掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

半导体存储装置

文献发布时间:2023-06-19 16:06:26



本申请享有以日本专利申请2021-10074号(申请日:2021年1月26日)为基础申请的优先权。本申请通过参考所述基础申请而包含基础申请的全部内容。

技术领域

本实施方式涉及一种半导体存储装置。

背景技术

已知有一种半导体存储装置,具备:衬底;多个导电层,在与所述衬底的表面交叉的方向积层;半导体层,与所述多个导电层对向;及栅极绝缘层,设置在导电层及半导 体层间。栅极绝缘层具备例如氮化硅(Si

发明内容

实施方式提供一种良好地进行动作的半导体存储装置。

一实施方式的半导体存储装置具备:衬底:第1导电层,在与衬底表面交叉的第1方向上与衬底隔开,在与第1方向交叉的第2方向上延伸;第2导电层,在第1方向上 与衬底及第1导电层隔开,在第2方向上延伸;第3导电层,在第1方向上与衬底及第 1导电层隔开,在第2方向上延伸,在第2方向上与第2导电层排列,与第2导电层电 连接;第1半导体层,在第1方向延伸,与第1导电层及第2导电层对向;第1电荷储 存部,设置在第1导电层及第1半导体层间;第2电荷储存部,设置在第2导电层及第 1半导体层间;第2半导体层,在第1方向上延伸;与第1导电层及第3导电层对向; 第3电荷储存部,设置在第1导电层及第2半导体层间;第4电荷储存部,设置在第3 导电层及第2半导体层间;第1位线,电连接在第1半导体层;及第2位线,电连接在 第2半导体层。例如,将对包含第1电荷储存部的第1存储单元执行特定动作时,供给 到第1导电层的一个或多个电压的大小及供给时间、供给到第1位线的一个或多个电压 的大小及供给时间、直到感测开始的稳定等待时间、以及感测时间设为第1动作参数。 此外,将对包含第2电荷储存部的第2存储单元执行特定动作时,供给到第2导电层及 第3导电层的一个或多个电压的大小及供给时间、供给到第1位线的一个或多个电压的大小及供给时间、直到感测开始的稳定等待时间、以及感测时间设为第2动作参数。这 种情况下,第2动作参数的至少一部分与第1动作参数的至少一部分不同。

一实施方式的半导体存储装置具备:衬底:第1导电层,在与衬底表面交叉的第1方向上与衬底隔开,在与第1方向交叉的第2方向上延伸;第2导电层,在第1方向上 与衬底及第1导电层隔开,在第2方向上延伸;第3导电层,在第1方向上与衬底及第 1导电层隔开,在第2方向上延伸,在第2方向上与第2导电层排列,与第2导电层电 连接;第1半导体层,在第1方向上延伸,与第1导电层及第2导电层对向;第2半导 体层,在第1方向上延伸,与第1导电层及第3导电层对向;第1布线,电连接在第1 导电层、第2导电层及第3导电层;动作电压输出电路,电连接在第1布线;及可变电 阻电路,设置在第1布线与动作电压输出电路间的电流路径上。

一实施方式的半导体存储装置具备:衬底:第1导电层,在与衬底表面交叉的第1方向上与衬底隔开,在与第1方向交叉的第2方向上延伸;第2导电层,在第1方向上 与衬底及第1导电层隔开,在第2方向上延伸;第3导电层,在第1方向上与衬底及第 1导电层隔开,在第2方向上延伸,在第2方向上与第2导电层排列,与第2导电层电 连接;第1半导体层,在第1方向上延伸,与第1导电层及第2导电层对向;第2半导 体层,在第1方向上延伸,与第1导电层及第3导电层对向;第4导电层,设置在衬底 与第1导电层间,连接在第1半导体层的一端、及第2半导体层的一端;第1布线,设 置在衬底与第4导电层间,电连接在第2导电层及第3导电层;第1接点,在第1方向 上延伸,第1方向的一端比第4导电层更靠近衬底,第1方向的另一端比第2导电层距 衬底更远,设置在第2导电层及第1布线的电流路径上;及第2接点,在第1方向上延 伸,第1方向的一端比第4导电层更靠近衬底,第1方向的另一端比第3导电层距衬底 更远,设置在第3导电层及第1布线的电流路径上。

附图说明

图1是表示第1实施方式的存储器系统10的构成的示意性框图。

图2是表示第1实施方式的存储器裸片MD的构成的示意性框图。

图3是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图4是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图5是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图6是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图7是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图8是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图9是表示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

图10是存储器裸片MD的示意性俯视图。

图11是存储器裸片MD的示意性剖视图。

图12是图10的A所示的部分的示意性放大图。

图13是省略图12所示的构造的一部分而表示的示意性俯视图。

图14是省略图12所示的构造的一部分而表示的示意性俯视图。

图15是省略图12所示的构造的一部分而表示的示意性俯视图。

图16是省略图12所示的构造的一部分而表示的示意性俯视图。

图17是图10的B所示的部分的示意性放大图。

图18是图17的C所示的部分的示意性放大图。

图19是图11的D所示的部分的示意性放大图。

图20是图12的示意性放大图。

图21是将图20所示的构造沿E-E’线切断,沿箭头方向观察的示意性剖视图。

图22A是用来对记录3位数据的存储单元MC的阈值电压进行说明的示意性直方图。

图22B是表示记录3位数据的存储单元MC的阈值电压及记录的数据的关系的一 例的表。

图22C是表示记录3位数据的存储单元MC的阈值电压及记录的数据的关系的另 一例的表。

图23是用来对读出动作进行说明的示意性剖视图。

图24是用来对读出动作进行说明的时序图。

图25是用来对第2实施方式的半导体存储装置的读出动作进行说明的时序图。

图26是用来对第3实施方式的半导体存储装置的写入动作进行说明的流程图。

图27是用来对写入动作中包含的编程动作进行说明的示意性剖视图。

图28是用来对写入动作中包含的验证动作进行说明的示意性剖视图。

图29是用来对写入动作进行说明的时序图。

图30是用来对写入动作进行说明的时序图。

图31是用来对第4实施方式的半导体存储装置的写入动作进行说明的时序图。

图32是表示第5实施方式的半导体存储装置的一部分构成的示意性电路图。

图33是表示可变电阻电路VR1的构成的示意性电路图。

图34是表示第6实施方式的半导体存储装置的一部分构成的示意性俯视图。

图35是省略图34的一部分构成而表示的示意性俯视图。

图36是用来对第6实施方式的半导体存储装置的变化例进行说明的示意性俯视图。

图37是用来对第6实施方式的半导体存储装置的变化例进行说明的示意性俯视图。

具体实施方式

接着,参考附图,详细说明实施方式的半导体存储装置。另外,以下的实施方式只不过是一个例子,并不是出于限定本发明的意图而表示的。此外,以下的附图是示意性 附图,有为了方便说明而省略一部分构成等的情况。此外,有对多个实施方式中共同的 部分标注相同符号,省略说明的情况。

此外,本说明书中提到“半导体存储装置”的情况下,有时意指存储器裸片,有时意指存储器芯片、存储器卡、SSD(Solid State Drive:固态硬盘)等包含控制器裸片的存储器系统。此外,有时也意指智能手机、平板终端、个人计算机等包含主计算机的构成。

