JP3453001B2 - Semiconductor integrated circuit device, nonvolatile semiconductor memory device, and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device, nonvolatile semiconductor memory device, and manufacturing method thereof

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JP3453001B2
JP3453001B2 JP08272195A JP8272195A JP3453001B2 JP 3453001 B2 JP3453001 B2 JP 3453001B2 JP 08272195 A JP08272195 A JP 08272195A JP 8272195 A JP8272195 A JP 8272195A JP 3453001 B2 JP3453001 B2 JP 3453001B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体集積回路装
置、不揮発性半導体記憶装置及びそれらの製造方法に係
り、特に、エピ基板にトリプルウェル構造を形成した不
揮発性半導体記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, a nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a nonvolatile semiconductor memory device having a triple well structure formed on an epi substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、不揮発性半導体記憶装置の一種で
あるフラッシュメモリが、ダイナミックランダムアクセ
スメモリ(DRAM)より安価に製造できるため、次世
代を担うメモリデバイスとして期待されている。この種
フラッシュメモリのメモリセルは、対応したソース線に
接続されるソース領域と、対応したビット線に接続され
るドレイン領域と、情報を蓄積するためのフローティン
グゲート電極と、対応したワード線に接続されるコント
ロールゲート電極とを有するものであり、フローティン
グゲート電極直下に位置するトンネル酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜のFNトンネル現象やチャネルホットエレク
トロン現象等によってフローティングゲート電極に電子
を注入するか、フローティングゲート電極に蓄積された
電子を引き抜くことにより、消去か書き込みがなされ、
フローティングゲート電極における電子の状態によって
しきい値の2値状態を作り出し、その状態によって
「0」か「1」が読み出されることになるものである。
2. Description of the Related Art In recent years, a flash memory, which is a kind of non-volatile semiconductor memory device, can be manufactured at a lower cost than a dynamic random access memory (DRAM), and is therefore expected as a memory device for the next generation. The memory cell of this type of flash memory has a source region connected to a corresponding source line, a drain region connected to a corresponding bit line, a floating gate electrode for storing information, and a corresponding word line. Control gate electrode, which is used for injecting electrons into the floating gate electrode by the FN tunnel phenomenon or channel hot electron phenomenon of the gate insulating film made of a tunnel oxide film located immediately below the floating gate electrode, or the floating gate electrode. Erasing or writing is done by extracting the electrons accumulated in the electrodes,
The binary state of the threshold value is created by the state of electrons in the floating gate electrode, and "0" or "1" is read out depending on the state.

【0003】一般に、フラッシュメモリは、すべてのメ
モリセルを一括して電気的に消去できるものであるが、
最近、複数のメモリセルを有したブロック単位で一括消
去するものが主流になってきている。このようなものと
して、例えば、「IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUI
T, VOL.29, NO.4, APRIL 1994」の454頁から460
頁またはIEICE TRANS. ELECTRON., VOL.E77-C, NO.8 AU
GUST 1994の1279頁から1286頁にDINOR型
フラッシュメモリとして記載されている。
Generally, a flash memory can electrically erase all memory cells at once.
Recently, a method of collectively erasing in block units having a plurality of memory cells has become mainstream. For example, "IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUI
T, VOL.29, NO.4, APRIL 1994 ”, pages 454 to 460
Page or IEICE TRANS. ELECTRON., VOL.E77-C, NO.8 AU
It is described as a DINOR type flash memory on pages 1279 to 1286 of GUST 1994.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなフラッシュ
メモリにおいて、ブロック単位で複数のメモリセルを一
括消去する場合、メモリセルが形成されるウェル領域に
バックゲート(Vbb)電圧を印加することになり、ま
た、消去時や書き込み時にメモリセルのドレイン領域ま
たはソース領域に電源電圧より高い電圧が印加されるこ
とになる。したがって、寄生するサイリスタ構成のトラ
ンジスタによるラッチアップを本質的に起こしやすい構
成になりがちである。
In such a flash memory, when a plurality of memory cells are erased in a block unit, a back gate (Vbb) voltage is applied to a well region where the memory cells are formed. Further, a voltage higher than the power supply voltage is applied to the drain region or the source region of the memory cell at the time of erasing or writing. Therefore, the structure tends to cause latch-up due to the parasitic transistor of the thyristor structure.

【0005】また、ブロック単位でメモリセルが形成さ
れるウェル領域を半導体基板から電気的に絶縁するため
にメモリセルが形成されるウェル領域をさらに囲むよう
にウェル領域を設ける(トリプルウェル構造)ようにし
ているため、メモリセルが形成されるウェル領域と半導
体基板との間のパンチスルー耐圧も考慮する必要がある
ものである。さらに、高集積化され、メモリセルの占有
面積が小さくなると、電子の注入、引き抜きが行われる
ゲート絶縁膜の品質を向上させる必要があるものであ
る。またさらに、消去時や書き込み時に使用される高電
圧を発生する高電圧発生回路をメモリセルが形成される
半導体基板に一緒に形成する傾向になってきており、こ
のような場合、高電圧発生回路を構成する半導体素子が
形成されるウェル領域と半導体基板との接合耐圧も考慮
する必要があるものである。
In order to electrically insulate the well region in which memory cells are formed in block units from the semiconductor substrate, the well region is provided so as to further surround the well region in which memory cells are formed (triple well structure). Therefore, it is necessary to consider the punch-through breakdown voltage between the well region in which the memory cell is formed and the semiconductor substrate. Furthermore, as the degree of integration increases and the area occupied by the memory cells becomes smaller, it is necessary to improve the quality of the gate insulating film in which electrons are injected and extracted. Furthermore, there is a tendency to form a high voltage generating circuit that generates a high voltage used during erasing or writing together on a semiconductor substrate on which a memory cell is formed. It is also necessary to consider the junction breakdown voltage between the well region in which the semiconductor element forming the above is formed and the semiconductor substrate.

【0006】この発明は、上記した点に鑑みてなされた
ものであり、ラッチアップ耐性が向上した半導体集積回
路装置、不揮発性半導体記憶装置及びそれらの製造方法
を得ることを目的とするものである。また、この発明の
第2の目的は、ウェル領域と半導体基板との間のパンチ
スルー耐圧が向上した半導体集積回路装置、不揮発性半
導体記憶装置及びそれらの製造方法を得ることである。
さらに、この発明の第3の目的は、情報の書き換え回数
を多くでき、寿命の長い不揮発性半導体記憶装置及びそ
れらの製造方法を得ることである。また、さらに、この
発明の第4の目的は、ウェル領域と半導体基板との接合
耐圧が向上した半導体集積回路装置、不揮発性半導体記
憶装置及びそれらの製造方法を得ることである。
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to obtain a semiconductor integrated circuit device, a non-volatile semiconductor memory device having improved latch-up resistance, and manufacturing methods thereof. . A second object of the present invention is to obtain a semiconductor integrated circuit device, a non-volatile semiconductor memory device and a method for manufacturing them, in which the punch-through breakdown voltage between the well region and the semiconductor substrate is improved.
Further, a third object of the present invention is to obtain a nonvolatile semiconductor memory device which can increase the number of times of rewriting information and has a long life, and a manufacturing method thereof. Furthermore, a fourth object of the present invention is to obtain a semiconductor integrated circuit device, a nonvolatile semiconductor memory device, and a method for manufacturing them, in which the junction breakdown voltage between the well region and the semiconductor substrate is improved.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の第1の発明に
係る半導体集積回路装置は、第1導電型の第1の半導体
層と、この第1の半導体層の表面上に第1の半導体層の
不純物濃度より低い不純物濃度を有するエピタキシャル
成長された第1導電型の第2の半導体層と、この第2の
半導体層の表面に、第1の半導体層の表面との間に第2
の半導体層が介在して形成された第2導電型の第1のウ
ェル領域と、この第1のウェル領域の表面に形成された
第1導電型の第2のウェル領域と、第2の半導体層の表
面に形成され、第2の半導体層の不純物濃度より高い不
純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領域と、第
2の半導体層の表面に第1のウェル領域と離隔して形成
された第2導電型の第4のウェル領域とを有する半導体
基板を備え、半導体基板の第2のウェル領域に形成され
た第1の半導体素子と、半導体基板の第3のウェル領域
に形成された第2の半導体素子と、半導体基板の第4の
ウェル領域に形成された第3の半導体素子を設け、第1
のウエル領域は、半導体基板の表面から第1の半導体層
へ向けての深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークより
さらに半導体基板の表面から深い位置に濃度ピークの値
から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ第2導電型の不純
物の分布を有し、2桁落ちる部分の半導体基板の表面か
らの深さが第2の半導体層の厚さ以下のものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device comprising: a first semiconductor layer of a first conductivity type; and a first semiconductor on the surface of the first semiconductor layer. A second semiconductor layer of the first conductivity type epitaxially grown with an impurity concentration lower than that of the layer, and a second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer and on the surface of the first semiconductor layer;
Second conductive type first well region formed with the semiconductor layer interposed therebetween, the first conductive type second well region formed on the surface of the first well region, and the second semiconductor A third well region of a first conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and a first well region separated from the surface of the second semiconductor layer. A semiconductor substrate having a formed second well region of the second conductivity type is formed, and a first semiconductor element formed in the second well region of the semiconductor substrate and a third well region of the semiconductor substrate. And a third semiconductor element formed in the fourth well region of the semiconductor substrate .
The well region is formed from the surface of the semiconductor substrate to the first semiconductor layer.
From the concentration peak and this concentration peak in the depth direction toward
Furthermore, the value of the concentration peak is deeper than the surface of the semiconductor substrate.
Impurity of the second conductivity type including the part where the concentration drops by 2 digits
It has a distribution of objects, and is it the surface of the semiconductor substrate that falls by two digits?
The depth is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer .

【0008】この発明の第2の発明に係る不揮発性半導
体記憶装置は、第1導電型の第1の半導体層と、この第
1の半導体層の表面上に第1の半導体層の不純物濃度よ
り低い不純物濃度を有するエピタキシャル成長された第
1導電型の第2の半導体層と、この第2の半導体層の表
面に、第1の半導体層の表面との間に上記第2の半導体
層が介在して形成された第2導電型の第1のウェル領域
と、この第1のウェル領域の表面に形成された第1導電
型の第2のウェル領域と、第2の半導体層の表面に形成
され、第2の半導体層の不純物濃度より高い不純物濃度
を有する第1導電型の第3のウェル領域と、第2の半導
体層の表面に第1のウェル領域と離隔して形成された第
2導電型の第4のウェル領域とを有する半導体基板を備
え、この半導体基板の第2のウェル領域に形成される不
揮発性メモリセルと、半導体基板の第3のウェル領域に
形成される第2導電型のMOSトランジスタと、半導体
基板の第4のウェル領域に形成される第1導電型のMO
Sトランジスタを設け、第1のウエル領域は、半導体基
板の表面から第1の半導体層へ向けての深さ方向に濃度
ピークとこの濃度ピークよりさらに半導体基板の表面か
ら深い位置に濃度ピークの値から濃度が2桁落ちる部分
とを含んだ第2導電型の不純物の分布を有し、2桁落ち
る部分の半導体基板の表面からの深さが第2の半導体層
の厚さ以下のものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device comprising a first semiconductor layer of a first conductivity type and an impurity concentration of the first semiconductor layer on a surface of the first semiconductor layer. An epitaxially grown second semiconductor layer of the first conductivity type having a low impurity concentration, and the second semiconductor layer interposed between the surface of the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer. Formed on the surface of the first semiconductor region, a second well region of the first conductivity type formed on the surface of the first well region, and a second well region of the first conductivity type formed on the surface of the first well region. , A third well region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and a second conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer so as to be separated from the first well region. A semiconductor substrate having a fourth well region of a mold, Non-volatile memory cell formed in the second well region of the semiconductor substrate, the second conductivity type MOS transistor formed in the third well region of the semiconductor substrate, and the fourth well region formed in the fourth well region of the semiconductor substrate. MO of 1 conductivity type
An S transistor is provided , and the first well region is a semiconductor substrate.
Concentration in the depth direction from the surface of the plate to the first semiconductor layer
The peak and the concentration peak
Part where the concentration drops by 2 digits from the concentration peak value to a deeper position
Has a second conductivity type impurity distribution including
The second semiconductor layer has a depth from the surface of the semiconductor substrate
Is less than or equal to the thickness .

【0009】この発明の第3の発明に係る不揮発性半導
体記憶装置は、メモリセルを複数有するメモリセルアレ
イと、このメモリセルアレイのメモリセルに情報を書き
込む、メモリセルに蓄積された情報を読み出す、メモリ
セルに蓄積された情報を消去するための周辺回路とを備
え、メモリセルアレイの複数のメモリセルを複数個毎に
複数ブロックに分割し、このブロック単位で消去動作が
一括して行われるものにおいて、P型の第1の半導体層
と、この第1の半導体層の表面上に第1の半導体層の不
純物濃度より低い不純物濃度を有するエピタキシャル成
長されたP型の第2の半導体層と、この第2の半導体層
の表面に、第1の半導体層の表面との間に第2の半導体
層が介在して形成されたN型の第1のウェル領域と、こ
の第1のウェル領域の表面にそれぞれ互いに離隔して形
成されたP型の複数の第2のウェル領域と、第2の半導
体層の表面に形成され、第2の半導体層の不純物濃度よ
り高い不純物濃度を有するP型の第3のウェル領域と、
第2の半導体層の表面に第1のウェル領域と離隔して形
成されたN型の第4のウェル領域とを有する半導体基板
を備え、ブロック単位毎に複数の第2のウェル領域の1
つに対応し、各ブロック単位の複数のメモリセルが、対
応した第2のウェル領域に形成され、周辺回路を構成す
る複数のNチャネルMOSトランジスタの少なくとも一
部のNチャネルMOSトランジスタが第3のウェル領域
に形成され、周辺回路を構成する複数のPチャネルMO
Sトランジスタの少なくとも一部のPチャネルMOSト
ランジスタが第4のウェル領域に形成され、第1のウエ
ル領域は、半導体基板の表面から第1の半導体層へ向け
ての深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに
半導体基板の表面から深い位置に濃度ピークの値から濃
度が2桁落ちる部分とを含んだN型の不純物の分布を有
し、2桁落ちる部分の半導体基板の表面からの深さが第
2の半導体層の厚さ以下のものである
A non-volatile semiconductor memory device according to a third aspect of the present invention is a memory cell array having a plurality of memory cells, and information is written in the memory cells of the memory cell array, and information stored in the memory cells is read out. A peripheral circuit for erasing information stored in a cell, a plurality of memory cells of a memory cell array are divided into a plurality of blocks, and an erasing operation is collectively performed in each block. A P-type first semiconductor layer, an epitaxially grown P-type second semiconductor layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer, and the second An N-type first well region formed on the surface of the semiconductor layer by interposing a second semiconductor layer between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer; A plurality of P-type second well regions formed separately from each other on the surface of the second semiconductor layer, and a P-type impurity formed on the surface of the second semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer. A third well region of
A semiconductor substrate having a first well region and an N-type fourth well region formed separately from the surface of the second semiconductor layer is provided, and one of the plurality of second well regions is provided for each block unit.
Corresponding to the above, a plurality of memory cells in each block unit are formed in the corresponding second well region, and at least a part of the plurality of N-channel MOS transistors forming the peripheral circuit is the third N-channel MOS transistor. A plurality of P-channel MOs formed in the well region and forming peripheral circuits
At least a portion of the P-channel MOS transistor of the S transistor is formed in the fourth well region, a first of the upper
Area from the surface of the semiconductor substrate to the first semiconductor layer
Concentration peak in the depth direction and
From the concentration peak value to the deep position from the surface of the semiconductor substrate,
There is a distribution of N-type impurities including the part where the degree drops by two digits.
However, the depth from the surface of the semiconductor substrate where it falls by two digits is the first
The thickness of the second semiconductor layer is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer .

【0010】この発明の第4の発明に係る不揮発性半導
体記憶装置は、メモリセルを複数有するメモリセルアレ
イと、このメモリセルアレイのメモリセルに情報を書き
込む、メモリセルに蓄積された情報を読み出す、メモリ
セルに蓄積された情報を消去するための周辺回路とを備
え、上記メモリセルアレイの複数のメモリセルを複数個
毎に複数ブロックに分割し、このブロック単位で消去動
作が一括して行われるものにおいて、P型の第1の半導
体層と、この第1の半導体層の表面上に第1の半導体層
の不純物濃度より低い不純物濃度を有するエピタキシャ
ル成長されたP型の第2の半導体層と、この第2の半導
体層の表面に、それぞれが互いに離隔して形成されると
ともに、第1の半導体層の表面との間に第2の半導体層
が介在して形成されたN型の複数の第1のウェル領域
と、これら複数の第1のウェル領域それぞれの表面にそ
れぞれ形成されたP型の複数の第2のウェル領域と、第
2の半導体層の表面に形成され、第2の半導体層の不純
物濃度より高い不純物濃度を有するP型の第3のウェル
領域と、第2の半導体層の表面に第1のウェル領域と離
隔して形成されたN型の第4のウェル領域とを有する半
導体基板を備え、ブロック単位毎に複数の第2のウェル
領域の1つに対応し、各ブロック単位の複数のメモリセ
ルが、対応した第2のウェル領域に形成され、周辺回路
を構成する複数のNチャネルMOSトランジスタの少な
くとも一部のNチャネルMOSトランジスタが第3のウ
ェル領域に形成され、周辺回路を構成する複数のPチャ
ネルMOSトランジスタの少なくとも一部のPチャネル
MOSトランジスタが第4のウェル領域に形成され、複
数の第1のウエル領域は、半導体基板の表面から第1の
半導体層へ向けての深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピ
ークよりさらに半導体基板の表面から深い位置に濃度ピ
ークの値から濃度が2桁落ちる部分とを含んだN型の不
純物の分布を有し、2桁落ちる部分の半導体基板の表面
からの深さが第2の半導体層の厚さ以下のものである
A non-volatile semiconductor memory device according to a fourth aspect of the present invention is a memory cell array having a plurality of memory cells, and information is written into the memory cells of the memory cell array, information stored in the memory cells is read out, and a memory. A peripheral circuit for erasing information stored in a cell, a plurality of memory cells of the memory cell array are divided into a plurality of blocks, and an erasing operation is collectively performed in each block. , A P-type first semiconductor layer, an epitaxially grown P-type second semiconductor layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer, and The second semiconductor layer is formed on the surface of the second semiconductor layer so as to be separated from each other, and the second semiconductor layer is formed between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer. A plurality of N-type first well regions, a plurality of P-type second well regions respectively formed on the surfaces of the plurality of first well regions, and a surface of the second semiconductor layer And a P-type third well region having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and an N-type first well region formed on the surface of the second semiconductor layer away from the first well region. A semiconductor substrate having four well regions and corresponding to one of the plurality of second well regions for each block unit, a plurality of memory cells of each block unit are formed in the corresponding second well region. , At least part of the plurality of N-channel MOS transistors forming the peripheral circuit is formed in the third well region, and at least the plurality of P-channel MOS transistors forming the peripheral circuit are formed. P-channel MOS transistor parts is formed on a fourth well region, double
A number of first well regions from the surface of the semiconductor substrate to the first
The concentration peak and this concentration peak are formed in the depth direction toward the semiconductor layer.
The concentration peak at a position deeper than the surface of the semiconductor substrate.
N-type defect including the part where the concentration drops by two digits from the peak value
The surface of the semiconductor substrate, which has a pure distribution and falls by two digits
Is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer .

【0011】この発明の第5の発明に係る不揮発性半導
体記憶装置は、メモリセルを複数有するメモリセルアレ
イと、このメモリセルアレイのメモリセルに情報を書き
込む、メモリセルに蓄積された情報を読み出す、メモリ
セルに蓄積された情報を消去するための周辺回路とを備
え、周辺回路が、電源電位ノードに印加される電源電位
を受け、この電源電位より高い昇圧電位を出力する昇圧
回路を有したものにおいて、第1導電型の第1の半導体
層と、この第1の半導体層の表面上に第1の半導体層の
不純物濃度より低い不純物濃度を有するエピタキシャル
成長された第1導電型の第2の半導体層と、この第2の
半導体層の表面に、上記第1の半導体層の表面との間に
第2の半導体層が介在して形成された第2導電型の第1
のウェル領域と、この第1のウェル領域の表面に形成さ
れた第1導電型の第2のウェル領域と、第2の半導体層
の表面に形成され、第2の半導体層の不純物濃度より高
い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領域
と、第2の半導体層の表面に第1のウェル領域と離隔し
て形成された第2導電型の第4のウェル領域とを有する
半導体基板を備え、昇圧回路の出力段を構成する半導体
素子が第2のウェル領域に形成され、第2のウェル領域
の表面に形成された第2導電型の拡散領域をエミッタ領
域とし、第2のウェル領域をベース領域とし、第1のウ
ェル領域をコレクタ領域とし、ベース領域とコレクタ領
域とが電気的に接続されるダイオード接続されたバイポ
ーラトランジスタであり、周辺回路を構成する複数の第
2導電型のMOSトランジスタの少なくとも一部のMO
Sトランジスタが上記第3のウェル領域に形成され、周
辺回路を構成する複数の第1導電型のMOSトランジス
タの少なくとも一部のMOSトランジスタが第4のウェ
ル領域に形成されている。
A nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth aspect of the present invention is a memory cell array having a plurality of memory cells, information is written in the memory cells of the memory cell array, and information stored in the memory cells is read out. A peripheral circuit for erasing information stored in a cell, the peripheral circuit having a booster circuit receiving a power supply potential applied to a power supply potential node and outputting a boosted potential higher than the power supply potential A first semiconductor layer of a first conductivity type, and an epitaxially grown second semiconductor layer of an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer And a second conductive type first formed on the surface of the second semiconductor layer with the second semiconductor layer interposed between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer.
Well region, the second well region of the first conductivity type formed on the surface of the first well region, and the surface of the second semiconductor layer, the impurity concentration of which is higher than that of the second semiconductor layer. A semiconductor having a third well region of a first conductivity type having an impurity concentration and a fourth well region of a second conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer so as to be separated from the first well region. comprising a substrate, a semiconductor element constituting the output stage of the boost circuit is formed in the second well region, the second well region
The diffusion region of the second conductivity type formed on the surface of the
Region, the second well region as the base region, and the first well region
The collector region is the well region, and the base region and the collector region are
Diode-connected bipolar device that is electrically connected to the
Of the plurality of second-conductivity-type MOS transistors constituting the peripheral circuit.
The S transistor is formed in the third well region, and at least a part of the MOS transistors of the first conductivity type forming the peripheral circuit are formed in the fourth well region.

【0012】[0012]

【0013】この発明の第の発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法は、第1導電型の第1の半導体層の表
面上にエピタキシャル成長にて第1の半導体層の不純物
濃度より低い不純物濃度を有する第1導電型の第2の半
導体層を形成する工程と、この第2の半導体層の表面か
ら所定深さの位置に不純物濃度のピークが位置するよう
に第2導電型の不純物をイオン注入する工程を含み、第
2の半導体層の表面に第2導電型の第1のウェル領域を
形成する工程と、この第1のウェル領域の表面に、第1
のウェル領域における所定位置の不純物濃度のピーク位
置より上に第1導電型の第2のウェル領域を形成する工
程と、第2の半導体層の表面に第2の半導体層の不純物
濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウ
ェル領域を形成する工程と、第2の半導体層の表面に第
2導電型の第4のウェル領域を第1のウェル領域と離隔
して形成する工程と、第2のウェル領域に第1の半導体
素子を形成する工程と、第3のウェル領域に第2の半導
体素子を形成する工程と、第4のウェル領域に第3の半
導体素子を形成する工程とを設けたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer is epitaxially grown on the surface of the first conductivity type first semiconductor layer. And a step of forming a second semiconductor layer of the first conductivity type, and ion-implanting impurities of the second conductivity type so that a peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. A step of forming a first well region of a second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer, including the step of implanting, and a step of forming a first well region on the surface of the first well region.
Forming a second well region of the first conductivity type above the peak position of the impurity concentration at a predetermined position in the well region, and impurities higher than the impurity concentration of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer. Forming a third well region of a first conductivity type having a concentration, and forming a fourth well region of a second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer, spaced apart from the first well region. A step of forming the first semiconductor element in the second well region, a step of forming the second semiconductor element in the third well region, and a step of forming the third semiconductor element in the fourth well region. And steps are provided.

【0014】この発明の第の発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法は、第1導電型の第1の半導体層の表
面上にエピタキシャル成長にてエピ層を形成する工程
と、このエピ層の表面から所定深さの位置に不純物濃度
のピークが位置するように第1導電型の不純物をイオン
注入し、第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃
度を有する第1導電型の第2の半導体層を形成する工程
と、この第2の半導体層の表面に第2導電型の第1のウ
ェル領域を形成する工程と、この第1のウェル領域の表
面に第1導電型の第2のウェル領域を形成する工程と、
第2の半導体層の表面に第2の半導体層の不純物濃度よ
り高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領
域を形成する工程と、第2の半導体層の表面に第2導電
型の第4のウェル領域を第1のウェル領域と離隔して形
成する工程と、第2のウェル領域に第1の半導体素子を
形成する工程と、第3のウェル領域に第2の半導体素子
を形成する工程と、第4のウェル領域に第3の半導体素
子を形成する工程とを設けたものである。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a seventh aspect of the present invention comprises a step of forming an epi layer by epitaxial growth on the surface of a first semiconductor layer of the first conductivity type, and a step of forming the epi layer. An impurity of the first conductivity type is ion-implanted so that a peak of the impurity concentration is located at a position at a predetermined depth from the surface, and the second impurity of the first conductivity type having an impurity concentration lower than the impurity concentration of the first semiconductor layer is implanted. A step of forming a semiconductor layer, a step of forming a second well of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer, and a step of forming a second well of the first conductivity type on the surface of the first well region. Forming a well region,
Forming a third well region of a first conductivity type having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer; and a second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer. Forming the fourth well region away from the first well region, forming the first semiconductor element in the second well region, and forming the second semiconductor element in the third well region. The step of forming and the step of forming the third semiconductor element in the fourth well region are provided.

【0015】この発明の第の発明に係る半導体集積回
路装置の製造方法は、第1導電型の第1の半導体層の表
面上にエピタキシャル成長にてエピ層を形成する工程
と、このエピ層の表面から所定深さの位置に不純物濃度
のピークが位置するように第1導電型の不純物をイオン
注入し、第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃
度を有する第1導電型の第2の半導体層を形成する工程
と、この第2の半導体層の表面から所定深さの位置に不
純物濃度のピークが位置するように第2導電型の不純物
をイオン注入する工程を含み、第2の半導体層の表面
に、第1の半導体層の表面との間に上記第2の半導体層
のピーク位置を介在させて第2導電型の第1のウェル領
域を形成する工程と、この第1のウェル領域の表面に第
1導電型の第2のウェル領域を形成する工程と、第2の
半導体層の表面に第2の半導体層の不純物濃度より高い
不純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領域を形
成する工程と、第2の半導体層の表面に第2導電型の第
4のウェル領域を第1のウェル領域と離隔して形成する
工程と、第2のウェル領域に第1の半導体素子を形成す
る工程と、第3のウェル領域に第2の半導体素子を形成
する工程と、第4のウェル領域に第3の半導体素子を形
成する工程とを設けたものである。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an eighth aspect of the present invention comprises a step of forming an epi layer by epitaxial growth on the surface of a first semiconductor layer of the first conductivity type, and a step of forming the epi layer. An impurity of the first conductivity type is ion-implanted so that a peak of the impurity concentration is located at a position at a predetermined depth from the surface, and the second impurity of the first conductivity type having an impurity concentration lower than the impurity concentration of the first semiconductor layer is implanted. The method includes the step of forming a semiconductor layer and the step of ion-implanting a second conductivity type impurity so that a peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. Forming on the surface of the layer a first well region of the second conductivity type by interposing the peak position of the second semiconductor layer between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer; A second wafer of the first conductivity type is formed on the surface of the region. Forming a region, forming a third well region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer Forming a fourth well region of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor device apart from the first well region, forming a first semiconductor element in the second well region, and forming a third well region And a step of forming a third semiconductor element in the fourth well region.

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【作用】この発明の第1の発明にあっては、エピタキシ
ャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体層
が、第1のウェル領域と高濃度の第1の半導体層との間
に介在し、ラッチアップ及び第2のウェル領域と第2の
半導体層との間のパンチスルーを生じにくくさせ、第1
のウェル領域と第2の半導体層との接合耐圧を高くせし
める。
According to the first aspect of the present invention, the low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer. Latch-up and punch-through between the second well region and the second semiconductor layer are less likely to occur.
The junction breakdown voltage between the well region and the second semiconductor layer is increased.

