JP2006294864A - Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.
LSI(Large Scale Integrated circuit)製造プロセスでは、金属配線下の平坦化層間絶縁膜としてBPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜が用いられる。しかしながら、BPSG膜の生成には高温の熱処理が必要であり、既に最適化されたシリサイドを再反応させてしまう場合がある。この場合、細線効果や凝集等の材料固有の現象を引き起こす。これにより、金属化されたはずの材料が高抵抗化されてしまい、結果として歩留まりを落とす。 In an LSI (Large Scale Integrated circuit) manufacturing process, a BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass) film is used as a planarized interlayer insulating film under a metal wiring. However, the formation of the BPSG film requires a high-temperature heat treatment and may cause the already optimized silicide to react again. In this case, a phenomenon peculiar to the material such as a fine line effect and aggregation is caused. This increases the resistance of the material that should have been metallized, resulting in a decrease in yield.
また、BPSG膜を形成する前に、Voidの発生を防ぐために、段差被覆性に優れた酸化膜を形成する場合がある。この場合には、例えばTEOS(TetraEthylOrthoSilisate)−O3CVD法が用いられる。しかしながら、この方法の場合、TEOS膜の形成の際、酸化膜に水素原子を取り込みやすい。このため、TEOS膜をフローティングゲート近傍に形成すると、取り込まれた水素原子が、フローティングゲートに注入された電子に影響を及ぼし、保持データを破壊する危険がある。また、段差被覆のためにTEOS膜を厚くすると、平坦性が悪くなり、配線層露光への影響が大きくなる。この場合、例えば0.25μm以下のプロセスには使えない。 In addition, before forming the BPSG film, an oxide film having excellent step coverage may be formed in order to prevent generation of void. In this case, for example, TEOS (TetraEthylOrthoSilisate) -O 3 CVD method is used. However, in this method, hydrogen atoms are easily taken into the oxide film when the TEOS film is formed. For this reason, when the TEOS film is formed in the vicinity of the floating gate, the incorporated hydrogen atoms affect the electrons injected into the floating gate, and there is a risk of destroying the retained data. Further, when the TEOS film is thickened to cover the step, the flatness is deteriorated and the influence on the wiring layer exposure is increased. In this case, it cannot be used for a process of, for example, 0.25 μm or less.
また、不揮発性半導体記憶装置としての書き込み速度を考えた場合、例えばトンネル膜に印加される電圧を引き上げると、トンネル膜の劣化が著しくなり、書き換え可能回数が減少する。即ち、高信頼性が要求される分野において書き込み速度を高速化することが難しかった。
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、書き換え可能回数の劣化を抑えながら書き込み速度の高速化が可能であり、信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above. The object of the present invention is to increase the writing speed while suppressing the deterioration of the number of rewritable times, and to provide a highly reliable nonvolatile memory. It is an object to provide a conductive semiconductor memory device and a method for manufacturing the same.
本発明は、その一端がフローティングノードに接続されている第1のキャパシタと、そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、その一端が前記フローティングノードに接続され、その他端が前記検出トランジスタのドレインに接続されている第2のキャパシタと、を含み、前記第2のキャパシタの上方の第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成されている不揮発性半導体記憶装置に関する。 The present invention includes a first capacitor having one end connected to the floating node, a detection transistor having a gate electrode connected to the floating node, one end connected to the floating node, and the other end connected to the floating node. A second capacitor connected to the drain of the detection transistor, and the first interlayer insulating film above the second capacitor is formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method The present invention relates to a formed nonvolatile semiconductor memory device.
これにより、第2のキャパシタの酸化膜にトラップ領域を形成することが可能となる。このため、書き込み電圧を引き上げることなく、書き込み速度の向上が可能となる。また、第1の層間絶縁膜を形成する過程でHDPCVD法によってトラップ領域を形成することが可能なため、トラップ領域を形成するための工程を別に用意する必要がない。このため、本発明はコストパフォーマンスにも優れる。 Thereby, a trap region can be formed in the oxide film of the second capacitor. For this reason, it is possible to improve the writing speed without increasing the writing voltage. In addition, since the trap region can be formed by the HDPCVD method in the process of forming the first interlayer insulating film, it is not necessary to prepare a separate step for forming the trap region. For this reason, this invention is excellent also in cost performance.
また、HDPCVD法では低温で処理が行われるため、各層に熱履歴を残さずに第1の層間絶縁膜を形成することができる。これにより、不純物拡散領域の濃度を保つことが可能となり、各キャパシタの容量値の減少を防ぎ、安定した書き込み動作を維持することができる。 In addition, since the HDPCVD process is performed at a low temperature, the first interlayer insulating film can be formed without leaving a thermal history in each layer. This makes it possible to maintain the concentration of the impurity diffusion region, prevent a decrease in the capacitance value of each capacitor, and maintain a stable write operation.
また、本発明では、前記第1の層間絶縁膜は、前記第2のキャパシタの上部電極を形成するポリシリコン層と、金属配線層との間に形成されてもよい。 In the present invention, the first interlayer insulating film may be formed between a polysilicon layer forming an upper electrode of the second capacitor and a metal wiring layer.
これにより、微細配線上において平坦性に優れる第1の層間絶縁膜を低温処理で形成することができる。即ち、微細化されたプロセスに適用することができる。 Thereby, the first interlayer insulating film having excellent flatness on the fine wiring can be formed by low-temperature processing. That is, it can be applied to a miniaturized process.
また、本発明では、前記第1の層間絶縁膜は、前記ポリシリコン層の上方に形成される第2の層間絶縁膜と、金属配線層との間に形成されてもよい。 In the present invention, the first interlayer insulating film may be formed between a second interlayer insulating film formed above the polysilicon layer and a metal wiring layer.
これにより、段差被膜性に優れた第1の層間絶縁膜を形成することができるため、低温処理でVOIDの発生を防ぐことが可能となる。 This makes it possible to form the first interlayer insulating film having excellent step coatability, and thus it is possible to prevent the occurrence of VOID by low temperature processing.
また、本発明では、前記金属配線層は、TEOS(TetraEthylOrthoSilisate)膜を介在させることなく、前記ポリシリコン層の上方に形成されてもよい。 In the present invention, the metal wiring layer may be formed above the polysilicon layer without interposing a TEOS (TetraEthylOrthoSilisate) film.
これにより、各層に熱履歴を残さずに第1の層間絶縁膜を形成できると共に、フローティングノードに注入された電荷に対する悪影響を防ぐことができる。 Thus, the first interlayer insulating film can be formed without leaving a thermal history in each layer, and adverse effects on the charge injected into the floating node can be prevented.
また、本発明では、前記金属配線層は、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜を介在させることなく、前記ポリシリコン層の上方に形成されてもよい。 In the present invention, the metal wiring layer may be formed above the polysilicon layer without interposing a BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass) film.
これにより、各層に熱履歴を残さずに第1の層間絶縁膜を形成できると共に、低温処理でVOIDの発生を防ぐことが可能となる。 As a result, the first interlayer insulating film can be formed without leaving a thermal history in each layer, and the occurrence of VOID can be prevented by low-temperature processing.
また、本発明では、前記第2のキャパシタの上部電極と下部電極の間に形成される第2のキャパシタ絶縁膜の膜厚は、前記第1のキャパシタの上部電極と下部電極の間に形成される第1のキャパシタ絶縁膜の膜厚よりも薄く形成され、前記HDPCVD法によって基板にかけられたバイアスにより、前記第2のキャパシタ絶縁膜には電荷のトラップ領域が形成されてもよい。 In the present invention, the thickness of the second capacitor insulating film formed between the upper electrode and the lower electrode of the second capacitor is formed between the upper electrode and the lower electrode of the first capacitor. A charge trap region may be formed in the second capacitor insulating film by a bias applied to the substrate by the HDPCVD method.
これにより、書き込み速度の低下を抑えて、書き込み電圧の低電圧化が可能となる。即ち、第2のキャパシタのトンネル膜の劣化を防ぐことができ、書き換え可能回数の劣化を抑えることができる。また、不揮発性半導体記憶装置の低消費電力化が可能である。 As a result, it is possible to reduce the writing voltage while suppressing a decrease in writing speed. That is, the deterioration of the tunnel film of the second capacitor can be prevented, and the deterioration of the number of rewritable times can be suppressed. In addition, the power consumption of the nonvolatile semiconductor memory device can be reduced.
また、本発明では、前記第2のキャパシタ絶縁膜が形成される領域の面積は、前記第1のキャパシタ絶縁膜が形成される領域の面積よりも狭く、前記第2のキャパシタの容量は、前記第1のキャパシタの容量よりも小さくなるようにしてもよい。 In the present invention, the area of the region where the second capacitor insulating film is formed is narrower than the area of the region where the first capacitor insulating film is formed, and the capacitance of the second capacitor is You may make it become smaller than the capacity | capacitance of a 1st capacitor.
これにより、第2のキャパシタのトンネル膜に所望の書き込み電圧を印加することができる。 Thereby, a desired write voltage can be applied to the tunnel film of the second capacitor.
また、本発明では、前記コントロールゲート電圧の供給ノードと前記第1のキャパシタの他端との間に設けられた第1の選択トランジスタと、前記コントロールドレイン電圧の供給ノードと前記第2のキャパシタの他端との間に設けられた第2の選択トランジスタと、をさらに含み、書き込み動作時には、前記第1及び第2の選択トランジスタのゲート電極に選択電圧が供給され、前記第1及び第2の選択トランジスタがオン状態に設定され、前記第1のキャパシタの他端には、オン状態に設定された前記第1の選択トランジスタを介して前記コントロールゲート電圧が供給され、前記第2のキャパシタの他端には、オン状態に設定された前記第2の選択トランジスタを介して前記コントロールドレイン電圧が供給されるようにしてもよい。 In the present invention, the first selection transistor provided between the control node voltage supply node and the other end of the first capacitor, the control drain voltage supply node, and the second capacitor A second selection transistor provided between the other end of the first selection transistor and a second selection transistor, and a selection voltage is supplied to the gate electrodes of the first and second selection transistors during the write operation. A selection transistor is set in an on state, and the other end of the first capacitor is supplied with the control gate voltage via the first selection transistor set in an on state, in addition to the second capacitor. The control drain voltage may be supplied to the end via the second selection transistor set to the on state.
これにより、第1のキャパシタの他端に、コントロールゲート電圧を供給することができ、前記第2のキャパシタの他端に、コントロールドレイン電圧を供給することができる。 Thus, the control gate voltage can be supplied to the other end of the first capacitor, and the control drain voltage can be supplied to the other end of the second capacitor.
また、本発明では、その一端が前記フローティングノードに接続されている補助キャパシタをさらに含み、少なくとも書き込み動作時には、前記第1のキャパシタの他端にコントロールゲート電圧が供給され、前記第2のキャパシタの他端にコントロールドレイン電圧が供給され、前記補助キャパシタの他端に前記フローティングノードの電圧よりも高い容量比補正電圧が供給されるようにしてもよい。 The present invention further includes an auxiliary capacitor having one end connected to the floating node, and at least during a write operation, a control gate voltage is supplied to the other end of the first capacitor, A control drain voltage may be supplied to the other end, and a capacitance ratio correction voltage higher than the voltage of the floating node may be supplied to the other end of the auxiliary capacitor.
これにより、フローティングノードの寄生容量による第1のキャパシタと第2のキャパシタの容量比の変化を補正することができる。即ち、安定した書き込み動作が可能となり、第2のキャパシタの酸化膜の劣化や信頼性の低下を防ぐことが可能となる。 As a result, the change in the capacitance ratio between the first capacitor and the second capacitor due to the parasitic capacitance of the floating node can be corrected. That is, a stable write operation can be performed, and deterioration of the oxide film and reliability of the second capacitor can be prevented.
