JPH06181319A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH06181319A
JPH06181319A JP4334347A JP33434792A JPH06181319A JP H06181319 A JPH06181319 A JP H06181319A JP 4334347 A JP4334347 A JP 4334347A JP 33434792 A JP33434792 A JP 33434792A JP H06181319 A JPH06181319 A JP H06181319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
source
electrons
drain
substrate
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
Application number
JP4334347A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3221754B2 (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 JP33434792A priority Critical patent/JP3221754B2/en
Publication of JPH06181319A publication Critical patent/JPH06181319A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3221754B2 publication Critical patent/JP3221754B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device with which a read-out operation can be conducted accurately. CONSTITUTION:When a write operation is conducted, high voltage is applied to a source 2, and a channel 8 is formed by electrons jumped out to a drain 4 from the source 2. When low voltage is applied to a selection gate 20, an electric field is concentrated between a selection gate 14 and a substrate 1, a part of electrons are turned to hot electrons, and it is attracted toward a control gate 14 where high voltage is applied. The attracted hot electrons are trapped to the side of the source 2 of a nitrogen film 10, and information is written. When a read operation is conducted, a depletion layer 100 is spread in the vicinity of a drain 4 by the application of high voltage, but does not reach the point where information is written. Accordingly, whether electrons are trapped (information is written) by the nitrogen film 10 can be detected accurately.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のデータの読
み出しに関する。特に読み出しの正確化に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to reading data from a semiconductor device. In particular, it relates to read accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、トラップ型半導体メモリのトラ
ップ膜としては、ONO膜(Oxide−Nitrid
e−Oxide)膜が用いられている。このONO膜の
O膜は酸化膜であり絶縁膜である。一方、N膜は窒化膜
であり導電膜である。なお、導電膜であるN膜は酸化膜
であるO層に挟まれている。書込みの際には、電子がこ
のN膜に導かれる。
2. Description of the Related Art Generally, an ONO film (Oxide-Nitride) is used as a trap film of a trap type semiconductor memory.
e-Oxide) film is used. The O film of the ONO film is an oxide film and an insulating film. On the other hand, the N film is a nitride film and is a conductive film. Note that the N film which is a conductive film is sandwiched between O layers which are oxide films. During writing, electrons are guided to this N film.

【0003】図9A,9BにONO膜を用いたトラップ
型メモリの断面図を掲げてデータの書込み及び消去を示
す説明する。トラップ型メモリ200には基板1内にソ
ース2、ドレイン4が形成されている。このソース2、
ドレイン4間にONO膜(第一O膜8、N(窒化)膜1
0及び第二O膜12)が形成されており、その上方に制
御ゲート14が形成されている。
Data writing and erasing will be described with reference to FIGS. 9A and 9B which are sectional views of a trap type memory using an ONO film. In the trap memory 200, the source 2 and the drain 4 are formed in the substrate 1. This sauce 2,
An ONO film (first O film 8, N (nitride) film 1 is provided between the drains 4.
0 and the second O film 12) are formed, and the control gate 14 is formed above them.

【0004】このトラップ型メモリ200の書込原理の
概要を図9Aを用いて説明する。書込み時は、ソース2
からドレイン4に電子が放出されることでチャネルが形
成される。この放出された電子の一部はホットエレクト
ロンとしてドレイン近傍のN(窒化)膜10にトラップ
される。N(窒化)膜10に電子がトラップされている
と、チャネルを形成するために必要な制御ゲート電圧の
しきい値電圧が大きくなる。このように、しきい値が大
きくなった状態を”1”が書込まれた状態という。これ
に対し、電子がトラップされず、しきい値が小さいまま
の状態を”0”が書込まれている状態という。
An outline of the write principle of the trap type memory 200 will be described with reference to FIG. 9A. Source 2 when writing
A channel is formed when electrons are emitted from the drain to the drain 4. Some of the emitted electrons are trapped in the N (nitride) film 10 near the drain as hot electrons. When the electrons are trapped in the N (nitride) film 10, the threshold voltage of the control gate voltage required to form the channel becomes large. In this way, the state in which the threshold value is increased is called the state in which "1" is written. On the other hand, a state in which electrons are not trapped and the threshold value remains small is called a state in which "0" is written.

