JPH023182A - 半導体記憶回路装置 - Google Patents

半導体記憶回路装置

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JPH023182A
JPH023182A JP63121709A JP12170988A JPH023182A JP H023182 A JPH023182 A JP H023182A JP 63121709 A JP63121709 A JP 63121709A JP 12170988 A JP12170988 A JP 12170988A JP H023182 A JPH023182 A JP H023182A
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JP
Japan
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circuit
gate
film
voltage
region
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Application number
JP63121709A
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English (en)
Inventor
Yuji Tanida
谷田 雄二
Takaaki Hagiwara
萩原 隆旦
Ryuji Kondo
近藤 隆二
Shinichi Minami
真一 南
Yokichi Ito
伊藤 容吉
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体記憶回路装置、特に記憶情報の曹き
込み及び消去が可能な半導体不揮発性記憶素子を使用し
た半導体記憶回路装置に関する。
半導体不揮発性記憶素子として、ゲート絶縁膜中のトラ
ップを利用する形式またはフローティングゲートを利用
する形式とされた絶縁ゲート電界(以下余白) 効果トランジスタが公知である。この種の絶縁ゲート電
界効果トランジスタにおいては、トンネル効果により、
またはアバランシェ降伏によって生じたホット・キャリ
アにより上記ゲート絶縁膜中のトラップ又はフローティ
ングゲートに電荷が注入されると、そのしきい値電圧が
一方の安定な値から他方の安定な値に変化する。上記の
一方のしきい値電圧となっている状態が例えば2進信号
の0と対応させられ、他方のしきい値電圧となっている
状態が2進信号の1と対応させられる。
上記の電荷は適当な方法により除去することが可能であ
る。
従って、上記の種類の絶縁ゲート型電界効果トランジス
タは記憶情報の書き込み及び消去が可能な不揮発性記憶
素子として使用できる利点を持うている。
上記の半導体不揮発性記憶素子は、その複数個が例えば
半導体基板上に規則的に配置され、記憶情報の読み出し
もしくは書き込みのために選択される。
上記の半導体不揮発性記憶素子は、記憶情報の読み出し
に必要とされる信号レベルに対し、書き込み時に例えば
上記信号レベルの数倍にも達する高電圧の高レベル信号
を必要とする。
しかしながら、回路素子の特性によって信号レベ〃が制
限を受けることが有るので、半導体記憶回路装置は上記
の高レベル信号のために特に考慮された回路装置を必要
とする。
また、半導体記憶回路装置は、上記の高レベル信号を処
理する回路装置の使用によって全体の構成が複雑化する
ので、使用する半導体基板が大型化しないようにし、か
つ動作速度等の性能が害されないように考慮されなけれ
ばならない。
また、一方、かかる半導体回路装置は絶縁ゲート型電界
効果トランジスタを主体として実現されることが要求さ
れるが、回路構成及び機能向上のために一部バイポーラ
トランジスタを使用することも要求され、かかる半導体
回路装置を一枚の半導体基板に形成した所謂半導体集積
回路装置として実現することが要求される。そして、か
かる半導体集積回路装置としては製造プロセスの効率化
を図る必要があり、従ってできる丈簡単な製造プロセス
で上記電子回路ケ実現することが要求される。
従って、この発明の1つの目的は、半導体不揮発性記憶
素子を使用した動作速度の速い半導体記憶回路装置を提
供することにある。
この発明の他の目的は、半導体不揮発性記憶素子を使用
した小型化できる半導体記憶回路装置を提供することに
ある。
この発明の他の目的は、半導体基板上に1おいて個々の
回路装置が望ましい位置に配置された半導体記憶回路装
置を提供することにある。
この発明の他の目的は、ゲート絶縁膜のトラップを利用
する絶縁ゲート電界効果トランジスタのように電気的に
記憶情報の書き込み及び消去ができる半導体不揮発性記
憶素子を使用した新規な半導体記憶回路装置を提供する
ことにある。
この発明の他の目的は、電気的に記憶情報の書き込み及
び消去ができる半導体不揮発性記憶素子に達する構造と
された半導体記憶回路装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、高電圧信号の処理に適する回路
装置を提供することにある。
この発明の他の目的は、破壊の起りにくい回路装置“を
提供することにある。
この発明の他の目的は、バイポーラトランジスタと絶縁
ゲート型電界効果トランジスタを含む新規な回路装置を
提供することにある。
この発明の更に他の目的は、上記種々の電子回路装置を
実現するための半導体集積回路装置の製造方法を提供す
ることにある。
以上述べた種々の本発明の目的及び構成は、以下の詳細
な説明及び添付図面より明らかとなるであろう。
以下、この発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
特に制限されないが、以下の実施例においては、半導体
不揮発性記憶素子として、極めて薄いシリコン酸化膜(
oxide )と、この酸化膜Ω上に形成との2層構造
のゲート絶縁j摸を持つ絶縁ゲート電界効果トランジス
タ(以下M N OSと称する)を使用する。このMN
OSに対しては、記憶情報の書き込みだけでなく消去も
電気的に行なうことができる。
第12図は、MNOSの断面図を示している。
同図において、p型シリコン領域10表面に互いに隔て
られてn型ソース領域2及びドレイン領域3が形成され
、上記ソース・ドレイン領域2,3間のp型シリコン領
域10表面に、例えば厚さ20Aのシリコン酸化膜4と
厚さ500Aのシリコン屋化膜5とからなるゲート絶縁
膜を介してn型多結晶シリコンからなるゲート電極が形
成されている。上記p型シリコン領域1は、MNOSの
基本ゲート領域を構成する。
消去状態もしくは記憶情報が百き込まれていない状態で
は、MNOSのゲー)?If圧VG対ドレイン電流ID
特性は、例えば第13図の曲線Aのようになっており、
そのしきい値電圧は4ボルトの負電圧(以下−4vのよ
うに記する)Kなっている。
記憶情報の書き込み又は消去のために、ゲート絶縁膜に
は、トンネル現象によりキャリヤの注入が生ずるような
高電界が作用させられる。
書き込み動作において、基体ゲート1には、例えばはy
回路の接地電位のOVが印加され、ゲート6には、例え
ば+25Vの高電圧が印加される。
ソース領域2及びドレイン領域3には、書き込むべき情
報に応じてはyOvの低電圧又は+20Vのような高電
圧が印加される。
ソース領域2とドレイン領域3との間のシリコン領域1
表面には、上記ゲート6の正の高電圧に応じてチャンネ
ル7゛が誘導される。このチャンネル7の電位はソース
領域2及びドレイン領域3の電位と等しくなる。
ソース領域2及びドレイン領域3に上記のようにOvの
電圧が印加されるとゲート絶縁膜には上記ゲート6の高
電圧に応じた高電界が作用する。
その結果、ゲート絶縁膜にはトンネル現象によりチャン
ネル7かもキャリアとしての電子が注入される。MNO
SのVG−ID特性は第13図曲線AからBに変化する
。しきい値電圧は前記の一4Vかも例えば+1vに変化
する。
ソース領域2及びドレイン領域3に上記のように+20
Vが印加された場合、ゲート6とチャンネル7との間の
電位差が数Vに減少する。このような低電位差では、ト
ンネル現象による電子の注入を起させるには不充分とな
る。そのため、MNOSの特性は第13図の曲線Aから
変化しない。
半導体記憶回路装置においては、1つのデイジットaに
複数のMNOSが結合される。上記の書き込み動作にお
いて、選択されるMNOSには上記のような電圧が印加
される。非選択とされるMNOSのゲートにははyOv
の電圧が加えられるカモしくはソース領域及びドレイン
領域に前記ノ+20vのような高電圧が印加される。
記憶情報の消去は、ゲート絶縁膜に上記の書き込みにお
ける電界に対し逆方向の高電界を作用させることにより
行なわれる。この逆方向の高電界によりトンネル現象が
生じ、ゲート絶縁膜にキャリヤとしての正孔が流入され
る。前記の書き込み時に注入された電子が上記の正孔に
よって中和され、その結果MNO5の特性は第13図の
曲線Bから再び曲MAにもどされる。
この実施例に従うと、上記の消去のために、例えば基体
ゲート1にOVを加えながらゲート6に負の高電圧を加
える構成をとる代りに、後述からより明確になるように
ゲート6に0■を加えながら基体ゲート1に+25Vの
ような正の高電圧を加える構成とする。上記のように基
体ゲート1に正の高電圧を加える構成とすることによっ
て、ゲート6に高電圧を印加するための回路構成を単純
にすることができるようになる。また、書き込み及び消
去のために同一極性の高電圧を利用できるようになり、
その結果、半導体記憶回路装置の外部端子数及び半導体
記憶回路装置を動動するための電源数を少な(できる。
M N OSの特性が上記第13図の曲線A又はBのい
ずれか一方になるので、MNOSの記憶情報の読み出し
は、例えばゲート電圧VGがoVであるときのソース・
ドレイン間の導通状態を検出することにより行なわれる
。単一極性の信号により1つのデイジットHに結合され
た複数のM N OSの1つを選択できるよlするため
に、単位の記憶要素(以下メモリセルと称する)は、第
14図に等両回路を示すように、MNO8QIとこれに
直列接続されたスイッチ用絶縁ゲート電界効果トランジ
スタ(以下スイッチ用MISFETと称する)Q2とか
ら構成される。読み出し時、MNO5QIのゲート電圧
はOVに維持され、スイッチ用〜ll5FETのゲーH
tC圧は、選択信号によってOV又は+5vのような正
電圧とされる。
第1図は、実施例の半導体記憶回路装置の回路を示して
いる。
この実施例の記憶回路は、Xデコーダ、Xデコーダ、制
御回路等の比較的低電圧の信号を形成する回路と、薔き
込み回路、消去回路等の比較的高電圧の信号を形成する
回路とを含んでいる。
特に制限されないが、上記の低電圧信号を形成する回路
のために電源端子VCCに、+5Vの低電源電圧が供給
される。上記電源電圧に応じて、低電圧信号のハイレベ
ルは、はr+svとされ、ロウレベルははy回路の接地
電位のOVとされる。
上記書き込み回路、消去回路等の回路のために、回路装
置に高1「圧端子vPPが設けられる。この高電圧端子
vPPには、回路装置に書き込み動作をさせるとき及び
消去動作をさせるとき、はy+25Vのような高電圧が
供給される。上記の高電圧に応じて、高電圧信号のハイ
レベルははy+25Vもしくは+20Vとされ、ロウレ
ベルははyOVとされる。
第1図において、Δ(Aはメモリアレイであり、マトリ
クス配置されたメモリセルMSIIないしMS22を含
んでいる。
同一の行に配置されたメモリセルMSII、MS12の
それぞれのスイッチ用MISI’ETQ2のゲートは、
第2ワード森W11に共通接続され、それぞれのMNO
3QIのゲートは、第2ワード1−に共通接続されてい
る。同様K、他の同一の行に配t?tされたメモリセル
MS21.MS22のスイッチ用MISFET及びMN
OSのゲートはそれぞれ第1ワード側W21.第2ワー
ド−W22に共通接続されている。
同一の列に配置されたメモリセルMSII、MS21の
