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JP2010165794A - Semiconductor memory device - Google Patents

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JP2010165794A
JP2010165794A JP2009005933A JP2009005933A JP2010165794A JP 2010165794 A JP2010165794 A JP 2010165794A JP 2009005933 A JP2009005933 A JP 2009005933A JP 2009005933 A JP2009005933 A JP 2009005933A JP 2010165794 A JP2010165794 A JP 2010165794A
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JP
Japan
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layer
potential
semiconductor
transfer transistor
electrode layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009005933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Endo
真人 遠藤
Fumitaka Arai
史隆 荒井
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 JP2009005933A priority Critical patent/JP2010165794A/en
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Abstract

【課題】メモリセルのコントロールゲートとして機能する電極層の電位が他領域に影響するのを抑制することができる半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】本発明の半導体記憶装置は、半導体基板11上におけるメモリセル領域及び周辺回路領域にわたって設けられ複数の電極層WL1〜WL5と複数の絶縁層24とが交互に積層された積層体と、メモリセル領域における積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ積層体の積層方向に延びる半導体層21と、半導体層21と電極層WL1〜WL5との間に設けられた電荷蓄積層17と、周辺回路領域における積層体の下に設けられ、電極層WL1〜WL5に電位を転送する転送トランジスタと、転送トランジスタと最下層の電極層WL1との間に設けられ、転送トランジスタの拡散層の電位に応じたシールド電位が与えられる下部シールド配線層SL1とを備えている。
【選択図】図5
There is provided a semiconductor memory device capable of suppressing the potential of an electrode layer functioning as a control gate of a memory cell from affecting other regions.
A semiconductor memory device according to the present invention includes a stacked body in which a plurality of electrode layers WL1 to WL5 and a plurality of insulating layers 24 are alternately stacked, which are provided over a memory cell region and a peripheral circuit region on a semiconductor substrate 11. , Charge accumulation provided between the semiconductor layer 21 provided in the hole formed through the stacked body in the memory cell region and extending in the stacking direction of the stacked body, and between the semiconductor layer 21 and the electrode layers WL1 to WL5. Layer 17 and a transfer transistor provided below the stacked body in the peripheral circuit region and transferring the potential to the electrode layers WL1 to WL5, and provided between the transfer transistor and the lowermost electrode layer WL1, and diffusion of the transfer transistor And a lower shield wiring layer SL1 to which a shield potential corresponding to the potential of the layer is applied.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device.

データ記憶層(電荷蓄積層)としてシリコン窒化膜を用いるMONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor)型不揮発性半導体記憶装置において、記憶密度を高めるためにメモリセルを基板上に積層することが行われている。例えば特許文献1には、柱状半導体を基板主面に対して垂直な方向に設け、その方向に複数のメモリセルが直列に接続された構造の不揮発性半導体記憶装置に関する技術が開示されている。
メモリセルのコントロールゲートとして機能する電極層を周辺回路領域まで延在させて設けた場合、その電極層の電位によっては、周辺回路領域に形成されたトランジスタの拡散層が高抵抗化し所望の動作を行えなくなる問題が懸念される。
In a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Semiconductor) type nonvolatile semiconductor memory device using a silicon nitride film as a data storage layer (charge storage layer), memory cells may be stacked on a substrate in order to increase the storage density. Has been done. For example, Patent Document 1 discloses a technique related to a nonvolatile semiconductor memory device having a structure in which a columnar semiconductor is provided in a direction perpendicular to a main surface of a substrate and a plurality of memory cells are connected in series in that direction.
When an electrode layer that functions as a control gate of a memory cell is provided to extend to the peripheral circuit region, depending on the potential of the electrode layer, the diffusion layer of the transistor formed in the peripheral circuit region has a high resistance and performs a desired operation. There is concern about the problem of being unable to do so.

特開2007−180389号公報JP 2007-180389 A

本発明は、メモリセルのコントロールゲートとして機能する電極層の電位が他領域に影響するのを抑制することができる半導体記憶装置を提供する。   The present invention provides a semiconductor memory device capable of suppressing the potential of an electrode layer functioning as a control gate of a memory cell from affecting other regions.

本発明の一態様によれば、メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、前記周辺回路領域における前記積層体の下に設けられ、前記電極層に電位を転送する転送トランジスタと、前記転送トランジスタと最下層の前記電極層との間に設けられ、前記転送トランジスタの拡散層の電位に応じたシールド電位が与えられる下部シールド配線層と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、前記周辺回路領域における前記積層体の下に設けられ、前記電極層に電位を転送する転送トランジスタと、前記転送トランジスタと最下層の前記電極層との間に設けられ、前記転送トランジスタの拡散層の電位に応じた第1のシールド電位が与えられる下部シールド配線層と、最上層の前記電極層の上に設けられ、前記電極層の電位に応じた第2のシールド電位が与えられる上部シールド配線層と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
また、本発明のさらに他の一態様によれば、メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、最上層の前記電極層の上に設けられ、前記電極層の電位に応じたシールド電位が与えられる上部シールド配線層と、を備えたことを特徴とする半導体記憶装置が提供される。
According to one embodiment of the present invention, a semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region, and a plurality of electrode layers and a plurality of insulating layers provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate. And a semiconductor layer that extends in the stacking direction of the electrode layer and the insulating layer, and is provided in a hole formed through the stack in the memory cell region. A charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer; a transfer transistor provided under the stacked body in the peripheral circuit region; for transferring a potential to the electrode layer; and A lower shield wiring layer provided between the lower electrode layer and provided with a shield potential corresponding to the potential of the diffusion layer of the transfer transistor; That the semiconductor memory device is provided.
According to another aspect of the present invention, a semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region, a plurality of electrode layers provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate, A stacked body in which a plurality of insulating layers are alternately stacked, and provided in a hole formed through the stacked body in the memory cell region, and extends in a stacking direction of the electrode layer and the insulating layer. A semiconductor layer, a charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer, a transfer transistor provided under the stacked body in the peripheral circuit region and transferring a potential to the electrode layer; A lower shield wiring layer provided between the transfer transistor and the lowermost electrode layer, to which a first shield potential according to the potential of the diffusion layer of the transfer transistor is applied; Provided on the electrode layer, and the upper shield wiring layer a second shield potential corresponding to the potential of the electrode layer is provided, a semiconductor memory device characterized by comprising a are provided.
According to yet another aspect of the present invention, a semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region, and a plurality of electrode layers provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate. And a plurality of insulating layers stacked alternately, and a hole formed through the stacked body in the memory cell region, and in the stacking direction of the electrode layer and the insulating layer An extended semiconductor layer, a charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer, and an upper portion provided on the uppermost electrode layer and provided with a shield potential corresponding to the potential of the electrode layer There is provided a semiconductor memory device comprising a shield wiring layer.