【0005】一方、消去の場合は、制御ゲート14に負
の電圧を印加し、ドレインに正の電圧を印加すること
で、N膜に正孔を導いて注入された負の電子を中和する
(図9B参照)。なお、読み出しは、制御ゲートにセン
ス電圧(電子がトラップされている場合のしきい値電圧
とトラップされていない場合の中間値)を印加し、チャ
ネルが形成されなければ、”1”が書込まれていること
を読み出すことが出来る。また、チャネルが形成されれ
ば、”1”が書込まれていない(”0”である)ことを
読み出すことが出来る。このようにして、トラップ型メ
モリにおいて”1”の書込み、消去及び読み出しを自在
に行なうことが出来る。
On the other hand, in the case of erasing, a negative voltage is applied to the control gate 14 and a positive voltage is applied to the drain to guide holes to the N film and neutralize the injected negative electrons. (See Figure 9B). For reading, a sense voltage (a threshold voltage when electrons are trapped and an intermediate value when electrons are not trapped) is applied to the control gate, and if a channel is not formed, "1" is written. You can read what is rare. If a channel is formed, it can be read that "1" is not written ("0"). In this way, "1" can be freely written, erased and read in the trap type memory.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のトラッ
プ型メモリには以下のような問題があった。従来の装置
では図9Aを用いて説明したように、書込みの際にN
(窒化)膜10のドレイン4側に電子をホットエレクト
ロン注入によってトラップさせていた。また、読み出し
の際は、ドレイン4に比較的高い電圧を印加してトラッ
プされた電子の読み出しを行なっていた。しかし、ドレ
イン4に高電圧を印加すると、図9Bに示すようにドレ
イン4周辺の基板1内に空乏層100が形成されてしま
う。
However, the conventional trap type memory has the following problems. In the conventional device, as described with reference to FIG.
Electrons were trapped on the drain 4 side of the (nitride) film 10 by hot electron injection. Further, at the time of reading, a relatively high voltage was applied to the drain 4 to read the trapped electrons. However, when a high voltage is applied to the drain 4, the depletion layer 100 is formed in the substrate 1 around the drain 4 as shown in FIG. 9B.

【0007】この空乏層100が広がってしまい、電子
がトラップされている箇所にまで達すると、実際にはチ
ャネルが形成されていないにもかかわらず、チャネルが
形成された場合と同じ状態になってしまう。すなわち、
N(窒化)膜10に電子がトラップされており本来チャ
ネルが形成されない場合でも、チャネルが形成されてし
まうので、”1”が書込まれていないと検出されてしま
う。このように、従来の装置を用いると、読み出し時に
空乏層100が広がり、正確な読み出しを行なうことが
できなくなっていた。
When the depletion layer 100 spreads and reaches a position where electrons are trapped, the state is the same as when the channel is formed although the channel is not actually formed. I will end up. That is,
Even if electrons are trapped in the N (nitride) film 10 and a channel is not originally formed, the channel is formed, so that it is detected that "1" is not written. As described above, when the conventional device is used, the depletion layer 100 spreads during reading, and accurate reading cannot be performed.

【0008】そこで、本発明は正確な読み出しを行なう
ことが可能な半導体装置の提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of performing accurate reading.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体装
置は、基板内に設けられたソース領域、基板内に設けら
れ、ソース領域と間に電路形成可能領域を形成するよう
に設けられたドレイン領域電路形成可能領域上に設けら
れたトラップ膜、トラップ膜上に設けられた制御電極、
ソース側の電路形成可能領域上に電路形成可能領域と絶
縁して設けられており、制御電極の側面に制御電極と絶
縁して設けられた側導電層、を備えたことを特徴として
いる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a source region provided in a substrate, a source region provided in the substrate, and an electric path formable region formed between the source region and the source region. Drain region Trap film provided on the electric path formable region, control electrode provided on the trap film,
It is characterized in that it is provided on the source-side electric path formable region so as to be insulated from the electric path formable region, and has a side conductive layer provided on the side surface of the control electrode so as to be insulated from the control electrode.

