JP2005184028A - Nonvolatile storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気的に消去及び書き込み可能な不揮発性記憶素子、そして当該不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路に関し、例えば非導電性の電荷トラップ膜を情報の保持領域として使用する不揮発性メモリ、更にはそのような不揮発性メモリをオンチップで備えるマイクロコンピュータもしくはデータプロセッサ等に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an electrically erasable and writable nonvolatile memory element, and a semiconductor integrated circuit having the nonvolatile memory element, for example, a nonvolatile memory using a nonconductive charge trapping film as an information holding region, Further, the present invention relates to a technique effective when applied to a microcomputer or a data processor having such a nonvolatile memory on-chip.
近年、データやプログラム構成するデータを記憶させるメモリ装置として、記憶するデータを所定の単位で一括して電気的に消去可能であり、かつ、データを電気的に書き込み可能な不揮発性記憶装置とされるフラッシュEEPROM(以下、フラッシュメモリという)が注目を集めている。フラッシュメモリは、電気的に消去及び書き込み可能な不揮発性記憶素子によってメモリセルが構成されており、一旦メモリセルに書き込まれたデータやプログラムを消去し、新たなデータやプログラムをメモリセルへ再度書き込み(プログラミング)する事が可能である。 In recent years, as a memory device for storing data and data constituting a program, a nonvolatile storage device capable of electrically erasing stored data collectively in a predetermined unit and electrically writing data can be used. Flash EEPROMs (hereinafter referred to as flash memories) are attracting attention. In flash memory, memory cells are composed of electrically erasable and writable nonvolatile memory elements. Data and programs once written in the memory cells are erased, and new data and programs are rewritten in the memory cells. (Programming) is possible.
従来、フラッシュメモリの電荷蓄積領域は、ポリシリコン膜から成り、電気的に周囲とは絶縁されたフローティングゲート内に電子を蓄積することにより行われていた。この電子蓄積動作、いわゆる書込み動作は、ホットエレクトロン注入が一般的であり、蓄積された電子をフローティングゲート外へ放出する消去動作は、ゲート酸化膜を通過するトンネル電流により行われている。書込みと消去を繰り返すと、ゲート酸化膜の内部にトラップ準位が形成され、基板とゲート酸化膜の界面のトラップ準位が増加する。特に、前者は電荷の保持特性、すなわち書換え後のリテンション特性を劣化させるという本質的な問題点があった。 Conventionally, a charge storage region of a flash memory has been performed by storing electrons in a floating gate made of a polysilicon film and electrically insulated from the surroundings. This electron accumulation operation, so-called write operation, is generally hot electron injection, and the erase operation for releasing the accumulated electrons to the outside of the floating gate is performed by a tunnel current passing through the gate oxide film. When writing and erasing are repeated, a trap level is formed inside the gate oxide film, and the trap level at the interface between the substrate and the gate oxide film increases. In particular, the former has an essential problem of deteriorating charge retention characteristics, that is, retention characteristics after rewriting.
上記問題点を解消する方法として、近年、EEPROMの電荷蓄積を非導電性の電荷トラップ膜を使用する方式が提案されている。例えば、米国特許第5,768,192号明細書、米国特許第5,966,603号明細書、米国特許第6,011,725号明細書、米国特許第6,180,538号明細書、及び、B.Eitanらによる” Can NROM, a 2-bit, Trapping Storage NVM Cell, Give a Real Challenge to Floating Gate Cell”, International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, 1999、に開示されている。例えば、米国特許第5,768,192号明細書には、図24にその断面図を示したようにシリコン酸化膜等の絶縁膜132、134で挟まれたシリコン窒化膜133、いわゆるONO(Oxide/Nitride/Oxide)構造の積層膜をゲート絶縁膜とし、ソース137に0V、ドレイン136とコントロールゲート135に適当な正電圧を印加してトランジスタをオンさせ、ドレイン136の近傍で発生するホットエレクトロンを注入し、上記シリコン窒化膜133中へ電子をトラップさせることにより書込みを行う方式である。この電荷蓄積方式は、連続した導電膜であるポリシリコン膜に電荷蓄積を行う方式に比較すると、シリコン窒化膜133中の電子トラップが非連続で離散的であるため、酸化膜132の一部にピンホール等の電荷漏洩パスが発生した場合においても、蓄積された電荷のすべてが消失されることがなく、リテンション特性が本質的に強固であるという特徴をもっている。
As a method for solving the above problems, a method of using a non-conductive charge trapping film for charge accumulation of an EEPROM has been proposed in recent years. For example, U.S. Patent No. 5,768,192, U.S. Patent No. 5,966,603, U.S. Patent No. 6,011,725, U.S. Patent No. 6,180,538, And B. Eitan et al., “Can NROM, a 2-bit, Trapping Storage NVM Cell, Give a Real Challenge to Floating Gate Cell”, International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, 1999. For example, in US Pat. No. 5,768,192, a
また、米国特許第6,011,725号明細書には、図25にその書込み方式を示したように、ホットエレクトロン注入の局在性を利用して、ドレイン136近傍とソース137の近傍との2個所の電荷蓄積を独立して制御することにより、2ビットの情報を1メモリセル内で実現する、いわゆる多値セル技術を開示している。
Further, in US Pat. No. 6,011,725, as shown in FIG. 25, the locality of hot electron injection is used to determine the vicinity of the
さらに、米国特許第5,966,603号明細書には、ONO膜の形成方法、例えば、基板上にON積層膜を形成した後、シリコン窒化膜上部を酸化することによりONO構造を形成すること、また、基板上にONO積層膜を形成した後に酸化工程を追加することによりシリコン窒化膜中に酸素を導入して、メモリセルのリテンション特性を向上すること、が開示されている。また、米国特許第6,180,538号明細書には、短時間気相成長法(Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition)により、ONO膜を形成する方法、酸化膜の堆積温度が700〜800℃であること、酸化膜の膜厚が5〜15nmであることが記述されている。 Further, US Pat. No. 5,966,603 discloses a method of forming an ONO film, for example, forming an ONO structure by forming an ON laminated film on a substrate and then oxidizing the upper portion of the silicon nitride film. In addition, it is disclosed that oxygen is introduced into a silicon nitride film by adding an oxidation process after an ONO laminated film is formed on a substrate, thereby improving the retention characteristics of the memory cell. Further, US Pat. No. 6,180,538 discloses a method for forming an ONO film by a rapid thermal chemical vapor deposition (Rapid Thermal Chemical Vapor Deposition), and an oxide film deposition temperature is 700 to 800 ° C. In addition, it is described that the thickness of the oxide film is 5 to 15 nm.
上記公知例では、シリコン窒化膜中にトラップされた電子を引抜く消去動作は、基板、ソース、あるいはドレイン側へのトンネル放出によるか、ソース、あるいはドレイン近傍からのホットホール注入による電荷の中和によって行われている。例えば、B.Eitanらによる” Can NROM, a 2-bit, Trapping Storage NVM Cell, Give a Real Challenge to Floating Gate Cell”, International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, 1999、によれば、ドレインへ7V、コントロールゲートへ−3V、ソースへ3Vを印加し、ドレイン近傍の基板内で発生するバンド間トンネル現象によるホットホールを、シリコン窒化膜中へ注入することにより消去動作を行っている。 In the above known example, the erase operation for extracting the electrons trapped in the silicon nitride film is performed by tunnel emission to the substrate, source, or drain side, or neutralization of charges by hot hole injection from the vicinity of the source or drain. Has been done by. For example, according to B. Eitan et al., “Can NROM, a 2-bit, Trapping Storage NVM Cell, Give a Real Challenge to Floating Gate Cell”, International Conference on Solid State Devices and Materials, Tokyo, 1999. The erase operation is performed by applying 7 V, −3 V to the control gate, and 3 V to the source, and injecting hot holes due to the interband tunneling phenomenon generated in the substrate near the drain into the silicon nitride film.
上述した動作方式が採用された従来のメモリセルにおいては、図26に模式的に例示されるように、幾つかの問題点のあることが本発明者により見出された。 The present inventor has found that there are some problems in the conventional memory cell employing the above-described operation method, as schematically illustrated in FIG.
第1の問題点は、ホットホール注入による消去動作において、消去動作で注入されるホールは、酸化膜132中を通過するため、一旦酸化膜132中で捕獲されると、ホールの移動度が小さいために、それがホールトラップとなって、書換え後のリテンション特性、即ち電荷保持特性を劣化させる要因となることである。
The first problem is that in the erasing operation by hot hole injection, the holes injected in the erasing operation pass through the
第2の問題点は、ホットホール注入による消去動作において、消去動作でのホール注入は、半導体基板131と酸化膜132との界面にトラップ準位を発生させ、サブスレッショルド特性を著しく劣化させ、オフ・リーク電流を増加させる。これは、消去状態のメモリセルの記憶情報を読み出す際のドレインリーク電流を増加させ、読み出しデータの反転不良、いわゆる読み出し不良を引起こす原因となる。
The second problem is that in the erasing operation by hot hole injection, the hole injection in the erasing operation generates a trap level at the interface between the
第3の問題点は、ホットホール注入による問題点を解消するために電子をトンネル電流で基板側へ放出しようとしても、窒化膜に捕獲されている電荷の分布中心が基板から離れているので充分な消去が難しい、ということである。要するに、所要の書き込み特性を得るには窒化膜に比較的多くの電子を保持させ、保持された電荷が容易に抜けないように、窒化膜には比較的厚い膜厚を要する。それ故に、トンネル電流による電子の基板放出には限界がある。 The third problem is that even if an electron is emitted to the substrate side by a tunnel current to solve the problem caused by hot hole injection, the distribution center of the charges trapped in the nitride film is sufficiently far from the substrate. It is difficult to erase. In short, in order to obtain the required write characteristics, the nitride film needs to have a relatively large thickness so that a relatively large number of electrons are held in the nitride film and the held charges are not easily released. Therefore, there is a limit to the electron emission from the substrate due to the tunnel current.
第4の問題点は、消去動作をホール注入ではなく、トンネル電流による基板131側への電子放出を行おうとするとき、新たに発生すると考えられる問題があることである。例えば、コントロールゲート135へ−10V、基板131へ+10Vを印加して、シリコン窒化膜中へ捕獲された電子を酸化膜132を介したトンネル電流で基板131側へ放出する場合、ドレイン136近傍の電子トラップが存在するシリコン窒化膜領域の直下の酸化膜132中よりも、ソース137近傍の電子トラップが存在しないシリコン窒化膜領域の直下の酸化膜132中へ注入されたホールの残存が顕著となる。この酸化膜中ホールの蓄積量は、書換えを繰り返すにしたがって増大し、ソース137近傍のチャネル領域のみを、部分的にディプリート状態(閾値電圧がデプレッション状態)としてしまう。この状態は、チャネル長が短くなった状態に対応しており、書換え回数によってメモリセルの諸特性、書込み特性、読み出し電流等が変動することになり、特性バラツキが大きく劣化することになる。
The fourth problem is that there is a problem that is newly generated when an erase operation is not performed by hole injection but electron emission to the
本発明の目的は、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する消去動作のような電子放出動作をトンネルによって行ってもゲート絶縁膜に電子が不消耗に残存する事態を阻止することができる不揮発性記憶素子及び半導体集積回路を提供することにある。 An object of the present invention is to prevent a situation in which electrons remain unconsumably in a gate insulating film even when an electron emission operation such as an erasing operation for a nonvolatile memory element using an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention is performed by a tunnel. It is an object to provide a nonvolatile memory element and a semiconductor integrated circuit that can be blocked.
