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JP2010199301A - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

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JP2010199301A
JP2010199301A JP2009042549A JP2009042549A JP2010199301A JP 2010199301 A JP2010199301 A JP 2010199301A JP 2009042549 A JP2009042549 A JP 2009042549A JP 2009042549 A JP2009042549 A JP 2009042549A JP 2010199301 A JP2010199301 A JP 2010199301A
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Japan
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row decoder
dummy
transfer gate
memory cell
gate
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Application number
JP2009042549A
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Inventor
Hiroteru Murotani
博輝 室谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

【課題】NAND型フラッシュメモリにおけるアクティブロウデコーダの端部からガードリング領域へのリーク成分を抑制し、アクティブロウデコーダ内端部のトランスファゲートトランジスタの転送能力の低下を防止し、チップの歩留まりを改善する。
【解決手段】NAND型フラッシュメモリにおいて、メモリセルアレイ10の行方向端近傍に形成され、行列状に配置された素子領域にワード線あるいは選択ゲート線に電圧を転送するためのトランスファゲートトランジスタ341 、342 が形成されたアクティブロウデコーダ40と、アクティブロウデコーダとセルアレイとの間に配置されたガードリング領域43と、ガードリング領域とアクティブロウデコーダとの間に形成されたダミー用ロウデコーダ44とを具備し、ダミー用ロウデコーダ44のダミー用素子領域45に形成されたダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 のソースノードはワード線WLi 及び選択ゲート線SGD 、SGS には接続されていない。
【選択図】図3
In a NAND flash memory, the leakage component from the end of an active row decoder to the guard ring region is suppressed, the transfer capability of the transfer gate transistor at the inner end of the active row decoder is prevented from being lowered, and the chip yield is improved. To do.
In a NAND flash memory, transfer gate transistors 341 and 342 for transferring a voltage to a word line or a select gate line are formed in the vicinity of an end of a memory cell array 10 in a row direction and arranged in a matrix. Active row decoder 40, guard ring region 43 disposed between the active row decoder and the cell array, and dummy row decoder 44 formed between the guard ring region and the active row decoder. However, the source nodes of the dummy transfer gate transistors 461 and 462 formed in the dummy element region 45 of the dummy row decoder 44 are not connected to the word line WLi and the selection gate lines SGD and SGS.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置に係り、特にNAND型フラッシュメモリのロウデコーダに関する。   The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to a row decoder of a NAND flash memory.

従来から、電気的にデータの書き換えが可能な不揮発性半導体メモリとして、大容量化および高集積化可能なNAND型フラッシュメモリが知られている。このNAND型フラッシュメモリのチップにおいて、メモリセルアレイには、浮遊ゲート・制御ゲートの積層ゲート構造を有する複数のメモリセルトランジスタの両端に選択ゲートトランジスタが接続されたNAND型メモリセル(以下、NANDセルと記す)が配列されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a NAND flash memory capable of increasing capacity and integration is known as a nonvolatile semiconductor memory capable of electrically rewriting data. In this NAND flash memory chip, a memory cell array includes a NAND memory cell (hereinafter referred to as a NAND cell) in which select gate transistors are connected to both ends of a plurality of memory cell transistors having a floating gate / control gate stacked gate structure. Are listed).

従来のNAND型フラッシュメモリのチップには、メモリセルアレイの近傍に配設されるロウデコーダにおいて、それぞれ素子領域にトランスファゲートトランジスタが形成された複数のアクティブロウデコーダが配列されている。このロウデコーダにおいて、素子領域相互間にはトレンチ構造の素子分離領域(以下、STI 領域と記す)が形成されており、ロウデコーダの行方向端部にはSTI 領域およびガードリング領域が形成されている。なお、特許文献1には、NAND型フラッシュメモリにおいて、ロウデコーダ内に、トランスファゲートトランジスタ領域、ガードリング領域が配置されている点が開示されている。   In a conventional NAND flash memory chip, a plurality of active row decoders each having a transfer gate transistor formed in an element region are arranged in a row decoder disposed in the vicinity of the memory cell array. In this row decoder, an element isolation region having a trench structure (hereinafter referred to as an STI region) is formed between element regions, and an STI region and a guard ring region are formed at the row direction end of the row decoder. Yes. Patent Document 1 discloses that in a NAND flash memory, a transfer gate transistor region and a guard ring region are arranged in a row decoder.

前記トランスファゲートトランジスタは、NANDセルにデータを書き込む際にメモリセルトランジスタの制御ゲートに連なる制御ゲート線へ高電圧の書込み電圧をドレイン側からソース側へ転送する。前記ロウデコーダに隣接するSTI 領域や、ロウデコーダ内の素子領域相互間のSTI 領域を形成する際に、トレンチ底面下にリーク防止層を形成するために不純物イオンの打ち込みを行う。   The transfer gate transistor transfers a high write voltage from the drain side to the source side to the control gate line connected to the control gate of the memory cell transistor when writing data to the NAND cell. When forming an STI region adjacent to the row decoder and an STI region between element regions in the row decoder, impurity ions are implanted to form a leak prevention layer below the bottom of the trench.