【0010】[0010]

【作用】本発明に係る半導体装置においては、側導電層
がソース側の電路形成可能領域上に電路形成可能領域と
絶縁しかつ、制御電極の側面に制御電極と絶縁して設け
られている。
In the semiconductor device according to the present invention, the side conductive layer is provided on the source-side electric path formable region so as to be insulated from the electric path formable region and on the side surface of the control electrode so as to be insulated from the control electrode.

【0011】したがって、ソース側で書込みを行なって
いるので、ドレイン側に高電圧が印加され空乏層が広が
ってもソース側に達することがない。
Therefore, since writing is performed on the source side, even if a high voltage is applied to the drain side and the depletion layer spreads, it does not reach the source side.

【0012】[0012]

【実施例】本発明に係るトラップ型半導体メモリの一実
施例を図2Bに掲げて、その構造を説明する。P型基板
1内にはソース領域であるソース2及びドレイン領域と
してのドレイン4が形成されており、基板1上にはトラ
ップ膜としての第一酸化膜8、N(窒化)膜10及び第
二酸化膜12が形成されている(この第一酸化膜8、N
(窒化)膜10及び第二酸化膜12の三層膜を以下ON
O膜30とする)。このONO膜30上には制御電極で
ある制御ゲート14が形成され、また、制御ゲート14
と基板1を覆うように酸化膜16が形成されている。制
御ゲート14の側面には側導電層としての選択ゲート2
0が設けられており、制御ゲート14と基板1を覆うよ
うに層間膜18も形成されている。さらに、層間膜18
上にはビットライン(ドレイン線)25が形成されてい
る。
EXAMPLE A structure of a trap type semiconductor memory according to the present invention will be described with reference to FIG. 2B. A source 2 as a source region and a drain 4 as a drain region are formed in a P-type substrate 1, and a first oxide film 8, an N (nitride) film 10 and a second dioxide film as a trap film are formed on the substrate 1. A film 12 is formed (this first oxide film 8, N
The three-layer film of the (nitride) film 10 and the second dioxide film 12 is turned on below.
O film 30). A control gate 14 which is a control electrode is formed on the ONO film 30, and the control gate 14
An oxide film 16 is formed so as to cover the substrate 1. The side surface of the control gate 14 has a select gate 2 as a side conductive layer.
0 is provided, and an interlayer film 18 is also formed so as to cover the control gate 14 and the substrate 1. Furthermore, the interlayer film 18
A bit line (drain line) 25 is formed on the top.

【0013】次に、図2Bに示したトラップ型半導体メ
モリの動作概要を図1を用いて説明する。図1Aに書込
み時の動作状態を掲げる。本実施例に係るトラップ型半
導体メモリにおいては、ドレイン4側及び制御ゲート1
4に高電圧を印加し、ソース2に0Vを印加すること
で、ソース2からドレイン4に電子が飛出し、ソース
2、ドレイン4間に電路形成可能領域としてのチャネル
80を形成する。ここで、ソース2側に設けられた選択
ゲート20に基板1がちょうどON状態になる程度の電
圧を印加する。このような電圧を印加することで、基板
1、選択ゲート20間に電界が集中する。ソース2から
飛出した電子は集中している電界によりホットエレクト
ロンとなる。この時、制御ゲートには高電圧が印加され
ているので、ホットエレクトロンの一部はONO膜内の
N(窒化)膜10のソース側にトラップされる。この電
子がN(窒化)膜10にトラップされた状態が”1”が
書込まれた状態である。
Next, an outline of the operation of the trap type semiconductor memory shown in FIG. 2B will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows the operation state at the time of writing. In the trap type semiconductor memory according to the present embodiment, the drain 4 side and the control gate 1
By applying a high voltage to the source 4 and 0 V to the source 2, electrons are ejected from the source 2 to the drain 4 to form a channel 80 as an electric path formable region between the source 2 and the drain 4. Here, a voltage is applied to the select gate 20 provided on the source 2 side so that the substrate 1 is just turned on. By applying such a voltage, an electric field is concentrated between the substrate 1 and the selection gate 20. The electrons emitted from the source 2 become hot electrons due to the concentrated electric field. At this time, since a high voltage is applied to the control gate, some of the hot electrons are trapped on the source side of the N (nitride) film 10 in the ONO film. The state in which the electrons are trapped in the N (nitride) film 10 is the state in which "1" is written.

