JPH05343695A - 半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH05343695A JPH05343695A JP4171782A JP17178292A JPH05343695A JP H05343695 A JPH05343695 A JP H05343695A JP 4171782 A JP4171782 A JP 4171782A JP 17178292 A JP17178292 A JP 17178292A JP H05343695 A JPH05343695 A JP H05343695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- memory
- oxide film
- film
- region
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
イド膜3とトップ酸化膜4とからなるメモリ素子領域1
0と、メモリ酸化膜より膜厚が厚い犠牲酸化膜1とナイ
トライド膜3とトップ酸化膜4とからなる高しきい値領
域11とを設ける半導体不揮発性記憶素子、およびその
製造方法。 【効果】 不揮発性記憶素子のゲート電圧とドレイン電
流の関係において、従来の寄生テーパーゲートトランジ
スタによるリーク電流を抑えることが可能となり、メモ
リ特性の向上が可能となる。
Description
子とその製造方法に関し、とくにバーズビーク領域に形
成される寄生テーパーゲートトランジスタに起因するリ
ーク電流の低減、メモリ特性の安定化、高信頼性に関す
るものである。
を、図6の断面図を用いて説明する。図6は、メモリト
ランジスタのチャネル幅方向の断面図を示したものであ
る。不揮発性記憶素子の製造工程において、メモリ素子
領域形成のために次に記す素子分離工程を行う。
酸化法を用いてメモリ素子領域10と、このメモリ素子
領域10の周囲のフィールド領域に厚いフィールド酸化
膜6とを形成する。このメモリ素子領域10形成時に、
フィールド領域の厚いフィールド酸化膜6とメモリ素子
領域10との間に、バーズビーク15と呼ばれる傾斜し
た形状をもった二酸化シリコン膜が形成される。
酸化膜2となる二酸化シリコン膜を形成し、このメモリ
酸化膜2上に、ナイトライド膜3とトップ酸化膜4とを
形成し、さらにメモリゲート電極5となる多結晶シリコ
ン膜を形成する。この多結晶シリコン膜を、ホトエッチ
ング技術を用いエッチングしメモリゲート電極5を形成
する。
ート電極をマスクとして第2の導電型のソース領域およ
びドレイン領域を形成し、不揮発性記憶素子を形成す
る。
により得られる不揮発性記憶素子構造においては、メモ
リゲート電極に充分高い正電圧を印加すると、シリコン
結晶の伝導帯の電子がトンネル現象によって、メモリ酸
化膜の薄い二酸化シリコン膜中を通って、メモリ酸化膜
とナイトライド膜界面、ナイトライド膜中、ナイトライ
ド膜とトップ酸化膜界面の準位に捕獲される。その結
果、ナイトライド膜中には、負の電荷が蓄積され、しき
い値電圧が変化する。このメモリトランジスタのしきい
値電圧変化によりメモリ特性を得ている。
り製造した不揮発性記憶素子のメモリトランジスタにお
いては、次に記す問題点を持っている。選択酸化時に生
ずるバーズビーク部に寄生テーパーゲートトランジスタ
が形成される。
メモリトランジスタのメモリゲート電極に充分高い正電
圧を印加して、ナイトライド膜中に負の電荷を蓄積させ
る。この場合、メモリトランジスタのしきい値は高くな
り、エンハンス動作となる。
々に印加すると、メモリトランジスタの素子領域では、
しきい値電圧が高くなっているので電流は流れない。し
かしながら、バーズビークに形成される寄生テーパーゲ
ートトランジスタは、低いゲート印加電圧で電流が流れ
リーク電流となる。
のグラフは、横軸はゲート電圧を示し、縦軸はドレイン
電流を対数で示す。
ゲート電圧(Vg)とドレイン電流(Id)の関係にお
いて、低いゲート電圧でドレイン電流が流れている。こ
のため、メモリ特性において、書き込み消去幅が狭くな
る問題点が発生する。
に、寄生テーパーゲートトランジスタによる、リーク電
流を減少させて、メモリ特性における書き込み消去幅が
狭くなることを防ぐことができる不揮発性記憶素子と、
その製造方法を提供することである。
本発明においては、下記記載の半導体不揮発性記憶素子
構造と、その製造方法とを採用する。
は、メモリトランジスタのチャネル幅方向におけるメモ
リ絶縁膜は、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ酸
化膜とからなるメモリ素子領域と、メモリ酸化膜より膜
厚が厚い犠牲酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜と
からなる高しきい値領域とによって構成する。
は、メモリトランジスタのチャネル幅方向において、メ
モリ絶縁膜を構成するメモリ酸化膜の膜厚が、フィール
ド酸化膜と接する領域より薄い膜厚とする。
法は、第1の導電型の半導体基板の素子領域の周囲のフ
ィールド領域にフィールド酸化膜を形成し、素子領域に
犠牲酸化膜を形成し、ホトエッチング技術によりフィー
ルド酸化膜と接しないメモリ素子領域の犠牲酸化膜を除
去する工程と、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ
酸化膜とを順次形成する工程と、ホトエッチング技術に
よりメモリ素子領域にメモリ酸化膜とナイトライド膜と
トップ酸化膜を形成する工程と、全面にゲート電極材料
を形成する工程と、ホトエッチング技術によりメモリゲ
ート電極を形成する工程と、メモリゲート電極との整合
した領域の素子領域に高濃度不純物層を形成する工程
と、二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用絶縁膜を
形成する工程と、ホトエッチング技術により多層配線用
絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、配線金属を形
成する工程とを有する。
る。まず、図1の断面図を用いて本発明における半導体
不揮発性記憶素子の構造を説明する 図1は、メモリト
ランジスタのチャネル幅方向の断面図を示したものであ
る。
メモリ電極5下に設けるメモリ絶縁膜は、メモリ酸化膜
2とナイトライド膜3とトップ酸化膜4とで構成するメ
モリ素子領域10と、メモリ酸化膜2より膜厚が厚い酸
化膜である犠牲酸化膜1とナイトライド膜3とトップ酸