【0019】この発明の第2の発明にあっては、エピタ
キシャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体
層が、第1のウェル領域と高濃度の第1の半導体層との
間に介在し、ラッチアップ及び第2のウェル領域と第2
の半導体層との間のパンチスルーを生じにくくさせ、第
1のウェル領域と第2の半導体層との接合耐圧を高くせ
しめるとともに、第2の半導体層がゲート絶縁膜の不純
物や欠陥密度を少なくせしめる。
In the second aspect of the present invention, the low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer. , Latch-up and second well region and second
Punch-through between the first well region and the second semiconductor layer is increased, and the second semiconductor layer reduces the density of impurities and defects in the gate insulating film. Excuse me.

【0020】この発明の第3の発明にあっては、第1の
ウェル領域が第2のウェル領域に独立に電位を与えるこ
とを可能ならしめ、エピタキシャル成長によって形成さ
れた低濃度の第2の半導体層が、第1のウェル領域と高
濃度の第1の半導体層との間に介在し、ラッチアップ及
び第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパンチス
ルーを生じにくくさせ、第1のウェル領域と第2の半導
体層との接合耐圧を高くせしめるとともに、第2の半導
体層がゲート絶縁膜の不純物や欠陥密度を少なくせしめ
る。
According to the third aspect of the present invention, the first well region enables the second well region to be independently supplied with a potential, and the low concentration second semiconductor formed by epitaxial growth is used. A layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer to prevent latch-up and punch-through between the second well region and the second semiconductor layer, The junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer can be increased, and the second semiconductor layer can reduce the density of impurities and defects in the gate insulating film.

【0021】この発明の第4の発明にあっては、第1の
ウェル領域が第2のウェル領域に独立に電位を与えるこ
とを可能ならしめ、エピタキシャル成長によって形成さ
れた低濃度の第2の半導体層が、第1のウェル領域と高
濃度の第1の半導体層との間に介在し、ラッチアップ及
び第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパンチス
ルーを生じにくくさせ、第1のウェル領域と第2の半導
体層との接合耐圧を高くせしめるとともに、第2の半導
体層がゲート絶縁膜の不純物や欠陥密度を少なくせしめ
る。
According to the fourth aspect of the present invention, the first well region enables the second well region to be independently supplied with a potential, and the second semiconductor of low concentration is formed by epitaxial growth. A layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer to prevent latch-up and punch-through between the second well region and the second semiconductor layer, The junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer can be increased, and the second semiconductor layer can reduce the density of impurities and defects in the gate insulating film.

【0022】この発明の第5の発明にあっては、エピタ
キシャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体
層が、第1のウェル領域と高濃度の第1の半導体層との
間に介在し、ラッチアップ及び第2のウェル領域と第2
の半導体層との間のパンチスルーを生じにくくさせ、昇
圧回路の出力段を構成する半導体素子に対する第1のウ
ェル領域と第2の半導体層との接合耐圧を高くせしめ
る。
In the fifth aspect of the present invention, the low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer. , Latch-up and second well region and second
Punch-through between the first well region and the second semiconductor layer with respect to the semiconductor element forming the output stage of the booster circuit is increased.

【0023】[0023]

【0024】この発明の第の発明にあっては、第1の
ウェル領域を、第1の半導体層の表面との間にエピタキ
シャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体層
を介在させて形成するため、ラッチアップを生じにく
く、介在した低濃度の第2の半導体層がラッチアップ及
び第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパンチス
ルーを生じにくくさせ、第1のウェル領域と第2の半導
体層との接合耐圧を高くせしめ、しかも、第2の半導体
層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピークが位
置するように第2導電型の不純物をイオン注入する工程
が、第1のウェル領域の底部における不純物濃度のプロ
ファイルを自由に選択可能せしめる。
In the sixth aspect of the present invention, the first well region is formed by interposing a low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth between the first well region and the surface of the first semiconductor layer. Since it is formed, latch-up is less likely to occur, the intervening low-concentration second semiconductor layer is less likely to cause latch-up and punch-through between the second well region and the second semiconductor layer. Impurity of the second conductivity type is ion-implanted so that the junction breakdown voltage between the region and the second semiconductor layer is increased and the peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. The process allows the impurity concentration profile at the bottom of the first well region to be freely selected.

【0025】この発明の第の発明にあっては、第1の
ウェル領域を、第1の半導体層の表面との間にエピタキ
シャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体層
を介在させて形成するため、ラッチアップを生じにく
く、介在した低濃度の第2の半導体層が第2のウェル領
域と第2の半導体層との間のパンチスルーを生じにくく
させ、第1のウェル領域と第2の半導体層との接合耐圧
を高くせしめ、しかも、第2の半導体層がエピ層の表面
から所定深さの位置に不純物濃度のピークが位置するよ
うに第1導電型の不純物をイオン注入する工程が、第2
の半導体層の底部における不純物濃度のプロファイルを
自由に選択可能せしめる。
In a seventh aspect of the present invention, the first well region is formed by interposing a low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth between the first well region and the surface of the first semiconductor layer. Since it is formed, latch-up is unlikely to occur, the intervening low-concentration second semiconductor layer is less likely to cause punch-through between the second well region and the second semiconductor layer, and the first well region and the first well region are prevented. The first conductivity type impurity is ion-implanted so that the junction breakdown voltage with the second semiconductor layer is increased and the peak of the impurity concentration is located at a position where the second semiconductor layer has a predetermined depth from the surface of the epi layer. The process is the second
The impurity concentration profile at the bottom of the semiconductor layer can be freely selected.

【0026】この発明の第の発明にあっては、第1の
ウェル領域を、第1の半導体層の表面との間にエピタキ
シャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体層
を介在させて形成するため、ラッチアップを生じにく
く、介在した低濃度の第2の半導体層が第2のウェル領
域と第2の半導体層との間のパンチスルーを生じにくく
させ、第1のウェル領域と第2の半導体層との接合耐圧
を高くせしめ、しかも、第2の半導体層の表面から所定
深さの位置に不純物濃度のピークが位置するように第2
導電型の不純物をイオン注入する工程が、第1のウェル
領域の底部における不純物濃度のプロファイルを自由に
選択可能せしめるとともに、第2の半導体層がエピ層の
表面から所定深さの位置に不純物濃度のピークが位置す
るように第1導電型の不純物をイオン注入する工程が、
第2の半導体層の底部における不純物濃度のプロファイ
ルを自由に選択可能せしめる。
According to an eighth aspect of the present invention, the first well region is formed by interposing a low-concentration second semiconductor layer formed by epitaxial growth between the first well region and the surface of the first semiconductor layer. Since it is formed, latch-up is unlikely to occur, the intervening low-concentration second semiconductor layer is less likely to cause punch-through between the second well region and the second semiconductor layer, and the first well region and the first well region are prevented. The second semiconductor layer has a high junction breakdown voltage, and the second impurity concentration peak is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer.
The step of ion-implanting a conductivity type impurity allows the profile of the impurity concentration at the bottom of the first well region to be freely selected, and the second semiconductor layer is formed at a predetermined depth from the surface of the epi layer. The step of ion-implanting impurities of the first conductivity type so that the peak of
The profile of the impurity concentration at the bottom of the second semiconductor layer can be freely selected.

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

実施例1.以下にこの発明の実施例1を図に基づいて説
明する。まず、この実施例1が適用される半導体不揮発
性記憶装置の一種であるフラッシュメモリの構成を図1
に基づいて説明する。図1において、111〜142はそれ
ぞれ、N型の拡散層からなるソース領域と、このソース
領域と離隔して形成されるN型の拡散層からなるドレイ
ン領域と、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に
位置するチャネル領域上にトンネル酸化膜からなるゲー
ト酸化膜を介して形成される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と層間絶縁膜を介し
て対向配置されるコントロールゲート電極とを有するメ
モリセルである。
Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of a flash memory, which is a kind of semiconductor nonvolatile memory device to which the first embodiment is applied, is shown in FIG.
It will be described based on. In Figure 1, 1 11-1 42, respectively, a source region of N-type diffusion layer, a drain region of N-type diffusion layer formed spaced apart from the source region, the source region and the drain A floating gate electrode formed on the channel region located between the floating gate electrode and the region via a gate oxide film made of a tunnel oxide film, and a control gate electrode opposed to the floating gate electrode via an interlayer insulating film. It has a memory cell.

【0030】この図1には説明の都合上、4行2列で、
2行2列単位で一括して消去動作が行われるブロック2
a、2bしか示していないが、複数行、複数列のマトリ
クス状に配置された複数のメモリセル1でメモリセルア
レイを構成し、メモリセルアレイは一括消去単位である
ブロック2を複数有しており、各ブロック2は複数行、
複数列のメモリセル1を有しているものである。各ブロ
ック2を構成する複数のメモリセル1は、後に詳述する
が、半導体基板に形成されたP型のウェル領域に互いに
離隔して形成された複数のN型のウェル領域の一つのN
型のウェル領域に形成されているものであり、このN型
のウェル領域に基板電位が与えられることにより、各ブ
ロック2毎に独立して基板電位が与えられる構成になっ
ているものである。なお、符号における添字の数字は行
及び/又は列を示し、アルファベットはブロック単位の
別を示しているものであり、総称的に示すときは添字を
省略して示す。以下、同様である。
For convenience of explanation, FIG. 1 shows 4 rows and 2 columns.
Block 2 in which erase operation is collectively performed in units of 2 rows and 2 columns
Although only a and 2b are shown, a plurality of memory cells 1 arranged in a matrix of a plurality of rows and a plurality of columns constitute a memory cell array, and the memory cell array has a plurality of blocks 2 which are batch erase units. Each block 2 has multiple lines,
It has a plurality of columns of memory cells 1. The plurality of memory cells 1 forming each block 2 will be described in detail later, but one N of the plurality of N-type well regions formed in the P-type well region formed on the semiconductor substrate is separated from each other.
It is formed in the well region of the mold, and the substrate potential is independently applied to each block 2 by applying the substrate potential to the N-type well region. It should be noted that the subscript numbers in the reference numerals indicate the rows and / or the columns, and the alphabets indicate the individual block units, and the subscripts are omitted when generically indicated. The same applies hereinafter.

【0031】31〜34はそれぞれ対応した行に配置さ
れ、対応した行に配置された複数のメモリセル1のコン
トロールゲート電極に接続されるワード線で、第2層の
ポリシリコン層(フローティングゲート電極が第1層の
ポリシリコン層によって形成されている)にて形成され
るコントロールゲート電極と一体形成されたポリシリコ
ン層と、このポリシリコン層の上方に平行に配置された
第1層の金属層とによって構成されているものである。
1〜42はそれぞれ対応した列に配置される主ビット線
で、上記ワード線3の上方に配置された第2層の金属層
によって形成されているものである。51a〜52bはそれ
ぞれ対応した列にかつ対応したブロック2毎に配置さ
れ、対応した列における対応したブロック2の複数のメ
モリセル1のドレイン領域に接続される副ビット線で、
上記ワード線3のポリシリコン層の上方に配置された第
3層のポリシリコン層によって形成されているものであ
る。
Reference numerals 3 1 to 3 4 are word lines connected to the control gate electrodes of the plurality of memory cells 1 arranged in the corresponding rows, respectively, and the second polysilicon layer (floating layer). The gate electrode is formed by the first polysilicon layer) and the polysilicon layer integrally formed with the control gate electrode, and the first layer arranged in parallel above the polysilicon layer. And a metal layer.
4 1-4 2 main bit lines arranged in columns corresponding respectively, are those formed by the metal layer of the second layer which is arranged above the word lines 3. Reference numerals 5 1a to 52b are sub-bit lines arranged in corresponding columns and for each corresponding block 2, and connected to the drain regions of the plurality of memory cells 1 of the corresponding block 2 in the corresponding column,
It is formed by a third polysilicon layer arranged above the polysilicon layer of the word line 3.

【0032】61a〜62bはそれぞれ対応した副ビット線
4毎に設けられ、対応した副ビット線4と対応した列に
配置された主ビット線3との間に接続されるNチャネル
MOSトランジスタからなるセレクトゲートで、そのゲ
ート電極は第2層のポリシリコン層にょって形成されて
いるものである。7a〜7bはそれぞれ対応したブロッ
ク2毎に設けられ、対応したブロック2の複数のメモリ
セル1のソース領域に接続されるソース線、8a〜8b
はそれぞれ対応したブロック2毎に設けられ、対応した
ブロック2の複数のメモリセル1の基板電位を与えるた
めに、これら複数のメモリセル1が形成されるP型ウェ
ル領域に接続されるウェル電位線である。
[0032] 6 1a to 6 2b is attached to the sub-bit line every 4 corresponding respectively, N-channel MOS transistor connected between the sub-bit line 4 corresponding to the main bit lines 3 arranged in columns corresponding And a gate electrode formed by the second polysilicon layer. Source lines 7a-7b are provided for each corresponding block 2, and source lines 8a-8b are connected to the source regions of the plurality of memory cells 1 of the corresponding block 2, respectively.
Are provided for each corresponding block 2, and in order to apply the substrate potential of the plurality of memory cells 1 of the corresponding block 2, well potential lines connected to the P-type well region in which the plurality of memory cells 1 are formed. Is.

【0033】9a〜9bはそれぞれ対応したブロック2
毎に設けられ、対応したブロック2に対して設けられた
複数のセレクトゲート6のゲート電極(制御電極)に接続
されるブロックセレクト信号線、10は上記メモリセル
1に書き込むための情報を伝達し、上記メモリセル1に
蓄積された情報を読み出すための入出力線、111〜1
2はそれぞれ対応した主ビット線4毎に設けられ、対
応した主ビット線3と上記入出力線10との間に接続さ
れるNチャネルMOSトランジスタからなるトランスフ
ァゲートで、そのゲート電極は第2層のポリシリコン層
にょって形成されているものである。121〜122はそ
れぞれ対応したトランスファゲート11毎に設けられ、
対応したトランスファゲートのゲート電極(制御電極)
に接続されるコラムセレクト信号線である。
Blocks 9a and 9b respectively correspond to the block 2.
Block select signal lines 10 connected to the gate electrodes (control electrodes) of a plurality of select gates 6 provided for each corresponding block 2 transmit information for writing to the memory cell 1. , Input / output lines for reading information stored in the memory cell 1, 11 1 to 1
1 2 provided for each main bit line 4 corresponding respectively, a transfer gate formed from driving N-channel MOS transistor between the main bit line 3 and the input and output lines 10 corresponding, the gate electrode and the second It is formed by the polysilicon layer of the layer. 12 1 to 12 2 are provided for each corresponding transfer gate 11,
Corresponding transfer gate gate electrode (control electrode)
Is a column select signal line connected to.

【0034】13はロウアドレス信号と書き込み/消去
制御信号と電源電位(例えば3.3V)より高い第1の
高電位(例えば10V)と負電位(例えば−8V)とを
受け、ロウアドレス信号に基づき、上記複数のワード線
3のうちの所望の数(消去時にはブロック単位のワード
線の数、書き込み及び読み出し時は1つ)を選択し、選
択したワード線3に書き込み/消去制御信号に基づいて
選択電位、例えば、書き込み(この例では、フローティ
ングゲート電極に蓄積された電子を引き抜く動作を書き
込みと称す)時に負電位、消去(この例では、フローテ
ィングゲート電極に電子を注入する動作を消去と称す)
時に第1の高電位、読み出し時に電源電位を与え、その
他のワード線3を接地電位の状態を維持させるロウデコ
ーダである。
Numeral 13 receives a row address signal, a write / erase control signal, a first high potential (eg 10 V) higher than the power source potential (eg 3.3 V) and a negative potential (eg -8 V), and receives it as a row address signal. On the basis of the write / erase control signal, a desired number of word lines 3 (the number of word lines in block units when erasing, one when writing and reading) is selected based on the write / erase control signal. Selective potential, for example, at the time of writing (in this example, the operation of pulling out the electrons accumulated in the floating gate electrode is referred to as writing), negative potential, and erasing (in this example, the operation of injecting electrons into the floating gate electrode is erased. Name)
It is a row decoder which sometimes gives a first high potential and a power source potential at the time of reading, and keeps the other word lines 3 at the ground potential.

【0035】14はロウアドレス信号の一部及びコラム
アドレス信号の一部と書き込み/消去制御信号と負電位
(例えば−8V)とを受け、書き込み/消去制御信号と
ロウアドレス信号の一部及びコラムアドレス信号の一部
に基づいてソース線7及びウェル電位線8を所望の電位
にする、例えば書き込み時にすべてのソース線7をフロ
ーティング(電気的に浮いた状態)にするとともにすべ
てのウェル電位線8を接地電位とし、読み出し時にすべ
てのソース線7及びすべてのウェル電位線8を接地電位
とし、消去時にロウアドレス信号の一部及びコラムアド
レス信号の一部にて選択したブロック2に対応するソー
ス線7及びウェル電位線8に負電位を与え、その他のソ
ース線7及びウェル電位線8を接地電位とするソース/
ウェルデコーダである。
Reference numeral 14 receives a part of the row address signal and a part of the column address signal, a write / erase control signal and a negative potential (eg, -8V), and receives a part of the write / erase control signal and the row address signal and the column. The source line 7 and the well potential line 8 are set to desired potentials based on a part of the address signal, for example, all the source lines 7 are made floating (electrically floating state) at the time of writing and all the well potential lines 8 are set. Is a ground potential, all source lines 7 and all well potential lines 8 are ground potentials at the time of reading, and source lines corresponding to the block 2 selected by a part of the row address signal and a part of the column address signal at the time of erasing. 7 / well potential line 8 is applied with a negative potential, and the other source lines 7 and well potential lines 8 are set to the ground potential.
It is a well decoder.

【0036】15はロウアドレス信号の一部及びコラム
アドレス信号の一部と書き込み/消去制御信号と電源電
位(例えば3.3V)より高く上記第1の高電位より低
い第2の高電位(例えば6V)とを受け、ロウアドレス
信号の一部及びコラムアドレス信号の一部に基づき、上
記複数のブロックセレクト信号線9のうちの1つを選択
し、選択したブロックセレクト信号線9に書き込み/消
去制御信号に基づいて選択電位、例えば、書き込み時に
第2の高電位、消去時に接地電位、読み出し時に電源電
位を与え、その他のブロックセレクト信号線9を接地電
位の状態を維持させるセレクトゲートデコーダである。
Reference numeral 15 denotes a part of the row address signal, a part of the column address signal, the write / erase control signal, and a second high potential (eg, 3.3 V) higher than the first high potential and lower than the first high potential. 6V), one of the plurality of block select signal lines 9 is selected based on a part of the row address signal and a part of the column address signal, and the selected block select signal line 9 is written / erased. A select gate decoder that applies a selection potential, for example, a second high potential at the time of writing, a ground potential at the time of erasing, a power source potential at the time of reading, based on a control signal, and maintains the state of the other block select signal lines 9 at the ground potential. .

【0037】16はコラムアドレス信号と書き込み/消
去制御信号と電源電位(例えば3.3V)より高く上記
第1の高電位より低い第2の高電位(例えば6V)とを
受け、コラムアドレス信号に基づき、上記複数のコラム
セレクト信号線12のうちの1つを選択し、選択したコ
ラムセレクト信号線12に書き込み/消去制御信号に基
づいて選択電位、例えば、書き込み時に第2の高電位、
消去時に接地電位、読み出し時に電源電位を与え、その
他のコラムセレクト信号線12を接地電位の状態を維持
させるコラムデコーダである。17はアドレス入力パッ
ド18…18に入力されたアドレス信号(ロウアドレス
信号及びコラムアドレス信号が時系列に入力される)を
受け、上記ロウデコーダ13と上記ソース/ウェルデコ
ーダ14と上記セレクトゲートデコーダ15と上記コラ
ムデコーダ16とにアドレス信号を与えるアドレスバッ
ファ回路である。
Reference numeral 16 receives a column address signal, a write / erase control signal, and a second high potential (eg, 6V) higher than the power source potential (eg, 3.3V) and lower than the first high potential, and receives the column address signal as a column address signal. Based on the write / erase control signal, one of the plurality of column select signal lines 12 is selected based on the write / erase control signal.
The column decoder supplies a ground potential at the time of erasing and a power source potential at the time of reading, and keeps the other column select signal lines 12 at the ground potential. Reference numeral 17 receives the address signals (row address signals and column address signals are input in time series) input to the address input pads 18 ... 18, and receives the row decoder 13, the source / well decoder 14, and the select gate decoder 15 And an address buffer circuit for supplying an address signal to the column decoder 16.

【0038】19は書き込み/消去制御信号とデータ情
報と電源電位(例えば3.3V)より高く上記第1の高
電位より低い第2の高電位(例えば6V)とを受け、書
き込み/消去制御信号が書き込み時を示すとともに入出
力パッド21及びデータ入出力バッファ20を介して入
力されたデータ情報がプログラムすることを示すと、第
2の高電位を上記入出力線10に与え、それ以外の時は
その出力がハイインピーダンス状態である書き込み回
路、22は書き込み/消去制御信号を受け、書き込み/
消去制御信号が読み出し時を示すと活性状態とされ、入
出線10に低電位(例えば1.2V)を与え、電流が流
れるか否かを検出し、増幅して選択されたメモリセル1
からの読み出し情報をデータ入出力バッファ20を介し
て入出力パッド21に出力させるセンスアンプである。
A write / erase control signal 19 receives a write / erase control signal, data information, and a second high potential (eg, 6 V) higher than the power source potential (eg, 3.3 V) and lower than the first high potential. Indicates that writing is performed and that the data information input via the input / output pad 21 and the data input / output buffer 20 is to be programmed, a second high potential is applied to the input / output line 10 and at other times. Is a write circuit whose output is in a high impedance state, and 22 is a write / erase control signal,
When the erase control signal indicates the time of reading, the memory cell 1 which is activated is activated, a low potential (for example, 1.2 V) is applied to the input / output line 10, and whether or not a current flows is detected and amplified to be selected.
Is a sense amplifier for outputting read information from the input / output pad 21 via the data input / output buffer 20.

【0039】23は書き込み/消去制御信号を受け、こ
の書き込み/消去制御信号に基づいて上記ロウデコーダ
13に第1の高電位(例えば10V)を与える第1の高
電圧発生回路、24は書き込み/消去制御信号を受け、
この書き込み/消去制御信号に基づいて上記セレクトゲ
ートデコーダ15とコラムデコーダ16と書き込み回路
19に第2の高電位(例えば6V)を与える第1の高電
圧発生回路、25は書き込み/消去制御信号を受け、こ
の書き込み/消去制御信号に基づいて上記ロウデコーダ
13とソース/ウェルデコーダ14に負電位(例えば−
8V)を与える負電位発生回路、26は上記ロウデコー
ダ13とソース/ウェルデコーダ14とセレクトゲート
デコーダ15とコラムデコーダ16と書き込み回路19
とセンスアンプ22と第1及び第2の高電圧発生回路2
3及び24と負電圧発生回路25に書き込み/消去制御
信号を与える書き込み/消去制御回路である。27は不
揮発性半導体記憶装置におけるチップを示している。
Reference numeral 23 is a first high voltage generating circuit for receiving a write / erase control signal and applying a first high potential (for example, 10 V) to the row decoder 13 based on the write / erase control signal. Reference numeral 24 is a write / erase control circuit. Receives an erase control signal,
A first high voltage generating circuit for applying a second high potential (for example, 6 V) to the select gate decoder 15, the column decoder 16 and the write circuit 19 based on the write / erase control signal, 25 is a write / erase control signal. In response to the write / erase control signal, the row decoder 13 and the source / well decoder 14 receive a negative potential (for example, −
8 V), a negative potential generating circuit, 26 is the row decoder 13, the source / well decoder 14, the select gate decoder 15, the column decoder 16 and the writing circuit 19
And sense amplifier 22 and first and second high voltage generation circuits 2
3 and 24 and a write / erase control circuit for supplying a write / erase control signal to the negative voltage generation circuit 25. Reference numeral 27 indicates a chip in the nonvolatile semiconductor memory device.

【0040】なお、上記ロウデコーダ13とソース/ウ
ェルデコーダ14とセレクトゲートデコーダ15とコラ
ムデコーダ16と、アドレスバッファ回路17と書き込
み回路19と入出力バッファ回路20とセンスアンプ2
2と第1及び第2の高電圧発生回路23及び24と負電
圧発生回路25と書き込み/消去制御回路26は、メモ
リセルアレイのメモリセル1に情報を書き込む、メモリ
セル1に蓄積された情報を読み出す、メモリセル1に蓄
積された情報を消去するための周辺回路を構成している
ものであり、それぞれ複数のNチヤネルMOSトランジ
スタ及び複数のPチヤネルMOSトランジスタを有して
いるものであり、それらのゲート電極は第2層のポリシ
リコン層によって形成されているものである。
The row decoder 13, the source / well decoder 14, the select gate decoder 15, the column decoder 16, the address buffer circuit 17, the write circuit 19, the input / output buffer circuit 20, and the sense amplifier 2 are provided.
2, the first and second high voltage generation circuits 23 and 24, the negative voltage generation circuit 25, and the write / erase control circuit 26 write information in the memory cell 1 of the memory cell array, and store the information stored in the memory cell 1. A peripheral circuit for reading and erasing the information accumulated in the memory cell 1 is configured, and each has a plurality of N-channel MOS transistors and a plurality of P-channel MOS transistors. The gate electrode is formed of the second polysilicon layer.

【0041】次に、このように構成されたフラッシュメ
モリを形成するための、この実施例1に適用される半導
体基板100について図2に基づいて説明する。図2は
この発明の実施例1に適用される半導体基板の要部を示
すものであり、ウェル領域の数等については図2に示さ
れたものに限られるものではない。図2において101
は高濃度(例えば略1×1019/cm3)のP型のシリ
コン基板からなる第1の半導体層、102はこの第1の
半導体層の表面上に1〜10μmの厚さにてエピタキシ
ャル成長され、上記第1の半導体層101の不純物濃度
より低い不純物濃度(例えば1×1015/cm3であ
り、1×1015/cm3〜1×1018であれば良い)を
有するP型の第2の半導体層である。
Next, a semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment for forming the flash memory configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a main part of a semiconductor substrate applied to the first embodiment of the present invention, and the number of well regions and the like are not limited to those shown in FIG. In FIG. 2, 101
Is a first semiconductor layer made of a P-type silicon substrate having a high concentration (for example, about 1 × 10 19 / cm 3 ), and 102 is epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer to a thickness of 1 to 10 μm. A P-type first impurity layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer 101 (for example, 1 × 10 15 / cm 3 and 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 10 18 ). 2 semiconductor layers.

【0042】103はこの第2の半導体層の表面に、上
記第1の半導体層101の表面との間に上記第2の半導
体層102が介在して形成されたN型の第1のウェル領
域で、例えば深さが1〜略9μmであり、不純物濃度が
1×1015〜1×1018/cm3である。104a、1
04bはこの第1のウェル領域の表面に形成されたP型
の第2のウェル領域で、例えば深さが0.5〜略8.5
μmであり、不純物濃度が1×1015〜1×1018/c
3である。105a、105b、105cは上記第2
の半導体層102の表面に、上記第1の半導体層101
の表面との間に上記第2の半導体層102が介在して形
成され、上記第2の半導体層102の不純物濃度より高
い不純物濃度(例えば1×1015/cm3〜1×1
18)を有するP型の第3のウェル領域で、深さは例え
ば0.5〜略8.5μmであるが、上記第2の半導体層
102が介在せず上記第1の半導体層101の表面に接
する深さであっても良い。106a、106b、106
cは上記第2の半導体層102の表面に上記第1のウェ
ル領域103と離隔して形成されたN型の第4のウェル
領域で、例えば深さが0.5〜略9μmであり、不純物
濃度が1×1015〜1×1018/cm3である。
Reference numeral 103 denotes an N-type first well region formed by interposing the second semiconductor layer 102 between the surface of the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer 101. For example, the depth is 1 to approximately 9 μm, and the impurity concentration is 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 . 104a, 1
Reference numeral 04b is a P-type second well region formed on the surface of the first well region, and has a depth of 0.5 to about 8.5, for example.
μm and the impurity concentration is 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / c
m is 3. 105a, 105b, 105c are the second
On the surface of the first semiconductor layer 101.
The second semiconductor layer 102 is formed between the second semiconductor layer 102 and the surface of the second semiconductor layer 102, and has an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer 102 (for example, 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 1).
0 18) in the third well region of the P type having, but the depth is 0.5 to approximately 8.5μm example, the first semiconductor layer 101 without the second semiconductor layer 102 is interposed It may be the depth of contact with the surface. 106a, 106b, 106
c is an N-type fourth well region formed on the surface of the second semiconductor layer 102 so as to be separated from the first well region 103, and has a depth of, for example, 0.5 to approximately 9 μm and contains impurities. The concentration is 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 .

