JP2019212687A - 半導体メモリ - Google Patents
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Abstract
【課題】NANDストリングに接続された配線の抵抗値を簡便に見積もる。【解決手段】実施形態の半導体メモリは、第1方向に沿って並んだ第1乃至第3領域と、第1乃至第4導電体と、第1乃至第3絶縁体と、第1及び第2コンタクトとを含む。第1絶縁体及び第1導電体は、第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含むダミー領域において、交互に積層される。第2絶縁体は、最上層の第1導電体上に設けられる。第2導電体は、第2絶縁体上に設けられる。第3導電体は、第2絶縁体上且つ第1方向と交差する第2方向において第2導電体と隣り合う。第1及び第2コンタクトは、第1領域において、第2及び第3導電体上にそれぞれ設けられる。第3絶縁体は、第1領域と第2領域とのそれぞれにおいて、第2及び第3導電体間に設けられる。第4導電体は、第3領域において第2及び第3導電体間に設けられ、第2及び第3導電体間を電気的に接続する。【選択図】図17
Description
実施形態は、半導体メモリに関する。
データを不揮発に記憶することが可能なNAND型フラッシュメモリが知られている。
NANDストリングに接続された配線の抵抗値を簡便に見積もる。
実施形態の半導体メモリは、第1方向に沿って並んだ第1乃至第3領域と、第1乃至第4導電体と、第1乃至第3絶縁体と、第1及び第2ピラーと、第1及び第2コンタクトとを含む。第1絶縁体及び第1導電体は、第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含むダミー領域において、交互に積層される。第2絶縁体は、最上層の第1導電体上に設けられる。第2導電体は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられる。第3導電体は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられ且つ第1方向と交差する第2方向において第2導電体と隣り合う。複数の第1ピラーは、第2領域において、それぞれが第1導電体と第2導電体とを通過する。複数の第2ピラーは、第2領域において、それぞれが第1導電体と第3導電体とを通過する。第1及び第2コンタクトは、第1領域において、第2及び第3導電体上にそれぞれ設けられる。第3絶縁体は、第1領域と第2領域とのそれぞれにおいて、第2導電体と第3導電体との間に設けられる。第4導電体は、第3領域において第2導電体と第3導電体との間に設けられ、第2導電体と第3導電体との間を電気的に接続する。
以下に、実施形態について図面を参照して説明する。各実施形態は、発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示している。図面は模式的又は概念的なものであり、各図面の寸法及び比率等は必ずしも現実のものと同一とは限らない。本発明の技術思想は、構成要素の形状、構造、配置等によって特定されるものではない。
尚、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付す。参照符号を構成する文字の後の数字は、同じ文字を含んだ参照符号によって参照され、且つ同様の構成を有する要素同士を区別するために使用される。同様に、参照符号を構成する数字の後の文字は、同じ数字を含んだ参照符号によって参照され、且つ同様の構成を有する要素同士を区別するために使用される。同じ文字又は数字を含んだ参照符号で示される要素を相互に区別する必要がない場合、これらの要素はそれぞれ文字又は数字のみを含んだ参照符号により参照される。
[1]第1実施形態
以下に、第1実施形態に係る半導体メモリ1について説明する。
以下に、第1実施形態に係る半導体メモリ1について説明する。
[1−1]半導体メモリ1の構成
[1−1−1]半導体メモリ1の全体構成
半導体メモリ1は、例えばデータを不揮発に記憶することが可能なNAND型フラッシュメモリである。半導体メモリ1は、例えば外部のメモリコントローラ2によって制御される。図1は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の構成例を示している。
[1−1−1]半導体メモリ1の全体構成
半導体メモリ1は、例えばデータを不揮発に記憶することが可能なNAND型フラッシュメモリである。半導体メモリ1は、例えば外部のメモリコントローラ2によって制御される。図1は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の構成例を示している。
図1に示すように、半導体メモリ1は、例えばメモリセルアレイ10A及び10B、コマンドレジスタ11、アドレスレジスタ12、シーケンサ13、ドライバモジュール14、ロウデコーダモジュール15A及び15B、並びにセンスアンプモジュール16A及び16Bを備えている。
以下では、メモリセルアレイ10A、ロウデコーダモジュール15A、及びセンスアンプモジュール16Aの組のことをプレーンPN1と称する。メモリセルアレイ10B、ロウデコーダモジュール15B、及びセンスアンプモジュール16Bの組のことをプレーンPN2と称する。
メモリセルアレイ10A及び10Bのそれぞれは、データを不揮発に記憶する。メモリセルアレイ10A及び10Bのそれぞれには、複数のビット線及び複数のワード線が設けられる。メモリセルアレイ10A及び10Bのそれぞれは、複数のブロックBLK0〜BLKn(nは1以上の整数)を含んでいる。ブロックBLKは、不揮発性メモリセルの集合であり、例えばデータの消去単位として使用される。各メモリセルは、1本のビット線と1本のワード線とに関連付けられている。メモリセルアレイ10の詳細な構成については後述する。
コマンドレジスタ11は、半導体メモリ1がメモリコントローラ2から受信したコマンドCMDを保持する。コマンドCMDは、例えばシーケンサ13に読み出し動作、書き込み動作、消去動作等を実行させる命令を含んでいる。
アドレスレジスタ12は、半導体メモリ1がメモリコントローラ2から受信したアドレス情報ADDを保持する。アドレス情報ADDは、例えばブロックアドレスBAd、ページアドレスPAd、及びカラムアドレスCAdを含んでいる。例えば、ブロックアドレスBAd、ページアドレスPAd、及びカラムアドレスCAdは、それぞれブロックBLK、ワード線、及びビット線の選択に使用される。
シーケンサ13は、半導体メモリ1全体の動作を制御する。シーケンサ13は、プレーンPN1とプレーンPN2とを独立に制御することが可能である。例えば、シーケンサ13は、コマンドレジスタ11に保持されたコマンドCMDに基づいてドライバモジュール14及びプレーンPN1を制御して、プレーンPN1に対する読み出し動作、書き込み動作、消去動作等を実行する。同様に、シーケンサ13は、プレーンPN2に対する読み出し動作、書き込み動作、消去動作等を実行することも可能である。
ドライバモジュール14は、読み出し動作、書き込み動作、消去動作等で使用される電圧を生成する。そして、ドライバモジュール14は、アドレスレジスタ12に保持されたページアドレスPAdに基づいて、例えば選択ワード線に対応する信号線に生成した電圧を印加する。
ロウデコーダモジュール15A及び15Bは、それぞれメモリセルアレイ10A及び10Bに対応して設けられている。ロウデコーダモジュール15は、アドレスレジスタ12に保持されたブロックアドレスBAdに基づいて、対応するメモリセルアレイ10内の1つのブロックBLKを選択する。そして、ロウデコーダモジュール15は、例えば選択ワード線に対応する信号線に印加された電圧を、選択されたブロックBLK内の選択ワード線に転送する。
センスアンプモジュール16A及び16Bは、それぞれメモリセルアレイ10A及び10Bに対応して設けられている。センスアンプモジュール16は、書き込み動作において、メモリコントローラ2から受信した書き込みデータDATに応じて、対応するメモリセルアレイ10に設けられたビット線のそれぞれに所望の電圧を印加する。また、センスアンプモジュール16は、読み出し動作において、ビット線の電圧に基づいてメモリセルに記憶されたデータを判定し、判定結果を読み出しデータDATとしてメモリコントローラ2に転送する。
半導体メモリ1とメモリコントローラ2との間の通信は、例えばNANDインターフェイス規格をサポートしている。例えば、半導体メモリ1とメモリコントローラ2との間の通信では、コマンドラッチイネーブル信号CLE、アドレスラッチイネーブル信号ALE、ライトイネーブル信号WEn、リードイネーブル信号REn、レディビジー信号RBn、及び入出力信号I/Oが使用される。
コマンドラッチイネーブル信号CLEは、半導体メモリ1が受信した入出力信号I/OがコマンドCMDであることを示す信号である。アドレスラッチイネーブル信号ALEは、半導体メモリ1が受信した信号I/Oがアドレス情報ADDであることを示す信号である。ライトイネーブル信号WEnは、入出力信号I/Oの入力を半導体メモリ1に命令する信号である。リードイネーブル信号REnは、入出力信号I/Oの出力を半導体メモリ1に命令する信号である。
レディビジー信号RBnは、半導体メモリ1がメモリコントローラ2からの命令を受け付けるレディ状態であるか命令を受け付けないビジー状態であるかを、メモリコントローラ2に通知する信号である。入出力信号I/Oは、例えば8ビット幅の信号であり、コマンドCMD、アドレス情報ADD、データDAT等を含み得る。
以上で説明した半導体メモリ1及びメモリコントローラ2は、それらの組み合わせにより1つの半導体装置を構成しても良い。このような半導体装置としては、例えばSDTMカードのようなメモリカードや、SSD(solid state drive)等が挙げられる。
尚、第1実施形態では、2つのプレーン(プレーンPN1及びPN2)を有する半導体メモリ1が例示されているが、半導体メモリ1は、3つ以上のプレーンを含んでいても良い。また、プレーンの構成は上記構成に限定されず、プレーンは少なくともメモリセルアレイ10を含んでいれば良い。
[1−1−2]半導体メモリ1の回路構成
図2は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の回路構成の一例を、メモリセルアレイ10に含まれた複数のブロックBLKのうち1つのブロックBLKを抽出して示している。
図2は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の回路構成の一例を、メモリセルアレイ10に含まれた複数のブロックBLKのうち1つのブロックBLKを抽出して示している。
図2に示すように、ブロックBLKは、例えば4つのストリングユニットSU0〜SU3を含んでいる。各ストリングユニットSUは、ビット線BL0〜BLm(mは1以上の整数)にそれぞれ関連付けられた複数のNANDストリングNSを含んでいる。
NANDストリングNSは、例えばメモリセルトランジスタMT0〜MT7、並びに選択トランジスタST1及びST2を含んでいる。選択トランジスタST1は、例えば直列接続された選択トランジスタST1a、ST1b、及びST1cの組である。尚、選択トランジスタST1が含むトランジスタの個数は、任意の個数に設計され得る。
メモリセルトランジスタMTは、制御ゲート及び電荷蓄積層を含み、データを不揮発に保持する。選択トランジスタST1及びST2のそれぞれは、各種動作時におけるストリングユニットSUの選択に使用される。
各NANDストリングNSにおいて、メモリセルトランジスタMT0〜MT7は、選択トランジスタST1aのソースと選択トランジスタST2のドレインとの間に直列接続される。同一のブロックBLK内のメモリセルトランジスタMT0〜MT7の制御ゲートは、それぞれワード線WL0〜WL7に共通接続される。
