JPH0372682A - Non-volatile semiconductor memory and its manufacture - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory and its manufacture

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JPH0372682A
JPH0372682A JP1208843A JP20884389A JPH0372682A JP H0372682 A JPH0372682 A JP H0372682A JP 1208843 A JP1208843 A JP 1208843A JP 20884389 A JP20884389 A JP 20884389A JP H0372682 A JPH0372682 A JP H0372682A
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JP
Japan
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region
conductivity type
gate electrode
type semiconductor
floating gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1208843A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Komori
小森 和宏
Toshiaki Nishimoto
敏明 西本
Satoshi Meguro
目黒 怜
Hitoshi Kume
久米 均
Hideaki Yamamoto
英明 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0372682A publication Critical patent/JPH0372682A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize electric erasing without increasing the leak current between a source region and a semiconductor substrata, by constituting a source region or a drain region in a three-fold structure at an overlapping part with a floating gate electrode, which structure is composed of a high concentration (n<+>) n-type semiconductor outer layer, a low concentration (n<->) n-type semiconductor middle layer, and a high concentration (n<++>) n-type semiconductor inner layer whose concentration is higher than the outer layer. CONSTITUTION:A source region 7 has a three-fold structure at the part different from a floating gate electrode 3, which structure is composed of the following; an outer layer 73 composed of a high concentration (n<+>) n-type semiconductor region, a middle layer 72 composed of a low concentration (n<->) p-type semiconductor region, and an inner layer 71 composed of a high concentration (n<++>) n-type semiconductor region whose concentration is higher than that of the outer layer 73. A drain region 8 has a two-fold structure at the part overlapping with the floating gate electrode 3, which structure is composed of the following; an outer layer 82 composed of a high concentration (p<+>) p-type semiconductor region and an inner layer 81 composed of a very high concentration (n<++>) n-type semiconductor region.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、不揮発性半導体メモリー、さらには電気的に
書込および消去可能な半導体メモリーいわゆるEEP−
ROMに適用して有効な技術に関するもので、例えば2
層ゲート構造のフラッシュ型EEP−ROMなどに利用
して有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to non-volatile semiconductor memories, and more particularly to electrically programmable and erasable semiconductor memories, so-called EEP-
It relates to technology that is effective when applied to ROM, for example 2.
The present invention relates to a technology that is effective for use in flash-type EEP-ROMs having a layered gate structure.

[従来の技術] 従来のこの種の不揮発性半導体メモリーは、例えば第4
図に示すように、p型(第1導電型)のシリコン半導体
基板]上に第1のゲート絶縁膜2を介して形成されたフ
ローティングゲート電極3と、このフローティングゲー
ト電極3上に第2のゲート絶縁膜2を介して形成された
コントロールゲート電極5と、上記フローティングゲー
ト電極3下のチャンネル領域6をはさんで形成されたn
型(第2導電型)のソース領域7およびトレイン領域8
とを有し、書込電圧または消去電圧を印加することによ
り、記憶情報を書込あるいは消去することが行なわれて
いた(例えば、IEDM  85  pp616〜61
9.A  5INGLE  TRANSISTOREE
PROM  CELI、AND  ITS  IMPL
EMENTATIONIN  A  512K  EE
P−ROM (1985年)参照)。
[Prior art] Conventional non-volatile semiconductor memories of this type have, for example,
As shown in the figure, a floating gate electrode 3 is formed on a p-type (first conductivity type) silicon semiconductor substrate with a first gate insulating film 2 interposed therebetween, and a second gate electrode is formed on the floating gate electrode 3. A control gate electrode 5 formed through the gate insulating film 2 and a control gate electrode 5 formed across the channel region 6 under the floating gate electrode 3.
type (second conductivity type) source region 7 and train region 8
By applying a write voltage or an erase voltage, memory information is written or erased (for example, IEDM 85 pp616-61).
9. A 5INGLE TRANSISTOREE
PROM CELI, AND ITS IMPL
EMENTATIONIN A 512K EE
(See P-ROM (1985)).

