KR20120068468A - Non-volatile memory device - Google Patents

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KR20120068468A
KR20120068468A KR1020100130103A KR20100130103A KR20120068468A KR 20120068468 A KR20120068468 A KR 20120068468A KR 1020100130103 A KR1020100130103 A KR 1020100130103A KR 20100130103 A KR20100130103 A KR 20100130103A KR 20120068468 A KR20120068468 A KR 20120068468A
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Abstract

PURPOSE: A nonvolatile memory device is provided to improve an operation speed by increasing an amount of cell currents. CONSTITUTION: A first selection transistor is connected to a bit line(BL). A second selection transistor is connected to a common source line. A plurality of cell transistors are serially connected between the first selection transistor and the second selection transistor. Each word line of the cell transistor is used as a gate input. The first or second selection transistor is a Schottky barrier MOSFET.

Description

비휘발성 메모리 장치{NON-VOLATILE MEMORY DEVICE}Nonvolatile Memory Device {NON-VOLATILE MEMORY DEVICE}

본 발명은 반도체 설계 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비휘발성 메모리 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to semiconductor design techniques, and more particularly to a nonvolatile memory device.

일반적으로, 플래시 메모리 장치는, 전원이 차단되더라도 데이터를 보관할 수 있는 비휘발성 메모리 장치의 하나로, 전기적으로 프로그램(program)과 소거(erase)가 가능하며 일정 주기로 데이터(data)를 재작성하는 리프레쉬(refresh) 기능이 필요 없는 메모리 장치를 말한다. 여기서, 프로그램은 데이터를 메모리 셀에 기록(write)하는 동작을 의미하며, 소거는 데이터를 메모리 셀로부터 삭제(erase)하는 동작을 의미한다.In general, a flash memory device is a nonvolatile memory device that can store data even when power is cut off. The flash memory device can be electrically programmed and erased and refreshed at regular intervals. refresh) A memory device that does not require a function. Here, the program refers to an operation of writing data to a memory cell, and the erasing means an operation of erasing data from the memory cell.

이와 같은 플래시 메모리 장치는 메모리 셀의 구조 및 동작 조건에 따라 크게 노아(NOR)형 플래시 메모리 장치 및 낸드(NAND)형 플래시 메모리 장치로 나눌 수 있다. 노아형 플래시 메모리 장치는, 각 셀 트랜지스터의 소오스가 접지전압(VSS)단에 연결되어 임의의 주소에 대한 프로그램 및 소거 동작이 수행되는 것으로, 고속 동작을 요구하는 응용분야에 주로 사용되고 있다. 반면, 낸드형 플래시 메모리 장치는, 다수의 셀 트랜지스터가 직렬로 연결된 스트링(string) 구조의 메모리 셀을 다수 포함하는 것으로, 고집적 데이터 보관 응용분야에서 주로 사용된다.Such a flash memory device may be largely classified into a NOR type flash memory device and a NAND type flash memory device according to the structure and operating conditions of the memory cell. In the NOR flash device, a source of each cell transistor is connected to a ground voltage (VSS) terminal to perform a program and erase operation for an arbitrary address, and is mainly used in an application requiring high speed operation. NAND flash memory devices, on the other hand, include a plurality of string-structured memory cells in which a plurality of cell transistors are connected in series, and are mainly used in highly integrated data storage applications.

도 1A 내지 도 1C에는 종래기술에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치가 평면도, 회로도, 단면도 순으로 도시되어 있다.1A to 1C show a NAND flash memory device according to the prior art in the following order: top view, circuit diagram, and cross-sectional view.

본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 하나의 메모리 셀만을 설명하며, 메모리 셀에 포함된 셀 트랜지스터는 16개가 구비되는 것을 예로 들어 설명한다.In the present specification, only one memory cell is described for convenience of description, and description is given with an example in which 16 cell transistors included in the memory cell are provided.