本発明の別の目的は、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する消去動作のような電子放出動作をFNトンネルによって行っても、チャネル領域の一部に片寄って正孔が蓄積して特性劣化を生ずる事態を防止することができる不揮発性記憶素子及び半導体集積回路を提供することにある。 Another object of the present invention is that even if an electron emission operation such as an erasing operation for a nonvolatile memory element using an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention is performed by an FN tunnel, the channel region is slightly offset. It is an object of the present invention to provide a nonvolatile memory element and a semiconductor integrated circuit that can prevent a situation in which holes accumulate and cause characteristic deterioration.
本発明の更に別の目的は、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子において電子の放出にホットエレクトロン注入を行わなくても済み、これにより、書き換え後の電荷保持特性の劣化、書き換えに起因するサブスレッショルドリーク電流の増加を、抑止若しくは緩和することができる不揮発性記憶素子及び半導体集積回路を提供することにある。 Still another object of the present invention is to eliminate the need for hot electron injection for electron emission in a nonvolatile memory element that uses an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention. An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory element and a semiconductor integrated circuit capable of suppressing or mitigating an increase in subthreshold leakage current due to deterioration and rewriting.
本発明のその他の目的は、絶縁性の電荷トラップ膜を電荷蓄積領域として用いる不揮発性メモリセルのチップ占有面積を縮小させることが容易な不揮発性記憶素子を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a nonvolatile memory element that can easily reduce the chip occupation area of a nonvolatile memory cell that uses an insulating charge trapping film as a charge storage region.
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。 The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
〔1〕本発明に係る不揮発性記憶素子は、半導体領域(1)に夫々形成されたソース領域(8)、ドレイン領域(7)及びそれらの間のチャネル領域(9)と、前記チャネル領域の上に設けられた第1絶縁膜(2)と、前記第1絶縁膜の上に設けられた半導体膜(3)と、前記半導体膜の上に設けられた第2絶縁膜(4)と、前記第2絶縁膜の上に設けられた第3絶縁膜(5)と、前記第3絶縁膜の上に設けられたゲート電極(6)とを有する。前記第2絶縁膜のトラップ密度は前記第1絶縁膜及び第3絶縁膜の夫々のトラップ密度よりも高い。前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部のトラップ密度は前記第2絶縁膜のトラップ密度よりも高い。トラップに捕獲された電子は前記第1絶縁膜を介してトンネル放出される。 [1] A nonvolatile memory element according to the present invention includes a source region (8), a drain region (7) formed in a semiconductor region (1), a channel region (9) therebetween, and the channel region. A first insulating film (2) provided thereon, a semiconductor film (3) provided on the first insulating film, a second insulating film (4) provided on the semiconductor film, A third insulating film (5) provided on the second insulating film; and a gate electrode (6) provided on the third insulating film. The trap density of the second insulating film is higher than the trap density of each of the first insulating film and the third insulating film. The trap density at the interface between the semiconductor film and the second insulating film is higher than the trap density of the second insulating film. Electrons trapped in the trap are tunneled through the first insulating film.
上記不揮発性記憶素子においては、前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部に形成されるエネルギ準位の深いトラップ(界面トラップ)による電荷保持機能が追加されているから、従来より情報記憶のための電荷保持を担っている第2絶縁膜を薄膜化することができる。薄膜化によっても記憶素子全体として必要な量の電子を保持することは保証される。第2絶縁膜及びその界面部に捕獲された電子をトンネル放出するとき、第2絶縁膜が薄膜化されているので、第2絶縁膜のバルク中のトラップに捕獲されている電子は容易に前記半導体膜に到達し、当該半導体膜及び第1絶縁膜をトンネル電流として流れて放出される。第2絶縁膜と半導体膜の界面部に捕獲されている電子はそのトラップ準位に抗する電界により半導体膜にデトラップされ、デトラップされた電子は半導体膜から第1絶縁膜をトンネル電流として流れて放出される。前記半導体領域と第2絶縁膜との界面部はトンネル電流を流す第1絶縁膜寄りに形成されているので、そこに捕獲されている電子は前記トンネル放出に際して第2絶縁膜を通過することを要しない。仮にそのような界面準位をゲート電極側に形成して機能させる場合と比べれば、本発明手段は消去動作のような電子放出動作が容易である。 In the nonvolatile memory element, since a charge holding function by a trap having a deep energy level (interface trap) formed at the interface between the semiconductor film and the second insulating film is added, information storage is conventionally performed. Therefore, it is possible to reduce the thickness of the second insulating film that is responsible for charge retention. Even with the thin film, it is guaranteed that the memory element as a whole retains a necessary amount of electrons. When the electrons trapped in the second insulating film and its interface are tunneled, the second insulating film is thinned, so the electrons trapped in the traps in the bulk of the second insulating film can be easily The semiconductor film reaches the semiconductor film and flows through the semiconductor film and the first insulating film as a tunnel current and is emitted. The electrons trapped at the interface between the second insulating film and the semiconductor film are detrapped by the electric field against the trap level, and the detrapped electrons flow from the semiconductor film as a tunnel current through the first insulating film. Released. Since the interface between the semiconductor region and the second insulating film is formed close to the first insulating film through which a tunnel current flows, the electrons trapped therein pass through the second insulating film during the tunnel emission. I don't need it. Compared with the case where such an interface state is formed on the gate electrode side to function, the means of the present invention can easily perform an electron emission operation such as an erase operation.
したがって、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する消去動作のような電子放出動作をトンネル効果によって行っても第2絶縁膜に電子が不消耗に残存する事態を阻止することができる。 Therefore, even when an electron emission operation such as an erasing operation for a nonvolatile memory element using an insulating film such as a silicon nitride film for charge holding is performed by the tunnel effect, a situation in which electrons are not consumed in the second insulating film is prevented. be able to.
消去動作では、チャネル領域側からのホットホール注入を行う必要がないから、ホットホール注入による問題点をことごとく解消することができる。第1に、チャネル領域上の第1絶縁膜中にホールトラップが発生するのを抑制できる。第2に、チャネル領域と第1絶縁膜との界面準位の発生に起因するサブスレッショルド特性の劣化を生ずることもない。したがって、書き込み特性及び読み出し特性の劣化を防止することができる。更に、サブスレッショルドリークが低減されて低消費電力に寄与する。 In the erasing operation, it is not necessary to perform hot hole injection from the channel region side, so that all the problems caused by hot hole injection can be solved. First, generation of hole traps in the first insulating film on the channel region can be suppressed. Second, the subthreshold characteristic is not deteriorated due to the generation of the interface state between the channel region and the first insulating film. Accordingly, it is possible to prevent the deterioration of the write characteristics and the read characteristics. Furthermore, subthreshold leakage is reduced, contributing to low power consumption.
さらに、情報記憶の為に主体的に電子を保持する前記半導体膜と前記第2絶縁膜との間の界面部のトラップに捕獲された電子は、絶縁体ではない半導体膜にデトラップされ、デトラップされた電子は半導体膜内で自由電子の如く振る舞う。ホットエレクトロン注入による書き込みではドレイン近傍の界面トラップに電子が捕獲されていても、デトラップされた電子がドレイン近傍に集中せず、ソース近傍の第1絶縁膜にホールが残存することもない。この点でも不揮発性記憶素子における書き込み、読み出しの特性劣化が防止される。 Furthermore, the electrons trapped in the trap at the interface between the semiconductor film and the second insulating film, which mainly hold electrons for information storage, are detrapped and detrapped in the semiconductor film that is not an insulator. The electrons behave like free electrons in the semiconductor film. In writing by hot electron injection, even if electrons are trapped in an interface trap near the drain, the detrapped electrons are not concentrated near the drain, and holes do not remain in the first insulating film near the source. Also in this respect, deterioration of the writing and reading characteristics in the nonvolatile memory element is prevented.
上記不揮発性記憶素子において、電子の注入を行う場合には、例えば、前記ドレイン領域及び前記ゲート電極に、ソース領域に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記チャネル領域をオンさせ、前記ドレイン領域の近傍で発生するホットエレクトロンにより前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部及び前記第2絶縁膜に電子を捕獲させる。また、電子のトンネル放出を行う場合、例えば、前記半導体領域に、前記ゲート電極に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部及び前駆第2絶縁膜に捕獲されている電子を、前記第1絶縁膜を介してトンネル電流として引き抜く。 In the nonvolatile memory element, when electrons are injected, for example, a potential higher than a potential applied to a source region is applied to the drain region and the gate electrode to turn on the channel region, and Electrons are captured by the second insulating film and the interface between the semiconductor film and the second insulating film by hot electrons generated in the vicinity of the drain region. Further, when electron tunneling is performed, for example, a potential higher than the potential applied to the gate electrode is applied to the semiconductor region, and the interface portion between the semiconductor film and the second insulating film and the precursor second The electrons trapped in the insulating film are extracted as a tunnel current through the first insulating film.
望ましい形態として、前記半導体膜と前記第2絶縁膜との間の界面のトラップ密度は前記第2絶縁膜と前記第3絶縁膜との間の界面部のトラップ密度よりも高いのがよい。また、前記半導体膜の膜厚は前記第2絶縁膜の膜厚よりも薄いのがよい。 As a desirable mode, the trap density at the interface between the semiconductor film and the second insulating film is preferably higher than the trap density at the interface between the second insulating film and the third insulating film. The semiconductor film may be thinner than the second insulating film.
一つの具体的な形態として、前記第1絶縁膜をシリコン酸化膜、前記半導体膜をシリコン膜、前記第2絶縁膜をシリコン窒化膜、前記第3絶縁膜をシリコン酸化膜としてよい。また、前記第1絶縁膜をシリコン酸化膜、前記半導体膜をシリコン膜、前記第2絶縁膜を金属酸化膜、前記第3絶縁膜をシリコン酸化膜としている。前記シリコン膜はポリシリコン膜である。望ましい形態として、前記ポリシリコン膜は不純物が導入されている。前記ポリシリコン膜に代えて、絶縁膜中にポリシリコン粒子(88)が分散された膜を、前記シリコン膜として採用してもよい。 As one specific form, the first insulating film may be a silicon oxide film, the semiconductor film may be a silicon film, the second insulating film may be a silicon nitride film, and the third insulating film may be a silicon oxide film. The first insulating film is a silicon oxide film, the semiconductor film is a silicon film, the second insulating film is a metal oxide film, and the third insulating film is a silicon oxide film. The silicon film is a polysilicon film. As a desirable mode, impurities are introduced into the polysilicon film. Instead of the polysilicon film, a film in which polysilicon particles (88) are dispersed in an insulating film may be adopted as the silicon film.
〔2〕本発明に係る半導体集積回路は、半導体領域(1)に形成されたソース領域(8)とドレイン領域(9)の間のチャネル領域(9)の上に、第1絶縁膜(2)、前記第1絶縁膜の上に設けられた半導体膜(3)、前記半導体膜の上に設けられた第2絶縁膜(4)、前記第2絶縁膜の上に設けられた第3絶縁膜(5)、及び前記第3絶縁膜の上に設けられたゲート電極(6)が形成された不揮発性記憶素子を複数個有するメモリアレイと、電子の注入と前記第1絶縁膜を介する電子のトンネル放出とにより前記不揮発性記憶素子の閾値電圧を制御するメモリ制御回路とを備える。前記第2絶縁膜のトラップ密度は前記第1絶縁膜及び第3絶縁膜の夫々のトラップ密度よりも高い。前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部トラップ密度は前記第2絶縁膜のトラップ密度よりも高い。 [2] A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a first insulating film (2) on a channel region (9) between a source region (8) and a drain region (9) formed in a semiconductor region (1). ), A semiconductor film (3) provided on the first insulating film, a second insulating film (4) provided on the semiconductor film, and a third insulation provided on the second insulating film. A memory array having a plurality of nonvolatile memory elements each having a film (5) and a gate electrode (6) provided on the third insulating film; and electron injection and electrons passing through the first insulating film And a memory control circuit for controlling a threshold voltage of the nonvolatile memory element by the tunnel emission. The trap density of the second insulating film is higher than the trap density of each of the first insulating film and the third insulating film. The interface portion trap density between the semiconductor film and the second insulating film is higher than the trap density of the second insulating film.