此外,本说明书中,提到“控制电路”的情况下,有时意指设置在存储器裸片的序列发生器等外围电路,有时意指连接在存储器裸片的控制器裸片或控制器芯片等,有时 意指包含所述两个的构成。

此外,本说明书中,在提到第1构成“电连接”到第2构成的情况下,第1构成可 直接连接到第2构成,第1构成也可经由布线、半导体部件或晶体管等连接到第2构成。 例如,在将3个晶体管串联连接的情况下,即使第2个晶体管为断开(OFF)状态,第1个 晶体管也“电连接”在第3个晶体管。

此外,本说明书中,提到在第2构成及第3构成“之间连接着”第1构成的情况下, 有意指第1构成、第2构成及第3构成串联连接,且第2构成经由第1构成连接在第3 构成的情况。

此外,本说明书中,提到电路等使2条布线等“导通”的情况下,有时意指例如所 述电路等包含晶体管等,所述晶体管等设置在2条布线间的电流路径,所述晶体管等成 为接通(ON)状态。

此外,本说明书中,将相对于衬底的上表面平行的特定方向称为X方向,将相对于衬底的上表面平行,且相对于X方向垂直的方向称为Y方向,将相对于衬底的上表面 垂直的方向称为Z方向。

此外,本说明书中,有时将沿特定面的方向称为第1方向,将沿所述特定面与第1方向交叉的方向称为第2方向,将与所述特定面交叉的方向称为第3方向。这些第1方 向、第2方向及第3方向可与X方向、Y方向及Z方向中的任一个方向对应,也可不对 应。

此外,本说明书中,“上”或“下”等表述是以衬底为基准的。例如,将沿所述Z 方向离开衬底的方向称为上,将沿Z方向靠近衬底的方向称为下。此外,就某构成提到 下表面或下端的情况下,意指所述构成的衬底侧的面或端部,提到上表面或上端的情况 下,意指所述构成的与衬底为相反侧的面或端部。此外,将与X方向或Y方向交叉的面 称为侧面等。

[第1实施方式]

[存储器系统10]

图1是表示第1实施方式的存储器系统10的构成的示意性框图。

存储器系统10根据从主计算机20发送的信号,进行用户数据的读出、写入、抹除等。存储器系统10例如为存储器芯片、存储器卡、SSD或其它能存储用户数据的系统。 存储器系统10具备多个存储器裸片MD与控制器裸片CD。

存储器裸片MD存储用户数据。存储器裸片MD具备多个存储器块BLK。存储器 块BLK具备多个页面PG。存储器块BLK也可为抹除动作的执行单位。页面PG也可为 读出动作及写入动作的执行单位。

控制器裸片CD如图1所示,连接在多个存储器裸片MD及主计算机20。控制器裸 片CD具备例如逻辑转换表21、FAT(File Allocation Table:文件分配表)22、抹除次数保 存部23、ECC(Error Correcting Code:错误校正码)电路24及MPU(Micro Processor Unit:微处理器单元)25。

逻辑转换表21将从主计算机20接收到的逻辑地址、与分配在存储器裸片MD中的页面PG的物理地址建立对应并保存。逻辑转换表21通过例如未图示的RAM(Random AccessMemory:随机存取存储器)等实现。

FAT22保存表示各页面PG的状态的FAT信息。作为这种FAT信息,例如有表示 “有效”、“无效”、“已抹除”的信息。例如,“有效”的页面PG存储着根据来自 主计算机20的命令读出的有效数据。此外,“无效”的页面PG存储着未根据来自主计 算机20的命令读出的无效数据。此外,“已抹除”的页面PG中,执行抹除处理后未存 储数据。FAT22通过例如未图示的RAM等实现。

抹除次数保存部23将与存储器块BLK对应的物理地址、与对存储器块BLK执行 的抹除动作的次数建立对应并保存。抹除次数保存部23通过例如未图示的RAM等实 现。

ECC电路24检测从存储器裸片MD读出的数据的错误,且在可能的情况下,进行 数据校正。

MPU25参考逻辑转换表21、FAT22、抹除次数保存部23及ECC电路24,进行逻 辑地址与物理地址的转换、位错误检测/校正、垃圾收集(压缩)、损耗均衡等处理。

[存储器裸片MD的电路构成]

图2是表示第1实施方式的存储器裸片MD的构成的示意性框图。图3~图9是表 示存储器裸片MD的一部分构成的示意性电路图。

另外,图2中图示出多个控制端子等。有所述多个控制端子作为与高态有效信号(正 逻辑信号)对应的控制端子表示的情况。此外,有多个控制端子作为与低态有效信号(负 逻辑信号)对应的控制端子表示的情况。此外,有多个控制端子作为与高态有效信号及低 态有效信号这两个对应的控制端子表示的情况。图2中,与低态有效信号对应的控制端子的符号包含上划线(上线)。本说明书中,与低态有效信号对应的控制端子的符号包含 斜杠(“/”)。另外,图2的记载为例示,具体形态能适当调整。例如,也能将一部分或 全部高态有效信号设为低态有效信号,或将一部分或全部低态有效信号设为高态有效信 号。

如图2所示,存储器裸片MD具备存储单元阵列MCA与外围电路PC。外围电路 PC具备电压产生电路VG、行译码器RD、感测放大器模块SAM、及序列发生器SQC。 此外,外围电路PC具备高速缓冲存储器CM、地址寄存器ADR、命令寄存器CMR、及 状态寄存器STR。此外,外围电路PC具备输入输出控制电路I/O与逻辑电路CTR。

[存储单元阵列MCA的电路构成]

存储单元阵列MCA如图3所示,具备所述多个存储器块BLK。所述多个存储器块 BLK各自具备多个串单元SU。所述多个串单元SU各自具备多个存储器串MS。所述多 个存储器串MS的一端分别经由位线BL连接在外围电路PC。此外,所述多个存储器串 MS的另一端分别经由共同的源极线SL连接在外围电路PC。

存储器串MS具备漏极侧选择晶体管STD、多个存储单元MC(存储器晶体管)、源 极侧选择晶体管STS、及源极侧选择晶体管STSb。漏极侧选择晶体管STD、多个存储 单元MC、源极侧选择晶体管STS及源极侧选择晶体管STSb串联连接在位线BL及源 极线SL间。以下,有时将漏极侧选择晶体管STD、源极侧选择晶体管STS及源极侧选 择晶体管STSb简称为选择晶体管(STD、STS、STSb)。

存储单元MC为场效应型晶体管。存储单元MC具备半导体层、栅极绝缘膜与栅极 电极。半导体层作为通道区域发挥功能。栅极绝缘膜包含电荷储存膜。存储单元MC的 阈值电压根据电荷储存膜中的电荷量而变化。存储单元MC存储1位或多位数据。另外, 在与1个存储器串MS对应的多个存储单元MC的栅极电极,分别连接字线WL。所述 字线WL分别共同连接在1个存储器块BLK中的所有存储器串MS。

