でも共通化され、図12に示
すソースコンタクトSCを介して、例えば32本のスト
リングごとに上層のAl配線層等からなるソース線SL
に接続されている。
In the surface region of the p-well 4 located in the space region between the gate electrodes thus arranged, source / drain impurity regions 6a are formed between the memory transistors and between the memory transistor and the select transistor. . On the other hand, select transistors S11 and S11a
In the intervening p-well surface region, a common drain impurity region 6b is formed between the two strings in the bit direction. On the other hand, in the p-well surface region between the select transistors S12 and S12b, the source impurity region 6c common to other strings adjacent to the other side in the column direction is formed. As shown in FIG. 13, the source impurity region 6c is shared between the strings in the row direction, and is formed of, for example, an upper Al wiring layer or the like for every 32 strings via the source contact SC shown in FIG. Source line SL
It is connected to the.

【0009】このような構成のNAND型メモリセルア
レイは、行方向と列方向ともに、フォトリソグラフィの
限界解像度Fが適用されて、セルアレイの面積が極小化
されている。すなわち、図13に示すように、行方向の
素子分離領域5(例えば、トレンチ)のL/S(ライン
幅とスペース幅)、列方向のポリシリコン電極層(ワー
ド線と選択ゲート線)のL/Sが、ともに限界解像度F
で形成されている。このため、4F2 のセル面積が実現
され、この実効セル面積と、2つの選択トランジスタ領
域及びビットコンタクト領域(ドレイン不純物とビット
コンタクトBC)及びソースコンタクト領域(ソース不
純物領域及びソースコンタクトSC)をセル当たりに換
算したコンタクトセル面積との合計で、ビット当たりの
セル面積が決まる。
In the NAND type memory cell array having such a configuration, the limit resolution F of photolithography is applied in both the row direction and the column direction, and the area of the cell array is minimized. That is, as shown in FIG. 13, the L / S (line width and space width) of the element isolation region 5 (for example, trench) in the row direction and the L / S of the polysilicon electrode layer (word line and select gate line) in the column direction. / S is the limit resolution F
It is formed with. Therefore, a cell area of 4F 2 is realized, and the effective cell area and the two select transistor regions and the bit contact region (drain impurity and bit contact BC) and the source contact region (source impurity region and source contact SC) are combined. The cell area per bit is determined by the sum of the contact cell area converted per hit.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のNAND型メモリセルアレイ構成では、以下
に示す幾つかの問題がある。
However, such a conventional NAND type memory cell array configuration has the following problems.

【0011】第1に、ソース不純物領域6cは、不純物
を基板に導入して拡散させたものであり低抵抗化に限界
があり、これが例えば32本のストリングごとに低抵抗
のAl等からなるソース線SLに接続されていることか
ら、ソース抵抗が大きい。このため、セルデータの読み
出し時に、ストリングを流れる電流によってソース電位
が上昇し、正しくセルのしきい値を読み出すことができ
なくなる。なぜなら、ソースコンタクトSCの中間のス
トリングと、ソースコンタクトに近いストリングではソ
ース抵抗値がばらついて、これがセルしきい値のノイズ
成分となり、これによって読み出し精度の低下或いは誤
読み出しが生じ易くなる。とくに、一つのメモリセルに
複数ビットのデータを記憶させる多値メモリにおいて
は、しきい値分布が狭い書き込みと読み出しが求めら
れ、通常、書き込み後にしきい値を検証して正しいしき
い値に追い込んでゆく手法がとられることから、誤読み
出しの可能性が高いだけでなく、読み出し精度が低下し
ただけで正しいしきい値に書き込むことが難しくなる。
一方、この問題を緩和、即ちソース不純物領域6cの抵
抗値を少しでも下げることを目的として、ソース不純物
領域6cの幅を広げると、前記したソースコンタクト領
域の増大により各ストリングが列方向に長くなり、ビッ
ト当たりのセル面積が増大してしまう。
First, the source impurity region 6c is formed by introducing impurities into the substrate and diffusing the same. There is a limit in reducing the resistance. For example, the source impurity region 6c is formed of a low-resistance source made of Al or the like for every 32 strings. Since it is connected to the line SL, the source resistance is large. For this reason, at the time of reading the cell data, the source potential increases due to the current flowing through the string, and it becomes impossible to read the cell threshold value correctly. This is because the source resistance value varies between the string in the middle of the source contact SC and the string near the source contact, and this becomes a noise component of the cell threshold value, which tends to cause a decrease in readout accuracy or erroneous readout. Particularly, in a multi-valued memory in which a plurality of bits of data are stored in one memory cell, writing and reading with a narrow threshold distribution are required. Usually, after writing, the threshold is verified and the correct threshold is driven. Therefore, not only is the possibility of erroneous reading high, but it is difficult to write to the correct threshold value only due to the decrease in reading accuracy.
On the other hand, if the width of the source impurity region 6c is widened in order to alleviate this problem, that is, to lower the resistance value of the source impurity region 6c even slightly, each string becomes longer in the column direction due to the increase in the source contact region described above. As a result, the cell area per bit increases.

【0012】第2に、図13に示すように、ソース不純
物領域6cは、ストリング間で連結する箇所でマスクパ
ターン上で90度に曲がっており、この箇所がリソグラ
フィ加工技術ではパターンどおりに加工しずらいので、
実際の出来上がりパターンでは角が丸くなる。この湾曲
部分に選択トランジスタのゲート電極が重なると選択ト
ランジスタの実効ゲート幅のバラツキ要因となることか
ら、フォトアライメント精度を考慮したパターン余裕R
を、ソース不純物領域6cの連結部分と選択ゲート線間
にとる必要がある。したがって、従来パターンでは、そ
のぶんストリングが列方向に長くなっていた。
Second, as shown in FIG. 13, the source impurity region 6c is bent at 90 degrees on the mask pattern at a place where the strings are connected to each other, and this place is processed according to the pattern by the lithography processing technique. Because
The corners are rounded in the actual finished pattern. If the gate electrode of the selection transistor overlaps this curved portion, it causes a variation in the effective gate width of the selection transistor.
Between the connection portion of the source impurity region 6c and the select gate line. Therefore, in the conventional pattern, the string becomes longer in the column direction.

【0013】第3に、ソース不純物領域6cの平面形状
が単純なライン&スペースでないために、位相シフト法
や変形照明などを用いて限界解像度Fより小さいパター
ン形成を実現する超高解像度リソグラフィ技術の適用が
難しかった。
Third, since the planar shape of the source impurity region 6c is not a simple line and space, an ultra-high resolution lithography technique for forming a pattern smaller than the limit resolution F using a phase shift method, modified illumination, or the like is used. It was difficult to apply.

【0014】さらに、第4に、ビット線はビットコンタ
クトBC部分で合わせ余裕をもたせるために多少なりと
も幅広に形成する必要があるが、従来パターンでは、図
13に示すようにビットコンタクトBCが行方向に並ん
でいるために、ビット線の幅広部分でのAl加工がしず
らいという問題があった。このため、このビット線の幅
広部分同士の間隔に限界解像度Fが適用され、この結
果、素子分離領域5の間隔を限界解像度Fで形成するこ
とができず、そのぶんセルアレイ面積が行方向に増大す
る結果を招いていた。また、この加工のしずらさを緩和
するために、図15に示すように、ビットコンタクトB
Cを交互に上下にずらした例もあるが、これでは、ビッ
トコンタクト領域が列方向に(約2倍ほど)長くなって
しまい、この場合もセルアレイ面積の増大は避けられな
い。
Fourthly, the bit lines need to be formed at least somewhat wide in order to provide a margin for alignment in the bit contact BC portion. In the conventional pattern, however, the bit contact BC is formed in a row as shown in FIG. Since they are arranged in the same direction, there is a problem that it is difficult to perform Al processing in a wide portion of the bit line. For this reason, the limit resolution F is applied to the interval between the wide portions of the bit lines. As a result, the interval between the element isolation regions 5 cannot be formed at the limit resolution F, and the cell array area increases in the row direction. Was the result. As shown in FIG. 15, a bit contact B
There is an example in which C is alternately shifted up and down. However, in this case, the bit contact region becomes longer in the column direction (about twice), and in this case, the cell array area cannot be avoided.

【0015】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、ソース不純物領域とコンタクトの配置パターンを工
夫して、ビット線の加工性がよく、NANDストリング
内で実効セル部以外の面積を小さくすることによりセル
アレイ面積の縮小化を達成でき、かつ読み出し精度が高
い不揮発性半導体記憶装置と、その製造方法を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and by devising the arrangement pattern of the source impurity region and the contact, the workability of the bit line is good and the area other than the effective cell portion in the NAND string is reduced. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device which can achieve a reduction in cell array area and has high readout accuracy, and a method for manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の第1
〜第3の問題を解決するために、本発明の不揮発性半導
体記憶装置は、半導体層内に形成されたドレイン不純物
領域とソース不純物領域との間に、選択トランジスタと
メモリトランジスタが列方向に直列接続されてなるトラ
ンジスタ列を行列状に複数配置させてメモリアレイが構
成されている不揮発性半導体記憶装置であって、前記ソ
ース不純物領域が、行方向に隣り合う他のトランジスタ
列内のソース不純物領域と分離されて前記トランジスタ
列内の他の不純物領域とともにライン状に配置されてい
る。また、前記ソース不純物領域は、それぞれソースコ
ンタクトを介して、上層の共通ソース電位層により、少
なくとも行方向の前記トランジスタ列間で共通に接続さ
れている。この共通ソース電位層は、好ましくは、前記
メモリトランジスタを駆動するワード線および前記選択
トランジスタを駆動する選択信号線より上層の導電層か
ら構成され、少なくとも前記ワード線および前記選択信
号線より幅広に形成されている。
Means for Solving the Problems The first of the prior arts described above.
In order to solve the third to third problems, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is arranged such that a selection transistor and a memory transistor are connected in series in a column direction between a drain impurity region and a source impurity region formed in a semiconductor layer. A nonvolatile semiconductor memory device in which a memory array is configured by arranging a plurality of connected transistor columns in a matrix, wherein the source impurity region is a source impurity region in another transistor column adjacent in a row direction. And arranged in a line with other impurity regions in the transistor row. In addition, the source impurity regions are commonly connected at least between the transistor columns in a row direction by an upper common source potential layer via source contacts. The common source potential layer is preferably formed of a word line for driving the memory transistor and a conductive layer above a selection signal line for driving the selection transistor, and is formed wider than at least the word line and the selection signal line. Have been.

