DE2432352B2

DE2432352B2 - MNOS-Halbleiterspeicherelement

Info

Publication number: DE2432352B2
Application number: DE2432352A
Authority: DE
Inventors: Norio Endo; Yoshio Yokohama Nishi
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1973-07-05
Filing date: 1974-07-05
Publication date: 1981-06-11
Also published as: US4019198A; JPS5024084A; CA1025555A; DE2432352A1; GB1429604A; DE2432352C3; FR2236247B1; FR2236247A1

Description

Die Erfindung betrifft ein MNOS-Halbleiterspeicherelement mit einem Halbleitersubstrat von einem gegebenen Leitungstyp mit einer Störstellenkonzentration, die unter 10" Atomen/cm³ liegt, und mit Source- und Drainbereichen, die im Abstand voneinander in einer Außenfläche des Substrates ausgebildet sind und mit dem Substrat PN-Übergänge bilden, wie es aus RCA Review, September 1970, S. 467 bis 478 bekannt ist.

Ein derartiges MNOS-Speicherelement hat einen zweischichtigen Aufbau aus einer dünnen Siliciumnitridschicht und einer dünnen Siliciumdioxidschicht als Gateisolierschicht, wobei die gespeicherte binäre Information durch die elektrische Ladungsmenge bestimmt ist, die an der Grenzfläche zwischen der Siliciumdioxidschicht und der Siliciumnitridschicht oder in der Siliciumnitridschicht in der Nähe der Grenzfläche eingefangen ist Die gespeicherte Ladungsmenge kann jedoch als Information nicht durch eine direkte Messung bestimmt werden. Die gespeicherte Information wird vielmehr durch ein Durchschalten und Sperren des Transistors ausgelesen, wobei als Vergleichsspannung eine Spannung zwischen den Schwellenspannungen verwandt wird, die sich mit der gespeicherten Ladungsmenge ändern.

Bei einem P-Kanal transistor entspricht beispielsweise die binäre Information den beiden folgenden Schwellenspannungen: »0« eine niedrigbemessene Schwellenspannung, d. h. der absolute Wert der Schwellenspannung ist kleiner als der der Vergleichsspannung; »1« eine hochbemessene Schwellenspannung, d. h. der absolute Wert der Schwellenspannung ist größer als der der Vergleichsspannung.

Das Einschreiben des Speicherzustandes »1:< wird dadurch erreicht, daß an das Gate des Transistors eine Spannung, die unter der Spannung an Source, Drain und Substrat des Transistors liegt, d. h. eine negative Spannung gegenüber Source, Drain und Substrat gelegt wird.

Das Einschreiben des Speicherzustandes »0« erfolgt auf eine der beiden folgenden Weisen. Die erste Möglichkeit besteht darin, an das Gate des Transistors eine positive Spannung oder eine Spannung anzulegen, die über der Source, Drain und Substrat liegenden Spannung liegt Die zweite Möglichkeit besteht darin, an Source und Drain des Transistors eine Spannung s anzulegen, die kleiner als die an Gate und Substrat liegende Spannung ist, die zusammengeschaltet sind. Bei der zweiten Möglichkeit tritt ein Lawinendurchbruch an den P+N-Übergängen zwischen den Source- und Drainbereichen und dem Substrat infolge der an Source

ίο und Drain des Transistors liegenden Spannung auf, so daß heiße Elektronen erzeugt werden, die in diesen Teil des Gatebereiches injiziert werden, wobei das Einschreiben des Zustandes »0« mittels eines Lawinendurchbruchs erfolgt Das hat dieselbe Wirkung, als wenn an das Gate des Transistors eine Spannung angelegt würde, die über der an Source, Drain und Substrat liegenden Spannung liegt Die Zustände »0« und »1« werden ohne jede Spannungsversorgung von einer Energiequelle aufrechterhalten, so daß diese Informationen in diesem Sinne von Natur aus energieversorgungsunabhängig sind. Eine eingeschriebene Information wird dadurch ausgelesen, daß nach dem Schreiben des Speicherzustandes »0« eine solche Spannung angelegt wird, die eine den Speicherzustand »1«

η repräsentierende Spannung nicht in eine den Zustand »0« repräsentierende Spannung ändert und umgekehrt