选择晶体管(STD、STS、STSb)为场效应型晶体管。选择晶体管(STD、STS、STSb) 具备半导体层、栅极绝缘膜与栅极电极。半导体层作为通道区域发挥功能。在选择晶体 管(STD、STS、STSb)的栅极电极,分别连接选择栅极线(SGD、SGS、SGSb)。1条漏极 侧选择栅极线SGD共同连接在1个串单元SU中的所有存储器串MS。1条源极侧选择 栅极线SGS共同连接在1个存储器块BLK中的所有存储器串MS。1条源极侧选择栅极 线SGSb共同连接在1个存储器块BLK中的所有存储器串MS。

[电压产生电路VG的电路构成]

电压产生电路VG(图2)例如如图4所示,具备多个电压产生单元vg1~vg3。电压产生单元vg1~vg3在读出动作、写入动作及抹除动作中,产生特定大小的电压,并经由电 压供给线L

电压产生电路VG中的电荷泵电路32例如如图5所示,具备电压输出电路32a、分 压电路32b及比较器32c。电压输出电路32a对电压供给线L

电压输出电路32a如图6所示,具备多个晶体管32a2a、32a2b。多个晶体管32a2a、32a2b交替连接在电压供给线L

反馈信号FB为“H(高)”状态的情况下,从AND电路32a4输出时钟信号CLK。伴 随于此,将电子从电压供给线L

分压电路32b如图5所示,具备电阻元件32b2与可变电阻元件32b4。电阻元件 32b2连接在电压供给线L

可变电阻元件32b4如图7所示,具备多条电流路径32b5。多条电流路径32b5并联连接在分压端子32b1及电压供给线L

比较器32c如图5所示,输出反馈信号FB。反馈信号FB例如在分压端子32b1的 电压V

[行译码器RD的电路构成]

行译码器RD例如如图4所示,具备块译码器BLKD、字线译码器WLD、驱动器电 路DRV及未图示的地址译码器。

块译码器BLKD具备多个块译码单元blkd。多个块译码单元blkd与存储单元阵列MCA中的多个存储器块BLK对应。块译码单元blkd具备多个晶体管T

读出动作、写入动作等中,例如与地址寄存器ADR(图2)中的块地址对应的一条信号线BLKSEL成为“H”状态,其它信号线BLKSEL成为“L”状态。例如,对一条信 号线BLKSEL供给具有正值大小的特定驱动电压,对其它信号线BLKSEL供给接地电 压V

字线译码器WLD具备多个字线译码单元wld。多个字线译码单元wld与存储器串 MS中的多个存储单元MC对应。图示例中,字线译码单元wld具备2个晶体管T

在读出动作、写入动作等中,例如与地址寄存器ADR(图2)中的页面地址对应的一个字线译码单元wld所对应的信号线WLSEL

驱动器电路DRV例如具备6个晶体管T

在读出动作、写入动作等中,例如与布线CG

未图示的地址译码器例如依照来自序列发生器SQC(图2)的控制信号,依序参考地址寄存器ADR(图2)的行地址RA。行地址RA包含所述块地址及页面地址。地址译码器 将所述信号线BLKSEL、WLSEL

另外,图4的例中,在行译码器RD,对1个存储器块BLK逐个设置块译码单元 blkd。然而,所述构成能适当变更。例如,也可对2个以上的存储器块BLK逐个设置块 译码单元blkd。

[感测放大器模块SAM的电路构成]

感测放大器模块SAM(图2)例如如图8所示,具备多个感测放大器单元SAU。多个 感测放大器单元SAU与多个位线BL对应。感测放大器单元SAU各自具备感测放大器 SA、布线LBUS、及锁存电路SDL、DL0~DLn

感测放大器SA如图9所示,具备感测晶体管41。感测晶体管41根据位线BL中流 动的电流,将布线LBUS的电荷放电。感测晶体管41的源极电极连接在被供给接地电 压V

此外,感测放大器SA具备电压传输电路。电压传输电路根据锁存在锁存电路SDL的数据,使节点COM及感测节点SEN与被供给电压V

另外,感测晶体管41、开关晶体管42、放电晶体管43、箝位晶体管44、充电晶体 管46、充电晶体管49及放电晶体管50例如为增强型NMOS晶体管。耐压晶体管45例 如为耗尽型NMOS晶体管。充电晶体管47例如为PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor: P型金属氧化物半导体)晶体管。

此外,开关晶体管42的栅极电极连接在信号线STB。放电晶体管43的栅极电极连接在信号线XXL。箝位晶体管44的栅极电极连接在信号线BLC。耐压晶体管45的栅 极电极连接在信号线BLS。充电晶体管46的栅极电极连接在信号线HLL。充电晶体管 49的栅极电极连接在信号线BLX。所述信号线STB、XXL、BLC、BLS、HLL、BLX连 接在序列发生器SQC。

锁存电路SDL具备节点LAT_S、INV_S、反相器51、反相器52、开关晶体管53、 及开关晶体管54。反相器51具备连接在节点LAT_S的输出端子及连接在节点INV_S 的输入端子。反相器52具备连接在节点LAT_S的输入端子及连接在节点INV_S的输 出端子。开关晶体管53设置在节点LAT_S及布线LBUS间的电流路径。开关晶体管54 设置在节点INV_S及布线LBUS间的电流路径。开关晶体管53、54例如为NMOS晶体 管。开关晶体管53的栅极电极经由信号线STL连接在序列发生器SQC。开关晶体管54 的栅极电极经由信号线STI连接在序列发生器SQC。

锁存电路DL0~DLn

开关晶体管DSW例如为NMOS晶体管。开关晶体管DSW连接在布线LBUS及布 线DBUS间。开关晶体管DSW的栅极电极经由信号线DBS连接在序列发生器SQC。

另外,如图8所例示,所述信号线STB、HLL、XXL、BLX、BLC、BLS分别在感 测放大器模块SAM所含的所有感测放大器单元SAU间共同地连接。此外,被供给所述 电压V

[高速缓冲存储器CM的电路构成]

高速缓冲存储器CM(图2)具备多个锁存电路。多个锁存电路经由布线DBUS连接 在感测放大器模块SAM内的锁存电路。所述多个锁存电路所含的数据DAT依序被传输 到感测放大器模块SAM或输入输出控制电路I/O。

此外,对高速缓冲存储器CM连接未图示的译码电路及开关电路。译码电路将保存在地址寄存器ADR的列地址CA解码。开关电路根据译码电路的输出信号,使对应于 列地址CA的锁存电路与总线DB(图2)导通。

[序列发生器SQC的电路构成]

序列发生器SQC(图2)依照保存在命令寄存器CMR的命令数据D

此外,序列发生器SQC产生就绪/忙碌信号,并输出到端子RY//BY。端子RY//BY 为“L”状态期间(忙碌期间),基本禁止存取存储器裸片MD。此外,端子RY//BY为“H” 状态期间(就绪期间),允许存取存储器裸片MD。

[输入输出控制电路I/O的电路构成]

输入输出控制电路I/O具备数据信号输入输出端子DQ0~DQ7、触发信号输入输出端子DQS、/DQS、多个输入电路、多个输出电路、移位寄存器、及缓冲器电路。多个输 入电路、多个输出电路、移位寄存器及缓冲器电路分别连接在供给电源电压V

