JP3472313B2 - Non-volatile storage device - Google Patents

Non-volatile storage device

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JP3472313B2
JP3472313B2 JP13262092A JP13262092A JP3472313B2 JP 3472313 B2 JP3472313 B2 JP 3472313B2 JP 13262092 A JP13262092 A JP 13262092A JP 13262092 A JP13262092 A JP 13262092A JP 3472313 B2 JP3472313 B2 JP 3472313B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、チャネル領域とドレイ
ン領域との境界付近で発生する電荷を蓄積することによ
り情報の記憶を行う不揮発性記憶装置に関する。 【0002】 【従来の技術】一般に、電源が切れたときにも記憶した
情報を失われない不揮発性記憶装置(以下、不揮発性メ
モリという)には、電荷を半永久的に蓄積する不揮発性
記憶素子(以下、不揮発性メモリ素子という)として、
SAMOS(stacked gate avalance injection MOS) 構
造を有する電界効果トランジスタ(以下、FET:feild
effect transistorという) が使用されている。このS
AMOS構造を有するFETの原理的構成を図30に示
す。 【0003】SAMOS構造を有するFETは、図30
の如く、シリコン基板1にチャネル領域2を挟んでソー
ス領域3およびドレイン領域4が形成されており、チャ
ネル領域2の上部に浮遊状態でフローティングゲート5
およびコントロールゲート6が形成されている。なお、
フローティングゲート5は、図示しない絶縁膜によって
囲まれている。 【0004】そして、上記FETでは、ソース領域3お
よびコントロールゲート6に各所定の電圧を印加して、
ドレイン領域4とチャネル領域2との境界で生じたホッ
トエレクトロン(hot electron)をフローティングゲート
5に注入させることにより、情報の書き込みが行われ
る。近年、半導体産業の発展に伴い、不揮発性メモリの
集積化が要求されている。この要求に応えるためには、
メモリセル回路の集積度を向上させることが考えられ
る。そこで、図31、32に示すような不揮発性メモリ
が提案されている。図31は不揮発性メモリの等価回路
図、図32は同じくその斜視断面図である。 【0005】上記不揮発性メモリは、図31の如く、1
トランジスタ/1セル構造を有しており、SAMOS構
造を有するFET10A,10B,10C,10D,1
0E,10F,10G,10H,10Iを有するメモリ
セル11A,11B,11C,11D,11E,11
F,11G,11H,11Iが所定の容量(図において
は9ビット)でマトリクス状に配列されている。 【0006】そして、FET10A,10B,10C、
10D,10E,10Fおよび10G,10H,10I
のコントロールゲートにワードラインWL1,WL2,
WL3がそれぞれ接続されており、ワードラインWL
1,WL2,WL3毎に隣接するFET10A,10
B,10C、10D,10E,10Fおよび10G,1
0H,10Iのソースとドレインとが接続されている。 【0007】さらに、上記ソース−ドレイン接続中間点
および両端のFET10A,10C、10D,10Fお
よび10G,10Iのソース、ドレインにビットライン
BL1,BL2,BL3,BL4がそれぞれ接続されて
いる。また、この不揮発性メモリにおいては、図32の
如く、2つのメモリセルで1つのコンタクトを共有し、
かつドレイン/ソースの配線は隣接するメモリセルのソ
ース領域およびドレイン領域を共有する埋め込み拡散層
12を用いて行う、すなわち仮想グランドアレイとする
ことにより、高密度実装を図っている。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】上記図31、32に示
した不揮発性メモリにあっては、不揮発性メモリ素子と
して、SAMOS構造を有するFETを用いているた
め、フローティングゲートを絶縁膜で囲まなければなら
ず、フローティングゲートを分離するための領域X(図
32参照)が必要であり、この領域Xの大きさは、通常
リソグラフィー技術で決まる。また、ドレイン領域とチ
ャネル領域との境界と、フローティングゲートとの間で
のホットエレクトロンの移動は、コントロールゲートと
フローティングゲートとの間の容量と、フローティング
ゲートとソース−ドレインとの容量との比で決定され
る。 【0009】そこで、ドレイン領域とチャネル領域との
境界と、フローティングゲートとの間でのホットエレク
トロンの移動を良好とし、素子を低電圧駆動させるため
には、コントロールゲートとフローティングゲートとの
間の容量をかせぐために、フローティングゲートを大き
くせざるを得なかった。そのため、どのようにリソグラ
フィー技術を駆使したとしても、フローティングゲート
を分離するための領域Xを小さくするのに限界が生じ、
さらなる高集積化が図れないでいるのが実情であった。 【0010】また、SAMOS構造を有するFETは、
フローティングゲートおよびコントロールゲートの2つ
のゲートを有しており、構造が複雑となるばかりか、各
ゲートを形成するのに2つのプロセスを必要とし、製造
工程も複雑となっている。本発明は、上記に鑑み、さら
なる高集積化を実現でき、しかも構造が簡単で製造工程
を簡略化し得る不揮発性記憶装置の提供を目的とする。 【0011】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板に、チャネル領域と、チャネル領域を挟んで
ソース領域およびドレイン領域となる拡散層とが形成さ
れ、チャネル領域上に電荷を蓄積する電荷蓄積膜が形成
され、電荷蓄積膜上にゲート電極が形成され、チャネル
領域とドレイン領域との境界付近で発生する電荷を電荷
蓄積膜に注入蓄積することにより情報を記憶する不揮発
性記憶素子が、複数個アレー状に配列されており、上記
ゲート電極にワードラインが接続され、上記ソース領域
およびドレイン領域となる拡散層に、ワードラインと直
交するかたちでビットラインが接続され、上記拡散層
は、上記ビットラインに沿って長く設けられていて、上
記拡散層の直上部であって、上記ワードラインと上記
ットラインとの間には、当該両者間を絶縁する選択酸化
膜がLOCOS法にて形成されており、上記電荷蓄積膜
が上記アレー状に配列された全ての不揮発性記憶素子の
チャネル領域に渡って連続して形成されていることを特
徴とする不揮発性記憶装置である。 【0012】 【作用】請求項1記載の発明によれば、電荷蓄積膜にて
電荷を蓄積することができるから、選択酸化膜によりワ
ードライン−ビットライン間を絶縁するだけでよく、従
来必要であったフローティングゲートとコントロールゲ
ートとのオーバーラップ領域を無くして、素子の微細化
を図ることができる。また、構造が簡単となるばかり
か、ゲート形成するのに1プロセスで済むので、製造工
程が簡略化され、ひいては製造コストの低廉化にもつな
