JPH0362575A - 不揮発性メモリ - Google Patents

不揮発性メモリ

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JPH0362575A
JPH0362575A JP1197829A JP19782989A JPH0362575A JP H0362575 A JPH0362575 A JP H0362575A JP 1197829 A JP1197829 A JP 1197829A JP 19782989 A JP19782989 A JP 19782989A JP H0362575 A JPH0362575 A JP H0362575A
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JP
Japan
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memory cell
film
gate
redundant
transistor
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JP1197829A
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Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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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  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、不揮発性メモリに関し、特に、冗長回路構成
を有する不揮発性メモリに関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、フローティングゲート上に絶縁膜を介してコ
ントロールゲートが積層された構造のメモリセルを有す
る不揮発性メモリにおいて、不良メモリセルを補うため
の冗長メモリセルとこの冗長メモリセルを選択するため
のトランジスタとを有し、冗長メモリセル及び冗長メモ
リセルを選択するためのトランジスタは不揮発性メモリ
トランジスタにより形成される。冗長メモリセルを選択
するためのトランジスタは、フローティングゲートの上
面及び側壁がコントロールゲートにより覆われた構造ま
たはフローティングゲート及びコントロールゲートが遮
光膜により覆われ、この遮光膜下に反射防止膜が形成さ
れた構造を有する0本発明によって、冗長メモリセルを
選択するためのトランジスタの耐紫外線消去特性の向上
を図ることができる。
〔従来の技術〕
従来、この種の不揮発性メモリとして紫外線消去型のE
 P ROM (t!rasable and Pro
grammableRead 0nly Memory
)が知られており、大容量化が進められている。ところ
が、このEPROMが大容量化すると、製造上の問題に
より不良ビットが発生しやすくなり、結果としてEPR
OMの歩留まり低下を招く、このため、大容量のEFR
OMにおいては、不良ビットを補うための冗長ビットと
、冗長ビットを選択するための冗長ビットプログラム回
路とを内蔵させ、不良ビットを冗長ビットで置き換える
ことにより不良救済を図るのが一般的である。この場合
、冗長ビットプログラム回路は、EPROMメモリトラ
ンジスタにより構成するのが普通である。
ところで、EPROM本体のデータを消去する際には、
冗長ビットプログラム回路にも紫外線が照射されること
から、この冗長ビットプログラム回路に書き込まれたデ
ータがこの紫外線照射により消去されないようにするた
めには、この冗長ビットプログラム回路用のEPROM
メモリトランジスタに紫外線が照射されないように何ら
かの対策を講する必要がある。
従来、このための対策としては、例えば配線形成用の一
層目のアルミニウム(AI)膜により冗長ビットプログ
ラム回路用のEPROMメモリトランジスタの上部を覆
って遮光するのが一般的である。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述のように一層目のAI膜により冗長ビット
プログラム回路用のEPROMメモリトランジスタを遮
光した場合においても、次のような問題がある。第1に
、−層目のAI膜と半導体基板との間の間隔はかなり大
きいため、このAI膜で遮光されていない部分から入射
した紫外線が半導体基板の表面とAI膜の下面との間で
多重反射を起こし、その結果AI腹膜下EPROMメモ
リトランジスタに紫外線が回り込みやすい。第2に、ソ
ース領域、ドレイン領域及びコントロールゲート用のA
I配線を形成する必要があるが、これらのAI配線間に
はある間隔を設ける必要があるため、紫外線照射時には
これらのAI配線間の領域から紫外線が入射してしまう
