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JP2007317923A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device Download PDF

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JP2007317923A
JP2007317923A JP2006146519A JP2006146519A JP2007317923A JP 2007317923 A JP2007317923 A JP 2007317923A JP 2006146519 A JP2006146519 A JP 2006146519A JP 2006146519 A JP2006146519 A JP 2006146519A JP 2007317923 A JP2007317923 A JP 2007317923A
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JP
Japan
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layer
diffusion layer
memory cell
gate transistor
semiconductor substrate
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Pending
Application number
JP2006146519A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Matsunaga
泰彦 松永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2006146519A priority Critical patent/JP2007317923A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an occupied area of a selective gate transistor. <P>SOLUTION: A nonvolatile semiconductor memory device comprises a semiconductor substrate 11, a memory cell string provided on the semiconductor substrate 11 and constituted of a plurality of memory cells for storing data in accordance with a quantity of the electric charge of a charge storage layer connected in series, a selective gate transistor SDT connected to the end of the memory cell string in series, and a bit line BL formed over the semiconductor susbtrate 11 and connected to the selective gate transistor SDT. The channel region of the selective gate transistor SDT is formed between the semiconductor substrate 11 and the bit line BL. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置に係り、特に電荷蓄積層と制御ゲート電極とを積層した不揮発性メモリセルを用いた不揮発性半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device using a nonvolatile memory cell in which a charge storage layer and a control gate electrode are stacked.

従来、半導体メモリとしては例えばデータの書き込み及び消去を電気的に行う、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)が知られている。さらに、EEPROMの1つとして、高集積化が可能なNAND型フラッシュメモリが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) that electrically writes and erases data is known as a semiconductor memory. Furthermore, a NAND flash memory capable of high integration is known as one of the EEPROMs.

NAND型フラッシュメモリのメモリセルトランジスタは、半導体基板上に絶縁膜を介して電荷蓄積を目的とする層若しくは膜と、制御ゲート電極とが積層形成されたスタックゲート構造を有している。そして、複数個のメモリセルトランジスタを、隣接するもの同士でソース領域若しくはドレイン領域を共有するような形で列方向に直列接続させ、その両端に選択ゲートトランジスタを配置して、NANDセルユニットが構成される。   A memory cell transistor of a NAND flash memory has a stack gate structure in which a layer or film for charge accumulation and a control gate electrode are stacked on a semiconductor substrate via an insulating film. Then, a plurality of memory cell transistors are connected in series in the column direction so that adjacent ones share a source region or drain region, and select gate transistors are arranged at both ends to constitute a NAND cell unit. Is done.

NANDセルユニットをマトリクス状に配置することにより、メモリセルアレイが構成される。また、行方向に並ぶNANDセルユニットによりNANDセルブロックが構成される。同一行に並ぶ選択ゲートトランジスタのゲートは、同一の選択ゲート線に接続され、同一行に並ぶメモリセルトランジスタの制御ゲートは、同一の制御ゲート線に接続される。   A memory cell array is configured by arranging NAND cell units in a matrix. A NAND cell block is configured by NAND cell units arranged in the row direction. The gates of the select gate transistors arranged in the same row are connected to the same select gate line, and the control gates of the memory cell transistors arranged in the same row are connected to the same control gate line.

個々のNANDセルユニットに電流を流すために、ビット線及びソース線を接続するためのコンタクトがNANDセルユニットの両端に設けられる。コンタクト占有面積の削減のために、1つのコンタクトを隣接する2つのNANDセルユニットで共有するような配置が用いられる。したがって、ビット線コンタクト及びソース線コンタクトに対してNANDセルユニットは折り返した配置となる。ビット線コンタクト及びソース線コンタクトは、隣接するNANDセルユニットの選択ゲートトランジスタ間に設けられる。   In order to pass a current through each NAND cell unit, contacts for connecting bit lines and source lines are provided at both ends of the NAND cell unit. In order to reduce the contact occupation area, an arrangement in which one contact is shared by two adjacent NAND cell units is used. Therefore, the NAND cell unit is folded back with respect to the bit line contact and the source line contact. The bit line contact and the source line contact are provided between select gate transistors of adjacent NAND cell units.

選択ゲートトランジスタの役割は多岐にわたるが、主なものは(1)読み出し時の非選択ブロックのカットオフ、及び(2)選択ブロック内の書き込み禁止NANDセルユニット内における昇圧チャネル電圧のカットオフである。これらの動作時のバイアスは低減されないのが通例である。このため、選択ゲートトランジスタの微細化はメモリセルトランジスタの微細化よりも困難であり、メモリセルトランジスタより先にスケーリングの壁にぶつかる可能性が高い。   Although the role of the select gate transistor is diverse, the main ones are (1) cut-off of the non-selected block at the time of reading, and (2) cut-off of the boosted channel voltage in the write-inhibited NAND cell unit in the selected block. . Typically, the bias during these operations is not reduced. For this reason, miniaturization of the select gate transistor is more difficult than miniaturization of the memory cell transistor, and there is a high possibility that the scaling gate wall will be hit before the memory cell transistor.

これにより、NAND型フラッシュメモリの微細化と共に、選択ゲートトランジスタのNANDストリング長に占める割合が増大してしまう。   This increases the proportion of the select gate transistor in the NAND string length as the NAND flash memory becomes finer.

またこの種の関連技術として、NAND型フラッシュメモリにおいて、選択ゲートトランジスタ間にビット線コンタクト形成する技術が開示されている(特許文献1参照)。
特開2003−197779号公報
As a related technique of this type, a technique of forming a bit line contact between select gate transistors in a NAND flash memory is disclosed (see Patent Document 1).
JP 2003-197779 A

本発明は、選択ゲートトランジスタのカットオフ特性を劣化させずに、この選択ゲートトランジスタの占有面積を低減することが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供する。   The present invention provides a nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the area occupied by a select gate transistor without degrading the cut-off characteristic of the select gate transistor.

本発明の一視点に係る不揮発性半導体記憶装置は、半導体基板と、前記半導体基板に設けられ、かつ電荷蓄積層の電荷量に応じてデータを記憶する複数のメモリセルが直列に接続されて構成されたメモリセル列と、前記メモリセル列の一端に直列に接続された選択ゲートトランジスタと、前記半導体基板の上方に設けられ、かつ前記選択ゲートトランジスタに接続されたビット線とを具備し、前記選択ゲートトランジスタのチャネル領域は、前記半導体基板と前記ビット線との間に設けられる。   A nonvolatile semiconductor memory device according to one aspect of the present invention includes a semiconductor substrate and a plurality of memory cells that are provided on the semiconductor substrate and store data according to the amount of charge in a charge storage layer. A memory cell column, a selection gate transistor connected in series to one end of the memory cell column, and a bit line provided above the semiconductor substrate and connected to the selection gate transistor, A channel region of the select gate transistor is provided between the semiconductor substrate and the bit line.

本発明によれば、選択ゲートトランジスタのカットオフ特性を劣化させずに、この選択ゲートトランジスタの占有面積を低減することが可能な不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can reduce the area occupied by the selection gate transistor without degrading the cutoff characteristic of the selection gate transistor.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有する要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, elements having the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの回路図である。データ消去単位である1つのユニットは、直列に接続された複数のメモリセルMC(典型的には16個のメモリセルMC)からなるメモリセル列と、その一端(ソース側)に直列に接続された選択ゲートトランジスタSSTと、他端(ドレイン側)に直列に接続された選択ゲートトランジスタSDTとにより構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram of a NAND flash memory according to the first embodiment of the present invention. One unit, which is a data erasing unit, is connected in series to a memory cell column composed of a plurality of memory cells MC (typically 16 memory cells MC) connected in series and one end (source side) thereof. The selection gate transistor SST and the selection gate transistor SDT connected in series to the other end (drain side).

メモリセルMCとしてのメモリセルトランジスタの制御ゲート端子には、ワード線WLが接続されている。ソース側の選択ゲートトランジスタSSTのゲート端子には、選択ゲート線SGSLが接続されている。選択ゲートトランジスタSSTのソース端子には、ソース線SLが接続されている。ドレイン側の選択ゲートトランジスタSDTのゲート端子には、選択ゲート線SGDLが接続されている。選択ゲートトランジスタSDTのドレイン端子には、ビット線BLが接続されている。   A word line WL is connected to the control gate terminal of the memory cell transistor as the memory cell MC. A selection gate line SGSL is connected to the gate terminal of the source side selection gate transistor SST. A source line SL is connected to the source terminal of the select gate transistor SST. A selection gate line SGDL is connected to the gate terminal of the drain side selection gate transistor SDT. A bit line BL is connected to the drain terminal of the select gate transistor SDT.

