JP2002118183A - Non-volatile semiconductor memory - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory

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JP2002118183A
JP2002118183A JP2000309745A JP2000309745A JP2002118183A JP 2002118183 A JP2002118183 A JP 2002118183A JP 2000309745 A JP2000309745 A JP 2000309745A JP 2000309745 A JP2000309745 A JP 2000309745A JP 2002118183 A JP2002118183 A JP 2002118183A
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JP
Japan
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region
semiconductor memory
gate
substrate
drain
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JP2000309745A
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Japanese (ja)
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Kazuya Matsuzawa
一也 松澤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the efficiency of writing into a floating gate and improve the resistance to a short channel effect. SOLUTION: A non-volatile semiconductor memory comprises an insulated- gate FET having a control gate 114 and floating gate 110 which is formed in a surface region of a semiconductor substrate 101. In the transistor, source silicide 105 formed of CoSi2 is formed in the source region, and drain silicide 106 formed of CoSi2 is formed in the drain region, thereby forming a Schottky junction in the source and drain region. The floating gate 110 is formed, being buried in a channel region, so as to partially overlap the Schottky junction in the laterial direction of the substrate.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、制御ゲートと浮遊
ゲートを有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを用
いた不揮発性半導体メモリに係わり、特にソース・ドレ
イン領域の少なくとも一方にショットキー接合を形成し
た不揮発性半導体メモリに関する。
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory using an insulated gate field effect transistor having a control gate and a floating gate, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory having a Schottky junction formed in at least one of a source / drain region. The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯情報機器の急速な発展に伴
い、電源の供給無しでも情報を保持できる不揮発性半導
体メモリが重要な役割を果たしている。従来の不揮発性
半導体メモリの典型的な構造を、図9に示す、図中の1
01はp型Si基板、107は第1のゲート絶縁膜(S
iO2 )、110は浮遊ゲート、111は第2のゲート
絶縁膜(SiO2 )、114は制御ゲート、901はn
+ 型拡散層(ソース)、902はn+ 型拡散層(ドレイ
ン)である。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid development of portable information devices, nonvolatile semiconductor memories capable of retaining information without supplying power have played an important role. A typical structure of a conventional nonvolatile semiconductor memory is shown in FIG.
01 is a p-type Si substrate, 107 is a first gate insulating film (S
iO 2 ), 110 is a floating gate, 111 is a second gate insulating film (SiO 2 ), 114 is a control gate, 901 is n
A + type diffusion layer (source) 902 is an n + type diffusion layer (drain).

【0003】この構造は、熱電子によって浮遊ゲート1
10に電子を書き込む方式である。例えば、p型Si基
板101とソース901を接地し、ドレイン902に1
3V、制御ゲート114に15Vを印加する。すると、
ソース901から走行した電子がドレイン902に向か
う間に加速され、ドレイン902端で高エネルギー状態
になる。この高エネルギー状態の電子集団の内、Si/
SiO2 界面のエネルギーバリアを越えることのできる
電子を制御ゲート114の電位によって浮遊ゲート11
0に注入する。
[0003] This structure uses a floating gate 1 by thermal electrons.
In this method, electrons are written in the reference numeral 10. For example, the p-type Si substrate 101 and the source 901 are grounded, and
3 V and 15 V are applied to the control gate 114. Then
Electrons traveling from the source 901 are accelerated toward the drain 902, and enter a high energy state at the end of the drain 902. Of this group of electrons in the high energy state, Si /
Electrons that can cross the energy barrier at the SiO 2 interface are transferred to the floating gate 11 by the potential of the control gate 114.
Inject at 0.

【0004】浮遊ゲート110に電子が注入された状態
では、ドレイン電流が流れるためのゲート電圧のしきい
値が上昇する。このしきい値の変化を“0”と“1”に
対応させることによって、1ビットの情報を保持するこ
とが可能となる。
In a state where electrons are injected into the floating gate 110, the threshold value of the gate voltage for flowing the drain current increases. By associating the change of the threshold value with “0” and “1”, it is possible to hold 1-bit information.