、これを防止するためには、ソース領域、ドレイン領域
及びコントロールゲートの形状を変更する必要が生じ、
結果として冗長ビットプログラム回路用のEPROMメ
モリトランジスタは非常に大きなAI膜で覆われた大面
積のものとならざるを得なかった。しかも、それにもか
かわらず、冗長ビットプログラム回路用のEPROMメ
モリトランジスタへの紫外線照射を十分に抑えることは
困難であった。
従って本発明の目的は、冗長メモリセルを選択するため
のトランジスタの耐紫外線消去特性の向上を図ることが
できる不揮発性メモリを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、以下のように構
成されている。
請求項1の発明は、フローティングゲート(FG)上に
絶縁膜(4)を介してコントロールゲー) (CG)が
積層された構造のメモリセルを有する不揮発性メモリに
おいて、不良メモリセルを補うための冗長メモリセルと
この冗長メモリセルを選択するためのトランジスタとを
有し、冗長メモリセル及び冗長メモリセルを選択するた
めのトランジスタは不揮発性メモリトランジスタにより
形成され、冗長メモリセルを選択するトランジスタはフ
ローティングゲー) (FG’)の上面及び側壁がコン
トロールゲート(CG′)により覆われた構造を有する
ここで、コントロールゲー) (CG’)は、紫外線を
透過しない材料、例えば多結晶シリコン(St )膜や
、多結晶St腹膜上高融点金属シリサイド膜を積層した
ポリサイド膜などにより形成される。
請求項2の発明は、フローティングゲート(FG)上に
絶縁膜(4)を介してコントロールゲー1− (CG)
が積層された構造のメモリセルを有する不揮発性メモリ
において、不良メモリセルを補うための冗長メモリセル
とこの冗長メモリセルを選択するためのトランジスタと
を有し、冗長メモリセル及び冗長メモリセルを選択する
ためのトランジスタは不揮発性メモリトランジスタによ
り形成され、冗長メモリセルを選択するためのトランジ
スタはフローティングゲート(FG′)及びコントロー
ルゲー1− (CG’)が遮光膜(12)により覆われ
、この遮光膜(12)下に反射防止膜(11)が形成さ
れた構造を有する。
ここで、遮光膜(12)としては、例えばAl膜やAl
−St合金膜が用いられる。また、反射防止膜(11)
としては、多結晶Si膜、窒化チタン(TiN)膜、金
属シリサイド膜、アモルファスSi膜などが用いられる
〔作用〕
請求項1の発明によれば、紫外線を透過しない材料であ
る多結晶Si膜やポリサイド膜などにより通常形成され
るコントロールゲー) (CG′)によりフローティン
グゲート(FG’)の上面及び側壁が覆われた構造を有
するので、データの消去を行うために紫外線を照射した
時には、このコントロールゲート(cc”)によりフロ
ーティングゲー) (FG’)への紫外線の照射を効果
的に防止することができる。これによって、冗長メモリ
セルを選択するためのトランジスタの耐紫外線消去特性
の向上を図ることができる。
請求項2の発明によれば、データの消去を行うために紫
外線を照射した時に半導体基板(1)の表面でこの紫外
線が反射されることにより生じる反射光は、遮光膜(1
2)下に形成された反射防止膜(11)に入射するとそ
の強度が減衰する。
これは、遮光膜(12)の下面の反射率が低下したこと
と等価である。このため、この半導体基板(1)の表面
と遮光膜(12)の下面との間での紫外線の多重反射を
効果的に抑えることができ、結果的に冗長メモリセルを
選択するためのトランジスタのフローティングゲー) 
(FC’)への紫外線の照射を効果的に防止することが
できる。これによって、この冗長メモリセルを選択する
トランジスタの耐紫外線消去特性の向上を図ることがで
きる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。以下の二つの実施例は、いずれも本発明を冗長ビ
ット(冗長メモリセル)及び冗長ビットプログラム回路
を備えた紫外線消去型のEFROMに適用した実施例で
ある。なお、実施例の全図において、同一の部分には同
一の符号を付す。
2旌明土 第1図は本発明の実施例■による紫外線消去型EFRO
Mを示す。
第1図に示すように、この実施例■による紫外線消去型
EPROMにおいては、例えばp型Si基板1の表面に
例えばStO,膜のようなフィールド絶縁膜2が形成さ
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
Sin、膜のようなゲート絶縁膜3が形成されている。
メモリセル部及び冗長ビット部においては、このゲート
絶縁膜3上にフローティングゲートFGが形成されてい
る。このフローティングゲートFGは、例えばリン(P
)のような不純物がドープされたn゛型の多結晶Si膜
により形威される。符号4は、例えばSi0g膜やSi
ng膜/窒化シリコン(5isNa )膜/ S i 
Oz膜(ONO膜)のような絶縁膜を示す。フローティ