この半導体集積回路は不揮発性メモリ、或は不揮発性メモリをオンチップで備えるデータプロセッサなどとされる。この半導体集積回路は前記項目〔1〕で説明した不揮発性記憶素子によって得られる作用効果を奏する。 This semiconductor integrated circuit is a non-volatile memory or a data processor having a non-volatile memory on-chip. This semiconductor integrated circuit exhibits the effects obtained by the nonvolatile memory element described in item [1].
望ましい一形態として、前記ゲート電極が共通化されて延在する方向に隣接する複数の不揮発性記憶素子の半導体膜を、互に一体に形成するのがよい。仮にメモリセル単位で半導体膜を分断する場合には、不揮発性記憶素子間に少なくとも最小加工寸法分の間隔が必要になり、チップ占有面積が増える。この点において、メモリアレイのチップ占有面積低減、もしくは記憶容量増大に寄与することができる。更に、消去動作でデトラップされた電子は複数の不揮発性記憶素子間で共通の半導体膜中を移動でき、デトラップされた電子のトンネル放出を、共通化されたゲート電極単位で行うことにより、不揮発性記憶素子間の消去特性のばらつきを低減することができる。 As a desirable mode, it is preferable to integrally form semiconductor films of a plurality of non-volatile memory elements adjacent to each other in the direction in which the gate electrodes are shared and extend. If the semiconductor film is divided in units of memory cells, an interval of at least the minimum processing dimension is required between the nonvolatile memory elements, and the chip occupation area increases. In this respect, it is possible to contribute to a reduction in the area occupied by the chip of the memory array or an increase in the storage capacity. Furthermore, electrons detrapped by the erase operation can move in a common semiconductor film among a plurality of nonvolatile memory elements, and tunnel emission of the detrapped electrons is performed in units of a common gate electrode, thereby making it nonvolatile. Variation in erasing characteristics between memory elements can be reduced.
具体的な形態として、前記メモリ制御回路は、電子の注入動作の指示に応答して、ドレイン領域及び前記ゲート電極に、ソース領域に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記チャネル領域をオンさせ、前記ドレイン領域の近傍で発生するホットエレクトロンにより前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部及び前記第2絶縁膜に電子を捕獲させる。また、前記メモリ制御回路は、電子のトンネル放出動作の指示に応答して、前記半導体領域に、前記ゲート電極に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記半導体膜と前記第2絶縁膜との界面部及び前駆第2絶縁膜に捕獲されている電子を、前記第1絶縁膜中を介してトンネル電流として引き抜く。 As a specific form, the memory control circuit applies a potential higher than a potential applied to the source region to the drain region and the gate electrode in response to an instruction of an electron injection operation, thereby The electrons are turned on, and electrons are captured by the interface between the semiconductor film and the second insulating film and the second insulating film by hot electrons generated in the vicinity of the drain region. The memory control circuit applies a potential higher than a potential applied to the gate electrode to the semiconductor region in response to an instruction of an electron tunneling emission operation, so that the semiconductor film and the second insulating film The electrons trapped in the interface portion and the precursor second insulating film are extracted as a tunnel current through the first insulating film.
前記半導体領域は、半導体基板上に形成された第3絶縁膜(42)上に形成してよい。要するに、前記不揮発性記憶素子のデバイス構造としてTFT(Thin Film Transistor)構造を採用することが可能である。このとき、前記半導体領域は例えばシリコン膜で形成すればよい。そこに形成されるソース・ドレイン領域には例えばn型不純物が導入され、チャネル領域には例えばp型不純物が導入される。TFT構造を採用するときの一つの望ましい形態として、前記第3絶縁膜の半導体基板(41)内に共通ソース配線領域(54)を形成し、前記共通ソース配線領域を、前記第3絶縁膜に形成した接続孔(53H)を介して前記複数個のメモリセルのソース領域に接続する。前記接続孔は、前記第3絶縁膜を前記ゲート電極の側壁に形成されたサイドウォールスペーサ(52)に対して自己整合的に除去することにより形成することが可能である。 The semiconductor region may be formed on a third insulating film (42) formed on the semiconductor substrate. In short, it is possible to adopt a TFT (Thin Film Transistor) structure as the device structure of the nonvolatile memory element. At this time, the semiconductor region may be formed of a silicon film, for example. For example, n-type impurities are introduced into the source / drain regions formed therein, and p-type impurities are introduced into the channel region. As one desirable mode when adopting the TFT structure, a common source wiring region (54) is formed in the semiconductor substrate (41) of the third insulating film, and the common source wiring region is formed on the third insulating film. The connection is made to the source regions of the plurality of memory cells through the formed connection holes (53H). The connection hole can be formed by removing the third insulating film in a self-aligned manner with respect to a sidewall spacer (52) formed on the side wall of the gate electrode.
〔3〕上記不揮発性記憶素子はポリシリコン膜等の半導体膜と窒化シリコン膜などの第2絶縁膜との界面準位を利用した。別の態様として、チャネル領域の上の第1絶縁膜にシリコン窒化膜を設け、このシリコン窒化膜の第1絶縁膜寄りの部分をシリコンリッチな組成とする。具体的には、不揮発性記憶素子は、半導体領域に夫々形成されたソース領域(8)、ドレイン領域(7)及びそれらの間のチャネル領域(9)と、前記チャネル領域の上に設けられた第1絶縁膜(2)と、前記第1絶縁膜の上に設けられた第2絶縁膜(90)と、前記第2絶縁膜の上に設けられた第3絶縁膜(5)と、前記第3絶縁膜の上に設けられたゲート電極(6)とを有する。前記第2絶縁膜は第3絶縁膜寄り(90B)よりも第1絶縁膜寄り(90A)の方がSi/Nの値が大きくされたシリコン窒化膜である。前記第2絶縁膜のトラップ密度は前記第1絶縁膜及び第3絶縁膜の夫々のトラップ密度よりも高い。トラップに捕獲された電子は前記第1絶縁膜を介してトンネル放出される。 [3] The nonvolatile memory element utilizes an interface state between a semiconductor film such as a polysilicon film and a second insulating film such as a silicon nitride film. As another aspect, a silicon nitride film is provided on the first insulating film above the channel region, and a portion of the silicon nitride film near the first insulating film has a silicon-rich composition. Specifically, the nonvolatile memory element is provided on the channel region, the source region (8), the drain region (7) and the channel region (9) therebetween formed in the semiconductor region, respectively. A first insulating film (2), a second insulating film (90) provided on the first insulating film, a third insulating film (5) provided on the second insulating film, And a gate electrode (6) provided on the third insulating film. The second insulating film is a silicon nitride film in which the value of Si / N is increased closer to the first insulating film (90A) than to the third insulating film (90B). The trap density of the second insulating film is higher than the trap density of each of the first insulating film and the third insulating film. Electrons trapped in the trap are tunneled through the first insulating film.
前記シリコン窒化膜のシリコンリッチな部分(90A)は前記項目〔1〕で説明した前記半導体膜(ポリシリコン膜)と第2絶縁膜(シリコン窒化膜)との界面におけるトラップの機能を代替するものと位置付けることができ、基本的にはそれと同様の作用効果を奏する。 The silicon-rich portion (90A) of the silicon nitride film replaces the trap function at the interface between the semiconductor film (polysilicon film) and the second insulating film (silicon nitride film) described in item [1]. Basically, it has the same effect as that.
〔4〕上記半導体膜と絶縁膜との界面準位を利用する発明と実質同一観点の発明として、半導体集積回路は、半導体領域のチャネル領域(9)の上に形成された第1絶縁膜(2)と、前記第1絶縁膜の上に形成された中間膜(3)と、前記中間膜の上に形成された非導電性の電荷トラップ膜(4)と、前記電荷トラップ膜の上に形成された第2絶縁膜(5)と、前記第2絶縁膜の上に形成されたゲート電極(6)と、を有する不揮発性記憶素子を備える。前記電荷トラップ膜のトラップ密度は、前記第1絶縁膜及び第2絶縁膜の夫々のトラップ密度よりも高い。前記中間膜と前記電荷トラップ膜との界面部のトラップ密度は、前記電荷トラップ膜と前記第2絶縁膜との界面部のトラップ密度より高く、且つ、前記電荷トラップ膜のトラップ密度よりも高い。前記不揮発性記憶素子は、注入された電子を前記トラップに捕獲することで情報の書き込みが行われ、前記トラップに捕獲された電子を前記第1絶縁膜を介してトンネル放出させることで情報の消去が行われる。 [4] As an invention of substantially the same viewpoint as the invention using the interface state between the semiconductor film and the insulating film, the semiconductor integrated circuit includes a first insulating film (on the channel region (9) of the semiconductor region ( 2), an intermediate film (3) formed on the first insulating film, a non-conductive charge trap film (4) formed on the intermediate film, and on the charge trap film A non-volatile memory element having a second insulating film (5) formed and a gate electrode (6) formed on the second insulating film is provided. The trap density of the charge trapping film is higher than the trap density of each of the first insulating film and the second insulating film. The trap density at the interface between the intermediate film and the charge trap film is higher than the trap density at the interface between the charge trap film and the second insulating film and higher than the trap density of the charge trap film. In the nonvolatile memory element, information is written by trapping injected electrons in the trap, and information is erased by tunneling emission of electrons trapped in the trap through the first insulating film. Is done.
シリコン窒化膜の一部をシリコンリッチとしてトラップ密度を上げた発明と実質同一観点の発明として、半導体集積回路は、半導体領域のチャネル領域(9)の上に形成された第1絶縁膜(2)と、前記第1絶縁膜の上に形成された第2絶縁膜(90)と、前記第2絶縁膜の上に形成された第3絶縁膜(5)と、前記第3絶縁膜の上に形成されたゲート電極(6)とを有する不揮発性記憶素子を備える。前記第2絶縁膜のトラップ密度は前記第1絶縁膜及び第3絶縁膜の夫々のトラップ密度よりも高い。前記第2絶縁膜のトラップ密度は第3絶縁膜寄り(90B)よりも第1絶縁膜寄り(90A)の方が高い。前記不揮発性記憶素子は、注入された電子をトラップに捕獲することで情報の書き込みが行われ、トラップに捕獲された電子を前記第1絶縁膜を介してトンネル放出させることで情報の消去が行われる。 As an invention substantially the same as the invention in which a part of the silicon nitride film is silicon-rich to increase the trap density, the semiconductor integrated circuit includes a first insulating film (2) formed on the channel region (9) of the semiconductor region. A second insulating film (90) formed on the first insulating film, a third insulating film (5) formed on the second insulating film, and on the third insulating film A non-volatile memory element having a gate electrode (6) formed is provided. The trap density of the second insulating film is higher than the trap density of each of the first insulating film and the third insulating film. The trap density of the second insulating film is higher near the first insulating film (90A) than near the third insulating film (90B). In the nonvolatile memory element, information is written by trapping the injected electrons in the trap, and information is erased by tunneling the electrons trapped in the trap through the first insulating film. Is called.