また、本発明では、少なくとも書き込み動作時において、前記容量比補正電圧は、前記第1のキャパシタの一端に供給される電圧と前記第2のキャパシタの他端に供給される電圧のうちのいずれか高い方の電圧と同じ電圧又はそれより高い電圧に設定されても良い。 In the present invention, at least during the write operation, the capacitance ratio correction voltage is any one of a voltage supplied to one end of the first capacitor and a voltage supplied to the other end of the second capacitor. It may be set to the same voltage as the higher voltage or a higher voltage.
これにより、第1のキャパシタの一端に供給される電圧が、第2のキャパシタの他端に供給される電圧より高い電圧の場合には、フローティングノードの電位は、補助キャパシタの容量と第1のキャパシタの容量との合成容量と、検出トランジスタのゲート容量と第2のキャパシタの容量との合成容量とで構成される容量比に基づく。同様にして、第2のキャパシタの他端に供給される電圧が、第1のキャパシタの一端に供給される電圧より高い電圧の場合には、フローティングノードの電位は、補助キャパシタの容量と第2のキャパシタの容量との合成容量と、検出トランジスタのゲート容量と第1のキャパシタの容量との合成容量とで構成される容量比に基づく。即ち、論理“1”を書き込む書き込み動作と、論理“0”を書き込む書き込み動作とでの、容量比の変化を緩和することができる。 Thus, when the voltage supplied to one end of the first capacitor is higher than the voltage supplied to the other end of the second capacitor, the potential of the floating node is equal to the capacitance of the auxiliary capacitor and the first capacitor. This is based on a capacitance ratio constituted by a combined capacitance of the capacitance of the capacitor and a combined capacitance of the gate capacitance of the detection transistor and the capacitance of the second capacitor. Similarly, when the voltage supplied to the other end of the second capacitor is higher than the voltage supplied to one end of the first capacitor, the potential of the floating node is equal to the capacitance of the auxiliary capacitor and the second capacitance. This is based on a capacitance ratio composed of a combined capacitance of the capacitor of the first capacitor and a combined capacitance of the gate capacitance of the detection transistor and the capacitance of the first capacitor. That is, the change in the capacitance ratio between the write operation for writing logic “1” and the write operation for writing logic “0” can be reduced.
また、本発明では、前記補助キャパシタの容量値は、前記検出トランジスタのゲート容量値と同じ値に設定されてもよい。 In the present invention, the capacitance value of the auxiliary capacitor may be set to the same value as the gate capacitance value of the detection transistor.
これにより、論理“1”を書き込む書き込み動作と、論理“0”を書き込む書き込み動作とでの、容量比の変化を緩和することができる。即ち、論理“1”を書き込む書き込み動作時の第2のキャパシタに印加される電圧と、論理“0”を書き込む書き込み動作時の第2のキャパシタに印加される電圧とのオフセットを緩和することができる。 As a result, the change in the capacitance ratio between the write operation for writing logic “1” and the write operation for writing logic “0” can be reduced. That is, the offset between the voltage applied to the second capacitor during the write operation for writing logic “1” and the voltage applied to the second capacitor during the write operation for writing logic “0” can be reduced. it can.
また、本発明では、前記補助キャパシタは、前記第1のキャパシタが形成される第1のキャパシタ形成領域の上方の領域に形成されてもよい。 In the present invention, the auxiliary capacitor may be formed in a region above a first capacitor formation region where the first capacitor is formed.
これにより、不揮発性半導体記憶装置のレイアウト面積を無駄に大きくせずに、補助キャパシタを形成することができる。 Thus, the auxiliary capacitor can be formed without unnecessarily increasing the layout area of the nonvolatile semiconductor memory device.
また、本発明では、前記第2のキャパシタが形成される第2のキャパシタ形成領域は、前記第1のキャパシタ形成領域の第1の方向側に形成され、前記第2のキャパシタ形成領域は、その面積が前記第1のキャパシタ形成領域よりも狭くなるようにされてもよい。 In the present invention, the second capacitor formation region in which the second capacitor is formed is formed on the first direction side of the first capacitor formation region, and the second capacitor formation region is The area may be narrower than the first capacitor formation region.
これにより、第1のキャパシタは、その容量が第2のキャパシタの容量より大きくなるように、その形成領域の面積も大きく形成されているため、補助キャパシタの容量を大きくすることができる。 Thereby, since the area of the formation region of the first capacitor is formed to be larger than that of the second capacitor, the capacity of the auxiliary capacitor can be increased.
また、本発明では、前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、前記検出トランジスタのゲート電極が形成される検出トランジスタ用ゲート電極形成領域は、前記第1のキャパシタ形成領域の前記第1の方向側であり、且つ、前記第2のキャパシタ形成領域の前記第2の方向側に形成されてもよい。 Further, in the present invention, when the direction orthogonal to the first direction is the second direction, the detection transistor gate electrode formation region in which the gate electrode of the detection transistor is formed is the first capacitor formation. It may be formed on the first direction side of the region and on the second direction side of the second capacitor formation region.
これにより、不揮発性半導体記憶装置のレイアウト面積を小さくすることができる。 Thereby, the layout area of the nonvolatile semiconductor memory device can be reduced.
また、本発明は、その一端がフローティングノードに接続されている第1のキャパシタと、そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、を含み、前記検出トランジスタのゲート電極を形成するポリシリコン層の上方の第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成されている不揮発性半導体記憶装置に関する。 The present invention also includes a first capacitor having one end connected to the floating node and a detection transistor having a gate electrode connected to the floating node, and forms a gate electrode of the detection transistor. The first interlayer insulating film above the polysilicon layer relates to a nonvolatile semiconductor memory device formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method.
また、本発明は、その一端がフローティングノードに接続されている第1のキャパシタと、そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、前記検出トランジスタのゲート電極を形成するポリシリコン層を形成する工程と、前記ポリシリコン層の上方に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第2の層間絶縁膜の上方に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、を含み、前記第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成される不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関する。 The present invention is also a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device including a first capacitor having one end connected to a floating node and a detection transistor having a gate electrode connected to the floating node. Forming a polysilicon layer for forming the gate electrode of the detection transistor, forming a second interlayer insulating film above the polysilicon layer, and forming a second interlayer insulating film above the second interlayer insulating film. Forming a first interlayer insulating film, wherein the first interlayer insulating film is formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method About.
また、本発明は、その一端がフローティングノードに接続されている第1のキャパシタと、そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、その一端が前記フローティングノードに接続され、その他端が前記検出トランジスタのドレインに接続されている第2のキャパシタと、を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、前記第2のキャパシタの上部電極を形成するポリシリコン層を形成する工程と、前記ポリシリコン層の上方に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第2の層間絶縁膜の上方に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、を含み、前記第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成される不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関する。 The present invention also provides a first capacitor having one end connected to the floating node, a detection transistor having a gate electrode connected to the floating node, one end connected to the floating node, and the other end. And a second capacitor connected to the drain of the detection transistor, and a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, the step of forming a polysilicon layer that forms the upper electrode of the second capacitor; A step of forming a second interlayer insulating film above the polysilicon layer, and a step of forming a first interlayer insulating film above the second interlayer insulating film, The insulating film relates to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition).
また、本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、前記第1の層間絶縁膜の上方に金属配線層を形成する工程を含んでもよい。 In addition, the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention may include a step of forming a metal wiring layer above the first interlayer insulating film.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。なお、以下の図において同符号のものは同様の意味を表す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention. In the following drawings, the same reference numerals have the same meaning.
1.不揮発性半導体記憶装置
以下に、不揮発性半導体記憶装置の一例として、EEPROM(Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only-Memory)100の構成例を示す。
1. Nonvolatile Semiconductor Memory Device A configuration example of an EEPROM (Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only-Memory) 100 is shown below as an example of a nonvolatile semiconductor memory device.
図1は、本実施形態に係るEEPROM(広義には不揮発性半導体記憶装置)100の一部を示す回路図である。EEPROM100は、選択トランジスタ21(広義には第1の選択トランジスタ)、選択トランジスタ22(広義には第2の選択トランジスタ)と、セル10と、読み出しトランジスタ23を含む。セル10は、第1、第2のキャパシタ31、32と、フローティングノード30と、検出トランジスタ41を含む。EEPROM100は、例えば複数のセル10を含むようにしてもよい。また、セル10には例えば1ビットのデータを格納することができる。ノードCGNはコントロールゲート電圧CGが供給される供給ノードであり、ノードCDNはコントロールドレイン電圧CDが供給される供給ノードである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a part of an EEPROM (nonvolatile semiconductor memory device in a broad sense) 100 according to this embodiment. The
なお、本実施形態及びその変形例において、フローティングノード30に対する電荷の注入又は放出を行う動作を、書き込み動作と定義する。例えば、書き込み動作において、フローティングノード30に電荷を注入する動作を論理“1”の書き込み動作とし、フローティングノード30の電荷を放出する動作を論理“0”の書き込み動作とする。
In the present embodiment and its modifications, an operation for injecting or discharging charges to the floating
選択トランジスタ21、22は、例えばN型トランジスタで構成され、そのゲートはワード線WLに接続されている。選択トランジスタ21の一端はセル10の第1のキャパシタ31に接続されている。選択トランジスタ21の他端にはコントロールゲート電圧CGが供給される。また、選択トランジスタ22の一端はセル10の第2のキャパシタ32及び検出トランジスタ41のドレインに接続されている。選択トランジスタ22の他端にはコントロールドレイン電圧CDが供給される。
The
例えば、ワード線WLにセル10を選択するための選択電圧が供給されると、選択トランジスタ21及び22がオン状態となる。これにより、セル10には、コントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDが供給される。なお、この構成例では、1ビット単位からの書き込みが可能になっている。
For example, when a selection voltage for selecting the
セル10の第1のキャパシタ31の一端は選択トランジスタ21の一端に接続され、第1のキャパシタ31の他端はフローティングノード30に接続されている。第2のキャパシタ32の一端はフローティングノード30に接続され、第2のキャパシタ32の他端は、選択トランジスタ22の一端に接続されている。
One end of the
また、検出トランジスタ41のゲート電極がフローティングノード30に接続され、検出トランジスタ41のドレインが選択トランジスタ22の一端に接続されている。検出トランジスタ41のソースは、読み出しトランジスタ23のドレインに接続され、読み出しトランジスタ23のソースには例えばグランドレベルの電圧VSSが供給される。
The gate electrode of the
EEPROM100では、第1、第2のキャパシタ31、32の容量値で容量比が構成される。書き込み動作時のフローティングノード30の電位は、およそ、この容量比とコントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDに基づく電位に設定される。そして、コントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDを制御することで、例えば論理“1”又は論理“0”をセル10に書き込むことができる。
In the
例えば、第2のキャパシタ32の容量値は、例えば第1のキャパシタ31の容量値よりも小さく設定されている。また、第2のキャパシタ32を構成する酸化膜は、電荷の注入、放出を行うために薄い酸化膜(トンネル膜)で形成されている。
For example, the capacitance value of the
なお、上記の容量比は、トンネル膜にかかる電界が例えば10MV/cm以上になるように設計されるが、書き込み時間に余裕がある場合には、この限りではない。薄いトンネル膜の耐圧は低く、トンネル膜にかかる電界を高くしすぎると簡単に破壊されてしまう。また、破壊に至らずとも高電界によるダメージは蓄積され、書き換え回数が急激に減少していく。このため、容量比には上限があり、その上限を超えないように容量比を設定するとよい。 The above capacitance ratio is designed so that the electric field applied to the tunnel film is, for example, 10 MV / cm or more, but this is not the case when there is a margin in the writing time. A thin tunnel film has a low withstand voltage, and if the electric field applied to the tunnel film is too high, the tunnel film is easily broken. Moreover, even if it does not lead to destruction, damage due to a high electric field is accumulated, and the number of rewrites rapidly decreases. For this reason, the capacity ratio has an upper limit, and the capacity ratio may be set so as not to exceed the upper limit.