がる 【0013】 【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1ないし図1
8に基づいて詳述する。本実施例では、電荷を半永久的
に蓄積する不揮発性記憶素子(以下、不揮発性メモリ素
子という)を、MNOS型の電界効果トランジスタ(以
下、FET:feild effect transistorという) とし、こ
の不揮発性メモリ素子を用いた不揮発性記憶装置(以
下、不揮発性メモリという)について述べる。 【0014】不揮発性メモリの構造について、図1ない
し図5を参照しつつ説明する。図1は本発明第1実施例
に係る不揮発性メモリの一部を示す平面図、図2は図1
のA−A断面図、図3は図1のB−B断面図、図4は図
1のC−C断面図、図5は図1のD−D断面図である。
本実施例の不揮発性メモリは、図1の如く、MNOSF
ET20A,20B,20C,20D,20E,20
F,20G,20H,20Iを不揮発性メモリ素子とす
るメモリセル21A,21B,21C,21D,21
E,21F,21G,21H,21Iが所定の容量(図
において9ビット)でマトリクス状に配列されており、
各メモリセル21A,21B,21C,21D,21
E,21F,21G,21H,21Iには、後述するよ
うに、ワードラインWL1,WL2,WL3、ビットラ
インBL1,BL2,BL3,BL4が互いに直交する
かたちでそれぞれ接続されている。なお、以後の説明に
おいて、MNOSFET20A,20B,20C,20
D,20E,20F,20G,20H,20Iを総称す
るときは「MNOSFET20」という。 【0015】不揮発性メモリ素子としてのMNOSFE
T20は、図2ないし図5の如く、比抵抗ρ:5〜6Ω
/cm程度、面方位(100)を有するN型シリコン基
板30上にPウェル31が形成され、Pウェル31に、
ヒ素イオン等を打ち込み、チャネル領域32を挟んでソ
ース領域およびドレイン領域となるN+ 型拡散層33が
形成され、チャネル領域32上に酸化シリコンからなる
トンネル酸化膜34が形成され、トンネル酸化膜34上
に電荷を蓄積する窒化シリコンからなる電荷蓄積膜(以
下、トラップ膜という)35が形成され、トラップ膜3
5にポリシリコンからなるゲート電極36が形成されて
いる。 【0016】ソース領域およびドレイン領域となる拡散
層33は、図2の如く、図1に示すビットラインBL
1,BL2,BL3,BL4に沿って長く設けられてお
り、拡散層33直上部に、図4、5の如く、ワードライ
ンWL1,WL2,WL3−ビットラインBL1,BL
2,BL3,BL4間を絶縁すべく、LOCOS(local
oxidation of silocon)法にてトンネル酸化膜34より
も膜厚を厚く形成した選択酸化膜(以下、LOCOS酸
化膜という)37が、トンネル酸化膜34に接続した状
態で配置されている。そして、LOCOS酸化膜37
は、図2の如く、拡散層33と同様に、ビットラインB
L1,BL2,BL3,BL4に沿って長く設けられて
いる。 【0017】トラップ膜35は、図4,5の如く、トン
ネル酸化膜34上のみならずLOCOS酸化膜37上に
も積層されており、図2の如く、拡散層33と同様に、
ビットラインBL1,BL2,BL3,BL4に沿って
長く設けられている。ゲート電極36は、図4の如く、
図1に示す各ワードライインWL1,WL2,WL3に
沿ったメモリセル21A,21B,21C、21D,2
1E,21Fおよび21G,21H,21Iで共有して
いる。 【0018】また、MNOSFET20間は、図3およ
び図5の如く、図1に示すアクティブ領域Yにホウ素イ
オン等を打ち込んで形成された分離P+ 層38によって
素子分離されている。上記不揮発性メモリの電気的構成
について、図6を参照しつつ説明する。図6は不揮発性
メモリの等価回路図である。 【0019】図6の如く、MNOSFET20A,20
B,20C、20D,20E,20Fおよび20G,2
0H,20IのゲートにワードラインWL1,WL2,
WL3がそれぞれ接続されており、ワードラインWL
1,WL2,WL3毎に隣接するMNOSFET20
A,20B,20C、20D,20E,20Fおよび2
0G,20H,20Iのソースとドレインとが接続され
ている。 【0020】また、上記ソース−ドレイン接続中間点お
よび両端のMNOSFET20A,20C、20D,2
0Fおよび20G,20Iのソース、ドレインにビット
ラインBL1,BL2,BL3,BL4がそれぞれ接続
されている。すなわち、上記不揮発性メモリは、図4な
いし図6に示すように、隣接するMNOSFET同士の
ソース領域およびドレイン領域を共有させて、仮想グラ
ンドアレイとされている。 【0021】さらに、図6を用いて、不揮発性メモリの
情報の書き込み、消去、読み出し動作について説明す
る。 <書き込み>メモリセル21Eに情報を書き込む場合を
考える。メモリセル21Eが接続されているワードライ
ンWL2に対して第1の電圧+Vpp(1) (例えば、9
V)を印加し、当該メモリセル21Eを選択するため、
メモリセル21E内のMNOSFET20Eのドレイン
に接続されているビットラインBL2に対して第2の電
圧Vpp(2) (例えば、10V)を印加し、MNOSFE
T20Eのソースに接続されているビットラインBL3
をGNDに接地すると、後述するMNOSFET20の
動作原理により、ホットエレクトロン(hot electron)が
トラップ膜に注入され蓄積され、メモリセル21Eに情
報が書き込まれる。 【0022】このとき、メモリセル21Eが接続されて
いないワードラインW1,W3をGNDに接地し、
ビットラインBL1,BL4をオープン状態とすると、
他のメモリセルには電流が流れず、情報の書き込みは行
われない。また、メモリセル21Dに情報を書き込む場
合には、ワードラインWL2に対して+Vpp(1) を、ビ
ットラインBL1に対してVpp(2) をそれぞれ印加し、
ビットラインBL2をGNDに接地すると共に、ワード
ラインWL1,WL3をGNDに接地し、ビットライン
BL3,BL4をオープン状態とすれば、メモリセル2
1Dに情報が書き込まれる。 【0023】なお、上記書き込み時において、オープン
状態としたビットラインが、Vpp(2) かGNDレベルに
なるが、書き込みのスピードが気になるなら、予めオー
プン状態とするビットラインに対してVpp(2) を印加す
るかGNDに接地しておけばよい。すなわち、選択セル
内のMNOSFETのゲートに+Vpp(1) を、ドレイン
にVpp(2) をそれぞれ印加し、ソースおよびウェルをG
NDに接地すると共に、同一のメモリマトリクス回路に
おける、ソース側のすべてのビットラインをGNDに接
地し、ドレイン側のすべてのビットラインにVpp(2)
加するようにすれば、書き込み速度が速くなる。 <消去> 消去は、書き込み時にドレインにしたビットラインにV
pp(2) を、ワードラインに−Vpp(1) (例えば、−6V
程度:第3の電圧)をそれぞれ印加すると、後述するよ
うに、ホール(hole)がトラップ膜に注入され蓄積され、
情報が消去される。 <読み出し> メモリセル21Eに記憶されている情報を読み出す場合
を考える。メモリセル21Eが接続されているワードラ
インWL2に対して第1の電圧Vpp(1) (センス電圧)
を印加し、メモリセル21E内のMNOSFET20E
のドレインに接続されているビットラインBL2をGN
