JP2544570B2 - Method for manufacturing semiconductor memory device - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関す
るものであり、特に、メモリセルがフローティングゲー
ト電極とコントロールゲート電極を有するMISFET
からなり電気的に消去可能な半導体記憶装置すなわち、
EEPROM(Electrically Erasa
ble and Programmable ROM)に
適用して有効な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly to a MISFET in which a memory cell has a floating gate electrode and a control gate electrode.
An electrically erasable semiconductor memory device, that is,
EEPROM (Electrically Erasa)
ble and programmable ROM).
【0002】[0002]
【従来の技術】フローティングゲート電極とコントロー
ルゲート電極を有するMISFETで構成したEEPR
OMのメモリセルは、例えば1984年国際電子デバイ
ス会議1984IEDMのテクニカルダイジェスト(T
ech.Digest)、PP.468−471に記載
されている。2. Description of the Related Art EEPR composed of a MISFET having a floating gate electrode and a control gate electrode
The memory cell of the OM is, for example, a technical digest (T) of the 1984 International Electronic Device Conference 1984 IEDM.
ech. Digest), PP. 468-471.
【0003】前記メモリセルは、フローティングゲート
下の薄い酸化膜を通じてフローティングゲートに基板よ
り電子をトンネル注入あるいはフローティングゲートか
ら基板に電子をトンネル放出するため薄い酸化膜に10
MV/cm以上の強電界を印加する必要があり、このた
め、フローティングゲートとコントロールゲートの重な
り面積を大きくとる必要がある。また、メモリセルは、
メモリトランジスタとセレクトトランジスタの2素子で
構成される。In the memory cell, electrons are tunnel-injected from the substrate into the floating gate or tunnel electrons are ejected from the floating gate to the substrate through the thin oxide film under the floating gate.
It is necessary to apply a strong electric field of MV / cm or more. Therefore, it is necessary to increase the overlapping area of the floating gate and the control gate. Also, the memory cell is
It is composed of two elements, a memory transistor and a select transistor.
【0004】以上により前記メモリセルは、同じフロー
ティングゲートとコントロールゲートを有するEPRO
Mセルに比べ5倍程度大きくなり、高集積大容量EPR
OMに不向きである。As described above, the memory cell is an EPRO having the same floating gate and control gate.
5 times larger than M cell, high integration and large capacity EPR
Not suitable for OM.
【0005】そこで、セルサイズを小さくするため、フ
ローティングゲート電極とコントロールゲート電極を有
し、フローティングゲートへの電子の注入(書込み)
は、ドレイン領域の端部で発生したホットエレクトロン
で行い、フローティングゲートからの電子の放出(消
去)は、ソース領域へのトンネルで行う1素子型のメモ
リセルが提案されている(1985年国際電子デバイス
会議1984IEDMのテクニカルダイジェスト(Te
ch.Digest)、PP.616−619)。Therefore, in order to reduce the cell size, it has a floating gate electrode and a control gate electrode, and injects (writes) electrons into the floating gate.
Has been proposed as a one-element type memory cell in which hot electrons generated at the end of the drain region are used to discharge (erase) electrons from the floating gate by tunneling to the source region (1985 International Electron Device Conference 1984 IEDM Technical Digest (Te
ch. Digest), PP. 616-619).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記メモリセルの技術
課題は以下の点にある。The technical problems of the memory cell are as follows.
【0007】EEPROMは、書込み消去も5V単一電
源で行う方向にあり、書込み消去の高電圧は、同一チッ
プ内に設けた昇圧回路により発生させるのが一般化しつ
つある。In the EEPROM, writing and erasing are also performed by a single 5V power supply, and it is becoming general that a high voltage for writing and erasing is generated by a booster circuit provided in the same chip.
【0008】しかし、前記メモリセルは書込みをドレイ
ン電流を流した状態でドレイン領域端部でホットエレク
トロンを発生させて行うため、比較的大きな電流を必要
としており、これを昇圧回路で発生した高電圧では電流
容量が小さいため適用できない。However, since the memory cell performs writing by generating hot electrons at the end of the drain region while flowing a drain current, a relatively large current is required, which is a high voltage generated by the booster circuit. However, the current capacity is too small to apply.
【0009】したがって、書込み時のドレイン電圧が外
部電源の5V以上でも十分書込み可能であるようなメモ
リセルを実現する必要がある。また、消去は、ソース領
域に10V以上の電圧を印加し、フローティングゲート
とソース領域との間でトンネルを起こす必要があるた
め、ソース領域と基板間の耐圧は10V以上とし、消去
時にアバランシェを起さないようにする必要がある。Therefore, it is necessary to realize a memory cell which can be sufficiently written even when the drain voltage at the time of writing is 5 V or more of the external power supply. Further, for erasing, it is necessary to apply a voltage of 10 V or more to the source region to cause a tunnel between the floating gate and the source region, so the withstand voltage between the source region and the substrate is 10 V or more, and avalanche occurs during erasing. It is necessary not to do it.
【0010】本発明の目的は、低いドレイン電圧でも書
込み可能なメモリセルを提供することにある。An object of the present invention is to provide a memory cell capable of writing even at a low drain voltage.
【0011】本発明の他の目的は、高速動作が可能なメ
モリセルを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a memory cell capable of high speed operation.
【0012】本発明の前記なら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によって明らか
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.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】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、
下記のとおりである。Of the inventions disclosed in the present application, a representative one will be briefly described below.
It is as follows.
【0014】すなわち、フローティングゲート電極とコ
ントロールゲート電極を有するMISFETからなるメ
モリセルのドレイン領域を高濃度層で構成し、また、ソ
ース領域のチャネル領域側の端部を低濃度にする。さら
に、ソース又はドレインを形成する際にサイドウォール
スペーサを利用する。または、ドレイン領域側に基板と
同一導電型で基板より濃度の高い領域を形成する。 That is, the drain region of the memory cell composed of the MISFET having the floating gate electrode and the control gate electrode is formed of a high concentration layer, and the end of the source region on the channel region side is made low concentration. Further
Side wall when forming the source or drain
Use spacers. Or with the substrate on the drain region side
A region having the same conductivity type and a higher concentration than that of the substrate is formed.
【0015】[0015]
【作用】上記した手段によれば、ドレイン領域端部での
電界が強くなるのでホットエレクトロンの発生が増加
し、これにより書込み電圧を低減することができる。ま
た、ソース領域と半導体基板の間のアバランシェブレイ
クダウン電圧が高められるので、消去効率を向上するこ
とができる。According to the above-mentioned means, the electric field at the end of the drain region becomes strong, so that the generation of hot electrons is increased, whereby the write voltage can be reduced. Moreover, since the avalanche breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate is increased, the erase efficiency can be improved.
【0016】[0016]
【実施例】〔実施例1〕図1は、図2に示したメモリセ
ルアレイのA−A切断線における断面図、図2はメモリ
セルアレイの一部の平面図、図3はメモリセルアレイの
等価回路である。なお、図2は、メモリセルの構成を見
易くするために、フィールド絶縁膜以外の絶縁膜を図示
していない。[Embodiment 1] FIG. 1 is a sectional view of the memory cell array shown in FIG. 2 taken along the line AA, FIG. 2 is a plan view of a part of the memory cell array, and FIG. 3 is an equivalent circuit of the memory cell array. Is. Note that FIG. 2 does not show an insulating film other than the field insulating film in order to make the configuration of the memory cell easier to see.
【0017】まず、図3を用いてメモリセルアレイの回
路の概略を説明する。First, the outline of the circuit of the memory cell array will be described with reference to FIG.
【0018】図3において、15はYデコーダ、16は
Xデコーダ、17はセンスアンプである。Qmはメモリ
セルであり、フローティングゲート電極とコントロール
ゲート電極を有するMISFETからなっている。コン
トロールゲート電極はワード線WLに接続されている。
ドレイン領域はデータ線DLに接続され、ソース領域は
接地線GLに接続されている。Qs1、Qs2は、情報の
書込み時及び読み出し時に接地線GLに回路の接地電位
Vss例えば0Vを印加し、情報の消去時に消去電位V
pp例えば14Vを印加するためのスイッチ素子であ
る。情報の書込み時及び読み出しには、MISFETQ
s1が非導通状態とされ、MISFETQs2が導通状態
とされる。情報の消去時には、MISFETQs1が導
通状態とされ、MISFETQs2が非導通状態とされ
る。データ線DLは、書込み時及び読み出し時に電源電
位Vcc例えば5Vが印加され、消去時に接地電位Vs
s例えば0Vが印加される。ワード線WLは、書込み時
に書込み電位Vpp例えば14Vが印加される、読み出
し時にはVcc電位例えば5Vが印加される。消去時に
は接地電位Vss例えば0Vにされる。In FIG. 3, reference numeral 15 is a Y decoder, 16 is an X decoder, and 17 is a sense amplifier. Qm is a memory cell, which is composed of a MISFET having a floating gate electrode and a control gate electrode. The control gate electrode is connected to the word line WL.
The drain region is connected to the data line DL, and the source region is connected to the ground line GL. Qs 1 and Qs 2 apply the ground potential Vss of the circuit, for example, 0 V to the ground line GL at the time of writing and reading information, and erase potential V at the time of erasing information.
pp is a switch element for applying, for example, 14V. When writing and reading information, MISFETQ
s 1 is turned off and MISFET Qs 2 is turned on. At the time of erasing information, the MISFET Qs 1 is rendered conductive and the MISFET Qs 2 is rendered non-conductive. The data line DL is applied with a power supply potential Vcc, for example, 5 V at the time of writing and reading, and the ground potential Vs at the time of erasing.
s For example, 0 V is applied. A write potential Vpp, for example, 14V is applied to the word line WL during writing, and a Vcc potential, for example, 5V is applied during reading. At the time of erasing, the ground potential Vss is set to 0 V, for example.
【0019】図1及び図2に示すように、メモリセルで
あるMISFETは、第1ゲート絶縁膜4、フローティ
ングゲート電極5、第2ゲート絶縁膜6、コントロール
ゲート電極7、n+型半導体領域9、n+型半導体領域
10、n−型半導体領域11とで構成してある。第1ゲ
ート絶縁膜4は、半導体基板1の表面酸化による酸化シ
リコン膜からなり、100Å程度の膜厚を有している。
フローティングゲート電極5は、多結晶シリコン膜から
なり、第1ゲート絶縁膜4に被着して設けられている。
第2ゲート絶縁膜6、フローティングゲート電極5であ
る多結晶シリコン膜の表面の酸化による酸化シリコン膜
からなり、250〜350Å程度の膜厚を有している。
コントロールゲート電極7は、例えば第2層目の多結晶
シリコン膜からなり、第2ゲート絶縁膜6の表面に被着
している。また、ワード線WLと一体に形成されて、フ
ィールド絶縁膜2上を延在している。As shown in FIGS. 1 and 2, the MISFET, which is a memory cell, includes a first gate insulating film 4, a floating gate electrode 5, a second gate insulating film 6, a control gate electrode 7, an n + type semiconductor region 9, It is composed of an n + type semiconductor region 10 and an n− type semiconductor region 11. The first gate insulating film 4 is a silicon oxide film formed by surface oxidation of the semiconductor substrate 1 and has a film thickness of about 100 Å.
The floating gate electrode 5 is made of a polycrystalline silicon film and is provided so as to adhere to the first gate insulating film 4.
The second gate insulating film 6 and the floating gate electrode 5 are made of a silicon oxide film formed by oxidation of the surface of the polycrystalline silicon film, and have a film thickness of about 250 to 350 Å.
The control gate electrode 7 is made of, for example, a second-layer polycrystalline silicon film, and is deposited on the surface of the second gate insulating film 6. Further, it is formed integrally with the word line WL and extends over the field insulating film 2.
【0020】ドレイン領域は、n+型半導体領域9とn
+型半導体領域10とからなり、また同一のデータ線D
Lに同一の接続孔14を通して接続されている2つのメ
モリセルのドレイン領域が一体となっている。ドレイン
領域のチャネル領域側の端部を0.1μm程度の浅い接
合深さを有するn+型半導体領域9によって構成してい
る。このため、ドレイン領域のフローティングゲート電
極5の下部への周り込みが小さくなっている。また、半
導体領域9をn−型とした場合と比較して、情報の書込
み時におけるドレイン領域のチャネル領域側の端部の電
界を強くすることができるるn+型半導体領域9のチャ
ネル長方向における長さは、酸化シリコン膜からなるサ
イドウォールスペーサ12によって規定されている。ド
レイン領域のチャネル領域から離隔された部分は、0.
25μm程度の深い接合を有するn+型半導体領域10
からなっている。The drain region is composed of the n + type semiconductor region 9 and n.
+ Type semiconductor region 10 and the same data line D
The drain regions of two memory cells connected to L through the same connection hole 14 are integrated. The end of the drain region on the channel region side is constituted by the n + type semiconductor region 9 having a shallow junction depth of about 0.1 μm. Therefore, the surrounding of the drain region to the lower portion of the floating gate electrode 5 is small. Further, in the channel length direction of the n + type semiconductor region 9, the electric field at the end of the drain region on the channel region side at the time of writing information can be strengthened as compared with the case where the semiconductor region 9 is of the n− type. The length is defined by the sidewall spacer 12 made of a silicon oxide film. The portion of the drain region separated from the channel region is 0.
N + type semiconductor region 10 having a deep junction of about 25 μm
It consists of
【0021】ソース領域は、n+型半導体領域9とn+
型半導体領域10及びn−型半導体領域11とからなっ
ている。これらソース領域を構成しているn+型半導体
領域9、10及びn−型半導体領域11は、同一のデー
タ線DLに、隣接する2つの接続孔14を通して接続さ
れている2つのメモリセルの間をワード線WLが延在し
ている方向に延在して接地線(グランド線)GLを構成
している。ソース領域のチャネル領域側の端部を接合の
浅いn+型半導体領域9で構成して、フローティングゲ
ート電極5の下部への周り込みを小さくしている。n+
型半導体領域9のチャネル長方向における長さは、サイ
ドウォールスペーサ12によって規定されている。チャ
ネル領域から隔離された部分の表面部は、深い接合を有
するn+型半導体領域9及びn+型半導体領域10と半
導体基板1の間に介在するようにn−型半導体領域11
を設けている。n−型半導体領域11は、チャネル領域
における半導体基板1の表面にまで達している。このた
め、n+型半導体領域9と半導体基板1の間の接合耐圧
が高められる。The source regions are n + type semiconductor regions 9 and n +.
It is composed of a type semiconductor region 10 and an n − type semiconductor region 11. The n + type semiconductor regions 9 and 10 and the n− type semiconductor region 11 forming these source regions are formed between two memory cells connected to the same data line DL through two adjacent connection holes 14. A ground line (ground line) GL is formed by extending in the direction in which the word line WL extends. The end of the source region on the channel region side is formed by the shallow n + type semiconductor region 9 having a junction to reduce the surrounding of the floating gate electrode 5 to the lower part. n +
The length of the type semiconductor region 9 in the channel length direction is defined by the sidewall spacer 12. The surface part of the part isolated from the channel region is interposed between the n + type semiconductor region 9 and the n + type semiconductor region 10 having a deep junction and the semiconductor substrate 1, so that the n− type semiconductor region 11 is formed.