【0014】N(窒化)膜10にトラップされた電子を
読み出す場合を図1Bを掲げて説明する。上述のよう
に、電子はN(窒化)膜10のソース2側にトラップさ
れている。したがって、読み出しの際に、ドレイン4に
高い電圧を印加しても、空乏層は電子がトラップされて
いる箇所に達することがない。すなわち、図1Bに示す
ように、ドレイン4の近傍に空乏層100が広がって
も、N(窒化)膜10のソース側にまで広がる事がな
く、N(窒化)膜10に電子がトラップされている(”
1”が書込まれている)か否かを正確に検出する事が可
能となる。なお、消去はトラップされた電子を基板1に
放出することによって行なわれる。
The case of reading out the electrons trapped in the N (nitride) film 10 will be described with reference to FIG. 1B. As described above, the electrons are trapped on the source 2 side of the N (nitride) film 10. Therefore, even when a high voltage is applied to the drain 4 at the time of reading, the depletion layer does not reach a portion where electrons are trapped. That is, as shown in FIG. 1B, even if the depletion layer 100 spreads in the vicinity of the drain 4, it does not spread to the source side of the N (nitride) film 10, and electrons are trapped in the N (nitride) film 10. ("
It is possible to accurately detect whether or not "1" has been written). Note that erasing is performed by emitting trapped electrons to the substrate 1.

【0015】次に、本実施例のトラップ型半導体メモリ
の動作詳細を図8に示す等価回路を用いて説明する。こ
こでは、セルC10を情報を書込み、消去及び読み出し
を行なう選択セルとし、その他のセル(セルC20、C
30及びC40)を非選択セルとする(図8A)。図8
Bに各動作時点での各々の行、列及び部分に印加される
電圧を示す。
Next, details of the operation of the trap type semiconductor memory of the present embodiment will be described using the equivalent circuit shown in FIG. Here, the cell C10 is a selected cell for writing, erasing and reading information, and other cells (cells C20, C
30 and C40) are non-selected cells (FIG. 8A). Figure 8
B shows the voltage applied to each row, column and part at each operation time point.

【0016】まず、情報の書込みの際には、制御ゲート
線CG1に10V、ビットラインBL1に9V、さら
に、選択ゲート線SG1に1.5Vを印加し、その他に
は0Vを印加する。このとき、選択セルC10において
は、ビットラインBL1に9Vが与えられる事で、前述
のようにソース2からドレイン4間に電子が飛出し、チ
ャネル80が形成される(図1A参照)。また、選択ゲ
ートには1.5Vという基板がちょうどONになる電圧
が印加されることで基板1、選択ゲート20間に電界が
集中する。この集中した電界によりソース2から飛出し
た電子はホットエレクトロンとなる。さらに、制御ゲー
ト14チャネルが制御ゲート14に10Vという高電圧
が与えられているので、ホットエレクトロンの一部はO
NO膜内のN(窒化)膜10のソース側にトラップされ
る。こうして、N(窒化)膜10にホットエレクトロン
の一部がトラップ(”1”が書込まれる)される。
First, when writing information, 10V is applied to the control gate line CG1, 9V is applied to the bit line BL1, 1.5V is applied to the select gate line SG1, and 0V is applied to the others. At this time, in the selected cell C10, by applying 9V to the bit line BL1, electrons are ejected from the source 2 to the drain 4 and the channel 80 is formed (see FIG. 1A). Further, by applying a voltage of 1.5 V, at which the substrate is just turned on, to the select gate, an electric field is concentrated between the substrate 1 and the select gate 20. The electrons emitted from the source 2 due to this concentrated electric field become hot electrons. Further, since the control gate 14 channel is supplied with a high voltage of 10 V to the control gate 14, a part of the hot electrons is O 2.
It is trapped on the source side of the N (nitride) film 10 in the NO film. Thus, a part of hot electrons is trapped (“1” is written) in the N (nitride) film 10.