도 1A 내지 도 1C를 함께 참조하면, 낸드형 플래시 메모리 장치는 스트링 구조의 메모리 셀(10)과, 비트라인 콘택 플러그(BLC)를 매개하여 메모리 셀(10) 일단에 접속된 비트라인(BL)과, 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)를 매개하여 메모리 셀(100)의 타단에 접속된 공통 소오스 라인(CSL)을 포함한다.Referring to FIGS. 1A to 1C, a NAND flash memory device may include a memory cell 10 having a string structure and a bit line BL connected to one end of the memory cell 10 through a bit line contact plug BLC. And a common source line CSL connected to the other end of the memory cell 100 via a common source line contact plug CSLC.

여기서, 메모리 셀(10)은 비트라인 콘택 플러그(BLC)에 접속되는 드레인 선택 트랜지스터(DST)와, 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)에 접속되는 소오스 선택 트랜지스터(SST)와, 드레인 선택 트랜지스터(DST) 및 소오스 선택 트랜지스터(SST) 사이에 직렬로 접속된 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)를 포함한다. 드레인 선택 트랜지스터(DST)는 드레인 선택 라인(DSL)이 게이트에 접속되고, 소오스 선택 트랜지스터(SST)는 소오스 선택 라인(SSL) 이게이트에 접속되며, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 제1 내지 제16 워드라인(WL0 내지 WL15)이 각각의 게이트(control gate)에 접속된다. 특히, 도 1C를 보면, 드레인 선택 트랜지스터(DST), 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15), 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 양측의 반도체 기판(SI)에는 접합 영역(DA, CA, SA)이 형성된다. 접합 영역(DA, CA, SA)은 반도체 기판(SI)의 상부 표면에 배치된 P-웰(P-WELL) 내에 고농도의 N형 불순물을 도핑하여 형성할 수 있으며, 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 일측에 형성된 드레인 영역(DA), 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 일측에 형성된 소오스 영역(SA), 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)의 양측에 형성된 셀 접합 영역(CA)을 포함한다. 이때, 드레인 선택 트랜지스터(DST)는 드레인 영역(DA)을 통해 비트라인 콘택 플러그(BLC)에 접속되고, 소오스 선택 트랜지스터(SST)는 소오스 영역(SA)을 통해 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)에 접속되며, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 셀 접합 영역(CA)을 통해 인접한 셀 트랜지스터끼리 전기적으로 접속된다.Here, the memory cell 10 includes the drain select transistor DST connected to the bit line contact plug BLC, the source select transistor SST connected to the common source line contact plug CSLC, and the drain select transistor DST. ) And first through sixteenth cell transistors CT0 through CT15 connected in series between the source select transistor SST. In the drain select transistor DST, the drain select line DSL is connected to the gate, and the source select transistor SST is connected to the source select line SSL gate, and the first through sixteenth cell transistors CT0 through CT15 are connected. The first to sixteenth word lines WL0 to WL15 are connected to respective gates. In particular, referring to FIG. 1C, the junction regions DA, CA, and SA are formed on the semiconductor substrates SI on both sides of the drain select transistor DST, the first through sixteenth cell transistors CT0 through CT15, and the source select transistor SST. ) Is formed. The junction regions DA, CA, and SA may be formed by doping a high concentration of N-type impurities in the P-well P-WELL disposed on the upper surface of the semiconductor substrate SI. A drain region DA formed at one side, a source region SA formed at one side of the source select transistor SST, and a cell junction region CA formed at both sides of the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15. . In this case, the drain select transistor DST is connected to the bit line contact plug BLC through the drain region DA, and the source select transistor SST is connected to the common source line contact plug CSLC through the source region SA. The first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15 are electrically connected to adjacent cell transistors through the cell junction region CA.

한편, 드레인 선택 트랜지스터(DST) 및 소오스 선택 트랜지스터(SST)는 통상의 모스 트랜지스터(MOSFET)가 이용되고, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 전하트랩형 트랜지스터가 이용된다. 이하에서는 본 발명의 요지를 흐트러뜨리지 않기 위해 드레인 선택 트랜지스터(DST) 및 소오스 선택 트랜지스터(SST)에 이용되는 통상의 모스 트랜지스터만을 설명한다.On the other hand, as the drain select transistor DST and the source select transistor SST, ordinary MOS transistors (MOSFETs) are used, and the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15 use charge trap transistors. In the following description, only ordinary MOS transistors used in the drain select transistor DST and the source select transistor SST will be described so as not to obscure the gist of the present invention.