Is provided. The n − type semiconductor region 11 reaches the surface of the semiconductor substrate 1 in the channel region. Therefore, the junction breakdown voltage between the n + type semiconductor region 9 and the semiconductor substrate 1 is increased.
【0022】フィールド絶縁膜2及びフローティングゲ
ート電極5から露出している半導体基板1の表面及びフ
ローティングゲート電極5、コントロールゲート電極7
の露出している表面を酸化シリコン膜8が被着して覆っ
ている。フローティングゲート電極5及びコントロール
ゲート電極7の側面の酸化シリコン膜8に被着して酸化
シリコン膜からなるサイドウォールスペーサ12を設け
ている。The surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2 and the floating gate electrode 5, the floating gate electrode 5, and the control gate electrode 7.
A silicon oxide film 8 adheres and covers the exposed surface of. Sidewall spacers 12 made of a silicon oxide film are provided by adhering to the silicon oxide film 8 on the side surfaces of the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7.
【0023】13は例えばリンシリケートガラス(PS
G)膜からなる絶縁膜であり、半導体基板1上を覆って
いる。ドレイン領域の一部であるn+型半導体領域10
の上の部分の絶縁膜13を選択的に除去して接続孔14
を形成している。接続孔14を通してアルミニウム膜か
らなるデータ線DLがドレイン領域の一部であるn+型
半導体領域10に接続している。このn+型半導体領域
10のデータ線DLが接続している部分の接合深さは、
その他の部分より深くなっている。なお、図示していな
いが、データ線DLを例えばCVDによるPSG膜とそ
の上に形成される窒化シリコン膜とで構成した保護膜が
覆っている。13 is, for example, phosphorus silicate glass (PS
G) is an insulating film made of a film and covers the semiconductor substrate 1. N + type semiconductor region 10 which is a part of the drain region
By selectively removing the insulating film 13 on the upper part of the connection hole 14
Is formed. The data line DL made of an aluminum film is connected to the n + type semiconductor region 10 which is a part of the drain region through the connection hole 14. The junction depth of the portion of the n + type semiconductor region 10 to which the data line DL is connected is
It is deeper than the other parts. Although not shown, the data line DL is covered with a protective film made of, for example, a PSG film formed by CVD and a silicon nitride film formed thereon.
【0024】メモリセルへの情報の書込みは、前述した
電位を各領域に印加することにより、ドレイン領域の一
部でn+型半導体領域9の端部でホットキャリアを発生
させ、このうちホットエレクトロンをフローティングゲ
ート電極5に注入することによってなされる。情報の消
去は、前述のようにして、フローティングゲート電極5
に保持されているエレクトロンをトンネルによって第1
ゲート絶縁膜4を通してn+型半導体領域9へ放出する
ことによってなされる。なお、消去動作の際、消去後の
記憶素子のVthが1V程度でほぼ一定となるようVt
h制御回路が動作するため、1素子型のメモリセルが実
現できる。To write information to the memory cell, by applying the above-mentioned potential to each region, hot carriers are generated at the end of the n + type semiconductor region 9 in a part of the drain region, and hot electrons among them are generated. This is done by injecting into the floating gate electrode 5. Information is erased by the floating gate electrode 5 as described above.
The electrons held in the first tunnel
This is done by discharging to the n + type semiconductor region 9 through the gate insulating film 4. During the erase operation, Vt of the memory element after erase is set to be approximately constant at about 1V.
Since the h control circuit operates, a one-element type memory cell can be realized.
【0025】以上、説明したように本実施例のメモリセ
ルによれば次の効果を得ることができる。As described above, according to the memory cell of this embodiment, the following effects can be obtained.
【0026】(1)ソース領域を構成するn+型半導体
領域9及び10と半導体基板1の間にn−型半導体領域
11を設けたことにより、それらの間の接合耐圧が高め
られるので、情報の消去時にソース領域に印加する消去
電圧を高めることができる。これにより、情報の消去時
間あるいは消去の信頼性等の特性を向上することができ
る。(1) By providing the n − type semiconductor region 11 between the n + type semiconductor regions 9 and 10 forming the source region and the semiconductor substrate 1, the junction breakdown voltage between them is increased, and thus the information The erase voltage applied to the source region during erase can be increased. As a result, characteristics such as information erasing time and erasing reliability can be improved.
【0027】(2)ソース領域の端部を接合の浅いn+
型半導体領域9で構成したことにより、フローティング
ゲート電極5の下部への廻り込みが小さくなるので、ソ
ース領域とフローティングゲート電極5の間の容量を低
減することができる。(2) The end portion of the source region has a shallow junction n +
Since it is configured by the type semiconductor region 9, the sneaking into the lower portion of the floating gate electrode 5 is reduced, so that the capacitance between the source region and the floating gate electrode 5 can be reduced.
【0028】(3)前記(2)により、情報の消去時に
ソース領域を構成するn+型半導体領域9に印加した電
圧によって第1ゲート絶縁膜4に発生する電圧を高める
ことができるので、情報の消去特性を向上することがで
きる。(3) According to the above (2), the voltage generated in the first gate insulating film 4 by the voltage applied to the n + type semiconductor region 9 forming the source region at the time of erasing information can be increased. The erasing property can be improved.
【0029】(4)ドレイン領域のチャネル領域側の端
部を接合の浅いn+型半導体領域9によって構成したこ
とにより、ドレイン領域とフローティングゲート電極5
の間の容量が低減されるので、情報の読み出し速度を向
上することができる。(4) Since the end of the drain region on the channel region side is formed by the shallow junction n + type semiconductor region 9, the drain region and the floating gate electrode 5 are formed.
Since the capacity during the period is reduced, the information reading speed can be improved.
【0030】(5)ドレイン領域の端部の浅い接合を有
する半導体領域9をn+型としたことにより、n−型と
した場合と比較して書込み時におけるドレイン領域端部
の電界を強めることができる。これにより、書込み電圧
を低減することができる。(5) Since the semiconductor region 9 having the shallow junction at the end of the drain region is of n + type, the electric field at the end of the drain region at the time of writing can be strengthened as compared with the case of n− type. it can. As a result, the write voltage can be reduced.
【0031】(6)ドレイン領域の端部を浅い接合を有
するn+型半導体領域9で構成したことにより、フロー
ティングゲート電極5の下部への廻り込みが小さくなる
ので、短チャネル効果を防止することができる。(6) Since the end of the drain region is formed of the n + type semiconductor region 9 having a shallow junction, the sneaking into the lower portion of the floating gate electrode 5 becomes small, so that the short channel effect can be prevented. it can.
【0032】次に、前記メモリセルの製造方法を説明す
る。Next, a method of manufacturing the memory cell will be described.
【0033】図4乃至図16は、メモリセルの図1と同
一部分の製造工程における断面図又は平面図である。4 to 16 are sectional views or plan views in the manufacturing process of the same portion of the memory cell as in FIG.
【0034】図4に示すように、p−型半導体基板1の
酸化による酸化シリコン膜18と、熱酸化マスクとして
例えばCVDによる窒化シリコン膜19を用いて半導体
基板1の所定の表面を酸化することによってフィールド
絶縁膜2を形成する。p型チャネルストッパ3は、フィ
ールド絶縁膜2を形成する以前にイオン打込によってp
型不純物例えばボロン(B)を導入しておくことによっ
て形成する。フィールド絶縁間膜2を形成した後に、窒
化シリコン膜19及び酸化シリコン膜18は除去する。As shown in FIG. 4, a predetermined surface of the semiconductor substrate 1 is oxidized by using a silicon oxide film 18 formed by oxidation of the p-type semiconductor substrate 1 and a silicon nitride film 19 formed by, for example, CVD as a thermal oxidation mask. The field insulating film 2 is formed by. The p-type channel stopper 3 is formed by ion implantation before forming the field insulating film 2.
It is formed by introducing a type impurity such as boron (B). After forming the field insulating film 2, the silicon nitride film 19 and the silicon oxide film 18 are removed.
【0035】次に、図5に示すようにフィールド絶縁膜
2から露出している半導体基板1の表面を酸化して酸化
シリコン膜からなる第1ゲート絶縁膜4を形成する。Next, as shown in FIG. 5, the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the field insulating film 2 is oxidized to form a first gate insulating film 4 made of a silicon oxide film.
【0036】次に、図6に示すように、フローティング
ゲート電極5を形成するために、半導体基板1上の全面
に例えばCVDによって多結晶シリコン膜5を形成す
る。多結晶シリコン膜5には、熱拡散、イオン打込み等
によってn型不純物例えばリン(P)を導入する。Next, as shown in FIG. 6, in order to form the floating gate electrode 5, a polycrystalline silicon film 5 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, eg, CVD. An n-type impurity such as phosphorus (P) is introduced into the polycrystalline silicon film 5 by thermal diffusion, ion implantation or the like.
【0037】次に、図7に示すように、多結晶シリコン
膜5を、レジスト膜を用いたエッチングによってフロー
ティングゲート電極5の所定の幅で、データ線DLが延
在する方向に延在するようにパターニングする。つま
り、このパターニング工程では、同一のデータ線DLに
接続される複数のメモリセルのフローティングゲート電
極5を一体にしたパターンに多結晶シリコン膜5をパタ
ーニングする。周辺回路領域に形成された多結晶シリコ
ン膜除去する。多結晶シリコン膜5をパターニングした
後に、レジスト膜からなるマスクは除去される。Next, as shown in FIG. 7, the polycrystalline silicon film 5 is extended by the etching of the resist film so as to extend in the direction in which the data line DL extends with a predetermined width of the floating gate electrode 5. Pattern. That is, in this patterning step, the polycrystalline silicon film 5 is patterned into a pattern in which the floating gate electrodes 5 of a plurality of memory cells connected to the same data line DL are integrated. The polycrystalline silicon film formed in the peripheral circuit region is removed. After patterning the polycrystalline silicon film 5, the mask made of the resist film is removed.
【0038】次に、図8に示すように、多結晶シリコン
膜5の表面を酸化して酸化シリコン膜からなる第2ゲー
ト絶縁膜6を形成する。膜厚は250〜350Å程度に
する。この酸化工程でバッファ回路、デコーダ回路、セ
ンスアンプ等の周辺回路を構成するMISFETのゲー
ト絶縁膜を形成するようにする。次に、コントロールゲ
ート電極7及びワード線WLを形成するために例えばC
VDによって半導体基板1上の全面に多結晶シリコン膜
7を形成する。多結晶シリコン膜7には熱拡散、イオン
打込み等によってn型不純物例えばリン(P)を導入す
る。Next, as shown in FIG. 8, the surface of the polycrystalline silicon film 5 is oxidized to form a second gate insulating film 6 made of a silicon oxide film. The film thickness is about 250 to 350 Å. In this oxidation step, the gate insulating film of the MISFET forming the peripheral circuits such as the buffer circuit, the decoder circuit and the sense amplifier is formed. Next, in order to form the control gate electrode 7 and the word line WL, for example, C
A polycrystalline silicon film 7 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by VD. An n-type impurity such as phosphorus (P) is introduced into the polycrystalline silicon film 7 by thermal diffusion, ion implantation, or the like.
【0039】次に、図9に示すように、レジスト膜から
なるマスクを用いたエッチングによって多結晶シリコン
膜をエッチングしてコントロールゲート電極7及びワー
ド線WLを形成する。このエッチング工程で周辺回路の
MISFETのゲート電極も形成する。前記エッチング
に続いてフローティングゲート電極5から露出している
第2ゲート絶縁膜6をエッチングする。さらに、多結晶
シリコン膜5をエッチングしフローテイングゲート電極
5を形成する。この一連のエッチングの後に、レジスト
膜からなるマスクを除去する。なお、コントロールゲー
ト電極7、ワード線WL及び周辺回路のMISFETの
ゲート電極は、Mo、W、Ta、Ti等の高融点金属膜
又はそのシリサイド膜あるいは多結晶シリコン膜の上に
前記高融点金属膜又はシリサイド膜を積層した2層膜と
してもよい。Next, as shown in FIG. 9, the polycrystalline silicon film is etched by etching using a mask made of a resist film to form the control gate electrode 7 and the word line WL. In this etching process, the gate electrode of the MISFET of the peripheral circuit is also formed. Following the etching, the second gate insulating film 6 exposed from the floating gate electrode 5 is etched. Further, the polycrystalline silicon film 5 is etched to form the floating gate electrode 5. After this series of etching, the mask made of the resist film is removed. The control gate electrode 7, the word line WL, and the gate electrode of the MISFET of the peripheral circuit are formed of a refractory metal film such as Mo, W, Ta, or Ti, a silicide film thereof, or a polycrystalline silicon film. Alternatively, a two-layer film in which a silicide film is laminated may be used.
【0040】次に、図10に示すように、フローティン
グゲート電極5及びコントロールゲート電極7(ワード
線WL)の露出している表面を酸化して酸化シリコン膜
8を形成する。この酸化の際にフローティングゲート電
極5、コントロールゲート電極7から露出している半導
体基板1の表面が酸化されて酸化シリコン膜8が形成さ
れる。Next, as shown in FIG. 10, the exposed surfaces of the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7 (word line WL) are oxidized to form a silicon oxide film 8. During this oxidation, the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7 is oxidized to form a silicon oxide film 8.
【0041】次に、図11に示すように、半導体基板1
上に、n−型半導体領域11形成用のレジスト膜からな
るマスク20を形成する。マスク20は、周辺回路領域
も覆っている。次に、イオン打込みによって半導体基板
1の露出している表面部にn型不純物例えばリン(P)
を1×1013〜1×1014atoms/cm2程度導入
してn−型半導体領域11を形成する。イオン打込みの
後にマスク20を除去する。この後、n−型半導体領域
11を、後に形成されるn+型半導体領域10より深い
接合を有するようにするため、アニールにより引伸して
もよい。Next, as shown in FIG. 11, the semiconductor substrate 1
A mask 20 made of a resist film for forming the n − type semiconductor region 11 is formed on the top. The mask 20 also covers the peripheral circuit region. Next, an n-type impurity such as phosphorus (P) is formed on the exposed surface portion of the semiconductor substrate 1 by ion implantation.
Is introduced at about 1 × 10 13 to 1 × 10 14 atoms / cm 2 to form the n − type semiconductor region 11. The mask 20 is removed after the ion implantation. Thereafter, the n− type semiconductor region 11 may be stretched by annealing so as to have a deeper junction than the n + type semiconductor region 10 formed later.
【0042】次に、図12に示すように、フローティン
グゲート電極5及びコントロールゲート電極7をマスク
としてイオン打込みによって半導体基板1の表面にn型
不純物例えばヒ素(As)を1×1015atoms/c
m2程度導入してn+型半導体領域9を形成する。な
お、このイオン打込みの際に周辺回路領域をレジスト膜
からなるマスクで覆ってメモリセル領域のみにイオン打
込みするようにし、さらにメモリセル領域をレジスト膜
からなるマスクで覆って周辺回路領域にn型不純物例え
ばリン(P)を1×1013atoms/cm2程度イオ
ン打込みすることにより、周辺回路を構成するNチャネ
ルMISFETのソース、ドレイン領域をLDD(Li
ghtlly Doped Drain)構造にするこ
ともできる。この場合、周辺回路領域に設けられたレジ
スト膜からなるマスクは、イオン打込みの後に除去す
る。Next, as shown in FIG. 12, using the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7 as a mask, the surface of the semiconductor substrate 1 is ion-implanted with an n-type impurity such as arsenic (As) at 1 × 10 15 atoms / c.