Im folgenden wird der Unterschied zwischen den

oben erläuterten zwei Möglichkeiten des Einschreibens des Speicherzustandes »0« anhand eines Beispiels

jo erläutert

Es sei angenommen, daß das Speicherelement von einem MNOS-Transistor gebildet wird, der aus einem N-Siliciumsubstrat mit einer Störstellenkonzentration von etwa 1 χ 10¹⁵Cm-³, aus P⁺-Source- und Drainbereichen, die auf einer Seite des Substrates ausgebildet sind und eine Störstellenkonzentration von etwa 1 χ 10²⁰ cm-³ aufweisen, einer doppellagigen Gate-Isolierschicht zwischen den Source- und Drainbereichen aus einer dünnen Siliciumdioxidschicht mit einer Dicke von etwa 2 nm und aus einer dünnen Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von etwa 50 nm, die auf der genannten Seite des Substrates zwischen den Source- und Drainbereichen ausgebildet ist, und einer beispielsweise aus Aluminium gebildeten Gate-Elektrode besteht

Wenn ein Spannungsimpuls mit einer Impulsbreite von 10 \is und einer Größe von —35 V, bezogen auf Source, Drain und Substrat, die zusammengeschaltet sind, an das Gate angelegt wird, wird eine Schwellenspannung von etwa — 7 V erhalten und wird der Speicherzustand »1« eingeschrieben. Wenn in diesem Zustand ein Spannungsimpuls mit einer Größe von +35 V und einer Impulsbreite von 10 ps an das Gate angelegt wird, wird eine Schwellenspannung von etwa +2 Verhalten.

Das Einschreiben des Speicherzustandes »0« mittels eines Lawinendurchbruches erfolgt in der folgenden Weise. Wenn ein Spannungsimpuls mit einer Impulsbreite von 10 μ5 und einer Größe von —45 V, bezogen auf Gate und Substrat des Speicherelementes im Zustand »1«, dessen Schwellenspannung bei etwa —7 V liegt, an Source und Drain angelegt wird, ändert sich die Schwellenspannung des Speicherelementes auf etwa + 2 V und wird eine Löschung erreicht. Das Einschreiben des Speicherzustandes »0« mittels eines Law.nendurchbruches hängt nicht von der Impulsbreite des angelegten Spannungsimpulses ab. Selbst wenn der Spannungsimpuls eine Impulsbreite von beispielsweise

500 ns hat, kann der Zustand »0« eingeschrieben werden.

Bei dem oben beschriebenen Speicherelement erfolgt das Einschreiben der Zustände »0« und >. 1« dadurch, daß an das Substrat ein unipolarer Spannungsimpuls s angelegt wird. Selbst wenn das Speicherelement und die zugeordneten Schaltkreise im selben Substrat integriert ausgebildet sind, sind keine speziellen Einrichtungen erforderlich, um die Schaltungselemente vom Substrat elektrisch zu trennen, was einen erheblichen Vorteil darstellt.

Trotz des oben genannten Vorteils hat ein MNOS-Speicherelement den Nachteil, daß eine hohe Einschreibspannung für den Speicherzustand »0« erforderlich ist Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Speicherelementes notwendig, die Länge des Kanales so klein wie möglich zu machen, die Source- und Drainbereiche tief auszubilden und die Dicke der Siliciumnitridschicht herabzusetzen. Um diesen Erfordernissen soweit wie möglich zu genügen, wurde bereits ein Transistor mit einer Kanallänge von etwa 4 μίτι und einer dünnen Gateschicht aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von 20 nm entwickelt Wenn bei einer Schwellenspannung im Speicherzustand »1« bei etwa —3,2 V eine Schreibspannung für den Zustand»0« mittels eines Lawinenbruches von —25 V angelegt wird, ändert sich die Schwellenspannung auf + 2 V, so daß das Schreiben des Zustandes »0«, d. h. ein Löschen erfolgt Es ist in diesem Falle möglich, die Einschreibspannung für den Zustand »0« relativ klein zu halten. Die im Zustand »1« auftretende Schwellenspannung, d.h. ihr absoluter Wert, ist jedoch merklich geringer, so daß der Unterschied zwischen der Schwellenspannung im Zustand »1« und im Zustand »0« gering ist Es ist daher sehr schwierig, eine Auslesespannung festzulegen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei einem MNOS-Halbleiterspeicherelement der eingangs genannten Art bei dem das Einschreiben des Speicherzustandes »0« mittels eines Lawinendurchbruches erfolgt, die zum Einschreiben des Zustandes »0« erforderliche Einschreibspannung herabzusetzen, ohne daß der Unterschied in der Schwellenspannung im Zustand »1« und im Zustand »0« zu klein wird.

