JP3059668B2 - Method for manufacturing semiconductor memory device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor memory device

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JP3059668B2
JP3059668B2 JP7289499A JP28949995A JP3059668B2 JP 3059668 B2 JP3059668 B2 JP 3059668B2 JP 7289499 A JP7289499 A JP 7289499A JP 28949995 A JP28949995 A JP 28949995A JP 3059668 B2 JP3059668 B2 JP 3059668B2
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semiconductor
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semiconductor region
gate electrode
impurity concentration
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和宏 小森
敏明 西本
怜 目黒
均 久米
良昭 神垣
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置の
製造方法に関し、特に、フラッシュ型不揮発性メモリ素
子を有する記憶装置の製造方法に適用して有効な技術に
関するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory device.
Regarding a manufacturing method , in particular, a flash type nonvolatile memory element
The present invention relates to a technique which is effective when applied to a method of manufacturing a storage device having a child .

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的消去が可能な読出専用の不揮発性
記憶回路であるEEPROMlectrically rasab
le rogrammable ead nly emory)の不揮発
性メモリ素子として1素子型の不揮発性メモリ素子が提
案されている。この不揮発性メモリ素子は情報蓄積用ゲ
ート電極(フローティングゲート電極)及び制御用ゲー
ト電極(コントロールゲート電極)を有する電界効果ト
ランジスタで構成されている。電界効果トランジスタの
ソース領域はソース線に接続され、ドレイン領域はデー
タ線に接続されている。
BACKGROUND ART Electrically Erasable a nonvolatile memory circuit of the read-only capable EEPROM (E lectrically E rasab
le P rogrammable R ead O nly M emory) nonvolatile memory device as a device type non-volatile memory device have been proposed. This nonvolatile memory element is constituted by a field effect transistor having an information storage gate electrode (floating gate electrode) and a control gate electrode (control gate electrode). The source region of the field effect transistor is connected to a source line, and the drain region is connected to a data line.

【0003】前記不揮発性メモリ素子は、フラッシュ
(Flash)型不揮発性メモリ素子と称され、ホットエレ
クトロン書込み型でかつトンネル消去型で構成されてい
る。つまり、不揮発性メモリ素子の情報書込み動作は、
ドレイン領域近傍の高電界でホットエレクトロンを発生
させ、このホットエレクトロンを情報蓄積用ゲート電極
に注入することにより行っている。一方、不揮発性メモ
リ素子の情報消去動作は、情報蓄積用ゲート電極に蓄積
されたエレクトロンをソース領域にトンネル放出するこ
とにより行っている。
The nonvolatile memory element is called a flash type nonvolatile memory element, and is of a hot electron writing type and a tunnel erasing type. That is, the information writing operation of the nonvolatile memory element is
Hot electrons are generated in a high electric field near the drain region, and the hot electrons are injected into the information storage gate electrode. On the other hand, the information erasing operation of the nonvolatile memory element is performed by tunneling the electrons stored in the information storage gate electrode into the source region.

【0004】このフラッシュ型不揮発性メモリ素子で構
成されるEEPROMは、前述のように1素子型でセル
面積を縮小することができるので、大容量化を図ること
ができる特徴がある。
As described above, the EEPROM composed of the flash type nonvolatile memory elements has a feature that the capacity can be increased because the cell area can be reduced with the one-element type as described above.

【0005】なお、前述のEEPROMについては、1
985年 アイ イー ディー エム テクニカル ダ
イジェスト 第468頁乃至第471頁(1985 IEDM Te
ch Dig. pp468〜471)に記載されている。
In the above-mentioned EEPROM, 1
985 IED Technical Digest, pp. 468-471 (1985 IEDM Te
ch Dig. pp 468-471).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述のE
EPROMについて検討した結果、次のような問題点が
生じることを見出した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has proposed the above-mentioned E
As a result of studying the EPROM, it has been found that the following problems occur.

【0007】(1)前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子の情報消去動作において情報消去効率を向上するには
ソース領域の不純物濃度を高くしかつ接合深さを深く構
成する必要がある。つまり、ソース領域の不純物濃度を
高くすると、ソース領域の表面の空乏化を低減し、ソー
ス領域の表面の電圧降下を低減することができるので、
トンネル電流量を増加することができる。また、ソース
領域の接合深さを深くすると、ソース領域のチャネル形
成領域側への拡散量が増加し、ソース領域と情報蓄積用
ゲート電極との重合面積が増加し、トンネル面積が増加
するので、トンネル電流量を増加することができる。し
かしながら、前記ソース領域、ドレイン領域の夫々は同
一製造工程で形成されているので、ドレイン領域の不純
物濃度が高くしかも接合深さが深くなる。つまり、ドレ
イン領域と情報蓄積用ゲート電極との重合面積が増大す
るので、カップリング容量が増大する。このため、情報
書込み動作において、制御用ゲート電極が接地され、ド
レイン電極が高電位にされた非選択のメモリセルは前記
カップリング容量により情報蓄積用ゲート電極の電位が
上昇し、メモリ素子が導通状態になるので、リーク電流
が流れ、選択されたメモリ素子の情報書込み特性が劣化
する。
(1) In order to improve the information erasing efficiency in the information erasing operation of the flash type nonvolatile memory element, it is necessary to increase the impurity concentration of the source region and make the junction depth deeper. That is, when the impurity concentration of the source region is increased, depletion of the surface of the source region can be reduced, and voltage drop on the surface of the source region can be reduced.
The amount of tunnel current can be increased. Also, when the junction depth of the source region is increased, the diffusion amount of the source region toward the channel formation region increases, the overlapping area between the source region and the information storage gate electrode increases, and the tunnel area increases. The amount of tunnel current can be increased. However, since the source region and the drain region are formed in the same manufacturing process, the impurity concentration of the drain region is high and the junction depth is deep. That is, since the overlapping area between the drain region and the information storage gate electrode increases, the coupling capacitance increases. For this reason, in the information writing operation, the potential of the information storage gate electrode rises due to the coupling capacitance in the unselected memory cell in which the control gate electrode is grounded and the drain electrode is set to the high potential, and the memory element becomes conductive. As a result, a leak current flows, and the information writing characteristics of the selected memory element deteriorate.

【0008】(2)また、前記ドレイン領域の不純物濃
度が高くなると、ドレイン領域近傍の電界強度が高くな
る。このため、情報書込み動作において、既に書込みが
行われ、ドレイン電極のみ高電位にされた非選択状態の
不揮発性メモリ素子がホットホールを発生し消去されて
しまうので、電気的信頼性が低下する。また、前記ドレ
イン領域の不純物濃度が高く、接合深さが深くなると、
情報書込み動作において、既に書込みが行われ、ドレイ
ン電極のみ高電位にされた非選択状態の不揮発性メモリ
素子が情報蓄積ゲート電極とドレイン領域との間でトン
ネルし易くなるので、誤消去を生じ、電気的信頼性が低
下する。
(2) When the impurity concentration in the drain region increases, the electric field intensity near the drain region increases. For this reason, in the information writing operation, the non-selected nonvolatile memory element in which writing has already been performed and only the drain electrode is set to the high potential generates a hot hole and is erased, so that the electrical reliability is reduced. Further, when the impurity concentration of the drain region is high and the junction depth is deep,
In the information writing operation, writing is already performed, and a non-selected nonvolatile memory element in which only the drain electrode is set to a high potential easily tunnels between the information storage gate electrode and the drain region. Electrical reliability decreases.

【0009】(3)また、前記ドレインの不純物濃度が
高くかつ接合深さが深くなると、データ線に付加される
寄生容量が増大する。このため、情報読出し動作速度が
低下するので、動作速度の高速化を図ることができな
い。
(3) When the impurity concentration of the drain is high and the junction depth is deep, the parasitic capacitance added to the data line increases. For this reason, the information reading operation speed is reduced, so that the operation speed cannot be increased.

【0010】(4)また、前記(1)の問題点を解決す
るために、チャネル長を長くし、ドレイン領域と情報蓄
積用ゲート電極との間に形成されるカップリング容量を
相対的に小さくすることが考えられる。ところが、チャ
ネル長の増加は不揮発性メモリ素子の占有面積を増大す
るので、高集積化を図ることができない。
(4) In order to solve the above-mentioned problem (1), the channel length is increased and the coupling capacitance formed between the drain region and the information storage gate electrode is made relatively small. It is possible to do. However, an increase in the channel length increases the area occupied by the nonvolatile memory element, and thus cannot achieve high integration.

【0011】本発明の目的は、不揮発性記憶回路を有す
る半導体集積回路装置において、情報消去効率を向上す
ると共に、情報書込み特性を向上することが可能な技術
を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a technique capable of improving information erasing efficiency and information writing characteristics in a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory circuit.

【0012】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置において、電気的信頼性を向上することが可能な技
術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving electrical reliability in the semiconductor integrated circuit device.

【0013】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置において、動作速度の高速化を図ることが可能な技
術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of increasing the operation speed of the semiconductor integrated circuit device.

【0014】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置において、高集積化を図ることが可能な技術を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of achieving high integration in the semiconductor integrated circuit device.

【0015】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置の製造工程数を低減することが可能な技術を提供す
ることにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the number of manufacturing steps of the semiconductor integrated circuit device.

【0016】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 become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【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。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0018】フラッシュ型不揮発性メモリ素子で構成さ
れた不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装置にお
いて、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素子の電界効果
トランジスタのソース領域の不純物濃度を高くまたは接
合深さを深く構成し、前記電界効果トランジスタのドレ
イン領域の不純物濃度を低く又は接合深さを浅く構成す
る。
In a semiconductor integrated circuit device provided with a nonvolatile memory circuit composed of a flash type nonvolatile memory element, the impurity concentration or the junction depth of a source region of a field effect transistor of the flash type nonvolatile memory element is increased. The field effect transistor has a low impurity concentration in the drain region or a shallow junction depth.

