JP3358719B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JP3358719B2
JP3358719B2 JP03539199A JP3539199A JP3358719B2 JP 3358719 B2 JP3358719 B2 JP 3358719B2 JP 03539199 A JP03539199 A JP 03539199A JP 3539199 A JP3539199 A JP 3539199A JP 3358719 B2 JP3358719 B2 JP 3358719B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造方法に関するものであり、特に、1チップマイ
クロコンピュータからなる半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】制御部、演算部、記憶部及び入出力部を
同一半導体基板上に搭載した1チップマイクロコンピュ
ータは、例えば、CQ出版株式会社から昭和59年4月
1日に発行された早川正春著「ワンチップ・マイコンの
基礎とその応用技術」に記載されているように、安価で
かつ高機能な制御用素子として産業用や家電用に広く使
われている。前記1チップマイクロコンピュータの記憶
部は各種情報処理のためのプログラムや辞書データ等が
記憶されるROM(Read Only Memory)と、主に実行中の
プログラムや演算途中のデータが一時記憶されるRAM
(Random Access Memory)とから構成される。
【0003】前記ROMとしては通常、製造工程中にデ
ータの書き込みを行うマスクROMが使用されている
が、システムデバッグ等を容易にするため、製造後にデ
ータを書き込むことが可能なEPROM(Erasable and
Programmable ROM)も広く使用されている。EPROM
は、紫外線を照射することによってそのデータの消去が
できるので、何回でも情報の書き替えができて、自由度
の大きな1チップマイクロコンピュータを得ることがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、1チップ
マイクロコンピュータにおける記憶手段を検討した結
果、次の問題点を見出した。
【0005】SRAMは高速のデータ転送が可能である
が、大容量化が困難である。一方、DRAMは大きな記
憶容量を実現することが可能ではあるが、転送速度が遅
いという欠点がある
【0006】
【0007】
【0008】本発明の目的は、1チップマイクロコンピ
ュータからなる半導体集積回路装置が備えている半導体
集積回路装置の機能を向上することが可能な技術を提供
することにある。
【0009】本発明の他の目的は、SRAMとDRAM
を備えたマイクロコンピュータからなる半導体集積回路
装置の製造工程を低減することができる技術を提供する
ことにある。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。
【0010】
【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。すなわち、CPUとSRAMとD
RAMとが同一半導体基板上に形成されており、前記D
RAMの記憶容量が前記SRAMの記憶容量よりも大き
く、前記DRAMは、第1の領域に形成され、前記DR
AMを構成するものでないMISFETは、前記第1の
領域とは異なる第2の領域に形成されており、前記第1
の領域と前記第2の領域とは、電気的に分離され、夫々
独立して基板電位設定を可能とする。SRAMとDRA
Mとが同一半導体基板上に形成されており、前記SRA
Mは、MISFETで構成されたメモリセルを有し、前
記DRAMは、第1の領域に形成されており、前記MI
SFETは、前記第1の領域とは異なる第2の領域に形
成されており、前記第1の領域と前記第2の領域とは、
電気的に分離され、夫々独立して基板電位設定を可能と
する。
【0011】また、CPUとDRAMとが同一半導体基
板上に形成されており、前記CPUは、MISFETを
有し、前記DRAMの記憶容量が前記SRAMの記憶容
量よりも大きく、前記DRAMは、第1の領域に形成さ
れ、前記MISFETは、前記第1の領域とは異なる第
2の領域に形成されており、前記第1の領域と前記第2
の領域とは、電気的に分離され、夫々独立して基板電位
設定を可能とする。SRAMとDRAMとEEPROM
とが同一半導体基板上に形成されており、前記DRAM
の記憶容量が前記SRAMの記憶容量よりも大きく、
記EEPROMは、MISFETを有し、前記DRAM
は、第1の領域に形成されており、前記MISFET
は、前記第1の領域とは異なる第2の領域に形成されて
おり、前記第1の領域と前記第2の領域とは、電気的に
分離され、夫々独立して基板電位設定を可能とする。
【0012】上述した手段によれば、大きな記憶容量を
必要とするプログラムデータや辞書データはEPROM
で記憶し、フィードバック制御の制御データのようにデ
ータの内容が時間と共に変化しかつ電源が遮断されたと
きにも記憶しておくことが必要な制御データはEEPR
OMで記憶するので、1チップマイクロコンピュータか
らなる半導体集積回路装置の機能を向上することができ
る。
【0013】また、1チップマイクロコンピュータから
なる半導体集積回路装置上のEPROMのメモリセルを
形成する工程と、EEPROMのメモリセルを形成する
工程の一部を共用しているので、前記半導体集積回路装
置の製造工程を低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施の形態の
1チップマイクロコンピュータからなる半導体集積回路
装置のブロック図である。
【0015】図1において、1はマイクロコンピュータ
が構成されている半導体チップであり、CPU(マイク
ロプロセッサ)100、OSC(発信器)101、I/
O(入出力ポート)102、SI(シリアル・インター
フェース)103、TIMER(タイマ)104、EP
ROM(イレイザブル&プログラマブル・リード・オン
リー・メモリ)105、VCXC(電圧制御回路)10
6、EEPROM(エレクトリカリー・イレイザブル&
プログラマブル・リード・オンリー・メモリ)107、
SRAM(スタティック・ランダム・アクセス・メモ
リ)108、DRAM(ダイナミック・ランダム・アク
セス・メモリ)109、I/OBUS(入出力バス)1
10を備えている。CPU100は制御部、演算部及び
種々のレジスタから構成されている。OSC101は、
制限されるものではないが、半導体チップ1の外部に設
けられる水晶振動子Xtalを利用して高精度の基準周
波数信号を形成するものであり、ここで形成された基準
周波数信号によりCPU100において必要とされるク
ロックパルスを形成する。I/O102はその内部にデ
ータ転送方向レジスタを含んでいる。EPROM10
5、EEPROM107、SRAM108、DRAM1
09には記憶素子の情報の読み出しや書き込みあるいは
消去動作に必要な制御回路が含まれている。VCXC10
6は、EPROM105の書き込み動作やEEPROM
107の書き込み消去動作に必要なワード線電圧あるい
はデータ線電圧を制御するものである。SI103はシ
リアル・クロック,シリアル・イン,シリアル・アウト
の3本の端子と所定ビットのレジスタから構成されてお
り、複数のマイクロコンピュータを用いる場合のそれら
マイクロコンピュータ間のデータ転送を行うための入出
力ポートとして使用される。TIMER104は割り込
み処理等の多重処理に必要な時間を設定するために用い
られるものである。これらCPU100、I/O10
2、SI103、TIMER104、EPROM10
5、VCXC106、EEPROM107、SRAM10
8、DRAM109は、CPU100を中心にI/OB
US110によって相互に接続されている。なお、I/
OBUS110は、データバス,アドレスバス,制御バ
スの三つからなっている。
【0016】前記EPROM105は、各種情報処理の
ためのプログラムや辞書データ等が記憶される。そし
て、EPROM105には、前記プログラムや辞書デー
タ等の中で比較的データの書き替え回数が少なく、また
大容量を必要とするものの記憶に用いる。EEPROM
107は、各種情報処理のためのプログラムや辞書デー
タ等の記憶とともに、時間と共に変化するフィードバッ
ク制御の制御データ、実行中のプログラムや演算途中の
データあるいはCPU100のレジスタ中のデータ等の
中で、電源遮断時にも記憶させておくことが必要なデー
タの記憶にも用いられる。また、EEPROM107
は、各種情報処理のためのプログラムや辞書データ等の
EPROM105にも記憶させることができるデータの
中で、データの書き替えが頻繁に行われ、またデータ容
量の少なくないデータの記憶に用いられる。
【0017】前記EPROM105の書き込み動作は、
次の手順で行われる。すなわち、CPU100から出さ
れる各種の制御信号により、EPROM105を書き込
み可能な動作状態にするとともに電圧制御回路(V
CXC)106を動作させ、外部から印加される書き込み
電圧あるいはマイクロコンピュータの通常の動作のため
に印加される電圧により所定のワード線電圧あるいはデ
ータ線電圧を発生させる。
【0018】次に、CPU100はI/O102を介し
て外部から直接EPROM105に入力されたデータあ
るいは一度RAM(SRAM108,DRAM109)
を介して入力されたデータに基づき、EPROM105
の所定のアドレスに所定のデータを書き込む。EPRO
M105への各種データの書き込みが終了した後、CP
U100は、EPROM105の書き込み動作と電圧制
御回路106の動作を終了させる。
【0019】次に、前記EEPROM107の書き込み
および消去動作を説明する。EEPROM107の書き
込みおよび消去動作は、CPU100から出される各種
制御信号により、EEPROM106を書き込み乃至は
消去可能な動作状態にするとともに、電圧制御回路10
6を動作させて外部から印加される書き込み電圧、消去
電圧あるいはマイクロコンピュータの通常の動作のため
の電圧により所定のワード線電圧あるいはデータ線電圧
を発生させる。次に、CPU100はI/O102を介
して外部から直接EEPROM107に入力されたデー
タあるいは一度SRAM108やDRAM109を介し
て入力されたデータに基づいて、EEPROM107の
所定のアドレスに所定のデータの書き込みあるいは消去
またはデータの書き替えを行う。このEEPROM10
7への各種データの書き込み、消去あるいはデータの書
き替えが終了した後、CPU100はEEPROM10
7の書き込み乃至は消去動作を終了させる。
【0020】本実施の形態のマイクロコンピュータの通
常の動作は、各種制御信号、EPROM105及びEE
PROM107に記憶されているプログラムや辞書デー
タを基に、I/O102に入力された各種データに所定
の処理を施した後、そのデータをI/O102から外部
へ出力する。ここで、I/O102に入力された各種デ
ータ、所定の処理が施されたデータあるいはCPU10
0のレジスタ中のデータの中で電源遮断時にも記憶して
おくことが必要なデータ、すなわち電源遮断後の再動作
時において必要となる前記各データは、前述したEEP
ROM107の動作手順に従って所定のアドレスに記憶
させる。このEEPROM107への記憶は、各所の処
理毎にその中間データをEEPROM107に記憶させ
ながら行ってもよく、あるいは所定の処理が終了した後
の最終のデータをEEPROM107に記憶させるよう
にしてもよい。
【0021】一方、本実施の形態のマイクロコンピュー
タは、事故によって異常な電源遮断が発生した場合に
は、再び動作を開始するときに必要となる各種データ、
すなわちI/O102に入力される各種データ、所定の
処理が施されたデータあるいはCPU100のレジスタ
中のデータの中の所定のデータを前述したEEPROM
107の操作手順に従って所定のアドレスに記憶させ
る。このように、本実施の形態のマイクロコンピュータ
は、電源遮断時にもEEPROM107の動作を正常に
行うため、その動作に必要な電圧を供給する電源電圧バ
ックアップ回路を有している。この電源電圧バックアッ
プ回路は、特に制限されるものではないが、容量と制御
回路とからなり本実施の形態のマイクロコンピュータと
同一の半導体チップに構成されたものでもよく、あるい
は本実施の形態のマイクロコンピュータを含み、電源を
同一とする電子機器上に構成されたものであってもよ
い。
【0022】次に、図1と図3を用いて、前記EPRO
M105の回路動作を説明する。図3は、本実施の形態
のマイクロコンピュータに搭載されているEPROM1
05の回路の概略構成を示した等価回路図である。
【0023】本実施の形態のマイクロコンピュータのE
PROM105は、電源電圧Vcc例えば5Vのような
論理電圧系と、書き込み電圧Vppあるいは書き込み電
圧Vppを電圧制御回路106で昇圧又は降圧して得た
十数Vの高い電圧VCXからなる書き込み用電圧系を動作
電源としている。通常の読み出し動作時は、論理電圧系
