JPH0548115A - 半導体不揮発性記憶装置 - Google Patents

半導体不揮発性記憶装置

Info

Publication number
JPH0548115A
JPH0548115A JP3208058A JP20805891A JPH0548115A JP H0548115 A JPH0548115 A JP H0548115A JP 3208058 A JP3208058 A JP 3208058A JP 20805891 A JP20805891 A JP 20805891A JP H0548115 A JPH0548115 A JP H0548115A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
film
silicon
information
oxide film
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.)
Pending
Application number
JP3208058A
Other languages
English (en)
Inventor
Hironobu Nakao
広宣 中尾
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP3208058A priority Critical patent/JPH0548115A/ja
Publication of JPH0548115A publication Critical patent/JPH0548115A/ja
Priority to US08/203,698 priority patent/US5589700A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/04Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS
    • G11C16/0466Erasable programmable read-only memories electrically programmable using variable threshold transistors, e.g. FAMOS comprising cells with charge storage in an insulating layer, e.g. metal-nitride-oxide-silicon [MNOS], silicon-oxide-nitride-oxide-silicon [SONOS]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158Making the insulator
    • H01L21/28167Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28185Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation with a treatment, e.g. annealing, after the formation of the gate insulator and before the formation of the definitive gate conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/28008Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
    • H01L21/28017Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
    • H01L21/28158Making the insulator
    • H01L21/28167Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
    • H01L21/28202Making the insulator on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation in a nitrogen-containing ambient, e.g. nitride deposition, growth, oxynitridation, NH3 nitridation, N2O oxidation, thermal nitridation, RTN, plasma nitridation, RPN
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51Insulating materials associated therewith
    • H01L29/511Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures
    • H01L29/513Insulating materials associated therewith with a compositional variation, e.g. multilayer structures the variation being perpendicular to the channel plane
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51Insulating materials associated therewith
