JP2001298100A - Nonvolatile memory, semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Nonvolatile memory, semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2001298100A
JP2001298100A JP2001022703A JP2001022703A JP2001298100A JP 2001298100 A JP2001298100 A JP 2001298100A JP 2001022703 A JP2001022703 A JP 2001022703A JP 2001022703 A JP2001022703 A JP 2001022703A JP 2001298100 A JP2001298100 A JP 2001298100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
tft
active layer
semiconductor
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001022703A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001298100A5 (en
JP4666783B2 (en
Inventor
Jun Koyama
潤 小山
Kiyoshi Kato
清 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2001022703A priority Critical patent/JP4666783B2/en
Publication of JP2001298100A publication Critical patent/JP2001298100A/en
Publication of JP2001298100A5 publication Critical patent/JP2001298100A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4666783B2 publication Critical patent/JP4666783B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile memory which can be formed together with other semiconductor devices and miniaturized. SOLUTION: Memory TFTs forming a nonvolatile memory, switching TFTs and other peripheral circuits composed of TFTs are formed together on a substrate. The memory TFTs and the switching TFTs are formed on the same semiconductor active layer, and the semiconductor active layer of the memory TFTs is made thinner than the semiconductor active layer of other TFTs. Thus, a low-voltage write/erase of the memory TFT can be realized to provide a nonvolatile memory which is hardly deteriorates and miniaturizable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本願発明はSOI(Silicon
On Insulator)技術を用いて形成される薄膜トランジス
タ(以下TFTという)で構成された不揮発性メモリお
よびその作製方法に関する。特に、その駆動回路などの
周辺回路と共に絶縁表面を有する基板上に一体形成され
た不揮発性メモリ、特にEEPROM(Electrically E
rasable and Programmable Read Only Memory)に関す
る。また、薄膜トランジスタ(TFT)で構成された任
意の回路と共に絶縁表面を有する基板上に一体形成され
た不揮発性メモリを具備する半導体装置に関する。
[0001] The present invention relates to SOI (Silicon).
The present invention relates to a nonvolatile memory including a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) formed by using an On Insulator technology and a manufacturing method thereof. In particular, a non-volatile memory, particularly an EEPROM (Electrically Erasable), integrally formed on a substrate having an insulating surface together with peripheral circuits such as a driving circuit thereof.
rasable and Programmable Read Only Memory). In addition, the present invention relates to a semiconductor device including a nonvolatile memory integrally formed on a substrate having an insulating surface together with an arbitrary circuit including a thin film transistor (TFT).

【0002】なお、本願明細書において半導体装置と
は、半導体特性を利用することで機能する装置全般を指
し、例えば、液晶表示装置およびEL表示装置に代表さ
れる電気光学装置および電気光学装置を搭載した電子機
器をその範疇に含んでいる。
[0002] In this specification, a semiconductor device generally refers to a device that functions by utilizing semiconductor characteristics. For example, an electro-optical device represented by a liquid crystal display device and an EL display device, and an electro-optical device mounted thereon. Electronic equipment in its category.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、急速に半導体装置の多機能化、高
機能化かつ小型化が進んでおり、それに伴い、様々な半
導体装置におけるメモリ使用頻度が増大してきている。
そして、そのような需要を背景として、高性能、高記憶
容量、高信頼性、かつ小型のメモリが要求されてきた。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have rapidly become multifunctional, highly functional, and miniaturized, and accordingly, the frequency of use of memories in various semiconductor devices has been increasing.
Against the background of such demand, high performance, high storage capacity, high reliability, and a small memory have been demanded.

【0004】現在、半導体装置の記憶装置としては、磁
気ディスクやバルクシリコンで作製された半導体不揮発
性メモリが最もよく用いられている。
At present, a semiconductor nonvolatile memory made of a magnetic disk or bulk silicon is most often used as a storage device of a semiconductor device.

【0005】磁気ディスクは、半導体装置に用いられる
記憶装置の中で、最も記憶容量が大きいものの一つであ
るが、小型化が困難で、かつ、書き込み/読み出し速度
が遅いという欠点がある。
The magnetic disk is one of the storage devices having the largest storage capacity among the storage devices used for the semiconductor device, but has a drawback that it is difficult to reduce the size and the writing / reading speed is slow.

【0006】一方、半導体不揮発性メモリは、現在記憶
容量に関しては磁気ディスクに劣るものの、その書き込
み/読み出し速度は、磁気ディスクの数十倍である。ま
た、半導体不揮発性メモリは、書き換え回数やデータ保
持時間に関しても十分な性能を有するものが開発されて
きている。このような背景から、最近半導体メモリを磁
気ディスクの代替品として用いる動きが高まってきた。
On the other hand, a semiconductor nonvolatile memory is inferior to a magnetic disk in terms of current storage capacity, but its writing / reading speed is several tens of times that of a magnetic disk. In addition, a semiconductor nonvolatile memory having a sufficient performance with respect to the number of times of rewriting and the data retention time has been developed. Against this background, there has recently been an increasing trend to use semiconductor memories as substitutes for magnetic disks.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体不揮発性
メモリは、バルクシリコンを用いて作製され、パッケー
ジに収められているため、このような半導体不揮発性メ
モリを半導体装置に搭載する場合、工程が増加し、かつ
そのパッケージサイズのために半導体装置の小型化に支
障をきたしていた。
A conventional semiconductor non-volatile memory is manufactured using bulk silicon and housed in a package. Therefore, when such a semiconductor non-volatile memory is mounted on a semiconductor device, a process is required. In addition, the package size has been increasing, which has hindered miniaturization of semiconductor devices.

【0008】本願発明は、上記の事情を鑑みてなされた
ものであり、他の半導体装置の部品と一体形成され得、
小型化が可能な不揮発性メモリを提供することを課題と
する。また、小型化が可能な、不揮発性メモリを具備す
る半導体装置を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and can be formed integrally with components of another semiconductor device.
It is an object to provide a nonvolatile memory which can be reduced in size. Another object is to provide a semiconductor device including a nonvolatile memory which can be reduced in size.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本願発明では、不揮発性メモリをSOI
(Silicon On Insulator)技術を用いて形成される薄膜
トランジスタ(TFT)を用いて構成する。
As a means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a nonvolatile memory using an SOI.
(Silicon On Insulator) is formed using a thin film transistor (TFT) formed using the technology.

【0010】本願発明により、不揮発性メモリは、薄膜
トランジスタ(TFT)で構成された任意の回路と共に
絶縁基板上に一体形成が可能となる。特に、メモリセ
ル、その駆動回路(代表的には、アドレスデコーダ)お
よびその他の周辺回路とを絶縁基板上に一体形成するこ
とにより、小型化が可能な不揮発性メモリを提供するこ
とが可能となる。またさらに、他の半導体装置を構成す
る、TFTで構成された任意の回路と共に絶縁基板上に
一体形成することにより、小型化が可能な、不揮発性メ
モリを備えた半導体装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, the nonvolatile memory can be integrally formed on an insulating substrate together with an arbitrary circuit constituted by a thin film transistor (TFT). In particular, by integrally forming a memory cell, its driving circuit (typically, an address decoder), and other peripheral circuits on an insulating substrate, a nonvolatile memory that can be reduced in size can be provided. . Still further, by being integrally formed on an insulating substrate together with an arbitrary circuit including a TFT which constitutes another semiconductor device, it is possible to provide a semiconductor device including a nonvolatile memory which can be reduced in size. Becomes

【0011】具体的には、本願発明の不揮発性メモリ
は、メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセル
アレイを有し、各メモリセルはメモリTFTとスイッチ
ングTFTとを含む。また、メモリセルの駆動回路およ
びその他の周辺回路を含んでいてもよい。
More specifically, the nonvolatile memory of the present invention has a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix, and each memory cell includes a memory TFT and a switching TFT. Further, a driving circuit of the memory cell and other peripheral circuits may be included.

【0012】本願発明において、各メモリセルを構成す
るメモリTFTとスイッチングTFTの半導体活性層
は、連続的につながっている。言い換えると、各メモリ
セルが有するメモリTFTとスイッチングTFTは、同
じ半導体活性層上に形成される。このような構造をとる
ことにより、各メモリセルを構成するメモリTFTとス
イッチングTFTとを別々の半導体活性層上に形成した
場合と比べて、メモリセル面積の縮小を図ることができ
る。
In the present invention, the semiconductor active layers of the memory TFT and the switching TFT constituting each memory cell are continuously connected. In other words, the memory TFT and the switching TFT of each memory cell are formed on the same semiconductor active layer. With such a structure, the memory cell area can be reduced as compared with the case where the memory TFT and the switching TFT forming each memory cell are formed on different semiconductor active layers.

【0013】また、メモリTFTの半導体活性層は、ス
イッチングTFTの半導体活性層よりも薄く、或は、膜
厚が1〜100nm(好ましくは1〜50nm、より好まし
くは10〜40nm)となるように形成される。このよう
にメモリTFTの半導体活性層を薄く形成することによ
り、膜厚が厚い場合と比べて効率的な書き込みが可能と
なる。このことはまた、より低駆動電圧での書き込みが
可能であることを意味し、同時に、より多い書き換え回
数に耐え得る構造となる。
The semiconductor active layer of the memory TFT is thinner than the semiconductor active layer of the switching TFT, or has a thickness of 1 to 100 nm (preferably 1 to 50 nm, more preferably 10 to 40 nm). It is formed. By forming the semiconductor active layer of the memory TFT thin in this manner, writing can be performed more efficiently than when the film thickness is large. This also means that writing can be performed with a lower driving voltage, and at the same time, the structure can withstand a larger number of rewrites.

【0014】また、本願発明の不揮発性メモリの作製工
程には、絶縁基板上に第1の非晶質半導体層と、第2の
非晶質半導体層とを形成する工程と、これらの非晶質半
導体層を結晶化させ、第1の膜厚を有する領域と第2の
膜厚を有する領域とからなる結晶性半導体層を形成する
工程と、が含まれる。
Further, in the manufacturing process of the non-volatile memory of the present invention, a step of forming a first amorphous semiconductor layer and a second amorphous semiconductor layer on an insulating substrate; Crystallizing the crystalline semiconductor layer to form a crystalline semiconductor layer including a region having a first thickness and a region having a second thickness.

【0015】このように形成された結晶性半導体層内に
おいて、第1の膜厚を有する領域を半導体活性層とする
メモリTFTを形成し、第2の膜厚を有する領域を半導
体活性層とするスイッチングTFTを形成することによ
り、メモリTFTとスイッチングTFTの半導体活性層
が連続的につながったメモリセルを有する、不揮発性メ
モリを作製することが可能となる。さらに、第1の膜厚
を第2の膜厚より薄く、あるいは、第1の膜厚が1〜1
00nm(好ましくは1〜50nm、より好ましくは10〜
40nm)となるように形成することにより、本願発明の
不揮発性メモリを作製することが可能となる。
In the thus formed crystalline semiconductor layer, a memory TFT having a region having a first thickness as a semiconductor active layer is formed, and a region having a second thickness as a semiconductor active layer. By forming the switching TFT, a nonvolatile memory having a memory cell in which the memory TFT and the semiconductor active layer of the switching TFT are continuously connected can be manufactured. Further, the first film thickness is smaller than the second film thickness, or the first film thickness is 1 to 1
00 nm (preferably 1 to 50 nm, more preferably 10 to
40 nm), the nonvolatile memory of the present invention can be manufactured.

【0016】以下に、本願発明の構成を示す。The configuration of the present invention will be described below.

【0017】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセル
アレイを少なくとも備えた不揮発性メモリであって、前
記メモリTFTは、絶縁基板上に形成される第1の半導
体活性層と、第1の絶縁膜と、フローティングゲート電
極と、第2の絶縁膜と、コントロールゲート電極と、を
少なくとも備えており、前記スイッチングTFTは、前
記絶縁基板上に形成される第2の半導体活性層と、ゲー
ト絶縁膜と、ゲート電極と、を少なくとも備えており、
前記メモリTFTと前記スイッチングTFTとは、前記
絶縁基板上に一体形成され、前記第1の半導体活性層と
前記第2の半導体活性層とは、連続的につながってお
り、前記第1の半導体活性層の厚さは、前記第2の半導
体活性層の厚さよりも薄いことを特徴とする不揮発性メ
モリが提供される。
A non-volatile memory including at least a memory cell array in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, wherein the memory TFT includes a first semiconductor active layer formed on an insulating substrate. A switching layer, a first insulating film, a floating gate electrode, a second insulating film, and a control gate electrode, wherein the switching TFT is a second semiconductor formed on the insulating substrate. An active layer, a gate insulating film, and a gate electrode,
The memory TFT and the switching TFT are integrally formed on the insulating substrate, and the first semiconductor active layer and the second semiconductor active layer are continuously connected to each other, and the first semiconductor active layer is connected to the first semiconductor active layer. A nonvolatile memory is provided, wherein the thickness of the layer is smaller than the thickness of the second semiconductor active layer.

【0018】前記第1及び第2の半導体活性層の厚さ
は、1〜150nmであることが好ましい。
The thickness of the first and second semiconductor active layers is preferably 1 to 150 nm.

【0019】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置された不揮発性メ
モリであって、前記メモリTFTは、絶縁基板上に形成
される第1の半導体活性層と、第1の絶縁膜と、フロー
ティングゲート電極と、第2の絶縁膜と、コントロール
ゲート電極と、を少なくとも備えており、前記スイッチ
ングTFTは、前記絶縁基板上に形成される第2の半導
体活性層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極と、を少なく
とも備えており、前記メモリTFTと前記スイッチング
TFTとは、前記絶縁基板上に一体形成され、前記第1
の半導体活性層と前記第2の半導体活性層とは、連続的
につながっており、前記第1の半導体活性層の厚さは、
1〜100nmであり、前記第2の半導体活性層の厚さ
は、1〜150nmであることを特徴とする不揮発性メモ
リが提供される。
A nonvolatile memory in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, wherein the memory TFT includes a first semiconductor active layer formed on an insulating substrate; At least an insulating film, a floating gate electrode, a second insulating film, and a control gate electrode, wherein the switching TFT comprises a second semiconductor active layer formed on the insulating substrate; At least a film and a gate electrode, wherein the memory TFT and the switching TFT are integrally formed on the insulating substrate,
And the second semiconductor active layer are continuously connected, and the thickness of the first semiconductor active layer is:
1 to 100 nm; and the thickness of the second semiconductor active layer is 1 to 150 nm.

【0020】前記第1の半導体活性層の厚さは1〜50
nmであり、前記第2の半導体活性層の厚さは10〜10
0nmであることが好ましい。
The thickness of the first semiconductor active layer is 1 to 50.
nm, and the thickness of the second semiconductor active layer is 10 to 10 nm.
Preferably, it is 0 nm.

【0021】前記第1の半導体活性層の厚さは10〜4
0nmであることがより好ましい。
The thickness of the first semiconductor active layer is 10 to 4
More preferably, it is 0 nm.

【0022】前記第1の半導体活性層は、前記第2の半
導体活性層よりも、インパクトイオン化が起こりやすい
厚さを有することが好ましい。
It is preferable that the first semiconductor active layer has a thickness in which impact ionization is more likely to occur than the second semiconductor active layer.

【0023】前記メモリTFTのフローティングゲート
電極と第1の半導体活性層との間に流れる第1のトンネ
ル電流は、前記スイッチングTFTのゲート電極と第2
の半導体活性層との間に流れる第2のトンネル電流の2
倍以上であることが好ましい。
The first tunnel current flowing between the floating gate electrode of the memory TFT and the first semiconductor active layer is applied to the gate electrode of the switching TFT and the second tunnel current.
Of the second tunnel current flowing between the semiconductor
It is preferably at least two times.

【0024】前記メモリTFT及び前記スイッチングT
FTは、pチャネル型TFTであることが好ましい。
The memory TFT and the switching T
The FT is preferably a p-channel TFT.

【0025】メモリセルの駆動回路を少なくとも備えて
おり、前記メモリセルアレイと前記メモリセルの駆動回
路とは、前記絶縁基板上に一体形成されることを特徴と
する不揮発性メモリが提供される。
[0025] A nonvolatile memory is provided, comprising at least a memory cell drive circuit, wherein the memory cell array and the memory cell drive circuit are formed integrally on the insulating substrate.

【0026】絶縁基板上に複数の画素TFTがマトリク
ス状に配置された画素回路と、前記複数の画素TFTを
駆動するTFTで構成された駆動回路と、前記不揮発性
メモリと、を少なくとも備えた半導体装置であって、前
記画素回路と前記駆動回路と前記不揮発性メモリとは、
前記絶縁基板上に一体形成される半導体装置が提供され
る。
A semiconductor comprising at least a pixel circuit in which a plurality of pixel TFTs are arranged in a matrix on an insulating substrate, a driving circuit including TFTs for driving the plurality of pixel TFTs, and the nonvolatile memory The device, wherein the pixel circuit, the drive circuit, and the nonvolatile memory,
A semiconductor device integrally formed on the insulating substrate is provided.

【0027】前記半導体装置として、液晶表示装置、或
いはEL(electroluminescence)表示装置等が提供さ
れる。EL表示装置とは発光装置または発光ダイオード
とも呼ばれる。また、本明細書のEL装置はトリプレッ
ト及びシングレットの発光装置も含まれる。
As the semiconductor device, a liquid crystal display device or an EL (electroluminescence) display device is provided. An EL display device is also called a light-emitting device or a light-emitting diode. Further, the EL device in this specification includes a triplet and a singlet light emitting device.

【0028】前記半導体装置として、ディスプレイ、ビ
デオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、DVDプレ
ーヤー、ゴーグル型ディスプレイ、パーソナルコンピュ
ータ、携帯電話、カーオーディオ等が提供される。
As the semiconductor device, a display, a video camera, a head mounted display, a DVD player, a goggle type display, a personal computer, a mobile phone, a car audio and the like are provided.

【0029】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセル
アレイを少なくとも備えた不揮発性メモリの作製方法で
あって、絶縁基板上に第1の非晶質半導体層と、第2の
非晶質半導体層とを形成する工程と、前記第1の非晶質
半導体層と、前記第2の非晶質半導体層とを結晶化さ
せ、第1の膜厚を有する領域と第2の膜厚を有する領域
とからなる結晶性半導体層を形成する工程と、前記結晶
性半導体層内において、前記第1の膜厚を有する領域を
第1の半導体活性層とするメモリTFTを形成する工程
と、前記第2の膜厚を有する領域を第2の半導体活性層
とするスイッチングTFTを形成する工程と、を含む不
揮発性メモリの作製方法であって、前記第1の膜厚は、
前記第2の膜厚よりも薄いことを特徴とする不揮発性メ
モリの作製方法が提供される。
A method of manufacturing a nonvolatile memory including at least a memory cell array in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, comprising: a first amorphous semiconductor layer on an insulating substrate; Forming a second amorphous semiconductor layer, crystallizing the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer, and forming a region having a first thickness. Forming a crystalline semiconductor layer comprising a region having a second thickness; and forming a memory TFT in the crystalline semiconductor layer, wherein the region having the first thickness is a first semiconductor active layer. Forming a switching TFT using the region having the second film thickness as a second semiconductor active layer, wherein the first film thickness is ,
A method for manufacturing a nonvolatile memory, which is thinner than the second film thickness, is provided.

【0030】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記第1及び第2の膜厚は、1〜150nmであることが
好ましい。
In the method for manufacturing a nonvolatile memory,
The first and second film thicknesses are preferably 1 to 150 nm.