しかし、従来のロウデコーダ内の行方向端部に位置する素子領域に形成されているトランスファゲートトランジスタは、ロウデコーダ内の他の素子領域に形成されているトランスファゲートトランジスタとは特性が異なってしまうという現象がみられる。この理由は、幅が太いSTI 領域に隣接する素子領域が、STI 領域に対する不純物イオンの打ち込みによる影響を強く受けるものと考えられる。その結果、ロウデコーダ内の行方向端部に位置する素子領域に形成されているトランスファゲートトランジスタは、NANDセルにデータを書き込むための書込み電圧を転送する際、接地電位に固定されているガードリング領域側に抜けるリーク成分により転送能力の劣化が発生する場合がある。この場合、書込み電圧を電圧降下を伴わずに転送することが困難になる。その結果、ロウデコーダ内の行方向端部に位置するトランスファゲートトランジスタに接続されている制御ゲート線から書込み電圧が供給されるメモリセルトランジスタにおいて書込みが遅くなってしまう現象がある。これにより、チップの歩留まりの低下が発生し、かつ高電圧の書込み電圧を転送するトランスファゲートトランジスタに加わる過剰ストレスによって品質を悪化させる。   However, the characteristics of the transfer gate transistor formed in the element region located at the end in the row direction in the conventional row decoder are different from those of the transfer gate transistors formed in other element regions in the row decoder. The phenomenon is seen. This is because the element region adjacent to the wide STI region is strongly influenced by the implantation of impurity ions into the STI region. As a result, the transfer gate transistor formed in the element region located at the end in the row direction in the row decoder has a guard ring fixed to the ground potential when transferring a write voltage for writing data to the NAND cell. There is a case where the transfer capability is deteriorated due to a leak component that escapes to the region side. In this case, it becomes difficult to transfer the write voltage without a voltage drop. As a result, there is a phenomenon that writing is delayed in the memory cell transistor to which the write voltage is supplied from the control gate line connected to the transfer gate transistor located at the row direction end in the row decoder. As a result, the yield of the chip is reduced, and the quality is deteriorated due to excessive stress applied to the transfer gate transistor that transfers a high write voltage.

特開2008−234820号公報JP 2008-234820 A

本発明は前記した従来の問題点を解決すべくなされたもので、ロウデコーダ内の行方向端部の素子領域に形成されているトランスファゲートトランジスタの転送能力の劣化を防止し、トランスファゲートトランジスタに過剰な電圧ストレスがかかることを抑制し、チップの歩留まりの低下を抑制し得る不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and prevents the transfer gate transistor formed in the element region at the end in the row direction in the row decoder from deteriorating in transfer capability. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can suppress an excessive voltage stress and suppress a decrease in yield of a chip.

本発明の不揮発性半導体記憶装置は、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して浮遊ゲート・制御ゲートの積層ゲート構造を有する複数のメモリセルトランジスタの少なくとも一端側に下部ゲート電極とゲート間絶縁膜と上部ゲート電極とからなる積層ゲート構造を有する選択ゲートトランジスタを接続したNANDセルのセルアレイが行列状に配設されたメモリセルアレイと、前記メモリセルアレイ上の行方向に形成され、前記メモリセルアレイにおける同一行のセルトランジスタの制御ゲートに共通接続されたワード線および同一行の選択ゲートトランジスタの上部ゲート電極に共通接続された選択ゲート線と、前記メモリセルアレイの行方向端近傍に形成され、行列状に配置された素子領域に前記ワード線あるいは選択ゲート線に電圧を転送するためのトランスファゲートトランジスタがそれぞれ形成された複数の第1のアクティブロウデコーダと、前記第1のアクティブロウデコーダと前記メモリセルアレイとの間に配置された第1のガードリング領域と、前記第1のアクティブロウデコーダと前記第1のガードリング領域との間に形成された第1のダミー用ロウデコーダを具備し、前記第1のダミー用ロウデコーダは、ダミー用素子領域に前記第1のアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタと同様のパターンで形成されたダミー用トランスファゲートトランジスタを有し、当該ダミー用トランスファゲートトランジスタのソースノードは前記ワード線あるいは選択ゲート線に接続されていないことを特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a lower gate electrode and an inter-gate insulating film on at least one end side of a plurality of memory cell transistors having a stacked gate structure of floating gates and control gates on a semiconductor substrate via a gate insulating film. A memory cell array in which NAND cell cell arrays connected to select gate transistors having a stacked gate structure composed of an upper gate electrode are arranged in a matrix, and formed in the row direction on the memory cell array, and in the same row in the memory cell array The word lines commonly connected to the control gates of the cell transistors and the selection gate lines commonly connected to the upper gate electrodes of the selection gate transistors in the same row are formed in the vicinity of the row direction end of the memory cell array and arranged in a matrix The voltage is transferred to the word line or the selection gate line in the formed element region A plurality of first active row decoders each having a transfer gate transistor for forming the first active row decoder; a first guard ring region disposed between the first active row decoder and the memory cell array; A first dummy row decoder formed between the active row decoder and the first guard ring region, wherein the first dummy row decoder includes the first active row decoder in the dummy element region; It has a dummy transfer gate transistor formed in the same pattern as the transfer gate transistor of the decoder, and the source node of the dummy transfer gate transistor is not connected to the word line or the selection gate line.

本発明の不揮発性半導体記憶装置によれば、ロウデコーダの行方向端部に位置するアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタの転送能力の劣化を抑制し、トランスファゲートトランジスタに過剰な電圧ストレスがかかることを抑制し、チップの歩留まりを改善することができる。   According to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the transfer capability of the transfer gate transistor of the active row decoder located at the row direction end of the row decoder and to apply an excessive voltage stress to the transfer gate transistor. It is possible to suppress and improve the yield of the chip.