Das wird bei dem erfindungsgemäßen MNOS-HaIbleiterspeicherelement durch eine Störstellendiffusionsschicht erreicht, die wenigstens einen der Übergänge zwischen den Source- und Drainbereichen und dem Substrat umgibt, vom gleichen Leitungstyp wie das Substrat ist und eine Störstellenkonzentration von mehr als 10¹⁷ Atomen/cm³ im Bereich der maximalen Störstellenkonzentration und eine Breite von weniger als 1 μπι aufweist.

Vorzugsweise umgibt die Störstellendiffusionsschicht alle Übergänge zwischen den Source- und Drainbereichen und dem Substrat.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherelement an die Source- und Drainbereiche eine negative Spannung angelegt wird, bildet sich eine Verarmungsschicht hauptsächlich auf der Seite der Schicht mit hoher Störstellenkonzentration und erfolgt anschließend ein Lawinendurchbruch, wodurch eine Injektion von hochenergetischen Elektronen in die Gateschicht auf der Schicht mit hoher Störstellenkonzentration hervorgerufen wird, und damit ein Einschreiben des Zustanden »0« mittels eines Lawinendurchbruchs erfolgt.

Der Bereich hoher Störstellenkonzentration wird mit Hilfe eines Diffusionsverfahrens so ausgebildet, daß die Störstellenkonzentration bei aber 10¹⁷ Atomen/cm³ liegt Dieser Bereich hoher Störstellenkonzentration hat eine Störstellenverteilung, bei der die Störstellenkonzentration auf das Innere des Substrates hin abnimmt Aus diesem Grunde tritt einen Lawinendurchbruch an der Oberfläche der Schicht hoher Störstellenkonzentration auf, an der die Störstellenkonzentration am höchsten ist Als Folge davon werden elektrische Ladungen leicht in der Gateisolierschicht eingefangen, die mit der Oberfläche der Schicht hoher Störstellenkonzentration in Berührung steht, was eine Verringerung der Einschreibspannung möglich macht

Zwar ist es aus der DE-OS 18 11 492 bekannt, bei einejn MOS-Feldeffekttransistor eine Störstellendiffusionsschicht hoher Störstellenkonzentration an einem der PN-Übergänge vorzusehen, die einen Durchbruch zwischen den Source- und Drainbereichen vermeiden und die Kapazität des Drainbereiches herabsetzen solL Die Störstellendiffusionsschicht hoher Störstellenkonzentration ist dabei notwendigerweise an einen PN-Übergang vorgesehen, der im Betrieb in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen MNOS-Speicherelementes näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherelementes in einer Schnittansicht

Fig.2 zeigt in einer grafischen Darstellung einen Vergleich der elektrischen Eigenschaften eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Speicherelementes und eines bekannten Speicherelementes.

Fig.3 und 4 zeigen in Schnittansichten weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Speicherelementes.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherelementes sind die Source- und Drainbereiche 11 und 12 in einem bestimmten Abstand auf einer Seite eines Soliciumsubstrates 10 vorgesehen, das eine Störstellenkonzentration von weniger als 10¹⁵ Atomen/cm³ aufweist Zwischen diesen Bereichen 11 und 12 kann sich an der Substratobertläche ein Kanal ergeben. Die Source- und Drainbereiche U und 12 sind vom P⁺-Leitungstyp mit einer hohen Störstellenkonzentration. Zwei Diffusionsschichten 13 vom N⁺-Leitungstyp weisen eine Breite von weniger als 1 μπι und eine Störstellenkonzentration von mehr als 10¹⁷ Atomen/cm³ auf und sind so ausgebildet, daß sie den Sourcebereich 11 und den Drainbereich 12 umgeben, wie es in F i g. 1 dargestellt ist Zwischen der Diffusionsschicht 13 und dem Sourcebereich sowie zwischen der Diffusionsschicht 13 und dem Drainbereich befinden sich P⁺ N+-Übergänge. Eine erste dünne Isolierschicht 14 ist auf der Substratoberfläche zwischen dem Sourcebereich 11 und dem Drainbereich 12 ausgebildet Die Isolierschicht 14 weist eine Dicke auf, die den Elektronendurchgang zur Oberfläche oder in die Nähe der Oberfläche infolge des Tunneleffektes während des Einschreibens gestattet Auf der ersten Isolierschicht 14 ist eine zweite dünne Isolierschicht 15 ausgebildet Die zweite Isolierschicht 15 bildet zusammen mit der ersten Isolierschicht 14 eine Gateschicht 16. Das Material und die Dicke dieser Gateschicht 16 sind so gewählt, daß die zur Oberfläche der ersten Schicht 14 gelangenden Elektronen eingefangen werden können· Eine Sourceelektrode 17, eine