によって動作する。
【0024】EPROM105はアドレス入力端子Xo
乃至XiおよびYo乃至Yjを介入して供給されるアド
レス信号と、制御端子CE、OE、PGMを介して供給
されるチップイネーブル信号、出力イネーブル信号、プ
ログラム信号によってその動作が制御される。これらの
制御信号はCPU100からの制御により図示されてい
ないEPROM105内の制御回路により中継され、あ
るいは形成される。
【0025】本実施の形態におけるEPROM105は
8ビット単位でメモリセルの読み出しあるいは書き込み
動作を行う。メモリセルアレイM−ARYは、電気的に
書き込みを行い、紫外線の照射により消去する複数のM
ISFETQEP1乃至QEP4と、ワード線W0乃至W1を
含む複数のワード線と、データ線D0乃至D1を含む複
数のデータ線により構成される。メモリセルアレイM−
ARYにおいて、同じ行に配置されたMISFETQ
EP1,QEP2乃至QEP3,QEP4のドレインはそれぞれ対応
するデータ線D0、D1に接続される。アドレス端子X
o乃至XiおよびYo乃至Yjを介してCPU100か
ら供給されるXアドレス信号およびYアドレス信号はX
アドレスバッファXADBおよびYアドレスバッファY
ADBに入力される。アドレスバッファXADB、YA
DBは制御回路CONTによって形成されるタイミング
信号ceによって動作し、CPU100から供給される
アドレス信号を取り込み、それと同相および逆相の内部
アドレス信号からなる相補アドレス信号を形成し、Xア
ドレスデコーダXDCRおよびYアドレスデコーダYD
CRに供給する。
【0026】前記XアドレスデコーダXDCRはXアド
レスバッファXADBにより供給される相補アドレス信
号に従い、メモリセルアレイM−ARYのワード線を選
択するための選択信号を供給する。Xアドレスデコーダ
XDCRにより形成されるワード線選択信号の電圧レベ
ルは、電圧制御回路106から供給される電圧VCXによ
り決定される。通常の読み出し動作時は論理電圧系であ
る電源電圧Vccレベルに設定され、また書き込み動作
時は書き込み用電圧系であるVCXレベルに設定される。
【0027】YアドレスデコーダYDCRは、アドレス
バッファYADBにより供給される相補アドレス信号に
より、メモリセルアレイM−ARYのデータ線を選択す
るための選択信号を形成する。YアドレスデコーダYD
CRから出力される選択信号はYゲート回路YGATE
のMISFETY11,Y12,Y21,Y22のゲート電極に
供給される。データ線の選択は、Yゲート回路YGAT
AEのMISFETY 11,Y12により複数のデータ線群
からなる第1の選択を行った後、MISFETY21,Y
22により前記データ線群から所定のデータ線を選択する
第2の選択により行う。ここで、Yゲート回路YGAT
Eを直列に接続した2つのMISFETで構成したこと
により、各MISFETの負荷容量を低下させることが
でき、高速の読み出し動作が可能となる。また、通常の
読み出し動作におけるデータ線の電圧レベルは、読み出
し中にMISFETQEP1乃至QEP4が誤書き込みされる
のを防止するために、ワード線に供給される電源電圧V
ccレベルよりも低いレベルに設定される。さらに具体
的にはVccの20乃至40%のレベルに設定される。
書き込み動作時は、書き込み用電圧系であるVCXレベル
に対応した所定の電圧に設定される。また、各々のデー
タ線D0、D1は共通データ線CDに結合されている。
【0028】データ出力回路DOBは、センスアンプ回
路SAを介して共通データ線に結合される。センスアン
プは、特に制限されるものではないが、本実施の形態で
はカレントミラー方式のセンスアンプ回路が用いられて
いる。また、データ出力回路DOBは、入出力端子DI
0乃至はDI7に結合されている。データ入力回路DI
Bは、入出力端子DI0乃至DI7に結合された入力バ
ッファから構成されている。
【0029】EPROM105におけるデータの記憶
は、メモリセルに用いられるMISFETQEP1乃至Q
EP4のしきい値電圧を通常の比較的低い電圧(論理
“1”)か、フローティングゲート電極に対する電荷注
入による書き込みにより比較的高い電圧(論理“0”)
にするかによって行われる。
【0030】次に、図1と図4を用いて、前記EEPR
OM107の回路動作を説明する。図4は、本実施の形
態のマイクロコンピュータに搭載されているEEPRO
M107の回路の概略構成を示した等価回路図である。
【0031】本実施の形態のマイクロコンピュータが搭
載しているEEPROM107は、電源電圧Vcc例え
ば5Vのような論理電圧系と、書き込み乃至消去電圧V
ppあるいは電圧制御回路106により電圧Vpp乃至
は電圧Vccを昇圧あるいは降圧して得られた十数Vの
ような高いレベルの書き込み乃至消去電圧VCX系を動作
電源としている。通常の読み出し動作は論理電圧系によ
って動作する。EEPROM107はアドレス入力端子
Xo乃至XiおよびYo乃至Yiを介して供給されるア
ドレス信号と、CPU100からの制御により図示され
ていないEEPROM107中のメモリ制御回路により
制御され、あるいは形成される各種の制御信号によっ
て、その動作が制御される。
【0032】本実施の形態におけるEEPROM107
は、8ビット単位でメモリの読み出し、書き込みあるい
は消去動作を行う。メモリアレイM−ARYは電気的に
書き込みおよび消去を行う複数のメモリMISFETQ
EEP1乃至QEEP4と、前記メモリMISFETQEEP1乃至
EEP4の読み出し、書き込みおよび消去の動作を制御す
るスイッチMISFETQS1乃至QS4と、ワード線WE0
乃至WE1とWS0乃至W S1を含む複数のワード線と、デー
タ線D0乃至D1を含む複数のデータ線により構成され
る。メモリアレイM−ARYにおいて、同じ行に配置さ
れたメモリMISFETQEEP1,QEEP2乃至QEEP3,Q
EEP4のコントロールゲート電極はそれぞれ対応するワー
ド線WE0乃至WE1に接続され、スイッチMISFETQ
S1,QS2乃至QS3,QS4のゲート電極はそれぞれ対応す
るワード線WS0乃至WS1に接続され、同じ列に配置され
たスイッチMISFETQS1,QS3乃至QS2,QS4のド
レインはそれぞれ対応するデータ線D0乃至D1に接続さ
れる。また、スイッチMISFETQS1乃至QS4のソー
スはメモリMISFETQEEP1乃至QEEP4に接続され、
メモリMISFETQEEP1乃至QEEP4のソースは接地さ
れている。
【0033】アドレス端子Xo乃至XiおよびYo乃至
Yjを介してCPU100から供給されるXアドレス信
号およびYアドレス信号は、XおよびYアドレスバッフ
ァXYADBに入力される。アドレスバッファXYAD
Bは、制御回路CONTによって形成されるタイミング
信号に従って動作し、CPU100から供給されるアド
レス信号を取り込み、それと同相および逆相の内部アド
レス信号からなる相補アドレス信号を形成し、それをX
アドレスデコーダXDCRおよびYアドレスデコーダY
DCRに供給する。また、アドレスバッファXYADB
はその内部にラッチ回路を備えており、ラッチ回路にア
ドレス信号を一時記憶することができる。
【0034】XアドレスデコーダXDCRは、アドレス
バッファXYADBから供給される相補アドレス信号に
従い、メモリアレイM−ARYの2種類のワード線を選
択するための選択信号を形成する。
【0035】YアドレスデコーダYDCRは、アドレス
バッファYADBから供給される相補アドレス信号に従
って、メモリアレイM−ARYのデータ線D0乃至D1
選択するための選択信号を形成する。Yアドレスデコー
ダYDCRから出される選択信号は、Yゲート回路YG
ATEに供給される。Yゲート回路YGATEは、特に
制限されるものではないが、前記図3のYゲート回路Y
GATEと同じ方式である。
【0036】データ入出力回路IOBは、前記データ線
と入出力端子DI0乃至DI7に結合されている。ま
た、データ入出力回路IOBはセンスアンプ回路、入出
力バッファ回路および入力データの一時記憶用のラッチ
回路から構成されている。
【0037】データラッチ回路及びプログラム回路DL
は、入出力端子DI0乃至DI7から供給される書き込
み乃至消去データを一時記憶するとともに、その書き込
み乃至消去データに基づいてメモリセルMISFETQ
EEP1乃至QEEP4の情報の書き込み乃至消去動作を行うた
めのものである。
【0038】本実施の形態のマイクロコンピュータのE
EPROM107が前記のように種々のラッチ回路を備
えていることにより、書き込み乃至消去動作時の誤書き
込み乃至誤消去を防止することができる。
【0039】前記EEPROM107のメモリMISF
ETQEEP1乃至QEEP4は、後述するように、フローティ
ングゲート電極と、その下部のトンネル電流を流すこと
が可能なトンネル絶縁膜と、その下の半導体領域を備え
ている。そして、書き込み動作とは、フローティングゲ
ート電極から電子を放出することによってメモリMIS
FETQEEP1乃至QEEP4のしきい値電圧をソース電圧よ
り低くすることを言い、また消去動作とはフローティン
グゲート電極に電子を注入することによってメモリMI
SFETQEEP1乃至QEEP4のしきい値をソース電圧より
も高くすることを言う。これら書き込みにおける電子の
放出及び消去における電子の注入は、トンネル絶縁膜を
通して行われる。
【0040】次に、前記EEPROM107の情報の書
き込みを行うときの回路動作を説明する。
【0041】まず、CPU100から出される各種制御
信号によりEEPROM107を書き込み可能な動作状
態にするとともに、書き込みを行うアドレスをアドレス
バッファXYADBのラッチ回路に一時記憶する。ま
た、データラッチ回路及びプログラム回路DLのラッチ
回路に書き込みデータを一時記憶する。次に、書き込み
を行うメモリMISFETQEEP1乃至QEEP4が結合され
たスイッチMISFETQS1乃至QS4のワード線WS0
至WS1の電位を書き込みが可能な高い電圧にして、スイ
ッチMISFETQS1乃至QS4を動作状態にする。この
とき、メモリMISFETQEEP1乃至QEEP4に結合され
る全てのワード線WE0乃至WE1は、ほぼ0Vの低い電圧
にする。この後、書き込みを行うメモリMISFETQ
EEP1乃至Q EE P4にスイッチMISFETQS1乃至QS4
介して結合されているデータ線D0乃至D1に書き込み可
能な高い電圧を印加する。
【0042】以上の回路動作により、メモリMISFE
TQEEP1乃至QEEP4のフローティングゲート電極の下に
設けられているトンネル絶縁膜の下部の半導体領域の電
位が、コントロールゲート電極に印加されている電位よ
りも高くなるので、このコントロールゲート電極よりさ
らに低い電位になっているフローティングゲート電極中
の電子は、前記トンネル絶縁膜を介してその下の半導体
領域中へ放出され書き込みがなされる。
【0043】次に、情報の消去を行うための回路動作を
説明する。本実施の形態では、制御されるものではない
が、ワード線毎に消去動作を行うようになっている。消
去動作は、まず、CPU100から出される各種制御信
号によりEEPROM107を消去可能な動作状態にし
て、ワード線WE0、WE1乃至WS0、WS1を接地電圧に近
い低い電圧レベルに設定する。このとき、制限されるも
のではないが、データ線D0、D1の電圧も接地電圧に近
い低い電圧レベルに設定するようにしている。次に、メ
モリMISFETQEEP1乃至QEEP4に結合されたワード
線WE0、WE1のうちで、消去すべきワード線WE0乃至W
E1を消去が可能な高い電圧レベルとする。これらのこと
を行うと、メモリMISFETQEEP1乃至QEEP4のコン
トロールゲート電極の電圧が、トンネル絶縁膜の下の半
導体領域の電圧よりも高くなるので、その半導体領域中
の電子がトンネル絶縁膜を介してフローティングゲート
電極中に注入されて消去がなされる。
【0044】次に、情報の読み出しを行うための回路動
作を説明する。読み出し動作は、まずメモリMISFE
TQEEP1乃至QEEP4に結合されたワード線WE0乃至WE1
を常に接地電圧に近い非選択状態にして、スイッチMI
SFETQS1乃至QS4に結合されるワード線WS0乃至W
S1とデータ線D0乃至D1を選択することにより、複数の
メモリセルの中から特定のメモリセルを選択する。
【0045】この選択されたメモリセルのメモリMIS
FET(QEEP1乃至QEEP4のいずれか、以下、単にQ
EEP1乃至QEEP4)のフローティングゲート電極中に電子
が書き込まれていた場合には、前記のようにワード線W
E0乃至WE1が低い電位になっているので、そのメモリM
ISFETQEEP1乃至QEEP4が非導通となり、これに対
応した論理“0”がデータ線D0乃至D1に読み出され
る。
【0046】一方、前記選択されたメモリセルのメモリ
MISFETQEEP1乃至QEEP4のフローティングゲート
電極中に電子が注入されていない場合には、そのメモリ
MISFETQEEP1乃至QEEP4が導通状態となり、これ
に対応して論理“1”がデータ線D0乃至D1に読み出さ
れる。
【0047】次に、図1に示したマイクロコンピュータ