    • H01L29/518Insulating materials associated therewith the insulating material containing nitrogen, e.g. nitride, oxynitride, nitrogen-doped material
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L29/792Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with charge trapping gate insulator, e.g. MNOS-memory transistors

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】半導体リッチ酸化膜を利用したトラップ型の不
揮発性半導体記憶装置において、装置の微細化および集
積化を促す為に書込電圧を低電圧化させる。 【構成】p形シリコン基板3内にn+ドレイン5および
+ソース9を形成することによってチャンネル領域7
を形成する。チャンネル領域7の上面には薄膜シリコン
酸化膜18が形成され、上面にはシリコンリッチ酸化膜20
が形成され、その上面にはポリシリコン膜22が形成され
る。前記の様な不揮発性メモリセル2において、シリコ
ンリッチ酸化膜20を窒化処理したことを特徴とする。メ
モリセル2を用いた記憶装置は、ポリシリコン膜22とチ
ャンネル領域7間に電界を印加した時に、チャンネル領
域7からシリコン酸化膜18をトンネリングした電子がシ
リコンリッチ酸化膜20内のシリコン窒化領域21にトラッ
プされることにより情報が記憶される。情報を消去する
場合は、情報の書込時と反対方向の電界を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体不揮発性記憶装
置に関するものであり、特に印加書込電圧の低電圧化に
関する。
【0002】
【従来の技術】流入した電荷をシリコン酸化膜内にトラ
ップさせる新しい方法として、シリコン酸化膜上面にシ
リコンリッチ酸化膜を積層した構造を利用した方法が報
告されている(D.J.DiMaria et al:J. Appl. Phys., 51
(9) September 1980,4830-4841)。上記の方法を不揮発性
半導体メモリセルに利用することが出来る。図9に、上
記の方法を利用したメモリセル1の断面構成略図を示
す。
【0003】p形シリコン基板3内に設けられたn+
レイン5とn+ソース9によってチャンネル領域7が形
成されている。チャンネル領域7の上面には、シリコン
酸化膜16(厚さ8nm程度以上)、シリコンリッチ酸化膜1
2の順に形成される。さらにその上面にはゲート電極で
あるアルミニウム電極14が形成されている。
【0004】上記の様なメモリセル1は、情報”0”を
書込んだ状態すなわちシリコンリッチ酸化膜12内のシリ
コン領域13に電子がトラップされた状態と、情報”0”
を消去した状態(情報”1”を記憶した状態)すなわち
シリコンリッチ酸化膜12内のシリコン領域13に電子がト
ラップされていない状態との二通りを有する。二通り状
態を取り得ることが記憶手段に利用される。
【0005】上記のメモリセル1に対する情報の書込と
消去について、図10に示すメモリセル1のヒステリシス
ループに基づいて説明する。図10の横軸はゲート電圧V
gを表わし、縦軸は閾電圧Vthを表わす。ゲート電圧V
gとは、メモリセルのゲート電極に印加された電圧であ
る。また、閾電圧Vthとは、ゲート電極に印加する電圧
を大きくしていった場合に、一定ドレイン電圧において
ソース・ドレイン間に電流が流れ出す時のゲート電圧で
ある。なお、閾電圧Vthは、以下の式によって与えられ
る。
【0006】
【数1】
【0007】メモリセル1に情報”0”を書込む場合、
20V程度の高電圧をメモリセル1のゲート電極14に印加
する。この時、ゲート電極14とチャンネル領域7間に発
生する電界によって、チャンネル領域7内の電子は高い
エネルギーを持つようになり、いくつかの電子はシリコ
ン酸化膜16をトンネリングしてシリコンリッチ酸化膜12
内のシリコン領域13中にはいり、トラップされる。この
様な変化によって、閾電圧が1.6V程度まで上昇する
(図10のQ1参照)。すなわち、メモリセル1は、閾電
圧約1.6Vのエンハンスメント形トランジスタとして働
くようになる。なお、ゲート電圧が遮断されても閾電圧
はそのままの状態である(図10のR1参照)。
【0008】一方、情報”0”を消去する為にはトラッ
プされた電子をチャンネル領域7に戻してやる必要があ
る。従って、チャンネル領域7に20V程度の電圧を印加
し、情報の書込時とは反対方向の電界を発生させて、チ
ャンネル領域7に電子を戻してやる。この様な変化によ
って、1.6V程度の閾電圧が−0.6V程度に変化する(図
10のS1参照)。すなわち、メモリセル1は、閾電圧約
−0.6Vのディプレッション形トランジスタとして働く
ようになる。情報”0”が消去されたこの状態は、メモ
リセル1が情報”1”を記憶した状態を意味する。な
お、ゲート電圧が遮断されても閾電圧はそのままの状態
である(図10のT1参照)。
【0009】次に、メモリセル1からの情報の読み出し
について説明する。メモリセル1のソース9とドレイン
5間に5V程度の電圧を印加した時にチャンネル領域7
を電流が流れるかどうかで、情報”1”が記憶されてい
るか、情報”0”が記憶されているかが判断される。つ
まり、情報”1”が記憶されている場合は、上述したよ
うにメモリセル1の閾電圧は負の値である。よって、メ
モリセル1はディプレッション形トランジスタであるか
ら、チャンネル領域13は通電状態にある。従って、チャ
ンネル領域7には電流が流れる。一方、情報”0”が記
憶されている場合は、メモリセル1の閾電圧は正の値で
ある。よって、メモリセル1はエンハンスメント形トラ