Dに接地し、MNOSFET20Eのソースに接続され
ているビットラインBL3に対して負荷(図示せず)を
介して第2の電圧Vpp(2) (例えば、2V程度)を印加
すると共に、他のワードラインWL1,WL3をGND
に接地し、ビットラインBL1,BL4をオープン状態
とする。 【0024】このとき、メモリセル21Eに情報が書き
込まれておれば、MNOSFET20Eは非導通状態と
なり、メモリセル21Eに情報が書き込まれていなけれ
ば、MNOSFET20Eは導通状態となる。このMN
OSFET20Eの導通、非導通でビットラインBL3
の電位が変わるので、ビットラインBL3の電位を検出
することで、メモリセル21Eに記憶されている情報が
読み出される。 【0025】またこのとき、Vpp(2) を、書き込み時に
ソースにしたビットライン側に印加し、書き込み時にソ
ースにしたビットライン側をGNDに接地すると、MN
OSFET20のしきい値電圧Vthの変化を大きく取る
ことができ、読み出しの安定化を図ることができる。上
記不揮発性メモリの製造方法について、図9ないし図1
8を参照しつつ工程順に説明する。図9は拡散層形成後
の状態を示す平面図、図10は図9のE−E断面図であ
る。図11はLOCOS酸化膜形成後の状態を示す平面
図、図12は図11のG−G断面図である。図13はト
ンネル酸化膜、トラップ膜およびゲート電極形成後の状
態を示す断面図である。図14はゲート電極パターニン
グ後の状態を示す平面図、図15は図14のH−H断面
図、図16は図14のI−I断面図、図17は図14の
J−J断面図である。図18は素子分離後の状態を示す
断面図である。 【0026】図9、10の工程においては、N型シリコ
ン基板30に対して50keVでホウ素イオン等を2×
1013cm-2程度打ち込んで、シリコン基板30上にP
ウェル31を形成する。そして、熱酸化法により、Pウ
ェル31上に酸化シリコン膜40を例えば50nm程度
成長させ、さらにLPCVD(low pressure chemicalva
por deposition)法により、酸化シリコン膜40上に窒
化シリコン膜41を例えば150nm程度堆積させる。
その後、窒化シリコン膜41をストライプ状にパターニ
ングし、この窒化シリコン膜41をマスクとして、Pウ
ェル31に対して100keVでヒ素イオン等を5×1
15cm-2程度打ち込んで、Pウェル31にチャネル領
域32を挟んでソース領域およびドレイン領域となるN
+ 拡散層33を形成する。 【0027】図11、12の工程においては、ウェット
雰囲気での水蒸気酸化により、拡散層33の直上部の酸
化シリコン膜40を例えば600nm成長させてLOC
OS酸化膜37を形成する。そして、ウェットエッチン
グにより、窒化シリコン膜41、酸化シリコン膜40を
除去する。なお、ウェットエッチングの際には、窒化シ
リコン膜41に対してはホットリン酸、酸化シリコン膜
40に対してはフッ酸を使用するのが好ましい。 【0028】図13の工程においては、図11、12の
工程で露出させたPウェル31の表面を再度酸化して、
チャネル領域32上に、例えば膜厚10nmをもってト
ンネル酸化膜34をLOCOS酸化膜37に接続させて
形成する。次いで、窒化シリコンを例えば30nm、ポ
リシリコンを例えば400nm順次堆積させて、トラッ
プ膜35、ゲート電極36を形成する。なお、ポリシリ
コンには、抵抗をさげるためにリンをドープしておくの
が好ましい。 【0029】図14ないし図17の工程においては、ゲ
ート電極36を、図11、12の工程で形成したLOC
OS酸化膜37と直交させてストライプ状にパターニン
グする。図18の工程においては、図14ないし図17
の工程でパターニングされたゲート電極36と、LOC
OS酸化膜37とをマスクとして、図14に示すアクテ
ィブ領域Yに、50keVでホウ素イオン等を2×10
13cm-2打ち込んで分離P+ 層38を形成し、素子分離
を行う。 【0030】その後、図示しないが、層間絶縁膜を堆積
させた後、メモリマトリクス周辺部から所定位置にコン
タクトホールを開口し、Al−Si等の金属配線を行
う。次に、上記MNOSFET20の動作原理につい
て、図7,8を参照しつつ説明する。図7はMNOSF
ETの動作原理の説明図、図8は書き込み、消去による
MNOSFETのしきい値電圧の変化を示す図である。
なお、図7中、33aはソース領域、33bはドレイン
領域を示しており、図8においては縦軸にドレイン電流
D 、横軸にゲート電圧VG をとっている。 【0031】書き込みに際し、ゲート電極36に高電圧
を印加すると、図7の如く、ドレイン領域33b付近に
ホットエレクトロンが発生し、このホットエレクトロン
がトンネル効果によりトンネル酸化膜34をトンネリン
グしてトラップ膜34に注入され蓄積される。そうする
と、MNOSFET20は、しきい値電圧Vthを、図8
に示すT1のように+方向にシフトさせる。 【0032】一方、消去に際し、ゲート電極36に書き
込み時と逆の電界を印加すると、ドレイン領域33b付
近にホールが発生し、このホールがトンネル効果により
トンネル酸化膜34をトンネリングしてトラップ膜34
に注入され蓄積される。そうすると、MNOSFET2
0は、しきい値電圧Vthを、図8に示すT2のように−
方向にシフトさせる。 【0033】このとき、しきい値電圧Vthの変動は、ド
レイン領域33bの近傍のみであるので、チャネル領域
32のソース領域33a近傍および中央部を、ゲート電
圧VG が0Vのときには電流が流れないエンハンスメン
ト(enhancement) 形にすれば、MNOSFET20が、
ゲート電圧VG が0Vのときでもソース−ドレイン間に
電流経路が形成され、ドレイン電流が流れるといった、
いわゆるデプレッショントランジスタ(depletion trans
istor)になることはない。 【0034】上記のように、不揮発性メモリ素子は、チ
ャネル領域32上にトンネル酸化膜34が形成され、ト
ンネル酸化膜34上にトラップ膜35が形成され、トラ
ップ膜35上にゲート電極36が形成されているので、
従来のようにフローティングゲートがなくても、トラッ
プ膜35にて電荷を蓄積することができる。このよう
に、フローティングゲートを排除しても電荷を蓄積する
ことができるから、LOCOS酸化膜37によりワード
ライン−ビットライン間を絶縁するだけでよく、従来必
要であったフローティングゲートとコントロールゲート
とのオーバーラップ領域を無くして、素子の微細化を図
ることができる。また、構造が簡単となるばかりか、ゲ
ート形成するのに1プロセスで済むので、製造工程が簡
略化され、ひいては製造コストの低廉化にもつながる。 【0035】また、ソース領域およびドレイン領域とな
る拡散層33直上部にLOCOS酸化膜37を配置し
て、1素子当たりに占める拡散層33の領域を減少させ
ることができ、素子の高集積化に貢献する。また、拡散
層33の不純物濃度を濃くすることにより、ソース−ド
レイン間で電荷が発生しやすくなり、素子に占めるゲー
ト電極36の容量を小さくしても、情報の記憶に必要な
充分な電荷を発生させることができる。これに伴い、チ
ャネル領域32を小さくでき、さらなる素子の高集積化
に寄与する。 【0036】次に、本発明の第2実施例を図19ないし
図29に基づいて詳述する。本実施例の不揮発性メモリ