が備えているSRAM108及びDRAM109につい
て述べる。
【0048】前記SRAM108は、主として実行中の
プログラムや演算途中のデータの中で、CPU100あ
るいはI/O102との間のデータの転送を高速で行う
必要のあるデータの一時記憶回路として用いられる。
【0049】本実施の形態のマイクロコンピュータが備
えているSRAM108のメモリセルは、図2に示した
ように、2個のPチャネルMISFET205,206
と、4個のNチャネルMISFET203,204,2
07,208とで構成されている。
【0050】なお、図2は、図1に示した本発明の一実
施の形態のマイクロコンピュータが備えているSRAM
108のメモリセルの等価回路である。
【0051】なお、SRAM108のメモリセルは、2
個の高抵抗の抵抗素子と4個のMISFETとで構成し
たものであってもよい。DRAM109は、主として実
行中のプログラムや演算途中のデータの中で、CPU1
00あるいはI/O102との間のデータ転送を高速で
行う必要がなく、また大容量のメモリを必要とするデー
タの一時記憶回路として用いられる。本実施の形態のD
RAM109のメモリセルは、電荷を蓄積する容量部と
これを制御するスイッチMISFETとで構成されてい
る。このように、本実施の形態のマイクロコンピュータ
の、RAMはSRAM108とDRAM109とで構成
され、データ容量は小量であるが高速のデータ転送を必
要とするデータの記憶にはSRAM108を用い、デー
タの転送は高速で行う必要はないが容量の大きなデータ
の記憶にはDRAM109を用いる。前記SRAM10
8は、いわゆるキャッシュメモリとして動作し、CPU
100との間で高速のデータ転送を行う。
【0052】本実施の形態におけるDRAM109は、
基板1に回路の電気的動作の基準となる電位すなわち接
地電位Vss例えば0Vより低い負電位を印加して動作
させることはしない。これは、基板1に前記のように接
地電位Vssより低い負電位を印加すると、通常、基板
1を負電位にしないで動作させるEPROM105やE
EPROM107等を構成するMISFETの特性が変
化してしまうからである。ただし、基板1のDRAM1
09が構成されている領域が、EPROM105やEE
PROM107等他のMISFETが構成されている領
域と電気的に分離されている場合には、基板1に前記負
電位を印加して動作させるようにしてもよい。すなわ
ち、後述するように、DRAM109とその他のEEP
ROM107,EPROM105等とをそれぞれ別々の
P型ウエル領域に設けるようにし、それらP型ウエル領
域の間を電気的に分離するようにしてもよい。
【0053】DRAM109のリフレッシュ動作は、C
PU100の制御により行う。また、DRAM109の
ワード線の電位は、論理系の電圧であるVccよりも高
い電位に設定して動作させる。この電圧は電圧制御回路
106で発生させる。
【0054】次に、本実施の形態のマイクロコンピュー
タを構成しているそれぞれのMISFETの構造を図
5、図6、図7を用いて説明する。
【0055】図5は、図1のマイクロコンピュータが備
えているEPROM105を構成しているMISFET
の断面図、図6は、図1のマイクロコンピュータが備え
ているEEPROM107を構成しているMISFET
の断面図、図7は、図1のマイクロコンピュータが備え
ているCPU100やI/O102等を構成するMIS
FETの断面図である。
【0056】図5において、Q1はEPROM105の
メモリセルを構成するMISFETであり、Q2は前記
EPROM105のアドレスバッファやデコーダ等の周
辺回路を構成するNチャネルMISFET、Q3は前記
EPROM105のアドレスバッファやデコーダ等の周
辺回路を構成するPチャネルMISFETである。EP
ROM105のメモリセルを構成するMISFETQ1
は、p〜型単結晶シリコンからなる半導体基板1の主面
部のp〜型ウエル領域3に設けられ、薄い酸化シリコン
膜からなる第1ゲート絶縁膜6と、例えば多結晶シリコ
ン膜からなるフローティングゲート電極7Aと、薄い酸
化シリコン膜からなる第2ゲート絶縁膜8Aと、例えば
多結晶シリコン膜の上にタングステンシリサイド膜(W
Si2)を積層した2層膜からなるコントロールゲート
電極9Aと、ソース,ドレインのチャネル領域側の部分
を成すn型半導体領域11Aと、ソース,ドレインの前
記n型半導体領域11A以外の部分を成すn+型半導体
領域13Aとで構成されている。第1ゲート絶縁膜6の
膜厚は例えば500Å程度であり、第2ゲート絶縁膜8
Aは例えば350Å程度である。前記n型半導体領域1
1Aは、ホットキャリアの発生を増加させて情報の書き
込み特性を向上させるためのものである。なお、コント
ロールゲート電極9Aはワード線でもある。フローティ
ングゲート電極7Aの側面及びコントロールゲート電極
9Aの側面と上面は、薄い酸化シリコン膜10で覆われ
ている。そして、フローティングゲート電極7A及びコ
ントロールゲート電極(ワード電極)9Aの側部には酸
化シリコン膜からなるサイドウォール12が設けられて
いる。そして、ワード線が延在している方向におけるメ
モリセルQ1同志の間は、酸化シリコン膜からなるフィ
ールド絶縁膜4とその下のp型チャネルストッパ領域5
とで分離されている。情報の読み出し時におけるドレイ
ンの一部を成すn+型半導体領域13にはデータ線16
Dが接続している。データ線16Dは、例えばアルミニ
ウム膜、アルミニウムを主成分としてこれにシリコン,
銅,パラジュウム等を添加したもの、あるいはこれらの
膜の下部にあるいは上部にシリサイド膜(MoSi2
TaSi2,TiSi2,WSi2等)を設けた多層膜か
らなっている。14は第1層目のパッシベーション膜で
あり、例えばCVDで形成した酸化シリコン膜、フォス
フォシリケートガラス(PSG)膜、ボロンドープドP
SG(BPSG)膜、プラズマCVD法による酸化シリ
コン膜あるいはこれらの積層膜で形成されている。15
は接続孔である。17は第2層目のパッシベーション膜
であり、プラズマCVD法で形成した酸化シリコン膜、
回転塗布法で形成したスピン・オン・グラス膜等からな
っている。前記周辺回路を構成するNチャネルMISF
ETQ2は、ゲート絶縁膜6と、例えば多結晶シリコン
膜からなるゲート電極7Bと、ソース,ドレインのチャ
ネル領域側を成すn〜型半導体領域11Bと、ソース,
ドレインの前記n〜型半導体領域11B以外の部分を成
すn+型半導体領域13Bとで構成されている。前記n
〜型半導体領域11Bは、ドレインの端部でのホットキ
ャリアの発生を制御して、MISFETQ2の電気的特
性が変化するのを防止するためのものである。ゲート電
極7Bの側面及び上面は薄い酸化シリコン膜10によっ
て覆われている。ドレイン側のn+型半導体領域13B
には接続孔15を通してアルミニウム膜からなる配線1
6が接続している。そして、このn+型半導体領域13
は、ドレインの耐圧を向上させるため、サイドウォール
12から所定距離だけ離して設けられている。前記周辺
回路を構成するPチャネルMISFETQ3は、半導体
基板1の主面のn〜型ウエル領域2に設けられており、
ゲート絶縁膜6と、例えば多結晶シリコン膜からなるゲ
ート電極7Bと、ソース,ドレインのチャネル側の部分
を成すp〜型半導体領域11Cと、ソース,ドレインの
前記p〜型半導体領域11C以外の部分を成すp+型半
導体領域13Cとで構成されている。配線17には接続
孔18を通して配線19が接続されている。この配線1
9は前記配線17と同様の材料からなっている。なお、
図示していないが、配線19の上にはPSG膜、プラズ
マCVD法による窒化シリコン膜等からなる最終パッシ
ベーション膜が設けられる。
【0057】前記メモリセルQ1のフローティングゲー
ト電極7Aと、NチャネルMISFETQ2のゲート電
極7Bと、PチャネルMISFETQ3のゲート電極7
Bは、同じ第1層目の導電膜からなっている。メモリセ
ルQ2のゲート電極9Aは第2層目の導電膜からなって
いる。また、メモリセルQ1,NチャネルMISFET
Q2,PチャネルMISFETQ3のそれぞれのゲート
絶縁膜6の膜厚は、同じにされている。
【0058】図6において、Q4はEEPROM107
のメモリセルの中のメモリMISFETQEEP1乃至Q
EEP4を構成するNチャネルMISFET、Q5は前記E
EPROM107のメモリセルの中のスイッチMISF
ETQS1乃至QS4あるいはEEPROM107のアドレ
スバッファやデコーダ等の周辺回路を構成するNチャネ
ルMISFET、Q6はEEPROM107の周辺回路
を構成するPチャネルMISFETである。
【0059】前記NチャネルMISFETQ4は、50
0Å程度の薄い酸化シリコン膜からなる第1ゲート絶縁
膜6と、1000〜2000Å程度の厚さの酸化シリコ
ン膜からなる絶縁膜21と、100Å程度の極めて薄い
酸化シリコン膜からなるトンネル絶縁膜22と、例えば
多結晶シリコン膜からなるフローティングゲート電極7
Cと、350Å程度の薄い酸化シリコン膜からなる第2
ゲート絶縁膜8Cと、ワード線と一体に形成されている
コントロールゲート電極9Cと、ソース,ドレインとな
るn型半導体領域20とで構成されている。フローティ
ングゲート電極7Cの側面とコントロールゲート電極
(ワード線)9Cの側面及び上面は、薄い酸化シリコン
膜10が覆っている。絶縁膜21はフローティングゲー
ト電極7Cの端部の電界を緩和して耐圧を向上させるた
めのものである。前記メモリセルのスイッチMISFE
Tまたは周辺回路を構成するためのNチャネルMISF
ETQ5は、ゲート絶縁膜6と、絶縁膜21と、例えば
多結晶シリコン膜からなるゲート電極7Bと、ソース,
ドレインとなるn型半導体領域20とで構成されてい
る。ゲート電極7Bの側面及び上面は絶縁膜10で覆わ
れている。このNチャネルMISFETQ5のドレイン
となるn型半導体領域20には、接続孔15を通して配
線16Dが接続されている。配線16Dは、メモリセル
においてはデータ線であり、周辺回路においてはMIS
FET間を継ぐ信号配線である。前記周辺回路を構成す
るPチャネルMISFETQ6は、ゲート絶縁膜6と、
ゲート電極7Bと、ソース,ドレインのチャネル領域側
の部分を成すp〜型半導体領域11Cと、ソース,ドレ
インの前記p〜型半導体領域11C以外の部分を成すp
+型半導体領域13Cとで構成されている。ゲート電極
7Bの側面及び上面は絶縁膜10が覆っている。ソース
領域の一部を成すp+型半導体領域13Cには接続孔1
5を通して配線16が接続されている。そして、このp
+型半導体領域13Cは、ソース領域の耐圧を向上させ
るため、サイドウォール12から所定距離だけ離して設
けてある。
【0060】なお、メモリセルのNチャネルMISFE
TQ4及びスイッチ素子を成すNチャネルMISFET
Q5の上を第2層目のアルミニウム膜からなる配線19
が覆っている。すなわち、メモリセルアレイ領域は、全
て配線19で覆われている。これは、EPROM105
に記憶されたデータを紫外線を照射して消去するとき
に、EEPROM107に記憶されたデータがその紫外
線で消去されてしまうのを防止するためである。
【0061】なお、記憶素子Q4のフローティングゲー
ト電極7Cと、MISFETQ5,Q6のゲート電極7
Bは、前記EPROM105のメモリセルQ1のフロー
ティングゲート電極7A及びMISFETQ2,Q3の
ゲート電極7Bと同じ第1層目の導電膜で形成されてい
る。EEPROM107のメモリMISFETQ4のコ
ントロールゲート電極9Cは、EPROM105のコン
トロールゲート電極9Aと同じ第2層目の導電膜からな
っている。
【0062】図7において、Q7はCPU100を構成
するためのNチャネルMISFET、Q8はI/O10
2やSI(シリアルインターフェイス)103を構成す
るNチャネルMISFET、Q9はCPU100を構成
するためのPチャネルMISFETである。前記Nチャ
ネルMISFETQ7は、250Å程度の薄い酸化シリ
コン膜からなるゲート絶縁膜8Dと、ゲート電極9D
と、ソース,ドレインのチャネル領域側の部分を成すn
〜型半導体領域11Bと、ソース,ドレインの前記n〜
型半導体領域11B以外の部分を成すn+型半導体領域
13Bとで構成されている。前記NチャネルMISFE
TQ8は、ゲート絶縁膜8Dと、ゲート電極9Dと、ソ
ース,ドレインのチャネル領域側の部分を成すn型半導
体領域11Aと、ソース,ドレインの前記n型半導体領
域11A以外の部分を成すn+型半導体領域13Bとで
構成されている。n型半導体領域11Aは、ドレイン領
域に異常な高電圧が印加されたときにMISFETQ8
が破壊されるのを防ぐためのものである。前記Pチャネ
ルMISFETQ9は、ゲート絶縁膜8Dと、ゲート電
極9Dと、ソース,ドレインのチャネル領域側の部分を
成すp〜型半導体領域11Cと、ソース,ドレインの前
記p〜型半導体領域11C以外の部分を成すp+型半導
体領域13Cとで構成されている。
【0063】なお、MISFETQ7,Q8,Q9のそ
れぞれのゲート電極9Dは、前記EPROM105のコ
ントロールゲート電極9A及びEEPROM107のコ
ントロールゲート電極9Cと同じ第2層目の導電膜から
なっている。