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チップのパターンレイアウトを示す平面図。1 is a plan view showing a pattern layout of a NAND flash memory chip according to a first embodiment of the present invention; 図1中のメモリセルアレイ、ロウデコーダの回路図。FIG. 2 is a circuit diagram of a memory cell array and a row decoder in FIG. 1. 図1中のロウデコーダ内のパターンレイアウトを示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing a pattern layout in a row decoder in FIG. 1.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。この説明に際して、全図にわたり共通する部分には共通する参照符号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, common parts are denoted by common reference numerals throughout the drawings.

<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チップのパターンレイアウトを示す平面図である。図2は、図1中のメモリセルアレイ10、ロウデコーダ30の回路図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a plan view showing a pattern layout of a NAND flash memory chip according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the memory cell array 10 and the row decoder 30 in FIG.

図1において、10はメモリセルが多数配列されたメモリセルアレイ、20はセンスアンプ、30はロウデコーダである。メモリセルアレイ10の周辺には、メモリセルアレイ10のソース線に電圧を与えるソース線ドライバ4 、メモリセルアレイ10が形成されたウェル領域に電圧を与えるウェルドライバ5 、書込み電圧等の高電圧を生成する電圧発生回路6 、周辺回路7 等が形成されている。   In FIG. 1, 10 is a memory cell array in which a large number of memory cells are arranged, 20 is a sense amplifier, and 30 is a row decoder. Around the memory cell array 10, there are a source line driver 4 for applying a voltage to the source line of the memory cell array 10, a well driver 5 for applying a voltage to a well region where the memory cell array 10 is formed, and a voltage for generating a high voltage such as a write voltage. A generation circuit 6, a peripheral circuit 7, and the like are formed.

ロウデコーダ30は、メモリセルアレイ10の行方向の近傍でメモリセルアレイ10を挟むように両側に配設されている。メモリセルアレイ10には、図2に示すように、不揮発性の複数(例えば64個)のメモリセルトランジスタMTが直列接続されたメモリセルトランジスタ列の両端に選択ゲートトランジスタST1 、ST2 が接続されてなるNANDセルが行列状に複数配列されている。なお、各NANDセル11において、メモリセルトランジスタMTの個数は64個に限られず、16個、32個、128 個、256 個等、またはこれらの個数に1 個から4 個のダミーセルトランジスタを加えた個数でもよく、その数は限定されるものではない。また、ロウデコーダ30は、メモリセルアレイ10の片側のみに配設されていてもよい。   The row decoder 30 is disposed on both sides so as to sandwich the memory cell array 10 in the vicinity of the memory cell array 10 in the row direction. As shown in FIG. 2, the memory cell array 10 has select gate transistors ST1 and ST2 connected to both ends of a memory cell transistor array in which a plurality of nonvolatile memory cell transistors MT (for example, 64) are connected in series. A plurality of NAND cells are arranged in a matrix. In each NAND cell 11, the number of memory cell transistors MT is not limited to 64, but 16, 32, 128, 256, etc., or 1 to 4 dummy cell transistors are added to these numbers. It may be a number, and the number is not limited. In addition, the row decoder 30 may be disposed only on one side of the memory cell array 10.

以下の実施形態では、64個のメモリセルトランジスタMTが直列接続された場合を説明するが、ダミーセルトランジスタ2 個を含む66個のメモリセルトランジスタが直列接続されたNANDセルを使用してもよい。この場合、NANDセル両端の選択ゲートトランジスタに隣接するメモリセルトランジスタ各1 個が、ダミーセルトランジスタDWL1、DWL2として用いられる。   In the following embodiment, a case where 64 memory cell transistors MT are connected in series will be described. However, a NAND cell in which 66 memory cell transistors including two dummy cell transistors are connected in series may be used. In this case, one memory cell transistor adjacent to the selection gate transistors at both ends of the NAND cell is used as the dummy cell transistors DWL1 and DWL2.

メモリセルトランジスタMTは、電荷蓄積用の浮遊ゲート上にゲート間絶縁膜(以下、IPD 膜)を介して制御ゲートが形成積層された積層ゲート構造を有する。また、選択ゲートトランジスタST1 、ST2 は、下部ゲート電極上にIPD 膜を介して上部ゲート電極が形成され、下部ゲート電極と上部ゲート電極とが電気的に接続されたゲート構造を有する。各NANDセル11において、複数のメモリセルトランジスタMTは、列方向に隣接するもの同士で一方のメモリセルトランジスタのソースと他方のメモリセルトランジスタのドレインを共有しており、メモリセルトランジスタ列の一端側のドレイン領域は第1の選択ゲートトランジスタST1 のソース領域に接続され、メモリセルトランジスタ列の他端側のソース領域は第2の選択ゲートトランジスタST2 のドレイン領域に接続されている。   The memory cell transistor MT has a stacked gate structure in which a control gate is formed and stacked on an inter-gate insulating film (hereinafter, IPD film) on a floating gate for charge storage. The select gate transistors ST1 and ST2 have a gate structure in which an upper gate electrode is formed on the lower gate electrode via an IPD film, and the lower gate electrode and the upper gate electrode are electrically connected. In each NAND cell 11, a plurality of memory cell transistors MT adjacent in the column direction share the source of one memory cell transistor and the drain of the other memory cell transistor, and one end side of the memory cell transistor column The drain region is connected to the source region of the first select gate transistor ST1, and the source region on the other end side of the memory cell transistor row is connected to the drain region of the second select gate transistor ST2.