【0031】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセル
アレイを少なくとも備えた不揮発性メモリの作製方法で
あって、絶縁基板上に第1の非晶質半導体層と、第2の
非晶質半導体層とを形成する工程と、前記第1の非晶質
半導体層と、前記第2の非晶質半導体層とを結晶化さ
せ、第1の膜厚を有する領域と第2の膜厚を有する領域
とからなる結晶性半導体層を形成する工程と、前記結晶
性半導体層内において、前記第1の膜厚を有する領域を
第1の半導体活性層とするメモリTFTを形成する工程
と、前記第2の膜厚を有する領域を第2の半導体活性層
とするスイッチングTFTを形成する工程と、を含む不
揮発性メモリの作製方法であって、前記第1の膜厚は、
1〜100nmであり、前記第2の膜厚は、1〜150nm
であることを特徴とする不揮発性メモリの作製方法が提
供される。
A method for manufacturing a nonvolatile memory including at least a memory cell array in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, comprising: a first amorphous semiconductor layer on an insulating substrate; Forming a second amorphous semiconductor layer, crystallizing the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer, and forming a region having a first thickness. Forming a crystalline semiconductor layer comprising a region having a second thickness; and forming a memory TFT in the crystalline semiconductor layer, wherein the region having the first thickness is a first semiconductor active layer. Forming a switching TFT using the region having the second film thickness as a second semiconductor active layer, wherein the first film thickness is ,
1 to 100 nm, and the second film thickness is 1 to 150 nm
A method for fabricating a nonvolatile memory is provided.

【0032】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記第1の膜厚は1〜50nmであり、前記第2の膜厚は
10〜100nmであることが好ましい。
In the method for manufacturing a nonvolatile memory,
It is preferable that the first film thickness is 1 to 50 nm and the second film thickness is 10 to 100 nm.

【0033】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記第1の膜厚は10〜40nmであることがより好まし
い。
In the method for manufacturing a nonvolatile memory,
More preferably, the first film thickness is 10 to 40 nm.

【0034】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記第1の半導体活性層は、前記第2の半導体活性層よ
りも、インパクトイオン化が起こりやすい厚さを有する
ことが好ましい。
In the method for manufacturing a nonvolatile memory,
It is preferable that the first semiconductor active layer has a thickness more likely to cause impact ionization than the second semiconductor active layer.

【0035】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記メモリTFTのフローティングゲート電極と第1の
半導体活性層との間に流れる第1のトンネル電流は、前
記スイッチングTFTのゲート電極と第2の半導体活性
層との間に流れる第2のトンネル電流の2倍以上である
ことが好ましい。
In the method of manufacturing a nonvolatile memory,
The first tunnel current flowing between the floating gate electrode of the memory TFT and the first semiconductor active layer is the second tunnel current flowing between the gate electrode of the switching TFT and the second semiconductor active layer. It is preferably at least two times.

【0036】前記不揮発性メモリの作製方法において、
前記メモリTFT及び前記スイッチングTFTは、pチ
ャネル型TFTであることが好ましい。
In the method for manufacturing a nonvolatile memory,
Preferably, the memory TFT and the switching TFT are p-channel TFTs.

【0037】メモリセルの駆動回路を少なくとも備えて
おり、前記メモリセルアレイと前記メモリセルの駆動回
路とは、前記絶縁基板上に一体形成されることを特徴と
する不揮発性メモリの作製方法が提供される。
A method for manufacturing a nonvolatile memory is provided, comprising at least a memory cell drive circuit, wherein the memory cell array and the memory cell drive circuit are integrally formed on the insulating substrate. You.

【0038】前期不揮発性メモリの作製方法を用いる半
導体装置の作製方法であって、前記半導体装置は、画素
部と、前記画素部を駆動する駆動回路と、前記不揮発性
メモリの作製方法によって作製される不揮発性メモリ
と、を少なくとも備えており、前記画素部と前記駆動回
路と前記不揮発性メモリとは、絶縁基板上に一体形成さ
れることを特徴とする半導体装置の作製方法が提供され
る。
A method for manufacturing a semiconductor device using the method for manufacturing a nonvolatile memory, wherein the semiconductor device is manufactured by a pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, and the method for manufacturing the nonvolatile memory. Wherein the pixel portion, the driving circuit, and the non-volatile memory are integrally formed over an insulating substrate.

【0039】前記半導体装置の作製方法として、液晶表
示装置、或いはEL表示装置等の作製方法が提供され
る。
As a method for manufacturing the semiconductor device, a method for manufacturing a liquid crystal display device or an EL display device is provided.

【0040】前記半導体装置の作製方法として、ディス
プレイ、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、
DVDプレーヤー、ゴーグル型ディスプレイ、パーソナ
ルコンピュータ、携帯電話、カーオーディオ等の作製方
法が提供される。
As a method for manufacturing the semiconductor device, a display, a video camera, a head-mounted display,
A method for manufacturing a DVD player, a goggle type display, a personal computer, a mobile phone, a car audio, and the like is provided.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下に、本願発明の不揮発性メモ
リの回路図及びその駆動方法を、m×nビットの場合に
ついて説明する。また、不揮発性メモリを構成するメモ
リセルの上面構造、及び断面構造についても、例を挙げ
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A circuit diagram of a nonvolatile memory according to the present invention and a method for driving the same will be described below for the case of m × n bits. The top structure and the cross-sectional structure of a memory cell included in a nonvolatile memory will also be described with examples.

【0042】また、本願発明の不揮発性メモリの作製方
法についても簡単に説明する。なお、作製方法について
は実施例1及び2で詳しく説明する。
The method of manufacturing the nonvolatile memory according to the present invention will be briefly described. Note that the manufacturing method will be described in detail in Examples 1 and 2.

【0043】なお、本実施の形態における不揮発性メモ
リは、その駆動回路(本実施の形態では、アドレスデコ
ーダ)、および他の周辺回路と共に、さらに場合によっ
ては、半導体装置の他の部品と共に、絶縁基板上に一体
形成される。また、本実施の形態では、不揮発性メモリ
として、特にEEPROM(Electrically Erasableand
Programmable Read Only Memory)について述べる。
The non-volatile memory according to the present embodiment is insulated together with its driving circuit (in this embodiment, an address decoder) and other peripheral circuits, and in some cases, with other components of the semiconductor device. It is integrally formed on a substrate. Further, in the present embodiment, in particular, an EEPROM (Electrically Erasable and
Programmable Read Only Memory) will be described.

【0044】図1に本願発明におけるm×nビット不揮
発性メモリの回路図を示す。本実施の形態において、m
×nビット不揮発性メモリは、複数の電気的消去可能な
メモリTFT(メモリ素子、記憶素子)Tr1、複数の
スイッチングTFTTr2、Xアドレスデコーダ10
1、Yアドレスデコーダ102、および他の周辺回路1
03、104によって構成される。他の周辺回路には、
アドレスバッファ回路やコントロールロジック回路など
が含まれ、必要に応じて設けられる。メモリTFTTr
1は、フローティングゲートを有するTFTであり、1
ビットのデータが記録される。また、本願発明におい
て、メモリTFTTr1とスイッチングTFTTr2と
は、同じ導電型TFTであることが必要である。なお、
メモリTFTTr1とスイッチングTFTTr2はnチ
ャネル型またはpチャネル型のいずれの導電型TFTで
も良いが、pチャネル型TFTであることが好ましい。
FIG. 1 is a circuit diagram of an m × n-bit nonvolatile memory according to the present invention. In the present embodiment, m
The × n-bit nonvolatile memory includes a plurality of electrically erasable memory TFTs (memory elements, storage elements) Tr 1, a plurality of switching TFTs Tr 2, and an X address decoder 10.
1, Y address decoder 102, and other peripheral circuits 1
03 and 104. Other peripheral circuits include
An address buffer circuit, a control logic circuit, and the like are included and provided as needed. Memory TFTTr
Reference numeral 1 denotes a TFT having a floating gate,
Bit data is recorded. Further, in the present invention, the memory TFT Tr1 and the switching TFT Tr2 need to be the same conductivity type TFT. In addition,
The memory TFT Tr1 and the switching TFT Tr2 may be either n-channel or p-channel TFTs, but are preferably p-channel TFTs.

【0045】メモリTFTTr1のソース電極と、スイ
ッチングTFTTr2のドレイン電極は電気的に接続さ
れており、この2個のTFTの直列接続回路によって1
ビットのメモリセルが構成される。本実施の形態では、
このメモリセルが縦m個×横n個のマトリクス状に配列
されている(m、nはそれぞれ1以上の整数)。各メモ
リセルは1ビットの情報を記憶することができるので、
本実施の形態の不揮発性メモリは、m×nビットの記憶
容量を有する。
The source electrode of the memory TFT Tr1 and the drain electrode of the switching TFT Tr2 are electrically connected to each other.
A bit memory cell is configured. In the present embodiment,
The memory cells are arranged in a matrix of m × n rows (m and n are each an integer of 1 or more). Since each memory cell can store one bit of information,
The nonvolatile memory according to the present embodiment has a storage capacity of m × n bits.

【0046】図1に示されるように、m×nビット不揮
発性メモリを構成する各メモリセルには、(1、1)、
(2、1)〜(n、m)という符号が付けられている。
そして、各列に配置されているメモリセルは、A1、B
1〜An、Bnという符号が付けられている信号線にそ
の両端が接続されており、各行に配列されているメモリ
セルには、信号線C1、D1〜Cm、Dmが接続されて
いる。具体的には、i番目の列に配置されている各メモ
リセル(i、1)、(i、2)〜(i、m)が有するメ
モリTFTTr1のドレイン電極に信号線Aiが接続さ
れ、スイッチングTFTのソース電極に信号線Biが接
続されている(iは1以上n以下の整数)。また、j番
目の行に配置されているメモリセル(1、j)、(2、
j)〜(n、j)が有するメモリTFTTr1のコント
ロールゲート電極に信号線Cjが接続され、スイッチン
グTFTTr2のゲート電極に信号線Djが接続されて
いる(jは1以上m以下の整数)。
As shown in FIG. 1, each of the memory cells constituting the m × n-bit nonvolatile memory includes (1, 1),
Symbols (2, 1) to (n, m) are assigned.
The memory cells arranged in each column are A1, B
Both ends are connected to signal lines labeled 1 to An and Bn, and signal lines C1, D1 to Cm, and Dm are connected to memory cells arranged in each row. Specifically, the signal line Ai is connected to the drain electrode of the memory TFT Tr1 included in each of the memory cells (i, 1), (i, 2) to (i, m) arranged in the i-th column, and the switching is performed. The signal line Bi is connected to the source electrode of the TFT (i is an integer of 1 or more and n or less). Also, the memory cells (1, j), (2,
The signal line Cj is connected to the control gate electrode of the memory TFT Tr1 included in j) to (n, j), and the signal line Dj is connected to the gate electrode of the switching TFT Tr2 (j is an integer of 1 to m).

【0047】各信号線A1、B1〜An、Bn、および
C1、D1〜Cm、Dmは、それぞれXアドレスデコー
ダ101、およびYアドレスデコーダ102に接続され
ている。このXアドレスデコーダ101およびYアドレ
スデコーダ102によって、特定のメモリセルが指定さ
れ、データの書き込み、読み出し、および消去が行われ
る。
The signal lines A1, B1 to An, Bn and C1, D1 to Cm, Dm are connected to an X address decoder 101 and a Y address decoder 102, respectively. A specific memory cell is designated by the X address decoder 101 and the Y address decoder 102, and data writing, reading, and erasing are performed.

【0048】ここで、本実施の形態の不揮発性メモリの
動作について、図1におけるメモリセル(1、1)を例
にとって説明する。
Here, the operation of the nonvolatile memory according to the present embodiment will be described using the memory cell (1, 1) in FIG. 1 as an example.

【0049】まず、メモリTFTTr1にデータを書き
込む場合は、信号線D1を介して、スイッチングTFT
Tr2をオンの状態にする。また、信号線A1とB1を
介して、メモリTFTTr1のドレイン電極とスイッチ
ングTFTTr2のソース電極の間に適度な電位差を与
える。そして、信号線C1を介してメモリTFTTr1
コントロールゲートに正の高電圧(例えば20V)を印
加するとメモリTFTTr1のチャネル形成領域を移動
するキャリア(この場合はホール)が加速され、弱いア
バランシェ崩壊またはインパクトイオン化が起こり、多
数の高エネルギー状態の電子(ホットエレクトロン)が
発生する。そして、ホットエレクトロンはゲート絶縁膜
のエネルギー障壁を乗り越え、フローティングゲート電
極に注入される。このようにしてフローティングゲート
電極に電荷が蓄積され、書き込みが行われる。メモリT
FTTr1のしきい値電圧は、フローティングゲート電
極に蓄積された電荷量に依存して変化する。
First, when writing data to the memory TFT Tr1, the switching TFT is connected via the signal line D1.
Turn Tr2 on. Further, an appropriate potential difference is applied between the drain electrode of the memory TFT Tr1 and the source electrode of the switching TFT Tr2 via the signal lines A1 and B1. Then, the memory TFT Tr1 is connected via the signal line C1.
When a high positive voltage (for example, 20 V) is applied to the control gate, carriers (in this case, holes) moving in the channel forming region of the memory TFT Tr1 are accelerated, weak avalanche decay or impact ionization occurs, and a large number of electrons in a high energy state occur. (Hot electrons) are generated. Then, the hot electrons cross the energy barrier of the gate insulating film and are injected into the floating gate electrode. In this manner, charges are accumulated in the floating gate electrode, and writing is performed. Memory T
The threshold voltage of FTTr1 changes depending on the amount of charge stored in the floating gate electrode.

【0050】メモリセルからデータを読み出す場合は、
例えば、信号線D1を介してスイッチングTFTTr2
をオンの状態にし、信号線C1を介してメモリTFTT
r1のコントロールゲートに0Vを印加し、信号線B1
を介してスイッチングTFTTr2のソースをGNDに
おとすとよい。その結果、メモリTFTTr1のフロー
ティングゲート電極に蓄積された電荷に応じて、メモリ
TFTTr1の導通または非導通が決まり、メモリセル
に記憶されているデータが信号線A1から読み出され
る。
When reading data from a memory cell,
For example, the switching TFT Tr2 is connected via the signal line D1.
Is turned on, and the memory TFT TTT is connected via the signal line C1.
When 0 V is applied to the control gate of r1, the signal line B1
The source of the switching TFT Tr2 may be connected to GND via the switch. As a result, the conduction or non-conduction of the memory TFT Tr1 is determined according to the electric charge accumulated in the floating gate electrode of the memory TFT Tr1, and data stored in the memory cell is read from the signal line A1.

【0051】次に、メモリTFTTr1に記憶されてい
るデータを消去する場合、信号線D1を介してスイッチ
ングTFTTr2をオンの状態にし、信号線B1介して
スイッチングTFTTR1のソース電極をGNDにおと
す。そして、信号線C1に負の高電圧(例えば−20
V)を印加すると、フローティングゲート電極にトラッ
プされている電子がトンネル電流によってドレイン領域
へ放出される。その結果、記憶されていたデータが消去
される。
Next, when erasing the data stored in the memory TFT Tr1, the switching TFT Tr2 is turned on via the signal line D1, and the source electrode of the switching TFT TR1 is connected to GND via the signal line B1. Then, a negative high voltage (for example, -20
When V) is applied, electrons trapped in the floating gate electrode are emitted to the drain region by a tunnel current. As a result, the stored data is erased.

【0052】表1に、上述した動作に基づいて、信号線
A1、B1、C1およびD1に印加される電圧の具体例
を示す。なお、メモリTFTTr1とスイッチングTF
TTr2はいずれもpチャネル型TFTであるとする。
Table 1 shows specific examples of the voltages applied to the signal lines A1, B1, C1, and D1 based on the above-described operation. Note that the memory TFT Tr1 and the switching TF
It is assumed that TTr2 is a p-channel TFT.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】なお、表1に示した信号線に印加される電
圧は、一例であって、表1の値に限られるわけではな
い。例えば、メモリTFTに印加される電圧は、メモリ
TFTの半導体活性層の膜厚やコントロールゲート電極
とフローティングゲート電極との間の容量等に依存す
る。そしてメモリTFTの動作電圧もそれに従って変化
する。
The voltages applied to the signal lines shown in Table 1 are examples, and are not limited to the values in Table 1. For example, the voltage applied to the memory TFT depends on the thickness of the semiconductor active layer of the memory TFT, the capacitance between the control gate electrode and the floating gate electrode, and the like. And the operating voltage of the memory TFT also changes accordingly.

【0055】また、メモリTFTTr1とスイッチング
TFTTr2がnチャネル型TFTであってもよい。そ
の場合は、例えば、信号線D1に印加する電圧を全て+
5Vとすればよい。なお、メモリTFTにnチャネル型
TFTを用いた場合には、pチャネル型TFTを用いた
場合よりも、書き込み時に大きな電流が流れ、劣化がは
やい場合がある。従って、本実施の形態においては、メ
モリTFTTr1はpチャネル型であることが好まし
い。
The memory TFT Tr1 and the switching TFT Tr2 may be n-channel TFTs. In that case, for example, the voltages applied to the signal line D1 are all +
The voltage may be set to 5V. Note that when an n-channel TFT is used as a memory TFT, a larger current flows at the time of writing than in the case where a p-channel TFT is used, and deterioration may be faster. Therefore, in the present embodiment, it is preferable that the memory TFT Tr1 be a p-channel type.

【0056】また、本実施の形態において、メモリTF
Tの書き込み/消去を行う場合、メモリTFTのコント
ロ─ルゲート電極に一度に+20/−20Vの電圧を印
加するのではなく、これよりも低い電圧を複数回のパル
スで印加してもよい。この場合、TFTの劣化をある程
度抑えることが出来る。
In the present embodiment, the memory TF
When writing / erasing T, a voltage lower than + 20 / -20V may be applied to the control gate electrode of the memory TFT at one time, but a voltage lower than this may be applied by a plurality of pulses. In this case, deterioration of the TFT can be suppressed to some extent.

【0057】次に、本願発明の不揮発性メモリを構成す
るメモリセルの上面構造、及び断面構造について、図7
及び図2を用いて説明する。
Next, the top structure and the sectional structure of the memory cell constituting the nonvolatile memory of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0058】まず、本願発明の不揮発性メモリを構成す
るメモリセルの上面図の一例を示す。図7には、4つの
メモリセル(1、1)、(1、2)、(2、1)、
(2、2)(図1参照)を含む領域の上面図が示されて
いる。
First, an example of a top view of a memory cell constituting the nonvolatile memory of the present invention is shown. FIG. 7 shows four memory cells (1, 1), (1, 2), (2, 1),
A top view of a region including (2, 2) (see FIG. 1) is shown.

【0059】図7において、領域701〜704は半導
体活性層であり、メモリTFTTr1およびスイッチン
グTFTTr2を同一の半導体活性層上に構成してい
る。第1の配線層711〜714のうち、配線713、
714はスイッチングTFTTr2のゲート電極および
信号線C1、C2として用いられ、また配線711、7
12は、信号線D1、D2として用いられる。なお、メ
モリTFTTr1のフローティングゲート電極715〜
718は、第1の配線層711〜714と同時に形成さ
れる。第2の配線層731〜738のうち、配線73
1、732は、メモリTFTTr1のソース領域に接続
される信号線A1、A2として用いられ、配線733、
734はスイッチングTFTTr2のドレイン領域に接
続される信号線B1、B2として用いられる。また、配
線735〜738はメモリTFTTr1のコントロール
ゲート電極721〜724と信号線D1、D2とを接続
する配線として用いられる。また、図中において、黒く
塗りつぶされている部分は、その下部の配線あるいは半
導体層とコンタクトをとっていることを示している。な
お、図中において同一柄の配線は全て同一の配線層であ
る。
In FIG. 7, regions 701 to 704 are semiconductor active layers, and the memory TFT Tr1 and the switching TFT Tr2 are formed on the same semiconductor active layer. Among the first wiring layers 711 to 714, the wiring 713,
Reference numeral 714 is used as the gate electrode of the switching TFT Tr2 and the signal lines C1 and C2.
Reference numeral 12 is used as signal lines D1 and D2. The floating gate electrode 715 of the memory TFT Tr1
718 is formed simultaneously with the first wiring layers 711 to 714. Among the second wiring layers 731 to 738, the wiring 73
Reference numerals 1 and 732 are used as signal lines A1 and A2 connected to the source region of the memory TFT Tr1.
Reference numeral 734 is used as signal lines B1 and B2 connected to the drain region of the switching TFT Tr2. The wires 735 to 738 are used as wires for connecting the control gate electrodes 721 to 724 of the memory TFT Tr1 and the signal lines D1 and D2. Further, in the drawing, a black portion indicates that a contact is made with a wiring or a semiconductor layer therebelow. Note that, in the drawing, all wirings of the same pattern are the same wiring layer.

