KR20180077101A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
메모리 셀 형성부(3a)에서는, 소스측 선택 게이트 전극(SG)과 드레인측 선택 게이트 전극(DG)을 절단 가능한 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c(13e, 13f, 13h, 13g))를 연장 설치 전극부(15a(15b))의 측벽을 따라 설치하고, 소스측 선택 게이트 전극(SG)과 드레인측 선택 게이트 전극(DG)을 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시켰으므로, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.The memory cell forming portion 3a includes four electrically cut portions 13a, 13b, 13d, 13c (13e, 13f, 13h, 13g) capable of cutting the source side select gate electrode SG and the drain side select gate electrode DG, Is provided along the side wall of the elongated electrode portion 15a (15b) and the portion for cutting the source side selection gate electrode SG and the drain side selection gate electrode DG is increased as compared with the conventional one. It is possible to prevent an erroneous reading operation caused by the voltage fluctuation in the data reading operation.
Description
본 발명은 불휘발성 반도체 기억 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device.
종래, 일본 특허 공개 제2011-129816호 공보(특허문헌 1)에는, 2개의 선택 게이트 구조체 사이에 메모리 게이트 구조체가 배치된 메모리 셀이 개시되어 있다(특허문헌 1, 도 15 참조). 실제로, 이 메모리 셀에서는, 비트선이 접속된 드레인 영역과, 소스선이 접속된 소스 영역을 구비하며, 이들 드레인 영역 및 소스 영역 사이의 웰 상에 하나의 선택 게이트 구조체, 메모리 게이트 구조체 및 다른 선택 게이트 구조체가 순서대로 배치 형성되어 있다. 이러한 구성을 포함하는 메모리 셀에는, 메모리 게이트 구조체에 전하 축적층이 형성되어 있으며, 당해 전하 축적층에 전하를 주입함으로써 데이터가 기입되거나, 또는 전하 축적층 중의 전하를 인발함으로써 데이터가 소거될 수 있도록 이루어져 있다.Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-129816 (Patent Document 1) discloses a memory cell in which a memory gate structure is disposed between two select gate structures (see
여기서, 도 9는, 종래에 있어서의 불휘발성 반도체 기억 장치(100)의 회로 구성의 일례를 도시하는 개략도이다. 이 경우, 불휘발성 반도체 기억 장치(100)는, 예를 들어 복수의 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)가 행렬 형상으로 배치되어 있으며, 행 방향으로 배열되는 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)마다 메모리 셀 형성부(101a, 101b, 101c, 101d)를 구성하고 있다.Here, Fig. 9 is a schematic diagram showing an example of the circuit configuration of the conventional nonvolatile
또한 불휘발성 반도체 기억 장치(100)는, 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h) 중, 열 방향으로 배열되는 메모리 셀(102a, 102c, 102e, 102g)(102b, 102d, 102f, 102h)에서 1개의 비트선 BL1(BL2)을 공유하고 있으며, 각 비트선 BL1, BL2마다 소정의 비트 전압이 일률적으로 인가될 수 있다. 또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(100)는, 예를 들어 메모리 셀 형성부(101a, 101b, 101c, 101d)마다 메모리 게이트선 MGL1, MGL2, MGL3, MGL4 및 드레인측 선택 게이트선 DGL1, DGL2, DGL3, DGL4를 공유하고 있으며, 각 메모리 게이트선 MGL1, MGL2, MGL3, MGL4 및 각 드레인측 선택 게이트선 DGL1, DGL2, DGL3, DGL4마다 각각 소정의 전압이 인가될 수 있다.The nonvolatile
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 1개의 소스측 선택 게이트선 SGL과 1개의 소스선 SL을 모든 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)에서 공유하고 있으며, 소스측 선택 게이트선 SGL에 소정의 소스 게이트 전압이 인가되고, 소스선 SL에 소정의 소스 전압이 인가될 수 있다.In this nonvolatile
각 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)은 동일한 구성을 갖고 있으며, 예를 들어 메모리 셀(102a)에는, 메모리 게이트선 MGL1이 접속된 메모리 게이트 전극 MG와, 드레인측 선택 게이트선 DGL1이 접속된 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 소스측 선택 게이트선 SGL이 접속된 소스측 선택 게이트 전극 SG를 갖고 있다. 그리고 각 메모리 셀(102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)에는, 메모리 게이트 전극 MG 및 채널층 사이의 전압 차에 의하여 발생하는 양자 터널 효과에 의하여 전하 축적층 EC 중에 전하를 주입할 수 있어, 데이터가 기입된 상태로 될 수 있다.Each of the
여기서, 이러한 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 예를 들어 1행 1열째의 메모리 셀(102a)에 기입된 데이터를 판독하는 데이터 판독 동작 시, 데이터를 판독하는 메모리 셀(이하, 데이터 판독 셀이라고도 칭함)(102a)에 접속된 비트선 BL1에 1.5[V]의 판독 전압이 인가되고, 데이터를 판독하지 않는 메모리 셀(102b, 102d, 102f, 102h)만이 접속된 비트선 BL2에 0[V]의 판독 금지 전압이 인가될 수 있다.Here, in such a conventional nonvolatile
또한 이때, 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 메모리 게이트선 MGL1, MGL2, MGL3, MLG4에 0[V]이 인가되고, 소스측 선택 게이트선 SGL에 1.5[V]이 인가되고, 소스선 SL에 0[V]이 인가될 수 있다. 또한 이때, 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 데이터 판독 셀(102a)에 접속된 드레인측 선택 게이트선 DGL1에 1.5[V]의 판독 게이트 전압이 인가되고, 데이터를 판독하지 않는 메모리 셀(102c, 102d, 102e, 102f, 102g, 102h)만이 접속된 드레인측 선택 게이트선 DGL2, DGL3, DGL4에 0[V]의 판독 금지 게이트 전압이 인가될 수 있다.In this case, 0 [V] is applied to the memory gate lines MGL1, MGL2, MGL3 and MLG4 in the nonvolatile
이것에 의하여, 데이터 판독 셀(102a)에서는, 비트선 BL1과 접속한 드레인측 선택 게이트 전극 DG 바로 아래의 웰이 도통 상태로 되지만, 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있을 때(데이터가 기입되어 있을 때), 메모리 게이트 전극 MG 바로 아래의 웰이 비도통 상태로 되어 소스선 SL과 비트선 BL1의 전기적인 접속이 차단되어, 비트선 BL1에 1.5[V]의 판독 전압이 그대로 유지될 수 있다.As a result, in the data read
한편, 데이터 판독 셀(102a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있지 않은 경우(데이터가 기입되어 있지 않은 경우)에는, 메모리 게이트 전극 MG 바로 아래의 웰이 도통 상태로 되어, 데이터 판독 셀(102a)을 통하여 0[V]의 소스선 SL과 1.5[V]의 비트선 BL1이 전기적으로 접속하고, 0[V]의 소스선 SL에 의하여, 비트선 BL1에 인가되어 있는 1.5[V]의 판독 전압이 저하된다.On the other hand, when no charge is accumulated in the charge accumulation layer EC of the data read
또한 이때, 데이터 판독 셀(102a)과 비트선 BL1을 공유하는 다른 메모리 셀(102c, 102e, 102g)에서는, 드레인측 선택 게이트선 DGL2, DGL3, DGL4와 비트선 BL1의 전압 차에 의하여 드레인측 선택 게이트 전극 DG 바로 아래의 웰이 비도통 상태로 되어, 비트선 BL1의 1.5[V]의 판독 전압에 대하여 영향을 미치지 않는다. 이와 같이 하여, 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 비트선 BL1의 판독 전압이 변화되었는지의 여부를 검지함으로써, 데이터 판독 셀(102a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있는지의 여부를 검지할 수 있다.At this time, in the
다음으로, 이러한 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에 설치된 메모리 셀 형성부(101a, 101b, 101c, 101d) 중, 예를 들어 메모리 셀 형성부(101a)의 평면 레이아웃에 대하여 설명한다. 여기서, 메모리 셀 형성부(101a)의 평면 레이아웃으로서는, 도 10에 도시한 바와 같은 평면 레이아웃이 생각된다. 도 10은, 메모리 셀 형성부(101a)를 반도체 기판의 상방에서 보았을 때의 평면 레이아웃의 일례를 도시하는 개략도이다. 또한 여기서는, 3개의 메모리 셀(102a, 102b, 102c)이 설치된 메모리 셀 형성부(101a)에 대하여 설명한다.Next, the layout of the memory
이 경우, 메모리 셀 형성부(101a)에는, 메모리 셀(102a, 102b, 102c)이 배치된 메모리 셀 영역 ER3을 갖고 있으며, 이 메모리 셀 영역 ER3의 한쪽 말단부에 하나의 선택 게이트 콘택트 영역 ER6이 배치되고, 당해 메모리 셀 영역 ER3의 다른 쪽 말단부에 다른 선택 게이트 콘택트 영역 ER7이 배치되어 있다. 또한 선택 게이트 콘택트 영역 ER6(ER7)의 말단부에는, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)를 개재하여 물리적 절단 영역 ER1(ER5)이 배치되어 있다.In this case, the memory
이 경우, 메모리 셀 형성부(101a)는, 하나의 물리적 절단 영역 ER1로부터 하나의 전기적 절단 영역 ER2, 하나의 선택 게이트 콘택트 영역 ER6, 메모리 셀 영역 ER3, 다른 선택 게이트 콘택트 영역 ER7, 다른 전기적 절단 영역 ER4 및 다른 물리적 절단 영역 ER5에 걸쳐 띠 형상의 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치되어 있으며, 예를 들어 물리적 절단 영역 ER1, ER5의 메모리 게이트 전극 MG 상에 메모리 게이트 콘택트 MGC가 설치되어 있다.In this case, the memory
메모리 셀 영역 ER3에는, 소정 형상의 웰 W가 반도체 기판 표면에 형성되어 있으며, 예를 들어 웰 W 중 띠 형상으로 형성된 메모리 배치 영역 W1, W2, W3에 메모리 게이트 전극 MG가 교차하도록 배치되어 있다. 여기서, 메모리 배치 영역 W1, W2, W3은 메모리 게이트 전극 MG를 경계로 하여 소스 영역 WS측과 드레인 영역 WD측으로 구분되어 있다. 메모리 셀 형성부(101a)에서는, 각 메모리 배치 영역 W1, W2, W3의 소스 영역 WS가 서로 연접해 있으며, 소스선 SL(도 9)이 접속된 주상의 소스 콘택트 SC를 통하여 각 소스 영역 WS에 소정의 소스 전압이 일률적으로 인가될 수 있다.In the memory cell region ER3, a well W having a predetermined shape is formed on the surface of the semiconductor substrate. For example, the memory gate electrode MG is arranged so as to cross the memory arrangement regions W1, W2 and W3 formed in a strip shape of the well W. Here, the memory arrangement regions W1, W2 and W3 are divided into the source region WS side and the drain region WD side with the memory gate electrode MG as a boundary. In the memory
또한 메모리 셀 형성부(101a)에서는, 메모리 배치 영역 W1, W2, W3의 각 드레인 영역 WD가 서로 분리되어 있으며, 드레인 영역 WD마다 각각 설치한 비트 콘택트 BC를 통하여 다른 비트선 BL1, BL2, …로부터 각 드레인 영역 WD에 소정의 비트 전압이 개별적으로 인가될 수 있다.Further, in the memory
메모리 셀 형성부(101a)의 메모리 셀 영역 ER3에는, 웰 W의 드레인 영역 WD측에 메모리 게이트 전극 MG의 하나의 측벽(112)이 배치되며, 당해 측벽(112)을 따라 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성되어 있다. 한편, 웰 W의 소스 영역 WS측에는 메모리 게이트 전극 MG의 다른 측벽(111)이 배치되어 있으며, 당해 측벽(111)을 따라 소스측 선택 게이트 전극 SG가 형성되어 있다. 이 경우, 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG는, 메모리 게이트 전극 MG와 함께, 행 방향으로 배열되는 복수의 메모리 셀(102a, 102b, 102c)에서 공유되어 있다. 또한 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG는, 절연 재료를 포함하는 측벽 스페이서(도시하지 않음)에 의하여 메모리 게이트 전극 MG와 절연되어 있다.One
드레인측 선택 게이트 전극 DG에는, 드레인측 선택 게이트 콘택트 DGC가 설치된, 폭이 넓은 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca가, 하나의 선택 게이트 콘택트 영역 ER6에 형성되어 있으며, 드레인측 선택 게이트선 DGL2(도 9)로부터의 소정 전압이 드레인측 선택 게이트 콘택트 DGC 및 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca를 통하여 인가될 수 있다.A selective gate contact forming portion Ca having a wide width provided with the drain-side select gate contact DGC is formed in one select gate contact region ER6 and a drain-side select gate line DGL2 (Fig. 9) is formed in the drain- A predetermined voltage from the drain side selection gate contact DGC and the selection gate contact formation portion Ca can be applied.
또한 소스측 선택 게이트 전극 SG에는, 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC가 설치된, 폭이 넓은 선택 게이트 콘택트 형성부 Cb가, 다른 선택 게이트 콘택트 영역 ER7에 형성되어 있으며, 소스측 선택 게이트선 SGL(도 9)로부터의 소정 전압이 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC 및 선택 게이트 콘택트 형성부 Cb를 통하여 인가될 수 있다.9) is formed in the other selection gate contact region ER7 and the source-side selection gate line SGL (Fig. 9) is formed in the other- Can be applied through the source side selection gate contact SGC and the selection gate contact formation portion Cb.
이에 추가하여, 전기적 절단 영역 ER2, ER4에는 메모리 셀 영역 ER3로부터 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치되어 있지만, 메모리 셀 영역 ER3과는 달리 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG가 연장 설치되어 있지 않으며, 이들 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG 대신 pin 접합을 형성하는 전기적 절단부(103a, 103b)가 형성되어 있다. 실제상, 전기적 절단부(103a, 103b)는, i형을 포함하는 진성 반도체층 Ia, Ib와, 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG와는 상이한 도전형(이 경우, p형)의 역도전형 반도체층 OC를 갖고 있으며, 이들 진성 반도체층 Ia, Ib와 역도전형 반도체층 OC가, 진성 반도체층 Ia, 역도전형 반도체층 OC 및 진성 반도체층 Ib의 순으로 배열되어 메모리 게이트 전극 MG의 각 측벽(111, 112)을 따라 각각 형성되어 있다.In addition, in the electrically cut regions ER2 and ER4, the memory gate electrode MG is extended from the memory cell region ER3. However, unlike the memory cell region ER3, the drain-side select gate electrode DG and the source-side select gate electrode SG are extended And electrically disconnected
이와 같이 메모리 셀 형성부(101a)의 전기적 절단 영역 ER2, ER4에서는, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여, i형의 진성 반도체층 Ia, p형의 역도전형 반도체층 OC, 및 i형의 진성 반도체층 Ib의 순으로 배치되어 있는 점에서, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG의 말단부에 pin 접합을 형성할 수 있으며, 전기적 절단부(103a, 103b)의 2개소에서 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG가 전기적으로 절단될 수 있도록 이루어져 있다.As described above, in the electrically cut regions ER2 and ER4 of the memory
또한 이에 추가하여, 전기적 절단 영역 ER2, ER4의 말단부에 있는 물리적 절단 영역 ER1, ER5에는, 메모리 게이트 전극 MG의 측벽(111, 112) 및 말단부 벽(113)을 따라 반도체 재료 등에 의한 도통층이 형성되어 있지 않으며, 드레인측 선택 게이트 전극 DG 및 소스측 선택 게이트 전극 SG를 비접촉 상태로 한 물리적 절단부(104)가 형성되어 있다. 이것에 의하여, 메모리 셀 형성부(101a)에서는, 2개의 전기적 절단부(103a, 103b)뿐 아니라 물리적 절단 영역 ER1, ER5의 물리적 절단부(104)에 의해서도 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG가 전기적으로 비접속 상태로 되며, 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG에 각각 개별적으로 소정의 전압을 인가할 수 있다.In addition, a conductive layer made of a semiconductor material or the like is formed along the
그런데 이러한 메모리 셀 형성부(101a)에서는, 2개의 전기적 절단부(103a, 103b)와 하나의 물리적 절단부(104)에 의하여 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG와의 전기적인 접속이 방지되어 있지만, 어떠한 원인에 의하여 이들 전기적 절단부(103a, 103b) 및 물리적 절단부(104)에 문제가 발생하여, 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG가 전기적으로 접속되어 버리는 것도 생각된다.In this memory
여기서, 예를 들어 도 9에 도시한 바와 같이, 1행 1열째의 메모리 셀(102a)의 데이터를 판독하는 데이터 판독 동작 시, 데이터를 판독하지 않는 메모리 셀 형성부(101b)에 있어서 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG가 전기적으로 접속하여 쇼트 불량이 발생하고 있으면, 메모리 셀 형성부(101b)에 0[V]의 드레인측 선택 게이트선 DGL2과 1.5[V]의 소스측 선택 게이트선 SGL이 전기적으로 접속되어 버리게 된다(도 9중, 배선 L로 나타냄).9, in the data read operation for reading the data of the
그 결과, 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 드레인측 선택 게이트선 DGL2의 0[V]의 전압이 상승해 버리거나, 또는 모든 메모리 셀(102a, 102b, …)에서 공유하고 있는 소스측 선택 게이트선 SGL의 1.5[V]의 전압이 저하되어 버려, 드레인측 선택 게이트선 DGL2이나 소스측 선택 게이트선 SGL의 전압 변동에 의하여 판독 오동작이 발생해 버리는 우려가 있다.As a result, in the nonvolatile
그 때문에, 이러한 불휘발성 반도체 기억 장치(100)에서는, 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG가 전기적으로 접속되어 버리는 바와 같은 상황이 발생하지 않도록 한층 더 대책을 강구하여, 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 것이 요망되고 있다.Therefore, in such a nonvolatile
그래서, 본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것이며, 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있는 불휘발성 반도체 기억 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of preventing an erroneous reading operation caused by a voltage fluctuation in a data read operation more than ever.