【0017】こうして、”1”が書込まれると、図1A
に示すチャネル80を形成させるのに必要な電圧のしき
い値が上昇する。このしきい値の上昇を検出すること
で、”1”が書込まれたことを検出する。すなわち、前
述のように制御ゲート14にセンス電圧を印加し、ソー
ス2とゲート4間にチャネルが形成されず電流が流れな
ければ”1”が書込まれたと検出するのである。
Thus, when "1" is written, the data shown in FIG.
The threshold value of the voltage required to form the channel 80 shown in FIG. By detecting the rise of this threshold value, it is detected that "1" has been written. That is, the sense voltage is applied to the control gate 14 as described above, and if a channel is not formed between the source 2 and the gate 4 and no current flows, it is detected that "1" is written.

【0018】ここで、非選択セルC20を観ると、制御
ゲート線SG1を通じて10V、選択ゲート線CG1を
通じて1.5Vが与えられている。しかし、ビットライ
ンBL2にはソース2と同電位である0Vが与えられて
おり、チャネルが形成されないので、誤書込みが生じる
虞がない。また、他の非選択セルC30及びC40に関
しても、選択ゲート線SG2、制御ゲート線CG2には
各々0Vが与えられているので、選択セルC10以外の
セルに誤書込が生じる虞がない。
Here, when the non-selected cell C20 is viewed, 10V is applied through the control gate line SG1 and 1.5V is applied through the select gate line CG1. However, since 0 V, which is the same potential as the source 2, is applied to the bit line BL2 and no channel is formed, there is no risk of erroneous writing. Further, with respect to the other non-selected cells C30 and C40, 0 V is applied to the selection gate line SG2 and the control gate line CG2, respectively, so that there is no risk of erroneous writing in cells other than the selected cell C10.

【0019】次に、N(窒化)膜10にトラップされた
電子を消去する場合について説明する。この場合、制御
ゲート線CG1及びCG2にそれぞれー15Vを印加
し、ビットラインBL1及びBL2の両方をオープンに
し、その他には0Vを与える。制御ゲートに負の電圧を
印加することで、上述した書込と逆の電界が生じる。し
たがって、トラップされている電子はFN(Fowler-Nor
heim)トンネリングによって基板1に引出され、放出さ
れる。こうして、トラップされた電子が引出されると、
図1Aに示すチャネル80を形成させるのに必要な電圧
のしきい値が下降する。このしきい値の下降を検出する
ことで、N(窒化)膜10から情報”1”が書込まれて
いないことが検出される。すなわち、上記のように、セ
ンス電圧を印加して、ソース2とドレイン4間にチャネ
ル80が形成され、電流が流れると、N(窒化)膜10
から情報”1”が書込まれていないことが検出されるの
である。
Next, the case of erasing the electrons trapped in the N (nitride) film 10 will be described. In this case, −15V is applied to each of the control gate lines CG1 and CG2, both the bit lines BL1 and BL2 are opened, and 0V is applied to the others. By applying a negative voltage to the control gate, an electric field opposite to the above-mentioned writing is generated. Therefore, the trapped electrons are FN (Fowler-Nor
heim) is drawn to the substrate 1 by tunneling and emitted. Thus, when the trapped electrons are extracted,
The threshold voltage required to form the channel 80 shown in FIG. 1A drops. By detecting the decrease in the threshold value, it is detected that the information "1" is not written from the N (nitride) film 10. That is, as described above, when the sense voltage is applied to form the channel 80 between the source 2 and the drain 4 and a current flows, the N (nitride) film 10 is formed.
Therefore, it is detected that the information "1" is not written.