の構造について、図19を参照しつつ説明する。図19
は本発明第2実施例の不揮発性メモリの要部拡大断面図
である。本実施例の不揮発性メモリは、図19の如く、
トラップ膜35上に第1のゲート電極50が形成され、
トラップ膜35上に、ワードラインに沿った各メモリセ
ルで共有される第2のゲート電極51が形成され、第1
のゲート電極50と第2のゲート電極51との間には、
酸化シリコンからなる層間絶縁膜5が介在されてい
る。その他の構成は、第1実施例とほぼ同様である。 【0037】上記不揮発性メモリの製造方法について、
図20ないし図29を参照しつつ工程順に説明する。図
20はLOCOS酸化膜形成後の状態を示す平面図、図
21は図20のK−K断面図である。図22はトラップ
膜および第1のゲート電極形成後の状態を示す平面図、
図23は図21のL−L断面図、図24は図21のM−
M断面図、図25は図21のN−N断面図である。図2
6、27は拡散層形成後の状態を示す断面図であって、
図26は図21のL−L断面図、図27は図21のM−
M断面図である。図28は層間絶縁膜および第2の電極
形成後の状態を示す平面図、図29は図28のO−O断
面図である。 【0038】図20、21の工程においては、N型シリ
コン基板30上にPウェル31を形成した後、LOCO
S酸化膜37を島状に形成する。図22ないし図25の
工程においては、全面にトンネル酸化膜34、トラップ
膜35を順次積層した後、列毎に隣合うLOCOS酸化
37間に第1のゲート電極50を形成する。 【0039】図26、27の工程においては、Pウェル
31の所定のアクティブ領域にヒ素イオン等を打ち込ん
で、チャネル領域を挟んでソース領域およびドレイン領
域となるN+ 型拡散層33を形成する。図28、29の
工程においては、全面に層間絶縁膜5を積層し、各第
1のゲート電極50上にコンタクトホールを設ける。そ
して、コンタクトホールを通じて第1のゲート電極50
と接続するよう、ワードラインに沿って第2のゲート電
極51をストライプ状に形成する。 【0040】上記不揮発性メモリにあっても、第1実施
例と同様の作用、効果を得ることができる。なお、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範
囲内で多くの修正および変更を加え得ることは勿論であ
る。上記実施例においては、チャネル領域上にNO( ni
tride-oxide)構造を有する例について記載したが、トン
ネル酸化膜を排除して、チャネル領域上にONO(oxide
-nitride-oxide) 構造を有する構成としてもよい。 【0041】 【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、電荷蓄積膜にて電荷を蓄積することができるか
ら、選択酸化膜によりワードライン−ビットライン間を
絶縁するだけでよく、従来必要であったフローティング
ゲートとコントロールゲートとのオーバーラップ領域を
無くして、素子の微細化を図ることができる。また、構
造が簡単となるばかりか、ゲート形成するのに1プロセ
スで済むので、製造工程が簡略化され、ひいては製造コ
ストの低廉化にもつながる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile storage device for storing information by accumulating charges generated near a boundary between a channel region and a drain region. 2. Description of the Related Art Generally, a non-volatile memory device (hereinafter referred to as a non-volatile memory) which does not lose stored information even when power is turned off is provided with a non-volatile memory element for semi-permanently storing electric charge. (Hereinafter referred to as a non-volatile memory element)
A field effect transistor (hereinafter referred to as FET: field) having a SAMOS (stacked gate avalance injection MOS) structure
effect transistor). This S
FIG. 30 shows the basic configuration of an FET having an AMOS structure. An FET having a SAMOS structure is shown in FIG.
The source region 3 and the drain region 4 are formed on the silicon substrate 1 with the channel region 2 interposed therebetween, and the floating gate 5 is floating above the channel region 2.
And a control gate 6 are formed. In addition,
The floating gate 5 is surrounded by an insulating film (not shown). In the FET, predetermined voltages are applied to the source region 3 and the control gate 6, respectively.
Information is written by injecting hot electrons generated at the boundary between the drain region 4 and the channel region 2 into the floating gate 5. In recent years, with the development of the semiconductor industry, integration of a nonvolatile memory has been required. To meet this demand,
It is conceivable to improve the degree of integration of the memory cell circuit. Therefore, a nonvolatile memory as shown in FIGS. 31 and 32 has been proposed. FIG. 31 is an equivalent circuit diagram of the nonvolatile memory, and FIG. 32 is a perspective sectional view thereof. [0005] As shown in FIG.