〔5〕上記半導体膜と絶縁膜との界面準位を利用する本発明の別の観点による不揮発性記憶素子は、半導体領域に夫々形成されたソース領域(8)、ドレイン領域(7)及びそれらの間のチャネル領域(9)と、前記チャネル領域の上に設けられたゲート絶縁膜(10)と、前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極(6)とを有する。前記ゲート絶縁膜は、第1絶縁膜(2)、前記第1絶縁膜の上に設けられた半導体膜(3)、前記半導体膜の上に設けられたシリコン窒化膜(4)、及び前記シリコン窒化膜の上に設けられた第2絶縁膜(5)から成る。ホットエレクトロン注入により前記ゲート絶縁膜に捕獲された電子が前記第1絶縁膜を介してトンネル放出可能にされる。 [5] The nonvolatile memory element according to another aspect of the present invention using the interface state between the semiconductor film and the insulating film includes a source region (8), a drain region (7) formed in the semiconductor region, and those A channel region (9) between the gate insulating film, a gate insulating film (10) provided on the channel region, and a gate electrode (6) provided on the gate insulating film. The gate insulating film includes a first insulating film (2), a semiconductor film (3) provided on the first insulating film, a silicon nitride film (4) provided on the semiconductor film, and the silicon It consists of a second insulating film (5) provided on the nitride film. Electrons trapped in the gate insulating film by hot electron injection can be tunneled through the first insulating film.
この観点ではトラップ密度について積極的な言及はないが、半導体膜とシリコン窒化膜の組み合わせが明言されているから、その界面で深い界面準位が形成され、当該界面準位はトンネル放出先である半導体領域寄りとされ、これにより、上記同様に、従来より情報記憶のための電荷保持を担っているシリコン窒化膜を薄膜化することができ、消去動作のような電子放出動作をトンネル効果によって行ってもシリコン窒化膜に電子が不消耗に残存する事態を阻止することができる。そして、チャネル領域側からのホットホール注入を行う必要がないから、チャネル領域上の第1絶縁膜中にホールトラップが発生するのを抑制でき、チャネル領域と第1絶縁膜との界面準位の発生に起因するサブスレッショルド特性の劣化を生ずることもない。さらに、デトラップされた電子がドレイン近傍に集中せず、ソース近傍の第1絶縁膜にホールが残存することもない。 From this point of view, there is no positive mention of the trap density, but since the combination of the semiconductor film and the silicon nitride film is clearly stated, a deep interface state is formed at the interface, and the interface state is the tunnel emission destination. As described above, the silicon nitride film that has been responsible for charge storage for information storage can be made thinner as described above, and the electron emission operation such as the erase operation is performed by the tunnel effect. However, it is possible to prevent a situation in which electrons remain in the silicon nitride film without being consumed. Since it is not necessary to perform hot hole injection from the channel region side, generation of hole traps in the first insulating film on the channel region can be suppressed, and the interface state between the channel region and the first insulating film can be suppressed. The subthreshold characteristic is not deteriorated due to the occurrence. Further, the detrapped electrons do not concentrate near the drain, and no holes remain in the first insulating film near the source.
上記においてシリコン窒化膜に代えて、5酸化タンタル膜、チタン酸化膜等の、高誘電率の金属酸化膜を採用しても同様である。 The same applies to the case where a metal oxide film having a high dielectric constant such as a tantalum pentoxide film or a titanium oxide film is employed instead of the silicon nitride film.
シリコンリッチな部分を有するシリコン窒化膜を利用する本発明の別の観点による不揮発性記憶素子は、半導体領域(1)に夫々形成されたソース領域(8)、ドレイン領域(7)及びそれらの間のチャネル領域(9)と、前記チャネル領域の上に設けられたゲート絶縁膜(10A)と、前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極(6)とを有する。前記ゲート絶縁膜は、第1絶縁膜(2)、前記第1絶縁膜の上に設けられたシリコン窒化膜(90)、前記シリコン窒化膜の上に設けられた第2絶縁膜(5)から成る。前記シリコン窒化膜は第2絶縁膜寄り(90B)よりも第1絶縁膜寄り(90A)の方がSi/Nの値が大きくされる。不揮発性記憶素子は、ホットエレクトロン注入により前記ゲート絶縁膜に捕獲された電子が前記第1絶縁膜を介してトンネル放出可能にされる。この観点においてもトラップ密度について積極的な言及はないが、半導体領域にシリコンリッチな部分を臨ませたシリコン窒化膜を利用することが明言されているから、そのシリコンリッチな部分のトラップ密度が相対的に高くなり、これにより、上記同様の作用効果を奏する。 A non-volatile memory element according to another aspect of the present invention using a silicon nitride film having a silicon-rich portion includes a source region (8), a drain region (7) formed in the semiconductor region (1), and a portion therebetween. Channel region (9), a gate insulating film (10A) provided on the channel region, and a gate electrode (6) provided on the gate insulating film. The gate insulating film includes a first insulating film (2), a silicon nitride film (90) provided on the first insulating film, and a second insulating film (5) provided on the silicon nitride film. Become. The silicon nitride film has a larger Si / N value closer to the first insulating film (90A) than to the second insulating film (90B). In the nonvolatile memory element, electrons trapped in the gate insulating film by hot electron injection can be tunneled through the first insulating film. From this point of view, there is no positive mention of the trap density, but since it is clearly stated that a silicon nitride film with a silicon-rich part facing the semiconductor region is used, the trap density of the silicon-rich part is relative. As a result, the same effect as described above is obtained.
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
トンネル放出側の絶縁膜寄りに半導体膜とシリコン窒化膜のような絶縁膜による界面準位を形成し、これに情報記憶のための電荷保持の主体を担わせ、シリコン窒化膜のような絶縁膜の薄膜化を可能にした。これにより、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する消去動作のような電子放出動作をトンネルによって行ってもゲート絶縁膜に電子が不消耗に残存する事態を阻止することができる。 An interface state is formed by an insulating film such as a semiconductor film and a silicon nitride film near the insulating film on the tunnel emission side, and this is responsible for charge retention for information storage, and an insulating film such as a silicon nitride film Made it possible to reduce the film thickness. This prevents a situation in which electrons remain in the gate insulating film even when an electron emitting operation such as an erasing operation for a nonvolatile memory element using an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention is performed by a tunnel. Can do.
シリコン窒化膜のような絶縁膜と界面準位を形成する膜は絶縁膜でなく半導体膜であるから、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する消去動作のような電子放出動作をトンネルによって行っても、チャネル領域の一部に片寄って正孔が蓄積して特性劣化を生ずる事態を防止することができる。 Since an insulating film such as a silicon nitride film that forms an interface state is not an insulating film but a semiconductor film, an electron such as an erase operation for a nonvolatile memory element that uses an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention Even if the emission operation is performed by a tunnel, it is possible to prevent a situation in which holes accumulate in a part of the channel region and cause characteristic deterioration.
保持電子の放出にホットホール注入を行わずに済むから、シリコン窒化膜などの絶縁膜を電荷保持に用いる不揮発性記憶素子に対する書き換え後の電荷保持特性の劣化、書き換えに起因するサブスレッショルドリーク電流の増加を抑止することができる。 Since it is not necessary to inject hot holes to release retained electrons, the deterioration of charge retention characteristics after rewriting of a nonvolatile memory element using an insulating film such as a silicon nitride film for charge retention, and the subthreshold leakage current caused by rewriting Increase can be suppressed.
前記界面準位を形成する半導体膜やシリコン窒化膜のような絶縁膜をゲート電極方向に一体化したりすることにより、非導電性の電荷トラップ膜を電荷蓄積領域として用いる不揮発性メモリのセル面積の縮小化が可能になる。 By integrating an insulating film such as a semiconductor film or silicon nitride film that forms the interface state in the direction of the gate electrode, the cell area of a nonvolatile memory that uses a non-conductive charge trapping film as a charge storage region can be reduced. Reduction is possible.
《半導体膜と窒化膜を持つ第1のメモリセル構造》
図1には半導体膜と窒化膜を持つ第1の基本的なメモリセル構造が縦断面で例示される。同図に示される不揮発性メモリセルMC1は、半導体領域例えばp型半導体領域1内にn型ソース領域8、n型ドレイン領域7及びそれら該ソース領域8と該ドレイン領域7に挟まれたチャネル領域9を有する。そして、前記チャネル領域9の上に設けられたゲート絶縁膜10、及びゲート絶縁膜10の上の設けられた導電膜によるゲート電極(単にコントロールゲートとも記す)6を有する。ゲート絶縁膜10は、第1絶縁膜例えばシリコン酸化膜2、該第1絶縁膜2の上に設けられた半導体膜例えばシリコン膜であるポリシリコン膜3、該半導体膜3の上に設けられた第2絶縁膜絶例えば非導電性の電荷トラップ膜としてのシリコン窒化膜4、前記シリコン窒化膜4の上に設けられた第3絶縁膜例えばシリコン酸化膜5によって構成される。前記チャネル領域9とは導電チャネルが形成可能にされる領域を意味する。