化膜4とで構成する高しきい値領域11とからなる構造
とする。
半導体不揮発性記憶素子の構造を形成するための製造方
法を説明する。図2および図3は、本発明の不揮発性記
憶素子の構造を製造するための製造方法を工程順に示す
メモリトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
半導体基板7のメモリ素子領域10と高しきい値領域1
1とに、窒化シリコン膜などの耐酸化膜をマスクにして
酸化する、いわゆる選択酸化処理によりフィールド酸化
膜6を700nmの厚さで形成する。その後、耐酸化膜
を除去する。
理を行い、厚さ50nm程度の二酸化シリコンからなる
犠牲酸化膜1を全面に形成する。
を回転塗布法により形成し、所定のホトマスクを用いて
露光、および現像処理を行いメモリ素子領域10のレジ
スト13に開口を形成する。
犠牲酸化膜1をフッ酸緩衝液を用いエッチングして、メ
モリ素子領域10の犠牲酸化膜1を除去する。その後、
エッチングのマスクとして用いたレジスト13を除去す
る。
合気体中で酸化処理を行い、2nm程度の厚さを有する
二酸化シリコン膜からなるメモリ酸化膜2を、犠牲酸化
膜1の開口内のメモリ素子領域10に形成する。
化学気相成長法(以下CVD法と記す)によって、窒化
シリコン膜からなるナイトライド膜3を9nm程度の厚
さで形成する。
イトライド膜3を酸化して、このナイトライド膜3上に
二酸化シリコン膜からなるトップ酸化膜4を形成する。
トップ酸化膜4とで、メモリトランジスタのメモリ絶縁
膜を構成する。
シリコン膜をCVD法により全面に形成する。
のホトマスクを用いて露光、および現像処理を行い、メ
モリゲート電極5を形成するメモリ素子領域10、およ
び高しきい値領域11上にレジスト13を形成する。
マスクとして、メモリゲート電極5となる多結晶シリコ
ン膜を六弗化硫黄と酸素との混合気体をエッチングガス
として用いる、ドライエッチングによりエッチングす
る。
りエッチングし、さらにナイトライド膜3を六弗化硫黄
と酸素との混合気体をエッチングガスとして用いるドラ
イエッチングによりエッチングする。
リ酸化膜2とナイトライド膜3とトップ酸化膜4とから
なるメモリ絶縁膜を形成する。さらに、高しきい値領域
11には、犠牲酸化膜1とナイトライド膜3とトップ酸
化膜4とからなるメモリ絶縁膜を形成する。
リコン膜からなるメモリゲート電極5をイオン注入の不
純物阻止膜として用いて、半導体基板7と逆導電型を有
するN型の不純物であるリンを、加速エネルギー50k
eV、イオン注入量4.0×1015atoms/cm2
程度のイオン注入条件で、イオン注入することによっ
て、第2の導電型の高濃度不純物層であるソース領域お
よびドレイン領域を形成する。
より二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用絶縁膜を
形成し、ホトエッチング技術を用いて多層配線用絶縁膜
にコンタクト窓を形成し、配線金属としてアルミニウム
を形成することによって不揮発性記憶素子を得る。
導体不揮発性記憶素子では、寄生テーパーゲートトラン
ジスタが形成されるバーズビーク領域は、犠牲酸化膜と
ナイトライド膜とトップ酸化膜とからなる高しきい値領
域となっており、メモリ素子領域のしきい値電圧より充
分高くなっている。
し、メモリトランジスタの書き込み消去を行っても、メ
モリトランジスタのしきい値電圧は、メモリ素子領域に
よって決まり、寄生テーパーゲートトランジスタによる
従来のリーク電流は抑えることができる。
電圧とドレイン電流特性を示す図4のグラフに示す。図
4に示すように、不揮発性記憶素子のゲート電圧とドレ
イン電流の関係において、従来例の図5に示す、低いゲ
ート電圧でドレイン電流が流れるリーク電流を抑えるこ
とができる。
り、メモリ特性において、メモリゲート電極に正電位を
印加した場合、よりエンハンス動作となり書き込み幅が
増加する。このため、メモリゲート電極に正電位を印加
する時間が従来と比べ短縮される。このように本構造お
よびその製造方法により、メモリ特性の向上が可能とな
る。
を形成することが可能となり、安定した特性を有する不
揮発性記憶素子が得られる。
子の構造を示す断面図である。
子の製造方法を示す断面図である。
子の製造方法を示す断面図である。
ート電圧とドレイン電流との特性を示すグラフである。
ゲート電圧とドレイン電流との特性を示すグラフであ
る。
を示す断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体不揮発性記憶素子を構成するメモ
リトランジスタのチャネル幅方向におけるメモリ絶縁膜
は、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜とか
らなるメモリ素子領域と、メモリ酸化膜より膜厚が厚い
犠牲酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜とからなる
高しきい値領域とによって構成することを特徴とする半
導体不揮発性記憶素子。 - 【請求項2】 メモリトランジスタのチャネル幅方向に
おけるメモリ絶縁膜を構成するメモリ酸化膜の膜厚は、
フィールド酸化膜と接する領域より薄いことを特徴とす
る請求項1に記載の半導体不揮発性記憶素子。 - 【請求項3】 第1導電型の半導体基板のメモリ素子領
域と高しきい値領域との周囲のフィールド領域にフィー
ルド酸化膜を形成し、メモリ素子領域と高しきい値領域
とに犠牲酸化膜を形成し、ホトエッチング技術によりフ
ィールド酸化膜と離間したメモリ素子領域の犠牲酸化膜
を除去する工程と、メモリ酸化膜とナイトライド膜とト
ップ酸化膜とを順次形成する工程と、ホトエッチング技
術によりメモリ素子領域にメモリ酸化膜とナイトライド
膜とトップ酸化膜を形成する工程と、全面にメモリゲー
ト電極材料を形成する工程と、ホトエッチング技術によ
りメモリゲート電極を形成する工程と、メモリゲート電
極との整合した領域の素子領域に高濃度不純物層を形成
する工程と、二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用
絶縁膜を形成する工程と、ホトエッチング技術により多
層配線用絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、配線
金属を形成する工程とを有することを特徴とする半導体