選択ゲート線SGSL,SGDLは、選択ゲートトランジスタSST,SDTのオン/オフを制御するために設けられている。選択ゲートトランジスタSST,SDTは、データ書き込み及びデータ読み出し等の際に、ユニット内のメモリセルMCに所定の電位を供給するためのゲートとして機能する。   The selection gate lines SGSL and SGDL are provided for controlling on / off of the selection gate transistors SST and SDT. The selection gate transistors SST and SDT function as gates for supplying a predetermined potential to the memory cells MC in the unit at the time of data writing and data reading.

このユニットがX方向(ワード線WLの延在方向)に複数個配列されてブロックが構成されている。1個のブロックのうち同じワード線WLに接続された複数のメモリセルは1ページとして取り扱われ、このページごとにデータ書き込み及びデータ読み出し動作が行われる。   A plurality of units are arranged in the X direction (the extending direction of the word lines WL) to form a block. A plurality of memory cells connected to the same word line WL in one block are handled as one page, and data write and data read operations are performed for each page.

複数のブロックは、Y方向(ビット線の延在方向)に複数個配列される。ここで、第1のブロックと、この第1のブロックの一方(ドレイン側)に隣接する第2のブロックとは、ドレイン側の選択ゲートトランジスタSDTを共有している。すなわち、複数のブロックは、順番に折り返されるように配列される。上記第1のブロックと、この第1のブロックの他方(ソース側)に隣接する第3のブロックとは、ソース側の選択ゲートトランジスタSSTが向き合うように配置されている。   A plurality of blocks are arranged in the Y direction (bit line extending direction). Here, the first block and the second block adjacent to one (drain side) of the first block share the selection gate transistor SDT on the drain side. That is, the plurality of blocks are arranged so as to be folded in order. The first block and the third block adjacent to the other (source side) of the first block are arranged such that the source side select gate transistor SST faces each other.

各メモリセルMCは、トンネル絶縁膜、浮遊ゲート電極、ゲート絶縁膜、制御ゲート電極が積層された構造を有している。メモリセルMCのソース領域及びドレイン領域は隣接するもの同士で共有されることにより、メモリセルMCは直列に接続される。そして、メモリセルMCに含まれる浮遊ゲート電極に電子を注入する、或いは浮遊ゲート電極から電子を引き抜くことにより、メモリセルMCのデータが変えられる。以下、読み出し及び書き込み動作の一例について説明する。   Each memory cell MC has a structure in which a tunnel insulating film, a floating gate electrode, a gate insulating film, and a control gate electrode are stacked. The memory cell MC is connected in series by sharing the source region and the drain region of the memory cell MC between adjacent ones. The data of the memory cell MC can be changed by injecting electrons into the floating gate electrode included in the memory cell MC or by extracting electrons from the floating gate electrode. Hereinafter, an example of read and write operations will be described.

データ書き込み時には、選択されたメモリセルMC(選択メモリセルMC)のワード線WLに正の高電位、例えば20Vを印加し、非選択メモリセルMCのワード線WLに正の中間電位、例えば8Vを印加する。そして、ドレイン側の選択ゲート線SGDLにVCC(電源電位)を印加して選択ゲートトランジスタSDTをオン状態にし、ソース側の選択ゲート線SGSLに0V(接地電位)を印加して選択ゲートトランジスタSSTをカットオフ状態にする。そして、選択ビット線BLには、書き込むデータに応じて0V或いはVCC(例えば3V)を印加する。   At the time of data writing, a positive high potential, for example, 20V is applied to the word line WL of the selected memory cell MC (selected memory cell MC), and a positive intermediate potential, for example, 8V is applied to the word line WL of the non-selected memory cell MC. Apply. Then, VCC (power supply potential) is applied to the drain-side selection gate line SGDL to turn on the selection gate transistor SDT, and 0 V (ground potential) is applied to the source-side selection gate line SGSL to select the selection gate transistor SST. Cut off. Then, 0 V or VCC (for example, 3 V) is applied to the selected bit line BL according to data to be written.

こうすることにより、選択ゲートトランジスタSDT及びユニット内の非選択メモリセルMCが導通状態となり、選択メモリセルMCのドレイン領域にビット線電位が伝達され、メモリセルMCの閾値電圧がシフトする。   As a result, the select gate transistor SDT and the non-selected memory cell MC in the unit become conductive, the bit line potential is transmitted to the drain region of the selected memory cell MC, and the threshold voltage of the memory cell MC shifts.

例えば“0”を書き込む場合、ビット線BLに0Vを印加する。すると、メモリセルMCの活性領域に形成されたチャネル領域と制御ゲート電極との間に高電界が発生するため、浮遊ゲート電極に電子が注入される。この結果、メモリセルMCの閾値電圧は、正方向にシフトする。   For example, when “0” is written, 0 V is applied to the bit line BL. Then, since a high electric field is generated between the channel region formed in the active region of the memory cell MC and the control gate electrode, electrons are injected into the floating gate electrode. As a result, the threshold voltage of the memory cell MC shifts in the positive direction.

一方、“1”書き込みは、メモリセルMCの閾値電圧を変化させずに維持(消去状態を維持)する状態であり、メモリセルMCの制御ゲート電極に正の高電位20Vが印加されても浮遊ゲート電極に電子が注入されないようにする。このため、ビット線BLにVCCを印加する。そして、書き込みの初期にメモリセルMCのチャネル領域にVCCが充電された後、選択ワード線WLに20V、非選択ワード線WLに8Vを印加する。   On the other hand, “1” writing is a state in which the threshold voltage of the memory cell MC is maintained without being changed (erased state is maintained), and is floating even when a positive high potential of 20 V is applied to the control gate electrode of the memory cell MC. Electrons are not injected into the gate electrode. Therefore, VCC is applied to the bit line BL. Then, after VCC is charged in the channel region of the memory cell MC at the initial stage of writing, 20 V is applied to the selected word line WL and 8 V is applied to the non-selected word line WL.

すると、制御ゲート電極とチャネル領域との容量結合によりチャネル電位は上昇するが、ドレイン側の選択ゲート線SGDLはビット線BLとともにVCCであるため選択ゲートトランジスタSDTがカットオフ状態となる。こうすることにより、チャネル電位は8V程度まで上昇するので、メモリセルMCに電子は注入されない。すなわち、メモリセルMCの閾値電圧は変化しない。   Then, although the channel potential rises due to capacitive coupling between the control gate electrode and the channel region, the selection gate transistor SDT is cut off because the selection gate line SGDL on the drain side is VCC together with the bit line BL. As a result, the channel potential rises to about 8 V, so that electrons are not injected into the memory cell MC. That is, the threshold voltage of the memory cell MC does not change.

データ読み出し時には、選択メモリセルMCのワード線WLに例えば0Vを印加し、非選択メモリセルMCのワード線WL及び選択ゲート線SGDL,SGSLにVCC若しくはVCCより少し高い読み出し電位を印加する。つまり、選択ゲートトランジスタSDT,SST及び非選択メモリセルMCは導通状態になるため、選択メモリセルMCの閾値電圧が正か負かでビット線BLの電位は決まり、この電位を検知することでデータ読み出しが可能となる。   At the time of data reading, for example, 0 V is applied to the word line WL of the selected memory cell MC, and a read potential slightly higher than VCC or VCC is applied to the word line WL and the selection gate lines SGDL and SGSL of the unselected memory cell MC. That is, since the select gate transistors SDT and SST and the non-selected memory cell MC are in a conductive state, the potential of the bit line BL is determined depending on whether the threshold voltage of the selected memory cell MC is positive or negative, and data is obtained by detecting this potential. Reading is possible.

データ消去時には、選択されたブロック内の全てのワード線WLに0Vを印加し、半導体基板に20Vを印加する。これにより、選択ブロック内の全てのメモリセルMCにおいて浮遊ゲート電極の電子がトンネル電流により半導体基板に放出される。この結果、これらのメモリセルの閾値電圧が負方向にシフトする。   When erasing data, 0 V is applied to all word lines WL in the selected block, and 20 V is applied to the semiconductor substrate. As a result, the electrons of the floating gate electrode are emitted to the semiconductor substrate by the tunnel current in all the memory cells MC in the selected block. As a result, the threshold voltages of these memory cells shift in the negative direction.