【0005】しかしながら、この種の半導体メモリにお
いては、浮遊ゲート110への電子の注入効率が良くな
いという問題点がある。即ち、ソース901から走行し
てドレイン902端で高エネルギー状態になった電子集
団の多くは、その速度ベクトルがドレイン方向を向いて
いる。そのため、浮遊ゲート110に注入される電子が
少ない。また、大容量のメモリを実現するためにゲート
電極長を縮小すると、ソース901とドレイン902の
周囲の空乏層がゲート電極下に広がり、ゲートの制御性
が低下する短チャネル効果が発生する。このため、素子
を微細化するにも問題があった。
[0005] However, this type of semiconductor memory has a problem that the efficiency of injecting electrons into the floating gate 110 is not good. That is, the velocity vector of most of the electron group traveling from the source 901 to the high energy state at the end of the drain 902 is directed to the drain direction. Therefore, less electrons are injected into the floating gate 110. Further, when the gate electrode length is reduced to realize a large-capacity memory, a depletion layer around the source 901 and the drain 902 expands below the gate electrode, and a short channel effect occurs in which the controllability of the gate is reduced. For this reason, there has been a problem in miniaturizing the element.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、制御
ゲートと浮遊ゲートを有する絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタを用いた不揮発性メモリにおいては、浮遊ゲー
トへの電子の注入効率が良くない、ゲート電極長を縮小
すると短チャネル効果が発生するという問題があった。
As described above, conventionally, in a nonvolatile memory using an insulated gate type field effect transistor having a control gate and a floating gate, the efficiency of injecting electrons into the floating gate is not good. When the length is reduced, a short channel effect occurs.

【0007】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、浮遊ゲートへの書き込
み効率を高めることが、且つ短チャネル効果耐性の向上
をはかり得る不揮発性半導体メモリを提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to improve the efficiency of writing to a floating gate and to improve the short channel effect resistance. To provide memory.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure.

【0009】即ち本発明は、半導体基板の表面領域に制
御ゲートと浮遊ゲートを有する絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタを形成してなる不揮発性半導体メモリであっ
て、前記トランジスタのソース領域とドレイン領域の少
なくとも一方にショットキー接合が形成され、前記浮遊
ゲートは前記基板の表面方向に対して前記ショットキー
接合と一部重なるように、前記トランジスタのチャネル
領域に埋め込んで形成されていることを特徴とする。
That is, the present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory in which an insulated gate field effect transistor having a control gate and a floating gate is formed in a surface region of a semiconductor substrate, wherein at least a source region and a drain region of the transistor are formed. A Schottky junction is formed on one side, and the floating gate is buried in a channel region of the transistor so as to partially overlap the Schottky junction in a surface direction of the substrate.

【0010】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものが挙げられる。 (1) 基板中に、トランジスタの形成領域の底部に位置す
るように、埋め込み絶縁膜が形成されていること。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) A buried insulating film is formed in the substrate so as to be located at the bottom of the transistor formation region.

【0011】(2) 基板は第1導電型であり、ショットキ
ー接合はトランジスタのソース領域及びドレイン領域の
双方に形成され、トランジスタのゲート側に隣接するシ
ョットキー接合端の少なくとも一方が基板と接するよう
に、ソース領域及びドレイン領域の一部に第2導電型の
領域が形成されていること。
(2) The substrate is of the first conductivity type, the Schottky junction is formed in both the source region and the drain region of the transistor, and at least one of the Schottky junction ends adjacent to the gate side of the transistor contacts the substrate. As described above, the second conductivity type region is formed in part of the source region and the drain region.

【0012】(3) 第2導電型の領域はトランジスタのソ
ース領域とドレイン領域で非対称に形成され、且つ第2
導電型の領域の一方はゲート側に隣接するショットキー
接合端が内包されるように形成されていること。
(3) The second conductivity type region is formed asymmetrically between the source region and the drain region of the transistor, and
One of the conductivity type regions is formed so as to include a Schottky junction end adjacent to the gate side.

【0013】(4) 浮遊ゲートの底部は基板表面よりも深
い位置にあり、浮遊ゲートの上部は基板表面よりも上方
に位置していること。
(4) The bottom of the floating gate is deeper than the substrate surface, and the upper part of the floating gate is higher than the substrate surface.

【0014】(5) 半導体基板はSi基板であること。 (6) ショットキー接合を形成するために、基板の表面に
シリサイド層を形成していること。
(5) The semiconductor substrate is a Si substrate. (6) A silicide layer must be formed on the surface of the substrate to form a Schottky junction.