【0020】さらに、選択セルC10からの情報の読み
出しについて説明する。選択セルC10に記憶された情
報を読み出す場合、制御ゲート線CG1にセンス電圧と
して3Vを与え、選択ゲートをONさせるために選択ゲ
ート線SG1に5V、ビットラインBL1に2Vを印加
する。ここで、センス電圧とは、N(窒化)膜10に電
子がトラップされている場合のしきい値と、トラップさ
れていない場合のしきい値の中間値である。また、上記
以外には0Vを印加する。
Further, reading of information from the selected cell C10 will be described. When reading the information stored in the selected cell C10, 3V is applied to the control gate line CG1 as a sense voltage, 5V is applied to the select gate line SG1 and 2V is applied to the bit line BL1 to turn on the select gate. Here, the sense voltage is an intermediate value between the threshold value when electrons are trapped in the N (nitride) film 10 and the threshold value when electrons are not trapped. In addition to the above, 0V is applied.

【0021】選択セルC10が書込状態であれば、チャ
ネル80(図1A参照)は形成されず、ソース、ドレイ
ン間に電流が流れない。したがって、ビットラインBL
1に接続したセンスアンプ(図示せず)では、電流を検
出することができず、選択セルC10は書込み状態であ
ることを読み取る。一方、選択セルC10が非書込み状
態であれば、ソースドレイン間に前述のチャネル80が
形成される。したがって、ソース、ドレイン間に電流が
流れ、この電圧を前記センスアンプによって検出するこ
とで、選択セルC10が非書込み状態であることを読み
取る。
When the selected cell C10 is in the written state, the channel 80 (see FIG. 1A) is not formed and no current flows between the source and the drain. Therefore, the bit line BL
The sense amplifier (not shown) connected to 1 cannot detect the current, and the selected cell C10 reads that it is in the written state. On the other hand, when the selected cell C10 is in the non-writing state, the above-mentioned channel 80 is formed between the source and drain. Therefore, a current flows between the source and drain, and this voltage is detected by the sense amplifier to read that the selected cell C10 is in the non-writing state.

【0022】次に選択セルC20について観ると、制御
ゲート線CG1にはセンス電圧である3Vが印加され、
選択ゲート線SG1には5Vが印加されている。しか
し、ビットラインBL2には0Vが印加されており、セ
ンスアンプビットラインBL1に接続されているので、
非選択セルC20で読み出しが行なわれることはない。
さらに、他の非選択セルC30及びC40においては、
制御ゲート線CG2及び選択ゲート線SG2にそれぞれ
0Vが与えられているので、読み出しが行なわれること
はない。
Next, looking at the selected cell C20, a sense voltage of 3 V is applied to the control gate line CG1,
5V is applied to the select gate line SG1. However, since 0V is applied to the bit line BL2 and it is connected to the sense amplifier bit line BL1,
Reading is not performed in the non-selected cell C20.
Furthermore, in the other non-selected cells C30 and C40,
Since 0V is applied to each of the control gate line CG2 and the select gate line SG2, reading is not performed.

【0023】こうして、情報の書込みをホットエレクト
ロン注入方式によるソース側のN(窒化)膜10に行な
い、消去をFNトンネリングにより行なうことで、正確
な読み出しを行なうことが可能となる。
Thus, by writing information in the N (nitride) film 10 on the source side by the hot electron injection method and erasing by FN tunneling, accurate reading can be performed.