本発明によれば、メモリセルのコントロールゲートとして機能する電極層の電位が他領域に影響するのを抑制することができる半導体記憶装置が提供される。   According to the present invention, there is provided a semiconductor memory device capable of suppressing the potential of an electrode layer functioning as a control gate of a memory cell from affecting other regions.

本発明の実施形態に係る半導体記憶装置における主要要素の平面位置関係を示す模式図。1 is a schematic diagram showing a planar positional relationship of main elements in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. 図1のA−A断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the AA cross section of FIG. 図1のB−B断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the BB cross section of FIG. 図1のC−C断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the CC cross section of FIG. 図1のD−D断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the DD cross section of FIG. 図1のE−E断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the EE cross section of FIG. 図1のF−F断面に対応する模式図。The schematic diagram corresponding to the FF cross section of FIG. 他の実施形態における図2と同様な断面図。Sectional drawing similar to FIG. 2 in other embodiment. 同他の実施形態における図7と同様な断面図。Sectional drawing similar to FIG. 7 in other embodiment. さらに他の実施形態における図7と同様な断面図。Furthermore, sectional drawing similar to FIG. 7 in other embodiment.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。各図面中共通する要素については同じ符号を付している。
図1は、本発明の実施形態に係る半導体記憶装置における主要要素の平面位置関係を示す模式図である。
図2は、図1におけるA−A断面に対応する図である。
図3は、図1におけるB−B断面に対応する図である。
図4は、図1におけるC−C断面に対応する図である。
図5は、図1におけるD−D断面に対応する図である。
図6は、図1におけるE−E断面に対応する図である。
図7は、図1におけるF−F断面に対応する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements common to the drawings are given the same reference numerals.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a planar positional relationship of main elements in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram corresponding to the AA cross section in FIG. 1.
FIG. 3 is a view corresponding to the BB cross section in FIG. 1.
FIG. 4 is a view corresponding to the CC cross section in FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram corresponding to the DD cross section in FIG. 1.
FIG. 6 is a diagram corresponding to the EE cross section in FIG. 1.
FIG. 7 is a diagram corresponding to the FF cross section in FIG. 1.

本明細書においては、説明の便宜上、XYZ直交座標系を導入する。この座標系においては、半導体基板の上面(主面)に対して平行な方向であって相互に直交する2方向をX方向及びY方向とし、半導体基板の主面に対して垂直な方向をZ方向とする。   In this specification, for convenience of explanation, an XYZ orthogonal coordinate system is introduced. In this coordinate system, two directions parallel to the upper surface (main surface) of the semiconductor substrate and orthogonal to each other are defined as an X direction and a Y direction, and a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate is defined as Z direction. The direction.

本実施形態に係る半導体記憶装置は、複数のメモリセルが3次元配列されたメモリセルアレイ10と、メモリセルにデータを書き込む、メモリセルに記憶されたデータを読み出すなどの動作を行う周辺回路50とを同じ半導体基板上に有する。図1には、周辺回路50の中でも特にメモリセルのコントロールゲートとして機能する電極層を選択するロウデコーダを示す。   The semiconductor memory device according to the present embodiment includes a memory cell array 10 in which a plurality of memory cells are three-dimensionally arranged, a peripheral circuit 50 that performs operations such as writing data into the memory cells and reading data stored in the memory cells. On the same semiconductor substrate. FIG. 1 shows a row decoder that selects an electrode layer that functions as a control gate of a memory cell, among other peripheral circuits 50.

まず、図2を参照して、メモリセルについて説明する。   First, a memory cell will be described with reference to FIG.

例えばp型のシリコン基板(またはp型ウェル層)11の表面に、n型の拡散層12、13とn型の拡散層14が選択的に形成されている。拡散層14はセルソースCSに接続されている。拡散層12と拡散層13との間の基板11表面上には絶縁膜15を介してソース側選択ゲートSGSが設けられている。ソース側選択ゲートSGSは、例えば非晶質または多結晶シリコンからなる。拡散層12〜14、絶縁膜15、ソース側選択ゲートSGSは、ソース側選択トランジスタを構成する。 For example, n type diffusion layers 12 and 13 and an n + type diffusion layer 14 are selectively formed on the surface of a p-type silicon substrate (or p-type well layer) 11. The diffusion layer 14 is connected to the cell source CS. On the surface of the substrate 11 between the diffusion layer 12 and the diffusion layer 13, a source-side selection gate SGS is provided via an insulating film 15. The source side select gate SGS is made of, for example, amorphous or polycrystalline silicon. The diffusion layers 12 to 14, the insulating film 15, and the source side selection gate SGS constitute a source side selection transistor.

拡散層12上には、複数のメモリセルMCがZ方向に直列接続されて構成されるメモリストリングMSが設けられている。ソース側選択ゲートSGSに与えるゲート電圧を制御することで、メモリストリングMSとセルソースCSとの間をオンオフすることができる。   On the diffusion layer 12, a memory string MS configured by connecting a plurality of memory cells MC in series in the Z direction is provided. By controlling the gate voltage applied to the source side select gate SGS, the memory string MS and the cell source CS can be turned on and off.

基板11上には層間絶縁層19が設けられ、その層間絶縁層19上には下部シールド配線層SL1(以下、単にシールド配線層ともいう)が設けられている。そのシールド配線層SL1上には、複数の絶縁層24と複数の電極層WL1〜WL5とが交互に積層された積層体が設けられている。電極層WL1〜WL5の層数は任意であるが、本実施形態においては例えば5層の場合を例示する。   An interlayer insulating layer 19 is provided on the substrate 11, and a lower shield wiring layer SL <b> 1 (hereinafter also simply referred to as a shield wiring layer) is provided on the interlayer insulating layer 19. On the shield wiring layer SL1, a stacked body in which a plurality of insulating layers 24 and a plurality of electrode layers WL1 to WL5 are alternately stacked is provided. The number of electrode layers WL1 to WL5 is arbitrary, but in the present embodiment, for example, a case of five layers is illustrated.

シールド配線層SL1および電極層WL1〜WL5は、例えば非晶質または多結晶シリコンからなる。あるいは、シールド配線層SL1は、より低抵抗な金属シリサイドや金属から構成してもよい。   The shield wiring layer SL1 and the electrode layers WL1 to WL5 are made of, for example, amorphous or polycrystalline silicon. Alternatively, the shield wiring layer SL1 may be made of metal silicide or metal having a lower resistance.