ンジスタであるから、チャンネル領域7は通電状態にな
い。従って、チャンネル領域7には電流が流れない。
【0010】半導体不揮発性記憶装置(図示せず)は、
上記のようなメモリセル1および選択トランジスタ(図
示せず)を用いて構成される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】半導体産業の発展にと
もない、不揮発性半導体記憶装置の微細化および集積化
が要求されている。しかしながら、従来のメモリセル1
を用いた半導体不揮発性記憶装置においては、現状以上
の微細化および集積化を阻む次のようなの問題点があっ
た。
【0012】上記のメモリセル1に電圧を印加し情報を
書込む場合すなわちシリコンリッチ酸化膜12内のシリコ
ン領域13に電子をトラップさせるには、ゲート電極14と
チャンネル領域7に挟まれた領域11がある一定以上の絶
縁性を有する必要がある。ところが、シリコンリッチ酸
化膜12内のシリコン領域13は導電体として作用するか
ら、シリコンリッチ酸化膜12の全体の絶縁性は十分とは
いえなかった。従って、ゲート電極14とチャンネル領域
7に挟まれた領域の絶縁性を高める為には、シリコン酸
化膜16の膜厚をある一定以上にする必要があった。電子
がシリコン酸化膜16をトンネリングする為には、印加電
圧として20V程度以上の高電圧が必要であった。書込
電圧が高電圧の場合、不揮発性半導体記憶装置の微細化
をすすめる上で高耐圧構造が必要となり、集積化には限
度があった。
【0013】よって、本発明は、半導体不揮発性記憶装
置の微細化および集積化を促す為に、低電圧で情報を書
込むことの出来る不揮発性半導体記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体不揮
発性記憶装置は、第一導電型の半導体基板と、前記半導
体内に形成された第二導電型の拡散領域と、前記基板上
に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された半導
体リッチ酸化膜と、前記半導体リッチ酸化膜上に形成さ
れた制御電極とを備える半導体不揮発性記憶装置におい
て、前記半導体リッチ酸化膜は窒化半導体領域を有する
ことを特徴としている。
【0015】
【作用】本発明に係る半導体不揮発性記憶装置は、半導
体不揮発性記憶装置のメモリセルの一構成要素である半
導体リッチ酸化膜内の半導体領域を窒化処理したことを
特徴としている。
【0016】従って、シリコンリッチ酸化膜全体の絶縁
性が増大する。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例による不揮発性半導体記憶
装置のメモリセル2の断面構成略図を図1に示す。
【0018】第一導電型の半導体基板であるp形シリコ
ン基板3内に設けられた第二導電型の拡散領域であるn
+ドレイン5と第二導電型の拡散領域であるn+ソース9
によって第三領域であるチャンネル領域7が形成されて
いる。チャンネル領域7の上面には、絶縁膜であるシリ
コン酸化膜18(厚さ2.5nm程度)、半導体リッチ酸化膜
であるシリコンリッチ酸化膜20が順に積層される。さら
にその上面には制御電極であるポリシリコン膜22が成形
されている。また、メモリセル2の構造をバンド図で示
すと。図2のようになる。
【0019】上記の様なメモリセル2は、情報”0”を
書込んだ状態すなわちシリコンリッチ酸化膜20内のシリ
コン窒化領域21に電子がトラップされた状態と、情報”
0”を消去した状態(情報”1”を記憶した状態)すな
わちシリコンリッチ酸化膜20内のシリコン窒化領域21に
電子がトラップされていない状態との二通りを有する。
二通りの状態を取り得ることが記憶手段に利用される。
【0020】上記の様なメモリセル2に対する情報の書
込および消去について以下に説明する。
【0021】情報”0”をメモリセル2に書込む場合、
8V程度の電圧をメモリセル2の制御電極22に印加す
る。この時、制御電極22とチャンネル領域7間に発生す
る電界によって、チャンネル領域7内の電子は高いエネ
ルギーを持つようになり、いくつかの電子はシリコン酸
化膜18をトンネリングする。次に、トンネリングした電
子はシリコンリッチ酸化膜20中を移動し、シリコンリッ
チ酸化膜20内のシリコン窒化領域21にトラップされる。
この状態は、情報”0”が記憶されたことを意味する。
【0022】一方、情報”0”を消去する(情報”1”
を記憶した状態にする)為には、トラップされた電子を
チャンネル領域7に戻してやる必要がある。従って、チ
ャンネル領域7に8V程度の電圧を印加し、情報の書込
時とは反対方向の電界を発生させて、チャンネル領域7
に電子を戻してやる。
【0023】なお、情報の書込と消去についてメモリセ
ル2のバンド図である図2を用いて説明する。情報を書
込む場合、印加された電界によって高いエネルギーを持
った電子は、シリコン酸化膜18をトンネリングし、シリ
コンリッチ酸化膜20に流入する。次に、これらの電子
は、シリコンリッチ酸化膜20内のシリコン酸化領域19ま
たはシリコン窒化領域21中を移動し、複数のシリコン窒
化領域21にトラップされる。シリコン酸化領域19とシリ
コン窒化領域21の境界面23が多数存在することからトラ
ップ密度が高く、電子は効率よくトラップされる。一
方、情報を消去する場合、トラップされている電子は、
情報の書込時とは反対方向の電界に引っ張られてシリコ
ン酸化膜18をトンネリングしてP形シリコン基板3に戻
る。
【0024】さらに上記の状態変化を、図3に示すメモ
リセル2のヒステリシスループに基づいて説明する。
【0025】メモリセル2に情報”0”を書込む場合、
制御電極22に電圧が印加されるとシリコン窒化領域21に
電子がトラップされる。この変化によって、閾電圧が1.