上述した不揮発性半導体メモリーでの書込は、コントロ
ールゲート電極5にプラスの電圧(例えば12V)、 
ドレインD(またはソースS)側にプラスの電圧(例え
ば−6V)を印加して行なわれる。この場合、ドレイン
D(またはソース)側から第1のゲート絶縁膜2中にホ
ットエレクトロンが注入されることにより、フローティ
ングゲートFGに負電荷が蓄積される。
Writing in the above-mentioned nonvolatile semiconductor memory is performed by applying a positive voltage (for example, 12 V) to the control gate electrode 5;
This is performed by applying a positive voltage (for example, -6V) to the drain D (or source S) side. In this case, hot electrons are injected into the first gate insulating film 2 from the drain D (or source) side, thereby accumulating negative charges in the floating gate FG.

また、消去は、ソース(またはドレイン)S側にプラス
の高圧消去電圧(例えば12V)を印加して行なわれる
。この場合、フローティングゲートFGからソースS側
へエレクトロンがトンネル放出されることにより、フロ
ーティングゲートFGの蓄積電荷が放出される。
Further, erasing is performed by applying a positive high voltage erasing voltage (for example, 12 V) to the source (or drain) S side. In this case, electrons are tunnel-emitted from the floating gate FG to the source S side, thereby releasing the charges accumulated in the floating gate FG.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した技術には、次のような問題のあ
ることが本発明者らによってあきらかとされた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the inventors have found that the above-mentioned technique has the following problems.

すなわち、上述した不揮発性半導体メモリーにおいて、
消去時間を短くするためには、ゲート絶縁膜2を薄くす
るとともにソース領域の不純物濃度を高めてソース領域
とフローティングゲート電極3間の電界強度を大きくす
ることが有効である。
That is, in the nonvolatile semiconductor memory mentioned above,
In order to shorten the erasing time, it is effective to make the gate insulating film 2 thinner and to increase the impurity concentration in the source region to increase the electric field strength between the source region and the floating gate electrode 3.

電界強度が大きければ、トンネル電流が増加してフロー
ティングゲート電極3の蓄積電荷の放出が速められ、消
去時間が短くなる。
If the electric field strength is large, the tunnel current increases and the discharge of the accumulated charge in the floating gate electrode 3 is accelerated, thereby shortening the erasing time.

しかし、ゲート絶縁膜2を薄くすると、ソース領域7と
フローティングゲート電極3間に比較的高圧の消去電圧
を印加したときに、ソース領域7の半導体基板1側部分
が強電界により空乏化(Deep  Depletio
n)状態となり、この空乏化状態によりエレクトロンが
ソース領域にトンネルすることにより(バンド間トンネ
ル)ホールが発生する。このホールは半導体基板l側に
流出して、ソース領域7と基板1との間にリーク電流を
生じさせる。
However, when the gate insulating film 2 is made thinner, when a relatively high erase voltage is applied between the source region 7 and the floating gate electrode 3, the portion of the source region 7 on the semiconductor substrate 1 side becomes depleted due to the strong electric field.
n) state, and due to this depletion state, electrons tunnel into the source region (interband tunneling), thereby generating holes. These holes flow to the semiconductor substrate l side, causing a leakage current between the source region 7 and the substrate 1.

このリーク電流の大きさは、例えばゲート絶縁膜2が1
0nm程度の厚さの酸化膜であって、ソース領域7に印
加される消去電圧が12V程度であった場合には、メモ
リー素子1個につき1O−8A以上になる。このため、
例えばLMビットのEEP−ROMでは全体のリーク電
流が1O−2A以上にもなってしまう。このように大き
なリーク電流は、無駄な消費電力を著しく増大させると
いう問題も生じさせるが、これよりもさらに問題なのは
、5vの単一電源電圧で動作させるために半導体メモリ
ー内部にて消去電圧の発生させることが電流容量的に不
可能になってしまうということである。
The magnitude of this leakage current is, for example, when the gate insulating film 2 is 1
If the oxide film has a thickness of about 0 nm and the erase voltage applied to the source region 7 is about 12 V, it will be 10-8 A or more per memory element. For this reason,
For example, in an LM bit EEP-ROM, the total leakage current is 10-2 A or more. Such a large leakage current causes the problem of significantly increasing wasteful power consumption, but even more problematic is the generation of erase voltage inside the semiconductor memory in order to operate with a single power supply voltage of 5V. This means that it becomes impossible in terms of current capacity.

