JPH043983A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JPH043983A
JPH043983A JP2105067A JP10506790A JPH043983A JP H043983 A JPH043983 A JP H043983A JP 2105067 A JP2105067 A JP 2105067A JP 10506790 A JP10506790 A JP 10506790A JP H043983 A JPH043983 A JP H043983A
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JP
Japan
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type
region
impurity concentration
semiconductor region
film
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JP2105067A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve write characteristics and punch-through voltage while preventing the decrease in breakdown voltage by isolating a semiconductor region from the heavily doped area of a drain region. CONSTITUTION:An impurity introduced is diffused and electrically activated by annealing. As a result, lightly doped areas 6a, 6b, 7a, and 7b are formed under a side wall spacer 4, and a p-type semiconductor region 8 is formed between the lightly doped areas 6b and 7b and a p-type silicon substrate. The p-type semiconductor region 8, between the lightly doped areas 7b in a drain region and the p-type silicon substrate, is not directly in contract with the heavily doped areas in the drain region. If the impurity concentration in the p-type semiconductor region is increased, therefore, it is possible to prevent the decrease in the breakdown voltage between the semiconductor region 8 and the heavily doped areas in drain region 7.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フローティングゲート型のメモリトランジス
タを有する不揮発性半導体メモリに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory having a floating gate type memory transistor.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、フローティングゲート型のメモリトランジス
タを有し、第1導電型の半導体基板中に形成されている
メモリトランジスタの第2導電型のドレイン領域が高不
純物濃度部と低不純物濃度部とから成り、ドレイン領域
の低不純物濃度部と半導体基板との間に第1導電型の半
導体領域が形成されている不揮発性半導体メモリにおい
て、半導体領域がドレイン領域の高不純物濃度部と接し
ていない。これによって、ブレークダウン耐圧の低下を
防止しつつ、書き込み特性及びパンチスルー耐圧の向上
を図ることができる。
The present invention has a floating gate type memory transistor, and a drain region of a second conductivity type of the memory transistor formed in a semiconductor substrate of a first conductivity type is composed of a high impurity concentration region and a low impurity concentration region. In a nonvolatile semiconductor memory in which a semiconductor region of a first conductivity type is formed between a low impurity concentration portion of a drain region and a semiconductor substrate, the semiconductor region is not in contact with a high impurity concentration portion of the drain region. This makes it possible to improve write characteristics and punch-through voltage while preventing a decrease in breakdown voltage.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

設計ルールが1.0μm以下のEFROM(Elect
rically Programmable and 
Read 0nly Memory)では、書き込み特
性、耐ソフトライト性及びGIS L (Gate I
nduced 5ubbreakdoTsn Leak
age)耐性を満足させるために、第4図に示すような
、いわゆるP L D (Profiled Ligh
tly Doped Drain)型のメモリトランジ
スタを使用する傾向がある。第4図に示すように、この
PLD型のEFROMにおいては、例えばp型のシリコ
ン(St)基板101上にゲート絶縁膜102を介して
フローティングゲートFC’が形成され、このフローテ
ィングゲートFb 103を介してコントロールゲートCG′が積層されて
いる。符号104はこれらのフローティングゲートFG
’及びコントロールゲートCG’の側壁に形成されたサ
イドウオールスペーサ、105は絶縁膜を示す。一方、
P型Si基板1中には、これらのフローティングゲート
FG′及びコントロールゲー)CG′に対して自己整合
的に例えばn゛型のソース領域106及びドレイン領域
107が形成されている。これらのソース領域106及
びドレイン領域107には、サイドウオールスペーサ1
04の下側の部分に例えばn型の低不純物濃度部106
a、107a及び例えばn−型の低不純物濃度部106
b、107bが形成されている。これらの低不純物濃度
部106b、107bとp型St基板101との間には
、例えばp型の半導体領域(pボケッ))10Bがそれ
ぞれ形成されている。この場合、このp型の半導体領域
108は、ソース領域106及びドレイン領域107の
高不純物濃度部とそれぞれ接している。
EFROM (elect) with a design rule of 1.0 μm or less
rically programmable and
Read 0nly Memory), write characteristics, soft write resistance, and GIS L (Gate I
unduced 5ubbreakdoTsn Leak
age) In order to satisfy the tolerance, so-called PLD (Profiled Light) as shown in Fig. 4 is used.
There is a tendency to use memory transistors of the tly Doped Drain type. As shown in FIG. 4, in this PLD type EFROM, a floating gate FC' is formed on, for example, a p-type silicon (St) substrate 101 via a gate insulating film 102, and a floating gate FC' is formed on a p-type silicon (St) substrate 101 via a gate insulating film 102. Control gates CG' are stacked. Reference numeral 104 indicates these floating gates FG.
A sidewall spacer 105 formed on the sidewalls of ' and control gate CG' indicates an insulating film. on the other hand,
In the P-type Si substrate 1, for example, an n-type source region 106 and a drain region 107 are formed in self-alignment with the floating gate FG' and the control gate CG'. These source regions 106 and drain regions 107 are provided with sidewall spacers 1.
For example, an n-type low impurity concentration region 106 in the lower part of 04.
a, 107a and, for example, an n-type low impurity concentration portion 106
b, 107b are formed. Between these low impurity concentration portions 106b, 107b and the p-type St substrate 101, for example, a p-type semiconductor region (p-bokeh) 10B is formed, respectively. In this case, this p-type semiconductor region 108 is in contact with the high impurity concentration portions of the source region 106 and drain region 107, respectively.