上記積層体上における最上層の絶縁層24上にはドレイン側選択ゲートSGDが設けられ、その上には絶縁層25、26が設けられている。ドレイン側選択ゲートSGDは、例えば非晶質または多結晶シリコンからなる。また、絶縁層26上面は絶縁膜18で覆われている。   A drain-side selection gate SGD is provided on the uppermost insulating layer 24 on the stacked body, and insulating layers 25 and 26 are provided thereon. The drain side select gate SGD is made of, for example, amorphous or polycrystalline silicon. The upper surface of the insulating layer 26 is covered with the insulating film 18.

上記積層体には、Z方向に延び拡散層12にまで達する貫通ホールが形成され、その貫通ホールの側壁に、絶縁膜16、電荷蓄積層17、絶縁膜18および半導体層21が設けられている。   A through hole extending in the Z direction and reaching the diffusion layer 12 is formed in the stacked body, and an insulating film 16, a charge storage layer 17, an insulating film 18, and a semiconductor layer 21 are provided on the side wall of the through hole. .

例えば、絶縁膜16はシリコン酸化膜、電荷蓄積層17はシリコン窒化膜、絶縁層18はシリコン酸化膜であり、これらはいわゆるONO(Oxide-Nitride-Oxide)膜を構成する。半導体層21は例えばn型のシリコンである。半導体層21は貫通ホールの底部で拡散層12に接している。 For example, the insulating film 16 is a silicon oxide film, the charge storage layer 17 is a silicon nitride film, and the insulating layer 18 is a silicon oxide film, and these constitute a so-called ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film. The semiconductor layer 21 is, for example, n type silicon. The semiconductor layer 21 is in contact with the diffusion layer 12 at the bottom of the through hole.

ONO膜を挟んで半導体層21と各電極層WL1〜WL5とが対向した部分はメモリセルMCを構成し、半導体層21はメモリセルMCにおけるチャネルとして機能し、各電極層WL1〜WL5はコントロールゲートとして機能し、電荷蓄積層17は半導体層21から注入される電荷を蓄積するデータ記憶層として機能する。   A portion where the semiconductor layer 21 and each of the electrode layers WL1 to WL5 face each other with the ONO film interposed therebetween constitutes a memory cell MC. The semiconductor layer 21 functions as a channel in the memory cell MC, and each of the electrode layers WL1 to WL5 is a control gate. The charge storage layer 17 functions as a data storage layer that stores charges injected from the semiconductor layer 21.

このメモリセルMCはチャージトラップ構造のメモリセルであり、電荷蓄積層17は電荷(電子)を閉じこめるトラップを多数有し、例えばシリコン窒化膜からなる。電荷蓄積層17と半導体層21との間の絶縁膜18は、電荷蓄積層17に半導体層21から電荷が注入される際、または電荷蓄積層17に蓄積された電荷が半導体層21へ拡散する際に電位障壁となる。電荷蓄積層17と各電極層WL1〜WL5との間の絶縁膜16は、電荷蓄積層17に蓄積された電荷が電極層WL1〜WL5へ拡散するのを防止する。電極層WL1〜WL5の層数に対応した複数のメモリセルMCがZ方向に直列接続され、メモリストリングMSが構成される。   The memory cell MC is a memory cell having a charge trap structure, and the charge storage layer 17 has a large number of traps for trapping charges (electrons), and is made of, for example, a silicon nitride film. The insulating film 18 between the charge storage layer 17 and the semiconductor layer 21 diffuses the charge stored in the charge storage layer 17 into the semiconductor layer 21 when charges are injected from the semiconductor layer 21 into the charge storage layer 17. It becomes a potential barrier. The insulating film 16 between the charge storage layer 17 and the electrode layers WL1 to WL5 prevents the charges stored in the charge storage layer 17 from diffusing into the electrode layers WL1 to WL5. A plurality of memory cells MC corresponding to the number of electrode layers WL1 to WL5 are connected in series in the Z direction to form a memory string MS.

半導体層21の上部には、それぞれイオン注入法によって、p型の半導体層22とn型の半導体層23が設けられている。ドレイン側選択ゲートSGDは、絶縁膜18を介して半導体層22に対向し、これらによってドレイン側選択トランジスタが構成される。 A p type semiconductor layer 22 and an n + type semiconductor layer 23 are provided on the semiconductor layer 21 by ion implantation, respectively. The drain side select gate SGD faces the semiconductor layer 22 with the insulating film 18 interposed therebetween, and thereby a drain side select transistor is configured.

半導体層23における絶縁膜18上面上に設けられた部分は金属シリサイド化され、その部分はビット線BLに接続されている。ドレイン側選択ゲートSGDに与えるゲート電圧を制御することによって、メモリストリングMSとビット線BLとの間のオンオフを制御できる。   A portion of the semiconductor layer 23 provided on the upper surface of the insulating film 18 is converted into metal silicide, and the portion is connected to the bit line BL. By controlling the gate voltage applied to the drain side select gate SGD, on / off between the memory string MS and the bit line BL can be controlled.

半導体層21〜23の内側には絶縁層28が埋め込まれ、さらにその上およびセルソースCSの周囲にも層間絶縁層27が設けられている。また、シールド配線層SL1、電極層WL1〜WL5およびドレイン側選択ゲートSGDにおける、メモリストリングMSの反対側の端部は金属シリサイド化され低抵抗化されている。   An insulating layer 28 is embedded inside the semiconductor layers 21 to 23, and an interlayer insulating layer 27 is also provided on the insulating layer 28 and around the cell source CS. Further, in the shield wiring layer SL1, the electrode layers WL1 to WL5, and the drain side selection gate SGD, the opposite end portion of the memory string MS is formed into a metal silicide to reduce the resistance.

以上説明したシールド配線層SL1、絶縁層24および電極層WL1〜WL5を含む積層体は、周辺回路領域にまで延在している。それら積層体を、図1の平面図ではワード線WLとして示す。   The stacked body including the shield wiring layer SL1, the insulating layer 24, and the electrode layers WL1 to WL5 described above extends to the peripheral circuit region. These stacked bodies are shown as word lines WL in the plan view of FIG.

周辺回路領域には、各電極層WL1〜WL5、シールド配線層SL1に電位を転送する転送トランジスタが設けられている。例えば、図1には、電極層WL2に電位を転送する転送トランジスタ20と、電極層WL1に電位を転送する転送トランジスタ30と、シールド配線層SL1に電位を転送する転送トランジスタ40が形成された領域を示している。   In the peripheral circuit region, transfer transistors that transfer potentials to the electrode layers WL1 to WL5 and the shield wiring layer SL1 are provided. For example, FIG. 1 shows a region where a transfer transistor 20 that transfers a potential to the electrode layer WL2, a transfer transistor 30 that transfers a potential to the electrode layer WL1, and a transfer transistor 40 that transfers a potential to the shield wiring layer SL1 are formed. Is shown.