About n 2 is introduced to form the n + type semiconductor region 9. At the time of this ion implantation, the peripheral circuit region is covered with a mask made of a resist film so that only the memory cell region is ion-implanted. Further, the memory cell region is covered with a mask made of a resist film and the peripheral circuit region is n-type. The source and drain regions of the N-channel MISFET constituting the peripheral circuit are LDD (Li) by ion-implanting impurities such as phosphorus (P) at about 1 × 10 13 atoms / cm 2.
It is also possible to have a ghtly Doped Drain) structure. In this case, the mask made of the resist film provided in the peripheral circuit region is removed after the ion implantation.
【0043】次に、図13に示すように、半導体基板1
上の全面に、例えばCVDによってサイドウォールスペ
ーサ12形成用の酸化シリコン膜12を形成する。Next, as shown in FIG. 13, the semiconductor substrate 1
A silicon oxide film 12 for forming the sidewall spacers 12 is formed on the entire upper surface by, for example, CVD.
【0044】次に、図14に示すように、反応性イオン
エッチング(RIE)によって酸化シリコン膜12を半
導体基板1の表面が露出するまでエッチングしてサイド
ウォールスペーサ12を形成する。周辺回路を構成する
ためのMISFETのゲート電極の側部にもサイドウォ
ールスペーサ12が形成される。前記エッチングによっ
て露出した半導体基板1の表面を再度酸化して酸化シリ
コン膜8を形成する。Next, as shown in FIG. 14, the silicon oxide film 12 is etched by reactive ion etching (RIE) until the surface of the semiconductor substrate 1 is exposed to form sidewall spacers 12. Sidewall spacers 12 are also formed on the sides of the gate electrode of the MISFET for forming the peripheral circuit. The surface of the semiconductor substrate 1 exposed by the etching is oxidized again to form a silicon oxide film 8.
【0045】次に、図15に示すように、フローティン
グゲート電極5、コントロールゲート電極7及びサイド
ウォールスペーサ12をマスクとして、イオン打込みに
よってn型不純物例えばヒ素(As)を1×1016at
oms/cm2程度導入してn+型半導体領域10を形
成する。このイオン打込み工程で周辺回路のNチャネル
MISFETのソース、ドレイン領域の高濃度層も形成
される。なお、周辺回路のPチャネルMISFETが構
成される領域は、レジスト膜からなるマスクによって覆
って前記n型不純物が導入されないようにする。このレ
ジスト膜からなるマスクは、イオン打込みの後に除去す
る。NチャネルMISFETを形成した後に、図示して
いないが、周辺回路のNチャネルMISFET領域及び
メモリセル領域をレジスト膜からなるマスクによって覆
い、イオン打込みによって周辺回路のPチャネルMIS
FET領域にp型不純物例えばボロン(B)を導入して
PチャネルMISFETのソース、ドレイン領域を形成
する。NチャネルMISFET及びメモリセル領域を覆
っていたレジスト膜からなるマスクは、p型不純物を導
入した後に除去する。Next, as shown in FIG. 15, using the floating gate electrode 5, the control gate electrode 7 and the sidewall spacer 12 as a mask, 1 × 10 16 atm of an n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted.
The n + type semiconductor region 10 is formed by introducing about oms / cm 2 . In this ion implantation step, high-concentration layers of the source and drain regions of the N-channel MISFET of the peripheral circuit are also formed. The region of the peripheral circuit where the P-channel MISFET is formed is covered with a mask made of a resist film so that the n-type impurities are not introduced. The mask made of the resist film is removed after ion implantation. After forming the N-channel MISFET, although not shown, the N-channel MISFET region and the memory cell region of the peripheral circuit are covered with a mask made of a resist film, and the P-channel MIS of the peripheral circuit is ion-implanted.
A p-type impurity such as boron (B) is introduced into the FET region to form the source and drain regions of the P-channel MISFET. The mask made of the resist film covering the N-channel MISFET and the memory cell region is removed after the p-type impurity is introduced.
【0046】次に、図6に示すように、半導体基板1上
の全面に例えばCVDによってPSG膜からなる絶縁膜
13を形成する。この後、図1及び図2に示した接続孔
14、アルミニウム膜からなるデータ線DL、図示して
いない最終保護膜を形成する。Next, as shown in FIG. 6, an insulating film 13 made of a PSG film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD. After that, the connection hole 14 shown in FIGS. 1 and 2, the data line DL made of an aluminum film, and a final protective film (not shown) are formed.
【0047】以上、説明したように、本実施例の製造方
法によれば、アドレスバッファ回路、デコーダ回路、セ
ンスアンプ回路等の周辺回路を構成するNチャネルMI
SFETと略同一工程でメモリセルを形成することがで
きる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the N-channel MI which constitutes the peripheral circuits such as the address buffer circuit, the decoder circuit, the sense amplifier circuit, etc.
A memory cell can be formed in substantially the same process as the SFET.
【0048】〔実施例2〕図17は、実施例2における
メモリセルの断面図である。[Embodiment 2] FIG. 17 is a cross-sectional view of a memory cell in Embodiment 2.
【0049】実施例2は、n−型半導体領域11を浅く
形成して、n+型半導体領域9のみがn−型半導体領域
11で覆われるようにし、n+型半導体領域10の下部
はn−型半導体領域11が形成されないようにしたもの
である。n−型半導体領域11の深さが浅いため、チャ
ネル領域への拡散も小さくなっている。したがって、メ
モリセルであるMISFETのしきい値の変動が低減さ
れて電気的特性が向上する。また、短チャネル効果が低
減されるので、メモリセルの特性が向上する。In the second embodiment, the n − type semiconductor region 11 is shallowly formed so that only the n + type semiconductor region 9 is covered with the n − type semiconductor region 11, and the lower part of the n + type semiconductor region 10 is n − type. This is so that the semiconductor region 11 is not formed. Since the depth of the n − type semiconductor region 11 is shallow, diffusion into the channel region is also small. Therefore, the variation in the threshold value of the MISFET, which is a memory cell, is reduced and the electrical characteristics are improved. Further, since the short channel effect is reduced, the characteristics of the memory cell are improved.
【0050】n−型半導体領域11は、実施例1の方法
で説明した図11の工程でn−型半導体領域11を前記
のようにn+型半導体領域9のみを覆うように浅く形成
すればよい。したがって、本実施例のメモリセルも周辺
回路のNチャネルMISFETと略同一工程で形成する
ことができる。The n − type semiconductor region 11 may be formed shallowly so as to cover only the n + type semiconductor region 9 as described above in the step of FIG. 11 described in the method of the first embodiment. . Therefore, the memory cell of this embodiment can also be formed in substantially the same process as the N-channel MISFET of the peripheral circuit.
【0051】〔実施例3〕図18は、実施例3のメモリ
セルの断面図である。[Third Embodiment] FIG. 18 is a sectional view of a memory cell according to a third embodiment.
【0052】実施例3は、ソース領域のチャネル領域側
の端部を比較的低濃度のn型半導体領域21で構成し、
ドレイン領域のチャネル領域側の端部は接合の浅い高濃
度のn+型半導体領域9で構成したものである。ソース
領域の端部がn型半導体領域21で構成されていること
から、ソース領域すなわちn+型半導体領域10及びn
型半導体領域21と半導体基板1の間のアバランシェブ
レイクダウン電圧が高められている。これにより、情報
の消去時にソース領域に印加する消去電圧を高めること
ができる。なお、n型半導体領域21は、0.2μm程
度の深さに形成される。In the third embodiment, the end of the source region on the channel region side is composed of a relatively low concentration n-type semiconductor region 21,
The end of the drain region on the side of the channel region is composed of a high-concentration n + type semiconductor region 9 having a shallow junction. Since the end of the source region is composed of the n-type semiconductor region 21, the source region, that is, the n + -type semiconductor regions 10 and n.
The avalanche breakdown voltage between the type semiconductor region 21 and the semiconductor substrate 1 is increased. This makes it possible to increase the erase voltage applied to the source region when erasing information. The n-type semiconductor region 21 is formed to a depth of about 0.2 μm.
【0053】一方、ドレイン領域のチャネル領域側がn
+型半導体領域9となっており、n+型半導体領域9と
半導体基板1の間に加る電界を強めることができる。On the other hand, the channel region side of the drain region is n
Since it is the + type semiconductor region 9, the electric field applied between the n + type semiconductor region 9 and the semiconductor substrate 1 can be strengthened.
【0054】したがって、情報の書込み時におけるホッ
トキャリアの発生を高めることができる。Therefore, the generation of hot carriers at the time of writing information can be increased.
【0055】n+型半導体領域9及びn型半導体領域2
1のチャネル長方向における長さはサイドウォールスペ
ーサ12によって規定されている。N + type semiconductor region 9 and n type semiconductor region 2
The length of 1 in the channel length direction is defined by the sidewall spacer 12.
【0056】次に、本実施例のメモリセルの製造方法を
説明する。Next, a method of manufacturing the memory cell of this embodiment will be described.
【0057】図19乃至図23は、製造工程におけるメ
モリセルの断面図である。19 to 23 are sectional views of the memory cell in the manufacturing process.
【0058】図19に示すように、実施例1と同様にフ
ローティングゲート電極5、第2ゲート絶縁膜6、コン
トロールゲート電極7(ワード線WL)、酸化シリコン
膜8を形成する。As shown in FIG. 19, the floating gate electrode 5, the second gate insulating film 6, the control gate electrode 7 (word line WL), and the silicon oxide film 8 are formed as in the first embodiment.
【0059】次に、図20に示すように、メモリセルで
あるMISFETのドレイン領域を覆うようにレジスト
膜からなマスク22を半導体基板1上に形成する。マス
ク22は、バッファ回路、デコーダ回路、センスアンプ
回路等の周辺回路を構成するPチャネルMISFETが
形成される領域も覆うように設ける。次に、イオン打込
みによってn型不純物例えばリン(P)を1×1014〜
1×1015atoms/cm2程度導入してn型半導体
領域21を形成する。この後、マスク22を除去する。Next, as shown in FIG. 20, a mask 22 made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the drain region of the MISFET which is a memory cell. The mask 22 is provided so as to cover a region where a P-channel MISFET forming a peripheral circuit such as a buffer circuit, a decoder circuit, or a sense amplifier circuit is formed. Next, by ion implantation, an n-type impurity such as phosphorus (P) is added at 1 × 10 14 to
The n-type semiconductor region 21 is formed by introducing about 1 × 10 15 atoms / cm 2 . After that, the mask 22 is removed.
【0060】次に、図21に示すように、メモリセルの
ソース領域及び接地線領域を覆うように、レジスト膜か
らなるマスク23を半導体基板1上に形成する。マスク
23は、周辺回路を構成するPチャネルMISFET領
域及びNチャネルMISFET領域も覆うように形成す
る。次に、イオン打込みによってn型不純物例えばヒ素
(As)を1×1015atoms/cm2程度導入して
n+型半導体領域9を形成する。イオン打込みの後に、
マスク23を除去する。Next, as shown in FIG. 21, a mask 23 made of a resist film is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the source region and the ground line region of the memory cell. The mask 23 is formed so as to cover the P-channel MISFET region and the N-channel MISFET region that form the peripheral circuit. Next, an n-type impurity such as arsenic (As) is introduced by ion implantation at about 1 × 10 15 atoms / cm 2 to form the n + -type semiconductor region 9. After ion implantation,
The mask 23 is removed.
【0061】次に、図22に示すように、酸化シリコン
膜からなるサイドウォールスペーサ12を形成する。サ
イドウォールスペーサ12は、周辺回路のNチャネルM
ISFET及びPチャネルMISFETのゲート電極の
側部にも形成される。Next, as shown in FIG. 22, sidewall spacers 12 made of a silicon oxide film are formed. The sidewall spacer 12 is an N channel M of the peripheral circuit.
It is also formed on the side of the gate electrode of the ISFET and the P-channel MISFET.
【0062】次に、周辺回路のPチャネルMISFET
が設けられる領域をレジスト膜からなるマスクで覆った
後に、図23に示すように、イオン打込みによってn型
不純物例えばヒ素(As)を1×1016atoms/c
m2程度導入してn+型半導体領域10を形成する。n
+型半導体領域10は、周辺回路のNチャネルMISF
ETのソース、ドレイン領域にも形成される。イオン打
込みの後に、周辺回路のPチャネルMISFET領域を
覆っていたレジスト膜からなるマスクを除去する。Next, the P-channel MISFET of the peripheral circuit
23 is covered with a mask made of a resist film, and then an n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted at 1 × 10 16 atoms / c as shown in FIG.
About n 2 is introduced to form the n + type semiconductor region 10. n
The + type semiconductor region 10 is an N channel MISF of the peripheral circuit.
It is also formed in the source and drain regions of ET. After the ion implantation, the mask made of the resist film covering the P-channel MISFET region of the peripheral circuit is removed.
【0063】ここまでの工程で、メモリセルであるMI
SFETはソース領域の端部がn型半導体領域21で構
成され、ドレイン領域の端部がn+型半導体領域9で構
成されている。また、周辺回路のNチャネルMISFE
Tは、ソース、ドレイン領域の端部がn型半導体領域2
1で構成されている。Through the steps up to this point, MI which is a memory cell is
In the SFET, the end of the source region is composed of the n-type semiconductor region 21, and the end of the drain region is composed of the n + -type semiconductor region 9. In addition, the peripheral channel N-channel MISFE
In T, the ends of the source and drain regions are n-type semiconductor regions 2
It is composed of 1.
【0064】なお、図21に示したマスク23は、周辺
回路領域においては、PチャネルMISFET領域の全
領域とNチャネルMISFET領域のドレイン領域のみ
を覆うように形成し、NチャネルMISFETのソース
領域を露出するように形成してもよい。このようにする
と、周辺回路のNチャネルMISFETは、ソース領域
の端部がn+型半導体領域9で構成され、ドレイン領域
の端部がn型半導体領域21で構成される。ドレイン領
域端部の電界が緩和され、またソース領域の端部がn+
型であることからトランスコンダクタンスが高められ
る。The mask 23 shown in FIG. 21 is formed so as to cover only the entire region of the P-channel MISFET region and the drain region of the N-channel MISFET region in the peripheral circuit region, and the source region of the N-channel MISFET is formed. You may form so that it may be exposed. In this way, in the N-channel MISFET of the peripheral circuit, the end of the source region is composed of the n + type semiconductor region 9 and the end of the drain region is composed of the n type semiconductor region 21. The electric field at the end of the drain region is relaxed, and the end of the source region is n +
Since it is a mold, the transconductance is enhanced.
【0065】この後の製造工程は、実施例1と同様であ
る。The subsequent manufacturing process is similar to that of the first embodiment.
【0066】〔実施例4〕図24は、実施例4のメモリ
セルの断面図である。[Embodiment 4] FIG. 24 is a sectional view of a memory cell according to Embodiment 4.