このようなPLD型EFROMは、第5図A及び第5図
Bに示すような方法により製造されている。すなわち、
第5図Aに示すように、まずp型Si基板101上にゲ
ート絶縁膜102、フローティングゲートFG′、絶縁
膜103及びコントロールゲートCG′を形成した後、
これらをマスクとしてp型Si基板101中に基板表面
に対してほぼ垂直な方向からまずヒ素(As)をイオン
注入し、引き続いてリン(P)をイオン注入した後、ホ
ウ素(B)をイオン注入する。これによって、As及び
Pが低濃度にイオン注入された領域109と、Pが低濃
度にイオン注入された領域110と、Bがイオン注入さ
れた領域111とがフローティングゲートFG”及びコ
ントロールゲートCG′に対して自己整合的に形成され
る。
Such a PLD type EFROM is manufactured by the method shown in FIGS. 5A and 5B. That is,
As shown in FIG. 5A, first, a gate insulating film 102, a floating gate FG', an insulating film 103, and a control gate CG' are formed on a p-type Si substrate 101.
Using these as a mask, arsenic (As) is first ion-implanted into the p-type Si substrate 101 in a direction almost perpendicular to the substrate surface, followed by phosphorus (P) ion implantation, and then boron (B) ion implantation. do. As a result, a region 109 where As and P are ion-implanted at a low concentration, a region 110 where a P is ion-implanted at a low concentration, and a region 111 where a B is ion-implanted are connected to the floating gate FG'' and the control gate CG'. is formed in a self-consistent manner.

次に、第5図Bに示すように、サイドウオールスペーサ
104及び絶縁膜105を形成した後、このサイドウオ
ールスペーサ104並びにコントロールゲートCG’及
びフローティングゲートFG′をマスクとしてp型Si
基板101中に基板表面に対してほぼ垂直な方向から例
えばAsを高濃度にイオン注入する。これによって、A
sが高濃度にイオン注入された領域111がサイドウオ
ールスペーサ104に対して自己整合的に形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, after forming a sidewall spacer 104 and an insulating film 105, a p-type Si
For example, As ions are implanted at a high concentration into the substrate 101 from a direction substantially perpendicular to the substrate surface. By this, A
A region 111 into which s is ion-implanted at a high concentration is formed in a self-aligned manner with respect to the sidewall spacer 104.

この後、注入不純物の拡散及び電気的活性化のためのア
ニールを行う。これによって、第4図に示すように、目
的とするPLD型EPROMが完成される。
Thereafter, annealing is performed for diffusion of implanted impurities and electrical activation. As a result, the desired PLD type EPROM is completed as shown in FIG.

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

上述の第4図に示す従来のPLD型EPROMにおいて
、書き込み特性及びパンチスルー耐圧の向上を図るため
には、p型の半導体領域108の不純物濃度を高くすれ
ばよい、しかし、このp型の半導体領域108の不純物
濃度を高くすると、このp型の半導体領域108とドレ
イン領域107の高不純物濃度部との間でブレークダウ
ンが起きやす(なり、ブレークダウン耐圧が低下してし
まう。これを防止するためにこのp型の半導体領域10
8の不純物濃度を低く抑えると、パンチスルー耐圧の向
上を図ることが困難となり、このp型の半導体領域10
8の不純物濃度の設定は難しかった。
In the conventional PLD type EPROM shown in FIG. When the impurity concentration of the region 108 is increased, breakdown is likely to occur between the p-type semiconductor region 108 and the high impurity concentration portion of the drain region 107 (and the breakdown voltage is lowered. This can be prevented. Therefore, this p-type semiconductor region 10
If the impurity concentration of the p-type semiconductor region 10 is kept low, it becomes difficult to improve the punch-through breakdown voltage.
Setting the impurity concentration of No. 8 was difficult.

従って本発明の目的は、ブレークダウン耐圧の低下を防
止しつつ、書き込み特性及びパンチスルー耐圧の向上を
図ることができる不揮発性半導体メモリを提供すること
にある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory that can improve write characteristics and punch-through voltage while preventing a decrease in breakdown voltage.