各NANDストリングNSにおいて、選択トランジスタST1cのドレインは、対応するビット線BLに接続される。言い換えると、選択トランジスタST1の一端が、直列接続されたメモリセルトランジスタMT0〜MT7の一端に接続され、選択トランジスタST1の他端が、対応するビット線BLに接続される。
ストリングユニットSU0内の選択トランジスタST1a、ST1b、及びST1cのゲートは、それぞれ選択ゲート線SGDa0、SGDb0、及びSGDc0に共通接続される。ストリングユニットSU1内の選択トランジスタST1a、ST1b、及びST1cのゲートは、それぞれ選択ゲート線SGDa1、SGDb1、及びSGDc1に共通接続される。
ストリングユニットSU2内の選択トランジスタST1a、ST1b、及びST1cのゲートは、それぞれ選択ゲート線SGDa2、SGDb2、及びSGDc2に共通接続される。ストリングユニットSU3内の選択トランジスタST1a、ST1b、及びST1cのゲートは、それぞれ選択ゲート線SGDa3、SGDb3、及びSGDc3に共通接続される。
同一のブロックBLK内の選択トランジスタST2のソースは、ソース線SLに共通接続される。同一のブロックBLK内の選択トランジスタST2のゲートは、選択ゲート線SGSに共通接続される。
以上で説明したメモリセルアレイ10の回路構成において、複数のブロックBLK間で同一列に対応する選択トランジスタST1cのドレインは、同じビット線BLに接続される。ソース線SLは、例えば複数のブロックBLK間で共通接続される。
1つのストリングユニットSU内で共通のワード線WLに接続された複数のメモリセルトランジスタMTは、例えばセルユニットCUと称される。各セルユニットCUの記憶容量は、メモリセルトランジスタMTが記憶するデータのビット数に基づいて変化する。
例えば、1つのセルユニットCUは、メモリセルトランジスタMTの各々が1ビットデータを記憶する場合に1ページデータを記憶することが出来、メモリセルトランジスタMTの各々が2ビットデータを記憶する場合に2ページデータを記憶することが出来る。
このように、「1ページデータ」は、例えば1ビットデータを記憶するメモリセルトランジスタMTで構成されたセルユニットCUが記憶するデータの総量で定義される。
尚、第1実施形態に係る半導体メモリ1が備えるメモリセルアレイ10の回路構成は、以上で説明した構成に限定されない。例えば、各NANDストリングNSが含むメモリセルトランジスタMT並びに選択トランジスタST1及びST2の個数は、それぞれ任意の個数に設計され得る。各ブロックBLKが含むストリングユニットSUの個数は、任意の個数に設計され得る。
[1−1−3]半導体メモリ1の構造
以下に、第1実施形態に係る半導体メモリ1の構造の一例について説明する。第1実施形態に係る半導体メモリ1は、半導体基板とメモリセルアレイ10との間、すなわちメモリセルアレイ10下にセンスアンプモジュール16等の回路が設けられた構造を有する。
以下に、第1実施形態に係る半導体メモリ1の構造の一例について説明する。第1実施形態に係る半導体メモリ1は、半導体基板とメモリセルアレイ10との間、すなわちメモリセルアレイ10下にセンスアンプモジュール16等の回路が設けられた構造を有する。
尚、以下で参照される図面において、X方向はワード線WLの延伸方向に対応し、Y方向はビット線BLの延伸方向に対応し、Z方向は半導体メモリ1が形成される半導体基板20の表面に対する鉛直方向に対応している。
また、以下で参照される断面図では、図を見易くするために、絶縁層(層間絶縁膜)、配線、コンタクト等の構成要素が適宜省略されている。また、平面図には、図を見易くするために、ハッチングが適宜付加されている。平面図に付加されたハッチングは、ハッチングが付加された構成要素の素材や特性とは必ずしも関連していない。
(メモリセルアレイ10A及び10Bの平面レイアウト)
図3は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10A及び10Bの平面レイアウトの一例を示している。
図3は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10A及び10Bの平面レイアウトの一例を示している。
図3に示すように、プレーンPN1に対応するメモリセルアレイ10Aの領域とプレーンPN2に対応するメモリセルアレイ10Bの領域とはX方向に隣り合っている。そして、メモリセルアレイ10Aの領域とメモリセルアレイ10Bの領域との間には、プレーン分離領域PNdivが設けられている。
メモリセルアレイ10A及び10Bに対応する領域のそれぞれは、X方向に沿って、例えばセル領域CA、引出領域HA、及びC4接続領域C4tapに分割され得る。
セル領域CAは、複数のNANDストリングNSが形成される領域である。引出領域HAは、NANDストリングNSに接続された選択ゲート線SGD及びSGS並びにワード線WLのそれぞれとロウデコーダモジュール15との間を電気的に接続するためのコンタクトが形成される領域である。C4接続領域C4tapは、例えばNANDストリングNSに接続されたソース線SLや、メモリセルアレイ10上に設けられた電源線や信号線等と、メモリセルアレイ10下に設けられた回路との間を電気的に接続するためのコンタクトが形成される領域である。
メモリセルアレイ10AのC4接続領域C4tapと、メモリセルアレイ10BのC4接続領域C4tapとのそれぞれは、プレーン分離領域PNdivに接している。メモリセルアレイ10Aの引出領域HAと、メモリセルアレイ10Bの引出領域HAとのそれぞれは、プレーン分離領域PNdivから離れている。メモリセルアレイ10A及び10Bのそれぞれにおいて、セル領域CAは、引出領域HAとC4接続領域C4tapとの間に配置される。
また、メモリセルアレイ10A及び10Bのそれぞれは、例えばブロック群BLKG0〜BLKG3を含んでいる。各ブロック群BLKGは、X方向に沿って延伸しており、ブロック群BLKG0〜BLKG3はY方向に配列している。各メモリセルアレイ10が含むブロック群BLKGの個数は、任意の個数に設計され得る。ブロック群BLKGは、複数のブロックBLKを含んでいる。セル領域CAにおいて隣り合うブロック群BLKG間には、例えばBL接続領域BLtapが設けられている。
BL接続領域BLtapは、NANDストリングNSに接続されたビット線BLと、メモリセルアレイ10下に配置されたセンスアンプモジュール16との間を電気的に接続するためのコンタクトが形成される領域である。
図4は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10のより詳細な平面レイアウトの一例を、メモリセルアレイ10Aに設けられた1つのブロック群BLKGを抽出して示している。
図4に示すように、ブロック群BLKGは、例えば4つのアクティブブロックABLKと、2つのダミーブロックDBLKとを含んでいる。
アクティブブロックABLKは、データの記憶に使用されるブロックBLKである。各メモリセルアレイ10に含まれたアクティブブロックABLKの総数は、各メモリセルアレイ10に含まれたブロックBLKの総数に対応している。
ダミーブロックDBLKは、データの記憶に使用されないブロックBLKである。ダミーブロックDBLKは、後述するスリットSLTやメモリピラーMPの形状を保証するために設けられる。
アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKのそれぞれは、X方向に沿って延伸している。4つのアクティブブロックABLKはY方向に配列し、2つのダミーブロックDBLK間に配置される。
また、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKのそれぞれは、例えばX方向に沿って延伸したスリットSLT(以下、横方向スリットSLT)に2辺が接し、且つY方向に沿って延伸したスリットSLT(以下、縦方向スリットSLT)に1辺が接した領域に設けられる。
具体的には、ブロック群BLKGのX方向における一端部分に、縦方向スリットSLTが設けられる。そして、Y方向に配列した複数の横方向スリットSLTが、当該一端部分に設けられた縦方向スリットSLTに接するように設けられる。
言い換えると、スリットSLTは、例えばX方向の他端側が開いた櫛形に設けられる。そして、櫛形のスリットSLTに含まれ、且つY方向に配列する複数の横方向スリットSLTのうち隣り合う横方向スリットSLT間の領域に、ダミーブロックDBLK又はアクティブブロックABLKが設けられる。
尚、ブロック群BLKGのX方向における他端部分に縦方向スリットSLTが設けられても良い。この場合、Y方向に配列した複数の横方向スリットSLTが、当該他端部分の縦方向スリットSLTに接していても良いし、離れていても良い。
アクティブブロックABLKにおいて、隣り合う横方向スリットSLT間の領域には、例えばX方向に沿って引出領域HAからC4接続領域C4tapまで延伸した横方向スリットSLTが含まれている。この横方向スリットSLTは、引出領域HAにおいてスリット分断部DJを有している。Y方向に配列する横方向スリットSLT間には、例えばX方向に沿って延伸したスリットSHEが配置される。アクティブブロックABLKにおいて、スリットSHEは、例えば引出領域HAのスリット分断部DJの近傍からC4接続領域C4tapまで延伸している。
ダミーブロックDBLKにおいて、Y方向に配列する横方向スリット間には、例えばX方向に沿って延伸したスリットSHEsが配置される。スリットSHEsは、例えばスリットSHEと同時に形成される。そして、スリットSHEsは、C4接続領域C4tapに重なっている部分の長さが、スリットSHEよりも短く設けられる。
ダミーブロックDBLKは、図4に示すようにスリットSHEを含んでいても良く、スリットSHEsは、少なくともブロック群BLKGに含まれたダミーブロックDBLKに少なくとも1つ含まれていれば良い。
尚、各ブロック群BLKGが含むアクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKのそれぞれの個数は、任意の個数に設計され得る。ダミーブロックDBLKは、Y方向に配列するアクティブブロックABLK間に配置されても良い。
また、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKのそれぞれの領域に含まれる横方向スリットSLTの個数は、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLK間で異なっていても良い。
(セル領域CAにおけるメモリセルアレイ10の構造)
図5は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10のセル領域CAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図5は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10のセル領域CAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図5に示すように、セル領域CAにおいてメモリセルアレイ10は、複数のメモリピラーMPと、複数のダミーピラーDMPとを含んでいる。具体的には、アクティブブロックABLKにおいて、スリットSLT及びSHE間には、複数のメモリピラーMPが千鳥状に配置されている。例えばダミーピラーDMPは、スリットSHEと重なるように配置されている。
メモリピラーMPは、例えば1つのNANDストリングNSとして機能する。ダミーピラーDMPは、例えばメモリピラーMPと同様の構造を有するが、データの記憶に使用されない構造体である。
例えば、アクティブブロックABLKにおいて隣り合うスリットSLT及びSHE間に設けられた複数のメモリピラーMPの集合が、1つのストリングユニットSUに相当する。つまり、アクティブブロックABLKにおいてストリングユニットSUは、X方向に沿って延伸している。そして、例えばストリングユニットSU0〜SU3は、Y方向に配列している。