【0067】実施例4は、ソース領域のチャネル領域側
の端部はn型半導体領域21で構成し、ドレイン領域の
端部はn+型半導体領域9で構成し、さらにこのn+型
半導体領域9の下部にp型半導体領域24を設けたもの
である。p型半導体領域24は、チャネル領域側の端部
がフローティングゲート電極5及びコントロールゲート
電極7で規定され、ゲート幅方向における長さがフィー
ルド絶縁膜2で規定されている。p型半導体領域24
は、n+型半導体領域9の下部にのみ設けられており、
n+型半導体領域10の下部には設けられていない。こ
のため、ドレイン領域端部におけるホットキャリアの発
生効率を高めることができる。In the fourth embodiment, the end of the source region on the channel region side is composed of the n-type semiconductor region 21, the end of the drain region is composed of the n + -type semiconductor region 9, and the n + -type semiconductor region 9 is further composed. The p-type semiconductor region 24 is provided in the lower part. The end of the p-type semiconductor region 24 on the channel region side is defined by the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7, and the length in the gate width direction is defined by the field insulating film 2. p-type semiconductor region 24
Is provided only under the n + type semiconductor region 9,
It is not provided below the n + type semiconductor region 10. Therefore, the generation efficiency of hot carriers at the end of the drain region can be increased.
【0068】p型半導体領域24は、実施例3の製造工
程の図21におけるイオン打込み工程でp型不純物例え
ばボロン(B)をn+型半導体領域9を形成する以前に
打込んで形成すればよい。このようにすれば、略ど工程
を増加することなくp型半導体領域24を形成すること
ができる。The p-type semiconductor region 24 may be formed by implanting a p-type impurity such as boron (B) in the ion implantation step in FIG. 21 of the manufacturing process of the embodiment 3 before forming the n + -type semiconductor region 9. . By doing so, the p-type semiconductor region 24 can be formed without increasing the number of steps.
【0069】p型半導体領域24を図21に示した工程
で形成すれば、周辺回路を構成するNチャネルMISF
ETのドレイン領域の端部にもp型半導体領域24が形
成される。この周辺回路におけるp型半導体領域24
は、ドレイン領域の空乏層の延びを低減する上で有効で
ある。すなわち、パンチスルー防止にとって有効であ
る。なお、周辺回路のNチャネルMISFETにp型半
導体領域24が形成されないようにするには、図21に
示した工程で形成されるレジストマスク23を周辺回路
領域のPチャネルMISFET領域のみならずNチャネ
ルMISFETも完全に覆うようにした後にイオン打込
みによってメモリセル領域にのみp型半導体領域24を
形成すればよい。n+型半導体領域9は、前記マスクを
除去した後に新にメモリセルのドレイン領域及び周辺回
路のNチャネルMISFETのドレイン領域を露出する
パターンのレジスト膜からなるマスクを形成し、この後
にイオン打込みによって形成すればよい。このようにす
れば、メモリセルのみにp型半導体領域24を形成する
ことができる。If the p-type semiconductor region 24 is formed in the step shown in FIG. 21, the N-channel MISF forming the peripheral circuit is formed.
The p-type semiconductor region 24 is also formed at the end of the drain region of ET. The p-type semiconductor region 24 in this peripheral circuit
Is effective in reducing the extension of the depletion layer in the drain region. That is, it is effective for preventing punch-through. In order to prevent the p-type semiconductor region 24 from being formed in the N channel MISFET of the peripheral circuit, the resist mask 23 formed in the step shown in FIG. 21 is used not only in the P channel MISFET region of the peripheral circuit region but also in the N channel. The p-type semiconductor region 24 may be formed only in the memory cell region by ion implantation after completely covering the MISFET. The n + type semiconductor region 9 is formed by removing the mask and forming a mask made of a resist film having a pattern to newly expose the drain region of the memory cell and the drain region of the N-channel MISFET of the peripheral circuit, and then performing ion implantation. do it. By doing so, the p-type semiconductor region 24 can be formed only in the memory cell.
【0070】[実施例5]図25は、実施例5のメモリ
セルの断面図である。[Fifth Embodiment] FIG. 25 is a cross-sectional view of a memory cell according to a fifth embodiment.
【0071】実施例5は、P型半導体領域24をドレイ
ン領域のn+型半導体領域9の底部のみならずチャネル
側の側面Aにも形成したものである。p型半導体領域2
4はn+型半導体領域10の下部には設けられていな
い。n+型半導体領域9のチャネル領域側の側面Aにp
型半導体領域24を形成することにより、ドレイン領域
端部の電界が強化されて、情報の書込み時におけるホッ
トキャリアの発生効率を高めることができる。In the fifth embodiment, the P-type semiconductor region 24 is formed not only on the bottom of the n + -type semiconductor region 9 of the drain region but also on the side surface A on the channel side. p-type semiconductor region 2
4 is not provided below the n + type semiconductor region 10. p on the side surface A of the n + type semiconductor region 9 on the channel region side.
By forming the type semiconductor region 24, the electric field at the end of the drain region is strengthened, and the generation efficiency of hot carriers at the time of writing information can be increased.
【0072】本実施例5におけるp型半導体領域24
は、前記実施例4におけるp型半導体領域24と同様に
周辺回路のNチャネルMISFETのドレイン領域に同
一工程で形成することもできる。また、周辺回路には形
成しないようにすることもできる。The p-type semiconductor region 24 in the fifth embodiment.
Can be formed in the drain region of the N-channel MISFET of the peripheral circuit in the same step as the p-type semiconductor region 24 in the fourth embodiment. Further, it may not be formed in the peripheral circuit.
【0073】[実施例6]図26は実施例6のメモリセ
ルの断面図である。[Sixth Embodiment] FIG. 26 is a sectional view of a memory cell according to a sixth embodiment.
【0074】実施例6は、メモリセルのドレイン領域は
0.25μm程度の深い接合を有するn+型半導体領域
10のみで形成し、ソース領域は0.25μm程度の深
い接るn+型半導体領域10のみで形成し、ソース領域
は0.25μm程度の深い接合を有するn+型半導体領
域10とこれを覆うように設けたn−型半導体領域11
とで構成したものである。n+型半導体領域10は接合
が深いことから濃度分布は緩やかである。さらにそれを
覆ってn−型半導体領域11を設けていることから、ソ
ース領域の濃度分布はさらに緩和される。したがって、
ソース領域と半導体基板1の間の接合耐圧が高められて
おり、情報の消去特性が向上する。In the sixth embodiment, the drain region of the memory cell is formed only by the n + type semiconductor region 10 having a deep junction of about 0.25 μm, and the source region is formed only by the n + type semiconductor region 10 having a deep junction of about 0.25 μm. And the source region is an n + type semiconductor region 10 having a deep junction of about 0.25 μm and an n− type semiconductor region 11 provided so as to cover the n + type semiconductor region 10.
It is composed of and. Since the n + type semiconductor region 10 has a deep junction, the concentration distribution is gentle. Further, since the n − type semiconductor region 11 is provided so as to cover it, the concentration distribution of the source region is further relaxed. Therefore,
The junction breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate 1 is increased, and the information erasing characteristic is improved.
【0075】n−型半導体領域11は、実施例1の図1
1のn−型半導体領域11と同層の方法で形成し得る。
図11に示したマスク20を周辺回路領域においては、
NチャネルMISFETのドレイン領域を開口しソース
領域とPチャネルMISFET領域を覆うようにすれ
ば、周辺回路のNチャネルMFETをドレイン領域のみ
2重ドレイン構造に形成することができる。The n--type semiconductor region 11 is shown in FIG.
The n-type semiconductor region 11 of FIG.
In the peripheral circuit region, the mask 20 shown in FIG.
By opening the drain region of the N-channel MISFET and covering the source region and the P-channel MISFET region, the N-channel MFET of the peripheral circuit can be formed in a double drain structure only in the drain region.
【0076】〔実施例7〕図27は実施例7のメモリア
ルアレイの一部の平面図、図28は図27のA−A切断
面における断面図、図29はメモリセルアレイの等価回
路である。[Embodiment 7] FIG. 27 is a plan view of a part of the memorial array of Embodiment 7, FIG. 28 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 27, and FIG. 29 is an equivalent circuit of a memory cell array.
【0077】実施例7は、記憶素子Qmとは別に選択M
ISFETQrを設け、これら2つのMISFETで1
つのメモリセルを構成したものである。In the seventh embodiment, the selection M is performed separately from the storage element Qm.
ISFETQr is provided, and one of these two MISFETs is provided.
One memory cell is configured.
【0078】図27乃至図29において、記憶素子Qm
であるMISFETは、実施例1のメモリセルと同様に
酸化シリコン膜からなる第1ゲート絶縁膜4、フローテ
ィングゲート電極5、酸化シリコン膜からなる第2ゲー
ト絶縁膜6、コントロールゲート電極7、ソース領域で
あるn+型半導体領域9、10、n−型半導体領域1
1、ドレイン領域であるn+型半導体領域9、10とで
構成してある。新たに設けた選択MISFETは、半導
体基板1の表面の酸化による酸化シリコン膜からなるゲ
ート絶縁膜6、例えば第2層目の多結晶シリコン膜から
なるゲート電極26、ソース、ドレイン領域のチャネル
領域側の端部を構成しているn−型半導体領域25、ソ
ース、ドレイン領域のチャネル領域から離隔された部分
を構成しているn+型半導体領域10とで構成してあ
る。ゲート電極26は、データ線DLが延在している方
向と交差する方向に延在して第1ワード線WL1を構成
している。これと平行に、コントロールゲート電極7と
一体に形成した第2ワード線WL2が延在している。読
み出し時における選択MISFETQrのドレイン領域
の一部を構成しているn+型半導体領域10は、読み出
し時におけるMISFETQmのソース領域の一部であ
るn+型半導体領域10と共通になっている。同一のデ
ータ線DLに同一の接続孔14を通して接続されている
2つのメモリセルにおいて、それぞれの選択MISFE
TQrのドレイン領域の一部であるn+型半導体領域1
0は一体になっている。図27に示すように、選択MI
SFETQrのチャネル幅は記憶素子であるMISFE
TQmのそれより大きくなっている。MISFETQm
のソース領域と一体に形成され、ワード線WL1、WL2
が延在しているそれぞれの接地線GLは、図29に示す
ように、NチャネルMISFETQs1,Qs2に接続さ
れている。27 to 29, the storage element Qm
The MISFET is a first gate insulating film 4 made of a silicon oxide film, a floating gate electrode 5, a second gate insulating film 6 made of a silicon oxide film, a control gate electrode 7, a source region as in the memory cell of the first embodiment. N + type semiconductor regions 9 and 10 and n− type semiconductor region 1
1 and n + type semiconductor regions 9 and 10 which are drain regions. The newly provided selective MISFET includes a gate insulating film 6 made of a silicon oxide film formed by oxidation of the surface of the semiconductor substrate 1, for example, a gate electrode 26 made of a second-layer polycrystalline silicon film, and a channel region side of a source / drain region. The n-type semiconductor region 25 forming the end portion of the n-type semiconductor region 25 and the n + type semiconductor region 10 forming the part of the source / drain region separated from the channel region. The gate electrode 26 extends in a direction intersecting the direction in which the data line DL extends to form the first word line WL 1 . In parallel with this, the second word line WL 2 formed integrally with the control gate electrode 7 extends. The n + type semiconductor region 10 forming a part of the drain region of the selected MISFET Qr at the time of reading is also common to the n + type semiconductor region 10 being a part of the source region of the MISFET Qm at the time of reading. In the two memory cells connected to the same data line DL through the same connection hole 14, the selection MISFE of each memory cell is selected.
N + type semiconductor region 1 which is a part of the drain region of TQr
0 is united. As shown in FIG. 27, the selection MI
The channel width of SFETQr is MISFE which is a memory element.
It is larger than that of TQm. MISFET Qm
Of the word lines WL 1 and WL 2
29, each ground line GL is connected to N-channel MISFETs Qs 1 and Qs 2 as shown in FIG.
【0079】情報の書込み時において、全てのMISF
ETQs2が導通状態となりまた全てのMISFETQ
s1が非導通状態となってそれぞれの接地線GLを回路
の接地電位Vss例えば0Vにする。選択されたメモリ
セルに接続されている第1ワード線WL1は、Vpp例
えば13Vにされる。それ以外の第1ワード線WL1は
接地電位Vss例えば0Vである。選択メモリセルに接
続している第2ワード線W2は、書込み電位Vpp例え
ば13Vにされ、それ以外の第2ワード線WL2はフロ
ーティングもしくは接地電位Vss例えば0Vである。
選択されたメモリセルに接続しているデータ線DLはH
レベル例えば5Vにされ、それ以外のデータ線DLは接
地電位Vssとされる。When writing information, all MISF
ETQs 2 becomes conductive and all MISFETQ
s 1 becomes non-conducting and each ground line GL is set to the ground potential Vss of the circuit, for example, 0V. The first word line WL 1 connected to the selected memory cell is set to Vpp, for example, 13V. The other first word lines WL 1 have the ground potential Vss, for example, 0V. The second word line W 2 connected to the selected memory cell is set to the write potential Vpp, eg, 13V, and the other second word lines WL 2 are floating or ground potential Vss, eg, 0V.
The data line DL connected to the selected memory cell is H
The level is set to, for example, 5 V, and the other data lines DL are set to the ground potential Vss.
【0080】情報の読み出し時において、MISFET
Qs1を非導通状態とし、MISFETQs2を導通状態
にして接地線GLを回路の接地電位Vss例えば0Vに
する。選択されたメモリセルに接続している第1ワード
線WL1が電源電位にされる。それ以外のワード線WL1
は接地電位Vssにされる。記憶素子を構成する第2ワ
ード線WL2は全ての電源電位Vccにされるが、記憶
素子の消去後のVthが負、例えば−3Vの場合には接
地電位Vssにされる。選択されたメモリセルに接続し
ているデータ線DLは1V程度印加され、それ以外のデ
ータ線DLはVssまたはフローティング状態とされ
る。At the time of reading information, MISFET
Qs 1 is turned off, MISFET Qs 2 is turned on, and the ground line GL is set to the ground potential Vss of the circuit, for example, 0V. The first word line WL 1 connected to the selected memory cell is set to the power supply potential. Other word lines WL 1
Is set to the ground potential Vss. The second word line WL 2 forming the memory element is set to the power supply potential Vcc of all, but is set to the ground potential Vss when Vth after erasing the memory element is negative, for example, −3V. The data line DL connected to the selected memory cell is applied with about 1 V, and the other data lines DL are set to Vss or floating state.
【0081】情報の消去時において、全MISFETQ
s1が導通状態とされ、全MISFETQs2が非導通状
態とされる。すなわち、全接地線GLが消去電位Vpp
例えば13Vにされる。全ての第2ワード線WL2は接
地電位Vssとされる。第1ワード線およびデータ線D
Lは接地電位またはフローティングにされる。これらの
条件を設定すると、全メモリセルの情報が一括消去され
る。When erasing information, all MISFETs Q
s 1 is made conductive, and all MISFETs Qs 2 are made non-conductive. That is, all the ground lines GL have the erase potential Vpp.
For example, it is set to 13V. All the second word lines WL 2 are set to the ground potential Vss. First word line and data line D
L is set to ground potential or floating. When these conditions are set, information of all memory cells is collectively erased.
【0082】以上、本実施例のメモリセルの構成によ
り、次の効果を得ることができる。As described above, the following effects can be obtained by the configuration of the memory cell of this embodiment.