根据来自逻辑电路CTR的内部控制信号,将经由数据信号输入输出端子DQ0~DQ7输入的数据从缓冲器电路输出到高速缓冲存储器CM、地址寄存器ADR或命令寄存器 CMR。此外,根据来自逻辑电路CTR的内部控制信号,将经由数据信号输入输出端子 DQ0~DQ7输出的数据从高速缓冲存储器CM或状态寄存器STR输入到缓冲器电路。

多个输入电路包含例如连接在数据信号输入输出端子DQ0~DQ7中的任一个、或触发信号输入输出端子DQS、/DQS这两个的比较器。多个输出电路包含例如连接在数 据信号输入输出端子DQ0~DQ7中的任一个、或触发信号输入输出端子DQS、/DQS中 的任一个的OCD(Off Chip Driver:片外驱动器)电路。

[逻辑电路CTR的电路构成]

逻辑电路CTR(图2)经由外部控制端子/CEn、CLE、ALE、/WE、RE、/RE,从控制 器裸片CR接收外部控制信号,与此对应,对输入输出控制电路I/O输出内部控制信号。

[存储器裸片MD的构造]

图10是存储器裸片MD的示意性俯视图。图11是存储器裸片MD的示意性剖视 图。另外,图11是用来对存储器裸片MD的示意性构成进行说明的图,并非表示具体 构成的数量、形状、配置等。图12是图10中以A所示的部分的示意性放大图。但是, 图12中,省略图10的一部分构成(后述的第1连接(hookup)区域R

另外,图13~图16是图示图12所记载的多个导电层110中,设在特定的高度位置导电层的图(导电层200、导电层210、导电层220或导电层230)。此外,图13~图16 中,省略在Y方向排列的多个存储器块BLK中,从Y方向负侧数起第1个及第4个存 储器块BLK所含的构成。

存储器裸片MD例如如图10所示,具备半导体衬底100。图示的例中,在半导体衬 底100,设置在X方向及Y方向排列的4个存储单元阵列区域R

存储器裸片MD例如如图11所示,具备:半导体衬底100;晶体管层L

[半导体衬底100的构造]

半导体衬底100例如为包含含有硼(B)等P型杂质的P型硅(Si)的半导体衬底。在半导体衬底100的表面,设置着包含磷(P)等N型杂质的N型阱区域、包含硼(B)等P型杂 质的P型阱区域、未设置N型阱区域及P型阱区域的半导体衬底区域、及绝缘区域100I。

[晶体管层L

例如如图11所示,在半导体衬底100的上表面,介隔未图示的绝缘层设置着布线层GC。布线层GC包含与半导体衬底100的表面对向的多个电极gc。此外,半导体衬 底100的各区域及布线层GC所含的多个电极gc分别连接在接点CS。

半导体衬底100的N型阱区域、P型阱区域及半导体衬底区域分别作为构成外围电路PC的多个晶体管Tr的通道区域、及多个电容器的一个电极等发挥功能。

布线层GC所含的多个电极gc分别作为构成外围电路PC的多个晶体管Tr的栅极 电极、及多个电容器的另一个电极等发挥功能。

接点CS在Z方向延伸,下端连接在半导体衬底100或电极gc的上表面。在接点 CS与半导体衬底100的连接部分,设置着包含N型杂质或P型杂质的杂质区域。接点CS例如也可包含氮化钛(TiN)等势垒导电膜及钨(W)等金属膜的积层膜等。

[布线层D0、D1、D2的构造]

例如如图11所示,布线层D0、D1、D2所含的多条布线电连接在存储单元阵列MCA 中的构成及外围电路PC中的构成的至少一个。

布线层D0、D1、D2各自包含多条布线d0、d1、d2。所述多条布线d0、d1、d2也 可包含例如氮化钛(TiN)等势垒导电膜及钨(W)等金属膜的积层膜等。

[存储单元阵列层L

例如如图12所示,在存储单元阵列层L

存储器块BLK例如如图11所示,具备:多个导电层110,在Z方向排列;及多个 半导体层120,在Z方向延伸。此外,存储器块BLK例如如图19所示,具备分别设置 在多个导电层110及多个半导体层120间的多个栅极绝缘膜130。

导电层110是在X方向延伸的大致板状的导电层。导电层110可包含氮化钛(TiN)等势垒导电膜及钨(W)等金属膜的积层膜等。此外,导电层110也可包含例如含有磷(P) 或硼(B)等杂质的多晶硅等。在Z方向排列的多个导电层110间,设置着氧化硅(SiO

在导电层110的下方,例如如图11所示,设置着导电层111。导电层111也可包含 例如含有磷(P)或硼(B)等杂质的多晶硅等。此外,在导电层111及导电层110间,设置 着氧化硅(SiO

在导电层111的下方,设置着导电层112。导电层112也可包含例如含有磷(P)或硼(B)等杂质的多结晶硅等。此外,导电层112也可包含例如钨(W)等金属、硅化钨等导电 层或其它导电层。此外,在导电层112及导电层111间,设置着氧化硅(SiO

导电层112作为源极线SL(图3)发挥功能。导电层112设置在存储单元阵列层L

导电层111作为源极侧选择栅极线SGSb(图3)、及与它连接的多个源极侧选择晶体管STSb的栅极电极发挥功能。导电层111设置在存储单元阵列层L

此外,多个导电层110中,位于最下层的一个或多个导电层110作为源极侧选择栅极线SGS(图3)、及与它连接的多个源极侧晶体管STS的栅极电极发挥功能。所述导电 层110设置在存储单元阵列层L

此外,位于比它上方的多个导电层110作为字线WL(图3)的一部分、及与它连接的多个存储单元MC(图3)的栅极电极发挥功能。所述多个导电层110例如如图13所例示, 设置在存储单元阵列层L

此外,在比它上方,在Z方向积层着在X方向排列的一对导电层110的组。所述多 个导电层110的组作为字线WL(图3)的一部分及与它连接的多个存储单元MC(图3)的 栅极电极发挥功能。所述多个导电层110的组设置在存储单元阵列层L

此外,位于比它上方的多个导电层110作为字线WL(图3)的一部分、及与它连接的多个存储单元MC(图3)的栅极电极发挥功能。所述多个导电层110例如如图15所例示, 设置在存储单元阵列层L

此外,在比它上方,在Z方向积层着在X方向排列的一对导电层110的组。所述多 个导电层110的组作为字线WL(图3)的一部分、及与它连接的多个存储单元MC(图3) 的栅极电极发挥功能。所述多个导电层110的组设置在存储单元阵列层L

此外,位于比它上方的一个或多个导电层110设置在存储单元阵列层L

半导体层120例如如图18所示,在X方向及Y方向以特定图案排列。半导体层120 作为1个存储器串MS(图3)所含的多个存储单元MC及选择晶体管(STD、STS、STSb) 的通道区域发挥功能。半导体层120例如为多晶硅(Si)等半导体层。半导体层120例如 具有大致圆筒状形状,在中心部分设置着氧化硅等绝缘层125(图19)。

半导体层120例如如图11所示,具备存储单元阵列层L

半导体区域120

半导体区域120

栅极绝缘膜130(图19)具有覆盖半导体层120的外周面的大致圆筒状形状。栅极绝缘膜130具备积层在半导体层120及导电层110间的通道绝缘膜131、电荷储存膜132 及阻挡绝缘膜133。通道绝缘膜131及阻挡绝缘膜133例如为氧化硅(SiO