【0019】上述した手段によれば、 (1)前記不揮発性メモリ素子の電界効果トランジスタ
のソース領域の不純物濃度を高くしたことにより、情報
消去動作におけるソース領域の表面の空乏化を低減し、
ソース領域の表面の電圧降下を低減することができるの
で、トンネル電流量を増加し、情報消去効率を向上する
ことができる。
According to the above-described means, (1) the depletion of the surface of the source region in the information erasing operation is reduced by increasing the impurity concentration of the source region of the field effect transistor of the nonvolatile memory element;
Since the voltage drop on the surface of the source region can be reduced, the amount of tunnel current can be increased and the information erasing efficiency can be improved.

【0020】(2)また、前記ソース領域の接合深さを
深くしたことにより、ソース領域のチャネル形成領域側
への拡散量を増加し、ソース領域と情報蓄積用ゲート電
極との重合面積を増加してトンネル面積を増加すること
ができるので、トンネル電流量を増加し、情報消去効率
を向上することができる。
(2) Since the junction depth of the source region is increased, the amount of diffusion of the source region toward the channel forming region is increased, and the overlapping area between the source region and the information storage gate electrode is increased. As a result, the tunnel area can be increased, so that the tunnel current amount can be increased and the information erasing efficiency can be improved.

【0021】(3)また、前記ドレイン領域の不純物濃
度を低くしたことにより、ドレイン領域近傍の電界強度
を緩和し、ホットホールの発生を低減することができる
ので、情報書込み動作時において既に書込まれた非選択
状態の不揮発性メモリ素子の情報が消去されることを防
止できるので、電気的信頼性を向上することができる。
また、ドレイン領域の不純物濃度を低くしたことによ
り、表面が空乏化し易くなるので、トンネル電流量を減
少し、既に書込まれたメモリ素子の情報が消去されるこ
とを防止できる。
(3) Since the impurity concentration in the drain region is reduced, the electric field intensity in the vicinity of the drain region can be reduced, and the generation of hot holes can be reduced. Since the information in the non-selected nonvolatile memory element in the non-selected state can be prevented from being erased, electrical reliability can be improved.
Further, since the surface is easily depleted by lowering the impurity concentration of the drain region, the amount of tunnel current can be reduced, and erasure of information of the already written memory element can be prevented.

【0022】(4)また、前記ドレイン領域の接合深さ
を浅くしたこととにより、ドレイン領域のチャネル形成
領域側への拡散量を低減し、ドレイン領域と情報蓄積用
ゲート電極との重合面積を低減してドレイン領域−情報
蓄積用ゲート電極間のカップリング容量を低減すること
ができるので、情報書込み動作時における非選択状態の
メモリセルの導通現象を防止し、リーク電流を防止して
情報書込み特性を向上することができる。
(4) Since the junction depth of the drain region is reduced, the amount of diffusion of the drain region toward the channel formation region is reduced, and the overlapping area between the drain region and the information storage gate electrode is reduced. As a result, the coupling capacitance between the drain region and the information storage gate electrode can be reduced, so that the conduction phenomenon of the non-selected memory cells during the information writing operation is prevented, and the leakage current is prevented to prevent the information writing. Characteristics can be improved.

【0023】(5)また、前記ドレイン領域の不純物濃
度を低くかつ接合深さを浅くすることにより、データ線
に付加される寄生容量を低減し、情報読出し動作速度を
早くすることができるので、動作速度の高速化を図るこ
とができる。
(5) Also, by lowering the impurity concentration of the drain region and reducing the junction depth, the parasitic capacitance added to the data line can be reduced and the information reading operation speed can be increased. The operation speed can be increased.

【0024】(6)また、前記(4)のカップリング容
量を低減することにより、不揮発性メモリ素子のチャネ
ル長を縮小することができるので、セル面積を縮小し、
高集積化を図ることができる。
(6) Since the channel length of the nonvolatile memory element can be reduced by reducing the coupling capacitance of the above (4), the cell area can be reduced.
High integration can be achieved.

【0025】以下、本発明の構成について、フラッシュ
型不揮発性メモリ素子で構成されたEEPROMを有す
る半導体集積回路装置に本発明を適用した一実施の形態
を説明する。
An embodiment of the present invention applied to a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM constituted by flash nonvolatile memory elements will be described below.

【0026】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態であるEE
PROMの構成を図1(要部断面図)で示す。図1は、
図中左側にフラッシュ型不揮発性メモリ素子、図中右側
に周辺回路素子の夫々を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS EE which is one embodiment of the present invention
The structure of the PROM is shown in FIG. FIG.
The flash-type nonvolatile memory element is shown on the left side of the figure, and the peripheral circuit elements are shown on the right side of the figure.

【0028】図1に示すように、EEPROMは単結晶
珪素からなるp-型半導体基板1で構成されている。フ
ラッシュ型不揮発性メモリ素子Qm及びnチャネルMI
SFETQnの形成領域において、半導体基板1の主面
部にはp型ウエル領域3が設けられている。pチャネル
MISFETQpの形成領域において、半導体基板1の
主面部にはn型ウエル領域2が設けられている。
As shown in FIG. 1, the EEPROM comprises a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon. Flash nonvolatile memory element Qm and n-channel MI
In the formation region of the SFET Qn, a p-type well region 3 is provided on the main surface of the semiconductor substrate 1. In the formation region of the p-channel MISFET Qp, an n-type well region 2 is provided on the main surface of the semiconductor substrate 1.

【0029】素子形成領域間において、n型ウエル領域
2、p型ウエル領域3の夫々の主面上には素子分離用絶
縁膜4が設けられている。p型ウエル領域3の主面部に
は素子分離用絶縁膜4下においてp型チャネルストッパ
領域5が設けられている。
An element isolation insulating film 4 is provided on the main surfaces of the n-type well region 2 and the p-type well region 3 between the element formation regions. On the main surface of the p-type well region 3, a p-type channel stopper region 5 is provided below the element isolation insulating film 4.

【0030】フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmは、
素子分離用絶縁膜4及びチャネルストッパ領域5で周囲
を規定された領域内において、p型ウエル領域3の主面
に構成されている。つまり、フラッシュ型不揮発性メモ
リ素子Qmは、p型ウエル領域3、ゲート絶縁膜6、情
報蓄積用ゲート電極(フローティングゲート電極)7、
ゲート絶縁膜8、制御用ゲート電極(コントロールゲー
ト電極)9、ソース領域及びドレイン領域で構成されて
いる。このフラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmは、n
チャネル電界効果トランジスタで構成され、1素子型で
構成されている。
The flash type nonvolatile memory element Qm is
It is formed on the main surface of the p-type well region 3 in a region defined by the element isolation insulating film 4 and the channel stopper region 5. That is, the flash nonvolatile memory element Qm includes the p-type well region 3, the gate insulating film 6, the information storage gate electrode (floating gate electrode) 7,
It comprises a gate insulating film 8, a control gate electrode (control gate electrode) 9, a source region and a drain region. This flash type nonvolatile memory element Qm has n
It is composed of a channel field-effect transistor and is of a one-element type.

【0031】前記p型ウエル領域3はチャネル形成領域
として使用されている。
The p-type well region 3 is used as a channel forming region.

【0032】ゲート絶縁膜6はp型ウエル領域3の表面
を酸化して形成した酸化珪素膜で形成されている。ゲー
ト絶縁膜6は例えば100〜150[Å]程度の膜厚で
形成されている。
Gate insulating film 6 is formed of a silicon oxide film formed by oxidizing the surface of p-type well region 3. The gate insulating film 6 is formed with a thickness of, for example, about 100 to 150 [Å].

【0033】情報蓄積用ゲート電極7は例えばn型不純
物が導入された多結晶珪素膜で形成されている。
The information storage gate electrode 7 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity has been introduced.

【0034】ゲート絶縁膜8は例えば情報蓄積用ゲート
電極7(多結晶珪素膜)の表面を酸化した酸化珪素膜で
形成されている。ゲート絶縁膜8は例えば200〜25
0[Å]程度の膜厚で形成されている。
The gate insulating film 8 is formed of, for example, a silicon oxide film obtained by oxidizing the surface of the information storage gate electrode 7 (polycrystalline silicon film). The gate insulating film 8 is, for example, 200 to 25.
It is formed with a thickness of about 0 [Å].

【0035】制御用ゲート電極9は例えばn型不純物が
導入された多結晶珪素膜で形成されている。また、制御
用ゲート電極9は、高融点金属膜若しくは高融点金属シ
リサイド膜の単層、或いは多結晶珪素膜上にそれらの金
属膜を積層した複合膜で形成してもよい。この制御用ゲ
ート電極9は、そのゲート幅方向に隣接して配置された
他のフラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmの制御用ゲー
ト電極9と一体に構成され、ワード線(WL)を構成し
ている。
The control gate electrode 9 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which an n-type impurity has been introduced. Further, the control gate electrode 9 may be formed of a single layer of a high melting point metal film or a high melting point metal silicide film, or a composite film in which the metal films are stacked on a polycrystalline silicon film. The control gate electrode 9 is integrally formed with the control gate electrode 9 of another flash type nonvolatile memory element Qm arranged adjacently in the gate width direction to form a word line (WL). .