ングゲートFC上には、この絶縁膜4を介してコントロ
ールゲートCGが積層されている。このコントロールゲ
ートCGは、例えばn゛型の多結晶Si膜や、このn゛
型の多結晶St股上に例えばタングステンシリサイド(
W S i ! )膜のような高融点金属シリサイド膜
を積層したポリサイド膜などにより形威される。また、
この場合、これらのフローティングゲー)FG及びコン
トロールゲートCGは、チャネル長方向に関してはセル
ファラインに形威されている。符号5は例えばSi0g
膜のような絶縁膜を示す。一方、P型St基板1中には
、フローティングゲートFG及びコントロールゲー)C
Gに対してセルファラインに例えばn3型のソース領域
6及びドレイン領域7が形成されている。そして、これ
らのフローティングゲートFC,コントロールゲー)C
G。
ソース領域6及びドレイン領域7によりEPROMメモ
リトランジスタが形威され、二〇EFROMメモリトラ
ンジスタによりメモリセル及び冗長ビット(冗長メモリ
セル)が形威されている。
冗長ビットプログラム回路部においては、ゲート絶縁膜
3上にフローティングゲートFG”が形威されている。
このフローティングゲー)FG’は、フローティングゲ
ートFGと同様に例えばn“型多結晶Si膜により形威
される。このフローティングゲー)FG ’上には、絶
縁膜4を介してコントロールゲー)CG”が積層されて
いる。このコントロールゲートCG′は、紫外線を透過
しないn+型多結晶St膜やポリサイド膜などにより形
威される。この場合、このコントロールゲートCG’は
フローティングゲートFG’を覆うように形成されてお
り、従ってこのフローティングゲートFG′の上面及び
側壁はこのコントロールゲートCG′により覆われてい
る。一方、p型Si基板1中には、コントロールゲート
CG′に対してセルファラインに例えばn゛型のソース
領域8及びドレイン領域9が形威されている。そして、
これらのフローティングゲートFC”、コントロールゲ
ートCG”、ソース領域8及びドレイン領域9によりE
PROMメモリトランジスタが形威され、このEPRO
Mメモリトランジスタにより冗長ビットプログラム回路
が形威されている。
また、符号10は、例えばリンシリケートガラス(ps
c)膜のような眉間絶縁膜を示す。
次に、上述のように構成されたこの実施例■による紫外
線消去型EPROMの製造方法の一例について説明する
第1図に示すように、まずp型Si基板1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を形威し
て素子間分離を行った後、このフィールド絶縁膜2で囲
まれた活性領域の表面に例えば熱酸化法によりゲート絶
縁膜3を形成する。次に、例えば(、/D法により全面
にフローティングゲート形成用の多結晶Si膜を形威し
た後、この多結晶Si膜に例えばPのようなn型不純物
を高濃度にドープしてn゛型多結晶Si膜とする。この
後、このn°型多結晶St膜をエツチングによりパター
ンニングして、メモリセル部及び冗長ビット部において
は第1図に示す断面と垂直方向に所定幅となるようにす
るとともに、冗長ビットプログラム回路部においてはこ
のn゛型多結晶Si膜を島状化する。次に、例えば熱酸
化法によりこのn゛型多結晶St膜上に絶縁膜4を形成
する。次に、例えばCVD法により全面にコントロール
ゲート形成用の多結晶Si膜を形威した後、上述と同様
にこの多結晶Si膜にn型不純物をドープしてn゛型多
結晶St膜とする。次に、メモリセル部及び冗長ビット
部におけるこのn1型多結晶Si膜上にはコントロール
ゲートCGに対応した形状のレジストパターン(図示せ
ず)を形威し、また冗長ビットプログラム回路部におけ
るこのn゛型多結晶Si膜上にはコントロールゲートC
G゛に対応した形状のレジストパターン(図示せず)を
形成する。次に、これらのレジストパターンをマスクと
して上述のコントロールゲート形成用のn゛型多結晶S
i膜、絶縁膜4及びフローティングゲート形成用のn゛
型多結晶St膜を例えば反応性イオンエツチング(RI
E)法により基板表面と垂直方向に異方性エツチングす
る。これによって、第1図に示すように、メモリセル部
及び冗長ビット部においては、幅が同一のフローティン
グゲー)FG及びコントロールゲートCGがセルアライ
ンで形成される。一方、冗長ビットプログラム回路部に
おいては、フローティングゲー)FC”よりも幅が大き
いコントロールゲートCG’が形成される。次に、レジ
ストパターンを除去した後、例えば熱酸化法により絶縁
膜5を形成する。次に、これらのコントロールゲー)C
G、CG’及びフローティングゲートFG、FC’をマ
スクとしてp型St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する。これによ
って、メモリセル部及び冗長ビット部においては、p型
St基板1中にフローティングゲートFC及びコントロ
ールゲー)CGに対してセルファラインにn″″型のソ
ース領域6及びドレイン領域7が形成される。一方、冗