이러한 과제를 해결하기 위하여 청구항 1의 불휘발성 반도체 기억 장치는, 복수의 메모리 셀 형성부가 설치된 불휘발성 반도체 기억 장치이며, 상기 메모리 셀 형성부는, 반도체 기판의 웰 상에 제1 선택 게이트 절연막을 개재하여 제1 선택 게이트 전극을 가진 제1 선택 게이트 구조체와, 상기 웰 상에 제2 선택 게이트 절연막을 개재하여 제2 선택 게이트 전극을 가진 제2 선택 게이트 구조체와, 해당 제1 선택 게이트 구조체 및 해당 제2 선택 게이트 구조체 사이에 측벽 스페이서를 개재하여 설치되고, 하부 게이트 절연막, 전하 축적층, 상부 게이트 절연막 및 메모리 게이트 전극의 순으로 상기 웰 상에 적층된 메모리 게이트 구조체와, 상기 제1 선택 게이트 구조체 및 상기 제2 선택 게이트 구조체가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역의 상기 메모리 게이트 전극으로부터 연장 설치된 연장 설치 전극부를 구비하고, 상기 연장 설치 전극부의 측벽에는, 상기 제1 선택 게이트 전극 및 상기 제2 선택 게이트 전극과는 도전형이 상이한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것이 3개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to solve such a problem, a nonvolatile semiconductor memory device according to
또한 청구항 2의 불휘발성 반도체 기억 장치는, 복수의 메모리 셀 형성부가 설치된 불휘발성 반도체 기억 장치이며, 상기 메모리 셀 형성부는, 반도체 기판의 웰 상에 제1 선택 게이트 절연막을 개재하여 제1 선택 게이트 전극을 가진 제1 선택 게이트 구조체와, 상기 웰 상에 제2 선택 게이트 절연막을 개재하여 제2 선택 게이트 전극을 가진 제2 선택 게이트 구조체와, 해당 제1 선택 게이트 구조체 및 해당 제2 선택 게이트 구조체 사이에 측벽 스페이서를 개재하여 설치되고, 하부 게이트 절연막, 전하 축적층, 상부 게이트 절연막 및 메모리 게이트 전극의 순으로 상기 웰 상에 적층된 메모리 게이트 구조체를 구비하고 있고, 하나의 상기 메모리 셀 형성부와, 다른 상기 메모리 셀 형성부는, 상기 제1 선택 게이트 구조체 및 상기 제2 선택 게이트 구조체가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역의 상기 메모리 게이트 전극으로부터 연장 설치한 연장 설치 전극부에 의하여 연속 설치된 구성을 갖고, 상기 연장 설치 전극부의 측벽에는, 상기 제1 선택 게이트 전극 및 상기 제2 선택 게이트 전극과는 도전형이 상이한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것이 3개 이상 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2 is a nonvolatile semiconductor memory device provided with a plurality of memory cell forming sections, wherein the memory cell forming section includes a first select gate electrode A second select gate structure having a second select gate electrode on the well via a second select gate insulating film; and a second select gate structure between the first select gate structure and the second select gate structure And a memory gate structure provided on the well in the order of the lower gate insulating film, the charge storage layer, the upper gate insulating film, and the memory gate electrode, the memory gate structure being provided with a sidewall spacer, Wherein the memory cell formation portion includes a first selection gate structure and a second selection gate structure, Wherein the first selection gate electrode and the second selection gate electrode are formed continuously on an extended electrode portion extended from the memory gate electrode of the selective gate formation region arranged in the first direction, Is characterized in that at least three of the inversed conductivity type semiconductor layers or the intrinsic semiconductor layers having different conductivity types are provided.
본 발명의 청구항 1에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치에서는, 제1 선택 게이트 전극과 제2 선택 게이트 전극을 절단 가능한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것을 3개 이상 연장 설치 전극부의 측벽을 따라 설치하고, 제1 선택 게이트 전극과 제2 선택 게이트 전극을 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시켜, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In the nonvolatile semiconductor memory device according to
또한 본 발명의 청구항 2에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치에서는, 하나의 메모리 셀 형성부의 제1 선택 게이트 전극과, 다른 메모리 셀 형성부에 있어서의 제1 선택 게이트 전극 또는 제2 선택 게이트 전극과의 전기적인 접속을 절단하는 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것을 3개 이상 연장 설치 전극부의 측벽을 따라 설치하고, 하나의 메모리 셀 형성부의 제1 선택 게이트 전극과, 다른 메모리 셀 형성부에 있어서의 제1 선택 게이트 전극 또는 제2 선택 게이트 전극을 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시켜, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In the nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2 of the present invention, the first select gate electrode of one memory cell forming section and the first select gate electrode or the second select gate electrode of the other memory cell forming section Wherein at least three of the inverted-type semiconductor layer and the intrinsic semiconductor layer which cut the connection are provided along the side wall of the extended electrode portion, and the first selection gate electrode of one memory cell formation portion and the first selection gate electrode of the other memory cell formation portion It is possible to increase the number of portions for cutting the first select gate electrode or the second select gate electrode as compared with the prior art and to prevent the erroneous read operation caused by the voltage fluctuation in the data read operation more than the conventional one.
도 1은 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치에 설치되는 메모리 셀의 단면 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 회로 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3은 불휘발성 반도체 기억 장치의 각종 동작 시에 있어서의 전압값을 정리한 표이다.
도 4는 제1 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.
도 5는 제2 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.
도 6은 제3 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.
도 7은 제4 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.
도 8은 다른 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.
도 9는 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 회로 구성을 도시하는 개략도이다.
도 10은 종래의 메모리 셀 형성부의 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a memory cell provided in a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
3 is a table summarizing voltage values in various operations of the nonvolatile semiconductor memory device.
4 is a schematic view showing a plane layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.
5 is a schematic view showing a plane layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.
6 is a schematic view showing a plane layout of a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment.
7 is a schematic diagram showing a planar layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment.
8 is a schematic view showing a plane layout of a nonvolatile semiconductor memory device according to another embodiment.
9 is a schematic diagram showing a circuit configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.
10 is a schematic view showing a planar layout of a conventional memory cell forming portion.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다. 또한 설명은 이하에 나타내는 순서로 한다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described. The description will be given in the following order.
<1. 제1 실시 형태><1. First Embodiment>
1-1. 메모리 셀의 구성1-1. Configuration of memory cell
1-2. 본 발명에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 회로 구성1-2. Circuit configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention
1-3. 불휘발성 반도체 기억 장치에 있어서의 각종 동작 시에 있어서의 전압에 대하여1-3. With respect to the voltage in various operations in the nonvolatile semiconductor memory device
1-4. 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃1-4. Flat layout of nonvolatile semiconductor memory device
1-5. 작용 및 효과1-5. Action and effect
<2. 제2 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃><2. Flat layout of nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment >
<3. 제3 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃><3. Flat layout of nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment >
<4. 제4 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃><4. Flat layout of nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment >
<5. 다른 실시 형태><5. Other Embodiments>
<6. 전기적 절단 영역과 물리적 절단 영역의 위치 관계에 대하여><6. Regarding the positional relationship between the electrical cutting area and the physical cutting area>
(1) 제1 실시 형태(1) First Embodiment
(1-1) 메모리 셀의 구성(1-1) Configuration of memory cell
우선 맨 처음에, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치에 행렬 형상으로 배치되는 메모리 셀의 구성에 대하여 이하 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 메모리 셀(2a)은, 예를 들어 P형 Si 등을 포함하는 웰 W 상에, N형의 트랜지스터 구조를 형성하는 메모리 게이트 구조체(4a)와, N형의 MOS(Metal-Oxide-Semiconductor) 트랜지스터 구조를 형성하는 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)와, 마찬가지로 N형의 MOS 트랜지스터 구조를 형성하는 소스측 선택 게이트 구조체(6a)가 형성되어 있다.First, the structure of a memory cell arranged in a matrix form in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention will be described first. As shown in Fig. 1, the
웰 W의 표면에는, 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)의 일단부에 있는 드레인 영역 WD와, 소스측 선택 게이트 구조체(6a)의 일단부에 있는 소스 영역 WS가 소정 거리를 띄우고 형성되어 있으며, 드레인 영역 WD에 비트선 BL1이 접속되고, 소스 영역 WS에 소스선 SL이 접속되어 있다. 또한 웰 W 표면에는 저농도 드레인 영역 WDa가 드레인 영역 WD와 인접하도록 형성되어 있으며, 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)의 측벽을 따라 형성된 사이드 월 SW가 당해 저농도 드레인 영역 WDa 상에 배치되어 있다. 또한 웰 W 표면에는 저농도 소스 영역 WSa가 소스 영역 WS와 인접하도록 형성되어 있으며, 소스측 선택 게이트 구조체(6a)의 측벽을 따라 형성된 사이드 월 SW가 당해 저농도 소스 영역 WSa 상에 배치되어 있다.A drain region WD at one end of the drain side
메모리 게이트 구조체(4a)는, 저농도 드레인 영역 WDa 및 저농도 소스 영역 WSa 사이의 웰 W 상에, SiO2 등의 절연 재료를 포함하는 하부 게이트 절연막 Bo를 개재하여, 예를 들어 질화실리콘(Si3N4)이나 산질화실리콘(SiON), 알루미나(Al2O3), 하프니아(HfO2) 등을 포함하는 전하 축적층 EC를 갖고 있으며, 또한 이 전하 축적층 EC 상에, 마찬가지로 절연 재료를 포함하는 상부 게이트 절연막 Tp를 개재하여 메모리 게이트 전극 MG를 갖고 있다. 이것에 의하여 메모리 게이트 구조체(4a)는, 하부 게이트 절연막 Bo 및 상부 게이트 절연막 Tp에 의하여 전하 축적층 EC가 웰 W 및 메모리 게이트 전극 MG로부터 절연된 구성을 갖는다.Memory gate structure (4a) is, on the wells W between the lightly doped drain region WDa, and lightly doped source region WSa, via the lower gate insulating film Bo comprising a insulating material such as SiO 2, for example, silicon nitride (Si 3 N And a charge storage layer EC including silicon oxynitride (SiON), alumina (Al 2 O 3 ), hafnia (HfO 2 ), and the like. And has a memory gate electrode MG via an upper gate insulating film Tp. Thus, the
이러한 구성에 추가하여, 메모리 게이트 구조체(4a)에는, 절연 재료에 의하여 형성된 캡막 CP가 메모리 게이트 전극 MG 상에 형성되어 있으며, 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)의 상면에 있는 실리사이드층 S1과, 소스측 선택 게이트 구조체(6a)의 상면에 있는 실리사이드층 S2가, 당해 캡막 CP의 막 두께만큼 메모리 게이트 전극 MG의 상면으로부터 멀어지도록 형성되어 있다. 이와 같이 메모리 셀(2a)의 영역에 있는 메모리 게이트 전극 MG는, 상면에 실리사이드층이 형성되어 있지 않고 캡막 CP로 덮인 구성으로 되어 있다.In addition to this structure, a cap film CP formed of an insulating material is formed on the memory gate electrode MG in the
또한 이 실시 형태의 경우, 캡막 CP는, 예를 들어 SiO2 등의 절연 재료를 포함하는 하부 캡막 CPa 상에, 당해 하부 캡막 CPa와는 상이한 SiN 등의 절연 재료를 포함하는 상부 캡막 CPb가 적층된 적층 구조를 갖고 있다.In the case of this embodiment, a cap film CP is, for example, the lower cap film CPa phase comprising an insulating material such as SiO 2, the art bottom cap film CPa than an insulating material, such as different SiN upper cap film the CPb are stacked laminate Structure.