Drainelektrode 18 und eine Gateelektrode 19 sind auf dem Sourcebereich 11, dem Drainbereich 12 und der Gateschicht 16 jeweils unter Verwendung von Aluminium ausgebildet

Jedes Element eines in dieser Weise aufgebauten ; Halbleiterspeichers kann, wie folgt, ausgebildet sein

Das Halbleitersubstrat 10 ist ein Siliciumsubstrai: mi· einer Störstellenkonzentration von 10^u Atomen/cm³ und einem spezifischen Widerstand von 200 Ω ■ cm. Die Diffusionsschichten 13 werden dadurch ausgebildet, daß m Phosphor in das Substrat durch eine Diffusionsmaske eindiffundiert wird, die bei der Ausbildung der Source- und Drainbereich verwandt wird. Dann werden durch Eindiffundieren von Bor in die Diffusionsschichten 13 die Source- und Drainbereiche 11 und 12 gebildet. Wenn Störatome, wie Bor und Phosphor, mit unterschiedlichen Diffusionskoeffizienten verwandt werden, können die Bereiche U und 12 und die Diffusionsschicht 13 gleichzeitig mit Hilfe einer Simultandiffusion ausgebildet werden. Die Source- und Drainbereiche 11 und 12 haben eine Tiefe von etwas 0,6 μιη und die Diffusitonsschicht 13 mit hoher Störstellenkonzentration hat eine Dicke von 0,6 μιη und eine Störstellenkonzentration von 3x10" Atomen/cm³ im Bereich der maximalen Störstellenkonzentration. Der Bereich der maximalen Störstellenkonzentration in der Diffusionsschicht 13 wird gewöhnlich entsprechend der oben beschriebenen Herstellungsweise in der Nähe der PN-Übergiinge ausgebildet Der Abstand zwischen dem Sourcebereich 11 und dem Drainbereich 12, d. h. die Länge des Kanales, m betragt 6,8 μιη. Die erste Isolierschicht 14 kann bei diesem AusfQhrungsbeispiel eine Dicke von 1,65 nm haben und mit Hilfe einer thermischen Oxidatton von Silicium gebildet sein. Die zweite Isolierschicht 15 kann eine Starke von 40 nm haben und durch eine Reaktion r, von SiHCI₃ mit NH₃ bei 900⁰C die Siliciumnitrid ergibt, gebildet sein.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherelementes beschrieben.

Um den Speicherzustand »0« mittels eines Lawinendurchbruches einzuschreiben, wird zunächst ein bezüglich des Siliciumsubstrates 10 und der Gateelektrode 19 negativer Spannungsimpuls an Source und Drain gelegt Der Spannungsimpuls hat eine Größe, die ausreicht um einen Lawinendurchbruch zwischen dem Siliciumsubstrat 10 und dem Sourcebereich U sowie zwischen dem Siliciumsubstrat 10 und dem Drainbereich 12 hervorzurufen. Der Spannungsimpuls kann beispielsweise eine Größe von —35 V und eine Breite von 10 us haben. Wenn ein derartiger Spannungsimpuls an Source und Drain angelegt wird, so wird ein Lawinendurchbruch hervorgerufen, so daß Ladungsträger, d. h. Elektronen und Löcher, mit hohlen Energien größtenteils in der Schicht 13 hoher Störstellenkonzentration erzeugt werden. Da an der Gateelektrode 19 ein positives Potential liegt und die Siliciumdioxidschicht 14 eine Dicke hat die kleiner als die Länge ist Ober die der Tunneleffekt wirkt werden die Elektronen unter den Ladungsträgern durch die erste Isolierschicht 14 in die μ Gateschicht 16 geleitet und am Obergang oder in der Nähe des Oberganges zwischen der ersten Isolierschicht 14 und der zweiten Isolierschicht 15 eingefangen, wodurch der Speicherzustand »0« eingeschrieben wird. Die eingefangenen Elektronen können in horizontaler Richtung in der Gateschicht infolge der Isoliereigenschaft der Schichten 14 und 15 nicht bewegt werden und sind lediglich Ober der Schicht 13 hoher Störstellenkonzentration verteilt. Die zu diesem Zeitpunkt bestehende Schwellenspannung beträgt 2 V.