スイッチ用MISFETQ2のドレインはデイツクHB
tDxに共通接続され、MNOSのソースは基準電位i
fl E D 1に共通接続されている。
同一に他の同一の列に配置されたメモリセルMS12、
MS22のスイッチ用MISFETのドレイン及びMN
OSのソースはそれぞれデイジット−D2.基準電位線
El)2に共通接続されている。
この実施例に従うと、基体ゲートに正の高電圧を印加す
ることによってMNOSの記憶情報を消去する構成をと
るので、メモリセルを形成する半導体領域は、次に説明
するXデコーダ、Xデコーダ等の周辺回路を形成する半
導体領域と電気的に分断される。上記の半導体領域は後
で説明するように、例えばn型半導体基板表面に形成さ
れたp型ウェル領域から構成される。
上記の消去のために、個々のメモリセルなそれぞれ独立
のウェル領域に形成したり、同じ行もしくは列に配置さ
れるメモリセルを共通のウェル領域に形成したりするこ
とができるが、この実施例では、メモリセルの全体すな
わちメモリアレイMAを1つの共通なウェル領域に形成
する。
第1図において、巌WELLは、メモリアレイMAの共
通の基体ゲートとしてのウェル領域に接続される。
上記第1ワードiWW 11 、 W 21は、それぞ
れXデコーダXDI、XI)2の出力端子に接続され、
第2ワード1!W12.W22は、書き込み回路WAl
、WA2の出力端子に接1’;6されている。
XデコーダXDIは、図示のように、電源■cCと出力
端子との間に接続されゲート・ソース間が短絡されたデ
イプレッション型Q荷M I S F E 1”Q3と
、出力端子とアース!;1シ子間に接続され、それぞれ
のゲートにアドレスバッファBOないし■36からの非
反転出力もしくは反転出力を受けるエンハンスメント型
MISFETQ4ないしQ6とからなり、芙yt的にノ
ア1ijl路を1N成している。、XデコーダX1)1
は、選択されて(・ないときアドレス入力線aOないし
a6の少なくとも1つKおける1百号のハイレベルによ
り、ワードねWllにほぼOvのロウレベル信号を出力
し、選択されたとき、アドレス入力i1j a Oない
しa6におけるすべての信号がロウレベルとなり、はM
5Vのハイレベル信号を出力する。
XデコーダXD2は、接続するアドレス入力線が異なる
点を除いて上記XデコーダXDIと同一1111成にさ
れる。
なお、第1図において、MISFETQ3のようなデイ
プレッション型MISI”、ETは、図示のようにエン
ハンスメント型MISFETと異なった記号で標記され
ている。
甘き込み回路WAIは、第1ワード線Wllと出力端子
(第2ワード腺W12)との間に直ダ月χ続されたMI
SI’ETQ15.Ql6と、上記出力端子と書き込み
及び消去時に前記の+25Vの電圧が加えられる電源端
子VI’I’との+ljJに接続されたMI 5FET
QI 9と、上記出力端子と接地端子との間に直列接続
されたMISFETQ17゜Ql8とからなる。上記M
I 5FETQI 5のゲートは省き込み制御?nWl
に接続され、MISFETQ18のゲートは読み出し及
び消去制御線vpに接続され、更にMISFETQ16
及びQl8のゲートは?If源端子VCCに接続されて
いる。
後で説明する構成の制御回路CI’LLにより、甘き込
み動作以外において、上記書き込み制御線Wlの信号は
は、!1″OvOロウレベルとされ、制御線7下の信号
はほに+5Vのハイレベルとされている。従ってMIS
FETQ15はオフ状態にあり、これに対しMISFE
TQ18はオン状態にある。出力端子(第2ワード47
W12)は、直列接続のMISFETQ17とQl8と
を介して回路の接地端子に接続され、そのためはKOV
にされる。
書き込み動作において、電源端子VPI’に+25■の
高電圧が加えられ、書き込み制御側Wlに、MI 5F
ETQI 5をオン状態にさせるようはy+5Vのハイ
レベル(i号が加えられ、制御&+vpに、MISFE
’T’Q18をオフ状態にさせるようはyOVの信号が
加えられる。
上記のMISFETQ15のオン状態とMISFEi’
Q18のオフ状態とによって、第2ワード線W12の信
号レベルが第1ワード線Wllの信号レベルに応じて決
められるようになる。
すなわち、第1ワード1W11を選択するよう、Xデコ
ーダXDIの駆動用MISFETQ4ないしQ6がすべ
てオフ状態にされているなら、M l5FETQI 6
.Ql 5及び上記駆動用MIsFETQ4ないしQ6
の電流経路は構成されない。
従って、第2ワード線W12にはMI 5FETQ19
を介してはg電源端子VPPの+25Vが現われる。す
なわち、選択された第1ワード森にはx+5Vが加わる
ことに対応して、選択されたワードaにはM+25Vの
Jtri圧が加わることになる。
第1ワード線Wllが非選択なら、すなわちXデコーダ
XD1の駆動用MISFETQ4ないしQ6の少なくと
も1つがオン状態とされているなら、MI SI’E’
l’Q1 G、 Ql 5及び上記駆動用MISFET
Q4ないしQ6を介して出力端子(第2ワード線W12
)を接地するvL電流経路形成される。その結果、上記
出力端子ははyOvにされる。
上記書き込み回路WAIにおいて、ゲートに定常的に電
源電圧vCCを受けるMISFETQ16、Ql7は、
第2ワード線W12に加わる高電圧信号がMISFET
Q15又はQl8のブレークダウンによって制限されて
しまうことを防ぐために使用される。
すなわち、例えばMI 5FETQI 7を省略した場
合、MTSFETQI 8のドレインDに第2ワード1
W12の高電圧(+25V)が印加されることになる。
上記MISFET’Q18のゲートには、前記のように
制ml線vpからは3−O■の低電圧が加わっているの
で、このMISFETQ18のドレイン接合の四りに広
がるべき空乏層が、ゲートの近傍においてこのゲートの
低電圧によって制限されることになる。その結果、MI
SFETQ18のドレイン接合は、比較的低電圧でブレ
ークダウンするようになる。
図示のようにMI 5FETQI 7を設けると、MI
SFETQ18のドレインに加わる電圧は、電g電圧V
 CCカらMISFE’rQ17のしきい1直電圧だけ
増加した値の電圧にクランプされる。
その結果、MISFETQ18のブレークダウンが防止
される。MISFETQ17は、そのゲートが1((源
vCCに接続されているので比較的高いドレイン耐圧を
持つことになる。
MI 5FETQI 6も上記MISFETQ17と同
様な理由によって使用されろ。
この実施例を従うと、前記のようなウェル領域を使用す
る(14成が有効に利用される。
書き込み回路WAIにおける負荷MISFETQ19は
、他のMISFETQ15ないしQ18などのMISF
ETを形成するウェル領域に対し独立したウェル領域に
形成される。すなわち、MI 5FETQI 9の基本
ゲートは、他のMISFETの基体ゲートから電気的に
分pin!される。
上記負荷MISI’ETQ19は、図示のようにその基
体ゲートとソースとが短絡されており、基体ゲートから
ソース・ドレイン間のチャンネルに高電圧が作用しない
ようにされている。
図示の接続に対し、基体ゲートが他のMISFETと同
様に接地端子に接続されている場合、出力端子(第2ワ
ードatwt2)で必要とする電圧が大きいので、基板
バイアス効果によるM I S FETQ19のしきい
11電圧の増加が他の低電圧を処理するための〜fIs
FETに比べて著るしく大きくなる。その結果、上記の
出力端子(第2ワード1lW12)で必要とする電圧に
対し、高電圧端子VI’Pに供給する電圧を大幅に大き
くしなければならなくなる。
これに対し、図示の接続の場合、基体ゲートの電圧がソ
ースの′tE圧と等しくなるので、基板バイアス効果に
よるMISFETQ19のしきい(直電圧の増加を実質
的に無視できるようになる。その結果、高電圧端子■P
Pに供給する高電圧を比鮫的小さ(することができるよ
うになる。
上記のように、高電圧端子VPPに供給する電圧を低下
させても良い構成とすることにより、この高電圧端子V
PPが接Aつcされる各種のpn接合の耐圧を異常に高
くすることが必要なくなるかもしくはpn接合にオdけ
る各種の望ましくないリーク電流を減少させることがで
きる。さらに、高電圧端子VPPに接続する配線からの
電界によって生霊体表面に望ましくない寄生チャンネル
が誘起されてしまうことを防ぐことができる。
メモリアレイMAの各基準1に位線zDx、ED2は、
曹き込み禁止回路IHAIに接続されている。
書き込み禁止回路I I−I A Iにおいて、基準電
位4tjl E D 1と接地端子との間に直列接続さ
れたMISFETQ20とQ21とが単位スイッチ回路
を構成している。この単位スイッチ回路におけるMI 
5FETQ21は制御回路CRLから制御+lI rを
介して制御信号を受ける。上記制御1g号は、記憶情報
の読み出し動作のとき上記MISFETQ21をオン状
態とするよう、+5Vのレベルとされ、傳き込み動作及
び消去動作のときオフ状態とするようO■のレベルとさ
れる。
従って、上記単位スイッチ回路は、読み出し動作のとき
上記基準電位線EDIをはyOVにする。
上記基準電位線EDIと高電圧信号mIHvとの間KM
ISFETQ22が接続されている。上記高電圧信号線
I)IVには、後述する書き込み禁止電圧発生回路ll
lA2から、甘き込み動作及び消去動作の時はに+20
Vの高電圧レベルとされ、読み出し動作のときはyOV
とされる信号が印加される。
従って、薔き込み動作及び消去動作において、上記単位
スイッチ回路のMISI”ETQ21がオフ状態にされ
ると、基や電位線EDIには、M l5FETQ22を
介して上記高電圧レベルI HVから高電圧が印加され
る。
基準電位線FD2と接地端子との間にはMIS1’ET
Q23とQ24とからなる前記と同様な単位スイッチ回
路が接続され、基準電位Jj E D 2と高電圧信号
線I I−T Vとの1川にはMISFETQ25が接
続される。
上記書き込み禁止回路I HA 1において、ゲートに
+5Vの電源電圧■CCを受けるMISFETQ20.
Q23は、基fiA電位線EDI、ED2に上記のよう
な高電圧が加えられるので、前記の吉き込み回路WAI
において設けたMISFETQ16.Q17と同様な理
由で使用される。
M丁5FETQ22.Q25は、前記MISFETQ1
9と同様に、基板バイアス効果によろしきい値電圧の増
加を防ぎ、高電圧信号1IHVの高電圧に対し、基準電
位線EDI、ED2の電圧が低下しないようKするため
に、独立のウェル領域に形成される。
メモリアレイMAの各デイジット線D1.  D2と共
通デイツク)勝c Dとの1i411c Yゲート回路
YGoが接続される。
Yゲート回路YGOにおいて、デイジット線D1と共通
デイジット線CDとの間に直列接続されたMISFET
QIIとQ12とは単位ゲート回路を+1゛へ成し、Y
デコーダMDIの出力に応じて上記デイジット線D1と
共通デイツク) 線Cl)とを結合する。同様に、MT
SI’ETQ13とQ14とが池の単位ゲート回路を構
成し、この単位ゲート回路はYデコーダYD2の出力に
応じてデイツク)線D 2と共通デイジット線を結合す
る。
曹き込み動作時及び消去動作時に各デイジットaD 1
 、  D 2に高電圧信号が現われるので、上記Yゲ
ート回路YGOにおける単位スイッチ回路は、図示のよ
うにゲートに+5Vの電源電圧を受けるMISFETQ
12.Q14を使用する。
YデコーダMDI、YD2は、前記XデコーダXDI、
XD2と類似の構成とされ、アドレスバッファB7ない
しBIOから出力するアドレス信号A7ないしAIOの
非反転信号a7ないしal。
及び反転信号a7ないしaloを選択的に受けることに
より、それぞれの出力iY1.Y2に、選択時に+5V
のハイレベルとなり、非選択時KOVとなるデコード1
言号を出力する。
Yゲート回路YGOに接続した共通デイジット藤CDK
は、センス回路IO8及びデータ入力回路IOWが接続
される。
センス回路1. OSは、図示のようにゲートソース間
