DE2744113A1 - N-channel storage IGFET with floating gate - has between drain and source N-doped auxiliary region in series with channel followed by further channel region - Google Patents

N-channel storage IGFET with floating gate - has between drain and source N-doped auxiliary region in series with channel followed by further channel region

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DE2744113A1 DE19772744113 DE2744113A DE2744113A1 DE 2744113 A1 DE2744113 A1 DE 2744113A1 DE 19772744113 DE19772744113 DE 19772744113 DE 2744113 A DE2744113 A DE 2744113A DE 2744113 A1 DE2744113 A1 DE 2744113A1
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Abstract

The floating storage gate is surrounded by an insulator. The gate charge change is carried out by electrons highly accelerated and heated in the transistor channel (K). The electron heating overcomes the energy threshold to the insulator conductivity band, owing to an electric field effective in the source (S)-drain (D) direction. Thus the electrons reach the storage gate and program the channel injection, thus charging the storage gate to a potential, negative relative to uncharged state, as in 2445137. Between the source and drain is incorporated an n-doped auxiliary region (HS) in series with the channel, behind which is provided a further chanel region (Ka) with a selector gate (Ga2), insulated from and affecting this channel region.

Description

n-Kanal-Sceicherw m .n-channel recorder w.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent P 24 45 137.4-33 angegebenen Gegenstände, welche alle einen bestimmten n-Kanal-Speicher-EET betreffen, und zwar einen n-Kanal-Speicher-FET mit wenigstens einem Gate, nämlich mit einem allseitig von einem Isolator umgebenen, floatenden Speichergate, bei dem zur Umladung des Speichergate die Elektronen injizierende Kanalinjektion - d. h.The invention relates to a development of the in the main application / in Main patent P 24 45 137.4-33 specified objects, all of which have a certain n-channel memory EETs relate to an n-channel memory FET with at least a gate, namely with a floating gate surrounded on all sides by an insulator Storage gate, in which the electrons injecting charge reload the storage gate Canal injection - d. H.

Umladung durch im eigenen leitenden Kanal stark beschleunigte und hierdurch aufgeheizte Elektronen, die wegen ihrer Aufheizung durch ein in Source-Drain-Richtung wirkendes elektrisches Feld die Energieschwelle zum Leitfähigkeitsband des Isolators überwinden und dadurch zum Speichergate gelangen -ausgenutzt wird, mit der Aufgabe, die Kanalinjektion zum Programmieren, also Aufladen des Speichergate auf ein gegenüber dem ungeladenen Zustand negatives Potential, auszunutzen, so daß das Speichergate nach dieser Aufladung mittels seiner negativen Ladung durch Influenz in den Source-Drain-strom hemmender Weise auf die Source-Drain-Strecke einwirkt.Reloading through strongly accelerated and in its own conducting channel as a result, electrons are heated, which because of their heating by a in the source-drain direction effective electric field the energy threshold to the conductivity band of the insulator overcome and thereby get to the storage gate -is exploited with the task of the channel injection for programming, i.e. charging the memory gate on an opposite the uncharged state negative potential, so that the memory gate after this charging by means of its negative charge due to influence in the source-drain current acts inhibitory manner on the source-drain path.

Dieser n-Kvanal-S?eiche--FET wird also durch die Aufladung seines Speichergate in den (stark) sperrenden Zustand gesteuert. Hat dieser n-Kanal-Speicher-FET nur ein einziges Gate, nämlich das Speichergate, und einen Anreicherungstyp-Kanal dann kann man, zum Programmieren sowie zum Lesen des unprogrammierten n-Kanal-Speicher-FET, wie in der Hauptanmeldung/ im Hauptpatent beschr4eben, den Kanal leitend machen, indem das Speichergatepotential in positiver Richtung verschoben wird - z.B. unterstützt durch eine kapazitiv wirkende zusäztnische Uberlappung des Drain und des Speichergate. Erleichtert wird dieses Programmieren und Lesen, wenn zusätzlich ein Steuergate angebracht wird, welches das Speichergatepotential kapazitiv beeinflußt. Zur Anwendung des n-Kanal-Speicher-FET in Speichermatrizen braucht man an sich keine 2-FET-Speicherzellen, sondern an sich nur 1-FET-Speicherzellen. Wie in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent beschrieben ist, genügt es nämlich, jeweils nur den n-Kanal-Speicher-FET alleine als Speicherzelle einer Speichermatrix zu verwenden, vgl. Fig. 4 der Haùptanmeldung/des Hauptpatentes. Gerade in diesem besonders einfachen, platzsparenden Aufbau wurde ein oft besonders wichtiger Vorteil eines solchen n-Kanal-Speicher-FET gesehen.This n-Kvanal-S? Oak FET is thus charged by charging its Memory gate controlled in the (strongly) blocking state. Has this n-channel memory FET only a single gate, namely the memory gate, and an enhancement type channel then one can, for programming as well as for reading the unprogrammed n-channel memory FET, as described in the main application / in the main patent, make the channel conductive, by shifting the memory gate potential in a positive direction - e.g. supported by a capacitive additional overlap of the drain and the memory gate. This programming and reading is made easier if there is also a control gate is attached, which capacitively influences the memory gate potential. To use of the n-channel memory FET in memory matrices, no 2-FET memory cells are required, but actually only 1-FET memory cells. As in the main application / in the main patent is described, it is sufficient to use only the n-channel memory FET in each case to be used as a memory cell of a memory matrix, see Fig. 4 of the main application / des Main patent. Especially in this particularly simple, space-saving structure an often particularly important advantage of such an n-channel memory FET.

2-FET-Speicherzellen, bei welchen in Reihe zum insbesondere ein floatendes Speichergate aufweisenden Speicher-FET jeweils ein Auswahl-FET bzw. Lese-FET geschaltet ist, sind bei Verwendung von FBIOS-Speicher-FETs und SAMOS-Speicher-FETs in einer Vielzahl von Literaturstellen beschrieben, vgl. insbesondere DT-OS 24 45 C77 = VPA 7k/5186 sowie den dort und den in der DT-OS 24 45 C78 = VPA 74/5187 berücksichtiOten Stand der Technik.2-FET memory cells in which in particular a floating Memory FETs having a memory gate each have a selection FET or read FET connected are, when using FBIOS memory FETs and SAMOS memory FETs in one Numerous literature references are described, cf. in particular DT-OS 24 45 C77 = VPA 7k / 5186 as well as the one there and that in the DT-OS 24 45 C78 = VPA 74/5187 State of the art.

Es zeigte sich, daß Uberraschenderzeise die Ausschußquote bei der Herstellung des in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent beschriebenen n-Kanal-Speicher-FET verringert werden kann, wenn der n-Kanal-Speicher-FET entgegen der bisherigen Gepflogenheit in Reihe zu seinem Kanal jeweils einen weiteren Kanalbereich, der seinerseits von einem steuerbarem Auswahlgate beeinfluß wird, enthält.It turned out that, surprisingly, the reject rate at the Production of the n-channel memory FET described in the main application / in the main patent can be reduced if the n-channel memory FET is contrary to previous practice in series with its channel each has a further channel area, which in turn is from a controllable select gate is influenced, contains.