6V程度まで上昇する(図3のQ2参照)。すなわち、
メモリセル2は、閾電圧約1.6Vのエンハンスメント形
トランジスタとして働くようになる。なお、ゲート電圧
が遮断されても閾電圧はそのままの状態である(図3の
R2参照)。
【0026】次に、情報”0”を消去する(情報”1”
を記憶した状態にする)為に、書込時と反対方向の電界
を印加し、チャンネル領域7に電子を戻してやる。この
変化によって、1.6V程度の閾電圧が−0.6V程度に変化
する(図3のS2参照)。すなわち、メモリセル1は、
閾電圧−0.6Vのディプレッション形トランジスタとし
て働くようになる。なお、ゲート電圧が遮断されても閾
電圧はそのままの状態である(図3のT2参照)。
【0027】次に、情報の読み出しについて説明する。
メモリセル2のソース9とドレイン5間に5V程度の電
圧を印加した時にチャンネル領域7を電流が流れるかど
うかで、情報”1”が記憶されているか、情報”0”が
記憶されているかが判断される。
【0028】つまり、情報”1”が記憶されている場合
は、上述したようにメモリセル2の閾電圧は負の値(約
−0.6V)である。よって、メモリセル2はディプレッ
ション形トランジスタであるから、チャンネル領域7は
通電状態にある。従って、チャンネル領域7には電流が
流れる。一方、情報”0”が記憶されている場合は、メ
モリセル2の閾電圧は正の値(約1.6V)である。よっ
て、メモリセル2はエンハンスメント形トランジスタで
あるから、チャンネル領域7は通電状態にない。従っ
て、チャンネル領域7には電流が流れない。
【0029】次に、上記のメモリセル2を用いて、メモ
リ回路を構成した一例を示す。
【0030】まず、情報を書込む場合の動作原理を説明
する。図4に1024ビットのメモリLSIの構成を概
念図で示す。
【0031】メモリセルアレイAには、メモリセル2
が、32(行)×32(列)で計1024個(1Kビッ
ト)、マトリクス状に並んでいる。各メモリセル2のソ
ース9には、選択トランジスタ4のドレインがそれぞれ
接続されている。また、ロウデコーダ8からは、各選択
トランジスタ4のゲート電極に接続するワードラインW
Lが配線されている。また、コントロールゲートライン
CGLは、各メモリセル2の制御電極22に接続されてい
る。さらに、コラムデコーダ6からは、各メモリセル2
のドレイン5に接続するデータラインDLが配線されて
いる。また、p形シリコン基板3には、ウエルラインWe
llが接続されている。
【0032】例えば、メモリセル2m,nに情報を書込む
場合について考える。コントロールゲートラインCGL
nだけにプログラミング電圧Vppが印加される。この
時、データラインDLm以外のラインには、デコーダ6
によってプログラミング禁止電圧Viが印加されている。
また、ワードラインWLnには、基板と同電位の接地電
圧が印加される。従って、プログラミング電圧Vppが印
加されたコントロールゲートラインCGLnとゲートで
接続するメモリセル2のうち、ドレインとソースと基板
の電位がすべて0となっているのは、プログラミング禁
止電圧Viが印加されないデータラインDLmと接続する
メモリセル2m,nだけである。つまり、メモリセル2m,n
だけにプログラミング電圧Vppによる電界効果が作用
し、チャンネル領域内の電子がシリコンリッチ酸化膜20
内のシリコン窒化領域21にトラップされる。以上の様
に、メモリセル2m,nだけに情報”0”が書込まれる。
【0033】次に、メモリセル2m,nの情報を読み出す
場合の動作原理を、図5に基づいて説明する。
【0034】図5の構成は、図4と同じである。ロウデ
コーダ8によってワードラインWLnだけに電圧Vddを
印加する。また、全てデータラインDLには電圧Vddが
印加されている。この時、情報”0”が記憶されている
メモリセル2のチャンネル領域7は、上述したように通
電状態にないので、各データラインDLを流れる電流
は、そのままコラムデコーダ6に入力される。
【0035】一方、情報”1”が記憶されているメモリ
セル2のチャンネル領域7は通電状態にある。さらに、
選択トランジスタ4がON状態にある(選択トランジス
タ4のゲート電極に電圧Vddを印加されている)場合に
は、各データラインDLを流れる電流はメモリセル2、
選択トランジスタ4を介して接地電位に落ちる。従っ
て、コラムデコーダ6には電流が入力されない。
【0036】この時、コラムデコーダ6では、データラ
インDLmからの電流だけを出力することになってい
る。この出力は、センスアンプ10によって、増幅され、
読み出される。以上より、メモリセル2m,nからの情報
だけが読み出されることになる。 次に、上記の102
4ビットのメモリLSIに記憶された情報を一括消去す
る場合の動作原理を、図6に基づいて説明する。図6の
構成は、図4と同じである。各コントロールゲートCG
ラインを接地した上で、ウエルラインWellを介して各メ
モリセル2のp形シリコン基板3にプログラミング電圧
Vppを印加する。この時、トラップされている電子は電
界効果によりチャンネル領域7に戻る。つまり、書込ま
れている情報”0”は全て消去され、全てのメモリセル
2が情報”1”を記憶した状態となる。
【0037】また、上記のような構造をもつメモリセル
2の製造工程を、図7、図8に基づいて以下に説明す
る。
【0038】薄膜のp形シリコン基板3が準備され、p
形シリコン基板3の上面に熱酸化によってシリコン酸化
膜18を形成する(図7A)。次に、シリコン酸化膜18の
上面に、2:1から1:1の割合でモノシランとN2Oを用い
てCVD法によってシリコンリッチ酸化膜20を堆積させ
た後、アンモニア雰囲気中で、アニル処理を行う(図7
B)。次に、シリコンリッチ酸化膜20の上面にCVD法
によりポリシリコン膜22を成長形成させる(図8C)。
次に、レジストをマスクにしてエッチングすることによ
って、ポリシリコン膜22とシリコンリッチ酸化膜20とシ
リコン酸化膜18とを成形する(図8D)。次に、ヒ素
またはリンをイオン注入および熱拡散させて、nドレ
イン5およびn+ソース9を形成する(図1)。この
時、n+ドレイン5とn+ソース9によってチャンネル領