【0036】ソース領域は高不純物濃度のn+型半導体
領域11及び低不純物濃度のn型半導体領域12で構成
されている。n型半導体領域12はn+型半導体領域1
1の外周に沿って設けられている。つまり、ソース領域
は所謂2重拡散構造で構成されている。高不純物濃度の
n+型半導体領域11は、主に、不純物濃度を高め、し
かも接合深さを深くするために構成されている。低不純
物濃度のn型半導体領域12は、主に、接合深さを深く
するために構成されている。つまり、ソース領域は、情
報消去動作時に制御用ゲート電極9との間に高電圧が印
加された場合、表面が空乏化しないようにn+型半導体
領域11で不純物濃度を高めている。また、ソース領域
は、高不純物濃度のn+型半導体領域11又は低不純物
濃度のn型半導体領域12又は両者により、チャネル形
成領域側への拡散量(拡散距離)を増加し、情報蓄積用
ゲート電極7との重合面積(オーバラップ量)を増加
し、情報消去動作時のトンネル面積を増加している。半
導体領域11、12の夫々はゲート電極7及び9に対し
て自己整合で形成されている。
The source region includes an n + -type semiconductor region 11 having a high impurity concentration and an n-type semiconductor region 12 having a low impurity concentration. The n-type semiconductor region 12 is the n + -type semiconductor region 1
1 is provided along the outer periphery. That is, the source region has a so-called double diffusion structure. The n + -type semiconductor region 11 having a high impurity concentration is mainly configured to increase the impurity concentration and increase the junction depth. The n-type semiconductor region 12 having a low impurity concentration is mainly configured to increase the junction depth. That is, when a high voltage is applied between the source region and the control gate electrode 9 during the information erasing operation, the impurity concentration is increased in the n + -type semiconductor region 11 so that the surface is not depleted. The source region increases the amount of diffusion (diffusion distance) to the channel formation region side by the high impurity concentration n + -type semiconductor region 11 or the low impurity concentration n-type semiconductor region 12 or both, and the information storage gate. The overlapping area with the electrode 7 (the amount of overlap) is increased, and the tunnel area during the information erasing operation is increased. Each of the semiconductor regions 11 and 12 is formed in self-alignment with the gate electrodes 7 and 9.

【0037】前記ドレイン領域は低不純物濃度のn型半
導体領域14及び高不純物濃度のn+型半導体領域17
で構成されている。このドレイン領域の低不純物濃度の
n型半導体領域14はフラッシュ型不揮発性メモリ素子
Qmの特に情報書込み特性を制御するように構成されて
いる。すなわち、この低不純物濃度のn型半導体領域1
4は、前記ソース領域の高不純物濃度のn+型半導体領
域11に比べて、低不純物濃度で接合深さを浅く構成し
ているが、書込み動作時にはホットエレクトロンの発生
が十分となるような濃度に構成している。すなわち、ド
レイン領域は、主に、書込み動作時選択メモリ素子では
低不純物濃度のn型半導体領域14でホットエレクトロ
ンの発生を維持しつつ、非選択メモリ素子ではドレイン
領域近傍の電界強度を緩和し、フラッシュ型不揮発性メ
モリ素子におけるホットホールの発生を低減できるよう
に構成されている。また、ドレイン領域は、主に接合深
さの浅いn型半導体領域14でチャネル形成領域側への
拡散量を低減し、情報蓄積用ゲート電極7との重合面積
を低減し、ドレイン領域と情報蓄積用ゲート電極7との
間に形成されるカップリング容量を低減できるように構
成されている。n型半導体領域14はゲート電極7及び
9に対して自己整合で形成されている。n+型半導体領
域17はゲート電極7及び9に対して自己整合で形成さ
れたサイドウォールスペーサ16に対して自己整合で形
成されている。
The drain region comprises a low impurity concentration n-type semiconductor region 14 and a high impurity concentration n + type semiconductor region 17.
It is composed of The low impurity concentration n-type semiconductor region 14 of the drain region is configured to control particularly the information writing characteristics of the flash nonvolatile memory element Qm. That is, the low impurity concentration n-type semiconductor region 1
Numeral 4 has a low impurity concentration and a shallower junction depth than the n + -type semiconductor region 11 having a high impurity concentration in the source region, but has a concentration sufficient to generate hot electrons during a write operation. It is composed. That is, the drain region mainly reduces the electric field intensity near the drain region in the non-selected memory element while maintaining the generation of hot electrons in the n-type semiconductor region 14 having a low impurity concentration in the selected memory element during the write operation, The configuration is such that generation of hot holes in the flash nonvolatile memory element can be reduced. In the drain region, the diffusion amount to the channel formation region side is reduced mainly by the n-type semiconductor region 14 having a small junction depth, the overlapping area with the information storage gate electrode 7 is reduced, and the drain region and the information storage The configuration is such that the coupling capacitance formed between the gate electrode 7 and the gate electrode 7 can be reduced. N-type semiconductor region 14 is formed in self-alignment with gate electrodes 7 and 9. The n + type semiconductor region 17 is formed in self alignment with the side wall spacer 16 formed in self alignment with the gate electrodes 7 and 9.

【0038】前記ドレイン領域の外周に沿った半導体基
板1の主面部には高不純物濃度のp+型半導体領域13
が設けられている。p+型半導体領域13は、ドレイン
領域近傍の電界強度を高め、特に、情報書込み動作時に
選択状態のフラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmにおけ
るホットエレクトロンの発生を促進し、情報書込み効率
を向上できるように構成されている。
A high impurity concentration p + -type semiconductor region 13 is provided on the main surface of the semiconductor substrate 1 along the outer periphery of the drain region.
Is provided. The p + -type semiconductor region 13 enhances the electric field strength near the drain region, and in particular, promotes the generation of hot electrons in the flash nonvolatile memory element Qm in the selected state during the information writing operation, so that the information writing efficiency can be improved. It is configured.

【0039】このフラッシュ型不揮発性メモリ素子Qm
のドレイン領域であるn+型半導体領域17には配線
(データ線DL)21が接続されている。配線21は、
層間絶縁膜19上に延在し、層間絶縁膜19に形成され
た接続孔20を通してn+型半導体領域17に接続され
ている。配線21は例えばアルミニウム合金膜で形成さ
れている。
This flash type nonvolatile memory element Qm
The wiring (data line DL) 21 is connected to the n + -type semiconductor region 17 which is the drain region of. The wiring 21
It extends over the interlayer insulating film 19 and is connected to the n + -type semiconductor region 17 through a connection hole 20 formed in the interlayer insulating film 19. The wiring 21 is formed of, for example, an aluminum alloy film.

【0040】前記フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qm
の情報書込み動作、情報読出し動作、情報消去動作の夫
々において使用される一例の動作電圧については明細書
の末尾に掲載した表1に示している。
The flash type nonvolatile memory element Qm
Examples of operating voltages used in each of the information writing operation, the information reading operation, and the information erasing operation are shown in Table 1 at the end of the specification.

【0041】デコーダ回路等の周辺回路素子はこれに限
定されないが相補型MISFET(CMOS)で構成さ
れている。CMOSのうち、nチャネルMISFETQ
nは、素子分離用絶縁膜4及びチャネルストッパ領域5
で周囲を規定され、p型ウエル領域3の主面に構成され
ている。つまり、nチャネルMISFETQnは、p型
ウエル領域3、ゲート絶縁膜8、ゲート電極9、ソース
領域及びドレイン領域である一対のn型半導体領域14
及びn+型半導体領域17で構成されている。nチャネ
ルMISFETQnはLDD構造で構成されている。こ
のnチャネルMISFETQnのn+型半導体領域17
には配線21が接続されている。
Peripheral circuit elements such as a decoder circuit are composed of, but not limited to, complementary MISFETs (CMOS). N-channel MISFET Q
n is an element isolation insulating film 4 and a channel stopper region 5
The periphery of the p-type well region 3 is defined. That is, the n-channel MISFET Qn includes a p-type well region 3, a gate insulating film 8, a gate electrode 9, and a pair of n-type semiconductor regions 14 serving as a source region and a drain region.
And an n + type semiconductor region 17. The n-channel MISFET Qn has an LDD structure. The n + type semiconductor region 17 of the n channel MISFET Qn
Is connected to a wiring 21.

【0042】CMOSのうち、pチャネルMISFET
Qpは、素子分離用絶縁膜4で周囲を規定され、n型ウ
エル領域2の主面に構成されている。つまり、pチャネ
ルMISFETQpは、n型ウエル領域2、ゲート絶縁
膜8、ゲート電極9、ソース領域及びドレイン領域であ
る一対のp型半導体領域15及びp+型半導体領域18
で構成されている。pチャネルMISFETQpはLD
D構造で構成されている。このpチャネルMISFET
Qpのp+型半導体領域18には配線21が接続されて
いる。
Of CMOS, p-channel MISFET
Qp has its periphery defined by the element isolation insulating film 4 and is formed on the main surface of the n-type well region 2. That is, the p-channel MISFET Qp includes the n-type well region 2, the gate insulating film 8, the gate electrode 9, and a pair of the p-type semiconductor region 15 and the p + -type semiconductor region 18 that are the source and drain regions
It is composed of p channel MISFET Qp is LD
It has a D structure. This p-channel MISFET
The wiring 21 is connected to the p + type semiconductor region 18 of Qp.

【0043】次に、前記EEPROMの製造方法につい
て、図2乃至図10(各製造工程毎に示す要部断面図)
を用いて簡単に説明する。
Next, the method of manufacturing the EEPROM will be described with reference to FIGS.
This will be briefly described with reference to FIG.

【0044】まず、p-型半導体基板1を用意する。First, a p- type semiconductor substrate 1 is prepared.