長ビットプログラム回路部においては、p型St基板1
中にコントロールゲー)CG’に対してセルファライン
にn+型のソース領域8及びドレイン領域9が形成され
る。次に、例えばCVD法により全面に眉間絶縁膜10
を形成する。この後、図示省略したコンタクトホールや
AI配線の形成などの工程を経て、目的とするEFRO
Mを完成させる。
以上のように、この実施例■によれば、冗長ビットプロ
グラム回路を構成するEPROMメモリトランジスタの
フローティングゲートFG”が紫外線を透過しない材料
から戒るコントロールゲートCG′により覆われた構造
となっているので、メモリセル部のデータの消去を行う
ためにEFROMに紫外線を照射した際、冗長ビットプ
ログラム回路においては、このコントロールゲートCG
によりフローティングゲー)FC”に紫外線が照射され
るのを防止することができる。これによって、この冗長
ビットプログラム回路の耐紫外線消去特性が向上し、紫
外線照射によりこの冗長ビットプログラム回路のデータ
が消去されてしまうのを防止することができる。
また、メモリセル及び冗長ビット(冗長メモリセル)は
面積の小さいEPROMメモリトランジスタにより構成
されているので、メモリセル部及び冗長ビット部におい
てはEPROMメモリトランジスタを高集積密度で形成
することができるとともに、書き込み特性及び消去特性
が良好である。
これに対して、冗長ビットプログラム回路部のEPRO
Mメモリトランジスタは、コントロールゲ−)CG’の
面積が大きくなった分だけその面積は大きくなり、書き
込み特性もメモリセル部及び冗長ビット部のEPROM
メモリトランジスタに比べると劣る。しかし、この冗長
ビットプログラム回路部のEPROMメモリトランジス
タの個数は通常数十〜数百個程度と少なく、またプログ
ラムはテスター上で行われることから、これらのことは
実際上何ら問題を生じない。
実蓬囲1 第2図は本発明の実施例■による紫外線消去型EPRO
Mを示す。
第2図に示すように、この実施例■による紫外線消去型
EFROMにおいては、メモリセル部、冗長ビット部及
び冗長ビットプログラム回路部は、いずれも実施例■に
よる紫外線消去型EPROMのメモリセル部及び冗長ビ
ット部を構成するEPROMメモリトランジスタと同様
な構成のEPROMメモリトランジスタにより構成され
ている。
この実施例■においては、冗長ビットプログラム回路部
のEFROMメモリトランジスタ全体を覆うように、眉
間絶縁膜10上に反射防止膜11及び遮光膜としてのA
l膜12が形成されている。
ここで、反射防止膜11は、例えば多結晶Si膜やTi
N膜のような低反射率の材料により形成される。
次に、上述のように構成されたこの実施例■による紫外
線消去型EFROMの製造方法の一例について説明する
第2図に示すように、まず実施例■とほぼ同様な方法で
フィールド絶縁膜2、ゲート絶縁膜3、フローティング
ゲー)FC,FC”、絶縁膜4、コントロールゲー1−
CG、CG′、絶縁膜5及び層間絶縁膜10を形成する
。次に、例えばCVD法やスパッタ法により全面に例え
ば多結晶St膜やTiN膜を形成し、さらにその上にA
I膜を形成した後、これらの膜をエツチングにより所定
形状にパターンニングして反射防止膜11及び遮光膜と
してのA1]11112を形成する。
以上のように、この実施例■によれば、冗長ビットプロ
グラム回路部のEFROMメモリトランジスタが反射防
止膜11及びAI膜12により完全に覆われた構造とな
っているので、メモリセルのデータの消去を行うために
紫外線を照射した時には、AI膜12上に直接入射した
紫外線はこのAI膜12により遮光されることは勿論で
あるが、このAI膜12で覆われていない部分に入射し
た紫外線のEFROMメモリトランジスタへの回り込み
も次のようにして防止することができる。すなわち、A
I膜12により遮光されていない部分からp型St基板
1の表面にこの紫外線が入射し、それによって反射光が
生じても、この反射光は反射防止膜11に入射するとそ
の強度が減衰する。これは、遮光膜としてのAI膜12
の下面の反射率が実効的に低くなったことと等価である
。このため、p型Si基板1の表面とAI膜12の下面
との間での多重反射は効果的に抑えられ、その結果、冗
長ビットプログラム回路部のEFROMメモリトランジ
スタのフローティングゲートFC”への紫外線の照射を
防止することができる。そして、これによって冗長ビッ
トプログラム回路部の耐紫外線消去特性が向上し、この
冗長ビットプログラム回路部のデータの消去を防止する
ことができる。
また、上述のようにp型Si基板1の表面とAI膜12
との間での紫外線の多重反射が抑えられるということは
、見方を変えれば、遮光膜としてのAI膜12の面積を
従来に比べて小さくすることができることを意味する。
このため、冗長ビットプログラム回路部のEFROMメ
モリトランジスタの面積の低減を図ることができる。
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。