一方、非選択ブロック内の全てのワード線WL、選択ゲート線SGDL,SGSL、及びビット線BLは、フローティング状態にする。これにより、非選択ブロックでは、ワード線WLが活性領域との容量結合により20V近くまで上昇するため、消去動作が行われない。   On the other hand, all word lines WL, selection gate lines SGDL, SGSL, and bit lines BL in the non-selected block are set in a floating state. As a result, in the non-selected block, the word line WL rises to near 20 V due to capacitive coupling with the active region, so that the erase operation is not performed.

次に、本実施形態のNAND型フラッシュメモリの構造について説明する。図2は、選択ゲートトランジスタSDTを中心に示したNAND型フラッシュメモリの平面図である。図3は、図2に示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図である。図4は、図2に示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図である。なお、図1の平面図において、構造の理解を容易にするために、ビット線BL及び層間絶縁層20の図示を省略している。   Next, the structure of the NAND flash memory of this embodiment will be described. FIG. 2 is a plan view of the NAND flash memory mainly showing the selection gate transistor SDT. FIG. 3 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along the line III-III shown in FIG. 4 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line IV-IV shown in FIG. In the plan view of FIG. 1, the bit lines BL and the interlayer insulating layer 20 are not shown for easy understanding of the structure.

P型導電性の基板11は、例えばP型半導体基板、P型ウェルを有する半導体基板、P型半導体層を有するSOI(Silicon On Insulator)型基板などである。半導体基板としては、例えばシリコンが用いられる。例えばP型半導体基板11は、表面領域に素子分離絶縁層12を具備し、素子分離絶縁層12が形成されていない半導体基板11の表面領域が素子を形成する素子領域(アクティブ領域:AA)となる。素子分離絶縁層12は、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)により構成される。STI12としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。   The P-type conductive substrate 11 is, for example, a P-type semiconductor substrate, a semiconductor substrate having a P-type well, an SOI (Silicon On Insulator) type substrate having a P-type semiconductor layer, or the like. For example, silicon is used as the semiconductor substrate. For example, the P-type semiconductor substrate 11 includes an element isolation insulating layer 12 in a surface region, and an element region (active region: AA) in which the surface region of the semiconductor substrate 11 where the element isolation insulating layer 12 is not formed forms an element. Become. The element isolation insulating layer 12 is configured by, for example, STI (Shallow Trench Isolation). For example, a silicon oxide film is used as the STI 12.

半導体基板11上には、メモリセルMCを構成するトンネル絶縁膜13、浮遊ゲート電極14、ゲート絶縁膜15、及び制御ゲート電極16が順に積層されたゲート積層体が設けられている。制御ゲート電極16は、図1に示したワード線WLに対応する。   On the semiconductor substrate 11, a gate stacked body in which a tunnel insulating film 13, a floating gate electrode 14, a gate insulating film 15, and a control gate electrode 16 constituting the memory cell MC are sequentially stacked is provided. The control gate electrode 16 corresponds to the word line WL shown in FIG.

ゲート積層体の両側で半導体基板11内には、メモリセルMCのソース領域及びドレイン領域として機能するN型拡散層17−1が設けられている。N型拡散層17−1は、高濃度のN型不純物が拡散された半導体層である。隣接するメモリセルMCは、1つのN型拡散層17−1を共有している。このようにして、ユニット内の複数のメモリセルMCが直列に接続される。 In the semiconductor substrate 11 on both sides of the gate stack, an N + type diffusion layer 17-1 that functions as a source region and a drain region of the memory cell MC is provided. The N + -type diffusion layer 17-1 is a semiconductor layer in which a high concentration N + -type impurity is diffused. Adjacent memory cells MC share one N + -type diffusion layer 17-1. In this way, the plurality of memory cells MC in the unit are connected in series.

ゲート積層体の両側面には、側壁絶縁膜18が設けられている。側壁絶縁膜18としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。メモリセルMCの上には、バリア膜19が設けられている。このようにして、メモリセルMCが構成される。   Side wall insulating films 18 are provided on both side surfaces of the gate stack. For example, a silicon oxide film is used as the sidewall insulating film 18. A barrier film 19 is provided on the memory cell MC. In this way, the memory cell MC is configured.

次に、ドレイン側の選択ゲートトランジスタSDTの構造について説明する。本実施形態では、選択ゲートトランジスタSDTとして、縦型トランジスタを用いている。なお、縦型トランジスタとは、チャネルが縦方向に形成されるトランジスタである。   Next, the structure of the drain side select gate transistor SDT will be described. In the present embodiment, a vertical transistor is used as the selection gate transistor SDT. Note that a vertical transistor is a transistor in which a channel is formed in a vertical direction.

ドレイン側で隣接するブロック間(すなわち、選択ゲートトランジスタSDTが形成される領域)で半導体基板11内には、N型拡散層17−2が設けられている。N型拡散層17−2は、ドレイン側の端に配置されたメモリセルMCのソース/ドレイン領域として機能する。 An N + type diffusion layer 17-2 is provided in the semiconductor substrate 11 between adjacent blocks on the drain side (that is, a region where the select gate transistor SDT is formed). The N + type diffusion layer 17-2 functions as a source / drain region of the memory cell MC disposed at the end on the drain side.

型拡散層17−2上には、N型拡散層(ソース領域)21が設けられている。N型拡散層21上には、P型拡散層(チャネル領域)22が設けられている。P型拡散層22は、低濃度のP型不純物が拡散された半導体層である。P型拡散層22上には、N型拡散層(ドレイン領域)23が設けられている。具体的には、N型拡散層23は、P型拡散層22上に設けられたN型拡散層23−1と、このN型拡散層23−1の上部から横方向に突出したN型拡散層23−2とから構成されている。N型拡散層23−2は、N型拡散層23上に電気的に接続されるコンタクトを形成する際の余裕のために設けられている。 On the N + diffusion layer 17-2, N + -type diffusion layer (source region) 21 is provided. A P type diffusion layer (channel region) 22 is provided on the N + type diffusion layer 21. The P type diffusion layer 22 is a semiconductor layer in which low concentration P type impurities are diffused. An N + type diffusion layer (drain region) 23 is provided on the P type diffusion layer 22. Specifically, the N + -type diffusion layer 23 protrudes laterally from the N + -type diffusion layer 23-1 provided on the P -type diffusion layer 22 and the upper part of the N + -type diffusion layer 23-1. N + -type diffusion layer 23-2. The N + type diffusion layer 23-2 is provided for a margin when forming a contact electrically connected to the N + type diffusion layer 23.

型拡散層21、P型拡散層22及びN型拡散層23からなる積層膜の側面上には、ゲート絶縁膜24が設けられている。ゲート絶縁膜24としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。ゲート絶縁膜24の側面上には、X方向に延在するように、ゲート電極25が設けられている。ゲート電極25は、図1に示した選択ゲート線SGDLに対応する。ゲート電極25としては、例えばポリシリコンが用いられる。 A gate insulating film 24 is provided on the side surface of the laminated film composed of the N + -type diffusion layer 21, the P -type diffusion layer 22, and the N + -type diffusion layer 23. As the gate insulating film 24, for example, a silicon oxide film is used. A gate electrode 25 is provided on the side surface of the gate insulating film 24 so as to extend in the X direction. The gate electrode 25 corresponds to the selection gate line SGDL shown in FIG. For example, polysilicon is used as the gate electrode 25.

なお、本実施形態では、ゲート電極25は、N型拡散層21、P型拡散層22及びN型拡散層23からなる積層膜の側面上にゲート絶縁膜24を介して設けられている。しかしこれに限定されず、ゲート電極25は、少なくともチャネル領域としてのP型拡散層22の側面上にゲート絶縁膜24を介して設けられていればよい。このようにして、選択ゲートトランジスタSDTが構成される。 In the present embodiment, the gate electrode 25 is provided on the side surface of the laminated film including the N + -type diffusion layer 21, the P -type diffusion layer 22, and the N + -type diffusion layer 23 via the gate insulating film 24. Yes. However, the present invention is not limited to this, and the gate electrode 25 only needs to be provided on at least the side surface of the P -type diffusion layer 22 as the channel region via the gate insulating film 24. In this way, the selection gate transistor SDT is configured.