【0064】また、図2に示したSRAM108のメモ
リセルを構成するNチャネルMISFET及びPチャネ
ルMISFETは、図7に示したCPU(論理部)10
0を構成するNチャネルMISFETQ7及びPチャネ
ルMISFETQ9と同様の構造になっている。
【0065】次に、前記MISFETQ1,Q2,Q
3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8,Q9のそれぞれの
製造方法を図5、図6、図7、乃至図56、図57、図
58を用いて説明する。
【0066】図5、図6、図7乃至図56、図57、図
58は、本発明の一実施の形態のマイクロコンピュータ
のEPROM105,EEPROM107及びCPU1
00等を構成するMISFETの製造工程における断面
図であり、図5乃至図56がEPROM105のメモリ
セル及びその周辺回路を構成するMISFETが設けら
れる領域の断面図、図6乃至図57がEEPROM10
7のメモリセル及びその周辺回路を構成するMISFE
Tが設けられる領域の断面図、図7乃至図58がCPU
100とI/O102を構成するMISFETが設けら
れる領域の断面図である。
【0067】なお、図2に示したSRAMのメモリセル
を構成するPチャネルMISFET及びNチャネルMI
SFETは、図7に示した論理部を構成するNチャネル
MISFETQ7及びPチャネルMISFETQ9と同
様の製造方法で形成されるので説明を省略する。
【0068】本実施の形態のマイクロコンピュータのE
PROM105,EEPROM107,CPU100及
びI/O102を構成するMISFETの製造方法は、
図8乃至図10に示すように、p〜型半導体基板(チッ
プ)1の主面部のそれぞれの所定の領域にイオン注入と
アニールを行ってn〜型ウエル領域2又はp〜型ウエル
領域3を形成する。50は前記イオン注入を行うときに
バッファ膜として使用した薄い酸化シリコン膜である。
【0069】次に、図11乃至図13に示すように、周
知の技術を使って、n〜型ウエル領域2及びp〜型ウエ
ル領域3のそれぞれの所定領域を熱酸化してフィールド
絶縁膜4を形成し、またp〜型ウエル領域3にpチャネ
ルストッパ領域5を形成する。51はフィールド絶縁膜
4を形成するときに熱酸化のマスクとして使用した窒化
シリコン膜である。次に、窒化シリコン膜51を取り除
き、さらに下地膜として使用した酸化シリコン膜50を
除去してn〜型ウエル領域2及びp〜型ウエル領域3の
フィールド絶縁膜4で覆われていない部分を露出させた
後、その露出した表面を再び熱酸化して、図14乃至図
16に示すようにゲート絶縁膜6を形成する。
【0070】次に、図15に示したEEPROM107
のメモリセル及びその周辺回路のNチャネルMISFE
Tのソース,ドレインとなるn型半導体領域20を形成
するときのイオン注入のマスクとして、n〜型ウエル領
域2及びp〜型ウエル領域3の上にレジスト膜52を形
成する。次に、n型不純物、例えばヒ素(As)イオン
を1014〜1016atoms/cm2程度導入してn型半導体領
域20を形成する。この後、レジスト膜52を除去す
る。
【0071】次に、図17乃至図19に示すように、熱
酸化して前記n型半導体領域20の上部に絶縁膜(Si
2)21を形成する。絶縁膜21は下部に高濃度層の
n型半導体領域20があるので、厚い絶縁膜が得られ
る。このときゲート絶縁膜6の膜厚は、500Å程度に
なるように前記酸化膜厚を設定しておく。絶縁膜21の
膜厚は、1000〜2000Å程度である。あるいは前
記ゲート絶縁膜6を除去した後、1度の熱酸化により5
00Å程度のゲート絶縁膜と1000〜2000Å程度
のn型半導体領域20の上部の絶縁膜を同時に形成して
もよい。次に、EEPROM107のメモリMISFE
TQ4のトンネル絶縁膜22が設けられる部分の絶縁膜
21をエッチングするために、図20乃至図22に示す
ように、マスクとしてのレジスト膜54を形成する。
【0072】次に、図21に示したように、絶縁膜21
のトンネル絶縁膜22が形成される部分をエッチングし
てn型半導体領域20の表面を露出させる。この後、レ
ジスト膜54を除去する。次に、先の工程で絶縁膜21
が除去されたことによって露出したn型半導体領域20
の表面を熱酸化して、酸化シリコン膜からなるトンネル
絶縁膜22を形成する。トンネル絶縁膜22の膜厚は、
100Å程度である。
【0073】次に、EPROM105のメモリセルQ1
のフローティングゲート電極7A,周辺回路のMISF
ETQ2,Q3のゲート電極7B及びEEPROM10
7のメモリセルのメモリMISFETQ4のフローティ
ングゲート電極7C,前記メモリセルのスイッチMIS
FET及び周辺回路のMISFETQ5のゲート電極7
Bを形成するために、図23乃至図25に示すように、
例えばCVDでn〜型ウエル領域2及びp〜型ウエル領
域3の上部に多結晶シリコン膜7を形成する。この多結
晶シリコン膜7には熱拡散やイオン注入等でn型不純
物、例えばリン(P)を導入して低抵抗化を図る。
【0074】次に、図26乃至図28に示すように、前
記多結晶シリコン膜7をパターニングして、EPROM
105のメモリセルQ1のフローティングゲート電極7
A、周辺回路のゲート電極7B、EEPROM107の
メモリMISFETQ4のフローティングゲート電極7
C、EEPROM107のメモリセルのスイッチMIS
FET及び周辺回路のMISFETQ5,Q6のゲート
電極7Bをそれぞれ形成する。CPU100及びI/O
102を構成するMISFETQ7,Q8,Q9のゲー
ト電極は、後に形成される第2層目の導電膜で形成する
ので、これらMISFETQ7〜Q9を形成するための
領域では第1層目の多結晶シリコン膜7が除去されてし
まって残らない。
【0075】ここで、図26に示したEPROM105
のメモリセルQ1のフローティングゲート電極7Aは、
データ線が延在する方向においては、個々のメモリセル
のフローティングゲート電極7Aごとに分割されること
なく、長く延在するパターンとなっている。しかし、ワ
ード線が延在する方向においては隣接するメモリセルの
フローティングゲート電極7Aごとに切り離したパター
ンとなっている。これは、後にこの上にコントロールゲ
ート電極(ワード線)9Aを形成するときに、前記デー
タ線が延在している方向に長く延在しているフローティ
ングゲート電極7Aに2回目のパターニングを施して所
定のパターンにするためである。
【0076】一方、EEPROM107のメモリセルの
メモリMISFETQ4のフローティングゲート電極7
Cは個々のメモリセルごとに切り離されたパターンにな
っている。次に、図29乃至図31に示すように、EP
ROM105のフローティングゲート電極7A及びEE
PROM107のフローティングゲート電極7Cの表面
を熱酸化して第2ゲート絶縁膜8A,8Cを形成する。
この第2ゲート絶縁膜8A,8Cを形成するときに、そ
の他のゲート電極7Bの表面も熱酸化されて薄い酸化シ
リコン膜8が形成される。次に、CPU100領域及び
I/O102領域以外の部分をレジスト膜55で覆った
後、CPU100領域及びI/O102領域に形成され
ていた薄い酸化シリコン膜(ゲート絶縁膜)6をエッチ
ングして取り除く。
【0077】次に、図32乃至図34に示すように、先
に酸化シリコン膜6をエッチングしたことによって露出
したCPU100領域及びI/O102領域を熱酸化し
て、CPU100及びI/O102を構成するためのM
ISFETのゲート絶縁膜8Dを形成する。このゲート
絶縁膜8Dを形成するときにそれぞれのフローティング
ゲート電極7A,7C及びゲート電極7Bの表面が酸化
されて、第2ゲート絶縁膜8A,8C及び酸化シリコン
膜8の膜厚が増加する。
【0078】ここで、第2ゲート絶縁膜8A,8Cの膜
厚は、最終的に350Å程度になるようにする。また、
ゲート絶縁膜8Dの膜厚は、CPU100やI/O10
2を構成するMISFETQ7〜Q9にとって最適な膜
厚にする。なお、EPROM105やEEPROM10
7のメモリセル及びそれらの周辺回路を構成するMIS
FETのゲート絶縁膜6と、CPU100やI/O10
2を構成するMISFETのゲート絶縁膜8Dは、それ
らMISFETにとって最適な値にするので、ゲート絶
縁膜6の方が厚く形成されることもあり、ゲート絶縁膜
8Dの方が厚く形成されることもある。また、ゲート絶
縁膜6とゲート絶縁膜8Dを同じ膜厚に形成することも
ある。
【0079】前記ゲート絶縁膜8Dを形成した後、半導
体チップ1の上の全面に第2層目の導電膜9を形成す
る。この導電膜9は、例えばCVDで多結晶シリコン膜
を形成し、この上にさらにスパッタでシリサイド膜を積
層した2層膜からなっている。前記多結晶シリコン膜に
はイオン注入や熱拡散でn型不純物例えばリン(P)を
入れて低抵抗化を図る。
【0080】次に、図35乃至図36に示すように、レ
ジスト膜72をマスクに導電膜9をパターニングして、
EEPROM107のメモリMISFETQ4のコント
ロールゲート電極(ワード線)9C、MISFETQ
7,Q8,Q9のゲート電極9Dを形成する。
【0081】次に、図38乃至図40に示すように、レ
ジスト膜73を形成する。この状態で、EPROM10
5のメモリセルQ1のコントロールゲート電極9A、第
2ゲート絶縁膜8A、フローティングゲート電極7Aを
エッチングして、図41乃至図43に示すように、デー
タ線が延在する方向においても個々のメモリセルごとに
分割されたフローティングゲート電極7Aを形成する。
この後レジスト膜73を除去する。
【0082】次に、図44乃至図46に示すように、E
PROM105とEEPROM107のそれぞれのコン
トロールゲート電極(ワード線)9A,9Dの表面を熱
酸化して薄い酸化シリコン膜10を形成する。このと
き、他のMISFETQ2,Q3,Q5,Q6,Q7,
Q8,Q9のゲート電極7B,9Dの表面も酸化されて
酸化シリコン膜10が形成される。EPROM105の
メモリセルQ1の領域と、I/O102のMISFET
Q8の領域の部分を開口したレジスト膜56を形成し、
イオン注入によってp〜型ウエル領域3へn型不純物例
えばヒ素(As)を導入して、メモリセルQ1とNチャ
ネルMISFETQ8のソース,ドレインの一部となる
n型半導体領域11Aを形成する。このとき導入される
不純物イオンのドーズ量は、例えば1015atoms/cm2
ある。
【0083】この後、レジスト膜56を除去し、図47
乃至図49に示すように、EPROM105の周辺回路
を構成するためのNチャネルMISFETQ2が設けら
れる領域と、CPU100を構成するためのNチャネル
MISFETQ7が設けられる領域とを開口したレジス
ト膜57を形成する。そして、イオン注入によってn型
不純物例えばリン(P)を導入して、前記NチャネルM
ISFETQ2,Q7のソース,ドレインの一部となる
n〜型半導体領域11Bを形成する。このとき導入され
る不純物イオンのドーズ量は、例えば1013atoms/cm2
である。この後、レジスト膜57を除去する。
【0084】次に、図50乃至図52に示すように、E
PROM105、EEPROM107のそれぞれの周辺
回路を構成するためのPチャネルMISFETQ3,Q
6が設けられる領域と、CPU100を構成するための
PチャネルMISFETQ9が設けられる領域とを開口
したレジスト膜58を形成する。そして、イオン注入に
よってp型不純物例えばボロン(B)を導入して、前記
PチャネルMISFETQ3,Q6,Q9のソース,ド
レインの一部となるp〜型半導体領域11Cを形成す
る。このときの不純物イオンのドーズ量は、例えば10
13atoms/cm2程度である。この後、レジスト膜58を除
去する。
【0085】次に、図53乃至図55に示すように、そ
れぞれのゲート電極7A,9A、7B,7C,9C及び
9Dの側部に、例えばCVDと反応性イオンエッチング
を使って酸化シリコン膜からなるサイドウォール12を
形成する。次に、PチャネルMISFETQ3,Q9
と、EEPROM107のメモリセル及びそれらの周辺
回路を構成するためのNチャネルMISFETが設けら
れる領域をレジスト膜59で覆う。また、EPROM1
05の周辺回路のNチャネルMISFETQ2のドレイ
ンの耐圧を高めるため、それの高濃度部分をサイドウォ
ール12及びフィールド絶縁膜4から所定の距離だけ離
すために、レジスト膜59を形成する。そして、イオン
注入でn型不純物例えばヒ素(As)を導入してn+型
半導体領域13A,13Bを形成する。この後、レジス
ト膜59を除去する。
【0086】次に、図56乃至図58に示すように、そ
れぞれのNチャネルMISFETQ1,Q2,Q4,Q
5,Q7,Q8の上をレジスト膜60で覆い、またEE
PROM107の周辺回路のPチャネルMISFETQ
6のドレインの耐圧を高めるため、その高濃度の部分を
サイドウォール12及びフィールド絶縁膜4から所定の
距離だけ離すためにレジスト膜60を形成する。そし
て、イオン注入でp型不純物例えばボロン(B)を導入
して、それぞれのp+型半導体領域13を形成する。こ
の後、レジスト膜60を除去する。この後、図5乃至図
7に示すように、パッシベーション膜14を例えばCV