【0060】次に、本願発明の不揮発性メモリを構成す
るメモリセルの断面図を示す。図2は、図7に示したメ
モリセルの断面構造(例えばメモリセル(1、2)にお
けるA−A' の断面構造)を表したものである。
Next, a sectional view of a memory cell constituting the nonvolatile memory of the present invention is shown. FIG. 2 illustrates a cross-sectional structure of the memory cell illustrated in FIG. 7 (for example, a cross-sectional structure taken along the line AA ′ in the memory cell (1, 2)).

【0061】図2において、左側のTFTがメモリTF
TTr1であり、右側のTFTがスイッチングTFTT
r2である。メモリTFTTr1およびスイッチングT
FTTr2を形成する半導体活性層は、ソース・ドレイ
ン領域201、202、203およびチャネル形成領域
204、205を含む。絶縁膜206、210および2
07は、それぞれメモリTFTの第1のゲート絶縁膜、
第2のゲート絶縁膜およびスイッチングTFTのゲート
絶縁膜であり、電極208、211および209は、そ
れぞれメモリTFTのフローティングゲート電極、コン
トロールゲート電極およびスイッチングTFTのゲート
電極である。絶縁膜212は層間絶縁膜であり、配線2
13、214および215は、それぞれメモリTFTT
r1のドレイン配線、スイッチングTFTTr2のソー
ス配線、およびメモリTFTTr1のコントロールゲー
ト配線である。
In FIG. 2, the left TFT is the memory TF
TTr1 and the TFT on the right is a switching TFT T
r2. Memory TFT Tr1 and switching T
The semiconductor active layer forming FTTr2 includes source / drain regions 201, 202, 203 and channel formation regions 204, 205. Insulating films 206, 210 and 2
07 is a first gate insulating film of the memory TFT,
A second gate insulating film and a gate insulating film of the switching TFT, and electrodes 208, 211 and 209 are a floating gate electrode, a control gate electrode of the memory TFT and a gate electrode of the switching TFT, respectively. The insulating film 212 is an interlayer insulating film, and
13, 214 and 215 are memory TFTTs, respectively.
The drain wiring of r1, the source wiring of the switching TFT Tr2, and the control gate wiring of the memory TFT Tr1.

【0062】図2(および図7)に示すように、本願発
明においては、メモリTFTTr1の半導体活性層とス
イッチングTFTTr2の半導体活性層は直接つながっ
ている。言い換えると、メモリTFTTr1のソース領
域とスイッチングTFTTr2のドレイン領域は、半導
体活性層を共有することで、電気的に接続されている。
このような構造とすることで、メモリTFTTr1とス
イッチングTFTTr2とを別々の半導体活性層上に形
成する場合と比べて、メモリセルの面積の大幅な縮小が
可能となり、その結果、不揮発性メモリ、および不揮発
性メモリを備えた半導体装置の小型化が可能となる。
As shown in FIG. 2 (and FIG. 7), in the present invention, the semiconductor active layer of the memory TFT Tr1 and the semiconductor active layer of the switching TFT Tr2 are directly connected. In other words, the source region of the memory TFT Tr1 and the drain region of the switching TFT Tr2 are electrically connected by sharing a semiconductor active layer.
With such a structure, the area of the memory cell can be significantly reduced as compared with a case where the memory TFT Tr1 and the switching TFT Tr2 are formed on different semiconductor active layers. A semiconductor device having a nonvolatile memory can be reduced in size.

【0063】また図2に示すように、メモリTFTTr
1の半導体活性層(厚さd1)は、スイッチングTFT
Tr2の半導体活性層(厚さd2)よりも薄く形成され
ている。つまり、d1<d2が成り立っている。このよ
うな構造にすることで、メモリTFTTr1の半導体活
性層ではインパクトイオン化(impact ionization、イ
ンパクトイオナイゼイション、あるいは衝突電離)がよ
り起こりやすくなり、その結果、メモリTFTTr1の
フローティングゲート電極への電荷の注入が起こりやす
くなる。なお、Xアドレスデコーダ101、Yアドレス
デコーダ102、および他の周辺回路を構成するTFT
の半導体活性層の厚さは、スイッチングTFTTr2の
厚さd2と同様とすればよい。
As shown in FIG. 2, the memory TFT Tr
The semiconductor active layer 1 (thickness d1) is a switching TFT
It is formed thinner than the semiconductor active layer (thickness d2) of Tr2. That is, d1 <d2 holds. With such a structure, impact ionization (impact ionization, impact ionization, or impact ionization) is more likely to occur in the semiconductor active layer of the memory TFT Tr1, and as a result, charges to the floating gate electrode of the memory TFT Tr1 are transferred. The injection is more likely to occur. It should be noted that the X address decoder 101, the Y address decoder 102, and TFTs forming other peripheral circuits
May be the same as the thickness d2 of the switching TFT Tr2.

【0064】また、メモリTFTTr1のソース領域2
02とフローティングゲート領域208とはゲート絶縁
膜206を介して一部重なっており、消去時トンネル電
流を確保している。メモリTFTTr1の半導体活性層
に流れるトンネル電流は、スイッチングTFTTr2の
半導体活性層に流れるトンネル電流の2倍以上であるこ
とが好ましい。
The source region 2 of the memory TFT Tr1
02 and the floating gate region 208 partially overlap with the gate insulating film 206 interposed therebetween, and a tunnel current at the time of erasure is secured. The tunnel current flowing in the semiconductor active layer of the memory TFT Tr1 is preferably at least twice the tunnel current flowing in the semiconductor active layer of the switching TFT Tr2.

【0065】メモリセルの断面構造の例については、本
実施の形態の他にも、実施例2を参照することができ
る。このように、本願発明では、メモリTFTTr1の
半導体活性層は、アドレスデコーダやその他の周辺回路
を構成するTFTおよびスイッチングTFTの半導体活
性層よりも薄く、あるいは、膜厚が1〜100nm(好ま
しくは1〜50nm、より好ましくは10〜40nm)とな
るように形成される。
For an example of the cross-sectional structure of the memory cell, Embodiment 2 can be referred to in addition to this embodiment. As described above, in the present invention, the semiconductor active layer of the memory TFT Tr1 is thinner than the semiconductor active layers of the TFTs and the switching TFTs constituting the address decoder and other peripheral circuits, or has a thickness of 1 to 100 nm (preferably 1 to 100 nm). To 50 nm, more preferably 10 to 40 nm).

【0066】不揮発性メモリは、書き換え可能な回数と
情報保持時間が重要である。そして書き換え可能な回数
を向上するために、メモリTFTのコントロールゲート
電極に印加される電圧を小さくすることが要求される。
本願発明の不揮発性メモリでは、上述したように、メモ
リTFTの半導体活性層が薄く形成されるため、インパ
クトイオン化が起こりやすく、メモリTFTの書き込み
及び消去を低電圧で行うことが出来る。これは、従来バ
ルクシリコンで作製された不揮発性メモリでは、ゲート
絶縁膜が比較的薄い為に、ゲート絶縁膜の劣化が生じて
いた事、あるいはフロ─ティングゲート電極に蓄積され
ていたキャリアが温度の上昇により流出してしまう事、
に対する革新的な解決方法である。
In a nonvolatile memory, the number of rewritable times and the information holding time are important. In order to improve the number of rewritable times, it is required to reduce the voltage applied to the control gate electrode of the memory TFT.
In the nonvolatile memory of the present invention, as described above, since the semiconductor active layer of the memory TFT is formed thin, impact ionization easily occurs, and writing and erasing of the memory TFT can be performed at a low voltage. This is because in a conventional nonvolatile memory made of bulk silicon, the gate insulating film has been relatively deteriorated because the gate insulating film is relatively thin, or the carriers accumulated in the floating gate electrode have a high temperature. Spilled by rising,
Is an innovative solution to

【0067】次に、本願発明の不揮発性メモリの作製方
法について簡単に説明する。なお、詳しい作製方法につ
いては実施例1および実施例2を参照することができ
る。
Next, a brief description will be given of a method of manufacturing the nonvolatile memory of the present invention. Note that Embodiments 1 and 2 can be referred to for a detailed manufacturing method.

【0068】まず、絶縁基板上に第1の非晶質半導体層
を形成しパターニングした後に、第2の非晶質半導体層
とを形成する。そして、2つの非晶質半導体層を結晶化
させ、第1の膜厚を有する領域と第2の膜厚を有する領
域とからなる結晶性半導体層を形成する。メモリセルの
駆動回路および他の周辺回路を絶縁基板上に一体形成す
る場合は、その領域に第2の膜厚を有する結晶性半導体
層を形成する。
First, after forming and patterning a first amorphous semiconductor layer on an insulating substrate, a second amorphous semiconductor layer is formed. Then, the two amorphous semiconductor layers are crystallized to form a crystalline semiconductor layer including a region having a first thickness and a region having a second thickness. In the case where a driver circuit of a memory cell and other peripheral circuits are formed over an insulating substrate, a crystalline semiconductor layer having a second thickness is formed in that region.

【0069】なお、本願明細書において非晶質半導体膜
とは、非晶質構造を含む半導体膜全体を指し、いわゆる
非晶質半導体膜および微結晶半導体膜を含む。さらに非
晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化
合物半導体膜を用いても良い。
In this specification, the term “amorphous semiconductor film” refers to an entire semiconductor film having an amorphous structure, and includes a so-called amorphous semiconductor film and a microcrystalline semiconductor film. Further, a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be used.

【0070】また、本願明細書において結晶性半導体層
とは、結晶構造を含む半導体層全体を指し、いわゆる単
結晶半導体膜も多結晶半導体膜も含まれる。また、特に
結晶性の優れた多結晶半導体膜として特開平10−24
7735号公報記載の技術によって作製される、棒状結
晶が集まって並んだ結晶構造でなる半導体膜(実施例1
参照)を含む。
In this specification, a crystalline semiconductor layer refers to the entire semiconductor layer including a crystal structure, and includes a so-called single crystal semiconductor film and a polycrystalline semiconductor film. In addition, a polycrystalline semiconductor film having particularly excellent crystallinity is disclosed in
No. 7,735, a semiconductor film having a crystal structure in which rod-shaped crystals are gathered and arranged (Example 1).
Reference).

【0071】その後、第1の膜厚を有する領域を半導体
活性層とするメモリTFT、および第2の膜厚を有する
領域を半導体活性層とするスイッチングTFTを形成す
ることにより、メモリTFTとスイッチングTFTの半
導体活性層が連続的につながったメモリセルを有する、
不揮発性メモリを作製することが可能となる。また、第
2の膜厚を有する結晶性半導体層を半導体活性層とする
CMOS回路を同時に形成することにより、メモリセル
の駆動回路および他の周辺回路を一体形成することが可
能となる。
Thereafter, a memory TFT having a region having a first thickness as a semiconductor active layer and a switching TFT having a region having a second thickness as a semiconductor active layer are formed. Having a memory cell in which the semiconductor active layers are continuously connected,
A non-volatile memory can be manufactured. Further, by simultaneously forming a CMOS circuit using a crystalline semiconductor layer having a second thickness as a semiconductor active layer, a drive circuit of a memory cell and other peripheral circuits can be formed integrally.

【0072】もちろん、第1の膜厚と第2の膜厚とは、
装置の許す範囲内で自由に設定することが可能であり、
第1の膜厚を第2の膜厚より薄く、あるいは、第1の膜
厚を1〜100nm(好ましくは1〜50nm、より好まし
くは10〜40nm)となるように形成することにより、
本願発明の不揮発性メモリを作製することが可能とな
る。
Of course, the first film thickness and the second film thickness
It can be set freely within the range of the device,
By forming the first film thickness smaller than the second film thickness or forming the first film thickness to be 1 to 100 nm (preferably 1 to 50 nm, more preferably 10 to 40 nm),
The non-volatile memory of the present invention can be manufactured.

【0073】上記の不揮発性メモリの作製方法によっ
て、本発明の不揮発性メモリは、薄膜技術を用いて作製
され得るいかなる半導体装置の部品とも一体形成され得
る。
By the above-described method for manufacturing a nonvolatile memory, the nonvolatile memory of the present invention can be formed integrally with any semiconductor device component that can be manufactured using thin film technology.

【0074】また、実施例1に示す作製方法を用いる
と、高特性を示すTFTを作製することが可能である。
その結果、移動度、しきい値電圧等において高特性を示
すTFTが要求される周辺回路および半導体装置の部品
と一体形することにより、多様な不揮発性メモリ、及び
不揮発性メモリを備えた半導体装置を実現することが可
能となる。
When the manufacturing method shown in Embodiment 1 is used, a TFT having high characteristics can be manufactured.
As a result, various types of nonvolatile memories and semiconductor devices having nonvolatile memories can be integrated with peripheral circuits and semiconductor device components that require TFTs exhibiting high characteristics in mobility, threshold voltage, and the like. Can be realized.

【0075】[0075]

【実施例】(実施例1)本実施例では、本願発明を用い
た、不揮発性メモリの作製方法を図3〜図6を用いて説
明する。なお、図3〜図6には、本実施例の不揮発性メ
モリを構成するTFTとして、メモリセルを構成するメ
モリTFT(pチャネル型TFT)およびスイッチング
TFT(pチャネル型TFT)、ならびにアドレスデコ
ーダやその他の周辺回路を構成する回路として代表的な
CMOS回路を構成する2つのTFT(pチャネル型T
FTおよびnチャネル型TFT)を例にとって説明す
る。
(Embodiment 1) In this embodiment, a method for manufacturing a nonvolatile memory using the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 3 to 6 show, as TFTs constituting the nonvolatile memory of this embodiment, memory TFTs (p-channel TFTs) and switching TFTs (p-channel TFTs) constituting memory cells, an address decoder, and the like. Two TFTs (p-channel type TFTs) constituting a typical CMOS circuit as circuits constituting other peripheral circuits
FT and n-channel TFT) will be described as an example.

【0076】また、以下に示す不揮発性メモリの作製方
法によると、本発明の不揮発性メモリは、薄膜技術を用
いて作製され得るいかなる半導体装置の部品とも、一体
形成され得ることが理解される。
According to the method for manufacturing a nonvolatile memory described below, it is understood that the nonvolatile memory of the present invention can be integrally formed with any semiconductor device component that can be manufactured by using a thin film technique.

【0077】なお、メモリセル、アドレスデコーダおよ
びその他のTFTで構成される回路を同じ絶縁基板上に
有する不揮発性メモリおよび半導体装置を実現するため
には、移動度、しきい値電圧等において高特性を有する
TFTが要求される。特に、従来よく用いられている非
晶質珪素の半導体活性層を備えたTFTだけでは十分で
はない。以下の作製方法によると、高特性のTFTを作
製することができ、本願発明の不揮発性メモリおよび半
導体装置を実現することが可能となる。
In order to realize a non-volatile memory and a semiconductor device having a memory cell, an address decoder and a circuit composed of other TFTs on the same insulating substrate, high characteristics such as mobility and threshold voltage are required. Is required. In particular, a TFT having a semiconductor active layer of amorphous silicon, which is often used in the past, is not enough. According to the following manufacturing method, a TFT having high characteristics can be manufactured, and the nonvolatile memory and the semiconductor device of the present invention can be realized.

【0078】図3を参照する。まず、絶縁表面を有する
基板として石英基板301を準備する。石英基板の代わ
りに熱酸化膜を形成したシリコン基板を用いることもで
きる。また、石英基板上に一旦非晶質珪素膜を形成し、
それを完全に熱酸化して絶縁膜とする様な方法をとって
も良い。さらに、絶縁膜として窒化珪素膜を形成した石
英基板、セラミックス基板を用いても良い。
Referring to FIG. First, a quartz substrate 301 is prepared as a substrate having an insulating surface. A silicon substrate on which a thermal oxide film is formed can be used instead of the quartz substrate. Also, once an amorphous silicon film is formed on a quartz substrate,
A method of completely thermally oxidizing it to form an insulating film may be used. Further, a quartz substrate or a ceramic substrate on which a silicon nitride film is formed as an insulating film may be used.

【0079】次に、厚さ25nmの非晶質珪素膜302を
公知の成膜法で形成する(図3(A))。なお、非晶質
珪素膜に限定する必要はなく、非晶質半導体膜(微結晶
半導体膜、および非晶質シリコンゲルマニウム膜などの
非晶質構造を含む化合物半導体膜を含む)であれば良
い。
Next, an amorphous silicon film 302 having a thickness of 25 nm is formed by a known film forming method (FIG. 3A). Note that the present invention is not limited to an amorphous silicon film, and may be any amorphous semiconductor film (including a compound semiconductor film including an amorphous structure such as a microcrystalline semiconductor film and an amorphous silicon germanium film). .

【0080】次に、レジスト膜を形成し、パターニング
することによってマスク311を形成する(図3
(B))。その後、非晶質珪素膜302をエッチング
し、基板上に部分的に形成された非晶質珪素膜321を
形成する(図3(C))。なお、非晶質珪素膜321の
エッチングには、ドライエッチングあるいはウエットエ
ッチングのいずれを行ってもよい。ドライエッチングの
場合には、例えばCF4+O2を用いるとよく、ウエット
エッチングの場合には、フッ素酸+硝酸等のエッチング
液を用いるとよい。
Next, a mask 311 is formed by forming a resist film and patterning it.
(B)). After that, the amorphous silicon film 302 is etched to form an amorphous silicon film 321 partially formed over the substrate (FIG. 3C). Note that the amorphous silicon film 321 may be etched by either dry etching or wet etching. In the case of dry etching, for example, CF 4 + O 2 may be used, and in the case of wet etching, an etching solution such as fluoric acid + nitric acid may be used.

【0081】次に、再び上述した方法で非晶質珪素膜を
厚さ50nmに形成し、図3(D)に示すような非晶質珪
素膜331、332を形成する。ここでは、最終的な膜
厚が、非晶質珪素膜331は50nm、かつ非晶質珪素膜
332が75nmとなるように調節した。なお、ここでも
非晶質珪素膜に限定する必要はなく、非晶質半導体膜
(微結晶半導体膜、および非晶質シリコンゲルマニウム
膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜を含む)であ
れば良い。
Next, an amorphous silicon film is formed to a thickness of 50 nm again by the method described above, and amorphous silicon films 331 and 332 are formed as shown in FIG. Here, the final film thickness was adjusted so that the amorphous silicon film 331 would be 50 nm and the amorphous silicon film 332 would be 75 nm. Note that, here, it is not necessary to limit to an amorphous silicon film. Any amorphous semiconductor film (including a microcrystalline semiconductor film and a compound semiconductor film including an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film) is used. Good.

【0082】なお、2度目の非晶質珪素膜の形成の前に
は、非晶質珪素膜321および石英基板301の表面を
清浄化しておくことが望ましい。
It is desirable that the surface of the amorphous silicon film 321 and the surface of the quartz substrate 301 be cleaned before the second formation of the amorphous silicon film.