また、図2に示すように、同じ列の複数の選択トランジスタにおいて、複数のN型拡散層23−2は、ゲート電極25の両側に交互に配置される。すなわち、X方向に隣接する2つのユニットに対応する2つのN型拡散層23−2は、ゲート電極25に対して、Y方向の一方の側と他方の側とに配置される。換言すると、上記2つのN型拡散層23−2は、X方向において向き合わないように、Y方向にずらして配置される。 As shown in FIG. 2, the plurality of N + -type diffusion layers 23-2 are alternately arranged on both sides of the gate electrode 25 in the plurality of selection transistors in the same column. That is, two N + type diffusion layers 23-2 corresponding to two units adjacent in the X direction are arranged on one side and the other side in the Y direction with respect to the gate electrode 25. In other words, the two N + -type diffusion layers 23-2 are shifted in the Y direction so as not to face each other in the X direction.

型拡散層23上でN型拡散層23−2が配置される側には、コンタクト層26が設けられている。コンタクト層26上には、Y方向に延在するように、ビット線BLが設けられている。半導体基板11とビット線BLとの間は、層間絶縁層20で満たされている。 On the side where the N + -type diffusion layer 23-2 on the N + diffusion layer 23 is arranged, the contact layer 26 is provided. A bit line BL is provided on the contact layer 26 so as to extend in the Y direction. The interlayer insulating layer 20 is filled between the semiconductor substrate 11 and the bit line BL.

次に、ソース側の選択ゲートトランジスタSSTの構造について説明する。図5は、選択ゲートトランジスタSSTを中心に示したNAND型フラッシュメモリの平面図である。図6は、図5に示したVI−VI線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図である。   Next, the structure of the source side select gate transistor SST will be described. FIG. 5 is a plan view of a NAND flash memory centered on the select gate transistor SST. 6 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along the line VI-VI shown in FIG.

半導体基板11上には、X方向に延在するように、ゲート絶縁膜13を介してゲート電極31が設けられている。ゲート電極31は、図1に示した選択ゲート線SGSLに対応する。ゲート電極31としては、例えばポリシリコンが用いられる。ゲート電極31の両側面には、側壁絶縁膜18が設けられている。   A gate electrode 31 is provided on the semiconductor substrate 11 via a gate insulating film 13 so as to extend in the X direction. The gate electrode 31 corresponds to the selection gate line SGSL shown in FIG. For example, polysilicon is used as the gate electrode 31. Sidewall insulating films 18 are provided on both side surfaces of the gate electrode 31.

ソース側で隣接するゲート電極31間で半導体基板11内には、N型拡散層17−3が設けられている。N型拡散層17−3は、隣接する2つの選択ゲートトランジスタSSTの共通のソース領域として機能する。選択ゲートトランジスタSSTは、隣接するメモリセルMCとN型拡散層17−1を共有することで、このメモリセルMCと直列に接続されている。 An N + type diffusion layer 17-3 is provided in the semiconductor substrate 11 between the gate electrodes 31 adjacent on the source side. The N + type diffusion layer 17-3 functions as a common source region for two adjacent select gate transistors SST. The select gate transistor SST is connected in series with the memory cell MC by sharing the N + type diffusion layer 17-1 with the adjacent memory cell MC.

型拡散層17−3上には、コンタクト層32が設けられている。コンタクト層32としては、例えばタングステン(W)が用いられる。コンタクト層26上には、X方向に延在するように、ソース線SLが設けられている。半導体基板11とソース線SLとの間は、層間絶縁層20で満たされている。このようにして、選択ゲートトランジスタSSTが構成される。 A contact layer 32 is provided on the N + -type diffusion layer 17-3. As the contact layer 32, for example, tungsten (W) is used. A source line SL is provided on the contact layer 26 so as to extend in the X direction. A space between the semiconductor substrate 11 and the source line SL is filled with an interlayer insulating layer 20. In this way, the selection gate transistor SST is configured.

次に、本実施形態のNAND型フラッシュメモリの製造方法の一例について説明する。なお、図7A乃至図13Aは、製造方法の一工程を示す平面図である。図7B乃至図13Bは、平面図に示したIII−III線に沿った断面図である。図7C乃至図13Cは、平面図に示したIV−IV線に沿った断面図である。   Next, an example of a method for manufacturing the NAND flash memory according to this embodiment will be described. 7A to 13A are plan views showing one process of the manufacturing method. 7B to 13B are cross-sectional views along the line III-III shown in the plan views. 7C to 13C are cross-sectional views taken along line IV-IV shown in the plan views.

P型半導体基板11の表面領域に、トランジスタ等の半導体素子が形成されるアクティブ領域AAを形成する。すなわち、P型半導体基板11の表面領域にSTI12を形成することにより、半導体基板11の表面領域にアクティブ領域AAを形成する。STI12は、リソグラフィ法及びRIE(Reactive Ion Etching)法を用いて半導体基板11に溝を形成し、この溝にシリコン酸化膜等の絶縁体を埋め込むことにより形成される。   An active area AA in which semiconductor elements such as transistors are formed is formed in the surface area of the P-type semiconductor substrate 11. In other words, the active region AA is formed in the surface region of the semiconductor substrate 11 by forming the STI 12 in the surface region of the P-type semiconductor substrate 11. The STI 12 is formed by forming a groove in the semiconductor substrate 11 using a lithography method and an RIE (Reactive Ion Etching) method and embedding an insulator such as a silicon oxide film in the groove.

次に、図7A乃至図7Cに示すように、半導体基板11上に、メモリセルMCを構成するトンネル絶縁膜13、浮遊ゲート電極14、ゲート絶縁膜15、制御ゲート電極16を順に堆積する。そして、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、制御ゲート電極16、ゲート絶縁膜15、及び浮遊ゲート電極14を所望の形状にパターニングする。   Next, as shown in FIGS. 7A to 7C, a tunnel insulating film 13, a floating gate electrode 14, a gate insulating film 15, and a control gate electrode 16 constituting the memory cell MC are sequentially deposited on the semiconductor substrate 11. Then, the control gate electrode 16, the gate insulating film 15, and the floating gate electrode 14 are patterned into a desired shape by using a lithography method and an RIE method.

トンネル絶縁膜13としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。浮遊ゲート電極14としては、例えばポリシリコンが用いられる。ゲート絶縁膜15としては、例えばONO膜(酸化膜、窒化膜、及び酸化膜からなる積層膜)が用いられる。制御ゲート電極16としては、例えばポリシリコンが用いられる。   For example, a silicon oxide film is used as the tunnel insulating film 13. For example, polysilicon is used as the floating gate electrode 14. As the gate insulating film 15, for example, an ONO film (a laminated film including an oxide film, a nitride film, and an oxide film) is used. For example, polysilicon is used as the control gate electrode 16.

次に、図8A乃至図8Cに示すように、P型半導体基板11内に、N型不純物(リン(P)、ヒ素(As)等)を導入することにより、N型拡散層17−1,17−2を形成する。次に、制御ゲート電極16及び浮遊ゲート電極14の側面に側壁絶縁膜18を形成する。この際、同一ブロック内のメモリセルMC間は、側壁絶縁膜18で埋め込まれている。なお、この側壁絶縁膜18の形成工程により、隣接するブロック間のトンネル絶縁膜13は、エッチングされている。 Next, as shown in FIGS. 8A to 8C, by introducing N + -type impurities (phosphorus (P), arsenic (As), etc.) into the P-type semiconductor substrate 11, N + -type diffusion layers 17− 1, 17-2. Next, sidewall insulating films 18 are formed on the side surfaces of the control gate electrode 16 and the floating gate electrode 14. At this time, the memory cells MC in the same block are filled with the sidewall insulating film 18. Note that the tunnel insulating film 13 between adjacent blocks is etched by the step of forming the sidewall insulating film 18.

次に、隣接するブロック間に開口部を形成するためのエッチング工程時のストッパー目的で、装置全面に、バリア膜19を堆積する。バリア膜19としては、例えばシリコン窒化膜が用いられる。   Next, a barrier film 19 is deposited on the entire surface of the device for the purpose of a stopper during an etching process for forming an opening between adjacent blocks. For example, a silicon nitride film is used as the barrier film 19.

次に、図9A乃至図9Cに示すように、装置全面に、絶縁層20−1を堆積する。絶縁層20−1としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。或いは、シリコン酸化膜にBとPを含ませたBPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)、BSG(Boron Silicate Glass)、もしくはPSG(Phosphorus Silicate Glass)等を用いてもよい。   Next, as shown in FIGS. 9A to 9C, an insulating layer 20-1 is deposited on the entire surface of the device. As the insulating layer 20-1, for example, a silicon oxide film is used. Alternatively, BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass), BSG (Boron Silicate Glass), PSG (Phosphorus Silicate Glass), or the like in which B and P are included in the silicon oxide film may be used.