【0017】かかる構成の不揮発性半導体記憶装置で
は、ソース不純物領域がストリングごとに分離されてラ
イン状に形成されているので、従来のストリング間で横
に連結する部分の存在により近くの配線層と余裕をとる
必要がなく、位相シフト法や変形照明等の超高解像度リ
ソグラフィ技術の適用がやり易い。また、ソース不純物
領域ごとに共通ソース電位層(例えば、ソース線)と接
続されることから、ソース抵抗値が小さくストリング間
での抵抗値のバラツキも殆どない。
In the nonvolatile semiconductor memory device having such a configuration, the source impurity region is formed in a line shape by being separated for each string. There is no need to take a margin, and it is easy to apply an ultra-high resolution lithography technique such as a phase shift method or modified illumination. In addition, since each source impurity region is connected to a common source potential layer (for example, a source line), the source resistance value is small and there is almost no variation in resistance value between strings.

【0018】前述した従来技術の第4の問題を解決する
ために、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、半導体層
内に形成されたドレイン不純物領域がビットコンタクト
を介して上層のビット配線層に接続された第1の選択ト
ランジスタと、前記半導体層内に形成されたソース不純
物領域がソースコンタクトを介して上層の共通ソース電
位層に接続された第2の選択トランジスタと、当該第1
および第2の選択トランジスタ間に列方向に直列接続さ
れた複数のメモリトランジスタとからなるトランジスタ
列を行列状に複数配置させてメモリアレイが構成されて
いる不揮発性半導体記憶装置であって、前記ビットコン
タクトとソースコンタクトが、前記トランジスタ列の両
端において、行方向に隣り合うトランジスタ列間で交互
に配置されている。
In order to solve the fourth problem of the prior art described above, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a drain impurity region formed in a semiconductor layer is connected to an upper bit wiring layer via a bit contact. A first select transistor connected to the first select transistor, a second select transistor having a source impurity region formed in the semiconductor layer connected to an upper common source potential layer via a source contact,
A non-volatile semiconductor memory device in which a memory array is formed by arranging a plurality of transistor columns each including a plurality of memory transistors connected in series in a column direction between second selection transistors in a matrix, Contacts and source contacts are alternately arranged at both ends of the transistor column between transistor columns adjacent in the row direction.

【0019】この構成では、ソースコンタクトとビット
コンタクトとが行方向に互い違いに形成されることか
ら、ビット配線層の間隔が大幅に緩和される。これにと
もない、従来、上層のAl配線で構成していたソース配
線層(共通ソース電位層)の形状を工夫する必要が生じ
る。本発明では、共通ソース電位層は、少なくとも前記
ビットコンタクト部分で開孔又は迂回した形状を有し、
前記メモリトランジスタを駆動するワード線および前記
第1および第2の選択トランジスタを駆動する選択信号
線より上層で、前記ビット配線層より下層の導電層から
構成されている。共通ソース電位層は、例えばビットコ
ンタクト部分が開孔した幅広な線或いはビットコンタク
トを迂回した蛇行線を、例えば行方向に配線させた構成
でもよいが、好ましくは、少なくとも前記ビットコンタ
クト部分で開孔し、前記トランジスタ列上のほぼ全面を
覆う面状(例えば、プレート状、網目状等)に配置さ
れ、行方向および列方向に隣り合うトランジスタ列間で
前記ソース不純物領域を共通に接続している。この構成
では、当該共通ソース電位層が、比較的に高い電圧が印
加される下層のワード線等に対し、読出し時に比較的に
低い電圧のセル信号が伝達される上層のビット線をシー
ルドする。
In this configuration, the source contacts and the bit contacts are alternately formed in the row direction, so that the distance between the bit wiring layers is greatly reduced. Along with this, it is necessary to devise the shape of the source wiring layer (common source potential layer) which has conventionally been constituted by the upper Al wiring. In the present invention, the common source potential layer has an opening or detour shape at least at the bit contact portion,
It is formed of a conductive layer above the word line for driving the memory transistor and the select signal line for driving the first and second select transistors and below the bit wiring layer. The common source potential layer may have a configuration in which, for example, a wide line in which a bit contact portion is opened or a meandering line that bypasses a bit contact is arranged in a row direction, for example, but is preferably opened in at least the bit contact portion. The source impurity regions are arranged in a planar shape (for example, a plate shape, a mesh shape, or the like) covering substantially the entire surface of the transistor column, and commonly connect the source impurity regions between the transistor columns adjacent in the row direction and the column direction. . In this configuration, the common source potential layer shields an upper bit line to which a relatively low voltage cell signal is transmitted at the time of reading from a lower word line or the like to which a relatively high voltage is applied.

【0020】また、好ましくは、前記ビット線に、その
選択を偶数列と奇数列にわけて行うビット線選択手段が
接続されている。例えばNAND型フラッシュメモリの
書き込み動作では、先に記述したように書き込みと検証
(読み出し)を繰り返すことがあるが、読み出し動作で
は、通常、NAND列の他のセルを介して読出し電流が
流れるので、このときの読出し精度を上げるためにソー
ス線側のセルから順に書き込みを行っている。このよう
な場合、上記ソース側とドレイン側が交互に入れ替わっ
た構成では、一列おきに偶数列と奇数列に分けて書き込
みと読み出しを行う必要がある。上記ビット線選択手段
を備えることにより、一列おきの制御が可能となる。
Preferably, a bit line selecting means for selecting the bit lines into even columns and odd columns is connected to the bit lines. For example, in a write operation of a NAND flash memory, write and verification (read) may be repeated as described above. However, in a read operation, a read current usually flows through another cell in the NAND string. In order to improve the reading accuracy at this time, writing is performed sequentially from the cell on the source line side. In such a case, in the configuration in which the source side and the drain side are alternately switched, it is necessary to perform writing and reading separately in even columns and odd columns every other column. The provision of the bit line selection means enables control of every other column.

【0021】また、好ましくは、シールド電位線と、前
記ビット線に接続され、そのビット線が選択されないと
きは、当該非選択ビット線を前記シールド電位線に接続
するシールド列選択手段とを更に有する。先の共通ソー
ス電位層は基板垂直方向でビット線をシールドするが、
さらに、シールド選択手段を備えることによって、これ
が読み出し時のビット線両側に隣り合う非選択ビット線
をシールド電圧で保持する。この非選択ビット線は、よ
り効果的に基板水平方向でビット線をシールドする。
Preferably, the apparatus further comprises a shield potential line, and shield column selecting means connected to the bit line and connecting the unselected bit line to the shield potential line when the bit line is not selected. . The above common source potential layer shields the bit line in the vertical direction of the substrate,
Further, by providing the shield selecting means, the non-selected bit lines adjacent to both sides of the bit line at the time of reading are held at the shield voltage. The unselected bit lines more effectively shield the bit lines in the horizontal direction of the substrate.

【0022】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法は、半導体層に、第1および第2の選択トランジスタ
と、当該第1および第2の選択トランジスタ間に列方向
に直列接続された複数のメモリトランジスタとからなる
トランジスタ列を、前記第1の選択トランジスタと第2
の選択トランジスタが行方向で交互に隣り合うように形
成する工程と、全面に第1の層間絶縁膜を成膜し、前記
第2のトランジスタのトランジスタ列端に位置するソー
ス不純物領域上に開孔するソースコンタクト孔を、前記
第1の層間絶縁膜に形成する工程と、当該ソースコンタ
クト孔を介して、少なくとも前記第1の選択トランジス
タのトランジスタ列端に位置するドレイン不純物領域上
方で開孔し、かつ行方向及び列方向に隣り合うトランジ
スタ列間で前記ソース不純物領域を相互に接続する共通
ソース電位層を、前記第1の層間絶縁膜上に形成する工
程と、全面に第2の層間絶縁膜を成膜し、前記共通ソー
ス電位層の開孔部分を通して前記第1の不純物領域上で
開孔するビットコンタクト孔を、前記第1および第2の
層間絶縁膜に形成する工程と、当該ビットコンタクト孔
を介して前記ドレイン不純物領域に接続するビット配線
層を前記第2の層間絶縁膜上に形成する工程とを有す
る。
According to a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a semiconductor layer includes a first and a second selection transistor and a plurality of serially connected columns between the first and the second selection transistor in a column direction. A transistor row composed of memory transistors is divided into the first selection transistor and the second selection transistor.
Forming a first interlayer insulating film over the entire surface, and forming an opening on a source impurity region located at a transistor column end of the second transistor. Forming a source contact hole to be formed in the first interlayer insulating film, and opening the source contact hole at least above a drain impurity region located at an end of a transistor column of the first select transistor through the source contact hole; Forming, on the first interlayer insulating film, a common source potential layer interconnecting the source impurity regions between adjacent transistor columns in the row direction and the column direction; And forming a bit contact hole in the first and second interlayer insulating films that is opened on the first impurity region through an open portion of the common source potential layer. With that a step, and forming a bit line layer over the bit contact hole connecting to the drain impurity region on said second interlayer insulating film.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明は、NAND型不揮発性半
導体記憶装置に適用され、その記憶素子が通常のFG(F
loating Gate) 型のほか、MNOS(Metal-Nitride-Oxi
de Semiconductor) 、MONOS(Metal-Oxide-Nitride
-Oxide Semiconductor) 、更にはナノ結晶型等に適用可
能である。以下、FG型記憶素子を有するNAND型不
揮発性メモリ装置を例として、本発明に係る不揮発性半
導体記憶装置及びその製造方法の実施形態を、図面にも
とづいて詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is applied to a NAND type nonvolatile semiconductor memory device, and its storage element is a normal FG (F
loating Gate) type and MNOS (Metal-Nitride-Oxi
de Semiconductor), MONOS (Metal-Oxide-Nitride)
-Oxide Semiconductor), and also applicable to nanocrystal type and the like. Hereinafter, an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking a NAND nonvolatile memory device having an FG type memory element as an example.

【0024】第1実施形態 図1は、本実施形態に係るNAND型メモリ装置のメモ
リセルアレイの回路構成を示す回路図である。
First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of a memory cell array of a NAND type memory device according to this embodiment.