【0043】このように構成された半導体基板100
に、上記図1にて示した構成のフラッシュメモリを形成
した場合の考え方を図3に示す。すなわち、メモリセル
アレイを構成するメモリセル1は第2のウェル領域10
4a、104bに形成される。この場合、一括消去単位
であるブロック単位毎に複数の第2のウェル領域の1つ
に対応し、各ブロック単位の複数のメモリセルが、対応
した第2のウェル領域に形成されるものであり、例え
ば、ブロック2aを構成するメモリセル111、112、1
21、122は第2のウェル領域104aに形成され、ブロ
ック2bを構成するメモリセル131、132、141、142
は第2のウェル領域104bに形成されるものである。
The semiconductor substrate 100 having the above structure
FIG. 3 shows an idea when the flash memory having the configuration shown in FIG. 1 is formed. That is, the memory cells 1 that make up the memory cell array are arranged in the second well region 10
4a, 104b. In this case, a plurality of memory cells of each block unit are formed in the corresponding second well region corresponding to one of the plurality of second well regions for each block unit which is a batch erase unit. , For example, the memory cells 1 11 , 1 12 and 1 which form the block 2a.
21, 1 22 are formed in the second well region 104a, the memory cell 1 31, 1 32 of the block 2b, 1 41, 1 42
Are formed in the second well region 104b.

【0044】一方、周辺回路を構成する、ロウデコーダ
13とソース/ウェルデコーダ14とセレクトゲートデ
コーダ15とコラムデコーダ16と、アドレスバッファ
回路17と書き込み回路19と入出力バッファ回路20
とセンスアンプ22と第1及び第2の高電圧発生回路2
3及び24と負電圧発生回路25と書き込み/消去制御
回路26における複数のNチヤネルMOSトランジスタ
は、第3のウェル領域105a、105b、105cに
形成され、複数のPチヤネルMOSトランジスタは第4
のウェル領域106a、106b、106cに形成され
るものである。
On the other hand, a row decoder 13, a source / well decoder 14, a select gate decoder 15, a column decoder 16, an address buffer circuit 17, a write circuit 19, and an input / output buffer circuit 20 which constitute a peripheral circuit.
And sense amplifier 22 and first and second high voltage generation circuits 2
A plurality of N-channel MOS transistors in 3 and 24, the negative voltage generation circuit 25, and the write / erase control circuit 26 are formed in the third well regions 105a, 105b, and 105c, and a plurality of P-channel MOS transistors are formed in the fourth well region.
Are formed in the well regions 106a, 106b and 106c.

【0045】なお、メモリセルアレイ内に形成されるセ
レクトゲート6となるNチャネルMOSトランジスタ
は、メモリセル1と同様に、第1のウェル領域103の
表面に、メモリセル1が形成される第2のウェル領域1
04a、104bと離隔して形成される第2のウェル領
域(図示せず)に形成されているものである。また、第
2のウェル領域104a及び104bそれぞれに形成さ
れる複数のメモリセル1間の電気的絶縁は、図3に示す
ように各メモリセル1を囲むように形成された素子分離
酸化膜(LOCOS)107によって行われているもの
であり、第3および第4のウェル領域105a、105
b、105c、106a、106b、106cのそれぞ
れに形成される複数のMOSトランジスタ間の電気的絶
縁も、図3に示すように各MOSトランジスタを囲むよ
うに形成された素子分離酸化膜(LOCOS)107に
よって行われているものである。
The N-channel MOS transistor serving as the select gate 6 formed in the memory cell array is similar to the memory cell 1 in that the second well in which the memory cell 1 is formed on the surface of the first well region 103. Well area 1
It is formed in a second well region (not shown) formed apart from 04a and 104b. Further, the electrical isolation between the plurality of memory cells 1 formed in each of the second well regions 104a and 104b is determined by the element isolation oxide film (LOCOS) formed so as to surround each memory cell 1 as shown in FIG. ) 107, the third and fourth well regions 105a, 105
b, 105c, 106a, 106b, 106c, the element isolation oxide film (LOCOS) 107 is formed so as to surround each MOS transistor as shown in FIG. Is done by.

【0046】次に、このように構成されたフラッシュメ
モリの製造方法、特にこのフラッシュメモリに適用され
た半導体基板100の製造方法の一例を主として図4な
いし図8に基づいて説明する。まず、図4に示すよう
に、不純物濃度が1×1019/cm3である高濃度のP
型のシリコン基板(シリコンウェハ)からなる第1の半
導体層101の表面上に、一般に知られている方法にて
エピタキシャル成長させ、略5μmの厚さからなる不純
物濃度が1×1015/cm3である低濃度のP型のエピ
層102aを形成する。この時のエピ層102aの表面
から第1の半導体層101内までの濃度分布は図9に示
す一点鎖線Aで示すようになっている。
Next, an example of a method of manufacturing the flash memory configured as described above, particularly, a method of manufacturing the semiconductor substrate 100 applied to this flash memory will be described mainly with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 4, a high concentration of P having an impurity concentration of 1 × 10 19 / cm 3 is used.
Is epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer 101 made of a silicon substrate (silicon wafer) of a mold by a generally known method, and the impurity concentration of the thickness of about 5 μm is 1 × 10 15 / cm 3 . A certain low-concentration P-type epi layer 102a is formed. The concentration distribution from the surface of the epi layer 102a to the inside of the first semiconductor layer 101 at this time is as shown by the alternate long and short dash line A in FIG.

【0047】その後、このエピ層102aの表面に、P
型の不純物であるボロン[B]を100keV、1×1
12〜1×1013/cm2で注入し、イオン注入層10
2bを形成する。そして、窒素雰囲気中、1130〜1
180℃で10時間の熱処理を行い、イオン注入層10
2bのボロン[B]を熱拡散させ、図5に示すように、
エピ層102a全体を1×1016〜1×1018/cm3
である低濃度のP型の第2の半導体層102とする。こ
の時のボロン[B]による不純物濃度は図9に示す実線
Bで示すようになっている。
Then, P is formed on the surface of the epi layer 102a.
Of boron [B], which is a type impurity, at 100 keV, 1 × 1
The ion implantation layer 10 was implanted at a dose of 0 12 to 1 × 10 13 / cm 2.
2b is formed. Then, in a nitrogen atmosphere, 1130 to 1
The ion-implanted layer 10 is heat-treated at 180 ° C. for 10 hours.
2b boron [B] is thermally diffused, and as shown in FIG.
The entire epi layer 102a is 1 × 10 16 to 1 × 10 18 / cm 3
Which is a low concentration P-type second semiconductor layer 102. The impurity concentration of boron [B] at this time is shown by the solid line B in FIG.

【0048】次に、図6に示すように、所望の領域(こ
の例においてはメモリセルアレイが形成される領域)以
外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介してN型の
不純物であるリン[P]を上記所望の領域に150ke
V、1×1012〜1×1013/cm2で注入し、その
後、窒素雰囲気中、1130〜1180℃で5時間の熱
処理を行い、リン[P]を熱拡散させ、深さ略3μm、
不純物濃度が1×1015〜1×1018/cm3であるN
型の第1のウェル領域103を形成する。この時のリン
[P]による不純物濃度は図9に示す点線Cで示すよう
になっている。
Next, as shown in FIG. 6, a mask (not shown) other than a desired region (a region where a memory cell array is formed in this example) is masked, and N-type impurities are introduced through the mask. Phosphorus [P] is applied to the above desired area at 150 ke
V, 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2 and then heat-treated at 1130 to 1180 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere to thermally diffuse phosphorus [P] to a depth of about 3 μm.
N with an impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3
A first well region 103 of the mold is formed. The impurity concentration due to phosphorus [P] at this time is shown by the dotted line C in FIG.

【0049】その後、図7に示すように、所望の領域
(メモリセルアレイ内における一括消去単位であるブロ
ック単位毎に対応したメモリセル形成領域と、周辺回路
を構成するNチャネルMOSトランジスタが形成される
領域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介し
てP型の不純物であるボロン[B]を上記所望の領域に
100keV、1×1012〜1×1013/cm2で注入
し、ボロン注入層104A、104B、105A、10
5B、105Cを形成する。その後、マスクを除去し、
ボロン注入層104A、104B、105A、105
B、105Cをマスク(図示せず)し、そのマスクを介
してN型の不純物であるリン[P]を上記ボロン注入層
104A、104B、105A、105B、105C以
外の領域に150keV、1×1012〜1×1013/c
2で注入し、リン注入層106A〜106Dを形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a desired region (a memory cell formation region corresponding to each block unit which is a batch erase unit in the memory cell array, and an N-channel MOS transistor forming a peripheral circuit are formed. Other than the region), a mask (not shown) is used, and boron [B], which is a P-type impurity, is implanted through the mask into the desired region at 100 keV and 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2. , Boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 10
5B and 105C are formed. Then remove the mask,
Boron injection layer 104A, 104B, 105A, 105
B and 105C are masked (not shown), and phosphorus [P], which is an N-type impurity, is applied through the mask to regions other than the boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 105B, and 105C at 150 keV and 1 × 10 5. 12 ~ 1 x 10 13 / c
Implantation is performed at m 2 to form phosphorus implantation layers 106A to 106D.

【0050】この状態で、窒素雰囲気中、1130〜1
180℃で数時間の熱処理を行い、ボロン注入層104
A、104B、105A、105B、105C及びリン
注入層106A〜106Dのボロン[B]及びリン
[P]を熱拡散させ、図8に示すように、第1のウェル
領域103表面に深さ略1.5μm、不純物濃度が1×
1015〜1×1018/cm3であるP型の第2のウェル
領域104a及び104bを、第2の半導体層102表
面に深さ略1.5μm、不純物濃度が1×1015〜1×
1018/cm3であるP型の第3のウェル領域106a
〜106c及び深さ略3μm、不純物濃度が1×1015
〜1×1018/cm3であるN型の第4のウェル領域1
06a〜106cをそれぞれ形成する。この時のボロン
[B]による不純物濃度は図9に示す点線Dで示すよう
になっている。
In this state, 1130 to 1 in a nitrogen atmosphere
Heat treatment is performed at 180 ° C. for several hours to form the boron-implanted layer 104.
A, 104B, 105A, 105B, 105C and boron [B] and phosphorus [P] in the phosphorus implantation layers 106A to 106D are thermally diffused, and as shown in FIG. 0.5 μm, impurity concentration 1 ×
The P-type second well regions 104a and 104b of 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 are formed on the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of approximately 1.5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 ×.
10 18 / cm is 3 P-type third well region 106a
˜106 c, depth approximately 3 μm, impurity concentration 1 × 10 15
˜1 × 10 18 / cm 3 N-type fourth well region 1
06a-106c are formed, respectively. The impurity concentration due to boron [B] at this time is shown by a dotted line D in FIG.

【0051】このようにして、図2に示した半導体基板
100が形成されるものである。なお、図8と図2とは
同じ状態の半導体基板100を示している。このように
構成された半導体基板100にあって、図8にA−A’
断面で示す不純物プロファイルは図10に示すようにな
っているものである。図10から明らかなように、第2
の半導体層102の表面から深さ略1.5μmまで第2
のウェル領域104aが形成され、第2のウェル領域1
04aの底面から深さ略3μmの間に第1のウェル領域
103が介在し、かつ、第1のウェル103の底面から
第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層102
が介在しているものである。
In this way, the semiconductor substrate 100 shown in FIG. 2 is formed. Note that FIG. 8 and FIG. 2 show the semiconductor substrate 100 in the same state. In the semiconductor substrate 100 having the above-described structure, FIG.
The impurity profile shown in the cross section is as shown in FIG. As is clear from FIG. 10, the second
From the surface of the semiconductor layer 102 of the second to a depth of approximately 1.5 μm
Well region 104a is formed in the second well region 1
The first well region 103 is interposed between the bottom surface of 04a and the depth of about 3 μm, and the second semiconductor layer 102 extends from the bottom surface of the first well 103 to the surface of the first semiconductor layer 101.
Is intervening.

【0052】また、図8にB−B’断面で示す不純物プ
ロファイルは図11に示すようになっているものであ
る。図11から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略1.5μmまで第3のウェル領域10
5aが形成され、第3のウェル領域105aの底面から
第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層102
が介在しているものである。なお、図11に示されるよ
うに、第3のウェル領域105a及び第2の半導体層1
02ともにP型と同じ導電型であるため、第3のウェル
領域105a及び第2の半導体層102との境界が明確
でなく、なだらかに不純物濃度が低下しているものであ
る。
The impurity profile shown in the section BB 'in FIG. 8 is as shown in FIG. As is apparent from FIG. 11, the second semiconductor layer 102
From the surface of the third well region 10 to a depth of about 1.5 μm
5a is formed, and the second semiconductor layer 102 is formed from the bottom surface of the third well region 105a to the surface of the first semiconductor layer 101.
Is intervening. As shown in FIG. 11, the third well region 105a and the second semiconductor layer 1 are formed.
Since both 02 have the same conductivity type as the P type, the boundary between the third well region 105a and the second semiconductor layer 102 is not clear, and the impurity concentration gently decreases.

【0053】さらに、図8にC−C’断面で示す不純物
プロファイルは図12に示すようになっているものであ
る。図12から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略3μmまで第4のウェル領域106a
が形成され、第4のウェル領域106aの底面から第1
の半導体層101の表面まで第2の半導体層102が介
在しているものである。なお、この実施例においては、
第1ないし第4のウェル領域はすべて熱拡散によって形
成されるため、不純物のプロファイルは表面付近の濃度
が最大としたガウス分布で近似されるプロファイルとな
っているものである。
Further, the impurity profile shown in the section CC 'in FIG. 8 is as shown in FIG. As apparent from FIG. 12, the second semiconductor layer 102
To the depth of about 3 μm from the surface of the fourth well region 106a
From the bottom surface of the fourth well region 106a to the first
The second semiconductor layer 102 is interposed up to the surface of the semiconductor layer 101. In this example,
Since the first to fourth well regions are all formed by thermal diffusion, the impurity profile is a profile approximated by a Gaussian distribution in which the concentration near the surface is maximum.

【0054】次に、図8に示された半導体基板101
に、通常一般に知られている方法にて、第2のウェル領
域104a及び104bそれぞれに形成される複数のメ
モリセル1間の電気的絶縁を行うために、各メモリセル
1を囲むように素子分離酸化膜(LOCOS)107を
形成するとともに、第3および第4のウェル領域105
a、105b、105c、106a、106b、106
cのそれぞれに形成される複数のMOSトランジスタ間
の電気的絶縁を行うために、各MOSトランジスタを囲
むように素子分離酸化膜(LOCOS)107形成す
る。
Next, the semiconductor substrate 101 shown in FIG.
In order to electrically insulate the plurality of memory cells 1 formed in each of the second well regions 104a and 104b by a generally known method, element isolation is performed so as to surround each memory cell 1. An oxide film (LOCOS) 107 is formed and the third and fourth well regions 105 are formed.
a, 105b, 105c, 106a, 106b, 106
An element isolation oxide film (LOCOS) 107 is formed so as to surround each MOS transistor in order to electrically insulate a plurality of MOS transistors formed in each of the c.

【0055】その後、通常一般に知られている方法に
て、第2のウェル領域104a及び104bにおける素
子分離酸化膜にて囲まれた領域にメモリセルを形成し、
第3のウェル領域105a〜105cにおける素子分離
酸化膜にて囲まれた領域にNチャネルMOSトランジス
タを形成し、第4のウェル領域106a〜106cにお
ける素子分離酸化膜にて囲まれた領域にPチャネルMO
Sトランジスタを形成する。そして、通常一般に知られ
ている方法にて、コンタクト形成、配線形成等を行い、
フラッシュメモリを完成するものである。
Thereafter, a memory cell is formed in a region surrounded by the element isolation oxide film in the second well regions 104a and 104b by a generally known method,
An N channel MOS transistor is formed in a region surrounded by the element isolation oxide film in the third well regions 105a to 105c, and a P channel is formed in a region surrounded by the element isolation oxide film in the fourth well regions 106a to 106c. MO
Form an S-transistor. Then, by a generally known method, contact formation, wiring formation, etc. are performed,
The flash memory is completed.

【0056】次に、このように構成されたフラッシュメ
モリの消去動作(この例では、フローティングゲート電
極に電子を注入する動作)、書き込み動作(この例で
は、フローティングゲート電極に蓄積された電子を引き
抜く動作)及び読み出し動作について、図1を用いて説
明する。 [消去動作]この実施例において、ブロック単位で一括
消去されるものであり、今、ブロック2aのメモリセル
11、112、121、122を一括消去し、その他のブロッ
ク2bのメモリセル131、132、141、142は消去しな
いものとする。
Next, an erase operation (in this example, an electron is injected into the floating gate electrode) and a write operation (in this example, an electron accumulated in the floating gate electrode is extracted) of the flash memory configured as described above. The operation) and the read operation will be described with reference to FIG. In [Erase operation] This embodiment, which is collectively erased in units of blocks, now, memory cells 1 11, 1 12 of the block 2a, 1 21, 1 22 and collectively erase the memory cells of the other blocks 2b 1 31 , 1 32 , 1 41 and 1 42 are not erased.

【0057】外部から一括消去を指示するための信号が
書き込み/消去制御回路26に入力されると、書き込み
/消去制御回路26は消去を意味する書き込み/消去信
号をロウデコーダ13とソース/ウェルデコーダ14と
セレクトゲートデコーダ15とコラムデコーダ16と書
き込み回路19とセンスアンプ22と第1及び第2の高
電圧発生回路23及び24と負電圧発生回路25に与
え、これら回路を一括消去が行える状態となす。一方、
アドレスバッファ回路17にはアドレス入力パッド18
を介してアドレス信号、この場合、ブロック2aを選択
することを意味する時系列に入力されるロウアドレス信
号及びコラムアドレス信号が入力される。
When a signal for instructing batch erase from the outside is input to the write / erase control circuit 26, the write / erase control circuit 26 outputs a write / erase signal meaning erase to the row decoder 13 and the source / well decoder. 14, the select gate decoder 15, the column decoder 16, the write circuit 19, the sense amplifier 22, the first and second high voltage generating circuits 23 and 24, and the negative voltage generating circuit 25, and these circuits can be collectively erased. Eggplant on the other hand,
The address buffer circuit 17 includes an address input pad 18
An address signal, in this case, a row address signal and a column address signal, which are input in time series, which means that the block 2a is selected, is input.

【0058】書き込み/消去制御回路26からの消去を
意味する書き込み/消去信号及びアドレスバッファ17
からのアドレス信号を受けたロウデコーダ13は、選択
するブロック2aのメモリセル111、112、121、122
に接続されるワード線31、32に第1の高電圧発生回路
23からの第1の高電位(例えば10V)を与え、選択
しないブロック2bのメモリセル131、132、141、1
42に接続されるワード線33、34の電位を接地電位に維
持する。
Write / erase signal meaning erase from the write / erase control circuit 26 and the address buffer 17.
The row decoder 13 receives an address signal from the memory cell 1 11 of the block 2a to be selected, 1 12, 1 21, 1 22
The first high potential (for example, 10 V) from the first high voltage generation circuit 23 is applied to the word lines 3 1 , 3 2 connected to the memory cells 1 31 , 1 32 , 1 41 of the unselected block 2b, 1
The potential of the word lines 3 3 and 3 4 connected to 42 is maintained at the ground potential.

【0059】また、書き込み/消去制御回路26からの
消去を意味する書き込み/消去信号及びアドレスバッフ
ァ17からのアドレス信号を受けたソース/ウェルデコ
ーダ14は、選択するブロック2aのメモリセル111
12、121、122に接続されるソース線7aに負電圧発
生回路25からの負電位(例えば−8V)を与え、選択
しないブロック2bのメモリセル131、132、141、1
42に接続されるソース線7bの電位を接地電位に維持す
るとともに、選択するブロック2aのメモリセル111
12、121、122の基板、つまり、図2に示した第2の
ウェル領域104aに接続されるウェル電位線8aに負
電圧発生回路25からの負電位(例えば−8V)を与
え、選択しないブロック2bのメモリセル131、132
41、142の基板、つまり、図2に示した第2のウェル
領域104bに接続されるウェル電位線8bの電位を接
地電位に維持する。
Further, the source / well decoder 14 which has received the write / erase signal indicating the erase from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 has the memory cell 1 11 of the selected block 2a.
1 12, 1 21, 1 applied to the source line 7a connected to 22 a negative potential (e.g., -8 V) from the negative voltage generating circuit 25, the memory cell 1 31 of the block 2b is not selected, 1 32, 1 41, 1
The potential of the source line 7b connected to 42 is maintained at the ground potential, and at the same time, the memory cell 1 11 of the selected block 2a,
1 12, 1 21, 1 22 substrate, i.e., have a negative potential (e.g., -8 V) from the negative voltage generating circuit 25 to the well potential line 8a connected to the second well region 104a shown in FIG. 2, The memory cells 1 31 , 1 32 of the unselected block 2b,
1 41, 1 42 substrate, that is, to maintain the potential of the well potential line 8b connected to the second well region 104b shown in FIG. 2 to the ground potential.

【0060】さらに、書き込み/消去制御回路26から
の消去を意味する書き込み/消去信号及びアドレスバッ
ファ17からのアドレス信号を受けたセレクトゲートデ
コーダ15は、すべてのブロックセレクト信号線9a、
9bの電位を接地電位に維持するため、セレクトゲート
1a〜62bは非導通状態を維持し、主ビット線41、42
と副ビット線51a〜52bとを電気的に非接続状態とし、
副ビット線51a〜52 bは電気的に浮いた状態(フローテ
ィング)になっている。
Further, the select gate decoder 15 which has received the write / erase signal meaning the erase from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 has all the block select signal lines 9a,
To maintain the 9b potential to the ground potential, the select gate 6 1a to 6 2b maintains the non-conductive state, the main bit lines 4 1, 4 2
Electrically disconnected state and the sub-bit line 5 1a to 5 2b,
Sub bit line 5 1a to 5 2 b is in the electrically floating state (floating).

【0061】またさらに、書き込み/消去制御回路26
からの消去を意味する書き込み/消去信号及びアドレス
バッファ17からのアドレス信号を受けたコラムデコー
ダは、すべてのコラムセレクト信号線121、122の電
位を接地電位に維持するため、トランスファゲート11
1〜112は非導通状態を維持し、入出力線10と主ビッ
ト線41、42とを電気的に非接続状態とし、主ビット線
1、42は電気的に浮いた状態(フローティング)にな
っている。
Furthermore, the write / erase control circuit 26
The column decoder receiving the write / erase signal meaning the erase from the column buffer and the address signal from the address buffer 17 maintains the potentials of all the column select signal lines 12 1 and 12 2 at the ground potential.
1 to 11 2 maintain a non-conductive state, the input / output line 10 and the main bit lines 4 1 and 4 2 are electrically disconnected, and the main bit lines 4 1 and 4 2 are electrically floating. (Floating).

【0062】また、書き込み/消去制御回路26からの
消去を意味する書き込み/消去信号を受けた書き込み回
路19はその出力がハイインピーダンス状態になり、セ
ンスアンプ22は非活性状態とされているものである。
したがって、選択するブロック2aのメモリセル111
12、121、122においては、コントロールゲート電極
が第1の高電位(例えば10V)に、ソース領域が負電
位(例えば−8V)に、ドレイン領域がフローティング
に、基板(第2のウェル領域104a)が負電位(例え
ば−8V)にされるため、ソース領域とコントロールゲ
ート電極との間、ソース領域とドレイン領域との間に位
置する基板表面領域つまりチャネル領域とコントロール
ゲート電極との間に高電界がかかるため、チャネル領域
及びソース領域からフローティングゲート電極へ、フロ
ーティングゲート電極直下に位置し、チャネル領域及び
ソース領域上に位置するゲート酸化膜を介してトンネル
現象によって電子が注入される。その結果、フローティ
ングゲート電極には電子が蓄積され、メモリセルのしき
い値電圧が高くなることによって、メモリセルが消去さ
れたことになる。
Further, the output of the write circuit 19 which has received the write / erase signal indicating the erase from the write / erase control circuit 26 is in the high impedance state, and the sense amplifier 22 is in the inactive state. is there.
Therefore, the memory cell 1 11 of the selected block 2a,
1 12, 1 21, in one 22, to the control gate electrode and the first high potential (e.g. 10V), the source region a negative potential (e.g. -8 V), the drain region into the floating substrate (second well Since the region 104a) is set to a negative potential (for example, −8V), it is between the source region and the control gate electrode, and between the substrate surface region located between the source region and the drain region, that is, between the channel region and the control gate electrode. Since a high electric field is applied to the electrons, electrons are injected from the channel region and the source region to the floating gate electrode by a tunnel phenomenon through the gate oxide film located immediately below the floating gate electrode and located above the channel region and the source region. As a result, electrons are accumulated in the floating gate electrode and the threshold voltage of the memory cell is increased, which means that the memory cell is erased.

【0063】一方、選択しないブロック2bのメモリセ
ル131、132、141、142においては、コントロールゲ
ート電極が接地電位に、ソース領域が接地電位に、ドレ
イン領域がフローティングにされているため、コントロ
ールゲート電極とソース領域、ドレイン領域、チャネル
領域との間には高電界が生じず、フローティングゲート
電極に電子が注入されることなく、また、フローティン
グゲート電極に蓄積された電子の引き抜きもないもので
ある。このようにして、ブロック単位毎に一括消去が行
われるものである。
[0063] On the other hand, in the memory cell 1 31, 1 32, 1 41, 1 42 of the block 2b not selected, the control gate electrode ground potential, the source region is ground potential, because the drain region is in a floating , A high electric field is not generated between the control gate electrode and the source region, drain region, and channel region, electrons are not injected into the floating gate electrode, and electrons accumulated in the floating gate electrode are not extracted. It is a thing. In this way, batch erasing is performed for each block.

【0064】[書き込み動作]今、ブロック2aのメモ
リセル111に対して情報を書き込み(プログラム)、そ
の他のメモリセル112、121、122及びその他のブロッ
ク2bのメモリセル131、132、141、142に対しては
情報を書き込まないものとする。
[0064] [Write Operation] Now, the information write (program) the memory cell 1 11 of the block 2a, the other memory cells 1 12, 1 21, 1 22 and the memory cell 1 31 of other blocks 2b, 1 32, shall not write information for 1 41, 1 42.

【0065】外部から書き込みを指示するための信号が
書き込み/消去制御回路26に入力されると、書き込み
/消去制御回路26は書き込みを意味する書き込み/消
去信号をロウデコーダ13とソース/ウェルデコーダ1
4とセレクトゲートデコーダ15とコラムデコーダ16
と書き込み回路19とセンスアンプ22と第1及び第2
の高電圧発生回路23及び24と負電圧発生回路25に
与え、これら回路を書き込みが行える状態となす。一
方、アドレスバッファ回路17にはアドレス入力パッド
18を介してアドレス信号、この場合、メモリセル111
を選択することを意味する時系列に入力されるロウアド
レス信号及びコラムアドレス信号が入力される。
When a signal for instructing programming is input to the programming / erasing control circuit 26 from the outside, the programming / erasing control circuit 26 sends a programming / erasing signal meaning programming to the row decoder 13 and the source / well decoder 1.
4, select gate decoder 15 and column decoder 16
Write circuit 19, sense amplifier 22, first and second
To the high voltage generating circuits 23 and 24 and the negative voltage generating circuit 25, so that these circuits can be written. On the other hand, an address signal is sent to the address buffer circuit 17 via the address input pad 18, in this case, the memory cell 1 11.
A row address signal and a column address signal, which are input in a time series, which means that is selected, are input.

【0066】書き込み/消去制御回路26からの書き込
みを意味する書き込み/消去信号及びアドレスバッファ
17からのアドレス信号を受けたロウデコーダ13は、
ロウアドレス信号に基づいて選択するメモリセル111
接続されるワード線31に負電圧発生回路25からの負
電位(例えば−8V)を与え、残りのワード線32
3、34すべての電位を接地電位に維持する。
The row decoder 13 receiving the write / erase signal meaning the write from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17,
A negative potential (for example, -8V) from the negative voltage generation circuit 25 is applied to the word line 3 1 connected to the memory cell 1 11 selected based on the row address signal, and the remaining word lines 3 2 ,
Keep all 3 3 and 3 4 potentials at ground potential.

【0067】また、書き込み/消去制御回路26からの
書き込みを意味する書き込み/消去信号及びアドレスバ
ッファ17からのアドレス信号を受けたソース/ウェル
デコーダ14は、すべてのソース線7a、7bをフロー
ティングにするとともに、すべてのメモリセルの基板、
つまり、図2に示した第2のウェル領域104a、10
4bに接続されるウェル電位線8a、8bの電位を接地
電位に維持する。
Further, the source / well decoder 14 receiving the write / erase signal meaning the write from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 makes all the source lines 7a and 7b floating. Together with the substrate of all memory cells,
That is, the second well regions 104a and 10 shown in FIG.
The potential of the well potential lines 8a and 8b connected to 4b is maintained at the ground potential.