ダミーブロックDBLKにおいて隣り合うスリットSLT及びSHEs間には、スリットSLT及びSHE間と同様に複数のメモリピラーMPが配置される。セル領域CAにおけるダミーブロックDBLKのその他の平面レイアウトは、例えばアクティブブロックABLKの平面レイアウトと同様のため、説明を省略する。
図6は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10のセル領域CAにおけるより詳細な平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLKのストリングユニットSU0及びSU1を抽出して示している。
図6に示すように、メモリセルアレイ10には、図5を用いて説明したメモリピラーMPの配置に対応して、複数のビット線BLと、複数のコンタクトCHとが配置される。
具体的には、複数のビット線BLのそれぞれはY方向に延伸しており、複数のビット線BLはX方向に配列している。複数のコンタクトCHは、各ビット線BLと、当該ビット線BLに対応するメモリピラーMPとの間にそれぞれ設けられる。
例えば、各メモリピラーMPには、2本のビット線BLが重なっている。そして、各メモリピラーMPは、柱状のコンタクトCHを介して、重なっている複数のビット線BLのうち1本のビット線BLと電気的に接続される。
尚、メモリピラーMPに重なっているビット線BLの本数は、任意の本数に設計され得る。各メモリピラーMPには、重なっているビット線BLのうち1本のビット線BLがコンタクトCHを介して電気的に接続されれていれば良い。
図7は、図6のVII−VII線に沿った断面図であり、セル領域CA内のアクティブブロックABLKに対応する領域におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
図7に示すように、セル領域CA内のアクティブブロックABLKに対応する領域には、例えば導電体21〜25、メモリピラーMP、ダミーピラーDMP、コンタクトCH、並びにスリットSLT及びSHEが含まれている。
半導体基板20の上方には、絶縁層を介して導電体21が設けられる。導電体21は、例えばXY平面に沿って広がった板状に形成され、ソース線SLとして使用される。導電体21は、例えばリンがドープされたポリシリコン(Si)である。尚、半導体基板20と導電体21との間の領域、すなわちメモリセルアレイ10下には、例えばロウデコーダモジュール15やセンスアンプモジュール16等の回路が設けられる(図示せず)。
導電体21上には、絶縁層を介して導電体22が設けられる。導電体22は、例えばXY平面に沿って広がった板状に形成され、選択ゲート線SGSとして使用される。導電体22は、例えばリンがドープされたポリシリコン(Si)である。
導電体22上には、絶縁層と導電体23とが交互に積層される。導電体23は、例えばXY平面に沿って広がった板状に形成される。積層された複数の導電体23は、半導体基板20側から順に、それぞれワード線WL0〜WL7として使用される。導電体23は、例えばタングステン(W)を含んでいる。
導電体23上には、絶縁層と導電体24とが交互に積層される。導電体24は、例えばXY平面に沿って広がった板状に形成される。積層された複数の導電体24は、半導体基板20側から順に、それぞれ選択ゲート線SGDa〜SGDcとして使用される。導電体24は、例えばタングステン(W)を含んでいる。
導電体24上には、絶縁層を介して導電体25が設けられる。導電体25は、例えばY方向に沿って延伸したライン状に形成され、ビット線BLとして使用される。つまり、図示せぬ領域では、複数の導電体25がX方向に配列している。導電体25は、例えば銅(Cu)を含んでいる。
メモリピラーMPは、Z方向に沿って延伸した柱状に形成され、例えば導電体22〜24を貫通している。具体的には、例えばメモリピラーMPの上端は、導電体24が設けられた層と導電体25が設けられた層との間の層に含まれている。メモリピラーMPの下端は、例えば導電体21が設けられた層に含まれている。言い換えると、メモリピラーMPの下端は、導電体21を貫通せずに導電体21に接触している。
また、メモリピラーMPは、例えばコア部材30、導電体31、及び積層膜32を含んでいる。コア部材30は、Z方向に沿って延伸した柱状に形成される。例えばコア部材30の上端は、例えば最上層の導電体24が設けられた層とメモリピラーMPの上端との間の層に含まれている。コア部材30の下端は、例えば導電体21が設けられた層に含まれている。コア部材30は、例えば二酸化シリコン(SiO2)等の絶縁体を含んでいる。
コア部材30は、導電体31によって覆われている。導電体31は、導電体21が設けられた層において導電体21と接触した部分を有し、導電体21と電気的に接続される。導電体31は、例えばポリシリコン(Si)である。導電体31の側面と下面とは、導電体21及び31間が接触する部分を除いて、積層膜32によって覆われている。
図8は、ワード線WLとして使用される導電体23を含み且つ半導体基板20の表面に平行な断面におけるメモリピラーMPの断面構造の一例を示している。
図8に示すように、導電体23を含む層においてコア部材30は、メモリピラーMPの中央部に設けられている。導電体31は、コア部材30の側面を覆っている。積層膜32は、導電体31の側面を覆っている。積層膜32は、例えばトンネル酸化膜33、絶縁膜34、及びブロック絶縁膜35を含んでいる。
トンネル酸化膜33は、導電体31の側面を覆っている。絶縁膜34は、トンネル酸化膜33の側面を覆っている。ブロック絶縁膜35は、絶縁膜34の側面を覆っている。導電体23は、ブロック絶縁膜35の側面を覆っている。
図7に戻り、メモリピラーMPの上面、すなわち導電体31上には、柱状のコンタクトCHが設けられる。コンタクトCHの上面には、1個の導電体25、すなわち1本のビット線BLが接触している。
ダミーピラーDMPは、Z方向に沿って延伸した柱状に形成され、例えば導電体22〜24を貫通している。ダミーピラーDMPの構成は、例えばメモリピラーMPの構成と同様のため、説明を省略する。
スリットSLTは、XZ平面に沿って広がった板状に形成され、例えば導電体22〜24を分断している。具体的には、スリットSLTの上端は、例えばメモリピラーMPの上端を含む層と導電体25が設けられた層との間の層に含まれている。スリットSLTの下端は、例えば導電体21が設けられた層に含まれている。言い換えると、スリットSLTの下端は、例えば導電体21を貫通せずに導電体21に接触している。スリットSLTは、例えば二酸化シリコン(SiO2)等の絶縁体を含んでいる。
スリットSHEは、XZ平面に沿って広がった板状に形成され、例えば導電体24と、ダミーピラーDMPの一部とをそれぞれ分断している。具体的には、例えばスリットSHEの上端は、メモリピラーMPの上端を含む層と導電体25が設けられた層との間の層に含まれている。スリットSLTの下端は、例えば最上層の導電体23が設けられた層と最下層の導電体24が設けられた層との間に含まれている。スリットSHEは、少なくとも当該領域に設けられた全ての導電体24を分断していれば良い。スリットSHEは、例えば二酸化シリコン(SiO2)等の絶縁体を含んでいる。
以上で説明したメモリピラーMPの構成では、例えば、メモリピラーMPと導電体22とが交差する部分が、選択トランジスタST2として機能する。メモリピラーMPと複数の導電体23のそれぞれとが交差する部分が、それぞれメモリセルトランジスタMT0〜MT7として機能する。メモリピラーMPと複数の導電体24のそれぞれとが交差する部分が、それぞれ選択トランジスタST1a〜ST1cとして機能する。
つまり、メモリピラーMPに含まれた導電体31は、メモリセルトランジスタMT並びに選択トランジスタST1及びST2のそれぞれのチャネルとして機能する。絶縁膜34は、メモリセルトランジスタMTの電荷蓄積層として機能する。
図9は、セル領域CA内のダミーブロックDBLKに対応する領域におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
図9に示すように、セル領域CA内のダミーブロックDBLKに対応する領域には、例えば導電体21〜25、メモリピラーMP、ダミーピラーDMP、並びにスリットSLT及びSHEが含まれている。図示されていないセル領域CAにおけるスリットSHEsの構造は、スリットSHEの構造と同様である。このダミーブロックDBLKの構造は、例えばアクティブブロックABLKからコンタクトCHが省略された構造と同様である。
セル領域CAにおいてダミーブロックDBLKは、例えばアクティブブロックABLKにおいてコンタクトCHが設けられない構造が好ましいが、コンタクトCHが設けられていても良い。すなわち、ダミーブロックDBLKでは、メモリピラーMPと導電体25との間が電気的に接続されていても良いし、接続されていなくても良い。
尚、アクティブブロックABLKにおいて、メモリピラーMPと導電体25との間は、2つ以上のコンタクトを介して電気的に接続されても良いし、その他の配線を介して電気的に接続されても良い。このような場合にダミーブロックDBLKでは、メモリピラーMPと導電体25との間にアクティブブロックABLKと同様のコンタクト及び配線が形成されていても良いし、アクティブブロックABLKに設けられたコンタクト及び配線のうちの一部が省略された構造が形成されていても良い。また、ダミーブロックDBLKには、アクティブブロックABLKと同様にメモリピラーMPが設けられていても良いし、設けられていなくても良い。
(引出領域HAにおけるメモリセルアレイ10の構造)
図10は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の引出領域HAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図10は、第1実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の引出領域HAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図10に示すように、引出領域HA内のアクティブブロックABLKの領域において、選択ゲート線SGS、ワード線WL0〜WL7、及び選択ゲート線SGDにそれぞれ対応する複数の導電体は、上層の導電体と重ならない部分(テラス部分)を有している。
例えば、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24は、X方向に段差が形成された階段状に設けられる。引出領域HAにおいて、アクティブブロックABLK内の横方向スリットSLTは、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcを分断している。スリットSHEも同様に、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcを分断している。
本例では、アクティブブロックABLKにおいて選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcのそれぞれが、スリットSLT及びSHEによって4つに分離される。この4つに分離された選択ゲート線SGD(SGDa、SGDb、及びSGDcの組)が、それぞれストリングユニットSU0〜SU3に対応している。
ワード線WL0〜WL7にそれぞれ対応する複数の導電体23は、例えばY方向に1段の段差を有し且つX方向に段差が形成された2列の階段状に設けられる。アクティブブロックABLK内の横方向スリットに設けられたスリット分断部DJは、例えばワード線WL7のテラス部分に配置される。同一のアクティブブロックABLK内で同じ層に設けられたワード線WLは、スリット分断部DJを介して短絡している。