【0025】図1において、各ビット線BL1〜BL3
とソース線SLとの間に、それぞれトランジスタ列(ス
トリング)が接続されている。このストリングの各ビッ
ト線BL1〜BL3とソース線接続関係は従来(図1
2)と変わらないので、ここでの説明は省略する。
In FIG. 1, each bit line BL1 to BL3
A transistor row (string) is connected between the transistor line and the source line SL. The connection relationship between each bit line BL1 to BL3 of this string and the source line is the same as the conventional one (FIG.
Since it is the same as 2), the description here is omitted.

【0026】本実施形態に係るメモリセルアレイ1で
は、ストリングの列方向の配置の向きが、偶数列と奇数
列とで交互に入れ替わる構成となっている。すなわち、
図1では、ビット線BL1に接続された第1列のストリ
ングと、ビット線BL3に接続された第3列のストリン
グは、ビット線の選択トランジスタS11,S31側を
同じ向き(図の上向き)に配置されているが、第2列の
ストリングは、逆にビット線の選択トランジスタS21
側を図の下向きに配置させている。このため、第1列の
ビットコンタクトBC1、第2列のソースコンタクトS
C2、及び第3列のビットコンタクトBC3が行方向に
並んで配置されている。また、第1列のソースコンタク
トSC1、第2列のビットコンタクトBC2、及び第3
列のソースコンタクトSC3が行方向に並んで配置され
ている。
In the memory cell array 1 according to the present embodiment, the arrangement direction of the strings in the column direction is alternately switched between the even columns and the odd columns. That is,
In FIG. 1, the strings in the first column connected to the bit line BL1 and the strings in the third column connected to the bit line BL3 have the select transistors S11 and S31 of the bit lines in the same direction (upward in the figure). Although arranged, the strings in the second column are opposite to the bit line selection transistors S21.
The side is arranged downward in the figure. Therefore, the bit contacts BC1 in the first column and the source contacts S in the second column
C2 and bit contacts BC3 in the third column are arranged side by side in the row direction. Further, the first column of source contacts SC1, the second column of bit contacts BC2, and the third
The column source contacts SC3 are arranged in the row direction.

【0027】選択トランジスタS11,S22及びS3
1は、ともに選択ゲート線SG1により制御され、選択
トランジスタS12,S21及びS32は、ともに選択
ゲート線SG2により制御される。また、メモリトラン
ジスタM11,M24及びM31は、ワード線WL1に
より制御される。同様に、メモリトランジスタM12,
M23及びM32はワード線WL2により、メモリトラ
ンジスタM13,M22及びM33はワード線WL3に
より、メモリトランジスタM14,M21及びM34は
ワード線WL4により、それぞれ制御される。
Select transistors S11, S22 and S3
1 is controlled by the select gate line SG1, and the select transistors S12, S21, and S32 are all controlled by the select gate line SG2. The memory transistors M11, M24 and M31 are controlled by the word line WL1. Similarly, memory transistors M12,
M23 and M32 are controlled by word line WL2, memory transistors M13, M22 and M33 are controlled by word line WL3, and memory transistors M14, M21 and M34 are controlled by word line WL4.

【0028】本実施形態のメモリセルアレイ1では、ビ
ット線BL1〜BL3にビット線選択手段3が接続され
ている。ビット線選択手段3は、奇数列と偶数列のビッ
ト線を分けて制御するために選択する手段である。これ
は、先に記述したように、NAND型フラッシュメモリ
の書き込み動作において、検証(書き込み後の読み出し
動作)を伴う場合、その読み出し精度、ひいては書き込
み精度を向上させるには、ソース線側のセルから順に書
き込みを行う必要があるからである。その必要がない場
合等では、当該ビット線選択手段3を省略してもよい。
具体的に、本実施形態におけるビット線選択手段3は、
各ビット線ごとに直列接続された第3の選択トランジス
タS13,S23及びS33と、これを偶数列と奇数列
に分けて制御するビット選択線BS1,BS2とからな
る。
In the memory cell array 1 of this embodiment, the bit line selection means 3 is connected to the bit lines BL1 to BL3. The bit line selection means 3 is a means for selecting the bit lines of the odd column and the even column for separate control. This is because, as described above, in the case where verification (read operation after writing) is involved in the write operation of the NAND flash memory, in order to improve the read accuracy and, consequently, the write accuracy, the cells on the source line side need to be improved. This is because writing must be performed in order. If it is not necessary, the bit line selecting means 3 may be omitted.
Specifically, the bit line selection means 3 in the present embodiment
It comprises third selection transistors S13, S23 and S33 connected in series for each bit line, and bit selection lines BS1 and BS2 for controlling the same in an even column and an odd column.

【0029】さらに、特に図示しないが、ほぼ同様な構
成のシールド選択手段を設けることができる。シールド
選択手段は、例えば、上記ビット線選択手段3とほぼ同
じ構成の選択トランジスタと選択線(この場合、シール
ド選択線という)とを有し、更に各選択トランジスタを
介してビット線に接続/遮断が切り換え制御され、所定
のシールド電圧で保持されたシールド線とを有する構成
が採用できる。このシールド選択手段は、上記ビット線
選択手段3により一列おきにビット線が選択され、その
各選択ビット線両側に配置される非選択なビット線をシ
ールド電圧で保持する。これは、例えば読み出し時等、
低い振幅のセル信号が伝達される選択ビット線に対し、
その基板と平行な面方向両側でシールドして、ノイズの
影響を受け難くして誤動作を防止するためである。読み
出し時の非選択ビット線が、例えば接地電位等であり、
これでノイズ対策が十分である場合等にあっては、シー
ルド選択手段を省略してもよい。
Further, although not particularly shown, shield selecting means having substantially the same configuration can be provided. The shield selection means includes, for example, a selection transistor and a selection line (in this case, referred to as a shield selection line) having substantially the same configuration as the bit line selection means 3, and further connects / disconnects to / from the bit line via each selection transistor. Are controlled to be switched, and a shield line maintained at a predetermined shield voltage can be adopted. In the shield selecting means, bit lines are selected every other column by the bit line selecting means 3, and non-selected bit lines arranged on both sides of each selected bit line are held at a shield voltage. This is, for example, when reading
For selected bit lines to which low-amplitude cell signals are transmitted,
This is because shielding is performed on both sides in the plane direction parallel to the substrate so as to be less susceptible to noise and to prevent malfunction. The unselected bit line at the time of reading is, for example, a ground potential or the like,
In such a case where noise countermeasures are sufficient, the shield selecting means may be omitted.

【0030】図2は、図1の回路構成のメモリセルアレ
イ部分の配置例を示す平面図である。また、図3は図2
のB−B’線に沿った列方向の断面構造図、図4は図2
のC−C’線に沿った行方向の断面構造図である。図2
および図3の断面図に示すように、例えばn型の半導体
基板2内の表面側に、例えばp型のウェル(pウェル
4)が形成され、当該pウェルの表面側にトランジスタ
列を配置させている。このpウェルはp型の半導体基板
に形成することもでき、その場合はpウェルと基板領域
との間にn型のウェル(nウェル)を介在させる。素子
分離領域5は、LOCOS等でもよいが、本例では図4
に示すように、エッチング溝(トレンチT)に絶縁物を
埋め込んでいる。
FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of the memory cell array portion having the circuit configuration of FIG. FIG. 3 is FIG.
FIG. 4 is a sectional structural view in the column direction along the line BB ′ of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional structural view in the row direction along the line CC ′ of FIG. FIG.
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, for example, a p-type well (p-well 4) is formed on the surface side in the n-type semiconductor substrate 2, and a transistor row is arranged on the surface side of the p-well. ing. The p-well can be formed in a p-type semiconductor substrate. In that case, an n-type well (n-well) is interposed between the p-well and the substrate region. The element isolation region 5 may be LOCOS or the like.
As shown in the figure, an insulator is buried in the etching groove (trench T).

【0031】メモリトランジスタM11〜M14におい
て、図3に示すように、pウェル4上に、トンネル絶縁
膜8、フローティングゲートFG、ゲート間絶縁膜1
0、制御電極(ワード線WL1〜WL4)が積層されて
いる。フローティングゲートFGは第1層目のポリシリ
コン膜からなり、ワード線WL1〜WL4は第2層目の
ポリシリコン膜からなるが、ワード線はポリシリコン膜
上に更に高融点金属シリサイド層を積層させた構成もよ
い。選択トランジスタS11,S11a,S12,S1
2bは、従来と同様に、メモリトランジスタと同様なゲ
ート積層構造で、ゲート間を短絡させた通常のMOSF
ET構造となっている。選択トランジスタS11,S1
1a,S12,S12bの各ゲート電極層は、それぞれ
選択ゲート線SG1,SG1a,SG2,SG2bを構
成する。
In the memory transistors M11 to M14, as shown in FIG. 3, a tunnel insulating film 8, a floating gate FG, an inter-gate insulating film 1
0, control electrodes (word lines WL1 to WL4) are stacked. The floating gate FG is made of a first-layer polysilicon film, and the word lines WL1 to WL4 are made of a second-layer polysilicon film. The word line is formed by further stacking a high-melting metal silicide layer on the polysilicon film. Other configurations are also possible. Select transistors S11, S11a, S12, S1
2b is a gate laminated structure similar to a memory transistor, similar to the conventional one, and is a normal MOSF having a short-circuit between gates.
It has an ET structure. Select transistors S11, S1
The gate electrode layers 1a, S12, and S12b form select gate lines SG1, SG1a, SG2, and SG2b, respectively.

【0032】メモリトランジスタの各ゲート間のpウェ
ル4内の表面側には、従来と同様に、n型の不純物が高
濃度に導入されてソース・ドレイン不純物領域6aが形
成され、また、ビット方向の一方側に、隣接する他のス
トリングと共通なドレイン不純物領域6bが形成されて
いる。
On the surface side in the p-well 4 between the gates of the memory transistor, n-type impurities are introduced at a high concentration to form source / drain impurity regions 6a, as in the prior art. On one side, a drain impurity region 6b common to another adjacent string is formed.