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

上記目的を達成するために、本発明は、フローティング
ゲート型のメモリトランジスタを有し、第1導電型の半
導体基板(1)中に形成されているメモリトランジスタ
の第2導電型のドレイン領域(7)が高不純物濃度部と
低不純物濃度部(7a、7b)とから成り、ドレイン領
域(7)の低不純物濃度部(7a、  7 b)と半導
体基板(1)との間に第1導電型の半導体領域(8)が
形成されている不揮発性半導体メモリにおいて、半導体
領域(8)がドレイン領域(7)の高不純物濃度部と接
していない。
In order to achieve the above object, the present invention has a floating gate type memory transistor and has a second conductivity type drain region (7) of the memory transistor formed in a first conductivity type semiconductor substrate (1). ) consists of a high impurity concentration part and a low impurity concentration part (7a, 7b), and a first conductivity type is formed between the low impurity concentration part (7a, 7b) of the drain region (7) and the semiconductor substrate (1). In a nonvolatile semiconductor memory in which a semiconductor region (8) is formed, the semiconductor region (8) is not in contact with the high impurity concentration portion of the drain region (7).

〔作用〕[Effect]

上述のように構成された本発明の不揮発性半導体メモリ
によれば、半導体領域(8)がドレイン領域(7)の高
不純物濃度部と接していないので、この半導体領域(8
)の不純物濃度を高くしても、この半導体領域(8)と
ドレイン領域(7)の高不純物濃度部との間でブレーク
ダウンが起きにくい。これによって、半導体領域(8)
とドレイン領域(7)の高不純物濃度部との間のブレー
クダウン耐圧の低下を防止しつつ、半導体領域(8)の
不純物濃度を高くすることにより書き込み特性及びパン
チスルー耐圧の向上を図ることができる。
According to the nonvolatile semiconductor memory of the present invention configured as described above, the semiconductor region (8) is not in contact with the high impurity concentration portion of the drain region (7).
Even if the impurity concentration of the semiconductor region (8) and the drain region (7) are increased, breakdown is unlikely to occur between the semiconductor region (8) and the high impurity concentration portion of the drain region (7). As a result, the semiconductor region (8)
By increasing the impurity concentration of the semiconductor region (8), it is possible to improve the write characteristics and the punch-through breakdown voltage while preventing a decrease in the breakdown voltage between the semiconductor region (8) and the high impurity concentration portion of the drain region (7). can.

〔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。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例によるPLD型EPROMを
示す。
FIG. 1 shows a PLD type EPROM according to an embodiment of the present invention.

第1図に示すように、この実施例においては、例えばp
型のSi基板1の表面に選択的に形成された素子間分離
用のフィールド絶縁膜(図示せず)で囲まれた活性領域
の表面に例えば5iOz膜のようなゲート絶縁膜2が形
成されている。このゲート絶縁膜2上には、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FCは、例えばPのような不純物がドープされた
多結晶Si膜により形成することができる。このフロー
ティングゲートFC上には、例えば5in2膜のような
絶縁膜(カップリング絶縁膜)3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Pのような不純物がドープされた多結晶
St膜や、この不純物がドープされた多結晶St腹膜上
例えばタングステンシリサイド(WSiz )膜のよう
な高融点金属シリサイド膜を重ねたポリサイド膜などに
より形成することができる。これらのフローティングゲ
ートFG及びコントロールゲートCGの側壁には、例え
ばSiO□から成るサイドウオールスペーサ4が形成さ
れている。符号5は例えばSiO□膜のような絶縁膜を
示す。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, for example, p
A gate insulating film 2, such as a 5iOz film, is formed on the surface of an active region surrounded by a field insulating film (not shown) for isolation between elements selectively formed on the surface of a type of Si substrate 1. There is. A floating gate FG is formed on this gate insulating film 2. This floating gate FC can be formed of a polycrystalline Si film doped with an impurity such as P, for example. A control gate CG is laminated on the floating gate FC via an insulating film (coupling insulating film) 3 such as a 5in2 film, for example. This control gate CG is formed by overlaying a polycrystalline St film doped with an impurity such as P, or a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide (WSiz) film on a polycrystalline St peritoneum doped with this impurity. It can be formed using a polycide film or the like. Sidewall spacers 4 made of, for example, SiO□ are formed on the sidewalls of these floating gates FG and control gates CG. Reference numeral 5 indicates an insulating film such as a SiO□ film.