読み出しトランジスタ23は、例えばデータの読み出し動作時にオン状態に設定される。また、読み出しトランジスタ23は、セル10の中に含めるようにしてもよいし、セル10の外側にレイアウトして、複数のセル10で共用するようにしてもよい。
The
また、フローティングノード30には、検出トランジスタ41のゲート電極が接続されているため、検出トランジスタ41のオン・オフ状態をセンスアンプ等で検出することでセル10に格納されているデータを読み出すことができる。
In addition, since the gate electrode of the
なお、本実施形態では、フローティングノード30に対して電荷の注入又は放出を行う動作を書き込み動作と定義しているが、本実施形態及びその変形例ではこれに限定されない。例えば、フローティングノード30に電荷を注入する動作を書き込み動作とし、フローティングノード30の電荷を放出させる動作を消去動作と定義してもよい。また、本実施形態では、書き込み動作として論理“1”又は論理“0”の書き込みを便宜的に示しているが、本実施形態及びその変形例ではこれに限定されない。例えば、論理“1”の書き込みを書き込み動作とし、論理“0”の書き込みを消去動作として定義してもよいし、その逆もまた可能である。
In the present embodiment, the operation of injecting or discharging charges to the floating
次にEEPROM100の書き込み動作を説明する。論理“1”を書き込む動作(以下、ハイ書き込みとも呼ぶ)では、コントロールゲート電圧CGが高電圧(例えば10V)に設定され、コントロールドレインCD電圧が低電圧(例えば0V)に設定される。また、ワード線WLには選択電圧が供給されるため、第1のキャパシタ31の一端には例えば10Vの電圧が供給され、第2のキャパシタ32の他端には例えば0Vの電圧が供給される。
Next, the writing operation of the
なお、このときは書き込み動作であるため、読み出し信号線RDにはノンアクティブに設定された信号が供給され、読み出しトランジスタ23はオフ状態に設定される。
At this time, since it is a write operation, a signal set to non-active is supplied to the read signal line RD, and the
このとき、フローティングノード30の電位は、容量比とコントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDに基づいた電位に設定される。第1のキャパシタ31の容量値をC1、第2のキャパシタ32の容量値をC2とする。例えば、容量値の比をC1:C2=8:2とする。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が2:8に容量分割された電圧として例えば7.5Vの電圧が印加されることになる。
At this time, the potential of the floating
一方、薄い酸化膜(トンネル膜)に電圧が印加されると、ある所定の電圧を境に、印加された電圧に比例するトンネル電流が流れるようになる。この所定の電圧は、例えば酸化膜の膜厚等に依存する。ここで、キャパシタ32のトンネル膜の膜厚が、7.5V印加時に十分なトンネル電流が流れるように形成された場合を説明する。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には例えば7.5Vの電圧が印加されるはずであるが、トンネル電流を流してしまうため、短時間の後には、結果としてキャパシタ32には例えば6V程度の電圧しか現れないことになる。
On the other hand, when a voltage is applied to the thin oxide film (tunnel film), a tunnel current proportional to the applied voltage flows at a certain predetermined voltage. This predetermined voltage depends on, for example, the thickness of the oxide film. Here, a case where the thickness of the tunnel film of the
即ち、フローティングノード30にマイナスの電荷が注入されたことになる。
That is, negative charges are injected into the floating
このようにして、ハイ書き込みが実施される。なお、容量C1、C2の容量比の上限は、キャパシタ32のトンネル膜の膜厚に基づく。キャパシタ32のトンネル膜の膜厚や、容量C1、C2の容量比は、EEPROM100の用途に基づいて設定することができる。例えば、書き込み動作速度を最優先にする場合には、キャパシタ32の膜厚を薄くしたり、容量C1、C2の容量比を高く設定すればよい。容量比が高くなると、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧が高くなるため、その分、書き込み速度が速くなる。
In this way, high writing is performed. The upper limit of the capacitance ratio between the capacitors C1 and C2 is based on the thickness of the tunnel film of the
一方、論理“0”を書き込む動作(以下、ロー書き込みとも呼ぶ)では、コントロールゲート電圧CGが低電圧(例えば0V)に設定され、コントロールドレインCD電圧が高電圧(例えば10V)に設定される。また、ワード線WLには選択電圧が供給されるため、第1のキャパシタ31の一端には例えば0Vの電圧が供給され、第2のキャパシタ32の他端には例えば10Vの電圧が供給される。
On the other hand, in the operation of writing logic “0” (hereinafter also referred to as “low write”), the control gate voltage CG is set to a low voltage (eg, 0 V), and the control drain CD voltage is set to a high voltage (eg, 10 V). Since the selection voltage is supplied to the word line WL, for example, a voltage of 0 V is supplied to one end of the
なお、このときは書き込み動作であるため、読み出し信号線RDにはノンアクティブに設定された信号が供給され、読み出しトランジスタ23はオフ状態に設定される。このとき、フローティングノード30の電位は、ハイ書き込みのときと同様に、容量比とコントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDに基づいた電位に設定される。
At this time, since it is a write operation, a signal set to non-active is supplied to the read signal line RD, and the
この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が2:8に容量分割された電圧として例えば7.5Vの電圧が印加されるはずである。しかしながら、ハイ書き込み動作と同様にロー書き込み動作時においても、キャパシタ32のトンネル膜にはトンネル電流が流れるため、短時間の後には、6V程度の電位差に緩和されてしまう。
In this case, for example, a voltage of 7.5 V should be applied to the tunnel film of the
即ち、フローティングノード30からマイナスの電荷が放出されたことになる。
That is, negative charges are released from the floating
このようにして、ロー書き込みが実施される。なお、書き込み動作時には、キャパシタ31の一端にコントロールゲート電圧CGが供給され、キャパシタ32の他端にコントロールドレイン電圧CDが供給される。書き込み動作時のフローティングノード30に対する電荷の注入の時間又はフローティングノード30の電荷の放出の時間は、後述の層間絶縁膜ILD1がHDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法よりも高温の処理によって形成された場合に比べて、短い時間に設定されている。
In this way, row writing is performed. During the write operation, the control gate voltage CG is supplied to one end of the
図2は、EEPROM100のレイアウトを示す図である。領域71、72は、素子分離領域81によって分離された拡散領域71、72を示す。符号DR1、DR2は方向を示し、方向DR2は方向DR1と直交する方向である。素子分離領域81は、例えばLOCOS(LoCal-Oxidation-of-Silicon)もしくはSTI(Shallow-Trench-Isolation)にて形成される。領域31−2は、高濃度不純物打ち込み領域を示し、第1のキャパシタ31の下部電極が形成される領域(広義には第1のキャパシタ形成領域)を示す。領域32−2は、高濃度不純物打ち込み領域を示し、第2のキャパシタ32の下部電極(広義には第2のキャパシタ形成領域)が形成される領域を示す。
FIG. 2 is a diagram showing a layout of the
領域31−1は、例えば第1ポリシリコン層に形成される第1のキャパシタ31の上部電極が形成される領域(広義には第1のキャパシタ形成領域)を示す。領域32−1は、第1ポリシリコン層に形成される第2のキャパシタ32の上部電極が形成される領域(広義には第2のキャパシタ形成領域)を示す。
The region 31-1 indicates a region where the upper electrode of the
図2に示すように、第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2(広義には第2のキャパシタ形成領域)は、第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2の第1の方向DR1側に形成される。第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2は、その面積が第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2よりも狭い。
As shown in FIG. 2, the regions 32-1 and 32-2 (second capacitor forming region in a broad sense) where the
選択トランジスタ21、22のゲート電極21−G、22−Gは、例えば第1ポリシリコン層の上層の第2ポリシリコン層に形成される。また、選択トランジスタ21のゲート電極21−Gが形成される領域(広義には第1の選択トランジスタ用ゲート電極形成領域)は、第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2の第2の方向DR2側の逆側に形成されている。選択トランジスタ22のゲート電極22−Gが形成される領域(広義には第2の選択トランジスタ用ゲート電極形成領域)は、第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2の第2の方向の逆側であり、且つ、選択トランジスタ22のゲート電極22−Gが形成される領域の第1の方向DR1側に形成される。
The gate electrodes 21-G and 22-G of the
検出トランジスタ41のゲート電極41−Gは、例えば第1ポリシリコン層に形成され、領域31−1のキャパシタ31の上部電極と接続されている。また、検出トランジスタ41のゲート電極41−Gが形成される検出トランジスタ用ゲート電極形成領域41−1は、第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2の第1の方向DR1側であり、且つ、第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2の第2の方向側に形成される。
The gate electrode 41-G of the
なお、第1ポリシリコン層に形成されたキャパシタ31、32の上部電極及びゲート電極41−Gは、フローティングノード30でもある。
Note that the upper electrodes of the
キャパシタ32のトンネル膜に例えば10MV/cm以上の電界を加えるためには、キャパシタ31の容量値C1を、キャパシタ32の容量値C2よりも十分に大きくする必要がある。ところが、キャパシタ32の酸化膜は、薄いトンネル膜のため、キャパシタ32の容量値C2よりもキャパシタ31の容量値C1を大きくするためには、キャパシタ31の電極の面積を大きくする必要がある。領域32−1で示されるキャパシタ32の上部電極の面積に比べて、領域31−1で示されるキャパシタ31の上部電極の面積は大きいのは、この容量比を稼ぐためである。
In order to apply an electric field of 10 MV / cm or more to the tunnel film of the
図3は、図8のA−A断面を示す断面図である。符号PL1は第1ポリシリコン層を示し、例えばキャパシタ31、32の上部電極を含む配線を示す。図3に示すように、キャパシタ32の酸化膜82の膜厚32−3は、キャパシタ31の酸化膜82の膜厚31−3に比べて薄く加工され、トンネル電流を流す。膜厚31−3は例えば100〜200Åに設定され、膜厚32−3は例えば70〜80Åに設定される。しかしながら、キャパシタ31の上部電極の形成領域31−1は、キャパシタ32の上部電極の形成領域32−1よりも十分に面積的に大きく確保されているため、上記の容量比を構成することができる。符号PL2は第2ポリシリコン層を示し、符号ILD1は層間絶縁膜(広義には第1の層間絶縁膜)を示す。また、符号ILD2は層間絶縁膜(広義には第2の層間絶縁膜)を示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. Reference numeral PL1 denotes a first polysilicon layer, for example, a wiring including the upper electrodes of the
2.製造工程
次に図4〜図10を用いて、本実施形態に係るEEPROM100の製造工程を説明する。図4〜図10には、図3の断面図のキャパシタ32の部分が示されている。
2. Manufacturing Process Next, a manufacturing process of the
まず、図4に示すように、基板(例えばP型サブストレート)に不純物(例えばn+)が打ち込まれ、素子分離領域81が形成される。拡散領域72は例えば高濃度の不純物拡散領域として形成される。
First, as shown in FIG. 4, an impurity (for example, n +) is implanted into a substrate (for example, a P-type substrate) to form an
次いで、図5に示すように酸化膜82が形成される。次いで、図6のA1に示すようにエッチングされ、図7のA2に示すように酸化膜が形成される。次いで、図8に示すように第1ポリシリコン層(広義にはポリシリコン層)PL1が形成される。形成方法としては、通常のCVD法などにより形成することができる。なお、第1ポリシリコン層PL1の領域32−1の部分は、第2のキャパシタ32の上部電極であり、拡散領域72の領域32−1の部分は、第2のキャパシタ32の下部電極である。
Next, an
次いで、図9に示すようにポリシリコン層PL1がエッチングされ、第1ポリシリコン層PL1を覆うように酸化膜82の上層に層間絶縁膜ILD2が形成される。形成方法としては、通常のCVD法などにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 9, the polysilicon layer PL1 is etched, and an interlayer insulating film ILD2 is formed on the
次いで、図10に示すように層間絶縁膜ILD2がエッチングされ、第2ポリシリコン層PL2が形成される。第2ポリシリコン層PL2は図10に示すようにエッチングされ、第2ポリシリコン層PL2を覆うように層間絶縁膜ILD2の上層に層間絶縁膜ILD1が形成される。 Next, as shown in FIG. 10, interlayer insulating film ILD2 is etched to form second polysilicon layer PL2. The second polysilicon layer PL2 is etched as shown in FIG. 10, and an interlayer insulating film ILD1 is formed on the interlayer insulating film ILD2 so as to cover the second polysilicon layer PL2.