도 2에는 도 1A 내지 도 1C에 도시된 드레인 선택 트랜지스터(DST) 및 소오스 선택 트랜지스터(SST)에 이용되는 엔모스 트랜지스터를 설명하기 위한 단면도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the drain select transistor DST and the NMOS transistor used in the source select transistor SST shown in FIGS. 1A to 1C.

도 2를 참조하면, 통상의 엔모스 트랜지스터는 P형 불순물로 도핑된 실리콘 기판(P-Si)과, 실리콘 기판(P-Si)의 상부에 게이트 절연층(도면에 미도시)을 매개하여 배치된 게이트(G1)와, 실리콘 기판(P-Si)의 상부 표면에서 게이트(G2) 양단에 대응하는 일정 영역에 이온 주입법(ion implantation)을 이용하여 형성된 소오스(S1)와 드레인(D1)을 포함한다. 이때, 소오스(S1)와 드레인(D1)은 고농도의 N형 불순물(도펀트)이 사용된다. 여기서, 실리콘 기판(P-Si)은 도 1C의 P-웰(P_WELL)에 대응되고, 드레인(D1)은 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 일측에 형성된 드레인 영역(DA)에 대응되며, 소오스(S1)는 소오스 선택 트랜지스터(SST)의 일측에 형성된 소오스 영역(SA)에 대응된다.Referring to FIG. 2, a conventional NMOS transistor is disposed through a silicon substrate (P-Si) doped with a P-type impurity and a gate insulating layer (not shown) on top of the silicon substrate (P-Si). The gate G1 and the source S1 and the drain D1 formed by using ion implantation in a predetermined region corresponding to both ends of the gate G2 on the upper surface of the silicon substrate P-Si. do. At this time, a high concentration of N-type impurities (dopants) are used for the source S1 and the drain D1. Here, the silicon substrate P-Si corresponds to the P-well P_WELL of FIG. 1C, the drain D1 corresponds to the drain region DA formed on one side of the drain select transistor DST, and the source S1. ) Corresponds to the source area SA formed on one side of the source select transistor SST.

그러나, 상기와 같은 구성을 가지는 낸드 플래시 메모리 장치는 면적을 개선하고 동작 속도를 향상시키는데 한계가 있다. 따라서, 그 한계를 극복하기 위한 기술 개발이 절실한 실정이다.
However, NAND flash memory devices having such a configuration have limitations in improving area and improving operating speed. Therefore, there is an urgent need for technology development to overcome the limitation.

본 발명은 면적을 개선되면서도 동작 속도가 향상된 비휘발성 메모리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory device having an improved operation speed while improving its area.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 비트라인에 접속되는 제1 선택 트랜지스터; 공통 소오스 라인에 접속되는 제2 선택 트랜지스터; 및 각각의 워드라인을 게이트 입력으로 하며, 제1 및 제2 선택 트랜지스터 사이에 직렬로 접속된 다수의 셀 트랜지스터를 포함하며, 제1 및 제2 선택 트랜지스터 중 적어도 어느 하나는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)이다. 여기서, 제1 선택 트랜지스터가 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 경우, 제1 선택 트랜지스터의 드레인은 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 소오스는 예정된 불순물로 형성된다. 또한, 제2 선택 트랜지스터가 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 경우, 제2 선택 트랜지스터의 소오스는 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 드레인은 예정된 불순물로 형성된다.According to one aspect of the invention, the present invention provides a semiconductor device comprising: a first select transistor connected to a bit line; A second select transistor connected to the common source line; And a plurality of cell transistors, each word line serving as a gate input and connected in series between the first and second select transistors, wherein at least one of the first and second select transistors is a Schottky barrier MOS transistor ( Schottky barrier MOSFETs. Here, when the first select transistor is a Schottky barrier MOSFET, the drain of the first select transistor is formed of silicide and its source is formed of a predetermined impurity. In addition, when the second select transistor is a Schottky barrier MOSFET, the source of the second select transistor is formed of silicide and the drain thereof is formed of a predetermined impurity.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 스트링 구조의 메모리 셀; 및 스트링 구조의 메모리 셀에 전류 경로를 형성하기 위한 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 스위칭 트랜지스터는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)로 구성된다.
According to another aspect of the invention, the present invention is a memory cell of a string structure; And a switching transistor for forming a current path in the memory cell having a string structure, wherein the switching transistor is composed of a Schottky barrier MOSFET.