<< First Memory Cell Structure Having Semiconductor Film and Nitride Film >>
FIG. 1 illustrates a first basic memory cell structure having a semiconductor film and a nitride film in a longitudinal section. The nonvolatile memory cell MC1 shown in FIG. 1 includes an n-
前記シリコン窒化膜5のトラップ密度は前記シリコン酸化膜2,5の夫々のトラップ密度よりも高い。前記ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面部のトラップ密度は前記シリコン窒化膜4のトラップ密度よりも高い。
The trap density of the
特に制限されないが、コントロールゲート6は濃度3×1020/cm3のリンがドープされた膜厚100nmのポリシリコン膜で構成される。特に制限されないが、前記シリコン酸化膜2は膜厚5nm、前記ポリシリコン膜3は濃度3×1020/cm3のリンがイオン打ち込みされた膜厚4nm、シリコン窒化膜4は膜厚5nm、シリコン酸化膜5は膜厚5nmとされる。上記ゲート絶縁膜10の実効膜厚はシリコン酸化膜換算で13.5nmである。図24で説明した従来のONO(酸化膜・窒化膜・酸化膜)構造のゲート絶縁膜は、例えば、順次5nmのシリコン酸化膜、10nmのシリコン窒化膜、5nmのシリコン酸化膜とされ、実効膜厚はシリコン酸化膜換算で15nmである。本発明に係るメモリセルではシリコン窒化膜4は従来に比べて半減され、また、ポリシリコン膜3はシリコン窒化膜4よりも薄くされている。なお、コントロールゲート6は、ポリシリコン膜3と、ポリシリコン膜3上に形成された、シリサイド膜又は高融点金属との積層膜で構成しても良い。なお、特に制限されないが、コントロールゲート6は、ワード線WLに一体に形成される。
Although not particularly limited, the
図2には図1の不揮発性メモリセルの詳細な構造を平面図で例示する。メモリセルの活性領域11が横方向にライン・アンド・スペース状、即ち、所定間隔を置いて並列配置され、それに直行する縦方向にコントロールゲート6がライン・アンド・スペース状に配置される。前記活性領域11はソース領域、ドレイン領域、及びチャネル領域にされる不純物導入に係る半導体領域である。ドレイン領域とソース領域へコンタクト(電気的接続)を取るためのコンタクト穴13a,13b、前記活性領域11に並行に配置されたビット線15とドレイン領域上のコンタクト穴13aを接続する接続穴14が配置されている。コンタクト穴13bはコントロールゲート6の方向に延在される。
FIG. 2 illustrates a detailed structure of the nonvolatile memory cell of FIG. 1 in a plan view. The
図3には図2中のA−A’断面が例示される。図3において、半導体領域1のドレイン領域7とソース領域8との間のチャネル領域9上に、シリコン酸化膜2、ポリシリコン膜3、シリコン窒化膜4、シリコン酸化膜5、コントロールゲート6、及び絶縁膜28が積層される。絶縁膜33を貫通して、ドレイン領域31上に形成された一方のコンタクト穴13a、及びソース領域8上に形成された他方のコンタクト穴13bが配置され、絶縁膜36を貫通して形成された接続穴14を介して一方のコンタクト穴13aとビット線15が接続されている。前記コンタクト穴13a,13bの内部にはコンタクトプラグ34,35が形成され、接続穴14の内部には接続プラグ37が形成される。前記コンタクトプラグ34,35及び接続プラグ37はアルミニウム、タングステン、或はポリシリコン等の配線材料から成る。
FIG. 3 illustrates an A-A ′ cross section in FIG. 2. In FIG. 3, on the
図4には図2中のB−B’断面が例示される。図4において、半導体基領域1には素子分離領域22で分離された活性領域の表面領域にシリコン酸化膜2が形成され、その上に、ポリシリコン膜3、シリコン窒化膜4、シリコン酸化膜5、コントロールゲート6、及び絶縁膜28が順次積層され、その上部に絶縁膜33、及び絶縁膜36が介在してビット線15が配置されている。
FIG. 4 illustrates a B-B ′ cross section in FIG. 2. In FIG. 4, a
上記不揮発性メモリセルMC1に対する書込み動作は、従来と同様にホットエレクトロン注入で行われる。消去動作はチャネル領域9の全面でトンネル放出により行われる。例えば、電子の注入を行う場合には、前記ドレイン領域7及び前記ゲート電極6に、ソース領域8に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記チャネル領域9をオンさせ、前記ドレイン領域7の近傍で発生するホットエレクトロンにより、前記ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜との界面に多くの電子が捕獲され、また、シリコン窒化膜4のバルク中のトラップに電子が捕獲される。また、電子のトンネル放出を行う場合、例えば、前記半導体領域1に、前記ゲート電極6に印加する電位よりも高い電位を印加して、前記ポリシリコン膜3と前記シリコン窒化膜4との界面部及び前記シリコン窒化膜のバルク中に捕獲されている電子を、前記ポリシリコン膜3からシリコン酸化膜2中をトンネル電流として前記チャネル領域9に引き抜く。
The write operation to the nonvolatile memory cell MC1 is performed by hot electron injection as in the conventional case. The erase operation is performed by tunnel emission over the entire surface of the
不揮発性メモリセルMC1では、ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面部のトラップ密度は、シリコン窒化膜4とシリコン酸化膜5との界面部のトラップ密度より高いことから、注入されたホットエレクトロンの多くはポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面部へ捕獲される。シリコン窒化膜4のバルク中のトラップにも電子が捕獲されることは言うまでも無い。このように、不揮発性メモリセルMCにおいては、前記ポリシリコン膜3と前記シリコン窒化膜4との界面部に形成されるエネルギ準位の深いトラップ(界面トラップ)による電荷保持機能が追加されているから、従来より情報記憶のための電荷保持を担っているシリコン窒化膜を薄膜化することができる。薄膜化によってもメモリセルMCとして必要な量の電子を保持することは保証される。すなわち、ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面トラップの密度であるトラップ密度が高いので電荷保持機能を追加できる。
In the nonvolatile memory cell MC1, since the trap density at the interface between the
消去動作は、上記ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面部に捕獲された電子に関しては、一旦ポリシリコン膜3中へデトラップする第1ステップと、デトラップした電子がシリコン酸化膜2を通過するトンネル電流により半導体領域1へ放出される第2ステップにより行われる。シリコン窒化膜4のバルク中に捕獲されている電子は、ポリシリコン膜3を経てシリコン酸化膜2をトンネル電流として通過して半導体領域1へ放出される。シリコン窒化膜4のバルク中及びその界面部に捕獲された電子をトンネル放出するとき、シリコン窒化膜4が薄膜化されているので、シリコン窒化膜4のバルク中に捕獲されている電子は容易に前記ポリシリコン膜3に到達し、シリコン酸化膜2をトンネル電流として流れて半導体領域1に放出される。シリコン窒化膜4とポリシリコン膜3との界面部に捕獲されている電子はそのトラップ準位に抗する電界によりポリシリコン膜3にデトラップされ、デトラップされた電子はシリコン酸化膜2をトンネル電流として流れて放出される。その界面準位を成すトラップはシリコン酸化膜2側に形成されているので、そこに捕獲されている電子は前記トンネル放出に際してシリコン窒化膜4を通過することを要しない。仮にそのような界面準位をゲート電極6側に形成して機能させる場合と比べれば、本発明手段は消去動作のような電子放出動作が容易である。
In the erasing operation, with respect to the electrons trapped at the interface between the
したがって、シリコン窒化膜を電荷保持に用いる不揮発性メモリに対する消去動作のような電子放出動作をトンネル効果によって行ってもシリコン窒化膜4に電子が不消耗に残存する事態を阻止することができる。
Therefore, even when an electron emission operation such as an erasing operation for the nonvolatile memory using the silicon nitride film for charge holding is performed by the tunnel effect, it is possible to prevent a situation in which electrons are left in the
消去動作では、チャネル領域9側からのホットホール注入を行う必要がないから、チャネル領域9上のシリコン酸化膜2中にホールトラップが発生するのを抑制でき、また、チャネル領域9とシリコン酸化膜2との界面準位の発生に起因するサブスレッショルド特性の劣化を生ずることもない。したがって、書き込み特性及び読み出し特性の劣化を防止することができる。更に、サブスレッショルドリークが低減されて低消費電力に寄与する。
In the erasing operation, it is not necessary to perform hot hole injection from the
さらに、情報記憶の為にポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4の界面部トラップに捕獲された電子は、絶縁体ではないポリシリコン膜3にデトラップされ、デトラップされた電子はポリシリコン膜3内で自由電子の如く振る舞う。ホットエレクトロン注入による書き込みによりドレイン7近傍の界面トラップに多くの電子が捕獲されていても、デトラップされた電子がドレイン領域7の近傍に集中せず、ソース領域8の近傍のシリコン酸化膜2にホールが残存することもない。この点でも不揮発性記憶素子における書き込み、読み出しの特性劣化が防止される。
Further, the electrons trapped in the interface trap between the
《半導体膜と窒化膜を持つ第2のメモリセル構造》
図5には半導体膜と窒化膜を持つ第2の基本的なメモリセル構造が縦断面で例示される。同図に示される不揮発性メモリセルMC2は、半導体基板41上の比較的厚いシリコン酸化膜42の上にTFT技術にて形成される。シリコン酸化膜42上には、ボロンなどのp型不純物がドーピングされたポリシリコンから成るチャネル領域43と、砒素などのn型不純物がドーピングされたポリシリコンから成るドレイン領域31及びソース領域32が形成される。このチャネル領域43の上に、前述と同様に、シリコン酸化膜2、ポリシリコン膜3、シリコン窒化膜4、シリコン酸化膜5から成るゲート絶縁膜10が形成される。ゲート絶縁膜10の上には前記ゲート電極6及び絶縁膜28が設けられる。ドレイン領域31とビット線の接続は前記コンタクト穴13aのコンタクトプラグ34及び接続穴14の接続プラグ37にて行われ、ソース領域32は前記コンタクト穴13bのコンタクトプラグ35に接続される。
<< Second Memory Cell Structure Having Semiconductor Film and Nitride Film >>
FIG. 5 illustrates a second basic memory cell structure having a semiconductor film and a nitride film in a longitudinal section. The nonvolatile memory cell MC2 shown in the figure is formed on the relatively thick
このTFT構造にあっても、その消去・書き込み動作は図1のメモリセル構造と基本的に同じである。前記ソース領域32を回路接地電位とし、前記ドレイン領域31及び前記コントロールゲート6へ適当な正電位を与えて、前記チャネル領域43をオンさせ、前記ドレイン領域31の近傍で発生するホットエレクトロンを注入して、前記ポリシリコン膜3と前記シリコン窒化膜4との界面部分、並びにシリコン窒化膜4のバルク中に電子を捕獲することにより書込みを行う。前記コントロールゲート6へ適当な負電位を与え、前記ドレイン領域31へ適当な正電位を与えて、前記ポリシリコン膜3と前記シリコン窒化膜4との界面部分に捕獲されている電子をポリシリコン膜3にデトラップさせ、シリコン窒化膜4のバルク中に捕獲されている電子をポリシリコン膜に導き、ポリシリコン膜3中の電子をトンネル電流によってシリコン酸化膜2からドレイン領域31に引抜くことにより消去を行う。
Even in this TFT structure, the erase / write operation is basically the same as the memory cell structure of FIG. The
この第2のメモリセル構造においても第1のメモリセル構造と同様に、消去動作ではシリコン酸化膜2へのホットホール注入を行わないため、従来の問題点であったシリコン酸化膜2中での電荷トラップ準位の発生を抑制でき、ホットホール注入によるチャネル領域43とシリコン酸化膜2との界面準位の発生に起因するサブスレッショルド特性の劣化を解消することが可能となり、また、上記半導体膜としてのポリシリコン膜4がコントロールゲート6の延在方向に配置された複数のメモリセルに共通接続されているため、上記消去動作におけるトンネル電子放出がコントロールゲート6の単位で行われることになり、消去特性のバラツキを著しく低減することができる。
Similarly to the first memory cell structure, in the second memory cell structure, hot holes are not injected into the
《半導体膜と窒化膜を持つ第3のメモリセル構造》
図6には半導体膜と窒化膜を持つ第3の基本的なメモリセル構造が平面で例示される。同図に示される不揮発性メモリセルMC3は図5と同様のTFTとして構成され、図5説明した要素と同じ構成要素には同一符号を付してある。
<< Third Memory Cell Structure Having Semiconductor Film and Nitride Film >>
FIG. 6 illustrates a third basic memory cell structure having a semiconductor film and a nitride film in plan view. The nonvolatile memory cell MC3 shown in the figure is configured as a TFT similar to that in FIG. 5, and the same components as those described in FIG.