【0068】さらに、書き込み/消去制御回路26から
の書き込みを意味する書き込み/消去信号及びアドレス
バッファ17からのアドレス信号を受けたセレクトゲー
トデコーダ15は、ロウアドレス信号の一部及びコラム
アドレス信号の一部に基づいて選択するメモリセル111
が存在するブロックに対応したブロックセレクト信号線
9aに第2の高電圧発生回路24からの第2の高電位
(例えば6V)を与え、残りのブロックセレクト信号線
9bの電位を接地電位に維持する。その結果、ブロック
セレクト信号線9aに接続されたセレクトゲート61a
2aは導通状態となり、主ビット線41、42と副ビット
線51a、52aとは電気的に接続状態になり、副ビット線
1a、52aには主ビット線41、42の電位が伝達され
る。また、ブロックセレクト信号線9bに接続されたセ
レクトゲート61b、62bは非導通状態を維持し、主ビッ
ト線41、42と副ビット線51b、52bとを電気的に非接
続状態とし、副ビット線51b、52bは電気的に浮いた状
態(フローティング)になっている。
Further, the select gate decoder 15 which has received the write / erase signal meaning the write from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 receives a part of the row address signal and one of the column address signals. Memory cell 1 11 to select based on section
The second high potential (for example, 6 V) from the second high voltage generation circuit 24 is applied to the block select signal line 9a corresponding to the block in which the block exists, and the potential of the remaining block select signal line 9b is maintained at the ground potential. . As a result, the select gate 6 1a connected to the block select signal line 9a,
6 2a becomes conductive, main bit lines 4 1 , 4 2 and sub bit lines 5 1a , 5 2a are electrically connected, and sub bit lines 5 1a , 5 2a have main bit line 4 1 , 4 second potential is transmitted. Further, the select gates 6 1b and 6 2b connected to the block select signal line 9b maintain the non-conduction state, and the main bit lines 4 1 and 4 2 are electrically disconnected from the sub bit lines 5 1b and 5 2b. In this state, the sub-bit lines 5 1b and 5 2b are in an electrically floating state.

【0069】またさらに、書き込み/消去制御回路26
からの書き込みを意味する書き込み/消去信号及びアド
レスバッファ17からのアドレス信号を受けたコラムデ
コーダは、コラムアドレス信号に基づいて選択するメモ
リセル111が配置される列に配置される主ビット線41
に接続されたトランスファゲート111に接続されたコ
ラムセレクト信号線121に第2の高電圧発生回路24
からの第2の高電位(例えば6V)を与え、残りのコラ
ムセレクト信号線122の電位を接地電位に維持する。
その結果、コラムセレクト信号線121に接続されたト
ランスファゲート111は導通状態となり、入出力線1
0と主ビット線41、42とは電気的に接続状態になり、
主ビット線41には入出力線10の電位が伝達される。
また、コラムセレクト信号線122に接続されたトラン
スファゲート112は非導通状態を維持し、入出力線1
0と主ビット線42とを電気的に非接続状態とし、主ビ
ット線42は電気的に浮いた状態(フローティング)に
なっている。
Furthermore, the write / erase control circuit 26
The column decoder receiving the write / erase signal meaning the write from and the address signal from the address buffer 17 receives the main bit line 4 arranged in the column where the memory cell 1 11 selected based on the column address signal is arranged. 1
To the column select signal line 12 1 connected to the transfer gate 11 1 connected to
The second high potential (for example, 6V) from is applied to maintain the potential of the remaining column select signal line 12 2 at the ground potential.
As a result, the transfer gate 11 1 connected to the column select signal line 12 1 becomes conductive, and the input / output line 1 1
0 and the main bit lines 4 1 , 4 2 are electrically connected,
The potential of the input / output line 10 is transmitted to the main bit line 4 1 .
Further, the transfer gate 11 2 connected to the column select signal line 12 2 maintains the non-conduction state, and the input / output line 1
0 and the main bit line 4 2 are electrically disconnected, and the main bit line 4 2 is in an electrically floating state.

【0070】また、書き込み/消去制御回路26からの
書き込みを意味する書き込み/消去信号を受けた書き込
み回路19は、入出力パッド21からデータ入出力バッ
フア20を介して入力された情報に基づき、入出力線1
0に第2の高電圧発生回路24からの第2の高電位(例
えば6V)を与える。書き込み/消去制御回路26から
の書き込みを意味する書き込み/消去信号を受けたセン
スアンプ22は非活性状態とされているものである。
In addition, the write circuit 19 which has received the write / erase signal meaning the write from the write / erase control circuit 26 receives the input / output signal from the input / output pad 21 via the data input / output buffer 20. Output line 1
A second high potential (for example, 6 V) from the second high voltage generating circuit 24 is applied to 0. The sense amplifier 22 which has received the write / erase signal meaning the write from the write / erase control circuit 26 is in the inactive state.

【0071】したがって、選択するメモリセル111にお
いては、コントロールゲート電極が負電位(例えば−8
V)に、ソース領域がフローティングに、ドレイン領域
が第2の高電位(例えば6V)に、基板(第2のウェル
領域104a)が接地電位にされるため、ドレイン領域
とコントロールゲート電極との間に高電界がかかるた
め、フローティングゲート電極に蓄積された電子は、フ
ローティングゲート電極直下に位置し、ドレイン電極上
に位置するゲート酸化膜を介してトンネル現象によって
ドレイン電極へ引き抜かれるものである。
[0071] Thus, in the memory cell 1 11 to be selected, the control gate electrode a negative potential (e.g., -8
V), the source region is set to the floating state, the drain region is set to the second high potential (for example, 6 V), and the substrate (second well region 104a) is set to the ground potential. Since a high electric field is applied to the electrons, the electrons accumulated in the floating gate electrode are extracted to the drain electrode by the tunnel phenomenon via the gate oxide film located directly below the floating gate electrode and located on the drain electrode.

【0072】また、ワード線31に接続された非選択の
メモリセル112においては、コントロールゲート電極が
負電位(例えば−8V)に、ソース領域がフローティン
グに、ドレイン領域がフローティングに、基板(第2の
ウェル領域104a)が接地電位にされているため、コ
ントロールゲート電極とソース領域、ドレイン領域、チ
ャネル領域との間には高電界が生じず、フローティング
ゲート電極に蓄積された電子が引き抜かれることもな
く、また、フローティングゲート電極に電子が注入され
ることもないものである。
[0072] Further, in the word line 3 1 unselected memory cell 1 12 connected to the the control gate electrode a negative potential (e.g. -8 V), the source region is floated, the drain region floating, the substrate ( Since the second well region 104a) is set to the ground potential, a high electric field does not occur between the control gate electrode and the source region, drain region, and channel region, and the electrons accumulated in the floating gate electrode are extracted. In addition, no electrons are injected into the floating gate electrode.

【0073】さらに、ワード線32に接続された非選択
のメモリセル121、122においては、コントロールゲー
ト電極が接地電位に、ソース領域がフローティングに、
ドレイン領域がフローティングに、基板(第2のウェル
領域104a)が接地電位にされているため、コントロ
ールゲート電極とソース領域、ドレイン領域、チャネル
領域との間には高電界が生じず、フローティングゲート
電極に蓄積された電子が引き抜かれることもなく、ま
た、フローティングゲート電極に電子が注入されること
もないものである。
[0073] Further, in the word line 3 2 of connected non-selected memory cells 1 21, 1 22, to the control gate electrode ground potential, the source region is floating,
Since the drain region is floating and the substrate (the second well region 104a) is at the ground potential, a high electric field does not occur between the control gate electrode and the source region, drain region, or channel region, and the floating gate electrode The electrons accumulated in the floating gate electrode are not extracted and the electrons are not injected into the floating gate electrode.

【0074】またさらに、ワード線33、34に接続され
た非選択のメモリセル131、132、141、142において
は、コントロールゲート電極が接地電位に、ソース領域
がフローティングに、ドレイン領域がフローティング
に、基板(第2のウェル領域104a)が接地電位にさ
れているため、コントロールゲート電極とソース領域、
ドレイン領域、チャネル領域との間には高電界が生じ
ず、フローティングゲート電極に蓄積された電子が引き
抜かれることもなく、また、フローティングゲート電極
に電子が注入されることもないものである。このように
して、外部から入力されたロウアドレス信号及びコラム
アドレス信号に基づいて選択される1つのメモリセル1
11に対してだけ、そのフローティングゲート電極に蓄積
された電子をドレイン電極側に引き抜くことができ、書
き込みを行えるものである。
[0074] Furthermore, in the word line 3 3, 3 4 connected to the non-selected memory cells 1 31, 1 32, 1 41, 1 42, to the control gate electrode ground potential, the source region is floating, Since the drain region is floating and the substrate (second well region 104a) is at the ground potential, the control gate electrode and the source region,
A high electric field is not generated between the drain region and the channel region, the electrons accumulated in the floating gate electrode are not extracted, and the electrons are not injected into the floating gate electrode. In this way, one memory cell 1 selected based on the row address signal and the column address signal input from the outside is selected.
Only for 11 , the electrons accumulated in the floating gate electrode can be extracted to the drain electrode side, and writing can be performed.

【0075】[読み出し動作]今、ブロック2aのメモ
リセル111に対して記憶された情報を読み出し、その他
のメモリセル112、121、122及びその他のブロック2
bのメモリセル131、132、141、142に対しては記憶
された情報を読み出さないものとする。
[Read Operation] Now, the information stored in the memory cell 1 11 of the block 2a is read, and the other memory cells 1 12 , 1121 , 122 and the other blocks 2 are read.
b of the memory cells 1 31, 1 32, for 1 41, 1 42 shall not read the information stored.

【0076】外部から読み出しを指示するための信号が
書き込み/消去制御回路26に入力されると、書き込み
/消去制御回路26は読み出しを意味する書き込み/消
去信号をロウデコーダ13とソース/ウェルデコーダ1
4とセレクトゲートデコーダ15とコラムデコーダ16
と書き込み回路19とセンスアンプ22と第1及び第2
の高電圧発生回路23及び24と負電圧発生回路25に
与え、これら回路を読み出しが行える状態となす。一
方、アドレスバッファ回路17にはアドレス入力パッド
18を介してアドレス信号、この場合、メモリセル111
を選択することを意味する時系列に入力されるロウアド
レス信号及びコラムアドレス信号が入力される。
When a signal for instructing read is input from the outside to the write / erase control circuit 26, the write / erase control circuit 26 outputs a write / erase signal meaning read out to the row decoder 13 and the source / well decoder 1.
4, select gate decoder 15 and column decoder 16
Write circuit 19, sense amplifier 22, first and second
To the high voltage generating circuits 23 and 24 and the negative voltage generating circuit 25, so that these circuits can be read. On the other hand, an address signal is sent to the address buffer circuit 17 via the address input pad 18, in this case, the memory cell 1 11.
A row address signal and a column address signal, which are input in a time series, which means that is selected, are input.

【0077】書き込み/消去制御回路26からの読み出
しを意味する書き込み/消去信号及びアドレスバッファ
17からのアドレス信号を受けたロウデコーダ13は、
ロウアドレス信号に基づいて選択するメモリセル111
接続されるワード線31に電源電位(例えば3.3V)
を与え、残りのワード線32、33、34すべての電位を
接地電位に維持する。
The row decoder 13 which has received the write / erase signal meaning read from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 is
A power supply potential (for example, 3.3V) is applied to the word line 3 1 connected to the memory cell 1 11 selected based on the row address signal.
And all the remaining word lines 3 2 , 3 3 , and 3 4 are maintained at the ground potential.

【0078】また、書き込み/消去制御回路26からの
読み出しを意味する書き込み/消去信号及びアドレスバ
ッファ17からのアドレス信号を受けたソース/ウェル
デコーダ14は、すべてのソース線7a、7bと、すべ
てのメモリセルの基板、つまり、図2に示した第2のウ
ェル領域104a、104bに接続されるウェル電位線
8a、8bの電位を接地電位に維持する。
Further, the source / well decoder 14 which has received the write / erase signal meaning read from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 has all the source lines 7a and 7b and all the source lines 7a and 7b. The potential of the substrate of the memory cell, that is, the well potential lines 8a and 8b connected to the second well regions 104a and 104b shown in FIG. 2 is maintained at the ground potential.

【0079】さらに、書き込み/消去制御回路26から
の読み出しを意味する書き込み/消去信号及びアドレス
バッファ17からのアドレス信号を受けたセレクトゲー
トデコーダ15は、ロウアドレス信号の一部及びコラム
アドレス信号の一部に基づいて選択するメモリセル111
が存在するブロックに対応したブロックセレクト信号線
9aに電源電位(例えば3.3V)を与え、残りのブロ
ックセレクト信号線9bの電位を接地電位に維持する。
その結果、ブロックセレクト信号線9aに接続されたセ
レクトゲート61a、62aは導通状態となり、主ビット線
1、42と副ビット線51a、52aとを電気的に接続状態
にする。また、ブロックセレクト信号線9bに接続され
たセレクトゲート61b、62bは非導通状態を維持し、主
ビット線41、42と副ビット線51b、52bとを電気的に
非接続状態とし、副ビット線51b、52bは電気的に浮い
た状態(フローティング)になっている。
Further, the select gate decoder 15 which has received the write / erase signal meaning read from the write / erase control circuit 26 and the address signal from the address buffer 17 receives a part of the row address signal and one of the column address signals. Memory cell 1 11 to select based on section
The power supply potential (for example, 3.3 V) is applied to the block select signal line 9a corresponding to the block in which the block exists, and the potential of the remaining block select signal line 9b is maintained at the ground potential.
As a result, the select gates 6 1a and 6 2a connected to the block select signal line 9a become conductive, and the main bit lines 4 1 and 4 2 and the sub bit lines 5 1a and 5 2a are electrically connected. . Further, the select gates 6 1b and 6 2b connected to the block select signal line 9b maintain the non-conduction state, and the main bit lines 4 1 and 4 2 are electrically disconnected from the sub bit lines 5 1b and 5 2b. In this state, the sub-bit lines 5 1b and 5 2b are in an electrically floating state.

【0080】またさらに、書き込み/消去制御回路26
からの読み出しを意味する書き込み/消去信号及びアド
レスバッファ17からのアドレス信号を受けたコラムデ
コーダは、コラムアドレス信号に基づいて選択するメモ
リセル111が配置される列に配置される主ビット線41
に接続されたトランスファゲート111に接続されたコ
ラムセレクト信号線121に電源電位を与え、残りのコ
ラムセレクト信号線122の電位を接地電位に維持す
る。その結果、コラムセレクト信号線121に接続され
たトランスファゲート111は導通状態となり、入出力
線10と主ビット線41、42とを電気的に接続状態にす
る。また、コラムセレクト信号線122に接続されたト
ランスファゲート112は非導通状態を維持し、入出力
線10と主ビット線42とを電気的に非接続状態とし、
主ビット線42は電気的に浮いた状態(フローティン
グ)になっている。
Furthermore, the write / erase control circuit 26
The column decoder receiving the write / erase signal meaning read from the memory cell and the address signal from the address buffer 17 receives the main bit line 4 arranged in the column in which the memory cell 1 11 selected based on the column address signal is arranged. 1
A power supply potential is applied to the column select signal line 12 1 connected to the transfer gate 11 1 connected to, and the potential of the remaining column select signal line 12 2 is maintained at the ground potential. As a result, the transfer gate 11 1 connected to the column select signal line 12 1 becomes conductive, and the input / output line 10 and the main bit lines 4 1 , 4 2 are electrically connected. Further, the transfer gate 11 2 connected to the column select signal line 12 2 maintains the non-conduction state, and the input / output line 10 and the main bit line 4 2 are electrically disconnected.
The main bit line 4 2 is in the electrically floating state (floating).

【0081】また、書き込み/消去制御回路26からの
読み出しを意味する書き込み/消去信号を受けた書き込
み回路19は、その出力がハイインピーダンス状態にさ
れるので、入出力線10に何ら影響を与えない。書き込
み/消去制御回路26からの読み出しを意味する書き込
み/消去信号を受けたセンスアンプ22は活性状態とさ
れ、入出力線10に低電位(例えば1.2V)を与え、
入出力線10に電流が流れるか否かを検出し、その検出
情報を増幅して読み出し情報としてデータ入出力バッフ
ァ20を介して入出力パッドに出力するものである。
Further, the write circuit 19 which has received the write / erase signal indicating the read from the write / erase control circuit 26 has its output in the high impedance state, and therefore has no influence on the input / output line 10. . The sense amplifier 22, which has received the write / erase signal indicating the read from the write / erase control circuit 26, is activated and applies a low potential (for example, 1.2 V) to the input / output line 10.
It detects whether or not a current flows through the input / output line 10, amplifies the detected information, and outputs it as read information to the input / output pad via the data input / output buffer 20.

【0082】したがって、選択するメモリセル111が情
報を書き込まれている場合、つまり、フローティングゲ
ート電極に蓄積された電子が引き抜かれている場合は、
メモリセル111のしきい値電圧が低くなっているため、
ワード線31に電源電位が与えられることにより、メモ
リセル111は導通状態になっている。そのため、センス
アンプ22から低電位が入出力線10に与えられると、
トランスファゲート111、主ビット線41、セレクトゲ
ート61a、副ビット線51a及びメモリセル111を介して
ソース線7aに電流が流れ、センスアンプ22はそれを
感知して、読み出し情報“1”としてデータ入出力バッ
ファ20に出力する。
[0082] Therefore, when the memory cell 1 11 for selecting is written information, i.e., if the electrons accumulated in the floating gate electrode is pulled out,
Since the threshold voltage of memory cell 1 11 is low,
By applying the power supply potential to the word line 3 1 , the memory cell 1 11 is in a conductive state. Therefore, when a low potential is applied to the input / output line 10 from the sense amplifier 22,
A current flows through the source line 7a via the transfer gate 11 1 , the main bit line 4 1 , the select gate 6 1a , the sub bit line 5 1a and the memory cell 11 1, and the sense amplifier 22 senses it and reads out the read information " It is output to the data input / output buffer 20 as 1 ″.

【0083】一方、選択するメモリセル111に情報が書
き込まれていない場合、つまり、フローティングゲート
電極に電子が蓄積されている場合は、メモリセル111
しきい値電圧が高くなっているため、ワード線31に電
源電位が与えられても、メモリセル111は非導通状態を
維持したままになっている。そのため、センスアンプ2
2から低電位が入出力線10に与えられても、ソース線
7aに電流が流れる経路が生じないため、電流が流れ
ず、センスアンプ22はそれを感知して、読み出し情報
“0”としてデータ入出力バッファ20に出力する。
On the other hand, when information is not written in the selected memory cell 1 11 , that is, when electrons are accumulated in the floating gate electrode, the threshold voltage of the memory cell 1 11 is high. The memory cell 11 1 remains non-conductive even when the power supply potential is applied to the word line 3 1 . Therefore, the sense amplifier 2
Even if a low potential is applied to the input / output line 10 from 2, the current does not flow in the source line 7a. Output to the input / output buffer 20.

【0084】この時、選択するメモリセル111が接続さ
れていない残りのワード線32〜34すべては接地電位に
されているため、これらワード線32〜34に接続された
メモリセル121〜142はすべてその記憶情報にかかわら
ず、非導通状態を維持しているため、これらメモリセル
21〜142を介して電流が流れる経路が生じることはな
い。また、選択するメモリセル111が接続されているワ
ード線31に接続された残りのメモリセル112は、その
記憶情報に応じて導通状態もしくは非導通状態になるも
のの、これらメモリセル112が接続される主ビット線4
2はトランスファゲート112によって入出力線10とは
電気的に非接続状態とされているため、これらメモリセ
ル112を介して電流が流れる経路が生じることはない。
このようにして、外部から入力されたロウアドレス信号
及びコラムアドレス信号に基づいて選択される1つのメ
モリセル111に対してだけ、その記憶情報に基づいて電
流が流れるか否かをセンスアンプ22が検出できるた
め、メモリセル111に記憶された情報を読み出すことが
できるものである。
At this time, since all the remaining word lines 3 2 to 3 4 to which the selected memory cell 1 11 is not connected are set to the ground potential, the memory cells connected to these word lines 3 2 to 3 4 are connected. 1 21-1 42 regardless all the stored information, because it maintains the non-conductive state, never the path the current flows occurs through the memory cells 1 21-1 42. Although the remaining memory cells 1 12 connected to the word line 3 1 to which the selected memory cell 1 11 is connected are turned on or off depending on the stored information, these memory cells 1 12 Main bit line 4 connected to
Since 2 is electrically disconnected from the input / output line 10 by the transfer gate 11 2 , there is no path for current to flow through these memory cells 1 12 .
In this way, only for one memory cell 1 11, which is selected based on the row address signal and column address signal input from the outside, sense amplifiers 22 whether or not a current flows on the basis of the stored information Can be detected, so that the information stored in the memory cell 11 1 can be read.

【0085】以上のように構成されたフラッシュメモリ
においては次のような利点を有するものである。第1
に、ブロック単位でメモリセル1の一括消去が行える。
第2に、ブロック単位での一括消去時にメモリセル1の
ソース領域及び第2のウェル領域104に電源電位より
絶対値で高い負電位(例えば−8V)が印加され、書き
込み時にメモリセルのドレイン領域に電源電位より高い
第2の高電位(例えば6V)が印加されるため、寄生す
るサイリスタ構成のトランジスタによるラッチアップを
本質的に起こしやすいものの、第1のウェル領域103
と高濃度の第1の半導体層101との間に、エピタキシ
ャル成長によって形成された低濃度の第2の半導体層1
02が介在されており、第2の半導体層102の抵抗が
大幅に低くなってラッチアップ耐性が向上しているもの
である。
The flash memory configured as described above has the following advantages. First
In addition, the memory cells 1 can be collectively erased in block units.
Second, a negative potential (e.g., -8 V) higher in absolute value than the power supply potential is applied to the source region of the memory cell 1 and the second well region 104 at the time of batch erasing in block units, and the drain region of the memory cell at the time of writing. Since a second high potential (for example, 6 V) higher than the power supply potential is applied to the first well region 103, it is essentially prone to latch-up due to a parasitic thyristor transistor, but the first well region 103
And the high-concentration first semiconductor layer 101, the low-concentration second semiconductor layer 1 formed by epitaxial growth
02 is interposed, the resistance of the second semiconductor layer 102 is significantly lowered, and the latch-up resistance is improved.

【0086】第3に、エピタキシャル成長によって形成
された第2の半導体層102の表面に形成された第2の
ウェル領域104上の表面上に、電子の注入及び引き抜
きが行われるメモリセル1のトンネル酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜を形成しているため、第2のウェル領域10
4の表面の不純物(例えば酸素濃度)や欠陥密度をコン
トロールし易く、不純物や欠陥密度の少ないものが得ら
れるので、高品質のゲート絶縁膜が形成でき、寿命の長
い、書き換え回数を多くできるメモリセルが得られるも
のである。第4に、第1のウェル領域103と高濃度の
第1の半導体層101との間に、エピタキシャル成長に
よって形成された低濃度の第2の半導体層102が介在
されているので、第1のウェル領域103の第2の半導
体層102に対する耐圧を高く設定できるとともに、第
2のウェル領域104と第2の半導体層102間のパン
チスルー耐圧も向上するものである。
Third, tunnel oxidation of the memory cell 1 in which electrons are injected and extracted on the surface of the second well region 104 formed on the surface of the second semiconductor layer 102 formed by epitaxial growth. Since the gate insulating film made of a film is formed, the second well region 10 is formed.
4, the density of impurities (eg oxygen concentration) and defect density on the surface can be easily controlled, and those having a low density of impurities and defect can be obtained. Therefore, a high quality gate insulating film can be formed, a long life, and a memory that can be rewritten many times. The cell is obtained. Fourth, since the low-concentration second semiconductor layer 102 formed by epitaxial growth is interposed between the first well region 103 and the high-concentration first semiconductor layer 101, the first well The breakdown voltage of the region 103 with respect to the second semiconductor layer 102 can be set high, and the punch-through breakdown voltage between the second well region 104 and the second semiconductor layer 102 is also improved.

【0087】なお、上記実施例1においては、第1のウ
ェル領域103、第3のウェル領域105及び第4のウ
ェル領域106が互いに接した構造としたものを示した
が、図13に示すように、第1のウェル領域103、第
3のウェル領域105及び第4のウェル領域106が互
いに離れた構造、つまり、ウェル領域の間に第2の半導
体層102が介在する構造であってもよく、また、図1
4に示すように第1のウェル領域103、第3のウェル
領域105及び第4のウェル領域106が互いに重なり
合った構造であってもよいものである。
Although the first embodiment has the structure in which the first well region 103, the third well region 105 and the fourth well region 106 are in contact with each other, as shown in FIG. In addition, the first well region 103, the third well region 105, and the fourth well region 106 may be separated from each other, that is, the second semiconductor layer 102 may be interposed between the well regions. , Again,
As shown in FIG. 4, the first well region 103, the third well region 105, and the fourth well region 106 may have a structure in which they overlap each other.

【0088】実施例2.図15はこの発明の実施例2を
示すものであり、上記した実施例1のものが第1のウェ
ル領域103に複数の第2のウェル領域104a、10
4bを設けたものであるのに対して、第2のウェル領域
104a、104bそれぞれに対して第1のウェル領域
103a、103bを設けた点、つまり、複数のメモリ
セルをブロック分割したブロック単位毎に各ブロック単
位に対応して第1及び第2のウェル領域103、104
を設けた点が異なるだけであり、その他の点については
実施例1に示したものと同様である。このように構成し
たものにおいても、実施例1と同様の効果を奏するもの
である。
Example 2. FIG. 15 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the first well region 103 has a plurality of second well regions 104a and 10a.
4b is provided, the first well regions 103a and 103b are provided for the second well regions 104a and 104b, that is, for each block unit obtained by dividing a plurality of memory cells into blocks. Corresponding to each block unit, the first and second well regions 103 and 104
Is the same as that described in the first embodiment. Even with such a configuration, the same effect as that of the first embodiment is obtained.

【0089】実施例3.図16及び図17はこの発明の
実施例3を示すものであり、上記した実施例1における
第1の高電圧発生回路23及び/又は第2の高電圧発生
回路24を図16及び図17に示す構成にしたことを特
徴とするものであり、その他の点については実施例1に
示したものと同様である。図16は高電圧発生回路の回
路図を示すものであり、D1〜Dnは電源電位(例えば
3.3V)が印加される電源電位ノードVccと出力ノー
ドOUTとの間に直列接続されたダイオード素子で、
(b)に示したようにベース電極とコレクタ電極とが接
続されたダイオード接続のNPNバイポーラトランジス
タによって構成されているものである。C1〜Cnはそ
れぞれ対応した上記ダイオード素子D1〜Dnのカソー
ドに一方の電極が接続された容量性素子で、奇数番目に
位置する容量性素子の他方の電極は電源電位と接地電位
とを交互に繰り返すクロック信号φを受け、偶数番目に
位置する容量性素子の他方の電極は上記クロック信号φ
と丁度反転した関係にあり、電源電位と接地電位とを交
互に繰り返すクロック信号/φを受けるものである。
Example 3. 16 and 17 show a third embodiment of the present invention. The first high voltage generating circuit 23 and / or the second high voltage generating circuit 24 in the first embodiment described above are shown in FIGS. It is characterized by having the configuration shown, and other points are the same as those shown in the first embodiment. FIG. 16 is a circuit diagram of a high voltage generation circuit, in which D1 to Dn are diode elements connected in series between a power supply potential node Vcc to which a power supply potential (for example, 3.3V) is applied and an output node OUT. so,
As shown in (b), it is composed of a diode-connected NPN bipolar transistor in which a base electrode and a collector electrode are connected. C1 to Cn are capacitive elements in which one electrode is connected to the cathodes of the corresponding diode elements D1 to Dn, and the other electrode of the capacitive element located at an odd number alternately supplies the power supply potential and the ground potential. Receiving the repeated clock signal φ, the other electrode of the capacitive element located at an even-numbered position has the clock signal φ
And a clock signal / φ that alternately repeats the power supply potential and the ground potential.

【0090】このように構成された高電圧発生回路を上
記した実施例1にて半導体基板100に組み込むと図1
7に示すようになるものである。図17において、10
1〜103nは第2の半導体層102の表面に、第1の
半導体層101の表面との間に第2の半導体層102が
介在し、メモリセル1を形成するための第1のウェル領
域103と同時にかつ離隔して形成されたN型の第1の
ウェル領域で、ダイオード接続されるNPNバイポーラ
トランジスタのコレクタ領域となり、第1のウェル領域
103と同様に例えば深さが1〜略9μmであり、不純
物濃度が1×1015〜1×1018/cm3である。
When the high-voltage generating circuit configured as described above is incorporated in the semiconductor substrate 100 in the first embodiment described above, FIG.
It is as shown in 7. In FIG. 17, 10
3 1 to 103 n are first wells for forming the memory cell 1 in which the second semiconductor layer 102 is interposed between the surface of the second semiconductor layer 102 and the surface of the first semiconductor layer 101. The N-type first well region formed at the same time as the region 103 and at a distance from each other serves as a collector region of a diode-connected NPN bipolar transistor. And the impurity concentration is 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 .