Die Erfindung geht also von dem in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent angegebenen n-Kanal-Speicher-FET aus. Der erfindungs- gemäß n-Kanal-Speicher-FET ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Source und dem Drain in Reihe zu seinem Kanal zunächst ein n-dotierter Hilfsbereich und dahinter ein weiterer Kanalbereich mit einem diesen weiteren Kanalbereich beeinflussenden, von diesem weiteren Kanalbereich isolierten, steuerbaren Auswahlgate eingefügt sind. Die Erfindung betrifft also einen n-Kanal-Speicher-FET mit mindestens zwei Gates, namlich mit dem Speichergate und mit dem Auswahlgate, so daß dieser FET- verknüpfung seines Kanal und seine ereichs eine Tetrode besonderer Art darstellt. Die Erfindung entspricht also hinsichtlich ihres Aufbaus insofern einer 2-FET-Speicherzelle. Ein wesentlicher Unterschied zu den bekannten 2-FET-Speicherzellen ist darin zu sehen, daß der vom Speichergate beeinflußte Kanal bei aufgeladenem Speichergate in seinen sperrenden Zustand gesteuert ist, so daß es zunächst den Anschein hatte, daß der weitere Kanalbereich überflüssig wäre, weil ein in dieser Weise aufladbares Speichergate gestattet, alleine den n-Kanal-Speicher-FET ohne weiteren Kanalbereich innerhalb einer 1-FET-Speicherzelle zu verwenden.The invention is therefore based on the n-channel memory FET specified in the main application / in the main patent. The n-channel memory FET according to the invention is characterized in that between the source and the drain in series with its channel an n-doped auxiliary region and, behind it, a further channel region with a further channel region influencing this further channel region, isolated from this further channel region , controllable selection gate are inserted. The invention thus relates to an n-channel memory FET with at least two gates, namely with the memory gate and with the selection gate, so that this FET link its channel and its reichs represents a special kind of tetrode. In terms of its structure, the invention thus corresponds to a 2-FET memory cell. An essential difference to the known 2-FET memory cells is that the channel influenced by the memory gate is controlled in its blocking state when the memory gate is charged, so that it initially appeared that the further channel area would be superfluous because an in Memory gate that can be charged in this way allows the n-channel memory FET to be used alone without any further channel area within a 1-FET memory cell.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme kann die Ausschußquote von hochintegrierten Speichern mit n-Kanal-Speicher-FETs insbesondere dadurch verringert werden, daß ein nichtprogrammierter n-Ranal-Speicher-FET, dessen Speichergate also ungeladen ist, aufgrund der statistischen Schwankungen beim Herstellen und Betrieb solcher n-Kanal-spei:cher-FETs z.B. statt der häufig beabsichtigten Anreicherungstyp-Gharakteristik sogar einen an sich nicht beabsichtigten, leitenden Kanal fischen seiner Source-Drain-Strecke wie ein Verarmlwngstyp-FET aufweisen darf, ohne den Betrieb des Speichers zu cefghrden. lfenn nämlich ein erster n-Kanal-Speicher-FET und noch ein anderer n-Kanal-Speicher-FET - evtl. sogar mehrere andere - jeweils ohne die erfindungsgemäße Maßnahme mit der gleichen Lese leitung verbunden sind, und wenn dieser andere n-Kanal-Speicher-FET einen leitenden Kanal und dadurch eine leitende Verbindung zu einer Stromquelle aufweist, obwohl er nur unprogrammiert und daher im "O"-Zustand ist, kann dieser leitende Kanal fälschlicher- weise das Vorliegen des 0"-Zustandes des zum Lesen ausgewählten ersten n-Kanal-peicher-FET, wenn dessen Speichergate negativ aufgeladen und also im "1"- Zustand ist, vortäuschen.The measure according to the invention can reduce the reject rate of highly integrated Storage with n-channel memory FETs are reduced in particular in that a non-programmed n-channel memory FET with its memory gate uncharged is due to the statistical fluctuations in the manufacture and operation of such n-channel memory FETs e.g. instead of the often intended enhancement type characteristic even an unintended conductive channel fish its source-drain path as a depletion-type FET may exhibit without jeopardizing the operation of the memory. Namely, if a first n-channel memory FET and still another n-channel memory FET - possibly even several others - each without the measure according to the invention with the same read line are connected, and if this is another n-channel memory FET a conductive channel and thereby a conductive connection to a power source although it is only unprogrammed and is therefore in the "O" state, this can leading channel falsely- indicate the presence of the 0 "state of the first n-channel memory FET selected for reading, if its memory gate negatively charged and therefore in the "1" state, pretend.

Der ausgewählte erste n-Kanal-Speicher-#ST liefert dann nänlich als gelesenes "1"-Zustandssignal richtigerweise kein Strom", jedoch der andere - bzw. die anderen - n-Kanal-Speicher-FETs mit unbeabsichtigt leitendem Kanal liefern unbeabsichtigterweise das nur vorgetäuschte, überlagerte "OG"-Zustandssignal ~Strom fließt", so daß scheinbar das "1"-Zustandssignal aus dem ersten n-Kanal-Speicher-FET gelesen wird. Die Ausschußquote bei der Herstellung des n-Kanal-Speicher-FET wird also bei der Erfindung dadurch verringert, daß statistische Schwankungen der H genschaften des anderen n-Kanal-Speicher-FET ungefährlich gemacht werden, indem ein weiterer, für sich gesteuerter Kanalbereich in Reihe zum vom Speichergate beeinflußten Kanal des n-Kanal-Speicher-FET angebracht ist.The selected first n-channel memory # ST then supplies as read "1" status signal correctly no current ", but the other - resp. the other - n-channel memory FETs with inadvertently conducting channel inadvertently deliver the only simulated, superimposed "OG" state signal ~ current flows ", so that apparently the "1" status signal is read from the first n-channel memory FET. The reject rate in the manufacture of the n-channel memory FET is thus in the invention reduces that statistical fluctuations in the H properties of the other n-channel memory FET can be made harmless by adding an additional, independently controlled channel area in series with the channel affected by the memory gate of the n-channel memory FET is.

Der weitere Kanalbereich des anderen n-Kanal-Speicher-FtT wird nämlich beim Lesen des ersten n-Kanal-Speicher-FET, wie für sich von 2-FET-Speicherzellen bekannt, in seinem nichtleienden Zustand gesteuert, so daß ein an sich unbeacsichtigterweise leitender Kanal dieses anderen n-Kanal-Speicher-FET wegen der UND-verknüpfung kein falsches gelesenes signal mehr vortäuschen kann.Namely, the further channel area of the other n-channel memory FtT becomes when reading the first n-channel memory FET, as for 2-FET memory cells known to be controlled in its non-performing state, so that a per se unintentional no conducting channel of this other n-channel memory FET because of the AND operation wrong read signal can fake it more.

Insbesondere bei eine - z.B. mit TJ-Licht - gelöschten, also wieder unprogrammierten n-Kanal-Speicher-FET wird durch die erfindung ermöglicht, daß ohne Störung des Speicherbetriebs eine - z.B. durch die DT-OS 25 I 207 = VPA 75P6039 für sich bekannte - übermäßige Löschung des Speichergate zulässig wird, daß also durch die Erfindung der Kanal auch bei Source-Drain-Spannung Null leiten darf, also z.B. das Speichergate nach dem entladen nicht, wie an sich beabsichtigt, elektrisch neutral, sondern positiv mit Löchern aufgeladen sein darf oder in Haftstellen des Isolators Löcher gefangen sein dürfen, ja daß selbst ein Verarmungstyp-Kanal durch eine dünne n-dotierte Schicht zwischen der Source und dem rain bzw. dem Hilfsbereich angebracht sein darf - selbst wenn an dem einen Hauptstreckenanschluß, z.B. der Source, ständig eine Stromquelle, z.B. Masse, angeschlossen wird. Die in der DT-OS 25 13 207 gezeigte Abhilfemaßnahme, um die übermäßige Entladung des Speichergate zulassen zu können, nämlich das Speichergate nur unter einem bestimmten Teil des Steuergate anzubringen, beeinträchtlgt nämlich die husschußquote, denn sie setzt relativ hohe Anforderungen an die Toleranzen der Herstellung von verwendeten Masken sowie an die Toleranzen der Justierung dieser Masken während der Herstellung des n-Kanal-Speicher-FET voraus - Anforderungen, die bei der Erfindung weniger hoch sein können, selbst wenn noch ein zusätzliches Steuergate über dem Speichertsate angebracht wird, wie aus den unten beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer solchen ti##terbildung der Erfindung erkennbar ist.Especially with a deleted one - e.g. with TJ light - so again unprogrammed n-channel memory FET is made possible by the invention that without Fault in memory operation - e.g. by the DT-OS 25 I 207 = VPA 75P6039 known per se - excessive deletion of the memory gate is permitted, so that The invention allows the channel to conduct even at zero source-drain voltage, ie E.g. the storage gate is not electrically as intended after discharging neutral, but positively charged with holes or in traps of the Isolator holes may be trapped, yes that even a depletion-type channel through a thin n-doped layer between the source and the rain or the auxiliary area may be attached - even if on one main line connection, e.g. the source, a current source, e.g. ground, is constantly connected. The one in the DT-OS 25 13 207 shown remedy to the excessive discharge of the memory gate to be able to allow, namely the memory gate only under a certain part of the Attaching a control gate affects the shot rate because it sets relatively high demands on the tolerances of the production of the masks used as well as the tolerances of the adjustment of these masks during the manufacture of the n-channel memory FET ahead - requirements that are less stringent with the invention even if there is an additional control gate above the storage state attached, as outlined in the below-described method of making a such ti ## formation of the invention can be seen.