図1におけるD−D断面に対応する図5は、転送トランジスタ20が形成された部分の断面構造を示す。   FIG. 5 corresponding to the DD cross section in FIG. 1 shows a cross sectional structure of a portion where the transfer transistor 20 is formed.

転送トランジスタ20は、基板11表面に選択的に形成されたn型の拡散層33a、33bと、n型の拡散層34a、34bと、拡散層33aと拡散層33bとの間の基板11表面上に設けられたゲート絶縁膜32と、この上に設けられたゲート電極31とを有する。それらが形成された領域を、図1において転送トランジスタ20のアクティブ領域60として示している。基板11表面に形成された前述の拡散層は、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)構造の絶縁層35によって、他のトランジスタや素子の拡散層と分離されている。 The transfer transistor 20 includes n type diffusion layers 33 a and 33 b selectively formed on the surface of the substrate 11, n + type diffusion layers 34 a and 34 b, and the substrate 11 between the diffusion layers 33 a and 33 b. A gate insulating film 32 provided on the surface and a gate electrode 31 provided thereon are provided. The region in which they are formed is shown as an active region 60 of the transfer transistor 20 in FIG. The aforementioned diffusion layer formed on the surface of the substrate 11 is separated from the diffusion layers of other transistors and elements by, for example, an insulating layer 35 having an STI (Shallow Trench Isolation) structure.

上記積層体の上には絶縁層29を介して配線39が設けられ、転送トランジスタ20の拡散層34aはコンタクト部36を介して配線39に接続されている。拡散層34bはコンタクト部38、41を介して電極層WL2に接続されている。   A wiring 39 is provided on the stacked body through an insulating layer 29, and the diffusion layer 34 a of the transfer transistor 20 is connected to the wiring 39 through a contact portion 36. The diffusion layer 34b is connected to the electrode layer WL2 via the contact portions 38 and 41.

図1におけるC−C断面に対応する図4に示すように、各電極層WL1〜WL5及びシールド配線層SL1は周辺回路領域で階段状に形成されている。各電極層WL1〜WL5及びシールド配線層SL1は、階段状に形成された部分で、コンタクト部を介して、対応する転送トランジスタに接続されている。   As shown in FIG. 4 corresponding to the CC cross section in FIG. 1, each of the electrode layers WL1 to WL5 and the shield wiring layer SL1 is formed in a staircase pattern in the peripheral circuit region. Each of the electrode layers WL1 to WL5 and the shield wiring layer SL1 is a stepped portion and is connected to a corresponding transfer transistor via a contact portion.

例えば、電極層WL2は、コンタクト部41及び図5に示すコンタクト部38を介して転送トランジスタ20の拡散層34bに接続されている。電極層WL1は、コンタクト部42及び図6に示すコンタクト部38を介して転送トランジスタ30の拡散層34bに接続されている。シールド配線層SL1は、コンタクト部43及び図7に示すコンタクト部38を介して転送トランジスタ40の拡散層34bに接続されている。   For example, the electrode layer WL2 is connected to the diffusion layer 34b of the transfer transistor 20 via the contact part 41 and the contact part 38 shown in FIG. The electrode layer WL1 is connected to the diffusion layer 34b of the transfer transistor 30 via the contact part 42 and the contact part 38 shown in FIG. The shield wiring layer SL1 is connected to the diffusion layer 34b of the transfer transistor 40 via the contact portion 43 and the contact portion 38 shown in FIG.

各電極層WL1〜WL5及びシールド配線層SL1において転送トランジスタと接続される階段状部分は金属シリサイド化され、低抵抗化されている。   In each of the electrode layers WL1 to WL5 and the shield wiring layer SL1, the stepped portion connected to the transfer transistor is converted into a metal silicide to reduce the resistance.

図5に示す転送トランジスタ20において、ゲート配線37を介してゲート電極31に所定のゲート電圧を印加すると拡散層34a、34b間が導通し、配線39及びコンタクト部36を介して拡散層34aに与えられた電位が拡散層34bに転送される。そして、その拡散層34bの電位はコンタクト部38、41を介して電極層WL2に転送される。   In the transfer transistor 20 shown in FIG. 5, when a predetermined gate voltage is applied to the gate electrode 31 through the gate wiring 37, the diffusion layers 34 a and 34 b become conductive, and are given to the diffusion layer 34 a through the wiring 39 and the contact portion 36. The applied potential is transferred to the diffusion layer 34b. Then, the potential of the diffusion layer 34b is transferred to the electrode layer WL2 via the contact portions 38 and 41.

図1におけるE−E断面に対応する図6は、転送トランジスタ30が形成された部分の断面構造を示す。   FIG. 6 corresponding to the section EE in FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a portion where the transfer transistor 30 is formed.

この転送トランジスタ30についても同様に、基板11表面に選択的に形成されたn型の拡散層33a、33bと、n型の拡散層34a、34bと、拡散層33aと拡散層33bとの間の基板11表面上に設けられたゲート絶縁膜32と、この上に設けられたゲート電極31とを有する。それらが形成された領域を、図1において転送トランジスタ30のアクティブ領域60として示している。 Similarly, the transfer transistor 30 includes n type diffusion layers 33 a and 33 b selectively formed on the surface of the substrate 11, n + type diffusion layers 34 a and 34 b, diffusion layers 33 a and 33 b. A gate insulating film 32 provided on the surface of the substrate 11 in between and a gate electrode 31 provided thereon. The region in which they are formed is shown as an active region 60 of the transfer transistor 30 in FIG.

この転送トランジスタ30において、ゲート配線37を介してゲート電極31に所定のゲート電圧を印加すると拡散層34a、34b間が導通し、配線39及びコンタクト部36を介して拡散層34aに与えられた電位が拡散層34bに転送される。そして、その拡散層34bの電位はコンタクト部38、42を介して電極層WL1に転送される。   In this transfer transistor 30, when a predetermined gate voltage is applied to the gate electrode 31 via the gate wiring 37, the diffusion layers 34 a and 34 b become conductive, and the potential applied to the diffusion layer 34 a via the wiring 39 and the contact portion 36. Is transferred to the diffusion layer 34b. Then, the potential of the diffusion layer 34b is transferred to the electrode layer WL1 via the contact portions 38 and 42.

図1におけるF−F断面に対応する図7は、転送トランジスタ40が形成された部分の断面構造を示す。   FIG. 7 corresponding to the FF cross section in FIG. 1 shows a cross sectional structure of a portion where the transfer transistor 40 is formed.