メモリセルアレイ10上の行方向には、メモリセルトランジスタMTの制御ゲートに連なるワード線WLi (i=0〜63)、選択ゲートトランジスタST1 、ST2 の選択ゲートに連なる選択ゲート線SGD 、SGS およびソース線SLが形成されている。また、メモリセルアレイ10上の列方向にはビット線BLが形成されている。さらに、メモリセルアレイ10上には、図示しない電源線や接地線が形成されている。   In the row direction on the memory cell array 10, word lines WLi (i = 0 to 63) connected to the control gates of the memory cell transistors MT, selection gate lines SGD and SGS connected to the selection gates of the selection gate transistors ST1 and ST2, and source lines SL is formed. A bit line BL is formed in the column direction on the memory cell array 10. Further, a power supply line and a ground line (not shown) are formed on the memory cell array 10.

そして、同一行にあるメモリセルトランジスタMTの制御ゲートはワード線WLi のいずれかに共通接続され、同一行にある第1の選択ゲートトランジスタST1 のゲートは第1の選択ゲート線SGD に共通接続され、同一行にある第2の選択ゲートトランジスタST2 のゲートは第2の選択ゲート線SGS に共通接続されている。すなわち、メモリセルトランジスタMTは、ワード線WLi と素子領域とが交差する領域付近に形成され、第1の選択ゲートトランジスタST1 は、選択ゲート線SGD と素子領域とが交差する領域付近に形成され、第2の選択ゲートトランジスタST2 は、選択ゲート線SGS と素子領域とが交差する領域付近に形成されている。また、同一列にあるNANDセル11は、第1の選択ゲートトランジスタST1 のドレインが同じビット線BLに共通接続され、第2の選択ゲートトランジスタST2 のソースがソース線SLに共通接続される。   The control gates of the memory cell transistors MT in the same row are commonly connected to one of the word lines WLi, and the gates of the first selection gate transistors ST1 in the same row are commonly connected to the first selection gate line SGD. The gates of the second select gate transistors ST2 in the same row are commonly connected to the second select gate line SGS. That is, the memory cell transistor MT is formed near the region where the word line WLi and the element region intersect, and the first selection gate transistor ST1 is formed near the region where the selection gate line SGD and the element region intersect. The second select gate transistor ST2 is formed in the vicinity of the region where the select gate line SGS and the element region intersect. In the NAND cells 11 in the same column, the drains of the first selection gate transistors ST1 are commonly connected to the same bit line BL, and the sources of the second selection gate transistors ST2 are commonly connected to the source line SL.

なお、同一のワード線WLi に接続された複数のメモリセルトランジスタMTには一括してデータが書き込まれ、この単位をページと呼ぶ。さらに、同一行にある複数のNANDセル11は一括してデータが消去され、この単位をメモリブロックと呼ぶ。   Data is collectively written in a plurality of memory cell transistors MT connected to the same word line WLi, and this unit is called a page. Further, data is erased collectively from a plurality of NAND cells 11 in the same row, and this unit is called a memory block.

図2に示すように、ロウデコーダ30は、低電圧LVで動作するMOS トランジスタ(LV-Tr)を含んで形成された第1デコード領域31と、高電圧HVで動作するMOS トランジスタ(HV-Tr)を含んで形成された第2デコード領域32を備えている。第2デコード領域32には、トランスファゲートトランジスタ34(後述する341 、342 等)、ブロックデコーダ35、ワード線(WL)ドライバ36、第1の選択ゲート線ドライバ(SGD ドライバ)37、第2の選択ゲート線ドライバ(SGS ドライバ)38を備えている。   As shown in FIG. 2, the row decoder 30 includes a first decode region 31 formed including a MOS transistor (LV-Tr) operating at a low voltage LV, and a MOS transistor (HV-Tr operating at a high voltage HV). ) Is formed. In the second decoding area 32, a transfer gate transistor 34 (341, 342, etc., which will be described later), a block decoder 35, a word line (WL) driver 36, a first selection gate line driver (SGD driver) 37, a second selection A gate line driver (SGS driver) 38 is provided.

トランスファゲートトランジスタ34は、ワード線WLi および選択ゲート線SGD 、SGS 毎に設けられ、その電流経路の一端は、対応するワード線WLi および選択ゲート線SGD 、SGS に接続される。この場合、ワード線WLi に接続されたトランスファゲートトランジスタ34の電流経路の他端は、ワード線ドライバ36に接続される。また、選択ゲート線SGD 、SGS に接続されたトランスファゲートトランジスタ34の電流経路の他端は、それぞれ対応して選択ゲート線ドライバ37、38に接続されている。   The transfer gate transistor 34 is provided for each word line WLi and selection gate lines SGD and SGS, and one end of the current path is connected to the corresponding word line WLi and selection gate lines SGD and SGS. In this case, the other end of the current path of the transfer gate transistor 34 connected to the word line WLi is connected to the word line driver 36. The other ends of the current paths of the transfer gate transistors 34 connected to the selection gate lines SGD and SGS are connected to selection gate line drivers 37 and 38, respectively.