Ein weiterer Umstand senkt die Ausschußquote bei der Anwendung der erfindungsgemästen Maßnahme. Insbesondere wenn ein Kanal mit besonders kurzer Kanallänge verafendet wird, tritt häufig unbeabsichtigterweise ein gewisser Unterschwellenstrom auf, sobald eine hohe positive Vorspannunz am Drain ist bezogen auf das Sourcepotential, besonders falls außerdem ein Steuergate angebracht ist, an welchem bezogen auf das Sourcepotential keine Vorspannung, nämlich z.B. Nasse, liegt. Diese Betriebsweise ist besonders dann zu beachten, falls der n-Kanal-Speicher-FET in einer Speichermatrix angebracht ist, wobei ein erster, ausgewählter n-Kanal-Speicher-FET soeben programmiert wird und. wobei einer oder mehrere andere n-Kanal-Spei cher-FETs am Drain mit dem Drain des ersten n-Kanal-Speicher-FET verbunden sind und ihrerseits nicht programmiert sind und an sich auch nicht programmiert werden sollen. Solche nichtprogrammierten anderen n-Kanal-Steicher-FETs weisen dann - insbesondere wegen der statistischen Schwankungen der Eigenschaften der Vielzahl der n-EanalÆpeicher-F~Ts, die im Speicher angebracht sind - mitunter recht beachtliche Unterschwellenströme auf. Bei solchen anderen n-anal-Spe cher-7rTs kann mitunter auch durch sogenanntes ~Punch-through" ein weiterer Sotirce-Drain-Strom unerwünschterweise auftreten. Solche Unterschwel- lenströme sowie Punch-through-Ströme der anderen n-Kanal-Speicher-FETs bewirken, daß die Gesamtströme, die in der die Drains verbindenden Verbindungsleitung fließen, mitunter beachtlich groß werden, z.B. oft ein Mehrfaches des Source-Drain-Stromes des zu programmlerencen ersten n-t2nal-o?eicher-FET betragen können. Dadurch, daß erfindungsgemäß zwischen der Source und dem Drain ein weiterer Kanalbereich in Reihe zur Sourc e-Drain-Strecke des n-Kanal-Speicher-FET angebracht wird, wobei diese weitere,iKanalbereichebei nichtausgewahlten n-Kanal-Speicher-FETs während des Programmiervorganges des ersten n-Kanal-Speicher-FET für sich in den nichtleitenden Zustand gesteuert werden können, können solche Unterschwellenströme und Punch-through-Ströme wirksam unterdrückt werden.Another circumstance lowers the reject rate when applying the measure according to the invention. Especially if a channel with a particularly short channel length there is often some sub-threshold current inadvertently occurring on, as soon as there is a high positive bias at the drain related to the source potential, especially if there is also a control gate attached to which, based on the Source potential no bias, namely e.g. Nasse, is. This mode of operation is especially important if the n-channel memory FET is in a memory array is attached, with a first selected n-channel memory FET being programmed will and. one or more other n-channel memory FETs at the drain with the Drain of the first n-channel memory FET are connected and in turn not programmed and should not be programmed in and of themselves. Such non-programmed ones other n-channel Steicher-FETs then show - especially because of the statistical Variations in the properties of the multitude of n-channelÆstorage F ~ Ts that are in the store are attached - sometimes quite considerable sub-threshold currents. In such other n-anal memory 7rTs can sometimes also by so-called ~ punch-through " a further sotirce drain current undesirably occur. Such subliminal oil flows as well as punch-through currents of the other n-channel memory FETs cause the total currents, that flow in the connecting line connecting the drains, sometimes considerably become large, e.g. often a multiple of the source-drain current of the program to be programmed first n-t2nal-o? eicher-FET can be. The fact that according to the invention between the source and the drain another channel area in series to the source-drain path of the n-channel memory FET, with these further, i-channel areas at unselected n-channel memory FET during programming of the first n-channel memory FETs can be controlled in the non-conducting state by themselves, such sub-threshold currents and punch-through currents can be effectively suppressed will.

Auf diese Weise fließt also wegen der Erfindung in der betreffenden, die Drains miteinander verbindenden Verbindungsleitung nur noch der zur Programmierung benötigte Source-Drain-Strom des ersten n-Kanal-Speicher-FET, so daß der Spannungsabfall an den dazu in Reihe wirksamen FETs der Randelektronik eines solchen Speichers relativ klein bleibt. Je kleiner dieser Spannungsabfall in der Randelektronik ist, um so zuverlässiger wird der erste n-Kanal-Speicher-FET programmiert.In this way, because of the invention in the relevant, the connecting line connecting the drains to one another is only the one for programming required source-drain current of the first n-channel memory FET, so that the voltage drop relative to the FETs of the edge electronics of such a memory that are effective in series remains small. The smaller this voltage drop in the edge electronics, the more so the first n-channel memory FET is programmed more reliably.

Der bei der Erfindung zwischen der Source und dem Drain angebrachte n-dotierte Hilfsbereich gestattet, bescnders e.nfache Herstellungsverfahren zur Herstellung der Gates anzuwenden, wie aus den unten beschriebenen Herstellungsverfahrensbeispielen hervorgeht.The one placed between the source and the drain in the invention n-doped auxiliary area allows especially simple manufacturing processes for Fabrication of the gates apply as from the fabrication process examples described below emerges.

Die Erfindung verbessert also die Ausschußquote insbesondere dadurch, daß trotz unvermeidbarer statistischer Schwankungen der Eigenschaften der verschiedenen n-Kanal-Speicher-FETs einer großen Speichermatrix Störungen unschädlich gemacht werden, welche sonst insbesondere durch hohe Anforderungen an Toleranzen, durch übermäßige Löschung, durch Unterschwellenströme und/oder durch Punch-through-Ströme noch auftreten können.The invention thus improves the reject rate in particular by that despite inevitable statistical fluctuations in the properties of the various n-channel memory FETs rendered interference harmless in a large memory matrix which otherwise, in particular, due to high demands on tolerances excessive cancellation, by sub-threshold currents and / or by punch-through currents can still occur.

Die Erfindung und Weiterbildungen davon werden anhand der Figuren 1 und 2 nächer beschrieben, welche einen LDngsschnitt und eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigen. Durch Verwendung der gleichen Hinweiszeichen wie in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent kann sich die vorliegende Beschreibung im wesentlichen auf die weiterbildenden Merkmale, die die Erfindung und deren Weiterbildungen betreffen, beschränken.The invention and further developments thereof are illustrated with the aid of the figures 1 and 2 described next, which are a longitudinal section and a plan view of a Show embodiment of the invention. By using the same symbols as in the main application / in the main patent, the present description essentially on the further developing features, the invention and its further developments concern, restrict.

Die Figur 1 zeigt das allseits von einem Isolator umgebene, in elektrischer Hinsicht floatende Speichergate Gl und die Source-Drain-Strecke S-D. Zwischen dem Hilfsbereich HS und dem Drain D liegt der von dem Speichergate GI beeinflußte Kanal K, dessen Länge in dem vorliegenden Beispiel zur Verminderung der zur Programmierung nötigen Spannung relativ kurz ist, nämlich nur 3 beträgt. Dann ist dieser Kanal außerdem aber noch so lang, daß die Anforderungen an die Masken bei der Herstellung dieses Beispiels schon deswegen relativ klein sind.Figure 1 shows that surrounded on all sides by an insulator, in electrical Regarding floating memory gate Gl and the source-drain path S-D. Between the The channel influenced by the memory gate GI lies in the auxiliary area HS and the drain D K, the length of which in the present example is used to reduce the programming time required voltage is relatively short, namely only 3. Then this channel is but also so long that the requirements placed on the masks during manufacture this example are therefore relatively small.

Der in der Fig. 1 gezeigte n-Kanal-Speicher-FET enthält außerdem den in Reihe zum Kanal K wirksamen weiteren Kanalbereich Ka, der in diesem Fall ebenfalls nur 3 P lang ist. Dieser weitere Kanalbereich Ka liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen der Source 5 und dem Hilfsbereich HS. Dieser Hilfsbereich selbst weist bei diesem Ausführungsbeispiel nach außen keinen eigenen Anschluß auf im Gegensatz zur Source 5 und zum Drain D, wie in der Figur angedeutet ist. Auch das bei der Erfindung nicht immer vorgesehene Steuergate G2 und das bei der Erfindung immer vorgesehene, den weiteren Kanalbereich Ka beeinflussende Auswahlgate Ga2 sind von außen steuerbar, wie ebenfalls in Fig. 1 angedeutet ist.The n-channel memory FET shown in FIG. 1 also includes the in series with the channel K effective further channel area Ka, which in this case as well is only 3 P long. This further channel region Ka lies in the exemplary embodiment shown between the source 5 and the auxiliary area HS. This auxiliary area itself points in contrast, in this embodiment, no connection of its own to the outside world to the source 5 and to the drain D, as indicated in the figure. Also with the Invention not always provided control gate G2 and always with the invention provided selection gate Ga2 influencing the further channel region Ka are from externally controllable, as is also indicated in FIG. 1.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel stellt also eine Tetrode besonderer Art dar, die nUmlich zwei getrennte Gutes Ga2 und G1 aufweist, wobei die von diesen Gutes beeinflußten Bereiche K, Ka untereinander in Reihe liegen und daher eine UND-Verknüpfung in der Source-Drain-Strecke S-D ausüben. Weil diese Source-Drain-Strecke o-D nur leitet, falls jeder der beiden, von den Gates Ga2, G1 beeinflußten Bereiche K und Ka für sich leitet, entspricht der gezeigte n-Kanal-Speicher-FET einer 2-FET-Speicherzeile. Ein wesentlicher Unterschied zu bekannten 2-FET-Speicherzellen besteht aber darin, daß es sich bei der Erfindung aber um einen n-Kanal-Speicher-KET handelt, dessen Speichergate G1 beim Programmieren mit Hilfe von Kanalinjektion negativ aufgeladen wird und dessen Kanal K durch die Aufladung in den sperrenden, statt in den leitenden Zustand gesteuert wird.The embodiment shown thus represents a tetrode in particular Type, which has namely two separate goods Ga2 and G1, with those of these Good affected areas K, Ka are in series with one another and therefore perform an AND operation in the source-drain path S-D. Because this Source-drain path o-D only conducts if each of the two, from gates Ga2, G1 governs areas K and Ka influenced by itself, corresponds to the shown n-channel memory FET a 2-FET memory line. A major difference to known 2-FET memory cells is, however, that the invention is an n-channel memory KET acts whose memory gate G1 when programming with the help of channel injection is negatively charged and its channel K by the charging in the blocking, instead of being controlled into the conductive state.