【0033】本実施形態では、ビット方向の他方側に、
隣接するストリング間で共通なソース不純物領域が設け
られていること自体は従来と同様であるが、本例のソー
ス不純物領域20は、その平面視において、図2に示す
ように、行方向のストリング間で素子分離領域5により
分離され、図5にパターンを抜き出して示すように、ト
ランジスタ列の他の不純物領域6a,6bとともにライ
ン状に配置されている。しかも、図2に示すように、各
ソース不純物領域20ごとにソースコンタクトSC1〜
SC3(図3の断面では、第1の層間絶縁膜に形成され
たコンタクト孔12a)が設けられている。そして、こ
のコンタクト孔12aを介してソース不純物領域20に
接続する共通ソース電位層22(回路上ではソース線S
Lと等価)が、第1の層間絶縁膜12上に形成されてい
る。この共通ソース電位層22は、図2〜図4の例で
は、トランジスタ列のほぼ全面を覆うプレート形状を有
し、後述するビットコンタクトを通すために、ドレイン
不純物領域6bの上方に開孔部22aを有する。図6に
は、この共通ソース電位層22パターンを抜き出して示
す。なお、共通ソース電位層22の他の形態としては、
開口部22aを有する幅広な行方向の配線層、或いはビ
ットコンタクト部分を迂回するように例えば蛇行した行
方向の配線層を、列方向のトランジスタ列間に全て設け
る構成でもよい。さらに、プレート形状でなくとも、網
目状にしてもよい。
In this embodiment, on the other side in the bit direction,
Although a common source impurity region is provided between adjacent strings as in the related art, the source impurity region 20 of the present example has a string shape in the row direction as shown in FIG. As shown in FIG. 5, a pattern is extracted and is arranged in a line with other impurity regions 6a and 6b of the transistor row. In addition, as shown in FIG.
SC3 (contact hole 12a formed in the first interlayer insulating film in the cross section of FIG. 3) is provided. Then, the common source potential layer 22 (the source line S on the circuit) connected to the source impurity region 20 through the contact hole 12a.
L) is formed on the first interlayer insulating film 12. 2 to 4, the common source potential layer 22 has a plate shape that covers substantially the entire surface of the transistor row, and has an opening 22a above the drain impurity region 6b for passing a bit contact described later. Having. FIG. 6 shows an extracted pattern of the common source potential layer 22. In addition, as another mode of the common source potential layer 22,
A wide row-direction wiring layer having an opening 22a, or a row-direction wiring layer, for example, meandering so as to bypass a bit contact portion, may be provided entirely between the transistor columns in the column direction. Further, the shape may be a mesh shape instead of the plate shape.

【0034】共通ソース電位層22上には、図3及び図
4に示すように、第2の層間絶縁膜13が全面に成膜さ
れ、これと下層の第1の層間絶縁膜12に、ドレイン不
純物領域6b上で開孔するコンタクト孔12aが形成さ
れている。コンタクト孔12a内には、例えばTi/T
iN等の密着層を介在させてW等の金属プラグ14が埋
め込まれている。金属プラグ14は、コンタクト孔12
aとともにビットコンタクトBC1を構成する。ビット
コンタクトBC1によりトランジスタ列と接続するかた
ちで、ビット線BL1が第2の層間絶縁層13上に配線
されている。ビット線BL1は、例えばAl等の単層
膜、或いはAl等の主配線層の上下を、反射防止層(又
は保護層)とバリアメタルで挟んだ3層構造を有する構
成とすることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, a second interlayer insulating film 13 is formed on the entire surface of the common source potential layer 22. A contact hole 12a that is opened on impurity region 6b is formed. In the contact hole 12a, for example, Ti / T
A metal plug 14 such as W is embedded with an adhesion layer such as iN interposed therebetween. The metal plug 14 is
a together with the bit contact BC1. The bit line BL1 is wired on the second interlayer insulating layer 13 so as to be connected to the transistor column by the bit contact BC1. The bit line BL1 may have a three-layer structure in which, for example, a single-layer film of Al or the like or a main wiring layer of Al or the like is sandwiched between an antireflection layer (or a protective layer) and a barrier metal.

【0035】このような構成のNAND型不揮発性メモ
リ装置では、図4から明らかなように、ビットコンタク
トを行方向に一列おきに設けており、このため厚いAl
等の配線層を加工する際の困難性が緩和されている。す
なわち、図4の例では、両側のビット線BL1とBL3
には、この部分でビットコンタクトBC1とBC3が設
けられているが、中央のビット線BL2には、この部分
でビットコンタクトが設けられていない。フォトリソグ
ラフィの限界解像度をF、ビットコンタクトとビット線
との片側の合わせ余裕をPとすると、両側のビット線B
L1とBL3の最小線幅は(F+2P)と従来と変わら
ないが、中央のビット線BLの最小線幅を従来の(F+
2P)からFに低減できる。したがって、そのぶんビッ
ト線の加工性が向上し、また加工性が同じであれば、そ
のぶん素子分離領域5の幅を狭くでき、実効セル面積の
縮小化が図れる。
In the NAND-type nonvolatile memory device having such a configuration, as is apparent from FIG. 4, bit contacts are provided every other column in the row direction, so that a thick Al
And other difficulties in processing the wiring layer. That is, in the example of FIG. 4, the bit lines BL1 and BL3 on both sides are
Has bit contacts BC1 and BC3 at this portion, but no bit contact is provided at this portion on the central bit line BL2. Assuming that the limit resolution of the photolithography is F and the margin of alignment between the bit contact and the bit line is P, the bit lines B on both sides are
The minimum line width of L1 and BL3 is (F + 2P) which is the same as the conventional one, but the minimum line width of the central bit line BL is changed to the conventional (F + 2P).
2P) to F. Therefore, the workability of the bit line is improved by that much, and if the workability is the same, the width of the element isolation region 5 can be narrowed by that much, and the effective cell area can be reduced.

【0036】また、図5から明らかなように、ソース不
純物領域20が他の不純物領域6a,6bとともに単純
なライン形状を有し、従来のように直角に曲がる部分を
有しないので、レジストパターンの後退等により角が丸
まって選択トランジスタのゲート電極との合わせ余裕を
予め見積もっておく必要がない。そのぶん、列方向にソ
ース不純物領域20を短くできる。このソース不純物領
域20等は自己整合形成されるので、このパターン形状
を行方向に決めるのは素子分離領域5の形成においてで
ある。つまり、素子分離領域5のパターンは単純なライ
ン&スペース形状を有し、この形成時に、例えば位相シ
フト法や変形照明の技術の適用が容易なものとなる。こ
れらの超高解像度リソフラフィ技術は、一般に、島状パ
ターンや平行ストライプパターン等の単純繰り返しパタ
ーンにおいて適用が容易である。したがって、本実施形
態では、限界解像度F未満の細い平行ストライプ状の素
子分離領域5と、限界解像度F未満の細い平行ストライ
プ状の能動領域(不純物拡散領域とチャネル形成領域)
との繰り返しパターンが得られ、2重に行方向のサイズ
縮小が可能となる。
As is apparent from FIG. 5, the source impurity region 20 has a simple line shape together with the other impurity regions 6a and 6b, and does not have a portion bent at a right angle unlike the conventional case. The corners are rounded due to receding or the like, and it is not necessary to estimate in advance the margin for matching with the gate electrode of the selection transistor. The source impurity region 20 can be shortened in the column direction. Since the source impurity regions 20 and the like are formed by self-alignment, the pattern shape is determined in the row direction when the element isolation region 5 is formed. That is, the pattern of the element isolation region 5 has a simple line-and-space shape, and it is easy to apply, for example, a phase shift method or a modified illumination technique during this formation. In general, these ultra-high resolution lithography techniques can be easily applied to a simple repetition pattern such as an island pattern or a parallel stripe pattern. Therefore, in the present embodiment, the narrow parallel stripe-shaped element isolation region 5 having a smaller than the limit resolution F and the narrow parallel stripe-shaped active region having a smaller than the limit resolution F (the impurity diffusion region and the channel formation region).
Is obtained, and the size can be reduced twice in the row direction.

【0037】さらに、ソース不純物領域20ごとにソー
スコンタクトSC1〜SC3が設けられ、この部分で不
純物拡散領域内を電流が流れる経路は僅かで、しかもス
トリング毎に揃っているので、ソース抵抗値が低くスト
リング間で殆どばらつかない。このため、読み出し時の
精度が向上し、ビットごと検証を行う場合は、これに加
え書き込み精度が向上する。
Further, source contacts SC1 to SC3 are provided for each source impurity region 20. At these portions, the paths through which the current flows in the impurity diffusion regions are small and are uniform for each string, so that the source resistance value is low. Almost no variation between strings. For this reason, the accuracy at the time of reading is improved, and when performing verification for each bit, the writing accuracy is also improved.

【0038】さらに、図2〜図4に示されるように、本
実施形態では、共通ソース電位層22が、ワード線とビ
ット線との中間の配線層を利用して設けられており、し
かもトランジスタ列をほぼ覆うプレート形状を有する。
したがって、比較的に高い電圧が印加される下層のワー
ド線等に対し、読み出し時に比較的に低い振幅のセル信
号が伝達される上層のビット線を、当該共通ソース電位
層22(通常、接地電位で保持)によって基板垂直方向
にシールドすることができる。このシールド効果は、共
通ソース電位層22を網目状にした場合にも得られる。
また、先に記述したように、シールド選択手段を設ける
ことによって、非選択ビット線による基板水平方向のビ
ット線間シールドを達成できる。
Further, as shown in FIGS. 2 to 4, in the present embodiment, the common source potential layer 22 is provided using an intermediate wiring layer between a word line and a bit line, and It has a plate shape that almost covers the rows.
Therefore, an upper bit line, to which a cell signal having a relatively low amplitude is transmitted at the time of reading, is connected to a lower word line or the like to which a relatively high voltage is applied by the common source potential layer 22 (usually the ground potential). Can be shielded in the vertical direction of the substrate. This shielding effect can also be obtained when the common source potential layer 22 is formed in a mesh shape.
Further, as described above, by providing the shield selecting means, it is possible to achieve the shield between the bit lines in the horizontal direction of the substrate by the non-selected bit lines.

【0039】つぎに、本実施形態の製造方法について説
明する。図7〜図9は、上述した構成の不揮発性メモリ
装置の各製造過程を示す断面図である。なお、図7は図
2のE−E’線に沿った断面図、図8と図9は図2のB
−B’線に沿った断面図である。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described. 7 to 9 are cross-sectional views illustrating the steps of manufacturing the nonvolatile memory device having the above-described configuration. 7 is a sectional view taken along line EE ′ of FIG. 2, and FIGS. 8 and 9 are sectional views of FIG.
It is sectional drawing which followed the -B 'line.