本実施形態では、この層間絶縁膜ILD2は、HDPCVD法によって形成される。第2ポリシリコン層PL2は、加工性が非常に良いため、エッチングを施すと、図10のA3に示すように例えば層間絶縁膜ILD2と第2ポリシリコン層との段差が鋭く形成される。しかしながら、HDPCVD法は、段差被膜性に優れるため、HDPCVD法を用いる前に流動性CVD等で段差被膜性の改善を行う必要がない。 In the present embodiment, the interlayer insulating film ILD2 is formed by the HDPCVD method. Since the second polysilicon layer PL2 has very good workability, when etched, for example, a step between the interlayer insulating film ILD2 and the second polysilicon layer is sharply formed as indicated by A3 in FIG. However, since the HDPCVD method is excellent in step coatability, it is not necessary to improve the step coatability by fluid CVD or the like before using the HDPCVD method.
HDPCVD法を用いて層間絶縁膜IDL1を形成すると、各層にチャージアップを生じる。基板は所定の電位に縛られているため、このチャージアップされた電荷が、さまざまな経路を伝って基板の所定の電位の方向に流れる。このとき、図3のキャパシタ31、32は、他のゲート電極と比較するとより多くの電荷を集める。しかしながら、HDPCVD法によって生じる電位は例えば数KVと非常に高く、さらに製膜中の温度も高いので、キャパシタ31、32に生じるチャージアップは非常に厳しくなる。また、このとき、図3に示すようにキャパシタ32の膜厚は、キャパシタ31の膜厚と比べて、非常に薄い。即ち、キャパシタ31、32に溜まる電荷は、キャパシタ32のトンネル膜を伝って基板の電位の方向に流れる。この時に、キャパシタ32のトンネル膜は、流れる電荷によるダメージを受け、例えば図10のA4に示す部分にトラップ領域が形成される。
When the interlayer insulating film IDL1 is formed using the HDPCVD method, charge up occurs in each layer. Since the substrate is bound to a predetermined potential, the charged-up charge flows in various directions along the predetermined potential of the substrate. At this time, the
このトラップ領域を利用することで、本実施形態のEEPROM100は書き込み速度の向上が可能となる。上記のようにトンネル膜にトラップ領域が形成されると、電荷の注入・放出の際、電荷はそのトンネル膜よりも薄い絶縁層の通過で済み、例えばフローティングノード30に対する電荷の注入が短い期間で可能となる。フローティングノード30の電荷の放出も同様に、短い期間で可能となる。
By using this trap area, the writing speed of the
なお、本実施形態では、例えば第2ポリシリコン層PL2や不純物拡散領域の上部等にシリサイドが形成されるが、説明の簡略化のため、図4〜図10では省略されている。また、層間絶縁膜ILD1の上層には例えばアルミ等による金属配線層が形成されても良い。その金属配線層の形成には、プラズマCVD法やHDPCVD法を用いることもできる。 In this embodiment, for example, silicide is formed on the second polysilicon layer PL2 and the upper portion of the impurity diffusion region, but is omitted in FIGS. Further, a metal wiring layer made of aluminum or the like may be formed on the interlayer insulating film ILD1. For the formation of the metal wiring layer, plasma CVD or HDPCVD can be used.
3.効果
次に、本実施形態の書き込み速度の向上を示すために、図11及び図12を用いて、EEPROM100の書き込み時間を説明する。なお、本実施形態のEEPROM100の層間絶縁膜ILD1がBPSG膜で形成されている場合を比較例とする。なお、本実施形態及び比較例共に、そのキャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧は同じ電圧に設定される。
3. Effect Next, in order to show the improvement of the writing speed of the present embodiment, the writing time of the
図11は、EEPROM100の書き込み時間と検出トランジスタ41の閾値Vtとの関係を示す図であり、図12は、比較例の書き込み時間と検出トランジスタ41の閾値Vtとの関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the write time of the
本実施形態では、図11によると、A4に示すように書き込み時間が例えば0.001secである場合に、そのときの検出トランジスタ41の閾値Vtは1.0Vである。これに対して、比較例では、図12によると、書き込み時間が0.001secの場合、A5に示すように検出トランジスタ41のVtは0.8Vである。即ち、検出トランジスタ41の閾値Vtを1.0Vにするためには、A6に示すように書き込み時間を例えば0.002secにする必要がある。
In the present embodiment, according to FIG. 11, when the write time is, for example, 0.001 sec as shown by A4, the threshold value Vt of the
言い換えると、書き込み動作において、検出トランジスタ41の閾値Vtを例えば1.0Vに設定する場合に、比較例では0.002secの書き込み時間が必要だったが、本実施形態では、0.001secの書き込み時間で済む。即ち、本実施形態では、およそ50%の書き込み速度の向上が可能となる。
In other words, in the write operation, when the threshold value Vt of the
この書き込み速度の向上は、図13のA8に示すキャパシタ32のトンネル膜に形成されたトラップ領域に起因する。キャパシタ32のトンネル膜に図10のA4に示すトラップ領域が形成されることで、キャパシタ32の上部電極と下部電極の間の絶縁層が薄くなったと考えることができる。一般にトンネル膜が薄くなれば、単位時間当たりに流れる電荷量が増加する。即ち、本実施形態においても、単位時間当たりに流れる電荷量が比較例に比べて増加する。これにより、本実施形態では、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧を引き上げることなく、比較例に比べて書き込み速度を向上させることができる。また、書き込み時間の短縮が可能なため、不揮発性半導体記憶装置の低消費電力化が可能である。また、書き込み速度の向上により、比較例に比べて書き込み電圧の印加時間が短くなり、書き換え可能回数の劣化をほとんどなくすることができる。
This improvement in the writing speed is attributed to the trap region formed in the tunnel film of the
また、書き込み速度の向上により、本実施形態では、比較例で必要だった書き込み時間と同じ書き込み時間を設定した場合、書き込み電圧を比較例よりも低い電圧に設定することができる。この場合、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧が低くなるため、トンネル膜に対する劣化を緩和させることができる。即ち、本実施形態は比較例よりも信頼性を高めることができ、より高い信頼性が要求されるような場合に、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置を用いることができる。また、書き込み電圧の低電圧化が可能なため、不揮発性半導体記憶装置の低消費電力化が可能である。
Further, due to the improvement of the writing speed, in this embodiment, when the same writing time as that required in the comparative example is set, the writing voltage can be set to a voltage lower than that in the comparative example. In this case, since the voltage applied to the tunnel film of the
また、比較例では、層間絶縁膜ILD1を形成する際に、図13のA7に示す段差を吸収するために例えば流動性CVDを用いて段差被膜性に優れた酸化膜(例えばTEOS膜)を形成してから、BPSG膜を成膜する。流動性CVDとして、例えばTEOS(TetraEthylOrthoSilisate)−O3CVDを用いることができる。層間絶縁膜ILD1を形成する際に、例えばTEOS膜を形成せずにBPSG膜を形成すると、A7の部分にVOIDが生じる可能性がある。VOIDは、後の製造工程において破裂等を引き起こす可能性があり、歩留まりを悪くする。このため、比較例では、VOIDの発生を抑えるために、TEOS膜等の段差被膜性に優れた酸化膜を形成する必要がある。また、TEOS膜の成膜工程では、水素原子を酸化膜等に取り込みやすい。このためTEOS膜をフローティングノード30の近傍に形成すると、その水素原子が、書き込み動作によってフローティングノード30に注入された電荷に悪影響を与える。
Further, in the comparative example, when the interlayer insulating film ILD1 is formed, an oxide film (for example, a TEOS film) having excellent step film property is formed by using, for example, fluid CVD in order to absorb the step indicated by A7 in FIG. Then, a BPSG film is formed. For example, TEOS (TetraEthylOrthoSilisate) -O 3 CVD can be used as the flowable CVD. When the interlayer insulating film ILD1 is formed, for example, if a BPSG film is formed without forming a TEOS film, a VOID may occur in the portion A7. VOID may cause rupture or the like in a later manufacturing process, which deteriorates the yield. For this reason, in the comparative example, in order to suppress the generation of VOID, it is necessary to form an oxide film having excellent step film properties such as a TEOS film. Further, in the TEOS film formation process, hydrogen atoms are easily taken into the oxide film or the like. Therefore, when the TEOS film is formed in the vicinity of the floating
これに対して、本実施形態では、HDPCVD法を用いて層間絶縁膜ILD1を形成する。HDPCVD法は、段差被膜性に優れ、TEOS膜等を形成する必要がない。このため、工程数を減らすことができ、製造コストの削減が可能である。また、TEOS膜を形成しないため、比較例でのフローティングノード30に与える悪影響を防ぐことができる。
On the other hand, in the present embodiment, the interlayer insulating film ILD1 is formed using the HDPCVD method. The HDPCVD method is excellent in step coatability and does not require the formation of a TEOS film or the like. For this reason, the number of processes can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the TEOS film is not formed, adverse effects on the floating
また、比較例において、TEOS膜を薄く形成した場合、VOIDの発生を抑えるためにBPSG膜を形成する工程で比較的高温のアニールを必要とする。この高温のアニールによって、第2ポリシリコン層PL2に形成されたシリサイドSL1や拡散領域に形成されたシリサイドSL2に悪影響を与える場合がある。 In the comparative example, when the TEOS film is formed thin, relatively high temperature annealing is required in the process of forming the BPSG film in order to suppress the generation of VOID. This high temperature annealing may adversely affect the silicide SL1 formed in the second polysilicon layer PL2 and the silicide SL2 formed in the diffusion region.
シリサイドSL1、SL2は、材料にもよるがおよそ700℃を超えるアニールによって、再反応を起こし、凝集等を生じる。シリサイドSL1、SL2に凝集が生じると、細線効果等により、シリサイドSL1、SL2が高抵抗化されてしまう。一方、例えばBPSG膜の融点は800℃であり、VOIDの発生を抑えるためには800℃以上の高温のアニールを行う必要がある。即ち、比較例では、シリサイドSL1、SL2の再反応を促進させてしまい、シリサイドSL1、SL2の凝集等を引き起こす。結果として、前工程で最適化されたシリサイドSL1、SL2は、細線効果等により高抵抗化されてしまい、不揮発性半導体記憶装置の歩留まりを悪くする。 Although depending on the material, the silicides SL1 and SL2 undergo a re-reaction by the annealing exceeding about 700 ° C. to cause aggregation or the like. When aggregation occurs in the silicides SL1 and SL2, the resistances of the silicides SL1 and SL2 are increased due to the fine line effect or the like. On the other hand, for example, the melting point of the BPSG film is 800 ° C., and it is necessary to perform annealing at a high temperature of 800 ° C. or higher in order to suppress the generation of VOID. In other words, in the comparative example, the re-reaction of the silicides SL1 and SL2 is promoted, causing aggregation of the silicides SL1 and SL2. As a result, the silicides SL1 and SL2 optimized in the previous process are increased in resistance due to the fine line effect or the like, which deteriorates the yield of the nonvolatile semiconductor memory device.
これに対して、本実施形態では、層間絶縁膜ILD1は、HDPCVD法によって形成される。HDPCVD法では、BPSG膜等を形成する際のCVD等よりも十分に温度の低い低温(例えば350℃〜400℃)で成膜処理される。この低温処理では、シリサイドSL1、SL2等に凝集をほとんど生じないため、層間絶縁膜ILD1を形成する際にシリサイドSL1、SL2等に悪影響を与えない。即ち、比較例に比べて、シリサイドSL1、SL2の高抵抗化による歩留まりの低下を抑えることができる。 In contrast, in the present embodiment, the interlayer insulating film ILD1 is formed by the HDPCVD method. In the HDPCVD method, film formation is performed at a low temperature (for example, 350 ° C. to 400 ° C.) that is sufficiently lower than CVD when forming a BPSG film or the like. In this low temperature treatment, the silicides SL1, SL2 and the like hardly aggregate, so that the silicides SL1, SL2, etc. are not adversely affected when the interlayer insulating film ILD1 is formed. That is, compared to the comparative example, it is possible to suppress a decrease in yield due to the high resistance of the silicides SL1 and SL2.