【0091】1041〜104nはこれら第1のウェル領
域1031〜103nのそれぞれの表面に形成され、メモ
リセル1が形成される第2のウェル領域104a、10
4bと同時に形成されたP型の第2のウェル領域で、ダ
イオード接続されるNPNバイポーラトランジスタのベ
ース領域となり、第2のウェル領域104a、104b
と同様に例えば深さが0.5〜略8.5μmであり、不
純物濃度が1×1015〜1×1018/cm3である。1
071〜107nはこれら第2のウェル領域1041〜1
04nのそれぞれの表面に形成されるN型の拡散領域か
らなるダイオード接続されるNPNバイポーラトランジ
スタのエミッタ領域で、例えば、メモリセル1のソース
領域及びドレイン領域、周辺回路のNチャネルMOSト
ランジスタのソース領域及びドレイン領域と同時に形成
されるものである。
104 1 to 104 n are formed on the respective surfaces of the first well regions 103 1 to 103 n , and the second well regions 104a and 10a in which the memory cell 1 is formed are formed.
The second P-type well region formed at the same time as 4b serves as the base region of the diode-connected NPN bipolar transistor, and serves as the second well regions 104a and 104b.
Similarly, the depth is, for example, 0.5 to approximately 8.5 μm, and the impurity concentration is 1 × 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 . 1
07 1 to 107 n are the second well regions 104 1 to 1
04 n is an emitter region of a diode-connected NPN bipolar transistor formed of an N type diffusion region formed on each surface of the n 04 n , for example, a source region and a drain region of the memory cell 1 and a source of an N channel MOS transistor of a peripheral circuit. It is formed at the same time as the region and the drain region.

【0092】1081〜108nは上記第1のウェル領域
1031〜103nのそれぞれの表面に形成され、上記第
1のウェル領域1031〜103nの不純物濃度より高濃
度のN型のコレクタ電極用拡散領域、1091〜109
nは上記第2のウェル領域1041〜104nのそれぞれ
の表面に形成され、上記第2のウェル領域1041〜1
04nのの不純物濃度より高濃度のP型のベース電極用
拡散領域である。
108 1 to 108 n are formed on the surfaces of the first well regions 103 1 to 103 n , respectively, and have an N-type collector concentration higher than the impurity concentration of the first well regions 103 1 to 103 n. Electrode diffusion region, 1091 to 109
n are formed on the respective surfaces of the second well region 104 1 -104 n, the second well region 104 1 to 1
This is a P-type base electrode diffusion region having a higher concentration than the impurity concentration of 04 n .

【0093】このように構成された高電圧発生回路にあ
っては、出力ノードに近づくに従ってダイオード素子の
アノード及びカソードの電位は高くなる。すなわち、図
17に示す第1のウェル領域103の電位も高くなるも
のである。その結果、第1のウェル領域103と第2の
半導体層102との間の接合耐圧を高める必要があるも
のの、この実施例3のものにあっては、第2の半導体層
102をエピタキシャル成長によって形成した低濃度の
半導体層としているため、必要十分な接合耐圧が得られ
ているものである。
In the high voltage generating circuit configured as described above, the potentials of the anode and the cathode of the diode element increase as they approach the output node. That is, the potential of the first well region 103 shown in FIG. 17 also becomes high. As a result, although it is necessary to increase the junction breakdown voltage between the first well region 103 and the second semiconductor layer 102, in the third embodiment, the second semiconductor layer 102 is formed by epitaxial growth. Since the semiconductor layer has a low concentration as described above, a necessary and sufficient junction breakdown voltage is obtained.

【0094】実施例4.図18ないし図20はこの発明
の実施例4を示すものであり、上記した実施例1に対し
て、第1のウェル領域103の形成方法が異なるだけで
あり、その他の点については上記した実施例1と同様で
ある。従って、上記実施例1と異なる点を主として説明
するため、半導体基板の製造方法について、以下説明す
る。
Example 4. 18 to 20 show a fourth embodiment of the present invention, which is different from the above-described first embodiment only in the method of forming the first well region 103, and other points are the same as the above-described embodiments. Similar to Example 1. Therefore, a method of manufacturing a semiconductor substrate will be described below in order to mainly describe differences from the first embodiment.

【0095】まず、上記実施例1と同様に図4及び図5
に示すように、第1の半導体層101の表面上に低濃度
のP型のエピ層102aを形成(この時のエピ層102
aの表面から第1の半導体層101内までの濃度分布は
実施例1と同様であり、図21に一点鎖線Aにて示
す。)し、その後、このエピ層102aの表面に、P型
の不純物であるボロン[B]を注入し、窒素雰囲気中で
熱処理を行い、ボロン[B]を熱拡散させ、エピ層10
2aを低濃度のP型の第2の半導体層102とする。こ
の時のボロン[B]による不純物濃度は実施例1と同様
であり、図21に実線Bで示すようになっている。
First, as in the first embodiment, as shown in FIGS.
As shown in FIG. 3, a low concentration P-type epi layer 102a is formed on the surface of the first semiconductor layer 101 (the epi layer 102 at this time is formed).
The concentration distribution from the surface of a to the inside of the first semiconductor layer 101 is the same as that of the first embodiment, and is shown by a chain line A in FIG. ), And thereafter, boron [B], which is a P-type impurity, is implanted into the surface of the epi layer 102a, and heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere to thermally diffuse the boron [B] to form the epi layer 10.
2a is a low-concentration P-type second semiconductor layer 102. The impurity concentration of boron [B] at this time is the same as that in the first embodiment, and is shown by the solid line B in FIG.

【0096】次に、図7に示すように、所望の領域(こ
の例においてはメモリセルアレイが形成される領域及び
周辺回路のPチャネルMOSトランジスタが形成される
領域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介し
てN型の不純物であるリン[P]を上記所望の領域にお
いて所定の深さにピークが位置するように1〜5Me
V、1×1012〜1×1014/cm2でイオン注入し、
第1のウェル領域103の底部領域103Aを形成する
とともに、第4のウェル領域106a〜106cの底部
領域106A0〜106C0を形成する。この時の底部領
域103A及び底部領域106A0〜106C0の不純物
濃度はず20に点線C1で示すように、第2の半導体層
102の表面から深さ2μmの位置に不純物濃度のピー
ク(1×1015〜1×1018/cm3)を有するように
形成しているものである。なお、周辺回路のPチャネル
MOSトランジスタが形成される領域、つまり、第4の
ウェル領域を形成するためにもイオン注入を行っている
が、この領域には特にイオン注入を行わなくともよい。
Next, as shown in FIG. 7, a mask (not shown) except for a desired region (in this example, a region where a memory cell array is formed and a region where a P channel MOS transistor of a peripheral circuit is formed) is formed. Then, phosphorus [P], which is an N-type impurity, is passed through the mask so that the peak is located at a predetermined depth in the desired region by 1 to 5 Me.
V, 1 × 10 12 to 1 × 10 14 / cm 2 ion implantation,
To form a bottom region 103A of the first well region 103 to form a bottom region 106A 0 ~106C 0 in the fourth well region 106a-106c. At this time, the impurity concentration of the bottom region 103A and the bottom regions 106A 0 to 106C 0 should be 20 and as shown by a dotted line C 1 , the impurity concentration peak (1 × It is formed so as to have 10 15 to 1 × 10 18 / cm 3 . Although ion implantation is also performed to form a region in which the P-channel MOS transistor of the peripheral circuit is formed, that is, the fourth well region, ion implantation may not be particularly performed in this region.

【0097】その後、上記した実施例1と同様(図19
に示す)に、所望の領域(メモリセルアレイ内における
一括消去単位であるブロック単位毎に対応したメモリセ
ル形成領域と、周辺回路を構成するNチャネルMOSト
ランジスタが形成される領域)以外をマスク(図示せ
ず)し、そのマスクを介してP型の不純物であるボロン
[B]を上記所望の領域に注入し、ボロン注入層104
A、104B、105A、105B、105Cを形成す
る。その後、マスクを除去し、ボロン注入層104A、
104B、105A、105B、105Cをマスク(図
示せず)し、そのマスクを介してN型の不純物であるリ
ン[P]を上記ボロン注入層104A、104B、10
5A、105B、105C以外の領域にリン注入層10
6A〜106Dを形成する。
Thereafter, the same as in the above-described first embodiment (see FIG. 19).
In FIG. 3), masks other than a desired region (a region where a memory cell forming region corresponding to each block unit which is a batch erase unit in the memory cell array and a region where an N channel MOS transistor forming a peripheral circuit is formed) are formed (see FIG. Boron [B], which is a P-type impurity, is implanted into the desired region through the mask, and the boron implantation layer 104 is formed.
A, 104B, 105A, 105B and 105C are formed. After that, the mask is removed, and the boron implantation layer 104A,
A mask (not shown) is used to mask 104B, 105A, 105B, and 105C, and phosphorus [P], which is an N-type impurity, is added to the boron implantation layers 104A, 104B, and 10 through the mask.
The phosphorus-implanted layer 10 is formed in a region other than 5A, 105B, and 105C.
6A to 106D are formed.

【0098】この状態で熱処理を行い、ボロン[B]及
びリン[P]を熱拡散させ、図20に示すように、底部
領域103Aとリン注入層106Dとによって第1のウ
ェル領域103を形成させ、この第1のウェル領域10
3表面にP型の第2のウェル領域104a及び104b
を形成させ、第2の半導体層102表面にP型の第3の
ウェル領域105a〜105cを形成させ、第2の半導
体層102表面に底部領域106A0〜106C0とリン
注入層106A〜106CとによってN型の第4のウェ
ル領域106a〜106cを形成させる。この時のボロ
ン[B]による不純物濃度は実施例1と同様であり、図
21に点線Dで示す。
In this state, heat treatment is performed to thermally diffuse boron [B] and phosphorus [P] to form the first well region 103 by the bottom region 103A and the phosphorus implantation layer 106D as shown in FIG. , This first well region 10
3 P-type second well regions 104a and 104b on the surface
To form P-type third well regions 105a to 105c on the surface of the second semiconductor layer 102, and to form bottom regions 106A 0 to 106C 0 and phosphorus implantation layers 106A to 106C on the surface of the second semiconductor layer 102. Then, N-type fourth well regions 106a to 106c are formed. The impurity concentration due to boron [B] at this time is the same as in Example 1, and is shown by a dotted line D in FIG.

【0099】このようにして、半導体基板100が形成
されるものである。このように構成された半導体基板1
00にあって、図20にA−A’断面で示す不純物プロ
ファイルは図21に示すようになっているものである。
図22から明らかなように、第2の半導体層102の表
面から深さ略1.5μmまで第2のウェル領域104a
が形成され、第2のウェル領域104aの底面から深さ
略2.5μmの間に深さ略2μの位置に不純物濃度のピ
ークをもつ第1のウェル領域103が介在し、かつ、第
1のウェル領域103の底面から第1の半導体層101
の表面まで第2の半導体層102が介在しているもので
ある。
The semiconductor substrate 100 is thus formed. Semiconductor substrate 1 configured in this way
No. 00, the impurity profile shown in the section AA ′ in FIG. 20 is as shown in FIG.
As is clear from FIG. 22, the second well region 104a extends from the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of approximately 1.5 μm.
Is formed, and the first well region 103 having a peak of the impurity concentration is interposed at a depth of approximately 2 μm from the bottom surface of the second well region 104 a to a depth of approximately 2.5 μm, and the first well region 103 is formed. From the bottom surface of the well region 103 to the first semiconductor layer 101
The second semiconductor layer 102 is interposed up to the surface of.

【0100】また、図20にB−B’断面で示す不純物
プロファイルは上記実施例1と同様であり、図23に示
す。図23から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略1.5μmまで第3のウェル領域10
5aが形成され、第3のウェル領域105aの底面から
第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層102
が介在しているものである。なお、図23に示されるよ
うに、第3のウェル領域105a及び第2の半導体層1
02ともにP型と同じ導電型であるため、第3のウェル
領域105a及び第2の半導体層102との境界が明確
でなく、なだらかに不純物濃度が低下しているものであ
る。
The impurity profile shown in the section BB 'in FIG. 20 is the same as that in the first embodiment, and is shown in FIG. As apparent from FIG. 23, the second semiconductor layer 102
From the surface of the third well region 10 to a depth of about 1.5 μm
5a is formed, and the second semiconductor layer 102 is formed from the bottom surface of the third well region 105a to the surface of the first semiconductor layer 101.
Is intervening. Note that, as shown in FIG. 23, the third well region 105 a and the second semiconductor layer 1
Since both 02 have the same conductivity type as the P type, the boundary between the third well region 105a and the second semiconductor layer 102 is not clear, and the impurity concentration gently decreases.

【0101】さらに、図20にC−C’断面で示す不純
物プロファイルは図24に示すようになっているもので
ある。図24から明らかなように、第2の半導体層10
2の表面から深さ略2.5μmまで第4のウェル領域1
06aが形成され、かつ深さ略2μの位置に不純物濃度
のピークをもち、第4のウェル領域106aの底面から
第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層102
が介在しているものである。
Further, the impurity profile shown in the section CC 'in FIG. 20 is as shown in FIG. As is clear from FIG. 24, the second semiconductor layer 10
The second well region 1 from the surface of 2 to a depth of approximately 2.5 μm
06a is formed and has a peak of impurity concentration at a position of a depth of approximately 2 μ, and the second semiconductor layer 102 extends from the bottom surface of the fourth well region 106a to the surface of the first semiconductor layer 101.
Is intervening.

【0102】このように形成された実施例4のものにあ
っても、実施例1と同様の効果を奏する他、第1のウェ
ル領域103(及び第4のウェル領域106a〜106
c)の形成に際して、所定の深さに不純物濃度のピーク
を有するようにしたイオン注入法を採用しているので、
第1のウェル領域103の底部領域の中心深さ及び深さ
方向の厚さを自由に選択できるという利点を有している
ものである。
The fourth embodiment thus formed has the same effect as that of the first embodiment, and also has the first well region 103 (and the fourth well regions 106a to 106).
At the time of forming c), since the ion implantation method which has the peak of the impurity concentration at a predetermined depth is adopted,
This has the advantage that the center depth of the bottom region of the first well region 103 and the thickness in the depth direction can be freely selected.

【0103】実施例5.図25及び図26はこの発明の
実施例5を示すものであり、上記した実施例1に対し
て、第2の半導体層102の形成方法が異なるだけであ
り、その他の点については上記した実施例1と同様であ
る。従って、上記実施例1と異なる点を主として説明す
るため、半導体基板の製造方法について、以下説明す
る。
Example 5. 25 and 26 show Example 5 of the present invention, which is different from Example 1 described above only in the method of forming the second semiconductor layer 102, and other points are the same as in Example 1 described above. Similar to Example 1. Therefore, a method of manufacturing a semiconductor substrate will be described below in order to mainly describe differences from the first embodiment.

【0104】まず、図25に示すように、不純物濃度が
1×1019/cm3である高濃度のP型のシリコン基板
(シリコンウェハ)からなる第1の半導体層101の表
面上に、一般に知られている方法にてエピタキシャル成
長させ、略5μmの厚さからなる不純物濃度が1×10
15/cm3である低濃度のP型のエピ層102aを形成
する。この時のエピ層102aの表面から第1の半導体
層101内までの濃度分布は上記実施例1と同様であ
り、図27に一点鎖線Aで示す。
First, as shown in FIG. 25, generally, on the surface of the first semiconductor layer 101 formed of a high-concentration P-type silicon substrate (silicon wafer) having an impurity concentration of 1 × 10 19 / cm 3 , Epitaxial growth is performed by a known method, and an impurity concentration of about 5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 5
A low-concentration P-type epi layer 102a having a density of 15 / cm 3 is formed. The concentration distribution from the surface of the epi layer 102a to the inside of the first semiconductor layer 101 at this time is similar to that of the first embodiment, and is shown by a chain line A in FIG.

【0105】その後、このエピ層102aの表面から所
定の深さの位置に不純物濃度のピークが位置するよう
に、P型の不純物であるボロン[B]を1.5〜5Me
V、1×1012〜1×1014/cm2で注入し、所定の
深さの位置にイオン注入層102cを形成する。この時
のボロン[B]による不純物濃度は図27に示す実線B
1で示すようになっている。
Thereafter, P-type impurity boron [B] is added in an amount of 1.5 to 5 Me so that the peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the epi layer 102a.
Implantation is performed with V at 1 × 10 12 to 1 × 10 14 / cm 2 , and the ion implantation layer 102c is formed at a position of a predetermined depth. The impurity concentration due to boron [B] at this time is shown by the solid line B in FIG.
It is as shown by 1.

【0106】次に、上記実施例1と同様に形成される。
つまり、図6に示すように、所望の領域(この例におい
てはメモリセルアレイが形成される領域)以外をマスク
(図示せず)し、そのマスクを介してN型の不純物であ
るリン[P]を上記所望の領域に注入し、その後、窒素
雰囲気中で熱処理を行い、リン[P]を熱拡散させ、N
型の第1のウェル領域103を形成する。この時のリン
[P]による不純物濃度は上記実施例1と同様であり、
図27に点線Cで示すようになっており、第1のウェル
領域103は第2の半導体層102の所定の位置にある
不純物濃度のピークより浅い位置にある。。
Next, it is formed in the same manner as in the first embodiment.
That is, as shown in FIG. 6, a mask (not shown) other than a desired region (a region where a memory cell array is formed in this example) is masked, and phosphorus [P] which is an N-type impurity is passed through the mask. Into the desired region, and then heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere to thermally diffuse phosphorus [P],
A first well region 103 of the mold is formed. The impurity concentration due to phosphorus [P] at this time is the same as that in the first embodiment,
As shown by the dotted line C in FIG. 27, the first well region 103 is located at a position shallower than the peak of the impurity concentration at a predetermined position of the second semiconductor layer 102. .

【0107】その後、図7に示すように、所望の領域
(メモリセルアレイ内における一括消去単位であるブロ
ック単位毎に対応したメモリセル形成領域と、周辺回路
を構成するNチャネルMOSトランジスタが形成される
領域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介し
てP型の不純物であるボロン[B]を上記所望の領域に
注入し、ボロン注入層104A、104B、105A、
105B、105Cを形成する。その後、マスクを除去
し、ボロン注入層104A、104B、105A、10
5B、105Cをマスク(図示せず)し、そのマスクを
介してN型の不純物であるリン[P]を上記ボロン注入
層104A、104B、105A、105B、105C
以外の領域に注入し、リン注入層106A〜106Dを
形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a desired region (a memory cell formation region corresponding to each block unit which is a batch erase unit in the memory cell array, and an N channel MOS transistor forming a peripheral circuit are formed. Other than the region), a mask (not shown) is used, and boron [B], which is a P-type impurity, is implanted into the desired region through the mask, and boron implantation layers 104A, 104B, 105A,
105B and 105C are formed. Then, the mask is removed, and the boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 10
5B and 105C are masked (not shown), and phosphorus [P], which is an N-type impurity, is added through the mask to the boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 105B, and 105C.
Implanting into regions other than the above, phosphorus-implanted layers 106A to 106D are formed.

【0108】この状態で、窒素雰囲気中で熱処理を行
い、ボロン[B]及びリン[P]を熱拡散させ、図26
に示すように、第1のウェル領域103表面にP型の第
2のウェル領域104a及び104bを、第2の半導体
層102表面にP型の第3のウェル領域105a〜10
5c及びN型の第4のウェル領域106a〜106cを
それぞれ形成する。この時のボロン[B]による不純物
濃度は上記実施例1と同様であり、図27に点線Dで示
す。
In this state, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere to thermally diffuse boron [B] and phosphorus [P], and then, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, P-type second well regions 104a and 104b are formed on the surface of the first well region 103, and P-type third well regions 105a to 105a are formed on the surface of the second semiconductor layer 102.
5c and N-type fourth well regions 106a to 106c are formed. The impurity concentration of boron [B] at this time is the same as that in the first embodiment, and is shown by a dotted line D in FIG.

【0109】このように構成された半導体基板100に
あって、図26にA−A’断面で示す不純物プロファイ
ルは図28に示すようになっているものである。図28
から明らかなように、第2の半導体層102の表面から
深さ略1.5μmまで第2のウェル領域104aが形成
され、第2のウェル領域104aの底面から深さ略3.
5μmの間に第1のウェル領域103が介在し、かつ、
第1のウェル103の底面から第1の半導体層101の
表面まで第2の半導体層102が介在しているものであ
る。しかも、第2の半導体層102における不純物濃度
のピークが第1のウェル103の底面と第1の半導体層
101の表面との間に位置しているものである。
In the semiconductor substrate 100 having such a structure, the impurity profile shown in the section AA 'in FIG. 26 is as shown in FIG. FIG. 28
As is apparent, the second well region 104a is formed from the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of approximately 1.5 μm, and the depth from the bottom surface of the second well region 104a is approximately 3.
The first well region 103 is interposed between 5 μm, and
The second semiconductor layer 102 is interposed from the bottom surface of the first well 103 to the surface of the first semiconductor layer 101. Moreover, the peak of the impurity concentration in the second semiconductor layer 102 is located between the bottom surface of the first well 103 and the surface of the first semiconductor layer 101.

【0110】また、図26にB−B’断面で示す不純物
プロファイルは図29に示すようになっているものであ
る。図29から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略3μmまで第3のウェル領域105a
が形成され、第3のウェル領域105aの底面から第1
の半導体層101の表面まで第2の半導体層102が介
在しているものである。しかも、第2の半導体層102
における不純物濃度のピークが第3のウェル105aの
底面と第1の半導体層101の表面との間に位置してい
るものである。
The impurity profile shown in the section BB 'in FIG. 26 is as shown in FIG. As apparent from FIG. 29, the second semiconductor layer 102
From the surface to the depth of about 3 μm
From the bottom of the third well region 105a to the first
The second semiconductor layer 102 is interposed up to the surface of the semiconductor layer 101. Moreover, the second semiconductor layer 102
The peak of the impurity concentration in is located between the bottom surface of the third well 105a and the surface of the first semiconductor layer 101.

【0111】さらに、図26にC−C’断面で示す不純
物プロファイルは図30に示すようになっているもので
ある。図30から明らかなように、第2の半導体層10
2の表面から深さ略3.5μmまで第4のウェル領域1
06aが形成され、第4のウェル領域106aの底面か
ら第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層10
2が介在しているものである。しかも、第2の半導体層
102における不純物濃度のピークが第4のウェル10
6aの底面と第1の半導体層101の表面との間に位置
しているものである。
Further, the impurity profile shown in the section CC ′ in FIG. 26 is as shown in FIG. As is apparent from FIG. 30, the second semiconductor layer 10
4th well region 1 from the surface of 2 to a depth of approximately 3.5 μm
06a are formed, and the second semiconductor layer 10 is formed from the bottom surface of the fourth well region 106a to the surface of the first semiconductor layer 101.
2 is interposed. Moreover, the peak of the impurity concentration in the second semiconductor layer 102 is the fourth well 10
It is located between the bottom surface of 6a and the surface of the first semiconductor layer 101.

【0112】このように形成された実施例5のものにあ
っても、実施例1と同様の効果を奏する他、第2の半導
体層102の形成に際して、所定の深さ、つまり、第
1、第3、及び第4のウェル領域103、105及び1
06と第1の半導体層101との間に不純物濃度のピー
クを有するようにしたイオン注入法を採用しているの
で、この部分における中心深さ及び深さ方向の厚さを自
由に選択できるという利点を有しているものである。
The fifth embodiment thus formed has the same effects as those of the first embodiment, and also has a predetermined depth, that is, the first and the second semiconductor layers 102. Third and fourth well regions 103, 105 and 1
Since the ion implantation method in which the peak of the impurity concentration is made to exist between 06 and the first semiconductor layer 101 is adopted, the central depth and the thickness in the depth direction at this portion can be freely selected. It has advantages.

【0113】なお、この実施例5において、第1のウェ
ル領域103の形成を上記実施例4で示したように、所
定の深さの位置に不純物濃度のピークが位置するように
不純物をイオン注入して形成したものとしてもよいもの
である。
In the fifth embodiment, the formation of the first well region 103 is performed by ion implantation of impurities so that the peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth as shown in the fourth embodiment. It may be formed as described above.

【0114】実施例6.図31ないし図34はこの発明
の実施例6を示すものであり、上記した実施例1に対し
て、第2の半導体層102の形成方法が異なるだけ、つ
まりエピタキシャル成長されたエピ層をそのまま第2の
半導体層102として使用するものであり、その他の点
については上記した実施例1と同様である。従って、上
記実施例1と異なる点を主として説明するため、半導体
基板の製造方法について、以下説明する。
Example 6. 31 to 34 show Embodiment 6 of the present invention, which differs from Embodiment 1 described above only in the method of forming the second semiconductor layer 102, that is, the epitaxially grown epi layer is used as it is. The semiconductor layer 102 is used as the semiconductor layer 102, and other points are the same as those in the first embodiment. Therefore, a method of manufacturing a semiconductor substrate will be described below in order to mainly describe differences from the first embodiment.

【0115】まず、図31に示すように、不純物濃度が
1×1019/cm3である高濃度のP型のシリコン基板
(シリコンウェハ)からなる第1の半導体層101の表
面上に、一般に知られている方法にてエピタキシャル成
長させ、略5μmの厚さからなる不純物濃度が1×10
15/cm3である低濃度のP型のエピ層からなる第2の
半導体層102を形成する。この時の第2の半導体層1
02の表面から第1の半導体層101内までの濃度分布
は図35に示す一点鎖線Aで示すようになっている。
First, as shown in FIG. 31, generally, on the surface of the first semiconductor layer 101 formed of a high-concentration P-type silicon substrate (silicon wafer) having an impurity concentration of 1 × 10 19 / cm 3 , Epitaxial growth is performed by a known method, and an impurity concentration of about 5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 5
A second semiconductor layer 102 is formed of a low-concentration P-type epi layer having a concentration of 15 / cm 3 . Second semiconductor layer 1 at this time
The concentration distribution from the surface of 02 to the inside of the first semiconductor layer 101 is as shown by the alternate long and short dash line A in FIG.

【0116】その後、図32に示すように、所望の領域
(この例においてはメモリセルアレイが形成される領
域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介して
N型の不純物であるリン[P]を上記所望の領域におけ
る表面層に150keV、1×1012〜1×1013/c
2で注入し、その後、窒素雰囲気中、1130〜11
80℃で5時間の熱処理を行い、リン[P]を熱拡散さ
せ、深さ略3.5μm、不純物濃度が1×1015〜1×
1018/cm3であるN型の第1のウェル領域103を
形成する。この時のリン[P]による不純物濃度は図3
5に示す点線C2で示すようになっている。
Thereafter, as shown in FIG. 32, a mask (not shown) other than a desired region (a region where a memory cell array is formed in this example) is masked, and phosphorus, which is an N-type impurity, is masked through the mask. [P] was added to the surface layer in the desired region at 150 keV, 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / c.
m 2 and then 1130 to 11 in a nitrogen atmosphere
Heat treatment is performed at 80 ° C. for 5 hours to thermally diffuse phosphorus [P] to a depth of about 3.5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 ×.
An N-type first well region 103 of 10 18 / cm 3 is formed. The impurity concentration due to phosphorus [P] at this time is shown in FIG.
5 is indicated by a dotted line C2.

【0117】そして、この時の第1のウェル領域103
を形成する条件は、以下のようにして決定されるもので
ある。すなわち、LSIプロセスにおける不純物拡散
は、簡単にはフィックの拡散方程式に従い、これを一定
量の拡散源からの拡散について一次元で解くと次式
(1)となり、不純物濃度の分布は次式(1)で示され
るガウス分布になる。 C(x,t)=(Q/√πDt)×exp(−x2/4Dt) ……(1) 但し、Qは第2の半導体層102の表面層における注入
された不純物の全不純物原子量、Dは拡散係数、xは第
2の半導体層102の表面からの距離(深さ)、tは拡
散時間である。また、2√Dtは一般に拡散距離と呼ば
れており、ガウス分布の1σに相当する。
Then, the first well region 103 at this time
The conditions for forming are determined as follows. That is, the impurity diffusion in the LSI process simply follows the Fickian diffusion equation, and if this is solved one-dimensionally with respect to the diffusion from a certain amount of diffusion source, the following equation (1) is obtained, and the distribution of the impurity concentration is given by the following equation (1). ) Is the Gaussian distribution. C (x, t) = (Q / √πDt) × exp (−x 2 / 4Dt) (1) where Q is the total amount of impurity atoms of the implanted impurities in the surface layer of the second semiconductor layer 102, D is the diffusion coefficient, x is the distance (depth) from the surface of the second semiconductor layer 102, and t is the diffusion time. Further, 2√Dt is generally called a diffusion distance and corresponds to 1σ of Gaussian distribution.