【0015】(作用)本発明によれば、基板の表面方向
に対してショットキー接合と一部重なるように、浮遊ゲ
ートをチャネル領域に埋め込んで形成しているので、ソ
ース領域からドレイン領域に走行する電子に対し浮遊ゲ
ートが横方向に存在するのではなく正面に存在すること
になり、電子が浮遊ゲートに入りやすくなる。つまり、
ソース領域から注入されたキャリアの多くが浮遊ゲート
への書き込みに寄与するため、書き込み効率の高い不揮
発性半導体メモリを実現できる。また、ソース・ドレイ
ン領域にショットキー接合を形成することによりn+
散層を不要としているため、短チャネル効果耐性を向上
させることが可能となる。
(Function) According to the present invention, since the floating gate is buried in the channel region so as to partially overlap the Schottky junction in the surface direction of the substrate, the floating gate runs from the source region to the drain region. The floating gate exists not in the horizontal direction but in front of the generated electrons, so that the electrons can easily enter the floating gate. That is,
Since most of the carriers injected from the source region contribute to writing to the floating gate, a nonvolatile semiconductor memory with high writing efficiency can be realized. Further, since a Schottky junction is formed in the source / drain region, an n + diffusion layer is not required, so that short channel effect resistance can be improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.

【0017】(第1の実施形態)図1は、本発明の第1
の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリの基本構成を
示す断面図である。図中の101はp型Si基板、10
3はソース側の側壁絶縁膜(SiO2 )、104はドレ
イン側の側壁絶縁膜(SiO2 )、107は第1のゲー
ト絶縁膜(SiO2 )、110は浮遊ゲート、111は
第2のゲート絶縁膜(SiO2 )、114は制御ゲー
ト、105,106はショットキー接合を形成するため
のシリサイドを示している。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment. In the figure, 101 is a p-type Si substrate, 10
3 is a source side wall insulating film (SiO 2 ), 104 is a drain side wall insulating film (SiO 2 ), 107 is a first gate insulating film (SiO 2 ), 110 is a floating gate, 111 is a second gate An insulating film (SiO 2 ), 114 indicates a control gate, and 105 and 106 indicate silicide for forming a Schottky junction.

【0018】Si基板101上に浮遊ゲート110と制
御ゲート114を有する点は従来例と同じであるが、本
実施形態では、ソース領域にCoSi2 からなるシリサ
イド105、ドレイン領域にCoSi2 からなるシリサ
イド106を形成することによって、ショットキー接合
を形成している。さらに、基板の表面方向に対してショ
ットキー接合と一部重なるように、浮遊ゲート110を
チャネル領域に埋め込んで形成している。
Although the floating gate 110 and the control gate 114 are provided on the Si substrate 101 as in the conventional example, in the present embodiment, the silicide 105 made of CoSi 2 is used in the source region and the silicide made of CoSi 2 is used in the drain region. By forming 106, a Schottky junction is formed. Further, the floating gate 110 is embedded in the channel region so as to partially overlap the Schottky junction in the surface direction of the substrate.

【0019】図2に、本実施形態における電子の書き込
みの様子を説明するための電子エネルギーバンドの概念
図を示す。このエネルギーバンド図は、例えばp型Si
基板101とソースシリサイド105を接地し、ドレイ
ンシリサイド106に13V、制御ゲート114にゲー
トに15Vの電圧を印加することによって実現する。ソ
ース領域のソースシリサイド105のエネルギーバリア
から、量子力学的トンネリングによって電子が注入さ
れ、Si領域で加速され浮遊ゲート110に電子が注入
される。このとき、浮遊ゲート110がチャネル領域に
埋め込み形成されているため、ソースシリサイド105
からの電子は浮遊ゲート110に直接注入されることに
なり、これにより電子の注入効率が高くなる。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an electron energy band for explaining a state of writing electrons in the present embodiment. This energy band diagram shows, for example, p-type Si
This is realized by grounding the substrate 101 and the source silicide 105 and applying a voltage of 13 V to the drain silicide 106 and a voltage of 15 V to the control gate 114. Electrons are injected from the energy barrier of the source silicide 105 in the source region by quantum mechanical tunneling, accelerated in the Si region, and injected into the floating gate 110. At this time, since the floating gate 110 is buried in the channel region, the source silicide 105 is formed.
Is directly injected into the floating gate 110, thereby increasing the electron injection efficiency.