另外,图19表示了栅极绝缘膜130具备氮化硅等电荷储存膜132的例子。然而, 栅极绝缘膜130也可具备例如包含N型或P型杂质的多结晶硅等浮动栅极。

[存储单元阵列层L

如图17所示,在第1连接区域R

在接点连接小区域r

在X方向排列的接点CC中,最靠近存储器孔区域R

此外,在第1连接区域R

在接点连接区域R

绝缘层ST

接点连接小区域r

绝缘层110A是在X方向延伸的大致板状的绝缘层。绝缘层110A也可包含氮化硅(SiN)等绝缘层。在Z方向排列的多个绝缘层110A间,设置着氧化硅(SiO

接点C4在X方向排列多个。接点C4也可包含氮化钛(TiN)等势垒导电膜及钨(W) 等金属膜的积层膜等。例如如图11所示,接点C4的外周面分别由绝缘层110A及绝缘 层101包围,与所述绝缘层110A及绝缘层101连接。接点C4在Z方向延伸,在上端 与布线层M0中的布线m0连接,在下端与布线层D2中的布线d2连接。

导电层连接小区域r

[存储单元阵列层L

如图12所示,在第2连接区域R

在接点连接小区域r

另外,如图13所示,导电层200的部分202具备设置在接点连接小区域r

此外,如图14所示,在X方向排列的2个导电层210间,未设置如图13所例示的 窄幅部110

此外,如图15所示,导电层220的部分222具备设置在接点连接小区域r

此外,如图16所示,在X方向排列的2个导电层230间,未设置如图15所例示的 窄幅部110

[布线层M0等的构造]

如图11所示,布线层M0所含的多条布线例如电连接在存储单元阵列层L

布线层M0包含多条布线m0。所述多条布线m0也可包含例如氮化钛(TiN)等势垒 导电膜及铜(Cu)等金属膜的积层膜等。

多条布线m0中的一部分作为位线BL(图3)发挥功能。位线BL例如如图18所示, 在X方向及Y方向延伸。此外,所述多个位线BL分别与各串单元SU所含的1个半导 体层120连接。

此外,多条布线m0中的一部分作为图13~图16所例示的布线m0a发挥功能。布 线m0a是设置在所述接点CC与接点C4间的电流路径的布线,在Y方向延伸。

此外,如上所述,在布线层M0的上方,还设置着布线层。所述布线层各自包含多 条布线。所述多条布线也可包含例如氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)等势垒导电膜及铜(Cu) 等金属膜的积层膜等。

所述多条布线中的一部分作为图14及图16所例示的布线m1a发挥功能。布线m1a是设置在所述接点CC与接点C4间的电流路径的布线,在X方向延伸。

[存储单元MC的阈值电压]

接着,参考图22A、图22B及图22C,对存储单元MC的阈值电压进行说明。

图22A是用来对记录3位数据的存储单元MC的阈值电压进行说明的示意性直方图。横轴表示字线WL的电压,纵轴表示存储单元MC的数量。图22B是表示记录3位 数据的存储单元MC的阈值电压及记录的数据的关系的一例的表。图22C是表示记录3 位数据的存储单元MC的阈值电压及记录的数据的关系的另一例的表。

图22A的例中,将存储单元MC的阈值电压控制为8种状态。控制为Er状态的存 储单元MC的阈值电压小于抹除验证电压V

此外,图22A的例中,在对应于Er状态的阈值分布与对应于A状态的阈值分布间,设定着读出电压V

例如,Er状态与最低的阈值电压对应。Er状态的存储单元MC例如为抹除状态的 存储单元MC。对Er状态的存储单元MC分配例如数据“111”。

此外,A状态与比对应于所述Er状态的阈值电压高的阈值电压对应。对A状态的 存储单元MC分配例如数据“101”。

此外,B状态与比对应于所述A状态的阈值电压高的阈值电压对应。对B状态的存储单元MC分配例如数据“001”。

以下同样地,图中的C状态~G状态与比对应于B状态~F状态的阈值电压高的阈值电压对应。对所述状态的存储单元MC分配例如数据“011”、“010”、“110”、 “100”、“000”。

另外,如图22B所例示的分配的情况下,低位数据能通过1个读出电压V

另外,记录在存储单元MC的数据的位数、状态数、对各状态的数据分配等能适当变更。

例如,如图22C所例示的分配的情况下,低位数据能通过1个读出电压V

[读出动作]

接着,对本实施方式的半导体存储装置的读出动作进行说明。

图23是用来对读出动作进行说明的示意性剖视图。图24是用来对读出动作进行说明的时序图。

另外,以下的说明中,有将动作对象的字线WL称为选择字线WL

在读出动作的时点t101,例如如图24所示,对非选择字线WL

在读出动作的时点t101~时点t102之间,设置着等待时间Ta。等待时间Ta例如是用来将选择字线WL

在读出动作的时点t102,对选择字线WL

在读出动作的时点t103,例如进行位线BL的充电等。例如,使图9的锁存电路SDL锁存“H”,将信号线STB、XXL、BLC、BLS、HLL、BLX的状态设为“L、L、H、H、 H、H”。由此,对位线BL及感测节点SEN供给电压V

在读出动作的时点t103~时点t104之间,设置着等待时间Tb。等待时间Tb例如为用来使位线BL的电流收敛的等待时间。

在读出动作的时点t104,例如使信号线BLC的电压减少。此时,信号线BLC的电 压被调整为将连接在信号线BLC的箝位晶体管44(图9)维持接通状态的程度的电压。伴 随于此,位线BL的电压减少。

在读出动作的时点t104~时点t105(图24)之间,设置着等待时间Tc。等待时间Tc例如为用来使位线BL的电流稳定的等待时间。以下,有将等待时间Tc称为“稳定等待 时间”的情况。

在读出动作的时点t105,通过感测放大器模块SAM(图2),检测存储单元MC的接 通状态/断开状态,取得表示所述存储单元MC的状态的数据。以下,有将这种动作称为 感测动作的情况。感测动作中,例如将信号线STB、XXL、BLC、BLS、HLL、BLX(图 9)的状态设为“L、H、H、H、L、L”。由此,连接在接通状态的选择存储单元MC的 感测节点SEN的电荷经由位线BL释放,所述感测节点的电压降低。另一方面,维持连 接在断开状态的选择存储单元MC的感测节点SEN的电荷,而维持所述感测节点的电 压。

在读出动作的时点t105~时点t106(图24)之间,设置着等待时间Td。等待时间Td例如为用来检测存储单元MC的状态的等待时间。以下,有将等待时间Td称为“感测 时间”的情况。

在读出动作的时点t106,结束感测动作。例如,将信号线STB、XXL、BLC、BLS、 HLL、BLX(图9)的状态设为“L、L、L、L、L、L”。由此,将感测节点SEN从位线BL 电切离。此外,结束对位线BL供给电流。

另外,虽省略图示,但在读出动作的时点t106之后的特定时点,通过充电晶体管55(图9)将布线LBUS充电,之后,将信号线STB暂时设为“H”状态。此处,感测晶体 管41根据感测节点SEN的电荷,成为接通状态或断开状态。因此,布线LBUS的电压 根据感测节点SEN的电荷,成为“H”状态或“L”状态。之后,通过锁存电路SDL或 锁存电路DL0~DLn