本発明の目的は、ソース領域と半導体基板間のリーク電
流を増大させずに電気的に消去可能な不揮発性半導体メ
モリーの消去時間を短縮させられるようにするという技
術を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a technique for shortening the erasing time of an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory without increasing leakage current between a source region and a semiconductor substrate.

本発明の他の目的はソース領域と半導体基板間の耐圧を
高めて電気的に消去可能な不揮発半導体メモリの消去時
間を短縮させられるようにするという技術を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for shortening the erasing time of an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory by increasing the withstand voltage between the source region and the semiconductor substrate.

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[課題を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を説明すれば、下記のとおりである。
[Means for Solving the Problems] Representative inventions disclosed in this application will be summarized as follows.

すなわち、ソース(またはドレイン)領域を、少なくと
もフローティングゲート電極との重なり部分において、
高濃度(n+)のn型半導体領域からなる外側層と、低
濃度(n−)のn型半導体領域からなる中間層と、上記
外側層よりもさらに高い高々濃度(n++)のn型半導
体領域からなる内側層とによる3重構造とするというも
のである。
That is, the source (or drain) region is at least overlapped with the floating gate electrode.
An outer layer consisting of a high concentration (n+) n-type semiconductor region, an intermediate layer consisting of a low concentration (n-) n-type semiconductor region, and an n-type semiconductor region having at most a higher concentration (n++) than the outer layer. It has a triple structure with an inner layer consisting of

[作用] 上記した手段によれば、まず、内側層の半導体領域のn
型濃度が高いことによって、ソース領域のフローティン
グゲート電極側部分での空乏化が抑制される。これによ
り、ソース領域とフローティングゲート電極間の電界強
度を大きくして、消去のためのトンネル領域を円滑に増
加させることができる。
[Operation] According to the above-described means, first, the n of the semiconductor region of the inner layer is
The high type concentration suppresses depletion in the floating gate electrode side portion of the source region. Thereby, the electric field strength between the source region and the floating gate electrode can be increased, and the tunnel region for erasing can be smoothly increased.

また、中間層の半導体領域のn型濃度が低いことによっ
て、この部分で空乏層が拡がりやすくなっている。これ
により、ソース領域と半導体基板間の耐圧を高めること
ができる。
Furthermore, since the n-type concentration of the semiconductor region of the intermediate layer is low, the depletion layer tends to expand in this portion. Thereby, the breakdown voltage between the source region and the semiconductor substrate can be increased.

内側層の上記高濃度(n+)のn型半導体領域および低
濃度の半導体領域からなる上記中間層の一部では、空乏
化によるホールを発生するが、このホールは、高濃度の
n型半導体領域からなる外側層にて半導体基板側への流
出を阻止される。
Holes are generated due to depletion in a part of the intermediate layer consisting of the high-concentration (n+) n-type semiconductor region and the low-concentration semiconductor region in the inner layer. Outflow to the semiconductor substrate side is prevented by the outer layer consisting of.

これにより、ソース領域と半導体基板間のリーク電流を
増大させず、電気的に消去可能な不揮発性半導体メモリ
ーの消去時間を短縮させられるようにするという目的が
達成される。
This achieves the objective of shortening the erasing time of an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory without increasing leakage current between the source region and the semiconductor substrate.

[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する
[Examples] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示す
In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

第1図は本発明の一実施例による不揮発性半導体メモリ
ーの要部を示す。
FIG. 1 shows the main parts of a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention.