본 발명은 스트링 구조의 메모리 셀에서 비트라인에 접속되는 제1 선택 트랜지스터와, 공통 소오스 라인에 접속되는 제2 선택 트랜지스터를 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)로 구성함으로써, 통상의 모스 트랜지스터(MOSFET)에 비해 사이즈가 감소되고 셀 전류량이 증가된다. 따라서, 비휘발성 메모리 장치의 넷 다이(net die)이 증가로 인해 전체 수율을 증가시킬 수 있으며 동작 속도가 향상됨에 따라 전체 동작 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, a first select transistor connected to a bit line and a second select transistor connected to a common source line are configured as a Schottky barrier MOSFET in a string memory cell, thereby providing a general MOS transistor. Compared to the MOSFET), the size is reduced and the cell current amount is increased. Therefore, the overall yield can be increased due to an increase in the net die of the nonvolatile memory device, and the overall operating characteristics can be improved as the operating speed is improved.

도 1A 내지 도 1C는 종래기술에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 평면도, 회로도, 단면도.
도 2는 도 1A 내지 도 1C에 도시된 드레인 선택 트랜지스터 및 소오스 선택 트랜지스터에 이용되는 통상의 엔모스 트랜지스터를 설명하기 위한 단면도.
도 3A 내지 도 3C는 본 발명의 실시예에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 평면도, 회로도, 단면도.
도 4는 도 3A 내지 도 3C에 도시된 드레인 선택 트랜지스터 및 소오스 선택 트랜지스터에 이용되는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)를 설명하기 위한 단면도.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)의 특성 곡선을 보인 그래프.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 단면도.
1A to 1C are a plan view, a circuit diagram, and a sectional view of a NAND flash memory device according to the prior art.
Fig. 2 is a cross-sectional view for explaining a conventional NMOS transistor used for the drain select transistor and the source select transistor shown in Figs. 1A to 1C.
3A to 3C are a plan view, a circuit diagram, and a sectional view of a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a Schottky barrier MOSFET used in the drain select transistor and the source select transistor shown in FIGS. 3A to 3C.
5A and 5B are graphs showing characteristic curves of a Schottky barrier MOSFET shown in FIG. 4.
6 is a cross-sectional view for describing operation characteristics of a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the technical idea of the present invention.

도 3A 내지 도 3C에는 본 발명의 실시예에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치가 평면도, 회로도, 단면도 순으로 도시되어 있다.3A through 3C illustrate a NAND type flash memory device according to an embodiment of the present invention in plan view, circuit diagram, and cross-sectional view.

본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 하나의 메모리 셀만을 설명하며, 메모리 셀에 포함된 셀 트랜지스터는 16개가 구비되는 것을 예로 들어 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 종래기술과 동일한 구성요소에 대하여 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.In the embodiment of the present invention, only one memory cell will be described for convenience of description, and description will be given with an example in which 16 cell transistors included in the memory cell are provided. In addition, in the embodiment of the present invention for the convenience of description will be described using the same reference numerals for the same components as the prior art.

도 3A 내지 도 3C를 함께 참조하면, 낸드형 플래시 메모리 장치는 스트링 구조의 메모리 셀(110)과, 비트라인 콘택 플러그(BLC)를 매개하여 메모리 셀(110) 일단에 접속된 비트라인(BL)과, 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)를 매개하여 메모리 셀(100)의 타단에 접속된 공통 소오스 라인(CSL)을 포함한다.Referring to FIGS. 3A to 3C, the NAND flash memory device may include a memory cell 110 having a string structure and a bit line BL connected to one end of the memory cell 110 through a bit line contact plug BLC. And a common source line CSL connected to the other end of the memory cell 100 via a common source line contact plug CSLC.