在读出动作的时点t107,对选择字线WL

另外,图24中,说明在读出动作中,对选择字线WL

例如,判别中位数据的情况下,对选择字线WL

例如,判别高位数据的情况下,对选择字线WL

[读出动作的布线电阻的不均]

如参考图13及图15所说明,导电层200、220具备设置在2个存储器孔区域R

此外,如参考图14及图16所说明,在X方向排列的2个导电层210或在X方向 排列的2个导电层230在X方向上隔开,经由接点CC及布线m0a、m1a电连接。

此处,为方便制造步骤,多个导电层110包含钨(W)或钼(Mo)等高耐热性材料。另一方面,布线m0a、m1a包含铜(Cu)等高导电材料。这种构成中,例如导电层200的2 个部分201间的布线电阻、及导电层220的2个部分221间的布线电阻大于X方向上排 列的2个导电层210间的布线电阻、及X方向上排列的2个导电层230间的布线电阻。

此处,例如考虑导电层200或导电层220为选择字线WL

[动作参数的调整]

第1实施方式中,导电层200或导电层220为选择字线WL

动作参数A、B中包含例如参考图24等说明的等待时间Ta、Tb、Tc、Td。

动作参数B的等待时间也可短于动作参数A的等待时间Ta。由此,导电层210或 导电层230为选择字线WL

动作参数B的等待时间Tb也可长于动作参数A的等待Tb。由此,导电层210或导 电层230为选择字线WL

动作参数B的等待时间Tc也可长于动作参数A的等待Tc。由此,导电层210或导 电层230为选择字线WL

动作参数B的等待时间Td(感测时间)也可短于动作参数A的等待时间Td(感测时间)。由此,导电层210或导电层230为选择字线WL

此外,动作参数A、B中,例如包含在时点t101~t102之间供给到选择字线WL

此外,动作参数A、B中,例如包含在时点t103~t104之间供给到信号线BLC的电压。例如,使用动作参数A的情况下,所述电压也可为电压Vb0。此外,使用动作参数 B的情况下,所述电压也可为电压Vb1。电压Vb1也可小于电压Vb0。由此,导电层210 或导电层230为选择字线WL

本实施方式中,作以下调整:使导电层210或导电层230为选择字线WL

另外,动作参数A、B中,使等待时间Ta不同,或使电压Va0、Va1的大小不同的 情况下,无须使动作参数B的等待时间Tc长于动作参数A的等待时间Tc。因此,能缩 小导电层210或导电层230为选择字线WL

[第2实施方式]

接着,参考图25,对第2实施方式的半导体存储装置进行说明。图25是用来说明 所述半导体存储装置的读出动作的时序图。

第1实施方式中,参考图24,例示读出动作的执行方法。然而,这种方法只不过是例示,读出动作的执行方法能适当调整。

例如,第2实施方式的半导体存储装置基本上与第1实施方式的半导体存储装置同样地构成。此外,第2实施方式的读出动作基本上与第1实施方式的读出动作同样地执 行。

但是,第2实施方式的读出动作中,在时点t101,对选择字线WL

此外,第2实施方式的读出动作中,在时点t102,对选择字线WL

此外,第2实施方式的读出动作中,在时点t102~时点t103之间,设置着等待时间Te。等待时间Te例如是用来将选择字线WL

此外,第2实施方式的读出动作中,在时点t103,对选择字线WL

此外,第2实施方式的动作参数A、B中,例如包含等待时间Te。

动作参数B的等待时间Te也可短于动作参数A的等待时间Te。由此,导电层210 或导电层230为选择字线WL

此外,第2实施方式的动作参数A、B中,例如包含在时点t102~t103之间供给到 选择字线WL

[第3实施方式]

接着,参考图26~图30,对第3实施方式的半导体存储装置进行说明。

第1实施方式及第2实施方式中,对调整用于读出动作的动作参数的例进行了说明。 然而,这种方面只不过是例示,调整哪个动作中使用的动作参数可适当调整。

例如,第3实施方式的半导体存储装置基本来上与第1实施方式或第2实施方式的半导体存储装置同样地构成。但是,第3实施方式的半导体存储装置中,调整写入动作 中使用的动作参数。另外,第3实施方式的半导体存储装置的读出动作时,可以与第1 实施方式或第2实施方式相同的形态调整动作参数,也可不调整动作参数。

[写入动作]

接着,对本实施方式的半导体存储装置的写入动作进行说明。

图26是用来说明写入动作的流程图。图27是用来对写入动作所包含的编程动作进行说明的示意性剖视图。图28是用来对写入动作所包含的验证动作进行说明的示意性 剖视图。图29及图30是用来对写入动作进行说明的流程图。

步骤S101中,例如如图26所示,将循环(loop)次数n

步骤S102中,执行编程动作。编程动作是对选择字线WL

在编程动作的时点t121,例如对连接在多个选择存储单元MC中进行阈值电压调整的存储单元的位线BL

在编程动作的时点t122,对选择字线WL

在编程动作的时点t123,对选择字线WL

此处,例如如图27所示,对连接在位线BL

此外,连接在位线BL

在编程动作的时点t123~时点t124之间,设置着等待时间Tf。等待时间Tf例如为用来增大写入存储单元MC的阈值电压的等待时间。

在编程动作的时点t124,对选择字线WL

在编程动作的时点t125,对选择字线WL

步骤S103(图26)中,进行验证动作。

在验证动作的时点t131,例如如图29所示,对选择字线WL

在验证动作的时点t132,对选择字线WL

此外,在时点t132,例如进行位线BL的充电等。此时,例如基于锁存电路DL0~DLn

在验证动作的时点t133~时点t134,例如如图29所示,执行感测动作。此时,也 可使锁存电路DL0~DLn

在验证动作的时点t135~时点t137,对其它状态的存储单元MC(图29的例中,为 B状态)进行与时点t132~时点t134同样的处理。另外,图29中,将连接在与B状态对 应的存储单元MC的位线BL记作位线BL

在验证动作的时点t138~时点t140,对其它状态的存储单元MC(图29的例中,为 C状态)进行与时点t132~时点t134同样的处理。另外,图29中,将连接在与C状态对 应的存储单元MC的位线BL记作位线BL

在时点t141,对选择字线WL

在验证动作的时点t142,对选择字线WL

之后,将锁存在锁存电路SDL中的数据传输到未图示的计数器电路。计数器电路计数阈值电压达到目标值的存储单元MC的数量,或阈值电压未达到目标值的存储单元 MC的数量。

另外,图29的例中,表示验证动作中对选择字线WL

步骤S104(图26)中,判定验证动作的结果。例如,参考所述计数器电路,阈值电压未达到目标值的存储单元MC的数量为一定数量以上的情况等时,判定为验证失败 (FAIL),进入步骤S105。另一方面,阈值电压未达到目标值的存储单元MC的数量为一 定数量以下的情况等时,判定为验证通过(PASS),进入步骤S107。