Der weitere Kanalbereich Ka verhindert aufgrund der OT-Verknüpfung in seinem nichtleitenden Zustand, daß bei übermäßiger Löschung des Speichergate G1 ein Strom durch die Source-Drain-Strecke S-D fließt, der, wie oben beschrieben, zur Vortäuschungen von ~O"-Zuständen während des Lesevorganges anderer n-Kanal-Speicher-FETs führen könnte. Der weitere Kanalbereich Ka verhindert außerdem aufgrund der UND-Verknüpfung in seinem sperrenden Zustand, daß unbeabsichtigte Unterschwellenströme oder Punch-through-Ströme im Kanal K und damit in der Source-Drain-Strecke S-D fließen, welche die Programmierung anderer n-Kanal-Speicher-FETs beeinträchtigen könnten.The further channel area Ka prevents due to the OT link in its non-conductive state, that in the event of excessive erasure of the memory gate G1 a current flows through the source-drain path S-D, which, as described above, to simulate ~ O "states during the reading process of other n-channel memory FETs could lead. The further channel area Ka also prevents due to the AND link in its blocking state, unintentional sub-threshold currents or punch-through currents in channel K and thus in the source-drain path S-D, which do the programming other n-channel memory FETs.

Es ist günstig, die in der Fig. 2 gezeigte, in der Fig. 1 nicht gezeigte Breite des weiteren Kanalbereichs Ka möglichst groß gegenüber der in der Fig. 2 gezeigten, in Fig. 1 nicht gezeigten Breite des Kanals K zu machen, damit während der Programmierung dieses n-Xanal-Speicher-FET ein möglichst geringer Spannungsabfall am weiteren Kanalbereich Ka auftritt und damit möglichst die gesamte Spannung über der leitenden Source-Drain-Strecke S-D dann Tube~ dem Kanal K auftritt. Je geringer nämlich der Spannungsabfall am weiteren Kanalbereich Ka im Vergleich zum Spannungsabfall am Kanal K ist, um so kräftiger ist die Aufheizung der Elektronen im leitenden Kanal K während der Programmierung, so daß die beabsichtigte negative Aufladung des Speichergate Gi dann besonders zuverlässig eintritt. Man kann z.B. an eIn Verhältnis der Kanalbreiten von 10:1 und noch mehr denken, so daQ der Platzbedarf für diese Weiterbildung, vie Fig. 2 zeigt, im wesentlichen durch die Breite des weiteren Kanalbereiches Ka, jedoch nur unwesentlich durch den Platzbedarf des Kanals K des n-Kanal-Speicher-FET bedingt ist. Diese Dimensionierung ist besonders dann zu empfehlen, wenn der n-Kanal-Speicher-FET in einem Speicherbaustein angebracht wird, der nur relativ wenige solche n-Kanal-Speicher-FETs enthält, so daß der Platzbedarf weniger wichtig als die hohe Zuverlässigkeit und als die verminderte Ausschußquote ist. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich also insbesondere für Speicher-Chips mit nur z.B. 1024 oder 256 Speicherzellen, die zur Speicherung kurzer Programme häufig ausreichend sind.It is favorable that the one shown in FIG. 2, not shown in FIG. 1, is advantageous The width of the further channel region Ka is as large as possible compared to that in FIG. 2 shown, not shown in Fig. 1 width of the channel K so that during When programming this n-Xanal memory FET, the lowest possible voltage drop occurs at the other channel area Ka and thus as possible the entire voltage over the conductive source-drain path S-D then tube ~ the channel K occurs. The lower namely the voltage drop at the further channel area Ka compared to the voltage drop is on channel K, the more intense the heating of the electrons in the conductive channel K during programming so that the intended negative Charging of the storage gate Gi then occurs particularly reliably. One can e.g. Think of a ratio of the channel widths of 10: 1 and even more, so that the space requirement is there for this development, vie Fig. 2 shows, essentially by the width of the further channel area Ka, but only insignificantly due to the space required by the channel K of the n-channel memory FET is conditional. This dimensioning is special then Recommended if the n-channel memory FET is installed in a memory module which contains only relatively few such n-channel memory FETs, so that the space requirement less important than the high reliability and the reduced reject rate is. This exemplary embodiment is therefore particularly suitable for memory chips with only e.g. 1024 or 256 memory cells, which are used to store short programs are often sufficient.

Falls die Erfindung nur das floatende Speichergate G1, jedoch nicht außerdem das in Fig. 1 gezeigte Steuergate G2 aufweist, ist der Aufbau besonders einfach. Dieses Ausführungsbeispiel ist relativ schnell mit Hilfe von ultraviolettem Licht löschbar, weil kein darsiber liegendes, einen Schatten werfendes Steuergate G2 vorhanden ist. Um ein solches Ausführungsbeispiel besonders zuverlässig als Speicherzelle betreiben zu können, ist es mitunter empfehlenswert, eine ausreichend verstärkste kapazitive Kopplung zwischen dem Speichergate G1 und dem Drain D, z.B. durch besonders gro3e Uberlappung dieser beiden Bereiche, anzubringen, wie auch schon in der Hauptanmeldung/im Hauptpatent angegeben ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß, bei seiner Programmierung während des Beginnes der Aufladung, das Speichergatepotential mittels des Drainpotentials so positiv gemacht ist, daß es den Kanal K zuverlässig in den leitenden Zustand steuert und daß das Speichergate Gl außerdem die im Kanal K aufgeheizten Elektronen anzieht und so seine Aufladung fördert. Durch eine solche ausreichende kapazitive Kopplung zwischen dem Drain D und dem Speichergate G1 ist besonders zuverlässig dieser Kanal K beim Lesen und beim Beginn des Programmierens im unprogrammierten Zustand des Speicher-FET - zumindest schwach - leitend, aber beim Lesen im programmierten Zustand dieses Speicher-FET zuverlässig nichtleitend, selbst wenn der Kanal K aufgrund seiner Dotierung bzw. Struktur für sich vom Anreicherungstyp ist - erst recht aber wenn er vom Verarmungstyp ist.If the invention only the floating memory gate G1, but not also has the control gate G2 shown in Fig. 1, the structure is special simple. This embodiment is relatively fast with the help of ultraviolet Light can be extinguished because there is no control gate over it that casts a shadow G2 is present. To make such an embodiment particularly reliable as a memory cell To be able to operate, it is sometimes advisable to have a sufficiently amplified capacitive coupling between the memory gate G1 and the drain D, e.g. by especially large overlap of these two areas, as in the main application Main patent is indicated. This ensures that, when programming it during the start of charging, the storage gate potential by means of the drain potential is made so positive that it reliably puts the channel K in the conductive state controls and that the memory gate Gl also the electrons heated in the channel K attracts and thus promotes its charge. By such a sufficient capacitive Coupling between the drain D and the memory gate G1 is particularly reliable this channel K when reading and when starting programming in the unprogrammed State of the memory FET - at least weakly - conductive, but at the Read in the programmed state of this memory FET reliably non-conductive, even if the channel K is of the enrichment type due to its doping or structure is - but especially if he is of the impoverishment type.

Wenn jedoch der n-Kanal-Speicher-FET, wie in der Fig.1 gezeigt, ein zusätzliches, steuerbares Steuergate G2 aufweist, Ist es nicht nötig, eine kapazitive Kopplung zwischen dem Drain D und dem Speichergate G1 und/oder einen Verarmungstyp-Kanal K anzubringen, um im unprogrammierten Zustand während des Lesevorgangs das ~O"-Zustandssignal ~Strom fließt" oder beim Beginn des Programmlerens einen leitenden Zustand des Kanals K zu erhalten. Dann kann nämlich an dieses Steuergate G2 ein geeignetes Potential gelegt werden, durch welches der Kanal K leitend wird, falls der n-Kanal-Speicher-FET jeweils nichtprogrammlert ist, und bei dem der Kanal K nichtleitend ist, falls der n-Kanal-Spencher-RET programmiert ist.However, if the n-channel memory FET, as shown in FIG Has an additional, controllable control gate G2, it is not necessary to have a capacitive Coupling between the drain D and the memory gate G1 and / or a depletion type channel K to attach in the unprogrammed state during the reading process the ~ O "state signal ~ Current flows "or a conductive state of the channel at the beginning of programming K to get. A suitable potential can then be applied to this control gate G2 through which the channel K becomes conductive if the n-channel memory FET is not programmed in each case, and in which the channel K is non-conductive, if the n-channel Spencher-RET is programmed.

