JP2006108310A - 不揮発性半導体記憶装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メモリセルトランジスタのトンネル絶縁膜15と低電圧トランジスタの低電圧ゲート絶縁膜14と高電圧トランジスタの高電圧ゲート絶縁膜16を半導体基板7の上に形成する。第1のn型半導体膜17をトンネル絶縁膜15と低電圧ゲート絶縁膜14と高電圧ゲート絶縁膜16の上に成膜する。第1絶縁膜19を第1のn型半導体膜17の上に成膜する。第2のn型半導体膜21を露出した第1の半導体膜17と第1絶縁膜19の上に形成する。メモリセルトランジスタの制御ゲート電極23と低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極21、23をマスクに第2のn型半導体膜21においてn型不純物の濃度よりp型不純物の濃度が低くなるようにp型不純物のイオン注入を行い半導体基板7内に導電型がp型であるソース・ドレイン領域38を形成する。
【選択図】図3
Description
第1の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置は、図1に示すように、半導体チップ1あるいは半導体チップ1の一部として提供される。第1の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置は、セルアレイ領域4、セルアレイ領域4に隣接する低電圧回路領域2と、セルアレイ領域4と低電圧回路領域2に隣接する高電圧回路領域3を有している。セルアレイ領域4にはメモリセルトランジスタが配置されている。低電圧回路領域2には低電圧トランジスタと抵抗が配置されている。高電圧回路領域3には高電圧トランジスタが配置されている。高電圧回路領域3はセルアレイ領域4に対して書き込み電圧Vpgm、消去電圧Verase等の電源電圧に比べて相対的に高い電圧パルスを印加するための回路領域である。低電圧回路領域2はCMOS等の論理回路であり、相対的に高速・低消費電力性能が要求される回路領域である。
第2の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、図1に示すように、半導体チップ1あるいは半導体チップ1の一部として提供される。第2の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、第1の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置と同様に、セルアレイ領域4、低電圧回路領域2と高電圧回路領域3を有している。セルアレイ領域4にはメモリセルトランジスタが配置されている。低電圧回路領域2には低電圧トランジスタと抵抗が配置されている。高電圧回路領域3には高電圧トランジスタが配置されている。
第3の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、図1に示すように、半導体チップ1あるいは半導体チップ1の一部として提供される。第3の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、第1及び第2の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置と同様に、セルアレイ領域4、低電圧回路領域2と高電圧回路領域3を有している。セルアレイ領域4にはメモリセルトランジスタが配置されている。低電圧回路領域2には低電圧トランジスタと抵抗が配置されている。高電圧回路領域3には高電圧トランジスタが配置されている。
第4の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、図1に示すように、半導体チップ1あるいは半導体チップ1の一部として提供される。第4の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置も、第1の実施の形態の不揮発性半導体記憶装置と同様に、セルアレイ領域4、低電圧回路領域2と高電圧回路領域3を有している。セルアレイ領域4にはメモリセルトランジスタが配置されている。低電圧回路領域2には低電圧トランジスタと抵抗が配置されている。高電圧回路領域3には高電圧トランジスタが配置されている。
本発明の第1乃至第4の実施の形態に係る不揮発性半導体記憶装置の応用例を本発明の第5の実施の形態として説明する。図42に示すように、第5の実施の形態に係るフラッシュメモリシステム142は、ホストプラットホーム144、及びユニバーサル・シリアル・バス(USB)フラッシュ装置146を有している。
2 低電圧回路領域
3 高電圧回路領域
4 セルアレイ領域
7 半導体基板
8、10、13 p型ウェル
9、11、12 n型ウェル
14、15、16 絶縁膜
17 電極膜
18 素子分離絶縁膜
19 絶縁膜
20 溝
21乃至26 電極膜
27乃至32 絶縁膜
33乃至36 ライトドーピング領域
37 n型半導体領域
38乃至41 ソース・ドレイン領域
42 絶縁膜
43 絶縁膜
44乃至49 シリサイド膜
50 層間絶縁膜
51乃至56 コンタクトプラグ
57乃至61 シリサイド膜
142…フラッシュメモリシステム
144…ホストプラットホーム
146…USBフラッシュ装置
148…USBケーブル
150…USBホストコネクタ
152…USBフラッシュ装置コネクタ
154…USBホスト制御器
156…USBフラッシュ装置制御器
158…フラッシュメモリモジュール
160…制御ライン
162…アドレスデータバス
Claims (5)
- セルアレイ領域、前記セルアレイ領域に隣接する低電圧回路領域と、前記セルアレイ領域と前記低電圧回路領域に隣接する高電圧回路領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板に埋め込まれた素子分離絶縁膜と、
前記セルアレイ領域に配置され、前記半導体基板の上に設けられ前記素子分離絶縁膜に接するトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜の上に設けられた浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極の上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた制御ゲート電極と、前記制御ゲート電極の上に設けられた第1の金属サリサイド膜を有するメモリセルトランジスタと、
前記低電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれたp型第1ソース領域とp型第1ドレイン領域と、前記p型第1ソース領域と前記p型第1ドレイン領域の間に配置される第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜の上に設けられ前記p型第1ソース領域の第1p型不純物のドーズ量に等しいドーズ量の前記第1p型不純物を有し導電型がn型である第1ゲート電極とを有する低電圧トランジスタと、