【0020】このように本実施形態では、ショットキー
接合を用いていることからソース側に強電界が加わり、
ソース領域からドレイン領域に向かって電子が進行する
ことになるが、チャネル領域において浮遊ゲート110
が一部埋め込んで形成されているため、浮遊ゲート11
0の底部側壁が基板の表面部に位置することになる。こ
の場合、ソース領域からドレイン領域に走行する電子に
対し浮遊ゲートが横方向に存在するのではなく正面に存
在することになり、電子が浮遊ゲートに極めて入りやす
くなる。従って、ソース領域から注入されたキャリアの
多くが浮遊ゲートへの書き込みに寄与することになり、
書き込み効率の向上をはかることができる。また、ソー
ス・ドレイン領域にn+ 拡散層を形成することなくショ
ットキー接合を形成しているので、短チャネル効果耐性
を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, since the Schottky junction is used, a strong electric field is applied to the source side,
Electrons travel from the source region to the drain region, but the floating gate 110
Is partially buried, so that the floating gate 11
0 will be located at the surface of the substrate. In this case, the floating gate exists not in the lateral direction but in front of the electrons traveling from the source region to the drain region, and the electrons can enter the floating gate very easily. Therefore, many carriers injected from the source region contribute to writing to the floating gate,
Writing efficiency can be improved. Further, since the Schottky junction is formed without forming the n + diffusion layer in the source / drain region, the short channel effect resistance can be improved.

【0021】次に、図3〜図5を用いて、本実施形態の
製造方法を説明する。まず、図3(a)に示すように、
p型Si基板101上に熱窒化工程によって、Si3
4 膜102を形成する。次いで、図3(b)に示すよう
に、RIE(Reactive Ion Etching)によって、p型S
i基板101とSi3 4 膜102を柱状にエッチング
する。次いで、図3(c)に示すように、全面にSiO
2 膜を堆積した後、ソース側壁SiO2 領域103とド
レイン側壁SiO2 領域104を残して、SiO2 膜を
除去する。次いで、図3(d)に示すように、Coを堆
積した後にアニールを行い、CoSi2 からなるソース
シリサイド105とCoSi2 からなるドレインシリサ
イド106を形成した後、未反応のCoを除去する。
Next, the manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
Si 3 N is formed on the p-type Si substrate 101 by a thermal nitridation process.
Four films 102 are formed. Next, as shown in FIG. 3B, p-type S is formed by RIE (Reactive Ion Etching).
The i-substrate 101 and the Si 3 N 4 film 102 are etched into a column shape. Next, as shown in FIG.
After depositing the two films, the SiO 2 film is removed leaving the source side wall SiO 2 region 103 and the drain side wall SiO 2 region 104. Next, as shown in FIG. 3D, annealing is performed after depositing Co to form a source silicide 105 made of CoSi 2 and a drain silicide 106 made of CoSi 2 , and then unreacted Co is removed.

【0022】次いで、図4(e)に示すように、Si3
4 膜102とその下のSi領域をエッチングし、ゲー
ト領域にトレンチを形成する。この際、トレンチ底部が
ソースシリサイド105とドレインシリサイド106よ
りも下になるようにトレンチを形成する。次いで、図4
(f)に示すように、熱酸化によって第1のゲートSi
2 膜107を形成する。次いで、図4(g)に示すよ
うに、多結晶Si膜108とSi3 4 膜109を堆積
する。次いで、図4(h)に示すように、CMP(Chem
ical Mechanical Polishing)によって堆積膜を平坦化
する。
[0022] Then, as shown in FIG. 4 (e), Si 3
The N 4 film 102 and the underlying Si region are etched to form a trench in the gate region. At this time, the trench is formed such that the trench bottom is lower than the source silicide 105 and the drain silicide 106. Then, FIG.
As shown in (f), the first gate Si is formed by thermal oxidation.
An O 2 film 107 is formed. Next, as shown in FIG. 4G, a polycrystalline Si film 108 and a Si 3 N 4 film 109 are deposited. Next, as shown in FIG.
The deposited film is flattened by ical mechanical polishing.

