JP5004431B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、浮遊ゲートをもつ不揮発性メモリセルと、ロジック回路などの周辺回路を備えた半導体装置に関するものである。このような半導体装置は、例えば分割抵抗回路や電圧検出回路、定電圧発生回路などを備えた半導体装置に適用される。 The present invention relates to a semiconductor device including a nonvolatile memory cell having a floating gate and a peripheral circuit such as a logic circuit. Such a semiconductor device is applied to, for example, a semiconductor device including a divided resistor circuit, a voltage detection circuit, a constant voltage generation circuit, and the like.
EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)と称される不揮発性メモリの種類としては、使用ゲート数で大きく分けて、1層ゲート型と2層ゲート型の2種類がある。1層ゲート型としては、例えば特許文献1や特許文献2に記載の技術があり、2層ゲート型としては例えば特許文献3に記載の技術がある。
There are two types of non-volatile memories called EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), roughly divided by the number of gates used, one-layer gate type and two-layer gate type. Examples of the one-layer gate type include the techniques described in
図39に従来例として1層ゲート型の不揮発性メモリの平面図を示す。
P型の半導体基板(P基板)101に、N型拡散層103,105,107と、N型拡散層からなる制御ゲート109が形成されている。N型拡散層103と105は間隔をもって形成され、N型拡散層105と107は間隔をもって形成されている。
N型拡散層103と105の間の領域を含むP基板101上に、N型拡散層103及び105と一部重複して、ゲート酸化膜(図示は省略)を介して、ポリシリコン膜からなる選択ゲート111が形成されている。
FIG. 39 shows a plan view of a one-layer gate type nonvolatile memory as a conventional example.
On a P-type semiconductor substrate (P substrate) 101, N-
On the
N型拡散層105と107の間の領域を含むP基板101上及び制御ゲート109上に連続して、シリコン酸化膜(図示は省略)を介してポリシリコン膜からなる浮遊ゲート113が形成されている。N型拡散層105及び107付近の領域では浮遊ゲート113はメモリゲート酸化膜を介してN型拡散層105及び107と一部重複して配置されている。
A floating
この1層ゲート型の不揮発性メモリの書込み、すなわち浮遊ゲート113への電子の注入を行なう場合、N型拡散層103を0V(ボルト)、N型拡散層107を所定の電位Vppに設定し、制御ゲート109と選択ゲート111に所定の電位Vppを印加することによって行なわれる。これにより、N型拡散層103,105及び選択ゲート111により構成されるトランジスタがオンし、電子がN型拡散層105からメモリゲート酸化膜を介して浮遊ゲート113に注入される。
When writing to this one-layer gate type nonvolatile memory, that is, when injecting electrons into the
この1層ゲート型の不揮発性メモリの消去、すなわち浮遊ゲート113から電子の放出を行なう場合、制御ゲート109を0V、N型拡散層107をオープンに設定し、N型拡散層103と選択ゲート111に所定の電位Vppを印加することによって行なわれる。これにより、N型拡散層103,105及び選択ゲート111により構成されるトランジスタがオンし、トンネル効果によって浮遊ゲート113に注入されている電子がメモリゲート酸化膜を介してN型拡散層105に引き抜かれる。
When erasing the one-layer gate type nonvolatile memory, that is, when electrons are emitted from the
図40に従来例として2層ゲート型の不揮発性メモリの断面図を示す。
P基板101にN型拡散層117と119が間隔をもって形成されている。N型拡散層117と119の間のP基板101上に、N型拡散層117及び119と一部重複して、メモリゲート酸化膜121を介して、ポリシリコン膜からなる浮遊ゲート123が形成されている。浮遊ゲート123上に、シリコン酸化膜125を介して、ポリシリコン膜からなる制御ゲート127が形成されている。
FIG. 40 is a sectional view of a two-layer gate type nonvolatile memory as a conventional example.
N-
この2層ゲート型の不揮発性メモリの書込み、すなわち浮遊ゲート123への電子の注入を行なう場合、N型拡散層119を0V、N型拡散層117を所定の電位Vppに設定し、制御ゲート127に所定の電位Vppを印加することによって行なわれる。これにより、電子がN型拡散層119からメモリゲート酸化膜121を介して浮遊ゲート123に注入される。
When writing into this two-layer gate type nonvolatile memory, that is, when injecting electrons into the
この2層ゲート型の不揮発性メモリの消去、すなわち浮遊ゲート123から電子の放出を行なう場合、制御ゲート127を0V、N型拡散層117をオープンに設定し、N型拡散層119に所定の電位Vppを印加することによって行なわれる。これにより、トンネル効果によって浮遊ゲート123に注入されている電子がメモリゲート酸化膜121を介してN型拡散層119に引き抜かれる。
When erasing the two-layer gate type nonvolatile memory, that is, when electrons are emitted from the
また、不揮発性メモリセルとして、制御ゲートを備えていないものが知られている(例えば、特許文献4及び特許文献5を参照。)。
図41に制御ゲートを備えていない不揮発性メモリの(A)平面図及び(B)断面図を示す。図39、図40と同じ機能を果たす部分には同じ符号を付す。
Non-volatile memory cells that do not include a control gate are known (see, for example, Patent Document 4 and Patent Document 5).
41A is a plan view and FIG. 41B is a cross-sectional view of a nonvolatile memory not provided with a control gate. Parts having the same functions as those in FIGS. 39 and 40 are denoted by the same reference numerals.
P基板101に、N型拡散層103,105,107が形成されている。N型拡散層103と105は間隔をもって形成され、N型拡散層105と107は間隔をもって形成されている。
N型拡散層103と105の間の領域を含むP基板101上に、N型拡散層103及び105と一部重複して、ゲート酸化膜129を介して、ポリシリコン膜からなる選択ゲート111が形成されて、選択トランジスタが形成されている。
N型拡散層105と107の間の領域を含むP基板101上に、メモリゲート酸化膜121を介してポリシリコン膜からなる浮遊ゲート123が形成されて、メモリトランジスタが形成されている。N型拡散層105及び107付近の領域では浮遊ゲート123はメモリゲート酸化膜を介してN型拡散層105及び107と一部重複して配置されている。
N-
On the
On the
この不揮発性メモリの消去、すなわち浮遊ゲート123から電子の放出を行なう場合、例えば浮遊ゲート123に紫外線が照射されることで、メモリトランジスタの浮遊ゲート123が電荷の無い状態に初期化される。
また、N型拡散層103を0Vに設定し、N型拡散層107と選択ゲート111を所定の電位Vpp、例えば7Vに設定することによって行なわれる。これにより、N型拡散層103,105及び選択ゲート111により構成される選択トランジスタがオンし、トンネル効果によって浮遊ゲート123に注入されている電子がメモリゲート酸化膜121を介してN型拡散層105に引き抜かれる。この場合、N型拡散層103と浮遊ゲート123とは十分に重複して配置されていることが必要とされている。そのために、浮遊ゲート123の下方でN型拡散層105側には埋込み型のN型拡散層が設定されている(特許文献4)。
When the nonvolatile memory is erased, that is, when electrons are emitted from the
Further, the N-
この不揮発性メモリの書込み、すなわち浮遊ゲート123への電子の注入を行なう場合、N型拡散層107を0V、N型拡散層103にVpp、例えば4.5Vを与え、選択ゲート111を所定の電位Von、例えば2Vに設定することによって行なわれる。これにより、N型拡散層103,105及び選択ゲート111により構成される選択トランジスタがオンし、電子がN型拡散層105からメモリゲート酸化膜121を介して浮遊ゲート123に注入される。この場合も、消去時と同様に埋込み型のN型拡散層が必要である。
When writing into the nonvolatile memory, that is, injecting electrons into the
また、特許文献5には、ロジック回路などの周辺回路を構成するMOS(Metal Oxide of Silicon)トランジスタのゲート酸化膜を、選択トランジスタのゲート酸化膜及びメモリトランジスタのゲート酸化膜と同じ膜厚にすることが開示されている。
Further, in
特許文献5に開示されているように、制御ゲートを備えていないメモリトランジスタ、選択トランジスタ及び周辺回路トランジスタを本願発明者が試作して評価したところ、電荷保持特性が悪いことが分かった。その原因は主に浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度が濃いためであることがわかった。
As disclosed in
そこで本発明は、浮遊ゲートをもち制御ゲートを備えていないメモリトランジスタ及び選択トランジスタからなる不揮発性メモリセルと、周辺回路トランジスタを備えた半導体装置において、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the charge retention characteristics of a memory transistor in a semiconductor device including a non-volatile memory cell including a memory transistor having a floating gate and not including a control gate, a selection transistor, and a peripheral circuit transistor. It is what.
本発明にかかる半導体装置は、半導体基板上に形成されたメモリゲート酸化膜と上記メモリゲート酸化膜上に形成された電気的に浮遊状態のポリシリコンからなる浮遊ゲートをもつMOSトランジスタからなるメモリトランジスタと、上記半導体基板上に形成された選択ゲート酸化膜と上記選択ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコンからなる選択ゲートをもち、上記メモリトランジスタに直列に接続されたMOSトランジスタからなる選択トランジスタを備えた不揮発性メモリセルと、上記半導体基板上に形成された周辺回路ゲート酸化膜と上記周辺回路ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコンからなる周辺回路ゲートをもつMOSトランジスタからなる周辺回路トランジスタを備え、上記浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は、上記周辺回路ゲートのポリシリコン内の不純物濃度よりも薄いものである。 A semiconductor device according to the present invention is a memory transistor comprising a MOS transistor having a memory gate oxide film formed on a semiconductor substrate and a floating gate made of electrically floating polysilicon formed on the memory gate oxide film. A selection transistor comprising a selection gate oxide film formed on the semiconductor substrate and a selection gate comprising polysilicon formed on the selection gate oxide film, and comprising a MOS transistor connected in series to the memory transistor. A non-volatile memory cell, and a peripheral circuit transistor comprising a MOS transistor having a peripheral circuit gate oxide film formed on the semiconductor substrate and a peripheral circuit gate made of polysilicon formed on the peripheral circuit gate oxide film. The impurity concentration in the polysilicon of the floating gate is It is thinner than the impurity concentration in the polysilicon of the peripheral circuit gate.
本発明の半導体装置において、上記選択ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は上記浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度と同じである例を挙げることができる。 In the semiconductor device of the present invention, an example in which the impurity concentration in the polysilicon of the selection gate is the same as the impurity concentration in the polysilicon of the floating gate can be given.
また、上記選択ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は上記周辺回路ゲートのポリシリコン内の不純物濃度と同じである例を挙げることができる。 An example in which the impurity concentration in the polysilicon of the selection gate is the same as the impurity concentration in the polysilicon of the peripheral circuit gate can be given.
本発明の半導体装置において、上記メモリゲート酸化膜の膜厚は上記周辺回路ゲート酸化膜の膜厚よりも薄く形成されている。
さらに、上記選択ゲート酸化膜の膜厚は上記周辺回路ゲート酸化膜の膜厚と同じである。
In the semiconductor device of the present invention, the thickness of the memory gate oxide film that is formed thinner than the thickness of the peripheral circuit gate oxide film.