여기서, 메모리 셀(110)은 비트라인 콘택 플러그(BLC)에 접속되는 드레인 선택 트랜지스터(NDST)와, 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)에 접속되는 소오스 선택 트랜지스터(NSST)와, 드레인 선택 트랜지스터(NDST) 및 소오스 선택 트랜지스터(NSST) 사이에 직렬로 접속된 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)를 포함한다. 드레인 선택 트랜지스터(NDST)는 드레인 선택 라인(DSL)이 게이트에 접속되고, 소오스 선택 트랜지스터(NSST)는 소오스 선택 라인(SSL)이 게이트에 접속되며, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 제1 내지 제16 워드라인(WL0 내지 WL15)이 각각의 게이트(control gate)에 접속된다. 특히, 도 3C를 보면, 드레인 선택 트랜지스터(NDST), 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15), 소오스 선택 트랜지스터(NSST)의 양측의 반도체 기판(SI), 특히 반도체 기판(SI)의 상부 표면에 배치된 P-웰(P-WELL) 내에는 접합 영역(DA, CA, SA)이 배치된다. 더욱 자세하게 설명하면, 드레인 선택 트랜지스터(NDST)의 일측에는 실리사이드(silicide)로 형성된 드레인 영역(NDA)이 배치되고, 소오스 선택 트랜지스터(NSST)의 일측에는 실리사이드(silicide)로 형성된 소오스 영역(NSA)이 배치되며, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)의 양측에는 N형 불순물이 도핑된 셀 접합 영역(CA)이 배치된다. 이때, 드레인 선택 트랜지스터(NDST)는 드레인 영역(NDA)을 통해 비트라인 콘택 플러그(BLC)에 접속되고, 소오스 선택 트랜지스터(NSST)는 소오스 영역(NSA)을 통해 공통 소오스 라인 콘택 플러그(CSLC)에 접속되며, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 셀 접합 영역(CA)을 통해 인접한 셀 트랜지스터끼리 전기적으로 접속된다.Here, the memory cell 110 includes a drain select transistor NDST connected to the bit line contact plug BLC, a source select transistor NSST connected to a common source line contact plug CSLC, and a drain select transistor NDST. ) And first through sixteenth cell transistors CT0 through CT15 connected in series between the source select transistor NSST. In the drain select transistor NDST, the drain select line DSL is connected to the gate, and in the source select transistor NSST, the source select line SSL is connected to the gate, and the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15 are connected. The first to sixteenth word lines WL0 to WL15 are connected to respective gates. In particular, referring to FIG. 3C, the semiconductor substrate SI on both sides of the drain select transistor NDST, the first through sixteenth cell transistors CT0 through CT15, and the source select transistor NSST, in particular, the upper portion of the semiconductor substrate SI. Junction regions DA, CA, and SA are disposed in the P-well P-WELL disposed on the surface. In more detail, the drain region NDA formed of silicide is disposed on one side of the drain select transistor NDST, and the source region NSA formed of silicide is formed on one side of the source select transistor NSST. Cell junction regions CA doped with N-type impurities are disposed on both sides of the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15. In this case, the drain select transistor NDST is connected to the bit line contact plug BLC through the drain region NDA, and the source select transistor NSST is connected to the common source line contact plug CSLC through the source region NSA. The first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15 are electrically connected to adjacent cell transistors through the cell junction region CA.

한편, 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 내지 CT15)는 전하트랩형 트랜지스터가 이용되고, 드레인 선택 트랜지스터(NDST) 및 소오스 선택 트랜지스터(NSST)는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)가 이용되고 있음을 알 수 있다. 이하에서는 본 발명의 요지를 흐트러뜨리지 않기 위해 드레인 선택 트랜지스터(NDST) 및 소오스 선택 트랜지스터(NSST)에 이용되는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)에 대하여 설명한다.On the other hand, the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15 use charge trap transistors, and the drain select transistor NDST and the source select transistor NSST use Schottky barrier MOSFETs. It can be seen that. Hereinafter, Schottky barrier MOSFETs used in the drain select transistor NDST and the source select transistor NSST will be described so as not to obscure the gist of the present invention.