【0083】また、非晶質珪素膜331、332の形成
にあたっては、別の方法を用いてもよい。例えば、上述
した方法によって非晶質珪素膜を全体に75nmに形成
し、部分的にマスクを形成し、上述したエッチングによ
って部分的に膜厚を減少させた非晶質珪素膜を得ること
もできる。
In forming the amorphous silicon films 331 and 332, another method may be used. For example, an amorphous silicon film having a thickness of 75 nm can be entirely formed by the above-described method, a mask can be partially formed, and an amorphous silicon film having a partially reduced thickness can be obtained by the above-described etching. .

【0084】なお、非晶質珪素膜331は、後にメモリ
TFTの半導体活性層となり、非晶質珪素膜332は、
後にスイッチングTFTおよび周辺のCMOS回路等の
半導体活性層となる。
The amorphous silicon film 331 will later become a semiconductor active layer of the memory TFT, and the amorphous silicon film 332 will
Later, it becomes a semiconductor active layer such as a switching TFT and a peripheral CMOS circuit.

【0085】なお、最終的な半導体活性層の厚さが15
0nm以上、特に200nm以上の場合は、SOI特有のイ
ンパクトイオン化の発生がきわめて少なく、バルクシリ
コンを用いた不揮発性メモリで発生するケースと殆ど変
わらなくなってしまう。よってSOI技術による不揮発
性メモリの特性を引き出すことができない。このため、
本発明においては、最終的な半導体活性層の厚さは、共
に1〜150nmであることが好ましい。
The final thickness of the semiconductor active layer is 15
In the case of 0 nm or more, particularly 200 nm or more, impact ionization peculiar to SOI is extremely small, and is almost the same as the case of non-volatile memory using bulk silicon. Therefore, the characteristics of the nonvolatile memory based on the SOI technology cannot be brought out. For this reason,
In the present invention, the thickness of the final semiconductor active layer is preferably 1 to 150 nm.

【0086】また、本実施例では、上述したようにメモ
リTFTの非晶質珪素膜331の最終的な膜厚を50n
m、スイッチングTFTおよび周辺のCMOS回路等の
非晶質珪素膜332の最終的な膜厚を75nmとしたが、
それぞれ1〜100nm(好ましくは1〜50nm、さらに
好ましくは10〜40nm)、1〜150nm(好ましくは
10〜100nm)の範囲に形成すればよく、本実施例の
膜厚に限定されるわけではない。
In this embodiment, as described above, the final thickness of the amorphous silicon film 331 of the memory TFT is set to 50n.
m, the final film thickness of the amorphous silicon film 332 of the switching TFT and the peripheral CMOS circuit is set to 75 nm,
The thickness may be in the range of 1 to 100 nm (preferably 1 to 50 nm, more preferably 10 to 40 nm) and 1 to 150 nm (preferably 10 to 100 nm), and is not limited to the film thickness in this embodiment. .

【0087】次に、非晶質珪素膜331、332の結晶
化工程を行う。ここから図4(B)までの工程は本出願
人による特開平10−247735号公報を完全に引用
することができる。同公報ではNi等の元素を触媒とし
て用いた半導体膜の結晶化方法に関する技術を開示して
いる。
Next, a crystallization step of the amorphous silicon films 331 and 332 is performed. The steps from here to FIG. 4 (B) can completely refer to JP-A-10-247735 by the present applicant. This publication discloses a technique relating to a method for crystallizing a semiconductor film using an element such as Ni as a catalyst.

【0088】まず、開口部404、405を有する保護
膜400〜402を形成する。本実施例では150nm厚
の酸化珪素膜を用いる。そして、保護膜400〜402
の上にスピンコート法によりニッケル(Ni)を含有す
る層(Ni含有層)403を形成する。このNi含有層
の形成に関しては、前記公報を参考にすれば良い(図4
(A))。
First, protective films 400 to 402 having openings 404 and 405 are formed. In this embodiment, a silicon oxide film having a thickness of 150 nm is used. Then, the protective films 400 to 402
A layer (Ni-containing layer) 403 containing nickel (Ni) is formed thereon by spin coating. Regarding the formation of the Ni-containing layer, the above publication may be referred to (FIG. 4).
(A)).

【0089】なお、触媒元素としてはニッケル以外に
も、コバルト(Co)、鉄(Fe)、パラジウム(P
d)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、ゲルマ
ニウム(Ge)、鉛(Pb)、インジウム(In)等を
用いることができる。
In addition to nickel, cobalt (Co), iron (Fe), palladium (P
d), platinum (Pt), copper (Cu), gold (Au), germanium (Ge), lead (Pb), indium (In), or the like can be used.

【0090】また、上記触媒元素の添加工程はスピンコ
ート法に限らず、レジストマスクを利用したイオン注入
法、プラズマドーピング法またはスパッタ法を用いるこ
ともできる。この場合、添加領域の占有面積の低減、結
晶成長距離の制御が容易となるので、微細化した回路を
構成する際に有効な技術となる。
The step of adding the catalyst element is not limited to the spin coating method, but may be an ion implantation method using a resist mask, a plasma doping method, or a sputtering method. In this case, the reduction of the occupied area of the addition region and the control of the crystal growth distance are facilitated, and this is an effective technique for forming a miniaturized circuit.

【0091】次に、図4(B)に示すように、不活性雰
囲気中で570℃、14時間の加熱処理を加え、非晶質
珪素膜331、332の結晶化を行う。この際、Niが
接した領域(以下、Ni添加領域という)411、41
2を起点として、基板と概略平行に結晶化が進行し、棒
状結晶が集まって並んだ結晶構造でなる結晶性珪素膜4
13が形成される。結晶性珪素膜413は、個々の結晶
が比較的揃った状態で集合しているため、全体的な結晶
性に優れるという利点がある。なお、加熱処理温度は、
好ましくは500〜700℃(代表的には550〜65
0℃)とし、処理時間は、好ましくは4〜24時間とす
ればよい。
Next, as shown in FIG. 4B, heat treatment is performed at 570 ° C. for 14 hours in an inert atmosphere to crystallize the amorphous silicon films 331 and 332. At this time, regions in contact with Ni (hereinafter, referred to as Ni added regions) 411 and 41
Crystallization proceeds in a direction substantially parallel to the substrate starting from 2, and a crystalline silicon film 4 having a crystal structure in which rod-like crystals are gathered and arranged.
13 are formed. The crystalline silicon film 413 has an advantage of excellent overall crystallinity since individual crystals are aggregated in a relatively uniform state. The heat treatment temperature is
Preferably 500 to 700 ° C (typically 550 to 65 ° C)
0 ° C.), and the treatment time is preferably 4 to 24 hours.

【0092】次に、図4(C)に示すように、保護膜4
00〜402をそのままマスクとして15族に属する元
素(好ましくはリン)をNi添加領域411、412に
添加する。こうして高濃度にリンが添加された領域(以
下、リン添加領域という)421、422が形成され
る。
Next, as shown in FIG.
Elements belonging to Group 15 (preferably phosphorus) are added to the Ni-added regions 411 and 412 using 00 to 402 as a mask. Thus, regions 421 and 422 to which phosphorus is added at a high concentration (hereinafter, referred to as phosphorus added regions) are formed.

【0093】次に、図4(C)に示すように、不活性雰
囲気中で600℃、12時間の加熱処理を加える。この
熱処理により結晶性珪素膜423中に存在するNiは移
動し、最終的には殆ど全て矢印が示すようにリン添加領
域421、422に捕獲されてしまう。これはリンによ
る金属元素(本実施例ではNi)のゲッタリング効果に
よる現象であると考えられる。
Next, as shown in FIG. 4C, heat treatment is performed at 600 ° C. for 12 hours in an inert atmosphere. As a result of this heat treatment, Ni existing in the crystalline silicon film 423 moves, and finally, almost all of the Ni is captured in the phosphorus-added regions 421 and 422 as indicated by arrows. This is considered to be a phenomenon due to the gettering effect of the metal element (Ni in this embodiment) by phosphorus.

【0094】この工程により結晶性珪素膜423中に残
るNiの濃度はSIMS(質量二次イオン分析)による
測定値で少なくとも2×1017atoms/cm3にまで低減さ
れる。Niは半導体にとってライフタイムキラーである
が、この程度まで低減されるとTFT特性には何ら悪影
響を与えることはない。また、この濃度は殆ど現状のS
IMS分析の測定限界であるので、実際にはさらに低い
濃度(2×1017atoms /cm3以下)であると考えられ
る。
By this step, the concentration of Ni remaining in the crystalline silicon film 423 is reduced to at least 2 × 10 17 atoms / cm 3 as measured by SIMS (mass secondary ion analysis). Ni is a lifetime killer for semiconductors, but if it is reduced to this extent, there is no adverse effect on TFT characteristics. In addition, this concentration is almost
Since it is the measurement limit of the IMS analysis, it is considered that the concentration is actually lower (2 × 10 17 atoms / cm 3 or less).

【0095】こうして触媒を用いて結晶化され、且つ、
その触媒がTFTの動作に支障を与えないレベルにまで
低減された結晶性珪素膜423が得られる。その後、保
護膜400〜402を除去し、リン添加領域421、4
22を含まない、結晶性珪素膜423のみを用いた島状
半導体層(活性層)431〜433をパターニング工程
により形成する。この時、島状半導体活性層431は非
晶質珪素膜331、332を結晶化して得られる厚さの
異なる2つの活性領域を含むようにする(図4
(D))。なお、島状半導体活性層431のうち、非晶
質珪素膜331を結晶化して得られる薄い活性領域は、
メモリTFTの半導体活性層となり、非晶質珪素膜33
2を結晶化して得られる厚い活性領域は、スイッチング
TFTの半導体活性層となる。
Thus, it is crystallized using a catalyst, and
A crystalline silicon film 423 whose catalyst is reduced to a level that does not interfere with the operation of the TFT is obtained. After that, the protective films 400 to 402 are removed, and the phosphorus added regions 421 and 4
The island-shaped semiconductor layers (active layers) 431 to 433 using only the crystalline silicon film 423 that do not include 22 are formed by a patterning process. At this time, the island-shaped semiconductor active layer 431 includes two active regions having different thicknesses obtained by crystallizing the amorphous silicon films 331 and 332 (FIG. 4).
(D)). The thin active region obtained by crystallizing the amorphous silicon film 331 in the island-shaped semiconductor active layer 431 is
The amorphous silicon film 33 becomes the semiconductor active layer of the memory TFT.
The thick active region obtained by crystallizing 2 becomes a semiconductor active layer of the switching TFT.

【0096】次に、島状半導体活性層431のうち、後
にメモリTFTのソース領域となる領域503以外をレ
ジストマスクで覆い、p型を付与する不純物元素(p型
不純物元素ともいう)の添加を行う(図5(A))。本
実施例では、ボロン(B)を不純物元素として用い、不
純物添加時の加速電圧は、10keV程度とする。この工
程により形成されるp型不純物領域503には、p型不
純物元素が1×1020〜1×1021atoms/cm3(代表的
には2×1020〜5×1020atoms /cm3)の濃度で含ま
れるようにドーズ量を調節する。また、p型不純物元素
としては、ボロン(B)の他に、ガリウム(Ga)、イ
ンジウム(In)などを用いてもよい。なお、この工程
により形成されるp型不純物領域503は、後に形成さ
れるメモリTFTのフローティングゲート電極の一部
と、ゲート絶縁膜を介して重なる領域を有するように形
成すればよい。よって、レジストマスクで覆われる領域
は、本実施例(図5(A))に限定されるわけではな
く、島状半導体活性層431のうちの少なくとも、後に
メモリTFT及びスイッチングTFTのチャネル形成領
域となる領域、および島状半導体活性層432、433
を含めばよい。
Next, in the island-shaped semiconductor active layer 431, a region other than the region 503 which will be a source region of the memory TFT later is covered with a resist mask, and an impurity element imparting p-type (also referred to as a p-type impurity element) is added. (FIG. 5A). In this embodiment, boron (B) is used as an impurity element, and the accelerating voltage at the time of adding the impurity is about 10 keV. In the p-type impurity region 503 formed by this step, the p-type impurity element is 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically, 2 × 10 20 to 5 × 10 20 atoms / cm 3). The dose is adjusted so as to be included in the concentration of ()). As the p-type impurity element, gallium (Ga), indium (In), or the like may be used in addition to boron (B). Note that the p-type impurity region 503 formed in this step may be formed so as to have a region overlapping with a part of a floating gate electrode of a memory TFT to be formed later via a gate insulating film. Therefore, the region covered with the resist mask is not limited to the present embodiment (FIG. 5A), and at least one of the island-shaped semiconductor active layers 431 and a channel forming region of a memory TFT and a switching TFT later. Region and island-shaped semiconductor active layers 432, 433
Should be included.

【0097】その結果、島状半導体活性層431のう
ち、後にメモリTFTのソース領域となる領域503が
形成される。島状半導体活性層431の残りの領域およ
び、島状半導体活性層432、433は、レジストマス
ク501、502で覆われているので、不純物は添加さ
れない。
As a result, a region 503 to be a source region of the memory TFT later in the island-shaped semiconductor active layer 431 is formed. Since the remaining region of the island-shaped semiconductor active layer 431 and the island-shaped semiconductor active layers 432 and 433 are covered with the resist masks 501 and 502, no impurity is added.

【0098】その後、レジストマスク501、502を
除去し、珪素を含む絶縁膜でなるゲート絶縁膜511を
形成する(図5(B))。ゲート絶縁膜511の膜厚は
後の熱酸化工程による増加分も考慮して10〜250nm
の範囲で調節すれば良い。なお、メモリTFTの島状半
導体活性層のゲート絶縁膜の厚さを10〜50nmとし、
他のゲート絶縁膜の厚さを50〜250nmとしてもよ
い。また、成膜方法は公知の気相法(プラズマCVD
法、スパッタ法等)を用いれば良い。本実施例では、5
0nm厚の窒化酸化シリコン膜をプラズマCVD法により
形成する。
After that, the resist masks 501 and 502 are removed, and a gate insulating film 511 made of an insulating film containing silicon is formed (FIG. 5B). The thickness of the gate insulating film 511 is 10 to 250 nm in consideration of an increase due to a subsequent thermal oxidation step.
It can be adjusted within the range. Note that the thickness of the gate insulating film of the island-shaped semiconductor active layer of the memory TFT is set to 10 to 50 nm,
Another gate insulating film may have a thickness of 50 to 250 nm. Further, a film forming method is a known gas phase method (plasma CVD).
Method, sputtering method, or the like). In this embodiment, 5
A silicon nitride oxide film having a thickness of 0 nm is formed by a plasma CVD method.

【0099】次に、酸化雰囲気中で950℃、1時間の
加熱処理を加え、熱酸化工程を行う。なお、酸化雰囲気
は酸素雰囲気でも良いし、ハロゲン元素を添加した酸素
雰囲気でも良い。この熱酸化工程では活性層と上記窒化
酸化シリコン膜との界面で酸化が進行し、熱酸化膜の分
だけゲート絶縁膜511の膜厚は増加する。この様にし
て熱酸化膜を形成すると、非常に界面準位の少ない半導
体/絶縁膜界面を得ることができる。また、活性層端部
における熱酸化膜の形成不良(エッジシニング)を防ぐ
効果もある。
Next, a heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere at 950 ° C. for one hour to perform a thermal oxidation step. Note that the oxidation atmosphere may be an oxygen atmosphere or an oxygen atmosphere to which a halogen element is added. In this thermal oxidation step, oxidation proceeds at the interface between the active layer and the silicon nitride oxide film, and the thickness of the gate insulating film 511 increases by the amount of the thermal oxide film. When the thermal oxide film is formed in this manner, a semiconductor / insulating film interface having very few interface states can be obtained. Further, there is also an effect of preventing formation failure (edge thinning) of a thermal oxide film at an end of the active layer.

【0100】次に、200〜400nmの導電膜を形成
し、パターニングを行いゲート電極521〜524を形
成する(図5(C))。このゲート電極521〜524
の線幅によってCMOS回路を構成する2つのTFT及
びスイッチングTFTのチャネル長が決定する。またこ
の時、メモリTFTのゲート電極521(後にフローテ
ィングゲート電極となる)は、p型不純物領域503と
ゲート絶縁膜511を介して一部重なるように形成す
る。この重なった領域は、メモリTFTが消去を行うと
きに流れるトンネル電流を十分に確保するための領域で
ある。
Next, a conductive film having a thickness of 200 to 400 nm is formed and patterned to form gate electrodes 521 to 524 (FIG. 5C). The gate electrodes 521 to 524
Determines the channel length of the two TFTs and the switching TFT that constitute the CMOS circuit. At this time, the gate electrode 521 of the memory TFT (to be a floating gate electrode later) is formed so as to partially overlap the p-type impurity region 503 with the gate insulating film 511 interposed therebetween. This overlapping region is a region for sufficiently securing a tunnel current flowing when the memory TFT performs erasing.

【0101】なお、ゲート電極は単層の導電膜で形成し
ても良いが、必要に応じて二層、三層といった積層膜と
することが好ましい。ゲート電極の材料としては公知の
導電膜を用いることができる。具体的には、タンタル
(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タン
グステン(W)、クロム(Cr)、シリコン(Si)か
ら選ばれた元素でなる膜、または前記元素の窒化物でな
る膜(代表的には窒化タンタル膜、窒化タングステン
膜、窒化チタン膜)、または前記元素を組み合わせた合
金膜(代表的にはMo−W合金、Mo−Ta合金)、ま
たは前記元素のシリサイド膜(代表的にはタングステン
シリサイド膜、チタンシリサイド膜)を用いることがで
きる。
Note that the gate electrode may be formed of a single-layer conductive film, but it is preferable to form a two-layer or three-layer laminated film as necessary. A known conductive film can be used as a material for the gate electrode. Specifically, a film made of an element selected from tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), and silicon (Si), or a nitride of the element (Typically, a tantalum nitride film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film), an alloy film combining the above elements (typically, a Mo—W alloy, a Mo—Ta alloy), or a silicide film of the above element (Typically, a tungsten silicide film or a titanium silicide film) can be used.

【0102】本実施例では、50nm厚の窒化タングステ
ン(WN)膜と、350nm厚のタングステン(W)膜と
でなる積層膜を用いる。これはスパッタ法で形成すれば
良い。また、スパッタガスとしてキセノン(Xe)、ネ
オン(Ne)等の不活性ガスを添加すると応力による膜
はがれを防止することができる。
In this embodiment, a laminated film composed of a 50 nm thick tungsten nitride (WN) film and a 350 nm thick tungsten (W) film is used. This may be formed by a sputtering method. Further, when an inert gas such as xenon (Xe) or neon (Ne) is added as a sputtering gas, peeling of the film due to stress can be prevented.

【0103】次に、一導電性を付与する不純物元素の添
加工程を行う。不純物元素としてはn型ならばリン
(P)または砒素(As)、p型ならばボロン(B)、
ガリウム(Ga)またはインジウム(In)などを用い
れば良い。
Next, a step of adding an impurity element imparting one conductivity is performed. As an impurity element, phosphorus (P) or arsenic (As) for n-type, boron (B) for p-type,
Gallium (Ga) or indium (In) may be used.

【0104】まず、図5(D)に示すように、ゲート電
極521〜524をマスクとして自己整合的にn型不純
物元素(本実施例ではリン)を添加し、低濃度不純物領
域(n-領域)を形成する。この低濃度不純物領域は、
リンの濃度が1×1017atoms/cm3〜1×1019atoms/c
m3となるように調節する。また、加速電圧は80keV程
度とすればよい。
First, as shown in FIG. 5D, an n-type impurity element (phosphorus in this embodiment) is added in a self-aligned manner using the gate electrodes 521 to 524 as a mask to form a low concentration impurity region (n− ) Is formed. This low concentration impurity region
Phosphorus concentration of 1 × 10 17 atoms / cm 3 to 1 × 10 19 atoms / c
Adjust to 3 m. The acceleration voltage may be set to about 80 keV.