FETs 10A, 10B, 10C, 10D, 1 having a transistor / 1 cell structure and having a SAMOS structure
Memory cells 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11 having 0E, 10F, 10G, 10H, 10I
F, 11G, 11H, and 11I are arranged in a matrix with a predetermined capacity (9 bits in the figure). Then, the FETs 10A, 10B, 10C,
10D, 10E, 10F and 10G, 10H, 10I
Word lines WL1, WL2,
WL3 are connected to each other and the word line WL
FETs 10A, 10 adjacent to each other for WL1, WL2, WL3
B, 10C, 10D, 10E, 10F and 10G, 1
Sources and drains of 0H and 10I are connected. Further, bit lines BL1, BL2, BL3, and BL4 are respectively connected to the source and drain of the source-drain connection intermediate point and the FETs 10A, 10C, 10D, 10F and 10G, 10I at both ends. Further, in this nonvolatile memory, as shown in FIG. 32, one contact is shared by two memory cells,
Drain / source wiring is performed using the buried diffusion layer 12 that shares the source and drain regions of adjacent memory cells, that is, a virtual ground array is used to achieve high-density mounting. In the nonvolatile memory shown in FIGS. 31 and 32, since the FET having the SAMOS structure is used as the nonvolatile memory element, the floating gate is formed of an insulating film. , A region X (see FIG. 32) for separating the floating gate is required, and the size of the region X is usually determined by lithography technology. The movement of hot electrons between the boundary between the drain region and the channel region and between the floating gate and the floating gate depends on the ratio between the capacitance between the control gate and the floating gate and the capacitance between the floating gate and the source-drain. It is determined. Therefore, in order to improve the movement of hot electrons between the boundary between the drain region and the channel region and the floating gate and to drive the device at a low voltage, the capacitance between the control gate and the floating gate must be increased. I had to make the floating gate bigger to save money. Therefore, no matter how the lithography technology is used, there is a limit in reducing the size of the region X for separating the floating gate.
The reality was that further integration could not be achieved. An FET having a SAMOS structure is:
It has two gates, a floating gate and a control gate, which not only complicates the structure, but also requires two processes to form each gate, and also complicates the manufacturing process. In view of the above, an object of the present invention is to provide a non-volatile memory device that can achieve higher integration and that has a simple structure and can simplify a manufacturing process. [0011] The invention as set forth in claim 1 is as follows.
A channel region, a diffusion layer serving as a source region and a drain region with the channel region interposed therebetween are formed in the semiconductor substrate, a charge storage film for storing charges is formed on the channel region, and a gate electrode is formed on the charge storage film. A plurality of non-volatile storage elements are formed and are arranged in an array in which a plurality of nonvolatile storage elements for storing information by injecting and accumulating charges generated near a boundary between a channel region and a drain region into a charge accumulation film are arranged in an array. A word line is connected to the diffusion layer serving as the source region and the drain region, and a bit line is connected to the diffusion layer at right angles to the word line.
Is long along the above bit line,
Just above the diffusion layer, between the word line and the bit line, a selective oxide film that insulates between the word line and the bit line is formed by a LOCOS method. Are continuously formed over the channel regions of all the nonvolatile storage elements arranged in the array. According to the first aspect of the present invention, since charges can be stored in the charge storage film, it is only necessary to insulate between the word line and the bit line by the selective oxide film, which is conventionally required. The overlapping area between the floating gate and the control gate, which has occurred, can be eliminated, and the element can be miniaturized. Further, not only the structure becomes simple, but also one process is required to form the gate, so that the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced . A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
8 will be described in detail. In this embodiment, a nonvolatile memory element that stores electric charges semi-permanently (hereinafter, referred to as nonvolatile memory element) is an MNOS type field effect transistor (hereinafter, referred to as FET: field effect transistor). A non-volatile memory device (hereinafter, referred to as a non-volatile memory) using the memory will be described. The structure of the nonvolatile memory will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a part of a nonvolatile memory according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view taken along line CC of FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along line DD of FIG.
As shown in FIG. 1, the non-volatile memory of this embodiment is an MNOSF
ET20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20
Memory cells 21A, 21B, 21C, 21D, 21 using F, 20G, 20H, 20I as nonvolatile memory elements
E, 21F, 21G, 21H, 21I are arranged in a matrix with a predetermined capacity (9 bits in the figure),
Each memory cell 21A, 21B, 21C, 21D, 21
As described later, word lines WL1, WL2, WL3 and bit lines BL1, BL2, BL3, BL4 are connected to E, 21F, 21G, 21H, and 21I in a manner orthogonal to each other. In the following description, MNOSFETs 20A, 20B, 20C, 20M
D, 20E, 20F, 20G, 20H and 20I are collectively referred to as "MNOSFET 20". MNOSFE as nonvolatile memory element
T20 is, as shown in FIG. 2 to FIG.
A P-well 31 is formed on an N-type silicon substrate 30 having a plane orientation (100) of about / cm.
Arsenic ions or the like are implanted, an N + -type diffusion layer 33 serving as a source region and a drain region is formed with the channel region 32 interposed therebetween, and a tunnel oxide film 34 made of silicon oxide is formed on the channel region 32. A charge storage film (hereinafter, referred to as a trap film) 35 made of silicon nitride for storing charges is formed thereon, and the trap film 3 is formed.
5, a gate electrode 36 made of polysilicon is formed. As shown in FIG. 2, the diffusion layer 33 serving as a source region and a drain region is formed on the bit line BL shown in FIG.
1, BL2, BL3, and BL4, the word lines WL1, WL2, WL3 and the bit lines BL1, BL3 are provided immediately above the diffusion layer 33, as shown in FIGS.
In order to insulate between BL2, BL3 and BL4, LOCOS (local
A selective oxide film (hereinafter, referred to as a LOCOS oxide film) 37 formed to be thicker than the tunnel oxide film 34 by an oxidation of silocon method is arranged so as to be connected to the tunnel oxide film 34. Then, the LOCOS oxide film 37
Is a bit line B, like the diffusion layer 33, as shown in FIG.
It is provided long along L1, BL2, BL3, and BL4. The trap film 35 is laminated not only on the tunnel oxide film 34 but also on the LOCOS oxide film 37 as shown in FIGS. 4 and 5, and as shown in FIG.
It is provided long along the bit lines BL1, BL2, BL3, BL4. The gate electrode 36 is, as shown in FIG.
Memory cells 21A, 21B, 21C, 21D, 2 along each word line WL1, WL2, WL3 shown in FIG.