도 4에는 도 3A 내지 도 3C에 도시된 드레인 선택 트랜지스터(NDST) 및 소오스 선택 트랜지스터(NSST)에 이용되는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)를 설명하기 위한 단면도가 도시되어 있고, 도 5a에는 도 4에 도시된 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)의 드레인 전류(Id) 및 드레인 전압(Vd) 간의 특성 곡선을 보인 그래프가 도시되어 있으며, 도 5b에는 도 4에 도시된 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)의 드레인 전류(Id) 및 게이트 전압(Vg) 간의 특성 곡선을 보인 그래프가 도시되어 있다.4 is a cross-sectional view illustrating a Schottky barrier MOSFET used in the drain select transistor NDST and the source select transistor NSST shown in FIGS. 3A to 3C. A graph showing a characteristic curve between the drain current Id and the drain voltage Vd of the Schottky barrier MOSFET shown in FIG. 4 is shown, and FIG. 5B shows the Schottky barrier MOS shown in FIG. A graph showing a characteristic curve between the drain current Id and the gate voltage Vg of the transistor Schottky barrier MOSFET is shown.

도 4를 참조하면, 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)는 소오스(S2)와 드레인(D2)을 실리사이드(silicide)로 형성한다. 그러면, 통상의 모스 트랜지스터(MOSFET; 도 2 참조)에 비해 밴드 배리어(band barrier)가 낮아지게 된다. 즉, 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)는 기생 캐패시터 및 기생 저항을 획기적으로 낮출 수 있기 때문에, 채널을 통해 전달되는 셀 전류량을 향상시킬 수 있어 동작 속도를 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)는 통상의 모스 트랜지스터(MOSFET; 도 2 참조)에 비해 접합층(junction layer) 감소 및 숏 채널 트랜지스터(short channel transistor) 구현이 가능하여 면적 측면에서도 이득을 가져올 수 있다. 이와 같은 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 통상의 모스 트랜지스터(MOSFET)과 유사한 형태의 특성 곡선을 나타내므로, 낸드형 플래시 메모리 장치에 적용될 수 있음을 단적으로 보여준다.Referring to FIG. 4, a Schottky barrier MOSFET forms a source S2 and a drain D2 with silicide. As a result, a band barrier is lower than that of a conventional MOSFET (see FIG. 2). In other words, the Schottky barrier MOSFET can significantly lower the parasitic capacitor and the parasitic resistance, thereby improving the amount of cell current delivered through the channel, thereby increasing the operating speed. In addition, the Schottky barrier MOSFET can reduce the junction layer and implement the short channel transistor compared to the conventional MOS transistor (see FIG. 2), thereby gaining in area. Can bring As shown in FIGS. 5A and 5B, the Schottky barrier MOSFET has a characteristic curve similar to that of a conventional MOSFET, and thus may be applied to a NAND flash memory device. To show

이하, 본 발명의 실시예에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the NAND flash memory device according to the embodiment of the present invention will be described.

도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 낸드형 플래시 메모리 장치의 동작 특성을 설명하기 위한 단면도가 도시되어 있다.6 is a cross-sectional view for describing an operating characteristic of a NAND flash memory device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서는 독출(read) 동작을 예로 들어 설명하며, 이때 선택된 워드라인은 제2 워드라인(WL1)을 예로 들어 설명한다.In the embodiment of the present invention, a read operation is described as an example, and the selected word line is described using the second word line WL1 as an example.