【0024】本実施例に係るトラップ型メモリの構造及
び製造方法を図に基づいて以下に説明する。まず、図2
Bに示すトラップ型メモリの製造方法を説明する。基板
1(Pウェル)上に熱酸化により第一O膜8を形成す
る。次に第一O膜8上にLPCVDを用いてN(窒化)
膜10膜を形成する。次に、N(窒化)膜10上にウェ
ット酸化によって第二O膜12を形成する(図3A)。
こうして形成したONO膜30上に第一ポリシリコン膜
13を形成する(図3A)。次に、第一ポリシリコン膜
13を図3Bのようにエッチングすることで制御ゲート
14を形成する。この制御ゲート14を形成する為に第
一ポリシリコン膜13をエッチングする際に、制御ゲー
ト14下以外のONO膜30を除去する(図3C)こう
して基板1上に形成されたONO膜30と制御ゲート1
に対し、これらを覆うように酸化膜16を熱酸化によっ
て形成する(図3D)。次に、酸化膜16上に第二ポリ
シリコン膜28を形成する(図4A)。この第二ポリシ
リコン膜28を、異方性エッチングであるリアクティブ
エッチング(RIE)によってエッチバックし、サイド
ウォール20及び22を形成する(図4B)。次に、サ
イドウォール20、22及び制御ゲート14をマスクと
して、基板1に対しAs(ひ素)をイオン注入する(図
4B)。As(ひ素)注入後、サイドウォール22だけ
をエッチングによって除去し、今度はサイドウォール2
0及び制御ゲートをマスクとして、基板に対し燐をイオ
ン注入する(図4C)。
The structure and manufacturing method of the trap memory according to this embodiment will be described below with reference to the drawings. First, FIG.
A method of manufacturing the trap type memory shown in B will be described. The first O film 8 is formed on the substrate 1 (P well) by thermal oxidation. Next, N (nitridation) is performed on the first O film 8 by LPCVD.
Film 10 A film is formed. Next, the second O film 12 is formed on the N (nitride) film 10 by wet oxidation (FIG. 3A).
The first polysilicon film 13 is formed on the ONO film 30 thus formed (FIG. 3A). Next, the control gate 14 is formed by etching the first polysilicon film 13 as shown in FIG. 3B. When etching the first polysilicon film 13 to form the control gate 14, the ONO film 30 other than under the control gate 14 is removed (FIG. 3C). Thus, the ONO film 30 and the ONO film 30 formed on the substrate 1 are controlled. Gate 1
On the other hand, the oxide film 16 is formed by thermal oxidation so as to cover them (FIG. 3D). Next, a second polysilicon film 28 is formed on the oxide film 16 (FIG. 4A). The second polysilicon film 28 is etched back by reactive etching (RIE) which is anisotropic etching to form sidewalls 20 and 22 (FIG. 4B). Next, As (arsenic) is ion-implanted into the substrate 1 using the sidewalls 20 and 22 and the control gate 14 as a mask (FIG. 4B). After the implantation of As (arsenic), only the sidewall 22 is removed by etching.
Phosphorus is ion-implanted into the substrate using 0 and the control gate as a mask (FIG. 4C).

【0025】この時、既に基板に打込まれているAs
(ひ素)と燐とは殆どの箇所で重複して存在することに
なる。しかし、サイドウォール22のあった部分の基板
部分BS1には燐しか存在しない(図5A)。燐が注入
された後、層間膜18としてBPSG膜を形成する(図
5B)。このBPSGとはボロンを添加したPSG(Ph
osoho-Silicate-Glass)のことである。次に、層間膜1
8をリフローさせる。このリフローの際に、基板1内に
打込まれたAs(ひ素)及び燐は熱拡散し、図5Bに示
すように、ソース2とLDD(Lightly-Doped-Drain)
構造のドレイン4が形成される。すなわち、ドレイン側
の燐のみが打込まれている基板部分BS1はAs(ひ
素)と燐が打込まれた部分と比べて濃度が薄く、n−と
なり、他の部分はn+となり、LDD構造となる。この
LDD構造とは、ドレイン4近傍の電界を緩和する構造
である。
At this time, As which has already been imprinted on the substrate
(Arsenic) and phosphorus are almost duplicated in most places. However, only phosphorus exists in the substrate portion BS1 where the sidewalls 22 were (FIG. 5A). After phosphorus is injected, a BPSG film is formed as the interlayer film 18 (FIG. 5B). This BPSG is PSG (Ph
osoho-Silicate-Glass). Next, the interlayer film 1
Reflow 8. During this reflow, As (arsenic) and phosphorus implanted in the substrate 1 are thermally diffused, and as shown in FIG. 5B, the source 2 and LDD (Lightly-Doped-Drain).
The drain 4 of the structure is formed. That is, the substrate portion BS1 in which only phosphorus is implanted on the drain side has a lower concentration than the portion in which As (arsenic) and phosphorus are implanted, and is n-, and the other portion is n +, which is an LDD structure. Become. The LDD structure is a structure for relaxing the electric field near the drain 4.