【0118】一方、第1のウェル領域103として必要
な不純物濃度と、第1のウェル領域103の底部におけ
るPN接合面の接合耐圧を考慮した場合、第1のウェル
領域103の不純物のピーク濃度と第2の半導体層10
2との濃度の差を2桁程度とる必要があることがわかっ
た。したがって、第1のウェル領域103の底面と第1
の半導体層101の表面との間に第2の半導体層102
を介在させる、つまり少しでも残すためには、第1のウ
ェル領域103のピーク濃度(この実施例6においては
第2の半導体層102の表面に位置する)より2桁落ち
る深さが第2の半導体層102の厚さ以下でなければな
らない。
On the other hand, in consideration of the impurity concentration required for the first well region 103 and the junction breakdown voltage of the PN junction surface at the bottom of the first well region 103, the peak impurity concentration of the first well region 103 is Second semiconductor layer 10
It was found that it is necessary to take the difference of the density with 2 from about 2 digits. Therefore, the bottom surface of the first well region 103 and the first well region 103
The second semiconductor layer 102 is formed between the second semiconductor layer 102 and the surface of the semiconductor layer 101.
In order to intervene, that is, to leave as little as possible, the depth that is two orders of magnitude lower than the peak concentration of the first well region 103 (located on the surface of the second semiconductor layer 102 in this sixth embodiment) is the second. It must be less than or equal to the thickness of the semiconductor layer 102.

【0119】すなわち、ガウス分布ではピーク濃度の位
置より2σ離れるとピーク濃度より2桁濃度が下がるの
で、2σが第2の半導体層102の厚さ未満にする必要
がある。2σが第2の半導体層102の厚さと同じ、も
しくはそれを越えると、第1のウェル領域103の底面
が第1の半導体層101の表面と接してしまう、もしく
は重なってしまうものである。その結果、4√Dt(=
2σ)が第2の半導体層102の厚さ未満を満足させる
ことにより、第1のウェル領域103の底面と第1の半
導体層101の表面との間に第2の半導体層102を介
在させることができる。このような条件を満足させて第
1のウェル領域103を形成するものである。
That is, in the Gaussian distribution, if the distance from the position of the peak concentration is 2σ, the concentration decreases by two digits from the peak concentration, so 2σ must be less than the thickness of the second semiconductor layer 102. When 2σ is equal to or more than the thickness of the second semiconductor layer 102, the bottom surface of the first well region 103 is in contact with or overlaps with the surface of the first semiconductor layer 101. As a result, 4√Dt (=
2σ) is less than the thickness of the second semiconductor layer 102, so that the second semiconductor layer 102 is interposed between the bottom surface of the first well region 103 and the surface of the first semiconductor layer 101. You can The first well region 103 is formed by satisfying such conditions.

【0120】その後、図33に示すように、所望の領域
(メモリセルアレイ内における一括消去単位であるブロ
ック単位毎に対応したメモリセル形成領域と、周辺回路
を構成するNチャネルMOSトランジスタが形成される
領域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介し
てP型の不純物であるボロン[B]を上記所望の領域に
100keV、1×1012〜1×1013/cm2で注入
し、ボロン注入層104A、104B、105A、10
5B、105Cを形成する。その後、マスクを除去し、
ボロン注入層104A、104B、105A、105
B、105Cをマスク(図示せず)し、そのマスクを介
してN型の不純物であるリン[P]を上記ボロン注入層
104A、104B、105A、105B、105C以
外の領域に150keV、1×1012〜1×1013/c
2で注入し、リン注入層106A〜106Dを形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 33, a desired region (a memory cell formation region corresponding to each block unit which is a batch erase unit in the memory cell array, and an N channel MOS transistor forming a peripheral circuit are formed. Other than the region), a mask (not shown) is used, and boron [B], which is a P-type impurity, is implanted into the desired region through the mask at 100 keV, 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2. , Boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 10
5B and 105C are formed. Then remove the mask,
Boron injection layer 104A, 104B, 105A, 105
B and 105C are masked (not shown), and phosphorus [P], which is an N-type impurity, is applied through the mask to regions other than the boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 105B, and 105C at 150 keV and 1 × 10 5. 12 ~ 1 x 10 13 / c
Implantation is performed at m 2 to form phosphorus implantation layers 106A to 106D.

【0121】この状態で、窒素雰囲気中、1130〜1
180℃で数時間の熱処理を行い、ボロン注入層104
A、104B、105A、105B、105C及びリン
注入層106A〜106Dのボロン[B]及びリン
[P]を熱拡散させ、図34に示すように、第1のウェ
ル領域103表面に深さ略1μm、不純物濃度が1×1
15〜1×1018/cm3であるP型の第2のウェル領
域104a及び104bを、第2の半導体層102表面
に深さ略2μm、不純物濃度が1×1015〜1×1018
/cm3であるP型の第3のウェル領域106a〜10
6c及び深さ略3.5μm、不純物濃度が1×1015
1×1018/cm3であるN型の第4のウェル領域10
6a〜106cをそれぞれ形成する。この時のボロン
[B]による不純物濃度は図35に示す点線Dで示すよ
うになっている。
In this state, in a nitrogen atmosphere, 1130 to 1
Heat treatment is performed at 180 ° C. for several hours to form the boron-implanted layer 104.
A, 104B, 105A, 105B, 105C and boron [B] and phosphorus [P] in the phosphorus injection layers 106A to 106D are thermally diffused, and as shown in FIG. 34, a depth of approximately 1 μm is formed on the surface of the first well region 103. , Impurity concentration is 1 × 1
The P-type second well regions 104a and 104b having a density of 0 15 to 1 × 10 18 / cm 3 are formed on the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of approximately 2 μm and an impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18.
/ Cm 3 of P-type third well regions 106a-10
6c, depth of about 3.5 μm, and impurity concentration of 1 × 10 15
1 × 10 18 / cm 3 N-type fourth well region 10
6a-106c are formed, respectively. The impurity concentration of boron [B] at this time is as shown by the dotted line D in FIG.

【0122】このように構成された半導体基板100に
あって、図34にA−A’断面で示す不純物プロファイ
ルは図36に示すようになっているものである。図36
から明らかなように、第2の半導体層102の表面から
深さ略1μmまで第2のウェル領域104aが形成さ
れ、第2のウェル領域104aの底面から深さ略3.5
μmの間に第1のウェル領域103が介在し、かつ、第
1のウェル103の底面から第1の半導体層101の表
面まで第2の半導体層102が介在しているものであ
る。つまり、4√Dt(=2σ)が第2の半導体層10
2の厚さ未満を満足させる拡散条件に基づいて、第2の
半導体層102の表面層にイオン注入された不純物を拡
散させたので、確実に、第1のウェル領域103の底面
と高濃度の第1の半導体層101の表面との間に低濃度
の第2の半導体層102が介在しているものである。
In the semiconductor substrate 100 having such a structure, the impurity profile shown in the section AA 'in FIG. 34 is as shown in FIG. Fig. 36
As apparent from the above, the second well region 104a is formed from the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of about 1 μm, and the depth from the bottom surface of the second well region 104a is about 3.5.
The first well region 103 is interposed between μm, and the second semiconductor layer 102 is interposed from the bottom surface of the first well 103 to the surface of the first semiconductor layer 101. That is, 4√Dt (= 2σ) is the second semiconductor layer 10
Since the ion-implanted impurities are diffused into the surface layer of the second semiconductor layer 102 on the basis of the diffusion condition satisfying the thickness less than 2, the thickness of the bottom surface of the first well region 103 and the high concentration of the impurity are surely increased. The low-concentration second semiconductor layer 102 is interposed between the surface of the first semiconductor layer 101 and the surface of the first semiconductor layer 101.

【0123】また、図34にB−B’断面で示す不純物
プロファイルは図37に示すようになっているものであ
る。図37から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略2μmまで第3のウェル領域105a
が形成され、第3のウェル領域105aの底面から第1
の半導体層101の表面まで第2の半導体層102が介
在しているものである。
The impurity profile shown in the section BB 'in FIG. 34 is as shown in FIG. As apparent from FIG. 37, the second semiconductor layer 102
From the surface of the third well region 105a to a depth of approximately 2 μm
From the bottom of the third well region 105a to the first
The second semiconductor layer 102 is interposed up to the surface of the semiconductor layer 101.

【0124】さらに、図34にC−C’断面で示す不純
物プロファイルは図38に示すようになっているもので
ある。図38から明らかなように、第2の半導体層10
2の表面から深さ略3.5μmまで第4のウェル領域1
06aが形成され、第4のウェル領域106aの底面か
ら第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層10
2が介在しているものである。このように形成された実
施例6のものにあっても、実施例1と同様の効果を奏す
るものである。
Further, the impurity profile shown in the section CC ′ in FIG. 34 is as shown in FIG. 38. As apparent from FIG. 38, the second semiconductor layer 10
4th well region 1 from the surface of 2 to a depth of approximately 3.5 μm
06a are formed, and the second semiconductor layer 10 is formed from the bottom surface of the fourth well region 106a to the surface of the first semiconductor layer 101.
2 is interposed. The sixth embodiment formed in this way also has the same effect as the first embodiment.

【0125】実施例7.図39ないし図42はこの発明
の実施例7を示すものであり、上記した実施例1に対し
て、第2の半導体層102の形成方法及び第1のウェル
領域103の形成方法が異なるだけ、つまりエピタキシ
ャル成長されたエピ層をそのまま第2の半導体層102
として使用するとともに、所定深さに不純物をイオン注
入して第1のウェル領域103を形成するものであり、
その他の点については上記した実施例1と同様である。
従って、上記実施例1と異なる点を主として説明するた
め、半導体基板の製造方法について、以下説明する。
Example 7. 39 to 42 show Embodiment 7 of the present invention, which is different from Embodiment 1 described above only in the method of forming the second semiconductor layer 102 and the method of forming the first well region 103. That is, the epitaxially grown epi layer is used as it is for the second semiconductor layer 102.
And to form the first well region 103 by ion-implanting impurities to a predetermined depth.
The other points are the same as in the first embodiment described above.
Therefore, a method of manufacturing a semiconductor substrate will be described below in order to mainly describe differences from the first embodiment.

【0126】まず、図39に示すように、不純物濃度が
1×1019/cm3である高濃度のP型のシリコン基板
(シリコンウェハ)からなる第1の半導体層101の表
面上に、一般に知られている方法にてエピタキシャル成
長させ、略3μmの厚さからなる不純物濃度が1×10
15/cm3である低濃度のP型のエピ層からなる第2の
半導体層102を形成する。この時の第2の半導体層1
02の表面から第1の半導体層101内までの濃度分布
は図43に示す一点鎖線Aで示すようになっている。
First, as shown in FIG. 39, generally, on the surface of the first semiconductor layer 101 formed of a high-concentration P-type silicon substrate (silicon wafer) having an impurity concentration of 1 × 10 19 / cm 3 , Epitaxial growth is performed by a known method, and an impurity concentration of about 3 μm and an impurity concentration of 1 × 10
A second semiconductor layer 102 is formed of a low-concentration P-type epi layer having a concentration of 15 / cm 3 . Second semiconductor layer 1 at this time
The concentration distribution from the surface of 02 to the inside of the first semiconductor layer 101 is as shown by the alternate long and short dash line A in FIG.

【0127】その後、図40に示すように、所望の領域
(この例においてはメモリセルアレイが形成される領
域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介して
N型の不純物であるリン[P]を上記所望の領域におけ
る所定の深さにピークが位置するように1.75Me
V、1×1013/cm2で注入し、第1のウェル領域1
03の底部領域103Aを形成するとともに、第4のウ
ェル領域106a〜106cの底部領域106A0〜1
06C0を形成する。この時の底部領域103A及び底
部領域106A0〜106C0の不純物濃度は図43に実
線C3で示すように、第2の半導体層102の表面から
深さ1.7μmの位置に不純物濃度のピーク(1×10
15〜1×1018/cm3)を有するように形成している
ものである。なお、周辺回路のPチャネルMOSトラン
ジスタが形成される領域、つまり、第4のウェル領域1
06a〜106cを形成するためにもイオン注入を行っ
ているが、この領域には特にイオン注入を行わなくとも
よい。
Then, as shown in FIG. 40, a mask (not shown) other than the desired region (the region where the memory cell array is formed in this example) is masked, and phosphorus, which is an N-type impurity, is masked through the mask. [P] is set to 1.75 Me so that the peak is located at a predetermined depth in the desired region.
V, 1 × 10 13 / cm 2 implantation, first well region 1
No. 03 bottom region 103A and the fourth well regions 106a to 106c bottom regions 106A 0 to 1 are formed.
To form 06C 0 . At this time, the impurity concentration of the bottom region 103A and the bottom regions 106A 0 to 106C 0 has a peak of the impurity concentration at a position of 1.7 μm in depth from the surface of the second semiconductor layer 102, as shown by the solid line C 3 in FIG. (1 x 10
15 to 1 × 10 18 / cm 3 ). The region where the P-channel MOS transistor of the peripheral circuit is formed, that is, the fourth well region 1
Ion implantation is also performed to form 06a to 106c, but ion implantation may not be particularly performed in this region.

【0128】そして、この時の第1のウェル領域103
の底部領域103Aを形成する条件は、以下のようにし
て決定されるものである。すなわち、LSIプロセスに
おける不純物のイオン注入における注入イオンの一般的
な解としてLSS理論が用いられる。LSS理論による
射影飛程Rpとその分散ΔRpは「Projected Range St
atistics in Semiconductors」(by J.F.Gibbons eta
l.)にテーブル化されており、注入分布N(x)はかん
たんには平均値Rpと分散ΔRpをもつガウス分布で近
似でき、次式(2)となり、不純物濃度の分布は次式
(2)で示されるガウス分布になる。 N(x)=(NI/√(2πΔRp))×exp(−(x−Rp)2/2ΔRp2 ) ……(2) 但し、NIは単位面積当たりのイオン注入量、xは第2
の半導体層102の表面からの距離(深さ)である。
Then, the first well region 103 at this time
The conditions for forming the bottom region 103A are determined as follows. That is, the LSS theory is used as a general solution of implanted ions in ion implantation of impurities in the LSI process. The projective range Rp and its variance ΔRp based on the LSS theory are “Projected Range St
atistics in Semiconductors "(by JFGibbons eta
l.), the injection distribution N (x) can be easily approximated by a Gaussian distribution having a mean value Rp and a variance ΔRp, and the following expression (2) is obtained. ) Is the Gaussian distribution. N (x) = (NI / √ (2πΔRp)) × exp (− (x−Rp) 2 / 2ΔRp 2 ) (2) where NI is the ion implantation amount per unit area and x is the second.
Is the distance (depth) from the surface of the semiconductor layer 102.

【0129】一方、第1のウェル領域103として必要
な不純物濃度と、第1のウェル領域103の底部におけ
るPN接合面の接合耐圧を考慮した場合、第1のウェル
領域103の不純物のピーク濃度と第2の半導体層10
2との濃度の差を2桁程度とる必要があることがわかっ
た。したがって、第1のウェル領域103の底面と第1
の半導体層101の表面との間に第2の半導体層102
を介在させる、つまり少しでも残すためには、第1のウ
ェル領域103のピーク濃度(この実施例7においては
第2の半導体層102の内部、例えば1.7μmの深さ
に位置する)より2桁落ちる深さが第2の半導体層10
2の厚さ以下でなければならない。
On the other hand, in consideration of the impurity concentration required for the first well region 103 and the junction breakdown voltage of the PN junction surface at the bottom of the first well region 103, the peak impurity concentration of the first well region 103 is Second semiconductor layer 10
It was found that it is necessary to take the difference of the density with 2 from about 2 digits. Therefore, the bottom surface of the first well region 103 and the first well region 103
The second semiconductor layer 102 is formed between the second semiconductor layer 102 and the surface of the semiconductor layer 101.
In order to intervene, that is, to leave even a little, the peak concentration of the first well region 103 (in the seventh embodiment, it is located inside the second semiconductor layer 102, for example, at a depth of 1.7 μm) is 2 or more. The second semiconductor layer 10 has a depth that drops by a digit.
It must be less than 2 thickness.

【0130】すなわち、(Rp+3ΔRp)が第2の半
導体層102の厚さ未満にする必要がある。(Rp+3
ΔRp)が第2の半導体層102の厚さと同じ、もしく
はそれを越えると、第1のウェル領域103の底面が第
1の半導体層101の表面と接してしまう、もしくは重
なってしまうものである。その結果、(Rp+3ΔR
p)が第2の半導体層102の厚さ未満を満足させるこ
とにより、第1のウェル領域103の底面と第1の半導
体層101の表面との間に第2の半導体層102を介在
させることができる。このような条件を満足させて第1
のウェル領域103を形成するものである。
That is, (Rp + 3ΔRp) must be less than the thickness of the second semiconductor layer 102. (Rp + 3
If ΔRp) is equal to or more than the thickness of the second semiconductor layer 102, the bottom surface of the first well region 103 will come into contact with or overlap the surface of the first semiconductor layer 101. As a result, (Rp + 3ΔR
p) is less than the thickness of the second semiconductor layer 102 so that the second semiconductor layer 102 is interposed between the bottom surface of the first well region 103 and the surface of the first semiconductor layer 101. You can Satisfying such conditions,
Well region 103 is formed.

【0131】その後、図41に示すように、所望の領域
(メモリセルアレイ内における一括消去単位であるブロ
ック単位毎に対応したメモリセル形成領域と、周辺回路
を構成するNチャネルMOSトランジスタが形成される
領域)以外をマスク(図示せず)し、そのマスクを介し
てP型の不純物であるボロン[B]を上記所望の領域に
100keV、1×1012〜1×1013/cm2で注入
し、ボロン注入層104A、104B、105A、10
5B、105Cを形成する。その後、マスクを除去し、
ボロン注入層104A、104B、105A、105
B、105Cをマスク(図示せず)し、そのマスクを介
してN型の不純物であるリン[P]を上記ボロン注入層
104A、104B、105A、105B、105C以
外の領域に150keV、1×1012〜1×1013/c
2で注入し、リン注入層106A〜106Dを形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 41, a desired region (a memory cell formation region corresponding to each block unit which is a batch erase unit in the memory cell array and an N channel MOS transistor forming a peripheral circuit are formed. Other than the region), a mask (not shown) is used, and boron [B], which is a P-type impurity, is implanted into the desired region through the mask at 100 keV, 1 × 10 12 to 1 × 10 13 / cm 2. , Boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 10
5B and 105C are formed. Then remove the mask,
Boron injection layer 104A, 104B, 105A, 105
B and 105C are masked (not shown), and phosphorus [P], which is an N-type impurity, is applied through the mask to regions other than the boron implantation layers 104A, 104B, 105A, 105B, and 105C at 150 keV and 1 × 10 5. 12 ~ 1 x 10 13 / c
Implantation is performed at m 2 to form phosphorus implantation layers 106A to 106D.

【0132】この状態で、窒素雰囲気中、1130〜1
180℃で数時間の熱処理を行い、ボロン注入層104
A、104B、105A、105B、105C及びリン
注入層106A〜106Dのボロン[B]及びリン
[P]を熱拡散させ、図42に示すように、深さ略2.
5μmの第1のウェル領域103、この第1のウェル領
域103の表面に深さ略1μm、不純物濃度が1×10
15〜1×1018/cm3であるP型の第2のウェル領域
104a及び104bを、第2の半導体層102表面に
深さ略1.5μm、不純物濃度が1×1015〜1×10
18/cm3であるP型の第3のウェル領域106a〜1
06c及び深さ略2.5μm、不純物濃度が1×1015
〜1×1018/cm3であるN型の第4のウェル領域1
06a〜106cをそれぞれ形成する。この時のボロン
[B]による不純物濃度は図43に示す点線Dで示すよ
うになっている。
In this state, in a nitrogen atmosphere, 1130 to 1
Heat treatment is performed at 180 ° C. for several hours to form the boron-implanted layer 104.
A, 104B, 105A, 105B, 105C and boron [B] and phosphorus [P] in the phosphorus injection layers 106A to 106D are thermally diffused, and as shown in FIG.
A first well region 103 having a thickness of 5 μm, a depth of approximately 1 μm on the surface of the first well region 103, and an impurity concentration of 1 × 10.
The P-type second well regions 104a and 104b having a density of 15 to 1 × 10 18 / cm 3 are formed on the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of approximately 1.5 μm and an impurity concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10.
18 / cm 3 P-type third well regions 106a-1
06c, depth approximately 2.5 μm, impurity concentration 1 × 10 15
˜1 × 10 18 / cm 3 N-type fourth well region 1
06a-106c are formed, respectively. The impurity concentration of boron [B] at this time is as shown by the dotted line D in FIG.

【0133】このように構成された半導体基板100に
あって、図42にA−A’断面で示す不純物プロファイ
ルは図44に示すようになっているものである。図44
から明らかなように、第2の半導体層102の表面から
深さ略1μmまで第2のウェル領域104aが形成さ
れ、第2のウェル領域104aの底面から深さ略2.5
μmの間に第1のウェル領域103が介在し、かつ、第
1のウェル領域103の底面から第1の半導体層101
の表面まで第2の半導体層102が介在しているもので
ある。しかも、第2のウェル領域104aの底面と第2
の半導体層102との間に第1のウェル領域103の不
純物の1つのピークが存在しているものである。つま
り、(Rp+3ΔRp)が第2の半導体層102の厚さ
未満を満足させるイオン注入条件に基づいて、第2の半
導体層102の所定の深さにイオン注入させたので、確
実に、第1のウェル領域103の底面と高濃度の第1の
半導体層101の表面との間に低濃度の第2の半導体層
102が介在し、かつ第2のウェル領域104の下に1
つのピーク濃度を有しているものである。
In the semiconductor substrate 100 thus configured, the impurity profile shown in the section AA 'in FIG. 42 is as shown in FIG. Figure 44
As is apparent from the above, the second well region 104a is formed from the surface of the second semiconductor layer 102 to a depth of about 1 μm, and the depth of the second well region 104a is about 2.5 from the bottom surface of the second well region 104a.
The first well region 103 is provided between the first well region 103 and the first semiconductor layer 101 from the bottom surface of the first well region 103.
The second semiconductor layer 102 is interposed up to the surface of. In addition, the bottom surface of the second well region 104a and the second
One peak of the impurity in the first well region 103 exists between the semiconductor layer 102 and the semiconductor layer 102. That is, since (Rp + 3ΔRp) is ion-implanted to a predetermined depth of the second semiconductor layer 102 based on the ion-implantation conditions that satisfy the condition that (Rp + 3ΔRp) is less than the thickness of the second semiconductor layer 102, it is possible to reliably perform the first ion implantation. A low-concentration second semiconductor layer 102 is interposed between the bottom surface of the well region 103 and the surface of the high-concentration first semiconductor layer 101, and 1 is formed under the second well region 104.
It has two peak concentrations.

【0134】また、図42にB−B’断面で示す不純物
プロファイルは図45に示すようになっているものであ
る。図45から明らかなように、第2の半導体層102
の表面から深さ略1.5μmまで第3のウェル領域10
5aが形成され、第3のウェル領域105aの底面から
第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層102
が介在しているものである。
The impurity profile shown in the section BB 'in FIG. 42 is as shown in FIG. As is clear from FIG. 45, the second semiconductor layer 102
From the surface of the third well region 10 to a depth of about 1.5 μm
5a is formed, and the second semiconductor layer 102 is formed from the bottom surface of the third well region 105a to the surface of the first semiconductor layer 101.
Is intervening.

【0135】さらに、図42にC−C’断面で示す不純
物プロファイルは図46に示すようになっているもので
ある。図46から明らかなように、第2の半導体層10
2の表面から深さ略2.5μmまで第4のウェル領域1
06aが形成され、第4のウェル領域106aの底面か
ら第1の半導体層101の表面まで第2の半導体層10
2が介在しているものである。なお、この第4のウェル
領域106は第2の半導体層102の表面層と第2の半
導体層102から1.7μmの深さの位置に不純物濃度
のピークを有しているものである。
Furthermore, the impurity profile shown in the section CC 'in FIG. 42 is as shown in FIG. As is apparent from FIG. 46, the second semiconductor layer 10
The second well region 1 from the surface of 2 to a depth of approximately 2.5 μm
06a are formed, and the second semiconductor layer 10 is formed from the bottom surface of the fourth well region 106a to the surface of the first semiconductor layer 101.
2 is interposed. The fourth well region 106 has a peak of the impurity concentration at the surface layer of the second semiconductor layer 102 and at a position at a depth of 1.7 μm from the second semiconductor layer 102.

【0136】このように形成された実施例7のものにあ
っても、実施例1と同様の効果を奏する他、第1のウェ
ル領域103(及び第4のウェル領域106a〜106
c)の形成に際して、所定の深さに不純物濃度のピーク
を有するようにしたイオン注入法を採用しているので、
第1のウェル領域103の底部領域の中心深さ及び深さ
方向の厚さを自由に選択できるという利点を有している
ものである。
The seventh embodiment thus formed has the same effect as that of the first embodiment, and also has the first well region 103 (and the fourth well regions 106a to 106a).
At the time of forming c), since the ion implantation method which has the peak of the impurity concentration at a predetermined depth is adopted,
This has the advantage that the center depth of the bottom region of the first well region 103 and the thickness in the depth direction can be freely selected.

【0137】なお、上記実施例1ないし実施例6に示し
たものにおいては、第2の半導体層102の厚さの具体
的な値として5μm、実施例7に示したものにおいて
は、第2の半導体層102の厚さの具体的な値として3
μmのものを示したが、これに限られるものではなく、
1〜10μmの範囲のものであればよいものである。た
だし、第2の半導体層102の厚さが異なることによ
り、不純物の注入量、イオン注入加速エネルギー、不純
物拡散のための熱処理温度、熱処理時間等の具体的な最
適値が変化することは勿論である。
In the first to sixth embodiments, the specific thickness of the second semiconductor layer 102 is 5 μm, and in the seventh embodiment, the second semiconductor layer 102 has the second thickness. As a specific value of the thickness of the semiconductor layer 102, 3
μm is shown, but the present invention is not limited to this.
It may be in the range of 1 to 10 μm. However, due to the difference in the thickness of the second semiconductor layer 102, specific optimum values such as the impurity implantation amount, the ion implantation acceleration energy, the heat treatment temperature for impurity diffusion, and the heat treatment time may be changed. is there.

【0138】また、上記実施例1ないし実施例7に示し
たものにおいては、第2の半導体層102を構成するた
めのエピ層(第1導電型の不純物がイオン注入によって
注入されていない状態)の不純物濃度を1×1015/c
3のものを示したが、これに限られるものではなく、
第2の半導体層102を構成するためのエピ層の不純物
濃度は1×1011/cm3からウェル領域の濃度より十
分に低い1×1016/cm3まで自由に選択できるもの
である。ただし、第2の半導体層102の不純物濃度が
異なることにより、不純物の注入量、イオン注入加速エ
ネルギー、不純物拡散のための熱処理温度、熱処理時間
等の具体的な最適値が変化することは勿論である。
In the first to seventh embodiments described above, the epi layer for forming the second semiconductor layer 102 (the first conductivity type impurities are not implanted by ion implantation). Impurity concentration of 1 × 10 15 / c
m 3 is shown, but it is not limited to this.
The impurity concentration of the epi layer for forming the second semiconductor layer 102 can be freely selected from 1 × 10 11 / cm 3 to 1 × 10 16 / cm 3 which is sufficiently lower than the concentration of the well region. However, due to the difference in the impurity concentration of the second semiconductor layer 102, specific optimum values such as the impurity implantation amount, the ion implantation acceleration energy, the heat treatment temperature for impurity diffusion, and the heat treatment time may of course be changed. is there.

【0139】さらに、上記実施例1ないし実施例7に示
したものにおいては、第1の半導体層101の不純物濃
度を1×1019/cm3を示したが、これに限られるも
のではなく、第1の半導体層101の不純物濃度はウェ
ル領域の濃度より十分に高い1×1018/cm3〜1×
1020/cm3まで自由に選択できるものである。
Further, although the impurity concentration of the first semiconductor layer 101 is 1 × 10 19 / cm 3 in the examples 1 to 7 described above, the present invention is not limited to this. The impurity concentration of the first semiconductor layer 101 is 1 × 10 18 / cm 3 to 1 ×, which is sufficiently higher than the concentration of the well region.
It can be freely selected up to 10 20 / cm 3 .