도 6을 참조하면, 스트링 구조의 메모리 셀(110)에 대한 프로그램 동작을 완료한 다음 메모리 셀(110)에 대한 독출 동작을 실시한다. 즉, 비트라인(BL)을 예정된 전압(Vbl)으로 프리차지시킨 상태에서, 제2 워드라인(WL1)에 독출 전압(Vread)을 인가하고, 제2 워드라인(WL1)을 제외한 나머지 워드라인(WL0, WL2 ~ WL15)에 패스 전압(Vpass)을 인가하며, 드레인 선택 라인(DSL) 및 소오스 선택 라인(SSL)에는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)의 동작 전압(Von)을 인가한다. 만약 제2 셀 트랜지스터(CT1)가 프로그램되지 않았다면, 제2 워드라인(WL1)을 통해 인가된 독출 전압(Vread)에 의해 제2 셀 트랜지스터(CT1)는 턴온된다. 아울러, 드레인 선택 트랜지스터(DST), 제1 내지 제16 셀 트랜지스터(CT0 ~ CT15), 소오스 선택 트랜지스터(SST)는 모두 턴온되고, 그로 인해 드레인 영역(NDA), 셀 접합 영역(CA), 소오스 영역(NSA) 사이에는 채널이 형성되면서 비트라인(BL)에서 공통 소오스 라인(CLS)으로 셀 전류(Icell)가 흐르게 된다. 이때, 드레인 선택 트랜지스터(DST) 및 소오스 선택 트랜지스터(SST)는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)가 이용됨에 따라 통상의 모스 트랜지스터(도 2 참조)에 비해 셀 전류(Icell)량이 증가된다.Referring to FIG. 6, after completing a program operation on a memory cell 110 having a string structure, a read operation is performed on the memory cell 110. That is, in the state where the bit line BL is precharged to the predetermined voltage Vbl, the read voltage Vread is applied to the second word line WL1, and the remaining word lines except for the second word line WL1 ( A pass voltage Vpass is applied to WL0, WL2 ˜ WL15, and an operating voltage Von of a Schottky barrier MOSFET is applied to the drain select line DSL and the source select line SSL. If the second cell transistor CT1 is not programmed, the second cell transistor CT1 is turned on by the read voltage Vread applied through the second word line WL1. In addition, the drain select transistor DST, the first to sixteenth cell transistors CT0 to CT15, and the source select transistor SST are all turned on, so that the drain region NDA, the cell junction region CA, and the source region are turned on. As the channel is formed between the NSAs, the cell current Icell flows from the bit line BL to the common source line CLS. In this case, as the drain select transistor DST and the source select transistor SST are used as the Schottky barrier MOSFET, the amount of cell current Icell is increased as compared with the conventional MOS transistor (see FIG. 2).

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 셀 전류(Icell)량이 증가됨에 따라 동작 속도가 향상되어 전체 동작 특성을 개선할 수 있는 이점이 있고, 또한 종래기술에 비해 사이즈가 감소됨에 따라 넷 다이(net die)가 증가되는 이점도 있다.According to the embodiment of the present invention, as the amount of cell current (Icell) is increased, the operation speed is improved to improve the overall operating characteristics, and as the size is reduced compared to the prior art, the net die (net) die is also increased.

본 발명의 기술 사상은 상기 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical spirit of the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible with various substitutions, modifications, and changes within the scope of the technical idea of the present invention.

110 : 스트링 구조의 메모리 셀 NDST : 드레인 선택 트랜지스터
CT0 ~ CT15 : 셀 트랜지스터 NSST : 소오스 선택 트랜지스터
NDA : 드레인 영역(실리사이드) CA : 셀 접합 영역
NSA : 소오스 영역(실리사이드) BLC : 비트라인 콘택 플러그
BL : 비트라인 CSLC : 공통 소오스 라인 콘택 플러그
CSL : 공통 소오스 라인 DSL : 드레인 선택 라인
SSL : 소오스 선택 라인 WL0 ~ WL15 : 워드라인
SI : 반도체 기판
110: memory cell of string structure NDST: drain select transistor
CT0 to CT15: cell transistor NSST: source select transistor
NDA: drain region (silicide) CA: cell junction region
NSA: Source region (silicide) BLC: Bitline contact plug
BL: Bitline CSLC: Common Source Line Contact Plug
CSL: Common Source Line DSL: Drain Select Line
SSL: Source select line WL0 to WL15: Word line
SI: Semiconductor Substrate

Claims (12)