一方、P型Si基板1中には、フローティングゲートF
C及びコントロールゲートCGに対して自己整合的に例
えばn゛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。これらのソース領域6及びドレイン領域7に
は、サイドウオールスペーサ4の下側の部分に例えばn
型の低不純物濃度部6a、7aと例えばn−型の低不純
物濃度部6b、7bとが形成されている。これらのn−
型の低不純物濃度部6b、7bとp型Si基板1との間
には、例えばp型の半導体領域(pポケット)8が形成
されている。この場合、このp型の半導体領域8は、ド
レイン領域7の高不純物濃度部とは直接接していない。
On the other hand, there is a floating gate F in the P-type Si substrate 1.
For example, an n-type source region 6 and drain region 7 are formed in self-alignment with respect to C and control gate CG. In these source regions 6 and drain regions 7, for example, n
Type low impurity concentration portions 6a, 7a and, for example, n-type low impurity concentration portions 6b, 7b are formed. These n-
For example, a p-type semiconductor region (p pocket) 8 is formed between the low impurity concentration portions 6b, 7b of the mold and the p-type Si substrate 1. In this case, this p-type semiconductor region 8 is not in direct contact with the high impurity concentration portion of the drain region 7.

このため、このp型の半導体領域8とドレイン領域7の
高不純物濃度部との間でブレークダウンは起きにくくな
っている。なお、ソース領域6側のp型の半導体領域8
は省略可能である。
Therefore, breakdown is less likely to occur between the p-type semiconductor region 8 and the high impurity concentration portion of the drain region 7. Note that the p-type semiconductor region 8 on the source region 6 side
can be omitted.

次に、上述のように構成されたこの実施例によるPLD
型EPROMの製造方法について説明する。
Next, the PLD according to this embodiment configured as described above
A method for manufacturing type EPROM will be explained.

第2図Aに示すように、まずp型St基板1の表面に形
成されたフィールド絶縁膜(図示せず)で囲まれた活性
領域の表面に熱酸化法によりゲート絶縁膜2を形成した
後、CVD法により全面に第1層目の多結晶Si膜を形
成し、この多結晶Si膜に例えばPのような不純物をド
ープして低抵抗化する。次に、この多結晶Si膜上に例
えば熱酸化法により絶縁膜3を形成する。次に、この絶
縁膜3の全面にCVD法により第2層目の多結晶Si膜
を形成した後、この多結晶Si膜に例えばPのような不
純物をドープして低抵抗化する。次に、これらの第2層
目の多結晶Si膜、絶縁膜3、第3層目の多結晶St膜
及びゲート絶縁膜2を例えば反応性イオンエッチング(
RIE)法により基板表面と垂直方向にエツチングする
。これによって、フローティングゲーf−FG及びコン
トロールゲートCGが自己整合的に形成される。なお、
コントロールゲートCGをポリサイド膜により形成する
場合には、第2層目の多結晶Si膜上にさらに高融点金
属シリサイド膜を形成した後に上述と同様にエツチング
を行えばよい。次に、これらのコントロールゲートCG
及びフローティングゲートFCをマスクとしてp型Si
基板1中に基板表面に対してほぼ垂直な方向から例えば
まずAsを低濃度にイオン注入した後、引き続いて例え
ばPを低濃度にイオン注入する。これによって、^S及
びPが低濃度にイオン注入された領域9と、Pが低濃度
にイオン注入された領域10とがコントロールゲートC
G及びフローティングゲートFGに対して自己整合的に
形成される。
As shown in FIG. 2A, first, a gate insulating film 2 is formed by thermal oxidation on the surface of an active region surrounded by a field insulating film (not shown) formed on the surface of a p-type St substrate 1. A first layer of polycrystalline Si film is formed on the entire surface by the CVD method, and this polycrystalline Si film is doped with an impurity such as P to lower the resistance. Next, an insulating film 3 is formed on this polycrystalline Si film by, for example, a thermal oxidation method. Next, a second layer of polycrystalline Si film is formed on the entire surface of this insulating film 3 by the CVD method, and then this polycrystalline Si film is doped with an impurity such as P to lower its resistance. Next, these second layer polycrystalline Si film, insulating film 3, third layer polycrystalline St film, and gate insulating film 2 are etched by, for example, reactive ion etching (
Etching is performed in a direction perpendicular to the substrate surface using the RIE method. Thereby, the floating gate f-FG and the control gate CG are formed in a self-aligned manner. In addition,
When the control gate CG is formed of a polycide film, etching may be performed in the same manner as described above after further forming a high melting point metal silicide film on the second layer polycrystalline Si film. Next, these control gates CG
and p-type Si using the floating gate FC as a mask.
For example, As ions are first implanted into the substrate 1 in a direction substantially perpendicular to the substrate surface at a low concentration, and then, for example, P ions are implanted at a low concentration. As a result, the region 9 into which ions of ^S and P are ion-implanted at a low concentration, and the region 10 into which ions into which P are ion-implanted at a low concentration are connected to the control gate C.
G and floating gate FG in a self-aligned manner.