が接続された負荷MISFETQ47と、ゲートに制両
國t°からの信号を受けるスイッチMISFETQ48
とからなる。纏み出し動作において、勝tにおける信号
が+5Vのハイレベルとされることによって上記スイッ
チMISFETQ48力tオン状態とされる。
上記センス回路10Sの出力が、インバータ■14.1
15. ノア回路NrL3.Nl14及びMISFET
Q/+9.Q50からなる出力バッファ回路l0nK供
給される。
出力バッファ回路IORにおいて、ノア回路N113、
N114のそれぞれの一方の入力端子は制御線C3IK
接続されている。上記制御線C31の信号は、読み出し
動作時にOVのロウレベルとされ、書き込み及び消去動
作時に+5vのハイレベルとされる。上記ノア回路N1
13の他方の入力端子はインバータlN14の出力端子
に接続され、NIt4の他方の入力端子は上記インバー
タlN14の出力を受けるインバータINI 5の出力
端子に接続されている。
従って、上記ノア回路Nrt3とNR4は、読み出し動
作時に、互いに逆相の信号を出力する。直列接続された
MISFETQ49とQ50とは、上記ノア回路Nl1
3とN 114とによってプッシュプル駆動される。
制御線C31の信号がハイレベルなら、上記ノア回路N
R3とNR4が、いずれもOVのロウレベル信号を出力
し、MISFETQ49及びQ50の両方がオフ状態に
される。上記出カバソファ回路l0rLの出力端子は、
入出力端子POに接続されている。上記のMISFET
Q49及びQ50の同時のオフ状態において、出力バッ
ファ回路はその出力インピーダンスが著るしく高くなり
、従って入出力端子POに加わる入力信号を制限しない
。
上記出力バッファ回路I Ortにおいて、電源端子■
CCと出力端子との間に接続される上記MISFETQ
49は、他のMISFETのウェル領域とは独立のウェ
ル領域に形成される。基体ゲートとしてのウェル領域は
、そのソースに接続される。その結果、基板バイアス効
果によるしきい値電圧の増加が実質的に無くなるので、
出力バッファ回路I OItは、はy電源電圧VCCの
ハイレベル1g号を出力できるようになる。
データ入力回路IOWは、図示のように入カパツファ回
路lN16と、この人カパッ7ア回路の出力によって1
間御されるMI 5FETQ51と、このMISFET
Q51のドレインと共通デイジット+1!1lCDとの
間に接続され、ゲートに制御線Wlからの信号を受ける
MI 5FETQ52とから構成されている。
曹き込み禁止電圧発生回路111A2は、図示のよ5K
MISFETQ26ないしQ36がら構成さ・れている
。上記MISFETQ26ないしQ28は、第1の高電
圧インバータを構成し、制御iJJ W lからの低電
圧系の制御信号を受けることにより、出力端子、すなわ
ちMISFETQ27のドレインに高電圧系の信号を出
力する。図示の接続によりその出力信号レベルははyO
vからvPPまで変化する。MISFETQ29ないし
Q31は第2の高電圧インバータを構成し、上記第1の
高1「圧インバータと同じ信号を受けることによりMI
SFETQ30のドレインに高電圧系の信号を出力する
。その出力1言号レベルははW+5V(vCC)からv
PPまで変化する。MI SI’ETQ32ないしQ3
6は、高電圧プッシュプル回路を構成している。上記第
1.第2の高′r「圧インバータ及びプッシュプル出力
回路において制御信号を受けるM I S F E T
 Q 28 、  Q 31 、  Q 36とそれぞ
れの出力端子との間に接続され、ゲートに+5■の電源
電圧を受けるMISFETQ27゜Q30.Q35は、
前R己のMISFETQlG。
Q17等と同様に、回路の高出力電圧を保証するために
使用される。第1及び第2の高電圧インバータにおける
負荷MISFETQ26.Q29は、図示のように、基
体ゲートがそれぞれのソースに接続され、基板バイアス
効果による出力電圧の低下を無くし、プッシュプル出力
回路のMISFETQ33及びQ32.Q3イを充分に
駆動できるように41/f成されている。
上記プッシュプル出力回路において、MISF’ETQ
32は、第1の高1B圧インバータの出力がはyovで
あるときにMISFETQ33のドレインに加わる電圧
を制限するために使用される。
すなわち、第1の高電圧インバータの出力がはyOVで
あるとき、第2の高電圧インバータはその基準電位が+
5vの低電圧とされているので、+5■を出力する。そ
の結果、MI 5FETQ32のゲートに+5■が印加
され、M I S F E ’1” Q33のドレイン
電圧が制限されることになる。MISFETQ34は、
第1.第2の高電圧インバータの出力が高電圧になりた
ことにより出力線■1(Vが+20Vの高゛亀圧にされ
た後、上記第1゜第2の高電圧インノ5−夕の出力がを
よyOvOロウレベルになったとき、出力線I II 
VがらMISFETQ33のソースに加わる高′心圧を
制御′aするために1更用される。その結果、スイッチ
動作させられるMI 5FETQ330ソース及びドレ
イン接合の不所望なブレークダウンが防止される。
消去回路EItSは、MISFETQ40ないしQ42
からなる高電圧インバータと、MISFETQ43ない
しQ46及びバイポーラトランジスタQ44とからなる
プッシュプル回路とによって構成されている。上記高電
圧インバータは、前記書き込み禁止電圧発生回路I I
−I A 2と同様な構成とされている。
上記プッシュプル出力回路において、バイポーラトラン
ジスタQ44とMI 5FETQ43は並列接続され、
上記高電圧インバータの出力によって駆動される。メモ
リアレイを形成するウェル領域は、後で説明する回路装
f/ffiの構造から明らかなように、消去回路に対し
、重い容量性負荷を構成する。従って、消去回路E R
Sは、高速の消去動作を行なわせるために、充分低い出
力インピーダンス特性を持つことが必要とされる。バイ
ポーラトランジスタは、半碑体集積回路装fii’にお
いて、比較的小型寸法(面積)で形成されてもMISF
ETに対し充分低い動作抵抗特性を示す。従って、図示
のようにバイポーラトランジスタQ44を出力トランジ
スタとする消去回路ER8は、半導体集積回路装置に小
面積で形成されてもメモリアレイMAのウェル領域を光
分高速で駆動する。上記MISFETとともに同一半導
体基板上に形成されるバイポーラトランジスタの構造、
製法は後で説明される。
上記消去回路ErtSにおいて、バイポーラトランジス
タQ44のみを使用する場合、このバイポーラトランジ
スタのしきい1直電圧(ベース・エミッタ間電圧)が、
例えば0.6Vあるので、MISFETQ40ないしQ
42からなる上記高電圧インバータがはV電源電圧VP
I’の信号を出力しても出力klに出力される電圧信号
が上記トランジスタQ44のしきい+K ”4圧だけ低
下する。
図示の消去回路ER3は、基体ゲートが上記高電圧イン
バータの負荷MISFETQ40の基体ゲートと一体に
され、この基体ゲートとともにゲートが上記負荷MI 
5FETQ40のソース、すなわち高電圧インバータの
出力端子に接続されたデイプレッション型MI 5FE
TQ43を上記バイポーラトランジスタQ4/lと並列
に接続している。上記MISFETQ43は、基体ゲー
トの高電位がはS:′TJi源電圧vPPまで上昇する
ので、基板バイアス効果によるしきい値電圧の増加が実
質的にない。従って、出力#lにおける高電圧は、上記
MISFETQ43によってはrA、ば源電圧VI’P
まで上昇させられるようになる。
上記MI 5FETQ430基体ゲートは、図示の接続
からそのソース、すなわち出力Ju lに接続されても
良い。このようにした場合でも基板バイアス効果による
出力?1filの出力レベルが低下してしまうことを防
ぐことができる。しかしながら、このようにすると、回
路装Jの構造上、MI 5FETQ400基体ゲートと
してのウェル領域とQ43の基体ゲートとしてのウェル
領域とを共通にできなく、互いに分離しなければならな
くなる。
ウェル領域の相互に所定の+o1 ’s5≦が必要であ
るので、必要とする半導体基板の面積を増加させなけれ
ばならないという不利益を生じる。
制御回路CILLは、インバータINIないし■N12
、ナンド回路NAIないしNA4、ノア回路NR1,N
112および直列接続(7)MISFETQ37ないし
Q39からなる。この制御回路CRLは、外部端子PG
M、C3及びvppにそれぞれ4’fき込み制御信号、
チップ選択信号、苔き込み及び消去信号を受け、前記書
き込み禁止電圧発生口′NII IJ A 2からの出
力信号を受けることによりacsl、f、wl、wl及
びvpに制御信号を出力する。
上記端子VPPに供給される信号は前記書き込み回路W
A1.WA2、誓き込み禁止電圧発生回路I HA 2
及び消去回路ErtSに対する電源電圧として共用され
る+゛25Vの高電圧系の信号である。
制御回路CRLは、上記端子VPPの信号が所定レベル
以上になったときだけ曹き込み又は消去動作の制御を行
なうよう、上記のようなMISFETQ37ないしQ3
9からなるレベルシフト回路を含んでいる。
上記第1図の半導体記憶回路の動作は第2図ないし第4
図のタイミングチャートを使用して次のように説明され
る。なお、第2図は読み出し動作のタイミングチャート
を示し、第3図は消去動作のタイミングチャートを示し
ている。更に第4図は書き込み動作のタイミングチャー
トを示している。
読み出し動作においては、端子PGMにオ6げる書き込
み制御n信号がはyovのロウレベルとされている。ま
た端子vPPは、はyOVKされるかもしくはフローテ
ィングにされて才6す、ゲートに+5Vの電圧VCCを
受けているMISFETQ39のドレインにほぼ!1′
OVの書き込み及び消去制φ1j信号が現われている。
上記端子VPPにおけるロウレベルの書き込み制御信号
及びMI 5FETQ39のドレインにおけるロウレベ
ルの誓き込み及び消去信号により、制御線f、Wl及び
vpKおける信号は、ハイレベルになっており、Wlに
おける信号はロウレベルになっている。
従って、メモリアレイMAの各基準電位線ED1.ED
2は書き込み禁止回路I I−I A Iによっては!
1″OVKされており、各第2ワード1W12゜W22
も同様に書き込み回路WAI、WA2によりてはyov
にされている。
タイミ;/グは特に制限されないが、例えば時刻10に
おいて、アドレス入力端子AOないしAIOにおける信
号が選択するメモリセルに対応してセットされる。例え
ば、選択するメモリセルがMSllであるとすると、ア
ドレスバッファBOないしB6の出力によりてXデコー
ダXDIの出力がハイレベルとなり、またアドレスデコ
ーダB7ないしBIOの出力によってYデコーダMDI
の出力がハイレベルとなる。
その結果、メモリセルMSIIのMNO3QIのドレイ
ンと共通デイクタ)fMcDとの間にMISFETQ 
 l、QIO,デイジット勝DI及びスイッチ用MIS
FETQ2を介する電流経路が形成される。また、制御
撤rKおける信号のハイレベルによって、共通デイジッ
ト線CDとセンス回% I OSf)負MM I S 
F ET Q47 ト17)ifqlK電流経路が形成
される。
メモリセルMSIIのMNO3QIが第13図Aの特性
のようにオン状態となって(・るなら、センス回路IO
3の出力線は、上記電流経路とMNO3QIを介して接
地されることなる。その結果、センス回路IO3の出力
i砿はロウレベルになる。
上記メモリセルhis11のMNO3QIが第13図B
の特性のようにオフ状態となっているなら、負荷MI 
5FETQ47に対する電流経路が構成されず、その結
果、センス回路IO3の出力1腺はハイレベルとなる。
時刻tlにおいて、端子C8におけるチップ選択信号が
ハイレベルからロウレベルにされることによって、はy
同時刻t2において制御1cs1における信号がロウレ
ベルになる。その結果、出カバソファ回路IORは、高
出力インピーダンス状態から上記センス回路IO3の出
力レベルに応じた信号を出力するようになる。例えばセ