비트라인에 접속되는 제1 선택 트랜지스터;
공통 소오스 라인에 접속되는 제2 선택 트랜지스터; 및
각각의 워드라인을 게이트 입력으로 하며, 상기 제1 및 제2 선택 트랜지스터 사이에 직렬로 접속된 다수의 셀 트랜지스터를 포함하며,
상기 제1 및 제2 선택 트랜지스터 중 적어도 어느 하나는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 비휘발성 메모리 장치.
A first select transistor connected to the bit line;
A second select transistor connected to the common source line; And
Each word line is a gate input, and includes a plurality of cell transistors connected in series between the first and second selection transistors.
At least one of the first and second selection transistors is a Schottky barrier MOSFET.
제1항에 있어서,
상기 제1 선택 트랜지스터가 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 경우, 상기 제1 선택 트랜지스터의 드레인은 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 소오스는 예정된 불순물로 형성되는 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 1,
And when the first select transistor is a Schottky barrier MOSFET, the drain of the first select transistor is formed of silicide and its source is formed of a predetermined impurity.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 선택 트랜지스터는 드레인 선택 라인에 게이트가 접속되는 비휘발성 메모리 장치.
The method according to claim 1 or 2,
And the gate is connected to the drain select line.
제1항에 있어서,
상기 제2 선택 트랜지스터가 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 경우, 상기 제2 선택 트랜지스터의 소오스는 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 드레인은 예정된 불순물로 형성되는 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 1,
And the source of the second select transistor is formed of silicide and the drain thereof is formed of a predetermined impurity when the second select transistor is a Schottky barrier MOSFET.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 제2 선택 트랜지스터는 소오스 선택 라인에 게이트가 접속되는 비휘발성 메모리 장치.
The method according to claim 1 or 4,
And the gate is connected to a source select line of the second select transistor.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 선택 트랜지스터가 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 경우, 상기 제1 선택 트랜지스터의 드레인은 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 소오스는 예정된 불순물로 형성되며, 상기 제2 선택 트랜지스터의 소오스는 실리사이드(siliside)로 형성되고 그의 드레인은 예정된 불순물로 형성되는 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 1,
When the first and second selection transistors are Schottky barrier MOSFETs, the drain of the first selection transistor is formed of silicide and its source is formed of a predetermined impurity, and the second selection A nonvolatile memory device in which a source of a transistor is formed of silicide and a drain thereof is formed of a predetermined impurity.
제6항에 있어서,
상기 제1 선택 트랜지스터는 드레인 선택 라인에 게이트가 접속되고,
상기 제2 선택 트랜지스터는 소오스 선택 라인에 게이트가 접속되는 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 6,
The first select transistor has a gate connected to a drain select line,
And the gate is connected to a source select line of the second select transistor.
제1항에 있어서,
상기 다수의 셀 트랜지스터들은 전하트랩형 트랜지스터인 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 1,
And the plurality of cell transistors are charge trap transistors.
스트링 구조의 메모리 셀; 및
상기 스트링 구조의 메모리 셀에 전류 경로를 형성하기 위한 스위칭 트랜지스터를 포함하며,
상기 스위칭 트랜지스터는 쇼트키 배리어 모스 트랜지스터(Schottky barrier MOSFET)인 비휘발성 메모리 장치.
Memory cells of a string structure; And
A switching transistor for forming a current path in the string cell of the memory structure,
The switching transistor is a Schottky barrier MOSFET.
제9항에 있어서,
상기 스위칭 트랜지스터는 상기 스트링 구조의 메모리 셀의 양단 중 적어도 어느 하나의 단에 배치되는 비휘발성 메모리 장치.
10. The method of claim 9,
And the switching transistor is disposed on at least one of both ends of the memory cell of the string structure.
제9항에 있어서,
상기 스위칭 트랜지스터는 상기 스트링 구조의 메모리 셀의 양단에 각각 배치되며,
상기 스위칭 구조의 메모리 셀의 양단에 각각 배치된 상기 스위칭 트랜지스터 사이에는 다수의 셀 트랜지스터가 직렬로 접속되는 비휘발성 메모리 장치.
10. The method of claim 9,
The switching transistors are disposed at both ends of the memory cell of the string structure,
And a plurality of cell transistors connected in series between the switching transistors respectively disposed at both ends of the memory cell of the switching structure.
제11항에 있어서,
상기 다수의 셀 트랜지스터는 전하트랩형 트랜지스터인 비휘발성 메모리 장치.
The method of claim 11,
And the plurality of cell transistors are charge trap transistors.
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