JP2010118580A - 不揮発性半導体記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不揮発性半導体記憶装置100は、複数のメモリストリングMS、及びメモリストリングMSの一端に接続された複数のドレイン側選択トランジスタSDTrを有する。ドレイン側選択トランジスタSDTrは、上方に延びるドレイン側柱状半導体層47と、ドレイン側柱状半導体層47の側面を取り囲むように形成された電荷蓄積層46bと、電荷蓄積層46bを取り囲むように形成されたドレイン側導電層42とを備える。不揮発性半導体記憶装置100は、選択されたメモリストリングMSからデータを読み出す前に、非選択メモリストリングMS(n−sel)に接続された非選択ドレイン側選択トランジスタSDTr(n−sel)の電荷蓄積層46bに電荷を蓄積させる制御信号生成部16を備える。
【選択図】図5
Description
(第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の構成)
先ず、図1を参照して、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の構成について説明する。図1、本発明の第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100のブロック図である。
次に、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の動作について説明する。先ず、図6〜図8を参照して、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の書き込み動作、読み出し動作、及び消去動作について説明する。図6〜図8に示す動作は、制御信号生成部16によって行われる。図6は、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の書き込み動作を示すタイミングチャートであり、図7は、その読み出し動作を示すタイミングチャートであり、図8は、その消去動作を示すタイミングチャートである。
次に、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100の効果について説明する。第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置100は、上記積層構造に示したように高集積化可能である。
(第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成)
次に、図15を参照して、第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成について説明する。図15は、第2実施形態に係るメモリブロックMBaの断面図である。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、図16を参照して、第2実施形態に係る読み出し動作の前後に実行される動作について説明する。図16に示す動作は、制御信号生成部16によって行われる。図16は、第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置における読み出し動作の前後に実行する動作を説明するフローチャートである。
次に、第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の効果について説明する。上記のように第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、ソース側選択トランジスタSSTrの閾値を制御可能に構成されている。したがって、不揮発性半導体記憶装置は、データ読み出し前に、非選択メモリストリングMS(n−sel)に接続された非選択ソース側選択トランジスタSSTr(n−sel)の閾値を高く制御することできる。これにより、不揮発性半導体記憶装置は、ビット線BLから非選択のメモリストリングMS(n−sel)を通じてソース線SLに流れるリーク電流を抑制することができる。すなわち、第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第1実施形態と同様に、より正確に読み出し動作を実行することができる。
(第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成)
次に、図22を参照して、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成について説明する。図22は、第3実施形態に係るメモリブロックMBbの断面図である。なお、第3実施形態において、第1及び第2実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の動作について説明する。第3実施形態における制御信号生成部16は、第1実施形態の図9に示した動作(ステップS101〜S103)、及び第2実施形態の図16に示した動作(ステップS201〜S203)を実行する。
次に、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の効果について説明する。第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第1及び第2実施形態に係る特徴を有する。したがって、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第1及び第2実施形態と同様と効果を奏する。
(第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成)
次に、図23〜図25を参照して、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の構成について説明する。図23は、第4実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のメモリブロックMBcの回路図である。図24は、メモリブロックMBcの概略斜視図である。図25は、図24の一部拡大断面図である。なお、第4実施形態において、第1〜第3実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
次に、第4実施形態に係る不揮発性半導体装置の動作について説明する。第4実施形態における制御信号生成部16は、第3実施形態と同様に、読み出し動作の前に、非選択メモリストリングMSbに接続された非選択ドレイン側選択トランジスタSDTrb(n−sel)、及び非選択ソース側選択トランジスタSSTrb(n−sel)の制御ゲートにプリプログラムを行い、それら制御ゲートの閾値を高くする。
次に、第4実施形態に係る不揮発性半導体装置の効果について説明する。第4実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第3実施形態と同様に動作する。したがって、第4実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置は、第3実施形態と同様の効果を奏する。
以上、不揮発性半導体記憶装置の一実施形態を説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更、追加、置換等が可能である。
Claims (5)
- 電気的に書き換え可能な複数のメモリセルが直列に接続された複数のメモリストリング、及び前記メモリストリングの一端に接続された複数の第1選択トランジスタを有し、
前記メモリストリングは、
基板に対して垂直方向に延びる柱状部を含む第1半導体層と、
前記柱状部の側面を取り囲むように形成された第1電荷蓄積層と、
前記柱状部の側面及び前記第1電荷蓄積層を取り囲むように形成され、前記メモリセルの制御電極として機能する第1導電層とを備え、
前記第1選択トランジスタは、
前記柱状部の上面から上方に延びる第2半導体層と、
前記第2半導体層の側面を取り囲むように形成された第2電荷蓄積層と、
前記第2半導体層の側面及び前記第2電荷蓄積層を取り囲むように形成され、前記第1選択トランジスタの制御電極として機能する第2導電層とを備え、
選択された前記メモリストリングからデータを読み出す前に、非選択の前記メモリストリングに接続された前記第1選択トランジスタの前記第2電荷蓄積層に電荷を蓄積させる制御回路を備える
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - マトリクス状に並ぶ複数の前記メモリストリング毎にメモリブロックを構成し、
前記制御回路は、選択された前記メモリブロック内の選択された前記メモリストリングからデータを読み出す前に、選択された前記メモリブロック内の非選択の前記メモリストリングに接続された前記第1選択トランジスタの前記第2電荷蓄積層に電荷を蓄積させる
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。 - 前記メモリストリングの他端に接続された複数の第2選択トランジスタを有し、
前記第2選択トランジスタは、
前記第1半導体層の下面から下方に延びる第3半導体層と、
前記第3半導体層の側面を取り囲むように形成された第3電荷蓄積層と、
前記第3半導体層の側面及び前記第3電荷蓄積層を取り囲むように形成され、前記第2選択トランジスタの制御電極として機能する第3導電層とを備え、
前記制御回路は、選択された前記メモリストリングからデータを読み出す前に、非選択の前記メモリストリングに接続された前記第2選択トランジスタの前記第3電荷蓄積層に電荷を蓄積させる
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置。 - マトリクス状に並ぶ複数の前記メモリストリング毎にメモリブロックを構成し、
前記制御回路は、選択された前記メモリブロック内の選択された前記メモリストリングからデータを読み出す前に、選択された前記メモリブロック内の非選択の前記メモリストリングに接続された前記第2選択トランジスタの前記第3電荷蓄積層に電荷を蓄積させる
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。 - 前記第1半導体層は、
一対の前記柱状部の下端を連結させるように形成された連結部を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の不揮発性半導体記憶装置。
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