同図に部分的に示す不揮発性半導体メモリーは2層ゲー
ト構造のEEP−ROMとして構成されたものであって
、先ず、p型(第1導電型)のシリコン半導体基板1上
に第1のゲート絶縁膜2を介して形成されたフローティ
ングゲート電極3と、このフローティングゲート電極3
上に第2のゲート絶縁膜4を介して形成されたコントロ
ール電極5と、上記ブローティングゲート電極3下のチ
ャンネル領域6を挾んで形成されたn型(第2導電型)
のソース領域7およびドレイン領域8とによって、電気
的に書込および消去可能なメモリー素子が形成されてい
る。
The nonvolatile semiconductor memory partially shown in the figure is configured as an EEP-ROM with a two-layer gate structure, and first, a first gate is placed on a p-type (first conductivity type) silicon semiconductor substrate 1. A floating gate electrode 3 formed through an insulating film 2 and this floating gate electrode 3
A control electrode 5 formed on the top via the second gate insulating film 4 and an n-type (second conductivity type) formed sandwiching the channel region 6 under the bloating gate electrode 3.
A source region 7 and a drain region 8 form an electrically writable and erasable memory element.

ここで、ソース領域7は、上記フローティングゲート電
極3と異なる部分において、高濃度(n+)のn型半導
体領域からなる外側層73と、低濃度(n−)のp型半
導体領域からなる中間層72と、上記外側層73よりも
さらに高い高々濃度(n++)のn型半導体領域からな
る内側層71の3重構造を有している。
Here, the source region 7 has an outer layer 73 made of a highly doped (n+) n-type semiconductor region and an intermediate layer made of a lightly doped (n-) p-type semiconductor region in a portion different from the floating gate electrode 3. 72 and an inner layer 71 consisting of an n-type semiconductor region with a higher concentration (n++) at most than the outer layer 73.

一方、ドレイン領域8は、上記フローティングゲート電
極3と重なる部分において、高濃度(p+)のp型半導
体領域からなる外側層82と、高々濃度(n ++)の
n型半導体領域からなる内側層81の2重構造となって
いる。
On the other hand, in the portion overlapping with the floating gate electrode 3, the drain region 8 has an outer layer 82 made of a p-type semiconductor region with a high concentration (p+) and an inner layer 81 made of an n-type semiconductor region with a concentration of at most (n++). It has a double structure.

以上のような素子構造を有する不揮発性半導体メモリー
においては、先ず、ソース領域7の内側層71をなす半
導体領域のn型濃度が高々濃度(n++)にされている
ことにより、ソース領域7とフローティングゲート電極
3側部分での空乏化が抑制される。これにより、ソース
領域7とフローティングゲート電極3間の電界強度を大
きくして、消去のためのトンネル電流を円滑に増加させ
ることができる。
In the non-volatile semiconductor memory having the above element structure, firstly, the n-type concentration of the semiconductor region forming the inner layer 71 of the source region 7 is set to the maximum concentration (n++), so that the source region 7 and the floating Depletion on the side of the gate electrode 3 is suppressed. Thereby, the electric field strength between the source region 7 and the floating gate electrode 3 can be increased, and the tunnel current for erasing can be smoothly increased.

また、ソース領域7の中間層72をなす半導体領域のn
型濃度(n−)が低いことによって、この部分で空乏層
が拡がりやすくなっている。これにより、ソース領域7
と半導体基板1間の耐圧を高めることができる。
In addition, n of the semiconductor region forming the intermediate layer 72 of the source region 7
Since the type concentration (n-) is low, the depletion layer tends to expand in this portion. As a result, the source area 7
The breakdown voltage between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 can be increased.

この場合、低濃度の半導体領域からなる上記中間層72
は、空乏化によるホールを発生するが、このホールは、
高濃度(n+)のn型半導体領域からなる外側層73に
て半導体基板側1への流出を阻止される。
In this case, the intermediate layer 72 made of a low concentration semiconductor region
generates a hole due to depletion, but this hole is
Outflow to the semiconductor substrate side 1 is prevented by the outer layer 73 made of a highly concentrated (n+) n-type semiconductor region.

これにより、ソース領域7と半導体基板1間のリーク電
流を増大させずに、電気的に行なわれる不揮発性半導体
メモリーの消去時間を短縮させることができるようにな
る。
This makes it possible to shorten the electrical erasing time of the nonvolatile semiconductor memory without increasing the leakage current between the source region 7 and the semiconductor substrate 1.