Im folgenden wird das Einschreiben des Speicherzustandes »1« erläutert.

Bei mit dem Siliciumsubstrat 10 zusammengeschalteten Source- und Drainbereichen 11 und 12 wird ein Spannungsimpuls mit einer Größe von beispielsweise —30 V, bezogen auf diese Bereiche und das Siliciumsubstrat und mit einer Impulsbreite von 5 \s.s an das Gate 19 gelegt um die in der Gateschicht 16 während des Einschreibens des Zustandes »0« eingefangenen Elektronen durch die Siliciumdioxidschicht 14 in das Siliciumsubstrat 10 wandern zu lassen, wodurch der Zustand »1« eingeschrieben wird. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Schwellenspannung —6 V.

Während des Auslesens wird der Zustand »0« odcr »1« in Abhängigkeit davon bestimmt, ob ein Source-Drain-Strom fließt oder nicht.

F i g. 2 zeigt einen Vergleich der Charakteristik des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherelemientes und eines herkömmlichen MNOS-Speicherelementes ohne Diffusionsschicht hoher Störstellenkonzentration. Das herkömmliche Speicherelement, das für diesen Vergleich herangezogen wird, ähnelt dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherelementes mit der Ausnahme, daß die zweite Isolierschicht eine Dicke von 50,5 nm und die erste Isolierschicht eine Dicke von 1,68 nm aufweist

In der grafischen Darstellung von Fig.2 sind die Schwellenspannung in Volt auf der Ordinate und die Einschreibspannung in Volt auf der Abszisse aufgetragen. Die Charakteristik des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Speicherelementes ist durch die Linie A und die schwarzen Punkte dargestellt während die Linie B und die hellen Punkten die Charakteristik des herkömmlichen Speicherelementes zeigen. Aus der grafischen Darstellung von F i g. 2 ergibt sich, daß die Einschreibspannung für den Speicherzustand »0« um etwa 10 V kleiner als bei einem herkömmlichen Speicherelement ist.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Speicherelementes sind zwei Diffusionsschichten hoher Störstellenkonzentration so ausgebildet daß sie den Sourcebereich und den Drainbereich umgeben. Die Diffusionsschicht kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß sie entweder dien Source- oder den Drainbereich umgibt. Ein Beispiel dafür wird im folgenden anhand von F i g. 3 erläutert

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiterspeicherelementes ist eine Schicht 13 mit hoher Störstellenkonzentration, einer Breite von 0,6 μΐπ und einer Störstellenkonzentration von 10¹⁸ Atomen/cm³ auf einer Seite eines Siliciumsubstrates 10 ausgebildet Um den Sourcebereich 11 ist jedoch wie im Falle eines herkömmlichen Speicherelementes keine Schicht hoher Störstellenkonzentration vorgesehen. Der übrige Aufbau ist im wesentlichen gleich dem des in F i g. 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiels.

Bei dem in Fig.3 dargestellten Halbleiterspeicherelementes werden Elektronen nur in dem Teil der Gateschicht 16 eingefangen, die sich oberhalb des Bereiches der Schicht 13 hoher Störstellenkonzentration befindet Der sich ergebende Unterschied zwischen den Schwellenspannungen wird kleiner als bei einem Speicherelement mit zwei Schichten hoher Störstellenkonzentration, allerdings kann das Einschreiben des

Zustande*. »0« bereits dadurch erfolgen, daß nur an den Drainbereich eine negative Spannung angelegt wird.