この転送トランジスタ40についても同様に、基板11表面に選択的に形成されたn型の拡散層33a、33bと、n型の拡散層34a、34bと、拡散層33aと拡散層33bとの間の基板11表面上に設けられたゲート絶縁膜32と、この上に設けられたゲート電極31とを有する。それらが形成された領域を、図1において転送トランジスタ40のアクティブ領域60として示している。 Similarly, the transfer transistor 40 includes n -type diffusion layers 33 a and 33 b selectively formed on the surface of the substrate 11, n + -type diffusion layers 34 a and 34 b, diffusion layers 33 a and 33 b. A gate insulating film 32 provided on the surface of the substrate 11 in between and a gate electrode 31 provided thereon. The region in which they are formed is shown as an active region 60 of the transfer transistor 40 in FIG.

この転送トランジスタ40において、ゲート配線37を介してゲート電極31に所定のゲート電圧を印加すると拡散層34a、34b間が導通し、配線39及びコンタクト部36を介して拡散層34aに与えられた電位が拡散層34bに転送される。そして、その拡散層34bの電位はコンタクト部38、43を介してシールド配線層SL1に転送される。   In this transfer transistor 40, when a predetermined gate voltage is applied to the gate electrode 31 through the gate wiring 37, the diffusion layers 34 a and 34 b become conductive, and the potential applied to the diffusion layer 34 a through the wiring 39 and the contact portion 36. Is transferred to the diffusion layer 34b. The potential of the diffusion layer 34b is transferred to the shield wiring layer SL1 through the contact portions 38 and 43.

本実施形態に係る半導体記憶装置は、データの消去・書き込みを電気的に自由に行うことができ、電源を切っても記憶内容を保持することができる不揮発性半導体記憶装置である。   The semiconductor memory device according to this embodiment is a nonvolatile semiconductor memory device that can electrically erase and write data freely and can retain the memory contents even when the power is turned off.

ここで、図1、2、5〜7において点線で囲んで示すブロック(選択ブロック)におけるいずれかの電極層(ここでは例えば電極層WL2とする)をコントロールゲートとするメモリセル(書き込み対象セル)の電荷蓄積層に電子を注入してデータを書き込む場合について説明する。   Here, a memory cell (write target cell) having one of the electrode layers (in this example, the electrode layer WL2) in a block (selected block) surrounded by a dotted line in FIGS. A case where data is written by injecting electrons into the charge storage layer will be described.

書き込み対象セル(を含むメモリストリング)に接続されている選択ビット線BLに0V、それ以外の非選択ビット線BLにVdd(例えば数ボルト程度)が与えられる。書き込み対象セルに接続されているドレイン側選択トランジスタはオンにされ、書き込み対象セルに接続されているソース側選択トランジスタはオフにされる。セルソースにはVddが与えられる。基板11またはp型ウェル層には0Vが与えられる。書き込み対象セルのコントロールゲートである電極層WL2にはVpgm(例えば20V程度)が与えられ、それ以外の電極層にはVpass(例えば10V程度)が与えられる。すなわち、選択ブロックの電極層WL2には、図5に示す転送トランジスタ20によって、配線39に与えられた書き込み電位Vpgmが転送され印加される。   0 V is applied to the selected bit line BL connected to the write target cell (including the memory string), and Vdd (for example, about several volts) is applied to the other non-selected bit lines BL. The drain side select transistor connected to the write target cell is turned on, and the source side select transistor connected to the write target cell is turned off. Vdd is given to the cell source. 0V is applied to the substrate 11 or the p-type well layer. Vpgm (for example, about 20V) is applied to the electrode layer WL2 that is the control gate of the write target cell, and Vpass (for example, about 10V) is applied to the other electrode layers. That is, the write potential Vpgm given to the wiring 39 is transferred and applied to the electrode layer WL2 of the selected block by the transfer transistor 20 shown in FIG.

これにより、選択ビット線BLの0Vが書き込み対象セルのチャネル(半導体層21)に伝播し、そのチャネルと、書き込み対象セルの電極層WL2との間のONO膜に印加される電界強度が強くなり、書き込み対象セルの電荷蓄積層17に電子が注入されデータ書き込みが行われる。   As a result, 0 V of the selected bit line BL propagates to the channel (semiconductor layer 21) of the write target cell, and the electric field strength applied to the ONO film between that channel and the electrode layer WL2 of the write target cell increases. Then, electrons are injected into the charge storage layer 17 of the writing target cell, and data writing is performed.

シールド配線層SL1には、そのシールド配線層SL1の下方の転送トランジスタの拡散層34a、34bの電位と、最下層の電極層WL1の電位に応じた、所望のシールド電位が与えられる。電極層WL1〜WL5の電位及びシールド配線層SL1の電位の一例を表1に示す。   A desired shield potential corresponding to the potential of the diffusion layers 34a and 34b of the transfer transistor below the shield wiring layer SL1 and the potential of the lowermost electrode layer WL1 is applied to the shield wiring layer SL1. Table 1 shows an example of the potentials of the electrode layers WL1 to WL5 and the potential of the shield wiring layer SL1.

Figure 2010165794
Figure 2010165794

Vpgmは書き込み対象セルにデータ書き込み(電子注入)を行うのに十分な電圧であり、例えば20V程度である。Vpassは非書き込み対象セルに書き込みが行われないようにする電圧であり、かつ非選択ビット線におけるVpgmがかかる電極層をコントロールゲートとするメモリセルに書き込みが行われないようにそのセルのチャネル領域をブーストするのに十分な電圧であり、例えば10V程度である。   Vpgm is a voltage sufficient to perform data writing (electron injection) to the cell to be written, and is about 20 V, for example. Vpass is a voltage that prevents writing to a non-write target cell, and the channel region of the cell so that writing is not performed to a memory cell that has an electrode layer to which Vpgm in the unselected bit line is applied as a control gate. The voltage is sufficient to boost the voltage, for example, about 10V.

本実施形態に係る半導体記憶装置では、基板面積の有効利用のため、電極層WL1〜WL5における周辺回路領域まで延在している部分の下に、転送トランジスタを設けている。すなわち、図1に示すように転送トランジスタのアクティブ領域60の上方を、電極層WL1〜WL5を含むワード線WLが横切るように延在している。   In the semiconductor memory device according to the present embodiment, a transfer transistor is provided under a portion extending to the peripheral circuit region in the electrode layers WL1 to WL5 in order to effectively use the substrate area. That is, as shown in FIG. 1, the word line WL including the electrode layers WL1 to WL5 extends so as to cross over the active region 60 of the transfer transistor.