さらに、HDPCVD法では、その処理時間が例えば100秒程度であり、短時間である。このため、比較例に比べて、製造コストの削減が可能である。 Further, in the HDPCVD method, the processing time is, for example, about 100 seconds, which is a short time. For this reason, the manufacturing cost can be reduced as compared with the comparative example.
また、比較例のBPSG膜に必要な高温のアニールは、拡散領域71、72にも影響を与える。拡散領域71、72は、例えば高濃度の不純物拡散領域であるが、この高温のアニールによって、不純物が拡散されてしまう。不純物が拡散され、拡散領域71,72の不純物濃度が薄くなり、拡散領域71、72に空乏層を生じ、キャパシタ31、32の容量値を変化させる。また、不純物濃度が薄くなることで、拡散領域71、72や、他の高濃度の不純物拡散領域の抵抗が上がる。これらは、書き込み動作を不安定にさせる可能性があり、製品の品質低下を引き起こす。また、歩留まりを悪くし、製造コストの削減を妨げる。
Further, the high temperature annealing required for the BPSG film of the comparative example also affects the
これに対して、本実施形態では、層間絶縁膜ILD1は、HDPCVD法によって形成され、高温のアニールを必要としない。そのため、比較例のように高温のアニールによる熱履歴を各層に残さない。例えば、拡散領域71、72や他の不純物拡散領域の不純物濃度に影響を与えない。即ち、比較例で問題となる拡散領域71、72の空乏層化や、キャパシタ31、32の容量値の変化を本実施形態では防ぐことができる。結果として、製品の品質を確保できる。また、歩留まり低下を抑えることができ、製造コスト削減が可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the interlayer insulating film ILD1 is formed by the HDPCVD method and does not require high-temperature annealing. Therefore, unlike the comparative example, thermal history due to high-temperature annealing is not left in each layer. For example, the impurity concentrations of the
上記のように、本実施形態では層間絶縁膜ILD1を低温処理で形成できるため、比較例に比べて、前工程で形成された各層に熱履歴を残さない。そのため、高温処理による影響をなくすことができ、製品の歩留まり向上や、製品の品質確保が可能となる。また、熱履歴を与えることなく、キャパシタ32のトンネル膜にトラップ領域を形成することができる。また、前工程をすべて低温処理で成膜等を行った場合、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置の製造のすべての工程を低温処理で行うことができる。
As described above, in this embodiment, since the interlayer insulating film ILD1 can be formed by low-temperature processing, no thermal history is left in each layer formed in the previous process, as compared with the comparative example. Therefore, it is possible to eliminate the influence of the high temperature treatment, and it is possible to improve the product yield and ensure the product quality. Further, the trap region can be formed in the tunnel film of the
また、比較例では、TEOS膜を厚く形成することでVOIDの発生を抑えることができるため、比較的低温(例えば650℃)でBPSG膜のアニールを行うことができる。しかしながら、TEOS膜を厚く形成する方法は、0.25μm以下のプロセスには利用できない。また、BPSG膜のアニールが比較的低温で処理されても、プラズマCVD等に比べて高温なため、その分、拡散領域71、72等にダメージを与える。そのため、上記のような拡散領域71、72の空乏層化を引き起こしやすく、結果として、キャパシタ31、32の容量値を減少させ、書き込み動作を不安定にさせる。
In the comparative example, since the VOID can be prevented from being formed by forming the TEOS film thick, the BPSG film can be annealed at a relatively low temperature (for example, 650 ° C.). However, the method of forming a thick TEOS film cannot be used for a process of 0.25 μm or less. Even if annealing of the BPSG film is performed at a relatively low temperature, the temperature is higher than that of plasma CVD or the like, and accordingly, the
これに対して、本実施形態では、層間絶縁膜ILD1は、TEOS膜やBPSG膜を形成せずにHDPCVD法によって形成される。このため、VOIDの発生を抑えながら、0.25μm以下のプロセスにも利用できる。また、上記のように、HDPCVD法では、BPSG膜等を形成する際のCVD等よりも十分に温度の低い低温で処理を行うため、層間絶縁膜ILD1を形成する際に拡散領域71、72やシリサイドSL1、SL2等にあたえる熱処理による悪影響を緩和できる。
On the other hand, in the present embodiment, the interlayer insulating film ILD1 is formed by HDPCVD without forming a TEOS film or a BPSG film. For this reason, it can utilize also for a process of 0.25 micrometer or less, suppressing generation | occurrence | production of VOID. Further, as described above, in the HDPCVD method, since the processing is performed at a low temperature that is sufficiently lower than the CVD for forming the BPSG film or the like, the
さらに、本実施形態では、層間絶縁膜IDL1の成膜過程において、キャパシタ32のトンネル膜にトラップ領域を形成できるため、トンネル膜にトラップ領域を形成する工程を別途に用意する必要がないため、コストパフォーマンスに優れる。
Further, in the present embodiment, since the trap region can be formed in the tunnel film of the
図14は、本実施形態のEEPROM100と比較例の不揮発性半導体記憶装置のリテンション(保持)特性を示す図である。横軸は時間(h)を示し、縦軸は検出トランジスタ41の閾値Vtを示す。図14は、例えば300℃の環境におけるリテンション特性を示す。曲線B1は比較例のリテンション特性を示し、曲線B2は本実施形態に係るリテンション特性を示す。曲線B1からわかるように、比較例では、300℃の環境においても、閾値Vtは測定開始後10時間経過してもあまり低下していない。即ち、書き込みによって注入された電荷を長時間保持できる。
FIG. 14 is a diagram showing retention (holding) characteristics of the
これに対して、本実施形態では、A9に示すように測定開始後およそ1時間で大幅に閾値Vtが低下してしまう。即ち、300℃の環境では、本実施形態では書き込みによって注入された電荷を短い時間で消失してしまう。ところが、この結果やさまざまな実験から、本実施形態では、HDPCVD法によって、キャパシタ32のトンネル膜の浅い位置にトラップ領域が形成されていることがわかった。そして、上述のようにトンネル膜の浅い位置にトラップ領域が形成されるため、書き込み速度が飛躍的に向上することを発見した。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in A9, the threshold value Vt is significantly reduced approximately 1 hour after the start of measurement. That is, in an environment of 300 ° C., in this embodiment, the charge injected by writing disappears in a short time. However, from this result and various experiments, it was found that a trap region was formed at a shallow position of the tunnel film of the
本実施形態は逆にこの特性を利用して、不揮発性半導体記憶装置に適用する。更なる実験の結果、およそ250℃以上の環境下において、図14に示すようなリテンション特性が現れることがわかった。即ち、250℃以下の環境においては、比較例と同程度の長い時間にわたって電荷を保持することができる。 In contrast, the present embodiment applies this characteristic to a nonvolatile semiconductor memory device. As a result of further experiments, it was found that the retention characteristics shown in FIG. 14 appear in an environment of about 250 ° C. or higher. That is, in an environment of 250 ° C. or lower, charge can be held for a long time as long as the comparative example.
また、通常の使用環境を考えれば、実使用200℃以上の動作保証を考える必要はないので、本実施形態はさまざまな電子機器に適用できる。また、製品に実装する前にデータを書き込み、その書き込まれたデータを長期間保持するような仕様を許さない場合には、比較例と同様にまったく問題がない。 In addition, considering the normal use environment, it is not necessary to consider operation guarantee at an actual use of 200 ° C. or higher, so this embodiment can be applied to various electronic devices. Further, when the specification is such that data is written before being mounted on a product and the written data is retained for a long period of time, there is no problem as in the comparative example.
また、本実施形態は、例えばプリンターのインクタンクの残量を示すメモリや、車等の鍵に格納されている暗号用のメモリ等にも最適である。インクタンクの残量を示すメモリや鍵の暗号用のメモリは、その使用環境の性質から小さなデータを頻繁に書き換える必要がある。さらにそのデータを保持する信頼性も要求される。即ち、これらのメモリに比較例を適用するためには、比較例の課題を解決できるような工夫を施す必要があり、そのままの適用は困難である。 The present embodiment is also suitable for a memory indicating the remaining amount of the ink tank of the printer, a cryptographic memory stored in a key of a car or the like, for example. The memory for indicating the remaining amount of the ink tank and the memory for key encryption need to be frequently rewritten due to the nature of the usage environment. Furthermore, the reliability of holding the data is also required. In other words, in order to apply the comparative example to these memories, it is necessary to devise a technique that can solve the problem of the comparative example, and it is difficult to apply the memory as it is.