여기서, 메모리 게이트 구조체(4a)의 메모리 게이트 전극 MG에는, 벽 형상의 제1 측벽(11)과, 당해 제1 측벽(11)에 대향 배치된 벽 형상의 제2 측벽(12)이 설치되어 있다. 메모리 게이트 구조체(4a)는, 하부 게이트 절연막 Bo, 전하 축적층 EC, 상부 게이트 절연막 Tp 및 캡막 CP의 각 측벽이 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11) 및 제2 측벽(12)을 따라 형성되며, 이들 하부 게이트 절연막 Bo, 전하 축적층 EC, 상부 게이트 절연막 Tp 및 캡막 CP가 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11) 및 제2 측벽(12) 사이의 영역에 형성되어 있다.The memory gate electrode MG of the
메모리 게이트 구조체(4a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)이나 하부 게이트 절연막 Bo, 전하 축적층 EC, 상부 게이트 절연막 Tp 및 캡막 CP의 각 측벽을 따라, 절연 재료를 포함하는 측벽 스페이서(28a)가 형성되어 있으며, 당해 측벽 스페이서(28a)를 개재하여 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)가 인접되어 있다. 메모리 게이트 구조체(4a)와 드레인측 선택 게이트 구조체(5a) 사이에 형성된 측벽 스페이서(28a)는 소정의 막 두께에 의하여 형성되어 있으며, 메모리 게이트 구조체(4a)와 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)를 절연할 수 있도록 이루어져 있다. 또한 메모리 게이트 구조체(4a) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a) 사이의측벽 스페이서(28a)의 막 두께는, 측벽 스페이서(28a)의 내압 불량이나, 메모리 게이트 구조체(4a) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a) 사이에서의 판독 전류를 고려하여, 5[㎚] 이상 40[㎚] 이하의 폭으로 선정되어 있는 것이 바람직하다.The
드레인측 선택 게이트 구조체(5a)는, 측벽 스페이서(28a)와 드레인 영역 WD 사이의 웰 W 상에, 막 두께가 9[㎚] 이하, 바람직하게는 3[㎚] 이하이고 절연 재료를 포함하는 드레인측 선택 게이트 절연막(30)을 갖고 있으며, 당해 드레인측 선택 게이트 절연막(30) 상에 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성된 구성을 갖는다. 또한 제2 선택 게이트 전극으로서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG에는, 상면에 실리사이드층 S1이 형성되어 있으며, 당해 실리사이드층 S1에 제2 선택 게이트선으로서의 드레인측 선택 게이트선 DGL1이 접속되어 있다.The drain side
또한 메모리 게이트 구조체(4a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이나 하부 게이트 절연막 Bo, 전하 축적층 EC, 상부 게이트 절연막 Tp 및 캡막 CP의 각 측벽을 따라, 절연 재료를 포함하는 측벽 스페이서(28b)가 형성되어 있으며, 당해 측벽 스페이서(28b)를 개재하여 소스측 선택 게이트 구조체(6a)가 인접되어 있다. 이러한 메모리 게이트 구조체(4a)와 소스측 선택 게이트 구조체(6a) 사이에 형성된 측벽 스페이서(28b)도 한쪽 측벽 스페이서(28a)와 동일한 5[㎚] 이상 40[㎚] 이하의 막 두께으로 선정되어 있으며, 메모리 게이트 구조체(4a)와 소스측 선택 게이트 구조체(6a)를 절연할 수 있도록 이루어져 있다.The
소스측 선택 게이트 구조체(6a)는, 측벽 스페이서(28b)와 소스 영역 WS 사이의 웰 W 상에, 막 두께가 9[㎚] 이하, 바람직하게는 3[㎚] 이하이고 절연 재료를 포함하는 소스측 선택 게이트 절연막(33)을 갖고 있으며, 당해 소스측 선택 게이트 절연막(33) 상에 소스측 선택 게이트 전극 SG가 형성된 구성을 갖는다. 또한 제1 선택 게이트 전극으로서의 소스측 선택 게이트 전극 SG에는, 상면에 실리사이드층 S2가 형성되어 있으며, 당해 실리사이드층 S2에 제1 선택 게이트선으로서의 소스측 선택 게이트선 SGL이 접속되어 있다.The source side
이에 추가하여, 이 실시 형태의 경우, 측벽 스페이서(28a, 28b)를 개재하여 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11) 및 제2 측벽(12)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG는, 각각 메모리 게이트 전극 MG로부터 떨어짐에 따라 정상부가 웰 W를 향하여 하강해 가는 사이드 월 형상으로 형성되어 있다.In addition, in the case of this embodiment, the source side selection gate electrode SG and the drain side (source side) formed along the
메모리 셀(2a)은, 소스측 선택 게이트 구조체(6a) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)가 각각 메모리 게이트 구조체(4a)의 측벽(제1 측벽(11) 및 제2 측벽 12))을 따라 사이드 월 형상으로 형성되며, 이들 소스측 선택 게이트 구조체(6a) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)가 각각 메모리 게이트 구조체(4a)와 근접해 있더라도, 메모리 게이트 전극 MG 상에 형성된 캡막 CP에 의하여, 드레인측 선택 게이트 전극 DG 상의 실리사이드층 S1과 소스측 선택 게이트 전극 SG 상의 실리사이드층 S2가 각각 메모리 게이트 전극 MG로부터 떨어지게 되어 있으므로, 그만큼 이들 실리사이드층 S1, S2와 메모리 게이트 전극 MG와의 쇼트를 방지할 수 있도록 이루어져 있다.The
(1-2) 본 발명에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 회로 구성(1-2) Circuit configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention
다음으로, 본 발명에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 회로 구성에 대하여 설명한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 불휘발성 반도체 기억 장치(1)는, 예를 들어 복수의 메모리 셀(2a, 2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2i, 2j)이 행렬 형상으로 배치되어 있다. 또한 각 메모리 셀(2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2i, 2j)은 도 1에서 설명한 메모리 셀(2a)과 동일한 구성을 갖고 있으며, 메모리 게이트선 MGL이 접속된 메모리 게이트 전극 MG와, 드레인측 선택 게이트선 DGL1(DGL2, DGL3, DGL4)이 접속된 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 소스측 선택 게이트선 SGL이 접속된 소스측 선택 게이트 전극 SG를 갖고 있다.Next, the circuit configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described. 2, a plurality of
불휘발성 반도체 기억 장치(1)는, 행 방향으로 배열되는 메모리 셀(2a, 2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2i, 2j)마다 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, 3d)를 구성하고 있으며, 예를 들어 기판 전압선 Back에 의하여 메모리 셀(2a, 2b, 2d, 2e)에 소정의 기판 전압이 인가될 수 있다.The nonvolatile
또한 불휘발성 반도체 기억 장치(1)는, 메모리 셀(2a, 2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2i, 2j) 중, 열 방향으로 배열되는 메모리 셀(2a, 2d, 2g, 2i, 2b, 2e, 2h, 2j)에서 1개의 비트선 BL1(BL2)을 공유하고 있으며, 각 비트선 BL1, BL2에 의하여 열 방향의 메모리 셀(2a, 2d, 2g, 2i, 2b, 2e, 2h, 2j)마다 소정의 비트 전압이 일률적으로 인가될 수 있다. 또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(1)는, 예를 들어 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, 3d)마다 드레인측 선택 게이트선 DGL1, DGL2, DGL3, DGL4를 공유하고 있으며, 각 드레인측 선택 게이트선 DGL1, DGL2, DGL3, DGL4에 의하여 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, 3d)마다 각각 소정의 전압이 인가될 수 있다.The nonvolatile
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에서는, 1개의 메모리 게이트선 MGL과, 1개의 소스측 선택 게이트선 SGL과, 1개의 소스선 SL을 모든 메모리 셀(2a, 2b, 2d, 2e, 2g, 2h, 2i, 2j)에서 공유하고 있으며, 메모리 게이트선 MGL에 소정의 메모리 게이트 전압이 인가되고, 소스측 선택 게이트선 SGL에 소정의 소스 게이트 전압이 인가되고, 소스선 SL에 소정의 소스 전압이 인가될 수 있다.In this nonvolatile
(1-3) 불휘발성 반도체 기억 장치에 있어서의 각종 동작 시에 있어서의 전압에 대하여(1-3) Regarding the voltage in various operations in the nonvolatile semiconductor memory device
다음으로, 이러한 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에 있어서의 각종 동작에 대하여 설명한다. 도 3은, 도 2에 도시한 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에 있어서, 예를 들어 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하를 주입하는 데이터 기입 동작 시(「Prog」)와, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있는지의 여부를 검지하는 데이터 판독 동작 시(「Read」)와, 메모리 셀(2a) 등의 전하 축적층 EC 중의 전하를 인발하는 데이터 소거 동작 시(「Erase」)에 있어서의 각 부위에서의 전압값의 일례를 나타내는 표이다.Next, various operations in the nonvolatile
도 3의 「Prog」란에서는, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하를 주입할 때의 전압값(「선택 열」 및 「선택 행」)과, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하를 주입하지 않을 때의 전압값(「비선택 열」 또는 「비선택 행」)을 나타낸다.In the column of " Prog " in Fig. 3, the voltage values ("selection column" and "selection row") when charges are injected into the charge storage layer EC of the
예를 들어 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하를 주입하는 경우에는, 도 3의 「Prog」란에 나타낸 바와 같이, 메모리 게이트선 MGL로부터 메모리 게이트 전극 MG에 12[V]의 전하 축적 게이트 전압이 인가되고, 웰 W(도 3 중, 「Back」이라 표기)에 0[V]의 기판 전압이 인가될 수 있다. 또한 이때, 소스측 선택 게이트 전극 SG에는 소스측 선택 게이트선 SGL로부터 0[V]의 게이트 오프 전압이 인가되고, 소스 영역 WS에는 소스선 SL로부터 0[V]의 소스 오프 전압이 인가될 수 있다. 이것에 의하여 소스측 선택 게이트 구조체(6a)는, 소스 영역 WS와, 메모리 게이트 구조체(4a)의 채널층 형성 캐리어 영역의 전기적인 접속을 차단하여, 소스선 SL로부터 메모리 게이트 구조체(4a)의 채널층 형성 캐리어 영역으로의 전압 인가를 저지할 수 있다.For example, when charges are injected into the charge accumulation layer EC of the
한편, 드레인측 선택 게이트 전극 DG에는 드레인측 선택 게이트선 DGL1로부터 1.5[V]의 드레인측 선택 게이트 전압이 인가되고, 드레인 영역 WD에는 비트선 BL1로부터 0[V]의 전하 축적 비트 전압이 인가될 수 있다. 이것에 의하여 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)는, 드레인 영역 WD와, 메모리 게이트 구조체(4a)의 채널층 형성 캐리어 영역을 전기적으로 접속시킬 수 있다.On the other hand, a drain side selection gate voltage of 1.5 [V] is applied to the drain side selection gate electrode DG from the drain side selection gate line DGL1, and a charge accumulation bit voltage of 0 [V] is applied to the drain region WD from the bit line BL1 . Thus, the drain side
메모리 게이트 구조체(4a)에서는, 채널층 형성 캐리어 영역이 드레인 영역 WD와 전기적으로 접속함으로써, 채널층 형성 캐리어 영역에 캐리어가 유기되어, 전하 축적 비트 전압과 동일한 0[V]으로 되는 채널층이 캐리어에 의하여 웰 W 표면에 형성될 수 있다. 이와 같이 하여, 메모리 게이트 구조체(4a)에서는, 메모리 게이트 전극 MG 및 채널층 사이에 12[V]의 큰 전압 차(12[V])가 발생하고, 이것에 의하여 발생하는 양자 터널 효과에 의하여 전하 축적층 EC 중에 전하를 주입할 수 있어, 데이터가 기입된 상태로 될 수 있다.In the
또한 전하 축적층 EC에 전하를 주입하는 데 필요한 전하 축적 게이트 전압이 메모리 셀(2a)의 메모리 게이트 전극 MG에 인가되었을 때, 당해 메모리 셀(2a)에서 전하 축적층 EC로의 전하의 주입을 저지할 때는, 소스측 선택 게이트 구조체(6a)에 의하여, 메모리 게이트 전극 MG와 대향한 영역의 웰 W와, 소스 영역 WS의 전기적인 접속을 차단하고, 또한 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)에 의하여, 메모리 게이트 전극 MG와 대향한 영역의 웰 W와, 드레인 영역 WD의 전기적인 접속을 차단한다.Further, when the charge accumulation gate voltage necessary for injecting a charge into the charge accumulation layer EC is applied to the memory gate electrode MG of the
이것에 의하여, 데이터를 기입하지 않는 메모리 셀(2a)에서는, 채널층 형성 캐리어 영역에 공핍층이 형성된 상태로 되며, 전하 축적 게이트 전압에 기초하여 웰 W 표면의 전위가 상승해 가서 메모리 게이트 전극 MG 및 웰 W 표면의 전압 차가 작아지기 때문에, 전하 축적층 EC 중으로의 전하 주입을 저지할 수 있다.As a result, in the
또한 도 3에 있어서의 「Read」란에서 나타내는 데이터의 판독 동작에서는, 예를 들어 판독의 대상으로 되는 메모리 셀(2a)에 접속된 비트선 BL1을, 예를 들어 1.5[V]로 프리차지하고, 소스선 SL을 0[V]으로 하여 메모리 셀(2a)에 전류가 흐르는지의 여부에 따라 변화되는 비트선 BL1의 전위를 검지함으로써, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있는지의 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로는, 메모리 셀(2a)의 데이터를 판독할 때, 메모리 게이트 구조체(4a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있는 경우(데이터가 기입되어 있을 경우), 메모리 게이트 구조체(4a) 바로 아래의 웰 W에서 비도통 상태로 되어, 드레인 영역 WD와 소스 영역 WS의 전기적인 접속이 차단될 수 있다. 이것에 의하여, 데이터를 판독하는 메모리 셀(2a)에서는, 드레인 영역 WD에 접속된 비트선 BL1에서의 1.5[V]의 판독 전압이 그대로 유지될 수 있다.3, the bit line BL1 connected to the
한편, 메모리 셀(2a)의 데이터를 판독할 때, 메모리 게이트 구조체(4a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있지 않은 경우(데이터가 기입되어 있지 않은 경우)에는, 메모리 게이트 구조체(4a) 바로 아래의 웰 W가 도통 상태로 되어 드레인 영역 WD와 소스 영역 WS가 전기적으로 접속되고, 그 결과, 메모리 셀(2a)을 통하여 0[V]의 소스선 SL과 1.5[V]의 비트선 BL1이 전기적으로 접속한다. 이것에 의하여, 데이터를 판독하는 메모리 셀(2a)에서는, 비트선 BL1의 판독 전압이 0[V]의 소스선 SL에 인가됨으로써, 비트선 BL1에 인가되어 있는 1.5[V]의 판독 전압이 저하된다.On the other hand, in the case where no charge is accumulated in the charge storage layer EC of the
이와 같이 하여, 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에서는, 비트선 BL1의 판독 전압이 변화되었는지의 여부를 검지함으로써, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하가 축적되어 있는지의 여부의 데이터 판독 동작을 실행할 수 있다. 또한 데이터를 판독하지 않는 메모리 셀(2b, 2e, 2h, 2j)만이 접속된 비트선 BL2에는 0[V]의 비판독 전압이 인가될 수 있다.In this manner, in the nonvolatile
덧붙여서 말하면, 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC 중의 전하를 인발하는 데이터의 소거 동작 시(도 3 중, 「Erase」)에는, 메모리 게이트선 MGL로부터 메모리 게이트 전극 MG에 -12[V]의 메모리 게이트 전압이 인가됨으로써, 0[V]의 웰 W를 향하여 전하 축적층 EC 중의 전하가 인발되어 데이터가 소거될 수 있다.Incidentally, at the time of erasing data (" Erase " in FIG. 3) for drawing out the charge in the charge storage layer EC of the
(1-4) 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃(1-4) Flat layout of nonvolatile semiconductor memory device
다음으로, 상술한 불휘발성 반도체 기억 장치(1)의 평면 레이아웃에 대하여 이하 설명한다. 도 4는, 반도체 기판 상에 복수의 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, …)가 배치된 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치(1)를 반도체 기판의 상방에서 본 평면 레이아웃을 도시하는 개략도이다. 또한 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, …)는 모두 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 여기서는 하나의 메모리 셀 형성부(3a)에 주목하여 이하 설명한다.Next, the planar layout of the above-described nonvolatile
덧붙여서 말하면, 메모리 셀(2a)의 단면 구성을 도시한 도 1은, 도 4의 A-A' 부분에 있어서의 단면 구성을 도시하는 것이다. 또한 도 4에서는, 도 1에 도시한 메모리 게이트 구조체(4a)의 측벽에 형성되어 있는 측벽 스페이서(28a, 28b) 외에, 드레인측 선택 게이트 구조체(5a) 및 소스측 선택 게이트 구조체(6a)에 형성되어 있는 사이드 월 SW나 실리사이드층 S1, S2 등에 대하여 도시를 생략하고 있다. 또한 이 실시 형태의 경우, 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c, …)는 일 방향(도 4에서는 행 방향)으로 연장 설치되어 있으며, 소정 거리를 두고 병주하도록 반도체 기판 상에 배치되어 있다.Incidentally, Fig. 1 showing a cross-sectional configuration of the
이 경우, 메모리 셀 형성부(3a)는, 메모리 게이트 전극 MG를 사이에 두고 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역 ER9를 갖고 있다. 선택 게이트 형성 영역 ER9은, 메모리 셀 형성부(3a)의 길이 방향을 따라 복수의 메모리 셀(2a, 2b, 2c)이 형성된 메모리 셀 영역 ER3과, 당해 메모리 셀 영역 ER3의 한쪽 말단부에 설치된 하나의 선택 게이트 콘택트 영역 ER6과, 당해 메모리 셀 영역 ER3의 다른 쪽 말단부에 설치된 다른 선택 게이트 콘택트 영역 ER7에 의하여 구성되어 있다.In this case, the memory
덧붙여서 말하면, 다른 메모리 셀 형성부(3b)(3c)는 길이 방향을 따라 복수의 메모리 셀(2d, 2e, 2f)(2g, 2h, 2i)이 메모리 셀 영역 ER3에 형성되어 있다. 도 2에 도시한 메모리 셀 형성부(3a)(3b, 3c)에서는 메모리 셀(2a, 2b)(2d, 2e, 2g, 2h)만을 도시하고 있지만, 도 4에서는 2열째의 메모리 셀(2b)(2e, 2h)에 인접한 3열째의 메모리 셀(2c)(2f, 2i)에 대해서도 도시하고 있다.Incidentally, a plurality of
실제상, 이 메모리 셀 형성부(3a)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에 일 방향으로 연장된 메모리 게이트 전극 MG가 형성되어 있다. 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에 걸쳐 연장된 제1 측벽과, 당해 제1 측벽에 대향 배치된 제2 측벽(12)을 갖고 있으며, 당해 제1 측벽(11)을 따라 소스측 선택 게이트 전극 SG가 배치되고, 당해 제2 측벽(12)을 따라 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 배치되어 있다.In practice, in this memory
여기서, 메모리 셀 영역 ER3에는, 반도체 기판 표면에 소정 형상의 웰 W가 형성되어 있으며, 예를 들어 웰 W 중 띠 형상으로 형성된 메모리 배치 영역 W1, W2, W3에 메모리 셀 형성부(3a)가 교차하도록 배치되어 있다. 하나의 메모리 셀 형성부(3a)의 메모리 셀 영역 ER3에는, 메모리 게이트 구조체(4a)와, 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)와, 소스측 선택 게이트 구조체(6a)를 가진 메모리 셀(2a)(2b, 2c)이 메모리 배치 영역 W1(W2, W3) 상에 형성되어 있다.Here, in the memory cell region ER3, a well W having a predetermined shape is formed on the surface of the semiconductor substrate. For example, in the memory arrangement regions W1, W2 and W3 formed in a strip shape of the well W, . The memory cell region ER3 of one memory
웰 W의 메모리 배치 영역 W1, W2, W3은 메모리 게이트 구조체(4a)를 경계로 하여 소스 영역 WS측과 드레인 영역 WD측으로 구분되어 있다. 각 메모리 배치 영역 W1, W2, W3 중, 메모리 셀 형성부(3a, 3b) 사이에 있는 각 드레인 영역 WD는 서로 분리되어 있으며, 각각 개별적으로 주상의 비트 콘택트 BC가 설치된 구성을 갖는다. 각 비트 콘택트 BC에는 각각 상이한 비트선 BL1, BL2, …(도 2)가 접속되어 있으며, 대응하는 비트선 BL1, BL2, …로부터 소정의 비트 전압이 개별적으로 인가될 수 있다. 이것에 의하여 메모리 셀 형성부(3a)의 각 드레인 영역 WD에는, 각각 상이한 비트선 BL1, BL2, …로부터 비트 콘택트 BC를 통하여 소정의 비트 전압이 인가될 수 있다.The memory arrangement regions W1, W2 and W3 of the well W are divided into the source region WS side and the drain region WD side with the
또한 이 실시 형태의 경우, 드레인 영역 WD는, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)와 인접하는 다른 메모리 셀 형성부(3b)에서도 공유하고 있는 점에서, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)의 메모리 셀(2a)(2b, 2c)과 동일한 비트 전압을 다른 메모리 셀 형성부(3b)의 메모리 셀(2d)(2e, 2f)에도 인가할 수 있다.In this embodiment, the drain region WD is shared by one memory
한편, 메모리 배치 영역 W1, W2, W3의 소스 영역 WS는 서로 연접해 있으며, 소정 위치에 설치된 주상의 소스 콘택트 SC를 공유하고 있다. 소스 콘택트 SC는 소스선 SL(도 2)이 접속된 구성을 가지며, 당해 소스선 SL로부터 인가된 소정의 소스 전압을 각 메모리 배치 영역 W1, W2, W3의 소스 영역 WS에 대하여 일률적으로 인가할 수 있다.On the other hand, the source regions WS of the memory arrangement regions W1, W2 and W3 are connected to one another and share the main-phase source contact SC provided at a predetermined position. The source contact SC has a structure in which a source line SL (FIG. 2) is connected, and a predetermined source voltage applied from the source line SL can be uniformly applied to the source regions WS of the memory layout regions W1, W2 and W3 have.