Wie noch beschrieben wird, sind die Anforderungen an die Toleranzen von Masken bei der Herstellung der präzise übereinander geschichteten Gates G1 und G2 angenehm gering. Die Herstellung des n-Kanal-Speicher-FET mit Steuergate ist zudem einfach, weil der Kanal K vom Anreicherungstyp sein kann, also vom gleichen Typ, wie der in der Fig. 1 gezeigte weitere Kanalbereich Ka.As will be described below, the requirements for the tolerances are of masks in the production of the precisely stacked gates G1 and G2 pleasantly low. The manufacture of the n-channel memory FET with control gate is also simply because the channel K can be of the enrichment type, that is to say of the same Type, like the further channel area Ka shown in FIG. 1.

Dadurch, daß das Steuergate G2 und das Auswahlgate Ga2 nicht unmittelbar leitend miteinander verbunden, sondern getrennt steuerbar sind, kann die Taktfrequenz zum Betrieb eines solchen n-Kanal-Speicher-FET und daher auch zum Betrieb von aus solchen n-Kanal-Speicher-FETs aufgebauten Speichern erhöht werden. Die insgesamt wirksame Kapazität an den Verbindungsleitungen des Speichers, welche den betreffenden Auswahlgates Ga2 oder den betreffenden Steuergates G2 entsprechende Potentiale zuführen, ist nämlich verringert, so daß der Einschwingzustand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Takten entsprechend zeitlich kurz ist. Die Verkürzung der betreffenden Einschwingzeit gestattet die Erhöhung der Taktfrequenz beim Betrieb solcher Speicher.Because the control gate G2 and the selection gate Ga2 are not directly The clock frequency can be conductively connected to one another but can be controlled separately to operate such an n-channel memory FET and therefore also to operate off memories constructed in such n-channel memory FETs can be increased. The total effective capacitance on the connecting lines of the storage tank that connect the relevant Supply selection gates Ga2 or the relevant control gates G2 corresponding potentials, is namely reduced, so that the transient state between two successive Clocking is correspondingly short in time. The shortening of the respective settling time allows the clock frequency to be increased when operating such memories.

Darüberhinaus gestattet die getrennte Steuerung der beiden steuerbaren Gates G2, Ga2, beide Gates mit verschiedenen Potentialen zu versorgen. Insbesondere kann man in einem solchen Fall zwischen dem Hilfsbereich HS bzw. der Source 5 einerseits und dem Auswahlgate Ga2 andererseits deutlich größere Spannungen als zwischen dem Drain D einerseits und dem Steuergate G2 andererseits während des Programmiervorganges anlegen. Dles hat den Vorteil, daß während des ?ogrammiervorganges der weitere Kenalbereich Ka dann besonders gut leitend ist und damit oft selbst bei geringer Kanalbereichbreite einen besonders niedrigen Spannungsabfall aufweist, so daß die Aufheizung der Elektronen im leitenden Kanal K während der Kanalinjektion besonders kräftig ausfällt, was die Aufladung des Speichergate G1 erleichtert.It also allows the two controllable ones to be controlled separately Gates G2, Ga2 to supply both gates with different potentials. In particular one can in such a case between the auxiliary area HS or the source 5 on the one hand and the selection gate Ga2 on the other hand, significantly higher voltages than between the Drain D on the one hand and the control gate G2 on the other hand during the programming process invest. The advantage of this is that during the programming process, the further kenal area Ka is then particularly good conductive and thus often even with a narrow channel area width has a particularly low voltage drop, so that the heating of the electrons in the conductive channel K during the channel injection, what turns out to be particularly strong the charging of the storage gate G1 is facilitated.

Dadurch, daß der Hilfsbereich HS gleichzeitig zur Begrenzung des Kanals K als auch zur Begrenzung des weiteren Kanalbereichs Ka ausgenutzt wird, indem er an diese beiden Bereiche unmittelbar angrenzt, wie in der Figur gezeigt ist, kann man besondere leitende Verbindungen einsparen, die anzubringen wären, falls man den Kanal K einerseits und den weiteren Kanalbereich Ka andererseits jeweils durch verschiedene, eigene Hilfsbereiche begrenzen würde, was an sich möglich wäre. Darüberhinaus bringt dieser den Kanal K und den weiteren Kanalbereich Ka gemeinsam begrenzende einzige Hilfsbereich HS den Vorteil mit sich, besonders wenig Platz auf der Oberfläche des Substrats HT zur benötigen. Darüberhinaus ermöglicht ein solcher einziger Hilfsbereich HS, relativ einfache Masken bei der Herstellung des n-Kanal-Speicher-FrT zu verwenden.Because the auxiliary area HS is used to limit the channel at the same time K as well as to delimit the further channel area Ka is used by it directly adjacent to these two areas, as shown in the figure, can you save special conductive connections that would have to be attached if you the channel K on the one hand and the further channel region Ka on the other hand, in each case different, own auxiliary areas would limit what would be possible in itself. Furthermore this brings the channel K and the further channel area Ka jointly delimiting only auxiliary area HS has the advantage, particularly little space on the surface of the substrate HT to need. In addition, such a single auxiliary area enables HS to use relatively simple masks in making the n-channel memory FrT.

Besonders wenn die Kapazitnt zwischen dem Hilfsbereich HS und dem Substrat HT - warum auch immer, z.B. wegen der großen Breite des Kanalbereiches - groß ist, kann beim Programmieren eines anderen n-Kanal-Speicher-FET, dessen Drain mit dem Drain des ersten n-Kanal-Speicher-FET unmittelbar leitend verbunden ist, eine Störung auftreten: Während der Programmierung des anderen n-Kanal-Speicher-FET liegt nämlich am Drain D des ersten n-Kanal-Speicher-FET ebenfalls positives Potential, während der Hilfsbereich HS dieses ersten n-Kanal-Speicher-FET noch angenähert auf dem Potential des Substrats HT, d.h. z.B.Especially if the capacitance between the auxiliary area HS and the Substrate HT - for whatever reason, e.g. because of the large width of the channel area - is large, when programming another n-channel memory FET, its drain is directly connected to the drain of the first n-channel memory FET, a malfunction occurs: while programming the other n-channel memory FET namely, there is also positive potential at the drain D of the first n-channel memory FET, during the Auxiliary area HS of this first n-channel memory FET still approximated to the potential of the substrate HT, i.e. e.g.

auf Massepotential, liegt. Selbst wenn der weitere Kanalbereich Ka in dieser Zeit in seinen nichtleitenden Zustand gesteuert ist, fließt zwischen dem Hilfsbereich HS und dem Drain D im Kanal K ein kräftiger, die hohe Kapazität zwischen dem Hilfsbereich HS und Substrat HT aufladender Strom, falls der Kanal K leitend ist, z.B. falls also während dieses Betriebszustandes - warum auch immer - zusätzlich das Potential des Steuergate G2 nachträglich noch in positive Richtung verändert wird. Wegen der Leitfähigkeit des Kanals K kann nämlich durch den die hohe Kapazität zwischen dem Hilfsbereich HS und dem Substrat HT aufladenden Strom eine Kanalinjektion und damit eine teilweise Aufladung des Speichergate G1, ausgelöst werden. Die Störung besteht also darin, daß bei jeder Programmierung eines anderen n-Kanal-Speicher-FET sogar mehrfach hintereinander unbeabsichtigterweise eine teilweise Aufladung des Speichergate G1 des ersten n-K.anal-Speicher-FET mit Elektronen eintreten kann, bis dieses Speichergate G1 schließlich ziemlich stark negativ aufgeladen ist und eine beabsichtigte Programmierung dieses ersten n-Kanal-Speicher-FET vortäuscht. Diese Störung ist insbesondere dadurch verminderbar oder vermeidbar, daß zwischen dem Hilfsbereich HS und dem Drain D, parallel zum Kanal K, oder zwischen dem Hilfsbereich HS und einer positiven Spannungsquelle ein hochohmiger Widerstand eingefügt wird, über welchen der Hilfsbereich HS auf das Potential des Drain D in unschädlicher Weise aufgeladen wird, solange der weitere Kanalbereich Ka zumindest weitgehend in seinen nichtleitenden Zustand gesteuert ist.at ground potential. Even if the further channel area Ka at this time is controlled in its non-conductive state, flows between the Auxiliary area HS and the drain D in the channel K a powerful, the high capacity between the auxiliary area HS and substrate HT charging current, if the channel K is conductive is, e.g. if so during this operating state - for whatever reason - additionally the potential of the control gate G2 subsequently changed in a positive direction will. Because of the conductivity of the channel K can namely through the high capacitance a channel injection between the auxiliary area HS and the substrate HT charging current and thus a partial charging of the storage gate G1 can be triggered. The disorder is that each time a different n-channel memory FET is programmed even accidentally partially recharging the Memory gate G1 of the first n-channel memory FET with electrons can enter, until this memory gate G1 is finally charged quite strongly and negatively simulates an intentional programming of this first n-channel memory FET. This disruption can be reduced or avoided in particular by the fact that between the auxiliary area HS and the drain D, parallel to the channel K, or between the auxiliary area HS and a positive voltage source, a high-resistance resistor is inserted, over which the auxiliary area HS to the potential of the drain D in harmless Way is charged as long as the further channel area Ka at least largely is controlled in its non-conductive state.