【0045】次に、pチャネルMISFETQpの形成
領域において、半導体基板1の主面部にn型ウエル領域
2を形成する。前記p型ウエル領域3は例えば2×10
16〜3×1016[atoms/cm3]程度の不純物濃度で形成
されている。この後、フラッシュ型不揮発性メモリ素子
Qm、nチャネルMISFETQnの夫々の形成領域に
おいて、半導体基板1の主面部にp型ウエル領域3を形
成する。
Next, in the formation region of the p-channel MISFET Qp, an n-type well region 2 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The p-type well region 3 is, for example, 2 × 10
It is formed with an impurity concentration of about 16 to 3 × 10 16 [atoms / cm 3 ]. Thereafter, in each of the formation regions of the flash nonvolatile memory element Qm and the n-channel MISFET Qn, the p-type well region 3 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1.

【0046】次に、n型ウエル領域2、p型ウエル領域
3の夫々の主面上に素子分離用絶縁膜4を形成すると共
に、p型ウエル領域3の主面部にp型チャネルストッパ
領域5を形成する。
Next, an element isolation insulating film 4 is formed on each of the main surfaces of the n-type well region 2 and the p-type well region 3, and a p-type channel stopper region 5 is formed on the main surface of the p-type well region 3. To form

【0047】次に、図2に示すように、半導体素子形成
領域において、n型ウエル領域2、p型ウエル領域3の
夫々の主面上にゲート絶縁膜6を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, a gate insulating film 6 is formed on each of the main surfaces of the n-type well region 2 and the p-type well region 3 in the semiconductor element formation region.

【0048】次に、ゲート絶縁膜6上を含む基板全面に
導電膜7Aを形成する。導電膜7Aは例えばCVD法で
堆積した多結晶珪素膜で形成する。この多結晶珪素膜に
はn型不純物例えばPが導入され低抵抗化される。この
後、図3に示すように、導電膜7Aを所定の形状にパタ
ーンニングする。導電膜7Aはフラッシュ型不揮発性メ
モリ素子Qmの形成領域だけに残存し、導電膜7Aはチ
ャネル幅方向の寸法が規定されている。
Next, a conductive film 7A is formed on the entire surface of the substrate including the gate insulating film 6. The conductive film 7A is formed of, for example, a polycrystalline silicon film deposited by a CVD method. An n-type impurity such as P is introduced into the polycrystalline silicon film to reduce the resistance. Thereafter, as shown in FIG. 3, the conductive film 7A is patterned into a predetermined shape. The conductive film 7A remains only in the formation region of the flash nonvolatile memory element Qm, and the size of the conductive film 7A in the channel width direction is defined.

【0049】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mの形成領域において、導電膜7Aの表面にゲート絶縁
膜8を形成する。この工程と実質的に同一製造工程によ
り、nチャネルMISFETQnの形成領域のp型ウエ
ル領域3、pチャネルMISFETQpの形成領域のn
型ウエル領域2の夫々の主面上にゲート絶縁膜8を形成
する。この後、図4に示すように、ゲート絶縁膜8上を
含む基板全面に導電膜9Aを形成する。導電膜9Aは例
えばCVD法で堆積した多結晶珪素膜で形成する。この
多結晶珪素膜にはn型不純物例えばPが導入され低抵抗
化される。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
In the formation region of m, the gate insulating film 8 is formed on the surface of the conductive film 7A. The p-type well region 3 in the formation region of the n-channel MISFET Qn and n in the formation region of the p-channel MISFET Qp
A gate insulating film 8 is formed on each main surface of the mold well region 2. Thereafter, as shown in FIG. 4, a conductive film 9A is formed on the entire surface of the substrate including the gate insulating film 8. The conductive film 9A is formed of, for example, a polycrystalline silicon film deposited by a CVD method. An n-type impurity such as P is introduced into the polycrystalline silicon film to reduce the resistance.

【0050】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mの形成領域において、導電膜9A、7Aの夫々を順次
パターンニングし、制御用ゲート電極9及び情報蓄積用
ゲート電極7を形成する。このパターンニングはRIE
等の異方性エッチングを用いた所謂重ね切り技術で行
う。この後、周辺回路素子の形成領域の導電膜9Aにパ
ターンニングを施し、ゲート電極9を形成する。この
後、基板全面に酸化処理を施し、図5に示すように、各
ゲート電極7、9の夫々の表面を覆う絶縁膜10を形成
する。絶縁膜10は主にフラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmの情報蓄積用ゲート電極7に蓄積された情報の保
持特性を向上するために形成されている。
Next, the flash nonvolatile memory element Q
In the formation region of m, each of the conductive films 9A and 7A is sequentially patterned to form the control gate electrode 9 and the information storage gate electrode 7. This patterning is RIE
This is performed by a so-called overlap cutting technique using anisotropic etching. Thereafter, patterning is performed on the conductive film 9A in the formation region of the peripheral circuit element to form the gate electrode 9. Thereafter, an oxidation process is performed on the entire surface of the substrate to form an insulating film 10 that covers the respective surfaces of the gate electrodes 7 and 9 as shown in FIG. The insulating film 10 is formed mainly to improve the retention characteristics of the information stored in the information storage gate electrode 7 of the flash nonvolatile memory element Qm.

【0051】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのソース領域の形成領域が開口された不純物導入用マ
スク30を形成する。不純物導入用マスク30は例えば
フォトレジスト膜で形成する。この後、図6に示すよう
に、前記不純物導入用マスク30を用い、ソース領域の
形成領域となるp型ウエル領域3の主面部にn型不純物
12n、11nの夫々を順次導入する。このn型不純物
12n、11nの夫々の導入順序は逆でもよい。n型不
純物12nは、例えば1×1014〜1×1015[atoms/
cm2]程度の不純物濃度のPイオンを用い、50[Ke
V]程度のエネルギのイオン打込法で導入されている。
n型不純物11nは、例えば5×1015〜1×10
16[atoms/cm2]程度の不純物濃度のAsイオンを用
い、60[KeV]程度のエネルギのイオン打込法で導
入されている。n型不純物11n及び12nは、同一不
純物導入用マスク30を用いて導入され、情報蓄積用ゲ
ート電極7及び制御用ゲート電極9に対して自己整合で
導入されている。そして、前記不純物導入用マスク30
を除去する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An impurity introduction mask 30 having an opening in a region where a source region of m is formed is formed. The impurity introduction mask 30 is formed of, for example, a photoresist film. Thereafter, as shown in FIG. 6, each of the n-type impurities 12n and 11n is sequentially introduced into the main surface portion of the p-type well region 3 serving as a source region formation region using the impurity introduction mask 30. The order of introducing the n-type impurities 12n and 11n may be reversed. The n-type impurity 12n is, for example, 1 × 10 14 to 1 × 10 15 [atoms /
cm 2 ] and 50 [Ke].
[V].
The n-type impurity 11n is, for example, 5 × 10 15 to 1 × 10
It is introduced by ion implantation at an energy of about 60 [KeV] using As ions having an impurity concentration of about 16 [atoms / cm 2 ]. The n-type impurities 11n and 12n are introduced using the same impurity introduction mask 30, and are introduced in a self-aligned manner with respect to the information storage gate electrode 7 and the control gate electrode 9. Then, the impurity introduction mask 30
Is removed.

【0052】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域が開口された不純物導入用
マスク31を形成する。不純物導入用マスク31は例え
ばフォトレジスト膜で形成する。この後、図7に示すよ
うに、前記不純物導入用マスク31を用い、ドレイン領
域の形成領域となるp型ウエル領域3の主面部にp型不
純物13pを導入する。p型不純物13pは、例えば5
×1013〜1.5×1014[atoms/cm2]程度の不純物濃
度のBF2イオンを用い、60[KeV]程度のエネル
ギのイオン打込法で導入されている。p型不純物13p
は情報蓄積用ゲート電極7及び制御用ゲート電極9に対
して自己整合で導入されている。そして、前記不純物導
入用マスク31を除去する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An impurity introduction mask 31 having an opening in the region where the m drain region is formed is formed. The impurity introduction mask 31 is formed of, for example, a photoresist film. Thereafter, as shown in FIG. 7, a p-type impurity 13p is introduced into the main surface portion of the p-type well region 3 serving as a drain region formation region using the impurity introduction mask 31. The p-type impurity 13p is, for example, 5
BF 2 ions having an impurity concentration of about × 10 13 to 1.5 × 10 14 [atoms / cm 2 ] are introduced by ion implantation at an energy of about 60 [KeV]. p-type impurity 13p
Are introduced in a self-aligned manner with respect to the information storage gate electrode 7 and the control gate electrode 9. Then, the impurity introduction mask 31 is removed.

【0053】次に、窒素ガス雰囲気中、約1000
[℃]の熱処理を施し、前記導入されたn型不純物11
n、12n、p型不純物13pの夫々に引き伸ばし拡散
を施す。前記n型不純物12nの拡散により、n型半導
体領域12を形成することができる。n型半導体領域1
2は約0.5[μm]程度の深い接合深さで形成され
る。前記n型不純物11nの拡散により、高不純物濃度
のn+型半導体領域11を形成することができる。n+型
半導体領域11は約0.3[μm]程度の深い接合深さ
で形成される。前記p型不純物13pの拡散により、高
不純物濃度のp+型半導体領域13を形成することがで
きる。p+型半導体領域13は約0.3〜0.5[μm]
程度の深い接合深さで形成される。
Next, in a nitrogen gas atmosphere, about 1000
[° C.], and the introduced n-type impurity 11 is removed.
Each of the n, 12n and p-type impurities 13p is stretched and diffused. By diffusion of the n-type impurity 12n, the n-type semiconductor region 12 can be formed. n-type semiconductor region 1
2 is formed with a deep junction depth of about 0.5 [μm]. By diffusion of the n-type impurity 11n, the n + -type semiconductor region 11 having a high impurity concentration can be formed. The n + type semiconductor region 11 is formed with a deep junction depth of about 0.3 [μm]. By the diffusion of the p-type impurity 13p, the p + -type semiconductor region 13 having a high impurity concentration can be formed. The p + type semiconductor region 13 has a thickness of about 0.3 to 0.5 [μm].
It is formed with a deep junction depth.