Further, the film thickness of the selection gate oxide film to be the same as the thickness of the peripheral circuit gate oxide film.
本発明の半導体装置において、上記メモリトランジスタ及び上記選択トランジスタはPMOSトランジスタ(PチャネルMOSトランジスタ)である例を挙げることができる。 In the semiconductor device of the present invention, an example in which the memory transistor and the selection transistor are PMOS transistors (P-channel MOS transistors) can be given.
本発明の半導体装置が適用される例として、2個以上の抵抗素子による分割によって電圧出力を得、ヒューズ素子の切断によって電圧出力を調整できる分割抵抗回路を備えた半導体装置を挙げることができる。その半導体装置を構成する分割抵抗回路は、直列に接続された複数の抵抗値調整用抵抗素子と、上記ヒューズ素子として上記抵抗値調整用抵抗素子に対応して並列に接続された複数のヒューズ用MOSトランジスタと、本発明を構成する上記不揮発性メモリセル及び上記周辺回路トランジスタと、上記不揮発性メモリセルの記憶状態に応じて上記ヒューズ用MOSトランジスタのオンとオフを切り替えるための読出し回路を備え、上記ヒューズ用MOSトランジスタもしくは上記読出し回路を構成するMOSトランジスタ又はその両方が上記周辺回路トランジスタにより構成されている。 As an example to which the semiconductor device of the present invention is applied, a semiconductor device including a divided resistor circuit capable of obtaining a voltage output by dividing by two or more resistor elements and adjusting the voltage output by cutting a fuse element can be given. The divided resistor circuit constituting the semiconductor device includes a plurality of resistance value adjusting resistance elements connected in series, and a plurality of fuses connected in parallel as the fuse elements corresponding to the resistance value adjusting resistance elements. Comprising a MOS transistor, the nonvolatile memory cell constituting the present invention and the peripheral circuit transistor, and a readout circuit for switching on and off the fuse MOS transistor according to the storage state of the nonvolatile memory cell, The fuse MOS transistor, the MOS transistor constituting the readout circuit, or both are constituted by the peripheral circuit transistor.
本発明の半導体装置が適用される他の例として、入力電圧を分割して分割電圧を供給するための分割抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、上記分割抵抗回路からの分割電圧と上記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較するための比較回路をもつ電圧検出回路を備えた半導体装置を挙げることができる。その分割抵抗回路として、本発明が適用された上記分割抵抗回路を備えている。 As another example to which the semiconductor device of the present invention is applied, a divided resistor circuit for dividing an input voltage and supplying a divided voltage, a reference voltage generating circuit for supplying a reference voltage, and the divided resistor circuit A semiconductor device provided with a voltage detection circuit having a comparison circuit for comparing the divided voltage of the reference voltage and the reference voltage from the reference voltage generation circuit can be given. As the divided resistor circuit, the divided resistor circuit to which the present invention is applied is provided.
本発明の半導体装置が適用されるさらに他の例として、入力電圧の出力を制御する出力ドライバと、出力電圧を分割して分割電圧を供給するための分割抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、上記分割抵抗回路からの分割電圧と上記基準電圧発生回路からの基準電圧を比較し、比較結果に応じて上記出力ドライバの動作を制御するための比較回路をもつ定電圧発生回路を備えた半導体装置を挙げることができる。その分割抵抗回路として、本発明が適用された上記分割抵抗回路を備えている。 As still another example to which the semiconductor device of the present invention is applied, an output driver that controls output of an input voltage, a divided resistor circuit that divides the output voltage and supplies a divided voltage, and a reference voltage A constant voltage having a comparison circuit for comparing the divided voltage from the divided resistor circuit with the reference voltage from the reference voltage generating circuit and controlling the operation of the output driver according to the comparison result A semiconductor device including a generation circuit can be given. As the divided resistor circuit, the divided resistor circuit to which the present invention is applied is provided.
本発明の半導体装置では、浮遊ゲートをもち制御ゲートを備えていないメモリトランジスタ及び選択トランジスタからなる不揮発性メモリセルと、周辺回路トランジスタを備えた半導体装置において、浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は、周辺回路ゲートのポリシリコン内の不純物濃度よりも薄いようにしたので、浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度を薄く、例えば実質的な不純物濃度が1.0×1020atoms/cm3よりも薄くしてメモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。さらに、周辺回路ゲートに関してポリシリコン内の不純物濃度を浮遊ゲートよりも濃くすることができるので、周辺回路ゲートの抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。 In the semiconductor device of the present invention, the impurity concentration in the polysilicon of the floating gate in the semiconductor device including the non-volatile memory cell including the memory transistor having the floating gate and not including the control gate and the selection transistor and the peripheral circuit transistor is Since the impurity concentration in the polysilicon of the peripheral circuit gate is made thinner, the impurity concentration in the polysilicon of the floating gate is made thinner, for example, the substantial impurity concentration is lower than 1.0 × 10 20 atoms / cm 3. The charge retention characteristic of the memory transistor can be improved by reducing the thickness. Further, since the impurity concentration in the polysilicon can be higher than that of the floating gate with respect to the peripheral circuit gate, the resistance of the peripheral circuit gate can be sufficiently lowered, and the processing speed of the peripheral circuit transistor is prevented from being lowered. be able to.
本発明の半導体装置において、選択ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度と同じであるようにすれば、両ゲートを同時に形成することができ、選択ゲート、浮遊ゲート及び周辺回路ゲートをそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。 In the semiconductor device of the present invention, if the impurity concentration in the polysilicon of the selection gate is the same as the impurity concentration in the polysilicon of the floating gate, both gates can be formed simultaneously. In addition, the number of manufacturing steps can be reduced as compared with the case where the peripheral circuit gates are formed in separate steps.
また、選択ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は周辺回路ゲートのポリシリコン内の不純物濃度と同じであるようにすれば、両ゲートを同時に形成することができ、選択ゲート、浮遊ゲート及び周辺回路ゲートをそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。 Further, if the impurity concentration in the polysilicon of the selection gate is the same as the impurity concentration in the polysilicon of the peripheral circuit gate, both gates can be formed at the same time, and the selection gate, floating gate and peripheral circuit gate can be formed simultaneously. The manufacturing process can be reduced as compared with the case where each is formed in a separate process.
ところで、特許文献5に開示されているように、制御ゲートを備えていないメモリトランジスタ、選択トランジスタ及び周辺回路トランジスタにおいて、ゲート酸化膜厚を同じにした場合、ゲート酸化膜をサブハーフレベル、例えば7.5nm(ナノメートル)程度の膜厚で形成したとき、メモリトランジスタのメモリゲート酸化膜は同様に7.5nmとなる。この場合、本願発明者の検証によると良好な書込み特性を得るためには、Vppとして6〜7V以上必要であることがわかった。
By the way, as disclosed in
しかし、メモリトランジスタの書き込み時に、メモリへVppを印加するための周辺回路トランジスタにも例えば6〜7V以上の電圧が印加されることが必要である。その場合、膜厚が7.5nmと薄い周辺回路トランジスタのゲート酸化膜に10MV/cm(メガボルト/センチメートル)に達する電界をかけることになり、周辺回路ゲート酸化膜の損傷のおそれがあり、半導体装置の歩留まりや信頼性の低下を招く虞れがあった。
また、本願発明者の検証では、ゲート酸化膜厚が7.5nmであるNMOSトランジスタ(NチャネルMOSトランジスタ)のスナップバック電圧はちょうど上記Vppと同程度の6〜7V程度であるため、書込みのために周辺回路を損傷してしまう可能性が高い。この面からも半導体装置の歩留まりや信頼性の低下を招く虞れがあった。
However, it is necessary to apply a voltage of, for example, 6 to 7 V or more to the peripheral circuit transistor for applying Vpp to the memory when writing to the memory transistor. In that case, an electric field reaching 10 MV / cm (megavolt / cm) is applied to the gate oxide film of the peripheral circuit transistor having a thin film thickness of 7.5 nm, which may damage the peripheral circuit gate oxide film. There is a possibility that the yield and reliability of the apparatus may be reduced.
Further, according to the verification by the present inventor, since the snapback voltage of the NMOS transistor (N-channel MOS transistor) having a gate oxide film thickness of 7.5 nm is about 6 to 7 V, which is about the same as the above Vpp, The peripheral circuit is likely to be damaged. Also from this aspect, there is a possibility that the yield and reliability of the semiconductor device may be reduced.
このような不具合を防止するために、メモリトランジスタ、選択トランジスタ及び周辺回路トランジスタのゲート酸化膜をハーフレベル、例えば13.5nm程度の膜厚で形成したとしても、ゲート酸化膜厚が厚くなった分、書込み電圧Vppが上昇してしまうため、サブハーフレベルでの上記問題が解決されるわけではない。つまり、ゲート酸化膜厚を13.5nm程度の膜厚で形成し、Vppを6〜7Vとした場合、周辺回路ゲート酸化膜の損傷は防止できるが、メモリトランジスタのメモリゲート酸化膜は13.5nmと膜厚が厚いので良好な書込み特性を得られない虞れがあった。 In order to prevent such a problem, even if the gate oxide films of the memory transistor, the selection transistor, and the peripheral circuit transistor are formed at a half level, for example, about 13.5 nm, the thickness of the gate oxide film is increased. Since the write voltage Vpp increases, the above problem at the sub-half level is not solved. That is, when the gate oxide film is formed with a thickness of about 13.5 nm and Vpp is set to 6 to 7 V, the peripheral circuit gate oxide film can be prevented from being damaged, but the memory gate oxide film of the memory transistor is 13.5 nm. However, since the film thickness is large, there is a possibility that good writing characteristics cannot be obtained.
そこで、本発明の半導体装置においてメモリゲート酸化膜の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜の膜厚よりも薄く形成されているようにした。これにより、メモリトランジスタの書込み時に周辺回路ゲート酸化膜が損傷しない程度に周辺回路ゲート酸化膜厚を厚くし、メモリトランジスタの良好な書込み特性が得られる程度にメモリゲート酸化膜厚を薄くすることができ、周辺回路ゲート酸化膜の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。 Therefore, in the semiconductor device of the present invention, the thickness of the memory gate oxide film is made thinner than that of the peripheral circuit gate oxide film . As a result, the peripheral circuit gate oxide film thickness can be increased to such an extent that the peripheral circuit gate oxide film is not damaged when writing to the memory transistor, and the memory gate oxide film thickness can be decreased to such an extent that good write characteristics of the memory transistor can be obtained. Thus, the memory transistor can be satisfactorily written while preventing damage to the peripheral circuit gate oxide film and without causing snapback breakdown.