【0105】次にゲート電極521〜524をマスクと
してゲート絶縁膜511をドライエッチング法によりエ
ッチングし、601〜604にパターニングする(図6
(A))。
Next, the gate insulating film 511 is etched by a dry etching method using the gate electrodes 521 to 524 as a mask, and is patterned into 601 to 604 (FIG. 6).
(A)).

【0106】次に、図6(A)に示すように、pチャネ
ル型TFTの全体、およびnチャネル型TFTの一部を
覆う形でレジストマスク605、606を形成し、n型
不純物元素を添加して高濃度にリンを含む不純物領域6
07、608を形成する。この時、n型不純物元素の濃
度は1×1020〜1×1021atoms/cm3(代表的には2
×1020〜5×1020atoms/cm3)となるように調節す
る。本実施例では、リン(P)を不純物元素として用
い、不純物添加時の加速電圧は、10keV程度とする。
Next, as shown in FIG. 6A, resist masks 605 and 606 are formed so as to cover the entire p-channel TFT and a part of the n-channel TFT, and add an n-type impurity element. Region 6 containing phosphorus at a high concentration
07 and 608 are formed. At this time, the concentration of the n-type impurity element is 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 (typically 2 × 10 21 atoms / cm 3 ).
It is adjusted so as to be in the range of × 10 20 to 5 × 10 20 atoms / cm 3 ). In this embodiment, phosphorus (P) is used as an impurity element, and the accelerating voltage at the time of adding the impurity is about 10 keV.

【0107】この工程によってnチャネル型TFTのソ
ース・ドレイン領域607、608が形成される。特
に、nチャネル型TFTは、図5(D)の工程で形成し
た低濃度不純物領域(n-領域)536の一部が残る。
この残された領域が、nチャネル型TFTのLDD領域
となる。よって、nチャネル型TFTのソース・ドレイ
ン領域607、608、LDD領域609、およびチャ
ネル形成領域610が形成される。
In this step, source / drain regions 607 and 608 of the n-channel TFT are formed. In particular, in the n-channel TFT, part of the low-concentration impurity region (n − region) 536 formed in the step of FIG.
This remaining region becomes the LDD region of the n-channel TFT. Accordingly, source / drain regions 607 and 608 of the n-channel TFT, an LDD region 609, and a channel formation region 610 are formed.

【0108】次に、図6(B)に示すように、レジスト
マスク605、606を除去し、新たにレジストマスク
617を形成する。そして、p型不純物元素(本実施例
ではボロン)を添加し、高濃度にボロンを含む不純物領
域611〜615を形成する。ここではジボラン(B2
6)を用いたイオンドープ法により1×1020〜1×
1021atoms/cm3(代表的には2×1020〜5×1020a
toms/cm3)の濃度となるようにボロンを添加する。
Next, as shown in FIG. 6B, the resist masks 605 and 606 are removed, and a new resist mask 617 is formed. Then, a p-type impurity element (boron in this embodiment) is added to form impurity regions 611 to 615 containing boron at a high concentration. Here, diborane (B 2
1 × 10 20 to 1 × by ion doping using H 6 )
10 21 atoms / cm 3 (typically 2 × 10 20 to 5 × 10 20 a
Add boron to a concentration of toms / cm 3 ).

【0109】こうしてpチャネル型TFTのソース・ド
レイン領域611〜616(フローティングゲート電極
と、ゲート絶縁膜を介して一部重なるソース領域を含
む)、およびチャネル形成領域618〜620が形成さ
れる(図6(B))。
In this manner, source / drain regions 611 to 616 (including a floating gate electrode and a source region partially overlapping via a gate insulating film) of a p-channel TFT and channel forming regions 618 to 620 are formed (FIG. 10). 6 (B)).

【0110】次に、図6(C)に示すように、レジスト
マスク617を除去した後、珪素を含む絶縁膜621を
形成する(図6(C))。この絶縁膜621は、メモリ
TFTにおいて、フローティングゲート電極とコントロ
ールゲート電極の間のゲート絶縁膜となる。絶縁膜62
1の膜厚は10〜250nmとすれば良い。また、成膜方
法は公知の気相法(プラズマCVD法、スパッタ法等)
を用いれば良い。なお、本実施例では、50nm厚の窒化
酸化珪素膜をプラズマCVD法により形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, after removing the resist mask 617, an insulating film 621 containing silicon is formed (FIG. 6C). This insulating film 621 becomes a gate insulating film between the floating gate electrode and the control gate electrode in the memory TFT. Insulating film 62
The thickness of 1 may be 10 to 250 nm. In addition, a film forming method is a known gas phase method (plasma CVD method, sputtering method, etc.)
May be used. Note that in this embodiment, a silicon nitride oxide film having a thickness of 50 nm is formed by a plasma CVD method.

【0111】その後、それぞれの濃度で添加されたn型
またはp型不純物元素を活性化する。活性化手段として
は、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプア
ニール等を組み合わせるとよい。本実施例では電熱炉に
おいて窒素雰囲気中、550℃、4時間の熱処理を行
う。またこの時、添加工程で受けた活性層の損傷も修復
される。活性化手段としては、ファーネスアニール法が
好ましい。
Thereafter, the n-type or p-type impurity element added at each concentration is activated. As the activation means, furnace annealing, laser annealing, lamp annealing, and the like may be combined. In this embodiment, heat treatment is performed in an electric furnace at 550 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere. At this time, the damage of the active layer in the adding step is also repaired. As an activation means, a furnace annealing method is preferable.

【0112】次に、200〜400nmの導電膜を形成
し、パターニングを行いコントロールゲート電極622
を形成する(図6(C))。コントロールゲート電極6
22は、絶縁膜621を介してフローティングゲート電
極の一部または全体と重なるように形成する。
Next, a conductive film of 200 to 400 nm is formed and patterned to form a control gate electrode 622.
Is formed (FIG. 6C). Control gate electrode 6
22 is formed so as to overlap a part or the whole of the floating gate electrode with the insulating film 621 interposed therebetween.

【0113】なお、コントロールゲート電極は単層の導
電膜で形成しても良いが、必要に応じて二層、三層とい
った積層膜とすることが好ましい。ゲート電極の材料と
しては公知の導電膜を用いることができる。具体的に
は、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン
(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、シリ
コン(Si)から選ばれた元素でなる膜、または前記元
素の窒化物でなる膜、または前記元素を組み合わせた合
金膜、または前記元素のシリサイド膜を用いることがで
きる。
The control gate electrode may be formed of a single-layer conductive film, but is preferably formed as a two-layer or three-layer film as required. A known conductive film can be used as a material for the gate electrode. Specifically, a film made of an element selected from tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), and silicon (Si), or a nitride of the element Film, an alloy film combining the above elements, or a silicide film of the above elements can be used.

【0114】本実施例では、50nm厚の窒化タングステ
ン(WN)膜と、350nm厚のタングステン(W)膜と
でなる積層膜をスパッタ法で形成する。スパッタガスと
してキセノン(Xe)、ネオン(Ne)等の不活性ガス
を添加すると応力による膜はがれを防止することができ
る。
In this embodiment, a laminated film composed of a 50 nm thick tungsten nitride (WN) film and a 350 nm thick tungsten (W) film is formed by sputtering. When an inert gas such as xenon (Xe) or neon (Ne) is added as a sputtering gas, the film can be prevented from peeling due to stress.

【0115】次に、層間絶縁膜631を形成する。層間
絶縁膜631としては珪素を含む絶縁膜、有機性樹脂
膜、或いはその中で組み合わせた積層膜を用れば良い。
また、膜厚は400nm〜1.5mmとすれば良い。本実施
例では、500nm厚の窒化酸化珪素膜とする。
Next, an interlayer insulating film 631 is formed. As the interlayer insulating film 631, an insulating film containing silicon, an organic resin film, or a stacked film combined therewith may be used.
The film thickness may be 400 nm to 1.5 mm. In this embodiment, a silicon nitride oxide film having a thickness of 500 nm is used.

【0116】次に、図6(D)に示すように、層間絶縁
膜631、及び絶縁膜621に対してコンタクトホール
を形成し、ソース・ドレイン配線632〜636及びコ
ントロールゲート配線637を形成する。なお、本実施
例ではこの配線を、Ti膜を100nm、Tiを含むアル
ミニウム膜を300nm、Ti膜150nmをスパッタ法で
連続形成した3層構造の積層膜とする。勿論、他の導電
膜でも良い。
Next, as shown in FIG. 6D, contact holes are formed in the interlayer insulating film 631 and the insulating film 621, and source / drain wirings 632 to 636 and control gate wirings 637 are formed. In this embodiment, the wiring is a three-layer laminated film in which a Ti film, a Ti-containing aluminum film, a Ti film, and a Ti film are successively formed by a sputtering method. Of course, other conductive films may be used.

【0117】最後に、3〜100%の水素を含む雰囲気
中で、300〜450℃で1〜12時間の熱処理を行い
水素化処理を行う。この工程は熱的に励起された水素に
より半導体膜の不対結合手を水素終端する工程である。
本実施例では、350℃の水素雰囲気で2時間の熱処理
を行い水素化処理を行う。また、水素化の他の手段とし
て、プラズマ水素化(プラズマにより励起された水素を
用いる)を行っても良い。また、水素化処理はコンタク
トホールを形成する前に行っても良い。
Finally, a heat treatment is performed in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen at 300 to 450 ° C. for 1 to 12 hours to perform a hydrogenation treatment. This step is a step of terminating dangling bonds of the semiconductor film with thermally excited hydrogen.
In this embodiment, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere at 350 ° C. for 2 hours to perform hydrogenation treatment. As another means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) may be performed. The hydrogenation treatment may be performed before forming the contact hole.

【0118】以上の工程によって、図6(D)に示す様
な構造のTFTを作製することができる。
Through the above steps, a TFT having a structure as shown in FIG. 6D can be manufactured.

【0119】(実施例2)本実施例では、逆スタガー型
のTFTによって不揮発性メモリを構成する場合につい
て図9〜図11を用いて説明する。なお、図9〜図11
には、本実施例の不揮発性メモリを構成するTFTとし
て、メモリセルを構成するメモリTFT(pチャネル型
TFT)およびスイッチングTFT(pチャネル型TF
T)、ならびにアドレスデコーダやその他の周辺回路を
構成する回路として代表的なCMOS回路を構成する2
つのTFT(pチャネル型TFTおよびnチャネル型T
FT)を例にとって説明する。
(Embodiment 2) In this embodiment, a case where a non-volatile memory is constituted by an inverted stagger type TFT will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
The memory TFT (p-channel type TFT) and the switching TFT (p-channel type TF) forming a memory cell are used as TFTs forming the nonvolatile memory of this embodiment.
T) and a typical CMOS circuit as a circuit constituting an address decoder and other peripheral circuits 2
TFTs (p-channel TFT and n-channel TFT)
FT) will be described as an example.

【0120】図9を参照する。まず、ガラス基板901
上に酸化珪素膜でなる下地膜902を設け、その上にゲ
ート電極903〜906を形成する。ゲート電極903
は、後にメモリTFTのコントロールゲート電極にな
り、ゲート電極904は、後にスイッチングTFTのゲ
ート電極となる。本実施例では、ゲート電極903〜9
06として200〜400nmの厚さのクロム膜を使用す
るが、アルミニウム合金、タンタル、タングステン、モ
リブデン、導電性を付与した珪素膜等を用いてもよい。
Referring to FIG. First, a glass substrate 901
A base film 902 made of a silicon oxide film is provided thereon, and gate electrodes 903 to 906 are formed thereon. Gate electrode 903
Later becomes the control gate electrode of the memory TFT, and the gate electrode 904 later becomes the gate electrode of the switching TFT. In this embodiment, the gate electrodes 903-9
Although a chromium film having a thickness of 200 to 400 nm is used for 06, an aluminum alloy, tantalum, tungsten, molybdenum, a silicon film having conductivity, or the like may be used.

【0121】次に、ゲート電極903〜906上にゲー
ト絶縁膜907を100〜200nmの厚さに形成する。
ゲート絶縁膜907としては、酸化珪素膜、窒化珪素
膜、酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜等を用いる。
Next, a gate insulating film 907 having a thickness of 100 to 200 nm is formed on the gate electrodes 903 to 906.
As the gate insulating film 907, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, or the like is used.

【0122】また、このメモリTFT側のゲート絶縁膜
は、次の工程で形成するフローティングゲート電極とコ
ントロールゲート電極との間の容量を規定するものであ
り、その膜厚を変えることによりフローティングゲート
電極に印加される電圧を調整することが可能である。よ
って、ゲート絶縁膜907の厚さは、上記の範囲に限ら
れるわけではなく、また、部分的に膜厚を変えてもよ
い。
The gate insulating film on the side of the memory TFT defines the capacitance between the floating gate electrode and the control gate electrode to be formed in the next step. Can be adjusted. Therefore, the thickness of the gate insulating film 907 is not limited to the above range, and the thickness may be partially changed.

【0123】次に、フローティングゲート電極911を
形成する(図9(B))。本実施例では、フローティン
グゲート電極としてクロム膜を使用するが、アルミニウ
ム合金、タンタル、タングステン、モリブデン、導電性
を付与した珪素膜等を用いてもよい。
Next, a floating gate electrode 911 is formed (FIG. 9B). Although a chromium film is used as the floating gate electrode in this embodiment, an aluminum alloy, tantalum, tungsten, molybdenum, a silicon film with conductivity, or the like may be used.

【0124】次に、絶縁膜912を10〜50nmの厚さ
に形成する。絶縁膜912としては、酸化珪素膜、窒化
珪素膜、酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜等を用い
る。
Next, an insulating film 912 is formed to a thickness of 10 to 50 nm. As the insulating film 912, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film, or the like is used.

【0125】次に、非晶質珪素膜921、922を実施
例1の図3(A)〜(D)に示した方法によって形成す
る(図9(C))。なお、本実施例では、メモリTFT
の非晶質珪素膜921の最終的な膜厚を50nm、スイッ
チングTFTの非晶質珪素膜922の最終的な膜厚を7
5nmとしたが、それぞれ1〜100nm(好ましくは1〜
50nm、より好ましくは10〜40nm)、1〜150nm
(好ましくは10〜100nm)の範囲に形成すればよ
く、本実施例の膜厚に限定されるわけではない。また、
アドレスデコーダや周辺回路を構成するTFTの非晶質
珪素膜の膜厚は、スイッチングTFTと同じ膜厚とす
る。
Next, amorphous silicon films 921 and 922 are formed by the method shown in FIGS. 3A to 3D of the first embodiment (FIG. 9C). In this embodiment, the memory TFT
The final thickness of the amorphous silicon film 921 is 50 nm, and the final thickness of the amorphous silicon film 922 of the switching TFT is 7 nm.
5 nm, each being 1 to 100 nm (preferably 1 to 100 nm)
50 nm, more preferably 10 to 40 nm), 1 to 150 nm
(Preferably 10 to 100 nm), and the film thickness is not limited to the thickness in this embodiment. Also,
The thickness of the amorphous silicon film of the TFT constituting the address decoder and the peripheral circuit is the same as that of the switching TFT.

【0126】また、非晶質珪素膜に限定する必要はな
く、非晶質半導体膜(微結晶半導体膜、および非晶質シ
リコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半
導体膜を含む)であれば良い。
It is not necessary to limit the invention to an amorphous silicon film, but an amorphous semiconductor film (including a compound semiconductor film having an amorphous structure such as a microcrystalline semiconductor film and an amorphous silicon germanium film). I just want it.

【0127】次に、非晶質珪素膜921、922をレー
ザー光あるいはレーザー光と同等の強度を持つ強光の照
射を行い、非晶質珪素膜の結晶化を行う(図9
(D))。レーザー光としては、エキシマレーザー光が
好ましい。エキシマレーザーとしては、KrF、Ar
F,XeClを光源としたパルスレーザを利用すればよ
い。
Next, the amorphous silicon films 921 and 922 are irradiated with laser light or strong light having an intensity equivalent to the laser light to crystallize the amorphous silicon films (FIG. 9).
(D)). Excimer laser light is preferable as the laser light. Excimer lasers include KrF, Ar
A pulse laser using F, XeCl as a light source may be used.

【0128】また、レーザー光と同等の強度を持つ強光
としては、ハロゲンランプまたはメタルハライドランプ
からの強光、赤外光または紫外光ランプからの強光を利
用することができる。
As the intense light having the same intensity as the laser light, intense light from a halogen lamp or a metal halide lamp, or intense light from an infrared light or an ultraviolet light lamp can be used.

【0129】本実施例では、線状に加工されたエキシマ
レーザー光を基板の一端から他端へ走査し、非晶質珪素
膜の全面を結晶化する。この時、レーザー光のスウィー
プ速度は1.2mm/s、処理温度は室温、パルス周波数は
30Hz、レーザーエネルギーは300〜315mJ/cm2
する。この工程によって結晶性珪素膜が得られる。
In this embodiment, an excimer laser beam processed linearly is scanned from one end to the other end of the substrate to crystallize the entire surface of the amorphous silicon film. At this time, the sweep speed of the laser beam is 1.2 mm / s, the processing temperature is room temperature, the pulse frequency is 30 Hz, and the laser energy is 300 to 315 mJ / cm 2 . By this step, a crystalline silicon film is obtained.

【0130】なお、本実施例の非晶質半導体膜の結晶化
法として、実施例1で用いられた結晶化方法を用いても
良い。また逆に、実施例1の非晶質半導体膜の結晶化法
として、本実施例の結晶化方法を用いることも可能であ
る。
Note that the crystallization method used in the first embodiment may be used as the crystallization method for the amorphous semiconductor film in the present embodiment. Conversely, the crystallization method of the present embodiment can be used as the crystallization method of the amorphous semiconductor film of the first embodiment.

【0131】次に図10を参照する。まず、結晶性珪素
膜をパターンニングして、活性層1001〜1003を
形成する(図10(A))。
Next, reference is made to FIG. First, the crystalline silicon film is patterned to form active layers 1001 to 1003 (FIG. 10A).

【0132】次に、一導電性を付与する不純物元素の添
加を行う。不純物元素としてはn型ならばリン(P)ま
たは砒素(As)、p型ならばボロン(B)、ガリウム
(Ga)またはインジウム(In)などを用いれば良
い。
Next, an impurity element imparting one conductivity is added. As an impurity element, phosphorus (P) or arsenic (As) may be used for n-type, and boron (B), gallium (Ga), indium (In) or the like may be used for p-type.

【0133】最初にレジストマスク1011〜1014
を形成し、p型を付与する不純物元素(p型不純物元素
ともいう)の添加を行う(図10(B))。その結果、
pチャネル型TFTのソース領域・ドレイン領域101
5〜1019及びチャネル形成領域1020〜1022
が形成される。なお、本実施例では、p型不純物元素と
してボロンを用い、ボロン濃度が1×1020〜1×10
21atoms /cm3(代表的には2×1020〜5×1020atom
s/cm3)となるように調節する。
First, resist masks 1011 to 1014
Is formed, and an impurity element imparting p-type conductivity (also referred to as a p-type impurity element) is added (FIG. 10B). as a result,
Source region / drain region 101 of p-channel TFT
5 to 1019 and channel forming regions 1020 to 1022
Is formed. In this embodiment, boron is used as the p-type impurity element and the boron concentration is 1 × 10 20 to 1 × 10 20.
21 atoms / cm 3 (typically 2 × 10 20 to 5 × 10 20 atom
s / cm 3 ).