【0140】[0140]

【発明の効果】この発明の第1の発明は、第1導電型の
第1の半導体層と、この第1の半導体層の表面上に第1
の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度を有するエ
ピタキシャル成長された第1導電型の第2の半導体層
と、この第2の半導体層の表面に、第1の半導体層の表
面との間に第2の半導体層が介在して形成された第2導
電型の第1のウェル領域と、この第1のウェル領域の表
面に形成された第1導電型の第2のウェル領域と、第2
の半導体層の表面に形成され、第2の半導体層の不純物
濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウ
ェル領域と、第2の半導体層の表面に第1のウェル領域
と離隔して形成された第2導電型の第4のウェル領域と
を有する半導体基板を備え、半導体基板の第2のウェル
領域に形成された第1の半導体素子と、半導体基板の第
3のウェル領域に形成された第2の半導体素子と、半導
体基板の第4のウェル領域に形成された第3の半導体素
子を設け、第1のウエル領域は、半導体基板の表面から
第1の半導体層へ向けての深さ方向に濃度ピークとこの
濃度ピークよりさらに半導体基板の表面から深い位置に
濃度ピークの値から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ第
2導電型の不純物の分布を有し、2桁落ちる部分の半導
体基板の表面からの深さが第2の半導体層の厚さ以下と
たので、低濃度の第2の半導体層が第1のウェル領域
と高濃度の第1の半導体層との間に介在し、ラッチアッ
プ耐性が向上し、第2のウェル領域と第2の半導体層と
の間のパンチスルー耐圧が向上し、第1のウェル領域と
第2の半導体層との接合耐圧が向上するという効果を有
するものである。
According to the first aspect of the present invention, a first semiconductor layer of the first conductivity type and a first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer are provided.
A second semiconductor layer of the first conductivity type epitaxially grown having an impurity concentration lower than that of the second semiconductor layer, and a second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer and on the surface of the first semiconductor layer. A second well region of the second conductivity type formed with the semiconductor layer interposed therebetween, a second well region of the first conductivity type formed on the surface of the first well region,
A third well region of the first conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and a first well region separated from the surface of the second semiconductor layer. A semiconductor substrate having a fourth well region of the second conductivity type formed by the above, a first semiconductor element formed in the second well region of the semiconductor substrate, and a third well region of the semiconductor substrate. A second semiconductor element formed on the semiconductor substrate and a third semiconductor element formed on a fourth well region of the semiconductor substrate, and the first well region is formed from the surface of the semiconductor substrate.
A concentration peak and a concentration peak are formed in the depth direction toward the first semiconductor layer.
At a position deeper than the concentration peak from the surface of the semiconductor substrate
First, including the part where the concentration drops by two digits from the concentration peak value
It has a distribution of impurities of two conductivity types and has a semi-conducting part where it falls by two digits.
The depth from the surface of the body substrate is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer.
Since the low concentration second semiconductor layer is interposed between the first semiconductor layer of the first well region and a high concentration, and improved latch-up immunity, the second well region and the second The punch-through breakdown voltage with the semiconductor layer is improved, and the junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved.

【0141】この発明の第2の発明は、第1導電型の第
1の半導体層と、この第1の半導体層の表面上に第1の
半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度を有するエピ
タキシャル成長された第1導電型の第2の半導体層と、
この第2の半導体層の表面に、第1の半導体層の表面と
の間に上記第2の半導体層が介在して形成された第2導
電型の第1のウェル領域と、この第1のウェル領域の表
面に形成された第1導電型の第2のウェル領域と、第2
の半導体層の表面に形成され、第2の半導体層の不純物
濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウ
ェル領域と、第2の半導体層の表面に第1のウェル領域
と離隔して形成された第2導電型の第4のウェル領域と
を有する半導体基板を備え、この半導体基板の第2のウ
ェル領域に形成される不揮発性メモリセルと、半導体基
板の第3のウェル領域に形成される第2導電型のMOS
トランジスタと、半導体基板の第4のウェル領域に形成
される第1導電型のMOSトランジスタを設け、第1の
ウエル領域は、半導体基板の表面から第1の半導体層へ
向けての深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさ
らに半導体基板の表面から深い位置に濃度ピークの値か
ら濃度が2桁落ちる部分とを含んだ第2導電型の不純物
の分布を有し、2桁落ちる部分の半導体基板の表面から
の深さが第2の半導体層の厚さ以下としたので、低濃度
の第2の半導体層が第1のウェル領域と高濃度の第1の
半導体層との間に介在し、ラッチアップ耐性が向上し、
第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパンチスル
ー耐圧が向上し、第1のウェル領域と第2の半導体層と
の接合耐圧が向上するとともに、ゲート絶縁膜の不純物
や欠陥密度が少ない不揮発性半導体記憶装置が得られる
という効果を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, a first semiconductor layer of the first conductivity type is epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer with an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer. A second semiconductor layer of the first conductivity type,
A second well region of the second conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer with the second semiconductor layer interposed between the surface of the first semiconductor layer and the first semiconductor layer, and the first well region of the second conductivity type. A second well region of the first conductivity type formed on the surface of the well region;
A third well region of the first conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and a first well region separated from the surface of the second semiconductor layer. A non-volatile memory cell formed in the second well region of the semiconductor substrate, and the third well region of the semiconductor substrate. Second conductivity type MOS formed in
A transistor and a first conductivity type MOS transistor formed in a fourth well region of the semiconductor substrate ;
The well region extends from the surface of the semiconductor substrate to the first semiconductor layer
Concentration peak in the depth direction toward and from this concentration peak
The concentration peak value at a deep position from the surface of the semiconductor substrate.
Impurity of the second conductivity type, including the part where the concentration drops by two digits
From the surface of the semiconductor substrate that has a distribution of
Is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer, the low-concentration second semiconductor layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer, and the latch-up resistance is increased. Is improved,
The punch-through breakdown voltage between the second well region and the second semiconductor layer is improved, the junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved, and the impurity or defect density of the gate insulating film is improved. This has the effect that a non-volatile semiconductor memory device having a small number of pixels can be obtained.

【0142】この発明の第3の発明は、メモリセルを複
数有するメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの
メモリセルに情報を書き込む、メモリセルに蓄積された
情報を読み出す、メモリセルに蓄積された情報を消去す
るための周辺回路とを備え、メモリセルアレイの複数の
メモリセルを複数個毎に複数ブロックに分割し、このブ
ロック単位で消去動作が一括して行われるものにおい
て、P型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の表
面上に第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度
を有するエピタキシャル成長されたP型の第2の半導体
層と、この第2の半導体層の表面に、第1の半導体層の
表面との間に第2の半導体層が介在して形成されたN型
の第1のウェル領域と、この第1のウェル領域の表面に
それぞれ互いに離隔して形成されたP型の複数の第2の
ウェル領域と、第2の半導体層の表面に形成され、第2
の半導体層の不純物濃度より高い不純物濃度を有するP
型の第3のウェル領域と、第2の半導体層の表面に第1
のウェル領域と離隔して形成されたN型の第4のウェル
領域とを有する半導体基板を備え、ブロック単位毎に複
数の第2のウェル領域の1つに対応し、各ブロック単位
の複数のメモリセルが、対応した第2のウェル領域に形
成され、周辺回路を構成する複数のNチャネルMOSト
ランジスタの少なくとも一部のNチャネルMOSトラン
ジスタが第3のウェル領域に形成され、周辺回路を構成
する複数のPチャネルMOSトランジスタの少なくとも
一部のPチャネルMOSトランジスタが第4のウェル領
域に形成されているものとし、第1のウエル領域は、半
導体基板の表面から第1の半導体層へ向けての深さ方向
に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに半導体基板の
表面から深い位置に濃度ピークの値から濃度が2桁落ち
る部分とを含んだN型の不純物の分布を有し、2桁落ち
る部分の半導体基板の表面からの深さが第2の半導体層
の厚さ以下としたので、第1のウェル領域が第2のウェ
ル領域に独立に電位を与えることができ、低濃度の第2
の半導体層が第1のウェル領域と高濃度の第1の半導体
層との間に介在し、ラッチアップ耐性が向上し、第2の
ウェル領域と第2の半導体層との間のパンチスルー耐圧
が向上し、第1のウェル領域と第2の半導体層との接合
耐圧が向上するとともに、ゲート絶縁膜の不純物や欠陥
密度が少ない不揮発性半導体記憶装置が得られるという
効果を有するものである。
A third aspect of the present invention provides a memory cell array having a plurality of memory cells, writing information in the memory cells of the memory cell array, reading information stored in the memory cells, and storing information stored in the memory cells. A P-type first semiconductor in which a plurality of memory cells of a memory cell array are divided into a plurality of blocks each including a peripheral circuit for erasing, and the erasing operation is collectively performed in each block. A layer, a P-type second semiconductor layer epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer, The N-type first well region formed by interposing the second semiconductor layer between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first well region are spaced apart from each other. A plurality of second well region P-type formed Te, formed on the surface of the second semiconductor layer, a second
Having an impurity concentration higher than that of the semiconductor layer of
The first well on the third well region of the mold and on the surface of the second semiconductor layer.
A well region and an N-type fourth well region formed separately from each other, and each block unit corresponds to one of the plurality of second well regions. A memory cell is formed in the corresponding second well region, and at least some N-channel MOS transistors of the plurality of N-channel MOS transistors forming the peripheral circuit are formed in the third well region, forming the peripheral circuit. At least a part of the plurality of P-channel MOS transistors is formed in the fourth well region, and the first well region is a half well.
Depth direction from the surface of the conductor substrate to the first semiconductor layer
The concentration peak and the concentration peak of the semiconductor substrate
The concentration drops by two digits from the concentration peak value at a deep position from the surface.
Has a distribution of N-type impurities including
The second semiconductor layer has a depth from the surface of the semiconductor substrate
Since the thickness of the first well region can be independently applied to the second well region,
Is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer to improve the latch-up resistance, and the punch-through breakdown voltage between the second well region and the second semiconductor layer is improved. Is improved, the junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved, and a nonvolatile semiconductor memory device in which the density of impurities and defects in the gate insulating film is small can be obtained.

【0143】この発明の第4の発明は、メモリセルを複
数有するメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの
メモリセルに情報を書き込む、メモリセルに蓄積された
情報を読み出す、メモリセルに蓄積された情報を消去す
るための周辺回路とを備え、上記メモリセルアレイの複
数のメモリセルを複数個毎に複数ブロックに分割し、こ
のブロック単位で消去動作が一括して行われるものにお
いて、P型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の
表面上に第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃
度を有するエピタキシャル成長されたP型の第2の半導
体層と、この第2の半導体層の表面に、それぞれが互い
に離隔して形成されるとともに、第1の半導体層の表面
との間に第2の半導体層が介在して形成されたN型の複
数の第1のウェル領域と、これら複数の第1のウェル領
域それぞれの表面にそれぞれ形成されたP型の複数の第
2のウェル領域と、第2の半導体層の表面に形成され、
第2の半導体層の不純物濃度より高い不純物濃度を有す
るP型の第3のウェル領域と、第2の半導体層の表面に
第1のウェル領域と離隔して形成されたN型の第4のウ
ェル領域とを有する半導体基板を備え、ブロック単位毎
に複数の第2のウェル領域の1つに対応し、各ブロック
単位の複数のメモリセルが、対応した第2のウェル領域
に形成され、周辺回路を構成する複数のNチャネルMO
Sトランジスタの少なくとも一部のNチャネルMOSト
ランジスタが第3のウェル領域に形成され、周辺回路を
構成する複数のPチャネルMOSトランジスタの少なく
とも一部のPチャネルMOSトランジスタが第4のウェ
ル領域に形成されているものとし、複数の第1のウエル
領域は、半導体基板の表面から第1の半導体層へ向けて
の深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに半
導体基板の表面から深い位置に濃度ピークの値から濃度
が2桁落ちる部分とを含んだN型の不純物の分布を有
し、2桁落ちる部分の半導体基板の表面からの深さが第
2の半導体層の厚さ以下としたので、第1のウェル領域
が第2のウェル領域に独立に電位を与えることができ、
低濃度の第2の半導体層が、第1のウェル領域と高濃度
の第1の半導体層との間に介在し、ラッチアップ耐性が
向上し、第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパ
ンチスルー耐圧が向上し、第1のウェル領域と第2の半
導体層との接合耐圧が向上するとともに、ゲート絶縁膜
の不純物や欠陥密度が少ない不揮発性半導体記憶装置が
得られるという効果を有するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, a memory cell array having a plurality of memory cells, information is written in the memory cells of the memory cell array, information stored in the memory cells is read out, and information stored in the memory cells is read. A peripheral circuit for erasing, a plurality of memory cells of the memory cell array are divided into a plurality of blocks, and an erasing operation is collectively performed in block units. A semiconductor layer, a P-type second semiconductor layer epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer and having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer, and a surface of the second semiconductor layer; , A plurality of N-type first wells formed so as to be separated from each other and having a second semiconductor layer interposed between the first well and the surface of the first semiconductor layer. A band, a plurality of first well region a plurality of second well region of P-type which are formed on each surface, is formed on the surface of the second semiconductor layer,
A P-type third well region having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer, and an N-type fourth well region formed on the surface of the second semiconductor layer away from the first well region. A semiconductor substrate having a well region and corresponding to one of the plurality of second well regions for each block unit, a plurality of memory cells of each block unit are formed in the corresponding second well region, A plurality of N channel MOs forming a circuit
At least a portion of the S-channel N-channel MOS transistors are formed in the third well region, and at least a portion of the P-channel MOS transistors forming the peripheral circuit are formed in the fourth well region. And a plurality of first wells
The region extends from the surface of the semiconductor substrate toward the first semiconductor layer.
Concentration peak in the depth direction of and half more than this concentration peak
Concentration from the value of the concentration peak deeper than the surface of the conductor substrate
The distribution of N-type impurities including
However, the depth from the surface of the semiconductor substrate where it falls by two digits is the first
Since the thickness of the second semiconductor layer is not more than the thickness of the second semiconductor layer , the first well region can independently apply a potential to the second well region,
The low-concentration second semiconductor layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer, and the latch-up resistance is improved, and the second well region and the second semiconductor layer are formed. The punch-through breakdown voltage between the two is improved, the junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved, and a nonvolatile semiconductor memory device in which the impurity and defect densities of the gate insulating film are small can be obtained. Is to have.

【0144】この発明の第5の発明は、メモリセルを複
数有するメモリセルアレイと、このメモリセルアレイの
メモリセルに情報を書き込む、メモリセルに蓄積された
情報を読み出す、メモリセルに蓄積された情報を消去す
るための周辺回路とを備え、周辺回路が、電源電位ノー
ドに印加される電源電位を受け、この電源電位より高い
昇圧電位を出力する昇圧回路を有したものにおいて、第
1導電型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の表
面上に第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度
を有するエピタキシャル成長された第1導電型の第2の
半導体層と、この第2の半導体層の表面に、上記第1の
半導体層の表面との間に第2の半導体層が介在して形成
された第2導電型の第1のウェル領域と、この第1のウ
ェル領域の表面に形成された第1導電型の第2のウェル
領域と、第2の半導体層の表面に形成され、第2の半導
体層の不純物濃度より高い不純物濃度を有する第1導電
型の第3のウェル領域と、第2の半導体層の表面に第1
のウェル領域と離隔して形成された第2導電型の第4の
ウェル領域とを有する半導体基板を備え、記昇圧回路の
出力段を構成する半導体素子が第2のウェル領域に形成
され、周辺回路を構成する複数の第2導電型のMOSト
ランジスタの少なくとも一部のMOSトランジスタが上
記第3のウェル領域に形成され、周辺回路を構成する複
数の第1導電型のMOSトランジスタの少なくとも一部
のMOSトランジスタが第4のウェル領域に形成されて
いるものとしたので、低濃度の第2の半導体層が第1の
ウェル領域と高濃度の第1の半導体層との間に介在し、
ラッチアップ耐性が向上し、第2のウェル領域と第2の
半導体層との間のパンチスルー耐圧が向上し、昇圧回路
の出力段を構成する半導体素子に対する第1のウェル領
域と第2の半導体層との接合耐圧が向上するという効果
を有するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a memory cell array having a plurality of memory cells, information is written in the memory cells of the memory cell array, information stored in the memory cells is read out, and information stored in the memory cells is read. A peripheral circuit for erasing, wherein the peripheral circuit has a booster circuit that receives a power supply potential applied to a power supply potential node and outputs a boosted potential higher than this power supply potential. A first semiconductor layer, a second semiconductor layer of the first conductivity type epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer and having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer, and the second semiconductor layer. A first well region of the second conductivity type formed on the surface of the first semiconductor layer with a second semiconductor layer interposed between the first well region and the surface of the first semiconductor layer; A second well region of the first conductivity type formed, and a third well region of the first conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer. The first semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer.
And a semiconductor substrate having a second well region of the second conductivity type formed apart from the well region, a semiconductor element forming an output stage of the booster circuit is formed in the second well region, and At least a part of the MOS transistors of the second conductivity type forming the circuit are formed in the third well region, and at least a part of the MOS transistors of the first conductivity type forming the peripheral circuit. Since the MOS transistor is formed in the fourth well region, the low-concentration second semiconductor layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer,
Latch-up resistance is improved, punch-through breakdown voltage between the second well region and the second semiconductor layer is improved, and the first well region and the second semiconductor for the semiconductor element forming the output stage of the booster circuit are improved. This has the effect of improving the junction breakdown voltage with the layer.

【0145】[0145]

【0146】この発明の第の発明は、第1導電型の第
1の半導体層の表面上にエピタキシャル成長にて第1の
半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度を有する第1
導電型の第2の半導体層を形成する工程と、この第2の
半導体層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピー
クが位置するように第2導電型の不純物をイオン注入す
る工程を含み、第2の半導体層の表面に第2導電型の第
1のウェル領域を形成する工程と、この第1のウェル領
域の表面に、第1のウェル領域における所定位置の不純
物濃度のピーク位置より上に第1導電型の第2のウェル
領域を形成する工程と、第2の半導体層の表面に第2の
半導体層の不純物濃度より高い不純物濃度を有する第1
導電型の第3のウェル領域を形成する工程と、第2の半
導体層の表面に第2導電型の第4のウェル領域を第1の
ウェル領域と離隔して形成する工程と、第2のウェル領
域に第1の半導体素子を形成する工程と、第3のウェル
領域に第2の半導体素子を形成する工程と、第4のウェ
ル領域に第3の半導体素子を形成する工程とを設けたの
で、低濃度の第2の半導体層が第1のウェル領域と高濃
度の第1の半導体層との間に介在し、ラッチアップ耐性
が向上し、第2のウェル領域と第2の半導体層との間の
パンチスルー耐圧が向上し、第1のウェル領域と第2の
半導体層との接合耐圧が向上し、しかも、第2の半導体
層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピークが位
置するようにイオン注入されるため、第1のウェル領域
の底部における不純物濃度のプロファイルを自由に選択
できるという効果を有するものである。
The sixth invention of the present invention is the first invention, which has an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer by epitaxial growth on the surface of the first semiconductor layer of the first conductivity type.
A step of forming a second conductive type semiconductor layer, and a step of ion-implanting a second conductive type impurity so that an impurity concentration peak is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. Forming a second well region of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer, and a peak position of the impurity concentration at a predetermined position in the first well region on the surface of the first well region. Forming a second well region of the first conductivity type further above, and forming an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer.
A step of forming a conductive type third well region, a step of forming a second conductive type fourth well region on the surface of the second semiconductor layer away from the first well region, and a second A step of forming the first semiconductor element in the well region, a step of forming the second semiconductor element in the third well region, and a step of forming the third semiconductor element in the fourth well region are provided. Therefore, the low-concentration second semiconductor layer is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer, the latch-up resistance is improved, and the second well region and the second semiconductor layer are improved. The punch-through breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved, and the peak impurity concentration is formed at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. Ion implantation is performed so that the defect at the bottom of the first well region is Those having the effect that the profile of the object density can be freely selected.

【0147】この発明の第の発明は、第1導電型の第
1の半導体層の表面上にエピタキシャル成長にてエピ層
を形成する工程と、このエピ層の表面から所定深さの位
置に不純物濃度のピークが位置するように第1導電型の
不純物をイオン注入し、第1の半導体層の不純物濃度よ
り低い不純物濃度を有する第1導電型の第2の半導体層
を形成する工程と、この第2の半導体層の表面に第2導
電型の第1のウェル領域を形成する工程と、この第1の
ウェル領域の表面に第1導電型の第2のウェル領域を形
成する工程と、第2の半導体層の表面に第2の半導体層
の不純物濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の
第3のウェル領域を形成する工程と、第2の半導体層の
表面に第2導電型の第4のウェル領域を第1のウェル領
域と離隔して形成する工程と、第2のウェル領域に第1
の半導体素子を形成する工程と、第3のウェル領域に第
2の半導体素子を形成する工程と、第4のウェル領域に
第3の半導体素子を形成する工程とを設けたので、低濃
度の第2の半導体層が第1のウェル領域と高濃度の第1
の半導体層との間に介在し、ラッチアップ耐性が向上
し、第2のウェル領域と第2の半導体層との間のパンチ
スルー耐圧が向上して、第1のウェル領域と第2の半導
体層との接合耐圧が向上し、しかも、第2の半導体層が
エピ層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピーク
が位置するようにイオン注入するため、第2の半導体層
の底部における不純物濃度のプロファイルを自由に選択
できるという効果を有するものである。
According to a seventh aspect of the present invention, a step of forming an epi layer by epitaxial growth on the surface of the first semiconductor layer of the first conductivity type and impurities at a predetermined depth from the surface of the epi layer. Forming a second semiconductor layer of a first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer by ion-implanting an impurity of the first conductivity type so that a concentration peak is located; and Forming a second well region of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer; forming a second well region of the first conductivity type on the surface of the first well region; Forming on the surface of the second semiconductor layer a third well region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer; and forming a second conductivity type of the second well layer on the surface of the second semiconductor layer. The fourth well region is formed separately from the first well region. And that step, the first to the second well region
Since the step of forming the semiconductor element, the step of forming the second semiconductor element in the third well region, and the step of forming the third semiconductor element in the fourth well region are provided, The second semiconductor layer has a first well region and a high concentration of the first well region.
Intervening between the first well region and the second semiconductor layer, the latch-up resistance is improved, and the punch-through breakdown voltage between the second well region and the second semiconductor layer is improved. The junction breakdown voltage with the layer is improved, and ion implantation is performed so that the peak of the impurity concentration is located in the second semiconductor layer at a predetermined depth from the surface of the epi layer. The effect is that the profile of the impurity concentration can be freely selected.

【0148】この発明の第の発明は、第1導電型の第
1の半導体層の表面上にエピタキシャル成長にてエピ層
を形成する工程と、このエピ層の表面から所定深さの位
置に不純物濃度のピークが位置するように第1導電型の
不純物をイオン注入し、第1の半導体層の不純物濃度よ
り低い不純物濃度を有する第1導電型の第2の半導体層
を形成する工程と、この第2の半導体層の表面から所定
深さの位置に不純物濃度のピークが位置するように第2
導電型の不純物をイオン注入する工程を含み、第2の半
導体層の表面に、第1の半導体層の表面との間に上記第
2の半導体層のピーク位置を介在させて第2導電型の第
1のウェル領域を形成する工程と、この第1のウェル領
域の表面に第1導電型の第2のウェル領域を形成する工
程と、第2の半導体層の表面に第2の半導体層の不純物
濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウ
ェル領域を形成する工程と、第2の半導体層の表面に第
2導電型の第4のウェル領域を第1のウェル領域と離隔
して形成する工程と、第2のウェル領域に第1の半導体
素子を形成する工程と、第3のウェル領域に第2の半導
体素子を形成する工程と、第4のウェル領域に第3の半
導体素子を形成する工程とを設けたので、低濃度の第2
の半導体層が第1のウェル領域と高濃度の第1の半導体
層との間に介在し、ラッチアップ耐性が向上し、第2の
ウェル領域と第2の半導体層との間のパンチスルー耐圧
が向上し、第1のウェル領域と第2の半導体層との接合
耐圧が向上し、しかも、第2の半導体層の表面から所定
深さの位置に不純物濃度のピークが位置するようにイオ
ン注入するため、第1のウェル領域の底部における不純
物濃度のプロファイルを自由に選択できるとともに、第
2の半導体層がエピ層の表面から所定深さの位置に不純
物濃度のピークが位置するようにイオン注入されるた
め、第2の半導体層の底部における不純物濃度のプロフ
ァイルを自由に選択できるという効果を有するものであ
る。
An eighth aspect of the present invention is the step of forming an epi layer by epitaxial growth on the surface of the first semiconductor layer of the first conductivity type, and the step of forming impurities at a predetermined depth from the surface of the epi layer. Forming a second semiconductor layer of a first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer by ion-implanting an impurity of the first conductivity type so that a concentration peak is located; and The second impurity concentration peak should be located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer.
A step of implanting a conductivity type impurity by ion implantation, wherein a peak position of the second semiconductor layer is interposed between the surface of the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer; A step of forming a first well region, a step of forming a second well region of the first conductivity type on the surface of the first well region, and a step of forming a second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer. Forming a third well region of the first conductivity type having an impurity concentration higher than the impurity concentration; and separating a fourth well region of the second conductivity type from the first well region on the surface of the second semiconductor layer. Forming step, forming a first semiconductor element in the second well region, forming a second semiconductor element in the third well region, and forming a third semiconductor element in the fourth well region. Since the step of forming a semiconductor element is provided,
Is interposed between the first well region and the high-concentration first semiconductor layer, the latch-up resistance is improved, and the punch-through breakdown voltage between the second well region and the second semiconductor layer is improved. Is improved, the junction breakdown voltage between the first well region and the second semiconductor layer is improved, and ion implantation is performed so that the peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. Therefore, the impurity concentration profile at the bottom of the first well region can be freely selected, and the second semiconductor layer is ion-implanted so that the impurity concentration peak is located at a predetermined depth from the surface of the epi layer. Therefore, there is an effect that the profile of the impurity concentration at the bottom of the second semiconductor layer can be freely selected.

【0149】[0149]

【0150】[0150]

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

【図1】 この発明の実施例1を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100を示す断面図。
FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor substrate 100 applied to Example 1 of the present invention.

【図3】 この発明の実施例1を示す要部断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts showing Embodiment 1 of the present invention.

【図4】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図5】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
5A to 5C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention in process order.

【図6】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図7】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図8】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

【図9】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の製造における個別の不純物のプロファイルを
示す図。
FIG. 9 is a diagram showing individual impurity profiles in the manufacture of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention.

【図10】 図8のA−A’断面における不純物のプロ
ファイルを示す図。
10 is a diagram showing a profile of impurities in the AA ′ cross section of FIG. 8;

【図11】 図8のB−B’断面における不純物のプロ
ファイルを示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a profile of impurities in a BB ′ cross section of FIG. 8;

【図12】 図8のC−C’断面における不純物のプロ
ファイルを示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an impurity profile in a CC ′ cross section of FIG. 8;

【図13】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100の他の例を示す断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing another example of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施例1に適用される半導体基
板100のさらに他の例を示す断面図。
FIG. 14 is a sectional view showing still another example of the semiconductor substrate 100 applied to the first embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施例2を示す要部断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part showing a second embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施例3に適用される高電圧発
生回路の昇圧回路を示す回路図。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a booster circuit of a high voltage generation circuit applied to Embodiment 3 of the present invention.

【図17】 この発明の実施例3に適用される高電圧発
生回路の昇圧回路を半導体基板に組み込んだ例を示す要
部断面図。
FIG. 17 is a main-portion cross-sectional view showing an example in which a booster circuit of a high voltage generation circuit applied to Embodiment 3 of the invention is incorporated in a semiconductor substrate.

【図18】 この発明の実施例4に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the sequence of steps in manufacturing a semiconductor substrate 100 applied to Example 4 of the invention.

【図19】 この発明の実施例4に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the fourth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図20】 この発明の実施例4に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the process step of manufacturing a semiconductor substrate 100 applied to the fourth example of the present invention.

【図21】 この発明の実施例4に適用される半導体基
板100の製造における個別の不純物のプロファイルを
示す図。
FIG. 21 is a diagram showing individual impurity profiles in the manufacture of the semiconductor substrate 100 applied to the fourth embodiment of the present invention.

【図22】 図20のA−A’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
22 is a diagram showing the profile of impurities in the AA ′ cross section of FIG. 20.

【図23】 図20のB−B’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 23 is a diagram showing an impurity profile in a BB ′ cross section of FIG. 20;

【図24】 図20のC−C’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 24 is a diagram showing an impurity profile in a CC ′ cross section of FIG. 20;

【図25】 この発明の実施例5に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the fifth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図26】 この発明の実施例5に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing the process in order of manufacturing the semiconductor substrate 100 applied to the fifth embodiment of the present invention.