이 실시 형태의 경우, 메모리 셀 형성부(3a)에는, 웰 W의 소스 영역 WS측에 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이 배치되며, 이 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 소스측 선택 게이트 구조체(6a)가 형성되어 있다. 또한 메모리 셀 형성부(3a)에는, 웰 W의 드레인 영역 WD측에 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)이 배치되며, 이 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)가 형성되어 있다.In this embodiment, the
소스측 선택 게이트 구조체(6a)에는, 메모리 게이트 구조체(4a)에 있는 제1 측벽(11)을 따라, 사이드 월 형상으로 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG가 형성되어 있음과 함께, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 일체 형성된, 폭이 넓은 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca가 하나의 선택 게이트 콘택트 영역 ER7에 형성되어 있다.The source side
또한 이 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca에는, 메모리 게이트 전극 MG 상에 올라앉은 올라앉음부와, 반도체 기판을 따라 표면이 평면 형상으로 형성된 평면부가 형성되어 있으며, 소스측 선택 게이트선(도시하지 않음)이 접속된 주상의 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC가 당해 평면부에 설치되어 있다. 이것에 의하여, 폭이 좁고 경사진 사이드 월 형상의 소스측 선택 게이트 전극 SG에서도, 소스측 선택 게이트선 SGL로부터의 소정 전압을, 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC 및 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca를 통하여 인가할 수 있다.In the select gate contact forming portion Ca, a sinking portion that is placed on the memory gate electrode MG and a plane portion whose surface is formed in a planar shape along the semiconductor substrate are formed, and a source side select gate line (not shown) And the connected pillar-shaped source side selection gate contacts SGC are provided on the planar portion. Thus, in the source side selection gate electrode SG having a narrow and inclined side wall shape, a predetermined voltage from the source side selection gate line SGL is applied through the source side selection gate contact SGC and the selection gate contact formation portion Ca .
또한 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)에는, 메모리 게이트 구조체(4a)에 있는 제2 측벽(12)을 따라, 사이드 월 형상으로 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성되어 있음과 함께, 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 일체 형성된, 폭이 넓은 선택 게이트 콘택트 형성부 Cb가, 다른 선택 게이트 콘택트 영역 ER6에 형성되어 있다.The drain side
이 선택 게이트 콘택트 형성부 Cb에도, 메모리 게이트 전극 MG 상에 올라앉은 올라앉음부와, 반도체 기판을 따라 표면이 평면 형상으로 형성된 평면부가 형성되어 있으며, 드레인측 선택 게이트선 DGL1이 접속된 주상의 드레인측 선택 게이트 콘택트 DGC가 당해 평면부에 설치되어 있다. 이것에 의하여, 폭이 좁고 경사진 사이드 월 형상의 드레인측 선택 게이트 전극 DG에서도, 드레인측 선택 게이트선 DGL1로부터의 소정 전압을, 드레인측 선택 게이트 콘택트 DGC 및 선택 게이트 콘택트 형성부 Cb를 통하여 인가할 수 있다.The select gate contact forming portion Cb also has an overlying portion that is placed on the memory gate electrode MG and a flat portion whose surface is formed in a planar shape along the semiconductor substrate. Side selection gate contact DGC is provided on the planar portion. As a result, a predetermined voltage from the drain side selection gate line DGL1 is also applied through the drain side selection gate contact DGC and the selection gate contact formation portion Cb in the narrow side wall type drain side selection gate electrode DG .
덧붙여서 말하면, 선택 게이트 콘택트 영역 ER7, ER6에 설치된 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca, Cb에 대해서는, 소스측 선택 게이트 전극 SG 또는 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 연속 설치하고, 또한 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC 또는 드레인측 선택 게이트 콘택트 DGC를 형성할 수 있으면, 그 외의 다양한 형상으로 해도 되고, 또한 선택 게이트 콘택트 영역 ER7, ER6 내이면, 그 중 한쪽이나 양쪽의 다양한 위치에 형성해도 된다.Incidentally, the selective gate contact forming portions Ca and Cb provided in the selected gate contact regions ER7 and ER6 are provided continuously with the source side select gate electrode SG or the drain side select gate electrode DG, and the source side select gate contact SGC or drain It may be formed in various other shapes as long as it can form the side select gate contacts DGC and may be formed at various positions on one or both sides in the select gate contact regions ER7 and ER6.
이러한 구성에 추가하여, 메모리 셀 형성부(3a)에는, 선택 게이트 콘택트 영역 ER6(ER7)의 말단부에 전기적 절단 영역 ER2(ER4)이 배치되고, 이 전기적 절단 영역 ER2(ER4)의 말단부에 물리적 절단 영역 ER1(ER5)이 배치되어 있다. 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9로부터 메모리 게이트 전극 MG가 그대로 연장 설치되어 형성된 연장 설치 전극부(15a)(15b)가 설치되어 있다.In addition to this structure, the memory
이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(15a)(15b)는 반도체 기판의 상방에서 보아 역 ㄷ자형으로 형성되어 있으며, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 말단부으로부터 전기적 절단 영역 ER2(ER4)를 경유하여 물리적 절단 영역 ER1(ER5)까지 연장되고, 당해 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 되접어서 다시 전기적 절단 영역 ER2(ER4)으로 연장되어 있다.In this embodiment, the
실제상, 연장 설치 전극부(15a)(15b)는 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG로부터 직선 형상으로 연장된 연장부(16a)와, 연장부(16a)의 가로 외측 위치에 형성된 직선 형상의 단부(16b)와, 연장부(16a) 및 단부(16b)를 연속 설치하는 연속 설치부(16c)로 구성되어 있으며, 연장부(16a) 및 단부(16b)가 전기적 절단 영역 ER2에 배치되고, 되접음 부분으로 되는 연속 설치부(사이드 월 비형성부)(16c)가 물리적 절단 영역 ER1에 배치되어 있다.In practice, the
또한 이 실시 형태의 경우, 하나의 연장 설치 전극부(15a)는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)측으로 되접어서, 단부(16b)가 당해 제1 측벽(11)측에 배치되어 있고, 한편, 다른 연장 설치 전극부(15b)는, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)측으로 되접어서, 단부(16b)가 당해 제2 측벽(12)측에 배치되어 있다.In this embodiment, one
전기적 절단 영역 ER2(ER4)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9로부터 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치 전극부(15a)(15b)로서 연장 설치되어 있지만, 선택 게이트 형성 영역 ER9와는 달리 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 연장 설치되어 있지 않으며, 이들 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG 대신, 연장 설치 전극부(15a)(15b)의 측벽에 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13c, 13d)(13e, 13f, 13g, 13h)가 형성되어 있다.In the electrically cut region ER2 (ER4), the memory gate electrode MG extends from the select gate forming region ER9 as
여기서, 이들 전기적 절단부(13a, 13b, 13c, 13d)(13e, 13f, 13g, 13h)는 모두 동일한 구성을 갖고 있으며, i형을 포함하는 사이드 월 형상의 진성 반도체층 Ia, Ib와, 사이드 월 형상의 역도전형 반도체층 OC로 구성되어 있고, 진성 반도체층 Ia, Ib 사이에 역도전형 반도체층 OC가 형성된 구성을 갖는다. 또한 역도전형 반도체층 OC는, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG와는 상이한 도전형(이 경우, p형)에 의하여 형성되어 있다.The
하나의 연장 설치 전극부(15a)의 연장부(16a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 편평하게 연속 설치한 하나의 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(13a)가 형성되고, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 연속 설치한 다른 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(13c)가 형성되어 있다. 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 예를 들어 전기적 절단부(13a)에 의하여, n형의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터 연장부(16a)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다. 또한 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 마찬가지로 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)측에서도, 예를 들어 전기적 절단부(13c)에 의하여, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 기점으로 하여 당해 제2 측벽(12)으로부터 연장부(16a)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.One
또한 연장 설치 전극부(15a)의 단부(16b)에는, 연장부(16a)와 대향한 측벽에 하나의 전기적 절단부(13b)가 형성되고, 외측에 배치된 측벽에 다른 전기적 절단부(13d)가 형성되어 있다. 이것에 의하여, 연장 설치 전극부(15a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)가 이 순서대로 형성될 수 있다. 이것에 의하여 연장 설치 전극부(15a)의 측벽에는 역도전형 반도체층 및 진성 반도체층이 3개 이상 설치되어 있다.One
이것에 의하여, 예를 들어 연장부(16a)의 전기적 절단부(13a)나 후술하는 연속 설치부(16c)에 이물이 부착되어 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 단부(16b)의 전기적 절단부(13b)가 도통 상태로 되어 버리더라도, 전기적 절단부(13b, 13d)에 의하여 n형의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터 단부(16b)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.This makes it possible to prevent the source side selection gate electrode SG and the
이러한 구성에 추가하여, 물리적 절단 영역 ER1에 있는 사이드 월 비형성부로서의 연속 설치부(16c)에는, 연장부(16a)의 측벽과, 단부(16b)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽 및 내주벽에 물리적 절단부(14a, 14b)가 형성되어 있다. 이들 물리적 절단부(14a, 14b)는, 연속 설치부(16c)의 외주벽 및 내주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 연속 설치부(16c)의 외주벽 및 내주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(14a, 14b)는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비도통 상태로 할 수 있다.In addition to this configuration, the continuous mounting
또한 이 실시 형태의 경우, 하나의 물리적 절단부(14a)는 연속 설치부(16c)의 외주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(16a)의 하나의 측벽에 형성된 전기적 절단부(13c)와, 단부(16b)의 하나의 측벽에 형성된 전기적 절단부(13d) 사이에 간극을 형성하여, 이들 전기적 절단부(13c, 13d)끼리를 비도통 상태로 하고 있다. 또한 다른 물리적 절단부(14b)는 연속 설치부(16c)의 내주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(16a)의 다른 측벽에 형성된 전기적 절단부(13a)와, 단부(16b)의 다른 측벽에 형성된 전기적 절단부(13b) 사이에 간극을 형성하여, 이들 전기적 절단부(13a, 13b)끼리를 비도통 상태로 하고 있다.In this embodiment, one
이와 같이, 연장 설치 전극부(15a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(13a), 물리적 절단부(14b), 전기적 절단부(13b, 13d), 물리적 절단부(14a) 및 전기적 절단부(13c)가 이 순서대로 배치될 수 있다. 이와 같이 하여 연장 설치 전극부(15a)는, 이들 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)와 2개의 물리적 절단부(14a, 14b)에 의하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the
덧붙여서 말하면, 메모리 셀 형성부(3a)의 다른 한쪽 말단부에 배치된 다른 연장 설치 전극부(15b)에서도 마찬가지로, 연장부(16a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 편평하게 연속 설치한 하나의 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(13e)가 형성되고, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 연속 설치한 다른 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(13g)가 형성되어 있다. 또한 다른 연장 설치 전극부(15b)의 단부(16b)에는, 연장부(16a)와 대향한 측벽에 하나의 전기적 절단부(13h)가 형성되고, 외측에 배치된 측벽에 다른 전기적 절단부(13f)가 형성되어 있다.In addition, similarly to the
이것에 의하여, 연장 설치 전극부(15b)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 4개의 전기적 절단부(13e, 13f, 13h, 13g)가 이 순서대로 형성될 수 있다.The
이러한 구성에 추가하여, 다른 물리적 절단 영역 ER5에 있는 연속 설치부(16c)에도, 연장부(16a)의 측벽과, 단부(16b)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽 및 내주벽에 물리적 절단부(14c, 14d)가 형성되어 있다. 이들 물리적 절단부(14c, 14d)도, 연속 설치부(16c)의 외주벽 및 내주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 연속 설치부(16c)의 외주벽 및 내주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(14c, 14d)는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비도통 상태로 할 수 있다.In addition to this configuration, the continuous mounting
또한 이 실시 형태의 경우, 하나의 물리적 절단부(14c)는 연속 설치부(16c)의 외주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(16a)의 하나의 측벽에 형성된 전기적 절단부(13e)와, 단부(16b)의 하나의 측벽에 형성된 전기적 절단부(13f)를 비도통 상태로 하고 있다. 또한 다른 물리적 절단부(14d)는, 연속 설치부(16c)의 내주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(16a)의 다른 측벽에 형성된 전기적 절단부(13g)와, 단부(16b)의 다른 측벽에 형성된 전기적 절단부(13h)를 비도통 상태로 하고 있다.In this embodiment, the one
이와 같이, 하나의 연장 설치 전극부(15a)와 대상에 설치된 다른 연장 설치 전극부(15b)에서도, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(13e), 물리적 절단부(14c), 전기적 절단부(13f, 13h), 물리적 절단부(14d) 및 전기적 절단부(13g)가 이 순서대로 배치되어 있다. 이와 같이 하여 이 연장 설치 전극부(15b)에서도, 이들 4개의 전기적 절단부(13e, 13f, 13h, 13g)와, 2개의 물리적 절단부(14c, 14d)에 의하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.As described above, one
덧붙여서 말하면, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)와 인접하는 다른 메모리 셀 형성부(3b)는, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)와의 사이에 있는 드레인 영역 WD를 공유하고 있는 점에서, 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 배치된 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)이, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 대향 배치되어 있다.In addition, since one memory
또한 이 메모리 셀 형성부(3b)는, 하나의 전기적 절단 영역 ER2 및 물리적 절단 영역 ER1에, 인접하는 하나의 메모리 셀 형성부(3a) 측에 단부(16b)가 배치된 연장 설치 전극부(15c)를 갖고 있고, 다른 전기적 절단 영역 ER4 및 물리적 절단 영역 ER5에, 인접하는 다른 메모리 셀 형성부(3c)측에 단부(16b)가 배치된 연장 설치 전극부(15d)를 갖고 있다.The memory
이것에 의하여, 1행째의 메모리 셀 형성부(3a)와 2열째의 메모리 셀 형성부(3b) 사이에는, 한쪽 전기적 절단 영역 ER2 및 물리적 절단 영역 ER1에 2행째의 메모리 셀 형성부(3b)에 있어서의 연장 설치 전극부(15c)의 단부(16b) 및 연속 설치부(16c)가 배치되고, 다른 쪽 전기적 절단 영역 ER4 및 물리적 절단 영역 ER5에 1행째의 메모리 셀 형성부(3a)에 있어서의 연장 설치 전극부(15b)의 단부(16b) 및 연속 설치부(16c)가 배치될 수 있다.Thereby, between the memory
이와 같이, 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에서는, 인접하는 메모리 셀 형성부(3a, 3b) 사이에, 하나의 메모리 셀 형성부(3a)의 단부(16b)와, 다른 메모리 셀 형성부(3b)의 단부(16b)가 행 방향으로 나란히 배치되며, 인접하는 메모리 셀 형성부(3a, 3b) 사이에서 2개의 단부(16b)가 열 방향으로 연속하여 배열되는 것에 의한 확장을 회피하여 소형화, 고집밀화가 도모되어 있다.As described above, in the nonvolatile
여기서, 메모리 셀 형성부(3a)는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG 상과, 당해 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치하여 형성된 전기적 절단 영역 ER2, ER4의 연장부(16a) 상 및 단부(16b) 상에 각각 캡막 CP가 형성되어 있다. 이것에 의하여, 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 제조 과정에 있어서, 캡막 CP에 의하여 메모리 게이트 전극 MG나 연장부(16a), 단부(16b)의 상면이 살리사이드화되는 것을 방지할 수 있도록 이루어져 있다.Here, the memory
한편, 물리적 절단 영역 ER1, ER5에서는, 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치하여 형성된 연속 설치부(16c) 상에 캡막 CP가 형성되어 있지 않고, 당해 연속 설치부(16c)가 외부에 노출되어 있기 때문에, 상면이 살리사이드화되고, 당해 연속 설치부(16c) 상에 형성된 실리사이드층(도시하지 않음)을 개재하여 주상의 메모리 게이트 콘택트 MGC가 설치되어 있다. 메모리 게이트 콘택트 MGC에는, 메모리 게이트선 MGL(도 2)이 접속되어 있으며, 당해 메모리 게이트선 MGL로부터의 소정 전압이 인가될 수 있다. 이것에 의하여, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG에는, 메모리 게이트선 MGL의 전압이 메모리 게이트 콘택트 MGC로부터 연장 설치 전극부(15a, 15b)를 경유하여 인가될 수 있다.On the other hand, in the physical cutting regions ER1 and ER5, since the cap film CP is not formed on the continuous mounting
이와 같이, 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에서는, 메모리 셀 영역 ER3이나, 선택 게이트 콘택트 영역 ER6, ER7에 있어서 메모리 게이트 전극 MG가 캡막 CP로 덮여 있지만, 물리적 절단 영역 ER1, ER5에서 노출되어 있는 연속 설치부(16c)에 메모리 게이트 콘택트 MGC를 통하여 소정의 전압을 인가함으로써, 당해 메모리 셀 영역 ER3에서 캡막 CP에 덮인 메모리 게이트 전극 MG에도 소정의 전압을 인가할 수 있다.As described above, in the nonvolatile
덧붙여서 말하면, 이러한 불휘발성 반도체 기억 장치(1)는, 일반적인 CMOS(Complementary MOS)의 제조 프로세스인 성막 공정이나, 레지스트 도포 공정, 노광 현상 공정, 에칭 공정, 불순물 주입 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 행함으로써 제작할 수 있기 때문에, 여기서는 그 제조 방법에 대하여 생략한다.Incidentally, such a nonvolatile
(1-5) 작용 및 효과(1-5) Action and effect
이상의 구성에 있어서, 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 소스측 선택 게이트 구조체(6a) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치되어 형성된 연장 설치 전극부(15a, 15b)를 전기적 절단 영역 ER2, ER4 및 물리적 절단 영역 ER1, ER5에 설치하도록 하였다.In the above configuration, in the memory
또한 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 연장 설치 전극부(15a)(15b)의 측벽을 따라, 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에, pin 접합 구조를 형성하는 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)를 설치하도록 하였다.Further, in the memory
이와 같이 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단 가능한 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)를 연장 설치 전극부(15a)(15b)의 측벽을 따라 설치하고, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시켰으므로, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.As described above, in the memory