【0054】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mの形成領域が開口された不純物導入用マスク32を形
成する。不純物導入用マスク32は例えばフォトレジス
ト膜で形成する。この後、図8に示すように、前記不純
物導入用マスク32を用い、主に、p+型半導体領域1
3の主面部にn型不純物14nを導入する。n型不純物
14nは、例えば5×1014〜3×1015[atoms/c
m2]程度の不純物濃度のAsイオンを用い、60[Ke
V]程度のエネルギのイオン打込法で導入されている。
n型不純物14nは情報蓄積用ゲート電極7及び制御用
ゲート電極9に対して自己整合で導入されている。n型
不純物14nで形成されるn型半導体領域14は約0.
1〜0.2[μm]程度の浅い接合深さで形成される。
そして、前記n型不純物14nの導入後に、前記不純物
導入用マスク32を除去する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An impurity introduction mask 32 having an opening in a region where m is formed is formed. The impurity introduction mask 32 is formed of, for example, a photoresist film. Thereafter, as shown in FIG. 8, the p + -type semiconductor region 1 is mainly formed using the impurity introduction mask 32.
An n-type impurity 14n is introduced into the main surface portion of No. 3. The n-type impurity 14n is, for example, 5 × 10 14 to 3 × 10 15 [atoms / c
m 2 ], and 60 [Ke
[V].
The n-type impurity 14n is introduced into the information storage gate electrode 7 and the control gate electrode 9 in a self-aligned manner. The n-type semiconductor region 14 formed by the n-type impurities 14n has a thickness of about 0.3.
It is formed with a shallow junction depth of about 1 to 0.2 [μm].
After the introduction of the n-type impurity 14n, the impurity introduction mask 32 is removed.

【0055】次に、nチャネルMISFETQnの形成
領域が開口された不純物導入用マスクを形成する。そし
て、この不純物導入用マスクを用いて、p型ウエル領域
3の主面部にn型不純物を導入し、LDD構造を形成す
るための低不純物濃度のn型半導体領域14を形成す
る。前記n型不純物は、例えば1013[atoms/cm2]程
度の低不純物濃度のPイオンを用い、50[KeV]程
度のエネルギのイオン打込法で導入されている。前記n
型半導体領域14はゲート電極9に対して自己整合で形
成されている。この後、前記不純物導入用マスクは除去
される。
Next, an impurity introduction mask having an opening in the formation region of the n-channel MISFET Qn is formed. Then, using this impurity introduction mask, an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type well region 3 to form an n-type semiconductor region 14 having a low impurity concentration for forming an LDD structure. The n-type impurity is, for example, P ions having a low impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ] and is introduced by ion implantation at an energy of about 50 [KeV]. The n
The type semiconductor region 14 is formed by self-alignment with the gate electrode 9. Thereafter, the impurity introduction mask is removed.

【0056】次に、pチャネルMISFETQpの形成
領域が開口された不純物導入用マスクを形成する。そし
て、この不純物導入用マスクを用いて、n型ウエル領域
2の主面部にp型不純物を導入し、LDD構造を形成す
るための低不純物濃度のp型半導体領域15を形成す
る。前記p型不純物は、例えば1013[atoms/cm2]程
度の低不純物濃度のBF2イオンを用い、60[Ke
V]程度のエネルギのイオン打込法で導入されている。
前記p型半導体領域15はゲート電極9に対して自己整
合で形成されている。この後、図9に示すように、前記
不純物導入用マスクは除去される。
Next, an impurity introduction mask having an opening in the formation region of the p-channel MISFET Qp is formed. Then, using the impurity introduction mask, a p-type impurity is introduced into the main surface of the n-type well region 2 to form a p-type semiconductor region 15 having a low impurity concentration for forming an LDD structure. As the p-type impurity, for example, BF 2 ions having a low impurity concentration of about 10 13 [atoms / cm 2 ] are used, and
[V].
The p-type semiconductor region 15 is formed in self-alignment with the gate electrode 9. Thereafter, as shown in FIG. 9, the impurity introduction mask is removed.

【0057】次に、各ゲート電極7、9の夫々の側壁に
サイドウォールスペーサ16を形成する。サイドウォー
ルスペーサ16は、例えば基板全面にCVD法で酸化珪
素膜を堆積し、この堆積した膜厚に相当する分基板全面
にRIE等の異方性エッチングを施すことにより形成す
ることができる。
Next, a sidewall spacer 16 is formed on each side wall of each of the gate electrodes 7 and 9. The sidewall spacers 16 can be formed, for example, by depositing a silicon oxide film on the entire surface of the substrate by a CVD method, and performing anisotropic etching such as RIE on the entire surface of the substrate corresponding to the deposited film thickness.

【0058】次に、前記異方性エッチングにより、n型
ウエル領域2、p型ウエル領域3等の主面が露出するの
で、酸化処理を施し、それらの表面を薄い酸化珪素膜で
被覆する。
Next, since the main surfaces of the n-type well region 2, the p-type well region 3 and the like are exposed by the anisotropic etching, oxidation treatment is performed, and the surfaces are covered with a thin silicon oxide film.

【0059】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
m、nチャネルMISFETQnの夫々の形成領域が開
口された不純物導入用マスクを形成する。そして、この
不純物導入用マスクを用いて、各領域の主面部にn型不
純物を導入し、高不純物濃度のn+型半導体領域17を
形成する。前記n型不純物は、例えば5×1015[atom
s/cm2]程度の低不純物濃度のAsイオンを用い、60
[KeV]程度のエネルギのイオン打込法で導入されて
いる。n+型半導体領域17は約0.2[μm]程度の接
合深さで形成される。前記n+型半導体領域17は各ゲ
ート電極7及び9に対して自己整合で形成されている。
この後、前記不純物導入用マスクは除去される。このn
+型半導体領域17を形成する工程によりフラッシュ型
不揮発性メモリ素子Qmである電界効果トランジスタ及
びnチャネルMISFETQnが完成する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An impurity introduction mask is formed in which the respective formation regions of the m and n channel MISFETs Qn are opened. Then, using this impurity introduction mask, an n-type impurity is introduced into the main surface of each region to form an n + -type semiconductor region 17 having a high impurity concentration. The n-type impurity is, for example, 5 × 10 15 [atom
s / cm 2 ], using As ions having a low impurity concentration of about 60
It is introduced by an ion implantation method with energy of about [KeV]. The n + type semiconductor region 17 is formed with a junction depth of about 0.2 [μm]. The n + type semiconductor region 17 is formed in a self-aligned manner with respect to each of the gate electrodes 7 and 9.
Thereafter, the impurity introduction mask is removed. This n
By the process of forming the + type semiconductor region 17, the field effect transistor and the n-channel MISFET Qn, which are the flash type nonvolatile memory elements Qm, are completed.

【0060】次に、pチャネルMISFETQpの形成
領域が開口された不純物導入用マスクを形成する。そし
て、この不純物導入用マスクを用いて、p型半導体領域
15の主面部にp型不純物を導入し、高不純物濃度のp
+型半導体領域18を形成する。前記p型不純物は、例
えば2×1015[atoms/cm2]程度の高不純物濃度のB
2イオンを用い、60[KeV]程度のエネルギのイ
オン打込法で導入されている。前記p+型半導体領域1
8はゲート電極9に対して自己整合で形成されている。
この後、図10に示すように、前記不純物導入用マスク
は除去される。このp+型半導体領域18を形成するこ
とにより、pチャネルMISFETQpが完成する。
Next, an impurity introduction mask having an opening in the formation region of the p-channel MISFET Qp is formed. Then, using this impurity introduction mask, a p-type impurity is introduced into the main surface of the p-type semiconductor region 15 to form a p-type impurity having a high impurity concentration.
A + type semiconductor region 18 is formed. The p-type impurity is, for example, B having a high impurity concentration of about 2 × 10 15 [atoms / cm 2 ].
It is introduced by an ion implantation method using F 2 ions at an energy of about 60 [KeV]. The p + type semiconductor region 1
8 is formed in self-alignment with the gate electrode 9.
Thereafter, as shown in FIG. 10, the impurity introduction mask is removed. By forming the p + type semiconductor region 18, the p-channel MISFET Qp is completed.

【0061】次に、基板全面に層間絶縁膜19を形成す
る。層間絶縁膜19は例えばCVD法で堆積したBPS
G膜で形成する。そして、前記層間絶縁膜19に接続孔
20を形成し、層間絶縁膜19にグラスフローを施した
後、前記図1に示すように配線21を形成する。これら
一連の製造工程を施すことにより、本実施例のEEPR
OMは完成する。なお、図示しないが、配線21の上部
にはパッシベーション膜が設けられるようになってい
る。
Next, an interlayer insulating film 19 is formed on the entire surface of the substrate. The interlayer insulating film 19 is made of, for example, BPS deposited by CVD.
It is formed with a G film. Then, a connection hole 20 is formed in the interlayer insulating film 19, a glass flow is applied to the interlayer insulating film 19, and then a wiring 21 is formed as shown in FIG. By performing these series of manufacturing steps, the EEPR of the present embodiment is obtained.
OM is completed. Although not shown, a passivation film is provided above the wiring 21.