【0134】次に、レジストマスク1011〜1014
を除去し、レジストマスク1031および1032を形
成する。そして、n型不純物元素(本実施例ではリンを
用いる。)を添加して、1×1017〜1×1019atoms/
cm3程度の低濃度不純物領域1033、および1034
を形成する(図10(C))。
Next, the resist masks 1011 to 1014
Is removed to form resist masks 1031 and 1032. Then, an n-type impurity element (phosphorus is used in this embodiment) is added to add 1 × 10 17 to 1 × 10 19 atoms /.
Low concentration impurity regions 1033 and 1034 of about cm 3
Is formed (FIG. 10C).

【0135】次に、レジストマスク1031および10
32を除去し、レジストマスク1041および1042
を形成する。そして、再びn型不純物元素を図10
(C)の工程よりも高濃度(1×1020〜1×1021at
oms/cm3)に添加してN型TFTのソース・ドレイン領
域1043および1044を形成する。なお、領域10
45は低濃度不純物領域、領域1046はチャネル形成
領域である(図10(D))。
Next, the resist masks 1031 and 1031
32 are removed and the resist masks 1041 and 1042 are removed.
To form Then, the n-type impurity element is again introduced into FIG.
Higher concentration than step (C) (1 × 10 20 to 1 × 10 21 at
oms / cm 3 ) to form source / drain regions 1043 and 1044 of the N-type TFT. The area 10
Reference numeral 45 denotes a low concentration impurity region, and a region 1046 denotes a channel formation region (FIG. 10D).

【0136】次に、レジストマスク1041および10
42を除去した後、エキシマレーザー光を照射する(レ
ーザーアニール)ことによって、不純物元素注入時のダ
メージの回復と添加した不純物の活性化を行う(図11
(A))。
Next, resist masks 1041 and 10
After removing 42, irradiation with excimer laser light (laser annealing) is performed to recover damage at the time of impurity element implantation and to activate added impurities (FIG. 11).
(A)).

【0137】レーザーアニールが終了したら、層間絶縁
膜1111を300〜500nmに形成する(図11
(B))。層間絶縁膜1111は、酸化珪素膜、窒化珪
素膜、窒化酸化珪素膜、有機性樹脂、あるいはそれらの
積層膜によって構成される。
When the laser annealing is completed, an interlayer insulating film 1111 is formed to a thickness of 300 to 500 nm (FIG. 11).
(B)). The interlayer insulating film 1111 is formed of a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon nitride oxide film, an organic resin, or a stacked film thereof.

【0138】次に、層間絶縁膜1111にコンタクトホ
ールを形成し、金属薄膜で成るソース・ドレイン電極1
112〜1116形成する。この金属薄膜としては、ア
ルミニウム、タンタル、チタン、タングステン、モリブ
デン、またはそれらの積層膜を用いればよい(図11
(B))。
Next, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 1111 and the source / drain electrode 1 made of a metal thin film is formed.
112 to 1116 are formed. As this metal thin film, aluminum, tantalum, titanium, tungsten, molybdenum, or a stacked film thereof may be used (FIG. 11).
(B)).

【0139】最後に、全体に対して水素雰囲気中、35
0℃で2時間程度の加熱処理を行い、膜中(特にチャネ
ル形成領域)の不対結合手を水素終端する。以上の工程
によって図11(B)に示すような構造のTFTを作製
することができる。
Finally, 35% of the whole was placed in a hydrogen atmosphere.
Heat treatment is performed at 0 ° C. for about 2 hours to terminate dangling bonds in the film (particularly, a channel formation region) with hydrogen. Through the above steps, a TFT having a structure as illustrated in FIG. 11B can be manufactured.

【0140】(実施例3)図2に示したメモリセルの断
面図では、メモリTFTの半導体活性層(厚さd1)
は、スイッチングTFTの半導体活性層(厚さd2)よ
りも薄い構造としているが、d1が1〜100nm(好ま
しくは1〜50nm、より好ましくは10〜40nm)、d
2が1〜150nm(好ましくは10〜100nm)の範囲
に形成されればよい。特に、メモリTFTの半導体活性
層とスイッチングTFTの半導体活性層は同じ厚さであ
っても構わない。
(Embodiment 3) In the sectional view of the memory cell shown in FIG. 2, the semiconductor active layer (thickness d1) of the memory TFT is shown.
Has a structure thinner than the semiconductor active layer (thickness d2) of the switching TFT, and d1 is 1 to 100 nm (preferably 1 to 50 nm, more preferably 10 to 40 nm),
2 may be formed in the range of 1 to 150 nm (preferably 10 to 100 nm). In particular, the semiconductor active layer of the memory TFT and the semiconductor active layer of the switching TFT may have the same thickness.

【0141】なお、メモリセルの駆動回路および他の周
辺回路を構成するTFTの半導体活性層は、メモリTF
Tの半導体活性層と同じ厚さに形成しても、回路の駆動
周波数が低下しない範囲でメモリTFTの半導体活性層
よりも厚く形成しても構わない。
The semiconductor active layer of the TFT forming the drive circuit of the memory cell and other peripheral circuits is the memory TF
Even if it is formed to have the same thickness as the semiconductor active layer of T, it may be formed thicker than the semiconductor active layer of the memory TFT as long as the driving frequency of the circuit does not decrease.

【0142】本実施例は、実施例1及び2の作製方法を
用いることが可能である。その場合、異なる膜厚を有す
る半導体活性層を形成する必要がなく、作製工程は簡略
化される。
In this embodiment, the manufacturing methods of Embodiments 1 and 2 can be used. In that case, it is not necessary to form semiconductor active layers having different thicknesses, and the manufacturing process is simplified.

【0143】(実施例4)本実施例では、図1に示した
不揮発性メモリにおけるメモリセルの回路図とは異なる
例を図8を用いて説明する。図8は、メモリセルをマト
リクス状に配置したメモリセルアレイのうち、同じ行に
配置された、となりあうメモリセルの回路図である。図
8では、2つのとなりあうメモリセルで、スイッチング
TFTのソース電極に接続する信号線(信号線Bと呼
ぶ)を共有した構造となっている。
Embodiment 4 In this embodiment, an example different from the circuit diagram of the memory cell in the nonvolatile memory shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a circuit diagram of adjacent memory cells arranged in the same row in a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix. In FIG. 8, two adjacent memory cells share a signal line (referred to as a signal line B) connected to the source electrode of the switching TFT.

【0144】具体的には、信号線AおよびA'はそれぞ
れ左右のメモリTFTTr1及びTr1’のドレイン電
極に接続されており、信号線BはスイッチングTFTT
r2およびTr2'のソース電極に接続されている。ま
た、信号線CはメモリTFTTr1、Tr1'のコント
ロールゲート電極に接続され、信号線Dはスイッチング
TFTTr2、Tr2'のゲート電極に接続されてい
る。そして、2つのメモリセル内では、信号線Bに対し
て左右対称にメモリTFTとスイッチングTFTが設け
られた構造となっている。
Specifically, the signal lines A and A 'are connected to the drain electrodes of the left and right memory TFTs Tr1 and Tr1', respectively, and the signal line B is connected to the switching TFT T1.
It is connected to the source electrodes of r2 and Tr2 '. The signal line C is connected to the control gate electrodes of the memory TFTs Tr1, Tr1 ', and the signal line D is connected to the gate electrodes of the switching TFTs Tr2, Tr2'. In the two memory cells, a memory TFT and a switching TFT are provided symmetrically with respect to the signal line B.

【0145】このような構造をとることにより、図1に
示した構成と比べて、信号線Bの数を減らすことがで
き、メモリセルをより高密度に配置することが可能とな
る。その結果、不揮発性メモリの小型化あるいは大容量
化が可能となる。
By adopting such a structure, the number of signal lines B can be reduced as compared with the structure shown in FIG. 1, and memory cells can be arranged at higher density. As a result, the size and capacity of the nonvolatile memory can be reduced.

【0146】なお、本実施例は、実施例1〜3のいずれ
の構成とも組み合わせることが可能である。
This embodiment can be combined with any one of Embodiments 1 to 3.

【0147】(実施例5)本実施例では、まず安価な低
級グレードの石英基板を用意する。次に、その石英基板
をCMP(化学機械研磨)等の手法により理想状態(凹
凸部の差の平均値が5nm以内、代表的には3nm以内、好
ましくは2nm以内)にまで研磨する。
Embodiment 5 In this embodiment, an inexpensive low-grade quartz substrate is first prepared. Next, the quartz substrate is polished to an ideal state (the average value of the difference between the concave and convex portions is 5 nm or less, typically 3 nm or less, preferably 2 nm or less) by a method such as CMP (chemical mechanical polishing).

【0148】この様に、安価な石英基板であっても研磨
によって優れた平坦性を有する絶縁性基板として利用す
ることができる。石英基板を用いると非常に下地が緻密
となるので下地/半導体薄膜界面の安定度が高い。ま
た、基板からの汚染の影響も殆どないので非常に利用価
値が高い。
As described above, even an inexpensive quartz substrate can be used as an insulating substrate having excellent flatness by polishing. When a quartz substrate is used, the underlayer becomes very dense, so that the stability of the underlayer / semiconductor thin film interface is high. In addition, it is very useful because there is almost no influence of contamination from the substrate.

【0149】なお、本実施例は、実施例1〜4のいずれ
の構成とも組み合わせることが可能である。
This embodiment can be combined with any of the structures of the first to fourth embodiments.

【0150】(実施例6)実施例1及び実施例2では、
珪素の結晶化を助長する触媒元素をゲッタリングする工
程において15族に属する元素(実施例1および2では
リン)を用いる例を示した。本願発明では、触媒元素の
ゲッタリング工程にハロゲン元素を用いることも可能で
ある。
(Embodiment 6) In Embodiments 1 and 2,
The example in which an element belonging to Group 15 (phosphorus in Examples 1 and 2) is used in the step of gettering a catalyst element that promotes crystallization of silicon has been described. In the present invention, a halogen element can be used in the catalyst element gettering step.

【0151】本実施例では、半導体活性層上にゲート絶
縁膜を形成(図5(A)参照)した後の加熱処理におい
て、ハロゲン元素を含んだ処理雰囲気を用いることによ
って、触媒元素のゲッタリング工程を行う。
In this embodiment, in the heat treatment after forming the gate insulating film on the semiconductor active layer (see FIG. 5A), the gettering of the catalytic element is performed by using a processing atmosphere containing a halogen element. Perform the process.

【0152】なお、ハロゲン元素によるゲッタリング効
果を十分に得るためには、上記加熱処理を700℃を超
える温度で行うことが好ましい。この温度以下では処理
雰囲気中のハロゲン化合物の分解が困難となり、ゲッタ
リング効果が得られなくなる恐れがある。そのため加熱
処理温度を好ましくは800〜1000℃(代表的には
950℃)とし、処理時間は0.1〜6時間、代表的に
は0.5〜1時間とする。
In order to sufficiently obtain the gettering effect by the halogen element, it is preferable to perform the above heat treatment at a temperature exceeding 700 ° C. Below this temperature, the decomposition of the halogen compound in the processing atmosphere becomes difficult, and the gettering effect may not be obtained. Therefore, the heat treatment temperature is preferably set to 800 to 1000 ° C. (typically 950 ° C.), and the treatment time is set to 0.1 to 6 hours, typically 0.5 to 1 hour.

【0153】代表的な実施例としては酸素雰囲気中に対
して塩化水素(HCl)を0.5〜10体積%(本実施
例では3体積%)の濃度で含有させた雰囲気中におい
て、950℃、30分の加熱処理を行えば良い。HCl
濃度を上記濃度以上とすると、半導体活性層の表面に膜
厚程度の凹凸が生じてしまうため好ましくない。
As a typical example, the temperature is 950 ° C. in an atmosphere containing hydrogen chloride (HCl) at a concentration of 0.5 to 10% by volume (3% by volume in this embodiment) with respect to an oxygen atmosphere. For 30 minutes. HCl
If the concentration is higher than the above-mentioned concentration, unevenness having a thickness of about the thickness of the surface of the semiconductor active layer is not preferable.

【0154】また、ハロゲン元素を含む化合物してはH
Clガス以外にもHF、NF3、HBr、Cl2、ClF
3、BCl3、F2、Br2等のハロゲン元素を含む化合物
から選ばれた一種または複数種のものを用いることが出
来る。
The compound containing a halogen element may be H
In addition to Cl gas, HF, NF 3 , HBr, Cl 2 , ClF
One or more compounds selected from compounds containing a halogen element such as 3 , BCl 3 , F 2 , and Br 2 can be used.

【0155】この工程においては、半導体活性層中のニ
ッケルが塩素の作用によりゲッタリングされ、揮発性の
塩化ニッケルとなって大気中へ離脱して除去される。そ
して、この工程により半導体活性層中のニッケルの濃度
は5×1017atoms /cm3以下(代表的には2×1017a
toms/cm3以下)にまで低減される。なお、本発明者らの
経験によれば、ニッケル濃度が1×1018atoms/cm3
下(好ましくは5×1017atoms/cm3以下)であればT
FT特性に悪影響はでない。
In this step, nickel in the semiconductor active layer is gettered by the action of chlorine, becomes volatile nickel chloride, and is released to the atmosphere and removed. By this step, the concentration of nickel in the semiconductor active layer is 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less (typically 2 × 10 17 a
toms / cm 3 or less). According to the experience of the present inventors, if the nickel concentration is 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less (preferably 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less), T
There is no adverse effect on the FT characteristics.

【0156】また、上記ゲッタリング処理はニッケル以
外の他の金属元素にも効果的である。珪素膜中に混入し
うる金属元素としては、主に成膜チャンバーの構成元素
(代表的にはアルミニウム、鉄、クロム等)が考えられ
るが、上記ゲッタリング処理を行えば、それら金属元素
の濃度も5×1017atoms/cm3以下(好ましくは2×1
17atoms/cm3以下)にすることが可能である。
The gettering process is also effective for metal elements other than nickel. As metal elements that can be mixed into the silicon film, constituent elements of the film formation chamber (typically, aluminum, iron, chromium, etc.) can be considered, but if the above gettering treatment is performed, the concentration of those metal elements can be considered. 5 × 10 17 atoms / cm 3 or less (preferably 2 × 1
0 17 atoms / cm 3 or less).

【0157】なお、上記ゲッタリング処理を行うと、半
導体活性層中にはゲッタリング処理に使用したハロゲン
元素が1×1016〜1×1020atoms/cm3の濃度で残存
する。
When the gettering process is performed, the halogen element used for the gettering process remains in the semiconductor active layer at a concentration of 1 × 10 16 to 1 × 10 20 atoms / cm 3 .

【0158】また、上記加熱処理により半導体活性層と
ゲート絶縁膜との界面では熱酸化反応が進行し、熱酸化
膜の分だけゲート絶縁膜の膜厚は増加する。この様にし
て熱酸化膜を形成すると、非常に界面準位の少ない半導
体/絶縁膜界面を得ることができる。また、活性層端部
における熱酸化膜の形成不良(エッジシニング)を防ぐ
効果もある。
In addition, the thermal treatment causes a thermal oxidation reaction to proceed at the interface between the semiconductor active layer and the gate insulating film, and the thickness of the gate insulating film increases by the amount of the thermal oxide film. When the thermal oxide film is formed in this manner, a semiconductor / insulating film interface having very few interface states can be obtained. Further, there is also an effect of preventing formation failure (edge thinning) of a thermal oxide film at an end of the active layer.

【0159】以上のようにして、ハロゲン元素を用いた
触媒元素のゲッタリング工程が実施される。なお、その
他の工程については、実施例1または実施例2に示す作
製工程に従えば良い。その結果、実施例1または実施例
2と同じ特徴を有する不揮発性メモリが得られる。
As described above, the catalyst element gettering step using the halogen element is performed. Note that the other steps may follow the manufacturing steps described in Embodiment 1 or 2. As a result, a nonvolatile memory having the same characteristics as those of the first or second embodiment can be obtained.

【0160】なお、本実施例は、実施例3〜5のいずれ
の構成とも組み合わせることが可能である。
This embodiment can be combined with any of Embodiments 3 to 5.

【0161】(実施例7)本実施例では、実施例1又は
実施例2で説明した作製方法において、ゲート電極にタ
ンタル(Ta)またはTa合金を用い、メモリTFTの
フローティングゲート電極とコントロールゲート電極の
間の絶縁膜として、TaまたはTa合金からなるゲート
電極の熱酸化膜を用いる場合について説明する。
(Embodiment 7) In this embodiment, in the manufacturing method described in Embodiment 1 or 2, tantalum (Ta) or a Ta alloy is used for the gate electrode, and the floating gate electrode and the control gate electrode of the memory TFT are used. The case where a thermal oxide film of a gate electrode made of Ta or a Ta alloy is used as the insulating film during the period will be described.

【0162】実施例1で説明した作製方法の場合、メモ
リTFTのフローティングゲート電極にTaまたはTa
合金を用い、これを熱酸化するとよい。また、実施例2
で説明した作製方法では、コントロールゲート電極にT
aまたはTa合金を用い、これを熱酸化するとよい。
In the case of the manufacturing method described in Embodiment 1, Ta or Ta is applied to the floating gate electrode of the memory TFT.
It is preferable to use an alloy and thermally oxidize it. Example 2
In the fabrication method described in, the control gate electrode is
It is preferable to use a or Ta alloy and thermally oxidize it.

【0163】TaまたはTa合金をゲート電極に用いた
場合、約450℃から約600℃で熱酸化することがで
き、Ta23等の膜質の良い酸化膜がゲート電極上に形
成される。
When Ta or a Ta alloy is used for the gate electrode, thermal oxidation can be performed at about 450 ° C. to about 600 ° C., and an oxide film of good quality such as Ta 2 O 3 is formed on the gate electrode.

【0164】このようにして形成された絶縁膜の比誘電
率は、例えばTa23の場合は11.6前後と、珪素を
含む絶縁膜と比較して大きく、同じ膜厚を用いた場合
に、フローティングゲートとコントロールゲートの間
に、より大きな容量が形成される。その結果、Taまた
はTa合金の熱酸化膜を用いることによって、珪素を含
む絶縁膜と比較して、フローティングゲートに電荷が注
入されやすい構造の不揮発性メモリを作製することが可
能となる。
The relative dielectric constant of the insulating film thus formed is, for example, about 11.6 in the case of Ta 2 O 3 , which is larger than that of the insulating film containing silicon. In addition, a larger capacitance is formed between the floating gate and the control gate. As a result, by using a thermal oxide film of Ta or a Ta alloy, it is possible to manufacture a nonvolatile memory having a structure in which charges are easily injected into the floating gate as compared with an insulating film containing silicon.

【0165】また、本実施例は、実施例3〜6のいずれ
の構成とも組み合わせることが可能である。
This embodiment can be combined with any one of Embodiments 3 to 6.

【0166】(実施例8)本願発明の不揮発性メモリに
は、様々な用途がある。本実施例では、特に本願発明の
不揮発性メモリをメモリ部として備えた電気光学装置
(代表的には、液晶表示装置およびEL表示装置)につ
いて説明する。
(Embodiment 8) The nonvolatile memory of the present invention has various uses. In this embodiment, an electro-optical device (typically, a liquid crystal display device and an EL display device) including the nonvolatile memory of the present invention as a memory unit will be described.

【0167】まず、本願発明の不揮発性メモリと、画素
部と、画素部を駆動する駆動回路と、γ(ガンマ)補正
回路とを少なくとも有する電機光学装置の例を図12を
用いて説明する。
First, an example of an electro-optical device including at least the nonvolatile memory of the present invention, a pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, and a γ (gamma) correction circuit will be described with reference to FIG.