次に、図10A乃至図10Cに示すように、N型拡散層17−2の上面を露出するように、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、絶縁層20−1及びバリア膜19をエッチングする。これにより、N型拡散層17−2の上面を露出する開口部41−1が形成される。 Next, as shown in FIGS. 10A to 10C, the insulating layer 20-1 and the barrier film 19 are etched using the lithography method and the RIE method so as to expose the upper surface of the N + type diffusion layer 17-2. . Thereby, the opening 41-1 exposing the upper surface of the N + type diffusion layer 17-2 is formed.

さらに、絶縁層20−1の表面領域に、リソグラフィ法及びRIE法を用いて開口部41−2を形成する。この開口部41−2は、開口部41−1の上部からY方向に突出するように形成される。また、図10Aに示すように、複数の開口部41−2は、開口部41−1に対して、Y方向の一方の側と他方の側とに交互に形成される。   Further, an opening 41-2 is formed in the surface region of the insulating layer 20-1 by using a lithography method and an RIE method. The opening 41-2 is formed so as to protrude from the upper part of the opening 41-1 in the Y direction. As shown in FIG. 10A, the plurality of openings 41-2 are alternately formed on one side and the other side in the Y direction with respect to the opening 41-1.

次に、図11A乃至図11Cに示すように、N型拡散層17−2上に、開口部41−1の下部を埋め込むように、N型拡散層21を例えば選択成長法(具体的には、選択CVD(Chemical Vapor Deposition)法)を用いて形成する。次に、N型拡散層21上に、開口部41−1の中間部を埋め込むように、P型拡散層22を例えば選択成長法を用いて形成する。 Next, as shown in FIGS. 11A to 11C, the N + type diffusion layer 21 is formed on the N + type diffusion layer 17-2 by, for example, a selective growth method (specifically, so as to embed the lower portion of the opening 41-1. For this, selective CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used. Next, the P -type diffusion layer 22 is formed on the N + -type diffusion layer 21 by using, for example, a selective growth method so as to embed an intermediate portion of the opening 41-1.

次に、P型拡散層22上に、開口部41−1の上部及び開口部41−2を埋め込むように、N型拡散層23を例えば選択成長法を用いて形成する。これにより、P型拡散層22上に形成されたN型拡散層23−1と、このN型拡散層23−1の上部からY方向に突出したN型拡散層23−2とが形成される。その後、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて、N型拡散層23及び絶縁層20−1の上面を平坦化する。そして、N型拡散層23及び絶縁層20−1上に、絶縁層20−2を堆積する。 Next, the N + -type diffusion layer 23 is formed on the P -type diffusion layer 22 using, for example, a selective growth method so as to fill the upper portion of the opening 41-1 and the opening 41-2. Thus, P - type diffusion layer N + -type diffusion layer 23-1 formed on the 22, the N + -type diffusion layer 23-2 which projects in the Y direction from the top of the N + -type diffusion layer 23-1 Is formed. Thereafter, the upper surfaces of the N + -type diffusion layer 23 and the insulating layer 20-1 are planarized using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. Then, an insulating layer 20-2 is deposited on the N + -type diffusion layer 23 and the insulating layer 20-1.

次に、図12A乃至図12Cに示すように、N型拡散層23−1,21及びP型拡散層22の側面及びN型拡散層17−2の上面を露出するように、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、絶縁層20−2、N型拡散層23−1,21及びP型拡散層22を選択的にエッチングする。これにより、N型拡散層23−1,21及びP型拡散層22の側面を露出しかつX方向に延在する開口部42が形成される。なお、開口部42は、必ずしもN型拡散層17−2まで到達する必要はなく、P型拡散層22の底面まで到達していればよい。 Next, as shown in FIGS. 12A to 12C, lithography is performed so that the side surfaces of the N + -type diffusion layers 23-1 and 23 and 21 and the P -type diffusion layer 22 and the upper surface of the N + -type diffusion layer 17-2 are exposed. The insulating layer 20-2, the N + -type diffusion layers 23-1, 21 and the P -type diffusion layer 22 are selectively etched using the method and the RIE method. As a result, an opening 42 is formed that exposes the side surfaces of the N + -type diffusion layers 23-1 and 21 and the P -type diffusion layer 22 and extends in the X direction. Note that the opening 42 does not necessarily reach the N + -type diffusion layer 17-2 as long as it reaches the bottom surface of the P -type diffusion layer 22.

次に、図13A乃至図13Cに示すように、積層膜(N型拡散層23−1,21及びP型拡散層22からなる)の側面上及びN型拡散層17−2上に、ゲート絶縁膜24を堆積する。次に、ゲート絶縁膜24の側面上に、開口部42を埋め込むように、ゲート電極25を形成する。その後、ゲート電極25及び絶縁層20−2の上面をCMP法を用いて平坦化する。 Next, as shown in FIGS. 13A to 13C, on the side surface of the laminated film (consisting of the N + -type diffusion layers 23-1, 21 and the P -type diffusion layer 22) and on the N + -type diffusion layer 17-2. Then, a gate insulating film 24 is deposited. Next, the gate electrode 25 is formed on the side surface of the gate insulating film 24 so as to fill the opening 42. Thereafter, the upper surfaces of the gate electrode 25 and the insulating layer 20-2 are planarized using a CMP method.

次に、図2乃至図4に示すように、ゲート電極25及び絶縁層20−2上に、絶縁層を堆積する。そして、この絶縁層の上面をCMP法を用いて平坦化する。これにより、層間絶縁層20が形成される。次に、層間絶縁層20内に、N型拡散層23−1,23−2に到達するように、コンタクト層26を形成する。これにより、N型拡散層23−1,23−2に電気的に接続されたコンタクト層26が形成される。コンタクト層26としては、例えばタングステン(W)が用いられる。また、複数のコンタクト層26は、ゲート電極25の両側に交互に形成される。 Next, as shown in FIGS. 2 to 4, an insulating layer is deposited on the gate electrode 25 and the insulating layer 20-2. Then, the upper surface of the insulating layer is planarized using a CMP method. Thereby, the interlayer insulating layer 20 is formed. Next, the contact layer 26 is formed in the interlayer insulating layer 20 so as to reach the N + type diffusion layers 23-1 and 23-2. Thereby, the contact layer 26 electrically connected to the N + type diffusion layers 23-1 and 23-2 is formed. As the contact layer 26, for example, tungsten (W) is used. The plurality of contact layers 26 are alternately formed on both sides of the gate electrode 25.

次に、コンタクト層26及び層間絶縁層20上に、Y方向に延在するビット線BLを形成する。これにより、N型拡散層23に電気的に接続されたビット線BLが形成される。 Next, a bit line BL extending in the Y direction is formed on the contact layer 26 and the interlayer insulating layer 20. Thereby, the bit line BL electrically connected to the N + type diffusion layer 23 is formed.

このように構成されたNAND型フラッシュメモリでは、選択ゲートトランジスタSDTとして縦型トランジスタを用いているため、この選択ゲートトランジスタSDTの占有面積を小さくすることができる。すなわち、選択ゲートトランジスタSDTを微細化することが可能となる。   In the NAND flash memory configured as described above, since the vertical transistor is used as the selection gate transistor SDT, the area occupied by the selection gate transistor SDT can be reduced. That is, the select gate transistor SDT can be miniaturized.

また、選択ゲートトランジスタSDTのカットオフ特性を劣化させずに、選択ゲートトランジスタSDTの占有面積を小さくすることが可能である。これにより、NAND型フラッシュメモリの動作時のバイアスを低減する必要がないため、NAND型フラッシュメモリを最適な状態で動作させることができる。   In addition, the area occupied by the select gate transistor SDT can be reduced without degrading the cut-off characteristics of the select gate transistor SDT. As a result, it is not necessary to reduce the bias during operation of the NAND flash memory, and the NAND flash memory can be operated in an optimum state.

また、隣接するブロック間で1つの選択ゲートトランジスタSDTを共有している。このように構成しても、NAND型フラッシュメモリのデータ書き込み及びデータ読み出し動作を正確に行なうことができる。これにより、NAND型フラッシュメモリをより微細化することが可能となる。   In addition, one select gate transistor SDT is shared between adjacent blocks. Even with this configuration, the data write and data read operations of the NAND flash memory can be performed accurately. As a result, the NAND flash memory can be further miniaturized.