例えば、第1図に示すように、上述の実施例■において
、ソース領域8とフローティングゲートFG’との間及
びドレイン領域9とフローティングゲー)FG”との間
にそれぞれ例えばn型の低不純物濃度の半導体領域13
.14を形成した構造とすることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように構成されているので、次
のような効果がある。
請求項1の発明によれば、フローティングゲートの上面
及び側壁を覆うコントロールゲートによりフローティン
グゲートへの紫外線の入射を防止することができるので
、冗長メモリセルを選択するための不揮発性メモリトラ
ンジスタの耐紫外線消去特性の向上を図ることができる
請求項2の発明によれば、遮光膜下に形成された反射防
止膜により半導体基板の表面と遮光膜との間での紫外線
の多重反射を抑えることができるので、冗長メモリセル
を選択するための不揮発性メモリトランジスタの耐紫外
線消去特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例Iによる紫外線消去型EPRO
Mを示す断面図、第2図は本発明の実施例■による紫外
線消去型EPROMを示す断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:p型Si基板、 3:ゲート絶縁膜、 4゜5:絶
縁膜、 6.8:ソース領域、 7.9ニドレイン領域
、  FC,FC’:フローティングゲート、 CG、
CG’:コントロールゲート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フローティングゲート上に絶縁膜を介してコントロ
    ールゲートが積層された構造のメモリセルを有する不揮
    発性メモリにおいて、 不良メモリセルを補うための冗長メモリセルとこの冗長
    メモリセルを選択するためのトランジスタとを有し、 上記冗長メモリセル及び上記冗長メモリセルを選択する
    ためのトランジスタは不揮発性メモリトランジスタによ
    り形成され、 上記冗長メモリセルを選択するためのトランジスタはフ
    ローティングゲートの上面及び側壁がコントロールゲー
    トにより覆われた構造を有することを特徴とする不揮発
    性メモリ。 2、フローティングゲート上に絶縁膜を介してコントロ
    ールゲートが積層された構造のメモリセルを有する不揮
    発性メモリにおいて、 不良メモリセルを補うための冗長メモリセルとこの冗長
    メモリセルを選択するためのトランジスタとを有し、 上記冗長メモリセル及び上記冗長メモリセルを選択する
    ためのトランジスタは不揮発性メモリトランジスタによ
    り形成され、 上記冗長メモリセルを選択するためのトランジスタはフ
    ローティングゲート及びコントロールゲートが遮光膜に
    より覆われ、この遮光膜下に反射防止膜が形成された構
    造を有することを特徴とする不揮発性メモリ。
JP1197829A 1989-07-18 1989-07-29 不揮発性メモリ Pending JPH0362575A (ja)

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JP1197829A JPH0362575A (ja) 1989-07-29 1989-07-29 不揮発性メモリ
DE69032678T DE69032678T2 (de) 1989-07-18 1990-07-13 Nichtflüchtige Halbleiterspeicheranordnung
EP94117676A EP0642168B1 (en) 1989-07-18 1990-07-13 Non-volatile semiconductor memory device
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US07/553,374 US5068697A (en) 1989-07-18 1990-07-17 Semiconductor memory which is protected from erasure by light shields
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233913A (ja) * 2011-07-04 2011-11-17 Getner Foundation Llc 不揮発性記憶装置及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011233913A (ja) * 2011-07-04 2011-11-17 Getner Foundation Llc 不揮発性記憶装置及びその製造方法

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