さらに、本発明の半導体装置において、選択ゲート酸化膜の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜の膜厚と同じであるようにした。これにより、両ゲート酸化膜を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜、メモリゲート酸化膜及び周辺回路ゲート酸化膜をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。さらに、選択ゲート酸化膜厚とメモリゲート酸化膜厚が同じである場合に比べて、選択ゲート酸化膜厚が厚いので選択トランジスタの耐圧を向上させることができる。 Furthermore, in the semiconductor device of the present invention, the thickness of the select gate oxide film is made the same as the thickness of the peripheral circuit gate oxide film . As a result, both gate oxide films can be formed at the same time, and the number of manufacturing steps can be reduced compared to the case where the selection gate oxide film, the memory gate oxide film, and the peripheral circuit gate oxide film are formed in separate processes. . Furthermore, since the selection gate oxide film thickness is thicker than when the selection gate oxide film thickness and the memory gate oxide film thickness are the same, the breakdown voltage of the selection transistor can be improved.
また、本発明の半導体装置において、メモリトランジスタ及び選択トランジスタはPMOSトランジスタ(書込み電圧6〜7V)であるようにすれば、NMOSトランジスタからなるメモリトランジスタ(書込み電圧10V程度)を用いる場合に比べて、書込みのためにいわゆる制御ゲートを用いる必要がなく、書込み電圧を低くすることができる。ただし、メモリトランジスタ及び選択トランジスタはPMOSトランジスタに限定されるものではなく、両トランジスタとしてNMOSトランジスタを用いてもよい。 Further, in the semiconductor device of the present invention, if the memory transistor and the selection transistor are PMOS transistors (write voltage 6 to 7V), compared to the case of using a memory transistor (write voltage 10V or so) made of an NMOS transistor, There is no need to use a so-called control gate for writing, and the writing voltage can be lowered. However, the memory transistor and the selection transistor are not limited to PMOS transistors, and both transistors may be NMOS transistors.
2個以上の抵抗素子による分割によって電圧出力を得、ヒューズ素子の切断によって電圧出力を調整できる分割抵抗回路を備えた半導体装置において、分割抵抗回路は、直列に接続された複数の抵抗値調整用抵抗素子と、ヒューズ素子として抵抗値調整用抵抗素子に対応して並列に接続された複数のヒューズ用MOSトランジスタと、本発明を構成する不揮発性メモリセル及び周辺回路トランジスタと、不揮発性メモリセルの記憶状態に応じてヒューズ用MOSトランジスタのオンとオフを切り替えるための読出し回路を備え、ヒューズ用MOSトランジスタもしくは読出し回路を構成するMOSトランジスタ又はその両方が周辺回路トランジスタにより構成されているようにすれば、良好な書込み特性をもつ不揮発性メモリセルの記憶状態に応じて分割抵抗回路の出力電圧を調整することができる。さらに、不揮発性メモリセルの記憶状態を変更することにより、分割抵抗回路の出力電圧を再設定することができる。 In a semiconductor device having a divided resistor circuit capable of obtaining a voltage output by dividing by two or more resistor elements and adjusting the voltage output by cutting a fuse element, the divided resistor circuit is for adjusting a plurality of resistance values connected in series. A resistance element; a plurality of fuse MOS transistors connected in parallel as resistance elements for resistance value adjustment as fuse elements; a nonvolatile memory cell and a peripheral circuit transistor constituting the present invention; and a nonvolatile memory cell If a readout circuit for switching on and off the fuse MOS transistor according to the storage state is provided, and the fuse MOS transistor and / or the MOS transistor constituting the readout circuit are constituted by peripheral circuit transistors , Storage state of non-volatile memory cells with good write characteristics The output voltage of the dividing resistor circuit according can be adjusted. Furthermore, the output voltage of the divided resistor circuit can be reset by changing the storage state of the nonvolatile memory cell.
入力電圧を分割して分割電圧を供給するための分割抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、分割抵抗回路からの分割電圧と基準電圧発生回路からの基準電圧を比較するための比較回路をもつ電圧検出回路を備えた半導体装置において、分割抵抗回路として本発明が適用された分割抵抗回路を備えているようにすれば、不揮発性メモリセルの記憶状態を変更することにより電圧検出回路の出力電圧設定の変更ができる。 The divided resistor circuit for dividing the input voltage and supplying the divided voltage, the reference voltage generating circuit for supplying the reference voltage, and the divided voltage from the divided resistor circuit and the reference voltage from the reference voltage generating circuit are compared. In a semiconductor device having a voltage detection circuit having a comparison circuit for the purpose, if the division resistance circuit to which the present invention is applied is provided as the division resistance circuit, the storage state of the nonvolatile memory cell is changed. The output voltage setting of the voltage detection circuit can be changed.
入力電圧の出力を制御する出力ドライバと、出力電圧を分割して分割電圧を供給するための分割抵抗回路と、基準電圧を供給するための基準電圧発生回路と、分割抵抗回路からの分割電圧と基準電圧発生回路からの基準電圧を比較し、比較結果に応じて出力ドライバの動作を制御するための比較回路をもつ定電圧発生回路を備えた半導体装置において、分割抵抗回路として本発明が適用された分割抵抗回路を備えているようにすれば、不揮発性メモリセルの記憶状態を変更することにより定電圧発生回路の出力電圧設定の変更ができる。 An output driver for controlling the output of the input voltage; a dividing resistor circuit for dividing the output voltage to supply a divided voltage; a reference voltage generating circuit for supplying a reference voltage; and a divided voltage from the dividing resistor circuit; The present invention is applied as a divided resistor circuit in a semiconductor device having a constant voltage generation circuit having a comparison circuit for comparing a reference voltage from a reference voltage generation circuit and controlling the operation of an output driver according to the comparison result. If the divided resistor circuit is provided, the output voltage setting of the constant voltage generating circuit can be changed by changing the storage state of the nonvolatile memory cell.
図1は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1を参照してこの参考例を説明する。 1A and 1B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 1A is a plan view of a memory cell, FIG. 1B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 1C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. This reference example will be described with reference to FIG.
P基板1の所定の領域にNウェル2が形成されている。P基板1表面に素子分離のためのフィールド酸化膜3が例えば450〜700nm、ここでは500nmの膜厚で形成されている。フィールド酸化膜3に囲まれた領域のNウェル2内にP型拡散層5,7,9が形成されている。P型拡散層5と7は間隔をもって形成され、P型拡散層7と9は間隔をもって形成されている。
An N well 2 is formed in a predetermined region of the
P型拡散層5と7の間の領域を含むP基板1上に、膜厚が例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmの選択ゲート酸化膜11が形成されている。選択ゲート酸化膜11上に、P型拡散層5及び7と一部重複して、膜厚が例えば250〜450nm、ここでは350nmのポリシリコン膜からなる選択ゲート13が形成されている。選択ゲート13には例えばN型不純物としてリンが導入されており、実質的なリン濃度は7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。P型拡散層5,7、選択ゲート酸化膜11及び選択ゲート13は選択トランジスタを構成する。
On the
P型拡散層7と9の間の領域を含むP基板1表面に、膜厚が例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmのメモリゲート酸化膜15が形成されている。メモリゲート酸化膜15上に、P型拡散層7及び9と一部重複して、膜厚が例えば250〜450nm、ここでは350nmのポリシリコン膜からなる浮遊ゲート17が形成されている。浮遊ゲート17には例えばN型不純物としてリンが導入されており、実質的なリン濃度は7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。P型拡散層7,9、メモリゲート酸化膜15及び浮遊ゲート17はメモリトランジスタを構成する。
選択トランジスタ及びメモリトランジスタはメモリセルを構成する。
On the surface of the
The selection transistor and the memory transistor constitute a memory cell.
メモリセルとは異なる領域の、フィールド酸化膜3に囲まれた領域のNウェル2内にP型拡散層19,21が形成されている。P型拡散層19と21は間隔をもって形成されている。
P型拡散層19と21の間の領域を含むP基板1上に、膜厚が例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmの周辺回路ゲート酸化膜23が形成されている。周辺回路ゲート酸化膜23上に、P型拡散層19及び21と一部重複して、膜厚が例えば250〜450nm、ここでは350nmのポリシリコン膜からなる周辺回路ゲート25が形成されている。周辺回路ゲート25には例えばN型不純物としてリンが選択ゲート13及び浮遊ゲート17よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である。P型拡散層19,21、周辺回路ゲート酸化膜23及び周辺回路ゲート25は周辺回路トランジスタを構成する。
P-type diffusion layers 19 and 21 are formed in N well 2 in a region surrounded by
A peripheral circuit
この参考例では、浮遊ゲート17の不純物濃度は、周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
Furthermore, since the impurity concentration of the
図2はメモリトランジスタの電荷保持特性を調べた結果を示す図である。縦軸はメモリトランジスタのしきい値電圧(単位はボルト(V))、横軸は経過時間(単位は時間(h))を示す。ここでは、加熱温度を250度で行なった。サンプルとして浮遊ゲートの実質的なリン濃度が3.0×1019atoms/cm3であるもの(本発明)と、比較例として浮遊ゲートの実質的なリン濃度が1.0×1020atoms/cm3以上のもの(従来例)を用いた。従来例の浮遊ゲートにはリン堆積及び熱拡散によってリンを導入した。 FIG. 2 is a diagram showing the results of examining the charge retention characteristics of the memory transistor. The vertical axis represents the threshold voltage of the memory transistor (unit: volts (V)), and the horizontal axis represents elapsed time (unit: time (h)). Here, the heating temperature was 250 degrees. As a sample, the substantial phosphorus concentration of the floating gate is 3.0 × 10 19 atoms / cm 3 (invention), and as a comparative example, the substantial phosphorus concentration of the floating gate is 1.0 × 10 20 atoms / cm 3. A cm 3 or more (conventional example) was used. Phosphorus was introduced into the floating gate of the conventional example by phosphorus deposition and thermal diffusion.
図2から、浮遊ゲートにリンを高濃度に導入した従来例に比べて、浮遊ゲートのリン濃度を薄くした本発明のメモリトランジスタの電荷保持特性が向上しているのが分かる。 From FIG. 2, it can be seen that the charge retention characteristics of the memory transistor of the present invention in which the phosphorus concentration of the floating gate is reduced are improved as compared with the conventional example in which phosphorus is introduced into the floating gate at a high concentration.
図3は、図1の参考例のメモリセルをマトリクス配置した場合の一例を示す回路図である。この回路構成は以下に説明する各実施例及び各参考例にも適用できる。
メモリセルがマトリクス配置されている。横方向(ワードラインWL方向)に並ぶセルi0,i1,・・・の選択ゲート13は共通のワードラインWLiに電気的に接続されている。また、P型拡散層5は共通のソースラインSLiに電気的に接続されている。縦方向(ビットラインBit方向)に並ぶセル0i,1i,・・・のP型拡散層9は共通のビットラインBitiに電気的に接続されている。ここで、iは0又は自然数である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example when the memory cells of the reference example of FIG. 1 are arranged in a matrix. This circuit configuration can also be applied to each embodiment and each reference example described below.