【0062】このように、フラッシュ型不揮発性メモリ
素子Qmで構成されたEEPROMを備えた半導体集積
回路装置において、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmの電界効果トランジスタのソース領域(n+型半
導体領域11)の不純物濃度を高く構成し、ドレイン領
域(n型半導体領域14)の不純物濃度を低く構成す
る。この構成により、(1)前記情報消去動作における
ソース領域の表面の空乏化を低減し、ソース領域の表面
の電圧降下を低減することができるので、トンネル電流
量を増加し、情報消去効率を向上することができると共
に、(2)前記ドレイン領域近傍の電界強度を緩和し、
ホットホールの発生及びトンネル電流量を低減すること
ができるので、情報書込み動作時における非選択状態の
フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmの情報が消去され
ることを防止することができるので、電気的信頼性を向
上することができる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device provided with the EEPROM constituted by the flash type nonvolatile memory element Qm, the source region (the n + type semiconductor region 11) of the field effect transistor of the flash type nonvolatile memory element Qm is provided. ) Is configured to have a high impurity concentration, and the drain region (n-type semiconductor region 14) is configured to have a low impurity concentration. According to this configuration, (1) the depletion of the surface of the source region in the information erasing operation can be reduced and the voltage drop on the surface of the source region can be reduced, so that the tunnel current amount is increased and the information erasing efficiency is improved. And (2) relaxing the electric field strength near the drain region,
Since the generation of hot holes and the amount of tunnel current can be reduced, it is possible to prevent the information of the flash type nonvolatile memory element Qm in the non-selected state from being erased at the time of the information writing operation. Performance can be improved.

【0063】また、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmの電界効果トランジスタのソース領域(n+型半
導体領域11)の接合深さを深く構成し、ドレイン領域
(n型半導体領域14)の接合深さを浅く構成する。こ
の構成により、(3)前記ソース領域のチャネル形成領
域側への拡散量を増加し、ソース領域と情報蓄積用ゲー
ト電極7との重合面積を増加してトンネル面積を増加す
ることができるので、トンネル電流量を増加し、情報消
去効率を向上することができると共に、(4)前記ドレ
イン領域のチャネル形成領域側への拡散量を低減し、ド
レイン領域と情報蓄積用ゲート電極7との重合面積を低
減してドレイン領域−情報蓄積用ゲート電極7間のカッ
プリング容量を低減することができるので、情報書込み
動作時における非選択状態のメモリセルの導通現象を防
止し、リーク電流を防止して情報書込み特性を向上する
ことができる。
Further, the junction depth of the source region (n + type semiconductor region 11) of the field effect transistor of the flash type nonvolatile memory element Qm is made large, and the junction depth of the drain region (n type semiconductor region 14) is formed. Shallow. With this configuration, (3) the tunnel area can be increased by increasing the diffusion amount of the source region toward the channel formation region and increasing the overlapping area between the source region and the information storage gate electrode 7. The amount of tunnel current can be increased to improve the information erasing efficiency, and (4) the amount of diffusion of the drain region toward the channel formation region can be reduced, so that the overlapping area between the drain region and the information storage gate electrode 7 And the coupling capacitance between the drain region and the information storage gate electrode 7 can be reduced, so that the conduction phenomenon of the non-selected memory cell during the information writing operation can be prevented, and the leakage current can be prevented. Information writing characteristics can be improved.

【0064】また、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmのドレイン領域(n型半導体領域14)の不純物
濃度を低くかつ接合深さを浅く構成することにより、デ
ータ線DL(配線21)に付加される寄生容量を低減
し、情報読出し動作速度を早くすることができるので、
動作速度の高速化を図ることができる。
Further, the drain region (n-type semiconductor region 14) of the flash type nonvolatile memory element Qm is configured to have a low impurity concentration and a small junction depth, thereby being added to the data line DL (wiring 21). Since the parasitic capacitance can be reduced and the information reading operation speed can be increased,
The operation speed can be increased.

【0065】また、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmのドレイン領域−情報蓄積用ゲート電極7間に形
成されるカップリング容量を低減することにより、フラ
ッシュ型不揮発性メモリ素子Qmのチャネル長を縮小す
ることができるので、メモリセル面積を縮小し、高集積
化を図ることができる。
The channel length of the flash nonvolatile memory element Qm is reduced by reducing the coupling capacitance formed between the drain region and the information storage gate electrode 7 of the flash nonvolatile memory element Qm. Therefore, the memory cell area can be reduced and high integration can be achieved.

【0066】また、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmのソース領域の不純物濃度を高く又は接合深さを
浅く構成することにより、ソース領域及びソース線の抵
抗値を低減することができるので、ソース線の電圧降下
や上昇がなく、安定な情報書込み動作、情報読出し動
作、情報消去動作の夫々を行うことができる。
The resistance value of the source region and the source line can be reduced by increasing the impurity concentration of the source region of the flash type nonvolatile memory element Qm or reducing the junction depth. And a stable information writing operation, an information reading operation, and an information erasing operation can be performed.

【0067】また、前記フラッシュ型不揮発性メモリ素
子Qmのソース領域は、高不純物濃度のn+型半導体領
域11を形成するn型不純物11n、低不純物濃度のn
型半導体領域12を形成するn型不純物12nの夫々を
同一不純物導入用マスク30を用いて導入しているの
で、一方の不純物を導入する工程に相当する分、EEP
ROMの製造工程数を低減することができる。
The source region of the flash type nonvolatile memory element Qm includes an n-type impurity 11n forming a high impurity concentration n + type semiconductor region 11 and a low impurity concentration n
Since each of the n-type impurities 12n forming the type semiconductor region 12 is introduced by using the same impurity introduction mask 30, the EEP corresponds to the step of introducing one impurity.
The number of manufacturing steps of the ROM can be reduced.

【0068】前記EEPROMの製造方法は、前述の製
造方法に限定されず、以下の他の製造方法で形成するこ
とができる。
The method of manufacturing the EEPROM is not limited to the above-described manufacturing method, but can be formed by another manufacturing method described below.

【0069】〈製造方法1〉まず、前記図5に示す工程
の後に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmのソース
領域の形成領域にn型不純物12nを導入する。
<Manufacturing Method 1> First, after the step shown in FIG. 5, an n-type impurity 12n is introduced into the formation region of the source region of the flash nonvolatile memory element Qm.

【0070】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域にp型不純物13p及びn
型不純物14nを導入する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
The p-type impurity 13p and n
A type impurity 14n is introduced.

【0071】次に、前記導入された不純物に引き伸ばし
拡散を施し、低不純物濃度のn型半導体領域12、高不
純物濃度のp+型半導体領域13、低不純物濃度のn型
半導体領域14の夫々を形成する。
Next, the introduced impurity is stretched and diffused to remove the low impurity concentration n-type semiconductor region 12, the high impurity concentration p + type semiconductor region 13, and the low impurity concentration n-type semiconductor region 14 respectively. Form.

【0072】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのソース領域の形成領域にn型不純物11nを導入
し、このn型不純物11nに引き伸ばし拡散を施してn
+型半導体領域11を形成する。
Next, the flash nonvolatile memory element Q
An n-type impurity 11n is introduced into the formation region of the m source region, and the n-type impurity 11n is stretched and diffused to form n-type impurity 11n.
The + type semiconductor region 11 is formed.

【0073】この後、前記図9に示す工程及びそれ以後
の工程を施すことにより、EEPROMは完成する。
Thereafter, the steps shown in FIG. 9 and the subsequent steps are performed to complete the EEPROM.

【0074】〈製造方法2〉まず、前記図5に示す工程
の後に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmのソース
領域の形成領域にn型不純物12nを導入する。
<Manufacturing Method 2> First, after the step shown in FIG. 5, an n-type impurity 12n is introduced into the formation region of the source region of the flash nonvolatile memory element Qm.

【0075】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域にp型不純物13pを導入
する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
A p-type impurity 13p is introduced into the formation region of the m drain region.

【0076】次に、前記導入された不純物に引き伸ばし
拡散を施し、低不純物濃度のn型半導体領域12、高不
純物濃度のp+型半導体領域13の夫々を形成する。
Next, the introduced impurities are stretched and diffused to form an n-type semiconductor region 12 having a low impurity concentration and a p + -type semiconductor region 13 having a high impurity concentration, respectively.

【0077】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域にn型不純物14を導入
し、このn型不純物14に引き伸ばし拡散を施して低不
純物濃度のn型半導体領域14を形成する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
The n-type impurity 14 is introduced into the formation region of the m drain region, and the n-type impurity 14 is extended and diffused to form the n-type semiconductor region 14 having a low impurity concentration.

【0078】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのソース領域の形成領域にn型不純物11nを導入
し、このn型不純物11nに引き伸ばし拡散を施してn
+型半導体領域11を形成する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An n-type impurity 11n is introduced into the formation region of the m source region, and the n-type impurity 11n is stretched and diffused to form n-type impurity 11n.
The + type semiconductor region 11 is formed.

【0079】この後、前記図9に示す工程及びそれ以後
の工程を施すことにより、EEPROMは完成する。
Thereafter, the steps shown in FIG. 9 and the subsequent steps are performed to complete the EEPROM.

【0080】〈製造方法3〉まず、前記図5に示す工程
の後に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Qmのソース
領域の形成領域にn型不純物12nを導入する。
<Manufacturing Method 3> First, after the step shown in FIG. 5, an n-type impurity 12n is introduced into the formation region of the source region of the flash nonvolatile memory element Qm.