【0168】γ補正回路とはγ補正を行うための回路で
ある。γ補正とは画像信号に適切な電圧を付加すること
によって、画素電極に印加される電圧とその上の液晶又
はEL層の透過光強度との間に線形関係を作るための補
正である。
The γ correction circuit is a circuit for performing γ correction. The γ correction is a correction for creating a linear relationship between the voltage applied to the pixel electrode and the transmitted light intensity of the liquid crystal or the EL layer thereon by applying an appropriate voltage to the image signal.

【0169】なお、本実施例では、画素部を駆動する駆
動回路として、ソース配線駆動回路およびゲート配線駆
動回路をそれぞれ1つずつ設けているが、それぞれ複数
の駆動回路を設けても構わない。また、画素部、画素部
を駆動する駆動回路、およびγ(ガンマ)補正回路につ
いては、公知の回路構造を用いれば良い。
In this embodiment, one source line drive circuit and one gate line drive circuit are provided as drive circuits for driving the pixel portion. However, a plurality of drive circuits may be provided. Further, a known circuit structure may be used for the pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, and a γ (gamma) correction circuit.

【0170】本実施例の電気光学装置は、絶縁基板上に
形成されたTFTによって構成され、本願発明の不揮発
性メモリの作製方法を用いることによって作製すること
ができる。なお、液晶またはEL層の形成等のTFT形
成後の工程については公知の方法を用いて作製すれば良
い。
The electro-optical device of this embodiment is constituted by TFTs formed on an insulating substrate, and can be manufactured by using the method of manufacturing a nonvolatile memory according to the present invention. Note that steps after TFT formation, such as formation of a liquid crystal or EL layer, may be formed using a known method.

【0171】図12は上記電気光学装置のブロック図で
ある。画素部75の周辺にソース配線駆動回路76、ゲ
ート配線駆動回路77が設けられ、さらにγ補正回路7
8、不揮発性メモリ79が設けられている。また、画像
信号、クロック信号若しくは同期信号等は、FPC(フ
レキシブルプリントサーキット)80を経由して送られ
てくる。
FIG. 12 is a block diagram of the electro-optical device. A source line drive circuit 76 and a gate line drive circuit 77 are provided around the pixel section 75, and a γ correction circuit 7
8. A nonvolatile memory 79 is provided. Further, an image signal, a clock signal, a synchronization signal, and the like are sent via an FPC (flexible print circuit) 80.

【0172】不揮発性メモリ79には、パソコン本体や
テレビ受信アンテナ等から送られてきた画像信号にγ補
正をかけるための補正データが格納(記憶)されてお
り、その補正データを参照してγ補正回路78が画像信
号に対してγ補正を行う。
The non-volatile memory 79 stores (stores) correction data for performing γ correction on an image signal sent from the personal computer, a television receiving antenna or the like, and refers to the correction data to obtain γ. The correction circuit 78 performs γ correction on the image signal.

【0173】γ補正のためのデータは電気光学装置を出
荷する前に一度格納しておけば良いが、定期的に補正デ
ータを書き換えることも可能である。また、同じように
作成した電気光学装置であっても、微妙に液晶の光学応
答特性(先の透過光強度と印加電圧の関係など)が異な
る場合がある。その場合も、本実施例では電気光学装置
毎に異なるγ補正データを格納しておくことが可能なの
で、常に同じ画質を得ることが可能である。
The data for γ correction may be stored once before shipping the electro-optical device, but it is also possible to periodically rewrite the correction data. Further, even in the case of an electro-optical device made in the same manner, the optical response characteristics of the liquid crystal (such as the relationship between the transmitted light intensity and the applied voltage) may be slightly different. Also in this case, in this embodiment, since different γ correction data can be stored for each electro-optical device, the same image quality can always be obtained.

【0174】なお、不揮発性メモリ79に対してγ補正
の補正データを格納する際、本出願人による特願平10
−156696号に記載された手段を用いることは好ま
しい。また、γ補正に関する説明も同出願になされてい
る。
Note that when storing the correction data of the γ correction in the nonvolatile memory 79, the applicant of the present invention disclosed in Japanese Patent Application No.
It is preferred to use the means described in 156696. Further, a description regarding gamma correction is also made in the same application.

【0175】また、不揮発性メモリに格納する補正デー
タはデジタル信号であるので、必要に応じてD/Aコン
バータ若しくはA/Dコンバータを同一基板上に形成す
ることが望ましい。
Since the correction data stored in the nonvolatile memory is a digital signal, it is desirable to form a D / A converter or an A / D converter on the same substrate as necessary.

【0176】次に、本願発明の不揮発性メモリと、画素
部と、画素部を駆動する駆動回路と、メモリコントロー
ラ回路とを少なくとも有する電気光学装置の例を図13
を用いて説明する。
Next, an example of an electro-optical device having at least the nonvolatile memory of the present invention, a pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, and a memory controller circuit will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0177】本実施例におけるメモリコントローラ回路
とは不揮発性メモリに画像データを格納したり読み出し
たりという動作を制御するための制御回路である。
The memory controller circuit in this embodiment is a control circuit for controlling operations such as storing and reading image data in a nonvolatile memory.

【0178】なお、本実施例では、画素部を駆動する駆
動回路として、ソース配線駆動回路およびゲート配線駆
動回路をそれぞれ1つずつ設けているが、それぞれ複数
の駆動回路を設けても構わない。また、画素部、画素部
を駆動する駆動回路、およびメモリコントローラ回路に
ついては、公知の回路構造を用いれば良い。
In this embodiment, as the driving circuit for driving the pixel portion, one source wiring driving circuit and one gate wiring driving circuit are provided, but a plurality of driving circuits may be provided. Further, a known circuit structure may be used for the pixel portion, a driver circuit for driving the pixel portion, and a memory controller circuit.

【0179】本実施例の電気光学装置は、絶縁基板上に
形成されたTFTによって構成され、本願発明の不揮発
性メモリの作製方法を用いることによって作製すること
ができる。なお、液晶またはEL層の形成等のTFT形
成後の工程については公知の方法を用いて作製すれば良
い。
The electro-optical device of this embodiment is constituted by TFTs formed on an insulating substrate, and can be manufactured by using the method of manufacturing a nonvolatile memory according to the present invention. Note that steps after TFT formation, such as formation of a liquid crystal or EL layer, may be formed using a known method.

【0180】図13は本実施例の電気光学装置のブロッ
ク図である。画素部81の周辺にソース配線駆動回路8
2、ゲート配線駆動回路83が設けられ、さらにメモリ
コントローラ回路84、本願発明の不揮発性メモリ85
が設けられている。また、画像信号、クロック信号若し
くは同期信号等は、FPC(フレキシブルプリントサー
キット)86を経由して送られてくる。
FIG. 13 is a block diagram of the electro-optical device of this embodiment. A source line driving circuit 8 is provided around the pixel portion 81.
2, a gate line driving circuit 83 is provided, a memory controller circuit 84, and a nonvolatile memory 85 of the present invention are provided.
Is provided. Further, an image signal, a clock signal, a synchronization signal, and the like are transmitted via an FPC (flexible print circuit) 86.

【0181】不揮発性メモリ85には、パソコン本体や
テレビ受信アンテナ等から送られてきた画像信号が1フ
レーム毎に格納(記憶)されており、その画像信号を順
次画素部に入力して表示を行う。不揮発性メモリ85に
は画素部81に表示される画像1フレーム分の画像情報
が記憶される。例えば、6ビットのデジタル信号が画像
信号として送られてくる場合、画素数×6ビットに相当
するメモリ容量を必要とする。
The non-volatile memory 85 stores (stores) an image signal sent from the personal computer, a television receiving antenna, or the like for each frame, and sequentially inputs the image signal to the pixel unit to display the image. Do. The non-volatile memory 85 stores image information for one frame displayed on the pixel unit 81. For example, when a 6-bit digital signal is sent as an image signal, a memory capacity equivalent to the number of pixels × 6 bits is required.

【0182】なお、不揮発性メモリに格納する補正デー
タはデジタル信号であるので、必要に応じてD/Aコン
バータ若しくはA/Dコンバータを同一基板上に形成す
ることが望ましい。
Since the correction data stored in the nonvolatile memory is a digital signal, it is desirable to form a D / A converter or an A / D converter on the same substrate as necessary.

【0183】本実施例の構成とし、画素部81に表示さ
れた画像を常に不揮発性メモリ85に記憶することで、
画像の一時停止などの動作を容易に行うことができる。
即ち、メモリコントローラ回路84により不揮発性メモ
リ85に格納された画像信号を常に画素部81へ送るよ
うにすることで、ビデオデッキ等に録画することなくテ
レビ放送を自由に一時停止することが可能となる。
With the configuration of this embodiment, the image displayed on the pixel portion 81 is always stored in the non-volatile memory 85.
Operations such as temporary stop of an image can be easily performed.
That is, the image signal stored in the non-volatile memory 85 is always sent to the pixel unit 81 by the memory controller circuit 84, so that the television broadcast can be paused freely without recording on a video deck or the like. Become.

【0184】また、本実施例では1フレーム分を格納す
る例を示したが、さらに数百フレーム、数千フレーム分
といった画像情報を格納しうる程度まで不揮発性メモリ
85のメモリ容量を増やすことができたならば、一時停
止だけでなく、数秒若しくは数分前の画像を再生(リプ
レイ)することも可能となる。
In this embodiment, an example in which one frame is stored has been described. However, the memory capacity of the nonvolatile memory 85 may be increased to such an extent that image information such as several hundred frames or several thousand frames can be stored. If so, it is possible to reproduce (replay) an image several seconds or several minutes ago as well as pause.

【0185】なお、本実施例の構成は、実施例1〜7の
いずれの構成とも自由に組み合わせて実施することがで
きる。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining with any of the structures of Embodiments 1 to 7.

【0186】(実施例9)本願発明の不揮発性メモリに
は、様々な用途がある。本実施例では、これらの不揮発
性メモリを用いた電子機器について説明する。
(Embodiment 9) The nonvolatile memory of the present invention has various uses. In this embodiment, electronic devices using these nonvolatile memories will be described.

【0187】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター(リア型またはフ
ロント型)、ヘッドマウントディスプレイ、ゴーグル型
ディスプレイ、ゲーム機、カーナビゲーション、パーソ
ナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュー
タ、携帯電話または電子書籍等)、DVDプレーヤーな
どが挙げられる。それらの一例を図14、15に示す。
Examples of such electronic devices include a video camera, a digital camera, a projector (rear or front type), a head mounted display, a goggle type display, a game machine, a car navigation, a personal computer, and a portable information terminal (mobile computer, A mobile phone or an electronic book), a DVD player, and the like. Examples of these are shown in FIGS.

【0188】図14(A)はディスプレイであり、筐体
2001、支持台2002、表示部2003等を含む。
本願発明の不揮発性メモリは、表示部2003やその他
の信号制御回路と一体形成されてもよい。
FIG. 14A shows a display, which includes a housing 2001, a support base 2002, a display portion 2003, and the like.
The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2003 and other signal control circuits.

【0189】図14(B)はビデオカメラであり、本体
2101、表示部2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6で構成される。本願発明の不揮発性メモリは、表示部
2102やその他の信号制御回路と一体形成されてもよ
い。
FIG. 14B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 210.
6. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2102 and other signal control circuits.

【0190】図14(C)はヘッドマウントディスプレ
イの一部(右片側)であり、本体2201、信号ケーブ
ル2202、頭部固定バンド2203、表示部220
4、光学系2205、表示部2206等を含む。本願発
明の不揮発性メモリは表示部2206やその他の信号制
御回路と一体形成されてもよい。
FIG. 14C shows a part (right side) of the head mounted display, which includes a main body 2201, a signal cable 2202, a head fixing band 2203, and a display section 220.
4, including an optical system 2205, a display unit 2206, and the like. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2206 and other signal control circuits.

【0191】図14(D)は記録媒体を備えた画像再生
装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体230
1、記録媒体2302、操作スイッチ2303、表示部
2304、2305等で構成される。なお、この装置は
記録媒体としてDVD(Digital Versatile Disc)、C
D等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネ
ットを行うことができる。本願発明の不揮発性メモリは
表示部2304やその他の信号制御回路と一体形成され
てもよい。
FIG. 14D shows an image reproducing apparatus (specifically, a DVD reproducing apparatus) provided with a recording medium.
1, a recording medium 2302, operation switches 2303, display units 2304 and 2305, and the like. This device uses a DVD (Digital Versatile Disc) as a recording medium and a C
Using D or the like, music viewing, movie viewing, games, and the Internet can be performed. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2304 and other signal control circuits.

【0192】図14(E)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体2401、表示部2402、アーム部240
3を含む。本願発明の不揮発性メモリは表示部2402
やその他の信号制御回路と一体形成されてもよい。
FIG. 14E shows a goggle type display, which comprises a main body 2401, a display section 2402, and an arm section 240.
3 inclusive. The non-volatile memory of the present invention is a display unit 2402
And other signal control circuits.

【0193】図14(F)はパーソナルコンピュータで
あり、本体2501、筐体2502、表示部2503、
キーボード2504等で構成される。本願発明の不揮発
性メモリは、表示部2503やその他の信号制御回路と
一体形成されてもよい。
FIG. 14F shows a personal computer, which includes a main body 2501, a housing 2502, a display portion 2503,
It is composed of a keyboard 2504 and the like. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2503 and other signal control circuits.

【0194】図15(A)は携帯電話であり、本体26
01、音声出力部2602、音声入力部2603、表示
部2604、操作スイッチ2605、アンテナ2606
を含む。本願発明の不揮発性メモリは表示部2604や
その他の信号制御回路と一体形成されてもよい。
FIG. 15A shows a portable telephone, and the main body 26 is provided.
01, audio output unit 2602, audio input unit 2603, display unit 2604, operation switch 2605, antenna 2606
including. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2604 and other signal control circuits.

【0195】図15(B)は音響再生装置、具体的には
カーオーディオであり、本体2701、表示部270
2、操作スイッチ2703、2704を含む。本願発明
の不揮発性メモリは表示部2702やその他の信号制御
回路と一体形成されてもよい。また、本実施例では車載
用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置
に用いても良い。
FIG. 15B shows a sound reproducing device, specifically, a car audio.
2, including operation switches 2703 and 2704. The nonvolatile memory of the present invention may be formed integrally with the display portion 2702 and other signal control circuits. In this embodiment, the in-vehicle audio is shown, but the present invention may be applied to a portable or home-use audio reproducing apparatus.

【0196】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜8のどの
ような組み合わせからなる構成を用いても実現すること
ができる。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic apparatus of the present embodiment can be realized by using a configuration composed of any combination of the first to eighth embodiments.

【0197】[0197]

【発明の効果】本願発明によると、不揮発性メモリが、
その駆動回路および他の周辺回路と共に絶縁基板上に一
体形成され、小型化を図ることができる。
According to the present invention, the nonvolatile memory is
The driving circuit and other peripheral circuits are integrally formed on an insulating substrate, so that downsizing can be achieved.

【0198】また、本願発明によると、不揮発性メモリ
を構成する各メモリセルにおいて、メモリTFTとスイ
ッチングTFTが同一の半導体活性層上に形成されるた
め、不揮発性メモリの小型化を図ることができる。
According to the present invention, in each memory cell constituting the nonvolatile memory, the memory TFT and the switching TFT are formed on the same semiconductor active layer, so that the nonvolatile memory can be downsized. .

【0199】また、本願発明によると、不揮発性メモリ
の半導体活性層の膜厚が比較的薄いので、インパクトイ
オン化が起こりやすく、低電圧駆動でかつ劣化の少ない
不揮発性メモリが実現される。
Further, according to the present invention, since the thickness of the semiconductor active layer of the nonvolatile memory is relatively thin, impact ionization is likely to occur, and a nonvolatile memory driven at low voltage and with little deterioration is realized.

【0200】さらに、本願発明の不揮発性メモリは、T
FTで構成された任意の回路と絶縁基板上に一体形成す
ることにより、不揮発性メモリを具備する半導体装置の
小型化を図ることができる。
Further, the nonvolatile memory according to the present invention has a T
The semiconductor device including the nonvolatile memory can be reduced in size by being formed integrally with an arbitrary circuit including an FT and an insulating substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本願発明の不揮発性メモリの回路構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a nonvolatile memory of the present invention.

【図2】 本願発明の不揮発性メモリを構成するメモ
リセルの断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a memory cell constituting the nonvolatile memory of the present invention.

【図3】 実施例1の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the first embodiment;

【図4】 実施例1の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the first embodiment.

【図5】 実施例1の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the first embodiment;

【図6】 実施例1の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the first embodiment.

【図7】 本願発明の不揮発性メモリを構成するメモ
リセルの上面図。
FIG. 7 is a top view of a memory cell included in the nonvolatile memory of the present invention.

【図8】 実施例4の不揮発性メモリを構成するメモ
リセルの回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram of a memory cell included in a nonvolatile memory according to a fourth embodiment.

【図9】 実施例2の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the nonvolatile memory according to the second embodiment.

【図10】 実施例2の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 10 is a view showing a manufacturing process of a nonvolatile memory according to a second embodiment;

【図11】 実施例2の不揮発性メモリの作製工程を示
す図。
FIG. 11 is a view showing a manufacturing process of the nonvolatile memory in Example 2;

【図12】 実施例8の不揮発性メモリを用いた電気光
学装置。
FIG. 12 shows an electro-optical device using the nonvolatile memory according to the eighth embodiment.

【図13】 実施例8の不揮発性メモリを用いた電気光
学装置。
FIG. 13 shows an electro-optical device using the nonvolatile memory according to the eighth embodiment.

【図14】 実施例9の不揮発性メモリを用いた電子機
器。
FIG. 14 illustrates an electronic apparatus using the nonvolatile memory according to the ninth embodiment.