また、選択ゲートトランジスタSDTとビット線BLとを電気的に接続するコンタクト層26をゲート電極25の両側に交互に配置している。これにより、X方向に隣接するコンタクト層26は、距離を十分空けて配置される。この結果、各コンタクト層26のサイズを大きくすることができる。さらに、コンタクト層26の形成工程を容易にすることが可能となる。   In addition, contact layers 26 that electrically connect the select gate transistors SDT and the bit lines BL are alternately arranged on both sides of the gate electrode 25. As a result, the contact layers 26 adjacent in the X direction are arranged with a sufficient distance. As a result, the size of each contact layer 26 can be increased. Furthermore, the process of forming the contact layer 26 can be facilitated.

また、選択ゲートトランジスタSDTのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域は、層間絶縁層20の側面上に設けられている。すなわち、選択ゲートトランジスタSDTのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域は、絶縁層上に設けられたSOI(Silicon On Insulator)層に形成されているのと同等である。したがって、選択ゲートトランジスタSDTの寄生容量を低減することができる。この結果、選択ゲートトランジスタSDTの動作速度を高速化することができる。   The channel region, source region, and drain region of the select gate transistor SDT are provided on the side surface of the interlayer insulating layer 20. That is, the channel region, source region, and drain region of the select gate transistor SDT are equivalent to those formed in an SOI (Silicon On Insulator) layer provided on the insulating layer. Therefore, the parasitic capacitance of the select gate transistor SDT can be reduced. As a result, the operation speed of the select gate transistor SDT can be increased.

なお、ソース側の選択ゲートトランジスタSSTに縦型トランジスタを適用してもよい。すなわち、第1のブロックと、この第1のブロックの一方(ソース側)に隣接する第2のブロックとは、1つの選択ゲートトランジスタSSTを共有する。そして、上記第1のブロックと、この第1のブロックの他方(ドレイン側)に隣接する第3のブロックとの間には、2つの選択ゲートトランジスタSDTが配置され、この2つの選択ゲートトランジスタSDTが直列に接続される。このようにしてNAND型フラッシュメモリを構成した場合でも、同様に実施可能である。   Note that a vertical transistor may be applied to the selection gate transistor SST on the source side. That is, the first block and the second block adjacent to one (source side) of the first block share one select gate transistor SST. Two selection gate transistors SDT are arranged between the first block and a third block adjacent to the other (drain side) of the first block, and the two selection gate transistors SDT are arranged. Are connected in series. Even when the NAND flash memory is configured in this manner, the present invention can be similarly implemented.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、選択ゲートトランジスタSDTの他の構成例であり、縦型トランジスタを用いずにNAND型フラッシュメモリを微細化するようにしている。
(Second Embodiment)
The second embodiment is another configuration example of the selection gate transistor SDT, and a NAND flash memory is miniaturized without using a vertical transistor.

図14は、本発明の第2の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの平面図である。また、図14は、選択ゲートトランジスタSDTを中心に示している。図15は、図14に示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図である。図16は、図14に示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図である。なお、図14の平面図において、構造の理解を容易にするために、ビット線BL及び層間絶縁層20,58の図示を省略している。   FIG. 14 is a plan view of a NAND flash memory according to the second embodiment of the present invention. FIG. 14 mainly shows the selection gate transistor SDT. FIG. 15 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along the line III-III shown in FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line IV-IV shown in FIG. In the plan view of FIG. 14, the bit line BL and the interlayer insulating layers 20 and 58 are not shown for easy understanding of the structure.

ドレイン側で隣接するブロック間(すなわち、選択ゲートトランジスタSDTが形成される領域)で半導体基板11内には、N型拡散層17−2が設けられている。N型拡散層17−2は、ドレイン側の端に配置されたメモリセルMCのソース/ドレイン領域として機能する。なお、メモリセルMCの構造は、上記第1の実施形態と同じである。 An N + type diffusion layer 17-2 is provided in the semiconductor substrate 11 between adjacent blocks on the drain side (that is, a region where the select gate transistor SDT is formed). The N + type diffusion layer 17-2 functions as a source / drain region of the memory cell MC disposed at the end on the drain side. The structure of the memory cell MC is the same as that in the first embodiment.

層間絶縁層20内でN型拡散層17−2上には、N型拡散層17−2に電気的に接続されたコンタクト層51が設けられている。このコンタクト層51は、例えば、高濃度のN不純物が導入されたN型拡散層により構成される。 A contact layer 51 electrically connected to the N + type diffusion layer 17-2 is provided on the N + type diffusion layer 17-2 in the interlayer insulating layer 20. The contact layer 51 is constituted by, for example, an N + type diffusion layer into which a high concentration N + impurity is introduced.

層間絶縁層20の上部には、コンタクト層51の側面に接触するように、低濃度のP型不純物が導入されたP型半導体層52が設けられている。P型半導体層52は、選択ゲートトランジスタSDTの活性層として機能する。 A P type semiconductor layer 52 into which a low concentration of P type impurity is introduced is provided on the interlayer insulating layer 20 so as to be in contact with the side surface of the contact layer 51. The P type semiconductor layer 52 functions as an active layer of the select gate transistor SDT.

また、図14に示すように、同じ列の複数の選択トランジスタにおいて、複数のP型半導体層52は、コンタクト層51の両側に交互に配置される。すなわち、X方向に隣接する2つのユニットに対応する2つのP型半導体層52は、コンタクト層51に対して、Y方向の一方の側と他方の側とに配置される。換言すると、上記P型半導体層52は、X方向において向き合わないように、Y方向にずらして配置される。 Further, as shown in FIG. 14, in the plurality of selection transistors in the same column, the plurality of P type semiconductor layers 52 are alternately arranged on both sides of the contact layer 51. That is, the two P type semiconductor layers 52 corresponding to the two units adjacent in the X direction are arranged on one side and the other side in the Y direction with respect to the contact layer 51. In other words, the P type semiconductor layer 52 is shifted in the Y direction so as not to face in the X direction.

型半導体層52上には、ゲート絶縁膜55が設けられている。ゲート絶縁膜55としては、例えばシリコン酸化膜が用いられる。ゲート絶縁膜55上には、X方向に延在するように、ゲート電極56が設けられている。ゲート電極56は、図1に示した選択ゲート線SGDLに対応する。ゲート電極56としては、例えばポリシリコンが用いられる。 A gate insulating film 55 is provided on the P type semiconductor layer 52. For example, a silicon oxide film is used as the gate insulating film 55. A gate electrode 56 is provided on the gate insulating film 55 so as to extend in the X direction. The gate electrode 56 corresponds to the selection gate line SGDL shown in FIG. For example, polysilicon is used as the gate electrode 56.

型半導体層52内でゲート電極56の両側には、ソース領域としてのN型拡散層53と、ドレイン領域としてのN型拡散層54とが設けられている。このようにして、選択ゲートトランジスタSDTが構成される。 An N + type diffusion layer 53 as a source region and an N + type diffusion layer 54 as a drain region are provided on both sides of the gate electrode 56 in the P type semiconductor layer 52. In this way, the selection gate transistor SDT is configured.

選択ゲートトランジスタSDT上には、層間絶縁層58が設けられている。層間絶縁層58上には、Y方向に延在するビット線BLが設けられている。層間絶縁層58内には、N型拡散層54とビット線BLとを電気的に接続するコンタクト層57が設けられている。 An interlayer insulating layer 58 is provided on the select gate transistor SDT. A bit line BL extending in the Y direction is provided on the interlayer insulating layer 58. In the interlayer insulating layer 58, a contact layer 57 for electrically connecting the N + type diffusion layer 54 and the bit line BL is provided.

次に、本実施形態のNAND型フラッシュメモリの製造方法の一例について説明する。なお、図17A乃至図21Aは、製造方法の一工程を示す平面図である。図17B乃至図21Bは、平面図に示したIII−III線に沿った断面図である。図17C乃至図21Cは、平面図に示したIV−IV線に沿った断面図である。   Next, an example of a method for manufacturing the NAND flash memory according to this embodiment will be described. 17A to 21A are plan views showing one process of the manufacturing method. FIGS. 17B to 21B are cross-sectional views taken along line III-III shown in the plan views. FIGS. 17C to 21C are cross-sectional views taken along the line IV-IV shown in the plan views.