【0023】次いで、図5(i)に示すように、RIE
により多結晶Si膜108とSi34 膜109をエッ
チングして、前記トレンチ部に浮遊ゲート領域110を
形成する。即ち、多結晶Si膜108をトレンチ外では
完全に除去し、トレンチ内では一部残るようにする。次
いで、図5(j)に示すように、熱酸化によって、浮遊
ゲート110の上部に第2のゲートSiO2 膜111を
形成する。次いで、図5(k)に示すように、多結晶S
i膜112とSi3 4 膜113を堆積する。その後、
多結晶Si膜112とSi3 4 膜113をエッチング
して、前記トレンチ部に制御ゲート領域114を形成す
ることによって、前記図1の構造が形成される。
Next, as shown in FIG.
Etching the polycrystalline Si film 108 and the Si 3 N 4 film 109 to form a floating gate region 110 in the trench. That is, the polycrystalline Si film 108 is completely removed outside the trench, and partly remains inside the trench. Next, as shown in FIG. 5J, a second gate SiO 2 film 111 is formed on the floating gate 110 by thermal oxidation. Next, as shown in FIG.
An i film 112 and a Si 3 N 4 film 113 are deposited. afterwards,
The structure of FIG. 1 is formed by etching the polycrystalline Si film 112 and the Si 3 N 4 film 113 to form the control gate region 114 in the trench.

【0024】なお、多結晶Si膜112をエッチングす
る際、ゲート電極長が長い場合はマスクを用い、選択的
にゲート領域に多結晶Si膜112を残し、制御ゲート
電極114を形成する。ゲート電極長が短い場合は、ゲ
ート領域の上部には多結晶Si膜112が厚く形成され
るので、特にマスクを用いなくても、制御ゲート電極1
14を残すように、多結晶Si膜112をエッチングす
ることができる。
When etching the polycrystalline Si film 112, if the gate electrode length is long, a mask is used to selectively form the control gate electrode 114 while leaving the polycrystalline Si film 112 in the gate region. When the gate electrode length is short, the polycrystalline Si film 112 is formed thick above the gate region, so that the control gate electrode 1 can be formed without using a mask.
The polycrystalline Si film 112 can be etched so as to leave 14.

【0025】(第2の実施形態)図6は、本発明の第2
の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリの基本構成を
示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0026】本実施形態が、先に説明した第1の実施形
態と異なる点は、埋め込みSiO2層201が形成され
ている点である。この埋め込みSiO2 層201は、ト
ランジスタ形成領域の底部のみに選択的に形成されてい
てもよいし、基板の横方向全体に形成されていてもよ
い。基板の横方向の全体に形成されていると言うこと
は、SOI基板を用いることを意味している。
The present embodiment differs from the first embodiment described above in that a buried SiO 2 layer 201 is formed. This buried SiO 2 layer 201 may be selectively formed only at the bottom of the transistor formation region, or may be formed entirely in the lateral direction of the substrate. To be formed over the entire substrate in the lateral direction means that an SOI substrate is used.

【0027】本実施形態における埋め込みSiO2 層2
01は、p型Si基板101とドレインシリサイド10
6との間のリーク電流を抑制する役割を有する。即ち、
ドレインシリサイド106に正電圧が印加されると、p
型Si基板101とドレインシリサイド106の間のシ
ョットキー接合で正孔電流が流れる性質がある。この電
流がドレイン・リーク電流となって消費電力を増大させ
る恐れがある。埋め込みSiO2 層201を形成するこ
とによって、このリーク電流を抑制することができる。
The buried SiO 2 layer 2 in this embodiment
01 is a p-type Si substrate 101 and a drain silicide 10
6 has a role of suppressing a leak current. That is,
When a positive voltage is applied to the drain silicide 106, p
A hole current flows through a Schottky junction between the silicon substrate 101 and the drain silicide 106. This current may become a drain leak current and increase power consumption. By forming the buried SiO 2 layer 201, this leakage current can be suppressed.

【0028】なお、上記のリーク電流を抑制するために
は、SiO2 等のような絶縁膜が最も望ましいが、必ず
しも絶縁膜に限るものではなく、バンドギャップの大き
いSiC等を埋め込むことも可能である。
In order to suppress the above-mentioned leakage current, an insulating film such as SiO 2 is most desirable. However, the present invention is not limited to the insulating film, and SiC having a large band gap can be embedded. is there.