次に、第2図Bに示すように、基板表面に対して例えば
30〜60°傾斜した方向からp型St基板l中に例え
ばBを斜めイオン注入する。この斜めイオン注入は、注
入量の均一性を高くするために、通常は基板をイオンビ
ームに対して回転させながら行う。この結果、この斜め
イオン注入により、フローティングゲー)FCの両端部
の下側の部分におけるP型Si基板1中にBがイオン注
入された領域11が形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 2B, ions of, for example, B are obliquely implanted into the p-type St substrate l from a direction inclined by, for example, 30 to 60 degrees with respect to the substrate surface. This oblique ion implantation is usually performed while rotating the substrate with respect to the ion beam in order to improve the uniformity of the implanted amount. As a result, by this oblique ion implantation, regions 11 in which B ions are implanted are formed in the P-type Si substrate 1 in the lower portions of both ends of the floating gate FC.

次に、CVD法により全面に例えば5iOz膜を形成し
た後、この5iOz膜を例えばRIE法により基板表面
と垂直方向にエツチングする。これによって、第2図C
に示すように、フローティングゲートFC及びコントロ
ールゲートCGの側壁にサイドウオールスペーサ4が形
成される。次に、例えば熱酸化法により、コントロール
ゲートCGの上面及びp型Si基板1の表面に絶縁膜5
を形成する。次に、これらのサイドウオールスペーサ4
並びにコントロールゲートCG及びフローティングゲー
トFGをマスクとしてp型Si基板1中に例えばAsを
基板表面に対してほぼ垂直な方向から高濃度にイオン注
入する。これによって、Asが高濃度にイオン注入され
た領域12がサイドウオールスペーサ4に対して自己整
合的に形成される。
Next, a 5iOz film, for example, is formed on the entire surface by CVD, and then this 5iOz film is etched in a direction perpendicular to the substrate surface by, for example, RIE. As a result, Fig. 2C
As shown in FIG. 2, sidewall spacers 4 are formed on the side walls of the floating gate FC and control gate CG. Next, an insulating film 5 is formed on the upper surface of the control gate CG and the surface of the p-type Si substrate 1 by, for example, thermal oxidation.
form. Next, these side wall spacers 4
Using the control gate CG and floating gate FG as masks, ions of, for example, As are implanted into the p-type Si substrate 1 at a high concentration from a direction substantially perpendicular to the substrate surface. As a result, a region 12 in which As is ion-implanted at a high concentration is formed in a self-aligned manner with respect to the sidewall spacer 4.

この後、注入不純物の拡散及び電気的活性化のためのア
ニールを行う、これによって、第1図に示すように、サ
イドウオールスペーサ4の下側の部分に低不純物濃度部
6a、6b、7a、7bが形成され、これらの低不純物
濃度部6b、7bとp型Si基板1との間にp型の半導
体領域8が形成された、目的とするPLD型EPROM
が完成される。この場合、このp型の半導体領域8は、
Bの斜めイオン注入によりフローティングゲートFGの
両端部の下側の部分にBがイオン注入された領域11を
浅く形成することにより形成されたものであるので、こ
のp型の半導体領域8は、ドレイン領域7の高不純物濃
度部と接しない構造とすることができる。
After that, annealing is performed for diffusion of the implanted impurity and electrical activation. As a result, as shown in FIG. 7b is formed, and a p-type semiconductor region 8 is formed between these low impurity concentration parts 6b, 7b and the p-type Si substrate 1.
is completed. In this case, this p-type semiconductor region 8 is
This p-type semiconductor region 8 is formed by shallowly forming a region 11 in which B is ion-implanted under both ends of the floating gate FG by diagonal B ion implantation. It is possible to have a structure that does not contact the high impurity concentration portion of the region 7.

以上のように、この実施例によれば、ドレイン領域7の
低不純物濃度部7bとp型Si基板1との間に形成され
たp型の半導体領域8は、ドレイン領域7の高不純物濃
度部と直接接していないので、このp型の半導体領域8
の不純物濃度を高くしても、このp型の半導体領域8と
ドレイン領域7の高不純物濃度部との間のブレークダウ
ン耐圧の低下を防止することができる。すなわち、この
実施例によれば、p型の半導体領域8とドレイン領域7
の高不純物濃度部との間のブレークダウン耐圧の低下を
防止しつつ、このp型の半導体領域8の不純物濃度を高
くすることにより書き込み特性及びパンチスルー耐圧の
向上を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, the p-type semiconductor region 8 formed between the low impurity concentration portion 7b of the drain region 7 and the p-type Si substrate 1 is the high impurity concentration portion of the drain region 7. This p-type semiconductor region 8
Even if the impurity concentration is increased, the breakdown voltage between the p-type semiconductor region 8 and the high impurity concentration portion of the drain region 7 can be prevented from decreasing. That is, according to this embodiment, the p-type semiconductor region 8 and the drain region 7
By increasing the impurity concentration of this p-type semiconductor region 8, it is possible to improve the write characteristics and punch-through breakdown voltage while preventing a decrease in the breakdown breakdown voltage between the p-type semiconductor region 8 and the high impurity concentration portion.