選択ゲート線SGSに対応する導電体22は、例えばワード線WL0及びWL1の端部領域からX方向に引き出されている。アクティブブロックABLK内の横方向スリットSLTは、選択ゲート線SGSを分断していても良いし、分断していなくても良い。
また、アクティブブロックABLKにおいて、例えば選択ゲート線SGS、ワード線WL0〜WL7、並びに選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcのテラス部分には、それぞれコンタクトCCが設けられる。
それぞれがアクティブブロックABLKに接する2つの横方向スリットSLT間の領域のうち、X方向における端部領域には、例えばC3接続領域C3tapが設けられる。C3接続領域C3tapは、メモリセルアレイ10上に設けられた配線と、メモリセルアレイ10下に設けられた配線との間を接続するためのコンタクト(図示せず)が設けられる領域である。
選択ゲート線SGS、ワード線WL0〜WL7、及び選択ゲート線SGDのそれぞれは、例えば対応するコンタクトCCと、C3接続領域C3tapを通過するコンタクトとのそれぞれを介して、メモリセルアレイ10下に設けられたロウデコーダモジュール15に電気的に接続される。
尚、C3接続領域C3tapは、横方向スリットSLTによって挟まれる領域よりも外側に設けられても良い。また、引出領域HAにおいて、隣り合うブロックBLK間に設けられる横方向スリットSLTは、少なくとも選択ゲート線SGSに対応する導電体22を分断していれば良い。このため、メモリセルアレイ10のレイアウトに依っては、横方向スリットSLTによって挟まれるC3接続領域C3tapが設けられない場合もある。
引出領域HAにおいて、ダミーブロックDBLK内のスリットSHEsは、スリットSHEと同様に選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcを分断している。引出領域HAにおけるダミーブロックDBLKのその他の平面レイアウトは、例えば隣接しているアクティブブロックABLKの平面レイアウトを反転したものと同様のため、説明を省略する。
図11は、図10のIX−IX線に沿った断面図であり、引出領域HA内のアクティブブロックABLKに対応する領域におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
図11に示すように、引出領域HA内のアクティブブロックABLKに対応する領域には、例えば導電体21〜24と、導電体40〜44と、コンタクトCC、V1、及びC3とが含まれている。
選択ゲート線SGS、ワード線WL、及び選択ゲート線SGDにそれぞれ対応する導電体22、導電体23、及び導電体24のそれぞれの端部は、上述したように階段状に設けられる。つまり、引出領域HAにおいて、導電体22〜24のそれぞれの端部は、少なくとも上層に設けられた導電体23又は24と重ならない部分を有している。尚、導電体21の端部は、引出領域HAにおいて導電体22よりも外側まで引き出されなくても良い。
各コンタクトCCは、Z方向に沿って延伸した柱状に形成される。コンタクトCCは、例えば柱状に形成された導電体を含んでいる。コンタクトCC内に設けられた柱状の導電体の側面には、スペーサが設けられていても良い。コンタクトCC内の導電体は例えばタングステン(W)を含み、スペーサは例えば二酸化シリコン(SiO2)を含んでいる。
導電体40〜44のそれぞれは、セル領域CRから引出領域HAに引き出された導電体22〜24と、ロウデコーダモジュール15との間を接続するための配線である。複数の導電体40は、それぞれ複数のコンタクトCC上に設けられる。複数の導電体40上には、それぞれ複数のコンタクトV1が設けられる。複数のコンタクトV1上には、それぞれ複数の導電体41が設けられる。
導電体41は、例えば対応する導電体42に電気的に接続される。導電体42は、例えばコンタクトV1を介して、C3接続領域C3tap内且つ導電体40と同じ層に設けられた導電体43に電気的に接続される。導電体43は、例えばコンタクトC3を介して、C3接続領域C3tap内且つ導電体21よりも下層に設けられた導電体44に電気的に接続される。導電体44は、図示されないコンタクト及び配線を介して、ロウデコーダモジュール15に電気的に接続される。
尚、導電体40及び43がそれぞれ形成される層は、同じであっても良いし、異なっていても良い。導電体41及び42がそれぞれ形成される層は、同じであっても良いし、異なっていても良い。対応する導電体40及び41間は、複数のコンタクトを介して接続されていても良く、複数のコンタクト間に異なる配線が接続されていても良い。
また、図11には、当該断面図の奥行き方向に設けられるスリットSHEの配置が破線で表示されている。図11に示すように、アクティブブロックABLK内のスリットSHEは、引出領域HAにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24を分断するように設けられる。
図12は、引出領域HA内のダミーブロックDBLKに対応する領域におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
図12に示すように、引出領域HA内のダミーブロックDBLKに対応する領域には、例えば導電体21〜24と、導電体40〜45と、コンタクトCC、V1、V2及びC3とが含まれている。
導電体45は、例えばマイクロパッドとして使用される。マイクロパッドは、例えば検査工程で使用されるパッドである。導電体45は、コンタクトV2を介して対応する導電体42に電気的に接続される。つまり、ダミーブロックDBLKにおいて引き出された各種配線は、例えばマイクロパッドに電気的に接続される。
また、図12には、当該断面図の奥行き方向に設けられるスリットSHEsの配置が破線で表示されている。図12に示すように、引出領域HAにおいて、ダミーブロックDBLK内のスリットSHEsは、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24を分断するように設けられる。
引出領域HAにおけるダミーブロックDBLKのその他の構造は、例えば引出領域HAにおけるアクティブブロックABLKの構造と同様のため、説明を省略する。
尚、導電体45と導電体42との間は、複数のコンタクトと配線とを介して接続されていても良い。導電体45は、半導体メモリ1のチップ表面に露出していても良い。また、ダミーブロックDBLKにおいて引き出された各種配線は、導電体21よりも下層に設けられた回路に接続されていても良いし、接続されていなくても良い。つまり、ダミーブロックDBLKでは、導電体43及び44並びにコンタクトC3は省略されても良い。
また、以上の説明では、例えばアクティブブロックABLKのワード線WLがC3接続領域C3tapを介してメモリセルアレイ10下のロウデコーダモジュール15に接続される場合について例示したが、これに限定されない。例えば、導電体23(ワード線WL)の端部に接続されたコンタクトCCが、引出領域HAにおいて、ダミーブロックDBLK内の積層配線(複数の導電体23等)を貫通するコンタクトを介して、メモリセルアレイ10下のロウデコーダモジュール15に電気的に接続されても良い。
また、導電体23の端部に接続されたコンタクトCCが、引出領域HAにおいて、アクティブブロックABLK内の積層配線(複数の導電体23等)を貫通するコンタクトを介して、メモリセルアレイ10下のロウデコーダモジュール15に電気的に接続されても良い。ブロック群BLKGのX方向における他端部分に縦方向スリットSLTが設けられた場合に、C3接続領域C3tapは、縦方向スリットと横方向スリットによって囲まれた領域よりも外側の領域に配置されても良い。
(プレーン分離領域PNdiv近傍におけるメモリセルアレイ10の構造)
図13は、第1実施形態に係る半導体メモリ1のプレーン分離領域PNdiv近傍における平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。以下では、プレーンPN1のC4接続領域C4tapに注目して説明する。
図13は、第1実施形態に係る半導体メモリ1のプレーン分離領域PNdiv近傍における平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。以下では、プレーンPN1のC4接続領域C4tapに注目して説明する。
図13に示すように、C4接続領域C4tapにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24と、最上層のワード線WLに対応する導電体23とは、例えば上層の導電体と重ならない部分(テラス部分)を有している。
例えば、アクティブブロックABLKにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24は、X方向に段差が形成された階段状に設けられる。C4接続領域C4tapにおいて、アクティブブロックABLK内の横方向スリットSLTは、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcを分断している。スリットSHEも同様に、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcを分断している。
また、アクティブブロックABLK内に配置された横方向スリットSLTは、縦方向スリットSLTに接していない。つまり、C4接続領域C4tapにおいて同じ層に設けられたワード線WLは、ストリングユニットSU0〜SU3間で短絡している。
ダミーブロックDBLKにおいて、スリットSHEsの端部は、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcの階段部分まで延伸していない。言い換えると、C4接続領域C4tapにおいてスリットSHEsは、隣り合うストリングユニットSU且つ同じ層に設けられた選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcのそれぞれを分断していない。つまり、ダミーブロックDBLK内でスリットSHEsを介して隣り合うストリングユニットSUにおいて、同じ層に設けられた選択ゲート線SGDは、C4接続領域C4tapにおいて短絡している。
C4接続領域C4tapにおけるダミーブロックDBLKのその他の平面レイアウトは、例えば隣接しているアクティブブロックABLKの平面レイアウトを反転したものと同様のため、説明を省略する。
図14は、図13のXIV−XIV線に沿った断面図であり、プレーン分離領域PNdiv近傍でアクティブブロックABLKに対応する領域を含むメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
まず、プレーンPN1のC4接続領域C4tapに注目して説明する。
図14に示すように、C4接続領域C4tap内のアクティブブロックABLKに対応する領域には、例えば導電体21〜24と、導電体47、48、及び50と、コンタクトCS及びC4とが含まれている。
プレーンPN1において導電体21の端部は、例えばセル領域CAからC4接続領域C4tapの途中まで延伸している。導電体22及び23は、それぞれ縦方向スリットSLTによって分断され、縦方向スリットSLTに接触している。選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24は、例えば引出領域HAと同様に階段状に設けられる。これに限定されず、C4接続領域C4tapにおいて選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24は、階段状に形成されていなくても良い。
C4接続領域C4tapにおいて、導電体21上には、柱状のコンタクトCSが設けられているコンタクトCSは、導電体46及びスペーサSPを含んでいる。導電体46は、柱状に設けられ、下端が導電体21に接触している。スペーサSPは、導電体46の側面に設けられる。