これに対して本実施形態では、書き込み電圧を低電圧にすることが可能であり、キャパシタ32のトンネル膜の劣化を比較例に比べて格段に小さくできる。例えば、比較的書き換え回数が多い使用状況にも十分耐えうる。また、本実施形態では、書き込み電圧を引き上げることなく、書き込み速度を向上させることができる。また、上述されたように本実施形態では比較例に比べて信頼性を高めることができる。即ち、本実施形態は上記のインクタンクのメモリや鍵の暗号用メモリ等に適している。
On the other hand, in this embodiment, the write voltage can be lowered, and the deterioration of the tunnel film of the
4.変形例
本実施形態は図1の回路に限定されず、図15〜図17に示す各不揮発性半導体記憶装置110〜130に適用することも可能である。各不揮発性半導体記憶装置110〜130においても、上記の本実施形態のEEPROM100と同様の効果をそうすることができる。
4). Modification This embodiment is not limited to the circuit of FIG. 1, and can be applied to each of the nonvolatile
図15は本実施形態の変形例である不揮発性半導体記憶装置110の構成例を示す図である。不揮発性半導体記憶装置110は、選択トランジスタ122(広義には第2の選択トランジスタ)と、第1のキャパシタ131−1、131−2と、第2のキャパシタ132と、フローティングノード130と、検出トランジスタ141を含む。なお、キャパシタ132は検出トランジスタ141のゲートに設けられたキャパシタである。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a nonvolatile
不揮発性半導体記憶装置110では、書き込み時には、ワード線WLに選択電圧が供給され、供給ノードCDN及びCGNに例えば8Vの電圧が供給され、供給ノードERは例えばフローティング状態に設定される。また、消去時には、ワード線WLに非選択電圧が供給され、供給ノードCGNは例えばフローティング状態に設定され、供給ノードERには例えば20Vの電圧が供給される。
In the nonvolatile
図15の変形例においても、第2のキャパシタ132の上方であって、金属配線層の下層に形成される層間絶縁膜を、HDPCVD法によって形成することができる。これにより、キャパシタ132のトンネル膜にトラップ領域が形成され、書き込み速度の向上が可能となる。
Also in the modified example of FIG. 15, the interlayer insulating film formed above the
図16は本実施形態の変形例である不揮発性半導体記憶装置120の構成例を示す図である。不揮発性半導体記憶装置120は、第1のキャパシタ231と、第2のキャパシタ232と、フローティングノード230と、検出トランジスタ241を含む。なお、キャパシタ232は検出トランジスタ241のゲートに設けられたキャパシタである。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a nonvolatile
不揮発性半導体記憶装置120では、書き込み時には、供給ノードCDN及びCGNに例えば5Vの電圧が供給され、供給ノードCSには例えば0Vの電圧が供給される。また、消去時には、供給ノードCGNには例えば0Vの電圧が供給され、供給ノードCS及び供給ノードCDNには例えば9Vの電圧が供給される。
In the nonvolatile
図16の変形例においても、第2のキャパシタ232の上方であって、金属配線層の下層に形成される層間絶縁膜を、HDPCVD法によって形成することができる。これにより、キャパシタ232のトンネル膜にトラップ領域が形成され、書き込み速度の向上が可能となる。
Also in the modification of FIG. 16, the interlayer insulating film formed above the
図17は、本実施形態の変形例である不揮発性半導体記憶装置130の構成例を示す図である。不揮発性半導体記憶装置130は、本実施形態のEEPROM100のフローティングノード30に補助キャパシタ33を設けたEEPROM130である。即ち、EEPROM130に含まれるセル11は、第1、第2のキャパシタ31、32と、フローティングノード30と、補助キャパシタ33と、検出トランジスタ41を含む。EEPROM130の他の構成はEEPROM100と同様である。また、書き込み動作における各供給ノードCGN、CDNに供給される電圧も、EEPROM100と同様でよい。但し、EEPROM130は、補助キャパシタ33を含むため、EEPROM100と異なり、容量比補正電圧VPPが補助キャパシタ33に供給される。
FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a nonvolatile
セル11の補助キャパシタ33の一端はフローティングノード30に接続され、補助キャパシタ33の他端には、少なくとも書き込み動作時に容量比補正電圧VPPが供給される。例えば、容量比補正電圧VPPは、コントロールゲート電圧CG又はコントロールドレイン電圧CDのいずれか高い方の電圧に設定される。書き込み動作時にコントロールゲート電圧CGが例えば10Vに設定され、コントロールドレイン電圧CDが例えば0Vに設定される場合には、容量比補正電圧VPPは10Vに設定される。また、書き込み動作時にコントロールゲート電圧CGが例えば0Vに設定され、コントロールドレイン電圧CDが例えば10Vに設定される場合にも、容量比補正電圧VPPは10Vに設定される。
One end of the
なお、容量比補正電圧VPPは、上記の電圧に限定されることはなく、容量比補正電圧VPPは、例えば書き込み動作時のフローティングノード30の電圧より高い電圧に設定されてもよい。また、容量比補正電圧VPPは、書き込み動作時のノードND1又はND2の電圧以上の電圧に設定されるようにしてもよい。
Note that the capacitance ratio correction voltage VPP is not limited to the above voltage, and the capacitance ratio correction voltage VPP may be set to a voltage higher than the voltage of the floating
例えば、EEPROM130のハイ書き込みでは、コントロールゲート電圧CGが高電圧(例えば10V)に設定され、コントロールドレインCD電圧が低電圧(例えば0V)に設定される。また、ワード線WLには選択電圧が供給されるため、第1のキャパシタ31の一端には例えば10Vの電圧が供給され、第2のキャパシタ32の他端には例えば0Vの電圧が供給される。
For example, in the high writing of the
また、補助キャパシタ33の他端には、容量比補正電圧VPP(例えば10V)が供給される。なお、このときは書き込み動作であるため、読み出し信号線RDにはノンアクティブに設定された信号が供給され、読み出しトランジスタ23はオフ状態に設定される。
Further, a capacitance ratio correction voltage VPP (for example, 10 V) is supplied to the other end of the
このとき、フローティングノード30の電位は、容量比とコントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDに基づいた電位に設定される。ここでの容量比は、厳密には、第1、第2のキャパシタ31、32の容量値の他に、検出トランジスタ41の基板電位に対するゲート容量値及び補助キャパシタ33の容量値によって構成される。
At this time, the potential of the floating
図18は、EEPROM130のハイ書き込みでのセル11の容量比を示す図である。第1のキャパシタ31の容量値をC1、第2のキャパシタ32の容量値をC2、検出トランジスタ41の基板電位に対するゲート容量値をC3、補助キャパシタ33の容量値をC4とする。変形例のEEPROM130では、補助キャパシタ33の容量値C4は、例えば、検出トランジスタ41のゲート容量値C3と同じ値に設定されているが、これに限定されない。
FIG. 18 is a diagram showing the capacity ratio of the
図18に示すように、キャパシタ31の一端には10Vの電圧が供給され、補助キャパシタ33の他端には容量比補正電圧として10Vが供給されている。即ち、キャパシタ31と補助キャパシタ33は並列に接続されていることになる。
As shown in FIG. 18, a voltage of 10V is supplied to one end of the
また、キャパシタ32の他端は、0Vに設定されている。また、検出トランジスタ41のゲート容量値C3は基板電位に対する容量値である。即ち、キャパシタ32と検出トランジスタ41のゲート容量は並列に接続されているとみなすことができる。
The other end of the
以上により、その容量値がC1+C4である合成容量CC1と、その容量値がC2+C3である合成容量CC2が、フローティングノード30で直列に接続されているとみなすことができる。この直列接続された合成容量CC1、CC2の両端には、それぞれ、コントロールゲート電圧CG(例えば10V)及びコントロールドレイン電圧CD(例えば0V)が供給されていることになる。
From the above, it can be considered that the combined capacitor CC1 whose capacitance value is C1 + C4 and the combined capacitor CC2 whose capacitance value is C2 + C3 are connected in series at the floating
例えば、容量値の比をC1:C2:C3:C4=8:2:1:1とする。すると、合成容量CC1と合成容量CC2の容量比は、(8+1):(2+1)=9:3となる。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が3:9に容量分割された電圧として例えば7.5Vの電圧が印加されることになる。
For example, the ratio of the capacitance values is C1: C2: C3: C4 = 8: 2: 1: 1. Then, the capacity ratio between the composite capacitor CC1 and the composite capacitor CC2 is (8 + 1) :( 2 + 1) = 9: 3. In this case, for example, a voltage of 7.5 V is applied to the tunnel film of the
キャパシタ32のトンネル膜の膜厚は、本実施形態のEEPROM100と同様に例えば、例えば7.5V印加時に十分なトンネル電流が流れるように形成されている。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には例えば7.5Vの電圧が印加されるはずであるが、トンネル電流を流してしまうため、短時間の後には、結果としてキャパシタ32には例えば6V程度の電圧しか現れないことになる。
The thickness of the tunnel film of the
即ち、フローティングノード30にマイナスの電荷が注入されたことになる。
That is, negative charges are injected into the floating
このようにして、ハイ書き込みが実施される。なお、容量比補正電圧VPPは、フローティングノード30の電位よりも高い電位に設定されればよい。前述したようにフローティングノード30の電位は、各容量値C1〜C4から求まる合成容量CC1、CC2の容量比と、コントロールゲート電圧CG、コントロールドレイン電圧CDによって、決定される。また、合成容量CC1、CC2の容量比の上限は、キャパシタ32のトンネル膜の膜厚に基づく。キャパシタ32のトンネル膜の膜厚や、合成容量CC1、CC2の容量比は、EEPROM100の用途に基づいて設定することができる。
In this way, high writing is performed. Note that the capacitance ratio correction voltage VPP may be set to a potential higher than the potential of the floating
例えば、書き込み動作速度を最優先にする場合には、キャパシタ32の膜厚を薄くしたり、合成容量CC1、CC2の容量比を高く設定すればよい。容量比が高くなると、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧が高くなるため、その分、書き込み速度が速くなる。
For example, when the write operation speed is given the highest priority, the
また、容量比補正電圧VPPは、少なくともハイ書き込み動作時に、例えば、コントロールゲート電圧CGに供給される高電圧(例えば10V)と同じかそれ以上の電圧に設定されてもよい。 Further, the capacitance ratio correction voltage VPP may be set to a voltage equal to or higher than a high voltage (for example, 10 V) supplied to the control gate voltage CG, for example, at least during a high write operation.
次に、変形例のEEPROM130のロー書き込みを説明する。EEPROM130のロー書き込みでは、コントロールゲート電圧CGが低電圧(例えば0V)に設定され、コントロールドレインCD電圧が高電圧(例えば10V)に設定される。また、ワード線WLには選択電圧が供給されるため、第1のキャパシタ31の一端には例えば0Vの電圧が供給され、第2のキャパシタ32の他端には例えば10Vの電圧が供給される。
Next, row writing of the
また、補助キャパシタ33の他端には、容量比補正電圧VPP(例えば10V)が供給される。なお、このときは書き込み動作であるため、読み出し信号線RDにはノンアクティブに設定された信号が供給され、読み出しトランジスタ23はオフ状態に設定される。
Further, a capacitance ratio correction voltage VPP (for example, 10 V) is supplied to the other end of the
このとき、フローティングノード30の電位は、ハイ書き込みのときと同様に、容量比とコントロールゲート電圧CG及びコントロールドレイン電圧CDに基づいた電位に設定される。
At this time, the potential of the floating
図19(A)、(B)は、ロー書き込みでのセル11の容量比を示す図である。なお、図19においても、各容量値C1〜C4が図18と同様の容量比である場合を説明する。
19A and 19B are diagrams showing the capacity ratio of the
図19(A)によると、キャパシタ31の一端には0Vの電圧が供給され、補助キャパシタ33の他端には容量比補正電圧として10Vが供給されている。また、キャパシタ32の他端には10Vの電圧が供給されている。即ち、図19(B)に示すように、キャパシタ32と補助キャパシタ33が並列に接続され、キャパシタ31と検出トランジスタ41のゲート容量が並列に接続されているとみなすことができる。
According to FIG. 19A, a voltage of 0V is supplied to one end of the
従って、その容量値がC1+C3である合成容量CC11と、その容量値がC2+C4である合成容量CC12が、フローティングノード30で直列に接続されているとみなすことができる。この直列接続された合成容量CC11、CC12の両端には、それぞれ、コントロールゲート電圧CG(例えば0V)及びコントロールドレイン電圧CD(例えば10V)が供給されていることになる。
Therefore, it can be considered that the composite capacitor CC11 whose capacitance value is C1 + C3 and the composite capacitor CC12 whose capacitance value is C2 + C4 are connected in series at the floating
これにより、合成容量CC11と合成容量CC12の容量比は、(8+1):(2+1)=9:3となる。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が3:9に容量分割された電圧として例えば7.5Vの電圧が印加されるはずである。しかしながら、ハイ書き込み動作と同様にロー書き込み動作時においても、キャパシタ32のトンネル膜にはトンネル電流が流れるため、短時間の後には、6V程度の電位差に緩和されてしまう。
As a result, the capacity ratio between the combined capacitor CC11 and the combined capacitor CC12 is (8 + 1) :( 2 + 1) = 9: 3. In this case, for example, a voltage of 7.5V should be applied to the tunnel film of the
即ち、フローティングノード30からマイナスの電荷が放出されたことになる。
That is, negative charges are released from the floating
このようにして、ロー書き込みが実施される。なお、容量比補正電圧VPPは、少なくともロー書き込み動作時に、例えば、コントロールドレイン電圧CDに供給される高電圧(例えば10V)と同じかそれ以上の電圧に設定されてもよい。 In this way, row writing is performed. Note that the capacitance ratio correction voltage VPP may be set to a voltage equal to or higher than a high voltage (for example, 10 V) supplied to the control drain voltage CD, for example, at least during a low write operation.