Das in den Figuren schematisch gezeigte, ein Steuergate G2 aufweisende Ausführungsbeispiel kann man z.B. auf folgende Xeise herstellen: Auf das p-leitende Substrat HT läßt man zunächst eine Dickoxidschicht Du aufwachsen Danach ätzt man ein Fenster in die Dickoxidschicht Du längs der gesamten Fläche und Länge GL der Source-Drain-Strecke S-D des n-Kanal-Speicher-FET, so daß das Substrat HT dort wieder offen zugänglich ist. Daraufhin läßt man eine erste Isolierschicht, nämlich eine Dünnoxidschicht 11 auf dieser gesamten Fläche des Fensters aufwachsen, z.B. mit der Dicke 6002. Danach läßt man eine erste Polisiliziumschicht aufwachsen, die man noch dotiert und die man mit hohen zulässigen Toleranzen anschließend wieder wegätzt mit Ausnahme der zum Speichergate G1 und der daran angrenzenden, Uberstehenden Randschichten G1s, die man zunächst noch nicht wegätzt.The one shown schematically in the figures, having a control gate G2 The embodiment example can be produced in the following way, for example: On the p-conducting Substrate HT is first allowed to grow on a thick oxide layer. Then it is etched a window in the thick oxide layer you along the entire surface and length GL of the source-drain path S-D of the n-channel memory FET, so that the substrate HT is openly accessible again there. Then leave a first layer of insulation, namely grow a thin oxide layer 11 on this entire area of the window, e.g. with a thickness of 6002. Then a first polysilicon layer is grown, which are still endowed and which are then restored with high permissible tolerances etched away with the exception of the protruding parts to the memory gate G1 and the adjoining it Edge layers G1s that are not yet etched away.

Zurückbleibt also das Speichergate G1 zusammen mit vorläufig daran angrenzenden Randschichten G1', wobei diese Randschichten G1' jetzt Tei ken und selber keine bestinste Grö;3e aufweisen müssen. Diese überstehenden Randschichten G1' werden erst später, wie noch beschrieben werden wird, weggeätzt.What remains is the memory gate G1 together with temporarily adjoining edge layers G1 ', these edge layers G1' now partially and do not have to have a particular size themselves. These protruding edge layers G1 'are only etched away later, as will be described below.

Als nächstes läßt man auf den Polisiliziumbereichen Gl, G1' sowie auf den noch offenliegenden Teilen der ersten Isolierschicht II eine zweite Isolierschicht 12 entstehen, z.B. mit der Dicke 5002. Auf diese zweite Isolierschicht 12 läßt man eine zweite Polisiliziumschicht aufwachsen, aus der durch Wegätzen mittels einer Maske das Steuergate G2 und das Auswahlgate Ga2 geformt wird. Durch Ausnutzung der gleichen Maske kann man zusätzlich jene Bereiche der Isolierschichten 11,12 und der überstehenden Randschichten G1' wegätzen, welche bisher die späteren Bereiche von Drain D, Source 5 und Hilfsbereich HS bedeckten, so daß das Speichergate G1 und das Steuergate G2 besonders genau übereinander geschichtet sind, was auch für sich die Ausschußquote vermindert.Next one leaves on the polysilicon areas Gl, G1 'and on the parts of the first insulating layer II that are still exposed, a second insulating layer 12 arise, e.g. with the thickness 5002. On this second insulating layer 12 one leaves a second polysilicon layer grow, from which by etching away by means of a Mask the control gate G2 and the select gate Ga2 is formed. By taking advantage of the The same mask can also be used for those areas of the insulating layers 11, 12 and etch away the protruding edge layers G1 ', which were previously the later areas Covered by drain D, source 5 and auxiliary area HS, so that the memory gate G1 and the control gate G2 are particularly exactly layered on top of each other, what also for the reject rate is reduced.

Anschließend kann man, z . B. mittels Ionenimplantation unter Verwendung des Steuergate G2 und des Auswahlgate Ga2 und der Dlckoxidschicht Du als Maske, die n-Dotierung der Bereiche D, S, HS erzeugen. Gleichzeitig wird dabei das Polisilizium des Steuergate G2 und des Auswahlgate Ga2 n-dotiert und damit gut leitend. Statt der nwendung von Ionenimplantation kann man auch durch Diffusion in für sich bekannter Weise die n-Dotierung der Bereiche D, S. HS erzeugen, bei der gleichzeitig eine n-Dotierung der Teile der Polisiliziumschicht, die das Steuergate G2 und das Auswahlgate Ga2 bilden, erreicht wird.Then you can, for. B. by means of ion implantation using of the control gate G2 and the selection gate Ga2 and the print oxide layer Du as a mask, generate the n-doping of the areas D, S, HS. At the same time, the polysilicon is used of the control gate G2 and the selection gate Ga2 are n-doped and are therefore highly conductive. Instead of The use of ion implantation can also be used by diffusion in a well-known manner Way the Generate n-doping of the areas D, S. HS, at the same time an n-doping of the parts of the polysilicon layer, which the control gate G2 and the Select gate Ga2 form is achieved.

Den jetzt erreichten Herstellungszustand zeigt die Fig. 1.The manufacturing state now reached is shown in FIG. 1.

Im p-leitenden Substrat HT sind die n-dotierten Bereiche D, S, HS erzeugt. Zwischen dem tuswahlgate Ga2 und dem weiteren Kanalbereich Ka liegt der aus Teilen der ersten und der zweiten Isolierschicht 11, 12 aufgebaute Isolator. Zwischen dem Steuergate G2 und dem Kanal K liegt nacheinander ein restlicher Teil jeweils der zweiten Isolierschicht 12, der ersten Polisiliziumschicht Gl und der ersten Isolierschicht I1.Die Source-Drain-Strecke S-D dieses n-Kanal-Speicher-FET wird von der Dickoxidschicht Du umgeben. Eine Vielzahl solcher n-Kanal-Speicher-FETs kann gleichzeitig auf dem Substrat HT angebracht sein und einen Speicher bilden. Durch die Ausnutzung der das Steuergate 22 formenden Maske zur Freiätzung der Source Spund des Drain D ist, wie bereits erwähnt, außerdem in eleganter Weise erreicht, daß das Steuergate G2 sehr präzise über dem Speichergate G1 angebracht ist, wobei diese beiden Gates, wie in der Fig. 1 gezeigt ist, jeweils bei diesem Beispiel gleich lang sind, nämlich ca. 3 µ lang.The n-doped regions D, S, HS are in the p-conducting substrate HT generated. The is located between the selection gate Ga2 and the further channel area Ka insulator constructed from parts of the first and second insulating layers 11, 12. Between the control gate G2 and the channel K lies a remaining part one after the other each of the second insulating layer 12, the first polysilicon layer Gl and the first insulating layer I1. The source-drain path S-D of this n-channel memory FET is surrounded by the thick oxide layer Du. A variety of such n-channel memory FETs can be attached to the substrate HT at the same time and form a memory. By using the mask that forms the control gate 22 to etch the source free As already mentioned, the bung of the drain D is also elegantly achieved, that the control gate G2 is mounted very precisely over the memory gate G1, wherein these two gates, as shown in FIG. 1, are each the same in this example are long, namely about 3 µ long.

Auf die ganze Scheibe mit dem in Fig. 1 gezeigten Zustand kann man noch eine erste Schutzoxidschicht aufwachsen lassen, in der man mittels FensteniKontakte für die Bereiche 5 und D und für die steuer#aren Gates Ga~ und Gv anbringt. Anschließend kann man mittels Metallbedampfung die Verbindungsleitungen des Bausteines, sowie darüber noch eine zweite Schutzoxidschicht erzeugen.On the entire disk with the state shown in FIG. 1, one can Let a first protective oxide layer grow, in which one can use window contacts for areas 5 and D and for the controllable gates Ga ~ and Gv. Afterward you can use metal vapor deposition to connect the connection lines of the module, as well Generate a second protective oxide layer on top.