【図27】 この発明の実施例5に適用される半導体基
板100の製造における個別の不純物のプロファイルを
示す図。
FIG. 27 is a diagram showing individual impurity profiles in the manufacture of the semiconductor substrate 100 applied to the fifth embodiment of the present invention.

【図28】 図26のA−A’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 28 is a diagram showing an impurity profile in the AA ′ cross section of FIG. 26;

【図29】 図26のB−B’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 29 is a diagram showing an impurity profile in a BB ′ cross section of FIG. 26;

【図30】 図26のC−C’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 30 is a diagram showing an impurity profile in a CC ′ cross section of FIG. 26.

【図31】 この発明の実施例6に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing the process step of manufacturing a semiconductor substrate 100 applied to the sixth embodiment of the present invention.

【図32】 この発明の実施例6に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 32 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図33】 この発明の実施例6に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 33 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図34】 この発明の実施例6に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing the process of manufacturing the semiconductor substrate 100 applied to the sixth embodiment of the present invention in the order of steps.

【図35】 この発明の実施例6に適用される半導体基
板100の製造における個別の不純物のプロファイルを
示す図。
FIG. 35 is a diagram showing individual impurity profiles in the manufacture of the semiconductor substrate 100 applied to the sixth embodiment of the present invention.

【図36】 図34のA−A’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 36 is a diagram showing a profile of impurities in the AA ′ cross section of FIG. 34.

【図37】 図34のB−B’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 37 is a diagram showing an impurity profile in a BB ′ cross section of FIG. 34;

【図38】 図34のC−C’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 38 is a diagram showing an impurity profile in a CC ′ cross section of FIG. 34.

【図39】 この発明の実施例7に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 39 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図40】 この発明の実施例7に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図41】 この発明の実施例7に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
41A to 41D are cross-sectional views showing a sequence of process steps in the manufacture of a semiconductor substrate 100 applied to the seventh embodiment of the present invention.

【図42】 この発明の実施例7に適用される半導体基
板100の製造を工程順に示す断面図。
FIG. 42 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate 100 applied to the seventh embodiment of the present invention in the order of steps.

【図43】 この発明の実施例7に適用される半導体基
板100の製造における個別の不純物のプロファイルを
示す図。
FIG. 43 is a diagram showing individual impurity profiles in the manufacture of the semiconductor substrate 100 applied to the seventh embodiment of the present invention.

【図44】 図42のA−A’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 44 is a diagram showing an impurity profile in the AA ′ cross section of FIG. 42;

【図45】 図42のB−B’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
45 is a diagram showing a profile of impurities in the BB ′ cross section of FIG. 42;

【図46】 図42のC−C’断面における不純物のプ
ロファイルを示す図。
FIG. 46 is a diagram showing a profile of impurities in a CC ′ cross section of FIG. 42.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜141 メモリセル、2a〜2b ブロック、31
〜34 ワード線、41〜42 ワード線、51a〜52b
主ビット線、7a〜7b ソース線、100半導体基
板、101 第1の半導体層、102 第2の半導体
層、103 第1のウェル領域、104a〜104b
第2のウェル領域、105a〜105c第3のウェル領
域、106a〜106b 第4のウェル領域。
1 11 to 1 41 memory cells, 2a to 2b blocks, 3 1
To 3 4 word lines, 41 to 2 word lines, 5 1a to 5 2b
Main bit line, 7a to 7b source line, 100 semiconductor substrate, 101 first semiconductor layer, 102 second semiconductor layer, 103 first well region, 104a to 104b
Second well region, 105a to 105c Third well region, 106a to 106b Fourth well region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−77153(JP,A) 特開 昭62−85460(JP,A) 特開 平3−105971(JP,A) 特開 平3−290960(JP,A) 特開 平5−326858(JP,A) 特開 平6−216380(JP,A) 特開 平5−55530(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/10 491 H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-77153 (JP, A) JP-A-62-85460 (JP, A) JP-A-3-105971 (JP, A) JP-A-3- 290960 (JP, A) JP 5-326858 (JP, A) JP 6-216380 (JP, A) JP 5-55530 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/10 491 H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の第1の半導体層と、この第
1の半導体層の表面上に上記第1の半導体層の不純物濃
度より低い不純物濃度を有するエピタキシャル成長され
た第1導電型の第2の半導体層と、この第2の半導体層
の表面に、上記第1の半導体層の表面との間に上記第2
の半導体層が介在して形成された第2導電型の第1のウ
ェル領域と、この第1のウェル領域の表面に形成された
第1導電型の第2のウェル領域と、上記第2の半導体層
の表面に形成され、上記第2の半導体層の不純物濃度よ
り高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領
域と、上記第2の半導体層の表面に上記第1のウェル領
域と離隔して形成された第2導電型の第4のウェル領域
とを有する半導体基板、 この半導体基板の第2のウェル領域に形成された第1の
半導体素子、 上記半導体基板の第3のウェル領域に形成された第2の
半導体素子、 上記半導体基板の第4のウェル領域に形成された第3の
半導体素子を備え 上記第1のウエル領域は、 上記半導体基板の表面から上記第1の半導体層へ向けて
の深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに上
記半導体基板の表面から深い位置に上記濃度ピークの値
から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ上記第2導電型の
不純物の分布を有し、上記2桁落ちる部分の上記半導体
基板の表面からの深さが上記第2の半導体層の厚さ以下
である 半導体集積回路装置。
1. A first semiconductor layer of a first conductivity type and an epitaxially grown first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer. The second semiconductor layer is formed on the surface of the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer is formed between the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer.
Second conductivity type first well region formed with the semiconductor layer interposed therebetween, a first conductivity type second well region formed on the surface of the first well region, and the second A third well region of the first conductivity type formed on the surface of the semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer; and the first well region on the surface of the second semiconductor layer. A semiconductor substrate having a second well region of the second conductivity type formed separately from the semiconductor substrate, a first semiconductor element formed in the second well region of the semiconductor substrate, and a third well of the semiconductor substrate a second semiconductor element formed in the region, a third semiconductor element formed on a fourth well region of the semiconductor substrate, the first well region from the surface of the semiconductor substrate said first Towards the semiconductor layer
Concentration peak in the depth direction of and above this concentration peak
The value of the above concentration peak at a position deep from the surface of the semiconductor substrate
Of the second conductivity type including a portion where the concentration drops by two digits from
The semiconductor having a distribution of impurities and falling by two digits.
The depth from the surface of the substrate is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer.
Is a semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 第1導電型の第1の半導体層と、この第
1の半導体層の表面上に上記第1の半導体層の不純物濃
度より低い不純物濃度を有するエピタキシャル成長され
た第1導電型の第2の半導体層と、この第2の半導体層
の表面に、上記第1の半導体層の表面との間に上記第2
の半導体層が介在して形成された第2導電型の第1のウ
ェル領域と、この第1のウェル領域の表面に形成された
第1導電型の第2のウェル領域と、上記第2の半導体層
の表面に形成され、上記第2の半導体層の不純物濃度よ
り高い不純物濃度を有する第1導電型の第3のウェル領
域と、上記第2の半導体層の表面に上記第1のウェル領
域と離隔して形成された第2導電型の第4のウェル領域
とを有する半導体基板、 この半導体基板の第2のウェル領域に形成され、対応の
ソース線に接続される第2導電型の拡散層からなるソー
ス領域と、このソース領域と離隔して形成され、対応の
ビット線に接続される第2導電型の拡散層からなるドレ
イン領域と、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間
に位置する上記第2のウェル領域上にトンネル酸化膜か
らなるゲート酸化膜を介して形成されるフローティング
ゲート電極と、このフローティングゲート電極と層間絶
縁膜を介して対向配置され、対応のワード線に接続され
るコントロールゲート電極とを有する不揮発性メモリセ
ル、 上記半導体基板の第3のウェル領域に形成され、第2導
電型の拡散層からなるソース領域と、このソース領域と
離隔して形成される第2導電型の拡散層からなるドレイ
ン領域と、上記ソース領域と上記ドレイン領域との間に
位置する上記第3のウェル領域上にゲート酸化膜を介し
て形成されるゲート電極とを有する第2導電型のMOS
トランジスタ、上記半導体基板の第4のウェル領域に形
成され、第1導電型の拡散層からなるソース領域と、こ
のソース領域と離隔して形成される第1導電型の拡散層
からなるドレイン領域と、上記ソース領域と上記ドレイ
ン領域との間に位置する上記第4のウェル領域上にゲー
ト酸化膜を介して形成されるゲート電極とを有する第1
導電型のMOSトランジスタを備え 上記第1のウエル領域は、 上記半導体基板の表面から上記第1の半導体層へ向けて
の深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに上
記半導体基板の表面から深い位置に上記濃度ピークの値
から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ上記第2導電型の
不純物の分布を有し、上記2桁落ちる部分の上記半導体
基板の表面からの深さが上記第2の半導体層の厚さ以下
である 不揮発性半導体記憶装置。
2. A first semiconductor layer of a first conductivity type, and an epitaxially grown first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on a surface of the first semiconductor layer. The second semiconductor layer is formed on the surface of the second semiconductor layer, and the second semiconductor layer is formed between the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer.
Second conductivity type first well region formed with the semiconductor layer interposed therebetween, a first conductivity type second well region formed on the surface of the first well region, and the second A third well region of the first conductivity type formed on the surface of the semiconductor layer and having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer; and the first well region on the surface of the second semiconductor layer. A semiconductor substrate having a second well region of the second conductivity type formed separately from the semiconductor substrate, and a diffusion of the second conductivity type formed in the second well region of the semiconductor substrate and connected to a corresponding source line. A source region made of a layer, a drain region made of a second conductive type diffusion layer formed apart from the source region and connected to a corresponding bit line, and a drain region located between the source region and the drain region. Tunneling acid on the second well region Nonvolatile memory having a floating gate electrode formed via a gate oxide film made of an oxide film, and a control gate electrode arranged to face the floating gate electrode via an interlayer insulating film and connected to a corresponding word line A cell, a source region formed in the third well region of the semiconductor substrate and formed of a second conductive type diffusion layer, and a drain region formed of a second conductive type diffusion layer separated from the source region. , A second conductivity type MOS having a gate electrode formed on the third well region located between the source region and the drain region via a gate oxide film.
A transistor, a source region formed in the fourth well region of the semiconductor substrate and formed of a diffusion layer of the first conductivity type, and a drain region formed of a diffusion layer of the first conductivity type formed apart from the source region. A gate electrode formed on the fourth well region located between the source region and the drain region via a gate oxide film.
A conductive type MOS transistor is provided , and the first well region extends from the surface of the semiconductor substrate toward the first semiconductor layer.
Concentration peak in the depth direction of and above this concentration peak
The value of the above concentration peak at a position deep from the surface of the semiconductor substrate
Of the second conductivity type including a portion where the concentration drops by two digits from
The semiconductor having a distribution of impurities and falling by two digits.
The depth from the surface of the substrate is less than or equal to the thickness of the second semiconductor layer.
A non-volatile semiconductor memory device.
【請求項3】 対応したソース線に接続されるソース領
域と対応したビット線に接続されるドレイン領域と情報
を蓄積するためのフローティングゲート電極と対応した
ワード線に接続されるコントロールゲート電極とを有す
るメモリセルを複数有するメモリセルアレイと、このメ
モリセルアレイのメモリセルに情報を書き込む、メモリ
セルに蓄積された情報を読み出す、メモリセルに蓄積さ
れた情報を消去するための周辺回路とを備え、上記メモ
リセルアレイの複数のメモリセルを複数個毎に複数ブロ
ックに分割し、このブロック単位で消去動作が一括して
行われるものにおいて、 P型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の表面上
に上記第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度
を有するエピタキシャル成長されたP型の第2の半導体
層と、この第2の半導体層の表面に、上記第1の半導体
層の表面との間に上記第2の半導体層が介在して形成さ
れたN型の第1のウェル領域と、この第1のウェル領域
の表面にそれぞれ互いに離隔して形成されたP型の複数
の第2のウェル領域と、上記第2の半導体層の表面に形
成され、上記第2の半導体層の不純物濃度より高い不純
物濃度を有するP型の第3のウェル領域と、上記第2の
半導体層の表面に上記第1のウェル領域と離隔して形成
されたN型の第4のウェル領域とを有する半導体基板を
備え、 上記ブロック単位毎に上記複数の第2のウェル領域の1
つに対応し、各ブロック単位の複数のメモリセルが、対
応した第2のウェル領域に形成され、上記周辺回路を構
成する複数のNチャネルMOSトランジスタの少なくと
も一部のNチャネルMOSトランジスタが上記第3のウ
ェル領域に形成され、上記周辺回路を構成する複数のP
チャネルMOSトランジスタの少なくとも一部のPチャ
ネルMOSトランジスタが上記第4のウェル領域に形成
され 上記第1のウエル領域は、 上記半導体基板の表面から上記第1の半導体層へ向けて
の深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに上
記半導体基板の表面から深い位置に上記濃度ピークの値
から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ上記N型の不純物
の分布を有し、上記2桁落ちる部分の上記半導体基板の
表面からの深さが上記第2の半導体層の厚さ以下である
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
3. A source region connected to a corresponding source line, a drain region connected to a corresponding bit line, a floating gate electrode for storing information, and a control gate electrode connected to a corresponding word line. A memory cell array having a plurality of memory cells having the memory cell; and a peripheral circuit for writing information to the memory cell of the memory cell array, reading information stored in the memory cell, and erasing the information stored in the memory cell, In a memory cell array in which a plurality of memory cells are divided into a plurality of blocks and an erase operation is collectively performed in block units, a P-type first semiconductor layer and a first semiconductor layer An epitaxially grown P-type second layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer is formed on the surface. A conductor layer, an N-type first well region formed on the surface of the second semiconductor layer with the second semiconductor layer interposed between the surface of the first semiconductor layer, and A plurality of P-type second well regions formed separately from each other on the surface of the first well region and the impurity concentration of the second semiconductor layer formed on the surface of the second semiconductor layer A semiconductor substrate having a P-type third well region having a high impurity concentration and an N-type fourth well region formed on the surface of the second semiconductor layer so as to be separated from the first well region. Each of the plurality of second well regions is provided for each block unit.
A plurality of memory cells of each block unit are formed in the corresponding second well region, and at least a part of the plurality of N-channel MOS transistors forming the peripheral circuit is the above-mentioned A plurality of P's which are formed in the well region of 3 and constitute the peripheral circuit.
At least a portion of the P-channel MOS transistor channel MOS transistor is formed in the fourth well region, the first well region, toward the surface of the semiconductor substrate to said first semiconductor layer
Concentration peak in the depth direction of and above this concentration peak
The value of the above concentration peak at a position deep from the surface of the semiconductor substrate
N-type impurities including the part where the concentration drops by 2 digits
Of the semiconductor substrate, which has a distribution of
A non-volatile semiconductor memory device characterized in that the depth from the surface is equal to or less than the thickness of the second semiconductor layer .
【請求項4】 対応したソース線に接続されるソース領
域と対応したビット線に接続されるドレイン領域と情報
を蓄積するためのフローティングゲート電極と対応した
ワード線に接続されるコントロールゲート電極とを有す
るメモリセルを複数有するメモリセルアレイと、このメ
モリセルアレイのメモリセルに情報を書き込む、メモリ
セルに蓄積された情報を読み出す、メモリセルに蓄積さ
れた情報を消去するための周辺回路とを備え、上記メモ
リセルアレイの複数のメモリセルを複数個毎に複数ブロ
ックに分割し、このブロック単位で消去動作が一括して
行われるものにおいて、 P型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の表面上
に上記第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃度
を有するエピタキシャル成長されたP型の第2の半導体
層と、この第2の半導体層の表面に、それぞれが互いに
離隔して形成されるとともに、上記第1の半導体層の表
面との間に上記第2の半導体層が介在して形成されたN
型の複数の第1のウェル領域と、これら複数の第1のウ
ェル領域それぞれの表面にそれぞれ形成されたP型の複
数の第2のウェル領域と、上記第2の半導体層の表面に
形成され、上記第2の半導体層の不純物濃度より高い不
純物濃度を有するP型の第3のウェル領域と、上記第2
の半導体層の表面に上記第1のウェル領域と離隔して形
成されたN型の第4のウェル領域とを有する半導体基板
を備え、 上記ブロック単位毎に上記複数の第2のウェル領域の1
つに対応し、各ブロック単位の複数のメモリセルが、対
応した第2のウェル領域に形成され、上記周辺回路を構
成する複数のNチャネルMOSトランジスタの少なくと
も一部のNチャネルMOSトランジスタが上記第3のウ
ェル領域に形成され、 上記周辺回路を構成する複数のPチャネルMOSトラン
ジスタの少なくとも一部のPチャネルMOSトランジス
タが上記第4のウェル領域に形成され、上記複数の第1のウエル領域は、 上記半導体基板の表面から上記第1の半導体層へ向けて
の深さ方向に濃度ピークとこの濃度ピークよりさらに上
記半導体基板の表面から深い位置に上記濃度ピークの値
から濃度が2桁落ちる部分とを含んだ上記N型の不純物
の分布を有し、上記2桁落ちる部分の上記半導体基板の
表面からの深さが上記第2の半導体層の厚さ以下である
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
4. A source region connected to a corresponding source line, a drain region connected to a corresponding bit line, a floating gate electrode for storing information, and a control gate electrode connected to a corresponding word line. A memory cell array having a plurality of memory cells having the memory cell; and a peripheral circuit for writing information to the memory cell of the memory cell array, reading information stored in the memory cell, and erasing the information stored in the memory cell, In a memory cell array in which a plurality of memory cells are divided into a plurality of blocks and an erase operation is collectively performed in block units, a P-type first semiconductor layer and a first semiconductor layer An epitaxially grown P-type second layer having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer is formed on the surface. The conductor layer and the surface of the second semiconductor layer are formed separately from each other, and the second semiconductor layer is formed between the surface of the first semiconductor layer and the conductor layer. N
Type first well regions, a plurality of P type second well regions respectively formed on the surfaces of the plurality of first well regions, and a surface of the second semiconductor layer. A P-type third well region having an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer;
A semiconductor substrate having an N-type fourth well region formed separately from the first well region on the surface of the semiconductor layer, and one of the plurality of second well regions is provided for each block unit.
A plurality of memory cells of each block unit are formed in the corresponding second well region, and at least a part of the plurality of N-channel MOS transistors forming the peripheral circuit is the above-mentioned P-channel MOS transistors formed in the third well region and forming the peripheral circuit, at least some of the P-channel MOS transistors are formed in the fourth well region, and the plurality of first well regions are From the surface of the semiconductor substrate to the first semiconductor layer
Concentration peak in the depth direction of and above this concentration peak
The value of the above concentration peak at a position deep from the surface of the semiconductor substrate
N-type impurities including the part where the concentration drops by 2 digits
Of the semiconductor substrate, which has a distribution of
A non-volatile semiconductor memory device characterized in that the depth from the surface is equal to or less than the thickness of the second semiconductor layer .
【請求項5】 対応したソース線に接続されるソース領
域と対応したビット線に接続されるドレイン領域と情報
を蓄積するためのフローティングゲート電極と対応した
ワード線に接続されるコントロールゲート電極とを有す
るメモリセルを複数有するメモリセルアレイと、このメ
モリセルアレイのメモリセルに情報を書き込む、メモリ
セルに蓄積された情報を読み出す、メモリセルに蓄積さ
れた情報を消去するための周辺回路とを備え、上記周辺
回路が、電源電位ノードに印加される電源電位を受け、
この電源電位より高い昇圧電位を出力する昇圧回路を有
したものにおいて、 第1導電型の第1の半導体層と、この第1の半導体層の
表面上に上記第1の半導体層の不純物濃度より低い不純
物濃度を有するエピタキシャル成長された第1導電型の
第2の半導体層と、この第2の半導体層の表面に、上記
第1の半導体層の表面との間に上記第2の半導体層が介
在して形成された第2導電型の第1のウェル領域と、こ
の第1のウェル領域の表面に形成された第1導電型の第
2のウェル領域と、上記第2の半導体層の表面に形成さ
れ、上記第2の半導体層の不純物濃度より高い不純物濃
度を有する第1導電型の第3のウェル領域と、上記第2
の半導体層の表面に上記第1のウェル領域と離隔して形
成された第2導電型の第4のウェル領域とを有する半導
体基板を備え、 上記昇圧回路の出力段を構成する半導体素子が上記第2
のウェル領域に形成され、上記第2のウェル領域の表面
に形成された第2導電型の拡散領域をエミッタ領域と
し、上記第2のウェル領域をベース領域とし、上記第1
のウェル領域をコレクタ領域とし、ベース領域とコレク
タ領域とが電気的に接続されるダイオード接続されたバ
イポーラトランジスタであり、 上記周辺回路を構成する複数の第2導電型のMOSトラ
ンジスタの少なくとも一部のMOSトランジスタが上記
第3のウェル領域に形成され、 上記周辺回路を構成する複数の第1導電型のMOSトラ
ンジスタの少なくとも一部のMOSトランジスタが上記
第4のウェル領域に形成されていることを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置。
5. A source region connected to a corresponding source line, a drain region connected to a corresponding bit line, a floating gate electrode for storing information, and a control gate electrode connected to a corresponding word line. A memory cell array having a plurality of memory cells having the memory cell; and a peripheral circuit for writing information to the memory cell of the memory cell array, reading information stored in the memory cell, and erasing the information stored in the memory cell, The peripheral circuit receives the power supply potential applied to the power supply potential node,
In a device having a booster circuit that outputs a boosted potential higher than the power supply potential, a first conductivity type first semiconductor layer and an impurity concentration of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer An epitaxially grown second semiconductor layer of the first conductivity type having a low impurity concentration, and the second semiconductor layer interposed between the surface of the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer. Formed on the surface of the first semiconductor region, the second well region of the first conductivity type formed on the surface of the first well region, and the first well region of the second conductivity type formed on the surface of the second semiconductor layer. A third well region of the first conductivity type which is formed and has an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer;
A semiconductor substrate having a first well region and a second well region of the second conductivity type formed apart from the first well region on the surface of the semiconductor layer, and the semiconductor element forming the output stage of the booster circuit is Second
Surface of the second well region formed in the well region of
The diffusion region of the second conductivity type formed in the
The second well region as a base region,
The well region of the
Diode-connected diode that is electrically connected to the
At least a part of the plurality of second-conductivity-type MOS transistors forming the peripheral circuit , which are bipolar transistors, are formed in the third well region, and the plurality of first-conductivity forming the peripheral circuits are provided. Type MOS transistor, at least a part of the MOS transistor is formed in the fourth well region.
【請求項6】 第1導電型の第1の半導体層の表面上に
エピタキシャル成長にて上記第1の半導体層の不純物濃
度より低い不純物濃度を有する第1導電型の第2の半導
体層を、上記第1の半導体層の表面上に形成する工程、 この第2の半導体層の表面から所定深さの位置に不純物
濃度のピークが位置するように第2導電型の不純物をイ
オン注入する工程を含み、上記第2の半導体層の表面
に、上記第1の半導体層の表面との間に上記第2の半導
体層を介在させて第2導電型の第1のウェル領域を形成
する工程、 この第1のウェル領域の表面に、上記第1のウェル領域
における所定位置の不純物濃度のピーク位置より上に第
1導電型の第2のウェル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に上記第2の半導体層の不純
物濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3の
ウェル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に第2導電型の第4のウェル
領域を上記第1のウェル領域と離隔して形成する工程、 上記第2のウェル領域に第1の半導体素子を形成する工
程、 上記第3のウェル領域に第2の半導体素子を形成する工
程、 上記第4のウェル領域に第3の半導体素子を形成する工
程を備えた半導体集積回路装置の製造方法。
6. A second semiconductor layer of the first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer is epitaxially grown on the surface of the first semiconductor layer of the first conductivity type. A step of forming on the surface of the first semiconductor layer, and a step of ion-implanting an impurity of the second conductivity type so that a peak of the impurity concentration is located at a position of a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer. Forming a second well of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer with the second semiconductor layer interposed between the surface of the first semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer; Forming a second well region of the first conductivity type on the surface of the first well region above the peak position of the impurity concentration at a predetermined position in the first well region; and on the surface of the second semiconductor layer. The impurity concentration of the second semiconductor layer is higher than that of the second semiconductor layer. Forming a third well region of a first conductivity type having a pure substance concentration, and separating a fourth well region of a second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer from the first well region. Forming step, forming a first semiconductor element in the second well region, forming a second semiconductor element in the third well region, and forming a third semiconductor element in the fourth well region A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the method including the step of forming.
【請求項7】 第1導電型の第1の半導体層の表面上に
エピタキシャル成長にてエピ層を形成する工程、 このエピ層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピ
ークが位置するように第1導電型の不純物をイオン注入
し、上記第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃
度を有する第1導電型の第2の半導体層を、上記第1の
半導体層の表面上に形成する工程、 この第2の半導体層の表面に、上記第1の半導体層の表
面との間に上記第2の半導体層のピーク位置を介在させ
て第2導電型の第1のウェル領域を形成する工程、 この第1のウェル領域の表面に第1導電型の第2のウェ
ル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に上記第2の半導体層の不純
物濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3の
ウェル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に第2導電型の第4のウェル
領域を上記第1のウェル領域と離隔して形成する工程、 上記第2のウェル領域に第1の半導体素子を形成する工
程、 上記第3のウェル領域に第2の半導体素子を形成する工
程、 上記第4のウェル領域に第3の半導体素子を形成する工
程を備えた半導体集積回路装置の製造方法。
7. A step of forming an epi layer by epitaxial growth on the surface of a first semiconductor layer of the first conductivity type, wherein an impurity concentration peak is located at a predetermined depth from the surface of the epi layer. Ions are implanted with an impurity of the first conductivity type to form a second semiconductor layer of the first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer. A step of forming a second well of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer with the peak position of the second semiconductor layer interposed between the surface of the second semiconductor layer and the surface of the first semiconductor layer. A step of forming a second well region of the first conductivity type on the surface of the first well region, and an impurity concentration higher than that of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer. Form a third well region of the first conductivity type A step of forming a fourth well region of the second conductivity type on the surface of the second semiconductor layer separately from the first well region, and forming a first semiconductor element on the second well region. A step of forming a second semiconductor element in the third well region, and a step of forming a third semiconductor element in the fourth well region.
【請求項8】 第1導電型の第1の半導体層の表面上に
エピタキシャル成長にてエピ層を形成する工程、 このエピ層の表面から所定深さの位置に不純物濃度のピ
ークが位置するように第1導電型の不純物をイオン注入
し、上記第1の半導体層の不純物濃度より低い不純物濃
度を有する第1導電型の第2の半導体層を、上記第1の
半導体層の表面上に形成する工程、 この第2の半導体層の表面から所定深さの位置に不純物
濃度のピークが位置するように第2導電型の不純物をイ
オン注入する工程を含み、上記第2の半導体層の表面
に、上記第1の半導体層の表面との間に上記第2の半導
体層のピーク位置を介在させて第2導電型の第1のウェ
ル領域を形成する工程、 この第1のウェル領域の表面に、上記第1のウェル領域
における所定位置の不純物濃度のピーク位置より上に第
1導電型の第2のウェル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に上記第2の半導体層の不純
物濃度より高い不純物濃度を有する第1導電型の第3の
ウェル領域を形成する工程、 上記第2の半導体層の表面に第2導電型の第4のウェル
領域を上記第1のウェル領域と離隔して形成する工程、
上記第2のウェル領域に第1の半導体素子を形成する工
程、 上記第3のウェル領域に第2の半導体素子を形成する工
程、 上記第4のウェル領域に第3の半導体素子を形成する工
程を備えた半導体集積回路装置の製造方法。
8. A step of forming an epitaxial layer on the surface of a first semiconductor layer of the first conductivity type by epitaxial growth, so that the peak of the impurity concentration is located at a predetermined depth from the surface of the epitaxial layer. Ions are implanted with an impurity of the first conductivity type to form a second semiconductor layer of the first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first semiconductor layer on the surface of the first semiconductor layer. A step of ion-implanting a second conductivity type impurity so that an impurity concentration peak is located at a predetermined depth from the surface of the second semiconductor layer, A step of forming a first well region of the second conductivity type with the peak position of the second semiconductor layer interposed between the first well region and the surface of the first semiconductor layer; The position of the first well region is not A step of forming a second well region of the first conductivity type above a peak position of the pure substance concentration; a first impurity layer having a higher impurity concentration than that of the second semiconductor layer on the surface of the second semiconductor layer; Forming a conductive type third well region, and forming a second conductive type fourth well region on the surface of the second semiconductor layer separately from the first well region,
Forming a first semiconductor element in the second well region, forming a second semiconductor element in the third well region, forming a third semiconductor element in the fourth well region A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device comprising:
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