【0083】(1)メモリセルを選択MISFETQr
と、記憶素子Qmとで構成したことにより、消去後のV
thをほぼ一定にする必要がないので消去回路の構成を
簡単にすることができる。(1) Select memory cell MISFETQr
And the storage element Qm,
Since it is not necessary to keep th substantially constant, the configuration of the erase circuit can be simplified.
【0084】(2)選択MISFETQrのソース、ド
レイン領域の端部をn−型半導体領域25で構成したこ
とにより、ホットキャリアの発生を低減することができ
る。(2) Since the ends of the source and drain regions of the selective MISFET Qr are made up of the n--type semiconductor region 25, the generation of hot carriers can be reduced.
【0085】なお、本実施例における記憶素子は、実施
例1で説明したメモリセルからなっているが、実施例2
乃至実施例6のいずれのメモリセルを適用してもよい。Although the memory element in this embodiment is composed of the memory cell described in Embodiment 1, Embodiment 2
Any of the memory cells of the sixth embodiment may be applied.
【0086】次に、本実施例のメモリセルの製造方法を
説明する。Next, a method of manufacturing the memory cell of this embodiment will be described.
【0087】図30乃至図35は、製造工程におけるメ
モリセルの平面図または断面図である。30 to 35 are plan views or sectional views of the memory cell in the manufacturing process.
【0088】図30に示すように、半導体基板1の表面
の酸化によって100Å程度の膜厚を有する第1ゲート
絶縁膜4(図示せず)を形成した後に、例えばCVDに
よって半導体基板1上の全面にフローティングゲート電
極5となる多結晶シリコン膜を形成し、これをレジスト
膜からなる膜を用いたエッチングによってパターニング
する。このエッチングでは、同一のデータ線DLに接続
され、接地線GLを共通にする2つのメモリセルのフロ
ーティングゲート電極5を一体にしたパターニングす
る。したがって、ゲート電極26(第1ワード線W
L1)が設けられる表面部は多結晶シリコン膜5から露
出している。As shown in FIG. 30, after the first gate insulating film 4 (not shown) having a film thickness of about 100 Å is formed by oxidizing the surface of the semiconductor substrate 1, the entire surface of the semiconductor substrate 1 is formed by, for example, CVD. A polycrystalline silicon film to be the floating gate electrode 5 is formed on the film, and this is patterned by etching using a film made of a resist film. In this etching, the floating gate electrodes 5 of the two memory cells connected to the same data line DL and sharing the ground line GL are integrally patterned. Therefore, the gate electrode 26 (first word line W
The surface portion provided with L 1 ) is exposed from the polycrystalline silicon film 5.
【0089】次に、多結晶シリコン膜5の露出している
表面及び多結晶シリコン膜5から露出している半導体基
板1の表面を酸化して第2ゲート絶縁膜6及び選択MI
SFETQrのゲート絶縁膜6を形成する。ゲート絶縁
膜6の形成工程でデコーダ回路等の周辺回路を構成する
MISFETのゲート絶縁膜も形成することができる。
この後、コントロールゲート電極7(第2ワード線WL
2)及びゲート電極26(第2ワード線WL2)さらに周
辺回路のMISFETのゲート電極を形成するために例
えばCVDによって半導体基板1上の全面に多結晶シリ
コン膜を形成し、これをレジスト膜からなるマスクを用
いたエッチングによってパターニングして図31に示す
ように、ゲート電極7及び26を形成する。このエッチ
ング工程で周辺回路のMISFETのゲート電極も形成
することができる。なお、ゲート電極7及び26は、M
o、W、Ta、Ti等の高融点金属膜又はそのシリサイ
ド膜あるいは多結晶シリコン膜の上に前記高融点金属膜
又はシリサイド膜を構成してもよい。次に、ゲート電極
5、7、26及び半導体基板1の露出している表面を酸
化して酸化シリコン膜8を形成する。Next, the exposed surface of the polycrystalline silicon film 5 and the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the polycrystalline silicon film 5 are oxidized to oxidize the second gate insulating film 6 and the selective MI.
The gate insulating film 6 of the SFET Qr is formed. In the step of forming the gate insulating film 6, the gate insulating film of the MISFET forming the peripheral circuit such as the decoder circuit can be formed.
After this, the control gate electrode 7 (second word line WL
2 ) and the gate electrode 26 (second word line WL 2 ), and in order to form the gate electrode of the MISFET of the peripheral circuit, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, CVD, and this is formed from the resist film. 31. As shown in FIG. 31, gate electrodes 7 and 26 are formed by patterning by etching using the mask. The gate electrode of the MISFET of the peripheral circuit can also be formed by this etching process. The gate electrodes 7 and 26 are M
The refractory metal film or the silicide film may be formed on the refractory metal film of o, W, Ta, Ti or the like or the silicide film thereof or the polycrystalline silicon film. Next, the exposed surfaces of the gate electrodes 5, 7, 26 and the semiconductor substrate 1 are oxidized to form a silicon oxide film 8.
【0090】次に、図32に示すように、n−型半導体
領域11を形成するためのレジスト膜からなるマスク2
7を半導体基板1上に形成する。マスク27は、メモリ
セル領域では情報の読み出し時における記憶素子Qmの
ソース領域を露出するパターンで設けられ、また周辺回
路領域では全領域を覆うパターンで設けられる。次に、
イオン打込みによってマスク27から露出している半導
体基板1の表面にn型不純物例えばリン(P)を導入し
てn+型半導体領域11を形成する。この後、マスク2
7を除去する。Next, as shown in FIG. 32, a mask 2 made of a resist film for forming the n--type semiconductor region 11 is formed.
7 is formed on the semiconductor substrate 1. The mask 27 is provided in a pattern that exposes the source region of the storage element Qm at the time of reading information in the memory cell region, and is provided in a pattern that covers the entire region in the peripheral circuit region. next,
An n-type impurity such as phosphorus (P) is introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the mask 27 by ion implantation to form the n + -type semiconductor region 11. After this, mask 2
Remove 7.
【0091】次に、図33に示すように、半導体基板1
の表面に、ゲート電極5、7及び26をマスクとしてイ
オン打込みによってn型不純物例えばヒ素(As)又は
リンを導入してn−型半導体領域25を形成する。この
イオン打込み工程で、周辺回路を構成するNチャネルM
ISFETのソース、ドレイン領域の低濃度層を形成す
ることができる。PチャネルMISFETが設けられる
領域はレジスト膜からなるマスクで覆う。このマスク
は、前記イオン打込みの後に除去する。Next, as shown in FIG. 33, the semiconductor substrate 1
An n-type impurity such as arsenic (As) or phosphorus is introduced into the surface of the substrate by ion implantation using the gate electrodes 5, 7 and 26 as a mask to form an n-type semiconductor region 25. In this ion implantation process, N channel M that constitutes the peripheral circuit
It is possible to form low concentration layers in the source and drain regions of the ISFET. The region where the P-channel MISFET is provided is covered with a mask made of a resist film. This mask is removed after the ion implantation.
【0092】次に、図34に示すように、記憶素子Qm
のソース、ドレイン領域の一部を構成するn+型半導体
領域9を形成するためのレジスト膜からなるマスク28
を半導体基板1上に形成する。マスク28は、メモリセ
ル領域においては選択MISFETQrのソース、ドレ
イン領域を覆うパターンで設けられ、周辺回路領域は全
て覆うパターンで設けられる。次に、ゲート電極5、7
をイオン打込みのマスクとして、マスク28から露出し
ている半導体基板1の表面にイオン打込みによってn型
不純物例えばヒ素(As)を導入してn+型半導体領域
9を形成する。イオン打込みの後にマスク28を除去す
る。Next, as shown in FIG. 34, the storage element Qm
Of the resist film for forming the n + type semiconductor region 9 forming part of the source and drain regions of
Are formed on the semiconductor substrate 1. The mask 28 is provided in a pattern that covers the source and drain regions of the select MISFET Qr in the memory cell region, and is provided in a pattern that covers the entire peripheral circuit region. Next, the gate electrodes 5 and 7
Is used as an ion implantation mask to introduce an n type impurity such as arsenic (As) into the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the mask 28 by ion implantation to form an n + type semiconductor region 9. The mask 28 is removed after the ion implantation.
【0093】次に、図35に示すように、例えばCVD
による酸化シリコン膜と反応性イオンエッチング(RI
E)を用いてサイドウォールスペーサ12を形成する。
サイドウォールスペーサ12は、周辺回路を構成するN
チャネルMISFET及びPチャネルMISFETいず
れのゲート電極にも形成される。次に、PチャネルMI
SFET領域をレジスト膜からなるマスクで覆った後
に、サイドウォールスペーサ12及びゲート電極5、7
又は26をマスクとしてイオン打込みによってn型不純
物例えばヒ素(As)を半導体基板1の表面に導入して
n+型半導体領域10を形成する。周辺回路を構成する
ためのNチャネルMISFETのソース、ドレイン領域
の高濃度領域も同時に形成される。イオン打込みの後
に、Pチャネル領域を覆っていたレジスト膜からなるマ
スクを除去する。この後、メモリセル領域及び周辺回路
のNチャネルMISFET領域をレジスト膜からなるマ
スクで覆い、PチャネルMISFET領域にp型不純物
例えばボロン(B)を導入してソース、ドレイン領域で
あるp+型半導体領域を形成する。レジスト膜からなる
マスクは、イオン打込みの後に除去する。Next, as shown in FIG. 35, for example, CVD
Silicon oxide film and reactive ion etching (RI
The sidewall spacer 12 is formed by using E).
The sidewall spacer 12 is an N that constitutes a peripheral circuit.
It is formed on the gate electrodes of both the channel MISFET and the P-channel MISFET. Next, P channel MI
After covering the SFET region with a mask made of a resist film, the sidewall spacer 12 and the gate electrodes 5 and 7 are formed.
Alternatively, an n-type impurity such as arsenic (As) is introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation using 26 as a mask to form the n + -type semiconductor region 10. The high-concentration regions of the source and drain regions of the N-channel MISFET for forming the peripheral circuit are also formed at the same time. After the ion implantation, the mask made of the resist film covering the P channel region is removed. Thereafter, the memory cell region and the N-channel MISFET region of the peripheral circuit are covered with a mask made of a resist film, and a p-type impurity such as boron (B) is introduced into the P-channel MISFET region to form a p + type semiconductor region which is a source / drain region. To form. The mask made of the resist film is removed after the ion implantation.
【0094】以後の工程は、実施例1の製造方法と同様
であるので説明を省略する。Since the subsequent steps are the same as those in the manufacturing method of the first embodiment, description thereof will be omitted.
【0095】以上の説明のように、メモリセルの選択M
ISFETQrと記憶素子であるMISFETQmを同
一工程で形成することができる。As described above, the memory cell selection M
The ISFET Qr and the MISFET Qm that is a memory element can be formed in the same process.
【0096】また、周辺回路を構成するNチャネルMI
SFETとメモリセルを同一工程で形成することができ
る。In addition, the N channel MI which constitutes the peripheral circuit
The SFET and the memory cell can be formed in the same process.
【0097】〔実施例8〕図36はメモリセルの断面図
である。[Embodiment 8] FIG. 36 is a sectional view of a memory cell.
【0098】本実施例はメモリセルを1つのMISFE
Tで構成し、それのソース領域に接合の深いn−型半導
体領域11を設け、ドレイン領域に接合の深いp型半導
体領域24を設けたものである。ソース、ドレイン領域
のチャネル領域側の端部は、0.1μm程度の浅い接合
を有するn+型半導体領域9で構成されている。チャネ
ル領域から離隔された部分は、0.25μm程度の深い
接合を有するn+型半導体領域10からなっている。n
−型半導体領域11は、ソース、ドレイン領域の一部で
あるn+型半導体領域9、10より深い接合を有してい
る。また、チャネル領域においてはn+型半導体領域9
と半導体基板1の間に介在している。n−型半導体領域
11が設けられていることにより、ソース領域と半導体
基板1の間の接合耐圧が高くなっている。したがって、
情報の消去時にソース領域に印加される消去電圧Vpp
を13V程度に高くすることができるので、消去時間を
短縮することができる。また、消去を確実に行うことが
できる。In this embodiment, one memory cell is used as one MISFE.
It is configured by T, the source region thereof is provided with an n − type semiconductor region 11 having a deep junction, and the drain region is provided with a p type semiconductor region 24 having a deep junction. The ends of the source and drain regions on the channel region side are formed by the n + type semiconductor region 9 having a shallow junction of about 0.1 μm. The portion separated from the channel region is composed of the n + type semiconductor region 10 having a deep junction of about 0.25 μm. n
The − type semiconductor region 11 has a deeper junction than the n + type semiconductor regions 9 and 10 which are part of the source and drain regions. In the channel region, the n + type semiconductor region 9
And the semiconductor substrate 1. Since the n − type semiconductor region 11 is provided, the junction breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate 1 is high. Therefore,
Erase voltage Vpp applied to the source region when erasing information
Can be increased to about 13 V, so that the erasing time can be shortened. In addition, erasure can be performed reliably.
【0099】一方、ドレイン領域では、p型半導体領域
24がn+型半導体領域9及び10の下部にまで達して
いる。チャネル領域においては、n+型半導体領域9と
半導体基板1の間にp型半導体領域24が介在してい
る。ドレイン領域と半導体基板1の間に生じる電界を強
化する構成となっている。情報の書込み時におけるホッ
トキャリアの発生効率が向上し、書込み電圧を5V以下
に下げることができる。On the other hand, in the drain region, the p-type semiconductor region 24 reaches below the n + -type semiconductor regions 9 and 10. In the channel region, p type semiconductor region 24 is interposed between n + type semiconductor region 9 and semiconductor substrate 1. The configuration is such that the electric field generated between the drain region and the semiconductor substrate 1 is strengthened. The generation efficiency of hot carriers at the time of writing information is improved, and the writing voltage can be reduced to 5 V or less.
【0100】次に、本実施例のメモリセルの製造方法を
説明する。Next, a method of manufacturing the memory cell of this embodiment will be described.
【0101】図37乃至図41は製造工程におけるメモ
リセルの断面図である。37 to 41 are sectional views of the memory cell in the manufacturing process.
【0102】図37に示すように、実施例1と同様に、
第1ゲート絶縁膜4、フローティングゲート電極5、第
2ゲート絶縁膜6、コントロールゲート電極7(ワード
線WL)、酸化シリコン膜8を形成する。この後、n−
型半導体領域11を形成するためのレジスト膜からなる
マスク29を半導体基板1上に形成する。マスク29は
メモリセルのソース領域及び接地線GLを露出したパタ
ーンに形成する。周辺回路領域は全てマスク29で覆
う。次に、イオン打込みによってn型不純物例えばリン
(P)ドーズ量1013〜1014atoms/cm2をマ
スク29及びゲート電極5、7から露出している半導体
基板1の表面に導入してn−型半導体領域11を形成す
る。イオン打込みの後にマスク29を除去する。As shown in FIG. 37, as in the first embodiment,
The first gate insulating film 4, the floating gate electrode 5, the second gate insulating film 6, the control gate electrode 7 (word line WL), and the silicon oxide film 8 are formed. After this, n-
A mask 29 made of a resist film for forming the type semiconductor region 11 is formed on the semiconductor substrate 1. The mask 29 is formed in a pattern in which the source region of the memory cell and the ground line GL are exposed. The peripheral circuit region is entirely covered with the mask 29. Next, an n-type impurity such as a phosphorus (P) dose amount of 10 13 to 10 14 atoms / cm 2 is introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the mask 29 and the gate electrodes 5 and 7 by ion implantation to n−. The type semiconductor region 11 is formed. The mask 29 is removed after the ion implantation.