ところで、例えばEFROMのような二種類の電源電圧
(例えば、■+a=5V及びVpp=12゜5V)を使
用するMO3ICの高集積化を図るために設計ルールを
縮小する場合には、MOS)ランジスタのゲート絶縁膜
の膜厚が問題となる。すなわち、ゲート絶縁膜は、その
信転性上、それに印加される電界の強さが4MV/CI
O以下となる条件で使用するのが望ましい。従って、例
えば5■系のMOS)ランジスタのゲート絶縁膜の膜厚
は150人程戻限小さくすることができるが、例えば1
2.5V系のMOS)ランジスタのゲート絶縁膜の膜厚
は350人程戻限しか小さくすることができない、この
結果、このような二種類の電源電圧を用いるMOSIC
においては、膜厚が互いに異なる二種類のゲート絶縁膜
が混在することになる。ところが、この場合には、ゲー
ト絶縁膜の単位面積当たりのゲート容量が異なるため、
ゲート絶縁膜の膜厚が互いに異なるMOS)ランジスタ
で同一のしきい値電圧を得るためには、これらのMOS
)ランジスタのチャネル領域の不純物濃度を変える必要
がある。このことは、MOSトランジスタのしきい値電
圧を調整するための工程が二倍になることを意味し、工
程の増加をもたらす。
By the way, when reducing the design rule in order to increase the integration of MO3IC that uses two types of power supply voltages (for example, +a = 5V and Vpp = 12°5V) such as EFROM, it is necessary to The problem is the thickness of the gate insulating film. In other words, due to its reliability, the strength of the electric field applied to the gate insulating film is 4MV/CI.
It is desirable to use it under conditions where the temperature is below 0. Therefore, for example, the thickness of the gate insulating film of a 5-inch type MOS transistor can be reduced by about 150 mm.
The thickness of the gate insulating film of a 2.5 V type MOS transistor can only be reduced by about 350 volts.As a result, MOS transistors using two types of power supply voltages
In this case, two types of gate insulating films having different thicknesses coexist. However, in this case, since the gate capacitance per unit area of the gate insulating film is different,
In order to obtain the same threshold voltage in MOS transistors whose gate insulating films have different thicknesses, these MOS
) It is necessary to change the impurity concentration in the channel region of the transistor. This means that the steps for adjusting the threshold voltage of the MOS transistor are doubled, resulting in an increase in the number of steps.

そこで、次にこのような問題を解決する方法について説
明する。
Next, a method for solving such problems will be explained.

第3図は二種類の電源電圧を使用する例えばEPROM
のようなMOSICを示す。第3図において、Qlは例
えば5■系のMOS)ランジスタを示し、Q2は例えば
12.5V系のMOS)ランジスタを示す。この例にお
いては、例えばp型Si基板21の表面に例えばSiO
□膜のようなフィールド絶縁膜22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22の下側には、例えばp゛型のチャネルストップ領
域23が形成されている。例えば5V系のMOSトラン
ジスタQ、の部分のフィールド絶縁膜22で囲まれた活
性領域の表面には、ゲート絶縁膜24が形成されている
。また、例えば12.5V系のMO3I−ランジスタQ
2の部分のフィールド絶縁膜22で囲まれた活性領域の
表面には、ゲート絶縁膜25が形成されている。
Figure 3 shows an example of an EPROM that uses two types of power supply voltage.
This shows a MOSIC like . In FIG. 3, Ql represents, for example, a 5V type MOS) transistor, and Q2 represents, for example, a 12.5V type MOS) transistor. In this example, for example, SiO2 is deposited on the surface of the p-type Si substrate 21.
A field insulating film 22 like a □ film is formed to provide isolation between elements. A p-type channel stop region 23, for example, is formed under the field insulating film 22. For example, a gate insulating film 24 is formed on the surface of an active region surrounded by a field insulating film 22 in a portion of a 5V MOS transistor Q. Also, for example, 12.5V MO3I-ransistor Q
A gate insulating film 25 is formed on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 22 at the portion 2 .

ゲート絶縁膜24上にはゲート電極G1が形成されてい
る。そして、このゲート電極G、 と、p型Si基板1
中にこのゲート電極G、に対して自己整合的に形成され
た例えばn゛型のソース領域26及びドレイン領域27
とにより、例えば5V系のMOS)ランジスタQ1が形
成されている。−方、ゲート絶縁膜25上にはゲート電
極G2が形成されている。そして、このゲート電極G2
と、p型Si基板1中にこのゲート電極G2に対して自
己整合的に形成された例えばn°型のソース領域28及
びドレイン領域29とにより、例えば12゜5V系のM
OS)ランジスタQ2が形成されている。
A gate electrode G1 is formed on the gate insulating film 24. Then, this gate electrode G, and the p-type Si substrate 1
For example, an n-type source region 26 and a drain region 27 are formed in the gate electrode G in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G.
For example, a 5V type MOS transistor Q1 is formed. - On the other hand, a gate electrode G2 is formed on the gate insulating film 25. And this gate electrode G2
For example, an n° type source region 28 and a drain region 29 formed in the p type Si substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G2 generate a voltage of, for example, 12°5V system.
OS) A transistor Q2 is formed.

