JPH04221857A - 不揮発性メモリ - Google Patents

不揮発性メモリ

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JPH04221857A
JPH04221857A JP2404705A JP40470590A JPH04221857A JP H04221857 A JPH04221857 A JP H04221857A JP 2404705 A JP2404705 A JP 2404705A JP 40470590 A JP40470590 A JP 40470590A JP H04221857 A JPH04221857 A JP H04221857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nonvolatile memory
carrier injection
floating gate
substrate
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP2404705A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Sugatsuki
菅付 直樹
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP2404705A priority Critical patent/JPH04221857A/ja
Publication of JPH04221857A publication Critical patent/JPH04221857A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気的に書換え可能な
不揮発性メモリに係り、特に、フローティングゲートに
対するキャリア注入,放出効率が向上した不揮発性メモ
リに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、不揮発性メモリは、一度書き込み
(電荷の注入)を行えば、電源が切れても記憶されてい
る情報が消えないように電荷を蓄積しておくフローティ
ングゲートを有している。前記不揮発性メモリに情報を
書き込むには、例えば、EEPROMの場合、ドレイン
まで延びたフローティングゲートに当該ドレイン上の薄
い酸化膜を介して、ファウラー・ノルドハイム(FN)
トンネリングにより電子を注入する。
【0003】一方、前記不揮発性メモリに記憶されてい
る情報を消去するには、電界の向きが前記書き込みとは
反対になるように、電圧を印加することにより、FNト
ンネリングでフローティングゲートから前記ドレインに
電子を放出させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、フローティングゲートへのキャリアの蓄積,
放出を効率良く行うために、印加電圧をメモリ部以外の
能動素子の電源電圧より数倍大きな10〜20Vに昇圧
して、当該メモリ部の電源電圧として用いなければなら
ないため、不揮発性メモリに負荷がかかるという課題が
あった。
【0005】そこで本発明は、このような課題を解決す
るためになされたものであり、フローティングゲートへ
のキャリアの注入,放出効率を向上し、情報の書き込み
,消去を行う際の電源電圧を低下することが可能な不揮
発メモリを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、半導体基板上にコントロールゲートとフロ
ーティングゲートとを有する不揮発性メモリにおいて、
キャリア注入,放出部には、前記半導体基板に対して垂
直方向に、先端が縮小した凹部又は凸部を少なくとも一
つ形成した不揮発性メモリであることを特徴とするもの
である。
【0007】
【作用】この発明に係る不揮発性メモリによれば、キャ
リア注入,放出部に、半導体基板に対して垂直方向に、
先端が縮小した凹部又は凸部が少なくとも一つ形成され
たことで、フローティングゲートへのキャリアの注入,
放出効率を向上することができる。
【0008】そして、特に、フローティングゲートのキ
ャリア注入,放出部の直下のドレインに半導体基板に対
して垂直方向に、先端が縮小した凹部又は凸部を少なく
とも一つ形成することで、前記凹部又は凸部の電界の集
中点に電界を集中し、高電界とすることができる。この
ため、フローティングゲートへのキャリア注入,放出部
が平坦な形状であった従来の不揮発性メモリに比べ、F
Nトンネリングが発生し易くなり、キャリア注入,放出
効率を向上することが可能となり、情報の書き込み,消