Shared by 1E, 21F and 21G, 21H, 21I. As shown in FIGS. 3 and 5, elements between the MNOSFETs 20 are isolated by an isolation P + layer 38 formed by implanting boron ions or the like into the active region Y shown in FIG. The electrical configuration of the nonvolatile memory will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the nonvolatile memory. As shown in FIG. 6, MNOSFETs 20A and 20A
B, 20C, 20D, 20E, 20F and 20G, 2
The word lines WL1, WL2,
WL3 are connected to each other and the word line WL
MNOSFET 20 adjacent to every 1, WL2, WL3
A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F and 2
The sources and drains of 0G, 20H, and 20I are connected. Also, the MNOSFETs 20A, 20C, 20D, 2
Bit lines BL1, BL2, BL3, and BL4 are connected to the sources and drains of OF and 20G, 20I, respectively. That is, as shown in FIGS. 4 to 6, the nonvolatile memory is a virtual ground array by sharing the source region and the drain region between adjacent MNOSFETs. Further, the writing, erasing, and reading operations of information in the nonvolatile memory will be described with reference to FIG. <Write> Consider a case where information is written to the memory cell 21E. The first voltage + V pp (1) (for example, 9 V) is applied to the word line WL2 to which the memory cell 21E is connected.
V) to select the memory cell 21E,
A second voltage V pp (2) (for example, 10 V) is applied to the bit line BL2 connected to the drain of the MNOSFET 20E in the memory cell 21E, and the MNOSFE
Bit line BL3 connected to the source of T20E
Is grounded to GND, hot electrons are injected and accumulated in the trap film according to the operation principle of the MNOSFET 20, which will be described later, and information is written to the memory cell 21E. [0022] In this case, grounding the word line W L 1, W L 3 of the memory cell 21E is not connected to GND,
When the bit lines BL1 and BL4 are opened,
No current flows to other memory cells, and no information is written. When writing information to the memory cell 21D, + V pp (1) is applied to the word line WL2 and V pp (2) is applied to the bit line BL1, respectively.
When the bit line BL2 is grounded to GND, the word lines WL1 and WL3 are grounded to GND, and the bit lines BL3 and BL4 are opened, the memory cell 2
Information is written to 1D. At the time of writing, the bit line which is in the open state becomes V pp (2) or the GND level. pp (2) may be applied or grounded to GND. That is, + V pp (1) is applied to the gate of the MNOSFET in the selected cell, and V pp (2) is applied to the drain, and the source and the well are G
Ground to ND, and connect all bit lines on the source side in the same memory matrix circuit to GND.
And the earth, the V pp (2) to all of the bit line on the drain side
If so indicia pressurized, the writing speed increases. <Erasing> Erasing is performed by applying V
pp (2) is applied to the word line by −V pp (1) (for example, −6 V
When a third voltage is applied, holes are injected and accumulated in the trap film, as described later.
Information is erased. <Reading> A case where information stored in the memory cell 21E is read will be considered. The first voltage V pp (1) (sense voltage) is applied to the word line WL2 to which the memory cell 21E is connected.
Is applied to the MNOSFET 20E in the memory cell 21E.
Bit line BL2 connected to the drain of
D, a second voltage V pp (2) (for example, about 2 V) is applied to a bit line BL3 connected to the source of the MNOSFET 20E via a load (not shown), and another bit line BL3 is connected to the bit line BL3. Word lines WL1 and WL3 are connected to GND
And the bit lines BL1 and BL4 are opened. At this time, if information is written in the memory cell 21E, the MNOSFET 20E is turned off, and if no information is written in the memory cell 21E, the MNOSFET 20E is turned on. This MN
When the OSFET 20E is conductive or non-conductive, the bit line BL3
Of the bit line BL3, the information stored in the memory cell 21E is read. At this time, when V pp (2) is applied to the bit line side used as the source at the time of writing and the bit line side used as the source at the time of writing is grounded to GND, MN
A large change in the threshold voltage Vth of the OSFET 20 can be obtained, and reading can be stabilized. For the production how the non-volatile memory, 9 to 1
8 will be described in the order of steps. FIG. 9 is a plan view showing a state after the diffusion layer is formed, and FIG. 10 is a sectional view taken along line EE of FIG. FIG. 11 is a plan view showing a state after the LOCOS oxide film is formed, and FIG. 12 is a sectional view taken along line GG of FIG. FIG. 13 is a sectional view showing a state after the formation of the tunnel oxide film, the trap film and the gate electrode. 14 is a plan view showing a state after patterning of the gate electrode, FIG. 15 is a sectional view taken along line HH of FIG. 14, FIG. 16 is a sectional view taken along line II of FIG. 14, and FIG. is there. FIG. 18 is a sectional view showing a state after element isolation. In the steps of FIGS. 9 and 10, boron ions and the like are applied to the N-type silicon substrate 30 at 50 keV by 2 ×.
Implant about 10 13 cm -2 to form P on the silicon substrate 30.
A well 31 is formed. Then, a silicon oxide film 40 is grown on the P well 31 by, for example, about 50 nm by a thermal oxidation method, and furthermore, LPCVD (low pressure chemical vapor deposition).
A silicon nitride film 41 is deposited on the silicon oxide film 40 by, for example, about 150 nm by a por deposition method.
Thereafter, the silicon nitride film 41 is patterned into a stripe shape, and arsenic ions or the like are applied to the P well 31 at 100 keV and 5 × 1 using the silicon nitride film 41 as a mask.
By implanting about 0 15 cm -2 , N wells serving as a source region and a drain region are sandwiched in the P well 31 with the channel region 32 interposed therebetween.
+ A diffusion layer 33 is formed. In the steps of FIGS. 11 and 12, the silicon oxide film 40 immediately above the diffusion layer 33 is grown to a thickness of, for example, 600 nm by steam oxidation in a wet atmosphere, and the LOC is formed.
An OS oxide film 37 is formed. Then, the silicon nitride film 41 and the silicon oxide film 40 are removed by wet etching. In the wet etching, hot phosphoric acid is preferably used for the silicon nitride film 41 and hydrofluoric acid is preferably used for the silicon oxide film 40. In the step of FIG. 13, the surface of the P well 31 exposed in the steps of FIGS.
A tunnel oxide film 34 having a thickness of, for example, 10 nm is formed on the channel region 32 so as to be connected to the LOCOS oxide film 37. Next, a trap film 35 and a gate electrode 36 are formed by sequentially depositing, for example, 30 nm of silicon nitride and 400 nm of polysilicon, for example. It is preferable that the polysilicon be doped with phosphorus in order to reduce the resistance. In the steps of FIGS. 14 to 17, the gate electrode 36 is formed by the LOC formed in the steps of FIGS.