Eine derartige Herstellung des Steuergate G2, des Speichergate G1 und des Kanals K zusammen mit den Bereichen HS und D ist für sich bereits durch die DT-OS 24 45 030 = VPA 74/1129 bekannt.Such a production of the control gate G2, the memory gate G1 and the channel K together with the areas HS and D is already through for itself the DT-OS 24 45 030 = VPA 74/1129 known.

Falls man einen erfindungsgemäßen n-Kanal-Speicher-FET ohne Steuergate G2 herstellt, kann man die Anzahl der Verfahrensschritte noch reduzieren. Man kann nämlich nach dem Aufwachsen der ersten Polisiliziumschicht sofort mittels einer Maske diese erste Polisiliziumschicht mit Ausnahme der zum Speichergate G1 und der zum Auswahlgate Ga2 zugehörigen Teile dieser Schicht wieder wegätzen - in diesem Falle ist also der Isolator zwischen dem Substrat HT einerseits und den beiden Gates G1, Ga2 andererseits jeweils gleich dick, z.B. 600 i dick.If you have an inventive n-channel memory FET without a control gate G2 produces, the number of process steps can be reduced. One can namely immediately after the growth of the first polysilicon layer by means of a Mask this first polysilicon layer with the exception of the memory gate G1 and the etch away parts of this layer belonging to the selection gate Ga2 - in this one The trap is therefore the insulator between the substrate HT on the one hand and the two gates G1, Ga2, on the other hand, each have the same thickness, e.g. 600 i thick.

Anschließend kann man mittels Ionenimplantation, unter Ausnutzung der Gates G1 und Ga2 und der Dickoxidschicht Du als Masken, eine n-Dotierung der Bereiche S, HS, D, Ga2 und G1 erzeugen. Statt dieser Ionenimplantation kann man auch unter Ausnutzung der gleichen Maske, mit der man die Gates Gi, Ga2 formte, die Isolierschichten über den späteren Bereichen S, HS' # vollständig wegätzen und diese Bereiche S, HS, D mittels Diffusion erzeugen, wobei gleichzeitig eine Dotierung der Gates Gl, Ga2 entsteht. Anschließend kann man Uber der ganzen Scheibe eine erste Schutzoxidschicht, dann mittels Fenstern Kontakte der Bereiche S, D, Ga2, sowie mittels Metallbedampfung noch Verbindungsleitungen erzeugen. Schließlich kann man die ganze Scheibe mit einer zweiten Schutzoxidschicht abdecken.Then you can by means of ion implantation, taking advantage of the gates G1 and Ga2 and the thick oxide layer Du as masks, an n-doping of the Create areas S, HS, D, Ga2 and G1. Instead of this ion implantation one can also using the same mask with which the Gates Gi, Ga2 were formed, completely etch away the insulating layers over the later areas S, HS '# and generate these areas S, HS, D by means of diffusion, with a doping at the same time the gates Gl, Ga2 arises. Then you can do a first over the whole disc Protective oxide layer, then contacts of the areas S, D, Ga2, as well as by means of windows create connecting lines by means of metal vapor deposition. Finally you can cover the whole pane with a second protective oxide layer.

Um die Dicke des Isolators zwischen dem Gate Ga2 und dem weiteren Kanalbereich Ka kleinerizu cheS ann man das Herstellungsverfahren dadurch abändern, daß man zwischen der Formung der Bereiche G1, G1' aus der ersten Polisiliziumschicht und dem späteren Anbringen der zweiten Isolierschicht 12 einen weiteren Verfahrensschritt einfügt, nämlich eine Wegätzung aller nun offen liegenden Teile der ersten Isolierschicht 11 mittels G1, G1' bzw mittels der zur Formung von G1, G11 verwendeten Maske. Dann besteht der Isolator zwischen dem Gate Ga2 und dem weiteren Kanalbereich Ka nur aus der zweiten Isolierschicht 12, wodurch die Steuerpotentiale am Gate Ga2 in den Ausschuß vermindernder Weise intensiver den weiteren Kanalbereich Ka beeinflussen können.To the thickness of the insulator between the gate Ga2 and the further The duct area can be reduced in size by modifying the manufacturing process by that between the formation of the regions G1, G1 'from the first polysilicon layer and the subsequent application of the second insulating layer 12, a further method step inserts, namely an etching away of all now exposed parts of the first insulating layer 11 by means of G1, G1 'or by means of the mask used to form G1, G11. then consists the insulator between the gate Ga2 and the further channel region Ka only from the second insulating layer 12, whereby the control potentials at the gate Ga2 affect the wider canal area Ka more intensively in a manner reducing the rejects can.

11 Patentansprüche 2 Figuren11 claims 2 figures

Claims (11)