【0081】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域にn型不純物14nを導入
する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An n-type impurity 14n is introduced into the formation region of the m drain region.

【0082】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのソース領域の形成領域にn型不純物11nを導入す
る。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
An n-type impurity 11n is introduced into the formation region of the m source region.

【0083】次に、前記導入された不純物に引き伸ばし
拡散を施し、低不純物濃度のn型半導体領域12、高不
純物濃度のn+型半導体領域11、低不純物濃度のn型
半導体領域14の夫々を形成する。
Next, the introduced impurities are stretched and diffused to remove the low impurity concentration n-type semiconductor region 12, the high impurity concentration n + -type semiconductor region 11, and the low impurity concentration n-type semiconductor region 14 respectively. Form.

【0084】次に、フラッシュ型不揮発性メモリ素子Q
mのドレイン領域の形成領域にp型不純物13pを導入
し、このp型不純物13pに引き伸ばし拡散を施して高
不純物濃度のp+型半導体領域13を形成する。
Next, the flash type nonvolatile memory element Q
A p-type impurity 13p is introduced into the formation region of the drain region of m, and the p-type impurity 13p is stretched and diffused to form a p + -type semiconductor region 13 having a high impurity concentration.

【0085】この後、前記図9に示す工程及びそれ以後
の工程を施すことにより、EEPROMは完成する。
Thereafter, the steps shown in FIG. 9 and subsequent steps are performed to complete the EEPROM.

【0086】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態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
勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

【0087】本発明のEEPROMのフラッシュ型不揮
発性メモリ素子は情報蓄積用ゲート電極及び制御用ゲー
ト電極を有する電界効果トランジスタで構成されてい
る。
The flash nonvolatile memory element of the EEPROM according to the present invention comprises a field effect transistor having an information storage gate electrode and a control gate electrode.

【0088】[0088]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0089】不揮発性記憶回路を有する半導体集積回路
装置において、情報消去効率を向上すると共に、情報書
込み特性を向上することができる。
In a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory circuit, information erasing efficiency and information writing characteristics can be improved.

【0090】また、前記半導体集積回路装置の電気的信
頼性を向上することができる。
Further, the electrical reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0091】また、前記半導体集積回路装置の動作速度
の高速化を図ることができる。
Further, the operation speed of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0092】また、前記半導体集積回路装置の高集積化
を図ることができる。
Further, high integration of the semiconductor integrated circuit device can be achieved.

【0093】[0093]

【表1】 [Table 1]

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

【図1】本発明の一実施の形態であるEEPROMの構
成を示す要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a configuration of an EEPROM according to an embodiment of the present invention.

【図2】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図3】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図4】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図5】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図6】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図7】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図8】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図9】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部断
面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【図10】各製造工程毎に示す前記EEPROMの要部
断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of the EEPROM shown in each manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,3…ウエル領域、6,8…ゲート絶縁膜、7,9…
ゲート電極、11,12,13,14,15,17,1
8…半導体領域、11n,12n,13p,114n…
不純物、Qm…フラッシュ型不揮発性メモリ素子、Q
n,Qp…MISFET。
2,3 ... well region, 6,8 ... gate insulating film, 7,9 ...
Gate electrode, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 1
8 ... semiconductor region, 11n, 12n, 13p, 114n ...
Impurity, Qm: Flash type nonvolatile memory element, Q
n, Qp... MISFET.