Memory cells are arranged in a matrix. The
消去時は、紫外線照射により、すべてのセルを一括消去するようにする。
書込み時、例えばセル00のみを書き込む場合、書込みするセル00に接続されたワードラインWL0とビットラインBit0を所定の電位−Vppにバイアスし、他のワードラインWLi及び他のビットラインBitiまた、ソースラインSLiは0Vにバイアスする。これにより、セル00の浮遊ゲート17にメモリゲート酸化膜を介して電子が注入されて、書込みされる。
At the time of erasing, all cells are erased at once by ultraviolet irradiation.
At the time of writing, for example, when writing only the cell 00, the word line WL0 and the bit line Bit0 connected to the cell 00 to be written are biased to a predetermined potential −Vpp, and other word lines WLi and other bit lines Biti or source Line SLi is biased to 0V. As a result, electrons are injected into the floating
図4は、図1の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図1のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図1及び図4を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 4 is a process cross-sectional view for explaining an example of a manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 1, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)P基板1にNウェル2を形成した後、P基板1上に通常のLOCOS(local oxidation of silicon)法によりフィールド酸化膜3(図1を参照。)を形成して素子分離を行なう。フィールド酸化膜3により画定された活性領域表面に例えば13.5nmの膜厚でゲート酸化膜11,15,23を形成し、チャネルドープ注入を行なう。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成し、イオン注入法により、ノンドープポリシリコン膜に例えばリンを5.0×1015atoms/cm2の注入量で注入してポリシリコン膜27を形成する(図4(A)参照。)。
(1) After the N well 2 is formed on the
(2)ポリシリコン膜27上に、メモリトランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域を覆い、周辺回路トランジスタの形成領域に開口部をもつHTO(High Temperature Oxide)膜29を形成する。ポリシリコン膜27上及びHTO膜29上にPSG(phospho silicate glass、図示は省略)を堆積し、周辺回路トランジスタの形成領域のポリシリコン膜27にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図4(B)参照。)。
(2) An HTO (High Temperature Oxide)
(3)PSG及びHTO膜29を除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜27から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜11上に選択ゲート13を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜15上に浮遊ゲート17を形成し、ポリシリコン膜31から、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜23上に周辺回路ゲート25を形成する(図4(C)参照。)。
ここで、PSG及びHTO膜29を除去した後、全面にHTO膜を形成し、写真製版技術及びエッチング技術によりHTO膜及びポリシリコン膜27,31をパターニングして、選択ゲート13上、浮遊ゲート17上及び周辺回路ゲート25上にHTO膜パターンを形成しておき、後工程でのBF2注入工程において選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25にBF2が注入されないようにしてもよい。後述する各製造方法例においても、パターニング後のポリシリコンゲートに不純物注入を注入したくない場合は、パターニング前のポリシリコン膜上に不純物注入防止膜、例えばHTO膜を形成しておき、不純物注入防止膜及びポリシリコン膜をパターニングして不純物注入防止膜とポリシリコンゲートの積層パターンを形成するようにすれば、パターニング後の工程においてポリシリコンゲートに不純物注入が注入されるのを防止することができる。
(3) After removing the PSG and the
Here, after the PSG and the
(4)イオン注入法により、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図1参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
図1の参考例では、選択ゲート13の不純物濃度は浮遊ゲート17と同じであるので、両ゲート13,17を同時に形成することができ、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 1, since the impurity concentration of the
図5は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 5A and 5B are diagrams illustrating a reference example, in which FIG. 5A is a plan view of a memory cell, FIG. 5B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図1を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート33及び浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。選択ゲート33及び浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 1 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the
この参考例では、浮遊ゲート35の不純物濃度は、周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート35よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
Further, since the impurity concentration of the
図6は、図5の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図5のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図5及び図6を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 5, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図4(A)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図5を参照。)、ゲート酸化膜11,15,23を形成し、チャネルドープ注入を行なった後、P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜37を形成する(図6(A)参照。)。
(1) The N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 5),
(2)ノンドープポリシリコン膜37上に、メモリトランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域を覆い、周辺回路トランジスタの形成領域に開口部をもつHTO膜29を形成する。ノンドープポリシリコン膜37上及びHTO膜29上にPSG(図示は省略)を堆積し、周辺回路トランジスタの形成領域のノンドープポリシリコン膜37にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図6(B)参照。)。
(2) On the
(3)PSG及びHTO膜29を除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ノンドープポリシリコン膜37から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜11上に選択ゲート33を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜15上に浮遊ゲート35を形成し、ポリシリコン膜31から、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜23上に周辺回路ゲート25を形成する(図6(C)参照。)。
(3) After removing the PSG and the
(4)イオン注入法により、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、選択ゲート33及び浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図5参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation at an implantation amount of, for example, 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
図5の参考例では、選択ゲート33の不純物濃度は浮遊ゲート35と同じであるので、両ゲート33,35を同時に形成することができ、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 5, since the impurity concentration of the
図7は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 7A and 7B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 7A is a plan view of a memory cell, FIG. 7B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 7C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図1を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート39は周辺回路ゲート25と同時に形成されたものであり、選択ゲート39に例えばN型不純物としてリンが浮遊ゲート17よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である点である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 1 in that the
この参考例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート17の不純物濃度は、周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
Further, since the impurity concentration of the
図8は、図7の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図7のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図7及び図8を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 8 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 7, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図4(A)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図7を参照。)、ゲート酸化膜11,15,23及びポリシリコン膜27を形成する(図8(A)参照。)。
(1) N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 7),
(2)ポリシリコン膜27上に、メモリトランジスタの形成領域を覆い、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域に開口部をもつHTO膜41を形成する。ポリシリコン膜27上及びHTO膜41上にPSG(図示は省略)を堆積し、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域のポリシリコン膜27にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図8(B)参照。)。
(2) On the
(3)PSG及びHTO膜41を除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜27から、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜15上に浮遊ゲート17を形成し、ポリシリコン膜31から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜11上に選択ゲート39を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜23上に周辺回路ゲート25を形成する(図8(C)参照。)。
ここで、PSG及びHTO膜29を除去した後、全面にHTO膜を形成し、写真製版技術及びエッチング技術によりHTO膜及びポリシリコン膜27,31をパターニングして、選択ゲート39上、浮遊ゲート17上及び周辺回路ゲート25上にHTO膜パターンを形成しておき、後工程でのBF2注入工程において選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25にBF2が注入されないようにしてもよい。
(3) After removing the PSG and the
Here, after the PSG and the
(4)イオン注入法により、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図7参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
図7の参考例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,37を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 7, since the impurity concentration of the
図9は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5及び図7と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 9A and 9B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 9A is a plan view of a memory cell, FIG. 9B is a plan view of a peripheral circuit transistor, FIG. 9C is a cross-sectional view at the position AA ′, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 5, and 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図5を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート39は周辺回路ゲート25と同時に形成されたものであり、選択ゲート39に例えばN型不純物としてリンが浮遊ゲート35よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である点である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 5 in that the
この参考例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート35の不純物濃度は、周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート35よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , as in the above-described reference example described with reference to FIG. 5, the impurity concentration of the floating
Further, since the impurity concentration of the
図10は、図9の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図9のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図9及び図10を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 10 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 9, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. This manufacturing method example will be described with reference to FIGS.
(1)図6(A)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図9を参照。)、ゲート酸化膜11,15,23及びノンドープポリシリコン膜37を形成する(図10(A)参照。)。
(1) FIG. 6 (A) the same process as the above step (1) described with reference to, N-
(2)ノンドープポリシリコン膜37上に、メモリトランジスタの形成領域を覆い、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域に開口部をもつHTO膜41を形成する。ノンドープポリシリコン膜37上及びHTO膜41上にPSG(図示は省略)を堆積し、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタ領域の形成領域のノンドープポリシリコン膜37にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図10(B)参照。)。
(2) An
(3)PSG及びHTO膜41を除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ノンドープポリシリコン膜37から、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜15上に浮遊ゲート35を形成し、ポリシリコン膜31から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜11上に選択ゲート39を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜23上に周辺回路ゲート25を形成する(図10(C)参照。)。
(3) After removing the PSG and the
(4)イオン注入法により、選択ゲート39、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図9参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation, for example, at an implantation amount of 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
図9の参考例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,37を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 9, since the impurity concentration of the
図11は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 11A and 11B are diagrams illustrating a reference example, in which FIG. 11A is a plan view of a memory cell, FIG. 11B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 11C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
P基板1の所定の領域にNウェル2が形成され、P基板1表面にフィールド酸化膜3が形成されている。
選択トランジスタ領域にP型拡散層5,7、選択ゲート酸化膜43及び選択ゲート13からなる選択トランジスタが形成されている。
メモリトランジスタ領域にP型拡散層7,9、メモリゲート酸化膜45及び浮遊ゲート17からなるメモリトランジスタが形成されている。
周辺回路トランジスタ領域にP型拡散層19,21、周辺回路ゲート酸化膜47及び周辺回路ゲート25からなる周辺回路トランジスタが形成されている。
An N well 2 is formed in a predetermined region of the
A selection transistor including P-
A memory transistor including P-
Peripheral circuit transistors including P-type diffusion layers 19 and 21, peripheral circuit
選択ゲート酸化膜43及びメモリゲート酸化膜45は同じ工程で形成されたものである。周辺回路ゲート酸化膜47は選択ゲート酸化膜43及びメモリゲート酸化膜45とは別途形成されたものである。選択ゲート酸化膜43及びメモリゲート酸化膜45の膜厚は例えば6.0〜10.0nm、ここでは7.5nmである。周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚は例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmである。
選択ゲート13の表面及び浮遊ゲート17の表面にシリコン酸化膜49が形成されている。
The selection
A
この参考例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート17の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
Further, since the impurity concentration of the
さらに、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの書込み時に周辺回路ゲート酸化膜47が損傷しない程度に周辺回路ゲート酸化膜厚を厚くし、メモリトランジスタの良好な書込み特性が得られる程度にメモリゲート酸化膜厚を薄くすることができる。これにより、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
Furthermore, since the film thickness of the memory
図12は、図11の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図11のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図11及び図12を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 12 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 11, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)P基板1にNウェル2を形成した後、P基板1上に通常のLOCOS法によりフィールド酸化膜3(図11を参照。)を形成して素子分離を行なう。フィールド酸化膜3により画定された活性領域表面に例えば7.5nmの膜厚でゲート酸化膜43,45を形成し、チャネルドープ注入を行なう。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成し、イオン注入法により、ノンドープポリシリコン膜に例えばリンを5.0×1015atoms/cm2の注入量で注入してポリシリコン膜を形成する。写真製版技術及びエッチング技術により、そのポリシリコン膜をパターニングして、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜43上に選択ゲート13を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート17を形成する。フィールド酸化膜3、選択ゲート13及び浮遊ゲート17をマスクにしてP基板1表面の酸化膜を除去する。酸化膜を除去するとき、写真製版技術を用いて、選択トランジスタ領域及びメモリトランジスタ領域を覆っておいてもよい(図12(A)参照。)。
(1) After forming the N well 2 on the
(2)熱酸化処理を施して例えば13.5nmの膜厚でゲート酸化膜47を形成する。このとき、選択ゲート13の表面及び浮遊ゲート17の表面にシリコン酸化膜49が形成される。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成し、さらにその上にPSG(図示は省略)を堆積し、ノンドープポリシリコン膜にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図12(B)参照。)。
(2) A thermal oxidation process is performed to form a
(3)PSGを除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜31から、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜47上に周辺回路ゲート25を形成する(図12(C)参照。)。
(3) After the PSG is removed, the
(4)イオン注入法により、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図11参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
図11の参考例では、選択ゲート13の不純物濃度は浮遊ゲート17と同じであるので、両ゲート13,17を同時に形成することができ、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 11, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜43の膜厚はメモリゲート酸化膜45の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜43,45を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜43、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the select
図13は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5及び図11と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 13A and 13B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 13A is a plan view of a memory cell, FIG. 13B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 13C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 5 and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図11を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート33及び浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。選択ゲート33及び浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
選択ゲート33の表面及び浮遊ゲート35の表面にシリコン酸化膜49が形成されている。
The reference example differs from the reference example described with reference to FIG. 11 is introduced boron into the polysilicon of the
A
この参考例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート35の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート35よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図14は、図13の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図13のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図13及び図14を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 14 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 13 and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. 13. This manufacturing method example will be described with reference to FIGS.