また、同一のメモリブロック内の選択ゲートトランジスタST1 、ST2 およびメモリセルトランジスタMTに接続された選択ゲート線SGD 、SGS およびワード線WLi に接続されたトランスファゲートトランジスタ34のゲートは、ブロックデコーダ35により選択制御される同一のブロック選択制御線TG(後述するTG1 、TG2 等)に接続される。   Also, the block decoder 35 selects the gates of the select gate lines SGD and SGS connected to the select gate transistors ST1 and ST2 and the memory cell transistor MT in the same memory block and the transfer gate transistor 34 connected to the word line WLi. It is connected to the same block selection control line TG (TG1, TG2, etc. described later) to be controlled.

ブロックデコーダ35は、ブロックアドレス信号をデコードし、NANDセル11の選択を制御する。そして、選択したNANDセル11に対応するトランスファゲートトランジスタ34に接続されたブロック選択制御線TGに所定の電圧を印加し、このトランスファゲートトランジスタ34をオン状態とする。   The block decoder 35 decodes the block address signal and controls selection of the NAND cell 11. Then, a predetermined voltage is applied to the block selection control line TG connected to the transfer gate transistor 34 corresponding to the selected NAND cell 11, and this transfer gate transistor 34 is turned on.

ワード線ドライバ36は、ロウアドレスに応じてワード線WLi のいずれかを選択駆動し、選択したワード線WLi に対応するトランスファゲートトランジスタ34の電流経路を介して電圧を印加する。   The word line driver 36 selectively drives one of the word lines WLi according to the row address, and applies a voltage via the current path of the transfer gate transistor 34 corresponding to the selected word line WLi.

選択ゲート線ドライバ37、38は、それぞれロウアドレスに応じて選択ゲート線SGD 、SGSを選択し、選択した選択ゲート線SGD 、SGS に対応するトランスファゲートトランジスタ34の電流経路を介して電圧を印加する。   The selection gate line drivers 37 and 38 select the selection gate lines SGD and SGS according to the row address, respectively, and apply a voltage via the current path of the transfer gate transistor 34 corresponding to the selected selection gate lines SGD and SGS. .

図3は、図1中のロウデコーダ30内のパターンレイアウトを示す平面図である。ロウデコーダには、複数のアクティブロウデコーダ40の素子領域41が行列状に配列されており、素子領域相互間にはSTI 領域42が形成されている。この場合、本例では、複数の素子領域41はNANDセルの64本のワード線WL0 〜WL63および2本の選択ゲート線SGD 、SGS に対応して66個を単位としてグループ化されている。   FIG. 3 is a plan view showing a pattern layout in the row decoder 30 in FIG. In the row decoder, element regions 41 of a plurality of active row decoders 40 are arranged in a matrix, and STI regions 42 are formed between the element regions. In this case, in this example, the plurality of element regions 41 are grouped in units of 66 corresponding to the 64 word lines WL0 to WL63 of the NAND cell and the two selection gate lines SGD and SGS.

各素子領域41には、ワード線ドライバ36からワード線WLi にワード線駆動電圧を転送する、あるいは、SGD ドライバ37、SGS ドライバ38から選択ゲート線SGD 、SGS に電圧を転送する高電圧動作可能なトランスファゲートトランジスタが形成されている。本例では、トランスファゲートトランジスタとして、第1のトランスファゲートトランジスタ341 と第2のトランスファゲートトランジスタ342 が列方向に形成され、この2個のトランスファゲートトランジスタ341 、342 はドレイン領域D を共有しており、この共有ドレイン領域D はワード線ドライバ36あるいは選択ゲート線ドライバ37、38の出力ノードに接続されている。   Each element region 41 can be operated at a high voltage by transferring a word line driving voltage from the word line driver 36 to the word line WLi, or by transferring voltages from the SGD driver 37 and SGS driver 38 to the selection gate lines SGD and SGS. A transfer gate transistor is formed. In this example, a first transfer gate transistor 341 and a second transfer gate transistor 342 are formed in the column direction as transfer gate transistors, and the two transfer gate transistors 341 and 342 share the drain region D. The shared drain region D is connected to the output node of the word line driver 36 or select gate line drivers 37 and 38.

そして、第1のトランスファゲートトランジスタ341 は、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されており、このゲート電極に連なるように第1のブロック選択制御線TG1 が形成されている。第1のトランスファゲートトランジスタ341 のソース領域S1はメモリセルアレイ10の所定ブロックのNANDセル11のワード線WL0 〜WL63、選択ゲート線SGD 、SGS のいずれかに接続されている。   In the first transfer gate transistor 341, a gate electrode is formed on the channel region via a gate insulating film, and a first block selection control line TG1 is formed so as to continue to the gate electrode. The source region S1 of the first transfer gate transistor 341 is connected to one of the word lines WL0 to WL63 and select gate lines SGD and SGS of the NAND cell 11 in a predetermined block of the memory cell array 10.