───────────────────────────────────────────────────── 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ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (72)発明者 神垣 良昭 東京都国分寺市東恋ヶ窪1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 平2−372(JP,A) 特開 平2−129968(JP,A) 特開 平2−128477(JP,A) 特開 昭62−276878(JP,A) 特開 昭62−71277(JP,A) 特開 昭61−127179(JP,A) 特開 昭61−123186(JP,A) 特開 昭60−207385(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Kume 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Yoshiaki Kamigaki 1-280 Higashi-Koigabo, Kokubunji-shi, Tokyo Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-2-372 (JP, A) JP-A-2-129968 (JP, A) JP-A-2-128477 (JP, A) JP-A-62-276878 (JP, A) A) JP-A-62-71277 (JP, A) JP-A-61-127179 (JP, A) JP-A-61-123186 (JP, A) JP-A-60-207385 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 主面を有する半導体基板とこの半導体基
板内に形成された第1半導体領域及び第2半導体領域
と、前記半導体基板において前記第1半導体領域と第2
半導体領域との間に形成されるチャネル形成領域と、こ
のチャネル形成領域の上部に形成された第1ゲート絶縁
膜と、この第1ゲート絶縁膜の上部に形成されたフロー
ティングゲート電極と、このフローティングゲート電極
の上部に形成された第2ゲート絶縁膜と、この第2ゲー
ト絶縁膜の上部に形成されたコントロールゲート電極と
からなるメモリセルを有、 前記フローティングゲート電極にホットキャリアを注入
し、或いは、前記注入されたホットキャリアを、フロー
ティングゲート電極から前記第1ゲート絶縁膜を通した
トンネリングによって前記第1半導体領域へ放出するこ
とで情報を記録若しくは、消去する半導体記憶装置の製
造方法において、 前記半導体基板の主面の上部に前記第1ゲート絶縁膜、
フローティングゲート電極、第2ゲート絶縁膜、コント
ロールゲート電極を順次積層して形成する工程と、 前記コントロールゲート電極の一方の端部に対して自己
整合的に不純物を導入して前記半導体基板に第1半導体
領域を形成する第1の導入工程と、 前記コントロールゲート電極の少なくとも他方の端部に
対して自己整合的に不純物を導入して前記半導体基板に
第2半導体領域を形成する第2の導入工程とを含み、 前記第1半導体領域は、前記第2半導体領域と同一導電
型であり、 前記第1半導体領域の不純物濃度が、前記第2半導体領
域の不純物濃度よりも高くされる ことを特徴とする半導
体記憶装置の製造方法。
A semiconductor substrate having a main surface; a first semiconductor region and a second semiconductor region formed in the semiconductor substrate; and a first semiconductor region and a second semiconductor region in the semiconductor substrate .
A channel forming region formed between the semiconductor region, a first gate insulating film formed over the channel forming region, a floating gate electrode formed over the first gate insulating film; a second gate insulating film formed over the gate electrode, have a memory cell composed of an upper the formed control gate electrode of the second gate insulating film, injecting hot carriers into the floating gate electrode
Alternatively, a semiconductor memory device that records or erases information by discharging the injected hot carriers from the floating gate electrode to the first semiconductor region by tunneling through the first gate insulating film is manufactured.
A first gate insulating film on a main surface of the semiconductor substrate;
Floating gate electrode, second gate insulating film, controller
Forming by sequentially laminating roll gate electrode, itself to one end of the control gate electrode
A first semiconductor is added to the semiconductor substrate by introducing impurities in a consistent manner;
A first introduction step for forming a region, and at least one other end of the control gate electrode
To the semiconductor substrate by introducing impurities in a self-aligned manner.
A second introduction step of forming a second semiconductor region, wherein the first semiconductor region has the same conductivity as the second semiconductor region.
And the impurity concentration of the first semiconductor region is the same as that of the second semiconductor region.
Wherein the impurity concentration is higher than the impurity concentration in the region .
【請求項2】 前記第1の導入工程において、前記不純
物は、前記第2半導体形成領域の上部を覆うマスク膜を
マスクとして用いて導入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. A first step of introducing the impurity, claims, characterized in that is introduced using a mask film covering a top of said second semiconductor forming region as a mask
2. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to item 1 .
【請求項3】 前記第1の導入工程及び前記第2の導入
工程において前記不純物がヒ素であり、第1半導体領域
の不純物濃度は、前記第2半導体領域の不純物濃度より
高いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半
導体記憶装置の製造方法。
Wherein the impurity had contact with the first introduction step and the second introduction <br/> step is arsenic, the first semiconductor region
3. The method according to claim 1 , wherein the impurity concentration of the second semiconductor region is higher than the impurity concentration of the second semiconductor region. 4.
【請求項4】 前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導入して、前記半導体
基板内に前記第1半導体領域より深い第3半導体領域を
形成する第3の導入工程を含み、 前記第3の導入工程における不純物は、リンであり、 前記第3の導入工程におけるリンの不純物濃度は、前記
第1半導体領域におけるヒ素の不純物濃度より低くされ
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置の
製造方法。
4. introducing a self-aligned manner with impurities relative to one end of the control gate electrode, the third introduction for forming the deep third semiconductor region than the first semiconductor region in a semiconductor substrate includes the step, the impurity in the third step of introducing is phosphorus, the impurity concentration of phosphorus in the third introduction step, the first than the impurity concentration of arsenic definitive in the semiconductor area low rot
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 3, characterized in that that.
【請求項5】 前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導入して、前記半導体
板に、前記チャネル形成領域の少なくとも第2半導体
領域側の部分に第4半導体領域を形成する第4の導入
程を含み、 前記第4半導体領域は、前記第1半導体領域の導電型と
は逆の導電型であり、 前記第4半導体領域の不純物濃度は、前記半導体基板の
不純物濃度より高くされることを特徴とする請求項4に
記載の半導体記憶装置の製造方法。
5. introducing a self-aligned manner with impurities relative to one end of the control gate electrode, the semiconductor <br/> board, at least a portion of the second semiconductor region side of the channel forming region A fourth introduction step of forming a fourth semiconductor region in the fourth semiconductor region, wherein the fourth semiconductor region has a conductivity type opposite to a conductivity type of the first semiconductor region; the impurity concentration of the manufacturing method of the semiconductor memory device according to claim 4, wherein the molder higher than the impurity concentration of the semiconductor substrate.
【請求項6】 前記フローティングゲート電極前記第
1半導体領域との重なり量が、前記フローティングゲー
ト電極と前記第2半導体領域との重なり量よりも大きい
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項
記載の半導体記憶装置の製造方法。
6. the amount of overlap between the floating gate electrode and the first semiconductor region, said floating gate
6. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1 , wherein an amount of overlap between the gate electrode and the second semiconductor region is larger.
【請求項7】 前記第1半導体領域の接合深さが、前記
第2半導体領域の接合深さよりも深いことを特徴とする
請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の半導体記憶
装置の製造方法。
7. A junction depth of the first semiconductor region, the semiconductor memory device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that deeper than the junction depth of the second semiconductor region Manufacturing method.
【請求項8】 主面を有する半導体基板とこの半導体基
板内に形成された第1半導体領域及び第2半導体領域
と、前記半導体基板において前記第1半導体領域と第2
半導体領域との間に形成されるチャネル形成領域と、こ
のチャネル形成領域の上部に形成された第1ゲート絶縁
膜と、この第1ゲート絶縁膜の上部に形成されたフロー
ティングゲート電極と、このフローティングゲート電極
の上部に形成された第2ゲート絶縁膜と、この第2ゲー
ト絶縁膜の上部に形成されたコントロールゲート電極と
からなるメモリセルと、周辺回路を構成するMISFE
Tとを有し、 前記フローティングゲート電極にホットキャリアを注入
し、或いは、前記注入されたホットキャリアを、フロー
ティングゲート電極から前記第1ゲート絶縁膜を通した
トンネリングによって前記第1半導体領域へ放出するこ
とで情報を記録若しくは、消去 する半導体記憶装置の製
造方法において、 前記半導体基板の主面の上部に第1ゲート絶縁膜、フロ
ーティングゲート電極、第2ゲート絶縁膜、コントロー
ルゲート電極を順次積層して形成し、かつ、前記主面の
周辺回路形成領域において、前記主面の上部にMISF
ETのゲート絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の上部に前記
MISFETのゲート電極を形成する工程と、 前記メモリセル形成領域において、前記コントロールゲ
ート電極の一方の端部に対して自己整合的に不純物を導
入して前記半導体基板内に第1半導体領域を形成する
1の導入工程と、 前記メモリセル形成領域において、前記コントロールゲ
ート電極の少なくとも他方の端部に対して自己整合的に
不純物を導入して前記半導体基板内に第2半導体領域を
形成する第2の導入工程と、 前記主面の周辺回路形成領域において、前記MISFE
Tのゲート電極の一方の端部に対して自己整合的に不純
物を導入して前記半導体基板内に第5半導体領域を形成
する第5の導入工程と、 前記第1、第2及び第5の導入工程の後に、前記主面の
メモリセル形成領域において、前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側壁に対して自己
整合的に第1サイドウォールスペーサを形成し、かつ、
前記周辺回路形成領域において、前記MISFETのゲ
ート電極の側壁に対して自己整合的に第2サイドウォー
ルスペーサを形成する工程と、 前記主面の周辺回路形成領域において、前記第2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
て前記半導体基板内に第6半導体領域を形成する第6の
導入工程とを含み、 前記第1、第2、第5及び第6半導体領域は同じ導電型
であり、 前記第1半導体領域における不純物濃度は、前記第2半
導体領域における不純物濃度より高く形成され、 前記第1半導体領域における不純物濃度は、前記第5半
導体領域における不純物濃度より高く形成され、 前記第6半導体領域における不純物濃度は、前記第5半
導体領域における不純物濃度より高く形成され、 前記第6半導体領域の接合深さは、前記第5半導体領域
の接合深さよりも深く、 前記第5半導体領域は、前記
第6半導体領域と前記MISFETのチャネル形成領域
との間に形成され、 前記第5及び第6半導体領域は、前記MISFETのド
レインとして作用することを特徴とする半導体記憶装置
の製造方法。
8. A semiconductor substrate having a main surface, a first semiconductor region and a second semiconductor region formed in the semiconductor substrate, and the first semiconductor region and the second semiconductor region in the semiconductor substrate .
A channel forming region formed between the semiconductor region, a first gate insulating film formed over the channel forming region, a floating gate electrode formed over the first gate insulating film; A memory cell including a second gate insulating film formed over the gate electrode, a control gate electrode formed over the second gate insulating film, and MISFE forming a peripheral circuit
Possess a T, injecting hot carriers into the floating gate electrode
Alternatively, the injected hot carrier is flowed
Through the first gate insulating film from the first gate insulating film
Releasing to the first semiconductor region by tunneling;
And a method for recording or erasing information in the semiconductor memory device, wherein a first gate insulating film, a floating gate electrode, a second gate insulating film, and a control gate electrode are sequentially stacked on the main surface of the semiconductor substrate. And in the peripheral circuit formation region of the main surface, the MISF
Forming a gate insulating film of ET and a gate electrode of the MISFET on the gate insulating film; and introducing an impurity in the memory cell forming region in a self-aligned manner with respect to one end of the control gate electrode. the forming the first semiconductor region in the semiconductor substrate and
1 of the introduction step, in the memory cell forming region, the control gate electrode and the second forming a second semiconductor region by introducing a self-aligning manner impurities in said semiconductor substrate at least to the other end Introducing the MISFE in the peripheral circuit forming region on the main surface.
A fifth introduction step of introducing an impurity in a self-alignment manner with respect to one end of the T gate electrode to form a fifth semiconductor region in the semiconductor substrate ; after the introduction step, in the memory cell formation region of the main surface, forming a first sidewall spacer in a self-aligned manner with respect to the side walls of the control gate electrode and floating gate electrode, and,
Forming a second sidewall spacer in the peripheral circuit formation region in a self-aligned manner with respect to the side wall of the gate electrode of the MISFET; Forming a sixth semiconductor region in the semiconductor substrate by introducing impurities in a self-aligned manner .
And a step of introducing said first, a second, fifth and sixth semiconductor regions are the same conductivity type, the impurity concentration of definitive to the first semiconductor area, from the impurity concentration definitive in the second semiconductor area high is formed, the impurity concentration of definitive to the first semiconductor area, said fifth formed higher than definitive impurity concentration in the semiconductor area, said sixth impurity concentration definitive in the semiconductor area is in the fifth semiconductor area formed higher than definitive impurity concentration, the junction depth of the sixth semiconductor region, it said fifth deeper than the junction depth of the semiconductor region, said fifth semiconductor region, said sixth semiconductor region and the channel formation region of the MISFET is formed between the fifth and sixth semiconductor regions, a method of manufacturing a semiconductor memory device characterized by acting as a drain of the MISFET.
【請求項9】 前記第1の導入工程及び前記第2の導入
工程において前記不純物がヒ素であり、第1半導体領域
の不純物濃度は、前記第2半導体領域の不純物濃度より
高いことを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置
の製造方法。
Wherein said impurities have you to the first introduction step and the second introduction <br/> step is arsenic, the first semiconductor region
9. The method according to claim 8, wherein the impurity concentration of the second semiconductor region is higher than the impurity concentration of the second semiconductor region.
【請求項10】 前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導入して、前記半導
体基板内に前記第1半導体領域より深い第3半導体領域
を形成する第3の導入工程を含み、 前記第3の導入工程における不純物は、リンであり、 前記第3の導入工程におけるリンの不純物濃度は、前記
第1半導体領域におけるヒ素の不純物濃度より低くされ
ことを特徴とする請求項9に記載の半導体記憶装置の
製造方法。
10. introducing a self-aligning manner impurities relative to one end of the control gate electrode, the third introduction for forming the deep third semiconductor region than the first semiconductor region in a semiconductor substrate includes the step, the impurity in the third step of introducing is phosphorus, the impurity concentration of phosphorus in the third introduction step, the first than the impurity concentration of arsenic definitive in the semiconductor area low rot
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 9, characterized in that that.
【請求項11】 前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導入して、前記半導
体基板に、前記チャネル形成領域の少なくとも第2半導
体領域側の部分に第4半導体領域を形成する第4の導入
工程を含み、 前記第4半導体領域は、前記第1半導体領域の導電型と
は逆の導電型であり、 前記第4半導体領域の不純物濃度は、前記半導体基板の
不純物濃度より高く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. introducing a self-aligning manner impurities relative to one end of the control gate electrode, wherein the semiconductor base plate, the fourth semiconductor at least a second semiconductor region side portions of the channel forming region A fourth introduction step of forming a region, wherein the fourth semiconductor region has a conductivity type opposite to a conductivity type of the first semiconductor region, and an impurity concentration of the fourth semiconductor region is: claim 10, characterized in that spoil higher than the impurity concentration of said semiconductor substrate
6. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項12】 前記フローティングゲート電極前記
第1半導体領域との重なり量が、前記フローティングゲ
ート電極と前記第2半導体領域との重なり量よりも大き
いことを特徴とする請求項8乃至請求項11の何れか一
に記載の半導体記憶装置の製造方法。
12. the amount of overlap between the floating gate electrode and the first semiconductor region, said floating gate
12. The semiconductor device according to claim 8 , wherein the overlap amount is larger than an overlap amount between the gate electrode and the second semiconductor region.
13. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to item 13.
【請求項13】 前記第1半導体領域の接合深さが、前
記第2半導体領域の接合深さよりも深いことを特徴とす
る請求項8乃至請求項12の何れか一項に記載の半導体
記憶装置の製造方法。
13. The semiconductor memory device according to claim 8 , wherein a junction depth of said first semiconductor region is deeper than a junction depth of said second semiconductor region. Manufacturing method.
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