JPH01248671A - Nonvolatile semiconductor storage device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device

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Publication number
JPH01248671A
JPH01248671A JP7783888A JP7783888A JPH01248671A JP H01248671 A JPH01248671 A JP H01248671A JP 7783888 A JP7783888 A JP 7783888A JP 7783888 A JP7783888 A JP 7783888A JP H01248671 A JPH01248671 A JP H01248671A
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JP
Japan
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gate electrode
region
floating gate
semiconductor
film
Prior art date
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Application number
JP7783888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve erasing characteristics and write characteristics, by increas ing impurity concentration in a third semiconductor region constituting a drain region of a memory transistor, lowering the breakdown voltage of the third semiconductor region, and elevating the breakdown voltage of a first semiconduc tor region organizing a source region. CONSTITUTION:A memory transistor Q1 is constructed by respectively using first and third semiconductor regions as a source region 5 and a drain region 6, and a selective transistor Q2 is constituted by separately employing third and second semiconductor regions as the source region 5 and the drain region 6. In the memory transistor Q1, impurity concentration in the third semiconduc tor region is increased and breakdown voltage thereof is lowered, thus easily generating hot electrons. The hot electrons are injected into a floating gate electrode FG, thus improving erasing characteristics. On the other hand, break down voltage on the first semiconductor region side is elevated, thus enhancing write characteristics. Accordingly, erasing characteristics and writing characteristics can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、不揮発性半導体記憶装置に関し、特に、E 
E P ROM (lElectrically Er
asable andProgrammable Re
ad 0nly Memory)に適用して最適なもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, and in particular to an E
E P ROM (Electrically Er
asable and programmable Re
It is most suitable for application to ad ONLY MEMORY).

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の不揮発性半導体記憶装置は、第1導電型の半導
体基体上に形成された浮遊ゲート電極の一方の側部にま
たがって制御ゲート電極が上記浮遊ゲート電極及び上記
半導体基体上に形成され、上記浮遊ゲート電極の他方の
側部と、上記浮遊ゲート電極の上記一方の側部に関して
上記浮遊ゲート電極の上記他方の側部と反対側の上記制
御ゲート電極の側部と、上記浮遊ゲート電極の上記一方
の側部とにそれぞれ対応する部分における上記半導体基
体中に第2導電型の第1、第2及び第3の半導体領域が
それぞれ形成されている。これによって、消去特性及び
書き込み特性の向上を図ることができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a control gate electrode is formed on the floating gate electrode and the semiconductor substrate, spanning one side of the floating gate electrode formed on the semiconductor substrate of the first conductivity type, the other side of the floating gate electrode; the side of the control gate electrode opposite to the other side of the floating gate electrode with respect to the one side of the floating gate electrode; First, second, and third semiconductor regions of a second conductivity type are formed in the semiconductor substrate at portions corresponding to the one side portion, respectively. Thereby, it is possible to improve the erasing characteristics and writing characteristics.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、第4図に示すような一括消去型のEEPROM 
(いわゆるF1a5h EEPROM)が知られている
(例えば、JEERJOURNAL OF 5QLIO
−5TATECIRCUITS、  VOL、5C−2
2,pp、676−682.  NO,5,0CTOB
OR1987)、第4図に示すように、二〇E EF 
ROMにおいては、p型シリコン(Si)基板のような
半導体基板21の表面にゲート絶縁膜22が形成されて
おり、このゲート絶縁膜22上に浮遊ゲート電極(フロ
ーティングゲート電極)FCが形成されている。この浮
遊ゲート電極FCの表面には絶縁膜23が形成されてい
る。符号CGは制御ゲート電極(コントロールゲート電
極)を示し、この制御ゲート電極CGは浮遊ゲート電極
FCにまたがって形成されている。また、半導体基板2
1中には、上記制御ゲート電極CGの一方の側部及び浮
遊ゲート電極FCの一方の側部にそれぞれ対応する部分
にn゛型のソース領域24及びドレイン領域25がそれ
ぞれ形成されている。
Conventionally, a batch erase type EEPROM as shown in Fig. 4 has been used.
(so-called F1a5h EEPROM) is known (for example, JEERJOURNAL OF 5QLIO
-5TATECIRCUITS, VOL, 5C-2
2, pp. 676-682. NO,5,0CTOB
OR1987), as shown in Figure 4, 20E EF
In a ROM, a gate insulating film 22 is formed on the surface of a semiconductor substrate 21 such as a p-type silicon (Si) substrate, and a floating gate electrode (FC) is formed on this gate insulating film 22. There is. An insulating film 23 is formed on the surface of this floating gate electrode FC. Symbol CG indicates a control gate electrode, and this control gate electrode CG is formed astride the floating gate electrode FC. In addition, the semiconductor substrate 2
1, an n-type source region 24 and a drain region 25 are formed in portions corresponding to one side of the control gate electrode CG and one side of the floating gate electrode FC, respectively.