上記第1の実施形態で説明した絶縁層20−1を形成するまでの製造工程(すなわち、図9A乃至図9Cまでの製造工程)は、上記第1の実施形態と同じである。次に、図17A乃至図17Cに示すように、N型拡散層17−2の上面を露出するように、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、層間絶縁層20及びバリア膜19をエッチングする。これにより、N型拡散層17−2の上面を露出する開口部61が形成される。 The manufacturing process until the insulating layer 20-1 described in the first embodiment is formed (that is, the manufacturing process up to FIGS. 9A to 9C) is the same as that in the first embodiment. Next, as illustrated in FIGS. 17A to 17C, the interlayer insulating layer 20 and the barrier film 19 are etched using the lithography method and the RIE method so that the upper surface of the N + -type diffusion layer 17-2 is exposed. As a result, an opening 61 exposing the upper surface of the N + -type diffusion layer 17-2 is formed.

次に、図18A乃至図18Cに示すように、N型拡散層17−2上に、開口部61を埋め込むように、コンタクト層51としてのN型拡散層を例えば選択成長法を用いて形成する。その後、CMP法を用いて、コンタクト層51及び層間絶縁層20の上面を平坦化する。 Next, as shown in FIG. 18A to FIG. 18C, on the N + diffusion layer 17-2, so as to fill the opening 61, the N + -type diffusion layer serving as a contact layer 51 using, for example, a selective growth method Form. Thereafter, the upper surfaces of the contact layer 51 and the interlayer insulating layer 20 are planarized using a CMP method.

次に、図19A乃至図19Cに示すように、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、層間絶縁層20内でコンタクト層51の側面を露出する開口部62を形成する。なお、図19Aに示すように、複数の開口部62は、コンタクト層51の両側に交互に形成される。   Next, as shown in FIGS. 19A to 19C, an opening 62 that exposes the side surface of the contact layer 51 in the interlayer insulating layer 20 is formed by lithography and RIE. As shown in FIG. 19A, the plurality of openings 62 are alternately formed on both sides of the contact layer 51.

次に、図20A乃至図20Cに示すように、開口部62を埋め込むように、不純物が導入されていないポリシリコン層(アンドープトポリシリコン層)を堆積する。次に、CMP法を用いて、ポリシリコン層の上面を平坦化する。次に、ポリシリコン層内に低濃度のP型不純物を導入する。これにより、開口部62内に、選択ゲートトランジスタSDTの活性領域としてのP型半導体層52が形成される。 Next, as shown in FIGS. 20A to 20C, a polysilicon layer into which no impurity is introduced (undoped polysilicon layer) is deposited so as to fill the opening 62. Next, the upper surface of the polysilicon layer is planarized using a CMP method. Next, a low-concentration P - type impurity is introduced into the polysilicon layer. As a result, a P type semiconductor layer 52 as an active region of the select gate transistor SDT is formed in the opening 62.

次に、図21A乃至図21Cに示すように、P型半導体層52上にゲート絶縁膜55を形成する。次に、ゲート絶縁膜55上に、リソグラフィ法及びRIE法を用いて、X方向に延在するゲート電極56を形成する。 Next, as shown in FIGS. 21A to 21C, a gate insulating film 55 is formed on the P type semiconductor layer 52. Next, a gate electrode 56 extending in the X direction is formed on the gate insulating film 55 by lithography and RIE.

次に、ゲート電極56をマスクとして、P型半導体層52内に高濃度のN型不純物を導入する。これにより、P型半導体層52内でゲート電極56の両側にソース領域としてのN型拡散層53と、ドレイン領域としてのN型拡散層54とが形成される。 Next, high-concentration N + -type impurities are introduced into the P -type semiconductor layer 52 using the gate electrode 56 as a mask. As a result, an N + type diffusion layer 53 as a source region and an N + type diffusion layer 54 as a drain region are formed on both sides of the gate electrode 56 in the P type semiconductor layer 52.

次に、図14乃至図16に示すように、ゲート電極56及びゲート絶縁膜55上に、層間絶縁層58を堆積する。そして、この層間絶縁層58の上面をCMP法を用いて平坦化する。次に、層間絶縁層58内に、N型拡散層54に到達するように、コンタクト層57を形成する。これにより、N型拡散層54に電気的に接続されたコンタクト層57が形成される。コンタクト層57としては、例えばタングステン(W)が用いられる。 Next, as shown in FIGS. 14 to 16, an interlayer insulating layer 58 is deposited on the gate electrode 56 and the gate insulating film 55. Then, the upper surface of the interlayer insulating layer 58 is planarized using a CMP method. Next, a contact layer 57 is formed in the interlayer insulating layer 58 so as to reach the N + -type diffusion layer 54. As a result, a contact layer 57 electrically connected to the N + -type diffusion layer 54 is formed. As the contact layer 57, for example, tungsten (W) is used.

次に、コンタクト層57及び層間絶縁層58上に、Y方向に延在するビット線BLを形成する。これにより、N型拡散層54に電気的に接続されたビット線BLが形成される。このようにして、NAND型フラッシュメモリが形成される。 Next, a bit line BL extending in the Y direction is formed on the contact layer 57 and the interlayer insulating layer 58. Thereby, the bit line BL electrically connected to the N + type diffusion layer 54 is formed. In this way, a NAND flash memory is formed.

このように構成されたNAND型フラッシュメモリでは、選択ゲートトランジスタSDTを半導体基板11とビット線BLとの間の層間絶縁層内に形成している。すなわち、選択ゲートトランジスタSDTは、半導体基板11に形成されない。また、選択ゲートトランジスタSDTに接続される2つのメモリセルの間には、コンタクト層51のみが配置される。これにより、隣接するブロック間の面積を小さくすることができ、ひいては、NAND型フラッシュメモリを微細化することができる。   In the NAND flash memory configured as described above, the select gate transistor SDT is formed in an interlayer insulating layer between the semiconductor substrate 11 and the bit line BL. That is, the select gate transistor SDT is not formed on the semiconductor substrate 11. Further, only the contact layer 51 is disposed between the two memory cells connected to the select gate transistor SDT. Thereby, the area between adjacent blocks can be reduced, and the NAND flash memory can be miniaturized.

また、選択ゲートトランジスタSDTのサイズは縮小されない。これにより、NAND型フラッシュメモリの動作時のバイアスを低減する必要がないため、NAND型フラッシュメモリを最適な状態で動作させることができる。   Further, the size of the select gate transistor SDT is not reduced. As a result, it is not necessary to reduce the bias during operation of the NAND flash memory, and the NAND flash memory can be operated in an optimum state.

また、選択ゲートトランジスタSDTは、コンタクト層51の両側に交互に配置されている。また、選択ゲートトランジスタSDTとビット線BLとを電気的に接続するコンタクト層57もコンタクト層51の両側に交互に配置されている。これにより、X方向に隣接するコンタクト層57は、距離を十分空けて配置される。この結果、各コンタクト層57のサイズを大きくすることができる。   The select gate transistors SDT are alternately arranged on both sides of the contact layer 51. Further, contact layers 57 that electrically connect the select gate transistors SDT and the bit lines BL are alternately arranged on both sides of the contact layer 51. Thereby, the contact layer 57 adjacent in the X direction is arranged with a sufficient distance. As a result, the size of each contact layer 57 can be increased.

また、選択ゲートトランジスタSDTは、層間絶縁層20上に設けられている。すなわち、選択ゲートトランジスタSDTは、層間絶縁層20上に設けられたSOI層に形成されている。これにより、選択ゲートトランジスタSDTの動作速度を高速化することができる。   The select gate transistor SDT is provided on the interlayer insulating layer 20. That is, the select gate transistor SDT is formed in the SOI layer provided on the interlayer insulating layer 20. Thereby, the operation speed of the select gate transistor SDT can be increased.

また、第2の実施形態を選択ゲートトランジスタSSTに適用可能であることは勿論である。   Of course, the second embodiment can be applied to the select gate transistor SST.

上記第1及び第2の実施形態では、NANDセルを用いたNAND型フラッシュメモリを一例として説明したが、これに限らず不揮発性メモリセルを用いたEEPROM全般に適用することができる。   In the first and second embodiments, the NAND flash memory using NAND cells has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to all EEPROMs using nonvolatile memory cells.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で、構成要素を変形して具体化できる。また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を構成することができる。例えば、実施形態に開示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention. In addition, various inventions can be configured by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some constituent elements may be deleted from all the constituent elements disclosed in the embodiments, or constituent elements of different embodiments may be appropriately combined.