また、第2のトランスファゲートトランジスタ342 は、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されており、このゲート電極に連なるように第2のブロック選択制御線TG2 が形成されている。第2のトランスファゲートトランジスタ342 のソース領域S2はメモリセルアレイ10の所定ブロックのNANDセル11のワード線WL0 〜WL63、選択ゲート線SGD 、SGS のいずれかに接続されている。   In the second transfer gate transistor 342, a gate electrode is formed on the channel region via a gate insulating film, and a second block selection control line TG2 is formed so as to be connected to the gate electrode. The source region S2 of the second transfer gate transistor 342 is connected to one of the word lines WL0 to WL63 and select gate lines SGD and SGS of the NAND cell 11 in a predetermined block of the memory cell array 10.

同一行に位置する複数のトランスファゲートトランジスタ341 、342 は、同一メモリブロックのNANDセル11に対応して接続されるように割り付けされている。すなわち、同一グループ内の66個の第1のトランスファゲートトランジスタ341 の各ソース領域S1が、メモリセルアレイ10の奇数番目(N) のブロックのNANDセルの64本のワード線WL0 〜WL63および2本の選択ゲート線SGD 、SGS に対応して接続されている。また、同一グループ内の66個の第2のトランスファゲートトランジスタ342 の各ソース領域S2が、メモリセルアレイ10の別の奇数番目(N+2) のブロックのNANDセルの64本のワード線WL0 〜WL63および2本の選択ゲート線SGD 、SGS に対応して接続されている。なお、メモリセルアレイ10の偶数番目のブロックのNANDセル11には、別の同一グループ内の66個のトランスファゲートトランジスタ34から電圧が転送される。   The plurality of transfer gate transistors 341 and 342 located in the same row are allocated so as to be connected corresponding to the NAND cell 11 of the same memory block. That is, each of the source regions S1 of the 66 first transfer gate transistors 341 in the same group has 64 word lines WL0 to WL63 and 2 word lines of NAND cells in the odd-numbered (N) block of the memory cell array 10. The selection gate lines SGD and SGS are connected correspondingly. The source regions S2 of the 66 second transfer gate transistors 342 in the same group are connected to the 64 word lines WL0 to WL63 of the NAND cells of another odd-numbered (N + 2) block of the memory cell array 10. And two select gate lines SGD and SGS are connected to each other. Note that voltages are transferred from the 66 transfer gate transistors 34 in another same group to the NAND cells 11 in the even-numbered blocks of the memory cell array 10.

アクティブロウデコーダ40の行方向一端部とメモリセルアレイ10との間、複数のアクティブロウデコーダ40相互間には、ガードリング領域43が配置されている。このガードリング領域43は、半導体基板中に列方向にストライプ状に形成された素子領域内に半導体基板の表面が露出されており、この半導体基板に所定の電圧(本例ではp型半導体基板に対して0 V)を与える。   A guard ring region 43 is disposed between one end of the active row decoder 40 in the row direction and the memory cell array 10 and between the plurality of active row decoders 40. In the guard ring region 43, the surface of the semiconductor substrate is exposed in the element region formed in a stripe shape in the column direction in the semiconductor substrate, and a predetermined voltage (in this example, the p-type semiconductor substrate is applied to the semiconductor substrate). To 0 V).

本実施形態においては、アクティブロウデコーダ40とガードリング領域43との間にダミー用ロウデコーダ44が形成されており、このダミー用ロウデコーダ44とアクティブロウデコーダ40との間にはSTI 領域42が形成され、ダミー用ロウデコーダ44とガードリング領域43との間には幅が広いSTI 領域422 が形成されている。   In this embodiment, a dummy row decoder 44 is formed between the active row decoder 40 and the guard ring region 43, and an STI region 42 is formed between the dummy row decoder 44 and the active row decoder 40. A wide STI region 422 is formed between the dummy row decoder 44 and the guard ring region 43.

ダミー用ロウデコーダ44にはダミー用素子領域45が形成されており、このダミー用素子領域45にはアクティブロウデコーダ40のトランスファゲートトランジスタ341 、342 と同様のパターンでダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 が形成されている。すなわち、ダミー用素子領域45には、第1のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 と第2のダミー用トランスファゲートトランジスタ462 が列方向に形成され、この2個のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 はドレイン領域D を共有している。   A dummy element region 45 is formed in the dummy row decoder 44, and dummy transfer gate transistors 461, 462 are formed in the dummy element region 45 in the same pattern as the transfer gate transistors 341, 342 of the active row decoder 40. Is formed. That is, in the dummy element region 45, a first dummy transfer gate transistor 461 and a second dummy transfer gate transistor 462 are formed in the column direction, and the two dummy transfer gate transistors 461, 462 are drains. Share area D.

第1のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 は、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されており、このゲート電極に連なるように第1のブロック選択制御線TG1 が形成されている。また、第2のダミー用トランスファゲートトランジスタ462 は、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されており、このゲート電極に連なるように第2のブロック選択制御線TG2 が形成されている。   In the first dummy transfer gate transistor 461, a gate electrode is formed on a channel region via a gate insulating film, and a first block selection control line TG1 is formed so as to be connected to the gate electrode. In the second dummy transfer gate transistor 462, a gate electrode is formed on the channel region via a gate insulating film, and a second block selection control line TG2 is formed so as to continue to the gate electrode. Yes.