第2図は、第1図に示した不揮発性半導体メモリーの製
造方法の要部における第1の実施例を示す。
FIG. 2 shows a first embodiment of the main part of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory shown in FIG.

同図において、先ず、(A)に示すように、低濃度(p
−)のp型シリコン半導体基板1上に、シリコン酸化膜
による第1のグーl−絶縁膜2、フローティングゲート
電極3、第2のゲート絶縁膜4、コントロールゲート電
極5を順次積層形威し、この積層体を選択エツチングに
よって重ね切りすることにより、2層構造のゲート電極
を形成する。
In the figure, first, as shown in (A), low concentration (p
-), a first group insulation film 2 made of a silicon oxide film, a floating gate electrode 3, a second gate insulation film 4, and a control gate electrode 5 are sequentially stacked on a p-type silicon semiconductor substrate 1 of A gate electrode having a two-layer structure is formed by overlappingly cutting this stacked body by selective etching.

この後、ソース領域7となる部分に、リンなどのn導電
性付与不純物をイオン打込みによって高濃度(n+)の
n型半導体領域からなる外側層71を形成する。このn
型半導体領域の形成は、重ね切りされた2層ゲート電極
3,5をマスクに用いて自己整合的に行なわれる。この
場合、上記外側層7をゲート電極3の下に深く入り込ま
せるために、イオン打込みを比較的高いエネルギー例え
ば200keyで例えば45度位の斜め方向から行なわ
せるとよい。
Thereafter, an outer layer 71 made of a high concentration (n+) n-type semiconductor region is formed in a portion that will become the source region 7 by ion implantation of an impurity imparting n-conductivity such as phosphorus. This n
The formation of the type semiconductor region is carried out in a self-aligned manner using the overlapping two-layer gate electrodes 3 and 5 as a mask. In this case, in order to cause the outer layer 7 to deeply penetrate under the gate electrode 3, ion implantation may be performed at a relatively high energy, for example, 200 keys, from an oblique direction of, for example, about 45 degrees.

11− 次に、(B)に示すように、上記外側層71内およびド
レイン領域8となる部分にそれぞれ、ホウ素などのP導
電性付与不純物をイオン打込みによって、上記外側層7
1の内側に、n導電性がp導電性で希薄化されてできる
低濃度(n−)のn型半導体領域からなる中間層72を
形成し、ドレイン領域8には、高濃度(p+)のP型半
導体領域からなる外側層82を形成する。このn型半導
体領域71、p型半導体領域82の形成も、2層のゲー
ト電極3,5をマスクに用いて自己整合的に行なわれる
11- Next, as shown in (B), the outer layer 7 is ion-implanted with an impurity imparting P conductivity such as boron into the outer layer 71 and the portion that will become the drain region 8.
An intermediate layer 72 consisting of a low concentration (n-) n-type semiconductor region formed by diluting n-conductivity with p-conductivity is formed inside the drain region 8. An outer layer 82 consisting of a P-type semiconductor region is formed. The n-type semiconductor region 71 and the p-type semiconductor region 82 are also formed in a self-aligned manner using the two layers of gate electrodes 3 and 5 as masks.

この後、(C)に示すように、ソース領域7の中間層7
2内およびドレイン領域8の外側層82内にそれぞれヒ
素などのn導電性付与不純物をイオン打ち込みによって
、高々濃度(n ++)のn型半導体領域からなる内側
JW71および81を形成する。この内側層71および
81の選択形成も、2層のゲート電極3,5をマスクに
用いて自己整合的に行なわれる。
After this, as shown in (C), the intermediate layer 7 of the source region 7 is
Inner JWs 71 and 81 made of n-type semiconductor regions with a concentration of at most (n ++) are formed by ion implantation of n-conductivity imparting impurities such as arsenic into the outer layer 82 of the drain region 8 and the outer layer 82 of the drain region 8, respectively. The selective formation of the inner layers 71 and 81 is also performed in a self-aligned manner using the two layers of gate electrodes 3 and 5 as masks.