It is patterned in a stripe shape perpendicular to the OS oxide film 37. In the process of FIG. 18, FIGS.
Gate electrode 36 patterned in the step of
Using the OS oxide film 37 as a mask, the active region Y shown in FIG.
13 cm -2 is implanted to form an isolation P + layer 38, and element isolation is performed. Thereafter, although not shown, after depositing an interlayer insulating film, a contact hole is opened at a predetermined position from the periphery of the memory matrix, and a metal wiring such as Al-Si is formed. Next, the operating principle of the MNOSFET 20 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows MNOSF
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation principle of ET, and FIG. 8 is a diagram illustrating a change in the threshold voltage of the MNOSFET due to writing and erasing.
In FIG. 7, 33a is a source region, 33b denotes a drain region, taking the gate voltage V G drain current I D, the horizontal axis on the vertical axis in FIG. 8. At the time of writing, when a high voltage is applied to the gate electrode 36, as shown in FIG. 7, hot electrons are generated in the vicinity of the drain region 33b. Is injected and accumulated. Then, the MNOSFET 20 changes the threshold voltage V th to the level shown in FIG.
Is shifted in the + direction as shown by T1 shown in FIG. On the other hand, when an electric field opposite to that at the time of writing is applied to the gate electrode 36 at the time of erasing, holes are generated in the vicinity of the drain region 33b.
Is injected and accumulated. Then, MNOSFET2
0 indicates that the threshold voltage V th is −− like T2 shown in FIG.
Shift in the direction. [0033] At this time, since the fluctuation of the threshold voltage V th is only the vicinity of the drain region 33b, the channel region
32 source region 33a near and in central part of, if the gate voltage V G is an enhancement (enhancement) form no current flows at the time of 0V, is MNOSFET20,
Source even when the gate voltage V G is 0V - a current path is formed between the drain, such as drain current flows,
A so-called depletion transistor
istor). As described above, in the nonvolatile memory element, the tunnel oxide film 34 is formed on the channel region 32, the trap film 35 is formed on the tunnel oxide film 34, and the gate electrode 36 is formed on the trap film 35. Has been
Even without a floating gate as in the related art, charges can be stored in the trap film 35. As described above, even if the floating gate is eliminated, the charge can be accumulated. Therefore, it is only necessary to insulate between the word line and the bit line by the LOCOS oxide film 37. The element can be miniaturized by eliminating the overlap region. Further, not only the structure becomes simple, but also one process is required to form the gate, so that the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced. Further, the LOCOS oxide film 37 is disposed immediately above the diffusion layer 33 serving as a source region and a drain region, so that the region of the diffusion layer 33 occupying one device can be reduced. To contribute. Further, by increasing the impurity concentration of the diffusion layer 33, charges are easily generated between the source and the drain, and even if the capacitance of the gate electrode 36 occupying the element is reduced, sufficient charges necessary for storing information are generated. Can be generated. Accordingly, the channel region 32 can be made smaller, which contributes to higher integration of the device. Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. The structure of the nonvolatile memory according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of a nonvolatile memory according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG.
A first gate electrode 50 is formed on the trap film 35,
On the trap film 35, a second gate electrode 51 shared by each memory cell along the word line is formed.
Between the gate electrode 50 and the second gate electrode 51
Interlayer insulating film 5 2 made of silicon oxide is interposed. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment. Regarding the method for manufacturing the nonvolatile memory,
The steps will be described in order with reference to FIGS. FIG. 20 is a plan view showing a state after the LOCOS oxide film is formed, and FIG. 21 is a sectional view taken along the line KK of FIG. FIG. 22 is a plan view showing a state after the formation of the trap film and the first gate electrode.
23 is a sectional view taken along line LL of FIG. 21, and FIG.
FIG. 25 is a sectional view taken along line M-N of FIG. 21. FIG.
6 and 27 are cross-sectional views showing the state after forming the diffusion layer.
26 is a sectional view taken along line LL of FIG. 21, and FIG.
It is M sectional drawing. FIG. 28 is a plan view showing the state after the formation of the interlayer insulating film and the second electrode, and FIG. 29 is a cross-sectional view taken along the line OO of FIG. In the steps of FIGS. 20 and 21, after a P-well 31 is formed on an N-type silicon
The S oxide film 37 is formed in an island shape. 22 to 25, a tunnel oxide film 34 and a trap film 35 are sequentially stacked on the entire surface, and then a first gate electrode 50 is formed between adjacent LOCOS oxides 37 for each column. In the steps of FIGS. 26 and 27, arsenic ions or the like are implanted into a predetermined active region of the P well 31 to form an N + -type diffusion layer 33 serving as a source region and a drain region with a channel region therebetween. In the step of FIG. 28 and 29, the entire surface is laminated interlayer insulating film 5 2, provided the contact hole on each of the first gate electrode 50. Then, the first gate electrode 50 is formed through the contact hole.