同図において、メモリセルの活性領域11が横方向にライン・アンド・スペース状に配置され、それに直行する縦方向にコントロールゲート6がライン・アンド・スペース状に配置され、ドレイン領域へコンタクトを取るためのコンタクト穴13、共通ソース線を加工するためのマスクパターン16、前記活性領域11に並行に配置されたビット線15とドレイン領域上のコンタクト穴13を接続する接続穴14が配置されている。
In the figure, the
図7には図6中のC−C’断面が例示される。図8には図6中のD−D’断面が例示される。各図において、半導体基板41上に、例えば、膜厚100nmの絶縁膜であるシリコン酸化膜42を介して、膜厚50nm、濃度2×1018/cm3のボロンがドープされた半導体膜であるポリシリコン膜から成るチャネル領域43が配置され、濃度1×1020/cm3の砒素がドープされた半導体膜であるポリシリコンから成るドレイン領域31及びソース領域32が形成される。ドレイン領域31とソース領域32で挟まれたチャネル領域43の上に、例えば、膜厚5nmのシリコン酸化膜2、膜厚4nmの半導体膜であるノンドープのポリシリコン膜3、膜厚6nmのシリコン窒化膜4、及び膜厚5nmのシリコン酸化膜5が積層されてゲート絶縁膜が形成される。その上に、例えば、濃度3×1020/cm3のリンがドープされた膜厚100nmのポリシリコン膜からなるコントロールゲート6、及び膜厚100nmのシリコン窒化膜28が積層されてワード線が構成される。積層されて延在するゲート絶縁膜及びワード線の側面部には膜厚80nmのシリコン窒化膜からなるサイドウォールスペーサ52が配置される。前記ワード線上に堆積された膜厚100nmの絶縁膜33には、前記ドレイン領域31の上方に導電膜であるタングステン膜からなるコンタクトプラグ34が貫通形成され、また、前記ソース領域32に側面で電気的に接続されたソースプラグ53が貫通形成されている。前記ソースプラグ53は、コンタクト穴53Hを介して前記酸化膜43を貫通し、その下に延在形成されている共通ソース線54にも電気的に接続される。ソースプラグ53は導電膜であるポリシリコン膜から成る。ドレイン領域31はコンタクト穴13及び接続穴14を介してドレインプラグ34及び接続プラグ37により対応するビット線15に電気的に接続される。
FIG. 7 illustrates a CC ′ cross section in FIG. 6. FIG. 8 illustrates a DD ′ cross section in FIG. 6. In each figure, a semiconductor film doped with, for example, boron having a thickness of 50 nm and a concentration of 2 × 10 18 / cm 3 on a
ここで、前記ドレインプラグ34及びソースプラグ53は、前記サイドウォールスペーサ52及びシリコン窒化膜51に対して選択比のある酸化膜エッチングで自己整合的に形成する。このため、ドレインプラグ34及びソースプラグ53の開口寸法を最小寸法以下に微細化することが可能となる。この例で用いた0.13ミクロンプロセスルールでは、特に制限はされないが、ワード線幅は0.2μm、ドレイン領域のワード線スペースは0.3μm、ソース領域のワード線スペースは0.2μmであるため、単位メモリセルのワード線方向長さは0.45μmである。また、活性領域11の幅は0.15μmであり、各々の活性領域11間の分離幅も0.15μmであることから、単位メモリセルのビット線方向長さは0.3μmである。したがって、単位メモリセル面積は0.45×0.3=0.135平方μmである。
Here, the
図9には前記不揮発性メモリセルMC3を用いたメモリアレイの一部が例示される。同図にはマトリクス配置された4個の不揮発性メモリセルMC3が代表的に示される。行方向に配置された一対の不揮発性メモリセルMC3は鏡面対象の如く配置され、共通ドレインが対応するビット線BL1,BL2に電気的に接続され、コントロールゲートは列毎に対応するワード線WL1,WL2に電気的に接続される。 FIG. 9 illustrates a part of a memory array using the nonvolatile memory cell MC3. In the figure, four nonvolatile memory cells MC3 arranged in a matrix are representatively shown. A pair of nonvolatile memory cells MC3 arranged in the row direction are arranged like a mirror surface, a common drain is electrically connected to the corresponding bit lines BL1 and BL2, and a control gate is a word line WL1 corresponding to each column. It is electrically connected to WL2.
上記不揮発性メモリセルMC3への書込み動作は、図10に例示されるように、ワード線WL1とビット線BL1に接続するメモリセルを書込み対象とするとき、ビット線BL1を介してドレイン領域31へ4Vを、ワード線WL1を介してコントロールゲート6へ8Vのパルス電圧をパルス幅2マイクロ秒印加する。書込み対象メモリセルが接続されていないワード線WL2及びビット線BL2は0Vにされる。これにより、書込み対象メモリセルの閾値電圧は例えば2Vから4.5Vへ上昇した。また、消去動作は、図11に例示されるように、ワード線WL1に接続するメモリセルを消去対象とするとき、メモリセルMC3のソース領域32の電位をオープンとした状態で、ビット線BL1,BL2を介してドレイン領域31へ4Vを印加し、消去対象側のワード線WL1を介してコントロールゲート6へ−8Vのパルス電圧をパルス幅10ミリ秒印加する。消去非対象側のワード線WL2には4Vのパルス電圧を印加する。これにより、ワード線WL1を共有する消去対象メモリセルMC3の閾値電圧を4.5Vから2Vへ低下させることができた。上述の書込み・消去の電圧条件で1万回の書換え動作を行った結果、書込み及び消去後のしきい電圧の変動は0.2V以内であり、書換えによるメモリセルの特性変動は非常に小さいことが確認された。
As illustrated in FIG. 10, in the write operation to the nonvolatile memory cell MC3, when the memory cell connected to the word line WL1 and the bit line BL1 is to be written, the write operation to the
次に前記不揮発性メモリセルMC3を採用したフラッシュッメモリのような半導体集積回路の製造方法を概略的に説明する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit such as a flash memory employing the nonvolatile memory cell MC3 will be schematically described.
図12から図18には前記メモリセルMC3を採用した半導体集積回路の製造方法を各製造工程毎に断面図で示してある。夫々の断面図には周辺回路領域とメモリセル領域の断面が例示される。メモリセル領域は前記不揮発性メモリセルMC3がマトリクス配置されたメモリアレイの部分を意味する。周辺回路領域はアクセス指示に応答して不揮発性メモリセルMC3に対する記憶情報の読み出し動作、消去・書き込み動作などを制御するメモリ制御部の部分を意味する。 12 to 18 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit employing the memory cell MC3 in each manufacturing process. Each cross-sectional view illustrates a cross section of a peripheral circuit region and a memory cell region. The memory cell region means a portion of the memory array in which the nonvolatile memory cells MC3 are arranged in a matrix. The peripheral circuit region means a portion of a memory control unit that controls a read operation, an erase / write operation, and the like of stored information with respect to the nonvolatile memory cell MC3 in response to an access instruction.
先ず、図12に例示されるように、例えば抵抗率10Ωcmのp型半導体基板60の表面領域に、深さ200nmの溝内に酸化膜を埋め込み、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法により平坦化した溝型素子分離領域61を形成した後、例えば加速エネルギ1MeVのリンイオンを注入量1×1013/cm2、加速エネルギ500keVのリンイオンを注入量3×1012/cm2、及び加速エネルギ150keVのリンイオンを注入量1×1012/cm2注入して、n型ウエル領域62を形成する。そして、例えば加速エネルギ500keVのボロンイオンを注入量1×1013/cm2、加速エネルギ150keVのボロンイオンを注入量5×1012/cm2、及び加速エネルギ50keVのボロンイオンを注入量1×1012/cm2注入してp型ウエル領域63を形成する。その後、例えば膜厚10nmの表面酸化膜64を成長させ、メモリセル領域へのみ加速エネルギ50keVのリンイオンを注入量2×1015/cm2注入してn型共通ソース領域65を形成する。次いで、メモリセル領域の前記表面酸化膜64上に気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)法により膜厚100nmの酸化膜を堆積し、その上部にCVD法により膜厚20nmのポリシリコン膜を積層し、ホトリソグラフィ法でパターンニングされたレジストマスクを用いて加工された酸化膜66と第1ポリシリコン膜67の積層膜を形成する。この状態では、上記酸化膜66上の上記第1ポリシリコン膜67膜は、ライン・アンド・スペース状に加工されている。
First, as illustrated in FIG. 12, for example, an oxide film is buried in a groove having a depth of 200 nm in a surface region of a p-
次に、図13に例示されるように、例えばCVD法により膜厚5nmの酸化膜68、膜厚4nmのポリシリコン膜69、膜厚6nmのシリコン窒化膜70、及び膜厚5nmの酸化膜71を積層堆積し、それらを、ホトリソグラフィ法でパターンニングされたレジストマスクを用いて加工する。
Next, as illustrated in FIG. 13, for example, an
さらに、図14に例示されるように、周辺回路領域において、上記表面酸化膜64を除去した後、例えば膜厚7nmの第1ゲート酸化膜72と膜厚18nmの第2ゲート酸化膜73を成長させ、CVD法により濃度3×1020/cm3のリンをドープした膜厚100nmのポリシリコン膜75と膜厚100nmのシリコン窒化膜75を堆積し、ホトリソグラフィ法でパターンニングされたレジストマスクを用いて加工する。その後、例えば周辺回路領域の低電圧pチャネルトランジスタとなる領域へのみ加速エネルギ30keVのリンイオンを斜め30°の方向から注入量1×1013/cm2注入してn型ハロー領域76を形成し、周辺回路領域の高電圧nチャネルトランジスタとなる領域へのみ加速エネルギ30keVのリンイオンを注入量1×1013/cm2注入してn型LDD(Lightly Doped Drain)領域77を形成する。そして、例えばメモリセル領域へのみ加速エネルギ20keVの砒素イオンを注入量2×1014/cm2注入してセルソース・ドレイン領域78を形成する。
Further, as illustrated in FIG. 14, after the
続いて、図15に示すように、例えばCVD法で堆積しエッチバック法で加工した膜厚80nmのシリコン窒化膜からなるサイドウォールスペーサ79を形成した後、周辺回路領域の低電圧pチャネルトランジスタとなる領域へのみ加速エネルギ30keVのボロンイオンを注入量3×1015/cm2注入してp型ソース・ドレイン領域80を形成し、周辺回路領域の高電圧nチャネルトランジスタとなる領域へのみ加速エネルギ40keVの砒素イオンを注入量2×1015/cm2注入してn型ソース・ドレイン領域81を形成する。その後、CVD法により膜厚900nmの酸化膜を堆積し、CMP法により平坦化した酸化膜82を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 15, after forming a
更に、図16に示すように、例えばサイドウォールスペーサ79をエッチングマスクとして上記酸化膜82、酸化膜71、シリコン窒化膜70、ポリシリコン膜69、酸化膜68、ポリシリコン膜67、酸化膜66、及び表面酸化膜64を一括エッチングして、ソース線接続穴を形成し、CVD法により濃度4×1020/cm3のリンをドープしたポリシリコン膜を埋め込んでソースプラグ83を形成する。
Further, as shown in FIG. 16, for example, the
続いて、図17には、CVD法により膜厚100nmの酸化膜84を堆積した後、タングステンからなるビット線プラグ85を形成した状態を示している。
Subsequently, FIG. 17 shows a state where a
最後に、図18に例示されるように、例えばCVD法により膜厚100nmの酸化膜85を堆積した後、周辺回路領域のトランジスタのソース・ドレイン上、及び上記ビット線プラグ85上に、コンタクト穴を開口し、第1金属配線86をパターンニングする。さらに、図示されてはいないが、製造工程では上記第1金属配線86上に第1層間絶縁膜の堆積、第1接続穴の形成、第2金属配線のパターンニング、第2層間絶縁膜の堆積、第2接続穴の形成、第3金属配線のパターンニング、及びパッシベーション膜の堆積とボンディングパッド部の開口を行って、フラッシュメモリのような半導体集積回路のウェーハプロセス製造工程が完了する。
Finally, as illustrated in FIG. 18, after depositing an
上記製造プロセスにより製造された半導体集積回路の不揮発性メモリセルへの書込み動作は、例えば、ビット線プラグ85へ5Vを、コントロールゲート74へ8Vのパルス電圧をパルス幅1マイクロ秒印加して行い、これによって、書込み対象メモリセルの閾値電圧は2Vから4Vへ上昇した。また、消去動作は、ソース領域の電位をオープンとした状態で、ビット線プラグ85へ4Vを、コントロールゲート74へ−8Vのパルス電圧をパルス幅50ミリ秒印加して行い、これによって、消去対象メモリセルの閾値電圧を4Vから2Vへ低下させることができた。上述の書込み・消去の電圧条件で10万回の書換え動作を行った結果、書込み及び消去後のしきい電圧の変動は0.4V以内であった。書換えによるメモリセルの特性変動は、書込み時間は1.2倍の増加、消去時間は3倍の増加、読出し電流は0.8倍の低下に抑制することができ、本発明の有効性が確認された。
The write operation to the nonvolatile memory cell of the semiconductor integrated circuit manufactured by the above manufacturing process is performed, for example, by applying 5V to the
《メモリセル構造の別の形態》
図19には図8のD−D’断面に対応するメモリセル構造の別の形態が例示される。前記図6乃至図8で説明したメモリセルMC3はポリシリコン膜3がワード線方向に延在し、ワード線を共有するメモリセル間で一体に形成されていた。メモリセル構造の別の形態として、例えば、図8のD−D’断面に対応する図19に例示されるように、ポリシリコン膜3をメモリセル単位に分割してもよい。同図に示されるポリシリコン膜3は、電荷トラップ領域となるシリコン窒化膜4をCVD法により堆積する前に、ビット線38を加工するためのマスクを用いて形成することができる。この例では、単位メモリセル面積もメモリセルMC3と同様に0.45×0.3=0.135平方μmである。このメモリセル構造は、例えば、ポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4の界面部にトラップされた電子が消去動作とは別に不所望にデトラップしてポリシリコン膜3を移動して他のメモリセルの閾値電圧に影響する虞がある場合に利用して有効な構造である。
<< Another form of memory cell structure >>
FIG. 19 illustrates another form of the memory cell structure corresponding to the DD ′ section of FIG. In the memory cell MC3 described in FIGS. 6 to 8, the
図19の構造の不揮発性メモリセルへの書込み動作は、ドレイン領域へ4Vを、コントロールゲートへ8Vのパルス電圧をパルス幅2マイクロ秒印加して行い、閾値電圧は2Vから4.5Vへ上昇した。また、消去動作は、ソース領域の電位をオープンとした状態で、ドレイン領域へ4Vを、コントロールゲートへ−7Vのパルス電圧をパルス幅100ミリ秒印加して行い、閾値電圧は4.5Vから2Vへ低下させることができた。上述の書込み・消去の電圧条件で1万回の書換え動作を行った結果、書込み及び消去後の閾値電圧の変動は0.3V以内であり、書換えによるメモリセルの特性変動は非常に小さいことが確認された。 The write operation to the nonvolatile memory cell having the structure of FIG. 19 was performed by applying 4 V to the drain region and applying a pulse voltage of 8 V to the control gate with a pulse width of 2 microseconds, and the threshold voltage increased from 2 V to 4.5 V. . In addition, the erase operation is performed by applying a pulse voltage of 4 V to the drain region and a pulse voltage of −7 V to the control gate with a pulse width of 100 milliseconds while the potential of the source region is open, and the threshold voltage is 4.5 V to 2 V. Could be reduced. As a result of 10,000 times of rewriting operation under the above-mentioned programming / erasing voltage conditions, the threshold voltage variation after programming and erasing is within 0.3V, and the memory cell characteristic variation due to rewriting is very small. confirmed.