【0040】図7では、n型シリコンウェーハ等の半導
体基板2を用意し、メモリアレイの形成領域に所定のp
型ウェル4を形成し、素子分離領域5の形成を行う。ま
ず、図7(a)において、pウェル4上にトンネル絶縁
膜8を、例えば熱酸化法により8nm〜10nm程度形
成し、フローティングゲートFGとなるDoped-Poly Si
膜、エッチングマスクとなるSiO2 膜の積層膜をCV
D(ChemicalVaporDeposition)法等により成膜する。成
膜後の積層膜上にレジストパターンRPを形成し、この
レジストパターンRPをマスクとして積層膜を列ライン
状にエッチングする。これにより、フローティングゲー
トFGとなる層9とエッチングマスク24との積層膜が
ストリングの幅方向に分離したかたちで形成される。
In FIG. 7, a semiconductor substrate 2 such as an n-type silicon wafer is prepared, and a predetermined p
A mold well 4 is formed, and an element isolation region 5 is formed. First, in FIG. 7A, a tunnel insulating film 8 is formed on the p-well 4 by, for example, about 8 nm to 10 nm by a thermal oxidation method, and then a Doped-Poly Si film serving as a floating gate FG is formed.
CV is applied to the laminated film of SiO 2 film to be used as an etching mask.
A film is formed by a D (Chemical Vapor Deposition) method or the like. A resist pattern RP is formed on the laminated film after film formation, and the laminated film is etched in a column line using the resist pattern RP as a mask. As a result, a stacked film of the layer 9 serving as the floating gate FG and the etching mask 24 is formed so as to be separated in the width direction of the string.

【0041】図7(b)では、トレンチ形成を行う。ま
ず、列ライン状のフローティングゲートFGとなる層9
の間隔内のトンネル絶縁膜8を除去しpウェル4の表面
を露出させた後、pウェル4を所定の深さだけエッチン
グしてトレンチTを形成する。そして、図7(c)で
は、このトレンチTの内壁を薄く熱酸化した後、例えば
LP(Low pressure)−CVD法等によってSiO2 系の
絶縁物をトレンチT内に埋め込むかたちで堆積し、この
SiO2 系の絶縁物をエッチバック法等により堀り下げ
る。このSiO2 系の絶縁物をエッチバックする量は、
フローティングゲートFGと、後に形成される制御ゲー
ト(ワード線)との重なり面積を決定する。また、この
両ゲートの重なり面積は、制御ゲートと、フローティン
グゲートFGまたはシリコン層2,4間の容量比を決定
する。したがって、SiO2 系の絶縁物をエッチバック
する量は、フローティングゲートFGの電荷注入量およ
び電荷引抜き量を決定する重要なパラメータとなる。こ
の掘り下げは、フローティングゲートFGの表面から例
えば0.3μm程度まで行うのが望ましい。これによ
り、素子分離領域5が形成される。
In FIG. 7B, a trench is formed. First, a layer 9 serving as a column line floating gate FG
Is removed to expose the surface of the p-well 4 and the p-well 4 is etched to a predetermined depth to form a trench T. In FIG. 7C, after the inner wall of the trench T is thinly thermally oxidized, a SiO 2 -based insulator is deposited in the trench T by, for example, an LP (Low pressure) -CVD method. The SiO 2 -based insulator is dug down by an etch-back method or the like. The amount of etchback of this SiO 2 based insulator is
The overlapping area between the floating gate FG and a control gate (word line) formed later is determined. The overlapping area of the two gates determines the capacitance ratio between the control gate and the floating gate FG or the silicon layers 2 and 4. Therefore, the amount by which the SiO 2 -based insulator is etched back is an important parameter that determines the charge injection amount and the charge extraction amount of the floating gate FG. It is desirable that this digging be performed up to, for example, about 0.3 μm from the surface of the floating gate FG. Thereby, the element isolation region 5 is formed.

【0042】図8では、ゲート間絶縁膜として、例えば
ONO(Oxide-Nitride-Oxide) 膜を全面に成膜し、ま
た、例えばDoped-Poly Si 或いはポリサイド(Polycide)
等からなる制御電極(ワード線)となる層を全面に堆積
する。ワード線となる層上に、図示せぬフォトレジスト
のパターンを、フローティングゲートFGとなる層9に
対し直交する方向に長くライン状に形成する。このレジ
ストパターンをマスクとしてドライエッチングを行な
い、ワード線を加工形成する。このドライエッチングの
際、下地のONO膜およびフローティングゲートFGと
なる層9も同時にカットされ、この結果、メモリトラン
ジスタごとに分離したかたちでフローティングゲートF
Gが形成され、図8に示すスタックゲートが完成する。
次いで、スタックゲートおよび素子分離領域5を自己整
合マスクとして、pウェル4内の表面側にソース・ドレ
イン不純物領域6a、ドレイン不純物領域6b及びソー
ス不純物領域20を、図5に示す配置パターンで形成す
る。
In FIG. 8, for example, an ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film is formed on the entire surface as an inter-gate insulating film, and for example, Doped-Poly Si or polycide (Polycide).
A layer serving as a control electrode (word line) is deposited on the entire surface. On the layer to be a word line, a photoresist pattern (not shown) is formed in a linear shape long in a direction orthogonal to the layer 9 to be a floating gate FG. Dry etching is performed using this resist pattern as a mask to process and form word lines. During this dry etching, the underlying ONO film and the layer 9 serving as the floating gate FG are also cut at the same time. As a result, the floating gate F 9 is separated for each memory transistor.
G is formed, and the stack gate shown in FIG. 8 is completed.
Next, source / drain impurity regions 6a, drain impurity regions 6b, and source impurity regions 20 are formed in the arrangement pattern shown in FIG. .

【0043】図9に示す工程では、例えば酸化シリコン
系の第1の層間絶縁膜12を全面に成膜し、必要に応じ
て平坦化する。その後、この第1の層間絶縁膜12につ
いて、通常のフォトリソグラフィ加工技術により、ソー
ス不純物領域20上で開孔するコンタクト孔12b(ソ
ースコンタクトSC1〜SC3)を、各ソース不純物領
域20ごとに形成する。第1の層間絶縁膜12上に、共
通ソース電位層22となる導電層(例えば、Doped-Poly
Si 層)を全面に、しかもコンタクト孔12b内を完全
に埋め込むように成膜し、これを図示せぬレジストパタ
ーンをマスクとしてエッチング加工する。これにより、
少なくとも後のビットコンタクトの形成にバラツキも含
め邪魔にならない程度の位置と大きさの開口部22aを
有する共通ソース電位層22が形成される。
In the step shown in FIG. 9, a first interlayer insulating film 12 of, for example, silicon oxide is formed on the entire surface, and is planarized as necessary. Thereafter, for the first interlayer insulating film 12, contact holes 12b (source contacts SC1 to SC3) opened on the source impurity region 20 are formed for each source impurity region 20 by a normal photolithography processing technique. . A conductive layer (for example, Doped-Poly) serving as a common source potential layer 22 is formed on the first interlayer insulating film 12.
An Si layer is formed on the entire surface so as to completely bury the inside of the contact hole 12b, and this is etched using a resist pattern (not shown) as a mask. This allows
At least a common source potential layer 22 having an opening 22a having a position and a size that does not hinder the formation of the bit contact, including variations, is formed.

【0044】その後は、図3に示すように、第2の層間
絶縁膜13を堆積し、必要に応じて平坦化し、この第2
の層間絶縁膜13と下層の第1の層間絶縁膜12とに、
ビットコンタクト孔12aを開孔、接続プラグ14を常
法にしたがって埋め込み、ビット線BL1の配線を行う
こと等によって、当該不揮発性メモリを完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 3, a second interlayer insulating film 13 is deposited and, if necessary, planarized.
And the underlying first interlayer insulating film 12,
The non-volatile memory is completed by opening the bit contact hole 12a, embedding the connection plug 14 in a conventional manner, and wiring the bit line BL1.

【0045】つぎに、このような構成のNAND型不揮
発性メモリ装置において、図1のビット線選択手段によ
るビット線選択制御動作を、当該NAND型不揮発性メ
モリ装置の読み出しにおいて簡単に説明する。なお、こ
のメモリトランジスタは2値情報のほかに、多値情報を
記憶する場合も本発明は適用できる。ここでは、2値情
報を読み出す場合を例示するが、多値の場合は、プログ
ラム時或いは読み出し時のワード線電圧等を段階的に、
例えば正方向にシフトさせて行うことから、基本的な動
作は同じである。
Next, in the NAND type nonvolatile memory device having such a configuration, the bit line selection control operation by the bit line selecting means in FIG. 1 will be briefly described in reading from the NAND type nonvolatile memory device. The present invention can be applied to a case where this memory transistor stores multi-valued information in addition to binary information. Here, a case where binary information is read is exemplified. In the case of multi-valued information, the word line voltage or the like at the time of programming or reading is stepwise changed.
For example, since the shift is performed in the forward direction, the basic operation is the same.

【0046】まず、奇数列のストリング内データを読み
出す場合には、ビット線選択用の選択トランジスタS1
3又はS33を導通する電圧をビット選択線BS1に印
加する。このとき、他の偶数列の選択トランジスタS2
3及びS43はオフしたままであり、これによって、奇
数列のビット線が選択的に読み出し系の回路(例えば、
データラッチ回路)に接続される。読み出し動作では、
読み出すセル(選択セル)が接続されたワード線(選択
ワード線)とウェルを所定の読み出し電位(例えば、2
値情報のしきい値分布中間値)に固定し、全ての選択ト
ランジスタと、選択ワード線以外のワード線(非選択ワ
ード線)に接続されたメモリトランジスタとの全てが導
通するような電圧を、全ての選択信号線と非選択ワード
線に印加する。この電圧は、ウェルとの電位差のみで
は、メモリトランジスタに書き込みと消去がされない大
きさである。この状態で、選択セルが接続された奇数列
のビット線(選択ビット線)のみ例えば正の電圧を印加
すると、情報を読み出すセル以外の全てのメモリトラン
ジスタは導通状態にあるため、選択セルのメモリトラン
ジスタのしきい値に応じて、奇数列の選択ビット線に電
流が流れるか流れないかが決まる。この電流の有無を選
択した読み出し系の回路で検出し、記憶データの論理状
態“1”又は“0”を判定する。
First, when reading data in a string in an odd-numbered column, the selection transistor S1 for selecting a bit line is used.
3 or a voltage for conducting S33 is applied to the bit selection line BS1. At this time, the selection transistors S2 in the other even columns
3 and S43 remain off, whereby the bit lines in the odd-numbered columns are selectively read out by a read-related circuit (for example,
Data latch circuit). In a read operation,
A word line (selected word line) to which a cell to be read (selected cell) is connected and a well are connected to a predetermined read potential (for example, 2
(A threshold distribution intermediate value of the value information), and a voltage at which all the selected transistors and all the memory transistors connected to the word lines other than the selected word line (non-selected word lines) conduct. Apply to all selected signal lines and unselected word lines. This voltage is large enough that writing and erasing are not performed on the memory transistor only by the potential difference from the well. In this state, if, for example, a positive voltage is applied only to the odd-numbered bit lines (selected bit lines) to which the selected cell is connected, all the memory transistors other than the cell from which information is to be read are in a conductive state. According to the threshold value of the transistor, whether or not a current flows in the selected bit line in the odd-numbered column is determined. The presence or absence of this current is detected by the selected readout circuit, and the logical state “1” or “0” of the stored data is determined.