또한 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 연장 설치 전극부(15a)의 측벽을 따라 형성된 전기적 절단부(13a, 13b)(13b, 13d) 사이에, 사이드 월 형상의 반도체 재료가 비형성된 물리적 절단부(14b)(14a)를 설치하고, 물리적 절단부(14b)(14a)에 의하여 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비접촉으로 하게 하여 비도전 상태로 하였다. 이와 같이, 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 절단 원리가 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)와는 상이한 물리적 절단부(14b)(14a)도 별도로 설치함으로써, 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)만을 설치한 경우보다도 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 한층 더 확실히 절단시킬 수 있다.The memory
또한 이 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 연장 설치 전극부(15a)(15b)를 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 되접어서, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에서 복수의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)를 병렬적으로 배치시키도록 하였다. 이것에 의하여, 메모리 셀 형성부(3a)에서는, 연장 설치 전극부(15a)(15b)에 복수의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)를 설치하더라도 메모리 셀 형성부(3a)의 길이 방향으로 레이아웃 영역이 확장되어 버리는 것을 방지할 수 있다.In this memory
(2) 제2 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃(2) A planar layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment
상술한 실시 형태에 있어서는, 전기적 절단부가 3개 이상 형성되어 있는 연장 설치 전극부로서, 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)가 형성된 연장 설치 전극부(15a)(15b)에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전기적 절단부가 3개 이상 형성되어 있으면 연장 설치 전극부를 다양한 구성으로 해도 된다. 예를 들어 도 4와의 대응 부분에 동일한 부호를 붙여서 도시하는 도 5는, 제2 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치(21)의 평면 레이아웃을 도시하고, 연장 설치 전극부(25a)(25b)에 각각 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)를 설치한 구성을 도시한다.In the above-described embodiment, the elongated electrode portion having three or more electrically cut portions is formed as an elongated electrode portion having four electrically cut
또한 메모리 셀 형성부(22a, 23b, 23c, …)는 모두 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 여기서는 하나의 메모리 셀 형성부(22a)에 주목하여 이하 설명한다. 또한 도 4와의 대응 부분에 대해서는 설명이 중복되기 때문에, 여기서는 중복 부분의 설명에 대하여 생략한다. 이 실시 형태의 경우, 메모리 셀 형성부(22a)의 연장 설치 전극부(25a)(25b)는 반도체 기판의 상방에서 보아 E자형으로 형성되어 있으며, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 말단부으로부터 전기적 절단 영역 ER2(ER4)를 경유하여 물리적 절단 영역 ER1(ER5)까지 연장되고, 당해 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 메모리 게이트 전극 MG를 중심으로 하여 2방향으로 나뉘어 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)측 및 제2 측벽(12)측으로 되접어서, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 연장되어 있다.In addition, since the memory
실제상, 연장 설치 전극부(25a)(25b)는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG로부터 직선 형상으로 연장된 연장부(26a)와, 연장부(26a)의 가로 외측 위치에 형성된 직선 형상의 단부(26b, 26c)와, 연장부(26a) 및 단부(26b, 26c)를 연속 설치하는 연속 설치부(사이드 월 비형성부)(26d)로 구성되어 있으며, 연장부(26a) 및 단부(26b, 26c)가 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 배치되고, 되접음 부분으로 되는 연속 설치부(26d)가 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에 배치되어 있다.In practice, the
또한 이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(25a)(25b)는, 하나의 단부(26b)가 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)측에 배치되고, 다른 단부(26c)가 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)측에 배치될 수 있다.The
전기적 절단 영역 ER2(ER4)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9로부터 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치 전극부(25a)(25b)로서 연장 설치되어 있지만, 선택 게이트 형성 영역 ER9와는 달리 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 연장 설치되어 있지 않으며, 이들 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG 대신, 연장 설치 전극부(25a)(25b)의 측벽에 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)가 형성되어 있다.Although the memory gate electrode MG extends from the select gate forming region ER9 as
여기서, 이들 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)는 모두 동일한 구성을 갖고 있으며, i형을 포함하는 사이드 월 형상의 진성 반도체층 Ia, Ib와, 사이드 월 형상의 역도전형 반도체층 OC로 구성되어 있으며, 진성 반도체층 Ia, Ib 사이에 역도전형 반도체층 OC가 형성된 구성을 갖는다. 또한 역도전형 반도체층 OC는, 상술한 바와 같이 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG와는 상이한 도전형(이 경우, p형)에 의하여 형성되어 있다.The electrically cut
이 경우, 연장 설치 전극부(25a)(25b)의 연장부(26a)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 편평하게 연속 설치한 하나의 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(23a)가 형성되고, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 연속 설치한 다른 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(23d)가 형성되어 있다. 메모리 셀 형성부(22a)에서는, 예를 들어 전기적 절단부(23a)에 의하여, n형의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터 연장부(26a)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다. 또한 메모리 셀 형성부(22a)에서는, 마찬가지로 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)측에서도, 예를 들어 전기적 절단부(23d)에 의하여, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 기점으로 하여, 당해 제2 측벽(12)으로부터 연장부(26a)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.In this case, in the
또한 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)측에 배치된 하나의 단부(26b)에는, 연장부(26a)와 대향한 측벽에 하나의 전기적 절단부(23b)가 형성되고, 외측에 배치된 측벽에 다른 전기적 절단부(23c)가 형성되어 있다. 또한 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)측에 배치된 다른 단부(26c)에도, 연장부(26a)와 대향한 측벽에 하나의 전기적 절단부(23e)가 형성되고, 외측에 배치된 측벽에 다른 전기적 절단부(23f)가 형성되어 있다.One
이것에 의하여, 연장 설치 전극부(25a)(25b)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)가 이 순서대로 형성될 수 있다. 이것에 의하여 연장 설치 전극부(25a, 25b)의 측벽에는 역도전형 반도체층 및 진성 반도체층이 3개 이상 설치되어 있다.This allows the
이것에 의하여, 예를 들어 연장부(26a)의 전기적 절단부(23a)나 후술하는 연속 설치부(26d)에 이물이 부착되어, 가령 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터 단부(26b)의 전기적 절단부(23b)까지가 이물에 의하여 전기적으로 도통 상태로 되어 버리더라도, 나머지 전기적 절단부(23b, 23d, 23f, 23e, 23d)에 의하여 형성되는 pin 접합에 의하여 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 전기적으로 절단할 수 있다.Foreign bodies are adhered to the electrically cut
이러한 구성에 추가하여, 물리적 절단 영역 ER1에 있는 사이드 월 비형성부로서의 연속 설치부(26d)에는, 연장부(26a)의 하나의 측벽과, 제1 측벽(11)측에 있는 하나의 단부(26b)의 측벽을 연속 설치하는 하나의 내주벽에 물리적 절단부(24b)가 형성되고, 연장부(26a)의 다른 측벽과, 제2 측벽(12)측에 있는 다른 단부(26c)의 측벽을 연속 설치하는 다른 내주벽에 물리적 절단부(24c)가 형성되고, 또한 단부(26b, 26c)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽에도 물리적 절단부(24a)가 형성되어 있다.In addition to this configuration, one continuous sidewall of the
이들 물리적 절단부(24a, 24b, 24c)는, 연속 설치부(26d)의 외주벽 및 내주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고 당해 연속 설치부(26d)의 외주벽 및 내주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(24a, 24b, 24c)는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비도통 상태로 할 수 있다.These
또한 이 실시 형태의 경우, 제1 물리적 절단부(24a)는, 단부(26b, 26c)의 측벽에 연속 설치한 연속 설치부(26d)의 외주벽을 따라 형성되어 있으며, 하나의 단부(26b)의 측벽에 형성된 전기적 절단부(23c)와, 다른 단부(26c)의 측벽에 형성된 전기적 절단부(23f) 사이에 간극을 형성하여, 이들 전기적 절단부(23c, 23f)끼리를 비도통 상태로 하고 있다. 또한 제2 물리적 절단부(24b)는, 연장부(26a)의 측벽 및 단부(26b)의 측벽에 연속 설치한 연속 설치부(26d)의 하나의 내주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(26a)의 측벽에 형성된 하나의 전기적 절단부(23a)와, 단부(26b)의 측벽에 형성된 전기적 절단부(23b) 사이에 간극을 형성하여, 이들 전기적 절단부(23a, 23b)끼리를 비도통 상태로 하고 있다. 또한 제3 물리적 절단부(24c)는, 연장부(26a)의 측벽 및 단부(26c)의 측벽에 연속 설치한 연속 설치부(26d)의 다른 내주벽을 따라 형성되어 있으며, 연장부(26a)의 측벽에 형성된 다른 전기적 절단부(23d)와, 단부(26c)의 측벽에 형성된 전기적 절단부(23e) 사이에 간극을 형성하여, 이들 전기적 절단부(23d, 23e)끼리를 비도통 상태로 하고 있다.In this embodiment, the first
이와 같이, 연장 설치 전극부(25a)(25b)는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(23a), 물리적 절단부(24b), 전기적 절단부(23b, 23c), 물리적 절단부(24a), 전기적 절단부(23f, 23e), 물리적 절단부(24c) 및 전기적 절단부(23d)가 이 순서대로 배치될 수 있다. 이와 같이 하여 연장 설치 전극부(15a)는, 이들 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)와 3개의 물리적 절단부(24b, 24a, 24c)에 의하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.Thus, the
이상의 구성에 있어서, 이 메모리 셀 형성부(22a)에서도, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단 가능한 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)를 연장 설치 전극부(25a)(25b)의 측벽을 따라 설치하고, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킨 것에 의하여, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In this configuration, the memory
또한 메모리 셀 형성부(22a)에서는, 연장 설치 전극부(25a)(25b)의 측벽을 따라 형성된 전기적 절단부(23a, 23b) 사이나, 전기적 절단부(23c, 23f) 사이, 전기적 절단부(23e, 23d) 사이에, 사이드 월 형상의 반도체 재료가 비형성된 물리적 절단부(24b, 24a, 24c)를 설치하고, 3개의 물리적 절단부(24b, 24a, 24c)에 의하여 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비접촉으로 하게 하여 비도전 상태로 하였다. 이와 같이, 메모리 셀 형성부(22a)에서는, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 절단 원리가 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)와는 상이한 물리적 절단부(24b, 24a, 24c)도 별도로 설치함으로써, 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)만을 설치한 경우보다도 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 한층 더 확실히 절단시킬 수 있다.The memory
또한 이 메모리 셀 형성부(22a)에서도, 연장 설치 전극부(25a)(25b)를 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 되접어서, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에서 복수의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)를 모두 병렬적으로 배치시키도록 한 것에 의하여, 메모리 셀 형성부(22a)의 길이 방향으로 레이아웃 영역이 확장되어 버리는 것을 억제할 수 있다.Also in the memory
(3) 제3 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃(3) Planar layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment
상술한 실시 형태에 있어서는, 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c)의 구성의 일부로서 연장 설치 전극부(15a, 15b)를 설치하고, 각 메모리 셀 형성부(3a, 3b, 3c)마다 독립된 구성으로 되어 있는 불휘발성 반도체 기억 장치(1)에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 도 4와의 대응 부분에 동일한 부호를 붙여서 도시하는 도 6과 같이, 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)와는 별도로 연장 설치 전극부(35a, 35b)를 설치하고, 각 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)를 연장 설치 전극부(35a, 35b)에서 연속 설치시킨 불휘발성 반도체 기억 장치(31)여도 된다.The
이 경우, 메모리 셀 형성부(32a)(32b, 32c)는, 메모리 게이트 구조체(4a)(4b, 4c)를 사이에 두고 소스측 선택 게이트 구조체(6a)(6b, 6c) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)(5b, 5c)가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역 ER9를 갖고 있다. 또한 각 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c)의 각 메모리 게이트 구조체(4a, 4b, 4c)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에, 행 방향으로 연장된 메모리 게이트 전극 MG가 설치되고, 당해 메모리 게이트 전극 MG 상에 캡막 CP가 형성되어 있다.In this case, the memory
이 실시 형태의 경우, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)와, 이 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)와 인접하는 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)는, 웰 W에 형성된 드레인 영역 WD를 공유하고 있으며, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)의 메모리 셀(2a)(2b, 2c)과, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 메모리 셀(2d)(2e, 2f)에, 드레인 영역 WD를 통하여 동일한 비트 전압이 일률적으로 인가될 수 있다. 이와 같이, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)와 인접하는 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)는, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)와의 사이에 있는 드레인 영역 WD를 공유하고 있는 점에서, 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 배치된 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)이, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 대향 배치되어 있다.In this embodiment, the memory
이러한 구성에 추가하여, 이들 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)에 형성된 각 메모리 게이트 전극 MG는, 선택 게이트 형성 영역 ER9로부터 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에 연장 설치하고, 이들 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에 연장 설치 전극부(35a, 35b)를 형성하고 있다. 이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 반도체 기판의 상방에서 보아 빗살형으로 형성되어 있으며, 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)의 메모리 게이트 전극 MG가 직선 형상으로 연장된 연장부(36a)와, 연장부(36a)의 가로 외측 위치에 형성된 직선 형상의 단부(36b)가, 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)가 배열되는 열 방향을 따라 순차 교대로 배치될 수 있다. 또한 연장부(36a)와 단부(36b)는 전기적 절단 영역 ER2, ER4에 형성되어 있으며, 물리적 절단 영역 ER1, ER5에 형성된 연속 설치부(사이드 월 비형성부)(36c)에 의하여 연속 설치되어 있다.Each memory gate electrode MG formed in these memory
여기서, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 주목하여 연장 설치 전극부(35a, 35b)에 대하여 설명한다. 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)는, 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성된 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)이, 인접하는 1행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서 드레인측 선택 게이트 전극이 형성된 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과, 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 내측의 측벽에 의하여 연속 설치되어 있다.Here, the
이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)으로부터, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)까지의 사이의 측벽을 따라 4개의 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)가 이 순서대로 형성되어 있다. 실제상, 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 형성된 연장부(36a)의 측벽을 따라 전기적 절단부(33a)가 형성되어 있으며, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 형성된 연장부(36a)의 측벽을 따라 전기적 절단부(33d)가 형성되어 있다.In this embodiment, the
또한 1열째의 메모리 셀 형성부(32a) 및 2열째의 메모리 셀 형성부(32b) 사이에 있어서 행 방향으로 연장되는 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 단부(36b)에는, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a) 측에 배치된 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(33c)가 형성되고, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)측에 배치된 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(33b)가 형성되어 있다. 이와 같이 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)으로부터, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)까지를 연속 설치하는 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 측벽을 따라 4개의 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)가 이 순서대로 형성될 수 있다. 이것에 의하여 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 측벽에는 역도전형 반도체층 및 진성 반도체층이 3개 이상 설치되어 있다.In the
이러한 구성에 추가하여, 물리적 절단 영역 ER1에 있는 연속 설치부(36c)에는, 예를 들어 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)와 연속 설치한 연장부(36a)의 측벽과, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b) 및 1행째의 메모리 셀 형성부(32a) 사이에 있는 단부(36b)의 측벽을 연속 설치하는 하나의 내주벽에 물리적 절단부(34c)가 형성되어 있다. 또한 물리적 절단 영역 ER1에 있는 연속 설치부(36c)에는, 예를 들어 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)와 연속 설치한 연장부(36a)의 측벽과, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a) 및 2행째의 메모리 셀 형성부(32b) 사이에 있는 단부(36b)의 측벽을 연속 설치하는 다른 내주벽에도 마찬가지로 물리적 절단부(34b)가 형성되어 있다.In addition to such a configuration, in the continuous mounting
이들 물리적 절단부(34b, 34c)는, 연속 설치부(36c)의 내주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 연속 설치부(36c)의 내주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(34b, 34c)는, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비도통 상태로 할 수 있다.These
이와 같이, 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG로부터, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(33a), 물리적 절단부(34c), 전기적 절단부(33b, 33c), 물리적 절단부(34b) 및 전기적 절단부(33d)가 이 순서대로 배치될 수 있다. 이와 같이 하여 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 이들 4개의 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)와 2개의 물리적 절단부(34b, 34c)에 의하여, 1행째의 메모리 셀 형성부(32a)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the drain-side selection gate electrode DG in the memory