図20には図8のD−D’断面に対応するメモリセル構造の更に別の形態が例示される。前記図6乃至図8で説明したメモリセルMC3は半導体膜としてポリシリコン膜3を採用した。メモリセル構造の別の形態として、例えば、図8のD−D’断面に対応する図20に例示されるように、絶縁膜中に直径10nm程度のノンドープドポリシリコン粒88を離散的に配置した半導体膜を採用する。この例では、単位メモリセル面積もメモリセルMC3と同様に0.45×0.3=0.135平方μmである。
FIG. 20 illustrates still another form of the memory cell structure corresponding to the D-D ′ cross section of FIG. 8. The memory cell MC3 described with reference to FIGS. 6 to 8 employs the
図20の構造の不揮発性メモリセルへの書込み動作は、例えばドレイン領域へ5Vを、コントロールゲートへ8Vのパルス電圧をパルス幅2マイクロ秒印加して行い、これにより、閾値電圧は2Vから4.5Vへ上昇した。また、消去動作は、例えば、ソース領域の電位をオープンとした状態で、ドレイン領域へ6Vを、コントロールゲートへ−8Vのパルス電圧をパルス幅50ミリ秒印加して行い、これにより、閾値電圧は4.5Vから2Vへ低下させることができた。上述の書込み・消去の電圧条件で1万回の書換え動作を行った結果、書込み及び消去後の閾値電圧の変動は0.3V以内であり、書換えによるメモリセルの特性変動は非常に小さいことが確認された。 For example, the write operation to the nonvolatile memory cell having the structure shown in FIG. 20 is performed by applying a pulse voltage of 5 V to the drain region and a pulse voltage of 8 V to the control gate with a pulse width of 2 microseconds. Raised to 5V. In addition, for example, the erase operation is performed by applying a pulse voltage of 6 V to the drain region and a pulse voltage of −8 V to the control gate with a pulse width of 50 milliseconds while the potential of the source region is open. The voltage could be lowered from 4.5V to 2V. As a result of 10,000 times of rewriting operation under the above-mentioned programming / erasing voltage conditions, the threshold voltage variation after programming and erasing is within 0.3V, and the memory cell characteristic variation due to rewriting is very small. confirmed.
ここまでの説明では、上記電荷トラップ膜としての絶縁膜にシリコン窒化膜4を採用した。このシリコン窒化膜に代えて金属酸化膜を電荷トラップ膜として採用してもよい。金属酸化膜として、例えば膜厚20nmの5酸化タンタル膜(Ta2O5)を採用可能である。例えば図7の断面構造においてシリコン窒化膜4を膜厚20nmの5酸化タンタル膜に変更して不揮発性メモリセルを構成すればよい。この不揮発性メモリセルのドレイン領域へ5V、コントロールゲートへ8Vのパルス電圧をパルス幅2マイクロ秒印加する書き込み条件では、閾値電圧は2Vから5Vへ上昇した。5酸化タンタル膜の代替として、アルミナ膜(Al2O3)やチタン酸化膜(TiO2)に代表される高誘電率の金属酸化物を用いても、夫々の誘電率に対応した適切な膜厚に設定すれば、本発明の不揮発性メモリセルに利用することが可能である。
In the above description, the
図21にはチャネル領域寄りが相対的にシリコンリッチなシリコン窒化膜を用いた不揮発性メモリセルのデバイス構造が縦断面で例示される。今までの説明では、不揮発性記憶素子はポリシリコン膜等の半導体膜と窒化シリコン膜などの高誘電体膜との界面準位を利用した。図21のメモリセルMC4は、チャネル領域9の上の第1絶縁膜としてのシリコン酸化膜2にシリコン窒化膜90を設け、このシリコン窒化膜90のシリコン酸化膜2寄りの部分90Aをシリコンリッチな組成とした。具体的には、不揮発性メモリセルMC4は、半導体領域1に夫々形成されたソース領域8、ドレイン領域7及びそれら前記ソース領域8とドレイン領域7の間のチャネル領域9を有し、このチャネル領域9の上にゲート絶縁膜10Aが形成される。ゲート絶縁膜10Aは、前記チャネル領域9の上に設けられた第1絶縁膜としてのシリコン酸化膜2、前記シリコン酸化膜2の上に設けられた第2絶縁膜としてのシリコン窒化膜90、前記シリコン窒化膜90の上に設けられた第3絶縁膜としてのシリコン酸化膜5から成る。前記シリコン酸化膜5の上にはゲート電極6を有する。前記シリコン窒化膜90はシリコン酸化膜5寄りの部分90Bよりもシリコン酸化膜90A寄りの部分90A方がSi/Nの値が大きくされたシリコン窒化膜である。このシリコン窒化膜90のトラップ密度は前記シリコン酸化膜2,5の夫々のトラップ密度よりも高い。トラップに捕獲された電子はシリコン酸化膜2を通って前記チャネル領域9又はドレイン領域7にトンネル放出される。
FIG. 21 illustrates a device structure of a nonvolatile memory cell using a silicon nitride film that is relatively silicon-rich near the channel region in a vertical section. In the description so far, the nonvolatile memory element uses the interface state between a semiconductor film such as a polysilicon film and a high dielectric film such as a silicon nitride film. In the memory cell MC4 of FIG. 21, a
前記シリコン窒化膜のシリコンリッチな部分90Aは、格子欠陥やダングリングボンドなどのトラップを相対的に多く保有する領域であり、この点で、前記メモリセルMC1〜MC3におけるポリシリコン膜3とシリコン窒化膜4との界面部におけるトラップの機能を代替するものと位置付けることができ、基本的にはそれと同様の作用効果を奏する。
The silicon-
《不揮発性メモリ》
図22にはMC3に代表される前記不揮発性メモリセルを採用した電気的に消去及び書き込み可能な不揮発性メモリとしてフラッシュメモリが例示される。
《Nonvolatile memory》
FIG. 22 illustrates a flash memory as an electrically erasable and writable nonvolatile memory employing the nonvolatile memory cell represented by MC3.