さらにこの後、(D)に示すように、重ね切り2− された2層ゲート電極3,5に、公知の方法によってサ
イドウオールスペーサ91を形威し、このサイドウオー
ルスペーサ91をマスクの一部とする自己整合によって
、ソース領域7およびドレイン領域8の各内側層71.
81内にそれぞれ、ソース電極およびドレイン電極との
コンタクトをなすためのn型半導体領域711および8
↓1を高濃度(n+)に形成する。
Further, as shown in (D), sidewall spacers 91 are formed on the two-layer gate electrodes 3 and 5 which have been overlapped 2- by a known method, and this sidewall spacer 91 is used as a part of the mask. By self-alignment, each inner layer 71 .
n-type semiconductor regions 711 and 81 for making contact with the source and drain electrodes, respectively.
↓1 is formed at high concentration (n+).

以上のような工程を経ることによって、第1図に示した
ような素子構造を有する不揮発性半導体メモリーを得る
ことができる。
By going through the steps described above, a nonvolatile semiconductor memory having an element structure as shown in FIG. 1 can be obtained.

第3図は、第1図に示した不揮発性半導体メモリーの製
造方法の要部における第2の実施例を示す。
FIG. 3 shows a second embodiment of the main part of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory shown in FIG.

同図において、先ず、(A)に示すように、低濃度(p
−)のp型シリコン半導体基板1」二に、シリコン酸化
膜による第1のゲート絶縁膜2、フローティングゲート
電極3、第2のゲート絶縁膜4、コントロールゲート電
極5を順次積層形成し、この積層体を選択エツチングに
よって重ね切りすることにより、2層構造のゲート電極
を形成する。
In the figure, first, as shown in (A), low concentration (p
A first gate insulating film 2 made of a silicon oxide film, a floating gate electrode 3, a second gate insulating film 4, and a control gate electrode 5 are sequentially laminated on a p-type silicon semiconductor substrate 1'' (2). A gate electrode having a two-layer structure is formed by cutting the body overlappingly by selective etching.

この後、ソース領域7となる半導体基板部分をエツチン
グによって選択的に掘り下げる。
Thereafter, a portion of the semiconductor substrate that will become the source region 7 is selectively dug down by etching.

次に、(B)に示すように、エツチングによって掘り下
げられた部分に高濃度(n+)のn型半導体領域をイオ
ン打込みにより形成することによって、上記外側層73
を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, a highly concentrated (n+) n-type semiconductor region is formed by ion implantation in the portion dug out by etching, thereby forming the outer layer 73.
form.

この後、(C)に示すように、上記外側層73が形成さ
れた上に低濃度(n−)のn型シリコン半導体を選択的
にエピタキシャル成長させることによって、上記中間J
172を形成する。
Thereafter, as shown in (C), a low concentration (n-) n-type silicon semiconductor is selectively epitaxially grown on the outer layer 73 formed, thereby forming the intermediate layer 73.
172 is formed.

さらにこの後、(D)に示すように、ソース領域7では
、エピタキシャル成長によって形成された半導体内にイ
オン打込みにより高々濃度(n ++)のn型半導体領
域による内側層71を形成する。
Further, as shown in FIG. 3D, in the source region 7, an inner layer 71 of an n-type semiconductor region with a concentration of at most (n ++) is formed by ion implantation in the semiconductor formed by epitaxial growth.

ドレイン領域8では、高濃度(P+)のn型半導体領域
による外側層82を形成した後、高々濃度(n ”)の
n型半導体領域による内側層81を形成する。
In the drain region 8, after forming an outer layer 82 of a high concentration (P+) n-type semiconductor region, an inner layer 81 of a high concentration (n'') n-type semiconductor region is formed.