コンタクトCS上、すなわち導電体46上には、導電体47が設けられる。導電体47は、例えばC4接続領域C4tapにおいて同じ層に設けられた導電体48に電気的に接続される。
導電体48は、コンタクトC4を介して導電体21よりも下層に設けられた導電体50に電気的に接続される。コンタクトC4は、導電体49及びスペーサSPを含んでいる。導電体49は、柱状に設けられ、下端が導電体50に接触し、上端が導電体48に接触している。スペーサSPは、導電体49の側面に設けられている。導電体50は、メモリセルアレイ10下に設けられた回路に電気的に接続される。
尚、図14には、1組のコンタクトCS及びC4が表示されているが、C4接続領域C4tapには、複数のコンタクトCS及びC4が含まれていても良いし、複数の導電体47、48、及び50が含まれていても良い。この場合に、導電体21は、コンタクトCS及びC4と導電体47及び48との組み合わせによって、対応する導電体50に電気的に接続される。
プレーンPN1に対応する縦方向スリットとプレーンPN2に対応する縦方向スリットとの間の領域(プレーン分離領域PNdiv)において、導電体23が設けられた配線層には、絶縁体51が設けられた領域(ON領域)が含まれている。絶縁体51は、スリットSLTから離れた部分に形成され得る。絶縁体51は、例えば窒化シリコン(SiN)を含んでいる。
また、図14には、当該断面図の奥行き方向に設けられるスリットSHEの配置が破線で表示されている。図14に示すように、C4接続領域C4tapにおいて、アクティブブロックABLK内のスリットSHEは、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24を分断するように設けられる。
図15は、C4接続領域C4tap内のダミーブロックDBLKに対応する領域におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。また、図15には、当該断面図の奥行き方向に設けられるスリットSHEsの配置が破線で表示されている。
図15に示すように、ダミーブロックDBLK内のスリットSHEsは、C4接続領域C4tapにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24を分断していない。C4接続領域C4tapにおけるダミーブロックDBLKのその他の構造は、例えばC4接続領域C4tapにおけるアクティブブロックABLKの構造と同様のため、説明を省略する。
以上の説明では、プレーンPN1に対応するメモリセルアレイ10Aの構造について詳述したが、プレーンPN2の構造は、例えばプレーンPN1の構造をY方向を対称軸として反転したものと同様のため、説明を省略する。
尚、以上で説明したメモリセルアレイ10の構造において、導電体23の個数は、ワード線WLの本数に基づいて設計される。選択ゲート線SGSには、複数層に設けられた複数の導電体22が割り当てられても良い。選択ゲート線SGSが複数層に設けられる場合に、導電体22と異なる導電体が使用されても良い。
[1−2]第1実施形態の効果
以上で説明した第1実施形態に係る半導体メモリ1に依れば、選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが出来る。以下に、本効果の詳細について説明する。
以上で説明した第1実施形態に係る半導体メモリ1に依れば、選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが出来る。以下に、本効果の詳細について説明する。
図16は、第1実施形態の比較例におけるメモリセルアレイ(プレーン)の平面レイアウトの一例を示している。
図16に示すように、比較例におけるメモリセルアレイでは、X方向の両側に引出領域が設けられている。具体的には、X方向の一方側及び他方側にそれぞれ引出領域HA1及びHA2が配置され、引出領域HA1及びHA2間にセル領域CAが配置されている。
例えば、比較例の引出領域HA1における平面レイアウトは、第1実施形態における引出領域HAにおける平面レイアウトと同様である。比較例の引出領域HA2における平面レイアウトは、第1実施形態における引出領域HAの平面レイアウトを、Y方向を対称軸として反転させたレイアウトと同様である。
このように、セル領域CAを挟むように引出領域HAが配置される場合、セル領域CAから引き出された各種配線には、例えば引出領域HA1と引出領域HA2とのそれぞれにコンタクトCCが接続される。
尚、比較例において、選択ゲート線SGD及びSGS並びにワード線WLのそれぞれは、X方向の両側から電圧が印加されても良いし、X方向の片側から電圧が印加されても良い。つまり、比較例では、各配線のX方向の一方側及び他方側にそれぞれ接続された2つのコンタクトCCのうち、一方のコンタクトCCのみがロウデコーダモジュールに接続されても良いし、両方のコンタクトCCがロウデコーダモジュールに接続されても良い。
これに対して、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、X方向に2つのプレーンPN1及びPN2(メモリセルアレイ10A及び10B)が隣り合う構造を有している。そして、プレーンPN1及びPN2のそれぞれにおいて、2つのプレーンPN1及びPN2間のプレーン分離領域PNdivに接する部分に、C4接続領域C4tapが設けられている。
このように、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、比較例と異なり、プレーンPN1及びPN2のそれぞれの引出領域HAが、X方向の一方側のみに設けられている。
その結果、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、比較例のようにX方向の両側に引出領域HAの階段構造を有する2つのプレーンを隣接させる場合よりも、引出領域HAが占める面積を抑制することが出来る。従って、第1実施形態に係る半導体メモリ1は、複数のプレーンを有する半導体メモリ1のチップ面積の増大を抑制することが出来る。
また、図16に示された比較例におけるダミーブロックDBLKでは、引出領域HA1に設けられたコンタクトCCに接続されたマイクロパッドと、引出領域HA2に設けられたコンタクトCCに接続されたマイクロパッドとを用いることによって、対応する配線の抵抗値を容易に計測することが出来る。
ダミーブロックDBLKの構造は、アクティブブロックABLKの構造と類似しているため、ダミーブロックDBLKにおける配線抵抗は、アクティブブロックABLKにおいて同じ層に形成された配線の抵抗と同様になる。つまり、比較例では、ダミーブロックDBLKに設けられた配線の抵抗値を測定することによって、アクティブブロックABLKに設けられた配線の抵抗値を見積もることが出来る。
一方で、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、ダミーブロックDBLKの領域に設けられたスリットSHEのうち少なくとも1つのスリットSHEをスリットSHEsに置き換えることによって、アクティブブロックABLKの選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることを可能としている。
図17は、第1実施形態に係る半導体メモリ1において選択ゲート線SGDの抵抗値を測定する方法の一例を示している。
図17に示すように、第1実施形態に係る半導体メモリ1において、スリットSHEは、隣り合うストリングユニットSUに設けられた選択ゲート線SGD間を分断している。このため、スリットSHEを介して隣り合う2つのコンタクトCC間は絶縁されている。
一方で、ダミーブロックDBLKに設けられたスリットSHEsは、引出領域HA及びセル領域CAで選択ゲート線SGDを分断している一方で、C4接続領域C4tapで選択ゲート線SGDを分断していない。
このため、スリットSHEsを介して隣り合う2つのコンタクトCC間はC4接続領域C4tapを介して電気的に接続されている。具体的には、スリットSHEsを介して隣り合う2つのコンタクトCC間の電流経路は、図17の矢印“Rsg”で示されたように、セル領域CAを2回通過する。
このように、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、スリットSHEsを介して隣り合う2つのコンタクトCC間の抵抗を、スリットSHEsの端部領域を介して測定することが出来る。スリットSHEsを介して隣り合う2つのコンタクトCC間の抵抗値は、当該コンタクトCCが接続された配線の抵抗値を2倍にしたものと略同一になる。
従って、第1実施形態に係る半導体メモリ1では、ダミーブロックDBLKにおいてスリットSHEsに隣接する選択ゲート線SGD間の抵抗を測定することによって、アクティブブロックABLKにおける選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが出来る。
また、以上のように第1実施形態に係る半導体メモリ1では、大幅な設計変更を施すこと無くアクティブブロックABLK内の選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが可能となるため、半導体メモリ1の開発コストを抑制することが出来る。
[2]第2実施形態
第2実施形態に係る半導体メモリ1は、第1実施形態におけるダミーブロックDBLK内の選択ゲート線SGDと同様の構造を、ダミーブロックDBLK内のワード線WLに形成する。以下に、第2実施形態に係る半導体メモリ1について、第1実施形態と異なる点を説明する。
第2実施形態に係る半導体メモリ1は、第1実施形態におけるダミーブロックDBLK内の選択ゲート線SGDと同様の構造を、ダミーブロックDBLK内のワード線WLに形成する。以下に、第2実施形態に係る半導体メモリ1について、第1実施形態と異なる点を説明する。
[2−1]半導体メモリ1の構造
図18は、第2実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の引出領域HAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図18は、第2実施形態に係る半導体メモリ1の備えるメモリセルアレイ10の引出領域HAにおける平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図18に示すように、第2実施形態における引出領域HAの平面レイアウトは、第1実施形態における引出領域HAの平面レイアウトに対して、ダミーブロックDBLKにおけるワード線WLの階段部分のレイアウト及び構成が異なっている。
具体的には、第2実施形態におけるダミーブロックDBLK内に形成される横方向スリットSLTから、スリット分断部DJが省略されている。つまり、引出領域HAにおいて、ダミーブロックDBLK内の横方向スリットSLTは連続的に形成され、ワード線WLを分断している。
また、第2実施形態におけるダミーブロックDBLKでは、ワード線WLの2列階段において、Y方向に形成される段差部分の位置が異なっている。例えば、当該段差部分が、ワード線WL1、WL3、WL5、及びWL7側にずれて配置される。そして、ダミーブロックDBLK内に形成される横方向スリットSLTは、ワード線WL0、WL2、WL4、及びWL6のテラス部分を分断している。
それから、2つに分断されたワード線WL0、WL2、WL4、及びWL6のテラス部分には、それぞれコンタクトCCが設けられる。スリットSLTを介して隣り合い且つ同じワード線WLのテラス部分に接続された2つコンタクトCCのそれぞれは、第1実施形態と同様に、マイクロパッドに接続される。
尚、第2実施形態におけるダミーブロックDBLKでは、第1実施形態においてダミーブロックDBLKに設けられていたスリットSHEsが、スリットSHEに置き換えられている場合が例示されている。第2実施形態におけるアクティブブロックABLKの平面レイアウトは、第1実施形態に係る半導体メモリ1と同様であっても良い。また、ワード線WLの2列階段においてY方向に形成される段差部分の位置が、ダミーブロックDBLKと同様にずれていても良い。