同図に示されるフラッシュメモリ99は、前記不揮発性メモリセルMC3がマトリクス配置されたメモリアレイ100と、外部からのアクセス指示に応答して不揮発性メモリセルMC3に対するリード動作、消去動作、書き込み動作を制御するメモリ制御回路とから成る。この例では、メモリアレイ100以外の回路部分は全てメモリ制御回路として位置付けられる。
The
前記メモリアレイ100は、メモリマット、データラッチ回路及びセンスラッチ回路を有する。このメモリマットは前記メモリセルMC3に代表される電気的に消去及び書き込み可能な前記不揮発性メモリセルを多数有する。不揮発性メモリセルの前記コントロールゲートは対応するワード線101に、ドレインは対応するビット線102に、ソースは図示を省略するソース線に接続される。前記不揮発性メモリセルは、データ読み出しのためのワード線電圧(コントロールゲート印加電圧)に対する閾値電圧の高低に応じた情報を記憶することになる。特に制限されないが、本明細書においてメモリセルトランジスタの閾値電圧が低い状態を消去状態、高い状態を書き込み状態と称する。尚、書き込みと消去の定義は相対的な概念であるから上記とは逆に定義することも可能である。
The
フラッシュメモリ99の外部入出力端子I/O0〜I/O7は、アドレス入力端子、データ入力端子、データ出力端子、コマンド入力端子に兼用される。外部入出力端子I/O0〜I/O7から入力されたXアドレス信号はマルチプレクサ104を介してXアドレスバッファ105に供給される。Xアドレスデコーダ106はXアドレスバッファ105から出力される内部相補アドレス信号をデコードしてワード線101を駆動する。
The external input / output terminals I / O0 to I / O7 of the
前記ビット線102の一端側には、センスラッチ回路が設けられ、他端にはデータラッチ回路が設けられている。ビット線102はYアドレスデコーダ107から出力される選択信号に基づいてYスイッチアレイ108で選択される。外部入出力端子I/O0〜I/O7から入力されたYアドレス信号はYアドレスカウンタ109にプリセットされ、プリセット値を起点に順次インクリメントされたアドレス信号が前記Yアドレスデコーダ107に与えられる。
A sense latch circuit is provided at one end of the
Yスイッチアレイ108で選択されたビット線は、データ出力動作時には出力バッファ110の入力端子に導通され、データ入力動作時には入力バッファ111を介してデータ制御回路112の出力端子に導通される。出力バッファ110、入力バッファ111と前記入出力端子I/O0〜7との接続は前記マルチプレクサ104で制御される。入出力端子I/O0〜I/O7から供給されるコマンドはマルチプレクサ104及び入力バッファ111を介してモード制御回路113に与えられる。
The bit line selected by the
制御信号バッファ回路115はアクセス制御信号として、チップイネーブル信号/CE、出力イネーブル信号/OE、書き込みイネーブル信号/WE、シリアルクロック信号SC、リセット信号/RES及びコマンドイネーブル信号/CDEを入力する。信号名の直前に記付された記号/は当該信号がロー・イネーブルであることを意味する。モード制御回路113は、それら信号の状態に応じてマルチプレクサ104を介する外部との信号インタフェース機能などを制御する。入出力端子I/O0〜I/O7からのコマンド入力は前記コマンドイネーブル/CDEに同期される。データ入力はシリアルクロックSCに同期される。アドレス情報の入力はライトイネーブル信号/WEに同期される。モード制御部113は、コマンドコードにより消去又は書込み動作の開始が指示されると、その期間、消去や書込み動作中を示すレディー・ビジー信号R/Bをアサートして外部に出力する。
The control
内部電源回路(内部電圧発生回路)116は、書込み、消去、ベリファイ、読み出しなどのための各種内部電圧とされる動作電源117を生成して、前記Xアドレスデコーダ106及びメモリセルアレイ100等に供給する。
An internal power supply circuit (internal voltage generation circuit) 116 generates an
前記モード制御回路113は、入力コマンドに従ってフラッシュメモリを全体的に制御する。フラッシュメモリ99の動作は、基本的にコマンドによって決定される。フラッシュメモリ99のコマンドには、読み出し、消去、書込み等の各コマンドがある。例えば読み出しコマンドは、読み出しコマンドコード、読み出しXアドレス、及び必要なYアドレスを含む。書込みコマンドは、書込みコマンドコード、Xアドレス、必要なYアドレス、及び書込みデータを含む。
The
フラッシュメモリ99はその内部状態を示すためにステータスレジスタ118を有し、その内容は、信号/OEをアサートすることによって入出力端子I/O0〜I/O7から読み出し可能にされる。
The
フラッシュッメモリ99は、MC3に代表される不揮発性メモリセルを採用しているので、多数回の書き換えによっても特性劣化が著しく進行せず、永年使用によってもデータ保持の高い信頼性を実現でき、しかも、記憶容量に対するチップ占有面積の縮小を実現することができる。
Since the
《コンピュータシステム》
図23には前記フラッシュッメモリを用いたコンピュータシステムが例示される。同図に示されるコンピュータシステムは、システムバス120を介して相互に接続されたホストCPU121と、入出力装置122、RAM123、メモリカード124を備える。
<Computer system>
FIG. 23 illustrates a computer system using the flash memory. The computer system shown in the figure includes a
前記メモリカード124は、特に制限されないが、システムバスインタフェース回路125、メモリコントローラ126、及び複数個のフラッシュメモリ99がカード基板に実装されて成る。
Although the
前記システムバスインタフェース回路125は、特に制限されないが、ATA(AT Attachment)システムバスなどの標準バスインターフェイスを可能とする。システムバスインタフェース回路125に接続されたメモリコントローラ126は、システムバス120に接続されたホストCPU121や入出力装置122のホストシステムからのアクセスコマンド及びデータを受け付ける。
The system
例えば、前記アクセスコマンドがリード命令の場合、メモリコントローラ126は複数のフラッシュメモリ99の必要な一つ又は複数個をアクセスして読み出しデータをホストCPU121又はホストシステムへ転送する。前記アクセスコマンドがライト命令の場合、メモリコントローラ126は複数のフラッシュメモリ99の必要な一つ又は複数個をアクセスしてホストCPU121又はホストシステムからの書き込みデータをその内部に格納する。この格納動作は、フラッシュメモリの必要なブロックやセクターやメモリセルへの書き込み動作と書き込みベリファイ動作とを含んでいる。前記アクセスコマンドが消去命令の場合、メモリコントローラ126は複数のフラッシュメモリ99の必要な一つ又は複数個をアクセスして、その内部に記憶されるデータを消去する。この消去動作は、フラッシュメモリ99の必要なブロック、セクター又はメモリセルへの消去動作と消去ベリファイ動作とを含んでいる。
For example, when the access command is a read command, the
長期間に記憶されるデータはこの不揮発性の記憶装置に記憶される一方、ホストCPU121によって処理されて頻繁に変更されるデータは揮発性メモリとしての前記RAM123に格納されて利用される。
Data stored for a long period of time is stored in this non-volatile storage device, while data that is processed and frequently changed by the
前記メモリカード124は、特に制限されないが、ハードデイスク記憶装置の互換用途とされ、多数のフラッシュッメモリ99により数十ギガバイトの大容量記憶を実現している。フラッシュッメモリ99を採用するから、高集積密度、低消費電力、高速書き込み、高速読み出し速度、信頼性の高い記憶情報保持特性などの、MC3に代表される不揮発性メモリセルの特性に由来する優位性を備えている。
Although the
前記メモリカード124は厚さの比較的薄いメモリカードに限定されるものではなく、厚さが比較的厚い場合であっても、ホストバスシステムとのインタフェースとホストシステムのコマンドを解析してフラッシュ不揮発性メモリを制御することが可能なインテリジェントなコントローラとを含むどのような不揮発性記憶装置として実現できることは言うまでもない。
The
以上本発明者によってなされた発明を種々の形態で具体的に説明したが、本発明はそれに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described in various forms, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be appropriately changed without departing from the gist thereof.
例えば、以上説明では一つのメモリセルにディジタルデータの1ビットを記憶させるために不揮発性メモリセルに2値の閾値電圧を持たせる場合を説明した。本発明は、記憶情報の蓄積にシリコン窒化膜のような電荷トラップ性の絶縁膜を利用しているから、それに限定されず、一つの不揮発性メモリセルにディジタルデータの多ビットを記憶させるためメモリセルに4値あるいはそれ以上の多値の閾値電圧を持たせるように制御してもよい。例えば4値の閾値電圧を設定するには、ソース・ドレインを入換えてホットエレクトロン注入書き込みを行えばよい。それに応じてソース・ドレインを入換えて読み出し動作を行えば、夫々の記憶情報を別々に読み出すことができる。 For example, in the above description, the case where a nonvolatile memory cell has a binary threshold voltage in order to store one bit of digital data in one memory cell has been described. Since the present invention uses a charge trapping insulating film such as a silicon nitride film for storing stored information, the present invention is not limited to this, and a memory for storing multiple bits of digital data in one nonvolatile memory cell. The cell may be controlled so as to have a four-value threshold voltage or more. For example, in order to set a quaternary threshold voltage, hot electron injection writing may be performed by switching the source and drain. If the read operation is performed by switching the source and drain accordingly, each stored information can be read separately.
また、以上各種説明したデバイス構造における膜の成分、膜厚、膜の製法などは適宜変更可能である。 In addition, the film components, film thicknesses, film manufacturing methods, etc. in the device structures described above can be changed as appropriate.
また、本発明に係る不揮発性メモリセルを適用した半導体集積回路はフラッシュメモリLSIに限定されない。例えば、そのようなフラッシュッメモリをデータ或はプログラム格納用にオンチップで備えたマイクロコンピュータなどのデータプロセッサとして実現してもよい。 The semiconductor integrated circuit to which the nonvolatile memory cell according to the present invention is applied is not limited to the flash memory LSI. For example, such a flash memory may be realized as a data processor such as a microcomputer provided on-chip for storing data or programs.
MC1、MC2,MC3 不揮発性メモリセル
1 半導体領域
2 シリコン酸化膜
3 ポリシリコン膜
4 シリコン窒化膜
5 シリコン酸化膜
6 ゲート電極
7 ドレイン領域
8 ソース領域
9 チャネル領域
10、10A ゲート絶縁膜
11 活性領域
15 ビット線
34 ドレインプラグ
41 半導体基板
42 シリコン酸化膜
43 チャネル領域
52 サイドウォールスペーサ
53 ソースプラグ
88 ポリシリコン粒
90 一部シリコンリッチなシリコン窒化膜
90A シリコンリッチな部分
99 フラッシュメモリ
100 メモリアレイ
MC1, MC2, MC3
Claims (10)
前記第2絶縁膜は電荷トラップ膜であり、
電荷を前記第2絶縁膜のトラップに捕獲することで電荷蓄積が行われ、
前記シリコン膜はシリコン粒子が分散された膜であることを特徴とする不揮発性記憶素子。 A source region, a drain region formed in the semiconductor region, and a channel region therebetween, a first insulating film provided on the channel region, and a semiconductor film provided on the first insulating film; A second insulating film provided on the semiconductor film, and a gate electrode provided on the second insulating film,
The second insulating film is a charge trapping film;
Charge accumulation is performed by trapping charges in the trap of the second insulating film,
The nonvolatile memory element, wherein the silicon film is a film in which silicon particles are dispersed.
前記第2絶縁膜は電荷トラップ膜であり、
電荷を前記第2絶縁膜のトラップに捕獲することで電荷蓄積が行われ、
前記シリコン膜は絶縁膜中にシリコン粒子が分散された膜であることを特徴とする不揮発性記憶素子。 A source region, a drain region formed in the semiconductor region, and a channel region therebetween, a first insulating film provided on the channel region, and a semiconductor film provided on the first insulating film; A second insulating film provided on the semiconductor film, and a gate electrode provided on the second insulating film,
The second insulating film is a charge trapping film;
Charge accumulation is performed by trapping charges in the trap of the second insulating film,
The non-volatile memory element, wherein the silicon film is a film in which silicon particles are dispersed in an insulating film.
半導体領域にソース領域、ドレイン領域、及びそれらの間のチャネル領域とが形成され、
前記チャネル領域上に第1絶縁膜が設けられ、
前記第1絶縁膜上に前記電荷トラップ膜である第2絶縁膜が設けられ、
前記第2絶縁膜上にゲート電極が設けられ
前記第1絶縁膜と、前記第2絶縁膜との間に、シリコン粒子が分散されることを特徴とする不揮発性記憶素子。 A non-volatile memory element that uses a charge trapping film for charge retention,
A source region, a drain region, and a channel region between them are formed in the semiconductor region,
A first insulating film is provided on the channel region;
A second insulating film which is the charge trapping film is provided on the first insulating film;
A non-volatile memory element, wherein a gate electrode is provided on the second insulating film, and silicon particles are dispersed between the first insulating film and the second insulating film.
半導体領域にソース領域、ドレイン領域、及びそれらの間のチャネル領域とが形成され、
前記チャネル領域上に第1絶縁膜が設けられ、
前記第1絶縁膜上にシリコン粒子が分散され、
前記分散されたシリコン粒子上に前記電荷トラップ膜である第2絶縁膜が設けられ、
前記第2絶縁膜上にゲート電極が設けられることを特徴とする不揮発性記憶素子。 A non-volatile memory element that uses a charge trapping film for charge retention,
A source region, a drain region, and a channel region between them are formed in the semiconductor region,
A first insulating film is provided on the channel region;
Silicon particles are dispersed on the first insulating film,
A second insulating film which is the charge trapping film is provided on the dispersed silicon particles;
A non-volatile memory element, wherein a gate electrode is provided on the second insulating film.
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JP2008078376A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory device |
JP2012216876A (en) * | 2006-11-20 | 2012-11-08 | Macronix International Co Ltd | Charge trapping devices with field distribution layer over tunneling barrier |
US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
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-
2005
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008078376A (en) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory device |
JP2012216876A (en) * | 2006-11-20 | 2012-11-08 | Macronix International Co Ltd | Charge trapping devices with field distribution layer over tunneling barrier |
US8320191B2 (en) | 2007-08-30 | 2012-11-27 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
US9030877B2 (en) | 2007-08-30 | 2015-05-12 | Infineon Technologies Ag | Memory cell arrangement, method for controlling a memory cell, memory array and electronic device |
US10403642B2 (en) | 2017-11-08 | 2019-09-03 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device |
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