Die erste und die zweite Isolierschicht, die die Guteschicht bilden, müssen nicht notwendigerweise überall die gleiche Dicke haben, sondern können beispielsweise so ausgebildet sein, wie es in Γ i g. 4 dargestellt ist.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Halbleiterspeicherelement weist die erste Isolierschicht 14 einen dickeren Bereich I4a und einen dünneren Bereich 146 und einen Übergang zwischen dem dicken und dem dünnen Bereich auf, der sich nahezu in der Mitte des sich zwischen Source- und Drainbereich 11 und 12 ergebenden Kanales befindet. Der dicke Bereich 14a hat eine Stärke von etwa 100 nm auf der Seite des Drainbereiches, während der dünne Bereich 146 eine Stärke von etwa 1,65 nm auf der Seite des Sourcebereiches aufweist. Die Siliciumdioxidschicht 14 weist daher eine Stufe auf. In ähnlicher Weise weisen die Siliciumnitridschicht 15 und die Gateelektrode 19 eine Stufe auf, obwohl sie eine einheitliche Stärke haben.

Das Einschreiben der Zustände »0« und »1« erfolgt bei dem in Fig.4 dargestellten Halbleiterspeicherelement in derselben Weise wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. Die Schwellenspannung im Zustand »0« wird durch den dicken Bereich 14a der ersten Isolierschicht 14 bestimmt und beträgt etwa —2 V, wenn das Substrat eine Störstellenkonzentration von etwa 10¹⁵ Atomen/cm³ aufweist. Da sich diese Schwellenspannung selbst beim Einschreiben des Zustandes »1« und beim Einschreiben des Zustandes

»0« nicht ändert, kann beim Einschreiben des Zustandes »0« mittels eines Lawinendurchbruches ein negativer Spannungsimpuls nur an den Bereich, der sich neben dem dünnen Bereich der Siliciumdioxidschicht befindet, d. h. an den Sourcebereich 11 angelegt werden.

Die Source- und Drainbereiche und der Bereich hoher Störstellenkonzentration können nach der Ausbildung der Gateisolierschicht und der Gateelektrode gebildet werden. In diesem Fall kann die Gateelektrode unter Verwendung von polykristallinem Silicium oder einem hochschmelzenden Metall, wie Molybdän, Wolfram usw., anstelle von Aluminium gebildet werden. Dabei wird die Gateelektrode als Maske verwandt, durch die Störatome eindiffundiert werden können, um die Source- und Drainbereiche und die Diffusionsschicht hoher Störstellenkonzentration zu bilden. Wenn Störatome in dieser Weise nach der Ausbildung der Gateelektrode eindiffundiert werden, kann der Flächenbereich der Überlappungsbereiche zwischen dem Sourcebereich und dem Gatebereich und zwischen dem Drainbereich und dem Gatebereich kleiner gemacht werden, wodurch das Halbleiterspeicherelement als Ganzes kleiner wird.

Das oben beschriebene Halbleiterspeicherelement kann nicht nur in Form eines P-Kanaltyps, sondern auch in Form eines N-Kanaltyps ausgebildet sein. Anstelle der Siliciumnitridschicht kann eine Aluminiumoxidschicht odei eine dünne Schicht aus einer Tantaloxid-Aluminiumoxid-Mischung verwandt werden, falls diese Schicht in der Lage ist. Elektronen einzufangen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. MNOS-Halbleiterspeicherelement mit einem Halbleitersubstrat von einem gegebenen Leitungstyp mit einer Störstellenkonzentration, die unter 10¹⁵ Atomen/cm³ liegt, und mit Source- und Drainbereichen, die im Abstand voneinander in einer Außenfläche des Substrats ausgebildet sind und mit dem Substrat PN-Übergänge bilden, gekennzeichnet durch eine Störstellendiffusionsschicht (13), die wenigstens einen der Übergänge zwischen den Source- und Drainbereichen (11, 12) und dem Substrat (10) umgibt, vom gleichen Leitungstyp wie das Substrat (10) ist und eine Störstellenkonzentration von mehr als 10¹⁷ Atomen/cm³ im Bereich der maximalen Störstellenkonzentration und eine Breite von weniger als 1 μπι aufweist

2. MNOS-Halbleiterspeicherelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Störstellendiffusionsschicht (13) alle Übergänge zwischen den Source- und Drainbereichen (U, 12) und dem Substrat (10) umgibt.