以下に、第2実施形態におけるダミーブロックDBLKの断面構造の具体例について、図19を用いて説明する。図19は、図18のXIX−XIX線に沿った断面図であり、ワード線WL2及びWL3のそれぞれのテラス部分とワード線WL2及びWL3間の段差部分とが含まれたメモリセルアレイ10の断面構造を示している。
図19に示すように、ダミーブロックDBLK内に設けられた横方向スリットSLTは、導電体22と、ワード線WL0〜WL2としてそれぞれ使用される複数の導電体23とを分断している。同様に、アクティブブロックABLK内に設けられた横方向スリットSLTは、導電体22と、ワード線WL0〜WL2としてそれぞれ使用される複数の導電体23とを分断している。ダミーブロックDBLKとアクティブブロックABLKとの間に設けられた横方向スリットSLTは、導電体22と、ワード線WL0〜WL3としてそれぞれ使用される複数の導電体23とを分断している。
ダミーブロックDBLKに形成されたワード線WL2及びWL3の段差部分は、アクティブブロックABLK側にずれて配置されている。このため、ダミーブロックDBLKにおいてワード線WL2に対応する導電体23には、2箇所のテラス部分TP1及びTP2が形成される。そして、テラス部分TP1及びTP2のそれぞれの上に、コンタクトCCが形成される。テラス部分TP1に接続されたコンタクトCCとテラス部分TP2に接続されたコンタクトCCとは、図示せぬ領域において、異なるマイクロパッドに電気的に接続される。
図20は、第2実施形態に係る半導体メモリ1のプレーン分離領域PNdiv近傍における平面レイアウトの一例を、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKをそれぞれ1つずつ抽出して示している。
図20に示すように、第2実施形態に係る半導体メモリ1は、ダミーブロックDBLK内にスリットSHEsの代わりにスリットSHEが設けられている。つまり、第2実施形態では、C4接続領域C4tapにおける平面レイアウトが、アクティブブロックABLKとダミーブロックDBLKと同様になっている。
以上で説明した第2実施形態に係る半導体メモリ1のその他の構成は、例えば第1実施形態に係る半導体メモリ1の構成と同様のため、説明を省略する。
[2−2]第2実施形態の効果
以上で説明した第2実施形態に係る半導体メモリ1に依れば、引出領域HAが1つだけ設けられるメモリセルアレイ10において、アクティブブロックABLKのワード線WLの抵抗値を見積もることが可能となる。
以上で説明した第2実施形態に係る半導体メモリ1に依れば、引出領域HAが1つだけ設けられるメモリセルアレイ10において、アクティブブロックABLKのワード線WLの抵抗値を見積もることが可能となる。
図21は、第2実施形態に係る半導体メモリ1においてワード線WLの抵抗値を測定する方法の一例を示している。
図21に示すように、第2実施形態に係る半導体メモリ1において、アクティブブロックABLK内に設けられた横方向スリットSLTはスリット分断部DJを有し、アクティブブロックABLK内で同じ層に設けられたワード線WLは、スリット分断部DJを介して電気的に接続されている。
一方で、ダミーブロックDBLK内に設けられた横方向スリットSLTは、連続的に設けられている。ダミーブロックDBLKにおいて同じ層に設けられたワード線WL0、WL2、WL4、及びWL6のそれぞれは、スリットSLTを挟むように配置された2つのコンタクトCCに接続される。そして、この2つのコンタクトCCがそれぞれ異なるマイクロパッドに接続される。
このため、ダミーブロックDBLK内で同じワード線WLに対応し且つスリットSLTを介して隣り合う2つのコンタクトCC間は、C4接続領域C4tapを介して電気的に接続されている。
具体的には、ダミーブロックDBLK内で同じワード線WLに対応し且つスリットSLTを介して隣り合う2つのコンタクトCC間の電流経路は、図21の矢印“Rwl”で示されたように、セル領域CAを2回通過する。
このように、第2実施形態に係る半導体メモリ1では、ダミーブロックDBLK内で同じワード線WLに対応し且つスリットSLTを介して隣り合う2つのコンタクトCC間の抵抗を、C4接続領域C4tapに含まれたスリットSLTの端部領域を介して測定することが出来る。当該2つのコンタクトCC間の抵抗値は、当該2つのコンタクトCCが接続された配線の抵抗値を2倍にしたものと略同一になる。
従って、第2実施形態に係る半導体メモリ1では、ダミーブロックDBLKにおいてスリットSLTに隣接するワード線WL間の抵抗を測定することによって、アクティブブロックABLKにおけるワード線WLの抵抗値を見積もることが出来る。
また、以上のように第2実施形態に係る半導体メモリ1では、大幅な設計変更を施すこと無くアクティブブロックABLK内のワード線WLの抵抗値を見積もることが可能となるため、半導体メモリ1の開発コストを抑制することが出来る。
尚、第2実施形態では、ワード線WLが2列の階段で形成され、且つテラス部分を通過する横方向スリットSLTの本数が1本であることから、抵抗値を測定することが可能なワード線WLの本数は、ダミーブロックDBLKに設けられたワード線WLの本数の1/2となる。
このように、第2実施形態を適用して測定することが可能なワード線WLの本数は、引出領域HAにおけるワード線WLの階段部分のレイアウトと、ダミーブロックDBLK内に形成される横方向スリットSLTの本数に基づいて変化する。
[3]変形例等
実施形態の半導体メモリは、第1方向に沿って並んだ第1乃至第3領域<例えば、HA、CA、及びC4tap>と、第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含むダミー領域<例えば、DBLK>と、第1乃至第4導電体と、第1乃至第3絶縁体と、第1及び第2ピラーと、第1及び第2コンタクトとを含む。第1絶縁体及び第1導電体<例えば、導電体23>は、ダミー領域において、交互に積層される。第2絶縁体は、最上層の第1導電体上に設けられる。第2導電体<例えば、導電体24>は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられる。第3導電体<例えば、導電体24>は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられ且つ第1方向と交差する第2方向において第2導電体と隣り合う。複数の第1ピラー<例えば、MP>は、第2領域において、それぞれが第1導電体と第2導電体とを通過する。複数の第2ピラー<例えば、MP>は、第2領域において、それぞれが第1導電体と第3導電体とを通過する。第1及び第2コンタクト<例えば、CC>は、第1領域において、第2及び第3導電体上にそれぞれ設けられる。第3絶縁体<例えば、SLT>は、第1領域と第2領域とのそれぞれにおいて、第2導電体と第3導電体との間に設けられる。第4導電体<例えば、C4接続領域C4tap内の導電体23>は、第3領域において第2導電体と第3導電体との間に設けられ、第2導電体と第3導電体との間を電気的に接続する。これにより、NANDストリングに接続された配線の抵抗値を簡便に見積もることが出来る。
実施形態の半導体メモリは、第1方向に沿って並んだ第1乃至第3領域<例えば、HA、CA、及びC4tap>と、第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含むダミー領域<例えば、DBLK>と、第1乃至第4導電体と、第1乃至第3絶縁体と、第1及び第2ピラーと、第1及び第2コンタクトとを含む。第1絶縁体及び第1導電体<例えば、導電体23>は、ダミー領域において、交互に積層される。第2絶縁体は、最上層の第1導電体上に設けられる。第2導電体<例えば、導電体24>は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられる。第3導電体<例えば、導電体24>は、第2絶縁体上において第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられ且つ第1方向と交差する第2方向において第2導電体と隣り合う。複数の第1ピラー<例えば、MP>は、第2領域において、それぞれが第1導電体と第2導電体とを通過する。複数の第2ピラー<例えば、MP>は、第2領域において、それぞれが第1導電体と第3導電体とを通過する。第1及び第2コンタクト<例えば、CC>は、第1領域において、第2及び第3導電体上にそれぞれ設けられる。第3絶縁体<例えば、SLT>は、第1領域と第2領域とのそれぞれにおいて、第2導電体と第3導電体との間に設けられる。第4導電体<例えば、C4接続領域C4tap内の導電体23>は、第3領域において第2導電体と第3導電体との間に設けられ、第2導電体と第3導電体との間を電気的に接続する。これにより、NANDストリングに接続された配線の抵抗値を簡便に見積もることが出来る。
上記実施形態で説明したメモリセルアレイ10の構造において、メモリピラーMPは、複数のピラーがZ方向に連結された構造であっても良い。例えば、メモリピラーMPは、それぞれが複数の導電体23を貫通する複数のピラーがZ方向に連結された構造を有していても良い。また、メモリピラーMPは、導電体22及び23を貫通するピラーと、導電体24を貫通するピラーとが連結された構造を有していても良い。この場合、スリットSLTは例えば導電体24を分断しない構造となり、導電体24は、スリットSLTと異なるスリットによって分断される。
尚、上記実施形態では、メモリセルアレイ10の領域が1つのC4接続領域C4tapを含む場合について例示したが、セル領域CA内に複数のC4接続領域C4tapが含まれていても良い。セル領域CA内に挿入されるC4接続領域C4tapの個数は、任意の個数に設計され得る。
また、上記実施形態では、プレーン分割領域PNdivと隣り合うC4接続領域C4tapにコンタクトCS及びC4が設けられる場合について例示したが、プレーン分割領域PNdivと隣り合うC4接続領域C4tapには、コンタクトCS及びC4が設けられなくても良い。プレーン分割領域PNdivと隣り合うC4接続領域C4tapには、少なくとも各選択ゲート線SGDのテラス部分が形成されていれば良い。
尚、第1実施形態と第2実施形態とは、組み合わせることが可能である。図22は、第1実施形態及び第2実施形態の組み合わせた場合のメモリセルアレイ10の平面レイアウトの一例を示している。
図22に示すように、ダミーブロックDBLKには、スリットSHEsが設けられている。また、ダミーブロックDBLKに設けられた横方向スリットSLTには、スリット分断部DJが省略され、ワード線WLのY方向の段差部分がずれて配置されている。そして、同じワード線WLにおいて、横方向スリットSLTによって形成された2つのテラス部分のそれぞれにコンタクトCCが設けられ、これらのコンタクトCCのそれぞれにマイクロパッドが接続される。
このように、半導体メモリ1は、第1実施形態と第2実施形態の特徴を有するダミーブロックDBLKを有する場合、ダミーブロックDBLKを用いてワード線WLと選択ゲート線SGDの抵抗値を測定することが可能となる。
尚、上記実施形態では、引出領域HAにおいてワード線WLが2列の階段を形成する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、引出領域HAにおいて、ワード線WLの端部は、1列の階段で形成されても良いし、3列以上の階段で形成されても良い。
図23は、第2実施形態の変形例に係る半導体メモリ1におけるメモリセルアレイ10の引出領域HAの平面レイアウトの一例を示している。尚、図23では、ワード線WLの本数が12本(ワード線WL0〜WL11)である場合を例示している。