このような構造の場合、アクティブ領域60上方に存在する電極層の電位によっては、その下の転送トランジスタのn型拡散層33a、33bが高抵抗化し、場合によっては逆導電型の反転層が形成され、電荷の転送ができなくなってしまうことが起こり得る。 In the case of such a structure, depending on the potential of the electrode layer existing above the active region 60, the n type diffusion layers 33a and 33b of the transfer transistor therebelow increase in resistance. It may occur that charge transfer cannot be performed.

これに対して本実施形態では、最下層の電極層WL1と転送トランジスタとの間に、シールド配線層SL1を設け、そのシールド配線層SL1に所望のシールド電位を与える。これにより、転送トランジスタのn型拡散層33a、33bに対する電極層電位の影響を遮断し、n型拡散層33a、33bの抵抗上昇を抑制することができる。 In contrast, in the present embodiment, a shield wiring layer SL1 is provided between the lowermost electrode layer WL1 and the transfer transistor, and a desired shield potential is applied to the shield wiring layer SL1. As a result, the influence of the electrode layer potential on the n type diffusion layers 33a and 33b of the transfer transistor can be blocked, and an increase in resistance of the n type diffusion layers 33a and 33b can be suppressed.

前述した表1は、転送トランジスタが任意の電極層に例えばVpgmを転送しているときにおけるその転送トランジスタ上方の各電極層WL1〜WL5およびシールド配線層SL1の電位例を示す。   Table 1 described above shows potential examples of the electrode layers WL1 to WL5 and the shield wiring layer SL1 above the transfer transistor when the transfer transistor transfers, for example, Vpgm to an arbitrary electrode layer.

転送トランジスタによって例えば最下層の電極層WL1にVpgmを転送する場合、シールド配線層SL1には同じVpgmが与えられる。これにより、転送トランジスタのn型の拡散層33a、33bの特に表面側における電子密度の低減もしくは反転層の形成を抑制し、拡散層33a、33bの抵抗上昇を抑制できる。 For example, when Vpgm is transferred to the lowermost electrode layer WL1 by the transfer transistor, the same Vpgm is applied to the shield wiring layer SL1. Thereby, the reduction of the electron density or the formation of the inversion layer, particularly on the surface side, of the n type diffusion layers 33a and 33b of the transfer transistor can be suppressed, and the resistance increase of the diffusion layers 33a and 33b can be suppressed.

転送トランジスタによって例えば電極層WL2にVpgmを転送し、最下層のWL1に与えられる電位がVpassの場合、上記と同様に、拡散層33a、33bの高抵抗化抑制のために、シールド配線層SL1にはVpgmを与える。あるいは、Vpassが与えられる最下層電極層WL1と、シールド配線層SL1との間の絶縁層の耐圧確保のため、拡散層33a、33bにおける抵抗が問題とならない程度までVpgmよりも低くしたVpgmLをシールド配線層SL1に与えてもよい。   For example, when Vpgm is transferred to the electrode layer WL2 by the transfer transistor and the potential applied to the lowermost layer WL1 is Vpass, the shield layer SL1 is applied to the shield wiring layer SL1 in order to suppress the resistance of the diffusion layers 33a and 33b as described above. Gives Vpgm. Alternatively, in order to ensure the withstand voltage of the insulating layer between the lowermost electrode layer WL1 to which Vpass is applied and the shield wiring layer SL1, VpgmL lower than Vpgm is shielded to such an extent that resistance in the diffusion layers 33a and 33b does not become a problem. You may give to wiring layer SL1.

転送トランジスタによって例えば電極層WL3にVpgmを転送し、最下層の電極層WL1に与えられる電位が0Vの場合、上記と同様に、拡散層33a、33bの高抵抗化抑制のために、シールド配線層SL1にはVpgmを与える。そして、この場合にも、0Vが与えられる最下層電極層WL1と、シールド配線層SL1との間の絶縁層の耐圧確保のため、拡散層33a、33bにおける抵抗が問題とならない程度までVpgmよりも低くしたVpgmLをシールド配線層SL1に与えてもよい。   For example, when Vpgm is transferred to the electrode layer WL3 by the transfer transistor and the potential applied to the lowermost electrode layer WL1 is 0 V, the shield wiring layer is suppressed in order to suppress the high resistance of the diffusion layers 33a and 33b as described above. Vpgm is given to SL1. Also in this case, in order to ensure the withstand voltage of the insulating layer between the lowermost electrode layer WL1 to which 0V is applied and the shield wiring layer SL1, the resistance in the diffusion layers 33a and 33b is less than Vpgm to the extent that the resistance does not become a problem. The lowered VpgmL may be applied to the shield wiring layer SL1.

シールド配線層SL1は、メモリセルのコントロールゲートとしては機能しないため、しきい値等のトランジスタ特性のことを考慮に入れずに、低抵抗化だけを目的とした設計を行える。そのような観点から、シールド配線層SL1は、半導体に限らず、金属と半導体との化合物、金属から構成してもよい。   Since the shield wiring layer SL1 does not function as a control gate of the memory cell, it can be designed only for the purpose of reducing the resistance without considering transistor characteristics such as a threshold value. From such a viewpoint, the shield wiring layer SL1 is not limited to a semiconductor, and may be composed of a compound of a metal and a semiconductor, or a metal.

次に、図8、9を参照して本発明の他の実施形態について説明する。
図8は前述した実施形態の図2に対応するメモリセルアレイ部分の断面図であり、図9は図7に対応するロウデコーダ部分の断面図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
8 is a cross-sectional view of the memory cell array portion corresponding to FIG. 2 of the above-described embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the row decoder portion corresponding to FIG.

本実施形態では、最上層の電極層WL5とドレイン側選択ゲートSGDとの間に、上部シールド配線層SL2(以下、単にシールド配線層ともいう)を設けている。このシールド配線層SL2には、図9に示す転送トランジスタ70によって、配線39に与えられた所望のシールド電位がコンタクト部36、38、44を介して転送される。   In the present embodiment, an upper shield wiring layer SL2 (hereinafter also simply referred to as a shield wiring layer) is provided between the uppermost electrode layer WL5 and the drain-side selection gate SGD. A desired shield potential applied to the wiring 39 is transferred to the shield wiring layer SL2 via the contact portions 36, 38, and 44 by the transfer transistor 70 shown in FIG.

例えば最上層の電極層WL5に高電圧Vpgmを印加し書き込みを行う場合、書き込み対象セルを含むメモリストリングと接続された選択ビット線は0Vにされ、その0Vが書き込み対象セルのチャネルに印加され書き込みが行われる。   For example, when writing is performed by applying a high voltage Vpgm to the uppermost electrode layer WL5, the selected bit line connected to the memory string including the write target cell is set to 0V, and the 0V is applied to the channel of the write target cell and the write is performed. Is done.