(1)P基板1にNウェル2を形成した後、P基板1上に通常のLOCOS法によりフィールド酸化膜3(図13を参照。)を形成して素子分離を行なう。フィールド酸化膜3により画定された活性領域表面に例えば7.5nmの膜厚でゲート酸化膜43,45を形成し、チャネルドープ注入を行なう。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成する。写真製版技術及びエッチング技術により、ノンドープポリシリコン膜をパターニングして、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜43上に選択ゲート33を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート35を形成する。フィールド酸化膜3、選択ゲート33及び浮遊ゲート35をマスクにしてP基板1表面の酸化膜を除去する。酸化膜を除去するとき、写真製版技術を用いて、選択トランジスタ領域及びメモリトランジスタ領域を覆っておいてもよい(図14(A)参照。)。
(1) After forming the N well 2 on the
(2)図12(B)を参照して説明した上記工程(2)と同じ工程により、ゲート酸化膜47及びシリコン酸化膜49を形成し、さらにポリシリコン膜31を形成する(図14(B)参照。)。
(2) A
(3)図12(C)を参照して説明した上記工程(3)と同じ工程により、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜47上に周辺回路ゲート25を形成する(図14(C)参照。)。
(3) The
(4)イオン注入法により、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、選択ゲート33及び浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図13参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation at an implantation amount of, for example, 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
図13の参考例では、選択ゲート33の不純物濃度は浮遊ゲート35と同じであるので、両ゲート33,35を同時に形成することができ、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 13, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜43の膜厚はメモリゲート酸化膜45の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜43,45を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜43、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the select
図15は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1及び図11と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 FIGS. 15A and 15B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 15A is a plan view of a memory cell, FIG. 15B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図11を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート13の表面及び浮遊ゲート17の表面にシリコン酸化膜49(図11を参照。)が形成されておらず、周辺回路ゲート25の表面にシリコン酸化膜51が形成されている点である。
The reference example differs from the reference example described with reference to FIG. 11, the surface and (see Figure 11.)
この参考例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート17の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
さらに、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
Further, since the impurity concentration of the
Furthermore, since the film thickness of the memory
図16は、図15の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図15のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図15及び図16を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 16 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 15, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)P基板1にNウェル2を形成した後、P基板1上に通常のLOCOS法によりフィールド酸化膜3(図15を参照。)を形成して素子分離を行なう。フィールド酸化膜15により画定された活性領域表面に例えば13.5nmの膜厚で周辺回路ゲート酸化膜47を形成し、チャネルドープ注入を行なう。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成し、さらにその上にPSGを堆積し、熱拡散処理によってノンドープポリシリコン膜にリンを拡散させる。PSGを除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜をパターニングして、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜47上に周辺回路ゲート25を形成する。フィールド酸化膜3及び周辺回路ゲート25をマスクにしてP基板1表面の酸化膜を除去する。酸化膜を除去するとき、写真製版技術を用いて、周辺回路トランジスタ領域を覆っておいてもよい(図16(A)参照。)。
(1) After forming the N well 2 on the
(2)熱酸化処理を施して例えば7.5nmの膜厚でゲート酸化膜43,45を形成する。このとき、周辺回路ゲート25の表面にシリコン酸化膜51が形成される。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成した後、イオン注入法により、ノンドープポリシリコン膜に例えばリンを5.0×1015atoms/cm2の注入量で注入してポリシリコン膜27を形成する(図16(B)参照。)。
(2) Thermal oxidation is performed to form
(3)写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜27から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜43上に選択ゲート13を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート17を形成する(図16(C)参照。)。
ここで、ポリシリコン膜27をパターニングする前に全面にHTO膜を形成し、写真製版技術及びエッチング技術によりHTO膜及びポリシリコン膜27をパターニングして、選択ゲート13上及び浮遊ゲート17上にHTO膜パターンを形成しておき、後工程でのBF2注入工程において選択ゲート13及び浮遊ゲート17にBF2が注入されないようにしてもよい。
(3) The
Here, before patterning the
(4)イオン注入法により、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図15参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
図15の参考例では、選択ゲート13の不純物濃度は浮遊ゲート17と同じであるので、両ゲート13,17を同時に形成することができ、選択ゲート13、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 15, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜43の膜厚はメモリゲート酸化膜45の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜43,45を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜43、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the select
図17は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図11及び図15と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 17A and 17B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 17A is a plan view of a memory cell, FIG. 17B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 17C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 11, and 15 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この参考例が図15を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート33及び浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。選択ゲート33及び浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 15 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the
この参考例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート35の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。さらに、周辺回路ゲート25の不純物濃度を浮遊ゲート35よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
In this reference example , the impurity concentration of the floating
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図18は、図17の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図17のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図17及び図18を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 18 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 17 and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. An example of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図16(A)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図17を参照。)、周辺回路ゲート酸化膜47及び周辺回路ゲート25を形成する(図18(A)参照。)。
(1) The N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 17), and peripheral circuit
(2)熱酸化処理を施して例えば7.5nmの膜厚でゲート酸化膜43,45を形成する。このとき、周辺回路ゲート25の表面にシリコン酸化膜51が形成される。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜37を形成する(図18(B)参照。)。
(2) Thermal oxidation is performed to form
(3)写真製版技術及びエッチング技術により、ノンドープポリシリコン膜37から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜43上に選択ゲート33を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート35を形成する(図18(C)参照。)。
(3) The
(4)イオン注入法により、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、選択ゲート33及び浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図17参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation at an implantation amount of, for example, 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
図17の参考例では、選択ゲート33の不純物濃度は浮遊ゲート35と同じであるので、両ゲート33,35を同時に形成することができ、選択ゲート33、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the reference example of FIG. 17, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜43の膜厚はメモリゲート酸化膜45の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜43,45を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜43、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the select
図11、図13、図15及び図17を参照して説明した参考例では、選択ゲート酸化膜43及びメモリゲート酸化膜45の膜厚と、周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚を異ならせている。
In the reference example described with reference to FIGS. 11, 13, 15, and 17, the thickness of the selection
図19は、第1実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図7及び図11と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 19A and 19B are views showing the first embodiment, in which FIG. 19A is a plan view of a memory cell, FIG. 19B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 19C is a cross-sectional view at the position AA ′; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 7, and 11 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施例が図11を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート酸化膜53は周辺回路ゲート酸化膜47と同時に形成されたものであり、選択ゲート酸化膜53の膜厚は例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmである点である。
さらに、選択ゲート39は周辺回路ゲート25と同時に形成されたものであり、選択ゲート39に例えばN型不純物としてリンが浮遊ゲート17よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である点も上記図11の参考例とは異なっている。
The difference between this embodiment and the reference example described with reference to FIG. 11 is that the select
Further, the
この実施例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート17の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、図7を参照して説明した上記参考例と同様に、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the impurity concentration of the floating
Further, similar to the above-described reference example described with reference to FIG. 7, since the impurity concentration of the
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図20は、第1実施例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図19のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図19及び図20を参照してこの製造方法例を説明する。 Figure 20 is a process sectional view for explaining an example of a manufacturing method for manufacturing the first embodiment, which corresponds to A-A 'position and B-B' position of Fig. 19. An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図12(A)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図20を参照。)、メモリゲート酸化膜45及び浮遊ゲート17を形成する(図20(A)参照。)。
(1) The N well 2, the field oxide film 3 (see FIG. 20), and the memory
(2)熱酸化処理を施して例えば13.5nmの膜厚でゲート酸化膜47,53を形成する。このとき、浮遊ゲート17の表面にシリコン酸化膜49が形成される。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜を形成し、さらにその上にPSG(図示は省略)を堆積し、ノンドープポリシリコン膜にリンを熱拡散させてポリシリコン膜31を形成する(図20(B)参照。)。
(2) Thermal oxidation is performed to form
(3)PSGを除去した後、写真製版技術及びエッチング技術により、ポリシリコン膜31から、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜53上に選択ゲート39を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜47上に周辺回路ゲート25を形成する(図20(C)参照。)。
(3) After the PSG is removed, the
(4)イオン注入法により、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図19参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
第1実施例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,39を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the first embodiment, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜53の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜47,53を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜53、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the selection
図21は、第2実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図7、図11及び図19と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 21A and 21B are views showing a second embodiment, in which FIG. 21A is a plan view of a memory cell, FIG. 21B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 21C is a cross-sectional view at the AA ′ position; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 7, 11, and 19 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この実施例が図19を参照して説明した第1実施例と異なる点は、浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
浮遊ゲート35の表面にシリコン酸化膜49が形成されている。
This embodiment differs from the first embodiment described with reference to FIG. 19 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the floating
A
この実施例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート35の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、図7を参照して説明した上記参考例と同様に、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the impurity concentration of the floating
Further, similar to the above-described reference example described with reference to FIG. 7, since the impurity concentration of the
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図22は、第2実施例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図21のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図21及び図22を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 22 is a process sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the second embodiment, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. This manufacturing method example will be described with reference to FIGS.