또한 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 물리적 절단 영역 ER1, ER5의 연속 설치부(36c)로부터 전기적 절단 영역 ER2, ER4를 향하여 단부(36b)가 연장되어 있으며, 또한 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b) 사이의 영역에 단부(36b)를 배치시킨 것에 의하여, 전기적 절단 영역 ER2, ER4가, 단부(36b)만큼 메모리 셀 형성부(32a, 32b)의 길이 방향으로 확장되어 버리는 것을 방지할 수 있다.The
덧붙여서 말하면, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)와, 이 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)와 인접하는 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)는, 웰 W에 형성된 소스 영역 WS를 공유하고 있으며, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 메모리 셀(2d, 2e, 2f)과, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)의 메모리 셀(2g, 2h, 2i)에 동일한 소스 전압을 일률적으로 인가할 수 있다. 이와 같이, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)와 인접하는 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)는, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)와의 사이에 있는 소스 영역 WS를 공유하고 있는 점에서, 소스측 선택 게이트 전극 SG가 배치된 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 대향 배치되어 있다.Incidentally, the memory
이것에 의하여 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)는, 소스측 선택 게이트 전극 SG가 형성된 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이, 인접하는 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서 소스측 선택 게이트 전극 SG가 형성된 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과, 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 내측의 측벽에 의하여 연속 설치되어 있다.As a result, the memory
이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)까지의 사이의 측벽을 따라 4개의 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)가 이 순서대로 형성되어 있다. 실제상, 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 편평하게 형성된 연장부(36a)의 측벽을 따라 전기적 절단부(33e)가 형성되고, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 편평하게 형성된 연장부(36a)의 측벽을 따라 전기적 절단부(33h)가 형성되어 있다.In this embodiment, from the
또한 2열째의 메모리 셀 형성부(32b) 및 3열째의 메모리 셀 형성부(32c)의 사이에 있어서 행 방향으로 연장되는 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 단부(36b)에는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)측에 배치된 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(33f)가 형성되어 있으며, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)측에 배치된 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(33g)가 형성되어 있다. 이와 같이 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)까지를 연속 설치하는 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 측벽을 따라 4개의 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)가 이 순서대로 형성될 수 있다.In the
이러한 구성에 추가하여, 물리적 절단 영역 ER1에 있는 연속 설치부(36c)에는, 예를 들어 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)와 연속 설치한 연장부(36a)의 측벽과, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b) 및 3행째의 메모리 셀 형성부(32c) 사이에 있는 단부(36b)의 측벽을 연속 설치하는 하나의 내주벽에 물리적 절단부(34e)가 형성되어 있다. 또한 물리적 절단 영역 ER1에 있는 연속 설치부(36c)에는, 예를 들어 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)와 연속 설치한 연장부(36a)의 측벽과, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c) 및 2행째의 메모리 셀 형성부(32b) 사이에 있는 단부(36b)의 측벽을 연속 설치하는 다른 내주벽에도 마찬가지로 물리적 절단부(34d)가 형성되어 있다.In addition to such a configuration, in the continuous mounting
이들 물리적 절단부(34e, 34d)도, 연속 설치부(36c)의 내주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 연속 설치부(36c)의 내주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(34e, 34d)는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 소스측 선택 게이트 전극 SG와 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 비도통 상태로 할 수 있다.These
이와 같이, 연장 설치 전극부(35a, 35b)에는, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(33e), 물리적 절단부(34e), 전기적 절단부(33f, 33g), 물리적 절단부(34d) 및 전기적 절단부(33h)가 이 순서대로 배치될 수 있다. 이와 같이 하여 연장 설치 전극부(35a, 35b)는, 이들 4개의 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)와 2개의 물리적 절단부(34e, 34d)에 의하여, 2행째의 메모리 셀 형성부(32b)의 소스측 선택 게이트 전극 SG와 3행째의 메모리 셀 형성부(32c)의 소스측 선택 게이트 전극 SG가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the source-side selection gate electrode SG in the memory
덧붙여서 말하면, 불휘발성 반도체 기억 장치(31)는, 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)의 각 메모리 게이트 전극 MG 상과, 당해 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치하여 형성된 전기적 절단 영역 ER2, ER4 내의 연장부(36a) 상과, 당해 전기적 절단 영역 ER2, ER4 내의 단부(36b) 상에 각각 캡막 CP가 형성되어 있으며, 제조 과정에 있어서, 당해 캡막 CP에 의하여, 메모리 게이트 전극 MG나 연장부(36a), 단부(36b)의 상면이 살리사이드화되는 것을 방지할 수 있도록 이루어져 있다. 한편, 물리적 절단 영역 ER1, ER5에서는, 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치하여 형성된 연속 설치부(36c) 상에 캡막 CP가 형성되어 있지 않고, 당해 연속 설치부(36c)가 외부에 노출되어 있기 때문에, 상면이 살리사이드화되고, 당해 연속 설치부(36c) 상에 형성된 실리사이드층(도시하지 않음)을 개재하여 주상의 메모리 게이트 콘택트 MGC가 설치되어 있다.The nonvolatile
이상의 구성에 있어서, 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 절단 가능한 4개의 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)를 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 하나의 측벽을 따라 설치하고, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킨 것에 의하여, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In the nonvolatile
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 인접하는 메모리 셀 형성부(32b, 32c)의 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리를 절단 가능한 4개의 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)를 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 다른 측벽을 따라 설치하고, 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킨 것에 의하여, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In this nonvolatile
또한 예를 들어 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b) 사이에서는, 연장 설치 전극부(35a, 35b)의 측벽을 따라 형성된 전기적 절단부(33a, 33b) 사이나, 전기적 절단부(33c, 33d) 사이에, 사이드 월 형상의 반도체 재료가 비형성된 물리적 절단부(34c, 34b)를 설치하고, 2개의 물리적 절단부(34c, 34b)에 의하여 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 비접촉으로 하게 하여 비도전 상태로 하였다. 이와 같이 메모리 셀 형성부(32a, 32b) 사이에서는, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 절단시키는 절단 원리가 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)와는 상이한 물리적 절단부(34c, 34b)도 별도로 설치함으로써, 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)만을 설치한 경우보다도 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 한층 더 확실히 절단시킬 수 있다. 또한 인접하는 메모리 셀 형성부(32b, 32c) 사이에서도 마찬가지로, 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리를 절단시키는 절단 원리가 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)와는 상이한 물리적 절단부(34e, 34d)도 별도로 설치함으로써, 전기적 절단부(33e, 33f, 33g, 33h)만을 설치한 경우보다도 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리를 한층 더 확실히 절단시킬 수 있다.For example, between the adjacent memory
또한 연장 설치 전극부(35a)(35b)는, 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 전기적 절단 영역 ER2(ER4)측으로 되접어서, 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b) 사이에 단부(36b)를 설치하고, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 배치한 연장부(36a) 및 단부(36b)에 의하여, 복수의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)를 모두 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 내에서 병렬적으로 배치시키도록 하였다. 이것에 의하여, 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 단부(36b)를 설치함으로써 전기적 절단 영역 ER2(ER4)이 메모리 셀 형성부(32a)의 길이 방향으로 확장되어 버리는 것을 방지할 수 있어 소형화, 고집적화를 실현할 수 있다.The
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 제조 불량에 의하여, 예를 들어 한쪽에서 인접하는 메모리 셀 형성부(32b, 32c) 사이에 있어서 각 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 연속 설치한 연장 설치 전극부(35a)의 측벽을 따라 이물이 잔존해 버렸을 경우, 인접하는 메모리 셀 형성부(32b, 32c)의 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리를 전기적으로 접속시킬 수 있다. 이 경우, 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 데이터의 판독 동작 시, 소스측 선택 게이트 전극 SG에 동일한 전압이 인가되는 점에서, 메모리 셀 형성부(32b, 32c)의 소스측 선택 게이트 전극 SG끼리가 전기적으로 접속되더라도, 데이터의 판독 동작 시에 쇼트 불량에 의한 소스측 선택 게이트 전극 SG에서의 전압 변동이나, 드레인측 선택 게이트 전극 DG에서의 전압 변동을 방지할 수 있다.In the nonvolatile
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 제조 불량에 의하여, 예를 들어 다른 쪽에서 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b) 사이에 있어서 각 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 연속 설치한 연장 설치 전극부(35a)의 측벽을 따라 이물이 잔존해 버렸을 경우, 인접하는 메모리 셀 형성부(32a, 32b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 전기적으로 접속시킬 수 있다. 이 경우, 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에서는, 데이터의 판독 동작 시에 동일한 전압이 인가될 가능성이 높은 동종의 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 전기적으로 접속시킬 수 있으므로, 데이터의 판독 동작 시에 드레인측 선택 게이트 전극 DG에서의 전압 변동의 발생 확률을 저감시킬 수 있다.In the nonvolatile
(4) 제4 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치의 평면 레이아웃(4) A planar layout of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment
또한 상술한 제3 실시 형태에 있어서는, 메모리 셀 형성부(32a, 32b, 32c, …)를 물리적 절단 영역 ER1, ER5에서 연속 설치한 불휘발성 반도체 기억 장치(31)에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도 4와의 대응 부분에 동일한 부호를 붙여서 도시하는 도 7과 같이, 물리적 절단 영역 ER1, ER5와는 별도로 연속 설치 영역 ER10, ER11을 설치하고, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)를 연속 설치 영역 ER10, ER11에서 연속 설치한 불휘발성 반도체 기억 장치(41)로 해도 된다.In the third embodiment described above, the nonvolatile
이 경우, 메모리 셀 형성부(42a)(42b)는, 메모리 게이트 구조체(4a)(4b)를 사이에 두고 소스측 선택 게이트 구조체(6a)(6b) 및 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)(5b)가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역 ER9를 갖고 있다. 또한 각 메모리 셀 형성부(42a, 42b)의 각 메모리 게이트 구조체(4a, 4b)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에, 행 방향으로 연장된 직선 형상의 메모리 게이트 전극 MG가 설치되고, 당해 메모리 게이트 전극 MG 상에 캡막 CP가 형성되어 있다.In this case, the memory
이러한 구성에 추가하여, 이 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에 인접하여 연속 설치 영역 ER10, ER11이 설치되어 있으며, 이 연속 설치 영역 ER10(ER11)의 말단부에 전기적 절단 영역 ER2(ER4)를 개재하여 물리적 절단 영역 ER1(ER5)이 설치되어 있다. 이 경우, 연속 설치 영역 ER10(ER11), 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에는 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치되어 있으며, 당해 메모리 게이트 전극 MG에 의하여 형성된 연장 설치 전극부(45a)(45b)가 설치되어 있다.In addition to this structure, the nonvolatile
덧붙여서 말하면, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)에서는, 웰 W에 형성된 소스 영역 WS를 공유하고 있으며, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)의 메모리 셀(2d, 2e, 2f)과, 다른 메모리 셀 형성부(42b)의 메모리 셀(2g, 2h, 2i)에, 소스 영역 WS로부터 동일한 소스 전압이 일률적으로 인가될 수 있다. 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42bb)는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이 서로 대향 배치되어 있으며, 이 제1 측벽(11)을 따라 각각 사이드 월 형상의 소스측 선택 게이트 전극 SG가 대향하여 설치된 구성을 갖는다.The
또한 이러한 구성에 추가하여, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)는, 메모리 게이트 전극 MG의 말단부가 연속 설치 영역 ER10, ER11에서 연장 설치 전극부(45a, 45b)에 의하여 연속 설치되어 있다. 여기서, 연장 설치 전극부(45a, 45b)는, 반도체 기판의 상방에서 보아 E자형으로 형성되어 있으며, 메모리 셀 형성부의 중심부를 기점으로 하여, 연속 설치 영역 ER10, ER11, 전기적 절단 영역 ER2, ER4 및 물리적 절단 영역 ER1, ER5에 경영 대상으로 설치되어 있다. 이 경우, 연장 설치 전극부(45a, 45b)는, 연속 설치 영역 ER10, ER11에 설치되고, 또한 메모리 셀 형성부(43a, 42b)의 메모리 게이트 전극 MG끼리를 연속 설치하는 분기 연속 설치부(46a)와, 전기적 절단 영역 ER2, ER4에 설치되고, 또한 분기 연속 설치부(46a)로부터 메모리 게이트 전극 MG의 길이 방향을 따라 연장되는 연장부(46b, 46f)와, 마찬가지로 전기적 절단 영역 ER2, ER4에 설치되고, 또한 연장부(46b, 46f) 사이에 배치된 단부(46d)와, 물리적 절단 영역 ER1, ER5에 설치되고, 또한 연장부(46b, 46f) 및 단부(46d)의 선단부에 각각 배치된 사이드 월 비형성부(46c, 46g, 46e)로 구성되어 있다.In addition to this configuration, the memory
실제상, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)이, 연속 설치 영역 ER10, ER11에 있는 분기 연속 설치부(46a)의 측벽(47a)에 의하여 연속 설치되어 있다. 분기 연속 설치부(46a)는, 이 측벽(47a)을 따라 사이드 월 형상의 반도체층(11a)이 형성되어 있으며, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극 SG를, 반도체층(11a)에 의하여 연속 설치하고 있다.The memory
분기 연속 설치부(46a)에는, 반도체층(11a)의 소정 위치에, 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC가 설치된, 폭이 넓은 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca가 형성되어 있다. 이 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca는, 분기 연속 설치부(46a) 상에 올라앉은 올라앉음부와, 반도체 기판을 따라 표면이 평면 형상으로 형성된 평면부가 형성되어 있으며, 소스측 선택 게이트선(도시하지 않음)이 접속된 주상의 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC가 당해 평면부에 설치되어 있다. 이것에 의하여, 폭이 좁고 경사진 사이드 월 형상의 소스측 선택 게이트 전극 SG에서도, 소스측 선택 게이트선 SGL로부터의 소정 전압을, 소스측 선택 게이트 콘택트 SGC 및 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca를 통하여 인가할 수 있다.The branch continuous mounting
또한 이 실시 형태의 경우, 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca는, 평면부가 선택 게이트 콘택트 영역 ER6, ER7에 배치되며, 올라앉음부가 연속 설치 영역 ER10, ER11에 배치되어 있다. 덧붙여서 말하면, 상술한 실시 형태에 있어서는, 분기 연속 설치부(46a)에 있는 반도체층(11a)에 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca를 설치하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 선택 게이트 콘택트 영역 ER6, ER7에 있는 소스측 선택 게이트 전극 SG에 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca를 설치하도록 해도 된다.In the case of this embodiment, the planar portions are arranged in the select gate contact regions ER6 and ER7, and the settling portions are arranged in the successive mounting regions ER10 and ER11. Incidentally, in the above-described embodiment, a case has been described in which the selective gate contact forming portion Ca is provided in the
여기서, 분기 연속 설치부(46a)에는, 선택 게이트 콘택트 형성부 Ca가 설치된 측벽(47a)와 대향한 역 ㄷ자형의 측벽(47b, 47c)에도, 각각 사이드 월 형상의 반도체층(11b)이 형성되어 있다. 또한 이 반도체층(11b)은, 메모리 셀 형성부(42a, 42b)의 소스측 선택 게이트 전극 SG나 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 형성했을 때, 분기 연속 설치부(46a)의 역 ㄷ자형의 측벽(47b, 47c)에 잔존한 것이다.A sidewall-shaped
또한 이러한 구성에 추가하여, 메모리 셀 형성부(42a, 42b)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과 대향하고, 또한 웰 W의 드레인 영역 WD측에 있는 제2 측벽(12)을 따라 사이드 월 형상의 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성되어 있다. 또한 예를 들어 메모리 셀 형성부(42a)는, 인접하는 도시하지 않은 메모리 셀 형성부와 드레인 영역 WD를 공유하고 있으며, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)의 메모리 셀(2d)과 동일한 비트 전압을, 도시하지 않은 인접하는 메모리 셀 형성부의 하나의 메모리 셀에도 인가할 수 있다.The memory
전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 설치된 연장부(46b, 46f) 및 단부(46d)에는, 측벽에 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG가 형성되어 있지 않고, 당해 측벽을 따라 6개의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43f, 43e, 43d)가 형성되어 있다. 여기서, 이들 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43f, 43e, 43d)는 모두 동일한 구성을 갖고 있으며, i형을 포함하는 사이드 월 형상의 진성 반도체층 Ia, Ib와, 사이드 월 형상의 역도전형 반도체층 OC로 구성되어 있으며, 진성 반도체층 Ia, Ib 사이에 역도전형 반도체층 OC가 형성된 구성을 갖는다. 또한 역도전형 반도체층 OC는, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG와는 상이한 도전형(이 경우, p형)에 의하여 형성되어 있다.The source side selection gate electrode SG and the drain side selection gate electrode DG are not formed on the sidewall of the
연장 설치 전극부(45a)(45b)의 하나의 연장부(46b)에는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 연속 설치한 하나의 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(43a)가 형성되어 있으며, 당해 하나의 측벽과 대향 배치한 다른 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(43b)가 형성되어 있다. 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에서는, 예를 들어 전기적 절단부(43a)에 의하여, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 기점으로 하여, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)으로부터, 분기 연속 설치부(46a) 및 연장부(46b)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.One