步骤S105中,判定循环次数n

步骤S106中,对循环次数n

步骤S107中,在状态寄存器STR(图2)中存储写入动作正常结束的主旨的状态数据D

步骤S108中,在状态寄存器STR(图2)中存储写入动作未正常结束的主旨的状态数据D

[写入动作的布线电阻的不均]

如上所述,导电层200的2个部分201(图13)间的布线电阻、及导电层220的2个 部分221(图15)间的布线电阻大于X方向上排列的2个导电层210(图14)间的布线电阻、 及X方向上排列的2个导电层230(图16)间的布线电阻。

此处,例如考虑导电层200或导电层220为选择字线WL

[动作参数的调整]

第3实施方式的半导体存储装置中,导电层200或导电层220为选择字线WL

动作参数C、D中包含例如参考图29说明的等待时间Tf。

动作参数D的等待时间Tf也可短于动作参数C的等待时间Tf。由此,导电层210 或导电层230为选择字线WL

此外,动作参数C、D中包含例如编程电压V

[第4实施方式]

接着,参考图31,对第4实施方式的半导体存储装置进行说明。图31是用来对所 述半导体存储装置的写入动作进行说明的流程图。

第3实施方式中,参考图26~图30,例示写入动作的执行方法。然而,这种方法只不过是例示,写入动作的执行方法能适当调整。

例如,第4实施方式的半导体存储装置基本上与第3实施方式的半导体存储装置同样地构成。但是,第4实施方式的写入动作与第3实施方式的写入动作不同。第4实施 方式的写入动作基本上与第3实施方式的写入动作同样地执行。

但是,第4实施方式的写入动作中,在时点t132,对选择字线WL

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t132~时点t231之间,设置着等待时间Te’。等待时间Te’例如是用来将选择字线WL

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t231、t233、t235,对选择字线WL

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t132~时点t232之间、时点t135~时点t234之间、时点t138~时点t236之间,设置着等待时间Tb’。等待时间Tb’例如是用 来使位线BL的电流收敛的等待时间。

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t232、t234、t236,使信号线BLC的电 压减少。此时,信号线BLC的电压被调整为将连接在信号线BLC的箝位晶体管44(图 9)维持接通状态的程度的电压。

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t232~时点t133之间、时点t234~时点t136之间、及时点t236~时点t139之间,设置着等待时间Tc’。等待时间Tc’例如为 用来使位线BL的电流稳定的等待时间。以下,有将等待时间Tc’称为“稳定等待时间” 的情况。

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t133~时点t134之间、时点t136~时点t137之间、及时点t139~时点t140之间,设置着等待时间Td’。等待时间Td’例如为 用来检测存储单元MC的状态的等待时间。以下,有将等待时间Td’称为“感测时间” 的情况。

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t135、t138,对选择字线WL

此外,第4实施方式的写入动作中,在时点t135~时点t233之间、及时点t138~时点t235之间,设置着等待时间Ta’。等待时间Ta’例如为用来将选择字线WL

此外,第4实施方式的动作参数C、D中,包含例如等待时间Ta’、Tb’、Tc’、Td’、Te’。

动作参数D的等待时间Ta’也可短于动作参数C的等待时间Ta’。由此,导电层 210或导电层230为选择字线WL

动作参数D的等待时间Tb’也可长于动作参数C的等待时间Tb’。由此,导电层 210或导电层230为选择字线WL

动作参数D的等待时间Tc’也可长于动作参数C的等待时间Tc’。由此,导电层 210或导电层230为选择字线WL

动作参数D的等待时间Td’(感测时间)也可短于动作参数C的等待时间Td’(感测时间)。由此,导电层210或导电层230为选择字线WL

动作参数D的等待时间Te’也可短于动作参数C的等待时间Te’。由此,导电层 210或导电层230为选择字线WL

此外,动作参数C、D中,例如包含在时点t132~t231之间供给到选择字线WL

此外,动作参数C、D中,例如包含在时点t132~时点t232之间供给到信号线BLC 的电压。例如,使用动作参数D时的电压也可小于使用动作参数C时的电压。由此,导 电层210或导电层230为选择字线WL

此外,动作参数C、D中,例如包含在时点t135~时点t234之间、及时点t138~时 点t236之间供给到信号线BLC的电压。例如,使用动作参数D时的电压也可大于使用 动作参数C时的电压。由此,导电层210或导电层230为选择字线WL

此外,动作参数C、D中,例如包含在时点t135~时点t233之间、及时点t138~时 点t235之间供给到选择字线WL

[第5实施方式]

接着,参考图32,对第5实施方式的半导体存储装置进行说明。图32是表示所述 半导体存储装置的一部分构成的示意性电路图。

第5实施方式的半导体存储装置基本来上与第1实施方式~第4实施方式中的任一半导体存储装置同样地构成。但是,第5实施方式的半导体存储装置中,例如如图32所 示,在电压产生单元vg1与晶体管T

图33是表示可变电阻电路VR1的构成的示意性电路图。可变电阻电路VR1具备串联连接在电压产生单元vg1与晶体管T

第5实施方式的动作参数A、B中,例如包含在读出动作的时点t101~t102(图24)之间、时点t102~t103之间、及时点t103~t106之间,输入到可变电阻电路VR3的N 位数据。例如,使用动作参数B时的可变电阻电路VR3的电阻值也可大于使用动作参 数A时的可变电阻电路VR3的电阻值。另外,使用动作参数B时的可变电阻电路VR3 的电阻值也可与使用动作参数A时的可变电阻电路VR3的电阻值相同。

此外,第5实施方式的动作参数C、D中,例如包含在写入动作的时点t123~t124(图29)之间,输入到可变电阻电路VR1的N位数据。例如,使用动作参数D时的可变电阻 电路VR1的电阻值也可大于使用动作参数C时的可变电阻电路VR1的电阻值。另外, 使用动作参数D时的可变电阻电路VR1的电阻值也可与使用动作参数C时的可变电阻 电路VR1的电阻值相同。

此外,第5实施方式的动作参数C、D中,例如包含在写入动作的时点t131~t132(图29)之间、时点t132~t231之间(图31)、时点t132~t134之间(图31)、时点t135~t233之 间(图31)、时点t234~t137之间(图31)、时点t138~t235之间(图31)、及时点t236~t140 之间(图31),输入到可变电阻电路VR3的N位数据。例如,使用动作参数D时的可变 电阻电路VR3的电阻值也可大于使用动作参数C时的可变电阻电路VR3的电阻值。另 外,使用动作参数D时的可变电阻电路VR3的电阻值也可与使用动作参数C时的可变 电阻电路VR3的电阻值相同。

另外,第5实施方式中,可调整第1实施方式~第4实施方式中例示的任一个动作参数,也可不调整。

此外,如图32及图33所示的电路构成只不过是例示,具体构成能适当调整。例如,图32的例中,也可省略可变电阻电路VR1、VR3中的任一个。此外,例如图32的例 中,在驱动器电路DRV内的晶体管T

[第6实施方式]

接着,参考图34及图35,对第6实施方式的半导体存储装置进行说明。图34是表 示所述半导体存储装置的一部分构成的示意性俯视图。图35是省略图34的一部分构成 而表示的示意性俯视图。

第1实施方式~第5实施方式中,通过调整读出动作及写入动作的至少一个的动作参数,抑制布线电阻不均的影响。然而,这种方法只不过是例示,抑制布线电阻不均的 方法能适当调整。