なお、上記の構成では、補助キャパシタ33の容量値C4は、一例として検出トランジスタ41のゲート容量の容量値C3と同じ値に設定されているが、これに限定されない。例えば、補助キャパシタ33の容量値C4は、検出トランジスタ41のゲート容量の容量値C3より小さく設定されてもよい。
In the above configuration, the capacitance value C4 of the
なお、EEPROM130では、書き込み動作時に、補助キャパシタ33の他端に容量比補正電圧VPPを供給し、読み出し動作時には容量比補正電圧VPPを供給しないようにすることができる。また、読み出し動作時には、補助キャパシタ33の他端がグランドレベルの電圧又はフローティング状態に設定することができるため、補助キャパシタ33は、検出トランジスタ41のオン・オフ状態を検出する際の邪魔な容量とはならない。
In the
図20は、変形例のEEPROM130のレイアウトを示す図である。EEPROM100と異なる点は、補助キャパシタ33が設けられた点である。即ち、図20では、補助キャパシタ33が形成される領域33−1が追加されている。
FIG. 20 is a diagram showing a layout of the
領域33−1は、補助キャパシタ33の上部電極が形成される領域を示し、補助キャパシタ33の上部電極は例えば第1アルミ配線層に形成される。なお、補助キャパシタ33は、領域31−1で示されるキャパシタ31の上部電極を補助キャパシタ33の下部電極とすることで、第1アルミ配線層に形成される上部電極と対を成して形成される。
A region 33-1 indicates a region where the upper electrode of the
なお、補助キャパシタ33は、第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2(広義には、第1のキャパシタ形成領域)の上方の領域に形成される。
The
また、図20に示すように、第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2(広義には第2のキャパシタ形成領域)は、第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2の第1の方向DR1側に形成される。第2のキャパシタ32が形成される領域32−1及び32−2は、その面積が第1のキャパシタ31が形成される領域31−1及び31−2よりも狭い。
Further, as shown in FIG. 20, the regions 32-1 and 32-2 (second capacitor forming region in a broad sense) where the
図21は、図20のA−A断面を示す断面図である。符号AL1は、補助キャパシタ33の上部電極を示し、例えば第1アルミ配線層の領域33−1に形成される。符号PL1は例えば第1ポリシリコン層に形成される配線を示し、第1ポリシリコン層に形成されたキャパシタ31、32の上部電極を含む。図21に示すように、キャパシタ32の酸化膜82の膜厚32−3は、キャパシタ31の酸化膜82の膜厚31−3に比べて薄く加工され、トンネル電流を流す。膜厚31−3は例えば100〜200Åに設定され、膜厚32−3は例えば70〜80Åに設定される。しかしながら、キャパシタ31の上部電極の形成領域31−1は、キャパシタ32の上部電極の形成領域32−1よりも十分に面積的に大きく確保されているため、上記の容量比を構成することができる。
21 is a cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. Reference symbol AL1 indicates an upper electrode of the
また、補助キャパシタ33の酸化膜の膜厚33−3は、他の膜厚31−3、32−3に比べて厚い。しかしながら、本実施形態では、このキャパシタ31の上部電極の形成領域を利用して、補助キャパシタ33の形成領域を確保する。これにより、回路のレイアウトの無駄をなくして、補助キャパシタ33の容量値C4を稼ぐことができる。
Further, the thickness 33-3 of the oxide film of the
次に変形例のEEPROM130の効果を説明する。例えば、EEPROM100の検出トランジスタ41のゲート容量が無視できない場合、その検出トランジスタ41のゲート容量値をC3とする。このとき、EEPROM100では、キャパシタ32の他端が0Vに設定されている場合、即ちハイ書き込みの場合、キャパシタ32と検出トランジスタ41のゲート容量は並列に接続されているとみなすことができる。
Next, effects of the
即ち、容量値がC1である容量CC21と、その容量値がC2+C3である合成容量CC22が、フローティングノード30で直列に接続されているとみなすことができる。この直列接続された合成容量CC21、CC22の両端には、それぞれ、コントロールゲート電圧CG(例えば10V)及びコントロールドレイン電圧CD(例えば0V)が供給されていることになる。
That is, it can be considered that the capacitor CC21 having the capacitance value C1 and the combined capacitor CC22 having the capacitance value C2 + C3 are connected in series at the floating
例えば、容量値の比をC1:C2:C3=8:2:1とする。すると、容量CC1と合成容量CC2の容量比は、8:(2+1)=8:3となる。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が3:8に容量分割された電圧として例えば約7.3Vの電圧が印加されることになる。
For example, the ratio of capacitance values is C1: C2: C3 = 8: 2: 1. Then, the capacity ratio between the capacitor CC1 and the combined capacitor CC2 is 8: (2 + 1) = 8: 3. In this case, for example, a voltage of about 7.3 V is applied to the tunnel film of the
この時、キャパシタ32のトンネル膜にはトンネル電流が流れ、短時間の後には6V程度の電位差に緩和される。
At this time, a tunnel current flows through the tunnel film of the
即ち、フローティングノード30にマイナスの電荷が注入されたことになる。このようにして、ハイ書き込みが実施される。
That is, negative charges are injected into the floating
一方、EEPROM100のロー書き込みでは、例えば、キャパシタ31の一端には0Vの電圧が供給され、キャパシタ32の他端には10Vの電圧が供給されている。即ち、キャパシタ31と検出トランジスタ41のゲート容量が並列に接続されているとみなすことができる。
On the other hand, in the low writing of the
従って、その容量値がC1+C3である合成容量CC31と、その容量値がC2である容量CC32が、EEPROM100のフローティングノード30で直列に接続されているとみなすことができる。この直列接続された合成容量CC11、CC12の両端には、それぞれ、コントロールゲート電圧CG(例えば0V)及びコントロールドレイン電圧CD(例えば10V)が供給されていることになる。
Therefore, it can be considered that the composite capacitor CC31 whose capacitance value is C1 + C3 and the capacitor CC32 whose capacitance value is C2 are connected in series at the floating
これにより、合成容量CC31と容量CC32の容量比は、(8+1):2=9:2となる。この場合、キャパシタ32のトンネル膜には、計算上、10Vの電圧が2:9に容量分割された電圧として例えば約8.2Vの電圧が印加されることになる。ハイ書き込み動作と同様にロー書き込み動作時においても、キャパシタ32のトンネル膜にはトンネル電流が流れ、短時間の後には6V程度の電位差に緩和される。
As a result, the capacity ratio of the combined capacitor CC31 and the capacitor CC32 is (8 + 1): 2 = 9: 2. In this case, for example, a voltage of about 8.2 V is applied to the tunnel film of the
即ち、フローティングノード35からマイナスの電荷が放出されたことになる。 That is, negative charges are released from the floating node 35.
ここで、EEPROM100の検出トランジスタ41のゲート容量が無視できない場合でのハイ書き込みとロー書き込みを比較すると、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧は、ハイ書き込みとロー書き込みとで異なる。具体的には、ハイ書き込みではキャパシタ32のトンネル膜には約7.3Vの電圧が印加され、ロー書き込みではキャパシタ32のトンネル膜には約8.2Vの電圧が印加される。即ち、ハイ書き込みとロー書き込みとで、注入・放出される電荷がつりあわないことを意味する。キャパシタ31、32の容量比はC1:C2=8:2であるため、理想的にはキャパシタ32のトンネル膜には7.5Vの電圧が印加される。しかしながら、検出トランジスタ41のゲート容量を無視することができないため、上記のようにハイ書き込みとロー書き込みとでトンネル膜に印加される電圧にオフセットを生じる。
Here, comparing the high write and the low write when the gate capacitance of the
ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100では、ハイ書き込みのときに理想の7.5Vよりも低い約7.3Vの電圧がキャパシタ32のトンネル膜に印加されるため、フローティングノード30に注入される電子の量は、理想7.5Vが印加された状態よりも少なくなる。即ち、EEPROM100のフローティングノード30の電位が、理想のハイ書き込みのときよりも高くなってしまう。理想のハイ書き込みが行われると、EEPROM100のフローティングノード30の電位は、検出トランジスタ41の閾値よりも十分に下がるため、検出トランジスタはオフ状態となる。しかしながら、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100のハイ書き込みでは、EEPROM100のフローティングノード30に電子が十分に注入されないため、検出トランジスタ41のオフ状態が不安定となり、最悪の場合、オンになってしまう。即ち、十分なハイ書き込みができないことを意味する。
In the
また、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100では、ロー書き込みのときに理想の7.5Vよりも高い約8.2Vの電圧がキャパシタ32のトンネル膜に印加されるため、フローティングノード30から放出される電子の量は、理想の7.5Vが印加された状態よりも多くなる。即ち、EEPROM100のフローティングノード30の電位が、理想のロー書き込みのときよりも低くなってしまう。理想のロー書き込みが行われると、EEPROM100のフローティングノード30の電位は、検出トランジスタ41の閾値よりも十分に高くため、検出トランジスタはオン状態となる。しかしながら、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100のロー書き込みでは、フローティングノード30から過剰に電子が放出されるため、過書き込みが行われてしまうことになる。これは、キャパシタ32のトンネル膜にダメージを与え、劣化を早めてしまう。
In the
また、過書き込み(又は過消去ともいう)されたセル10のフローティングノード30に対して、ハイ書き込みを行っても、ハイ書き込みによる電子の注入量は、過剰に放出された電子の量を補うことができない。このため、ハイ書き込みのできないセル10が発生してしまう。
Further, even if high writing is performed on the floating
上記のように、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100には、ハイ書き込みとロー書き込みとで、フローティングゲート30に注入又は放出される電子の量にオフセットがあるため、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100は、動作が不安定であり、信頼性が低いという問題点がある。
As described above, the
これに対して、変形例のEEPROM130では、補助キャパシタ33の働きによって、上記の問題点を解決することができる。図18及び図19に示すように、変形例のEEPROM130では、ハイ書き込み動作時の容量比はCC1:CC2=9:3であり、ロー書き込み動作時の容量比はCC11:CC12=9:3である。即ち、ハイ書き込み動作及びロー書き込み動作共に同じ容量比である。これにより、変形例のEEPROM130では、ハイ書き込み及びロー書き込みの各動作において、キャパシタ32のトンネル膜には、同じ電圧が印加されることなり、安定した書き込み動作を行うことができ、信頼性の維持が可能となる。
On the other hand, in the
また、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100では、キャパシタ32のトンネル膜に印加される電圧は、ハイ書き込み動作時よりもロー書き込み動作時のほうが高い。即ち、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100では、ハイ書き込み動作が遅くなり、ロー書き込み動作が速くなる。このように、ハイ書き込みとロー書き込みに必要な時間のバランスが悪い場合、プログラム時間の設定は遅いほうの特性で決めざるを得ない。このバランスが極端に悪くなると、例えば、ロー書き込み動作は過剰な高電圧が印加される時間が長くなり、素子の寿命(例えばキャパシタ32のトンネル膜)を短縮する。
In the
これに対して、変形例のEEPROM130では、ハイ書き込みとロー書き込みに必要な時間のバランスをとることができるため、キャパシタ32のトンネル膜に与えられるダメージを緩和することができる。即ち、変形例のEEPROM130は、ハイ書き込み及びロー書き込みの動作を安定させることができ、信頼性の向上が可能となる。
On the other hand, in the
また、ゲート容量が無視できない場合のEEPROM100では、低コスト化のためにセル面積を縮小化した場合、同時に寄生容量(例えば検出トランジスタ41のゲート容量等)が大きく見える結果を招き、ハイ書き込み時間及びロー書き込み時間のバランスを悪化させる。これは上記のような不安定な動作や、素子寿命の短縮等を引き起こすなどの多くの問題を生む。
Further, in the
これに対して、変形例のEEPROM130では、補助キャパシタ33によって、寄生容量の影響を補正することができるため、ハイ書き込み時間及びロー書き込み時間のバランスの悪化を抑制しながら、セル面積の縮小化ができる。即ち、セル面積縮小化によるコストダウンを比較例よりも容易に実施できる。
On the other hand, in the modified
また、変形例のEEPROM130では、補助キャパシタ33を例えばキャパシタ31の形成領域の上方の領域に形成できるため、セル面積を犠牲にしない。例えば、本実施形態のEEPROM100と同様のセル面積で変形例のEEPROM130のセルを形成することもできるし、それより小さくすることもできる。
In the modified
なお、検出トランジスタ41のゲート容量を寄生容量として示したが、これに限定されない。ここでの寄生容量は、基板電位に対する容量のうち、例えばフローティングゲートに寄生される容量をしめす。ハイ書き込み動作時とロー書き込み動作時とで、この寄生容量はセル11の容量比を変えてしまう。
Although the gate capacitance of the
変形例のEEPROM130では、補助キャパシタ33よって、これらの寄生容量による容量比の変化を補正することができる。例えば補助キャパシタ33の容量を、これらの寄生容量と検出トランジスタ41のゲート容量を考慮して設定することで、容量比の変化を補正することができる。
In the
なお、変形例のEEPROM130においても、第2のキャパシタ32の上方であって、金属配線層の下層に形成される層間絶縁膜を、HDPCVD法によって形成することができる。これにより、キャパシタ32のトンネル膜にトラップ領域が形成され、書き込み速度の向上が可能となる。また、書き込み速度の向上により、書き込み電圧を低くすることが可能となる。これにより、キャパシタ32のトンネル膜の劣化を抑えることができ、信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置を提供することができる。
In the
即ち、変形例のEEPROM130は、補助キャパシタ33及びHDPCVD法で形成された層間絶縁膜ILD1によって、より信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置を提供することが可能である。
In other words, the modified
上記のように、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書または図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書または図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, those skilled in the art can easily understand that many modifications can be made without departing from the novel matters and effects of the present invention. . Accordingly, all such modifications are intended to be included in the scope of the present invention. For example, a term described with a different term having a broader meaning or the same meaning at least once in the specification or the drawings can be replaced with the different term anywhere in the specification or the drawings.