この例においては、例えば5■系のMOS)ランジスタ
Q、のゲート絶縁M24は、5iOz膜により形成され
ている。これに対して、例えば12゜5V系のMOS)
ランジスタQ2のゲート絶縁膜25は、5iCh膜とS
 i s N a膜との複合膜、例えばSi0g膜とS
i3N、膜とから成るON (OxideNitrid
e)膜や、5iCh膜とSi3N4膜とSi0g膜とか
ら成るO N O(Oxide−Nitride−Ox
ide)膜により形成されている。
In this example, the gate insulator M24 of, for example, a 5-type MOS transistor Q is formed of a 5iOz film. On the other hand, for example, a 12°5V MOS)
The gate insulating film 25 of the transistor Q2 is composed of a 5iCh film and an S
Composite film with is Na film, e.g. Si0g film and S
ON (OxideNitrid)
e) ONO (Oxide-Nitride-Ox
ide) is formed by a film.

例えば5■系のMOS)ランジスタQ1のゲート絶縁膜
24が例えば膜厚200人のSiO□膜である場合、例
えば12.5V系のMOS)ランジスタQ2のゲート絶
縁膜25としてON膜を用いるときには、このON膜の
SiO□膜及びSi3N4膜の膜厚をそれぞれ50人及
び300人とする。
For example, when the gate insulating film 24 of the 5V type MOS transistor Q1 is a SiO□ film with a thickness of 200, for example, when an ON film is used as the gate insulating film 25 of the 12.5V type MOS transistor Q2, for example, The thicknesses of the SiO□ film and the Si3N4 film of this ON film are 50 and 300, respectively.

この場合、Si、N4膜は誘電率がSiO□膜に比べて
約2倍であるため、このON膜のSiO□膜換算植換算
値0人となる。従って、例えば5■系のMOS)ランジ
スタQ1と例えば12.5V系のMOSトランジスタQ
2との単位面積当たりのゲート容量は同一となる。この
ため、これらのMOSトランジスタQ、、Q、のチャネ
ル領域の不純物濃度を同一としても、これらのMO3I
−ランジスタQ、、Q、のしきい(直電圧を同一とする
ことができる。これによって、製造工程の簡略化を図る
ことができる。
In this case, since the dielectric constant of the Si, N4 film is about twice that of the SiO□ film, the conversion value of the ON film in terms of the SiO□ film is 0. Therefore, for example, a 5V system MOS) transistor Q1 and, for example, a 12.5V system MOS transistor Q
The gate capacitance per unit area is the same as that of 2. Therefore, even if the impurity concentrations of the channel regions of these MOS transistors Q, , Q, are the same, these MO3I
-Thresholds of transistors Q, , Q (direct voltages can be made the same. This makes it possible to simplify the manufacturing process.

なお、MOS)ランジスタQ2のゲート絶縁膜25とし
てONO膜を用いる場合には、このONO膜のSiO□
膜換算植換算値SトランジスタQ。
Note that when an ONO film is used as the gate insulating film 25 of the MOS transistor Q2, the SiO□ of this ONO film is
Membrane equivalent planting value S transistor Q.

のSiO,膜から成るゲート絶縁膜24の膜厚と同一と
なるようにすればよい。
The thickness may be the same as that of the gate insulating film 24 made of SiO.

また、以上は例えば5v系のMOS)ランジスタQ1 
と例えば12.5V系のMOS)ランジスタQ2とが混
在するMOSICの例であるが、異なる電源電圧を使用
する二種類以上のMOS)ランジスタが混在するMOS
ICに同様な手法を適用することが可能である。
In addition, the above is, for example, a 5V MOS) transistor Q1.
For example, this is an example of a MOSIC in which a 12.5V type MOS) transistor Q2 is mixed, but it is a MOS in which two or more types of MOS) transistors that use different power supply voltages are mixed.
A similar approach can be applied to ICs.