不揮発性記憶素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04171782A JP3138538B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04171782A JP3138538B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05343695A true JPH05343695A (ja) | 1993-12-24 |
JP3138538B2 JP3138538B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=15929588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04171782A Expired - Lifetime JP3138538B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3138538B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057936B2 (en) | 2002-06-20 | 2006-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP04171782A patent/JP3138538B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057936B2 (en) | 2002-06-20 | 2006-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nonvolatile semiconductor memory device |
KR100762037B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2007-09-28 | 가부시끼가이샤 도시바 | 불휘발성 반도체 기억 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3138538B2 (ja) | 2001-02-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6677200B2 (en) | Method of forming non-volatile memory having floating trap type device | |
US6914293B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing same | |
KR19980070519A (ko) | 내장형 비휘발성 메모리용 단일 서브-0.3 미크론 제조프로세스에 비휘발성 메모리 및 논리 성분을 통합시키기위한 방법 | |
US6458655B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device and flash memory | |
JPH10163348A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
US4096509A (en) | MNOS memory transistor having a redeposited silicon nitride gate dielectric | |
US6235585B1 (en) | Method for fabricating flash memory device and peripheral area | |
JP3138538B2 (ja) | 半導体不揮発性記憶素子およびその製造方法 | |
JP3397817B2 (ja) | 半導体不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JP3397804B2 (ja) | 不揮発性メモリの製造方法 | |
JP3054530B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
JP2755578B2 (ja) | 書換え可能形読出し専用メモリ | |
JP3113391B2 (ja) | 半導体不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JP2573218B2 (ja) | 不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JPH05129335A (ja) | 縦型トランジスタの製造方法 | |
JP3141520B2 (ja) | 不揮発性記憶素子の製造方法 | |
TWI304642B (ja) | ||
JPH04246865A (ja) | 不揮発性メモリの製造方法 | |
JP2536866B2 (ja) | 不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JPH06196497A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP3333498B2 (ja) | 半導体不揮発性記憶素子 | |
KR930004347B1 (ko) | 불휘발성 반도체 메모리 소자의 제조방법 | |
JP3192165B2 (ja) | 半導体不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JP2005277024A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH01145831A (ja) | 半導体集積回路とその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071208 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091208 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091208 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111208 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121208 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121208 Year of fee payment: 12 |