例如,第6实施方式的半导体存储装置基本上与第1实施方式~第5实施方式中的任一半导体存储装置同样地构成。

但是,例如如参考图20所说明,第1实施方式~第5实施方式的半导体存储装置中,在X方向排列的2个导电层210经由在X方向延伸的低电阻布线m1a,连接在1个 接点C4,经由所述1个接点C4,连接在晶体管Tr。同样地,在X方向排列的2个导电 层230经由在X方向延伸的低电阻布线m1a,连接在1个接点C4,经由所述1个接点 C4,连接在晶体管Tr。

另一方面,例如如图34所示,第6实施方式的半导体存储装置中,在X方向排列 的2个导电层230分别经由接点CC,连接到在Y方向延伸的布线m0a,经由所述布线 连接在不同的接点C4。此外,在X方向排列的2个导电层210分别经由接点CC,连接 到在Y方向延伸的布线m0a,经由所述布线连接在不同的接点C4。此外,例如如图35 所示,第6实施方式的半导体存储装置中,在X方向排列的2个导电层230经由2个接 点C4,连接到在X方向延伸的布线d0、d1、d2的至少任一个。此外,在X方向排列的 2个导电层210经由2个接点C4,连接到在X方向延伸的布线d0、d1、d2的至少任一 个。

此处,如参考图11等所说明,布线d0、d1、d2与导电层110同样,包含钨(W)等 高耐热性材料。因此,根据这种构成,能抑制导电层200的2个部分201间的布线电阻 及导电层220的2个部分221间的布线电阻,与在X方向排列的2个导电层210间的布 线电阻及在X方向排列的2个导电层230间的布线电阻的差。

另外,第6实施方式中,可调整第1实施方式~第5实施方式中例示的任一动作参数,也可不调整。

此外,如图34及图35所示的构成只不过是例示,具体构成能适当调整。例如,图 35的例中,用来将在X方向排列的2个导电层210电连接的布线d0、d1、d2具备在X 方向延伸的大致直线状形状。同样地,用来将在X方向排列的2个导电层230电连接的 布线d0、d1、d2具备在X方向延伸的大致直线状形状。然而,例如如图36所示,这种 布线d0、d1、d2也可具备在Y方向延伸且在X方向排列的多个大致直线状的部分dy。 此外,例如如图37所示,这种布线d0、d1、d2也可具备在X方向延伸且在Y方向排列 的多个大致直线状的部分dx。根据这种构成,能进一步增大在X方向排列的2个导电 层210间的布线电阻、及在X方向排列的2个导电层230间的布线电阻。

[其它实施方式]

以上,对第1实施方式~第6实施方式的半导体存储装置进行了说明。然而,如以上说明的构成及动作只不过是例示,具体构成及动作能适当调整。

例如,第1实施方式~第6实施方式的存储单元阵列MCA如参考图11所说明,具 备在Z方向排列的2个存储单元阵列层L

然而,这种构成只不过是例示,具体构成能适当调整。

例如,第1实施方式~第6实施方式的存储单元阵列MCA中,也可省略存储单元 阵列层L

此外,例如第1实施方式~第6实施方式的存储单元阵列MCA中,也可在存储单 元阵列层L

此外,例如在第1实施方式~第6实施方式的半导体存储装置的说明中,例示了具有NAND连接的多个存储器晶体管的构成,作为存储单元阵列MCA的构成。然而,这 种构成只不过是例示,存储器晶体管的连接方法能适当调整。例如,也可采用具有NOR 连接的多个存储器晶体管的构成,作为存储单元阵列MCA的构成。

此外,例如在以上的例中,例示了栅极绝缘中包含绝缘性或导电性电荷储存部的构 成,作为存储器晶体管。然而,这种构成只不过是例示,存储器晶体管的栅极绝缘膜所含的构成能适当调整。例如,也可采用栅极绝缘膜中包含强介电质的构成,作为存储器 晶体管。

此外,例如在以上的例中,例示了具有多个存储器晶体管的构成,作为存储单元阵列MCA的构成。然而,这种构成只不过是例示,具体构成能适当调整。例如,也可采 用具有存储器晶体管以外的构成,作为存储单元阵列MCA的构成。

例如,存储单元阵列MCA也可为DRAM(Dynamic Random Access Memory:动态随 机存取存储器)。DRAM具备一个或多个电容器及一个或多个晶体管。DRAM在写入动 作及读出动作时,进行向电容器的充放电。字线连接在晶体管的栅极电极,位线连接在 晶体管的源极或漏极。存储单元阵列MCA的构成例如具有在Z方向排列的多个字线, 或在Z方向排列的多个位线。

此外,例如存储单元阵列MCA也可为SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)。SRAM具备2个CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor: 互补金属氧化物半导体)反相器。一个的输入端子连接在另一个的输出端子,一个的输出 端子连接在另一个的输入端子。

此外,存储单元阵列MCA也可为MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory:磁阻随机存取存储器)或STT-MRAM(Spin Transfer Torque:自旋转移力矩MRAM)等磁 阻存储器。MRAM及STT-MRAM包含一对强磁性膜与通道绝缘膜。一对强磁性膜对向 配置。通道绝缘膜设置在一对强磁性膜间。强磁性膜的磁化方向根据写入动作而变化。

此外,存储单元阵列MCA也可为ReRAM(Resistive Random Access Memory:电阻式随机存取存储器)等电阻变化存储器。ReRAM包含一对电极与金属氧化物等。金属氧 化物等设置在一对电极间。在金属氧化物等中,根据写入动作形成氧缺陷等的导电细丝。 一对电极经由所述氧缺陷等的导电细丝导通或切离。

此外,存储单元阵列MCA也可为PCRAM(Phase Change Random Access Memory: 相变随机存取存储器)或PCM(Phase Change Memory:相变存储器)等相变存储器。相变 存储器也可包含GeSbTe等硫化物膜。硫化物膜的结晶状态也可根据写入动作而变化。

此外,图36的例中,用来将在X方向排列的2个导电层210及在X方向排列的2 个导电层230电连接的布线d0、d1、d2具备在Y方向延伸且在X方向排列的多个大致 直线状的部分dy。此外,图37的例中,用来将在X方向排列的2个导电层210及在X 方向排列的2个导电层230电连接的布线d0、d1、d2具备在X方向延伸且在Y方向排 列的多个大致直线状的部分dx。然而,这种构成只不过是例示,具体构成能适当调整。 例如,图20的例中,用来将在X方向排列的2个导电层210及在X方向排列的2个导 电层230电连接的布线m0a、m1a具备在Y方向延伸且在X方向排列的多个大致直线 状的部分。同样地,图20的例中,用来将在X方向排列的2个导电层210及在X方向 排列的2个导电层230电连接的布线m0a、m1a具备在X方向延伸且在Y方向排列的 多个大致直线状的部分。

[其它]

虽说明了本发明的若干个实施方式,但所述实施方式是作为例子而提出的,并非意 在限定发明的范围。所述新颖的实施方式能以其它各种方式实施,能在不脱离发明主旨的范围内,进行各种省略、置换、变更。所述实施方式或其变化包含在发明范围或主旨 内,同时包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

技术分类

06120114707046