この従来のEEFROMにおいては、データの消去及び
書き込みは次のようにして行われる。すなわち、まず消
去時には、ドレイン領域25には例えば16V程度の正
電圧V 、、、制御ゲート電極CGには例えば17V程
度の正電圧VFP′、ソース領域24及び半導体基板2
1にはOvをそれぞれ印加し、上記ドレイン領域25の
近傍のピンチオフ点近くに発生するホットエレクトロン
(hot−electron)を浮遊ゲート電極FC中
に注入する。一方、書き込み時には、ドレイン領域25
には例えば21V程度の正電圧VPP”、制御ゲート電
極CG1ソース碩域24及び半導体基IIJi21“に
はOvをそれぞれ印加し、上記ドレイン領域25と浮遊
ゲート電極FGとの重なり部でFowler−Nord
heimのトンネル電流により浮遊ゲート電極FCから
エレクトロンを引き抜く。
In this conventional EEFROM, data erasing and writing are performed as follows. That is, at the time of erasing, first, a positive voltage V of about 16 V is applied to the drain region 25, a positive voltage VFP' of about 17 V is applied to the control gate electrode CG, and a positive voltage VFP' of about 17 V is applied to the source region 24 and the semiconductor substrate 2.
Ov is applied to each of the transistors 1 and 2, and hot-electrons generated near the pinch-off point near the drain region 25 are injected into the floating gate electrode FC. On the other hand, during writing, the drain region 25
For example, a positive voltage VPP'' of about 21 V is applied to the control gate electrode CG1 source region 24 and the semiconductor substrate IIJi21'', and a Fowler-Nord voltage is applied at the overlapped portion of the drain region 25 and the floating gate electrode FG.
Electrons are extracted from the floating gate electrode FC by the tunnel current of heim.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述の従来のEEFROMにおいて消去特性の向上を図
るためには、ドレイン耐圧を低くしてホットエレクトロ
ンを発生しやすくする必要がある。
In order to improve the erase characteristics of the conventional EEFROM described above, it is necessary to lower the drain breakdown voltage to facilitate generation of hot electrons.

一方、書き込み特性の向上を図るためには、ソース・ド
レイン間耐圧BVosを高くしてドレイン領[25によ
り高いVPF’を印加してもブレークダウンしないよう
にするとともに、ドレイン耐圧を高くしてホットエレク
トロンを発生しにくくする必要がある。ところが、これ
らの要求は互いに矛盾しているため、従来のEEFRO
Mは消去特性と書き込み特性との妥協点上で設計されて
いるのが実情であり、消去特性も書き込み特性もある程
度犠牲にせざるを得なかった。このため、従来は消去特
性及び書き込み特性の向上を図ることは困難であった。
On the other hand, in order to improve the write characteristics, it is necessary to increase the source-drain breakdown voltage BVos to prevent breakdown even when a higher VPF' is applied to the drain region [25], and to increase the drain breakdown voltage to It is necessary to make it difficult to generate electrons. However, these requirements contradict each other, so conventional EEFRO
The reality is that M is designed based on a compromise between erasing and writing characteristics, and both erasing and writing characteristics have to be sacrificed to some extent. For this reason, conventionally it has been difficult to improve the erasing characteristics and writing characteristics.

従って本発明の目的は、消去特性及び書き込み特性の向
上を図ることができる不揮発性半導体記憶装置を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can improve erase characteristics and write characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者は、上述の従来のEEPROMにおいては消去
及び書き込みをいずれもドレイン領域25側で行ってい
ることが消去特性及び書き込み特性の向上を図ることが
困難である理由であることに着目し、本発明を案出する
に至った。
The present inventor focused on the fact that in the conventional EEPROM described above, both erasing and writing are performed on the drain region 25 side, which is the reason why it is difficult to improve the erasing characteristics and writing characteristics, The present invention has been devised.

すなわち本発明は、第1導電型の半導体基体(1)上に
形成された浮遊ゲート電極(FC)の一方の側部にまた
がりで制御ゲート電極(CG)が浮遊ゲート電極(FC
)及び半導体基体(1)上に形成され、浮遊ゲート電極
(FC)の他方の側部と、浮遊ゲート電極(FC)の一
方の側部に関して浮遊ゲート電極(FG)の他方の側部
と反対側の制御ゲート電極(CG)の側部と、浮遊ゲー
ト電極(FG)の一方の側部とにそれぞれ対応する部分
における半導体基体(1)中に第2導電型の第1、第2
及び第3の半導体領域(5,6,7)がそれぞれ形成さ
れている不揮発性半導体記憶装置である。
That is, in the present invention, the control gate electrode (CG) straddles one side of the floating gate electrode (FC) formed on the semiconductor substrate (1) of the first conductivity type.
) and formed on the semiconductor substrate (1), on the other side of the floating gate electrode (FC) and opposite to the other side of the floating gate electrode (FG) with respect to one side of the floating gate electrode (FC). First and second electrodes of a second conductivity type are formed in the semiconductor substrate (1) at portions corresponding to the side portions of the control gate electrode (CG) on the side and one side portion of the floating gate electrode (FG), respectively.
This is a nonvolatile semiconductor memory device in which a third semiconductor region (5, 6, 7) is formed.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、第1及び第3の半導体領域をそ
れぞれソース領域及びドレイン領域として用いてメモリ
トランジスタが構成され、第3及び第2の半導体領域を
それぞれソース領域及びドレイン領域として用いて選択
トランジスタが構成される。このメモリトランジスタに
おいて、第3の半導体領域の不純物濃度を高(してその
耐圧を低くすることにより、ホットエレクトロンを発生
しやすくすることができる。このホットエレクトロンを
浮遊ゲート電極中に注入することにより消去を効率的に
行うことができ、従って消去特性の向上を図ることがで
きる。一方、第1の半導体領域側の耐圧を高くすること
によりこの第1の半導体領域により高い電圧を印加する
ことができるので、書き込み特性の向上を図ることがで
きる。これによって、消去特性及び書き込み特性の向上
を図ることができる。
According to the above means, the memory transistor is configured using the first and third semiconductor regions as the source region and the drain region, respectively, and the third and second semiconductor regions are used as the source region and the drain region, respectively. A transistor is configured. In this memory transistor, hot electrons can be easily generated by increasing the impurity concentration of the third semiconductor region (and lowering its withstand voltage). By injecting these hot electrons into the floating gate electrode, Erasing can be performed efficiently, and therefore the erasing characteristics can be improved.On the other hand, by increasing the withstand voltage on the first semiconductor region side, it is possible to apply a higher voltage to this first semiconductor region. Therefore, the writing characteristics can be improved.Thereby, the erasing characteristics and the writing characteristics can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は本発明を一括消去型のEEFRO
Mに適用した実施例である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment uses the present invention as a bulk erase type EEFRO.
This is an example applied to M.

第1図Aは本発明の一実施例によるEEPROMの要部
の平面構造を示し、第1図Bは第1図へのX−X線に沿
っての断面を示す。
FIG. 1A shows a planar structure of essential parts of an EEPROM according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows a cross section taken along the line X--X in FIG.

第1図A及び第1図Bに示すように、本実施例によるE
EPROMにおいては、例えばp型Si基板のような半
導体基板1の表面に例えばSi0g膜のようなフィール
ド絶縁膜2が選択的に形成され、これによって素子間分
離が行われている。このフィールド絶縁膜2で囲まれた
活性領域の表面には例えば膜厚150人程度のゲート絶
縁膜3が形成され、このゲート絶縁膜3上に浮遊ゲート
電極FGが形成されている。このゲート絶縁1193は
例えば5iOz膜から成り、浮遊ゲート電極FGは例え
ば不純物をドープした多結晶Si膜のような導体膜から
成る。この浮遊ゲート電極FGの表面には例えば膜厚2
00人程度の絶縁膜4が形成されている。この絶縁膜4
は例えば5i02膜/Si3N、膜/SiO□膜の三層
の膜から成る。また、符号CGは制御ゲート電極を示し
、この制御ゲート電極CGは上記浮遊ゲート電極FCの
一方の側部にまたがってこの浮遊ゲート電極FC及び半
導体基板1上に形成されている。この制御ゲート電極C
Gは例えばポリサイド膜(不純物をドープした多結晶S
i膜上に高融点金属シリサイド膜を重ねた重ね膜)のよ
うな導体膜から成る。
As shown in FIGS. 1A and 1B, E
In an EPROM, a field insulating film 2 such as a SiOg film is selectively formed on the surface of a semiconductor substrate 1 such as a p-type Si substrate, thereby providing isolation between elements. A gate insulating film 3 having a thickness of, for example, about 150 layers is formed on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 2, and a floating gate electrode FG is formed on this gate insulating film 3. The gate insulator 1193 is made of, for example, a 5iOz film, and the floating gate electrode FG is made of a conductive film such as a polycrystalline Si film doped with impurities. For example, the surface of the floating gate electrode FG has a film thickness of 2
The insulating film 4 of about 0.00 is formed. This insulating film 4
For example, the film is composed of three layers: 5i02 film/Si3N film and film/SiO□ film. Further, reference numeral CG indicates a control gate electrode, and this control gate electrode CG is formed on the floating gate electrode FC and the semiconductor substrate 1 so as to straddle one side of the floating gate electrode FC. This control gate electrode C
G is, for example, a polycide film (polycrystalline S doped with impurities)
It consists of a conductive film such as a layered film (layered film in which a high-melting point metal silicide film is layered on an i-film).

一方、上記半導体基板1中には、上記浮遊ゲート電極F
Cの他方の側部と、上記浮遊ゲート電極FCの一方の側
部に関してその他方の側部と反対側の制御ゲート電極C
Gの側部とにそれぞれ対応する部分に例えばn゛型のソ
ース領域5及びドレイン領域6がそれぞれ形成されてい
る。すなわち、本実施例によるEEPROMにおいては
、第4図に示す従来のEEFROMと異なり、浮遊ゲー
ト電極FCはソース領域5側に形成されている。これら
のソース領域5及びドレイン領域6は例えばn−型の低
不純物濃度部5a、6aを有し、従ってこれらのソース
領域5及びドレイン領域6は高不純物濃度部が低不純物
濃度部で囲まれた二重構造を有する。これらの低不純物
濃度部5a、6aによって、これらのソース領域5及び
ドレイン領域6の近傍の電界を緩和することができる。
On the other hand, in the semiconductor substrate 1, the floating gate electrode F
and a control gate electrode C on the opposite side to the other side with respect to one side of the floating gate electrode FC.
For example, an n' type source region 5 and drain region 6 are formed in portions corresponding to the side portions of G, respectively. That is, in the EEPROM according to this embodiment, unlike the conventional EEFROM shown in FIG. 4, the floating gate electrode FC is formed on the source region 5 side. These source regions 5 and drain regions 6 have, for example, n-type low impurity concentration regions 5a and 6a, and therefore, in these source regions 5 and drain regions 6, high impurity concentration regions are surrounded by low impurity concentration regions. It has a double structure. These low impurity concentration portions 5a and 6a can relieve the electric field near these source regions 5 and drain regions 6.

さらに、半導体基板1中には、上述のソース領域5及び
ドレイン領域6に加えて、上記浮遊ゲート電極FCの一
方の側部に対応する部分に例えばn゛型の半導体領域7
が形成されている。
Furthermore, in addition to the source region 5 and drain region 6 described above, in the semiconductor substrate 1, for example, an n-type semiconductor region 7 is provided in a portion corresponding to one side of the floating gate electrode FC.
is formed.

本実施例においては、浮遊ゲート電極FC、ゲート絶縁
膜3、ソース領域5及び半導体領域6によりメモリトラ
ンジスタQ、が構成されている。
In this embodiment, a memory transistor Q is constituted by a floating gate electrode FC, a gate insulating film 3, a source region 5, and a semiconductor region 6.

また、制御ゲート電極CG、ゲート絶縁膜3、半導体領
域7及びドレイン領域6により選択トランジスタQ、が
構成されている。互いに直列に接続されたこれらのメモ
リトランジスタQ1及び選択トランジスタQ、によりメ
モリセルが構成されている。このメモリセルの等価回路
を第2図に示す。
Further, a selection transistor Q is constituted by the control gate electrode CG, the gate insulating film 3, the semiconductor region 7, and the drain region 6. The memory transistor Q1 and the selection transistor Q connected in series constitute a memory cell. An equivalent circuit of this memory cell is shown in FIG.

次に、上述のように構成された本実施例によるEEPR
OMの使用法について説明する。
Next, the EEPR according to this embodiment configured as described above will be described.
How to use OM will be explained.

まず、消去時には、ドレイン領域6には例えば16V程
度の正電圧VPP、制御ゲート電極CGにはVPPより
も大きい正電圧VPP′ (例えば17V程度の正電圧
)、ソース領域5及び半導体基板1にはO■をそれぞれ
印加する。この場合、半導体領域7の電位はV□−(V
い+ΔVい)(ただし、■いは選択トランジスタQ、の
しきい値電圧、ΔVthは基板効果によるしきい値電圧
Vthの変化量)となる、′この消去時には、メモリト
ランジスタQ1のドレイン領域を構成する上記半導体領
域7の近傍のピンチオフ点近(に発生するホ・ノドエレ
クトロンを浮遊ゲート電極FG中に注入する。
First, during erasing, the drain region 6 is applied with a positive voltage VPP of, for example, about 16 V, the control gate electrode CG is applied with a positive voltage VPP' (for example, about 17 V), which is larger than VPP, and the source region 5 and the semiconductor substrate 1 are applied with a positive voltage VPP' (e.g., about 17 V). Apply O■ respectively. In this case, the potential of the semiconductor region 7 is V□-(V
(+ΔV) (where, ■ is the threshold voltage of the selection transistor Q, and ΔVth is the amount of change in the threshold voltage Vth due to the substrate effect.) During this erasing, the drain region of the memory transistor Q1 is Ho-node electrons generated near the pinch-off point near the semiconductor region 7 are injected into the floating gate electrode FG.

また、書き込み時には、ソース領域5には例えば21V
程度の正電圧v 、、 I−、ドレイン領域6、制御ゲ
ート電極CG及び半導体基板lにはOvをそれぞれ印加
し、上記ソース領域5と浮遊ゲート電極FGとの重なり
部でFowler−Nordheimのトンネル電流に
より浮遊ゲート電極FCからエレクトロンを引き抜く。
Furthermore, during writing, the source region 5 is supplied with a voltage of, for example, 21V.
A positive voltage of about v,, I- is applied to the drain region 6, the control gate electrode CG, and the semiconductor substrate l, respectively, and a Fowler-Nordheim tunnel current is generated at the overlapped portion of the source region 5 and the floating gate electrode FG. electrons are extracted from the floating gate electrode FC.

なお、読み出し時には、ドレイン領域6には正電圧VC
C1制御ゲート電極CGには正電圧VCC゛、ソース領
域5及び半導体基板1にはOvをそれぞれ印加する。
Note that during reading, a positive voltage VC is applied to the drain region 6.
A positive voltage VCC' is applied to the C1 control gate electrode CG, and Ov is applied to the source region 5 and semiconductor substrate 1, respectively.

次に、上述のように構成された本実施例によるEEPR
OMの製造方法の一例について説明する。
Next, the EEPR according to this embodiment configured as described above will be described.
An example of a method for manufacturing OM will be described.

第3図A及び第1図Aに示すように、まず半導体基板l
の表面を選択的に熱酸化することによりフィールド絶縁
膜2を形成した後、このフィールド絶縁膜2で囲まれた
活性領域の表面の全面に例えば熱酸化によりゲート絶縁
膜3を形成する。次に、例えば不純物をドープした多結
晶Si膜のような導体膜8を全面に形成する。次に、こ
の導体膜8上に例えば5LOx膜/5i3Na膜の二層
の膜から成る絶縁膜9を形成した後、これらの絶縁膜9
、導体膜8及びゲート絶縁膜3をエツチングにより所定
形状にパターンニングして第3図Aに示すような形状と
する0次に、このエツチングにより露出した半導体基板
1の表面を例えば所定形状のレジスト10で覆い、この
レジスト10、上記導体膜8等をマスクとして半導体基
板1中に例えばヒ素(As)のようなn型不純物を高濃
度にイオン注入し、これによって半導体領域7を上記導
体膜8に対して自己整合的に形成する。この後、上記レ
ジストlOを除去する。
As shown in FIG. 3A and FIG. 1A, first, the semiconductor substrate l
After a field insulating film 2 is formed by selectively thermally oxidizing the surface of the field insulating film 2, a gate insulating film 3 is formed on the entire surface of the active region surrounded by the field insulating film 2 by, for example, thermal oxidation. Next, a conductive film 8 such as a polycrystalline Si film doped with impurities is formed over the entire surface. Next, after forming an insulating film 9 made of a two-layer film, for example, a 5LOx film/5i3Na film, on this conductor film 8, these insulating films 9 are
Then, the conductive film 8 and the gate insulating film 3 are patterned into a predetermined shape by etching to form the shape shown in FIG. Using this resist 10, the conductor film 8, etc. as a mask, n-type impurities such as arsenic (As) are ion-implanted into the semiconductor substrate 1 at a high concentration, thereby covering the semiconductor region 7 with the conductor film 8. Formed in a self-consistent manner. After this, the resist IO is removed.

次に、上記絶縁膜9を構成する5isNa膜の表面、導
体膜8の側面及び半導体基板1の表面に例えば熱酸化に
より5ift膜を形成し、これによって第3図Bに示す
ように導体膜8上に5i(h膜/Si3Nm膜/sto
、膜の三層の膜から成る絶縁膜4を形成するとともに、
ゲート絶縁膜3を活性領域の表面全体に形成する。次に
、全面に例えば不純物をドープした多結晶Si膜及び高
融点金属シリサイド膜を順次形成してポリサイド膜から
成る導体膜11を形成する。この後、この導体膜ll上
に例えば所定形状のレジスト12を形成する0次に、こ
のレジスト12をマスクとして導体膜11゜絶縁膜4、
導体膜8及びゲート絶縁膜3をエツチングにより順次パ
ターンニングして、第1図A及び第1図Bに示すように
浮遊ゲート電極FG及び制御ゲート電極CGを形成する
。この後、これらの浮遊ゲート電極FC及び制御ゲート
電極CGをマスクとして上記半導体基板1中にまず例え
ばリン(P)を低濃度にイオン注入し、さらに例えばA
sを高濃度にイオン注入した後、これらの注入不純物の
電気的活性化のためのアニールを行う。これによって、
低不純物濃度部5a、6aを有するソース領域5及びド
レイン領域6が浮遊ゲート電極FC及び制御ゲート電極
CGに対して自己整合的に形成される。このようにして
、第1図A及び第1図Bに示すように、目的とするEE
FROMが完成される。
Next, a 5ift film is formed on the surface of the 5isNa film constituting the insulating film 9, the side surface of the conductive film 8, and the surface of the semiconductor substrate 1 by, for example, thermal oxidation. 5i (h film/Si3Nm film/sto
, while forming an insulating film 4 consisting of three layers of films,
A gate insulating film 3 is formed over the entire surface of the active region. Next, a polycrystalline Si film doped with impurities and a high melting point metal silicide film are sequentially formed on the entire surface to form a conductor film 11 made of a polycide film. After that, a resist 12 having a predetermined shape, for example, is formed on the conductor film 11. Next, using this resist 12 as a mask, the conductor film 11, the insulating film 4,
The conductor film 8 and gate insulating film 3 are sequentially patterned by etching to form a floating gate electrode FG and a control gate electrode CG as shown in FIGS. 1A and 1B. Thereafter, using these floating gate electrodes FC and control gate electrodes CG as masks, ions of, for example, phosphorus (P) are first implanted into the semiconductor substrate 1 at a low concentration, and then ions of, for example, A
After ion implantation of s at a high concentration, annealing is performed to electrically activate these implanted impurities. by this,
A source region 5 and a drain region 6 having low impurity concentration portions 5a and 6a are formed in self-alignment with the floating gate electrode FC and the control gate electrode CG. In this way, as shown in FIGS. 1A and 1B, the target EE
FROM is completed.

本実施例によれば、上述のように消去は半導体領域7の
近傍に発生するホットエレクトロンを浮遊ゲート電極F
C中に注入することにより行い、一方、書き込みは浮遊
ゲート電極FG中のエレクトロンをこの浮遊ゲート電極
FCとソース領域5との重なり部でFowler−No
rdheimのトンネル電流によりソース領域5中に引
き抜くことにより行っている。すなわち、本実施例にお
いては、消去は半導体領域7側で行い、書き込みはソー
ス領域5側で行うている。この場合、不純物濃度の高い
半導体領域7の近傍には高電界が存在するためその耐圧
は低く、従ってホットエレクトロンを発生しやすい。こ
のため、このホットエレクトロンを浮遊ゲート電極FG
中に効率的に注入することができるので、消去特性の向
上を図ることができる。
According to this embodiment, as described above, erasing is performed by directing hot electrons generated near the semiconductor region 7 to the floating gate electrode F.
On the other hand, writing is performed by injecting electrons in the floating gate electrode FG into the Fowler-No.
This is done by drawing the rdheim tunnel current into the source region 5. That is, in this embodiment, erasing is performed on the semiconductor region 7 side, and writing is performed on the source region 5 side. In this case, since a high electric field exists near the semiconductor region 7 with a high impurity concentration, its withstand voltage is low, and therefore hot electrons are likely to be generated. Therefore, these hot electrons are transferred to the floating gate electrode FG.
Since it can be efficiently injected into the inside, the erasing characteristics can be improved.

また、ソース領域5側の耐圧BVosを高くすることに
より、ブレークダうンを生じることなくこのソース領域
5により高い電圧を印加することができるので、書き込
み特性の向上を図ることができる。本実施例においては
、低不純物濃度部5aによるソース領域5近傍の電界1
表相の効果によりB■。、を高くすることができる。
Further, by increasing the withstand voltage BVos on the source region 5 side, a higher voltage can be applied to the source region 5 without causing breakdown, so that the write characteristics can be improved. In this embodiment, the electric field 1 near the source region 5 due to the low impurity concentration portion 5a is
B■ due to surface effect. , can be made higher.

以上より、本実施例によれば、消去特性及び書き込み特
性の向上を同時に図ることができる。
As described above, according to this embodiment, erasing characteristics and writing characteristics can be simultaneously improved.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、上述の実施例においては半導体領域7を浮遊ゲ
ート電極FCに沿う方向で活性領域の全長にわたって形
成しているが、必ずしもこのようにする必要はなく、例
えば活性領域の中央部にのみ半導体領域7を形成するこ
とも可能である。
For example, in the above embodiment, the semiconductor region 7 is formed along the entire length of the active region in the direction along the floating gate electrode FC, but it is not necessary to do so; for example, the semiconductor region 7 is formed only in the center of the active region. It is also possible to form 7.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、第1及び第3の
半導体領域を用いて構成されるメモリトランジスタのド
レイン領域を構成する第3の半導体領域の不純物濃度を
高くしてその耐圧を低くすることによりホットエレクト
ロンを発生しやすくすることができるので、このホット
エレクトロンを浮遊ゲート電極中に注入することにより
消去を効率的に行うことができ、従って消去特性の向上
を図ることができる。また、メモリトランジスタのソー
ス領域を構成する第1の半導体領域側の耐圧を高くする
ことにより、この第1の半導体領域により高い電圧を印
加することができるので、書き込み特性の向上を図るこ
とができる。これによって、消去特性及び書き込み特性
の向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the impurity concentration of the third semiconductor region constituting the drain region of a memory transistor configured using the first and third semiconductor regions is increased to lower its breakdown voltage. By doing so, hot electrons can be easily generated, and by injecting these hot electrons into the floating gate electrode, erasing can be performed efficiently, and therefore, the erasing characteristics can be improved. Furthermore, by increasing the breakdown voltage of the first semiconductor region that constitutes the source region of the memory transistor, it is possible to apply a higher voltage to this first semiconductor region, thereby improving the write characteristics. . Thereby, it is possible to improve the erasing characteristics and writing characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図Aは本発明の一実施例によるEEPROMの要部
の平面図、第1図Bは第1図へのX−X線に沿っての断
面図、第2図は第1図A及び第1図Bに示すEEPRO
Mのメモリセルの等価回路を示す回路図、第3図A及び
第3図Bは第1図A及び第1図Bに示すEEPROMの
製造方法の一例を工程順に示す断面図、第4図は従来の
一括消去型のEEPROMを示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 l二手導体基板(半導体基体)、 2:フィールド絶縁
膜、 3:ゲート絶縁膜、 4:絶縁膜、8.11:導
体膜、 FG:浮遊ゲート電極、CG二制御ゲート電極
、 Ql :メモリトランジスタ、 Q2 :選択トラ
ンジスタ。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知 EEPROMf>叛追7;木 7(イ) EEPROMの裂僕Aは 第3図B
FIG. 1A is a plan view of essential parts of an EEPROM according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along the line X-X in FIG. 1, and FIG. EEPRO shown in Figure 1B
3A and 3B are cross-sectional views showing an example of the manufacturing method of the EEPROM shown in FIGS. 1A and 1B in the order of steps, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of a memory cell of M. 1 is a cross-sectional view showing a conventional batch erasing type EEPROM. Explanation of main symbols in the drawings 1 Two-handed conductor substrate (semiconductor base), 2: Field insulating film, 3: Gate insulating film, 4: Insulating film, 8.11: Conductor film, FG: Floating gate electrode, CG 2 control gate electrode, Ql: memory transistor, Q2: selection transistor. Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura TomoEEPROMf > Rebellion 7; Tree 7 (a) EEPROM's servant A is Figure 3B

Claims (1)

【特許請求の範囲】  第1導電型の半導体基体上に形成された浮遊ゲート電
極の一方の側部にまたがって制御ゲート電極が上記浮遊
ゲート電極及び上記半導体基体上に形成され、 上記浮遊ゲート電極の他方の側部と、上記浮遊ゲート電
極の上記一方の側部に関して上記浮遊ゲート電極の上記
他方の側部と反対側の上記制御ゲート電極の側部と、上
記浮遊ゲート電極の上記一方の側部とにそれぞれ対応す
る部分における上記半導体基体中に第2導電型の第1、
第2及び第3の半導体領域がそれぞれ形成されているこ
とを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
[Scope of Claims] A control gate electrode is formed on the floating gate electrode and the semiconductor substrate, spanning one side of the floating gate electrode formed on the semiconductor substrate of a first conductivity type, and the floating gate electrode is formed on the floating gate electrode and the semiconductor substrate. the other side of the control gate electrode opposite to the other side of the floating gate electrode with respect to the one side of the floating gate electrode; and the one side of the floating gate electrode. a first conductivity type of a second conductivity type,
A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that second and third semiconductor regions are respectively formed.
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