【0047】偶数列の読み出しにおいても、ビット制御
線の制御を逆にBS2を励起し、同様にして行う。な
お、このとき、シールド選択手段が設けられているとき
は、非選択ビット線のみ図示しないシールド電圧線に接
続することで、ビット線間シールドを行うことが望まし
い。
In the reading of the even-numbered column, the control of the bit control line is performed in the same manner as in the case of exciting BS2. At this time, when the shield selecting means is provided, it is preferable to perform the shield between bit lines by connecting only the unselected bit lines to a shield voltage line (not shown).

【0048】第2実施形態 本実施形態は、第1実施形態の如くストリングの向きを
逆にしてビットコンタクトとソースコンタクトとの交互
配置はしないで、ソース不純物領域の配置パターンと共
通ソース電位層パターンについてのみ本発明を実施する
形態を示すものである。図10は、メモリセルアレイの
平面図、図11は図10のD−D’線に沿った断面構成
図である。なお、本実施形態において、先の第1実施形
態と重複する構成と、その製造方法は、同じ符号を付し
て説明を省略する。
Second Embodiment This embodiment is different from the first embodiment in that the direction of the strings is reversed and the bit contacts and the source contacts are not alternately arranged. 1 shows an embodiment for implementing the present invention. FIG. 10 is a plan view of the memory cell array, and FIG. 11 is a cross-sectional configuration diagram along the line DD ′ in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment and the manufacturing method thereof are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0049】本実施形態のメモリセルアレイ30は、ソ
ース線(本例では共通ソース電位層)の接続部分を除き
図12に示す従来の回路図が適用される。したがって、
図10に示すように、ストリングの一方側で、行方向に
隣り合うストリング間のビットコンタクトBCが行方向
に並ぶ構成となっている。一方、ストリングの他方側で
は、本実施形態でも適用される図5に示すように、第1
実施形態と同様な配置パターンのソース不純物領域20
と、ソース不純物領域20ごとにソースコンタクトSC
1〜SC3が設けられている。
The conventional circuit diagram shown in FIG. 12 is applied to the memory cell array 30 of the present embodiment except for the connection portion of the source line (common source potential layer in this example). Therefore,
As shown in FIG. 10, on one side of a string, bit contacts BC between adjacent strings in the row direction are arranged in the row direction. On the other hand, on the other side of the string, as shown in FIG.
Source impurity region 20 having the same arrangement pattern as the embodiment
And source contact SC for each source impurity region 20
1 to SC3 are provided.

【0050】本実施形態における共通ソース電位層32
は、第1実施形態と同様にワード線とビット線との中間
階層の導電層(例えば、ポリシリコン層)で構成される
ことから、列方向のストリングサイズを縮小することな
く幅広に形成できるが、ビットコンタクトBC部分まで
延在する必要は必ずしもない。ビットコンタクトとソー
スコンタクトとの交互配置が採用されていないからであ
る。共通ソース電位層32の配線幅はソースコンタクト
SC上にバラツキも含め重なる程度以上あれば、従来に
比べ十分にソース抵抗値の低減とバラツキ抑制効果は得
られる。図10及び図11に示す例では、共通ソース電
位層32は、両側の選択トランジスタ上方を覆う程度の
幅を有して行方向に配線されている。ただし、この共通
ソース電位層32においても、第1実施形態と同様な基
板垂直方向のシールド効果をもたせたい場合では、ビッ
トコンタクトBC付近まで、或いは全面にプレート状或
いは網目状に形成してもよい。
The common source potential layer 32 in the present embodiment
Is formed of a conductive layer (for example, a polysilicon layer) in a middle layer between a word line and a bit line as in the first embodiment, so that it can be formed wide without reducing the string size in the column direction. It is not always necessary to extend to the bit contact BC portion. This is because the alternate arrangement of the bit contacts and the source contacts is not adopted. If the wiring width of the common source potential layer 32 overlaps the source contact SC including the variation, the source resistance value can be sufficiently reduced and the variation suppressing effect can be obtained as compared with the related art. In the examples shown in FIGS. 10 and 11, the common source potential layer 32 is wired in the row direction so as to have a width enough to cover above the select transistors on both sides. However, in the case where it is desired that the common source potential layer 32 also has the same shielding effect in the vertical direction of the substrate as in the first embodiment, the common source potential layer 32 may be formed in a plate shape or a mesh shape up to the vicinity of the bit contact BC or over the entire surface. .

【0051】本実施形態の不揮発性メモリ装置では、ワ
ード線単位の書き込み/読み出し動作が可能でありなが
ら、ソース抵抗値とそのバラツキを低減したことによっ
て、それらの精度が向上する効果が得られる。また、第
1実施形態と同様、ソース不純物領域が他の不純物領域
とともにライン状に配置され、単純ライン配置形状であ
ることから、行方向と列方向ともにメモリセルアレイの
省スペース化が可能である。
In the nonvolatile memory device according to the present embodiment, while the writing / reading operation can be performed in word line units, the effect of improving the accuracy is obtained by reducing the source resistance value and its variation. Further, as in the first embodiment, the source impurity region is arranged in a line with other impurity regions in a line shape and has a simple line arrangement shape, so that it is possible to save space in the memory cell array in both the row direction and the column direction.

【0052】なお、本実施形態は、フラッシュメモリ等
のEEPROMのほか、NAND型のマスクROMに対
しても、好適に実施できる。マスクROMのNANDス
トリングは、通常、ソース側の選択トランジスタが省略
されており、第1実施形態と同様にストリングの向きを
一列おきに逆にすると、その一列おきに選択トランジス
タを常時オンのデプリージョン化する工程を要するが、
選択トランジスタの専有面積だけは必要となることか
ら、本発明によって、この選択トランジスタによる面積
増大を上回るサイズ縮小効果がある場合等にあっては、
第1実施形態の適用も可能である。
The present embodiment can be suitably applied not only to an EEPROM such as a flash memory but also to a NAND type mask ROM. In the NAND string of the mask ROM, the selection transistor on the source side is usually omitted, and when the direction of the string is reversed every other row as in the first embodiment, the selection transistor is always turned on every other row. Requires the process of
Since only the occupied area of the select transistor is required, according to the present invention, when there is a size reduction effect exceeding the area increase by the select transistor, for example,
The application of the first embodiment is also possible.

【0053】[0053]

【発明の効果】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置及
びその製造方法によれば、NAND型メモリセルアレイ
を構成するトランジスタ列内のソースとドレインの全て
の不純物領域を単純なラインにでき、その行方向のスペ
ース(素子分離領域のライン)も単純なライン状にでき
るので、従来必要であった選択トランジスタとの合わせ
余裕が不要のほか、超高解像度リソグラフィ技術の適用
が容易化されて、行方向と列方向双方のメモリセルアレ
イの面積縮小が可能である。また、このトランジスタ列
ごとに分離されたソース不純物領域を、例えばビット線
とワード線の中間の配線層(共通ソース電位層)を用い
て連結するので、ソース抵抗値とそのバラツキが小さく
読み出し精度が向上する。共通ソース電位層を、例えば
トランジスタ列上方を覆うように配置することで、基板
垂直方向のシールド効果が得られ、更に読み出し精度が
向上する。
According to the nonvolatile semiconductor memory device and the method of manufacturing the same according to the present invention, all the impurity regions of the source and the drain in the transistor column constituting the NAND type memory cell array can be formed as simple lines. The space in the direction (line of the element isolation region) can be made into a simple line shape, so that there is no need for margin for matching with the selection transistor, which was required in the past, and the application of ultra-high resolution lithography technology is facilitated. And the area of the memory cell array in both the column direction can be reduced. Further, since the source impurity regions separated for each transistor column are connected by using, for example, a wiring layer (common source potential layer) intermediate between a bit line and a word line, the source resistance value and its variation are small, and the reading accuracy is small. improves. By arranging the common source potential layer so as to cover, for example, the upper part of the transistor row, a shielding effect in the direction perpendicular to the substrate is obtained, and the reading accuracy is further improved.

【0054】ソースコンタクトとビットコンタクトを交
互に配置した構成では、ビット線の加工がし易くなり、
また、従来のようにビット線加工性確保のために素子分
離領域の幅を狭くできないといった制約が緩和される。
また、ビット線選択手段により一列おきの動作が可能と
なり、この動作は読み出しセル電流が流れる選択ビット
線の両側に、電位変化がない非選択なビット線が必ず配
置されるので基板水平方向のシールド効果があり、高精
度読み出しに適している。シールド選択手段によって、
この非選択なビット線にシールド電位を付与すれば、更
に読み出し精度が向上する。
In the configuration in which the source contacts and the bit contacts are alternately arranged, the bit line can be easily processed,
In addition, the restriction that the width of the element isolation region cannot be reduced in order to ensure the workability of the bit line as in the related art is reduced.
In addition, the bit line selection means makes it possible to operate every other column. In this operation, non-selected bit lines having no potential change are always arranged on both sides of the selected bit line through which the read cell current flows, so that the shield in the horizontal direction of the substrate is used. Effective and suitable for high-precision reading. By means of shield selection,
If a shield potential is applied to this non-selected bit line, the reading accuracy is further improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るNAND型不揮発
性メモリ装置のメモリセルアレイとその周辺部の構成を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell array and a peripheral portion thereof in a NAND nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のメモリセルアレイの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the memory cell array of FIG. 1;

【図3】図2のB−B’線に沿った列方向の断面構造図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional structural view in a column direction along line BB ′ of FIG. 2;

【図4】図2のC−C’線に沿った行方向の断面構造図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional structural view in the row direction along line CC ′ of FIG. 2;

【図5】図2の平面図から抜き出した、トランジスタ列
のソースとドレインをなす不純物領域の配置パターン図
である。
FIG. 5 is a layout pattern diagram of impurity regions forming a source and a drain of a transistor row, extracted from the plan view of FIG. 2;

【図6】図2の平面図から抜き出した、共通ソース電位
層のパターン図である。
FIG. 6 is a pattern diagram of a common source potential layer extracted from the plan view of FIG. 2;

【図7】本発明の第1実施形態に係るNAND型不揮発
性メモリ装置の各製造過程を示す断面図であり、素子分
離領域の形成までを示す。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views illustrating the steps of manufacturing the NAND-type nonvolatile memory device according to the first embodiment of the present invention, and show steps up to the formation of an element isolation region.