域7が形成される。
【0039】なお、上記実施例では、第一導電型をp型
とし第二導電型をn型としたが、第一導電型をn型と
し、第二導電型をp型としてもよい。
【0040】
【発明の効果】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
は、前記半導体リッチ酸化膜内の半導体領域を窒化処理
したことを特徴としているから、シリコンリッチ酸化膜
全体の絶縁性が増大する。
【0041】従って、前記基板上に形成された絶縁膜と
して薄膜化された絶縁膜を使用することが可能となる。
この場合、メモリセルに対して低い書込電圧で情報を書
込むことが出来る。
【0042】また、半導体不揮発性記憶装置の微細化を
すすめることが出来、集積度を向上させることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるメモリセル2の断面構
成略図である。
【図2】メモリセル2の構造をバンド図で示した図であ
る。
【図3】メモリセル2のヒステリシスループを示す図で
ある。
【図4】本発明の一実施例によるメモリセルへの情報の
書込原理を説明する為のメモリLSIの構成を概念図で
ある。
【図5】本発明の一実施例によるメモリセルからの情報
の読み出し原理を説明する為のメモリLSIの構成を概
念図である。
【図6】本発明の一実施例によるメモリセルに記憶され
た情報の消去原理を説明する為のメモリLSIの構成を
概念図である。
【図7】メモリセル2の製造工程を示す図である。
【図8】メモリセル2の製造工程を示す図である。
【図9】従来のメモリセル1の断面構成略図である。
【図10】メモリセル1のヒステリシスループを示す図
である。
【符号の説明】
3・・・p形シリコン基板 5・・・n+ドレイン 9・・・n+ソース 7・・・チャンネル領域 18・・・シリコン酸化膜 21・・・シリコン窒化領域 20・・・シリコンリッチ酸化膜 22・・・ポリシリコン膜
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年12月19日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一導電型の半導体基板と、 前記半導体内に形成された第二導電型の拡散領域と、 前記基板上に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に形成された半導体リッチ酸化膜と、 前記半導体リッチ酸化膜上に形成された制御電極と、 を備える半導体不揮発性記憶装置において、 前記半導体リッチ酸化膜は窒化半導体領域を有すること
    を特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
JP3208058A 1991-08-20 1991-08-20 半導体不揮発性記憶装置 Pending JPH0548115A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3208058A JPH0548115A (ja) 1991-08-20 1991-08-20 半導体不揮発性記憶装置
US08/203,698 US5589700A (en) 1991-08-20 1994-02-28 Semiconductor nonvolatile memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3208058A JPH0548115A (ja) 1991-08-20 1991-08-20 半導体不揮発性記憶装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0548115A true JPH0548115A (ja) 1993-02-26

Family

ID=16549944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3208058A Pending JPH0548115A (ja) 1991-08-20 1991-08-20 半導体不揮発性記憶装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5589700A (ja)
JP (1) JPH0548115A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005228760A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電荷蓄積型メモリ及びその製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU7475196A (en) * 1995-10-25 1997-05-15 Nvx Corporation Semiconductor non-volatile memory device having a nand cell structure
DE19726085A1 (de) * 1997-06-19 1998-12-24 Siemens Ag Nichtflüchtige Speicherzelle
JP4810712B2 (ja) * 1997-11-05 2011-11-09 ソニー株式会社 不揮発性半導体記憶装置及びその読み出し方法
JPH11214640A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Hitachi Ltd 半導体記憶素子、半導体記憶装置とその制御方法
US6614070B1 (en) * 1998-04-16 2003-09-02 Cypress Semiconductor Corporation Semiconductor non-volatile memory device having a NAND cell structure
GB2364823A (en) * 2000-07-12 2002-02-06 Seiko Epson Corp TFT memory device having gate insulator with charge-trapping granules