ンス回路IO3がハイレベル信号を出力しているなら出
力バッファ回路IORは、出力端子にハイレベル信号を
出力する。
時刻t3においてチップ選択信号がロウレベルからハイ
レベルにもどると、はy同時刻t4において制御線C3
Iの信号がロウレベルからハイレベルになり、これに応
じて、出力バッファ回路■ORは再び高出力インピーダ
ンス状態になる。
消去動作のために、予め端子vPPに+25Vの書き込
み及び消去信号が加えられ、端子C8にOvのロウレベ
ルのチップ選択信号が加えられる。
制御線vpVcおける信号は、上記レベルのチップ選択
信号によってハイレベルとなっており、従って笹き込み
回路WAI、WA2は第2ワード線W12.W22をは
yovにしている。
第3図のように、時刻tloにおいて書き込み制御信号
がハイレベルにされると、これに応じてナンと回路NA
4の出力がロウレベルになる。上記ナンド回路NA4の
ロウレベル信号によって消去回路ERSは、そのMIS
FETQ42及びQ6がオフ状態となるので、出力線l
に+250高電圧を出力する。
前記のように第2ワード#W12. W22における1
g号がOVにされているので、消去回路ER8の出力に
よってウェル領域WELLが+25Vの高電圧とされる
とメモリアレイのMNOSのゲート絶縁膜に消去のだめ
の高電圧が加えられることになる。
上記ウェル領域の正電圧は、メモリセルのMNO3QI
及びスイッチ用MISFETQ2のソース接合及びドレ
イン接合を順方向にバイアスする方向にある。従って、
基準電位11ED1.ED2、デイジットI!jlDI
、D2の少なくとも1つと回路の接地端子との間に電流
経路が形成されているとウェル領域に加えるべき電圧は
低下してしまう。
図示の回路は、上記のウェル領域の電圧の低下を防ぐよ
う、次のように動作する。
制at+線t’における信号は、上記時刻tloとはy
同じ時刻tllにおいて上記書き込み制御信号がハイレ
ベルになることに対応してロウレベルになる。
上記制御線rにおける信号によって書き込み禁止回路I
HAIのMISFETQ:’1.Q24及び書き込み禁
止電圧発生回路IHA2のMISFETQ36がオフ状
態とされる。その結果、メモリアレイの各基準電位線E
DI、ED2は実質的にフローティングされる。
制御mW I!における信号は、チップ選択信号のロウ
レベルに応じてロウレベルになっている。従って共通デ
イシソ)&iCDに接続するデータ入力回路IOWにお
けるMISFETQ52はオフ状態にある。他方、上記
共通デイジット線CDに接続するセンス回路IO8にお
けるMISFETQ48は、上記制御mrにおける信号
によってオフ状態になる。
共通デイジット稼CDのフローティングによって、Yゲ
ートYGOの動作にかかわらずに、メモリアレイMAの
各デイジット線Dt、Dzはフローティングになる。
時刻tllにおいて、端子PGMにおける信号がロウレ
ベルにもどると、これに応じて、消去回路ER3の出力
もロウレベルにもどる。
消去動作が上記のように、チップ選択状態において行な
われるのに対し、書き込み動作はチップ非選択状態、す
なわち端子C8の信号のロウレベルにおいて行なわれる
。書き込み動作のために、予め端子vPPに+25Vの
書き込み及び消去信号が加えられる。
時刻t20において例えばメモリセルMS11を選択す
るようアドレス信号aがセットされる。
すなわち、XデコーダXDIによって第1ワード線W1
1がハイレベルとされ、YデコーダMDIによって線Y
1がハイレベルとされる。
時刻t21において、書き込むべき情報が端子POに加
えられる。書き込むべき情報がOなら、端子POは0■
にされ、これに応じてデータ入力回路IOWのMI 5
FETQ51は、入カバソファ回路lN16から+5V
のハイレベル信号を受け、オン状態となる。書き込む情
報が1、すなわち例えば+5■なら、上記MISFET
Q51は入カバソファ回路INI 6から出力するOv
によってオフ状態になる。
時刻t22において端子PGMの書き込み制御信号がハ
イレベルになると、制御回路CRLにおけるインバータ
INI、IN2及びノア回路NR2によって生ずる若干
の遅延時間の後の時刻t23に制御線Yにおける信号が
ロウレベルになる。その結果、書き込み禁止回路IHA
IのMISFETQ21.Q24、書き込み禁止電圧発
生回路■HA2のMISFETQ36及び−t=ンス回
路IO8のMISFETQ48がオフ状態となる。
上記時刻t23から若干の遅延時間の後の時刻t24に
おいて、制御線Weの信号がロウレベルになる。上記制
御174 W eの信号により、書き込み禁止電圧発生
回路IHA2は線IHVにはy+20Vの高電圧を出力
するようになり、これに応じて、メモリアレイの各基準
電位線EDI、ED2は上記の+20Vになる。
上記時刻t24とはg同時刻において、制御線Weの信
号はハイレベルになる。これに応じて、データ入力回路
20WのMI 5FETQ52がオン状態にされろ。同
じ時刻において、書き込み回路WAI、WA2のMIS
FETQ15がオン状態にされる。
上記書き込み禁止電圧発生回路IHA2の出力線IHV
の信号が充分に高電圧になると、この線I HVの信号
を受ける制御回路CRLは、時刻t25において制御線
vPにロウレベルの信号を出力する。上記の制御線vP
における信号は次に説明するように、書き込み開始信号
とされる。上記のように、線IHVの信号が充分な書き
込み禁止レベルとなった後に書き込み開始信号を出力さ
せる構成とすることにより、選択しないメモリセルに誤
って情報が書き込まれてしまうことを防止することがで
きる。
上記のように、制御線vPにおける信号がロウレベルに
なることKよって、薔き込み回路WAI。
WA2のMISFETQ18はオフ状態になる。
薔き込み回路WAIは、第1ワード線Wllが選択され
は!+5Vとされているので、第2ワード1W12には
r+25Vの高電圧を出力する。
書き込み回路WA2は、第1ワード線W21が非選択で
ありほぼOvとされているのでこれに応じて第2ワード
線W22にほぼOvを出力する。
選択スべきメモリセルMSIIにおけるMNO3QIは
、スイッチ用MISFETQ2、デイジット線D1、Y
ゲートYGOのMISFETQI2、Qll、共通デイ
ジット′aCD及びMISFETQ52を介して入力バ
ッファ回路lN16の出力を受けるMISFETQ51
に結合される。誓き込むべき情報が1であるなら、上記
MISFETQ51のオン状態によって、メモリセルM
SIIにおけるMNO8QIは、そのドレイン及びソー
スがほぼOvとなり、そのゲート(第2ワード縮W22
)の高電圧によってゲート絶縁膜中に電子が注入される
。誉き込むべき情報がOであるなら、上記MISFET
Q51のオフ状態によって上記メモリセルMSIIにお
けるMNO8QIのソース及びドレインが前記誉き込み
禁止電圧発生回路I HA 2の+20Vにされる。従
って上記のような電子は注入されない。同一デイジノ)
線D 1に結合される他の行のメモリセルMS21には
、第2ワード線W22の信号が前記のようにほぼOvと
されるので、情報は書き込まれない。
他のデイジノ)線D 2は、対応するYゲートYGoに
おけるMISFETQI 3がオフ状態であるので、書
き込み禁止電圧発生回路IHA2の出力によって+20
Vに維持される。
端子PGMにおける存き込み制御信号が時刻t26にお
いてロウレベルになると、第3図に示すように、それぞ
れ時刻t27.t28.t29において制御線vP、w
e、rにおける信号がハイレベルとなる。それに応じて
、第2ワード線w 12、基準電位ff1ED1の信号
もほぼ0くなる。
本発明の半導体記憶回路は、例えば16 Kビットのよ
うな比較的大容址にされ得る。
第5図は、第1図の回路を使用した半導体記憶回路のブ
ロック図を示している。
第5図において、メモリアレイMAは、例えば128行
×128列に配管された16384個のメモリセルを含
んでいる。上記メモリアレイMAに対し、アドレスバッ
ファBOないしB6かもの7ビツトのアドレス入力信号
を受けることにより128のメモリセル行を選択するX
デコーダXDが設けられる。また、メモリセル列の16
個ずつを選択する8個のYゲー)YGOないしYO2が
設けられ、これらのYゲートは、アドレスバッファB7
ないしBIOからの4ピツトのアドレス入力信号を受け
るYデコーダYDによって制御される。上記YゲートY
GOないしYO2に対応して、それぞれ第1図のような
センス回路、出力バッファ回路及びデータ入力回路を含
む入出力回路IOないしI7が設けられている。各メモ
リセル列のそれぞれに対応して第1図のようなMI 5
FETQ20ないしQ22を含み、かつ1個の書き込み
禁止電圧発生回路を含む書き込み禁止回路IHAが設け
られ、メモリセル行に対応して書き込み回路WAが設け
られる。更に、制御回路CRL及び消去回路ER8が設
けられる。
従って、第5図の半導体記憶回路は、11ビツトすなわ
ち2048個の番地に8ビツトの情報を記憶する。
上記のように、メモリセルをMNOSとスイッチ用MI
SFETとによって構成し、Xデコーダと舊き込み回路
とを相互において独立の回路とすることによって、Xデ
コーダの構成を単純にすることができる。そのため、X
デコーダによるワード勝の選択を高速化することが容易
になり、高速動作の記憶回路を提供することができるよ
うになる。
畜き込み禁止回路におけるMI 5FETQ22゜Q2
5のソースは、第1図のように基準電位線EDI、ED
2に接続される代りに例えばデイジット線D1、D2に
接続されても良い。上記のようにした場合でもメモリア
レイに書き込み禁止電圧を供給することが可能である。
しかしながら、上記のようにすると、各デイジット線D
i、D2に上記MISFETQ22.Q25の接合容量
、配線各号等の浮遊各音が結合することになり、その結
果記憶情報の読み出し時及び書き込み時に、各デイジッ
ト際の信号変化速度が制限されるので注意が必要となる
。第1図のようにMISFETQ22.Q25を基準電
位線EDI、ED2に接続する場合、デイジットaの信
号変化速度を大きくすることができる。
上記のような各回路は、半導体集積回路技術によって、
1つの半導体基板上に形成される。
この発明に従うと、上記のような各回路は、回路特性を
制限しないようにし、また使用する半導体基板の大きさ
を増加させないような配置において半導体基板上に形成
される。
第61図は、シリコン基板1上に形成される各回路及び
配線のための領域のパターンを示している同図において
、XデコーダXDIJ′一基板10表面の中央に配置さ
れている。メモリアレイは、MAlとHA2の2つに分
けられ、その一方MALは上記XデコーダXDの左側に
配置され、他方MA2は右側に配置されている。
上記メモリアレイMALをはさんだ左側には書き込み回
路WAaが配置され、同様にメモリアレイMA2をはさ
んだ右側に賽き込み回路WA6が配置されている。
メモリアレイMALの上方にはYゲー)YGaが配置さ
れ、同様にメモリアレイMA2の上方にはYゲー)YG
bが配置されている。上記Yゲー)YGaとYGbとの
中間、すなわちXデコーダXDの上方には、Yデコーダ
YDが配置されている。
上記メモリアレイ、Xデコーダ、書き込み回路。
Yゲート及びXデコーダの周辺は打点で示したような配
線領域WIRとされている。
配線領域WIRをはさんで上記メモリアレイMAl、M
A2のそれぞれの下方には、書き込み禁止回路I HA
 a、  I HA bが配置されている。
基板10表面の胸囲には、入出力回路IO,制御回路C
RLI及びCrtL2.入力バッファ回路AIないしA
12が配置されている。また、上記周囲には、各種の入
力端子、出力端子を回路装置外の端子に接続するための
ボンディングパラ)PlないしP26が配置されている
。
前記第5図の回路を構成するために、メモリアレイMA
I及びHA2は、それぞれ128行×64行の大きさと
される。メモリアレイMAIとHA2の対応する第17
−ド祿は、XデコーダXDによって同時に選択されるよ
うにされる。上記XデコーダXDの入力線は、配線領域