【図8】図7に続く同断面図であり、トランジスタ列の
形成までを示す。
FIG. 8 is a sectional view following FIG. 7, showing up to the formation of a transistor row;

【図9】図8に続く同断面図であり、共通ソース電位層
の形成までを示す。
FIG. 9 is a sectional view following FIG. 8, showing the steps up to the formation of a common source potential layer;

【図10】本発明の第2実施形態に係るNAND型不揮
発性メモリ装置のメモリセルアレイの平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a memory cell array of a NAND nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図10のD−D’線に沿った断面構造図であ
る。
FIG. 11 is a sectional structural view taken along line DD ′ of FIG. 10;

【図12】従来のNAND型不揮発性メモリ装置のメモ
リセルアレイの構成を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a memory cell array of a conventional NAND type nonvolatile memory device.

【図13】図12のメモリセルアレイの平面図である。FIG. 13 is a plan view of the memory cell array of FIG.

【図14】図13のA−A’線に沿った列方向の断面構
造図である。
14 is a cross-sectional structural view in the column direction along the line AA ′ in FIG.

【図15】従来においてビット線の加工性を上げるため
のビットコンタクトの配置例を示すメモリセルアレイの
部分的な平面図である。
FIG. 15 is a partial plan view of a memory cell array showing an example of arrangement of bit contacts for improving workability of a bit line in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,30…メモリセルアレイ、2…半導体基板、3…ビ
ット線選択手段、4…pウェル、5…素子分離領域、6
a…ソース・ドレイン不純物領域、6b…ドレイン不純
物領域、8…トンネル絶縁膜、9…フローティングゲー
トとなる層、10…ゲート間絶縁膜、12…第1の層間
絶縁膜、12a…ビットコンタクト孔、12b…ソース
コンタクト孔、13…第2の層間絶縁膜、14…金属プ
ラグ、20…ソース不純物領域、22,32…共通ソー
ス電位層、22a…開口部、24…エッチングマスク
層、FG…フローティングゲート、BC1等…ビットコ
ンタクト、SC1等…ソースコンタクト、M11等…メ
モリトランジスタ、S11,S12等…選択トランジス
タ、S13等…ビット選択トランジスタ、BL1等…ビ
ット線、WL1等…ワード線、SL…ソース線、SG1
1,SG12…選択ゲート線、BS1等…ビット選択
線、RP…レジストパターン。
1, 30 memory cell array, 2 semiconductor substrate, 3 bit line selecting means, 4 p well, 5 element isolation region, 6
a: source / drain impurity region, 6b: drain impurity region, 8: tunnel insulating film, 9: layer to be a floating gate, 10: inter-gate insulating film, 12: first interlayer insulating film, 12a: bit contact hole, 12b: source contact hole, 13: second interlayer insulating film, 14: metal plug, 20: source impurity region, 22, 32: common source potential layer, 22a: opening, 24: etching mask layer, FG: floating gate , BC1, etc. bit contact, SC1 etc. source contact, M11 etc. memory transistor, S11, S12 etc. selection transistor, S13 etc. bit selection transistor, BL1 etc. bit line, WL1 etc. word line, SL ... source line , SG1
1, SG12: select gate line, BS1, etc .: bit select line, RP: resist pattern.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体層内に形成されたドレイン不純物領
域とソース不純物領域との間に、選択トランジスタとメ
モリトランジスタが列方向に直列接続されてなるトラン
ジスタ列を行列状に複数配置させてメモリアレイが構成
されている不揮発性半導体記憶装置であって、 前記ソース不純物領域が、行方向に隣り合う他のトラン
ジスタ列内のソース不純物領域と分離されて前記トラン
ジスタ列内の他の不純物領域とともにライン状に配置さ
れている不揮発性半導体記憶装置。
1. A memory array comprising a plurality of transistor columns each having a selection transistor and a memory transistor connected in series in a column direction between a drain impurity region and a source impurity region formed in a semiconductor layer. Wherein the source impurity region is separated from a source impurity region in another transistor column adjacent in a row direction so as to form a line with the other impurity region in the transistor column. Nonvolatile semiconductor memory device arranged in the semiconductor device.
【請求項2】前記ソース不純物領域は、それぞれソース
コンタクトを介して、上層の共通ソース電位層により、
少なくとも行方向の前記トランジスタ列間で共通に接続
されている請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said source impurity regions are respectively formed by a common source potential layer on an upper layer through source contacts.
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is commonly connected at least between the transistor columns in a row direction.
【請求項3】前記ドレイン不純物領域は、ビットコンタ
クトを介して、前記共通ソース電位層より更に上層のビ
ット配線層に接続され、 前記共通ソース電位層は、前記メモリトランジスタを駆
動するワード線および前記選択トランジスタを駆動する
選択信号線より上層で、前記ビット配線層より下層の導
電層から構成され、少なくとも前記ビットコンタクト部
分で開孔又は迂回した形状を有し、行方向および列方向
に隣り合うトランジスタ列間で前記ソース不純物領域を
共通に接続している請求項2に記載の不揮発性半導体記
憶装置。
3. The drain impurity region is connected via a bit contact to a bit wiring layer further above the common source potential layer, wherein the common source potential layer includes a word line for driving the memory transistor and the word line. A transistor which is formed from a conductive layer above the selection signal line for driving the selection transistor and below the bit wiring layer, has an opening or detour shape at least at the bit contact portion, and is adjacent in the row direction and the column direction. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein said source impurity region is commonly connected between columns.
【請求項4】前記共通ソース線は、前記ビットコンタク
ト部分で開孔し、前記トランジスタ列上のほぼ全面を覆
う面状に配置されている請求項3に記載の不揮発性半導
体記憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein said common source line is opened at said bit contact portion and is arranged in a plane shape covering substantially the entire surface of said transistor row.
【請求項5】半導体層内に形成されたドレイン不純物領
域がビットコンタクトを介して上層のビット配線層に接
続された第1の選択トランジスタと、前記半導体層内に
形成されたソース不純物領域がソースコンタクトを介し
て上層の共通ソース電位層に接続された第2の選択トラ
ンジスタと、当該第1および第2の選択トランジスタ間
に列方向に直列接続された複数のメモリトランジスタと
からなるトランジスタ列を行列状に複数配置させてメモ
リアレイが構成されている不揮発性半導体記憶装置であ
って、 前記ビットコンタクトとソースコンタクトが、前記トラ
ンジスタ列の両端において、行方向に隣り合うトランジ
スタ列間で交互に配置されている不揮発性半導体記憶装
置。
5. A first select transistor having a drain impurity region formed in a semiconductor layer connected to an upper bit wiring layer via a bit contact, and a source impurity region formed in the semiconductor layer having a source impurity region. A transistor column including a second selection transistor connected to an upper common source potential layer via a contact and a plurality of memory transistors serially connected in a column direction between the first and second selection transistors is arranged in a matrix. A nonvolatile semiconductor memory device in which a memory array is configured by arranging a plurality of bit contacts and source contacts, wherein the bit contacts and the source contacts are alternately arranged at both ends of the transistor columns between adjacent transistor columns in a row direction. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項6】前記ソース不純物領域が、行方向に隣り合
う他のトランジスタ列内のソース不純物領域と分離され
て前記トランジスタ列内の他の不純物領域とともにライ
ン状に配置され、 当該ソース不純物領域ごとに前記ソースコンタクトが設
けられている請求項5に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
6. The source impurity region is separated from a source impurity region in another transistor column adjacent in a row direction and arranged in a line with another impurity region in the transistor column. 6. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein said source contact is provided.
【請求項7】前記共通ソース電位層は、少なくとも前記
ビットコンタクト部分で開孔又は迂回した形状を有し、
前記メモリトランジスタを駆動するワード線および前記
第1および第2の選択トランジスタを駆動する選択信号
線より上層で、前記ビット配線層より下層の導電層から
構成されている請求項6に記載の不揮発性半導体記憶装
置。
7. The common source potential layer has an opening or detour at least at the bit contact portion,
7. The non-volatile memory according to claim 6, wherein said non-volatile memory is constituted by a conductive layer which is higher than a word line for driving said memory transistor and a selection signal line for driving said first and second selection transistors and lower than said bit wiring layer. Semiconductor storage device.
【請求項8】前記共通ソース電位層は、少なくとも前記
ビットコンタクト部分で開孔し、前記トランジスタ列上
のほぼ全面を覆う面状に配置されている請求項7に記載
の不揮発性半導体記憶装置。
8. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein said common source potential layer is opened at least in said bit contact portion, and is arranged in a plane shape covering substantially the entire surface of said transistor row.
【請求項9】前記ビット線に、その選択を偶数列と奇数
列にわけて行うビット線選択手段が接続されている請求
項5に記載の不揮発性半導体記憶装置。
9. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein a bit line selecting means for selecting the bit lines into even columns and odd columns is connected to said bit lines.
【請求項10】前記ビット線選択手段は、各ビット線に
直列に接続された複数のビット線選択トランジスタを含
み当該複数のビット線選択トランジスタは、偶数列のビ
ット線選択トランジスタと奇数列のビット線選択トラン
ジスタとで異なるビット選択線で、それぞれ制御電極が
共通に接続されている請求項9に記載の不揮発性半導体
記憶装置。
10. The bit line selection means includes a plurality of bit line selection transistors connected in series to each bit line, wherein the plurality of bit line selection transistors are an even column bit line selection transistor and an odd column bit line. 10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein control electrodes are commonly connected to bit selection lines different from the line selection transistors.
【請求項11】シールド電位線と、 前記ビット線に接続され、そのビット線が選択されない
ときは、当該非選択ビット線を前記シールド電位線に接
続するシールド列選択手段とを更に有する請求項9に記
載の不揮発性半導体記憶装置。
11. A semiconductor device according to claim 9, further comprising: a shield potential line; and a shield column selecting means connected to said bit line and connecting said unselected bit line to said shield potential line when said bit line is not selected. 3. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項12】前記シールド列選択手段は、各ビット線
に直列に接続された複数のシールド選択トランジスタを
含み当該複数のシールド選択トランジスタは、偶数列の
シールド選択トランジスタと奇数列のシールド選択トラ
ンジスタとで異なるシールド選択線で、それぞれ制御電
極が共通に接続されている請求項11に記載の不揮発性
半導体記憶装置。
12. The shield column selection means includes a plurality of shield selection transistors connected in series to each bit line, wherein the plurality of shield selection transistors include an even column shield selection transistor and an odd column shield selection transistor. 12. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 11, wherein the control electrodes are commonly connected by different shield selection lines.
【請求項13】半導体層に、第1および第2の選択トラ
ンジスタと、当該第1および第2の選択トランジスタ間
に列方向に直列接続された複数のメモリトランジスタと
からなるトランジスタ列を、前記第1の選択トランジス
タと第2の選択トランジスタが行方向で交互に隣り合う
ように形成する工程と、 全面に第1の層間絶縁膜を成膜し、前記第2のトランジ
スタのトランジスタ列端に位置するソース不純物領域上
に開孔するソースコンタクト孔を、前記第1の層間絶縁
膜に形成する工程と、 当該ソースコンタクト孔を介して、少なくとも前記第1
の選択トランジスタのトランジスタ列端に位置するドレ
イン不純物領域上方で開孔し、かつ行方向及び列方向に
隣り合うトランジスタ列間で前記ソース不純物領域を相
互に接続する共通ソース電位層を、前記第1の層間絶縁
膜上に形成する工程と、 全面に第2の層間絶縁膜を成膜し、前記共通ソース電位
層の開孔部分を通して前記第1の不純物領域上で開孔す
るビットコンタクト孔を、前記第1および第2の層間絶
縁膜に形成する工程と、 当該ビットコンタクト孔を介して前記ドレイン不純物領
域に接続するビット配線層を、前記第2の層間絶縁膜上
に形成する工程とを有する不揮発性半導体記憶装置の製
造方法。
13. A transistor array comprising a first and a second select transistor and a plurality of memory transistors connected in series in a column direction between the first and the second select transistor in the semiconductor layer. Forming a first select transistor and a second select transistor so as to be alternately adjacent to each other in a row direction; forming a first interlayer insulating film on the entire surface; and positioning the first interlayer insulating film at a transistor column end of the second transistor. Forming a source contact hole opened in the source impurity region in the first interlayer insulating film; and forming at least the first contact hole through the source contact hole.
A common source potential layer, which is opened above the drain impurity region located at the transistor column end of the select transistor and interconnects the source impurity regions between adjacent transistor columns in the row and column directions, Forming a second interlayer insulating film on the entire surface, and forming a bit contact hole opened on the first impurity region through an opening portion of the common source potential layer. Forming the first and second interlayer insulating films; and forming a bit wiring layer connected to the drain impurity region through the bit contact holes on the second interlayer insulating film. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
JP35791797A 1997-12-25 1997-12-25 Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture Pending JPH11186528A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35791797A JPH11186528A (en) 1997-12-25 1997-12-25 Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35791797A JPH11186528A (en) 1997-12-25 1997-12-25 Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11186528A true JPH11186528A (en) 1999-07-09