【0029】(第3の実施形態)図7は、本発明の第3
の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリの基本構成を
示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0030】本実施形態が、先に説明した第1の実施形
態と異なる点は、ソースシリサイド105の下部にソー
スn+ 拡散層301が形成され、ドレインシリサイド1
06の下部にドレインn+ 拡散層302が形成されてい
る点である。
This embodiment is different from the first embodiment described above in that the source n + diffusion layer 301 is formed below the source silicide 105 and the drain silicide 1
06 is that a drain n + diffusion layer 302 is formed below.

【0031】本実施形態における拡散層301,302
は第2の実施形態と同様に、ドレインシリサイド106
との間のリーク電流を抑制する役割を有し、特にドレイ
ンn + 拡散層302の役割が重要である。即ち、ドレイ
ンn+ 拡散層302の周囲に空乏層が広がり、p型Si
基板101とドレインシリサイド106の間のショット
キー・バリアの急峻な形状を緩和する。これにより、ト
ンネル確率が減少し、ドレイン・リーク電流を抑制する
ことができる。
The diffusion layers 301 and 302 in the present embodiment
Represents the drain silicide 106 as in the second embodiment.
Has the role of suppressing the leakage current between the
N +The role of the diffusion layer 302 is important. That is, Dray
N+A depletion layer spreads around the diffusion layer 302, and the p-type Si
Shot between substrate 101 and drain silicide 106
Relieves the steep shape of the key barrier. This allows
Channel probability is reduced and drain leakage current is suppressed
be able to.

【0032】なお、拡散層301,302はシリサイド
105,106によるゲート側のショットキー接合端よ
りも外側に形成されているため、短チャネル効果耐性を
劣化させることもない。また、これらの拡散層301,
302は、CoSi2 シリサイド形成後にソース側壁S
iO2 領域103とドレイン側壁SiO2 領域104の
さらに外側に側壁を形成した後に、Asなどの不純物を
イオン注入することによって形成すればよい。
Since the diffusion layers 301 and 302 are formed outside the gate-side Schottky junction ends of the silicides 105 and 106, the short channel effect resistance does not deteriorate. In addition, these diffusion layers 301,
302 denotes a source side wall S after forming CoSi 2 silicide.
After the sidewalls are formed further outside the iO 2 region 103 and the drain sidewall SiO 2 region 104, they may be formed by ion-implanting impurities such as As.

【0033】(第4の実施形態)図8は、本発明の第4
の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリの基本構成を
示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号
を付して、その詳しい説明は省略する。
(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0034】本実施形態が、先に説明した第3の実施形
態と異なる点は、ソースn+ 拡散層401、ドレインn
+ 拡散層402が非対称に形成されている点である。即
ち、ソースn+ 拡散層401は第3の実施形態のソース
+ 拡散層301と同様にゲート側に隣接するショット
キー接合端を除く領域に形成されているが、ドレインn
+ 拡散層402はゲート側に隣接するのショットキー接
合端が内包されるように形成されている。
This embodiment is different from the third embodiment described above in that the source n + diffusion layer 401 and the drain n
The point is that the diffusion layer 402 is formed asymmetrically. That is, the source n + diffusion layer 401 is formed in a region excluding the Schottky junction end adjacent to the gate side similarly to the source n + diffusion layer 301 of the third embodiment, but the drain n +
+ Diffusion layer 402 is formed such that the Schottky junction end adjacent to the gate side is included.

【0035】本実施形態における拡散層401,402
も第2及び第3の実施形態と同様に、ドレインシリサイ
ド106との間のリーク電流を抑制する役割を有し、特
にドレインn+ 拡散層402の役割が重要である。即
ち、ドレインn+ 拡散層402がドレインシリサイド1
06を内包するように形成されるため、ドレイン・リー
ク電流をより確実に抑制することができる。
The diffusion layers 401 and 402 in the present embodiment
Similarly to the second and third embodiments, it also has a role of suppressing a leak current between the drain silicide 106 and the drain n + diffusion layer 402 is particularly important. That is, the drain n + diffusion layer 402 is the drain silicide 1
06, so that the drain leakage current can be suppressed more reliably.