去を行う際の電源電圧を低下することができる。
【0009】
【実施例】(実施例1)次に、本発明の一実施例につい
て、図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係るN
MOSFETをセルに用いたEEPROMの製造工程を
示す断面図である。
【0010】図1(1)に示す工程では、(100)面
を有するP型(100)Si基板1上に酸化膜2Aを熱
酸化法により形成する。その後、前記酸化膜2A上のキ
ャリアの注入,放出位置となる領域以外にフォトマスク
3Aを形成し、フォトマスク3A領域以外の酸化膜2A
を除去する。ここで、フォトマスク3Aが形成されてい
ない領域幅Lを、1.0μmとした。そして、前記Lは
、このプロセスの最小寸法となるようにした。
【0011】次いで、図1(2)に示す工程では、フォ
トマスク3Aを除去し、図1(1)に示す工程で、酸化
膜2Aが除去された領域のP型(100)Si基板1を
アルカリ水溶液(エチレンジアミン200ml+ピロカ
テコール32g+水27ml)に約7分間浸漬し、酸化
膜2A領域以外のP型(100)Si基板1をエッチン
グして、P型(100)Si基板1の(100)面と(
111)面とによりなされる角αが54.7度となる、
断面形状が三角形の凹部(エッチピット)を形成する。
【0012】次に、図1(3)に示す工程では、熱酸化
法により、エッチピット(凹部)を有するP型(100
)Si基板1上に酸化膜2Bを形成する。次に、ソース
5及びドレイン6となる領域以外にフォトマスク3Bを
形成した後、P型(100)Si基板1全面に、ヒ素を
ドーズ量1×1015〜1×1016cm−2でイオン
注入し、ソース5及びドレイン6を形成する。
【0013】次いで、図1(4)に示す工程では、酸化
膜2A及び2Bを除去した後、熱酸化法により酸化膜7
を200〜500nmの膜厚で形成する。次に、酸化膜
7の表面に、多結晶シリコン膜をCVD法により200
〜500nmの膜厚で形成する。その後、前記多結晶シ
リコン膜の全面にリンをドーズ量1×1020〜1×1
021cm−3でイオン注入し、リンがドープされた多
結晶シリコン膜8を形成する。次いで、リンがドープさ
れた多結晶シリコン膜8の表面に酸化膜9を200〜5
00nmの膜厚で形成する。その後、酸化膜9の表面に
多結晶シリコン膜をCVD法により200〜500nm
の膜厚で形成する。次いで、前記多結晶シリコン膜の全
面にリンをドーズ量1×1020〜1×1021cm−
3でイオン注入し、リンがドープされた多結晶シリコン
膜10を形成する。
【0014】次に、図1(5)に示す工程では、フロー
ティングゲート及びコントロールゲートとすべき領域に
フォトマスク11を形成し、フォトマスク11領域以外
のリンがドープされた多結晶シリコン膜8及び10、酸
化膜7及び9を除去する。このようにして、フローティ
ングゲート12及びコントロールゲート13を形成した
【0015】次いで、図1(6)に示す工程では、フォ
トマスク11を除去した後、熱酸化法により、フローテ
ィングゲート12及びコントロールゲート13を有する
P型(100)Si基板1表面に酸化膜14を形成する
。以上の工程により、フローティングゲートのキャリア
注入,放出部の直下のドレイン領域にP型(100)S
i基板に対して垂直方向に、先端が縮小した凹部が形成
されたEEPROMを得た。
【0016】このように、前記凹部がキャリアの注入,
放出部の直下のドレインに形成されたことで、当該凹部
の先端に電界を集中することが可能となる結果、フロー
ティングゲートのキャリア注入,放出部が平坦な形状で
あった従来の不揮発性メモリに比較し、電界強度を約3
倍にすることができた。 (実施例2)次に、本発明の第2実施例について、図面
に基づいて説明する。
【0017】図2は、本発明に係る別のNMOSFET
をセルに用いたEEPROMの製造工程を示す断面図で
ある。図2(1)に示す工程では、(100)面を有す
るP型(100)Si基板1上に酸化膜2Aを熱酸化法
により形成する。その後、前記酸化膜2A上のキャリア
の注入,放出位置となる領域にフォトマスク3Aを形成
する。ここで、フォトマスク3Aが形成されている領域
幅Lを、1.0μmとした。そして、前記Lは、このプ
ロセスの最小寸法となるようにした。
【0018】次に、図2(2)に示す工程では、フォト
マスク3A領域以外の酸化膜2Aを除去し、次いでフォ
トマスク3を除去する。その後、このP型(100)S
i基板1をアルカリ水溶液(エチレンジアミン200m
l+ピロカテコール32g+水27ml)に約7分間浸
漬し、酸化膜2A領域以外のP型(100)Si基板1