Dによる酸化シリコン膜、PSG膜、BPSG膜スパッ
タによる酸化シリコン膜あるいはこれらの積層膜を使っ
て形成する。
【0087】次に、パッシベーション膜14を選択的に
除去して接続孔15を形成し、この後接続孔15の部分
の段差を緩和するため例えば900℃程度の温度でアニ
ールしてパッシベーション膜14のグラスフローを行
う。次に、パッシベーション膜14の上に、例えばスパ
ッタ法、CVD法あるいは蒸着法でアルミニウム膜、ア
ルミニウムを主成分としてこれにシリコンや銅、あるい
はパラジウム等を添加したアルミ合金膜を形成し、また
は、さらにこれらの膜の上部にシリサイド膜(MoSi
2,TaSi2,TiSi2,WSi2)を形成した後、こ
れらの膜をパターニングして配線16,データ線16D
を形成する。なお、前記シリサイド膜は、前記アルミニ
ウム膜又はアルミ合金膜を形成する前にパッシベーショ
ン膜14の上に形成し、この上に前記アルミニウム膜等
を形成するようにしてもよい。配線16,16Dを形成
した後、例えば下から順にプラズマCVDによる酸化シ
リコン膜、回転塗布法によるスピン・オン・グラス膜、
プラズマCVDによる酸化シリコン膜を積層してパッシ
ベーション膜17を形成する。次に、パッシベーション
膜17を選択的に除去して接続孔18を形成する。接続
孔18は、下部に融点の低いアルミニウム膜等からなる
配線層16,16Dがあるためグラスフローによって段
差を緩和させることができないので、まず例えばウエッ
トエッチングなど等方性のエッチングでパッシベーショ
ン膜17の膜厚の半分程度までエッチングし、次に異方
性のドライエッチングで残りの半分をエッチングして形
成する。次に、パッシベーション膜17の上に、前記配
線16、16Dを形成した方法で配線19を形成する。
次に、図示していないが、ファイナルパッシベーション
として、PSG膜、窒化シリコン膜を形成する。
【0088】なお、図29乃至図31と図32乃至図3
4に示したように、CPU100を構成するためのMI
SFETQ7,Q9とI/O102を構成するためのM
ISFETQ8のゲート絶縁膜8Dは、まずEPROM
105の第2ゲート絶縁膜8A及びEEPROM107
の第2ゲート絶縁膜8Cを形成した後、前記MISFE
TQ7,Q8,Q9の領域に先に形成されていた薄い酸
化シリコン膜6をエッチングして取り除き、この後専用
の熱酸化工程で形成したが、前記EPROM105の第
2ゲート絶縁膜8A及びEEPROM107の第2ゲー
ト絶縁膜8Cを形成する前にMISFETQ7,Q8,
Q9の領域の薄い酸化シリコン膜6をエッチングし、こ
の後、前記EPROM及びEEPROM107の第2ゲ
ート絶縁膜8A,8Cを形成するときに同時にMISF
ETQ7,Q8,Q9領域を酸化してゲート絶縁膜8D
を形成するようにしてもよい。
【0089】また、本実施の形態の製造方法は、図14
乃至図16に示したEPROM105のメモリセルQ1
の第1ゲート絶縁膜6と、EEPROM107のメモリ
セルのメモリMISFETQ4の第1ゲート絶縁膜6と
を同時に形成しているが、これらをそれぞれ別々の工程
で形成するようにして、それらの膜厚を少し異ならせる
ようにしてもよい。
【0090】次に、図1に示した本実施の形態のマイク
ロコンピュータに設けられているDRAMのメモリセル
の製造方法を説明する。
【0091】図59乃至図62は、図1に示した本実施
の形態のマイクロコンピュータに設けられているDRA
Mのメモリセルの製造工程における断面図である。
【0092】まず、図59を使って前記RAMのメモリ
セルの断面構造を説明する。図59に示すように、DR
AMのメモリセルは、p〜型ウエル領域3に設けられて
いる。そして、QがメモリセルのスイッチMISFET
であり、Cがメモリセルの容量素子である。スイッチM
ISFETQは、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜
8Dと、例えば多結晶シリコン膜の上にシリサイド膜
(MoSi2,TaSi2,TiSi2,WSi2)を積層
して構成した2層膜からなるゲート電極(ワード線)9
D、ソース,ドレインのチャネル領域側の部分を成すn
〜型半導体領域11B、ソース,ドレインの前記n〜型
半導体領域11B以外の部分を成すn+型半導体領域1
3Bとで構成されている。前記容量素子Cは、一方の電
極となるn型半導体領域20と、薄い酸化シリコン膜か
らなる誘電体膜22と、前記と異なる他方の電極であり
例えば多結晶シリコン膜からなる導電プレート7Eとで
構成されている。導電プレート7EのスイッチMISF
ETQ側の端部には誘電体膜22より厚い酸化シリコン
膜からなる絶縁膜21が設けてあり、導電プレート7E
の端部の電界を緩和するようになっている。導電プレー
ト7Eの表面には酸化シリコン膜からなる絶縁膜23が
設けてある。16Dはデータ線であり、情報の読み出し
時のドレインのn+型半導体領域13Bに接続されてい
る。
【0093】次に、前記DRAMのメモリセルの製造方
法を図60乃至図62を使って説明する。図60に示す
ように、p〜型半導体基板1の主面にp〜型ウエル領域
3、フィールド絶縁膜4、p型チャネルストッパ領域5
を形成した後、EPROM105やEEPROM107
のメモリセルQ1,Q4及びQ5のゲート絶縁膜6を形
成する工程(図14乃至図16)でDRAMのメモリセ
ル領域に膜厚が500Å程度の酸化シリコン膜6が形成
される。ただし、この酸化シリコン膜6はスイッチMI
SFETQのゲート絶縁膜としては使用されない。この
時点では、図60に示したn型半導体領域20、絶縁膜
21,22は形成されていない。この後、EEPROM
107のメモリセルQ4及びQ5のソース,ドレインで
あるn型半導体領域20を形成する工程で、容量素子C
の一方の電極であるn型半導体領域20を形成する。
【0094】次に、EEPROM107のメモリセルの
絶縁膜21を形成する工程(図17乃至図19)で、容
量素子Cが設けられる領域に、絶縁膜21を形成する。
この時点では誘電体膜22が設けられる領域も絶縁膜2
1となっている。絶縁膜21の膜厚は、1000〜20
00Å程度である。次に、EEPROM107のトンネ
ル絶縁膜22が形成される部分の絶縁膜21をエッチン
グする工程(図20乃至図22)で、容量素子Cの誘電
体膜22が設けられる部分の絶縁膜21を選択的に除去
する。次に、EEPROM107のトンネル絶縁膜22
を形成する工程で、容量素子Cの誘電体膜22を形成す
る。次に、EPROM105及びEEPROM107の
フローティングゲート電極7A,7C及びそれぞれ周辺
回路のMISFETQ2,Q3,Q6のゲート電極7B
を形成する工程(図23乃至図28)で、図61に示す
ように、容量素子Cのプレート電極7Eを形成する。次
に、導電プレート7Eの表面を熱酸化して酸化シリコン
膜からなる絶縁膜23を形成する。なお、絶縁膜23
は、CVD法による酸化シリコン膜で形成してもよく、
あるいは熱酸化による酸化シリコン膜とCVDによる酸
化シリコン膜の積層で構成してもよい。前記絶縁膜23
を形成するとき、スイッチMISFETQが設けられる
領域やCPU100、I/O102、EPROM105
及びEEPROM107の周辺回路を構成するMISF
ETが設けられる領域の酸化シリコン膜6は、膜厚の厚
い絶縁膜74となる。また、EPROM105やEEP
ROM107のメモリセルQ1,Q4のフローティング
ゲート電極及びそれらの周辺回路のゲート電極7Bの表
面に厚い絶縁膜23が形成される。そこで、前記導電プ
レート7Eの表面に絶縁膜23を形成した後、例えばD
RAM109の容量素子Cの部分をレジスト膜で覆い、
スイッチMISFETQが設けられる領域やCPU10
0、I/O102、EPROM105及びEEPROM
107の周辺回路を構成するMISFETが設けられる
領域の厚い絶縁膜74と、EPROM105やEEPR
OM107のメモリセルQ1,Q4のフローティングゲ
ート電極及びそれらの周辺回路のゲート電極7Bの表面
に形成された厚い絶縁膜23をエッチングして取り除
く。そして、前記レジスト膜を除去した後、EPROM
105及びEEPROM107のフローティングゲート
電極7A,7Cの表面を熱酸化して第2ゲート絶縁膜8
A,8Cを形成する。
【0095】次に、図62に示すように、CPU100
やI/O102の領域にゲート絶縁膜8Dを形成する工
程(図32乃至図34)で、スイッチMISFETQが
設けられる領域に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜
8Dを形成する。なお、このゲート絶縁膜8Dは、EP
ROM105及びEEPROM107のフローティング
ゲート電極7A,7Cの表面の第2ゲート絶縁膜8A,
8Cを形成する工程と同時に形成するようにしてもよ
い。次に、EPROM105及びEEPROM107の
コントロールゲート電極9A,9C,CPU100及び
I/O102領域のゲート電極9Dを形成する工程(図
32乃至図43)で、スイッチMISFETQのゲート
電極9Dを形成する。次に、EPROM105及びEE
PROM107のコントロールゲート電極9A,9Cの
表面に絶縁膜10を形成するときに、スイッチMISF
ETQの前記ゲート電極9Dの表面に絶縁膜10が形成
される。この後、酸化シリコン膜からなるサイドウォー
ル12を形成する。次に、EPROM105の周辺回路
のNチャネルMISFETQ2及びCPU100領域の
NチャネルMISFETQ7のn〜型半導体領域11B
を形成する工程(図47乃至図49)で、スイッチMI
SFETQのソース,ドレインのチャネル側を成すn〜
型半導体領域11Bを形成する。次に、EPROM10
5及びEEPROM107のメモリセルQ1,Q4及び
それらの周辺回路のMISFETQ2、Q5、CPU1
00とI/O102領域のNチャネルMISFETQ
7,Q8のソース,ドレインの一部であるn+型半導体
領域13A,13Bを形成する工程(図53乃至図5
5)で、スイッチMISFETQのソース,ドレインの
n+型半導体領域13Bを形成する。この後、パッシベ
ーション膜14、接続孔15、データ線16D、パッシ
ベーション膜17、配線19、図示していないファイナ
ルパッシベーション膜を形成する。
【0096】以上、説明したように、EPROM10
5、EEPROM107を形成する工程でDRAM10
9を形成することができる。
【0097】次に、図1に示したマイクロコンピュータ
が備えている演算増幅器,アナログ/デジタル変換器,
デジタル/アナログ変換器の中の容量素子と抵抗素子の
構造を説明する。この抵抗素子と容量素子は、マイクロ
コンピュータがアナログ量の処理を行うときに使用され
る。
【0098】図63は、図1の示したマイクロコンピュ
ータの中の演算増幅器,アナログ/デジタル変換器,デ
ジタル/アナログ変換器が備えている容量素子と抵抗素
子の断面図である。
【0099】図63において、Rはアナログ量の処理を
行うときに使用される抵抗素子、Cはアナログ量の処理
を行うときに使用される容量素子である。
【0100】前記抵抗素子Rは、フィールド絶縁膜4の
上の第1層目の導電体(多結晶シリコン膜)からなる抵
抗層7Gと、その両端に設けられた接続端子7Hとから
なっている。接続端子7Hは不純物が高濃度に注入され
て、アルミニウム等からなる配線16とオーミック接続
ができるようになっている。また、抵抗層7Gの上部に
は固定電位Vcc又はVssが印加される配線16が設
けられている。n〜型ウエル領域2の電位は、Vcc又
はVssに固定されている。前記容量素子Cは、フィー
ルド絶縁膜4の上の第1層目の多結晶シリコン膜からな
る第1電極7Fと、第1電極7Fの表面の誘電体膜8F
と、第1電極7Fの上に重ねて設けられた第2層目の導
電膜からなる第2電極9Fとで構成されている。前記第
2層目の導電膜は、例えば多結晶シリコン膜の上にシリ
サイド膜(MoSi2,TaSi2,TiSi2,WS
2)を積層した2層膜からなっている。第1電極7F
及び第2電極9Fは、不純物が高濃度に注入されて低抵
抗化がなされている。そして、第1電極7F及び第2電
極9Fのそれぞれに配線16が接続している。
【0101】次に、前記抵抗素子Rと容量素子Cの形成
方法を説明する。図64乃至図66は、図63に示した
抵抗素子と容量素子の製造工程における断面図である。
【0102】前記抵抗素子Rと容量素子Cの形成方法
は、図64に示すように、フィールド絶縁膜4の上に例
えばCVDで第1層目の多結晶シリコン膜7を形成す
る。この時点では多結晶シリコン膜7には低抵抗化のた
めの不純物を導入していない。次に、多結晶シリコン膜
7にイオン注入で不純物を導入するときのバッファ膜と
して、例えば多結晶シリコン膜7の表面を熱酸化して酸
化シリコン膜61を形成する。次に、イオン注入によっ
て多結晶シリコン膜7にリン(P)、ボロン(B)ある
いはヒ素(As)等のうち一種類以上を例えば1012
1016atoms/cm2程度注入する。なお、このイオン注入
を熱拡散で行う場合には、多結晶シリコン膜7の表面の
酸化シリコン膜61を除去する。次に、抵抗層7Gとな
る所定領域の上部に不純物注入マスク62を形成する。
この不純物注入マスク62は、この後行う不純物注入を