21 第1の選択トランジスタ、21−G ゲート電極形成領域、
22 第2の選択トランジスタ、22−G ゲート電極形成領域
30 フローティングノード、31 第1のキャパシタ、
31−1、31−2 第1のキャパシタ形成領域、32 第2のキャパシタ、
32−1、32−2 第2のキャパシタ形成領域、41−1 ゲート電極形成領域、
33 補助キャパシタ、41 検出トランジスタ、CD コントロールドレイン電圧、
CDN 供給ノード、CG コントロールゲート電圧、CGN 供給ノード、
IDL1 第1の層間絶縁膜、ILD2 第2の層間絶縁膜、
PL1 第1ポリシリコン層、VPP 容量比補正電圧
21 1st selection transistor, 21-G gate electrode formation area,
22 second selection transistor, 22-G gate
31-1, 31-2 first capacitor forming region, 32 second capacitor,
32-1, 32-2 Second capacitor formation region, 41-1 Gate electrode formation region,
33 auxiliary capacitor, 41 detection transistor, CD control drain voltage,
CDN supply node, CG control gate voltage, CGN supply node,
IDL1 first interlayer insulating film, ILD2 second interlayer insulating film,
PL1 first polysilicon layer, VPP capacitance ratio correction voltage
Claims (18)
そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、
その一端が前記フローティングノードに接続され、その他端が前記検出トランジスタのドレインに接続されている第2のキャパシタと、
を含み、
前記第2のキャパシタの上方の第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A first capacitor having one end connected to the floating node;
A detection transistor whose gate electrode is connected to the floating node;
A second capacitor having one end connected to the floating node and the other end connected to the drain of the detection transistor;
Including
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the first interlayer insulating film above the second capacitor is formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method.
前記第1の層間絶縁膜は、前記第2のキャパシタの上部電極を形成するポリシリコン層と、金属配線層との間に形成されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 1,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the first interlayer insulating film is formed between a polysilicon layer forming an upper electrode of the second capacitor and a metal wiring layer.
前記第1の層間絶縁膜は、前記ポリシリコン層の上方に形成される第2の層間絶縁膜と、金属配線層との間に形成されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 2,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the first interlayer insulating film is formed between a second interlayer insulating film formed above the polysilicon layer and a metal wiring layer.
前記金属配線層は、TEOS(TetraEthylOrthoSilisate)膜を介在させることなく、前記ポリシリコン層の上方に形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 2 or 3,
The nonvolatile semiconductor memory device, wherein the metal wiring layer is formed above the polysilicon layer without interposing a TEOS (TetraEthylOrthoSilisate) film.
前記金属配線層は、BPSG(Boro-Phospho Silicate Glass)膜を介在させることなく、前記ポリシリコン層の上方に形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In any of claims 2 to 4,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the metal wiring layer is formed above the polysilicon layer without interposing a BPSG (Boro-Phospho Silicate Glass) film.
前記第2のキャパシタの上部電極と下部電極の間に形成される第2のキャパシタ絶縁膜の膜厚は、前記第1のキャパシタの上部電極と下部電極の間に形成される第1のキャパシタ絶縁膜の膜厚よりも薄く形成され、
前記HDPCVD法によって基板にかけられたバイアスにより、前記第2のキャパシタ絶縁膜には電荷のトラップ領域が形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The film thickness of the second capacitor insulating film formed between the upper electrode and the lower electrode of the second capacitor is the same as that of the first capacitor formed between the upper electrode and the lower electrode of the first capacitor. Formed thinner than the film thickness,
A non-volatile semiconductor memory device, wherein a charge trap region is formed in the second capacitor insulating film by a bias applied to the substrate by the HDPCVD method.
前記第2のキャパシタ絶縁膜が形成される領域の面積は、前記第1のキャパシタ絶縁膜が形成される領域の面積よりも狭く、
前記第2のキャパシタの容量は、前記第1のキャパシタの容量よりも小さいことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 6,
The area of the region where the second capacitor insulating film is formed is narrower than the area of the region where the first capacitor insulating film is formed,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein a capacity of the second capacitor is smaller than a capacity of the first capacitor.
前記コントロールゲート電圧の供給ノードと前記第1のキャパシタの他端との間に設けられた第1の選択トランジスタと、
前記コントロールドレイン電圧の供給ノードと前記第2のキャパシタの他端との間に設けられた第2の選択トランジスタと、
をさらに含み、
書き込み動作時には、
前記第1及び第2の選択トランジスタのゲート電極に選択電圧が供給され、前記第1及び第2の選択トランジスタがオン状態に設定され、
前記第1のキャパシタの他端には、オン状態に設定された前記第1の選択トランジスタを介して前記コントロールゲート電圧が供給され、
前記第2のキャパシタの他端には、オン状態に設定された前記第2の選択トランジスタを介して前記コントロールドレイン電圧が供給されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In any one of Claims 1 thru | or 7,
A first selection transistor provided between a supply node of the control gate voltage and the other end of the first capacitor;
A second selection transistor provided between a supply node of the control drain voltage and the other end of the second capacitor;
Further including
During write operation,
A selection voltage is supplied to the gate electrodes of the first and second selection transistors, the first and second selection transistors are set to an on state,
The other end of the first capacitor is supplied with the control gate voltage via the first selection transistor set to an on state,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the control drain voltage is supplied to the other end of the second capacitor via the second selection transistor set to an on state.
その一端が前記フローティングノードに接続されている補助キャパシタをさらに含み、
少なくとも書き込み動作時には、
前記第1のキャパシタの他端にコントロールゲート電圧が供給され、前記第2のキャパシタの他端にコントロールドレイン電圧が供給され、前記補助キャパシタの他端に前記フローティングノードの電圧よりも高い容量比補正電圧が供給されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In any one of Claims 1 thru | or 8.
An auxiliary capacitor having one end connected to the floating node;
At least during a write operation
A control gate voltage is supplied to the other end of the first capacitor, a control drain voltage is supplied to the other end of the second capacitor, and a capacitance ratio correction higher than the voltage of the floating node is supplied to the other end of the auxiliary capacitor. A non-volatile semiconductor memory device, wherein a voltage is supplied.
少なくとも書き込み動作時において、
前記容量比補正電圧は、前記第1のキャパシタの一端に供給される電圧と前記第2のキャパシタの他端に供給される電圧のうちのいずれか高い方の電圧と同じ電圧又はそれより高い電圧に設定されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 9,
At least during the write operation
The capacitance ratio correction voltage is equal to or higher than the higher of the voltage supplied to one end of the first capacitor and the voltage supplied to the other end of the second capacitor. A non-volatile semiconductor memory device, wherein
前記補助キャパシタの容量値は、前記検出トランジスタのゲート容量値と同じ値に設定されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 9 or 10,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the capacitance value of the auxiliary capacitor is set to the same value as the gate capacitance value of the detection transistor.
前記補助キャパシタは、前記第1のキャパシタが形成される第1のキャパシタ形成領域の上方の領域に形成されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In any of claims 9 to 11,
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the auxiliary capacitor is formed in a region above a first capacitor forming region where the first capacitor is formed.
前記第2のキャパシタが形成される第2のキャパシタ形成領域は、前記第1のキャパシタ形成領域の第1の方向側に形成され、
前記第2のキャパシタ形成領域は、その面積が前記第1のキャパシタ形成領域よりも狭いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 12,
A second capacitor forming region in which the second capacitor is formed is formed on a first direction side of the first capacitor forming region;
The non-volatile semiconductor memory device, wherein the area of the second capacitor formation region is narrower than that of the first capacitor formation region.
前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、
前記検出トランジスタのゲート電極が形成される検出トランジスタ用ゲート電極形成領域は、前記第1のキャパシタ形成領域の前記第1の方向側であり、且つ、前記第2のキャパシタ形成領域の前記第2の方向側に形成されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 In claim 13,
When the direction orthogonal to the first direction is the second direction,
A detection transistor gate electrode formation region in which a gate electrode of the detection transistor is formed is on the first direction side of the first capacitor formation region, and the second capacitor formation region has the second A non-volatile semiconductor memory device formed on a direction side.
そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、
を含み、
前記検出トランジスタのゲート電極を形成するポリシリコン層の上方の第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A first capacitor having one end connected to the floating node;
A detection transistor whose gate electrode is connected to the floating node;
Including
The first interlayer insulating film above the polysilicon layer forming the gate electrode of the detection transistor is formed by HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method. Semiconductor memory device.
そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、
を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、
前記検出トランジスタのゲート電極を形成するポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層の上方に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の層間絶縁膜の上方に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
を含み、
前記第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成され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。 A first capacitor having one end connected to the floating node;
A detection transistor whose gate electrode is connected to the floating node;
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device including:
Forming a polysilicon layer for forming a gate electrode of the detection transistor;
Forming a second interlayer insulating film above the polysilicon layer;
Forming a first interlayer insulating film above the second interlayer insulating film;
Including
The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the first interlayer insulating film is formed by an HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method.
そのゲート電極が前記フローティングノードに接続されている検出トランジスタと、
その一端が前記フローティングノードに接続され、その他端が前記検出トランジスタのドレインに接続されている第2のキャパシタと、
を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、
前記第2のキャパシタの上部電極を形成するポリシリコン層を形成する工程と、
前記ポリシリコン層の上方に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の層間絶縁膜の上方に第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
を含み、
前記第1の層間絶縁膜は、HDPCVD(High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition)法によって形成され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。 A first capacitor having one end connected to the floating node;
A detection transistor whose gate electrode is connected to the floating node;
A second capacitor having one end connected to the floating node and the other end connected to the drain of the detection transistor;
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device including:
Forming a polysilicon layer forming an upper electrode of the second capacitor;
Forming a second interlayer insulating film above the polysilicon layer;
Forming a first interlayer insulating film above the second interlayer insulating film;
Including
The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the first interlayer insulating film is formed by an HDPCVD (High-Density-Plasma-Chemical-Vapor-Deposition) method.
前記第1の層間絶縁膜の上方に金属配線層を形成する工程を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 In claim 16 or 17,
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising the step of forming a metal wiring layer above the first interlayer insulating film.
Priority Applications (1)
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JP2005113443A JP2006294864A (en) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2005113443A Withdrawn JP2006294864A (en) | 2005-04-11 | 2005-04-11 | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
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CN104714672A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 | Pressure-sensitive type display screen touch unit, touch screen and manufacturing method of pressure-sensitive type display screen touch unit |
-
2005
- 2005-04-11 JP JP2005113443A patent/JP2006294864A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104714672A (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 | Pressure-sensitive type display screen touch unit, touch screen and manufacturing method of pressure-sensitive type display screen touch unit |
JP2017503256A (en) * | 2013-12-11 | 2017-01-26 | 昆山工研院新型平板顕示技術中心有限公司Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co., Ltd. | Pressure-sensitive display touch unit, touch screen and manufacturing method thereof |
US10558287B2 (en) | 2013-12-11 | 2020-02-11 | Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co., Ltd. | Pressure-sensitive display touch unit, touch screen, and manufacturing method thereof |
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