【0103】次に、図38に示すように、メモリセルの
ソース領域及び接地線GL領域をレジスト膜からなるマ
スク30で覆う。マスク30は、周辺回路領域の全てを
覆うように設けられる。次にマスク30及びゲート電極
5、7から露出している半導体基板1の表面にp型不純
物例えばボロン(B)ドーズ量2×1012〜5×1012
atoms/cm2を導入してp型半導体領域24を形
成する。この後、マスク30を除去する。なお、この
後、アニールによりn−型半導体領域11及びp型半導
体領域24を引伸してもよい。Next, as shown in FIG. 38, the source region of the memory cell and the ground line GL region are covered with a mask 30 made of a resist film. The mask 30 is provided so as to cover the entire peripheral circuit region. Then, the surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the mask 30 and the gate electrodes 5 and 7 is a p-type impurity such as a boron (B) dose amount of 2 × 10 12 to 5 × 10 12.
The p-type semiconductor region 24 is formed by introducing atoms / cm 2 . After that, the mask 30 is removed. After that, the n − type semiconductor region 11 and the p type semiconductor region 24 may be expanded by annealing.
【0104】次に、図39に示すように、ゲート電極
5、7をマスクとし、イオン打込みによってn型不純物
例えばヒ素(As)を半導体基板1の表面に導入してn
+型半導体領域9を形成する。なお、このイオン打込み
工程では周辺回路領域をレジスト膜からなるマスクによ
って覆う。なお、前記イオン打込みを2回に分けて行う
ようにし、1回目のイオン打込みではn型不純物を低濃
度でメモリセル領域及び周辺回路のNチャネルMISF
ET領域に導入し、2回目のイオン打込みでは周辺回路
領域の全領域をレジスト膜からなるマスクで覆ってn型
不純物を周辺回路領域には導入しないようにしてもよ
い。このようにすれば、メモリセル領域には接合の浅い
n+型半導体領域9を形成することができ、周辺回路の
NチャネルMISFET領域には接合の浅いn−型半導
体領域を形成することができる。Next, as shown in FIG. 39, using the gate electrodes 5 and 7 as a mask, an n-type impurity such as arsenic (As) is introduced into the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation to obtain n.
A + type semiconductor region 9 is formed. In this ion implantation step, the peripheral circuit region is covered with a mask made of a resist film. The ion implantation is performed twice, and the first ion implantation is performed with a low concentration of n-type impurities in the N-channel MISF of the memory cell region and the peripheral circuit.
It is also possible to introduce into the ET region and cover the entire peripheral circuit region with a mask made of a resist film in the second ion implantation so that the n-type impurity is not introduced into the peripheral circuit region. In this way, the shallow junction n + type semiconductor region 9 can be formed in the memory cell region, and the shallow junction n− type semiconductor region can be formed in the N channel MISFET region of the peripheral circuit.
【0105】次に、図40に示すように、例えばCVD
による酸化シリコン膜及びRIEを用いてサイドウォー
ルスペーサ12を形成する。周辺回路のMISFETの
ゲート電極の側部にもサイドウォールスペーサ12が形
成される。Next, as shown in FIG. 40, for example, CVD
The side wall spacers 12 are formed by using the silicon oxide film and RIE. Sidewall spacers 12 are also formed on the sides of the gate electrode of the MISFET in the peripheral circuit.
【0106】次に、図41に示すように、PチャネルM
ISFET領域をレジスト膜からなるマスクで覆った後
に、イオン打込みによってn型不純物例えばヒ素(A
s)を導入してn+型半導体領域24を形成する。n+
型半導体領域24は、周辺回路のNチャネルMISFE
Tのソース、ドレイン領域のチャネル領域から離隔され
た部分にも形成される。PチャネルMISFET領域を
覆っていたレジスト膜からなるマスクは、イオン打込み
の後に除去する。次に、メモリセル領域及び周辺回路の
NチャネルMISFET領域をレジスト膜からなるマス
クで覆った後に、PチャネルMISFET領域にp型不
純物例えばボロン(B)を導入してソース、ドレイン領
域であるp+型半導体領域を形成する。イオン打込みの
後に、メモリセル領域及び周辺回路のNチャネルMIS
FET領域を覆っていたレジスト膜からなるマスクを除
去する。Next, as shown in FIG. 41, the P channel M
After covering the ISFET region with a mask made of a resist film, an n-type impurity such as arsenic (A
s) is introduced to form the n + type semiconductor region 24. n +
The type semiconductor region 24 is an N-channel MISFE of the peripheral circuit.
It is also formed in the source and drain regions of T separated from the channel region. The resist mask covering the P-channel MISFET region is removed after the ion implantation. Next, after covering the memory cell region and the N-channel MISFET region of the peripheral circuit with a mask made of a resist film, a p-type impurity such as boron (B) is introduced into the P-channel MISFET region to form the p + -type source and drain regions. A semiconductor region is formed. After the ion implantation, the N-channel MIS of the memory cell area and the peripheral circuit is formed.
The mask made of the resist film covering the FET region is removed.
【0107】以上の説明のように、メモリセルと周辺回
路のNチャネルMISFETとを同一工程で形成でき
る。As described above, the memory cell and the N-channel MISFET of the peripheral circuit can be formed in the same process.
【0108】〔実施例9〕図42は実施例9のメモリセ
ルの断面図である。[Ninth Embodiment] FIG. 42 is a sectional view of a memory cell according to a ninth embodiment.
【0109】本実施例は、ソース領域のチャネル領域側
の端部に設けられているn+型半導体領域9の周囲にの
みn−型半導体領域11を設け、ドレイン領域のチャネ
ル領域側の端部に設けられているn+型半導体領域9の
周囲にのみp型半導体領域24を設けたものである。ソ
ース領域の端部にn−型半導体領域11を設けているこ
とにより、ソース領域と半導体基板1の間の接合耐圧が
高められ、消去電圧を高くすることができる。また、n
−型半導体領域11がn+型半導体領域10と同程度の
接合深さであり、チャネル領域への廻り込みが小さいこ
とからしきい値の変動が小さくメモルセルの電気的特性
が向上している。In this embodiment, the n− type semiconductor region 11 is provided only around the n + type semiconductor region 9 provided at the end of the source region on the channel region side, and the n− type semiconductor region 11 is provided at the end of the drain region on the channel region side. The p-type semiconductor region 24 is provided only around the provided n + -type semiconductor region 9. By providing the n − type semiconductor region 11 at the end of the source region, the junction breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate 1 is increased, and the erase voltage can be increased. Also, n
Since the − type semiconductor region 11 has a junction depth similar to that of the n + type semiconductor region 10 and the wraparound to the channel region is small, the threshold variation is small and the electrical characteristics of the memory cell are improved.
【0110】一方、p型半導体領域24により、ドレイ
ン領域の端部と半導体基板1の間に加る電界が強くな
る。したがって、ホットキャリアの発生効率が向上し書
込み特性が向上する。また、p型半導体領域24はn+
型半導体領域10と同程度に浅いので、チャネル領域へ
の廻り込みが小さくなっている。しきい値の変動が小さ
く、メモリセルの電気的特性が向上している。On the other hand, the p-type semiconductor region 24 strengthens the electric field applied between the end of the drain region and the semiconductor substrate 1. Therefore, the generation efficiency of hot carriers is improved and the write characteristics are improved. Further, the p-type semiconductor region 24 is n +
Since it is as shallow as the type semiconductor region 10, the wraparound to the channel region is small. The change in threshold value is small, and the electrical characteristics of the memory cell are improved.
【0111】また、n+型半導体領域10の下部にp型
半導体領域24がないことにより、ドレイン領域の寄生
容量が小さくなっている。Since there is no p-type semiconductor region 24 below the n + -type semiconductor region 10, the parasitic capacitance of the drain region is small.
【0112】本実施例におけるn−型半導体領域11及
びp型半導体領域24は、実施例8のn−型半導体領域
11及びp型半導体領域24と同様の方法で形成するこ
とができる。The n-type semiconductor region 11 and the p-type semiconductor region 24 in this embodiment can be formed by the same method as the n-type semiconductor region 11 and the p-type semiconductor region 24 in the eighth embodiment.
【0113】〔実施例10〕図43は、実施例10にお
けるメモリセルの断面図である。[Embodiment 10] FIG. 43 is a sectional view of a memory cell according to Embodiment 10.
【0114】実施例10は、ソース領域にn+型半導体
領域10の下部にまで達する深い接合を有するn−型半
導体領域11を設け、チャネル領域にp型半導体領域3
1を設けたものである。n−型半導体領域11はチャネ
ル領域に達している。ドレイン領域の端部を構成してい
るn+型半導体領域9の下部には半導体領域を設けてい
ない。n−型半導体領域11によってソース領域と半導
体基板1の間の接合耐圧を高めている。一方、p型半導
体領域31によってドレイン領域の端部に加る電界を強
くすることができる。In Example 10, the n − type semiconductor region 11 having a deep junction reaching the lower part of the n + type semiconductor region 10 is provided in the source region, and the p type semiconductor region 3 is provided in the channel region.
1 is provided. The n− type semiconductor region 11 reaches the channel region. No semiconductor region is provided below the n + type semiconductor region 9 forming the end of the drain region. The junction breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate 1 is increased by the n − type semiconductor region 11. On the other hand, the p-type semiconductor region 31 can strengthen the electric field applied to the end of the drain region.
【0115】p型半導体領域31は、メモリセルのしき
い値を調整するためにチャネル領域にp型不純物例えば
ボロン(B)を導入するイオン打込み工程を用いること
ができる。p型半導体領域31を形成するためのイオン
打込みのドーズ量は、2×1012〜5×1012atom
s/cm2程度であればよい。なお、周辺回路のMIS
FETのしきい値を調整するためのイオン打込みは、メ
モリセルと別に行ってもよい。For the p-type semiconductor region 31, an ion implantation process of introducing a p-type impurity such as boron (B) into the channel region in order to adjust the threshold value of the memory cell can be used. The dose amount of the ion implantation for forming the p-type semiconductor region 31 is 2 × 10 12 to 5 × 10 12 atom.
It may be about s / cm 2 . The MIS of the peripheral circuit
The ion implantation for adjusting the threshold value of the FET may be performed separately from the memory cell.
【0116】〔実施例11〕図44は実施例11のメモ
リセルの断面図である。[Embodiment 11] FIG. 44 is a sectional view of a memory cell according to Embodiment 11.
【0117】実施例11は、ドレイン領域を構成してい
るn+型半導体領域9及び10を包むように深い接合を
有するp型半導体領域24を設け、またチャネル領域に
n−型半導体領域32を設けたものである。p型半導体
領域24がn+型半導体領域9を取囲んで形成されてい
るため、ドレイン領域端部の空乏層の伸びが抑えられ
る。したがって、書込み時におけるドレイン端部のホッ
トキャリアの発生効率を高めることができる。In the eleventh embodiment, the p-type semiconductor region 24 having a deep junction is provided so as to surround the n + -type semiconductor regions 9 and 10 forming the drain region, and the n-type semiconductor region 32 is provided in the channel region. It is a thing. Since the p-type semiconductor region 24 is formed so as to surround the n + -type semiconductor region 9, the extension of the depletion layer at the end of the drain region is suppressed. Therefore, the generation efficiency of hot carriers at the drain end during writing can be increased.
【0118】一方、ソース領域のチャネル側の端部は、
n−型半導体領域32があるために電界が緩和される。
このため、情報の消去時にソース領域に印加する消去電
圧を高めることができる。n−型半導体領域32を形成
するためのイオン打込みは、例えばヒ素(As)をドー
ズ量1011〜1012atoms/cm2のオーダで行
う。On the other hand, the end of the source region on the channel side is
The electric field is relaxed due to the presence of the n − type semiconductor region 32.
Therefore, the erasing voltage applied to the source region when erasing information can be increased. Ion implantation for forming the n − type semiconductor region 32 is performed, for example, with arsenic (As) in a dose amount of 10 11 to 10 12 atoms / cm 2 .
【0119】なお、実施例8〜実施例11までのメモリ
セルであるMISFETは、実施例7のメモリセルのよ
うに選択MISFETQrと2つで1つのメモリセルを
構成するようにしてもよい。The memory cells of the eighth to eleventh embodiments may be constituted by one MISFET Qr and two selection MISFETs Qr as in the memory cell of the seventh embodiment.
【0120】以上、本発明を実施例にもとづき具体的に
説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものでは
なくその要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることはいうまでもない。Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. .
【0121】[0121]
【発明の効果】本願によって開示された発明のうち代表
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 one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【0122】メモリセルであるMISFETのソース領
域と半導体基板の間の接合耐圧を高めたので、情報の消
去時に印加する消去電圧Vppを高くすることができ
る。これにより、消去効率を向上することができる。Since the junction breakdown voltage between the source region of the MISFET which is a memory cell and the semiconductor substrate is increased, the erase voltage Vpp applied at the time of erasing information can be increased. Thereby, the erasing efficiency can be improved.
【0123】また、メモリセルであるMISFETのド
レイン領域の端部の電界が強くなるように構成したの
で、書込み特性の向上を図ることができる。Further, since the electric field at the end of the drain region of the MISFET which is the memory cell is configured to be strong, the write characteristic can be improved.
【図1】図2のA−A切断線における平面図である。FIG. 1 is a plan view taken along the line AA of FIG.
【図2】実施例1のメモリセルの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the memory cell according to the first embodiment.
【図3】実施例1のメモリセルアレイの等価回路であ
る。FIG. 3 is an equivalent circuit of the memory cell array of the first embodiment.
【図4】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図5】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断面
図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図6】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図7】実施例1の製造工程におけるメモリセルの平面
図である。FIG. 7 is a plan view of the memory cell in the manufacturing process of the first embodiment.
【図8】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断面
図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図9】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断面
図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図10】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図11】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図12】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図13】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図14】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図15】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図16】実施例1の製造工程におけるメモリセルの断
面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of the memory cell in the manufacturing process of Example 1.
【図17】実施例2のメモリセルの断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view of the memory cell according to the second embodiment.
【図18】実施例3のメモリセルの断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a memory cell of Example 3.
【図19】実施例3のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 3.
【図20】実施例3のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 3.
【図21】実施例3のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell according to the third embodiment.
【図22】実施例3のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell according to the third embodiment.
【図23】実施例3のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 3.
【図24】実施例4のメモリセルの断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view of a memory cell of Example 4.
【図25】実施例5のメモリセルの断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view of a memory cell of Example 5.
【図26】実施例6のメモリセルの断面図である。FIG. 26 is a cross-sectional view of a memory cell of Example 6.
【図27】実施例7のメモリセルの平面図である。FIG. 27 is a plan view of the memory cell according to the seventh embodiment.