イオン注入によって行う場合にはレジスト膜で形成すれ
ばよく、熱拡散で行う場合にはCVDによる酸化シリコ
ン膜で形成すればよい。そして、多結晶シリコン膜7を
EPROM105、EEPROM107のメモリセルQ
1,Q4のフローティングゲート電極7A,7C、それ
らの周辺回路のMISFETQ2,Q3,Q5,Q6の
ゲート電極7Bとして使用し、また抵抗素子Rの接続端
子7H、容量素子Cの第1電極7Fとして使用するの
で、前記不純物注入マスク62を形成した後第2回目の
不純物注入を行って多結晶シリコン膜7の低抵抗化を図
る。なお、前記第2回目の不純物の注入を熱拡散で行う
場合には、不純物注入マスク62で覆われていない部分
の絶縁膜61を除去して多結晶シリコン膜7を露出させ
た後、熱拡散を行う。
【0103】次に、図65に示すように、レジスト膜6
3を使って多結晶シリコン膜7をパターニングして、抵
抗層7G,接続端子7H、容量素子Cの第1電極7Fを
形成する。このとき、EPROM105、EEPROM
107のメモリセルQ1,Q4のフローティングゲート
電極7A,7C、それらの周辺回路のMISFETQ
2,Q3,Q5,Q6のゲート電極7Bも形成される。
次に、前記図29,図30,図31乃至図44,図4
5,図46と同様の工程により、図66に示すように、
容量素子Cの誘電体膜8F、第2電極9F、抵抗素子R
および容量素子C第1電極7F、第2電極9Fの表面を
覆う薄い絶縁膜10を形成する。
【0104】なお、抵抗層7Gに所定の抵抗値を持たせ
る方法として、前記のように第1回目の不純物注入で所
定の不純物を低濃度注入するのに代えて、前記第2回目
の不純物注入を行う前あるいは行った後に、その第2回
目の不純物注入で導入した不純物と逆導電型の不純物を
注入してもよく、あるいは酸素や窒素等の絶縁物を所定
量注入することにより抵抗層7Gの抵抗値の調整を図る
ようにしてもよい。さらに、抵抗層7Gは不純物を注入
しない多結晶シリコン膜7(ただし、接続端子7Hは不
純物を注入して低抵抗化を図る。)のままであってもよ
く、又は抵抗層7G以外の導電層7A,7B,7C,7
H,7Fと同様に高濃度の不純物を導入したものであっ
てもよい。
【0105】以上、説明したように、抵抗素子Rと容量
素子Cは、EPROM105,EEPROM107を形
成する工程を使って形成することができる。
【0106】次に、図1に示したマイクロコンピュータ
のI/O102の中の一つのI/Oセルを図67に示
す。
【0107】この図67に示したI/Oセルは、蛍光表
示管等を駆動させるのに用いるものである。蛍光表示管
は例えば−40〜0V程度の大きな電圧範囲で駆動する
ものであり、マイクロコンピュータの通常の動作範囲で
ある0Vから5Vとの間に大きな差がある。そこで、例
えば、−40V程度の電圧は、ディプレッション型Pチ
ャネルMISFETTD1によってマイクロコンピュータ
の通常の動作電圧Vccレベルまで電圧変換した後、P
チャネルMISFETTP1とNチャネルMISFETT
N1からなるインバータに入力され、その後種々の処理が
行われる。なお、図7に示したNチャネルMISFET
Q8が、前記NチャネルMISFETT N1に相当する。
一方、マイクロコンピュータから蛍光表示管へ向けて出
力されるデータは、PチャネルMISFETTP2とNチ
ャネルMISFETTN2からなるインバータ回路を介し
て、ディプレッション型のPチャネルMISFETTD2
と、エンハンスメント型のPチャネルMISFETTP3
とからなるインバータ回路により電圧変換された後出力
される。
【0108】次に、前記図67に示したPチャネルMI
SFETP3の断面構造を図68に示す。図68に示すよ
うに、PチャネルMISFETTP3は、n〜型ウエル領
域2Iに構成されている。このn〜型ウエル領域2I
は、n〜型ウエル領域2より不純物濃度が低く、また接
合深さがn〜型ウエル領域2より深くなっている。そし
て、MISFETTP3は、酸化シリコン膜からなるゲー
ト絶縁膜6と、例えば多結晶シリコン膜からなるゲート
電極7Iと、ソース,ドレインの一部となるp〜型半導
体領域11Iと、ソース,ドレインの前記p〜型半導体
領域11I以外の部分を成すp+型半導体領域13Cと
で構成されている。p〜型半導体領域11Iは、ゲート
電極7Iのないフィールド絶縁膜4の下部に設けられ、
かつ前記p+型半導体領域13Cの周囲を囲んで設けら
れている。ゲート電極7Iの端部は、フィールド絶縁膜
4の上に延在されている。前記n〜型ウエル領域2Iの
フィールド絶縁膜4の下には、前記p〜型半導体領域1
1Iから離隔させてn型チャネルストッパ領域5Iを設
けている。
【0109】次に、前記PチャネルMISFETTP3
製造方法を図69乃至図70を用いて説明する。図69
乃至図70は、0〜+40Vの範囲で動作するPチャネ
ルMISFETTP3の製造工程における断面図である。
【0110】PチャネルMISFETTP3の製造方法
は、図69に示すように、まずn〜型ウエル領域2Iを
形成するために、p〜型半導体基板1の表面を熱酸化し
て酸化シリコン膜64を形成する。次に、この上に耐熱
酸化のマスクとして窒化シリコン膜66を形成し、これ
をイオン注入のマスクとして使ってイオン打込みを行っ
てn〜型ウエル領域2Iを形成する。次に、半導体基板
1の表面の窒化シリコン膜66から露出している部分す
なわちn〜型ウエル領域2Iを熱酸化して、酸化シリコ
ン膜64より少し厚い酸化シリコン膜65を形成する。
【0111】図70に示すように、窒化シリコン膜66
を除去して、新たに窒化シリコン膜を形成し、n〜型ウ
エル領域2の形成領域の前記窒化シリコン膜を除去し、
イオン注入を行ってn〜型ウエル領域2を形成した後、
その表面に熱酸化によって、酸化シリコン膜65を形成
する。この後、窒化シリコン膜を除去し、次に、図71
に示すように、酸化シリコン膜64と酸化シリコン膜6
5の膜厚差を利用して、半導体基板1の前記n〜型ウエ
ル領域2Iとn〜型ウエル領域2以外の部分にp型不純
物を注入してp〜型ウエル領域3を形成する。次に、酸
化シリコン膜64,65の上に、フィールド絶縁膜4を
形成するときの熱酸化のマスクとして窒化シリコン膜6
8を形成する。次に、n型チャネルストッパ領域5Iを
形成するときのマスクとして、n〜型ウエル領域2I,
n〜型ウエル領域2及びp〜型ウエル領域3の上にレジ
スト膜を形成する。そして、n〜型ウエル領域2Iの表
面にn型不純物をイオン注入して、n型チャネルストッ
パ領域5Iを形成する。この後、レジスト膜68を除去
する。
【0112】次に、図72に示すように、新たにレジス
ト膜69を形成し、このレジスト膜69と窒化シリコン
膜68をマスクとして、n〜型ウエル領域2Iの表面に
イオン注入してp〜型半導体領域11Iを形成する。こ
の後レジスト膜69を除去する。次に、図73に示すよ
うに、酸化シリコン膜64と酸化シリコン膜65の膜厚
差を利用して、p〜型ウエル領域3の表面にp型不純物
をイオン注入して、p型チャネルストッパ領域5を形成
する。この後、n〜型ウエル領域2I,n〜型ウエル領
域2及びp〜型ウエル領域3の窒化シリコン膜68から
露出している部分を熱酸化してフィールド絶縁膜4を形
成する。この後、先に説明した図5乃至図7に示したE
PROM105のメモリセルQ1、周辺回路のMISF
ETQ2,Q3、EEPROM107のメモリセルのメ
モリMISFETQ4、そのメモリセルの中のスイッチ
MISFETまたは周辺回路を構成するためのNチャネ
ルMISFETQ5、周辺回路のPチャネルMISFE
TQ6を形成する工程で、図68に示したゲート絶縁膜
6、ゲート電極7I、絶縁膜10、サイドウォール1
2、ソース,ドレインの一部を成すp+型半導体領域1
3Cを形成する。さらに、第1層目のパッシベーション
膜14、接続孔15、配線16、第2層目のパッシベー
ション膜17、接続孔18、配線19及び図示していな
いファイナルパッシベーション膜を形成する。
【0113】なお、前記図68に示したPチャネルMI
SFETは、図74に示すように、ゲート絶縁膜6より
も厚いゲート絶縁膜70を使って構成してもよい。
【0114】図74は、図68に示したPチャネルMI
SFETのゲート絶縁膜6より厚いゲート絶縁膜70を
用いたPチャネルMISFET及びNチャネルMISF
ETの断面図である。
【0115】図74において、左側のn〜型ウエル領域
2IにPチャネルMISFETが構成してある。このP
チャネルMISFETのゲート絶縁膜70は酸化シリコ
ン膜からなり、膜厚が1000〜2000Å程度と厚く
なっている。p〜型ウエル領域3には0〜+40Vの範
囲で動作するNチャネルMISFETが構成されてい
る。このNチャネルMISFETは、ゲート絶縁膜70
と、例えば多結晶シリコン膜からなるゲート電極7J
と、ソース,ドレインの一部を成すn型半導体領域5I
と、ソース,ドレインの前記n型半導体領域5I以外の
部分を成すn+型半導体領域13Bとで構成されてい
る。ゲート電極7Jはフィールド絶縁膜4の上にも延在
している。また、n型半導体領域5Iは、フィールド絶
縁膜4の下に設けられ、n+型半導体領域13Bを囲ん
で設けられている。また、n型半導体領域5Iとn〜型
ウエル領域2Iの間及びn型半導体領域5Iとp型チャ
ネルストッパ領域5の間に、p型チャネルストッパ領域
5より不純物濃度の高いp型チャネルストッパ領域5J
が設けてある。
【0116】次に、前記図74に示したPチャネルMI
SFET及びNチャネルMISFETの製造方法を図7
5を用いて説明する。図75は、図74に示したPチャ
ネルMISFET及びNチャネルMISFETの製造工
程における断面図である。
【0117】図75に示したPチャネルMISFET及
びNチャネルMISFETは、前記図69乃至図73に
示した工程とほぼ同様の工程で、p〜型半導体基板1に
n〜型ウエル領域2I(及び2),p〜型ウエル領域
3,n型半導体領域5I,p型半導体領域5J,p〜型
半導体領域11I,p型チャネルストッパ領域5,フィ
ールド絶縁膜4を形成する。この後、フィールド絶縁膜
4を形成するときに使用した熱酸化のマスクである窒化
シリコン膜68(図71)とその下の酸化シリコン膜6
4,65を除去してn〜型ウエル領域2I(及び2),
p〜型ウエル領域3のフィールド絶縁膜4で覆われてい
ない部分の表面を露出させる。そして、その露出したn
〜型ウエル領域2I(及び2)とp〜型ウエル領域3の
表面を熱酸化してゲート絶縁膜70を形成する。この
後、図74に示したPチャネルMISFET及びNチャ
ネルMISFETが設けられる領域以外のゲート絶縁膜
70をレジスト膜を使ったエッチングで除去する。そし
て、そのレジスト膜を除去した後、再度n〜型ウエル領
域2I(及び2)とp〜型ウエル領域3の表面を熱酸化
して、例えば0〜5Vの範囲で動作するMISFETの
ゲート絶縁膜6を形成する。
【0118】この後、先に説明した図4乃至図7に示し
たEPROM105のメモリセルQ1、周辺回路のMI
SFETQ2,Q3、EEPROM107のメモリセル
のメモリMISFETQ4、そのメモリセルの中のスイ
ッチMISFETであるNチャネルMISFETQ5、
周辺回路のPチャネルMISFETQ6を形成する工程
で、ゲート電極7I,7J、絶縁膜10、サイドウォー
ル12、NチャネルMISFETのソース,ドレインの
一部であるn+型半導体領域13B、PチャネルMIS
FETのソース,ドレインの一部であるp+型半導体領
域13C、パッシベーション膜14、接続孔15、配線
16、パッシベーション膜17、接続孔18、配線19
及び図示していないファイナルパッシベーション膜を形
成する。
【0119】なお、前記のように、本実施の形態のマイ
クロコンピュータは、EPROM105の周辺回路のM
ISFETQ2,Q3のゲート電極7B、EEPROM
107の周辺回路のMISFETQ5,Q6のゲート電
極7Bは、第1層目の多結晶シリコン膜を使って形成し
ているが、半導体集積回路装置の微細化に伴って前記第
1層目の多結晶シリコン膜の膜厚が薄くされる。また、
ゲート絶縁膜6やゲート電極7Bの表面の酸化シリコン
膜10の膜厚も薄くされる。このため、ソース,ドレイ
ンを形成するためのイオン注入時に、不純物イオンが前
記酸化シリコン膜10、ゲート電極7、ゲート絶縁膜6
を貫通してチャネル領域に漏れてしまうことがあり、M
ISFETQ2,Q3,Q5,Q6のしいき値が所定の
値からずれてしまうことがある。これを解決するには、
前記第1層目の多結晶シリコン膜の上に例えばCVD等
で厚い酸化シリコン膜を形成した後、その酸化シリコン
膜及び多結晶シリコン膜をパターニングしてゲート電極
7Bを形成すれば、ゲート電極7Bの上に厚い酸化シリ
コン膜があるので、前記イオン注入時におけるチャネル
領域への不純物イオンの漏れを防止することができる。
ところが、前述したように、第1層目の多結晶シリコン
膜はEPROM105のメモリセルQ1のフローティン
グゲート電極7AやEEPROM107のメモリセルの
メモリMISFETQ4のフローティングゲート電極7
Cとして用いており、その上に薄い酸化シリコン膜から
なる第2ゲート絶縁膜8A,8Cを形成しなければない
ないので、前記のように、単に多結晶シリコン膜の上に
CVD等で厚い酸化シリコン膜を形成することはできな