をエッチングしてP型(100)Si基板1の(100
)面と(111)面とによりなされる角αが54.7度
となる、断面形状が先端部が縮小した台形の凸部を形成
する。
【0019】次いで、図2(3)に示す工程では、熱酸
化法により、前記台形の凸部を有するP型(100)S
i基板1上に酸化膜2Bを形成する。次に、ソース5及
びドレイン6となる領域以外にフォトマスク3Bを形成
した後、P型(100)Si基板1全面に、     
 をドーズ量1×1015〜1×1016cm−2でイ
オン注入し、ソース5及びドレイン6を形成する。
【0020】次に、図2(4)の工程では、前記実施例
1に示した図1(4)〜(6)の工程を行い、フローテ
ィングゲートのキャリア注入,放出部の直下のドレイン
領域にP型(100)Si基板に対して垂直方向に、先
端が縮小した凸部が形成されたEEPROMを得た。こ
のように、前記凸部がキャリアの注入,放出部の直下の
ドレインに形成されたことで、当該凸部の先端に電界を
集中することが可能となる結果、フローティングゲート
のキャリア注入,放出部が平坦な形状であった従来の不
揮発性メモリに比較し、電界強度を約3倍にすることが
できた。
【0021】尚、本実施例では、先端が縮小した凹部又
は凸部として断面形状が三角形及び台形のものを形成し
たが、本発明に係る凹部又は凸部の断面形状は、これに
限らず、先端が縮小した形状であれば、他の多角形等で
あっても良く、また、先端は丸みを帯びていても良い。 そして、この先端形状が鋭角であるほど、この部分に電
界が集中し易くなる。
【0022】本実施例では、図1(4)に示す工程で、
多結晶シリコン膜にリンをイオン注入したが、これに限
らず、POCl3 を用いた固相拡散等によりリンを導
入しても良い。また、導入するイオンは、リンの他、ヒ
素等を用いることもできる。また、本実施例では、前記
凹部又は凸部をキャリアの注入,放出部の直下に一つ形
成したが、所望により複数形成しても良い。
【0023】そして、本実施例では、前記凹部又は凸部
をキャリアの注入,放出部の直下のドレインに形成した
が、キャリアの注入,放出が可能な領域であれば、他の
部分に当該凹部又は凸部を形成しても良い。本実施例で
は、酸化膜を熱酸化法により形成したが、CVD法等、
他の方法で形成することもできる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、キ
ャリア注入,放出部に、半導体基板に対して垂直方向に
、先端が縮小した凹部又は凸部が少なくとも一つ形成さ
れたことで、前記凹部又は凸部の先端に電界を集中し、
高電界とすることができる。このため、キャリア注入,
放出部に前記凹部又は凸部を有さない従来の不揮発性メ
モリに比べ、FNトンネリングが発生し易くなる。 この結果、キャリア注入,放出効率を向上することが可
能となり、情報の書き込み,消去を行う際の電源電圧を
低下することが可能な不揮発性メモリを提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係るEEPROMの製造工
程を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2に係るEEPROMの製造工
程を示す断面図である。
【符号の説明】
1    P型(100)Si基板 5    ソース 6    ドレイン 7    酸化膜 8    リンがドープされた多結晶シリコン膜9  
  酸化膜 10    リンがドープされた多結晶シリコン膜12
    フローティングゲート 13    コントロールゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上にコントロールゲートと
    フローティングゲートとを有する不揮発性メモリにおい
    て、キャリア注入,放出部には、前記半導体基板に対し
    て垂直な方向に、先端が縮小した凹部又は凸部を少なく
    とも一つ形成したことを特徴とする不揮発性メモリ。
JP2404705A 1990-12-21 1990-12-21 不揮発性メモリ Pending JPH04221857A (ja)

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JP2404705A JPH04221857A (ja) 1990-12-21 1990-12-21 不揮発性メモリ

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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