WIHの配線を介して、上記基板1の周囲に配置された
入カバッ・ファ回路に接続される。
YゲートYGaとYGbとは、YデコーダYDの出力に
よって同時にそれぞれ対応するメモリアレイMAI、M
A2のデイジット線を選択するようにされている。上記
Yゲー)YGa、YGbは、配線領域WIRの配線を介
して入出力回路10に接続される。
書き込み禁止回路IHAa及びIHAbは、それぞれ配
線領域WIRの配線を介して対応するメモリアレイMA
I、MA2の基準電位線に接続される。
前記のように、この発明の実施例では、メモリアレイ及
びその周辺回路のためにウェル領域を使用する。
第7図は、第6図の回路配置に対応して、シリコン基板
10表面に形成されるウェル領域のパターンを示してい
る。第8図は、上記第7図のA−A視断面図を示してい
る。
第7図、第8図において、メモリアレイを形成するため
に、n型シリコン基板10表面にそれぞれ独立したP型
ウェル領域10 a、  10 bが形成されている。
上記ウェル領域10 a、  10 bの周囲には、こ
れと離されてXデコーダ、Yデコナダ、Yゲート。
書き込み回路、書き込み禁止回路、入出力回路。
入力バッファ回路及び制御回路等の周辺回路を形成する
ためのP型ウェル領域11が形成されている。
第7図の上方には、紙面の都合上大きい大きさで示され
ているが、第1図の出力バッファ回路■OHにおけるM
I 5FETQ49のようにソースと基体ゲートとを接
続するMISFETを形成するために、上記のP型ウェ
ル領域11から離されて独立したP型ウェル領域11a
ないしllbが形成されている。
上記P型ウェル領域10aの左側及び10bの右側には
、同様に第1図の書き込み回路WAIにおけるQ19の
ようなMI 5FETを形成するために、それぞれ独立
したP型ウェル領域11cないしlid及びlieない
しllfが形成されている。更に、第7図の紙面の下方
には、第1図の書き込み禁止回路IHAI、書き込み禁
止電圧発生回路I HA 2等の同様な独立な基体ゲー
トを必要とするM[5FETを形成するために、それぞ
れ他のP型ウェル領域から独立したP型ウェル領域11
gないしlih及びlliないし11jが形成されてい
る。
第7図及び第8図では図示していないが、後で説明する
M I S F E Tを形成するために、P型ウェル
領域11内の所定部分にn型シリコン基板1が露出する
ようにされる。
この実施例に従うと、上記のようにn型シリコン基板1
上に各種のP型ウェル領域を形成する構成をとるので、
半導体記憶回路装置のための各種の有効なトランジスタ
等の素子を形成することができる。
例えば、複数のP型ウェル領域の相互[司のn型シリコ
ン基板10表面に後述するように、不純物のイオン打込
み法等によってを生チャンネルを防止するためのチャン
ネルストッパが形成されるのでこのチャンネルストッパ
が有効に利用される。
すなわち、例えば第9図は、高耐圧特性が得られるM 
I S F E Tの断面図を示している。同図におい
て、11mはP型ウェル領域、21は、上記ウェル領域
11mの一部にまたがるようにして基板10表面に形成
されたn型チャンネルストッパ、95.96はn”型ソ
ース領域、ドレイン領域。
63はシリコン酸化物からなるゲート絶縁膜、60は、
MISFET等の素子を形成する領域以外の基板1及び
ウェル領域の表面を[5厚いシリコン酸化膜、84はn
型多結晶シリコンからなるゲート電極、120は、例え
ばリンクリケードガラスからなる絶縁膜、121. 1
22はそれぞれ例えば蒸着アルミニウムからなるドレイ
ン電極、ソース電極である。
以下余白 第9図において、MISFETの実質的なドレイン領域
は電極121を接触させるための領域9Sとチャンネル
ストッパ21とによって構成されている。上記チャンネ
ルストッパ21はn型基板10表面に寄生チャンネルが
誘起されないようにするためのものであり、比較的低不
純物濃度とされる。従って、P型ウェル領域11mの上
にまで延ばされた部分のチャンネルストッパ21は、電
極121を接触させるための領域95よりも充分に高比
抵抗になる。第9図のMISFETは、上記のようにチ
ャンネルストッパをドレイン領域の一部としているので
、大きいドレイン耐圧となる。
従って、実施例においては、n型基板1を高電圧端子V
PP (第1図参照)に接続し、この高電圧端子VPP
にドレインが接続されているMISFETの上記第9図
の構造のMISFETとする。
すなわち、第1図の書き込み禁止電圧発生回路IHA2
におけるデイプレッション型MISFETQ26、Q2
9、Q32、書き込み回路WAI、WA2におけるデイ
プレッション型MISFETO19、消去回路ER8に
おけるデイプレッション型MI 5FETQ40、O4
3及び制御回路CI’LL内のレベルシフト回路もしく
は電圧分割回路(Q37〜Q39)におけるエンハンス
メント型MIS、FETQ37を上記第9図の構造のM
ISFETとする。
なお、上記デイプレッション型MISFETは、後の説
明からより明確になるように、ゲート電極84の下のP
型ウェル領域11mの表面にP型不純物、例えば硼素を
イオン打ち込みすることにより形成される。
第10図は、npn)ランジスタの断面図を示している
。同図において、n型基板1は、上記トランジスタのコ
レクタ領域とされ、P型ウェル領域11nはベース領域
とされ、n+型領領域97エミッタ領域とされる。上記
n+型預領97は、MISFETのソース領域及びドレ
イン領域とするための領域と同時に形成される。上記n
pn)ランジスタは、第1図の消去回路ER8において
使用される。
上記のMNOS及び各種のMISFETは、アルミニウ
ムゲートを持つような構造とされても良いが、前述した
ようなシリコンゲートを持つ構造とされる方が望ましい
。
従って、以下においてシリコンゲート技術によって上記
各回路を構成する素子及び配線の構造を詳細に説明する
に当り、理解をより容易にするために、先ず製造方法に
ついて説明する。
以下、第11図(イ)乃至0に基づいて、−枚の半導体
基板上にMNO8素子、エンハンスメント型MO8素子
、デプリション型MO8素子及びバイポーラトランジス
タを形成する際の製造プロセスについて詳細に説明する
。
(イ)基板ウェハ1として(100)結晶面を有するn
型単結晶、抵抗率8〜12Ω(7FI(不純物濃度約5
 X I Q14cm ”)のシリコン(Si)ウェハ
を用いる。このウェハの抵抗率は、低い不純物濃度のウ
ェルな再現性よく形成するためには、出来るだけ大きい
(不純物濃度が小さい)ものが好ましいが、ここで示す
EAROM (ElectricallyAltera
ble Itead 0nly Memory :電気
的に書換え可能な読出し専用メモリ)の実施例では、ウ
ェルの不純物濃度を約3 X 1 o”cIn’程度に
設定したため、上記の程度の不純物濃度のシリコン(S
l)ウェハな用いる。
第11図(ト)に示すようにこのシリコンウェハ1の表
面を適当な洗浄液(o 、 −H,S O4液あるいは
HF液)で洗浄したのち、熱酸化法により約50 nm
のシリコン酸化膜(Si02)2を形成し、引き続ぎC
VD (Chemical Vapor Deposi
tion:化学蒸着)法により、シリコンナイトライド
(S13N4)膜3を約100〜140nmの厚さに形
成する。このSi、N4膜形成法は、常圧縦型CVD装
置、常圧横型CVD装置および低圧横型CVD装置など
で比較を行なったが特に大差は見られなかった。しかし
、低圧CVD装置で行なったものが最も膜厚の均一性が
よく、ウェハ内で±3%以内に入っており、微細加工上
都合がよい。堆積温度は、各法によって若干の差はある
がいずれも700〜1000℃の温度範囲が適当である
。
この結果は以下に用いたSi、N4膜形成に対しても同
様である。
■ 次にこのシリコンナイトライド膜3の上に写真食刻
法(ホトエツチング法)によりウェルを形成する領域以
外の部分(ウェルとウェルの間)にのみホトレジスト膜
4を形成する。つまり、ウェルを形成する領域の表面は
、Si、N4膜が露出している。この状態で、プラズマ
エツチング法により、露出している部分のSi3N4膜
を除去し、第11図■に示すように表面にSiO2膜2
を露出させる。この後、上記レジスト膜4をマスクとし
て、レジスト膜のない部分のSi基板中へ、表面に露出
しているSin、膜2を通して、ボロン(B)イオンを
、エネルギー75KeV、)−タルドーズ3 X 10
 ”cm2で打込みP型半導体領域5,6を形成する。
0 この後、上記レジスト膜4を除去した後、ドライ(
乾燥した)酸素(02)中で、ウェル拡散を行なう。ボ
ロンはSi中でアクセプタ形の不純物となるためP型ウ
ェルが形成される。1200℃で16時間拡散した結果
、形成されたP型ウェル(10,11)は、表面濃度3
 X 10”cm ’、拡散深さ約6μmとなる。但し
、この値は、4探針法により表面シート抵抗を測定した
結果、およびスティンエツチング法により拡散深さを測
定した結果から、ウェルの不純物分布がガウス分布であ
ることを仮定して求めた値である。ウェル拡散を酸素中
で行なうのは、低濃度で均一なウェルを形成するためで
ある。
ウェル拡散が終了した時点では、第11図(Qに示すよ
うに、ウェル10,11表面上には約0.85μmのシ
リコン酸化膜(12、13)が形成されており、Si3
N4膜3表面には10μm程度の酸化膜が形成されづい
る。そこで、全面S i02エツチングで、約50 n
mのSiO2膜を除去することfより、ウェル表面には
、約0.8μmの厚いシリコン酸化膜12.13が残り
、ウェル間には、Si、N4膜3表面が露出する。
0 次にSi3N、膜3を例えば熱リン酸(H3PO4
)液などを用いてエツチング除去し、ウェル間に、最初
に形成した約50 nmのS io2膜(第11図(Q
14,15.16)を露出する。この状態では、ウェル
上に約0.8μm1ウ工ル間には約50nmのSiO□
膜が形成されている。この状態で、全面にリン(P)イ
オンの打込みをエネルギー125KeV 、  ドーズ
量I X 10 ” cm−2で行なう。この場合、ウ
ェル上の厚いS io、膜12.13がマスクの役目を
果し、ウェル領域の周辺部を除いてはウェル内へはリン
のイオン打込みはされず、ウェル間には、リンのイオン
打込みがなされ、N型半導体領域20,21.22が形
成される。なお、上記ウェル拡散時にマスクとして用い
たSi3N4膜の端部から、横方向にもウェルが拡散時
に拡がり、約6μm程の差がSi、N4膜端部(つまり
、ウェル上の厚いS io2膜端部)とウェル端部に存
在する。つまり、上記のリンのイオン打込層はウェル端
部からウェル内へ約6μmの所まで形成されている。ま
た、このリンのイオン打込層は、最終的な熱工程を通し
た後に測定すると、深さが約1μm程度となっている。
このように、自己整合的にウェル間にリンイオン打込み
を行なうことにより、ウェル(P型)間の導通を防止す
ることができるため、以下このリン打込層2.0,21
.22をS A P (Self Al i−gned
 P chaunel field ion 1nsp
lautation)層と呼ぶ。
上述のように、p型ウェル拡散領域をSi、N4膜をマ
スクとして酸化性雰囲気での加熱処理によって形成し、
ウェル表面に形成された厚い酸化膜をマスクとしてウェ
ル間のN型基板表面に各ウェルにまたがってN型不純物
を打込みウェル間チャネル発生防止用のSAP層を形成
するという方法を採用することによって、マスク枚数を
増やすことなくウェル間のイオン打込みができ、又ウェ
ル拡散領域とウェル間のイオン打込層とは自己整合的に
形成することができる。以下この技術をSAP法と称す
。
この後、81基板表面に形成されているS i 02膜
(12,13および14,15.16)をすべて除去す
る。この状態では、Si基板表面に、p型ウェル領域(
10,11)およびn型(基板n型不純物濃度よりも大
きい不純物濃度をもつ)領域(20,21,22)が形
成され、さらに、この両者の境界には、約0.4〜0.