【図28】図27のA−A切断線における断面図であ
る。28 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
【図29】実施例7のメモリセルアレイの等価回路であ
る。FIG. 29 is an equivalent circuit of the memory cell array of the seventh embodiment.
【図30】実施例7のメモリセルの製造工程における平
面図である。FIG. 30 is a plan view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図31】実施例7のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図32】実施例7のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図33】実施例7のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図34】実施例7のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 34 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図35】実施例7のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 35 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 7.
【図36】実施例8のメモリセルの断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view of the memory cell of Example 8.
【図37】実施例8のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 37 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 8.
【図38】実施例8のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 38 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 8.
【図39】実施例8のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 8.
【図40】実施例8のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 40 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 8.
【図41】実施例8のメモリセルの製造工程における断
面図である。FIG. 41 is a cross-sectional view in the manufacturing process of the memory cell of Example 8.
【図42】実施例9のメモリセルの断面図である。FIG. 42 is a cross-sectional view of the memory cell of Example 9.
【図43】実施例10のメモリセル断面図である。FIG. 43 is a cross-sectional view of the memory cell of Example 10.
【図44】実施例11のメモリセル断面図である。FIG. 44 is a cross-sectional view of the memory cell of Example 11.
【符号の説明】 1・・・・半導体基板、2・・・・フィールド絶縁膜、3・・・・チ
ャネルストッパ領域、4・・・・第1ゲート絶縁膜、5・・・・
フローティングゲート電極、6・・・・第2ゲート絶縁膜、
7・・・・コントロールゲート電極、8・・・・酸化シリコン
膜、9、10・・・・n+型半導体領域(ソース、ドレイン
の一部を構成する)、11・・・・n−型半導体領域(ソー
ス領域の一部を構成する)、12・・・・サイドウォールス
ペーサ、13・・・・絶縁膜、14・・・・接続孔、15、16
・・・・デコーダ、17・・・・センスアンプ、Qm・・・・メモリ
セル、DL・・・・データ線、WL・・・・ワード線、GL・・・・
接地線、18・・・・下地膜(酸化シリコン膜)、19・・・・
熱酸化マスク(窒化シリコン膜)、20、22、23、
27、28、29、30・・・・レジスト膜、21・・・・n−
型半導体領域(ソース領域の一部を構成する)、24・・
・・p型半導体領域(ドレイン領域端部の電界を強化す
る)、25・・・・n−型半導体領域(選択MISFETの
ソース、ドレインの一部を構成する)、26・・・・選択M
ISFETのゲート電極、31・・・・p型半導体領域(ド
レイン領域端部の電界を強化する)、32・・・・n−型半
導体領域(ソース領域の一部を構成する)。[Explanation of reference numerals] 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Field insulating film, 3 ... Channel stopper region, 4 ... First gate insulating film, 5 ...
Floating gate electrode, 6 ... Second gate insulating film,
7 ... Control gate electrode, 8 ... Silicon oxide film, 9, 10 ... N + type semiconductor region (constituting a part of source and drain), 11 ... N− type semiconductor Region (constituting a part of the source region), 12 ... Sidewall spacer, 13 ... Insulating film, 14 ... Connection hole, 15, 16
.... Decoder, 17 ..., Sense amplifier, Qm ... Memory cell, DL ... Data line, WL ... Word line, GL ...
Ground wire, 18 ..., Base film (silicon oxide film), 19 ...
Thermal oxidation mask (silicon nitride film), 20, 22, 23,
27, 28, 29, 30 ... Resist film, 21 ... N-
Type semiconductor region (constituting a part of the source region), 24 ...
..P-type semiconductor region (enhancing the electric field at the end of the drain region), 25 ... n-type semiconductor region (constituting a part of the source and drain of the selected MISFET), 26 ...
The gate electrode of the ISFET, 31 ... P-type semiconductor region (intensifies the electric field at the end of the drain region), 32 ... N-type semiconductor region (constituting a part of the source region).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久米 均 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 塚田 俊久 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 山本 英明 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−127179(JP,A) 特開 昭62−119796(JP,A) 特開 昭57−114282(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hitoshi Kume 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Toshihisa Tsukada 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Hideaki Yamamoto 1-280, Higashi Koikekubo, Kokubunji, Tokyo Hitachi Co., Ltd. Central Research Laboratory (56) References JP 61-127179 (JP, A) JP 62-119796 (JP) , A) JP-A-57-114282 (JP, A)
Claims (23)
グゲート電極と、上記2つのゲート電極の間に形成され
た第2ゲート絶縁膜と、半導体基板と上記フローティン
グゲート電極との間に形成された第1ゲート絶縁膜と、
上記半導体基板内に形成された第1及び第2半導体領域
と、上記半導体基板内の上記第1及び第2半導体領域間
に形成されるチャネル領域とからなるメモリセルを有
し、 上記メモリセルは上記フローティングゲート電極中から
上記第1半導体領域へのキャリアの放出を上記第1ゲー
ト絶縁膜を通したトンネリングにより行ない、上記第2
半導体領域に所定の電位を印加することによって第2半
導体領域から情報の読み出しを行う半導体記憶装置の製
造方法において、 第1導電型の半導体基板上の第1ゲート絶縁膜上にフロ
ーティングゲート電極、上記フローティングゲート電極
上に第2ゲート絶縁膜、及び上記第2ゲート絶縁膜上に
コントロールゲート電極を、それらの両端部が互いに重
なるように形成する第1の工程と、上記第1の工程より後に、 上記コントロールゲート電極
の一方の端部に対して自己整合的に不純物を半導体基板
内に導入して上記半導体基板内に第2導電型の第1半導
体領域を形成する第2の工程と、上記第2の工程より後に、 上記コントロールゲート電極
の他の端部に対して自己整合的に不純物を導入して上記
半導体基板内に第2導電型の第2半導体領域を、上記第
2半導体領域と上記フローティングゲート電極とのオー
バラップ量が上記第1半導体領域と上記フローティング
ゲート電極とのオーバラップ量より小さくなるように形
成する第3の工程と、上記第3の工程より後に、上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極の上記両端部に対して自
己整合的にサイドウォールスペーサを形成する第4の工
程と、 上記第4の工程より後に、上記第1半導体領域若しくは
上記第2半導体領域の少なくとも一方について、上記コ
ントロールゲート電極、フローティングゲート電極及び
サイドウォールスペーサに対して自己整合的に上記半導
体基板内に不純物を導入して、上記第2半導体領域より
不純物濃度が高く、かつ接合深さが深い 第2導電型の第
3半導体領域を形成する第5の工程と を有することを特
徴とする半導体記憶装置の製造方法。1. A control gate electrode, a floating gate electrode, a second gate insulating film formed between the two gate electrodes, and a first gate formed between a semiconductor substrate and the floating gate electrode. An insulating film,
A memory cell including a first and a second semiconductor region formed in the semiconductor substrate and a channel region formed between the first and the second semiconductor region in the semiconductor substrate; Carriers are discharged from the floating gate electrode to the first semiconductor region by tunneling through the first gate insulating film,
In a method of manufacturing a semiconductor memory device in which information is read from a second semiconductor region by applying a predetermined potential to the semiconductor region, a floating gate electrode on the first gate insulating film on a semiconductor substrate of a first conductivity type, A first step of forming a second gate insulating film on the floating gate electrode, and a control gate electrode on the second gate insulating film so that both ends thereof overlap each other; and after the first step, a second step of forming a first semiconductor region of a second conductivity type by introducing a self-aligning manner impurities in the semiconductor substrate in the semiconductor substrate with respect to one end portion of the control gate electrode, the first After the second step , impurities are introduced into the other end of the control gate electrode in a self-aligned manner to form a second semiconductor region of the second conductivity type in the semiconductor substrate. The band, a third step of the overlap amount between the second semiconductor region and said floating gate electrode is formed to be smaller than the amount of overlap between the first semiconductor region and said floating gate electrode, the third After the above step, the control gate electrode
And for both ends of the floating gate electrode
Fourth process for self-aligning formation of sidewall spacers
And, after the fourth step, the first semiconductor region or
For at least one of the second semiconductor regions,
Control gate electrode, floating gate electrode and
The semiconductor is self-aligned with the sidewall spacer.
By introducing impurities into the body substrate,
The second conductivity type of the first conductivity type having a high impurity concentration and a deep junction depth .
3. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a third step of forming a semiconductor region .
領域は少なくとも上記第2半導体領域側には形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置の製
造方法。 2. The third semiconductor in the fifth step.
The region is formed at least on the side of the second semiconductor region.
The manufacturing of the semiconductor memory device according to claim 1, wherein
Build method.
領域は上記第1半導体領域側及び上記第2半導体領域側
の両方に形成されることを特徴とする請求項1に記載の
半導体記憶装置の製造方法。 3. The third semiconductor in the fifth step.
The regions are the first semiconductor region side and the second semiconductor region side.
It is formed in both of.
Manufacturing method of semiconductor memory device.
ルゲート電極及びフローティングゲート電極の他方の端
部に対して自己整合的に不純物を導入して、上記チャネ
ル領域の少なくとも上記第2半導体領域側の部分に上記
半導体基板より高い不純物濃度を有する第1導電型の第
4半導体領域を形成する第6の工程を含むことを特徴と
する請求項1乃至請求項3の何れかに記載の半導体記憶
装置の製造方法。4. After the second step , impurities are introduced into the other ends of the control gate electrode and the floating gate electrode in a self-aligned manner so as to form at least the second semiconductor region side of the channel region. portion in the semiconductor memory according to any of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a sixth step of forming a fourth semiconductor region of the first conductivity type having a higher impurity concentration than said semiconductor substrate Device manufacturing method.
領域は、上記第1半導体領域より接合深さが浅くなるよ
うに形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4
の何れかに記載の半導体記憶装置の製造方法。Wherein in the third step, the second semiconductor region, claims 1 to 4, characterized in that it is formed so that the junction depth than the first semiconductor region is shallower
A method for manufacturing a semiconductor memory device according to any one of items 1 to 5.
グゲート電極と、上記2つのゲート電極の間に形成され
た第2ゲート絶縁膜と、半導体基板と上記フローティン
グゲート電極との間に形成された第1ゲート絶縁膜と、
上記半導体基板内に形成された第1及び第2半導体領域
と、上記半導体基板内の上記第1及び第2半導体領域間
に形成されるチャネル領域とからなるメモリセルを有
し、 上記メモリセルは上記フローティングゲート電極中から
上記第1半導体領域へのキャリアの放出を上記第1ゲー
ト絶縁膜を通したトンネリングにより行なう半導体記憶
装置の製造方法であって、 第1導電型の半導体基板上の第1ゲート絶縁膜上にフロ
ーティングゲート電極、上記フローティングゲート電極
上に第2ゲート絶縁膜、及び上記第2ゲート絶縁膜上に
コントロールゲート電極を、それらの両端部が互いに重
なるように形成する第1の工程と、上記第1の工程より後に、 上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極の一方の端部に対して自
己整合的に不純物を導入して上記半導体基板内に第2導
電型の第1半導体領域を形成する第2の工程と、上記第2の工程より後に、 上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極の両端部に対して自己整
合的に不純物を導入して上記半導体基板内に、該不純物
が導入される前の上記第1半導体領域より、不純物濃度
が高く、かつ接合深さが浅い第2導電型の第2半導体領
域を形成するとともに、上記第1半導体領域にも上記第
1半導体領域の接合深さよりも浅く不純物を導入する第
3の工程と、上記第3の工程より後に、 上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極の両端部に対して自己整
合的にサイドウォールスペーサを形成する第4の工程
と、上記第4の工程より後に、上記第1半導体領域若しくは
上記第2半導体領域の少なくとも一方について、 上記コ
ントロールゲート電極、フローティングゲート電極及び
サイドウォールスペーサに対して自己整合的に不純物を
導入して上記第1及び第2半導体領域側の上記半導体基
板内に、上記第1及び第2半導体領域より不純物濃度が
高く、かつ接合深さが深い第2導電型の第3半導体領域
を形成する第5の工程とを有する半導体記憶装置の製造
方法。6. A control gate electrode, a floating gate electrode, a second gate insulating film formed between the two gate electrodes, and a first gate formed between the semiconductor substrate and the floating gate electrode. An insulating film,
A memory cell including a first and a second semiconductor region formed in the semiconductor substrate and a channel region formed between the first and the second semiconductor region in the semiconductor substrate; A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein the carrier is released from the floating gate electrode to the first semiconductor region by tunneling through the first gate insulating film, the method being the first method on a semiconductor substrate of a first conductivity type. A first step of forming a floating gate electrode on the gate insulating film, a second gate insulating film on the floating gate electrode, and a control gate electrode on the second gate insulating film so that both ends thereof overlap each other. If, after the above first step, self-aligned to one end of the control gate electrode and floating gate electrode A second step of forming a first semiconductor region of a second conductivity type in said semiconductor substrate by introducing impurities into, after the said second step, with respect to both end portions of the control gate electrode and floating gate electrode in the semiconductor substrate by introducing a self-aligning manner impurities Te, the impurity
A second conductivity type second semiconductor region having a higher impurity concentration and a shallower junction depth than that of the first semiconductor region before the introduction of Al .
The introducing shallower impurities than the junction depth of the first semiconductor region
3 step, after the 3rd step, a 4th step of forming side wall spacers in self-alignment with both ends of the control gate electrode and the floating gate electrode, and 4th step after the 4th step. , The first semiconductor region or
For at least one of the second semiconductor regions, the control gate electrode, the floating gate electrode, and
Impurities are introduced in a self-aligned manner with respect to the sidewall spacers so that the impurity concentration is higher than that of the first and second semiconductor regions and the junction depth is higher than that of the first and second semiconductor regions in the semiconductor substrate. A fifth step of forming a deep second conductivity type third semiconductor region, and a method of manufacturing a semiconductor memory device.
ルゲート電極及びフローティングゲート電極の他方の端
部に対して自己整合的に不純物を導入して、上記チャネ
ル領域の少なくとも上記第2半導体領域側の部分に上記
半導体基板より高い不純物濃度を有する第1導電型の第
4半導体領域を形成する第6の工程を含むことを特徴と
する請求項6に記載の半導体記憶装置の製造方法。7. After the second step , impurities are introduced into the other ends of the control gate electrode and the floating gate electrode in a self-aligned manner, and at least the second semiconductor region side of the channel region is formed. 7. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 6, further comprising a sixth step of forming a fourth semiconductor region of the first conductivity type having a higher impurity concentration than that of the semiconductor substrate in the portion.
領域は少なくとも上記第2半導体領域側には形成される
ことを特徴とする請求項6又は請求項7の何れかに記載
の半導体記憶装置の製造方法。 8. The third semiconductor in the fifth step.
The region is formed at least on the side of the second semiconductor region.
8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that
Of manufacturing a semiconductor memory device.
領域は上記第1半導体領域側及び上記第2半導体領域側
の両方に形成されることを特徴とする請求項6又は請求
項7の何れかに記載の半導体記憶装置の製造方法。 9. The third semiconductor in the fifth step.
The regions are the first semiconductor region side and the second semiconductor region side.
7. The method according to claim 6 or claim 6, characterized in that
Item 8. A method of manufacturing a semiconductor memory device according to any one of items 7.