또한 연장 설치 전극부(45a)(45b)의 다른 연장부(46f)에는, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 편평하게 연속 설치한 하나의 측벽을 따라 하나의 전기적 절단부(43f)가 형성되어 있으며, 당해 하나의 측벽과 대향 배치한 다른 측벽을 따라 다른 전기적 절단부(43e)가 형성되어 있다. 다른 메모리 셀 형성부(42b)에서는, 예를 들어 전기적 절단부(43f)에 의하여, n형의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 기점으로 하여, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)으로부터, 분기 연속 설치부(46a) 및 연장부(46f)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.Another
또한 연장 설치 전극부(45a)(45b)의 단부(46d)는, 연장부(46b, 46f)의 길이 방향을 따라 분기 연속 설치부(46a)로부터 직선 형상으로 연장되어 있으며, 연장부(46b, 46f) 사이에 배치되어 있다. 이 단부(46d)에는, 하나의 연장부(46b)와 대향한 측벽에 하나의 전기적 절단부(43c)가 형성되어 있고, 다른 연장부(46f)와 대향한 측벽에 다른 전기적 절단부(43d)가 형성되어 있다. 이것에 의하여, 연장 설치 전극부(45a)(45b)에는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG로부터, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 6개의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)가 이 순서대로 형성될 수 있다. 이것에 의하여 연장 설치 전극부(45a, 45b)의 측벽에는 역도전형 반도체층 및 진성 반도체층이 3개 이상 설치되어 있다.The
이것에 의하여, 예를 들어 하나의 연장부(46b)의 전기적 절단부(43a, 43b)나 후술하는 연장부(46b)의 사이드 월 비형성부(46c)에 이물이 부착되어, 가령 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG로부터 전기적 절단부(43a, 43b), 사이드 월 비형성부(46c), 측벽(47b)의 반도체층(11b)을 통하여 단부(46d)의 전기적 절단부(43c)까지가 이물에 의하여 전기적으로 도통 상태로 되어 버리더라도, 전기적 절단부(43c)에 의하여 단부(16b)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있다.This allows foreign objects to adhere to the
이러한 구성에 추가하여, 물리적 절단 영역 ER1에 있는 각 사이드 월 비형성부(46c, 46e, 46g)에는 측벽에 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)가 형성되어 있다. 이들 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)는, 사이드 월 비형성부(46c, 46e, 46g)의 측벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 사이드 월 비형성부(46c, 46e, 46g)의 측벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 비도통 상태로 할 수 있다.In addition to this configuration, the
이와 같이, 연장 설치 전극부(45a)(45b)에는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG로부터, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG까지의 사이에 있는 측벽에, 전기적 절단부(43a), 물리적 절단부(44a), 전기적 절단부(43b, 43c), 물리적 절단부(44b), 전기적 절단부(43d, 43e), 물리적 절단부(44c) 및 전기적 절단부(43f)가 이 순서대로 배치될 수 있다. 이와 같이 하여, 연장 설치 전극부(45a)(45b)는, 이들 6개의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)와, 3개의 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)에 의하여, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리가 도통 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.As described above, from the drain-side selection gate electrode DG formed along the
이상의 구성에 있어서, 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에서는, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단 가능한 6개의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)를 연장 설치 전극부(45a)(45b)의 측벽을 따라 설치하고, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킨 것에 의하여, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.In the above configuration, in the nonvolatile
또한 연장 설치 전극부(45a)(45b)에서는, 측벽을 따라 형성된 전기적 절단부(43a, 43b) 사이나, 전기적 절단부(43c, 43d) 사이, 전기적 절단부(43e, 43f) 사이에, 사이드 월 형상의 반도체 재료가 비형성된 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)를 설치하고, 3개의 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)에 의하여 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 비접촉으로 하게 하여 비도전 상태로 하였다. 이와 같이, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)에서는, 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 절단시키는 절단 원리가 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)와는 상이한 물리적 절단부(44a, 44b, 44c)도 별도로 설치함으로써, 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)만을 설치한 경우보다도 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 한층 더 확실히 절단시킬 수 있다.The
또한 이와 같이 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)에서도, 연장 설치 전극부(45a)(45b)를 물리적 절단 영역 ER1(ER5)에서 되접어서, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 단부(46d) 및 연장부(46b, 46f)를 설치하고, 이들 단부(46d) 및 연장부(46b, 46f)에 의하여 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에 복수의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)를 모두 병렬적으로 배치시키도록 하였다. 이것에 의하여 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에서는, 연장부(46b, 46f)에 단부(46d)를 직렬적으로 배치시키지 않는 만큼, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)이 메모리 셀 형성부(42a, 42b)의 길이 방향으로 확장되어 버리는 것을 방지할 수 있다.Also in the adjacent memory
또한 이 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에서는, 제조 불량에 의하여, 예를 들어 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b) 사이에 있어서 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)과 연속 설치한 연장 설치 전극부(45a)의 측벽을 따라 이물이 잔존해 버린 경우에도, 인접하는 메모리 셀 형성부(42a, 42b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 전기적으로 접속시킬 수 있다. 이 경우, 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에서는, 데이터의 판독 동작 시에 동일한 전압이 인가될 가능성이 높은 동종의 드레인측 선택 게이트 전극 DG끼리를 전기적으로 접속시킬 수 있으므로, 데이터의 판독 동작 시에 드레인측 선택 게이트 전극 DG에서의 전압 변동의 발생 확률을 저감시킬 수 있다.In the nonvolatile
또한 상술한 제3 실시 형태에 있어서는, 하나의 메모리 셀 형성부의 제1 선택 게이트 전극과, 상기 다른 메모리 셀 형성부에 있어서의 제1 선택 게이트 전극 또는 상기 제2 선택 게이트 전극과의 전기적인 접속을 절단하는 전기적 절단부로서, 하나의 메모리 셀 형성부(42a)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG와, 다른 메모리 셀 형성부(42b)에 있어서의 드레인측 선택 게이트 전극 DG의 전기적인 접속을 절단하는 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)를 적용한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 메모리 셀 형성부의 소스측 선택 게이트 전극과, 다른 메모리 셀 형성부에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극의 전기적인 접속을 절단하는 전기적 절단부를 적용해도 된다. 이 경우, 하나의 메모리 셀 형성부와 다른 메모리 셀 형성부에서는, 도 7에 도시하는 드레인측 선택 게이트 전극 DG와 소스측 선택 게이트 전극 SG가 교체된 구성으로 된다.In the third embodiment described above, the electrical connection between the first select gate electrode of one memory cell forming section and the first select gate electrode or the second select gate electrode in the other memory cell forming section is An electric cutoff section for cutting off the electrical connection between the drain side selection gate electrode DG of one memory
또한 그 외의 실시의 형태로서는, 하나의 메모리 셀 형성부의 드레인측 선택 게이트 전극과, 다른 메모리 셀 형성부에 있어서의 소스측 선택 게이트 전극의 전기적인 접속을 절단하는 전기적 절단부를 적용해도 된다. 이 경우, 하나의 메모리 셀 형성부와 다른 메모리 셀 형성부에서는, 소스 영역 WS를 공유하지 않고, 도 7에 도시하는 다른 메모리 셀 형성부(42b)의 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 소스측 선택 게이트 전극 SG로 대체한 구성으로 된다.In another embodiment, an electric cutoff portion for cutting off the electrical connection between the drain-side selection gate electrode of one memory cell formation portion and the source-side selection gate electrode in another memory cell formation portion may be applied. In this case, the drain side selection gate electrode DG of the other memory
(5) 다른 실시 형태(5) Another embodiment
또한 본 발명은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하고, 예를 들어 각 부위의 전압값에 대하여 다양한 전압값을 적용해도 된다. 또한 상술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 메모리 게이트 전극의 제1 측벽에 형성되는 제1 선택 게이트 전극으로서, 소스측 선택 게이트 전극 SG로 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 드레인측 선택 게이트 전극을 제1 선택 게이트 전극으로서 메모리 게이트 전극의 제1 측벽에 형성해도 된다. 또한 이 경우, 메모리 게이트 전극의 제2 측벽에 형성되는 제2 선택 게이트 전극은 소스측 선택 게이트 전극으로 된다.The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, various voltage values may be applied to voltage values of respective parts. In the first and second embodiments described above, a case has been described in which the source-side selection gate electrode SG is used as the first selection gate electrode formed on the first sidewall of the memory gate electrode. However, the present invention is not limited thereto And the drain side selection gate electrode may be formed as the first selection gate electrode on the first sidewall of the memory gate electrode. In this case, the second selection gate electrode formed on the second sidewall of the memory gate electrode becomes the source-side selection gate electrode.
또한 상술한 실시 형태에 있어서는, 드레인측 선택 게이트 전극 DG나 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여 pin 접합을 형성하는 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g), (23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d, 33a, 33b, 33c, 33d, 43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)를 설치하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 드레인측 선택 게이트 전극 DG나 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여, 또는 전기적 절단부 단독으로, nin 접합 구조, pip 접합 구조, npn 접합 구조, 또는 pnp 접합 구조를 형성하는 전기적 절단부를 설치하도록 해도 된다. 즉, 메모리 게이트 전극으로부터 연장 설치한 연장 설치 전극부의 측벽에, 제1 선택 게이트 전극 및 제2 선택 게이트 전극과는 도전형이 상이한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것이 3개 이상 설치되어 있는 것이 좋다. 이때, 인접하는 역도전형 반도체층끼리, 또는 인접하는 진성 반도체층끼리의 사이에는, 연장 설치 전극부의 측벽에 반도체층이 형성되어 있지 않은 물리적 절단부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.13b, 13d, and 13c (13e, 13f, 13h, and 13g) forming a pin junction with the drain-side selection gate electrode DG and the source-side selection gate electrode SG as starting points, (23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d, 33a, 33b, 33c, 33d, 43a, 43b, 43c, 43d, 43e and 43f) are provided. However, the present invention is not limited thereto The nin junction structure, the npn junction structure, or the pnp junction structure may be provided with the drain-side selection gate electrode DG or the source-side selection gate electrode SG as the starting point or the electrical cutoff portion alone do. That is, at least three of the inversely conductive semiconductor layers or the intrinsic semiconductor layers having different conductivity types from the first select gate electrode and the second select gate electrode are provided on the side wall of the extended electrode portion extended from the memory gate electrode It is good. At this time, it is preferable that a physical cut portion in which the semiconductor layer is not formed on the sidewall of the extending electrode portion is formed between the adjacent inductance-type semiconductor layers or between the adjacent intrinsic semiconductor layers.
또한 상술한 제1, 제2, 제3 및 제4 실시 형태에 있어서는, 물리적 절단 영역 ER1, ER5를 형성한 구성으로 했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 물리적 절단 영역 ER1, ER5를 형성하지 않고 전기적 절단 영역 ER2, ER4만을 형성하도록 해도 된다.Although the physical cutting regions ER1 and ER5 are formed in the first, second, third, and fourth embodiments described above, the present invention is not limited thereto, and the physical cutting regions ER1 and ER5 may not be formed, Only the cut regions ER2 and ER4 may be formed.
또한 상술한 실시 형태에 있어서는, 반도체 기판을 상방에서 보아 역 ㄷ자형이나 E자형, 빗살형의 연장 설치 전극부(15a, 15b, 15c, 15d, 25a, 25b, 35a, 35b, 45a, 45b)를 설치하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 F자형이나, H자형, J자형, K자형, L자형, M자형, N자형, T자형, U자형, V자형, W자형, Y자형, Z자형 등 그 외의 다양한 형상을 포함하는 연장 설치 전극부를 적용해도 된다.15b, 15c, 15d, 25a, 25b, 35a, 35b, 45a, 45b of the inverted U-shape, the E-shape, and the comb-like shape when viewed from above the semiconductor substrate in the above- However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention is not limited to this. For example, it may be an F-, H-, J-, K-, L-, M-, N-, T-, An extended electrode portion including various shapes such as a W-shape, a Y-shape, a Z-shape, or the like may be applied.
또한 상술한 실시 형태에 있어서는, P형의 웰 W를 사용하여, N형의 트랜지스터 구조를 형성하는 메모리 게이트 구조체(4a)와, N형의 MOS 트랜지스터 구조를 형성하는 드레인측 선택 게이트 구조체(5a)와, 마찬가지로 N형의 MOS 트랜지스터 구조를 형성하는 소스측 선택 게이트 구조체(6a)를 설치하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, N형의 웰을 사용하여, P형의 트랜지스터 구조를 형성하는 메모리 게이트 구조체와, P형의 MOS 트랜지스터 구조를 형성하는 드레인측 선택 게이트 구조체와, 마찬가지로 P형의 MOS 트랜지스터 구조를 형성하는 소스측 선택 게이트 구조체를 설치하도록 해도 된다. 이 경우, 상술한 실시 형태에서 설명한 메모리 셀(2a)은 N형 및 P형의 극성이 반대로 되는 점에서, 메모리 게이트 구조체나 드레인측 선택 게이트 구조체, 소스측 선택 게이트 구조체, 비트선, 소스선 등에 인가하는 각 전압도 그에 따라 변화된다.In the above-described embodiment, the
또한 상술한 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC에 전하를 주입함으로써 데이터를 기입하고, 당해 전하 축적층 EC의 전하를 인발함으로써 데이터를 소거하는 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이와는 반대로 메모리 셀(2a)의 전하 축적층 EC 중의 전하를 인발함으로써 데이터를 기입하고, 당해 전하 축적층 EC 중에 전하를 주입함으로써 데이터를 소거하도록 해도 된다.In the above-described embodiment, the case has been described in which, for example, data is written by injecting charge into the charge storage layer EC of the
또한 상술한 실시 형태에 있어서는, 메모리 게이트 전극 MG의 정상부에 형성되는 캡막으로서, 하부 캡막 CPa 상에, 당해 하부 캡막 CPa와는 상이한 SiN 등의 절연 재료를 포함하는 상부 캡막 CPb가 적층된 적층 구조로 이루어지는 캡막 CP에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 단층의 캡막이나 3층 이상의 적층 구조로 이루어지는 캡막이어도 된다.In the above-described embodiment, the cap film formed on the top of the memory gate electrode MG has a laminated structure in which an upper cap film CPb including an insulating material such as SiN, which is different from the lower cap film CPa, The cap film CP has been described. However, the present invention is not limited to this, and a cap film of a single layer or a cap film of a laminate structure of three or more layers may be used.
또한 상술한 제1 실시 형태에 있어서는, 연장 설치 전극부(15a, 15b, 15c, 15d)에 4개의 전기적 절단부(13a, 13b, 13d, 13c)(13e, 13f, 13h, 13g)를 설치하고, 상술한 제2 실시 형태에 있어서는, 연장 설치 전극부(25a, 25b)에 6개의 전기적 절단부(23a, 23b, 23c, 23f, 23e, 23d)를 설치하고, 상술한 제3 실시 형태에 있어서는, 연장 설치 전극부(35a, 35b)에 4개의 전기적 절단부(33a, 33b, 33c, 33d)를 설치하고, 상술한 제4 실시 형태에 있어서는, 연장 설치 전극부(45a, 45b)에 6개의 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)를 설치하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 연장 설치 전극부의 다양한 위치에 3개 이상의 전기적 절단부를 설치하면 되고, 또한 메모리 게이트 전극의 양측에 있는 연장 설치 전극부에서 전기적 절단부의 수나 형상이 상이하여, 메모리 게이트 전극을 중심으로 하여 전기적 절단부가 비대칭적으로 형성되어 있어도 된다.In the first embodiment described above, four
(6) 전기적 절단 영역과 물리적 절단 영역과의 위치 관계에 대하여(6) On the positional relationship between the electrical cutting area and the physical cutting area
또한 상술한 제1 내지 제3 실시 형태에 있어서는, 선택 게이트 형성 영역 ER9를 중심으로 하여, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 양측에, 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)의 순으로 형성하도록 한 경우에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)의 배치 위치를 반대로 하여 형성하여, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 양측에 물리적 절단 영역 ER1(ER5) 및 전기적 절단 영역 ER2(ER4)의 순으로 형성하도록 해도 된다.In the first to third embodiments described above, on both sides of the select gate forming region ER9, the electrically cut region ER2 (ER4) and the physical cut region ER1 (ER5) are arranged in the order of the select gate forming region ER9 However, the present invention is not limited to this, and the positions of the electrically cut region ER2 (ER4) and the physical cut region ER1 (ER5) may be reversed to form a physical cut at both sides of the select gate formation region ER9 The region ER1 (ER5) and the electrically cut region ER2 (ER4) may be formed in this order.