図23に示すように、アクティブブロックABLK及びダミーブロックDBLKのそれぞれにおいて、ワード線WLの端部が3列の階段を形成している。具体的には、アクティブブロックABLKにおいて、ワード線WL0〜WL11にそれぞれ対応する複数の導電体23は、例えばY方向に2段の段差を有し且つX方向に段差が形成された3列の階段状に設けられる。
このような場合にも、アクティブブロックABLK内の横方向スリットSLTは、スリット分断部DJを有している。そして、スリット分断部DJは、例えばワード線WL10のテラス部分近傍に設けられている。このように、ワード線WLは、3列の階段を形成する場合にも、例えばアクティブブロックABLK内且つ引出領域HA内で短絡した部分を有している。
上述したアクティブブロックABLKに隣り合うダミーブロックDBLKにおけるワード線WLのレイアウトは、X方向を対称軸として反転したレイアウトと同様になる。そして、第2実施形態で説明したように、ダミーブロックDBLK内の横方向スリットSLTは、スリット分断部DJを有さず、連続的に形成される。
図23に示すようなレイアウトである場合、ダミーブロックDBLK内の横方向スリットSLTは、引出領域HAにおいてワード線WL1、WL4、WL7、及びWL10を分断している。このため、ワード線WL1、WL4、WL7、及びWL10は2つのテラス部分を有している。そして、ダミーブロックDBLKでは、この2つのテラス部分のそれぞれにコンタクトCCが設けられ、異なるマイクロパッドに電気的に接続される。
これにより、図23に示す一例では、2つのマイクロパッドが接続されたワード線WL1、WL4、WL7、WL10のそれぞれの抵抗値を測定することが可能となる。第2実施形態の変形例における半導体メモリ1のその他の構成は、第2実施形態に係る半導体メモリ1の構成と同様であっても良いし、ダミーブロックDBLK内に第1実施形態のようにスリットSHEsが設けられても良い。
尚、第1実施形態では、プレーン分割領域PNdivと隣り合うC4接続領域C4tapに各選択ゲート線SGDのテラス部分が形成されている場合について例示したが、これに限定されない。例えば、プレーン分割領域PNdiv近傍の選択ゲート線SGDの構造を、当該領域におけるワード線WLと同様の構造にしても良い。
図24は、第1実施形態の第1変形例に係る半導体メモリ1のプレーン分割領域PNdiv近傍における平面レイアウトの一例を示している。
図24に示すように、第1変形例におけるメモリセルアレイ10の平面レイアウトでは、図13を用いて説明した第1実施形態におけるメモリセルアレイ10の平面レイアウトに対して、テラス部分の構成と、スリットSHEの配置とが異なっている。
具体的には、C4接続領域C4tapには、最上層の導電体24に対応する選択ゲート線SGDcのテラス部分のみが含まれている。スリットSHEの端部が、第1実施形態よりもプレーン分割領域PNdiv側に延伸し、横方向スリットSLTと交差している。
そして、第1変形例におけるメモリセルアレイ10では、X方向に延伸したスリットSHEpが、アクティブブロックABLK内に配置された横方向スリットSLTの端部と、縦方向スリットSLTとのそれぞれに重なるように設けられている。例えば、スリットSHEpは、縦方向スリットSLTと交差するように配置される。
図25〜図27のそれぞれは、図24に示されたメモリセルアレイ10のX方向に沿った断面構造の一例を示している。図25は、スリットSHEの配置を示し、図26は、横方向スリットSLT及びスリットSHEpの配置を示し、図27は、スリットSHEsの配置を示している。尚、図25〜図27では、コンタクトCS及びC4に関連する構成要素の図示が省略されている。
図25に示すように、第1変形例において、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcにそれぞれ対応する複数の導電体24は、プレーン分割領域PNdivの途中まで延伸しており、縦方向スリットSLTによって分断されている。
プレーン分割領域PNdivにおける選択ゲート線SGDに対応する配線層の構造は、例えば当該領域におけるワード線WLに対応する配線層の構造と同様である。具体的には、選択ゲート線SGDに対応する配線層は、プレーン分割領域PNdivにおいてON領域が形成される。言い換えると、プレーン分割領域PNdivにおいて、プレーンPN1の縦方向スリットSLTに接する導電体24と、プレーンPN2の縦方向スリットSLTに接する導電体24との間には、絶縁体51が設けられている。
図25において破線で示されたスリットSHEは、縦方向スリットSLTと交差するように設けられ、且つC4接続領域C4tap内において全ての導電体24を分断している。言い換えると、C4接続領域C4tapにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcは、スリットSHEによって分断されている。
図26に示すように、破線で示されたスリットSHEpは、横方向スリットSLTと縦方向スリットSLTとのそれぞれと重なるように設けられ、且つC4接続領域C4tap内において全ての導電体24を分断している。言い換えると、C4接続領域C4tapにおいて、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDcは、スリットSLT及びSHEpによって分断されている。図26におけるメモリセルアレイ10のその他の構造は、例えば図25を用いて説明したメモリセルアレイ10の構造と同様である。
図27に示すように、破線で示されたスリットSHEsの端部は、C4接続領域C4tap内に設けられ、縦方向スリットSLTから離れている。このため、スリットSHEsを介して隣り合う導電体24は、スリットSHEsと縦方向スリットSLTとの間に設けられた導電体24を介して電気的に接続されている。図27におけるメモリセルアレイ10のその他の構造は、例えば図25を用いて説明したメモリセルアレイ10の構造と同様である。
尚、図24〜図27には、スリットSHE及びSHEpのそれぞれと、縦方向スリットSLTが交差する場合が例示されているが、スリットSHE及びSHEpのそれぞれの端部は、少なくとも縦方向スリットSLTまで延伸していれば良い。
また、プレーンPN1内のスリットSHEと、プレーンPN2内のスリットSHEとは、プレーン分割領域PNdivを介して連続的に設けられても良い。同様に、プレーンPN1内のスリットSHEpと、プレーンPN2内のスリットSHEpとは、プレーン分割領域PNdivを介して連続的に設けられても良い。
以上で説明した第1実施形態の第1変形例に係る半導体メモリ1においても、ダミーブロックDBLKが使用されることによって、第1実施形態と同様に選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが出来る。
図28は、第1実施形態の第2変形例に係る半導体メモリ1のプレーン分割領域PNdiv近傍における平面レイアウトの一例を示している。
図28に示すように、第2変形例におけるメモリセルアレイ10の平面レイアウトでは、図24を用いて説明した第1変形例におけるメモリセルアレイ10の平面レイアウトに対して、スリットSHEpが省略され、横方向スリットSLTの配置が異なっている。
具体的には、第2変形例におけるメモリセルアレイ10では、アクティブブロックABLK又はダミーブロックDBLK内に配置された横方向スリットSLTが、対応するプレーンの縦方向スリットSLTまで延伸している。
図29は、図28に示されたメモリセルアレイ10のX方向に沿った断面構造の一例を示している。図29には、ブロックBLK内に設けられた横方向スリットSLTの配置が一点鎖線で示されている。
図29に示すように、第2変形例において、C4接続領域C4tap内に設けられた横方向スリットSLTは、プレーン分割領域PNdivと隣り合う縦方向スリットSLTに接している。つまり、当該横方向スリットSLTは、選択ゲート線SGDa、SGDb、及びSGDc、並びにワード線WL0〜WL7をそれぞれ分断している。図29におけるメモリセルアレイ10のその他の構造は、例えば図25を用いて説明したメモリセルアレイ10構造と同様である。
以上で説明した第1実施形態の第2変形例に係る半導体メモリ1においても、ダミーブロックDBLKが使用されることによって、第1実施形態と同様に選択ゲート線SGDの抵抗値を見積もることが出来る。
尚、第1及び第2変形例のそれぞれは、第2実施形態と組み合わせることも可能である。第2変形例と第2実施形態を組み合わせる場合、第2実施形態で説明したワード線WLの抵抗測定が実行されるダミーブロックDBLKには、例えば縦方向スリットSLTと接しない横方向スリットSLTが含まれるように設計される。
尚、上記実施形態では、メモリセルアレイ10下にロウデコーダモジュール15等の回路が形成される場合を例に説明したが、これに限定されない。図30は、第1実施形態の第3変形例におけるメモリセルアレイ10の断面構造の一例を示している。
図30に示すように、メモリセルアレイ10は、半導体基板20上に形成されても良い。具体的には、半導体基板20上に絶縁層を介して導電体22が積層される。導電体22上に、絶縁層と導電体23が交互に積層される。最上層の導電体23上に、絶縁層と導電体24が交互に積層される。セル領域CAにおいて、メモリピラーMPは、導電体22〜24を貫通し、メモリピラーMPの底部が半導体基板20上の図示せぬウェル領域に接続される。図示せぬソース線SLは、このウェル領域に電気的に接続される。
本変形例において、引出領域HAに形成される各配線の階段構造は、第1実施形態で説明したメモリセルアレイ10の構造と同様である。導電体22〜24のそれぞれの端部から引き出された配線は、図示せぬ領域において、半導体基板20上に設けられたロウデコーダモジュール15に電気的に接続される。
また、本変形例では、C4接続領域C4tapにおいて例えばメモリセルアレイ10の積層配線を貫通するコンタクトは形成されず、セル領域CA内にC4接続領域C4tapは設けられない。つまり、本変形例では、隣り合うプレーンPN1及びPN2間のC4接続領域C4tapのみが設けられ、当該C4接続領域C4tapは、上記実施形態で説明した積層配線の構造とスリットSLTの構造とを形成するための領域となる。本変形例における半導体メモリ1のその他の構造は、例えば第1実施形態に係る半導体メモリ1の構造と同様である。
上記実施形態において、メモリセルアレイ10内に設けられているブロックBLKがダミーブロックDBLKであるかアクティブブロックABLKであるかは、ブロックアドレスBAが割り当てられているかどうかによって判断され得る。
具体的には、ダミーブロックDBLKにはブロックアドレスBAが割り当てられず、アクティブブロックABLKにはブロックアドレスBAが割り当てられる。例えば、ブロックアドレスBAを1ずつ増やしながら順にアクセスされた場合に一度もアクセスされないブロックBLKは、ダミーブロックDBLKであると判断され得る。
尚、メモリセルアレイ10の構造は、その他の構造であってもよい。その他のメモリセルアレイ10の構成については、例えば“三次元積層不揮発性半導体メモリ”という2009年3月19日に出願された米国特許出願12/407,403号に記載されている。“三次元積層不揮発性半導体メモリ”という2009年3月18日に出願された米国特許出願12/406,524号、“不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法”という2010年3月25日に出願された米国特許出願12/679,991号に記載されている。“半導体メモリ及びその製造方法”という2009年3月23日に出願された米国特許出願12/532,030号に記載されている。これらの特許出願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。