(1)図14(A)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図21を参照。)、ゲート酸化膜45及び浮遊ゲート35を形成する(図22(A)参照。)。
(1) The N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 21),
(2)図20(B)を参照して説明した上記工程(2)と同様の工程により、ゲート酸化膜47,53及びシリコン酸化膜49を形成し、さらにポリシリコン膜31を形成する(図22(B)参照。)。
(2)
(3)図20(C)を参照して説明した上記工程(3)と同じ工程により、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜53上に選択ゲート39を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜47上に周辺回路ゲート25を形成する(図22(C)参照。)。
(3) A
(4)イオン注入法により、選択ゲート39、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図21参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation, for example, at an implantation amount of 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
第2実施例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,39を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the second embodiment, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜53の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜47,53を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜53、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the selection
図23は、第3実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図7、図11、図15及び図19と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 23A and 23B are views showing a third embodiment, wherein FIG. 23A is a plan view of a memory cell, FIG. 23B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 23C is a cross-sectional view at the AA ′ position; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 7, 11, 15, and 19 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この実施例が図19を参照して説明した第1実施例と異なる点は、浮遊ゲート17の表面にシリコン酸化膜49(図19を参照。)が形成されておらず、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の表面にシリコン酸化膜51が形成されている点である。
This embodiment differs from the first embodiment described with reference to FIG. 19 in that the silicon oxide film 49 (see FIG. 19) is not formed on the surface of the floating
この実施例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート17の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、図7を参照して説明した上記参考例と同様に、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the impurity concentration of the floating
Further, similar to the above-described reference example described with reference to FIG. 7, since the impurity concentration of the
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図24は、第3実施例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図23のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図23及び図24を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 24 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the third embodiment, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ in FIG. An example of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図16(A)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図23を参照。)、周辺回路ゲート酸化膜47、選択ゲート酸化膜53、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39を形成する(図24(A)参照。)。
(1) An N well 2, a field oxide film 3 (see FIG. 23), a peripheral circuit gate oxide film on the
(2)図16(B)を参照して説明した上記工程(2)と同様の工程により、メモリゲート酸化膜45及びシリコン酸化膜51を形成し、さらにポリシリコン膜27を形成する(図24(B)参照。)。
(2) The memory
(3)図16(C)を参照して説明した上記工程(3)と同様の工程により、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及びメモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート17を形成する(図24(C)参照。)。
(3) The floating
(4)イオン注入法により、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をマスクにしてBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図23参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation using the
第3実施例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,39を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート17及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the third embodiment, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜53の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜47,53を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜53、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the selection
図25は、第4実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図7、図11、図15及び図19と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 25A and 25B are diagrams showing a fourth embodiment, in which FIG. 25A is a plan view of a memory cell, FIG. 25B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 7, 11, 15, and 19 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この実施例が図23を参照して説明した第3実施例と異なる点は、浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This embodiment differs from the third embodiment described with reference to FIG. 23 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the floating
この実施例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様に、浮遊ゲート35の不純物濃度は周辺回路ゲート25の不純物濃度よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの電荷保持特性を向上させることができる。
さらに、図7を参照して説明した上記参考例と同様に、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の不純物濃度を浮遊ゲート17よりも濃くしているので、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39の抵抗を十分低くすることができ、周辺回路トランジスタ及び選択トランジスタの処理速度が低下するのを防止することができる。
さらに、図11を参照して説明した上記参考例と同様に、メモリゲート酸化膜45の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜47の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the impurity concentration of the floating
Further, similar to the above-described reference example described with reference to FIG. 7, since the impurity concentration of the
Further, similarly to the above-described reference example described with reference to FIG. 11, the memory
図26は、第4実施例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図25のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図25及び図26を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 26 is a process sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the fourth embodiment, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ in FIG. 25. An example of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図16(A)を参照して説明した上記工程(1)と同様の工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図25を参照。)、周辺回路ゲート酸化膜47、選択ゲート酸化膜53、周辺回路ゲート25及び選択ゲート39を形成する(図26(A)参照。)。
(1) N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 25), peripheral circuit gate oxide film on
(2)熱酸化処理を施して例えば7.5nmの膜厚でメモリゲート酸化膜45を形成する。このとき、周辺回路ゲート25の表面及び選択ゲート39の表面にシリコン酸化膜51が形成される。P基板1上全面にノンドープポリシリコン膜37を形成する(図26(B)参照。)。
(2) A thermal oxidation process is performed to form a memory
(3)写真製版技術及びエッチング技術により、ノンドープポリシリコン膜37から、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜45上に浮遊ゲート35を形成する(図26(C)参照。)。
(3) The floating
(4)イオン注入法により、選択ゲート39、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をマスクにして例えば3.0〜5.0×1015atoms/cm3の注入量でBF2の注入を行なってP型拡散層5,7,9,19,21を形成するとともに、浮遊ゲート35にボロンの注入を行なう(図25参照。)。
(4) BF 2 is implanted by ion implantation, for example, at an implantation amount of 3.0 to 5.0 × 10 15 atoms / cm 3 using the
第4実施例では、選択ゲート39の不純物濃度は周辺回路ゲート25と同じであるので、両ゲート25,39を同時に形成することができ、選択ゲート39、浮遊ゲート35及び周辺回路ゲート25をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
In the fourth embodiment, since the impurity concentration of the
さらに、選択ゲート酸化膜53の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜47の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜47,53を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜53、メモリゲート酸化膜45及び周辺回路ゲート酸化膜47をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, since the thickness of the selection
図27は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 27A and 27B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 27A is a plan view of a memory cell, FIG. 27B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
P基板1の所定の領域にNウェル2が形成され、P基板1表面にフィールド酸化膜3が形成されている。
選択トランジスタ領域にP型拡散層5,7、選択ゲート酸化膜55及び選択ゲート13からなる選択トランジスタが形成されている。
メモリトランジスタ領域にP型拡散層7,9、メモリゲート酸化膜57及び浮遊ゲート17からなるメモリトランジスタが形成されている。
周辺回路トランジスタ領域にP型拡散層19,21、周辺回路ゲート酸化膜59及び周辺回路ゲート25からなる周辺回路トランジスタが形成されている。
An N well 2 is formed in a predetermined region of the
A selection transistor including P-
A memory transistor including P-
A peripheral circuit transistor including P-type diffusion layers 19 and 21, a peripheral circuit
選択ゲート酸化膜55及びメモリゲート酸化膜57は同じ工程で1回の酸化処理で形成されたものである。周辺回路ゲート酸化膜59は2回の酸化処理で形成されたものである。選択ゲート酸化膜55及びメモリゲート酸化膜57の膜厚は例えば6.0〜10.0nm、ここでは7.5nmである。周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚は例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmである。
The selection
この参考例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、メモリトランジスタの書込み時に周辺回路ゲート酸化膜59が損傷しない程度に周辺回路ゲート酸化膜厚を厚くし、メモリトランジスタの良好な書込み特性が得られる程度にメモリゲート酸化膜厚を薄くすることができる。これにより、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this reference example , the same effect as that of the above-described reference example described with reference to FIG. 1 can be obtained.
Further, since the thickness of the memory
図28は、図27の参考例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図27のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図27及び図28を参照してこの製造方法例を説明する。 28 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the reference example of FIG. 27, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ of FIG. This manufacturing method example will be described with reference to FIGS.
(1)P基板1にNウェル2を形成した後、P基板1上に通常のLOCOS法によりフィールド酸化膜3(図27を参照。)形成して素子分離を行なう。フィールド酸化膜3により画定された活性領域表面に例えば6〜16nmの膜厚で犠牲酸化膜61を形成し、チャネルドープ注入を行なう(図28(A)参照。)。
(1) After the N well 2 is formed on the
(2)周辺回路トランジスタの形成領域を覆い、選択トランジスタ領域及びメモリトランジスタの形成領域に開口部をもつレジストパターン63を形成する。レジストパターン63をマスクにして選択トランジスタ領域及びメモリトランジスタ領域の犠牲酸化膜61を選択的に除去する(図28(B)参照。)。
(2) A resist
(3)レジストパターン63を除去した後、熱酸化処理を施して選択トランジスタ領域及びメモリトランジスタ領域のNウェル2表面に膜厚が例えば7.5nmの選択ゲート酸化膜55及びメモリゲート酸化膜57を形成する。このとき、周辺回路トランジスタ領域の犠牲酸化膜61の膜厚が成長して周辺回路ゲート酸化膜59となる(図28(C)参照。)。
(3) After removing the resist
(4)図4(A)から(C)を参照して説明した上記工程(1)から(3)と同様の工程により、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜55上に選択ゲート13を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜57上に浮遊ゲート17を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜59上に周辺回路ゲート25を形成する。図1を参照して説明した上記工程(4)と同じ工程により、P型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図27参照。)。
(4) On the
図29は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5及び図27と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 29A and 29B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 29A is a plan view of a memory cell, FIG. 29B is a plan view of a peripheral circuit transistor, FIG. 29C is a cross-sectional view at the position AA ′, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 5 and 27 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図27を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート33及び浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。選択ゲート33及び浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 27 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the
この参考例は、図28を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図5及び図6を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this reference example , after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 28, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. 5 and 6 are performed. It can be formed by performing.
この参考例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this reference example, it is possible to obtain the same effects as those of the reference example described with reference to FIG.
Further, since the thickness of the memory
図30は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図7及び図27と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 30A and 30B are diagrams showing a reference example , where FIG. 30A is a plan view of a memory cell, FIG. 30B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 30C is a cross-sectional view at the position AA ′. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 7 and 27 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この参考例が図27を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート39は周辺回路ゲート25と同時に形成されたものであり、選択ゲート39に例えばN型不純物としてリンが浮遊ゲート17よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である点である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 27 in that the
この参考例は、図28を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図7及び図8を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this reference example , after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 28, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. 7 and 8 are performed. It can be formed by performing.
この参考例では、図7を参照して説明した上記参考例と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this reference example , the same effect as that of the above-described reference example described with reference to FIG. 7 can be obtained.
Further, since the thickness of the memory
図31は、参考例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図7、図9及び図27と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 31A and 31B are diagrams showing a reference example, in which FIG. 31A is a plan view of a memory cell, FIG. 31B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 31C is a cross-sectional view at the position AA ′ FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 7, 9, and 27 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この参考例が図30を参照して説明した参考例と異なる点は、浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This reference example is different from the reference example described with reference to FIG. 30 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the floating
この参考例は、図28を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図9及び図10を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this reference example , after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 28, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. 9 and 10 are performed. It can be formed by performing.
この参考例では、図9を参照して説明した上記参考例と同様と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this reference example , the same effect as that of the above-described reference example described with reference to FIG. 9 can be obtained.
Further, since the thickness of the memory
また、図27を参照して説明した上記参考例、図29を参照して説明した上記参考例、図30を参照して説明した上記参考例、図31を参照して説明した上記参考例において、選択ゲート酸化膜55の膜厚はメモリゲート酸化膜57の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜55,57を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜55、メモリゲート酸化膜57及び周辺回路ゲート酸化膜59をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, the reference example described with reference to FIG. 27, the reference example described with reference to FIG. 29, the reference example described with reference to FIG. 30, in the reference example described with reference to FIG. 31 Since the film thickness of the select
図32は、第5実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1及び図27と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 32A and 32B are views showing a fifth embodiment, wherein FIG. 32A is a plan view of a memory cell, FIG. 32B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 32C is a cross-sectional view at the AA ′ position; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 27 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施例が図27を参照して説明した参考例と異なる点は、選択ゲート酸化膜65は2回の酸化処理によって周辺回路ゲート酸化膜59と同時に形成されたものであり、選択ゲート酸化膜65の膜厚は例えば10.0〜15.0nm、ここでは13.5nmである点である。
The difference between this embodiment and the reference example described with reference to FIG. 27 is that the selection
この実施例では、図1を参照して説明した上記参考例と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the same effect as that of the above-described reference example described with reference to FIG. 1 can be obtained.