JP3983105B2 (ja) * 2002-05-29 2007-09-26 Necエレクトロニクス株式会社 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
US7042045B2 (en) * 2002-06-04 2006-05-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Non-volatile memory cell having a silicon-oxide nitride-oxide-silicon gate structure
US20080151654A1 (en) 2006-12-22 2008-06-26 Allan James D Method and apparatus to implement a reset function in a non-volatile static random access memory
US10062788B2 (en) * 2008-07-30 2018-08-28 Maxpower Semiconductor Inc. Semiconductor on insulator devices containing permanent charge
WO2009081290A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Nxp B.V. A memory cell, a memory array and a method of programming a memory cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0078318A4 (en) * 1981-05-11 1983-06-24 Ncr Corp SEMICONDUCTOR MEMORY ARRANGEMENT WITH VARIABLE THRESHOLD.
JPH0575133A (ja) * 1991-09-11 1993-03-26 Rohm Co Ltd 不揮発性記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005228760A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電荷蓄積型メモリ及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5589700A (en) 1996-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2815495B2 (ja) 半導体記憶装置
US5319229A (en) Semiconductor nonvolatile memory with wide memory window and long data retention time
US6950340B2 (en) Asymmetric band-gap engineered nonvolatile memory device
JP2965415B2 (ja) 半導体記憶装置
US5455790A (en) High density EEPROM cell array which can selectively erase each byte of data in each row of the array
JP5459999B2 (ja) 不揮発性半導体記憶素子、不揮発性半導体装置及び不揮発性半導体素子の動作方法
US6861699B2 (en) Non-volatile memory device
US6026017A (en) Compact nonvolatile memory
US5225362A (en) Method of manufacturing a full feature high density EEPROM cell with poly tunnel spacer
JPH07193150A (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその動作方法
KR100712087B1 (ko) 반도체메모리장치및그제조방법
US20040213048A1 (en) Nonvolatile memory having bit line discharge, and method of operation thereof
JPS62276878A (ja) 半導体記憶装置
US5293331A (en) High density EEPROM cell with tunnel oxide stripe
KR20060025195A (ko) 비휘발성 메모리에서 기준 트랜지스터를 위한 가변 게이트바이어스
JPH0548115A (ja) 半導体不揮発性記憶装置
KR100706071B1 (ko) 단일비트 비휘발성 메모리셀 및 그것의 프로그래밍 및삭제방법
JPH08250610A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
US6335549B1 (en) EEPROM with high channel hot carrier injection efficiency
JP3173907B2 (ja) 不揮発性記憶素子およびその製造方法
US6693830B1 (en) Single-poly two-transistor EEPROM cell with differentially doped floating gate
JP3186209B2 (ja) 半導体装置の使用方法
JPH0555600A (ja) 半導体不揮発性記憶装置
US20020011621A1 (en) Semiconductor nonvolatile memory with low programming voltage
JPH05326892A (ja) 半導体記憶装置およびその駆動法