ングゲート電極と、上記2つのゲート電極の間に形成さ
れた第2ゲート絶縁膜と、半導体基板と上記フローティ
ングゲート電極との間に形成された第1ゲート絶縁膜
と、上記半導体基板内に形成された第1及び第2半導体
領域と、上記半導体基板内の上記第1及び第2半導体領
域間に形成されるチャネル領域とからなるメモリセル
と、周辺回路を構成するMISFETとを備えており、 上記メモリセルは上記フローティングゲート電極中から
上記第1半導体領域へのキャリアの放出を上記第1ゲー
ト絶縁膜を通したトンネリングにより行ない、上記第2
半導体領域に所定の電位を印加することによって第2半
導体領域から情報の読み出しを行う半導体記憶装置の製
造方法であって、 第1導電型の半導体基板のメモリセル形成領域におい
て、上記半導体基板上の第1ゲート絶縁膜上にフローテ
ィングゲート電極、上記フローティングゲート電極上に
第2ゲート絶縁膜、及び上記第2ゲート絶縁膜上にコン
トロールゲート電極を、それらの両端部が互いに重なる
ように形成し、かつ半導体基板の周辺回路形成領域にお
いて、上記半導体基板上にMISFETのゲート絶縁膜、及び
上記ゲート絶縁膜上に上記MISFETのゲート電極を形成す
る第1の工程と、上記第1の工程より後に、 上記半導体基板のメモリセル
形成領域において、上記コントロールゲート電極及びフ
ローティングゲート電極の一方の端部に対して自己整合
的に不純物を導入して上記半導体基板内に第2導電型の
第1半導体領域を形成する第2の工程と、上記第1の工程より後に、 上記半導体基板の周辺回路形
成領域において、上記ゲート電極の両端部に対して自己
整合的に不純物を導入して、上記半導体基板内に上記第
1半導体領域より低い不純物濃度を有する第2導電型
で、かつ上記MISFETのソース、ドレイン領域として用い
る第1領域を形成する第3の工程と、上記第2及び第3の工程より後に、 上記半導体基板の周
辺回路形成領域において、上記MISFETのゲート電極の両
端部に対して自己整合的にサイドウォールスペーサを形
成し、かつメモリセル領域において上記コントロールゲ
ート電極及びフローティングゲート電極の両端部に自己
整合的にサイドウォールスペーサを形成する第4の工程
と、上記第4の工程より後に、 上記半導体基板の周辺回路形
成領域においては上記MISFETのゲート電極及びそのサイ
ドウォールスペーサに対して自己整合的に不純物を導入
し、上記半導体基板のメモリセル領域においては上記コ
ントロールゲート電極、フローティングゲート電極及び
そのサイドウォールスペーサに対して自己整合的に不純
物を導入して、それぞれの領域において、上記第1領域
より不純物濃度が高く、かつ接合深さが深い第2導電型
の第3半導体領域を形成する第5の工程とを有すること
を特徴とする半導体記憶装置の製造方法。10. A control gate electrode, a floating gate electrode, a second gate insulating film formed between the two gate electrodes, and a first gate formed between the semiconductor substrate and the floating gate electrode. A memory cell including an insulating film, first and second semiconductor regions formed in the semiconductor substrate, and a channel region formed between the first and second semiconductor regions in the semiconductor substrate, and a peripheral circuit. The memory cell is configured to release carriers from the floating gate electrode to the first semiconductor region by tunneling through the first gate insulating film.
A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein information is read from a second semiconductor region by applying a predetermined potential to the semiconductor region, wherein the semiconductor cell is formed on the semiconductor substrate in a memory cell formation region of a first conductivity type semiconductor substrate. A floating gate electrode is formed on the first gate insulating film, a second gate insulating film is formed on the floating gate electrode, and a control gate electrode is formed on the second gate insulating film so that both ends thereof overlap each other, and A first step of forming a gate insulating film of a MISFET on the semiconductor substrate and a gate electrode of the MISFET on the gate insulating film in a peripheral circuit formation region of a semiconductor substrate; and, after the first step, In the memory cell formation region of the semiconductor substrate, with respect to one end of the control gate electrode and the floating gate electrode, In a peripheral circuit formation region of the semiconductor substrate after the second step of introducing impurities in a self-aligning manner to form a first semiconductor region of the second conductivity type in the semiconductor substrate and after the first step . An impurity is introduced into both ends of the gate electrode in a self-aligned manner to have a second conductivity type having a lower impurity concentration in the semiconductor substrate than the first semiconductor region, and the source and drain regions of the MISFET. After the third step of forming the first region used as a substrate and the second and third steps, in a peripheral circuit forming region of the semiconductor substrate, self-aligning with both ends of the gate electrode of the MISFET. forming a sidewall spacer, and forming a self-aligned manner sidewall spacer at opposite ends of the control gate electrode and floating gate electrode in the memory cell region 4 steps
And after the fourth step, in the peripheral circuit formation region of the semiconductor substrate, the gate electrode of the MISFET and its size are formed.
Introducing impurities in self-alignment with the sidewall spacer
However, in the memory cell area of the semiconductor substrate,
Control gate electrode, floating gate electrode and
Impurity is self-aligned with the sidewall spacer
And a fifth step of forming a third semiconductor region of the second conductivity type having a higher impurity concentration and a deeper junction depth in each region than in the first region. Method of manufacturing semiconductor memory device.
板のメモリセル領域における上記第3半導体領域は少な
くとも上記第1半導体領域側に形成されることを特徴と
する請求項10に記載の半導体記憶装置の製造方法。 11. The semiconductor substrate according to the fifth step.
The third semiconductor region in the memory cell region of the plate is small.
At least the first semiconductor region is formed.
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 10.
板のメモリセル領域における上記第3半導体領域は、上
記コントロールゲート電極、フローティングゲート電極
及びそのサイドウォールスペーサを挟んだ両側に形成さ
れることを特徴とする請求項10に記載の半導体記憶装
置の製造方法。 12. The semiconductor substrate in the fifth step
The third semiconductor region in the memory cell region of the plate is
Control gate electrode, floating gate electrode
And both sides of the sidewall spacer
11. The semiconductor memory device according to claim 10, wherein
Manufacturing method of the device.
体領域を形成する工程は、上記周辺回路形成領域上及び
上記メモリセル形成領域の一部を覆うマスクを用いて、
上記コントロールゲート電極及びフローティングゲート
電極の一方の端部に対して自己整合的に上記不純物を導
入することを特徴とする請求項10に記載の半導体記憶
装置の製造方法。13. In the second step, in the step of forming the first semiconductor region, a mask covering the peripheral circuit forming region and a part of the memory cell forming region is used,
11. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 10 , wherein the impurities are introduced into one end of the control gate electrode and the floating gate electrode in a self-aligned manner.
板のメモリセル形成領域において、上記コントロールゲ
ート電極及びフローティングゲート電極の他方の端部に
対して自己整合的に不純物を導入して上記半導体基板内
に第2導電型の第2半導体領域を形成する工程を含むこ
とを特徴とする請求項10に記載の半導体記憶装置の製
造方法。14. In the third step, in the memory cell forming region of the semiconductor substrate, impurities are introduced in a self-aligned manner to the other end of the control gate electrode and the floating gate electrode. 11. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 10 , further comprising the step of forming a second semiconductor region of the second conductivity type therein.
板の周辺回路形成領域において上記第1領域を形成する
と同時に、上記半導体基板のメモリセル形成領域におい
て、コントロールゲート電極、及びフローティングゲー
ト電極の他方の端部に対して自己整合的に不純物を導入
して、上記半導体基板内に第2の半導体領域を形成する
ことを特徴とする請求項10に記載の半導体記憶装置の
製造方法。15. The semiconductor substrate in the third step.
Forming the first region in the peripheral circuit formation region of the plate
At the same time, in the memory cell formation region of the semiconductor substrate,
Te, the control gate electrode, and by introducing a self-aligning manner impurities relative to the other end of the floating gate electrode, to claim 10, characterized in that a second semiconductor region in said semiconductor substrate A method for manufacturing the semiconductor memory device described.
板のメモリセル形成領域において、上記コントロールゲ
ート電極及びフローティングゲート電極の他方の端部に
対して自己整合的に不純物を導入して、上記チャネル領
域の少なくとも上記第2半導体領域側の部分に上記半導
体基板より高い不純物濃度を有する第1導電型の第4半
導体領域を上記第2半導体領域より深く形成する工程を
含むことを特徴とする請求項15に記載の半導体記憶装
置の製造方法。16. After the third step, in the memory cell formation region of the semiconductor substrate, impurities are introduced in a self-aligned manner into the other end of the control gate electrode and the floating gate electrode, claims a fourth semiconductor region of a first conductivity type having at least the second semiconductor region side higher impurity concentration than the semiconductor substrate in a portion of the channel region, characterized in that it comprises a step of deeper than the second semiconductor region Item 16. A method of manufacturing a semiconductor memory device according to Item 15 .
領域より深く形成されていることを特徴とする請求項1
6に記載の半導体記憶装置の製造方法。17. the third semiconductor region, claim 1, characterized in that it is deeper than the fourth semiconductor region
7. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to 6 .
上記周辺回路形成領域及び上記メモリセル形成領域の一
部を覆うマスクを用いて、上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極に自己整合的に上記不純
物を導入することを特徴とする請求項16に記載の半導
体記憶装置の製造方法。18. The step of forming the fourth semiconductor region,
One of the peripheral circuit formation region and the memory cell formation region
17. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 16 , wherein the impurity is introduced into the control gate electrode and the floating gate electrode in a self-aligned manner by using a mask covering the portion .
ングゲート電極と、上記2つのゲート電極の間に形成さ
れた第2ゲート絶縁膜と、半導体基板と上記フローティ
ングゲート電極との間に形成された第1ゲート絶縁膜
と、上記半導体基板内に形成された第1及び第2半導体
領域と、上記半導体基板内の上記第1及び第2半導体領
域間に形成されるチャネル領域とからなるメモリセルを
有し、 上記メモリセルは上記フローティングゲート電極中から
上記第1半導体領域へのキャリアの放出を上記第1ゲー
ト絶縁膜を通したトンネリングにより行ない、上記第2
半導体領域に所定の電位を印加することによって第2半
導体領域から情報の読み出しを行う半導体記憶装置の製
造方法において、 第1導電型の半導体基板上の第1ゲート絶縁膜上にフロ
ーティングゲート電極、上記フローティングゲート電極
上に第2ゲート絶縁膜、及び上記第2ゲート絶縁膜上に
コントロールゲート電極を、それらの両端部が互いに重
なるように形成する第1の工程と、 上記第1の工程より後に、上記コントロールゲート電極
の一方の端部に対して自己整合的に不純物を半導体基板
内に導入して上記半導体基板内に第2導電型の第1半導
体領域を形成する第2の工程と、 上記第2の工程より後に、上記コントロールゲート電極
の他の端部に対して自己整合的に不純物を導入して上記
半導体基板内に第2導電型の第2半導体領域を、上記第
2半導体領域と上記フローティングゲート電極とのオー
バラップ量が上記第1半導体領域と上記フローティング
ゲート電極とのオーバラップ量より小さくなるように形
成する第3の工程とを具備し、 上記第2の工程より後に、上記コントロールゲート電極
及びフローティングゲート電極の他方の端部に対して自
己整合的に不純物を導入して、上記チャネル領域の少な
くとも上記第2半導体領域側の部分に上記半導体基板よ
り高い不純物濃度を有する第1導電型の第3半導体領域
を形成する第4の工程をさらに具備することを特徴とす
る半導体記憶装置の製造方法。19. A control gate electrode, a floating gate electrode, a second gate insulating film formed between the two gate electrodes, and a first gate formed between the semiconductor substrate and the floating gate electrode. A memory cell including an insulating film, first and second semiconductor regions formed in the semiconductor substrate, and a channel region formed between the first and second semiconductor regions in the semiconductor substrate, In the memory cell, carriers are released from the floating gate electrode to the first semiconductor region by tunneling through the first gate insulating film.
In a method of manufacturing a semiconductor memory device in which information is read from a second semiconductor region by applying a predetermined potential to the semiconductor region, a floating gate electrode on the first gate insulating film on a semiconductor substrate of a first conductivity type, A first step of forming a second gate insulating film on the floating gate electrode and a control gate electrode on the second gate insulating film so that both ends thereof overlap each other; and, after the first step, A second step of introducing an impurity into the semiconductor substrate in a self-aligning manner with respect to one end of the control gate electrode to form a first conductivity type first semiconductor region in the semiconductor substrate; After the step 2, the second conductivity type second semiconductor is introduced into the semiconductor substrate by introducing impurities into the other end of the control gate electrode in a self-aligned manner. A third step of forming a region such that an overlap amount between the second semiconductor region and the floating gate electrode is smaller than an overlap amount between the first semiconductor region and the floating gate electrode, After the second step, impurities are introduced into the other ends of the control gate electrode and the floating gate electrode in a self-aligned manner, and the semiconductor is introduced into at least the second semiconductor region side of the channel region. A method of manufacturing a semiconductor memory device, further comprising a fourth step of forming a third semiconductor region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than that of a substrate.
ールゲート電極及びフローティングゲート電極の上記両
端部に対して自己整合的にサイドウォールスペーサを形
成する第5の工程と、 上記第5の工程より後に、上記第1半導体領域若しくは
上記第2半導体領域の少なくとも一方について、上記コ
ントロールゲート電極、フローティングゲート電極及び
サイドウォールスペーサに対して自己整合的に上記半導
体基板内に不純物を導入して、上記第2半導体領域より
不純物濃度が高く、かつ接合深さが深い第2導電型の第
3半導体領域を形成する第6の工程とを有することを特
徴とする請求項19に記載の半導体記憶装置の製造方
法。20. After the third step, a fifth step of forming a sidewall spacer in a self-aligned manner with respect to the both ends of the control gate electrode and the floating gate electrode; and a fifth step. After that, in at least one of the first semiconductor region and the second semiconductor region, impurities are introduced into the semiconductor substrate in a self-aligned manner with respect to the control gate electrode, the floating gate electrode, and the sidewall spacer, 20. A sixth step of forming a third semiconductor region of the second conductivity type, the impurity concentration of which is higher than that of the second semiconductor region, and the junction depth of which is deeper than that of the second semiconductor region. Method.
体領域は少なくとも上記第2半導体領域側には形成され
ることを特徴とする請求項20に記載の半導体記憶装置
の製造方法。21. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 20, wherein in the sixth step, the third semiconductor region is formed at least on the second semiconductor region side.
体領域は上記第1半導体領域側及び上記第2半導体領域
側の両方に形成されることを特徴とする請求項20に記
載の半導体記憶装置の製造方法。22. The semiconductor memory according to claim 20, wherein in the sixth step, the third semiconductor region is formed on both the first semiconductor region side and the second semiconductor region side. Device manufacturing method.
領域と上記第2半導体領域との間を略均一の厚さで形成
されていることを特徴とする請求項20乃至請求項22
の何れかに記載の半導体記憶装置の製造方法。23. The first gate insulating film is formed with a substantially uniform thickness between the first semiconductor region and the second semiconductor region.
A method for manufacturing a semiconductor memory device according to any one of items 1 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5123812A JP2544570B2 (en) | 1993-05-26 | 1993-05-26 | Method for manufacturing semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
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