書き込み対象セルを含まない非選択メモリストリングにおいては、ドレイン側選択ゲートのオフによりビット線との接続がカットされ、ブースト比によりチャネル電位が持ち上げられ、Vpgmが印加される電極層WL5との間で電子注入が行われるような電界が作用せず、非選択セルへの書き込みが行われないようにする。このとき、非選択メモリストリングにおけるドレイン側選択ゲートのソース・ドレイン間には高電圧がかかり、GIDL(Gate Induced Drain Leakage)現象による非選択セルへの誤書き込みが起こってしまう問題が懸念される。   In a non-selected memory string that does not include a write target cell, the connection with the bit line is cut by turning off the drain side selection gate, the channel potential is raised by the boost ratio, and the electrode layer WL5 to which Vpgm is applied. An electric field that causes electron injection does not act, so that writing into unselected cells is not performed. At this time, a high voltage is applied between the source and drain of the drain-side selection gate in the non-selected memory string, and there is a concern that erroneous writing to the non-selected cell due to the GIDL (Gate Induced Drain Leakage) phenomenon occurs.

これに対して本実施形態では、最上層の電極層WL5とドレイン側選択ゲートSGDとの間に、シールド配線層SL2を設け、そのシールド配線層SL2に、最上層電極層WL5の電位に応じた所望の電位を与えることによって、ドレイン側選択ゲートSGDのソース・ドレイン間の電位差を緩和し、GIDLによる誤書き込みを抑制することができる。   On the other hand, in the present embodiment, a shield wiring layer SL2 is provided between the uppermost electrode layer WL5 and the drain-side selection gate SGD, and the shield wiring layer SL2 corresponds to the potential of the uppermost electrode layer WL5. By applying a desired potential, the potential difference between the source and drain of the drain side select gate SGD can be relaxed, and erroneous writing due to GIDL can be suppressed.

表2は、非選択メモリストリングにおける電極層WL1〜WL5および上部シールド配線層SL2の電位例を示す。   Table 2 shows potential examples of the electrode layers WL1 to WL5 and the upper shield wiring layer SL2 in the non-selected memory string.

Figure 2010165794
Figure 2010165794

最上層の電極層WL5の電位が0Vの場合、ドレイン側選択ゲートSGDのソース・ドレイン間には高電圧がかからないため、GIDLが発生せず、シールド配線層SL2に与える電位は0Vで十分である。   When the potential of the uppermost electrode layer WL5 is 0V, no high voltage is applied between the source and drain of the drain-side selection gate SGD. Therefore, GIDL does not occur, and the potential applied to the shield wiring layer SL2 is sufficient. .

電極層WL5にVpass(例えば10V程度)が与えられる場合、ドレイン側選択ゲートSGDのソース・ドレイン間の電界を緩和してGIDLの発生を抑えるべく、Vpassよりも低い数V〜VpassLをシールド配線層SL2に与える。このときにシールド配線層SL2に与えられる電位は、電極層WL5がGIDLによって劣化しない程度まで低電圧化することが可能である。   When Vpass (for example, about 10 V) is applied to the electrode layer WL5, several V to VpassL lower than Vpass are shielded to reduce the electric field between the source and drain of the drain side selection gate SGD and suppress the generation of GIDL. Give to SL2. At this time, the potential applied to the shield wiring layer SL2 can be lowered to such an extent that the electrode layer WL5 is not deteriorated by GIDL.

電極層WL5にVpgm(例えば20V程度)が与えられる場合、上記と同様に、ドレイン側選択ゲートSGDのソース・ドレイン間の電界を緩和してGIDLの発生を抑えるべく、Vpgmよりも低い数V〜VpgmLをシールド配線層SL2に与える。この場合、電極層WL5がVpassのときよりもGIDLがより発生しやすいため、電極層WL5がVpassのときよりも高めの電位をシールド配線層SL2に与えることが望ましい。ただし、シールド配線層SL2の電位があまり高過ぎるとこのシールド配線層SL2近傍でGIDLが発生し、それによる特性劣化が無視できなくなるので、シールド電位の上限は適切に設定する必要がある。   When Vpgm (for example, about 20 V) is applied to the electrode layer WL5, in the same manner as described above, in order to reduce the electric field between the source and the drain of the drain side selection gate SGD and suppress the generation of GIDL, a number V˜ VpgmL is applied to the shield wiring layer SL2. In this case, since GIDL is more likely to occur than when the electrode layer WL5 is Vpass, it is desirable to apply a higher potential to the shield wiring layer SL2 than when the electrode layer WL5 is Vpass. However, if the potential of the shield wiring layer SL2 is too high, GIDL is generated in the vicinity of the shield wiring layer SL2, and the resulting characteristic deterioration cannot be ignored. Therefore, the upper limit of the shield potential must be set appropriately.

シールド配線層SL2は、メモリセルのコントロールゲートとしては機能しないため、しきい値等のトランジスタ特性のことを考慮に入れずに、低抵抗化だけを目的とした設計を行える。そのような観点から、シールド配線層SL2は、半導体に限らず、金属と半導体との化合物、金属から構成してもよい。   Since the shield wiring layer SL2 does not function as a control gate of the memory cell, it can be designed only for resistance reduction without taking into consideration transistor characteristics such as a threshold value. From such a viewpoint, the shield wiring layer SL2 is not limited to a semiconductor, and may be composed of a compound of a metal and a semiconductor, or a metal.

また、図7と同様なロウデコーダ部分の断面図である図10に示すように、前述したシールド配線層SL1とシールド配線層SL2の両方を設けてもよい。   Further, as shown in FIG. 10 which is a cross-sectional view of the row decoder portion similar to FIG. 7, both the shield wiring layer SL1 and the shield wiring layer SL2 described above may be provided.

すなわち、最下層の電極層WL1と転送トランジスタとの間に下部シールド配線層SL1を設け所望の第1のシールド電位を与えることで転送トランジスタの拡散層の高抵抗化を抑制でき、なおかつ最上層の電極層(図10の場合電極層WL4)とドレイン側選択ゲートSGDとの間に上部シールド配線層SL2を設け所望の第2のシールド電位を与えることで、非選択セルへの誤書き込みを抑制できる。   That is, by providing the lower shield wiring layer SL1 between the lowermost electrode layer WL1 and the transfer transistor and applying the desired first shield potential, the resistance of the diffusion layer of the transfer transistor can be prevented from increasing, and the uppermost layer By providing the upper shield wiring layer SL2 between the electrode layer (electrode layer WL4 in the case of FIG. 10) and the drain-side selection gate SGD and applying a desired second shield potential, erroneous writing to unselected cells can be suppressed. .