前記高電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれたp型第2ソース領域とp型第2ドレイン領域と、前記p型第2ソース領域と前記p型第2ドレイン領域の間に配置され前記第1ゲート絶縁膜の膜厚より厚い第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜の上に設けられ前記p型第2ソース領域の第2p型不純物のドーズ量に等しいドーズ量の前記第2p型不純物を有し導電型がn型である第2ゲート電極とを有する高電圧トランジスタを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - セルアレイ領域、前記セルアレイ領域に隣接する低電圧回路領域と、前記セルアレイ領域と前記低電圧回路領域に隣接する高電圧回路領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板に埋め込まれた素子分離絶縁膜と、
前記セルアレイ領域に配置され、前記半導体基板の上に設けられ前記素子分離絶縁膜に接するトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜の上に設けられた浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極の上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた制御ゲート電極と、前記制御ゲート電極の上に設けられた第1金属サリサイド膜を有するメモリセルトランジスタと、
前記低電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれた第1ソース領域と第1ドレイン領域と、前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域の間に配置される第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜の上に設けられる第1導電膜と、前記第1導電膜の上に設けられ貫通する第1溝を有する第2絶縁膜と、前記第1導電膜と前記第2絶縁膜の上に設けられた第2導電膜と、前記第2導電膜の上に設けられた第2金属サリサイド膜を有する低電圧トランジスタと、
前記高電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれた第2ソース領域と第2ドレイン領域と、前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域の間に配置され前記第1ゲート絶縁膜の膜厚より厚い第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜の上に設けられる第3導電膜と、前記第3導電膜の上に設けられ貫通する第2溝を有する第3絶縁膜と、前記第3導電膜と前記第3絶縁膜の上に設けられた第4導電膜と、前記第4導電膜の上に設けられた第3金属サリサイド膜を有する高電圧トランジスタを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - セルアレイ領域、前記セルアレイ領域に隣接する低電圧回路領域と、前記セルアレイ領域と前記低電圧回路領域に隣接する高電圧回路領域を有する半導体基板と、
前記半導体基板に埋め込まれた素子分離絶縁膜と、
前記セルアレイ領域に配置され、前記半導体基板の上に設けられ前記素子分離絶縁膜に接するトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜の上に設けられた浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極の上に設けられた第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の上に設けられた制御ゲート電極と、前記制御ゲート電極の上に設けられた第1金属サリサイド膜を有するメモリセルトランジスタと、
前記低電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれた第1ソース領域と第1ドレイン領域と、前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域の間に配置される第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜の上に設けられた第1ゲート電極と、前記第1ゲート電極の上に設けられた第2金属サリサイド膜と、前記第1ソース領域と前記第1ドレイン領域の上方に配置され前記第2金属サリサイド膜の全面上に開口部を有する保護絶縁膜とを有する低電圧トランジスタと、
前記高電圧回路領域に配置され、前記半導体基板の中に設けられ前記素子分離絶縁膜に囲まれ前記保護絶縁膜の下方に設けられた第2ソース領域と第2ドレイン領域と、前記第2ソース領域と前記第2ドレイン領域の間に配置され前記第1ゲート絶縁膜の膜厚より厚い第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜の上に設けられた第2ゲート電極と、前記第2ゲート電極の上に設けられ前記保護絶縁膜の開口部に設けられた第3金属サリサイド膜とを有する高電圧トランジスタを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 前記低電圧回路領域に配置され、前記素子分離絶縁膜の上に設けられ、前記保護絶縁膜の下に設けられた導電体を有する抵抗をさらに有することを特徴とする請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- メモリセルトランジスタのトンネル絶縁膜と、低電圧トランジスタの第1ゲート絶縁膜と、高電圧トランジスタの第2ゲート絶縁膜を半導体基板の上に形成することと、
メモリセルトランジスタの浮遊ゲート電極となり、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極の一部になる第1のn型半導体膜を、前記トンネル絶縁膜、第1ゲート絶縁膜と第2ゲート絶縁膜の上に成膜することと、
メモリセルトランジスタの層間絶縁膜となる第1絶縁膜を前記第1のn型半導体膜の上に成膜することと、
前記第1絶縁膜を剥離し、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極に位置する前記第1のn型半導体膜の上の前記第1絶縁膜を除去し、前記第1のn型半導体膜を露出させることと、
メモリセルトランジスタの制御ゲート電極となり、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極の一部になる第2のn型半導体膜を、露出した前記第1の半導体膜と前記第1絶縁膜の上に形成することと、
メモリセルトランジスタの浮遊ゲート電極と制御ゲート電極と、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極の形状に加工することと、
メモリセルトランジスタの制御ゲート電極と、低電圧トランジスタと高電圧トランジスタのゲート電極をマスクに、前記第2のn型半導体膜においてn型不純物の濃度より前記p型不純物の濃度が低くなるように前記第2のp型不純物のイオン注入を行い、半導体基板内に導電型がp型であるソース・ドレイン領域を形成することとを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
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