以上のようにして、第1図に示したような素子構造を有
する不揮発性半導体メモリーを得ることができる。
In the manner described above, a nonvolatile semiconductor memory having the element structure shown in FIG. 1 can be obtained.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

例えば、ドレインD側に消去電圧を印加する構成であっ
てもよい。また、メモリー素子を構成するMOSFET
はpチャンネル型に構成してもよい。 以上の説明では
主として本発明者によってなされた発明をその背景とな
った利用分野である2層ゲート構造のEEP−ROMに
適用した場合について説明したが、それに限定されるも
のではなく、例えば1層ゲート構造のEP−、−ROM
にも適用できる。
For example, a configuration may be adopted in which an erase voltage is applied to the drain D side. In addition, MOSFET that constitutes the memory element
may be configured as a p-channel type. In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the EEP-ROM with a two-layer gate structure, which is the field of application that formed the background of the invention, but the invention is not limited thereto. Gate structure EP-,-ROM
It can also be applied to

[発明の効果1 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
[Effects of the Invention 1 The effects obtained by typical inventions disclosed in this application are briefly explained below.

5 すなわち、ソースあるいはドレイン領域と半導体基板間
のリーク電流を増大させずに、かつ耐圧を向上させなが
ら、電気的に消去可能な不揮発性半導体メモリーの消去
時間を短縮させることができるという効果が得られる。
5 In other words, it is possible to shorten the erasing time of an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory without increasing the leakage current between the source or drain region and the semiconductor substrate and improving the withstand voltage. It will be done.