【図15】 実施例9の不揮発性メモリを用いた電子機
器。
FIG. 15 illustrates an electronic apparatus using the nonvolatile memory according to the ninth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 Xアドレスデコーダ 102 Yアドレスデコーダ 103、104 周辺回路 201、202、203 ソース・ドレイン領域 204、205 チャネル形成領域 206 第1のゲート絶縁膜 207 ゲート絶縁膜 208 フローティングゲート電極 209 ゲート電極 210 第2のゲート絶縁膜 211 コントロールゲート電極 212 層間絶縁膜 213、214 ソース・ドレイン配線 215 コントロールゲート配線 Tr1 メモリTFT Tr2 スイッチングTFT 101 X address decoder 102 Y address decoder 103, 104 Peripheral circuit 201, 202, 203 Source / drain region 204, 205 Channel formation region 206 First gate insulating film 207 Gate insulating film 208 Floating gate electrode 209 Gate electrode 210 Second Gate insulating film 211 Control gate electrode 212 Interlayer insulating film 213, 214 Source / drain wiring 215 Control gate wiring Tr1 Memory TFT Tr2 Switching TFT

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/8242 H01L 29/78 612B 29/788 613B 29/792 618D 29/786 627G 21/336 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 21/8242 H01L 29/78 612B 29/788 613B 29/792 618D 29/786 627G 21/336

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセル
アレイを少なくとも備えた不揮発性メモリであって、 前記メモリTFTは、絶縁基板上に形成される第1の半
導体活性層と、第1の絶縁膜と、フローティングゲート
電極と、第2の絶縁膜と、コントロールゲート電極と、
を少なくとも備えており、 前記スイッチングTFTは、前記絶縁基板上に形成され
る第2の半導体活性層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極
と、を少なくとも備えており、 前記メモリTFTと前記スイッチングTFTとは、前記
絶縁基板上に一体形成され、 前記第1の半導体活性層と前記第2の半導体活性層と
は、連続的につながっており、 前記第1の半導体活性層の厚さは、前記第2の半導体活
性層の厚さよりも薄いことを特徴とする不揮発性メモ
リ。
1. A non-volatile memory including at least a memory cell array in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, wherein the memory TFT is formed on a first insulating substrate. A semiconductor active layer, a first insulating film, a floating gate electrode, a second insulating film, a control gate electrode,
Wherein the switching TFT comprises at least a second semiconductor active layer formed on the insulating substrate, a gate insulating film, and a gate electrode. Is integrally formed on the insulating substrate, the first semiconductor active layer and the second semiconductor active layer are continuously connected, and the thickness of the first semiconductor active layer is 2. A nonvolatile memory characterized in that the thickness is smaller than the thickness of the semiconductor active layer.
【請求項2】前記第1及び第2の半導体活性層の厚さ
は、1〜150nmである請求項1に記載の不揮発性メモ
リ。
2. The nonvolatile memory according to claim 1, wherein said first and second semiconductor active layers have a thickness of 1 to 150 nm.
【請求項3】メモリTFTとスイッチングTFTとから
成るメモリセルがマトリクス状に配置された不揮発性メ
モリであって、 前記メモリTFTは、絶縁基板上に形成される第1の半
導体活性層と、第1の絶縁膜と、フローティングゲート
電極と、第2の絶縁膜と、コントロールゲート電極と、
を少なくとも備えており、 前記スイッチングTFTは、前記絶縁基板上に形成され
る第2の半導体活性層と、ゲート絶縁膜と、ゲート電極
と、を少なくとも備えており、 前記メモリTFTと前記スイッチングTFTとは、前記
絶縁基板上に一体形成され、 前記第1の半導体活性層と前記第2の半導体活性層と
は、連続的につながっており、 前記第1の半導体活性層の厚さは、1〜100nmであ
り、前記第2の半導体活性層の厚さは、1〜150nmで
あることを特徴とする不揮発性メモリ。
3. A non-volatile memory in which memory cells each including a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, wherein the memory TFT includes a first semiconductor active layer formed on an insulating substrate; A first insulating film, a floating gate electrode, a second insulating film, a control gate electrode,
Wherein the switching TFT comprises at least a second semiconductor active layer formed on the insulating substrate, a gate insulating film, and a gate electrode. Is formed integrally on the insulating substrate, the first semiconductor active layer and the second semiconductor active layer are continuously connected, and the thickness of the first semiconductor active layer is 1 to 100 nm, and the thickness of the second semiconductor active layer is 1 to 150 nm.
【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれか1項にお
いて、前記第1の半導体活性層の厚さは1〜50nmであ
り、前記第2の半導体活性層の厚さは10〜100nmで
あることを特徴とする不揮発性メモリ。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor active layer has a thickness of 1 to 50 nm, and the second semiconductor active layer has a thickness of 10 to 100 nm. A non-volatile memory, characterized in that:
【請求項5】請求項4において、前記第1の半導体活性
層の厚さは10〜40nmであることを特徴とする不揮発
性メモリ。
5. The nonvolatile memory according to claim 4, wherein said first semiconductor active layer has a thickness of 10 to 40 nm.
【請求項6】請求項1乃至請求項5のいずれか1項にお
いて、前記第1の半導体活性層は、前記第2の半導体活
性層よりも、インパクトイオン化が起こりやすい厚さを
有することを特徴とする不揮発性メモリ。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first semiconductor active layer has a thickness in which impact ionization is more likely to occur than the second semiconductor active layer. Nonvolatile memory.
【請求項7】請求項1乃至請求項6のいずれか1項にお
いて、前記メモリTFTのフローティングゲート電極と
第1の半導体活性層との間に流れる第1のトンネル電流
は、前記スイッチングTFTのゲート電極と第2の半導
体活性層との間に流れる第2のトンネル電流の2倍以上
であることを特徴とする不揮発性メモリ。
7. The switching TFT according to claim 1, wherein a first tunnel current flowing between a floating gate electrode of the memory TFT and a first semiconductor active layer is applied to a gate of the switching TFT. A nonvolatile memory characterized in that the current is at least twice as large as a second tunnel current flowing between an electrode and a second semiconductor active layer.
【請求項8】請求項1乃至請求項7のいずれか1項にお
いて、前記メモリTFT及び前記スイッチングTFT
は、pチャネル型TFTであることを特徴とする不揮発
性メモリ。
8. The memory TFT and the switching TFT according to claim 1, wherein:
Is a non-volatile memory, which is a p-channel TFT.
【請求項9】請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記
載の不揮発性メモリであって、更に、メモリセルの駆動
回路を少なくとも備えており、 前記メモリセルアレイと前記メモリセルの駆動回路と
は、前記絶縁基板上に一体形成されることを特徴とする
不揮発性メモリ。
9. The non-volatile memory according to claim 1, further comprising at least a memory cell drive circuit, wherein said memory cell array and said memory cell drive circuit are provided. Is a non-volatile memory formed integrally on the insulating substrate.
【請求項10】絶縁基板上に、画素部と、前記画素部を
駆動する駆動回路と、請求項1乃至請求項9のいずれか
1項に記載の不揮発性メモリと、を少なくとも備えた半
導体装置であって、 前記画素部と前記駆動回路と前記不揮発性メモリとは、
前記絶縁基板上に一体形成される半導体装置。
10. A semiconductor device comprising, on an insulating substrate, at least a pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, and the nonvolatile memory according to claim 1. Wherein the pixel unit, the drive circuit, and the non-volatile memory,
A semiconductor device integrally formed on the insulating substrate.
【請求項11】請求項10において、前記半導体装置と
は、液晶表示装置、或いはEL表示装置であることを特
徴とする半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device or an EL display device.
【請求項12】請求項10において、前記半導体装置と
は、ディスプレイ、ビデオカメラ、ヘッドマウントディ
スプレイ、DVDプレーヤー、ゴーグル型ディスプレ
イ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、カーオーディ
オであることを特徴とする半導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device is a display, a video camera, a head mounted display, a DVD player, a goggle type display, a personal computer, a mobile phone, and a car audio.
【請求項13】メモリTFTとスイッチングTFTとか
ら成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセ
ルアレイを少なくとも備えた不揮発性メモリの作製方法
であって、 絶縁基板上に第1の非晶質半導体層と、第2の非晶質半
導体層とを形成する工程と、 前記第1の非晶質半導体層と、前記第2の非晶質半導体
層とを結晶化させ、第1の膜厚を有する領域と第2の膜
厚を有する領域とからなる結晶性半導体層を形成する工
程と、 前記第1の膜厚を有する領域を第1の半導体活性層とす
るメモリTFTを形成する工程と、 前記第2の膜厚を有する領域を第2の半導体活性層とす
るスイッチングTFTを形成する工程と、 を含む不揮発性メモリの作製方法であって、 前記第1の膜厚は、前記第2の膜厚よりも薄いことを特
徴とする不揮発性メモリの作製方法。
13. A method for fabricating a nonvolatile memory comprising at least a memory cell array in which memory cells each comprising a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, comprising: a first amorphous semiconductor layer on an insulating substrate; Forming a second amorphous semiconductor layer; crystallizing the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer to have a first thickness. Forming a crystalline semiconductor layer including a region and a region having a second thickness; forming a memory TFT using the region having the first thickness as a first semiconductor active layer; Forming a switching TFT using a region having a second film thickness as a second semiconductor active layer, wherein the first film thickness is equal to the second film thickness. It is characterized by being thinner than A method for manufacturing a nonvolatile memory.
【請求項14】前記第1及び第2の膜厚は、1〜150
nmである請求項13に記載の不揮発性メモリの作製方
法。
14. The first and second film thicknesses are 1 to 150.
14. The method for manufacturing a nonvolatile memory according to claim 13, which is nm.
【請求項15】メモリTFTとスイッチングTFTとか
ら成るメモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセ
ルアレイを少なくとも備えた不揮発性メモリの作製方法
であって、 絶縁基板上に第1の非晶質半導体層と、第2の非晶質半
導体層とを形成する工程と、 前記第1の非晶質半導体層と、前記第2の非晶質半導体
層とを結晶化させ、第1の膜厚を有する領域と第2の膜
厚を有する領域とからなる結晶性半導体層を形成する工
程と、 前記第1の膜厚を有する領域を第1の半導体活性層とす
るメモリTFTを形成する工程と、 前記第2の膜厚を有する領域を第2の半導体活性層とす
るスイッチングTFTを形成する工程と、 を含む不揮発性メモリの作製方法であって、 前記第1の膜厚は、1〜100nmであり、前記第2の膜
厚は、1〜150nmであることを特徴とする不揮発性メ
モリの作製方法。
15. A method for fabricating a nonvolatile memory comprising at least a memory cell array in which memory cells each comprising a memory TFT and a switching TFT are arranged in a matrix, wherein a first amorphous semiconductor layer is formed on an insulating substrate. Forming a second amorphous semiconductor layer; and crystallizing the first amorphous semiconductor layer and the second amorphous semiconductor layer to have a first thickness. Forming a crystalline semiconductor layer including a region and a region having a second thickness; forming a memory TFT using the region having the first thickness as a first semiconductor active layer; Forming a switching TFT using a region having a second thickness as a second semiconductor active layer, comprising: a step of forming a switching TFT using a region having a second thickness as a second semiconductor active layer, wherein the first thickness is 1 to 100 nm. , The second film thickness is 1 to The method for manufacturing a nonvolatile memory, which is a 50nm.
【請求項16】請求項13乃至請求項15のいずれか1
項において、前記第1の膜厚は1〜50nmであり、前記
第2の膜厚は10〜100nmであることを特徴とする不
揮発性メモリの作製方法。
16. The method according to claim 13, wherein:
3. The method for manufacturing a nonvolatile memory according to item 1, wherein the first film thickness is 1 to 50 nm and the second film thickness is 10 to 100 nm.
【請求項17】請求項16において、前記第1の膜厚は
10〜40nmであることを特徴とする不揮発性メモリの
作製方法。
17. The method according to claim 16, wherein the first film thickness is 10 to 40 nm.
【請求項18】請求項13乃至請求項17のいずれか1
項において、前記第1の半導体活性層は、前記第2の半
導体活性層よりも、インパクトイオン化が起こりやすい
厚さを有することを特徴とする不揮発性メモリの作製方
法。
18. The method according to claim 13, wherein:
3. The method for manufacturing a nonvolatile memory according to item 1, wherein the first semiconductor active layer has a thickness more likely to cause impact ionization than the second semiconductor active layer.
【請求項19】請求項13乃至請求項18のいずれか1
項において、前記メモリTFTのフローティングゲート
電極と第1の半導体活性層との間に流れる第1のトンネ
ル電流は、前記スイッチングTFTのゲート電極と第2
の半導体活性層との間に流れる第2のトンネル電流の2
倍以上であることを特徴とする不揮発性メモリの作製方
法。
19. The method according to claim 13, wherein:
In the above item, a first tunnel current flowing between a floating gate electrode of the memory TFT and a first semiconductor active layer is connected to a gate electrode of the switching TFT and a second tunnel current.
Of the second tunnel current flowing between the semiconductor
A method for manufacturing a nonvolatile memory, which is at least twice as large.
【請求項20】請求項13乃至請求項19のいずれか1
項において、前記メモリTFT及び前記スイッチングT
FTは、pチャネル型TFTであることを特徴とする不
揮発性メモリの作製方法。
20. Any one of claims 13 to 19
In the paragraph, the memory TFT and the switching T
A method for manufacturing a nonvolatile memory, wherein the FT is a p-channel TFT.
【請求項21】請求項13乃至請求項20のいずれか1
項に記載の不揮発性メモリの作製方法であって、 前記不揮発性メモリは、更に、メモリセルの駆動回路を
少なくとも備えており、 前記メモリセルアレイと前記メモリセルの駆動回路と
は、前記絶縁基板上に一体形成されることを特徴とする
不揮発性メモリの作製方法。
21. Any one of claims 13 to 20
13. The method for fabricating a nonvolatile memory according to item 2, wherein the nonvolatile memory further includes at least a memory cell drive circuit, wherein the memory cell array and the memory cell drive circuit are mounted on the insulating substrate. A method for manufacturing a non-volatile memory, wherein the method is integrated with a non-volatile memory.
【請求項22】請求項13乃至請求項21のいずれか1
項に記載の不揮発性メモリの作製方法を用いる半導体装
置の作製方法であって、 前記半導体装置は、画素部と、前記画素部を駆動する駆
動回路と、前記不揮発性メモリの作製方法によって作製
される不揮発性メモリと、を少なくとも備えており、 前記画素部と前記駆動回路と前記不揮発性メモリとは、
絶縁基板上に一体形成されることを特徴とする半導体装
置の作製方法。
22. One of claims 13 to 21.
13. A method for manufacturing a semiconductor device using the method for manufacturing a nonvolatile memory according to item 13. The semiconductor device is manufactured by a method for manufacturing the nonvolatile memory, including a pixel portion, a driving circuit for driving the pixel portion, The pixel unit, the driving circuit, and the non-volatile memory,
A method for manufacturing a semiconductor device, which is formed over an insulating substrate.
【請求項23】請求項22において、前記半導体装置と
は、液晶表示装置、或いはEL表示装置であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
23. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 22, wherein the semiconductor device is a liquid crystal display device or an EL display device.
【請求項24】請求項22において、前記半導体装置と
は、ディスプレイ、ビデオカメラ、ヘッドマウントディ
スプレイ、DVDプレーヤー、ゴーグル型ディスプレ
イ、パーソナルコンピュータ、携帯電話、カーオーディ
オであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
24. The semiconductor device according to claim 22, wherein the semiconductor device is a display, a video camera, a head mounted display, a DVD player, a goggle type display, a personal computer, a mobile phone, and a car audio. Production method.
JP2001022703A 2000-02-01 2001-01-31 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP4666783B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001022703A JP4666783B2 (en) 2000-02-01 2001-01-31 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000023656 2000-02-01
JP2000-23656 2000-02-01
JP2001022703A JP4666783B2 (en) 2000-02-01 2001-01-31 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2001298100A true JP2001298100A (en) 2001-10-26
JP2001298100A5 JP2001298100A5 (en) 2008-03-13
JP4666783B2 JP4666783B2 (en) 2011-04-06

Family

ID=26584612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001022703A Expired - Fee Related JP4666783B2 (en) 2000-02-01 2001-01-31 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4666783B2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006734A (en) * 2002-03-22 2004-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for fabricating semiconductor memory element
WO2007138754A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, method for manufacturing same, and display
JP2008263181A (en) * 2007-03-19 2008-10-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Nonvolatile semiconductor memory device
JP2009003403A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Samsung Sdi Co Ltd Organic electroluminescent display and method of manufacturing same
JP2009033141A (en) * 2007-06-29 2009-02-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009044063A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor memory device
JP2009122456A (en) * 2007-11-15 2009-06-04 Sharp Corp Semiconductor device, display device, and portable equipment
JP4749714B2 (en) * 2002-07-08 2011-08-17 エヌエックスピー ビー ヴィ EPROM with non-volatile cells
WO2011118076A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 シャープ株式会社 Semiconductor device, active matrix substrate, and display device
CN108417578A (en) * 2012-12-04 2018-08-17 三星电子株式会社 It include the nonvolatile memory of the memory cell array with three-dimensional structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472672A (en) * 1990-07-13 1992-03-06 Casio Comput Co Ltd Thin-film transistor memory and manufacture thereof
JPH07297304A (en) * 1994-04-11 1995-11-10 Motorola Inc Eeprom cell containing separate transistor and manufacture thereof and operating method therefor device
JPH09135030A (en) * 1995-11-08 1997-05-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device, computer system using the device and manufacturing method for the semiconductor integrated circuit device
JPH11154714A (en) * 1997-09-20 1999-06-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Nonvolatile memory and manufacture thereof
JP2000252373A (en) * 1999-03-04 2000-09-14 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory, display provided therewith and its manufacture
JP2000294658A (en) * 1999-04-02 2000-10-20 Matsushita Electronics Industry Corp Nonvolatile semiconductor storage device and method for driving the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0472672A (en) * 1990-07-13 1992-03-06 Casio Comput Co Ltd Thin-film transistor memory and manufacture thereof
JPH07297304A (en) * 1994-04-11 1995-11-10 Motorola Inc Eeprom cell containing separate transistor and manufacture thereof and operating method therefor device
JPH09135030A (en) * 1995-11-08 1997-05-20 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device, computer system using the device and manufacturing method for the semiconductor integrated circuit device
JPH11154714A (en) * 1997-09-20 1999-06-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Nonvolatile memory and manufacture thereof
JP2000252373A (en) * 1999-03-04 2000-09-14 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory, display provided therewith and its manufacture
JP2000294658A (en) * 1999-04-02 2000-10-20 Matsushita Electronics Industry Corp Nonvolatile semiconductor storage device and method for driving the same

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004006734A (en) * 2002-03-22 2004-01-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method for fabricating semiconductor memory element
JP4498685B2 (en) * 2002-03-22 2010-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 Method for manufacturing semiconductor memory element
JP4749714B2 (en) * 2002-07-08 2011-08-17 エヌエックスピー ビー ヴィ EPROM with non-volatile cells
WO2007138754A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, method for manufacturing same, and display
JP2008263181A (en) * 2007-03-19 2008-10-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Nonvolatile semiconductor memory device
JP2009003403A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Samsung Sdi Co Ltd Organic electroluminescent display and method of manufacturing same
US8450121B2 (en) 2007-06-22 2013-05-28 Samsung Display Co., Ltd. Method of manufacturing an organic light emitting display
US8030656B2 (en) 2007-06-22 2011-10-04 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Pixel, organic light emitting display and associated methods, in which a pixel transistor includes a non-volatile memory element
JP4531798B2 (en) * 2007-06-22 2010-08-25 三星モバイルディスプレイ株式會社 Organic electroluminescent display device and pixel thereof
JP2014017507A (en) * 2007-06-29 2014-01-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and electronic apparatus
US8581332B2 (en) 2007-06-29 2013-11-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009033141A (en) * 2007-06-29 2009-02-12 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
KR101404439B1 (en) * 2007-06-29 2014-06-10 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 A memory device and electronic apparatus
KR101420603B1 (en) 2007-06-29 2014-07-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US9184173B2 (en) 2007-06-29 2015-11-10 Semiconductor Enery Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2009044063A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor memory device
JP4592739B2 (en) * 2007-11-15 2010-12-08 シャープ株式会社 Display device, portable device
JP2009122456A (en) * 2007-11-15 2009-06-04 Sharp Corp Semiconductor device, display device, and portable equipment
WO2011118076A1 (en) * 2010-03-23 2011-09-29 シャープ株式会社 Semiconductor device, active matrix substrate, and display device
US9082652B2 (en) 2010-03-23 2015-07-14 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, active matrix substrate, and display device
CN108417578A (en) * 2012-12-04 2018-08-17 三星电子株式会社 It include the nonvolatile memory of the memory cell array with three-dimensional structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP4666783B2 (en) 2011-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7858985B2 (en) Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
US7339820B2 (en) Nonvolatile memory and semiconductor device
JP4776801B2 (en) Memory circuit
JP3943245B2 (en) Semiconductor device
US20020113268A1 (en) Nonvolatile memory, semiconductor device and method of manufacturing the same
JP5046464B2 (en) Method for manufacturing semiconductor memory element
JP4809545B2 (en) Semiconductor non-volatile memory and electronic device
JP4531194B2 (en) Electro-optical device and electronic apparatus
JP2001326289A (en) Nonvolatile memory and semiconductor device
JP4761646B2 (en) Non-volatile memory
JP4666783B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3993630B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3934538B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3934537B2 (en) Semiconductor device
JP4056734B2 (en) Sense amplifiers and electronic devices incorporating sense amplifiers
JP2004220021A (en) Display device
JP4499754B2 (en) Semiconductor device
JP2004128217A (en) Thin film transistor and its manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080125

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100512

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100601

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110105

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees