JPH0219631B2 - - Google Patents

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JPH0219631B2
JPH0219631B2 JP56199964A JP19996481A JPH0219631B2 JP H0219631 B2 JPH0219631 B2 JP H0219631B2 JP 56199964 A JP56199964 A JP 56199964A JP 19996481 A JP19996481 A JP 19996481A JP H0219631 B2 JPH0219631 B2 JP H0219631B2
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JP
Japan
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substrate
region
conductivity type
memory gate
source
Prior art date
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JPS57145366A (en
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Rajikanan Kamaru
Esu Marutani Jagaa
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Arris Technology Inc
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General Instrument Corp
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Publication date
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Publication of JPH0219631B2 publication Critical patent/JPH0219631B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
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    • H01L29/792Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with charge trapping gate insulator, e.g. MNOS-memory transistors

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気的に書き換え可能なリードオ
ンリーメモリに関し、より特定的には、金属窒化
物酸化物半導体(MNOS)形式の改良された電
気的に書き換え可能なリードオンリーメモリに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to electrically rewritable read-only memories, and more particularly to improved electrically rewritable read-only memories of the metal nitride oxide semiconductor (MNOS) format. Regarding memory.

電気的に書き換え可能なリードオンリメモリ
(EAROM)は、プログラマブルな不揮発性半導
体メモリ装置として用いられている。金属窒化物
酸化物半導体(MNOS)構造からなる個々のメ
モリセルの形態のこのようなメモリ装置は、ソー
ス領域と、ドレイン領域と、たとえば二酸化シリ
コンおよびシリコン窒化物のような絶縁材料の界
面により形成されるメモリゲート領域とを有す
る。EAROM装置は、予め定められたパターン
またはアレーの集積回路(IC)チツプ部品とし
て、高密度に比較的低コストで作られ得る。
Electrically rewritable read-only memory (EAROM) is used as a programmable nonvolatile semiconductor memory device. Such memory devices in the form of individual memory cells consisting of metal nitride oxide semiconductor (MNOS) structures are formed by a source region, a drain region and an interface of an insulating material such as silicon dioxide and silicon nitride. It has a memory gate area. EAROM devices can be fabricated as integrated circuit (IC) chip components in predetermined patterns or arrays at high density and at relatively low cost.

また、ICは、セルの群を選択するための論理
回路、アドレス回路およびデコード回路を含み、
各群は、一般的には、1ワードを構成し、あるい
は個々のセルを選択するものと考えられる。
EAROMは、低電力を要求し、かつメモリセル
のゲート電極に適当な電圧を与えることにより比
較的容易に消去および書込ができる。これは、た
とえばラジオチユーナおよびテレビジヨンチユー
ナ、プログラムストレージ回路などの様々な用途
における広範な利用性を見出した。
The IC also includes a logic circuit, an address circuit, and a decode circuit for selecting a group of cells;
Each group is generally considered to constitute a word or select an individual cell.
EAROM requires low power and is relatively easy to erase and write by applying appropriate voltages to the gate electrodes of the memory cells. It has found wide utility in a variety of applications, such as radio and television tuners, program storage circuits, etc.

この形式のEAROM装置では、どのセルも他
のセルに影響することなく、選択されおよび読出
され、書込まれまたは消去され得るように、各セ
ルは隣のセルから分離されている。この分離は、
しばしば隣接する群のセルの間にチヤンネルスト
ツプを用いることにより与えられる。チヤンネル
ストツプとは、隣接するセル間の半導体装置のサ
ブストレート上の領域であり、関連されていない
ソース−ドレイン拡散領域の間での不所望な関係
を防止するための大きなしきい値電圧を有する。
これは、2個の関連されていないソース−ドレイ
ン拡散領域の間の高度にドープされたサブストレ
ート領域を厚い絶縁材料で覆うことによりなされ
得る。たとえば、Nチヤンネルの装置では、チヤ
ンネルストツプは、厚いフイールド絶縁を有する
P+形式の材料である。しかしながら、このよう
なチヤンネルストツプのような技術でさえ、隣接
するメモリセル(ビツト)もまた、近接するビツ
トの1個の上で実施される書込動作からシールド
されねばならないメモリ装置におけるアイソレー
シヨン問題を完全に解決はしない。
In this type of EAROM device, each cell is isolated from its neighbors so that any cell can be selected and read, written or erased without affecting other cells. This separation is
This is often provided by using channel stops between adjacent groups of cells. A channel stop is a region on a semiconductor device substrate between adjacent cells that has a large threshold voltage to prevent undesirable relationships between unrelated source-drain diffusions. have
This can be done by covering the highly doped substrate region between two unrelated source-drain diffusion regions with a thick insulating material. For example, in an N-channel device, the channel stop has thick field insulation.
P + format material. However, even techniques such as channel stopping require isolation in memory devices where adjacent memory cells (bits) must also be shielded from write operations performed on one of the adjacent bits. It will not completely solve the problem.

EAROM装置では、チヤンネルシールドは、
他の消去されたセルに影響することなしに、消去
された状態から所望のメモリセルのいくつかに選
択的に書込む能力として規定される。言い換えれ
ば、他の近接するビツトが書込まれている間、消
去されたビツトを書込保護する能力である。良好
なチヤンネルシールドが、大きな、高密度のメモ
リ構造において、必要でありかつ望まれている。
このことは装置の利用性を増加させるので、可能
な限り多くの消去−書込サイクルの間にわたり良
好なチヤンネルシールドを維持することが望まれ
ている。
In EAROM devices, the channel shield is
It is defined as the ability to selectively write to some of the desired memory cells from an erased state without affecting other erased cells. In other words, the ability to write protect erased bits while other adjacent bits are being written. Good channel shielding is necessary and desirable in large, high density memory structures.
It is desirable to maintain good channel shielding for as many erase-write cycles as possible, as this increases device utilization.

チヤンネルシールドモードにおいては、(近接
するビツトからチヤンネルシールドされていなけ
ればならない)選択されていない消去されたビツ
トのソースおよびドレイン間の導電経路(チヤネ
ル)は、(NチヤンネルのEAROMに対して約+
25Vの)書込電圧に予充電されている。また、ゲ
ート(ワードライン)もまた、この書込電圧に上
げられており、サブストレートは接地電圧にされ
ている。このように、ソース、ドレインおよびゲ
ートは同一電位であり、ソースおよびドレインの
接合は逆バイアスされている。さもなければこの
特定のビツトに書込むために用いられるたであろ
うゲート電極電流は、逆バイアスされたソースお
よびドレインにより、いまや実質的にシヤントさ
れている。残留ゲート−サブストレート電流によ
るものを除いては、この特定のビツトは書込まれ
ないであろう。この残留ゲート電流の量が小さい
ほど、チヤンネルシールドは良好となる。消去−
書込操作が繰り返されるにつれて、この残留電流
の影響が蓄積し、かつ結果としてビツトはその本
来の消去された状態を失う。それゆえに、消去−
書込の時間および回数がチヤンネルシールドに影
響する。チヤンネルシールドモードにおける残留
ゲート電流を減少させること、したがつてチヤン
ネルシールドが有効である間の消去−書込サイク
ルの数を増加させることが望まれている。
In channel shield mode, the conductive path (channel) between the source and drain of an unselected erased bit (which must be channel shielded from neighboring bits) is approximately +
25V) is precharged to the write voltage. The gate (word line) is also raised to this write voltage and the substrate is at ground voltage. Thus, the source, drain and gate are at the same potential and the source and drain junctions are reverse biased. The gate electrode current that would otherwise be used to write this particular bit is now substantially shunted due to the reverse biased source and drain. This particular bit will not be written except by residual gate-to-substrate current. The smaller the amount of this residual gate current, the better the channel shielding becomes. Erase-
As write operations are repeated, the effects of this residual current accumulate and result in the bit losing its original erased state. Therefore, erasure-
The time and number of writes affect the channel shield. It is desirable to reduce the residual gate current in channel shield mode, and thus increase the number of erase-write cycles during which the channel shield is active.

この発明は、EAROMに関し、より特定的に
は、金属窒化物酸化物半導体(MNOS)形式の
改良されたEAROMに関する。EAROMは、従
来のEAROM装置よりも、より多数の回数の消
去−書込サイクルを通じてスイツチされる能力を
有しつつ、改良されたチヤンネルシールドを有す
る。
This invention relates to EAROMs, and more particularly to improved EAROMs of the metal nitride oxide semiconductor (MNOS) type. EAROM has an improved channel shield while having the ability to be switched through a greater number of erase-write cycles than conventional EAROM devices.

この発明によれば、メモリセルが書込まれてい
る間に、それに隣接のメモリセルが消去された状
態から書込まれた状態へ変化する特有の傾向を減
少させるために、すなわち、チヤンネルシールド
を増加させるために、メモリゲートフイールドは
メモリゲートチヤンネルの下の注入構造を適切に
形成することにより、減少されている。このよう
な形成は、セルのしきい値電圧を実質的に一定に
保ちつつ、ゲートフイールドを減少させるための
実質的に低い表面ドーピング濃度を与えるような
ものである。これは、この発明の好ましい実施例
によれば、メモリゲートチヤンネル内での様々な
不純物物質の2重注入により達成される。まずゲ
ートのしきい値電圧、すなわち装置がある状態か
ら他の状態へ切り換わるときの電圧、を確立する
ために、Nチヤンネル形式の装置ではホウ素のよ
うな適当な物質を注入する。次に、たとえばN−
チヤンネルの装置に対してはリンのような逆導電
形式の不純物材料の第2の注入がある。これは、
元の不純物材料により作り出された表面濃度を減
少させ、かつまた、実質的にしきい値電圧を変化
させることなく、ゲートの下のフイールドを減少
させる。フイールドを減少させることにより、ゲ
ート誘電体内で電荷が動き得る能力を減少させ、
それによりチヤンネルシールドを増加させ、その
結果、乏しいチヤンネルシールドの主因となるゲ
ート−サブストレート電流を減少させる。
According to the invention, in order to reduce the inherent tendency of memory cells adjacent to it to change from an erased state to a programmed state while a memory cell is being programmed, a channel shield is used. To increase the memory gate field, the memory gate field is reduced by appropriately forming an implant structure under the memory gate channel. Such a formation is such as to provide a substantially lower surface doping concentration to reduce the gate field while keeping the threshold voltage of the cell substantially constant. This is achieved according to a preferred embodiment of the invention by dual implantation of various impurity materials within the memory gate channel. First, a suitable material, such as boron, is implanted in N-channel type devices to establish the gate threshold voltage, ie, the voltage at which the device switches from one state to another. Then, for example, N-
For channel devices there is a second implant of an impurity material of the opposite conductivity type, such as phosphorous. this is,
It reduces the surface concentration created by the original impurity material and also reduces the field under the gate without substantially changing the threshold voltage. By reducing the field, we reduce the ability of charge to move within the gate dielectric,
This increases channel shielding and thus reduces gate-to-substrate current, which is the main cause of poor channel shielding.

それゆえに、この発明の主たる目的は、メモリ
ゲートの下における注入分布が、注入分布を適合
させるための適切な不純物材料により2重注入さ
れる、改良されたチヤンネルシールドを有する
EAROMを提供することである。
Therefore, the main object of this invention is to have an improved channel shield in which the implant profile under the memory gate is double implanted with a suitable impurity material to match the implant profile.
Our goal is to provide EAROM.

他の目的は、メモリゲートの下における注入分
布がゲートのフイールドを減少させるように適合
されている、EAROMを提供することである。
Another object is to provide an EAROM in which the implant distribution under the memory gate is adapted to reduce the field of the gate.

さらに他の目的は、メモリゲートの下における
注入分布が、注入分布を適合させるための適切な
不純物材料により二重注入される、改良されたチ
ヤンネルシールドを有するEAROMを提供する
ことである。
Yet another object is to provide an EAROM with an improved channel shield in which the implant profile under the memory gate is double implanted with a suitable impurity material to match the implant profile.

また、他の目的は、メモリゲートの下の構造
が、ホウ素およびリンで二重注入される、改良さ
れたNチヤンネルのEAROMを提供することで
ある。
Another object is to provide an improved N-channel EAROM in which the structure beneath the memory gate is double implanted with boron and phosphorus.

この発明のこれらの目的およびその他の目的
は、以下の説明および添付された図面を参照して
より一層明らかとなるであろう。
These and other objects of the invention will become more apparent with reference to the following description and attached drawings.

第1図を参照して、この発明による、典型的な
完全なEAROMスプリツトゲートメモリセル1
0の断面図が示される。このセルは、大きく拡大
されておりかつ正確には描かれていない。ただ1
個のメモリセルが説明される。このようなセルが
多数あり、これらは通常は群またはワード内で配
列されており、かつ論理、デコードおよびアドレ
スのための様々な他の半導体回路とともに、半導
体製造業において従来のように、同時に形成され
ることが理解されるべきである。これらは、この
発明の部分を形成するものではないため示されな
い。
Referring to FIG. 1, a typical complete EAROM split gate memory cell 1 according to the present invention
A cross-sectional view of 0 is shown. This cell is greatly enlarged and not accurately drawn. Just 1
memory cells are described. There are large numbers of such cells, usually arranged in groups or words, and together with various other semiconductor circuits for logic, decoding and addressing, formed simultaneously, as is conventional in the semiconductor manufacturing industry. It should be understood that These are not shown as they do not form part of this invention.

P−MNOS装置もまた作られ得るが、
EAROMセル10は、N−MNOS形式のもので
例示される。EAROMセル10は、たとえばヒ
素のようなN型不純物で適切にドープされた、た
とえばシリコンのような適当な材料からなるサブ
ストレート12を含む。サブストレート12は、
その上で成長され、かつたとえばホウ素のような
P型不純物材料を含むエピタキシヤル層14のた
めのサポートを与える。層14における不純物量
は、たとえば、ほぼ1×1015原子/cm3から約1×
1016原子/cm3のオーダであり得る。このセルは、
エピタキシヤル層14を通りサブストレート内に
拡散される、各側でのアイソレーシヨン拡散部1
6により分離される。このアイソレーシヨン拡散
部は、N型不純物領域である。
P-MNOS devices can also be made, but
The EAROM cell 10 is exemplified as an N-MNOS type cell. EAROM cell 10 includes a substrate 12 of a suitable material, such as silicon, suitably doped with an N-type impurity, such as arsenic. Substrate 12 is
Provides support for an epitaxial layer 14 grown thereon and containing P-type impurity material, such as boron. The amount of impurity in the layer 14 is, for example, from approximately 1×10 15 atoms/cm 3 to approximately 1×
It can be on the order of 10 16 atoms/cm 3 . This cell is
Isolation diffusions 1 on each side diffused into the substrate through the epitaxial layer 14
separated by 6. This isolation diffusion portion is an N-type impurity region.

1対の接合領域20,22は、サブストレート
のエピタキシヤル層14内の拡散によつて形成さ
れ、ソースおよびドレインを形成する。双方の接
合領域20および22は、N型不純物によりドー
プされる。拡散領域20,22を形成する方法は
この技術分野において周知であり、たとえばイオ
ン注入のようなすべての従来の方法が用いられ得
る。ソースおよびドレインの拡散チヤンネルは、
約1019原子/cm3ないし約1021原子/cm3のオーダの
不純物量を有する、イオン注入されたヒ素/リン
である。
A pair of junction regions 20, 22 are formed by diffusion in the epitaxial layer 14 of the substrate and form the source and drain. Both junction regions 20 and 22 are doped with N-type impurities. Methods of forming diffusion regions 20, 22 are well known in the art, and any conventional method may be used, such as ion implantation. The source and drain diffusion channels are
The implanted arsenic/phosphorus has an impurity level on the order of about 10 19 atoms/cm 3 to about 10 21 atoms/cm 3 .

フイールド酸化物と呼ばれ、かつたとえば数千
オングストロームの厚みの二酸化シリコンであ
る、厚い絶縁材料26の領域は、サブストレート
のエピタキシヤル層14の上部表面上で、各拡散
領域20,22の外側端縁に形成される。これ
は、あるメモリセルを次のメモリセルから分離
し、かつチヤンネルストツプ領域を形成する。開
口が、ソースおよびドレイン20,22との電気
的な接触を作るための各電極50および52のた
めに、フイールド酸化物層26を通り備えられて
いる。電極50,52は、たとえばアルミニウム
のようないずれかの適切な材料から構成され得
る。
A region of thick insulating material 26, called field oxide and for example silicon dioxide several thousand angstroms thick, is located at the outer edge of each diffusion region 20, 22 on the top surface of epitaxial layer 14 of the substrate. Formed at the edges. This separates one memory cell from the next and forms a channel stop region. An opening is provided through the field oxide layer 26 for each electrode 50 and 52 to make electrical contact with the source and drain 20,22. Electrodes 50, 52 may be constructed of any suitable material, such as aluminum.

セルのメモリゲート領域30は、フイールド酸
化物層26の2個の垂直な障壁29の間に位置さ
れている。領域30は、ゲート酸化物と呼ばれる
数百オングストロームの厚みの二酸化シリコンの
ような絶縁材料からなるスプリツトゲート領域3
2を、その各側部に有している。2個のスプリツ
トゲート酸化物領域32の間には、二酸化シリコ
ン(SiO2)のような絶縁材料からなるトンネル
ゲート層36がその上に位置されている、トンネ
ル領域34が存在する。非トンネルスプリツトゲ
ート32とトンネル層36との相対的な厚みは、
たとえば、前者では約400Åから約600Åであり、
後者では約10Åから約40Åである。これらの厚み
は、装置のスイツチング特性およびメモリの保持
力特性を制御する。
The memory gate region 30 of the cell is located between two vertical barriers 29 of field oxide layer 26 . Region 30 is a split gate region 3 of an insulating material, such as silicon dioxide, several hundred angstroms thick, called gate oxide.
2 on each side thereof. Between the two split gate oxide regions 32 is a tunnel region 34 over which is disposed a tunnel gate layer 36 of an insulating material such as silicon dioxide (SiO 2 ). The relative thickness of non-tunnel split gate 32 and tunnel layer 36 is:
For example, the former ranges from about 400 Å to about 600 Å;
The latter ranges from about 10 Å to about 40 Å. These thicknesses control the switching characteristics of the device and the retention characteristics of the memory.

窒化シリコン(Si3N4)のような絶縁材料から
なる層40が、ソースおよびドレイン電極50,
52の下でフイールド酸化物層26の上部に、か
つメモリセル領域30内でスプリツトゲート領域
32およびトンネル領域34の上方に、設けられ
る。窒化物層は、約300Åから約600Åの範囲の厚
みを有している。SiO2およびSi3O4からなる結晶
構造のために、電荷蓄積領域は、トンネルゲート
領域層36および窒化物層40の界面46で形成
される。電荷蓄積領域もまた、窒化物層40に一
定の距離で延びている。この構造を完成させるた
めに、ゲート電極54は、これはアルミニウムか
らなるが、メモリセル領域内の窒化物層40の上
部に配置される。
A layer 40 of an insulating material, such as silicon nitride (Si 3 N 4 ), connects the source and drain electrodes 50,
52 and on top of field oxide layer 26 and in memory cell region 30 and above split gate region 32 and tunnel region 34. The nitride layer has a thickness ranging from about 300 Å to about 600 Å. Due to the crystal structure of SiO 2 and Si 3 O 4 , a charge storage region is formed at the interface 46 of tunnel gate region layer 36 and nitride layer 40 . A charge storage region also extends a distance into the nitride layer 40. To complete this structure, a gate electrode 54, made of aluminum, is placed on top of the nitride layer 40 in the memory cell area.

ソースおよびドレインチヤンネル20,22の
間のゲート領域内のエピタキシヤル層14に、逆
の導電形式の不純物材料が注入される。これら
は、たとえばNチヤンネルの装置では、第1の材
料としてホウ素および第2の材料としてリンまた
はヒ素である。ホウ素の注入量およびエネルギが
Nチヤンネルの装置のしきい値電圧を制御し、他
方リンまたはヒ素の注入はチヤンネルシールドを
改良するのに用いられる。不純物の二重注入は、
ゲート領域におけるフイールドを減少し、かつそ
れによつて、チヤンネルシールドを改善する。こ
のことは以下において説明される。
Impurity materials of opposite conductivity type are implanted into the epitaxial layer 14 in the gate region between the source and drain channels 20,22. These are, for example, boron as the first material and phosphorus or arsenic as the second material in an N-channel device. Boron implant dose and energy control the threshold voltage of the N-channel device, while phosphorus or arsenic implants are used to improve the channel shield. Double injection of impurities is
Reduces the field in the gate region and thereby improves channel shielding. This will be explained below.

第1図のEAROMの全体の操作において、ド
レインおよびソースが接地電位であることを考慮
する。適当な量および極性の電圧が、ゲート電極
54に加えられるならば、反対の極性の電荷が、
サブストレートのエピタキシヤル層から引出され
るであろう。たとえば、ゲート電極54に印加さ
れる負の電圧によつて、正の電荷のキヤリア(ホ
ール)がサブストレート14から二酸化シリコン
トンネル層36を通りトンネル動作させかつ界面
46でおよび窒化物層内へ一定の距離で捕捉され
る。二酸化シリコン−シリコン窒化物は、極端に
大きな絶縁体であるので、電荷は極端に長い期間
の間捕捉され続ける。NチヤンネルのEAROM
は、たとえばゲート電極54に対して+25ボルト
の正電圧を加えることにより、低導通状態に書込
まれ(あるいはオフにされ)る。このことは、負
の電荷を、二酸化シリコン−シリコン窒化物界面
に有効に蓄積させる。この負の電荷は、装置のし
きい値をより正のレベルに動かす。この書込状態
では、EAROMは、エンハンスメントモードで
動作し、すなわち、正の電荷がソースおよびドレ
イン間の導通チヤンネルを確立するためにゲート
に加えられねばならない。Nチヤンネルの
EAROMに対する典型的な書込状態のしきい値
は、約6ボルトである。
In the overall operation of the EAROM of FIG. 1, consider that the drain and source are at ground potential. If a voltage of the appropriate amount and polarity is applied to the gate electrode 54, a charge of opposite polarity will
It will be drawn from the epitaxial layer of the substrate. For example, a negative voltage applied to gate electrode 54 causes positive charge carriers (holes) to tunnel from substrate 14 through silicon dioxide tunnel layer 36 and into the nitride layer at interface 46 and into the nitride layer. captured at a distance of Because silicon dioxide-silicon nitride is an extremely large insulator, charge remains trapped for extremely long periods of time. N channel EAROM
is written to a low conduction state (or turned off) by applying a positive voltage of, for example, +25 volts to gate electrode 54. This effectively causes negative charge to accumulate at the silicon dioxide-silicon nitride interface. This negative charge moves the device's threshold to a more positive level. In this write state, the EAROM operates in enhancement mode, ie, a positive charge must be applied to the gate to establish a conduction channel between source and drain. N channel's
A typical write state threshold for EAROM is approximately 6 volts.

この装置は、ゲート電極54に(−25ボルトの
ような)負の電圧を付加することにより、低しき
い値状態すなわち高導通状態に、消去される。こ
の負の電圧は、界面46に正の電荷(ホール)を
引き出し、この界面46は、代わりに、メモリゲ
ート36の下に導通チヤンネルを確立する。消去
された状態では、メモリゲート36の下の領域
は、デプリーシヨンモードで動作し、それゆえ
に、エンハンスメント装置として動作する2個の
非メモリ領域32は直列に接続される。
The device is erased to a low threshold or high conduction state by applying a negative voltage (such as -25 volts) to gate electrode 54. This negative voltage draws positive charges (holes) to the interface 46, which in turn establishes a conduction channel under the memory gate 36. In the erased state, the area under the memory gate 36 operates in depletion mode, thus the two non-memory areas 32 acting as enhancement devices are connected in series.

消去状態のしきい値は、それゆえに、メモリセ
ルの非メモリ領域内のゲートの厚みにより決定さ
れる。消去された状態のしきい値電圧は、1.5ボ
ルトのオーダである。書込しきい値電圧と消去し
きい値電圧との間のかなり大きな差、すなわち窓
によつて信頼性あるデータデコーデイングが可能
となる。
The erased state threshold is therefore determined by the thickness of the gate in the non-memory region of the memory cell. The erased state threshold voltage is on the order of 1.5 volts. A fairly large difference, or window, between the write and erase threshold voltages allows reliable data decoding.

装置が、適切な不純物をゲート領域の下のシリ
コンに注入することにより、ある状態(オン/オ
フ)から他の状態(オフ/オン)へ切替わるとき
のしきい値電圧VTを制御することは公知である。
たとえば、Nチヤンネルの装置では、ホウ素の注
入を増加させることは装置をエンハンスメントモ
ードに動かし、すなわちしきい値がより正にな
る。Pチヤンネルの装置では、ホウ素は逆の効果
を有し、すなわちボロンの注入の増加は、Pチヤ
ンネルの装置を、エンハンスメントモードからデ
プリーシヨンモードの装置に変換し得る(しきい
値は、正ではなく、結果として負になる。)。
Controlling the threshold voltage V T at which the device switches from one state (on/off) to another (off/on) by implanting appropriate impurities into the silicon beneath the gate region is publicly known.
For example, in an N-channel device, increasing the boron implant moves the device into enhancement mode, ie, the threshold becomes more positive. In P-channel devices, boron has the opposite effect, i.e. increasing boron implantation can transform the P-channel device from an enhancement mode to a depletion mode device (the threshold is (The result is negative.)

第2図を参照して、グラフが、二酸化シリコン
のメモリゲート層36とシリコンからなるサブス
トレートのエピタキシヤル層14との間の界面6
0を示す垂直な直線とともに、装置のサブストレ
ートへの距離の関数として、縦軸に不純物濃度を
プロツトして示されている。
Referring to FIG. 2, the graph shows an interface 6 between a memory gate layer 36 of silicon dioxide and an epitaxial layer 14 of a silicon substrate.
The impurity concentration is plotted on the vertical axis as a function of the distance of the device to the substrate, with a vertical line indicating zero.

実線の曲線62は、NチヤンネルのEAROM
のメモリゲートの下のホウ素の注入による不純物
濃度を示す。注目されるように、ホウ素不純物濃
度のピークは、界面60によりやや下にある。
The solid curve 62 is the N-channel EAROM.
shows the impurity concentration due to boron implantation under the memory gate of . As noted, the peak of the boron impurity concentration is slightly below the interface 60.

チヤンネルシールドモードにおいては、消去さ
れたメモリのトランジスタのゲートおよびドレイ
ンは、N−EAROMSのためのほぼ+25ボルトの
書込電圧にバイアスされており、ソースは浮動さ
れている。消去されたNチヤンネルのメモリゲー
ト領域36は、デプリーシヨン装置であり、かつ
エンハンスメント非メモリゲート領域32は+
25Vにオンにされているので、ゲートおよびドレ
インが+25ボルトにバイアスされているときに
は、ソースもまた+25ボルトに浮動する。このこ
とは、ソースおよびドレインが、サブストレート
に関して逆バイアスされており、かつソース−ゲ
ート−ドレインが等しい電位にあることを意味す
る。
In channel shield mode, the gates and drains of the erased memory transistors are biased to approximately +25 volts write voltage for N-EAROMS, and the sources are floated. The erased N-channel memory gate region 36 is a depletion device, and the enhancement non-memory gate region 32 is a +
It is turned on to 25V, so when the gate and drain are biased to +25 volts, the source will also float to +25 volts. This means that the source and drain are reverse biased with respect to the substrate and that source-gate-drain are at equal potential.

ソース、ゲートおよびドレインが同一の電位に
あるので、消去された状態が保たれることがまず
に考えられるであろう反面、シリコン内の反転層
において終了するメモリゲート領域内の電場は、
窒化物層内の電荷を再び移動させる。ゲートはシ
リコンに関して正にバイアスされているので、二
酸化シリコン−窒化物界面(消去された状態での
装置を思い起こされたい)において捕捉されたホ
ールは、シリコン内に注入されることができ、か
つこの反転層からの電子は、メモリの界面に注入
され得る。
While one would initially think that the erased state would remain since the source, gate and drain are at the same potential, the electric field in the memory gate region terminating at the inversion layer in the silicon
Transferring the charge within the nitride layer again. Since the gate is positively biased with respect to the silicon, holes trapped at the silicon dioxide-nitride interface (recall the device in the erased state) can be injected into the silicon, and this Electrons from the inversion layer can be injected into the memory interface.

一定の期間にわたり、装置は、結果的に、この
ような電荷の動きのために書込されかつしたがつ
て、チヤンネルシールド問題を提起する。この問
題を減少させるために、この電荷の動きを引き起
こすメモリ状態での電界が可能な限り小さくされ
るべきである。このことはシリコン内のドーパン
等の表面濃度を低下させることにより達成され得
る。しかしながら、表面のドーピングを任意に減
少すれば、消去−書込窓、すなわち、消去しきい
値電圧および書込しきい値電圧の差は、スプリツ
トゲート装置のためにより小さくなり、それによ
つて消去−書込に際して問題が生じ得る可能性が
あるであろう。これは望ましくない。この目的
は、しきい値を同一の値に保ちしかもより大きな
チヤンネルシールドを達成することである。
Over a period of time, the device is eventually written to due to such charge movement and thus poses a channel shielding problem. To reduce this problem, the electric field at the memory state that causes this charge movement should be made as small as possible. This can be accomplished by reducing the surface concentration of dopant or the like within the silicon. However, if the surface doping is arbitrarily reduced, the erase-write window, i.e., the difference between the erase and write threshold voltages, becomes smaller for the split-gate device, thereby making the erase - There may be problems when writing. This is undesirable. The purpose is to keep the threshold the same value and yet achieve greater channel shielding.

一般的には、チヤンネルシールドは、窒化物層
40の厚さおよびシリコン14内の不純物表面濃
度に依存する。エピタキシヤル層の表面における
不純物濃度が高ければ高いほど、電界強度が大き
くなり、窒化物層の電荷の励起レベルが高くなり
電荷が窒化物層から隣のセルへ移動し、当該セル
は消去された状態に、消去状態の隣のセルは書込
まれた状態に反転しやすくなる。それゆえに、不
純物の濃度の最大点が界面60よりもさらに下に
ある点までシフトされるのが望ましい。これを達
成するために、たとえばリンのような逆導電形式
の不純物もまたSi−SiO2界面60の非常に近く
に注入される。リンは導電率の観点からホウ素に
対し逆方向に作用する。より有効には、それは表
面不純物濃度のピークをさらに右へシフトさせ、
すなわち、さらにエピタキシヤル層の方へシフト
させ、不純物の表面濃度を表面で小さくさせる。
2個の不純物の濃度は加算的よりもむしろ減算的
であり、曲線62よりもむしろ曲線66を形成
し、すなわち、表面濃度は界面で低下される。
In general, channel shielding depends on the thickness of nitride layer 40 and the surface concentration of impurities within silicon 14. The higher the impurity concentration at the surface of the epitaxial layer, the greater the electric field strength and the higher the excitation level of the charge in the nitride layer, the more the charge is transferred from the nitride layer to the neighboring cell and the cell in question is erased. In this state, cells adjacent to the erased state are likely to be inverted to the written state. It is therefore desirable that the maximum point of impurity concentration be shifted to a point further below the interface 60. To achieve this, impurities of the opposite conductivity type, such as phosphorus, are also implanted very close to the Si-SiO 2 interface 60. Phosphorus acts in the opposite direction to boron in terms of electrical conductivity. More effectively, it shifts the surface impurity concentration peak further to the right,
That is, the impurity is further shifted toward the epitaxial layer, and the surface concentration of impurities is reduced at the surface.
The concentrations of the two impurities are subtractive rather than additive, forming curve 66 rather than curve 62, ie, the surface concentration is reduced at the interface.

リンを付加的に浅く注入しても、デイプリーシ
ヨン層の幅は大きく変化しない。このデイプリー
シヨン層の幅は斜線でハツチングされた部分68
により示される。それゆえに、しきい値電圧VT
は、実質的に同一のままであり、かつ消去しきい
値電圧と書込しきい値電圧との間の差(窓)もま
た明確に一定に維持される。
Additional shallow implants of phosphorus do not significantly change the width of the depletion layer. The width of this depletion layer is the hatched part 68
It is shown by. Therefore, the threshold voltage V T
remains substantially the same, and the difference (window) between erase and write threshold voltages also remains distinctly constant.

本質的に、リンを用いることにより表面におけ
るホウ素が補償される。ゲートおよびシリコン間
の電界は、表面の不純物濃度に依存する。表面濃
度が減少するにしたがつて、電界もまた減少し、
かつ、それゆえに、チヤンネルシールドが前述さ
れたように改善される。
Essentially, the use of phosphorus compensates for boron at the surface. The electric field between the gate and silicon depends on the surface impurity concentration. As the surface concentration decreases, the electric field also decreases,
And therefore the channel shielding is improved as described above.

第3A図ないし第3F図は、製造における様々
な段階のこの装置を示す。N型不純物サブストレ
ート12は、P型の材料からなるエピタキシヤル
成長されたサブストレート層14に対して機械的
剛性をP型の材料のサブストレート層では、拡散
によりN型の材料からなる分離チヤンネルストツ
プ16が成長される。従来の酸化技術により、エ
ピタキシヤル層14の全表面を横切り二酸化シリ
コンの層19が成長される。
Figures 3A-3F show this device at various stages in its manufacture. The N-type impurity substrate 12 provides mechanical stiffness to the epitaxially grown substrate layer 14 of P-type material by diffusion into a separation channel of N-type material in the substrate layer of P-type material. Stop 16 is grown. A layer 19 of silicon dioxide is grown across the entire surface of epitaxial layer 14 using conventional oxidation techniques.

次にソースおよびドレイン領域20および22
が、適切な拡散方法により層14内に配置され
る。これは、従来の方法で酸化物層19を通して
なされる。ソースおよびドレイン領域20および
22は、N型不純物材料である。
Then source and drain regions 20 and 22
is placed in layer 14 by a suitable diffusion method. This is done through oxide layer 19 in a conventional manner. Source and drain regions 20 and 22 are N-type impurity material.

第3C図で示されるように、フイールド酸化物
層26を作るために、前の酸化物の上部表面に、
他の酸化物層が付着される。これは、従来の方法
の熱分解反応によりなされる。フイールド酸化物
層は、充分に厚く、たとえば約1ないし2ミクロ
ンである。
To create a field oxide layer 26, as shown in FIG. 3C, on the top surface of the previous oxide,
Another oxide layer is deposited. This is done by a pyrolysis reaction in a conventional manner. The field oxide layer is sufficiently thick, for example about 1 to 2 microns.

第3D図で示されるように、フイールド酸化物
層26は、メモリセル領域30を規定する垂直方
向に上方に延びる壁29を形成するためにエツチ
ングされる。エツチングされた領域30では、約
400ないし600Åのゲート酸化物32が熱的に成長
される。メモリ領域34は、次に、フオトリソグ
ラフ技術により画成される。
As shown in FIG. 3D, field oxide layer 26 is etched to form vertically upwardly extending walls 29 that define memory cell region 30. As shown in FIG. In the etched area 30, approximately
A 400 to 600 Å gate oxide 32 is thermally grown. The memory area 34 is then defined using photolithographic techniques.

不純物の注入は、領域30および34において
起こり、領域34における注入は、メモリの特性
およびチヤンネルシールドの性質を制御するの
で、最も重要である。これは、たとえばイオン注
入によりなされる。典型的な注入量は、 ホウ素:35KeVで典型的には 5.5×1012cm-3 リン:80KeVで典型的には 1.7×1012cm-3 である。この領域34は、メモリのゲート領域の
トンネル領域を形成するために、エピタキシヤル
層14の表面までエツチングされる。
Impurity implants occur in regions 30 and 34, with the implant in region 34 being the most important as it controls the characteristics of the memory and the properties of the channel shield. This is done, for example, by ion implantation. Typical implant doses are: Boron: 35KeV, typically 5.5×10 12 cm −3 Phosphorus: 80KeV, typically 1.7×10 12 cm −3 . This region 34 is etched to the surface of the epitaxial layer 14 to form a tunnel region for the gate region of the memory.

トンネル領域34では、10ないし40Åの範囲の
厚みの二酸化シリコンの層36が成長される。こ
れは、シリコンサブストレートとともに酸素の熱
反応により成長される。これは大気圧でなされる
ことができ、あるいは、装置のメモリ特性を改善
するために、トンネル酸化物層は、低圧酸化反応
により成長され得る。このことは、同一の譲受人
に譲渡された、1980年2月12日に出願された係属
中のアメリカ合衆国特許出願連続番号第120791号
において述べられている。
In the tunnel region 34, a layer 36 of silicon dioxide is grown with a thickness in the range of 10 to 40 Å. It is grown by a thermal reaction of oxygen with a silicon substrate. This can be done at atmospheric pressure, or alternatively, to improve the memory properties of the device, the tunnel oxide layer can be grown by a low pressure oxidation reaction. This is discussed in pending United States Patent Application Serial No. 120791, filed February 12, 1980, and assigned to the same assignee.

次に、シリコン窒化物の層40が、全装置を覆
うように付着される。これは、好ましくは、化学
的蒸着技術によりなされる。好ましい方法では、
アンモニアガス(NH3)が、ジクロルシラン
(SiH2Cl2)のような、他の気体とともに、低速
かつ低圧で炉に流し込まれる。アンモニアガスお
よびジクロルシランガスの流れは、窒化物層が所
望の厚みに達するまで実施される。たとえば、こ
のことはいずれの所においても300Åから600Åで
ある。アンモニアのシランに対する比率は、約
50:1の範囲である。
A layer of silicon nitride 40 is then deposited over the entire device. This is preferably done by chemical vapor deposition techniques. In a preferred method,
Ammonia gas (NH 3 ) is flowed into the furnace at low speed and pressure along with other gases, such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ). The flow of ammonia gas and dichlorosilane gas is carried out until the nitride layer reaches the desired thickness. For example, this is anywhere from 300 Å to 600 Å. The ammonia to silane ratio is approximately
The range is 50:1.

窒化物層40の付着は、トンネルゲート領域の
二酸化シリコン層34と窒化物層40との間のメ
モリのチヤンネル領域内に界面46を形成する。
その後に界面46で電荷が蓄積される、薄い酸化
物層34を通るトンネリングは、先に述べられた
ように、メモリの特性を生み出す。
Deposition of nitride layer 40 forms an interface 46 in the memory channel region between silicon dioxide layer 34 and nitride layer 40 in the tunnel gate region.
Tunneling through the thin oxide layer 34, with subsequent charge accumulation at the interface 46, produces the memory properties as previously discussed.

第1図は、先に述べられたように、完成された
装置を示す。窒化物層および酸化物層を通り、ソ
ース領域およびドレイン領域への接触ホールをエ
ツチングする中間のステツプは、除かれていた。
装置を完成させるために、ソース20およびドレ
イン22のための金属電極50および52ならび
にメモリゲート領域34のための電極54が、次
に、たとえば適当な蒸着技術により配置され、か
つフオトリソグラフ技術により形成される。
FIG. 1 shows the completed device, as previously described. The intermediate step of etching contact holes through the nitride and oxide layers to the source and drain regions was eliminated.
To complete the device, metal electrodes 50 and 52 for source 20 and drain 22 and electrode 54 for memory gate region 34 are then deposited, for example by suitable vapor deposition techniques, and formed by photolithographic techniques. be done.

不純物の二重注入の使用は、単一の注入のみが
実施されていた装置に比べて、EAROMのチヤ
ンネルシールド能力を増加させる。
The use of double implants of impurities increases the channel shielding capability of the EAROM compared to devices where only a single implant was performed.

この発明は、スプリツトゲート形式の
EAROM装置に関して述べられてきた。フラツ
トゲートの装置においても使用され得る。フラツ
トゲート装置においては、スプリツトゲート領域
32は存在しない。代わりに、メモリチヤンネル
領域が、垂直壁29の間の全領域30に延びる。
This invention utilizes a split gate type
It has been described with respect to EAROM devices. It can also be used in flat gate devices. In a flat gate device, split gate region 32 is not present. Instead, the memory channel area extends over the entire area 30 between the vertical walls 29.

また、この発明はNチヤンネルのEAROMに
関して述べられてきた。Pチヤンネルの装置で
は、同一の効果が達成されるはずならば、そのと
きにはVTを制御するための濃度の重要な不純物
濃度は、たとえばリンまたはヒ素のいずれかであ
るだろう。濃度のピークをシフトさせるために
は、たとえばホウ素が用いられるであろう。
The invention has also been described with respect to N-channel EAROM. In a P channel device, if the same effect were to be achieved, then the critical impurity concentration for controlling V T would be, for example, either phosphorus or arsenic. For example, boron may be used to shift the concentration peak.

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

第1図は、この発明による完全なスプリツトゲ
ートタイプのEAROMのセルの側面断面図であ
る。第2図は、二重注入によりもたらされた不純
物の表面濃度の効果を示すグラフである。第3A
図ないし第3F図は、製造の様々な段階における
スプリツトゲート形式のEAROMを示す図であ
る。 図において、10はEAROMスプリツトゲー
トメモリセル、12はサブストレート、14はエ
ピタキシヤル層、16はアイソレーシヨン拡散
部、19は酸化物層、20はソース領域、22は
ドレイン領域、26はフイールド酸化物層、29
は垂直障壁、30はセルのメモリゲート領域、3
2はスプリツトゲート領域、34はトンネル領
域、36はトンネルゲート層、40は窒化物層、
46は界面、50,52は電極、54はゲート電
極、60は界面を示す。
FIG. 1 is a side cross-sectional view of a complete split gate type EAROM cell according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing the effect of surface concentration of impurities produced by double implantation. 3rd A
Figures 3-3F illustrate a split-gate EAROM at various stages of manufacture. In the figure, 10 is an EAROM split gate memory cell, 12 is a substrate, 14 is an epitaxial layer, 16 is an isolation diffusion, 19 is an oxide layer, 20 is a source region, 22 is a drain region, and 26 is a field. oxide layer, 29
3 is a vertical barrier, 30 is a memory gate region of a cell, and 3 is a vertical barrier.
2 is a split gate region, 34 is a tunnel region, 36 is a tunnel gate layer, 40 is a nitride layer,
46 is an interface, 50 and 52 are electrodes, 54 is a gate electrode, and 60 is an interface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第1の導電形式の材料からなるサブストレー
トと、 前記サブストレート内の第2の導電形式からな
るソース領域およびドレイン領域と、 前記ソース領域およびドレイン領域の間に形成
されるメモリゲート領域とを備え、前記ソース領
域およびドレイン領域は、前記メモリゲート領域
内の前記サブストレート上の絶縁材料の2個の相
互に重なつた層を含んでおり、電荷が前記2層の
界面で蓄積されることができ、電極が前記ソー
ス、ドレインおよび前記ゲート領域の絶縁材料の
上部層に接続されており、 前記メモリゲート領域内の前記サブストレート
は、前記サブストレートよりも高い導電率をもつ
た前記第1の導電形式の第1の領域を形成する第
1の導電形式の第1の不純物材料と、前記第1の
領域の上に前記サブストレートの前記表面に隣接
して配置された前記第1の導電形式の第2の領域
を形成する前記第1の導電形式とは反対の第2の
導電形式の第2の不純物材料とを前記サブストレ
ートの内部に有しており、前記第2の領域は、前
記サブストレートの前記メモリゲート領域の中に
おいて不純物の面濃度の分布を比較的浅く形成す
るように、前記第1の領域よりも低い導電率を有
する、電気的に書換え可能なリードオンリメモリ
装置。 2 前記2個の重なつた層は、前記サブストレー
ト上の二酸化シリコンからなる層と、二酸化シリ
コンからなる前記層の上部のシリコン窒化物から
なる層とを備える、特許請求の範囲第1項記載の
装置。 3 前記第1の不純物材料は、書込状態に装置を
置くための所望のしきい値電圧を得るために、前
記メモリゲート領域内でサブストレートにドープ
する、特許請求の範囲第1項記載の装置。 4 前記第1の不純物の導電形式は、ソース領域
およびドレイン領域の導電形式と逆である、特許
請求の範囲第3項記載の装置。 5 前記第2の不純物の導電形式は、ソース領域
およびドレイン領域の導電形式と同一である、特
許請求の範囲第4項記載の装置。 6 前記サブストレートはP型導電形式の材料か
らなり、前記ソースおよびドレインはN型導電材
料からなる、特許請求の範囲第1項記載の装置。 7 前記メモリゲート領域のサブストレート内の
前記第1の不純物材料は、P型材料であり、前記
第2の不純物材料は、N型からなる、特許請求の
範囲第6項記載の装置。 8 前記メモリゲート領域のサブストレートは、
前記第1の不純物材料としてのホウ素でドープさ
れる、特許請求の範囲第7項記載の装置。 9 前記第2の不純物材料は、リンおよびヒ素か
らなるグループから選択される、特許請求の範囲
第8項記載の装置。 10 ホウ素は、所望の書込状態のしきい値電圧
を得るために、イオン注入によりメモリゲートの
下にサブストレート内で注入される、特許請求の
範囲第7項記載の装置。 11 ホウ素は、エネルギ30ないし40KeVで、
約5×1012cm-3から約17×1012cmまでの範囲で、
イオン注入によりサブストレート内に注入され
る、特許請求の範囲第10項記載の装置。 12 前記メモリゲート領域のサブストレート内
では、第2の不純物材料は、リンであり、エネル
ギが70ないし80KeVで、約1×1012ないし約2×
1012cm-3の範囲で、イオン注入により注入され
る、特許請求の範囲第10項記載の装置。 13 第1の導電形式の材料からなるサブストレ
ートを準備するステツプと、 前記サブストレート内に第2の導電形式のソー
ス領域およびドレイン領域を形成するステツプ
と、 前記サブストレート上で絶縁材料からなる2個
の重なつた層の前記ソースおよびドレインの間に
メモリゲート領域を形成して電荷が前記2個の層
の界面において蓄積されることができるように
し、前記ソース、ドレインおよび前記ゲート領域
の絶縁材料からなる上部層に電極を接続するステ
ツプと、 前記メモリゲート領域内の前記サブストレート
へ前記第1の導電形式の第1の不純物材料を与え
て前記サブストレートよりも高い導電率を持つた
第1の導電形式の第1の領域を形成し、前記第1
の領域の上の前記サブストレートの表面に隣接し
た領域に前記第1の導電形式とは反対の第2の導
電形式の第2の不純物材料を与えて前記第1の導
電形式の第2の領域を形成し、前記第2の領域の
導電率を前記第1の領域の導電率よりも低くする
ことによつて、前記サブストレートの前記メモリ
ゲート領域の中において不純物の面濃度の分布を
形成させるステツプとを備える、電気的に書換え
可能なリードオンリメモリの製造方法。
Claims: 1. A substrate comprising a material of a first conductivity type, a source region and a drain region comprising a second conductivity type within the substrate, and a substrate formed between the source region and the drain region. a memory gate region, wherein the source and drain regions include two mutually overlapping layers of insulating material on the substrate in the memory gate region, and the charge is disposed between the two layers. electrodes are connected to an upper layer of insulating material of the source, drain and gate regions, the substrate in the memory gate region having a higher electrical conductivity than the substrate; a first impurity material of a first conductivity type forming a first region of the first conductivity type having a second impurity material of a second conductivity type opposite to the first conductivity type forming a second region of the first conductivity type; A second region is electrically rewritable and has a lower conductivity than the first region to form a relatively shallow areal concentration distribution of impurities in the memory gate region of the substrate. read-only memory device. 2. The two superimposed layers comprise a layer of silicon dioxide on the substrate and a layer of silicon nitride on top of the layer of silicon dioxide. equipment. 3. The method of claim 1, wherein the first impurity material is doped into the substrate in the memory gate region to obtain a desired threshold voltage for placing the device in a write state. Device. 4. The device of claim 3, wherein the conductivity type of the first impurity is opposite to the conductivity type of the source and drain regions. 5. The device of claim 4, wherein the conductivity type of the second impurity is the same as the conductivity type of the source and drain regions. 6. The device of claim 1, wherein the substrate is of P-type conductivity type material and the source and drain are of N-type conductivity material. 7. The device of claim 6, wherein the first impurity material in the substrate of the memory gate region is a P-type material and the second impurity material is of the N-type. 8. The substrate of the memory gate region is:
8. Device according to claim 7, doped with boron as said first impurity material. 9. The apparatus of claim 8, wherein the second impurity material is selected from the group consisting of phosphorus and arsenic. 8. The device of claim 7, wherein 10 boron is implanted in the substrate under the memory gate by ion implantation to obtain the desired written state threshold voltage. 11 Boron has an energy of 30 to 40 KeV,
In the range from about 5 x 10 12 cm -3 to about 17 x 10 12 cm,
11. The device of claim 10, wherein the device is implanted into the substrate by ion implantation. 12 In the substrate of the memory gate region, the second impurity material is phosphorous and has an energy of 70 to 80 KeV and a concentration of about 1×10 12 to about 2×
11. The device of claim 10, wherein the implantation is performed by ion implantation in the range of 10 12 cm -3 . 13 providing a substrate of a first conductivity type material; forming source and drain regions of a second conductivity type within said substrate; forming a memory gate region between the source and drain of the overlapping layers to allow charge to accumulate at the interface of the two layers; connecting an electrode to an upper layer of material; and applying a first impurity material of the first conductivity type to the substrate in the memory gate region to have a higher conductivity than the substrate. forming a first region of one conductivity type;
a second region of the first conductivity type by providing a second impurity material of a second conductivity type opposite to the first conductivity type in a region adjacent the surface of the substrate over the region of the first conductivity type; and forming a planar concentration distribution of impurities in the memory gate region of the substrate by making the conductivity of the second region lower than the conductivity of the first region. A method of manufacturing an electrically rewritable read-only memory, comprising steps.
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