Family

ID=18456608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35791797A Pending JPH11186528A (en) 1997-12-25 1997-12-25 Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11186528A (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203286A (en) * 2000-01-17 2001-07-27 Samsung Electronics Co Ltd Nand type flash memory device and producing method therefor
KR100396470B1 (en) * 2001-02-19 2003-09-03 삼성전자주식회사 Non-volatile memory device having bitline contact pad and Method of manufacturing the same
WO2006090477A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Spansion Llc Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2006286675A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Fujitsu Ltd Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method
JP2007019552A (en) * 2006-10-10 2007-01-25 Toshiba Corp Semiconductor memory
JP2007502033A (en) * 2003-02-05 2007-02-01 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド UV block layer to reduce UV induced SONOS dual bit flash memory device charge in BEOL process
JP2007123652A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Renesas Technology Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008098641A (en) * 2006-10-11 2008-04-24 Samsung Electronics Co Ltd Nand flash memory device and manufacturing method therefor
US7498630B2 (en) 2003-02-05 2009-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
JP2010114380A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Toshiba Corp Semiconductor device
US7759723B2 (en) 2001-06-28 2010-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile semiconductor memory devices
US7767567B2 (en) 2006-09-29 2010-08-03 Qimonda Ag Method of forming a semiconductor memory device and semiconductor memory device
JP2010183094A (en) * 2010-03-19 2010-08-19 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing nonvolatile semiconductor storage device
US7781822B2 (en) 2005-07-21 2010-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
US7948052B2 (en) 2006-12-18 2011-05-24 Spansion Llc Dual-bit memory device having trench isolation material disposed near bit line contact areas
CN102201415A (en) * 2010-03-23 2011-09-28 瑞萨电子株式会社 Semiconductor device
US8253183B2 (en) 2001-06-28 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge trapping nonvolatile memory devices with a high-K blocking insulation layer
US8873289B2 (en) 2013-02-05 2014-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device
US9761314B2 (en) 2001-06-28 2017-09-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory devices and methods of operating the same

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001203286A (en) * 2000-01-17 2001-07-27 Samsung Electronics Co Ltd Nand type flash memory device and producing method therefor
KR100396470B1 (en) * 2001-02-19 2003-09-03 삼성전자주식회사 Non-volatile memory device having bitline contact pad and Method of manufacturing the same
US7759723B2 (en) 2001-06-28 2010-07-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile semiconductor memory devices
US9761314B2 (en) 2001-06-28 2017-09-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory devices and methods of operating the same
US8253183B2 (en) 2001-06-28 2012-08-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge trapping nonvolatile memory devices with a high-K blocking insulation layer
US7804120B2 (en) 2001-06-28 2010-09-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile semiconductor memory devices
US7968931B2 (en) 2001-06-28 2011-06-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile semiconductor memory devices
JP2007502033A (en) * 2003-02-05 2007-02-01 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド UV block layer to reduce UV induced SONOS dual bit flash memory device charge in BEOL process
JP4731488B2 (en) * 2003-02-05 2011-07-27 スパンション エルエルシー UV block layer to reduce UV induced SONOS dual bit flash memory device charge in BEOL process
US7498630B2 (en) 2003-02-05 2009-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
JP4944766B2 (en) * 2005-02-25 2012-06-06 スパンション エルエルシー Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7968404B2 (en) 2005-02-25 2011-06-28 Spansion Llc Semiconductor device and fabrication method therefor
WO2006090477A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Spansion Llc Semiconductor device and method for manufacturing same
US7767523B2 (en) 2005-03-31 2010-08-03 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device with integrated flash memory and peripheral circuit and its manufacture method
JP2006286675A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Fujitsu Ltd Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method
JP4558557B2 (en) * 2005-03-31 2010-10-06 富士通セミコンダクター株式会社 Nonvolatile semiconductor memory device
US7781822B2 (en) 2005-07-21 2010-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory
JP2007123652A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Renesas Technology Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7767567B2 (en) 2006-09-29 2010-08-03 Qimonda Ag Method of forming a semiconductor memory device and semiconductor memory device
JP2007019552A (en) * 2006-10-10 2007-01-25 Toshiba Corp Semiconductor memory
JP2008098641A (en) * 2006-10-11 2008-04-24 Samsung Electronics Co Ltd Nand flash memory device and manufacturing method therefor
US7948052B2 (en) 2006-12-18 2011-05-24 Spansion Llc Dual-bit memory device having trench isolation material disposed near bit line contact areas
JP2010114380A (en) * 2008-11-10 2010-05-20 Toshiba Corp Semiconductor device
JP2010183094A (en) * 2010-03-19 2010-08-19 Fujitsu Semiconductor Ltd Method of manufacturing nonvolatile semiconductor storage device
CN102201415A (en) * 2010-03-23 2011-09-28 瑞萨电子株式会社 Semiconductor device
JP2011199124A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Renesas Electronics Corp Semiconductor device
US8873289B2 (en) 2013-02-05 2014-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5793079A (en) Single transistor non-volatile electrically alterable semiconductor memory device
US5691938A (en) Non-volatile memory cell and array architecture
US6101128A (en) Nonvolatile semiconductor memory and driving method and fabrication method of the same
US6420754B2 (en) Semiconductor integrated circuit device
US6151249A (en) NAND-type EEPROM having bit lines and source lines commonly coupled through enhancement and depletion transistors
JPH11186528A (en) Nonvolatile semiconductor storing device and its manufacture
JP3600393B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
EP2040292B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory and its drive method
US7416935B2 (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device having adjacent selection transistors connected together
US20050087892A1 (en) [nand flash memory cell row, nand flash memory cell array, operation and fabrication method thereof]
JP2007299975A (en) Semiconductor device, and its manufacturing method
KR100271944B1 (en) Semiconductor memory
JP2000022011A (en) Layout and formation of flash memory
JP3441140B2 (en) Semiconductor storage device
JP3941517B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0982921A (en) Semiconductor storage device, its manufacture, and virtual ground array connection method of semiconductor storage device
US7671399B2 (en) Semiconductor storage device
US6917071B2 (en) Semiconductor device, nonvolatile semiconductor storage apparatus using the device, and manufacture method of the device
JP2002368140A (en) Non-volatile semiconductor memory device
JP2713115B2 (en) Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device
USRE37199E1 (en) Method of making nonvolatile semiconductor memory
JPH10125812A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2009164349A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and method of manufacturing the same
US8866211B2 (en) Nonvolatile memory device and method of manufacturing same
JP2809802B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device