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。   The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to them, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

前述した実施形態では転送トランジスタで書き込み電位Vpgmを転送する例を挙げたが、対応する電極層に与える電位に応じて転送トランジスタはその電位、例えばVpassや0Vも転送する。例えば、転送トランジスタがVpassを転送している場合、その上のシールド配線層SL1にはVpassを与えるようにしてもよい。ただし、その場合でも、前述したようにシールド配線層SL1と最下層の電極層WL1との間の耐圧が確保可能な限り高い電位をシールド配線層SL1に与えることが、転送トランジスタの拡散層の抵抗上昇抑制に有利である。   In the above-described embodiment, an example in which the write potential Vpgm is transferred by the transfer transistor has been described. However, the transfer transistor also transfers the potential, for example, Vpass or 0 V in accordance with the potential applied to the corresponding electrode layer. For example, when the transfer transistor is transferring Vpass, Vpass may be applied to the shield wiring layer SL1 thereon. However, even in such a case, as described above, it is possible to provide the shield wiring layer SL1 with a potential as high as possible to ensure a breakdown voltage between the shield wiring layer SL1 and the lowermost electrode layer WL1. It is advantageous for restraining the rise.

また、前述した実施形態では、半導体としてシリコンを例示したが、シリコン以外の他の半導体を用いてもよい。また、各電極層WL1〜WL5と半導体層21との間の電荷蓄積層17を含む膜構造は、ONO(Oxide-Nitride-Oxide)構造に限らず、例えば電荷蓄積層とゲート絶縁膜との2層構造であってもよい。   In the above-described embodiment, silicon is exemplified as the semiconductor, but a semiconductor other than silicon may be used. Further, the film structure including the charge storage layer 17 between each of the electrode layers WL1 to WL5 and the semiconductor layer 21 is not limited to the ONO (Oxide-Nitride-Oxide) structure, and for example, 2 of the charge storage layer and the gate insulating film. It may be a layered structure.

10…メモリセルアレイ、17…電荷蓄積層、20,30,40…転送トランジスタ、21…半導体層、50…周辺回路、CS…セルソース、SGS…ソース側選択トランジスタ、SGD…ドレイン側選択トランジスタ、MC…メモリセル、MS…メモリストリング、WL1〜WL5…電極層、SL1…下部シールド配線層、SL2…上部シールド配線層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Memory cell array, 17 ... Charge storage layer, 20, 30, 40 ... Transfer transistor, 21 ... Semiconductor layer, 50 ... Peripheral circuit, CS ... Cell source, SGS ... Source side selection transistor, SGD ... Drain side selection transistor, MC ... Memory cell, MS ... Memory string, WL1 to WL5 ... Electrode layer, SL1 ... Lower shield wiring layer, SL2 ... Upper shield wiring layer

Claims (5)

メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、
前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、
前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、
前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、
前記周辺回路領域における前記積層体の下に設けられ、前記電極層に電位を転送する転送トランジスタと、
前記転送トランジスタと最下層の前記電極層との間に設けられ、前記転送トランジスタの拡散層の電位に応じたシールド電位が与えられる下部シールド配線層と、
を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
A semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region;
A stacked body provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate, wherein a plurality of electrode layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked;
A semiconductor layer provided in a hole formed through the stacked body in the memory cell region and extending in a stacking direction of the electrode layer and the insulating layer;
A charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer;
A transfer transistor provided under the stacked body in the peripheral circuit region and transferring a potential to the electrode layer;
A lower shield wiring layer provided between the transfer transistor and the lowermost electrode layer, to which a shield potential according to the potential of the diffusion layer of the transfer transistor is applied;
A semiconductor memory device comprising:
メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、
前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、
前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、
前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、
前記周辺回路領域における前記積層体の下に設けられ、前記電極層に電位を転送する転送トランジスタと、
前記転送トランジスタと最下層の前記電極層との間に設けられ、前記転送トランジスタの拡散層の電位に応じた第1のシールド電位が与えられる下部シールド配線層と、
最上層の前記電極層の上に設けられ、前記電極層の電位に応じた第2のシールド電位が与えられる上部シールド配線層と、
を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
A semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region;
A stacked body provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate, wherein a plurality of electrode layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked;
A semiconductor layer provided in a hole formed through the stacked body in the memory cell region and extending in a stacking direction of the electrode layer and the insulating layer;
A charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer;
A transfer transistor provided under the stacked body in the peripheral circuit region and transferring a potential to the electrode layer;
A lower shield wiring layer provided between the transfer transistor and the lowermost electrode layer, to which a first shield potential according to the potential of the diffusion layer of the transfer transistor is applied;
An upper shield wiring layer provided on the uppermost electrode layer and provided with a second shield potential according to the potential of the electrode layer;
A semiconductor memory device comprising:
前記下部シールド配線層には、この下部シールド配線層の下に位置する前記転送トランジスタの拡散層の電位と同電位が与えられることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体記憶装置。   3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the lower shield wiring layer is supplied with the same potential as the potential of the diffusion layer of the transfer transistor located under the lower shield wiring layer. 前記下部シールド配線層には、この下部シールド配線層の下に位置する前記転送トランジスタの拡散層の電位と、最下層の前記電極層の電位との間の中間電位が与えられることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体記憶装置。   The lower shield wiring layer is provided with an intermediate potential between the potential of the diffusion layer of the transfer transistor located below the lower shield wiring layer and the potential of the lowermost electrode layer. The semiconductor memory device according to claim 1. メモリセル領域と周辺回路領域とを有する半導体基板と、
前記半導体基板上における前記メモリセル領域及び前記周辺回路領域にわたって設けられ、複数の電極層と複数の絶縁層とが交互に積層された積層体と、
前記メモリセル領域における前記積層体を貫通して形成されたホールの内部に設けられ、前記電極層と前記絶縁層との積層方向に延びる半導体層と、
前記半導体層と前記電極層との間に設けられた電荷蓄積層と、
最上層の前記電極層の上に設けられ、前記電極層の電位に応じたシールド電位が与えられる上部シールド配線層と、
を備えたことを特徴とする半導体記憶装置。
A semiconductor substrate having a memory cell region and a peripheral circuit region;
A stacked body provided over the memory cell region and the peripheral circuit region on the semiconductor substrate, wherein a plurality of electrode layers and a plurality of insulating layers are alternately stacked;
A semiconductor layer provided in a hole formed through the stacked body in the memory cell region and extending in a stacking direction of the electrode layer and the insulating layer;
A charge storage layer provided between the semiconductor layer and the electrode layer;
An upper shield wiring layer provided on the uppermost electrode layer and provided with a shield potential according to the potential of the electrode layer;
A semiconductor memory device comprising:
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