Further, since the thickness of the memory
図33は、第5実施例を製造するための製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図32のA−A'位置及びB−B'位置に対応している。図32及び図33を参照してこの製造方法例を説明する。 FIG. 33 is a process cross-sectional view for explaining an example of the manufacturing method for manufacturing the fifth embodiment, and corresponds to the positions AA ′ and BB ′ in FIG. 32. An example of the manufacturing method will be described with reference to FIGS.
(1)図28(A)を参照して説明した上記工程(1)と同じ工程により、P基板1にNウェル2、フィールド酸化膜3(図32を参照。)、犠牲酸化膜61を形成し、チャネルドープ注入を行なう(図33(A)参照。)。
(1) N well 2, field oxide film 3 (see FIG. 32), and
(2)選択トランジスタ領域及び周辺回路トランジスタの形成領域を覆い、メモリトランジスタの形成領域に開口部をもつレジストパターン67を形成する。レジストパターン67をマスクにしてメモリトランジスタ領域の犠牲酸化膜61を選択的に除去する(図33(B)参照。)。
(2) A resist
(3)レジストパターン67を除去した後、熱酸化処理を施してメモリトランジスタ領域のNウェル2表面に膜厚が例えば7.5nmのメモリゲート酸化膜57を形成する。このとき、選択トランジスタ領域と周辺回路トランジスタ領域の犠牲酸化膜61が例えば12〜20nmの膜厚に成長して選択ゲート酸化膜65と周辺回路ゲート酸化膜59となる。((C)参照。)。
(3) After removing the resist
(4)図4(A)から(C)を参照して説明した上記工程(1)から(3)と同様の工程により、選択トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び選択ゲート酸化膜65上に選択ゲート13を形成し、メモリトランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及メモリゲート酸化膜57上に浮遊ゲート17を形成し、周辺回路トランジスタ領域のフィールド酸化膜3上及び周辺回路ゲート酸化膜59上に周辺回路ゲート25を形成する。図1を参照して説明した上記工程(4)と同じ工程により、P型拡散層5,7,9,19,21を形成する(図27参照。)。
(4) On the
図34は、第6実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図27及び図32と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 34A and 34B are views showing a sixth embodiment, in which FIG. 34A is a plan view of a memory cell, FIG. 34B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 27, and 32 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この実施例が図32を参照して説明した第5実施例と異なる点は、選択ゲート33及び浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。選択ゲート33及び浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This embodiment differs from the fifth embodiment described with reference to FIG. 32 in that, for example, boron is introduced as a P-type impurity in the polysilicon of the
この実施例は、図33を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図5及び図6を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this embodiment, after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 33, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. 5 and 6 are performed. It can be formed by performing.
この実施例では、図5を参照して説明した上記参考例と同様と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the reference example described with reference to FIG.
Further, since the thickness of the memory
図35は、第7実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図7、図27及び図32と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 FIG. 35 is a diagram showing a seventh embodiment, in which (A) is a plan view of a memory cell, (B) is a plan view of a peripheral circuit transistor, and (C) is a cross-sectional view at the position AA ′; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. The same parts as those in FIGS. 1, 7, 27 and 32 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
この実施例が図32を参照して説明した第5実施例と異なる点は、選択ゲート39は周辺回路ゲート25と同時に形成されたものであり、選択ゲート39に例えばN型不純物としてリンが浮遊ゲート17よりも高濃度に導入されており、実質的なリン濃度は1.0×1020atoms/cm3以上である点である。
This embodiment differs from the fifth embodiment described with reference to FIG. 32 in that the
この実施例は、図33を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図7及び図8を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this embodiment, after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 33, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. It can be formed by performing.
この実施例では、図7を参照して説明した上記参考例と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, the same effect as that of the above-described reference example described with reference to FIG. 7 can be obtained.
Further, since the thickness of the memory
図36は、第8実施例を示す図であり、(A)はメモリセルの平面図、(B)は周辺回路トランジスタの平面図、(C)のA−A'位置での断面図、(D)は(B)のB−B'位置での断面図である。図1、図5、図7、図9、図27及び図32と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の詳細な説明は省略する。 36A and 36B are views showing an eighth embodiment, in which FIG. 36A is a plan view of a memory cell, FIG. 36B is a plan view of a peripheral circuit transistor, and FIG. 36C is a cross-sectional view at the position AA ′; D) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1, 5, 7, 9, 27, and 32 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted.
この実施例が図35を参照して説明した第7実施例と異なる点は、浮遊ゲート35のポリシリコン内に例えばP型不純物としてボロンが導入されており、リンは導入されていない点である。浮遊ゲート35のボロン濃度は例えば7.0×1018〜5.0×1019atoms/cm3である。
This embodiment differs from the seventh embodiment described with reference to FIG. 35 in that, for example, boron is introduced into the polysilicon of the floating
この実施例は、図33を参照して説明した上記工程(1)から(3)の後に、図9及び図10を参照して説明した上記工程(1)から(4)と同様の工程を行なうことにより形成することができる。 In this embodiment, after the steps (1) to (3) described with reference to FIG. 33, the same steps as the steps (1) to (4) described with reference to FIGS. 9 and 10 are performed. It can be formed by performing.
この実施例では、図9を参照して説明した上記参考例と同様と同様の効果を得ることができる。
さらに、メモリゲート酸化膜57の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚よりも薄く形成されているので、周辺回路ゲート酸化膜59の損傷を防止しつつ、またスナップバック破壊を起こさずに、メモリトランジスタの良好な書込みを行なうことができる。
In this embodiment, it is possible to obtain the same effect as the above-described reference example described with reference to FIG.
Further, since the thickness of the memory
また、図32を参照して説明した上記第5実施例、図34を参照して説明した上記第6実施例、図35を参照して説明した上記第7実施例、図36を参照して説明した上記第8実施例において、選択ゲート酸化膜65の膜厚は周辺回路ゲート酸化膜59の膜厚と同じであるので、両ゲート酸化膜59,65を同時に形成することができ、選択ゲート酸化膜65、メモリゲート酸化膜57及び周辺回路ゲート酸化膜59をそれぞれ別々の工程で形成する場合に比べて製造工程を少なくすることができる。
Further, referring to FIG. 36, the fifth embodiment described with reference to FIG. 32, the sixth embodiment described with reference to FIG. 34, the seventh embodiment described with reference to FIG. In the above-described eighth embodiment, since the thickness of the selection
上記の実施例及び参考例では、メモリトランジスタ及び選択トランジスタはPMOSトランジスタ(書込み電圧6〜7V)であるので、NMOSトランジスタからなるメモリトランジスタ(書込み電圧10V程度)を用いる場合に比べて、書込みのためにいわゆる制御ゲートを用いる必要がなく、書込み電圧を低くすることができる。
ただし、メモリトランジスタ及び選択トランジスタはNMOSトランジスタであってもよい。
In the above-described embodiment and reference example , the memory transistor and the selection transistor are PMOS transistors (write voltage 6 to 7V), and therefore, for writing, compared with the case where a memory transistor (write voltage 10V or so) composed of an NMOS transistor is used. Therefore, it is not necessary to use a so-called control gate, and the write voltage can be lowered.
However, the memory transistor and the selection transistor may be NMOS transistors.
また、上記の実施例及び参考例を説明するための図では周辺回路トランジスタとしてPMOSトランジスタのみを図示しているが、図示しない領域に周辺回路トランジスタとしてのNMOSトランジスタが形成されていてもよい。
また、半導体基板はN基板であってもよい。
また、選択ゲート、メモリゲート、周辺回路ゲートのいずれか又は全部にゲート抵抗を低減するためのシリサイド膜が形成されていてもよい。
In the drawings for explaining the above-described embodiments and reference examples , only a PMOS transistor is shown as a peripheral circuit transistor, but an NMOS transistor as a peripheral circuit transistor may be formed in a region not shown.
The semiconductor substrate may be an N substrate.
In addition, a silicide film for reducing gate resistance may be formed on any or all of the selection gate, the memory gate, and the peripheral circuit gate.
図37は分割抵抗回路と定電圧発生回路を備えた一実施例を示す回路図である。
直流電源71からの電源を安定して供給すべく、定電圧発生回路90が設けられている。定電圧発生回路90は、直流電源71が接続される入力端子(Vbat)73、基準電圧発生回路(Vref)75、演算増幅器77、出力ドライバを構成するPMOSトランジスタ79、分割抵抗81,83及び出力端子(Vout)85を備えている。
FIG. 37 is a circuit diagram showing an embodiment provided with a divided resistor circuit and a constant voltage generating circuit.
A constant
分割抵抗83はR0により構成される。分割抵抗81は、直列に接続された複数の抵抗値調整用抵抗素子R1,R2,…Ri−1,Riを備えている。抵抗値調整用抵抗素子R1,R2,…Ri−1,Riに対応してヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiが並列に接続されている。
The dividing
ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiのオンとオフを切り替えるための読出し回路87及び不揮発性メモリセル89が設けられている。読出し回路87の出力は対応するヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiのゲートに接続されている。不揮発性メモリセル89には複数のメモリセルが配置されており、ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiをオン又はオフする情報が記憶されている。読出し回路87は不揮発性メモリセル89の記憶状態に応じてヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiをオン又はオフさせる。
Fuse MOS transistors SW1, SW2, ... SWi-1, SWi are provided with a
定電圧発生回路90の演算増幅器77では、出力端子がPMOS79のゲート電極に接続され、反転入力端子に基準電圧発生回路75から基準電圧Vrefが印加され、非反転入力端子に出力電圧Voutを分割抵抗81と83で分割した電圧が印加され、分割抵抗81,83の分割電圧が基準電圧Vrefに等しくなるように制御される。
In the
図38は分割抵抗回路と電圧検出回路を備えた一実施例を示す回路図である。図37と同じ部分には同じ符号を付す。
電圧検出回路91において、測定すべき端子の電圧(入力電圧Vsens)が入力される入力端子93と接地電位の間に、分割抵抗81,83及び発振防止用抵抗素子RHが直列に接続されている。分割抵抗81,83の構成は図37と同じである。
FIG. 38 is a circuit diagram showing an embodiment provided with a divided resistance circuit and a voltage detection circuit. The same parts as those in FIG.