The second gate electrode 51 is formed in a stripe shape along the word line so as to be connected to the second gate electrode 51. The same operation and effect as in the first embodiment can be obtained in the above-mentioned nonvolatile memory. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made within the scope of the present invention. In the above embodiment, NO (ni
Although an example having a tride-oxide (tride-oxide) structure has been described, the ONO (oxide
-nitride-oxide). As is apparent from the above description, according to the present invention, charges can be stored in the charge storage film, so that only the word lines and the bit lines are insulated by the selective oxide film. In addition, the overlapping area between the floating gate and the control gate, which has been conventionally required, can be eliminated, and the element can be miniaturized. Further, not only the structure becomes simple, but also one process is required for forming the gate, so that the manufacturing process is simplified, and the manufacturing cost is reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明第1実施例に係る不揮発性記憶装置の一
部を示す平面図である。 【図2】図1のA−A断面図である。 【図3】図1のB−B断面図である。 【図4】図1のC−C断面図である。 【図5】図1のD−D断面図である。 【図6】不揮発性記憶装置の等価回路図である。 【図7】不揮発性記憶素子の動作原理の説明図である。 【図8】書き込み、消去による不揮発性記憶素子のしき
い値電圧の変化を示す図である。 【図9】拡散層形成後の状態を示す平面図である。 【図10】図9のE−E断面図である。 【図11】選択酸化膜形成後の状態を示す平面図であ
る。 【図12】図11のG−G断面図である。 【図13】トンネル酸化膜、トラップ膜およびゲート電
極形成後の状態を示す断面図である。 【図14】ゲート電極パターニング後の状態を示す平面
図である。 【図15】図14のH−H断面図である。 【図16】図14のI−I断面図である。 【図17】図14のJ−J断面図である。 【図18】素子分離後の状態を示す断面図である。 【図19】本発明第2実施例の不揮発性メモリの要部拡
大断面図である。 【図20】選択酸化膜形成後の状態を示す平面図であ
る。 【図21】図20のK−K断面図である。 【図22】トラップ膜および第1のゲート電極形成後の
状態を示す平面図である。 【図23】図22のL−L断面図である。 【図24】図22のM−M断面図である。 【図25】図22のN−N断面図である。 【図26】拡散層形成後の状態を示す図22のL−L断
面図である。 【図27】拡散層形成後の状態を示す図22のM−M断
面図である。 【図28】層間絶縁膜および第2の電極形成後の状態を
示す平面図である。 【図29】素子分離後の状態を示す図28のO−O断面
図である。 【図30】従来の不揮発性記憶素子の原理的構成を示す
図である。 【図31】図30の不揮発性記憶素子を利用した不揮発
性記憶装置の等価回路図である。 【図32】同じくその斜視断面図である。 【符号の説明】 20,20A,20B,20C,20D,20E,20
F,20G,20H,20I MNOSFET 30 シリコン基板 32 チャネル領域 33 拡散層 33a ソース領域 33b ドレイン領域 34 トンネル酸化膜 35 トラップ膜 36 ゲート電極 37 LOCOS酸化膜 50 第1のゲート電極 51 第2のゲート電極
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view showing a part of a nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1; FIG. 4 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 1; FIG. 5 is a sectional view taken along line DD of FIG. 1; FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a nonvolatile memory device. FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation principle of the nonvolatile memory element. FIG. 8 is a diagram showing a change in threshold voltage of a nonvolatile memory element due to writing and erasing. FIG. 9 is a plan view showing a state after a diffusion layer is formed. FIG. 10 is a sectional view taken along line EE of FIG. 9; FIG. 11 is a plan view showing a state after a selective oxide film is formed. FIG. 12 is a sectional view taken along line GG of FIG. 11; FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state after forming a tunnel oxide film, a trap film, and a gate electrode. FIG. 14 is a plan view showing a state after gate electrode patterning. FIG. 15 is a sectional view taken along the line HH in FIG. 14; FIG. 16 is a sectional view taken along line II of FIG. 14; FIG. 17 is a sectional view taken along the line JJ of FIG. 14; FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state after element isolation. FIG. 19 is an enlarged sectional view of a main part of a nonvolatile memory according to a second embodiment of the present invention. FIG. 20 is a plan view showing a state after a selective oxide film is formed. 21 is a sectional view taken along the line KK of FIG. FIG. 22 is a plan view showing a state after formation of a trap film and a first gate electrode. FIG. 23 is a sectional view taken along line LL of FIG. 22; FIG. 24 is a sectional view taken along line MM of FIG. 22; FIG. 25 is a sectional view taken along line NN of FIG. 22; FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line LL of FIG. 22 showing a state after formation of a diffusion layer. FIG. 27 is a cross-sectional view taken along the line MM of FIG. 22 showing a state after formation of a diffusion layer. FIG. 28 is a plan view showing a state after formation of an interlayer insulating film and a second electrode. FIG. 29 is a cross-sectional view taken along the line OO of FIG. 28 showing a state after element isolation. FIG. 30 is a diagram showing a basic configuration of a conventional nonvolatile memory element. 31 is an equivalent circuit diagram of a nonvolatile memory device using the nonvolatile memory element of FIG. 30. FIG. 32 is a perspective sectional view of the same. [Description of Signs] 20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20
F, 20G, 20H, 20I MNOSFET 30 Silicon substrate 32 Channel region 33 Diffusion layer 33a Source region 33b Drain region 34 Tunnel oxide film 35 Trap film 36 Gate electrode 37 LOCOS oxide film 50 First gate electrode 51 Second gate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−74761(JP,A) 特開 平1−179414(JP,A) 特開 昭58−84460(JP,A) 特開 昭58−223370(JP,A) 特開 昭48−60881(JP,A) 実開 昭58−94199(JP,U)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page       (56) References JP-A-64-74761 (JP, A)                 JP-A-1-179414 (JP, A)                 JP-A-58-84460 (JP, A)                 JP-A-58-223370 (JP, A)                 JP-A-48-60881 (JP, A)                 Actual opening 58-94199 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】半導体基板に、チャネル領域と、チャネル
領域を挟んでソース領域およびドレイン領域となる拡散
層とが形成され、チャネル領域上に電荷を蓄積する電荷
蓄積膜が形成され、電荷蓄積膜上にゲート電極が形成さ
れ、チャネル領域とドレイン領域との境界付近で発生す
る電荷を電荷蓄積膜に注入蓄積することにより情報を記
憶する不揮発性記憶素子が、複数個アレー状に配列され
ており、 上記ゲート電極にワードラインが接続され、 上記ソース領域およびドレイン領域となる拡散層に、ワ
ードラインと直交するかたちでビットラインが接続さ
れ、上記拡散層は、上記ビットラインに沿って長く設けられ
ていて、 上記拡散層の直上部であって、 上記ワードラインと上記
ビットラインとの間には、当該両者間を絶縁する選択
化膜がLOCOS法にて形成されており、 上記電荷蓄積膜が上記アレー状に配列された全ての不揮
発性記憶素子のチャネル領域に渡って連続して形成され
ていることを特徴とする不揮発性記憶装置。
(57) Claims 1. A charge is formed in a semiconductor substrate, wherein a channel region and a diffusion layer serving as a source region and a drain region are formed with the channel region interposed therebetween, and charges are accumulated on the channel region. A storage film is formed, a gate electrode is formed on the charge storage film, and a nonvolatile storage element that stores information by injecting and storing charge generated near a boundary between a channel region and a drain region in the charge storage film is: A plurality of arrays are arranged in an array, a word line is connected to the gate electrode, and a bit line is connected to the diffusion layer serving as the source region and the drain region in a form orthogonal to the word line . Long along the above bit line
Have been, a straight upper portion of the diffusion layer, is between the word line and the <br/> bit lines, forming selection acid <br/> of film for insulating between the both by LOCOS method Wherein the charge storage film is formed continuously over the channel regions of all the nonvolatile memory elements arranged in the array.
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