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

第1図は本発明の一実施例による不揮発性半導体メモリ
ーの要部を示す省略断面図、 第2図は第1図に示した素子構造の不揮発性半導体メモ
リーの製造方法の第1の実施例の要部を示す省略断面図
、 第3図は第1図に示した素子構造の不揮発性半導体メモ
リーの製造方法の第2の実施例の要部を示す省略断面図
、 第4図は従来の不揮発性半導体メモリーの要部を示す省
略断面図である。 1・・・・p型(第1導電型)のシリコン半導体基板、
2・・・・第1のゲート絶縁膜、3・・・・フローティ
ングゲート電極、FG・・・・フローティングゲート、
4・・・・第2のゲート絶縁膜、5・・・・コ16− ントロール電極、CG・・・・コントロールゲート、6
・・・・チャンネル領域、7・・・・ソース領域、S・
・・・ソース、71・・・・高々濃度(n++)のn型
半導体領域からなる内側層、711・・・・電極とのコ
ンタクトをなすためのn型半導体領域、72・・・・低
濃度(n−)のn型半導体領域からなる中間層、73・
・・・高濃度(nl)のn型半導体領域からなる外側層
、8・・・・トレイン領域、D・・・・ドレイン、81
・・・・内側層、811・・・・電極とのコンタクトを
なすためのn型半導体領域、82・・・・外側層、91
・・・・サイドウオールスペーサ。
FIG. 1 is an abbreviated sectional view showing essential parts of a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having the element structure shown in FIG. 1. 3 is an abbreviated sectional view showing the main parts of a second embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having the element structure shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an abbreviated sectional view showing the main parts of a conventional FIG. 2 is an abbreviated cross-sectional view showing essential parts of a nonvolatile semiconductor memory. 1... p-type (first conductivity type) silicon semiconductor substrate,
2...First gate insulating film, 3...Floating gate electrode, FG...Floating gate,
4...Second gate insulating film, 5...Control electrode, CG...Control gate, 6
...Channel area, 7...Source area, S...
... Source, 71 ... Inner layer consisting of an n-type semiconductor region with at most concentration (n++), 711 ... N-type semiconductor region for making contact with the electrode, 72 ... Low concentration (n-) intermediate layer consisting of an n-type semiconductor region, 73.
... Outer layer consisting of a high concentration (nl) n-type semiconductor region, 8... Train region, D... Drain, 81
...Inner layer, 811...N-type semiconductor region for making contact with electrode, 82...Outer layer, 91
...Side wall spacer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介して
形成されたフローティングゲート電極と、このフローテ
ィングゲート電極下のチャンネル領域を挾んで形成され
た第2導電型のソース領域およびドレイン領域とによっ
て電気的に書込および消去可能なメモリー素子が形成さ
れた不揮発性半導体メモリーであって、上記ソース(ま
たはドレイン)領域は、上記フローティングゲート電極
と重なる部分において、高濃度の第2導電型半導体領域
からなる外側層と、低濃度の第2導電型半導体領域から
なる中間層と、高々濃度の第2導電型半導体領域からな
る内側層を有することを特徴とする不揮発性半導体。 2、第1導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介して
形成されたフローティングゲート電極と、このフローテ
ィングゲート電極下のチャンネル領域をはさんで形成さ
れた第2導電型のソース領域およびドレイン領域とによ
つて電気的に書込および消去可能なメモリー素子が形成
された不揮発性半導体メモリーの製造方法であって、上
記ソース(またはドレイン)領域を形成するために、高
濃度の第2導電型半導体領域を形成する工程と、この第
2導電型半導体領域内に第1導電型付与不純物を拡散さ
せることによって低濃度の第1導電型半導体領域を形成
する工程と、この第1導電型半導体領域内に高々濃度の
第2導電型半導体領域を形成する工程とを行なうことを
特徴とする不揮発性半導体メモリーの製造方法。 3、第1導電型の半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を
介して形成されたフローティングゲート電極と、このフ
ローティングゲート電極下のチャンネル領域をはさんで
形成された第2導電型のソース領域およびドレイン領域
とによって電気的に書込および消去可能なメモリー素子
が形成された不揮発性半導体メモリーの製造方法であっ
て、上記ソース(またはドレイン)領域となる半導体基
板部分を選択的に掘り下げるエッチング工程と、このエ
ッチング工程によって掘り下げられた部分に高濃度の第
2導電型半導体領域を形成する工程と、この第2導電型
半導体領域上に低濃度の第2導電型半導体領域を選択的
にエピタキシャル成長させる工程と、このエピタキシャ
ル成長によって形成された半導体領域内に高々濃度の第
2導電型半導体領域を形成する工程とを行なうことを特
徴とする不揮発性半導体メモリーの製造方法。
[Claims] 1. A floating gate electrode formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, and a floating gate electrode of a second conductivity type formed sandwiching a channel region under the floating gate electrode. A nonvolatile semiconductor memory in which an electrically writable and erasable memory element is formed by a source region and a drain region, wherein the source (or drain) region has a high concentration concentration in a portion overlapping with the floating gate electrode. a nonvolatile material comprising: an outer layer consisting of a second conductivity type semiconductor region; an intermediate layer consisting of a low concentration second conductivity type semiconductor region; and an inner layer consisting of a second conductivity type semiconductor region having at most a concentration semiconductor. 2. A floating gate electrode formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type via a gate insulating film, and a source region and a drain region of a second conductivity type formed across a channel region under the floating gate electrode. A method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory in which an electrically writable and erasable memory element is formed by a step of forming a semiconductor region; a step of forming a low concentration first conductivity type semiconductor region by diffusing a first conductivity type imparting impurity into the second conductivity type semiconductor region; 1. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory, comprising: forming a semiconductor region of a second conductivity type with a high concentration within the semiconductor memory. 3. A floating gate electrode formed on a first conductivity type semiconductor substrate via a first gate insulating film, and a second conductivity type source region formed across a channel region under the floating gate electrode. A method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory in which an electrically writable and erasable memory element is formed by an electrically writable and erasable memory element and a drain region, the method comprising an etching step of selectively digging out a portion of the semiconductor substrate that will become the source (or drain) region. a step of forming a high concentration second conductivity type semiconductor region in the portion dug by this etching step; and selectively epitaxially growing a low concentration second conductivity type semiconductor region on the second conductivity type semiconductor region. 1. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory, comprising: a step of forming a semiconductor region of a second conductivity type with a high concentration within a semiconductor region formed by this epitaxial growth.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6300656B1 (en) 1995-10-26 2001-10-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Nonvolatile semiconductor memory device having a drain region of different impurity density and conductivity types
EP1178533A1 (en) * 2000-07-24 2002-02-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US8391060B2 (en) 2000-04-27 2013-03-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile memory and semiconductor device

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