【0036】なお、これらの拡散層401,402は、
CoSi2 シリサイド形成後にソース側壁SiO2 領域
103とドレイン側壁SiO2 領域104のさらに外側
に側壁を形成した後にAsなどの不純物をドレイン側か
ら斜めイオン注入することによって形成する。
Incidentally, these diffusion layers 401 and 402 are
After the formation of the CoSi 2 silicide, the sidewalls are formed further outside the source sidewall SiO 2 region 103 and the drain sidewall SiO 2 region 104, and then impurities such as As are obliquely ion-implanted from the drain side.

【0037】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、ソース・ドレイン
領域の両方にショットキー接合を形成したが、本発明は
ソース・ドレイン領域の一方にショットキー接合を形成
した場合についても同様に適用できる。また、ショット
キー接合を形成するためのシリサイド材料、ゲート材
料、その他各部の材料は、実施形態に何ら限定されるも
のではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。さら
に、図3〜図5に示した製造工程は本発明を何ら限定す
るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, the Schottky junction is formed in both the source and drain regions. However, the present invention can be similarly applied to the case where the Schottky junction is formed in one of the source and drain regions. Further, the silicide material, gate material, and other materials of each part for forming the Schottky junction are not limited to the embodiment and can be appropriately changed according to the specifications. Furthermore, the manufacturing steps shown in FIGS. 3 to 5 do not limit the present invention in any way, and can be appropriately changed according to specifications.

【0038】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。
In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ト
ランジスタのソース領域とドレイン領域の少なくとも一
方にショットキー接合を形成し、浮遊ゲートを基板の表
面方向に対してショットキー接合と一部重なるようにチ
ャネル領域に埋め込んで形成することにより、浮遊ゲー
トへの書き込み効率を高めることが、且つ短チャネル効
果耐性の向上をはかることができる。これにより、低消
費電力でかつ大容量の不揮発性半導体メモリを実現する
ことが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, a Schottky junction is formed in at least one of the source region and the drain region of a transistor, and the floating gate is connected to the Schottky junction with respect to the surface direction of the substrate. By being embedded in the channel region so as to partially overlap with each other, the efficiency of writing to the floating gate can be increased and the short channel effect resistance can be improved. This makes it possible to realize a large-capacity nonvolatile semiconductor memory with low power consumption.

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

【図1】第1の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリ
の基本構成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態における電子の書き込みの様子
を説明するための電子エネルギーバンドの概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an electron energy band for explaining a state of writing of electrons in the first embodiment.

【図3】第1の実施形態における製造工程を示す断面
図。
FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process in the first embodiment.

【図4】第1の実施形態における製造工程を示す断面
図。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process in the first embodiment.

【図5】第1の実施形態における製造工程を示す断面
図。
FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process in the first embodiment.

【図6】第2の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリ
の基本構成を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to a second embodiment.

【図7】第3の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリ
の基本構成を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to a third embodiment;

【図8】第4の実施形態に係わる不揮発性半導体メモリ
の基本構成を示す断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a basic configuration of a nonvolatile semiconductor memory according to a fourth embodiment.

【図9】従来技術による不揮発性半導体メモリの基本構
成を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a conventional nonvolatile semiconductor memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…p型Si基板 102,109,113…Si3 4 膜 103…ソース側壁SiO2 領域 104…ドレイン側壁SiO2 領域 105…ソースシリサイド(CoSi2 ) 106…ドレインシリサイド(CoSi2 ) 107…第1のゲート絶縁膜(SiO2 ) 108,112…多結晶Si膜 110…浮遊ゲート 111…第2のゲート絶縁膜(SiO2 ) 114…制御ゲート 201…埋め込みSiO2 層 301,401,901…ソースn+ 拡散層 302,402,902…ドレインn+ 拡散層101 ... p-type Si substrate 102,109,113 ... Si 3 N 4 film 103 ... source sidewall SiO 2 region 104 ... drain sidewall SiO 2 region 105 ... source silicide (CoSi 2) 106 ... drain silicide (CoSi 2) 107 ... first 1 gate insulating film (SiO 2 ) 108, 112 polycrystalline Si film 110 floating gate 111 second gate insulating film (SiO 2 ) 114 control gate 201 embedded SiO 2 layer 301, 401, 901 source n + diffusion layers 302, 402, 902... drain n + diffusion layers