本明細書において“接続”とは、電気的に接続されている事を示し、例えば間に別の素子を介することを除外しない。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…半導体メモリ、2…メモリコントローラ、10…メモリセルアレイ、11…コマンドレジスタ、12…アドレスレジスタ、13…シーケンサ、14…ドライバモジュール、15…ロウデコーダモジュール、16…センスアンプモジュール、20…半導体基板、21〜26,29…導電体、30…コア部材、31…導電体、32…積層膜、33…トンネル酸化膜、34…絶縁膜、35…ブロック絶縁膜、40〜51…導電体、CC,C3,C4,V1,V2…コンタクト、BL…ビット線、WL…ワード線、SGD,SGS…選択ゲート線、BLK…ブロック、BLKG…ブロック群、SU…ストリングユニット、MT…メモリセルトランジスタ、ST1,ST2…選択トランジスタ
Claims (11)
- 第1方向の一方側に順に並んだ第1乃至第3領域と、
前記第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含むダミー領域と、
前記ダミー領域において、交互に積層された第1絶縁体及び第1導電体と、
最上層の前記第1導電体上の第2絶縁体と、
前記第2絶縁体上において前記第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられた第2導電体と、
前記第2絶縁体上において前記第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられ且つ前記第1方向と交差する第2方向において前記第2導電体と隣り合う第3導電体と、
前記第2領域において、それぞれが前記第1導電体と前記第2導電体とを通過した複数の第1ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが前記第1導電体と前記第3導電体とを通過した複数の第2ピラーと、
前記第1領域において、前記第2及び第3導電体上にそれぞれ設けられた柱状の第1及び第2コンタクトと、
前記第1領域と前記第2領域とのそれぞれにおいて、前記第2導電体と前記第3導電体との間に設けられた第3絶縁体と、
前記第3領域において前記第2導電体と前記第3導電体との間に設けられ、前記第2導電体と前記第3導電体との間を電気的に接続する第4導電体と、
を備える半導体メモリ。 - 前記第1乃至第3領域を含み且つ前記第2方向において前記ダミー領域と隣り合う第1アクティブ領域と、
前記第1アクティブ領域において交互に積層された第4絶縁体及び第5導電体と、
最上層の前記第5導電体上の第5絶縁体と、
前記第5絶縁体上において前記第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられた第6導電体と、
前記第5絶縁体上において前記第1乃至第3領域に亘って連続的に設けられ且つ前記第6導電体と隣り合う第7導電体と、
前記第2領域において、それぞれが前記第5導電体と前記第6導電体とを通過し、前記第5導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第3ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが前記第5導電体と前記第7導電体とを通過し、前記第5導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第4ピラーと、
前記第1領域において、前記第6及び第7導電体上にそれぞれ設けられた柱状の第3及び第4コンタクトと、
前記第6導電体と前記第7導電体との間に設けられ、前記第6導電体と前記第7導電体との間を電気的に絶縁する第6絶縁体と、
をさらに備える、請求項1に記載の半導体メモリ。 - 前記第1領域において、積層された前記第5導電体のそれぞれの上に柱状の第5コンタクトが接続され、
前記第3領域において、積層された前記第5導電体のそれぞれの上に柱状のコンタクトが接続されない、
請求項2に記載の半導体メモリ。 - 前記第3領域の前記第1方向の前記一方側に順に並んだ第4乃至第6領域と、
前記第4乃至第6領域を含み且つ前記第1アクティブ領域と前記第1方向において隣り合う第2アクティブ領域と、
前記第2アクティブ領域において交互に積層された第7絶縁体及び第8導電体と、
最上層の前記第8導電体上の第8絶縁体と、
前記第8絶縁体上において前記第4乃至第6領域に亘って連続的に設けられた第9導電体と、
前記第8絶縁体上において前記第4乃至第6領域に亘って連続的に設けられ且つ前記第9導電体と前記第2方向において隣り合う第10導電体と、
前記第5領域において、それぞれが前記第8導電体と前記第9導電体とを通過し、前記第8導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第5ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが前記第8導電体と前記第10導電体とを通過し、前記第8導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第6ピラーと、
前記第6領域において、前記第9及び第10導電体上にそれぞれ設けられた柱状の第6及び第7コンタクトと、
前記第4領域と前記第5領域とのそれぞれにおいて、前記第9導電体と前記第10導電体との間に設けられ、前記第9導電体と前記第10導電体との間を電気的に絶縁する第9絶縁体と、
をさらに備える、
請求項3に記載の半導体メモリ。 - 前記第6領域において、積層された前記第8導電体のそれぞれの上に柱状の第8コンタクトが接続され、
前記第4領域において、積層された前記第8導電体のそれぞれの上に柱状のコンタクトが接続されない、
請求項4に記載の半導体メモリ。 - それぞれが前記第2方向に延伸し且つ前記第1方向に配列する複数の第11導電体をさらに備え、
前記複数の第1ピラーと前記複数の第2ピラーとのそれぞれは、前記複数の第11導電体から絶縁され、
前記複数の第3ピラーのそれぞれは、前記複数の第11導電体のうちいずれか1つの第11導電体に電気的に接続され、
前記複数の第4ピラーのそれぞれは、前記複数の第11導電体のうちいずれか1つの第11導電体に電気的に接続される、
請求項1に記載の半導体メモリ。 - 第1方向の一方側に順に並んだ第1乃至第3領域と、
前記第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含む第1アクティブ領域と、
前記第1アクティブ領域において前記第1領域から前記第3領域に亘って設けられ、交互に積層された第1絶縁体及び第1導電体とを含む第1積層体と、
前記第1アクティブ領域において前記第1領域から前記第3領域に亘って設けられ、前記第1方向と交差する第2方向において前記第1積層体と隣り合い、交互に積層された第2絶縁体及び第2導電体とを含む第2積層体と、
前記第2領域において、それぞれが積層された前記第1導電体を通過し、前記第1導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第1ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが積層された前記第2導電体を通過し、前記第2導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第2ピラーと、
前記第1領域において、積層された前記第1導電体のうち第1層内の第1導電体と、積層された前記第2導電体のうち前記第1層内の第2導電体との間に設けられ、前記第1層内の前記第1導電体と前記第2導電体との間を電気的に接続する第3導電体と、
前記第2領域内且つ前記第1層内において、前記第1導電体と前記第2導電体との間に設けられた第3絶縁体と、
前記第3領域内且つ前記第1層内において、前記第1導電体と前記第2導電体との間に設けられ、前記第1層内の前記第1導電体と前記第2導電体との間を電気的に接続する第4導電体と、
前記第1領域において、前記第1層内の前記第1導電体上又は前記第1層内の前記第2導電体上に設けられた柱状の第1コンタクトと、
前記第1乃至第3領域のそれぞれの一部を含み、前記第2方向において前記第1アクティブ領域と隣り合うダミー領域と、
前記ダミー領域において前記第1領域から前記第3領域に亘って設けられ、交互に積層された第4絶縁体及び第5導電体とを含む第3積層体と、
前記ダミー領域において前記第1領域から前記第3領域に亘って設けられ、前記第2方向において前記第3積層体と隣り合い、交互に積層された第5絶縁体及び第6導電体とを含む第4積層体と、
前記第2領域において、それぞれが積層された前記第5導電体を通過する複数の第3ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが積層された前記第6導電体を通過する複数の第4ピラーと、
前記第1領域と前記第2領域とのそれぞれにおいて、積層された前記第5導電体のうち前記第1層内の第5導電体と、積層された前記第6導電体のうち前記第1層内の第6導電体との間に設けられた第6絶縁体と、
前記第3領域内且つ前記第1層内において、前記第5導電体と前記第6導電体との間に設けられ、前記第1層内の前記第5導電体と前記第6導電体との間を電気的に接続する第7導電体と、
前記第1領域において、前記第1層内の前記第1導電体上と前記第1層内の前記第2導電体上とのそれぞれに設けられた柱状の第2及び第3コンタクトと、
を備える半導体メモリ。 - 前記第3領域において、積層された前記第1導電体と積層された前記第2導電体とのそれぞれの上に柱状のコンタクトが接続されない、
請求項7に記載の半導体メモリ。 - 前記第3領域の前記第1方向の前記一方側に順に並んだ第4乃至第6領域と、
前記第4乃至第6領域を含み且つ前記第1アクティブ領域と前記第1方向において隣り合う第2アクティブ領域と、
前記第2アクティブ領域において前記第4領域から前記第6領域に亘って設けられ、交互に積層された第7絶縁体及び第8導電体とを含む第5積層体と、
前記第2アクティブ領域において前記第4領域から前記第6領域に亘って設けられ、前記第2方向において前記第5積層体と隣り合い、交互に積層された第8絶縁体及び第9導電体とを含む第6積層体と、
前記第5領域において、それぞれが積層された前記第8導電体を通過し、前記第8導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第5ピラーと、
前記第2領域において、それぞれが積層された前記第9導電体を通過し、前記第9導電体との交差部分がメモリセルとして機能する複数の第6ピラーと、
前記第6領域において、積層された前記第8導電体のうち前記第1層内の第8導電体と、積層された前記第9導電体のうち前記第1層内の第9導電体との間に設けられ、前記第1層内の前記第8導電体と前記第9導電体との間を電気的に接続する第10導電体と、
前記第5領域内且つ前記第1層内において、前記第8導電体と前記第9導電体との間に設けられた第9絶縁体と、
前記第4領域内且つ前記第1層内において、前記第8導電体と前記第9導電体との間に設けられ、前記第1層内の前記第8導電体と前記第9導電体との間を電気的に接続する第11導電体と、
前記第6領域において、前記第1層内の前記第8導電体上又は前記第1層内の前記第9導電体上に設けられた柱状の第4コンタクトと、
をさらに備える、
請求項8に記載の半導体メモリ。 - 前記第4領域において、積層された前記第8導電体のそれぞれの上に柱状のコンタクトが接続されない、
請求項9に記載の半導体メモリ。 - それぞれが前記第2方向に延伸し且つ前記第1方向に配列する複数の第12導電体をさらに備え、
前記複数の第1ピラーのそれぞれは、前記複数の第12導電体のうちいずれか1つの第12導電体に電気的に接続され、
前記複数の第2ピラーのそれぞれは、前記複数の第12導電体のうちいずれか1つの第12導電体に電気的に接続され、
前記複数の第3ピラーと前記複数の第4ピラーとのそれぞれは、前記複数の第12導電体から絶縁される、
請求項7に記載の半導体メモリ。
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