5μmの凹凸17(段差)が形成されている。この段差
を利用して、次のホトエツチング工程のマスク合せを行
なうことができる。
次に通常、いわゆるLOCO8(Local 0xi−
clation of 5ilicon )酸化と呼ば
れている工程を行なう。
(ト) まず、上記したように、Si表面のSiO□膜
をすべて除去したのち、基板の全表面に約50nmのS
 io、膜24を熱酸化法により形成する。ひきつづき
CVD法により、このSiO□膜上に100〜140n
mの5isN+膜を形成する。
次に写真食刻法(ホトエツチング法)により、活性素子
を形成する領域等の所定領域にのみホトレジスト膜を残
す(第11図■の35,36,37゜38.39.40
)。つまり、この状態では素子間分離をするため等で厚
い酸化膜を形成する必要がある部分の表面は、ホトレジ
スト膜が除去され、si、N4膜が露出している。この
状態でプラズマエツチングを行ない、露出している5i
sN、膜を除去し、表面に先に形成した約50nmの5
in2膜(24)を露出させた。この後、上記レジスト
膜をマスクとして、レジスト膜のない部分のSi基板中
へ、表面に露出している5hot膜(24)を通して、
ボロン(B)イオンをエネルギー75Key、トータル
ドーズ量2 X 10”cm ”で打込み、p型半導体
層41,42,43,44,45゜46を形成する。こ
の際、高耐圧D M OSを形成する必要のある部分は
ウェル端部のSAPインプラ層の中に5i3N4膜の端
部がくるようにホトマスクを設計する。・このようにす
ると、第11図■に示すように、SAP層(21)とウ
ェルにまたがってアクティブ領域が形成される。なお、
このボロ/イオン打込みを以下フィールドインプランテ
ーンヨン(Fインプラ)と称す。
[F] この後、上記レジスト膜を除去した後、ウェッ
ト(湿った)酸素(02)中で、フィールド酸化を行な
う。この酸化処理を1000℃で約4時間行なうことに
より、Si、N4膜が除去されている部分のSi基板表
面には、約0.95μmのS r Oを膜(60)が形
成される。この状態で、ウェル間に約0.95μmの厚
いフィールド酸化膜が形成されている部分、例えば第1
1図[F]20のSi表面にはSAPによるリンと、F
インプラによるポロ/が混在しており、しかもドーズ量
では、リンがI X 10”cm−2、ボロンが2 X
 10”cm ”とボロンの方が多量に打込まれている
が、フィールド酸化を行なう際にS r 02中へ偏析
する量がボロンの方が太きい、つまり、Si中のボロン
はS io、との界面でデイプリート(枯渇)するが、
Si中のリンはS i02との界面でパイルアップ(蓄
積)される(第28図、第29図参照)ため、最終的に
は、ウェル間の表面は、リンの濃度が大きく、チャネル
ストッパーとじ℃の役目を十分果たしている。このよう
に前記SAP法とT、 OCOSプロセスを共用し上記
の如くリンとボロンのSiOx界面での挙動の違いをう
まく利用することにより、特にマスキングの工程を用い
ずに出来るだけ低濃度のリン打込み(これは、後程述べ
る、高耐圧デプリーションMO8FETDMO8のドレ
インとして用いるために必要な事項)と、これ以上のド
ーズ量を必要とするボロン打込み(寄生MO3(フィー
ルドMO3)のしきい電圧をある程度高く保つために必
要な事項)を共存させ、かつ、最終的にリン濃度を高く
するプロセス技術が可能となる。
かくして、第11図■のp型イオン打込層41〜=16
に対応して基板表面の厚い酸化膜下にp型半導体領域5
1〜56が形成される。
さて、このフィールド酸化を行なった直後の状態は、第
11図[F]に示すようにアクティブ領域上には、約5
0 nmのS i02膜24上に約100〜140nm
の5i3N、膜(25〜30)、さらにその表面に約2
0nmの酸化膜が形成されており、フィールド領域には
、約0.95μmの5102膜(60)が形成されて(
・る。
(Q この状態で、全面S io 2エツチングを行な
い約50 nrnの5in2膜を除去すると、フィール
ド領域には、約0.9μmのSin、膜60が残り、ア
クティブ領域には50 nmの5in2膜24および1
00〜i40nmのSi、N4膜25〜30が残存し、
このSi3N4膜が露出している。そこで弓きつづき、
このSi、N4膜25〜30を、例えば、熱リン酸(H
3PO4)液などを用いて、除去する。
このようにすると、アクティブ領域には、先に形成した
約50 nmの5in2膜24が残存しており、この5
in2膜24をアクティブMISFETゲート酸化膜と
して使用することも可能であるが、Locos端部に発
生する異常な領域(一般には、Si、N4膜ではないか
と考えられている)のために、ゲート耐圧の不良等が生
じやすいため、第11図0に示すようにこの薄い酸化膜
24及びその上の5isN4膜を一旦除去し、さらに例
えば45 nmの5102形成→除去を繰り返した後、
第11図Hに示すように実際にゲート絶縁膜として使う
約75 nmのS r 02膜(62〜67)を、例え
ばドライ02中1000℃110分で形成する。
0 さらに、MOSトランジスタのうち、EMOS (
Enhaucement mode MOS : L/
きい電圧が高くゲート電圧Ovで電流が実用上0である
もの)のしきい電圧を設定するために、上記薄いゲート
絶縁膜62〜67を通して全面にボロンイオンを打込み
エネルギー40KeV、)−タルドーズ2×101′/
Crn2で打込む(第11図(−])71〜76)。
当然のことながら、厚い酸化膜を有しているフィールド
領域には、このボロンは打込まれず、アクティブ領域の
約75 nmのSiO□膜が存在している部分の下のS
i基板表面に、5102膜を通して打込まれる。
(I)  次に、この実施例で述べるEAROMは、周
辺回路をE/Dインバータを用い高速化しているため、
上に述べたEMO3以外にDMO8(De−pleti
on mode MOS : Lきい電圧が低く、ゲー
ト電圧O■で電流が流れるもの)を形成する必要がある
。この0MO3を所定の部分に形成するため、S i0
2膜60.62〜67上にホトレジスト膜を被着したの
ち、ホトエツチング工程により、第11図(I)に示す
ように0MO3を形成する必要のある領域上のホトレジ
スト膜を除去し、その他の部分はホトレジスト膜80を
残し、これをマスクとして、所定の部分にのみリンのイ
オン打込みを行ない(81) 、0MO3のしきい電圧
を設定する。ここでは、例えば、エネルギー100I(
eV。
ドーズ量1.2 X 10 ’ 2膜cm2で打込んだ
。これは、高耐圧DMO8の領域も同様である(第11
図(I)81)。このように、ウェル間の自己整合的分
離法(SAP)法によって作られたウェル周辺の境界部
表面にデプリションMO8FETを形成することによっ
て以下の説明からも判るように同一チップ上にホトマス
クの増加なしに不揮発性メモリ素子MNO8と高耐圧D
MO3を共存せしめることが可能となる。
(の 次に、上記のホトレジスト膜80を除去した後、
S io、膜上にCVD法により多結晶シリコン(po
ly Si )層を約0.35μm、約580℃で形成
する。polysi形成法についても、常圧法と低圧法
を比較したが、膜厚の均一性が後者の方がすぐれている
という事実以外には、特に大きな特性上の差はなかった
。引き続き、poly  Siに拡散法によりリンをド
ーピングした。この場合の条件は、例えば、1000℃
で、20分poct、源からのPをpoly Si表面
に堆積、拡散し、さらに5分間の引きのばしを行ない、
poly Siの抵抗を約15Ω/口とした。
この後、polysi表面に形成されているリンガラス
を例えばHFなどを含む液でエツチング除去したのち、
ホトエツチング法により、所定の部分のみホトレジスト
を残し、プラズマエツチング法によって、ホトレジスト
が残存している部分以外のpolysiを除去し、5i
n2膜上に第1層polySi によりゲート電極、お
よび配線を形成した(第11図g)8j、84)。
次に、上記第1層poly Si層(83,84)をマ
スクとして、ゲート酸化膜62を選択的にエツチングし
第11図(J)に示すように基板表面を部分的に露出せ
しめる。
■ この後、ウェットな雰囲気で850℃、20分の酸
化を行ない、露出したSi基板表面に約40 nmのS
 i O2膜(第11図■87)を、polySi表面
上に約200 nmのS t 02膜(85,86)を
形成する。この後、全面SiO□膜エツチングを行ない
約60 nmのSin、膜を除去することにより、po
ly Si上には約140 nmのS io2が残され
る。このようにpoly Siの上に厚い酸化膜を形成
し、Si基板表面には、十分薄い酸化膜を形成するため
には、poly Si中に少なくともリンを10 ”c
m ’以上含ませておき、酸化を600〜1000℃の
範囲でウェットな雰囲気で行なうことが重要である。
(ト)次に、poly Si上に残されたS io2膜
85゜86をマスクとして(つまり、この場合のSiO
□が高濃度にドープされた第1層poly Siのエツ
チングを防止している)、露出したSi基板表面をNH
3−H,02およびHC4−H,O,を含むエツチング
液で軽(エツチングしたのち、約2nmの薄い酸化膜(
第11図σ088)をN2希釈02中で850℃、12
0分の酸化により形成し、引き続1、−てCVD法によ
り、約50nmのSi、N+膜(90)を形成する。こ
こで、形成したSi、N。
膜の形成法も前に触れたような各種の方法で比較したが
、最終的には、後で述べる高温のl−I2アニールによ
り、いずれの場合も問題のない特性を得ることができた
。
この後、この5isN4膜90上にpoly Si  
(第2層目)を約0.3μm堆積した後、ホトエツチン
グ法により加工し、第2層(第2の) poly Si
ゲート(第11図■91)を形成する。引き続いて、第
2層polysi (91)をマスクとして、1×10
16cm ” 、 90 KeV でリンイオンをシリ
コン基板内に打込みソース、ドレイン等のN型半導体領
域(92〜100)を形成し、同時に第2層polys
i 91にもリンをドーピングした。この際、第1層の
polysi (83、84)は、すでにリンがドープ
され、結晶粒が増大しているため、リンイオンの打込み
により、第1層polysi下のSi基板表面に、リン
が打込まれる危険があるが、上記したように、第1層p
olysi上には、約140nmのS iO□膜85.
86と、5 Q nmのSi、N4膜90が形成されて
いるため、この危険性は除かれる。
(財)次に、第2層polysi 91の下に形成され
ているSi3N4膜(90)をマスクとして第2層po
lySi  (91,84)をウェットな雰囲気で例え
ば850℃10分間選択酸化した後、この酸化膜(10
2)をマスクとして、Si、N、膜を選択的に除去する
。つまり、高濃度にドープされた第2層polysiを
上の酸化膜で5isN、エツチング液から保護している
。この状態では、第2層polyS1ゲートとソース又
はドレイン間の耐圧(ゲート耐圧)が悪いため、この後
、850℃、30分間ウェット雰囲気中で酸化処理を行
ない、第2層polysiゲートのゲート耐圧を向上さ
せるとともに、第1層polysi (83、84)ゲ
ートの端部の形状を改善し、耐圧を向上させている。こ
の状態では、第11図(ロ)に示すように、第1層po
lySi層83.84上に、約0.3μmのS r 0
2膜85.86が、第2層polysi層91およびソ
ース、ドレインn+拡散層上には約0.2μmのSiO
□膜(102,104〜112)が形成されている。
上記したように、ポリシリコンの如き高温に耐える材料
をゲート電極として第11図(J)(0のようにMO3
素子を形成したのち、低温酸化法によりこのゲート電極
に酸化膜を形成し、Si基板(ウェル)上の薄い5iO
z膜を除去し、改めて基板上に5in2膜を形成し、そ
の上にSi、N4膜を設は更にその上に部分的にポリS
iのゲート電極を形成し、上記Si、N4膜をマスクと
してポリSiゲート表面を酸化して酸化膜を形成し、こ
の酸化膜をマスクとしてSi3N4膜を除去して第11
図Mに示す如きMNO3素子を形成するという方法を採
用することによって、MOSよりも後にMNO8素子が
形成されるためMNO3素子の特性の劣化が少なくなる
。又、選択酸化法を適用してMOS又はMNOSのゲー
トを酸化膜で覆うため層間耐圧又は層間容量等で好まし
い特性をもったものが得られる。
このようにしてMNO3素子が形成されるが、第11図
(ト)及びMに対応してMNO8素子形成部及びMO3
素子形成部を拡大断面図を用いて描くと第30図乃至第
33図のようになる。即ち、第30図のように、10 
nm以下という極めて薄いS io2膜88の上に被着
形成されたSi、N4膜90上に部分的にポリシリコン
層91が形成され、このポリシリコン層をマスクとして
基板表面内にソース・ドレイン形成用不純物が導入され
、次いで第31図に示すようにSi、N、膜をマスクと
してこのポリシリコン層910表面が酸化されその表面
に比較的厚い酸化膜(Sin2)  102が形成され
る。更に第32図のように、この形成された酸化膜10
2をマスクとしてSi、N、膜90が部分的にエツチン
グ除去される。この時薄い5in2膜88も基板表面よ
り除去されるが、第33図に示すように酸化性雰囲気中
で加熱処理して露出されたソース・ドレイン領域の表面
に酸化膜(Sin2)104.105を形成する。ゲー
ト電極材料とsi、N4膜エツチング液(又はガス)の
組み合せによっては、ゲート電極もエツチングされるお
それがあるが、上記のようにゲート電極をバターニング
した後5J3N<膜をマスクとして酸化しゲート電極を
酸化膜で覆いこの酸化膜をマスクとしてsi、N4膜を
エツチングするので、ゲート電極材料がSi、N、エツ
チング液によってエッチされる場合にもこの方法で微細
なゲート電極を保護することができる。又、第33図に
示すようにポリシリコン層91上のS io、膜102
とシリコン基板(ウェル)表面に形成されるS io、
膜104.105とでSi、N、膜90が完全に覆われ
るので、このように十分な酸化処理を施こすことによっ
て、所謂プロチクテッドゲート(protected 
gate)の構造を自己整合的に形成することができる