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA31 AB08 AC01 AD13 AD15 AD70 AE02 AF10 5F083 EP13 EP23 EP62 EP67 ER03 ER06 GA01 HA02 JA35 JA39 5F101 BA13 BB05 BC01 BD03 BD05 BD30 BE05 BF10 5F110 BB08 CC01 DD05 DD12 DD13 EE09 EE27 EE32 FF02 FF23 GG02 GG12 GG22 HK05 HK40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 5F001 AA31 AB08 AC01 AD13 AD15 AD70 AE02 AF10 5F083 EP13 EP23 EP62 EP67 ER03 ER06 GA01 HA02 JA35 JA39 5F101 BA13 BB05 BC01 BD03 BD05 BD30 BE05 BF10 5F110 BB08 CC01 DD05 DD12 DD13EE32 EE32 FF02 FF23 GG02 GG12 GG22 HK05 HK40

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の表面領域に制御ゲートと浮遊
ゲートを有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを形
成してなる不揮発性半導体メモリであって、 前記トランジスタのソース領域とドレイン領域の少なく
とも一方にショットキー接合が形成され、前記浮遊ゲー
トは前記基板の表面方向に対して前記ショットキー接合
と一部重なるように、前記トランジスタのチャネル領域
に埋め込んで形成されていることを特徴とする不揮発性
半導体メモリ。
1. A nonvolatile semiconductor memory in which an insulated gate field effect transistor having a control gate and a floating gate is formed in a surface region of a semiconductor substrate, wherein at least one of a source region and a drain region of the transistor has a shot. A non-volatile semiconductor memory, wherein a key junction is formed, and the floating gate is formed so as to be embedded in a channel region of the transistor so as to partially overlap the Schottky junction with respect to a surface direction of the substrate. .
【請求項2】前記基板中に、前記トランジスタの形成領
域の底部に位置するように、埋め込み絶縁膜が形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体
メモリ。
2. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein a buried insulating film is formed in said substrate so as to be located at a bottom of said transistor formation region.
【請求項3】前記基板は第1導電型であり、前記ショッ
トキー接合は前記トランジスタのソース領域及びドレイ
ン領域の双方に形成され、前記トランジスタのゲート側
に隣接するショットキー接合端の少なくとも一方が前記
基板と接するように、ソース領域及びドレイン領域の一
部に第2導電型の領域が形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の不揮発性半導体メモリ。
3. The substrate is of a first conductivity type, the Schottky junction is formed in both a source region and a drain region of the transistor, and at least one of a Schottky junction end adjacent to a gate side of the transistor is formed. 2. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein a second conductivity type region is formed in a part of the source region and the drain region so as to be in contact with the substrate.
【請求項4】前記第2導電型の領域は前記トランジスタ
のソース領域とドレイン領域で非対称に形成され、且つ
第2導電型の領域の一方はゲート側に隣接するショット
キー接合端が内包されるように形成されていることを特
徴とする請求項3記載の不揮発性半導体メモリ。
4. The second conductivity type region is formed asymmetrically between a source region and a drain region of the transistor, and one of the second conductivity type regions includes a Schottky junction end adjacent to a gate side. 4. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 3, wherein the nonvolatile semiconductor memory is formed as described above.
【請求項5】シリコン基板の表面領域に制御ゲートと浮
遊ゲートを有する絶縁ゲート型電界効果トランジスタを
形成してなる不揮発性半導体メモリであって、 前記トランジスタのソース領域とドレイン領域にショッ
トキー接合を成すためのシリサイド層がそれぞれ形成さ
れ、前記浮遊ゲートは前記基板の表面方向に対して前記
ショットキー接合と一部重なるように、前記トランジス
タのチャネル領域に埋め込んで形成されていることを特
徴とする不揮発性半導体メモリ。
5. A nonvolatile semiconductor memory comprising an insulated gate field effect transistor having a control gate and a floating gate in a surface region of a silicon substrate, wherein a Schottky junction is formed in a source region and a drain region of the transistor. A silicide layer is formed, and the floating gate is embedded in a channel region of the transistor so as to partially overlap the Schottky junction with respect to a surface direction of the substrate. Non-volatile semiconductor memory.
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