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、第2図已に示す工程
でBの斜めイオン注入を行う場合にイオンビームに対し
て基板を回転させているため、フローティングゲートF
Gの両端部の下側の部分にBのイオン注入領域11がそ
れぞれ形成されるが、イオンビームに対する基板の傾斜
角度を固定してBの斜めイオン注入を行うことにより、
ドレイン領域7例のフローティングゲートFGの端部の
下側の部分にのみこのBのイオン注入領域11を形成す
ることも可能である。この場合には、結果的にドレイン
領域7側にのみp型の半導体領域7が形成されることに
なる。
For example, in the above embodiment, when performing oblique ion implantation of B in the process shown in FIG. 2, the substrate is rotated with respect to the ion beam, so the floating gate F
B ion implantation regions 11 are formed in the lower parts of both ends of G, but by performing oblique B ion implantation while fixing the tilt angle of the substrate with respect to the ion beam,
It is also possible to form this B ion implantation region 11 only in the lower part of the end of the floating gate FG of the seven drain regions. In this case, as a result, p-type semiconductor region 7 is formed only on the drain region 7 side.

〔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、ドレイン領域の
低不純物濃度部と半導体基板との間に形成されている第
り導電型の半導体領域がドレイン領域の高不純物濃度部
と接していないので、この半導体領域の不純物濃度を高
くしても、この半導体領域とドレイン領域の高不純物濃
度との間のブレークダウン耐圧の低下を防止することが
できる。
As explained above, according to the present invention, the semiconductor region of the second conductivity type formed between the low impurity concentration portion of the drain region and the semiconductor substrate is not in contact with the high impurity concentration portion of the drain region. Even if the impurity concentration of this semiconductor region is increased, it is possible to prevent the breakdown voltage from decreasing between this semiconductor region and the high impurity concentration of the drain region.

これによって、半導体領域とドレイン領域の高不純物濃
度との間のブレークダウン耐圧の低下を防止しつつ、書
き込み特性及びバンチスルー耐圧の向上を図ることがで
きる。
This makes it possible to improve write characteristics and bunch-through breakdown voltage while preventing a decrease in breakdown voltage between the semiconductor region and the high impurity concentration of the drain region.

【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PLD型EFROMを
示す断面図、第2図A〜第2図Cは本発明の一実施例に
よるPLD型EPROMの製造方法を工程順に説明する
ための断面図、第3図は使用する電源電圧が互いに異な
る二種類のMOSトランジスタを有するMO3ICにお
けるゲート絶縁膜の構成例を説明するための断面図、第
4図は従来のPLD型EPROMを示す断面図、第5図
A及び第5図Bは従来のPLD型EPROMの製造方法
を工程順に説明するための断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:p型Si基板、 2:ゲート絶縁膜、 FG:フロ
ーティングゲート、 CG:コントロールゲート、  
6:ソース領域、  7:ドレイン領域、6a、1a:
n型の低不純物濃度部、 6b、7bin−型の低不純
物濃度部、 8:p型の半導体領域。 代理人   弁理士 杉 浦 正 知 コツトD−ルケ−1 CG 実施象1 第1図 表造方斥 第2図A 化の分1 第3図 第4図 衾造万汰 !4.遣方法 第2図C 裂造万5云 第5図A 裏道方法 第5図B
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a PLD-type EFROM according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a PLD-type EPROM according to an embodiment of the present invention in the order of steps. 3 is a cross-sectional view for explaining an example of the configuration of a gate insulating film in an MO3IC having two types of MOS transistors using different power supply voltages, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional PLD type EPROM. FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views for explaining a conventional PLD type EPROM manufacturing method in the order of steps. Explanation of main symbols in the drawings 1: p-type Si substrate, 2: gate insulating film, FG: floating gate, CG: control gate,
6: Source region, 7: Drain region, 6a, 1a:
n-type low impurity concentration portion, 6b, 7bin-type low impurity concentration portion, 8: p-type semiconductor region. Agent Patent Attorney Tadashi Sugiura Chikotsuto D-Luke-1 CG Implementation 1 Diagram 1 How to create diagrams Diagram 2 A Part 1 Diagram 3 Diagram 4 Enzo Manta! 4. Route method Diagram 2 C Rakuzo Mangoun Diagram 5 A Back road method Diagram 5 B

Claims (1)

【特許請求の範囲】 フローティングゲート型のメモリトランジスタを有し、
第1導電型の半導体基板中に形成されている上記メモリ
トランジスタの第2導電型のドレイン領域が高不純物濃
度部と低不純物濃度部とから成り、上記ドレイン領域の
上記低不純物濃度部と上記半導体基板との間に第1導電
型の半導体領域が形成されている不揮発性半導体メモリ
において、 上記半導体領域が上記ドレイン領域の上記高不純物濃度
部と接していないことを特徴とする不揮発性半導体メモ
リ。
[Claims] Having a floating gate type memory transistor,
The drain region of the second conductivity type of the memory transistor formed in the semiconductor substrate of the first conductivity type includes a high impurity concentration part and a low impurity concentration part, and the low impurity concentration part of the drain region and the semiconductor A nonvolatile semiconductor memory in which a semiconductor region of a first conductivity type is formed between a substrate and a substrate, wherein the semiconductor region is not in contact with the high impurity concentration portion of the drain region.
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