예를 들어 도 5와의 대응 부분에 동일한 부호를 붙여서 도시하는 도 8은, 도 5에 도시한 메모리 셀 형성부(22a)의 전기적 절단 영역 ER2(ER4) 및 물리적 절단 영역 ER1(ER5)을 반대로 배치시킨 메모리 셀 형성부(52)의 평면 레이아웃을 도시한다. 이 경우, 메모리 셀 형성부(52)는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 한쪽 말단부에 하나의 물리적 절단 영역 ER11이 배치되고, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 다른 쪽 말단부에 다른 물리적 절단 영역 ER15가 배치되어 있고, 물리적 절단 영역 ER11(ER15)의 말단부에 전기적 절단 영역 ER12(ER14)이 배치되어 있다.For example, Fig. 8 showing the same parts as those in Fig. 5 with the same reference numerals is used for reversing the electrical cut region ER2 (ER4) and the physical cut region ER1 (ER5) of the memory
메모리 셀 형성부(52)는, 선택 게이트 형성 영역 ER9에 띠 형상의 메모리 게이트 전극 MG가 연장 설치되어 있으며, 물리적 절단 영역 ER11(ER15) 및 전기적 절단 영역 ER12(ER14)에, 선택 게이트 형성 영역 ER9로부터 메모리 게이트 전극 MG가 그대로 연장 설치되어 형성된 연장 설치 전극부(55a)(55b)가 설치되어 있다. 이 실시 형태의 경우, 연장 설치 전극부(55a)(55b)는, 반도체 기판의 상방에서 보아 선단부가 세 갈래로 나뉜 Ψ 형상으로 형성되어 있으며, 물리적 절단 영역 ER11(ER15)에 형성된 연속 설치부(56d)와, 전기적 절단 영역 ER12(ER14)에 형성된 연장부(56a) 및 단부(56b, 56c)로 구성되어 있다.The memory
이 경우, 연속 설치부(56d)는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG 말단부로부터 물리적 절단 영역 ER11(ER15)의 연장된 근본부(57a)와, 당해 근본부(57a)로부터 세 갈래로 분기된 분기부(57b)로 구성되어 있으며, 분기부(57b)의 중앙 분기 부분에 연장부(56a)가 형성되고, 당해 분기부(57b)의 양 단부 분기 부분에 단부(56b, 56c)가 형성되어 있다.In this case, the successive mounting
물리적 절단 영역 ER1에 있는 사이드 월 비형성부로서의 연속 설치부(56d)에는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)과, 하나의 단부(56b)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽에 물리적 절단부(54a)가 형성되고, 하나의 단부(56b)의 측벽과, 연장부(56a)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽에 물리적 절단부(54b)가 형성되고, 연장부(56a)의 다른 측벽과, 다른 단부(56c)의 측벽을 연속 설치하는 외주벽에 물리적 절단부(54c)가 형성되고, 다른 단부(56c)의 측벽과, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 연속 설치하는 외주벽에 물리적 절단부(54d)가 형성되어, 합계 4개의 물리적 절단부(54a, 54b, 54c, 54d)가 설치되어 있다.A
이들 물리적 절단부(54a, 54b, 54c, 54d)는, 연속 설치부(56d)의 외주벽을 따라 반도체 재료 등의 도통층을 형성하지 않고, 당해 연속 설치부(56d)의 외주벽을 외부에 노출시킨 구성을 갖는다. 이것에 의하여 물리적 절단부(54a, 54b, 54c, 54d)는, 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)을 따라 형성된 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 메모리 게이트 전극 MG의 제2 측벽(12)을 따라 형성된 드레인측 선택 게이트 전극 DG 사이에 간극을 두고 물리적인 절단을 형성하여, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 비도통 상태로 할 수 있다. 또한 연장 설치 전극부(55a)(55b)의 물리적 절단 영역 ER11(ER15)에 있는 연속 설치부(56d)에는 캡막 CP가 형성되어 있지 않고, 소정 위치에 메모리 게이트 콘택트 MGC가 설치되어 있다.The
전기적 절단 영역 ER12(ER14)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG의 연장선 상에 배치된 연장부(56a)의 대향한 측벽에 전기적 절단부(53c, 53d)가 형성되고, 연장부(56a)의 한쪽 가로 외측 위치에 형성된 단부(56b)의 대향한 측벽에 전기적 절단부(53a, 53b)가 형성되고, 연장부(56a)의 다른 쪽 가로 외측 위치에 형성된 단부(56c)의 대향한 측벽에 전기적 절단부(53e, 53f)가 형성되어 있으며, 합계 6개의 전기적 절단부(53a, 53b, 53c, 53d, 53e, 53f)가 형성되어 있다. 또한 연장 설치 전극부(55a)(55b)의 전기적 절단 영역 ER12(ER14)에 있는 연장부(56a) 및 단부(56b, 56c)에는, 선택 게이트 형성 영역 ER9의 메모리 게이트 전극 MG와 마찬가지로 캡막 CP가 형성되어 있다.
여기서, 이들 전기적 절단부(53a, 53b, 53c, 53d, 53e, 53f)는 모두 동일한 구성을 갖고 있으며, i형을 포함하는 사이드 월 형상의 진성 반도체층 Ia, Ib와, 사이드 월 형상의 역도전형 반도체층 OC로 구성되어 있고, 진성 반도체층 Ia, Ib 사이에 역도전형 반도체층 OC가 형성된 구성을 갖는다. 또한 역도전형 반도체층 OC는, 소스측 선택 게이트 전극 SG 및 드레인측 선택 게이트 전극 DG와는 상이한 도전형(이 경우, p형)에 의하여 형성되어 있다.The electrically cut
이것에 의하여, 예를 들어 연속 설치부(56d)에 이물이 부착되어 소스측 선택 게이트 전극 SG와, 단부(56b)의 전기적 절단부(53a)가 도통 상태로 되어 버리더라도, 전기적 절단부(53a)에 의하여, n형의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터 단부(56b)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있으며, 소스측 선택 게이트 전극 SG의 전류를 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에서 차단할 수 있다.Thereby, even if the foreign substance is attached to the continuous mounting
또한 예를 들어 연속 설치부(56d)에 추가하여, 단부(56b)의 하나의 전기적 절단부(53a)에도 이물이 부착되어 소스측 선택 게이트 전극 SG로부터, 단부(56b)의 다른 전기적 절단부(53b)까지가 도통 상태로 되어 버리더라도, 단부(56b)의 다른 전기적 절단부(53b)에 의하여, n형의 소스측 선택 게이트 전극 SG를 기점으로 하여 메모리 게이트 전극 MG의 제1 측벽(11)으로부터 단부(56b)의 측벽을 따라 pin 접합을 형성할 수 있으며, 소스측 선택 게이트 전극 SG의 전류를 전기적 절단 영역 ER2(ER4)에서 차단할 수 있다.Foreign bodies are also attached to one of the
이러한 메모리 셀 형성부(52)에서도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단 가능한 6개의 전기적 절단부(53a, 53b, 53c, 53d, 53e, 53f)를 연장 설치 전극부(55a)(55b)의 측벽을 따라 설치하고, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시켰으므로, 그만큼 종래보다도 데이터 판독 동작 시에 전압 변동에 의하여 발생하는 판독 오동작을 방지할 수 있다.The memory
덧붙여서 말하면, 도 8에 도시한 메모리 셀 형성부(52)에서는, 제조 과정에 있어서, 선택 게이트 형성 영역 ER9와 전기적 절단 영역 ER12(ER14) 사이에 설치한 물리적 절단 영역 ER1의 연속 설치부(56d)에 메모리 게이트 콘택트 MGC를 형성하게 되기 때문에, 선택 게이트 형성 영역 ER9 및 전기적 절단 영역 ER12(ER14)의 양쪽에 대하여 메모리 게이트 콘택트 MGC의 충분한 접합 여유를 확보할 필요가 있다.8 includes a
이에 반해, 도 5에 도시한 제2 실시 형태에 의한 메모리 셀 형성부(22a)에서는, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)만에 대하여, 메모리 게이트 콘택트 MGC의 충분한 접합 여유를 확보하면 되는 점에서, 그만큼 도 8에 도시한 메모리 셀 형성부(52)보다도 물리적 절단 영역 ER1(ER5)의 폭을 좁게 할 수 있으므로, 도 8에 도시한 메모리 셀 형성부(52)보다도 콤팩트하게 형성할 수 있다.On the other hand, in the memory
또한 여기서는, 세 갈래로 분기된 연장 설치 전극부(55a, 55b)를 설치한 메모리 셀 형성부(52)에 대하여 설명했지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 갈래로 분기된 연장 설치 전극부나, 네 갈래 이상으로 분기된 연장 설치 전극부여도 되고, 또한 F자형이나 Y자형 등과 같이 분기의 형상은 다양한 형상이어도 된다. 이러한 연장 설치 전극부에서도, 분기 부분에 복수의 전기적 절단부를 형성할 수 있으며, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킬 수 있다.Although the memory
또한 상술한 도 7에 도시한 제4 실시 형태에 의한 불휘발성 반도체 기억 장치(41)에서도, 전기적 절단 영역 ER2(ER4)과 물리적 절단 영역 ER1(ER5)의 배치 위치를 반대로 설치하고, 연속 설치 영역 ER10, ER11의 양측에, 물리적 절단 영역 ER1(ER5) 및 전기적 절단 영역 ER2(ER4)의 순으로 설치하도록 해도 된다. 이 경우에는, 분기 연속 설치부(46a)의 말단부에 사이드 월 비형성부(46c, 46e, 46g)가 설치되고, 또한 사이드 월 비형성부(46c)의 선단부에 연장부(46b)가 설치되고, 사이드 월 비형성부(46e)의 선단부에 단부(46d)가 설치되고, 사이드 월 비형성부(46g)의 선단부에 연장부(46f)가 설치될 수 있다. 이상과 같은 구성이더라도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 전기적 절단부(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)의 수를 증가시킬 수 있으며, 그만큼 소스측 선택 게이트 전극 SG와 드레인측 선택 게이트 전극 DG를 절단시키는 개소를 종래보다도 증가시킬 수 있다.Also in the nonvolatile
1, 21, 31, 41: 불휘발성 반도체 기억 장치
2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j: 메모리 셀
3a, 3b, 3c, 3d, 22a, 22b, 22c, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 52: 메모리 셀 형성부
4a, 4b, 4c: 메모리 게이트 구조체
5a, 5b, 5c: 드레인측 선택 게이트 구조체
6a, 6b, 6c: 소스측 선택 게이트 구조체
11: 제1 측벽
12: 제2 측벽
15a, 15b, 15c, 15d, 25a, 25b, 35a, 35b, 45a, 45b, 55a, 55b: 연장 설치 전극부
CP: 캡막
ER9: 선택 게이트 형성 영역
MG: 메모리 게이트 전극
DG: 드레인측 선택 게이트 전극
SG: 소스측 선택 게이트 전극1, 21, 31, 41: nonvolatile semiconductor memory device
2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j:
A memory
4a, 4b, 4c: memory gate structure
5a, 5b, 5c: drain side selection gate structure
6a, 6b, 6c: Source side selection gate structure
11: first side wall
12: second side wall
15a, 15b, 15c, 15d, 25a, 25b, 35a, 35b, 45a, 45b, 55a,
CP:
ER9: selection gate forming region
MG: memory gate electrode
DG: drain side selection gate electrode
SG: source side selection gate electrode
Claims (5)
상기 메모리 셀 형성부는,
반도체 기판의 웰 상에 제1 선택 게이트 절연막을 개재하여 제1 선택 게이트 전극을 가진 제1 선택 게이트 구조체와,
상기 웰 상에 제2 선택 게이트 절연막을 개재하여 제2 선택 게이트 전극을 가진 제2 선택 게이트 구조체와,
해당 제1 선택 게이트 구조체 및 해당 제2 선택 게이트 구조체 사이에 측벽 스페이서를 개재하여 설치되고, 하부 게이트 절연막, 전하 축적층, 상부 게이트 절연막 및 메모리 게이트 전극의 순으로 상기 웰 상에 적층된 메모리 게이트 구조체와,
상기 제1 선택 게이트 구조체 및 상기 제2 선택 게이트 구조체가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역의 상기 메모리 게이트 전극으로부터 연장 설치된 연장 설치 전극부를 구비하고,
상기 연장 설치 전극부의 측벽에는, 상기 제1 선택 게이트 전극 및 상기 제2 선택 게이트 전극과는 도전형이 상이한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것이 3개 이상 설치되어 있는
것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.A nonvolatile semiconductor memory device provided with a plurality of memory cell forming sections,
Wherein the memory cell forming section includes:
A first select gate structure having a first select gate electrode on a well of a semiconductor substrate via a first select gate insulating film,
A second select gate structure having a second select gate electrode on the well via a second select gate insulating film;
A memory gate structure provided with a sidewall spacer between the first select gate structure and the second select gate structure and stacked on the well in the order of a lower gate insulator, a charge accumulation layer, a top gate insulator, and a memory gate electrode, Wow,
And an extended electrode portion extending from the memory gate electrode of the selection gate formation region in which the first selection gate structure and the second selection gate structure are arranged opposite to each other,
Wherein at least three of the inversely conductive semiconductor layer or the intrinsic semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first select gate electrode and the second select gate electrode are provided on the sidewall of the extended electrode portion
And a nonvolatile semiconductor memory device.
상기 메모리 셀 형성부는,
반도체 기판의 웰 상에 제1 선택 게이트 절연막을 개재하여 제1 선택 게이트 전극을 가진 제1 선택 게이트 구조체와,
상기 웰 상에 제2 선택 게이트 절연막을 개재하여 제2 선택 게이트 전극을 가진 제2 선택 게이트 구조체와,
해당 제1 선택 게이트 구조체 및 해당 제2 선택 게이트 구조체 사이에 측벽 스페이서를 개재하여 설치되고, 하부 게이트 절연막, 전하 축적층, 상부 게이트 절연막 및 메모리 게이트 전극의 순으로 상기 웰 상에 적층된 메모리 게이트 구조체를 구비하고 있고,
하나의 상기 메모리 셀 형성부와, 다른 상기 메모리 셀 형성부는, 상기 제1 선택 게이트 구조체 및 상기 제2 선택 게이트 구조체가 대향 배치된 선택 게이트 형성 영역의 상기 메모리 게이트 전극으로부터 연장 설치한 연장 설치 전극부에 의하여 연속 설치된 구성을 갖고,
상기 연장 설치 전극부의 측벽에는, 상기 제1 선택 게이트 전극 및 상기 제2 선택 게이트 전극과는 도전형이 상이한 역도전형 반도체층 또는 진성 반도체층 중 어느 것이 3개 이상 설치되어 있는
것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.A nonvolatile semiconductor memory device provided with a plurality of memory cell forming sections,
Wherein the memory cell forming section includes:
A first select gate structure having a first select gate electrode on a well of a semiconductor substrate via a first select gate insulating film,
A second select gate structure having a second select gate electrode on the well via a second select gate insulating film;
A memory gate structure provided with a sidewall spacer between the first select gate structure and the second select gate structure and stacked on the well in the order of a lower gate insulating film, a charge accumulation layer, a top gate insulating film, and a memory gate electrode, Respectively,
One memory cell forming portion and the other memory cell forming portion are provided with an extended electrode portion extending from the memory gate electrode of the select gate forming region in which the first select gate structure and the second select gate structure are opposed to each other, In a state in which it is continuously installed by the above-
Wherein at least three of the inversely conductive semiconductor layer or the intrinsic semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first select gate electrode and the second select gate electrode are provided on the sidewall of the extended electrode portion
And a nonvolatile semiconductor memory device.
상기 연장 설치 전극부는,
상기 선택 게이트 형성 영역의 상기 메모리 게이트 전극으로부터 연장된 연장부와,
측벽이 상기 연장부의 측벽과 대향하도록 배치되고, 상기 연장부와 병렬적으로 배치된 직선 형상의 단부와,
상기 연장부 및 상기 단부를 연속 설치하는 연속 설치부를 구비하고,
상기 역도전형 반도체층 또는 상기 진성 반도체층은 상기 연장부 및 상기 단부의 측벽을 따라 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
The extended electrode portion
An extension extending from the memory gate electrode of the selection gate formation region,
A straight end portion disposed in parallel with the extending portion and disposed so as to face the side wall of the extending portion,
And a continuous mounting portion for continuously connecting the extension portion and the end portion,
The reverse conducting semiconductor layer or the intrinsic semiconductor layer is formed along the sidewalls of the extended portion and the end portion
And a nonvolatile semiconductor memory device.
인접하는 상기 역도전형 반도체층끼리, 또는 인접하는 상기 진성 반도체층끼리의 사이에는, 상기 연장 설치 전극부의 측벽에 반도체층이 형성되어 있지 않은 물리적 절단부가 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
A physical cutout portion in which a semiconductor layer is not formed is formed on the sidewall of the extended electrode portion between the adjacent inductance-increasing semiconductor layers or adjacent intrinsic semiconductor layers adjacent to each other
And a nonvolatile semiconductor memory device.
상기 메모리 게이트 전극의 상면에는 캡막이 형성되어 있고,
상기 연장 설치 전극부의 상기 물리적 절단부가 형성된 물리적 절단 영역에는 상기 캡막이 형성되어 있지 않고 메모리 게이트 콘택트가 설치되어 있는
것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.5. The method of claim 4,
A cap film is formed on the upper surface of the memory gate electrode,
Wherein the cap film is not formed in the physical cut region where the physical cut portion of the extended electrode portion is formed and the memory gate contact is provided
And a nonvolatile semiconductor memory device.
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