いという問題がある。
【0120】そこで、次に、ゲート電極7Bが第1層目
の多結晶シリコン膜からなるMISFETにおいて、チ
ャネル領域に不純物イオンが漏れることなくソース,ド
レインを形成することができる方法を説明する。
【0121】図76乃至図81は、ゲート電極を第1層
目の導電膜例えば多結晶シリコン膜で形成し、しかもチ
ャネル領域に不純物イオンを漏らすことなくソース,ド
レインを形成することができるMISFETの製造方法
を説明するための図である。なお、図76乃至図81に
おいて、Q1で示した領域がEPROM105のメモリ
セルが形成される領域であり、Q2で示した領域がEP
ROM105の周辺回路のNチャネルMISFETが形
成される領域である。
【0122】チャネル領域に不純物イオンを漏らすこと
なくMISFETを形成する方法は、図76に示すよう
に、第1層目の多結晶シリコン膜7を形成し、それに低
抵抗を図るための所定の不純物を注入した後、例えばC
VDで厚い酸化シリコン膜71を形成する。
【0123】次に、図77に示すように、EPROM1
05のメモリセルQ1を形成する領域の酸化シリコン膜
71を、例えばレジスト膜をマスクとしてエッチングで
除去する。レジスト膜は酸化シリコン膜71を選択的に
除去した後取り除く。次に、図示していないレジスト膜
をマスクとしたエッチングによって前記多結晶シリコン
膜7をパターニングして、図78に示すように、EPR
OM105のメモリセルQ1のフローティングゲート電
極7Aと、MISFETQ2のゲート電極7Bを形成す
る。レジスト膜からなるマスクは、パターニングの後取
り除く。NチャネルMISFETQ2のゲート電極7B
の上には厚い酸化シリコン膜71が乗っている。
【0124】次に、図79に示すように、フローティン
グゲート電極7Aの表面を熱酸化して第2ゲート絶縁膜
8Aを形成する。次に、図80に示すように、半導体基
板(チップ)1の上に第2層目の導電膜を形成し、これ
をパターニングしてEPROM105のコントロールゲ
ート電極(ワード線)9Aを形成する。次に、図81に
示すように、メモリセルQ1のソース,ドレインの一部
を成すn型半導体領域11A、周辺回路のMISFET
Q2のソース,ドレインの一部を成すn〜型半導体領域
11B、メモリセルQ1及び周辺回路のMISFETQ
2のソース,ドレインの前記以外の部分を成すn+型半
導体領域13A,13Bを形成する。
【0125】このようにして、NチャネルMISFET
Q2のソース,ドレインを形成すればゲート電極7Bの
上に厚い酸化シリコン膜71が乗っているので、ソー
ス,ドレインを形成するための不純物がチャネル領域に
漏れるのを防止できる。
【0126】以上、説明したことから分かるように、本
実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。 (1)一つの半導体チップ上に中央処理装置と、その中
央処理装置のプログラムデータや辞書データ等が記憶さ
れる不揮発性メモリとを備えたマイクロコンピュータを
構成する半導体集積回路装置において、前記不揮発性メ
モリが、情報の書き込みを電気的に行い、その書き込ん
だ情報を紫外線の照射によって消去する第1の不揮発性
メモリ(EPROM105)と、情報の書き込みを電気
的に行い、その書き込んで情報を電気的に消去する第2
の不揮発性メモリ(EEPROM107)とからなるこ
とにより、大容量でかつ書き替え可能なROMを得るこ
とができ、またシステム上で電気的に書き替え可能なR
OMを得ることができる。
【0127】(2)上記(1)から、書き替え回数は少
ないが大容量を必要とするデータの記憶にはEPROM
105を用い、書き替え回数は多いが小容量でよいデー
タの記憶あるいは電源遮断後も記憶しておくことが必要
な演算データの記憶にはEEPROM107を用いるこ
とによって、EPROM105がシステム上で情報の書
き替えができないという欠点と、EEPROM107の
メモリ容量が小さいという欠点を互いに補った自由度の
高いROMを備えたマクイロコンピュータからなる半導
体集積回路装置を得ることができる。
【0128】すなわち、大きな記憶容量を必要とするプ
ログラムデータや辞書データはEPROM105で記憶
し、フィードバック制御の制御用データのようにデータ
の内容が時間と共に変化しかつ電源が遮断されたときに
も記憶しておくことが必要な制御データはEEPROM
107で記憶することができるので、1チップマイクロ
コンピュータからなる半導体集積回路装置の機能を向上
することができる。
【0129】(3)上記(1)のEEPROM107か
ら不揮発性RAMを得ることができる。 (4)1チップマイクロコンピュータの第1のRAMと
してSRAMを備えたので、高速でデータ転送を行うこ
とができるRAMが得られる。 (5)1チップマイクロコンピュータの第2のRAMと
してDRAMを備えたので、大容量のRAMを得ること
ができる。 (6)上記(4)と(5)から、小容量でよいが高速で
データ転送を行うことが必要なデータの記憶にはSRA
Mを用い、高速のデータ転送を行う必要はないが大きな
記憶容量を必要とするデータの記憶にはDRAMを用い
ることによって、SRAMが大容量化できないという欠
点と、DRAMの転送速度が遅いという欠点を互いに補
ったRAMを得ることができる。
【0130】(7)半導体基板1の第1領域にEPRO
M105のメモリセルQ1を形成し、前記半導体基板1
の前記第1領域と異なる第2領域にEEPROM107
のメモリセルの中のメモリMISFETQ4を形成し、
前記半導体1の前記第2領域に隣接した第3領域に前記
EEPROM107のメモリセルの中のスイッチMIS
FETQ5を形成する工程を備えたマイクロコンピュー
タを構成する半導体集積回路装置の製造方法において、
前記半導体基板1の第1,第2及び第3領域の表面にそ
れぞれ第1ゲート絶縁膜6を形成する工程と、前記第2
及び第3領域の前記第1ゲート絶縁膜6の下の所定部分
にソース,ドレイン20を形成する工程と、前記第1及
び第2領域の第1ゲート絶縁膜6の上にフローティング
ゲート電極7A,7Cを形成しかつ前記第3領域の第1
ゲート絶縁膜6の上にゲート電極7Bを形成する工程
と、前記第1領域及び第2領域のフローティングゲート
電極7A,7Cの表面に第2ゲート絶縁膜8A,8Cを
形成する工程と、前記第1及び第2領域の第2ゲート絶
縁膜8A,8Cの上にそれぞれコントロールゲート電極
9A,9Cを形成する工程と、前記第1領域の第1ゲー
ト絶縁膜6の下の所定部分にソース,ドレイン11A,
13Aを形成する工程を備え、前記各工程を前記の順序
で行うことにより、EPROM105を形成する工程
に、EEPROM107のソース,ドレインとなるn型
半導体領域20を形成する工程と、n型半導体領域20
の上にトンネル絶縁膜22を形成する工程を追加するだ
けでEEPROM107を形成することができる。
【0131】(8)EPROM105のメモリセルQ1
のフローティングゲート電極7Aと、EEPROM10
7のメモリセルの中の記憶素子Q4のフローティングゲ
ート電極7Cを第1層目の導電層(多結晶シリコン膜)
で形成し、前記それぞれの素子Q1,Q4の第1ゲート
絶縁膜6を同一工程で形成し、また前記それぞれの素子
Q1,Q4のフローティングゲート電極7A,7Cの上
の第2ゲート絶縁膜8A,8Cを同一工程で形成したこ
とによって、少ない製造工程でEPROM105および
EEPROM107のそれぞれのメモリセルを得ること
ができる。
【0132】(9)EPROM105の周辺回路を構成
するMISFETQ2,Q3及びEEPROM107の
周辺回路を構成するMISFETQ5,Q6のゲート絶
縁膜6を前記EPROM105のメモリセルQ1の第1
ゲート絶縁膜6及びEEPROM107のメモリセルの
中のメモリMISFETQ4の第1ゲート絶縁膜6と同
じ工程で形成したので、それら周辺回路のMISFET
Q2,Q3,Q5,Q6のゲート絶縁膜6の膜厚が厚く
なり、絶縁耐圧を向上させることができる。
【0133】(10)CPU(論理部)100及びI/
O102を構成するためのMISFETQ7〜Q9のゲ
ート絶縁膜8DをEPROM105のメモリセルQ1の
第1ゲート絶縁膜6及びEEPROM107のメモリセ
ルの中のメモリMISFETQ4の第1ゲート絶縁膜6
と別工程で形成するので、前記ゲート絶縁膜8Dとゲー
ト絶縁膜6の膜厚の設定をそれぞれ独立に最適な値にす
ることができる。
【0134】(11)CPU(論理部)100及びI/
O102を構成するためのMISFETQ7〜Q9のゲ
ート電極9Dを第2層目の導電層、すなわち例えば多結
晶シリコン膜の上にシリサイド膜を積層した2層膜で形
成したので、そのゲート電極9Dの低抵抗化が図れる。
【0135】(12)上記(8)乃至(11)のことか
ら、周辺回路を含めたEPROM105及びEEPRO
M107のMISFETに印加される電圧と、CPU
(論理部)100及びI/O102を構成するためのM
ISFETに印加される電圧を独立に設定できるので、
それぞれの素子の構造を独立に設定できる。
【0136】(13)DRAM109をEEPROM1
07の製造工程乃至はほぼ同一工程で形成できる。 (14)上記(12)のことから、DRAM109のメ
モリセルの容量素子Cの誘電体膜22が、EEPROM
107のメモリセルのトンネル絶縁膜22と同様に非常
に薄く形成されるので、その容量素子Cの容量値を大き
くできる。
【0137】(15)上記(14)のことから大容量の
DRAMを得ることができ、さらにこのことから大容量
のRAMが得られる。 (16)アナログ回路を構成する抵抗素子RをEPRO
M105のメモリセルあるいはEEPROM107のメ
モリセルの中のメモリMISFETQ4のフローティン
グゲート電極7A,7Cと同一工程あるいはほぼ同一工
程で形成することができ、容量素子CはEPROM10
5あるいはEEPROM107のメモリセルと同一工程
で形成することができる。
【0138】(17)抵抗素子Rと容量素子Cが絶縁膜
10で覆われているので、回路の動作時に安定した抵抗
値と容量値が得られる。 (18)抵抗素子R及び容量素子Cの下のウエル領域を
電気的に固定したので、回路の動作時に安定した抵抗値
と容量値が得られる。 (19)抵抗素子Rの上部を固定電位にされた導電層1
9で覆っているので、その導電層19の上に他の信号配
線を延在させることができる。 (20)上記(16)乃至(19)より、1チップマイ
クロコンピュータのアナログ量の処理に必要な安定した
抵抗素子Rと容量素子Cを容易に得ることができる。
【0139】(21)EPROM105、EEPROM
107、DRAM109を形成する工程とほぼ同一工程
で高耐圧MISFETを形成できる。 (22)高耐圧MISFETのゲート電極7Iをフィー
ルド絶縁膜4の上にまで延在させて端部がフィールド絶
縁膜4の上に乗るようにしたことにより、ゲート電極7
Iと半導体基板1との間の耐圧を向上することができ
る。
【0140】(23)高耐圧MISFETのソース,ド
レインの一部である不純物濃度の高い半導体領域の囲り
を不純物濃度の低い半導体領域で囲んだことにより、ソ
ース,ドレインの耐圧を向上することができる。 (24)上記(21)乃至(23)のことから1チップ
マイクロコンピュータのI/O102に使用する高耐圧
MISFETを容易に得ることができる。
【0141】以上、本発明を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いうまでもない。
【0142】例えば、図1に示したマイクロコンピュー
タは、RAMとしてSRAM108とDRAM109を
備えているが、SRAM108か又はDRAM109の
いずれか一方のみでもよい。
【0143】
【発明の効果】小容量でよいが高速でデータ転送を行う
ことが必要なデータの記憶にはSRAMを用い、高速の
データ転送を行う必要はないが大きな記憶容量を必要と
するデータの記憶にはDRAMを用いることによって、
SRAMが大容量化できないという欠点と、DRAMの
転送速度が遅いという欠点を互いに補ったRAMを得る
ことができる。
【0144】
【0145】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置のマイクロコンピュータを示すブロック図である。
【図2】図1に示したマイクロコンピュータが備えてい
るSRAM108のメモリセルの等価回路図である。
【図3】前記マイクロコンピュータに搭載されているE
PROM105の概略構成を示す等価回路図である。
【図4】前記マイクロコンピュータに搭載されているE
EPROM107の概略構成を示す等価回路図である。
【図5】前記マイクロコンピュータのEPROM,EE
PROM及びCPU等の論理部を構成するMISFET
の製造工程における断面図である。
【図6】前記マイクロコンピュータのEPROM,EE
PROM及びCPU等の論理部を構成するMISFET
の製造工程における断面図である。
【図7】前記マイクロコンピュータのEPROM,EE
PROM及びCPU等の論理部を構成するMISFET
の製造工程における断面図である。
【図8】前記マイクロコンピュータのEPROM,EE