本発明の第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの回路図。1 is a circuit diagram of a NAND flash memory according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態に係る選択ゲートトランジスタSDTを中心に示したNAND型フラッシュメモリの平面図。FIG. 3 is a plan view of the NAND flash memory mainly showing the selection gate transistor SDT according to the first embodiment. 図2に示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line III-III shown in FIG. 2. 図2に示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line IV-IV shown in FIG. 2. 第1の実施形態に係る選択ゲートトランジスタSSTを中心に示したNAND型フラッシュメモリの平面図。1 is a plan view of a NAND flash memory mainly showing a selection gate transistor SST according to a first embodiment. 図5に示したVI−VI線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of the NAND flash memory along the line VI-VI shown in FIG. 5. 第1の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory according to the first embodiment. 図7Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 7B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 7A. 図7Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 7B is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 7A. 図7Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 7B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 7A. 図8Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 8B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 8A. 図8Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 8B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 8A. 図8Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 8B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 8A. 図9Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 9B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 9A. 図9Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 9B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 9A. 図9Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 9B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 9A. 図10Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 10B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 10A. 図10Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 10B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 10A. 図10Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 10B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 10A. 図11Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 11B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 11A. 図11Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 11B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 11A. 図11Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 11B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 11A. 図12Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 12B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 12A. 図12Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 12B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 12A. 図12Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 12B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 12A. 図13Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 13B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 13A. 図13Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 14B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 13A. 本発明の第2の実施形態に係る選択ゲートトランジスタSDTを中心に示したNAND型フラッシュメモリの平面図。FIG. 6 is a plan view of a NAND flash memory mainly showing a selection gate transistor SDT according to a second embodiment of the present invention. 図14に示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line III-III shown in FIG. 14. 図14に示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the NAND flash memory taken along line IV-IV shown in FIG. 14. 第2の実施形態に係るNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a manufacturing process of a NAND flash memory according to a second embodiment. 図17Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 17B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 17A. 図17Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 17B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 17A. 図17Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 17B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 17A. 図18Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 18B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 18A. 図18Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 18B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 18A. 図18Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 18B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 18A. 図19Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 19B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 19A. 図19Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 19B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 19A. 図19Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 19B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 19A. 図20Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 20B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 20A. 図20Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 20B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 20A. 図20Aに続くNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す平面図。FIG. 20B is a plan view showing a manufacturing process of the NAND flash memory following FIG. 20A. 図21Aに示したIII−III線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 21B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line III-III shown in FIG. 21A. 図21Aに示したIV−IV線に沿ったNAND型フラッシュメモリの製造工程を示す断面図。FIG. 21B is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the NAND flash memory along the line IV-IV shown in FIG. 21A.

符号の説明Explanation of symbols

MC…メモリセル、SST,SDT…選択ゲートトランジスタ、WL…ワード線、SGSL,SGDL…選択ゲート線、SL…ソース線、BL…ビット線、AA…アクティブ領域、11…P型半導体基板、12…素子分離絶縁層(STI)、13…トンネル絶縁膜(ゲート絶縁膜)、14…浮遊ゲート電極、15…ゲート絶縁膜、16…制御ゲート電極、17−1,17−2,17−3…N型拡散層、18…側壁絶縁膜、19…バリア膜、20,58…層間絶縁層、21…N型拡散層、22…P型拡散層、23,23−1,23−2…N型拡散層、24,55…ゲート絶縁膜、25,31,56…ゲート電極、26,32,51,57…コンタクト層、41,42,61,62…開口部、52…P型半導体層、53,54…N型拡散層。 MC ... memory cell, SST, SDT ... selection gate transistor, WL ... word line, SGSL, SGDL ... selection gate line, SL ... source line, BL ... bit line, AA ... active region, 11 ... P-type semiconductor substrate, 12 ... Element isolation insulating layer (STI), 13 ... tunnel insulating film (gate insulating film), 14 ... floating gate electrode, 15 ... gate insulating film, 16 ... control gate electrode, 17-1, 17-2, 17-3 ... N + Type diffusion layer, 18 ... sidewall insulating film, 19 ... barrier film, 20, 58 ... interlayer insulating layer, 21 ... N + type diffusion layer, 22 ... P - type diffusion layer, 23, 23-1, 23-2 ... N + type diffusion layer, 24, 55 ... gate insulating film, 25, 31, 56 ... gate electrode, 26, 32, 51, 57 ... contact layer, 41, 42, 61, 62 ... opening, 52 ... P - type semiconductor layer, 53,54 ... N Type diffusion layer.

Claims (5)

半導体基板と、
前記半導体基板に設けられ、かつ電荷蓄積層の電荷量に応じてデータを記憶する複数のメモリセルが直列に接続されて構成されたメモリセル列と、
前記メモリセル列の一端に直列に接続された選択ゲートトランジスタと、
前記半導体基板の上方に設けられ、かつ前記選択ゲートトランジスタに接続されたビット線と
を具備し、
前記選択ゲートトランジスタのチャネル領域は、前記半導体基板と前記ビット線との間に設けられることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A semiconductor substrate;
A memory cell array configured by connecting a plurality of memory cells provided in the semiconductor substrate and storing data according to the amount of charge in the charge storage layer; and
A select gate transistor connected in series to one end of the memory cell column;
A bit line provided above the semiconductor substrate and connected to the select gate transistor;
A non-volatile semiconductor memory device, wherein a channel region of the select gate transistor is provided between the semiconductor substrate and the bit line.
前記メモリセルは、前記半導体基板内に設けられたソース領域及びドレイン領域を含み、
前記選択ゲートトランジスタは、
前記メモリセル列の一端のソース/ドレイン領域上に設けられかつ第1の導電型からなる第1の拡散層と、
前記第1の拡散層上に設けられかつチャネルが形成されかつ第2の導電型からなる第2の拡散層と、
前記第2の拡散層上に設けられかつ前記ビット線に電気的に接続されかつ前記第1の導電型からなる第3の拡散層と、
前記第2の拡散層上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
The memory cell includes a source region and a drain region provided in the semiconductor substrate,
The selection gate transistor is:
A first diffusion layer provided on a source / drain region at one end of the memory cell row and having a first conductivity type;
A second diffusion layer provided on the first diffusion layer and having a channel and having a second conductivity type;
A third diffusion layer provided on the second diffusion layer and electrically connected to the bit line and comprising the first conductivity type;
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a gate electrode provided on the second diffusion layer via a gate insulating film.
前記ビット線と前記第3の拡散層とを電気的に接続するコンタクト層をさらに具備し、
隣接する2つのメモリセル列に対応する2つのコンタクト層は、前記ゲート電極の延在方向において向き合わないようにずらして配置されることを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A contact layer that electrically connects the bit line and the third diffusion layer;
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein two contact layers corresponding to two adjacent memory cell columns are arranged so as not to face each other in the extending direction of the gate electrode.
前記複数のメモリセル上に設けられた層間絶縁層をさらに具備し、
前記メモリセルは、前記半導体基板内に設けられたソース領域及びドレイン領域を含み、
前記選択ゲートトランジスタは、
前記層間絶縁層内に設けられた活性層と、
前記活性層上にゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記活性層内に設けられかつ第1のコンタクト層を介して前記メモリセル列の一端のソース/ドレイン領域に電気的に接続されたソース領域と、
前記活性層内に設けられかつ前記ビット線に電気的に接続されたドレイン領域と
を含むことを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。
An interlayer insulating layer provided on the plurality of memory cells;
The memory cell includes a source region and a drain region provided in the semiconductor substrate,
The selection gate transistor is:
An active layer provided in the interlayer insulating layer;
A gate electrode provided on the active layer via a gate insulating film;
A source region provided in the active layer and electrically connected to a source / drain region at one end of the memory cell column via a first contact layer;
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising: a drain region provided in the active layer and electrically connected to the bit line.
前記ビット線と前記選択ゲートトランジスタのドレイン領域とを電気的に接続する第2のコンタクト層をさらに具備し、
隣接する2つのメモリセル列に対応する2つの第2のコンタクト層は、前記ゲート電極の延在方向において向き合わないようにずらして配置されることを特徴とする請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A second contact layer for electrically connecting the bit line and the drain region of the select gate transistor;
5. The nonvolatile semiconductor according to claim 4, wherein two second contact layers corresponding to two adjacent memory cell columns are arranged so as not to face each other in an extending direction of the gate electrode. Storage device.
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