ので、MNO3素子のゲート耐圧を向上することができ
、又、寄生容量を小さくすることができる等の効果があ
る。
また、第30図乃至第33図より理解されるように、同
一半導体基板上にMNO8素子とMO8素子との画素子
を形成し、MNO3素子のゲート下にのみsi、N、膜
90を残すことにより、上記の如<MNO8素子のゲー
ト耐圧を向上させるために行なう酸化処理で第33図に
示すようにMO3素子のゲート電極の端部も酸化され逆
ひさし構造とすることができMO3素子のゲート耐圧を
も向上せしめることができるので、結果として両タイプ
の素子のゲート耐圧を向上できる。
(へ)次に、第11図(ロ)の工程を終えたあとホトエ
ツチング法により、第11図的のように上記の各酸化膜
で、後でその下のn+層あるいはpolysi層と電気
的な接続をとる必要がある場合、例えば(106,11
2)および、p型ウェルとコンタクトをとる必要のある
所定の部分例えば(110゜111)のS io 2膜
をエツチング除去する。この場合、約0.3μmのS 
iO,膜エツチングを行なうため、p型ウェルとコンタ
クトをとる部分の酸化膜は、一部エッチングされるだけ
で、約0.3μmのS iOz膜が残っている。
0 この後、上記工程で用いたホトレジスト膜を除去し
たのち、CVD法により、P2O2濃度約1モルの7オ
スフオシリケートガラス(以下リンガラスと称す)20
を堆積し、この後、H7雰囲気で、900℃、20分の
熱処理を行ない、リンガラスの緻密化、およびMNO3
素子の特性改善を行なう。
この後、上に記したようなn+層、 polysi層お
よびp型ウェル層などと、電気的な接続をとる必要があ
る領域上のリンガラスなホトエツチング法により除去す
る。この際、光にあけた酸化膜の穴(114〜118)
と、このリンガラスの穴が少なくとも1部の領域を共有
するようにし、その部分のSi基板表面、あるいはpo
lysi表面を露出する。この状態では、p型ウェルと
コンタクトをとる部分(116,117,60)  に
は、光のエツチング時のオーバーエツチングによりわず
かに膜厚が減少するものの、依然として、約0.2μm
程度のSin、膜が残っているため、さらに、ホトエツ
チング法により、先にあけたリンガラスの穴の内側にホ
トレジストの穴がくるようにして、残った約0.2μm
の5i02膜をエツチング除去する。
リンガラスと5iOz膜の二層膜にコンタクト用の穴を
あける場合、リンガラスのエツチング速度が早<5in
2のエツチング速度が遅いため二層膜を一度に穴あけを
行なうと穴の寸法が大きくなったり、或いはホトレジス
トとリンガラスの密着性が悪くなる等加工上の問題があ
るが、上述の第11図(へ)及び第11図0)の説明及
び部分拡大図第34図乃至第36図より判るように、先
ず基板表面上のS io、膜(105)にコンタクト用
マスクを用いてエツチングにより穴あけ(119)を行
ない、この後リンガラス(120)を堆積させ、次に少
なくとも上記コンタクト用穴119の一部を共有する形
でリンガラス層120に穴あけを行ない孔部125を設
けるようにすることによって、紋穴あけが設計値に対し
てより精度よく行なうことができる。なお、第36図で
はリンガラスの穴部125がS iO,膜の穴部119
より少しずれた形態を図示しているが、アルミニウム等
の金属配線の段切れを防止するため圧は5in2膜の穴
部119を全て更に望ましくはS iO,膜の端部表面
までも露出するようにリンガラスの穴部125を形成し
た方が望ましい。
[F] 次に、上記で使用したホトレジストを除去した
のち、全面にAt蒸着膜を約300℃で形成する。膜厚
は約0.8μmである。
次にホトエツチング法により、第11図0に示すように
上記At膜に配線パターンを形成してアルミニウム電極
又は配線部121.122,123 。
124を形成し、ホトレジストを除去したのち、上記A
tとn、 poly Siあるいはp型ウェルとのコン
タクトを確実にとるため、および表面準位を減少するた
め、H2雰囲気で約450℃60分の熱処理を行なう。
以上詳細に説明した囚乃至[F]の工程を終ることによ
って、第11図0に示すように、ゲート電極91を有す
るMNO3素子、ゲート電極83を有するエンハンスメ
ント型のMO3素子、ゲート電極84を有するデプリー
ション型のMO3素子と共に、特別なホトマスクを増加
せずに半導体領域97.11.1からなるNPN型バイ
ポーラトランジスタを一枚の半導体基板1内及びその上
に形成することができる。なお、同図中121はEMO
8素子のソース又はドレイン電極を、122はバイポー
ラトランジスタのエミッタ電極を、123は同トランジ
スタのベース電極及びp型ウェル領域11の電極を、1
24は領域22及び基板の電極を構成している。
第15図は、リンガラス層を形成する前のメモリアレイ
の平面図を示し、第16図は、アルミニウム配線を形成
した後のメモリアレイの平面図を示している。また第1
7図、第18図及び第19図は、それぞれ第16図の平
面のA−A視断面、B−B視断面及びC−C視断面を示
している。
メモリアレイは、n型シリコン基板1上に形成されたP
型ウェル領域10a上に形成されている。
第15図において、メモリセルのMNOS及びスイッチ
用MISFETのソース領域、ドレイン領域及びチャン
ネル領域とされる部分は一点鎖線で区画されて示されて
いる。上記の一点鎖線で囲まれた区域CHI 、CH2
以外のP型ウェル領域10aの表面には、厚いシリコン
酸化膜60が形成されている。
上記P型ウェル領域10aの表面には、シリコン酸化膜
を介して上記区域CHI、(jI2を横切る方向に、メ
モリセルのスイッチ用MISFETのゲート電極とされ
かつ第1のワード線とされる複数の多結晶シリコン層W
l 1 、W21 、W31゜W41が配置されている
。
同様に、メモリセルのMNOSのゲート電極とされかつ
第2ワード線とされる複数の多結晶シリコン層W12.
W22.W32.W42が配置されている。
上記各多結晶シリコン層で覆われていない区域CHI、
CH2におけるP型ウェル領域10aの表面には、前記
の第11図をもって説明したような製法によりn型不純
物が導入され、MNOS及びスイッチ用MISFETの
ソース及びドレイン領域とするためのn+型領領域形成
されている。
区域CHI内において、n+型領領域92a多結晶シリ
コン層Wl 1 、Wl 2及びn+型領領域92a、
第1のメモリセルを構成する。すなわち、n+型領領域
92a、スイッチングMISFETのドレイン領域を構
成し、多結晶シリコン層Wllはそのゲート電極を構成
する。また、多結晶シリコン層W12はMNOSのゲー
ト電極を構成し、n 型領域94aはそのソース領域を
構成する。
上記区域CHI内において、上記第1のメモリセルに隣
接するn+型領領域92b多結晶シリコン層W21.W
22及びn+型領領域94b第2のメモリセルな構成す
る。すなわち、上記92b。
W21.W22及び94bはそれぞれスイッチ用MIS
FETのドレイン領域、そのゲート電極、MNOSのゲ
ート電極及びそのソース領域を構成する。
同様に、上記区域CHl内において、94c。
W32.W31,92cは第3のメモリセルを構成し、
92d、W41.W42,94dは第4のメモリセルを
構成している。
上記区域CH1の隣りの区域内においても記号を付して
いないが第1ないし第4のメモリセルが構成されている
。
上記区域CHI内に形成された各メモリセルは、第1の
メモリセル列を構成し、同様に区域CI−I 2内に形
成された各メモリセルは第2のメモリセル列を構成する
。
第1ワード線としての多結晶シリコン層Wllは、第1
5図のように、厚いシリコン酸化膜6゜上において多結
晶シリコン層W12の下を横切って延びる延長部分Wl
laないしWllcを持っている。
上記多結晶シリコン層W12は、前記のように第2ワー
ド線を構成するので、記憶情報の書き込み時に+25V
のような高電圧を受けることになる。そのため、多結晶
シリコン層W12の下のP型ウェル領域10aの表面に
寄生チャンネルが誘起されることが有る。多結晶シリコ
ン層Wllは、第1ワード線を構成し、前記の+5Vの
ような低電圧系の信号を受ける。従って、上記多結晶シ
リコン層W12の下のP型ウェル領域10aの表面に誘
起される上記寄生チャンネルは、上記多結晶シリコン層
Wllの延長部W 11 aないしW 11 c下にお
いてそれぞれ遮断されることになる。
その結果、区域CHIとCH2とにおけるメモリセル相
互が、寄生チャンネルによって電気的に結合し、その結
果、選択すべきメモリセルに情報の書き込みが行なわれ
なくなるというような望ましくない動作を防ぐことがで
きる。
上記第15図のメモリアレイの表面に、前記第11図で
説明した製法によりリンガラス層120が形成され、次
いでこのリンガラス層120及びその下の酸化膜が選択
的に除去され、上記n+型領領域露出する開孔CNT1
ないしC5(第6図参照)が設けられる。
次いでアルミニウムの蒸着及びその選択エツチングが行
なわれ、(第16図のように、アルミニウム配線層ED
1.ED2.DI及びD2が形成される。
上記配線層EDIは、それぞれ上記開孔CNT1、CN
T3及びCNT5において、第1ないし第4のメモリセ
ルにおけるMNOSのソース領域としてのn++域94
a、94b、94c及び94d(第15図参照)に接触
する。従って、この配線層EDIは、メモリアレイの基
準電位線を構成する。
配線層D1は、それぞれ上記開孔CNT2及びCNT4
において、第1ないし第4のメモリセルにおけるスイッ
チ用MISFETのドレイン領域としてのn+型領領域
92a92b、92c及び92dに接触する。従って、
この配線D1は、メモリアレイのデイジット線を構成す
る。
同様に、配線層ED2 、C2はそれぞれ他の基準電位
線、デイジット線を構成する。
上記のメモリアレイは、第15図のように、同一メモリ
列内のメモリセルにおけるMNOSとスイッチング用M
I 5FETとの配列を交互に反転させている。従って
、例えば92aと92b、94bと94cのように隣り
合うメモリセルのn+型領領域共通化でき、それぞれの
メモリセルのためのn+型領領域それぞれ独立に形成す
るような場合に比べて列方向の寸法を小さくすることが
できる。
また、第16図のように、メモリセルを形成する区域C
HI、Cl−12上も配線領域となるようアルミニウム
配線層EDI 、ED2 、DI 、D2を上記区域C
HI、、CH2が延びる方向に対し傾斜させているので
、配線領域を上記区域に対して独立に設定するような場
合に比べて行方向、すなわち、紙面の横方向の寸法を小
さくすることができる。
加えて、基準電位線及びデイジット線としてn++半導
体配線領域などの半導体を使用するのでなく図示のよう
にアルミニウム配線層を使用するので、その抵抗を充分
小さくできる。配線抵抗の減少により、上記のメモリア
レイは高速度で動作することができるようになる。
第20図は、リンガラス層を形成する前の単位のXデコ
ーダのパターンを示しており、第21図は上記第20図
に対応した部分のアルミニウム配線層を形成した後のパ
ターンを示している。
単位Xデコーダのそれぞれがメモリアレイのメモリセル
行と対応して設けられるので、単位Xデコーグのそれぞ
れは、上記メモリセル行のピッチを増加させないように
考慮される。そのために、特に制限されないが、以下説
明するように、第20図、第21図においては、2つの
単位Xデコーダの組合せが実質的に1つの単位とされる
。
第20図において、Xデコーダは、n型シリコン基板1
上に形成されたP型ウェル領域11上に形成される。各
MI 5FETを形成するための領域は、同図において
一点鎖線で囲まれている。上記領域以外のP型ウェル領
域11の表面は、前記と同様に厚いシリコン酸化膜60
が形成されている。
上記シリコン酸化膜60及び上記−点鎖線で囲まれた領
域上のゲート酸化膜上には、打点と実線との組合せで示
したようなパターンの第1層目の多結晶7リコン層Wl
 1 、W21 、 aO、ao’al、al’が形成
されている。上記−点鎖線で囲まれた領域のうち、上記
多結晶シリコン層下以外において前記の第11図の製法
によりn+型領領域形成されている。
第20図において、左下りの斜線の付けられた部分の多
結晶シリコン層の下には、エンハンスメント型MISF
ETのチャンネル領域が形成されることを意味しており
、左下り及び右下りの2つの斜線が組合されて付、けら
れた部分の多結晶シリコン層の下には、デイプレッショ
ン型MISFETのチャンネル領域が形成されることを
意味している。
第20図の紙面の上半分の部分においてn+型領域VC
Caと多結晶シリコン層Wllとn+型領域Wllbと
によってデイプレッション型MISFETQ3が構成さ
れ、n+型領域Wllcと多結晶シリコン層aO′とn
+型領域GNDaとによってエンハンスメント型MIS
FETQ4が構成され、n+型領域Wllcと多結晶シ
リコン層al’とn +型領域G N D bとによっ
てエンノ・ンスメント型MISFETQ5が構成されて
いる。
第20図の紙面の下半分の部分において同様なMISF
ETQ3’ 、Q4’及びQ 5 ’が構成される。
上記第20図のデコーダの表面には第21図のようにリ
ンガラス層120が形成され、次いでこのリンガラス層
及びその下の酸化膜に選択エツチングにより開孔が設け
られる。
アルミニウム蒸着及びその選択エツチングにより第21
図のように各種のアルミニウム配線層が形成される。な
お、図罠おいて、上記リンガラス層及び酸化膜等の絶縁
膜に設けられた開孔がX印によって示されて℃・る。従
って上記X印部分忙おいて上記各アルミニウム配線層は
その下の多結晶シリコン層もしくは半導体領域に接触す
る。
第21図において、配線層Wllaは、短絡用の配線層
であり、MISFETQ3 (第20図参照)のゲート
電極としての多結晶シリコン層Wllとそのソース領域
及び前記MISFETQ4.Q5の共通のドレイン領域
としてのn+型領域Wl l bとを短絡している。配
線層vCCは電源用の配線層であり、MISFETQ3
及びQ3′(第20図参照)の共通ドレイン領域として
のn+型領域VCCaに接触している。配線層GNDは
接地用ノ配線層テあり、MI 5FETQ4 、Q4’
の共通ソース領域としてのn+型領域GNDaに接触し
ている。なお、第20図のように、MISFETQ5.