2個のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 のソースノードS1 、S2 は、ワード線WLi や選択ゲート線SGD 、SGS に接続されていない。また、2個のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 のドレインノードには、アクティブロウデコーダ41のトランスファゲートトランジスタ341 、342 がデータ書込み時に転送する高い電圧よりも低い所定の電圧が印加されるノードに常に接続しておくことが好ましい。上記所定の電圧は、別途用いられている例えば8 V,10Vなどの中間電圧から、STI 底を流れるパンチスルー電流を最小とするような値を選択する。   The source nodes S1 and S2 of the two dummy transfer gate transistors 461 and 462 are not connected to the word line WLi and the selection gate lines SGD and SGS. In addition, the drain nodes of the two dummy transfer gate transistors 461 and 462 are connected to nodes to which a predetermined voltage lower than the high voltage transferred by the transfer gate transistors 341 and 342 of the active row decoder 41 during data writing is applied. It is preferable to always connect. As the predetermined voltage, a value that minimizes a punch-through current flowing through the bottom of the STI is selected from intermediate voltages such as 8 V and 10 V that are used separately.

複数のアクティブロウデコーダ40の行方向他端側には別のガードリング領域(第2のガードリング領域)43を介して別の複数のアクティブロウデコーダ(第2のアクティブロウデコーダ)40が配設されている。そして、アクティブロウデコーダ40の行方向他端側と第2のガードリング領域43との間にも別のダミー用ロウデコーダ(第2のダミー用ロウデコーダ)44が形成されている。この第2のダミー用ロウデコーダ44には、第2のダミー用素子領域45にアクティブロウデコーダ40のトランスファゲートトランジスタ341 、342 と同様のパターンで形成されたダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 が形成されている。この第2のダミー用ロウデコーダ44のダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 は、アクティブロウデコーダ40のトランスファゲートトランジスタ341 、342 と同様に、ソースノードがワード線WLi や選択ゲート線SGD 、SGS には接続されておらず、所定電圧のノードに常に接続されている。   A plurality of other active row decoders (second active row decoders) 40 are arranged on the other end side in the row direction of the plurality of active row decoders 40 via another guard ring region (second guard ring region) 43. Has been. Another dummy row decoder (second dummy row decoder) 44 is also formed between the other end in the row direction of the active row decoder 40 and the second guard ring region 43. In the second dummy row decoder 44, dummy transfer gate transistors 461, 462 formed in the same pattern as the transfer gate transistors 341, 342 of the active row decoder 40 are formed in the second dummy element region 45. Has been. Like the transfer gate transistors 341 and 342 of the active row decoder 40, the dummy transfer gate transistors 461 and 462 of the second dummy row decoder 44 have source nodes connected to the word line WLi and the selection gate lines SGD and SGS. It is not connected and is always connected to a node of a predetermined voltage.

上述したように本実施形態のNAND型フラッシュメモリによれば、アクティブロウデコーダ40とガードリング領域43との間にダミー用素子領域45が形成され、このダミー用素子領域45にはアクティブロウデコーダ40のトランスファゲートトランジスタ341 、342と同様のパターンでダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 が形成されている。このダミー用トランスファゲートトランジスタ461 、462 のソースノードS1、S2はワード線WLi や選択ゲート線SGD 、SGS には接続されていない。このような構成により、ロウデコーダ30内の行方向端部およびガードリング領域43の近傍に位置するアクティブロウデコーダ40の素子領域41のトランスファゲートトランジスタ341 、342 が高電圧(例えば23V)を転送する際、アクティブロウデコーダ40からガードリング領域43へのリーク成分を抑制することができる。したがって、行方向端部およびガードリング領域43近傍のアクティブロウデコーダ40のトランスファゲートトランジスタ341 、342 の転送能力の劣化や、トランスファゲートトランジスタ341 、342 に過剰な電圧ストレスがかかることを防止でき、NAND型フラッシュメモリの歩留まりを改善することができる。   As described above, according to the NAND flash memory of the present embodiment, the dummy element region 45 is formed between the active row decoder 40 and the guard ring region 43, and the active row decoder 40 is formed in the dummy element region 45. Dummy transfer gate transistors 461 and 462 are formed in the same pattern as the transfer gate transistors 341 and 342 of FIG. The source nodes S1 and S2 of the dummy transfer gate transistors 461 and 462 are not connected to the word line WLi and selection gate lines SGD and SGS. With such a configuration, the transfer gate transistors 341 and 342 in the element region 41 of the active row decoder 40 located near the row direction end in the row decoder 30 and the guard ring region 43 transfer a high voltage (for example, 23 V). At this time, a leak component from the active row decoder 40 to the guard ring region 43 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the transfer capability of the transfer gate transistors 341 and 342 of the active row decoder 40 near the row direction end and the guard ring region 43 from being deteriorated and excessive voltage stress is applied to the transfer gate transistors 341 and 342. The yield of the type flash memory can be improved.

341 、342 …トランスファゲートトランジスタ、40…アクティブロウデコーダ、41…素子領域、42…STI 領域、422 …幅が広いSTI 領域、43…ガードリング領域、44…ダミー用ロウデコーダ、45…ダミー用素子領域、461 、462 …ダミー用トランスファゲートトランジスタ、TG1 、TG2 …ブロック選択制御線。 341, 342 ... Transfer gate transistor, 40 ... Active row decoder, 41 ... Element region, 42 ... STI region, 422 ... Wide STI region, 43 ... Guard ring region, 44 ... Dummy row decoder, 45 ... Dummy device Area, 461, 462 ... Dummy transfer gate transistors, TG1, TG2 ... Block selection control lines.