PROM及びCPU等の論理部を構成するMISFET
の製造工程における断面図である。
【図9】前記マイクロコンピュータのEPROM,EE
PROM及びCPU等の論理部を構成するMISFET
の製造工程における断面図である。
【図10】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図11】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図12】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図13】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図14】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図15】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図16】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図17】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図18】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図19】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図20】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図21】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図22】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図23】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図24】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図25】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図26】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である
【図27】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図28】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図29】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図30】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図31】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図32】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図33】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図34】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図35】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図36】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図37】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図38】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図39】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図40】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図41】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図42】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図43】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図44】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図45】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図46】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図47】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図48】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図49】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図50】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図51】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図52】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図53】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図54】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図55】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図56】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図57】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図58】前記マイクロコンピュータのEPROM,E
EPROM及びCPU等の論理部を構成するMISFE
Tの製造工程における断面図である。
【図59】前記マイクロコンピュータに設けられている
DRAMのメモリセルの製造工程における断面図であ
る。
【図60】前記マイクロコンピュータに設けられている
DRAMのメモリセルの製造工程における断面図であ
る。
【図61】前記マイクロコンピュータに設けられている
DRAMのメモリセルの製造工程における断面図であ
る。
【図62】前記マイクロコンピュータに設けられている
DRAMのメモリセルの製造工程における断面図であ
る。
【図63】前記マイクロコンピュータが備えている演算
増幅器,アナログ/デジタル変換器,デジタル/アナロ
グ変換器の中の容量素子と抵抗素子の断面図である。
【図64】図63に示す容量素子と抵抗素子の製造工程
における断面図である。
【図65】図63に示す容量素子と抵抗素子の製造工程
における断面図である。
【図66】図63に示す容量素子と抵抗素子の製造工程
における断面図である。
【図67】図1に示すマイクロコンピュータのI/Oの
中の一つのI/Oセルを示す等価回路図である。
【図68】図67に示すPチャネルMISFETの断面
図である。
【図69】図68に示すPチャネルMISFETTP3
製造工程における断面図である。
【図70】図68に示すPチャネルMISFETTP3
製造工程における断面図である。
【図71】図68に示すPチャネルMISFETTP3
製造工程における断面図である。
【図72】図68に示すPチャネルMISFETTP3
製造工程における断面図である。
【図73】図68に示すPチャネルMISFETTP3
製造工程における断面図である。
【図74】図68に示すPチャネルMISFETのゲー
ト絶縁膜6より厚いゲート絶縁膜70を用いたPチャネ
ルMISFET及びNチャネルMISFETの断面図で
ある。
【図75】図74に示すPチャネルMISFET及びN
チャネルMISFETの製造工程における断面図であ
る。
【図76】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【図77】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【図78】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【図79】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【図80】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【図81】ゲート電極を第1層目の多結晶シリコン膜で
形成し、さらにチャネル領域に不純物イオンを漏らすこ
となくソース,ドレインを形成することができるMIS
FETの製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
1…半導体チップ(マイクロコンピュータ)、100…
CPU、101…OSC、102…I/O、103…S
I、104…TIMER、105…EPROM、106
…電圧制御回路、107…EEPROM、108…SR
AM、109…DRAM、110…I/OBUS、Q1
…EPROMのメモリセル、Q2,Q3…周辺回路のM
ISFET、Q4…EEPROMのメモリセルの中の記
憶素子、Q5,Q6…EEPROMの周辺回路のMIS
FET、Q7,Q9…CPUのMISFET、Q8…M
ISFET、6…第1ゲート絶縁膜、7A,7B,7C
…第1層目の導電膜からなるゲート電極、8A,8C…
フローティングゲート電極の上の第2ゲート絶縁膜、8
D…CPU及びI/O領域の第1ゲート絶縁膜、9A,
9C,9D…第2層目の導電膜からなるゲート電極、1
0…薄い酸化シリコン膜、11A,11B,11C…ソ
ース,ドレインの低濃度層、12…サイドウォール、1
3A,13B,13C…ソース,ドレインの高濃度層、
20…EEPROMのn型ソース,ドレイン、21…厚
いゲート絶縁膜、22…トンネル絶縁膜。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 21/8247 H01L 27/10 434 27/04 21/82 Z 27/10 301 27/04 G 481 27/115 (56)参考文献 特開 昭62−119958(JP,A) 特開 昭62−183161(JP,A) 特開 昭63−47804(JP,A) 特開 昭61−201363(JP,A) 特開 昭62−38590(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUとSRAMとDRAMとが同一半
    導体基板上に形成されており、前記DRAMの記憶容量
    が前記SRAMの記憶容量よりも大きく、前記DRAM
    を構成するMISFETは第1の領域に形成され、前記
    DRAMを構成しないMISFETは、前記第1の領域
    とは異なる第2の領域に形成されており、前記第1の領
    域と前記第2の領域とは、電気的に分離され、夫々独立
    して基板電位設定が可能であり、前記DRAMを構成す
    るMISFETのゲート電極と前記SRAMを横成する
    MISFETのゲート電極とは同層の導体膜で形成され
    ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 SRAMとDRAMとが同一半導体基板
    上に形成されており、前記SRAMは、第1MISFE
    Tで構成されたメモリセルを有し、前記DRAMの記憶
    容量が前記SRAMの記憶容量よりも大きく、前記DR
    AMは、第2MISFETを有し、第1の領域に形成さ
    れており、前記第1MISFETは、前記第1の領域と
    は異なる第2の領域に形成されており、前記第1の領域
    と前記第2の領域とは、電気的に分離され、夫々独立し
    て基板電位設定が可能であり、前記第1MISFETの
    ゲート電極と前記第2MISFETのゲート電極とは同
    層の導体膜で形成されていることを特徴とする半導体集
    積回路装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の領域は、p型ウエル領域であ
    り、前記p型ウエル領域には、負電位が印加されている
    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
    集積回路装置。
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