In the
抵抗値調整用抵抗素子R1,R2,…Ri−1,Riに対応してヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiが並列に接続されている。ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiに読出し回路87が接続されている。読出し回路87に不揮発性メモリセル89が接続されている。
Resistance adjusting resistor elements R1, R2, ... Ri-1 , corresponding to the Ri MOS transistors SW1 fuse, SW2, is ... SWi-1, SWi are connected in parallel. A
分割抵抗83と接地の間に発振防止用抵抗素子RHが設けられている。発振防止用抵抗素子RHに並列にNチャンネル型の発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHが接続されている。発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHのゲートは演算増幅器77の出力に接続されている。
An oscillation preventing resistance element RH is provided between the dividing
演算増幅器77の反転入力端子は分割抵抗81と83の間の接続点に接続されている。演算増幅器77の非反転入力端子に基準電圧発生回路75が接続され、基準電圧Vrefが印加される。演算増幅器77の出力はインバータ95及び出力端子(DTout)97を介して外部に出力される。
The inverting input terminal of the
電圧検出回路91において、高電圧検出状態では発振防止用抵抗素子RHはオフ状態であり、入力端子93から入力される測定すべき端子の電圧が高く、分割抵抗81と分割抵抗83及び発振防止用抵抗素子RHにより分割された電圧が基準電圧Vrefよりも高いときは演算増幅器77の出力が論理値0を維持し、その出力はインバータ95により反転され論理値1にされて出力端子97から出力される。このとき演算増幅器77の反転入力端子に入力される分割電圧は、
{(R0)+(RH)}/{(R1)+(R2)…+(Ri−1)+(Ri)+(R0)+(RH)}×(Vsens)
である。
In the
{(R0) + (RH)} / {(R1) + (R2) ... + (Ri-1) + (Ri) + (R0) + (RH)} × (Vsens)
It is.
測定すべき端子の電圧が降下してきて分割抵抗81と分割抵抗83及び発振防止用抵抗素子RHにより分割された電圧が基準電圧Vref以下になると演算増幅器77の出力が論理値1になり、その出力はインバータ95により反転され論理値0にされて出力端子97から出力される。
When the voltage of the terminal to be measured drops and the voltage divided by the dividing
演算増幅器77の出力が論理値1になると、発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHがオン状態になり、分割抵抗83が発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHを介して接地電位に接続され、分割抵抗81と83の間の電圧が低下する。これにより、演算増幅器77の出力は論理値1を維持し、電圧検出回路91は低電圧検出状態になる。このように、発振防止用抵抗素子RH及び発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHは入力電圧Vsensが低下してきたときに電圧検出回路91の出力の発振を防止する。
When the output of the
電圧検出回路91の低電圧検出状態における演算増幅器77の反転入力端子に入力される分割電圧は、
(R0)/{(R1)+(R2)…+(Ri−1)+(Ri)+(R0)}×(Vsens)
である。電圧検出回路91を高電圧検出状態するための解除電圧は、低電圧検出状態における演算増幅器77の反転入力端子に入力される分割電圧が基準電圧Vrefよりも大きくなる入力電圧Vsensである。
The divided voltage input to the inverting input terminal of the
(R0) / {(R1) + (R2) ... + (Ri-1) + (Ri) + (R0)} × (Vsens)
It is. The release voltage for setting the
図37及び図38に示した実施例において、読出し回路87、基準電圧発生回路75及び演算増幅器77を構成するMOSトランジスタ、並びに、ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWi及び発振防止用ヒューズ用MOSトランジスタSWHとして、本発明の半導体装置を構成する周辺回路トランジスタが用いられる。ただし、上記のMOSトランジスタの全部に本発明の半導体装置を構成する周辺回路トランジスタが用いられている必要はない。
In the embodiment shown in FIGS. 37 and 38, the MOS transistors constituting the
図37及び図38に示した実施例では、読出し回路87及び不揮発性メモリセル89の制御により、ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiのオンとオフを選択して、分割抵抗81の抵抗値を調整することができる。これにより、定電圧発生回路90の出力電圧及び電圧検出回路91の出力電圧について設定電圧を調整することができる。
In the embodiment shown in FIGS. 37 and 38, the fuse MOS transistors SW1, SW2, ... SWi-1, SWi are selected on and off by the control of the read
従来の定電圧発生回路及び電圧検出回路では、ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWi、読出し回路87及び不揮発性メモリセル89に代えて、抵抗値調整用抵抗素子R1,R2,…Ri−1,Riごとにポリシリコン又は金属材料からなるヒューズが並列に接続され、ヒューズを切断することにより分割抵抗の抵抗値を調整していた。
In the conventional constant voltage generation circuit and voltage detection circuit, instead of the fuse MOS transistors SW1, SW2, ... SWi-1, SWi, the
図37及び図38に示した実施例では、読出し回路87及び不揮発性メモリセル89の制御により、ヒューズでは困難であった一度オフ状態にしたスイッチ(ヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWi)を再度オン状態にすることができるので、定電圧発生回路90の出力電圧及び電圧検出回路91の出力電圧について設定電圧の変更を自由に行なうことができる。
In the embodiment shown in FIGS. 37 and 38, the switches (the fuse MOS transistors SW1, SW2, ... SWi-1) that are once turned off, which is difficult with a fuse, are controlled by the
さらに、不揮発性メモリセル89への書込みによりヒューズ用MOSトランジスタSW1,SW2,…SWi−1,SWiのオン状態又はオフ状態を切り替えることができるので、半導体装置をパッケージに収容した後でも、定電圧発生回路90の出力電圧及び電圧検出回路91の出力電圧について設定電圧の調整及び変更を行なうことができる。
Further, since the fuse MOS transistors SW1, SW2, ... SWi-1, SWi can be switched on or off by writing to the
図37及び図38では、本発明の分割抵抗回路を定電圧発生回路及び電圧検出回路に適用しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の分割抵抗回路を他の回路に適用することもできる。 In FIG. 37 and FIG. 38, the divided resistor circuit of the present invention is applied to the constant voltage generating circuit and the voltage detecting circuit. However, the present invention is not limited to this, and the divided resistor circuit of the present invention is not limited to this. It can also be applied to circuits.
以上、本発明の実施例を説明したが、数値、形状、材料、配置などは一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the numerical values, shapes, materials, arrangements, and the like are examples, and the present invention is not limited to these, and is within the scope of the present invention described in the claims. Various changes can be made.
1 P基板(半導体基板)
2 Nウェル
3 フィールド酸化膜
5,7,9,19,21 N型拡散層
11,43 選択ゲート酸化膜
13,33,39,53,55,65 選択ゲート
15,45,57 メモリゲート酸化膜
17,35 浮遊ゲート
23,47,59 周辺回路ゲート酸化膜
25 周辺回路ゲート
49,51 シリコン酸化膜
1 P substrate (semiconductor substrate)
2 N well 3
Claims (7)
前記半導体基板上に形成された選択ゲート酸化膜と前記選択ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコンからなる選択ゲートをもち、前記メモリトランジスタに直列に接続されたMOSトランジスタからなる選択トランジスタと、を備えた不揮発性メモリセルと、
前記半導体基板上に形成された周辺回路ゲート酸化膜と前記周辺回路ゲート酸化膜上に形成されたポリシリコンからなる周辺回路ゲートをもつMOSトランジスタからなる周辺回路トランジスタを備え、
前記メモリゲート酸化膜の膜厚は前記周辺回路ゲート酸化膜の膜厚よりも薄く形成されており、
前記選択ゲート酸化膜の膜厚は前記周辺回路ゲート酸化膜の膜厚と同じであり、
前記浮遊ゲートのポリシリコン内の不純物濃度は、前記周辺回路ゲートのポリシリコン内の不純物濃度よりも薄いことを特徴とする半導体装置。 A memory transistor made of a MOS transistor having a memory gate oxide film formed on a semiconductor substrate and a floating gate made of electrically floating polysilicon formed on the memory gate oxide film;
Has a selection gate made of polysilicon is formed on the selection gate oxide film on said selection gate oxide film formed on a semiconductor substrate, a selection transistor composed of the MOS transistors connected in series with the memory transistor, the A non-volatile memory cell comprising:
A peripheral circuit transistor comprising a MOS transistor having a peripheral circuit gate oxide film formed on the semiconductor substrate and a peripheral circuit gate made of polysilicon formed on the peripheral circuit gate oxide film;
The film thickness of the memory gate oxide film is formed thinner than the film thickness of the peripheral circuit gate oxide film,
The thickness of the selection gate oxide film is the same as the thickness of the peripheral circuit gate oxide film,
The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity concentration in the polysilicon of the floating gate is lower than an impurity concentration in the polysilicon of the peripheral circuit gate.
前記分割抵抗回路は、直列に接続された複数の抵抗値調整用抵抗素子と、前記ヒューズ素子として前記抵抗値調整用抵抗素子に対応して並列に接続された複数のヒューズ用MOSトランジスタと、請求項1から4のいずれかに記載の前記不揮発性メモリセル及び前記周辺回路トランジスタと、前記不揮発性メモリセルの記憶状態に応じて前記ヒューズ用MOSトランジスタのオンとオフを切り替えるための読出し回路を備え、
前記ヒューズ用MOSトランジスタもしくは前記読出し回路を構成するMOSトランジスタ又はその両方が前記周辺回路トランジスタにより構成されていることを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device having a divided resistor circuit capable of obtaining a voltage output by dividing by two or more resistor elements and adjusting the voltage output by cutting a fuse element,
The divided resistor circuit includes a plurality of resistance value adjusting resistance elements connected in series, and a plurality of fuse MOS transistors connected in parallel corresponding to the resistance value adjusting resistance elements as the fuse elements, Item 5: The nonvolatile memory cell according to any one of Items 1 to 4, the peripheral circuit transistor, and a read circuit for switching on and off the fuse MOS transistor according to a storage state of the nonvolatile memory cell. ,
A semiconductor device, wherein the fuse MOS transistor, the MOS transistor constituting the readout circuit, or both are constituted by the peripheral circuit transistor.
前記分割抵抗回路として請求項5に記載の分割抵抗回路を備えていることを特徴とする半導体装置。 A divided resistor circuit for dividing the input voltage to supply a divided voltage, a reference voltage generating circuit for supplying a reference voltage, a divided voltage from the divided resistor circuit, and a reference voltage from the reference voltage generating circuit In a semiconductor device including a voltage detection circuit having a comparison circuit for comparison,
6. A semiconductor device comprising the divided resistor circuit according to claim 5 as the divided resistor circuit.
前記分割抵抗回路として請求項5に記載の分割抵抗回路を備えていることを特徴とする半導体装置。 An output driver for controlling the output of the input voltage, a divided resistor circuit for dividing the output voltage and supplying a divided voltage, a reference voltage generating circuit for supplying a reference voltage, and a divided voltage from the divided resistor circuit In a semiconductor device including a constant voltage generation circuit having a comparison circuit for comparing the reference voltage from the reference voltage generation circuit and controlling the operation of the output driver according to the comparison result,
6. A semiconductor device comprising the divided resistor circuit according to claim 5 as the divided resistor circuit.
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