Claims (4)

半導体基板上にゲート絶縁膜を介して浮遊ゲート・制御ゲートの積層ゲート構造を有する複数のメモリセルトランジスタの少なくとも一端側に下部ゲート電極とゲート間絶縁膜と上部ゲート電極とからなる積層ゲート構造を有する選択ゲートトランジスタを接続したNANDセルのセルアレイが行列状に配設されたメモリセルアレイと、
前記メモリセルアレイ上の行方向に形成され、前記メモリセルアレイにおける同一行のセルトランジスタの制御ゲートに共通接続されたワード線および同一行の選択ゲートトランジスタの上部ゲート電極に共通接続された選択ゲート線と、
前記メモリセルアレイの行方向端近傍に形成され、行列状に配置された素子領域に前記ワード線あるいは選択ゲート線に電圧を転送するためのトランスファゲートトランジスタがそれぞれ形成された複数の第1のアクティブロウデコーダと、
前記第1のアクティブロウデコーダと前記メモリセルアレイとの間に配置された第1のガードリング領域と、
前記第1のアクティブロウデコーダと前記第1のガードリング領域との間に形成された第1のダミー用ロウデコーダを具備し、
前記第1のダミー用ロウデコーダは、ダミー用素子領域に前記第1のアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタと同様のパターンで形成されたダミー用トランスファゲートトランジスタを有し、当該ダミー用トランスファゲートトランジスタのソースノードは前記ワード線あるいは選択ゲート線に接続されていないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A stacked gate structure comprising a lower gate electrode, an intergate insulating film, and an upper gate electrode on at least one end side of a plurality of memory cell transistors having a stacked gate structure of floating gates and control gates on a semiconductor substrate via a gate insulating film. A memory cell array in which a cell array of NAND cells to which select gate transistors are connected is arranged in a matrix;
A word line formed in a row direction on the memory cell array and commonly connected to a control gate of a cell transistor in the same row in the memory cell array and a selection gate line commonly connected to an upper gate electrode of a selection gate transistor in the same row; ,
A plurality of first active rows in which transfer gate transistors for transferring a voltage to the word lines or selection gate lines are formed in element regions arranged in a matrix and formed in the vicinity of the row end of the memory cell array. A decoder;
A first guard ring region disposed between the first active row decoder and the memory cell array;
Comprising a first dummy row decoder formed between the first active row decoder and the first guard ring region;
The first dummy row decoder has a dummy transfer gate transistor formed in the dummy element region in the same pattern as the transfer gate transistor of the first active row decoder. A non-volatile semiconductor memory device, wherein a source node is not connected to the word line or the selection gate line.
前記ダミー用トランスファゲートトランジスタのドレインノードは、前記第1のアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタがデータ書込み時に転送する電圧よりも低い所定電圧のノードに常に接続されていることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。   2. The drain node of the dummy transfer gate transistor is always connected to a node having a predetermined voltage lower than the voltage transferred by the transfer gate transistor of the first active row decoder during data writing. The nonvolatile semiconductor memory device described. 前記複数の第1のアクティブロウデコーダの行方向他端側には、第2のガードリング領域を介して複数の第2のアクティブロウデコーダが配設されており、前記第1のアクティブロウデコーダと第2のガードリング領域との間には第2のダミー用ロウデコーダが形成されており、
前記第2のダミー用ロウデコーダには、ダミー用素子領域に前記第1のアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタと同様のパターンで形成されたダミー用トランスファゲートトランジスタを有し、当該ダミー用トランスファゲートトランジスタのソースノードは前記ワード線あるいは選択ゲート線に接続されていない
ことを特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of second active row decoders are arranged on the other end side in the row direction of the plurality of first active row decoders via a second guard ring region. A second dummy row decoder is formed between the second guard ring region,
The second dummy row decoder has a dummy transfer gate transistor formed in the dummy element region in the same pattern as the transfer gate transistor of the first active row decoder, and the dummy transfer gate transistor The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the source node is not connected to the word line or the selection gate line.
前記第2のダミー用ロウデコーダのダミー用トランスファゲートトランジスタのドレインノードは、前記第1のアクティブロウデコーダのトランスファゲートトランジスタがデータ書込み時に転送する電圧よりも低い所定電圧のノードに常に接続されていることを特徴とする請求項3記載の不揮発性半導体記憶装置。   The drain node of the dummy transfer gate transistor of the second dummy row decoder is always connected to a node having a predetermined voltage lower than the voltage transferred by the transfer gate transistor of the first active row decoder during data writing. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8546887B2 (en) 2011-05-20 2013-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices
JP2013251034A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Toshiba Corp Semiconductor memory
TWI478173B (en) * 2012-11-28 2015-03-21 Winbond Electronics Corp Row decoding circuit
US10134733B2 (en) 2016-01-22 2018-11-20 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device
US11922997B2 (en) 2021-07-06 2024-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8546887B2 (en) 2011-05-20 2013-10-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor devices
JP2013251034A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Toshiba Corp Semiconductor memory
TWI478173B (en) * 2012-11-28 2015-03-21 Winbond Electronics Corp Row decoding circuit
US10134733B2 (en) 2016-01-22 2018-11-20 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device
US11922997B2 (en) 2021-07-06 2024-03-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device
US12380943B2 (en) 2021-07-06 2025-08-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory device

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