Q5’の共通ソース領域としてのn+型領域GNDbは
上記n+型領領域NDaに連続している。
配線層aOとaOは、互いに逆相のアドレス信号を受け
る対の配線層であり、そのうちの選択された一方、すな
わち図示の場合aOが多結晶シリコン層aO′に接触し
、またaO”に接触している。
同様に、配線層a1とalは互いに逆相の他のアドレス
信号を受ける対の配線層である。図示の場合、配線層a
1が多結晶シリコン層al’に接触し、配線層a1が多
結晶シリコン層31″に接触している。
以上のように、第12図の上半分に前記第1図のXデコ
ーダXDIのような単位デコーダが構成され、下半分に
おいてXD2のような他の単位デコーダが構成されてい
る。
上記単位Xデコーダは、メモリセル行に対応して並べら
れる。従って配線層VCC、GND 。
ao、aO,al、al等は複数の単位Xデコーダに共
通とされる。
第22図人及び第22図Bは、リンガラス層を形成する
前の単位の書き込み回路のパターンを示しており、第2
3図人及び第23図Bはそれぞれ上記第22図A、第2
2図Bに対応した部分のアルミニウム配線層を形成した
後のパターンを示している。なお、パターンとしての第
22図への右端は第22図Bの左端につながり、同様に
第23図への右端は第23図Bの左端につながる。
上記第22図A、I3.第23図A、I3、のパターン
は前記第20図、第21図と同じ標記法で示されている
。
単位の書き込み回路は、前記Xデコーダと同様な理由に
より、その2つが実質的に1つの単位とされる。
厚いシリコン酸化膜60を介してメモリアレイを構成す
るための二点鎖線で示されたP型ウェル領域10b上に
延長されてきた第1ワード線としの多結晶シリコン層W
ll、W21は、それぞれアルミニウム配線層W11C
,W21Cを介してP型ウェル領域11に形成されたM
ISFETQ15.Q15’のドレイン領域Wild、
W21dに接触する。
なお、上記P型ウェル領域10bには、図示のように消
去回路(第1図参照)からの信号が加えられるアルミニ
ウム配線層eが接触する。
上記MISFETQI 5 、Ql 6のゲートとして
の多結晶シリコン層Weには、制御線We(第1図参照
)の信号が加えられる。
第2ワード線としての多結晶シリコン層W12゜W22
は、それぞれアルミニウム配線層W12a。
W22aを介して、二点鎖線で示されているP型ウェル
領域11に形成されたMISFETQ16とQl7の共
通ドレイン領域W12bSMISFETQ16’とQ1
7′との共通ドレイン領域W22bに接触し、更に、そ
れぞれ多結晶シリコン層Wl 2c 、W22cに接触
している。
上記MISFETQ16.Q17.Q16’Q17′の
共通ゲートとしての多結晶シリコン層VCCには+5V
の電源電圧が加えられる。
MISFETQ18とQ18′との共通ドレイン領域G
NDaには、接地電位にされるアルミニウム配線層GN
Dが接触している。
多結晶シリコン層W 12 cは、独立のP型ウェル領
域11rに形成されたMI 5FETQI 9のゲート
電極とされており、アルミニウム配線層Wl 2dによ
って上記MISFETQ19のソース領域W12eとP
型ウェル領域11rとに接触している。
同様に、多結晶シリコン層W22cは、他の独立のP型
つェル領域IIsに形成されたMI 5FETQ19’
のゲート電極とされて46す、アルミニウム配線層W2
2dによって上記MISFETQ19′のソース領域W
22eとP型つェル領域IIsとに接触している。
上記MISFETQL9とQ19′は前記第9図もしく
は第11図で説明されたような構造とされて(゛る。n
型7リコン基板l上に延長された上記MI 5FETQ
I 9とQ19′ との共通ドレイン領域VPPaには
、書き込み及び消去法の高電圧が加えられるアルミニウ
ム配線層vPPに接触している。
上記MI 5FETQI 5ないしQl9によって、例
えば第1図の回路WAIが構成され、Q15′ないしQ
19′によって他の回路WA2が構成される。
第22図A、B、第23図A、Bの単位の書き込み回路
は前記のXデコーダと同様に、メモリセル行と対応して
並べられる。
第24図は、リンガラス層を形成する前のYゲートのパ
ターンを示しており、第25図は、アルミニウム配線層
を形成した後の上記第24図に対応した部分のパターン
を示している。
共通デイジット線としての多結晶クリコン層CDには、
単位ゲートを並列接続するためのアルミニウム配線層C
Daが接触している。
上記アルミニウム配線層CDaは、MISFETQII
とQl3の共通ドレイン領域CDbに接触している。上
記MISFETQI 1 、Ql 3のゲート電極とし
ての多結晶シリコン層’f 1 a tY2aにはそれ
ぞれYデコーダMDI、YD2(第1図参照)の出力を
受けるアルミニウム配線層Yl、Y2が接触している。
MI 5FETQI 1のソース領域とQl2のドレイ
ン領域は共通のn+型領域Dlbとされ、同様にMI 
5FETQI 3のソース領域とQl4のドレイン領域
が共通のn+型領領域されている。
上記MISFETQ12とQl4のゲート電極としての
多結晶シリコン層VCCには、+5Vの電源電圧が供給
される。
MISFETQ120ソース領域Dlaには、デイジッ
ト線としてのアルミニウム配線層D1が接触し、同様に
MISFETQ14のソース領域D2aには、他のデイ
ジット線としてのアルミニウム配線層が接触している。
第26図A及び第26図Bは、リンガラス層を形成する
前の書き込み禁止回路のパターンを示しており、第27
図A及び第27図Bは、アルミニウム配線層が形成され
た後のそれぞれ上記第26図A、第26図Bに対応する
部分のパターンを示している。なお、パターンとして第
26図Aの下端が第26図Bの上端につながり、同様に
第27図への下端が第27図Bの上端につながる。
第6図のように、メモリアレイと書き込み禁止回路との
間に配線領域WIRが配置されるので、特に制限されな
いが、第15図、第16図で説明した基準電位線として
のアルミニウム配線層ED1、ED2は、各MISFE
Tの多結晶シリコン層と同時に形成された多結晶シリコ
ン層ED1a。
ED2aにそれぞれ接触させられる。上記配線領域WT
Rにおいては、上記多結晶シリコン層EDla 、ED
la上に酸化膜及びリンガラス層を介して各種のアルミ
ニウム配線層が形成される。
なお、上記第26図A、B、第27図A、Bは前記各図
と同じ標記法に従って示されている。従って、上記第2
6図A 、 B、第27図A、13における書き込み禁
止回路の構成については説明を省略する。
この発明に従うと、第6図のように、メモリアレイをは
さんでデコーダと書き込み回路を配置するので動作速度
、特に読み出し動作速度を大きくすることができるよう
になる。これに対し、デコーダと書き込み回路とをメモ
リアレイの片側に配置する場合、例えばデコーダからメ
モリセルへの配線が長くなり、また、メモリアレイの片
側に複数の回路を配置するので、半導体集積回路におい
て公知のような交差配線箇所が多くなってくることにな
る。その結果、メモリアレイに信号を供給する配線径路
の信号伝送特性が劣化し、動作速度が制限を受けること
になる。
上記のように、メモリアレイをはさんでデコーダと書き
込み回路を配置する場合、単位のデコーダと書き込み回
路のピッチを比較的小さくできるので、メモリアレイの
大きさをこれらの回路で制限しなくてもよいようになる
。
またメモリアレイをはさんでゲートもしくはデコーダー
と書き込み禁止回路を配置するので、上記と同様な理由
で高速動作とすることができるようになる。
上記のように、メモリアレイをはさんでデコーダと書き
込み回路とを配置する構成もしくはメモリアレイをはさ
んでゲートもしくはデコーダと書き込み回路を配置する
構成は、書き込み回路もしくは書き込み禁止回路を使用
する他の種類の記憶装置に適用することができる。
この発明に従うと、前記のようにウェル領域を使用し、
このウェル領域を高耐圧回路のために有効に使用するこ
とができる。
前記第1図のエンハンスメン)型MISFETQ37な
いしQ39を直列接続した電圧分割回路において、MI
SFE、TQ37のドレインに最も高い電圧が加わるの
で、このMI 5FETQ37が高電圧によって破壊さ
れると、この破壊されたMI 5FETQ37を介して
Q3Bに高電圧が加わることになる。その結果、直列接
続のMI 5FETが次々と破壊する。しかしながら、
上記の濃も高い電圧が加わるMISFETQ37を前記
のようにウェル領域を利用した構造にすることによって
高耐圧化すると、他のMISFETQ38ないしQ39
を普通の構造としても、上記のような破壊を防ぐことが
できる。上記のような電圧分割回路は、実施例の記憶回
路装置以外の他の回路装置に使用することができる。
同様に、第1図の消去回路、書き込み禁止電圧発生回路
のような回路は、他の用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は半導体記憶回路の回路図、第2図、第3図及び
第4図は、第1図の回路の動作タイミングチャート図、
第5図は、半導体記憶回路のブロック図、第6図は、半
導体記憶回路装置の平面図、第7図は第6図の半導体記
憶回路装置を形成する半導体基板の平面図、第8図は第
7図のA−A’部分の断面図、第9図は、MISFET
を形成した半導体基板の断面図、第10図はバイポーラ
トランジスタを形成した半導体基板の断面図、第11図
(A)ないしく0)は半導体記憶回路装置の各製造工程
における半導体基板の断面図、第12図は、MNoSの
断面図、第13図は第12図のMNoSの特性曲線図、
第14図はメモリセルの等価回路図、第15図は、リン
ガラス層を形成する前のメモリアレイの平面図、第16
図はアルミニウム配線層を形成した後のメモリアレイの
平面図、第17図、第18図及び第19図はそれぞれ第
16図のA−A’部分、B−B’部分及びc−c’部分
の断面図、第20図は、リンガラス層を形成する前のX
デコーダの平面図、第21図はアルミニウム配線層を形
成した後のXデコーダの平面図、第22図人及び第22
図Bはリンガラス層を形成する前の書き込み回路の平面
図、第23図人及び第23図Bはアルミニウム配線層を
形成した後の書き込み回路の平面図、第24図は、リン
ガラス層を形成する前のYゲートの平面図、第25図は
、アルミニウム配線層を形成した後のYゲートの千N図
、第26図人及び第26図Bは、リンガラス層を形成す
る前の書き込み禁止回路の平面図、第27図人及び第2
7図Bは、アルミニウム配線層を形成した後の書き込み
禁止回路の平面図、第28図及び第29図はSi  5
ift界面における夫々リン、ボロン不純物の濃度分布
を示す状態図、第30図乃至第33図及び第34図乃至
第36図は夫々半導体装置要部の製造工程毎の断面図で
ある。 MA・・・メモリアレイ、XDI 、XD2・・・Xデ
コーダ、YGO・・・Yゲート、YDI、YD2・・・
Xデコーダ、WAI、WA2・・・書き込み回路、IH
Al・・・書き込み禁止回路、I HA 2・・・書き
込み禁止電圧発生回路、EnS・・・消去回路、CI’
LL・・・制御回路、IO8・・・センス回路、IOR
・・・出力バッファ回路、IOW・・・データ入力回路
、BO−BIO・・・入力バッファ回路。 第  2  図 第3図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 策 図 矛 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 22図B lσ 第23 図8 第 24図 第 図 第 26図A 第27 図八 )ハ箒笑

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体基板の主表面の半導体領域に行列状に形成さ
    れ、かつ、それぞれが電気的に記憶情報の消去が可能と
    された複数の不揮発性記憶素子から構成されたメモリア
    レイ部と、前記半導体基板主表面の他の半導体領域に形
    成された前記メモリアレイ部の動作を制御するための周
    辺回路部と、前記半導体基板主表面の周辺部に形成され
    た、チップ選択信号を印加するための第1の外部端子お
    よび動作制御信号を印加するための第2の外部端子とを
    具備して成る半導体記憶回路装置であって、前記第1の
    外部端子に印加されるチップ選択信号と前記第2の外部
    端子に印加される動作制御信号とに基づいて消去信号を
    形成し、該消去信号によって前記メモリアレイ部全体の
    不揮発性記憶素子の記憶情報を一括消去せしめるように
    成したことを特徴とする半導体記憶回路装置。
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