Patentansnrsiche 7) n-Kanal-Speicher-FET mit wenigstens einem Gate, nämlich mit einem allseitig von einem Isolator umgebenen, floatenden Speichergate, bei dem zur Umladung des Speichergate de Elektronen injizierende Kanalinjektion - d.h. Umladung durch im eigenen leitenden Kanal stark beschleunigte und hierdurch aufgeheizte Elektronen, die wegen ihrer Aufheizung durch ein in Source-Drain-Richtung wirkendes elektrisches Feld die Rnergieschwelle zum Leitfähigkeitsband des Isolators überwinden und dadurch zum Speichergate gelangen - ausgenutzt wird, mit der Aufgabe, die Kanalinjektion zum Programmieren, also Aufladen des Speichergate auf ein gegenüber dem ungeladenen Zustand negatives Potential, auszunutzen, so daß das Speichergate nach dieser Aufladung mittels seiner negativen Ladung durch Influenz in den Source-Drain-Strom hemmender Weise auf die Source-Drain-Strecke einwirkt, nach Anmeldung/Patent P 24 45 137.4-53, insbesondere fur Programmspeicher von Fernsprechsystemen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen der Source (5) und dem Drain (D) in reihe zu seinem Kanal (K) zunächst ein n-dotierter Hilfsbereich (MS) und dahinter ein weiterer Kanalbereich (Ka) mit einem diesen weiteren Kanalbereich beeinflussenden, von diesem weiteren Kanalbereich isolierten, steuerbaren Auswahlgate (Ga2) elngefügt sind. Patent claims 7) n-channel memory FET with at least one gate, namely with a floating memory gate surrounded on all sides by an insulator, in the channel injection that injects electrons to recharge the storage gate - i.e. reloading through strongly accelerated in its own conductive channel and thereby heated electrons, which because of their heating by a in the source-drain direction effective electric field the energy threshold to the conductivity band of the insulator overcome and thereby get to the storage gate - is exploited with the task of the channel injection for programming, i.e. charging the memory gate on an opposite the uncharged state negative potential, so that the memory gate after this charging by means of its negative charge by influencing the source-drain current acts in an inhibiting manner on the source-drain path, according to application / patent P 24 45 137.4-53, especially for program memories of telephone systems, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the source (5) and the drain (D) in row to its channel (K) first an n-doped auxiliary area (MS) and behind it a further canal area (Ka) with an influencing this further canal area, controllable selection gate (Ga2) isolated from this further channel area are. 2. n-Kanal-Speicher-FET nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Breite des weiteren Kanalbereichs (Ka) sehr viel größer als die Breite des Kanals (K) ist. 2. n-channel memory FET according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n It should be noted that the width of the further channel region (Ka) is much greater than the width of the channel (K). 3. n-Kanal-Speicher-FET nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er nur das Speichergate (ai) und das Auswahlgate (Ga2), aber kein weiteres Gate (G2) aufweist. 3. n-channel memory FET according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e it is not indicated that it only has the memory gate (ai) and the select gate (Ga2), but has no further gate (G2). 4. n-Kanal-Speicher-FET nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er ein zusätzliches, einen Anschluß aufweisendes, steuerbares Steuergate (G2) aufweist, daß kapazitiv auf das Speichergate (G1) wirkt.4. n-channel memory FET according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e it is not indicated that it has an additional, one connection has controllable control gate (G2) that acts capacitively on the memory gate (G1). 5. n-Kanal-Speicher-FET nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß sein Steuergate (G2) und sein Auswahlgate (Ga2) nicht unmittelbar leitend miteinander verbunden und daher getrennt steuerbar sind.5. n-channel memory FET according to claim 4, d a d u r c h g e -k e n It should be noted that its control gate (G2) and its select gate (Ga2) are not immediate conductively connected to one another and therefore controllable separately. 6. n-Kanal-Speicher-FET nach einem der vorhergehenden AnsprUche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem Kanal (K) und dem weiteren Kanalbereich (Ka) nur ein einziger, sowohl an den Kanal (X) als auch an den Kanalbereich (Ka) unmittelbar angrenzender Hilfsbereich (HS) eingefügt ist.6. n-channel memory FET according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that between the channel (K) and the other Channel area (Ka) only one, both to channel (X) and to channel area (Ka) immediately adjacent auxiliary area (HS) is inserted. 7. n-Kanal-Speicher-FET nach einem der vorhergehenden AnsprUche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Hilfsbereich (HS) an einen besonderen, hochohmigen Widerstand angeschlossen ist.7. n-channel memory FET according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the auxiliary area (HS) is attached to a special, high resistance is connected. 8. Verfahren zur Herstellung des n-Kanal-Speicher-FET nach Anaspruch 3 g e k e n n z e v 4 # n e t d u c h den Ablauf fs Verfahrensschritte: a. Auf einer p-leitenden Siliziumscheibe als Substrat (HT) wird eine relativ dicke Oxidschicht (Du) aufgebracht, in die ein bis zum Substrat (HT) durchgehendes Fenster, in welchem die Source-Drain-Strecke liegen soll, geätzt wird; b. in dem Fenster wird eine relativ dUnne erste Isolierschicht (11) erzeugt; c. auf der ganzen Scheibe wird eine erste Polisiliziumschicht abgeschieden; d. die erste Polisiliziumschicht wird mittels einer Maske bis auf die erforderlichen Bereiche des Auswahlgate (Ga2) und des Speichergate (Gl) weggeätzt; e. es wird durch Ionenimplantation eine n-Dotierung des Auswahlgate (Ga2), des Speichergate (ei), der Source (5), des Hilfsbereiches (HS) und des Drain (D) erzeugt; f. über der ganzen Scheibe werden eine erste Schutzoxidschicht, ferner mittels Kontaktfenster Kontakte für den Drain (D), die Source (5) und das Auswahlgate (Ga2), so wie mittels Metallbedampfung die erforderlichen Verbindungsleitungen hergestellt; g. silber der ganzen Scheibe wird eine zweite Schutzoxidschicht hergestellt.8. A method for producing the n-channel memory FET according to claim 3 g e k e n n n z e v 4 # n e t d u c h the process fs process steps: a. On a p-type silicon wafer as a substrate (HT) is a relatively thick oxide layer (Du) applied, in which a window that extends to the substrate (HT), in which the source-drain path is intended to be etched; b. in the window there will be a relative A thin first insulating layer (11) is produced; c. there will be a first on the whole disc Polysilicon layer deposited; d. the first polysilicon layer is made by means of a mask except for the required areas of the selection gate (Ga2) and the memory gate (Gl) etched away; e. it becomes an n-type doping through ion implantation the selection gate (Ga2), the memory gate (ei), the source (5), the auxiliary area (HS) and the drain (D) generated; f. a first protective oxide layer is applied over the entire pane, furthermore by means of contact windows contacts for the drain (D), the source (5) and the Selection gate (Ga2), as well as the necessary connecting lines by means of metal vapor deposition manufactured; G. A second protective oxide layer is made of silver around the entire pane. 9. Verfahren nach Anspruch 8, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende änderungen des Verfahrensschrittes e: e1.Mittels der gleichen Maske, die zur Formung der Gates (G1, Ga2) im Verfahrensschritt d verwendet wurde, werden die über der späteren Source (5), dem späteren Hilfsbereich (HS) und dem späteren Drain (D) liegenden Teile der ersten Isolierschicht (11) weggeätzt; e2.eine Dotierung des Speichergate (G1), des Auswahlgate (Ga2) des Drain (D), des Hilfsbereiches (SH) und der Source (5) wird mittels Diffusion erzeugt. 9. The method according to claim 8, g e k e n n n z e i c h n e t by the following Changes to process step e: e1. Using the same mask that is used for shaping the gates (G1, Ga2) was used in process step d, the over the later source (5), the later auxiliary area (HS) and the later drain (D) lying Parts of the first insulating layer (11) are etched away; e2. a doping of the memory gate (G1), the selection gate (Ga2) of the drain (D), the auxiliary region (SH) and the source (5) is created by means of diffusion. 10. Verfahren zur Herstellung des n-Kanal-Speicher-FET nach Anspruch4,5oder #, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h den Ablauf folgender Verfahrensschritte: a. Auf einer p-leitenden Siliziumscheibe als Substrat (HT) wird eine relativ dicke Oxidschicht (Du) aufgebracht, in die ein bis zum Substrat (HT) durchgehendes Fenster, in welchem die Source-Drain-Strecke liegen soll, geätzt wird; b. in dem Fenster wird eine relatIv sinne erste Isolierschicht (11) erzeugt; c. auf der ganzen Scheibe wird eine erste Polisiliziumschicht abgeschieden, welche zusätzlich dotiert wird; d. die erste Polisiliziumschicht wird im wesentlichen bis auf den erfordlichen Bereich des Speichergate (G1) weggeätzt, wobei jedoch angrenzend an das Speichergate (G,) zunächst noch eine -lbersteher-de Dandschicht (G1') in die Aber dem späteren Hilfsbereich tHS) und dem späteren Drain (D) gelegenen Bereiche hineinreicht; e. auf der ersten Polisiliziumschicht wird eine relativ dünne zweite Isolierschicht (12) erzeugt; f. auf der ganzen Scheibe wird eine zweite Polisiliziumschicht abgeschieden; g. die zweite Polisiliziumschicht wird mittels einer Maske bis auf den erforderlichen Bereich des Steuergate (G2) und des Auswahlgate (Ga2) weggeätzt; h. mit der zur Formung des Steuergate (G2) und des Auswahlgate (Ga2) im Verfahrensschritt g verwendeten Maske wird die über den späteren Hilfsbereich (HS) und den späteren Drain (D) hineinrechende Randschicht (G1') der ersten Polisiliziumschicht und die nicht benötigten Teile der ersten und zweiten Isolierschicht (11, 12) weggeätzt; i. eine n-Dotierung der dem Steuergate (G2) und dem Auswahlgate (Ca2) entsprechenden Teile der zweiten Polisiliziumschicht sowie eine n-Dotierung des Substrats (HT) an dessen offenliegenden Oberflächen zur Herstellung der Source (S),des H ltsbereiches(HS), und des Drain (D) wird angebracht; k. über der ganzen Scheibe wird eine erste Schutzoxidschicht, ferner mittels Kontaktfenster we-den Kontakte für den Drain (D), das Auswahlgate (Ga2) und das Steuergate (G2), sowie mittels Metallbedampfung werden die erforderlichen Verbindungsleitungen hergestellt; 1. über der ganzen Scheibe wird eine zweite Schutzoxidschicht hergestellt.10. A method for producing the n-channel memory FET according to claim 4, 5 or #, g e k e n n n z e i c h n e t d u r c h the following process steps: a. On a p-conducting silicon wafer as a substrate (HT), a relatively thick Oxide layer (Du) applied, in which a window extending to the substrate (HT), in which the source-drain path is to lie, is etched; b. in the window a relative sense first insulating layer (11) is produced; c. all over the disc a first polysilicon layer is deposited, which is additionally doped; d. the first polysilicon layer is substantially reduced to the required area of the memory gate (G1) is etched away, but adjoining the memory gate (G,) first of all another layer of dandruff (G1 ') in the but later auxiliary area tHS) and the later drain (D) reaches into areas; e. on the first Polysilicon layer, a relatively thin second insulating layer (12) is produced; f. a second polysilicon layer is deposited over the entire wafer; G. the second polysilicon layer is down to the required level by means of a mask Areas of the control gate (G2) and the selection gate (Ga2) etched away; H. with the to Forming of the control gate (G2) and the selection gate (Ga2) used in method step g The mask becomes the one that rises over the later auxiliary area (HS) and the later drain (D) Edge layer (G1 ') of the first polysilicon layer and the parts that are not required etching away the first and second insulating layers (11, 12); i. an n-doping of the the control gate (G2) and the selection gate (Ca2) corresponding parts of the second polysilicon layer as well as n-doping of the substrate (HT) on its exposed surfaces for Production of the source (S), the holding region (HS), and the drain (D) is applied; k. A first protective oxide layer is applied over the entire pane, furthermore by means of a contact window we-the contacts for the drain (D), the selection gate (Ga2) and the control gate (G2), as well as metal vapor deposition, the necessary connecting lines are made; 1. A second protective oxide layer is made over the entire pane. 11. Verfahren nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Einfügung eines weiteren Verfahrensschrittes zwischen die Verfahrensschritte d und e: dl. Die von den verbliebenen Teilen der ersten Polisiliziumschicht (G1, al') unbedeckten Teile der ersten Isolierschicht (I1) werden weggeätzt.11. The method according to claim 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h the insertion of a further process step between the process steps d and e: dl. The remaining parts of the first polysilicon layer (G1, al ') uncovered parts of the first insulating layer (I1) are etched away.
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