【0026】上記のように、ソース2及びドレイン4を
形成した後、層間層18上にAl(アルミニウム)をデ
ポシションし、パターニングしてビットライン(ドレイ
ン線)25を形成するとともに、パッシベーション膜
(図示せず)もビットライン25上に形成する(図2
B)。このようにして、図2Bに示すトラップ型半導体
メモリが製造される。
After forming the source 2 and the drain 4 as described above, Al (aluminum) is deposited on the interlayer 18 and patterned to form a bit line (drain line) 25, and a passivation film (see FIG. Also formed on the bit line 25 (not shown) (FIG. 2).
B). In this way, the trap type semiconductor memory shown in FIG. 2B is manufactured.

【0027】次に、本発明に係るトラップ型半導体メモ
リの他の実施例の構造を図2Aに掲げる。前述の図2B
のものと比べると図2Aのメモリは基板1上の全面にO
NO膜30が形成されている点で異なる。しかし、両者
は同様の動作を行なうことでメモリとして動作する。以
下に図2Aの製造方法を説明する。
Next, the structure of another embodiment of the trap type semiconductor memory according to the present invention is shown in FIG. 2A. Figure 2B above
2A, the memory of FIG.
The difference is that the NO film 30 is formed. However, both operate as a memory by performing the same operation. The manufacturing method of FIG. 2A will be described below.

【0028】基板1上にONO膜30を生成し、ONO
膜30上に第一ポリシリコン膜13を形成してエッチン
グにより制御ゲート14を形成するまでは前述の工程と
同様である(図3A参照、図6A)。ただし、前述の製
造方法と異なり、ONO膜30をエッチングせず、酸化
膜16を熱酸化によりONO膜30上及び基板1上に形
成する(図6A)。その後の工程は、前述の図2Bのト
ラップ型半導体メモリの製造方法と同じであるので簡単
に説明する。
The ONO film 30 is formed on the substrate 1 and
The steps up to the step of forming the first polysilicon film 13 on the film 30 and forming the control gate 14 by etching are the same as the above-described steps (see FIG. 3A and FIG. 6A). However, unlike the above-described manufacturing method, the ONO film 30 is not etched, and the oxide film 16 is formed on the ONO film 30 and the substrate 1 by thermal oxidation (FIG. 6A). Subsequent steps are the same as those in the method of manufacturing the trap type semiconductor memory shown in FIG.

【0029】形成した酸化膜16の上に第二ポリシリコ
ン膜28を形成する(図6B)。この第二ポリシリコン
膜28を、異方性エッチングであるリアクティブエッチ
ング(RIE)によってエッチバックし、サイドウォー
ル20及び22を形成する(図6C)。次に、サイドウ
ォール20、22及び制御ゲート14をマスクとして、
基板1に対しAs(ひ素)を打込む(図6C)。
A second polysilicon film 28 is formed on the formed oxide film 16 (FIG. 6B). The second polysilicon film 28 is etched back by reactive etching (RIE) which is anisotropic etching to form sidewalls 20 and 22 (FIG. 6C). Next, using the sidewalls 20 and 22 and the control gate 14 as a mask,
As (arsenic) is implanted into the substrate 1 (FIG. 6C).

【0030】As(ひ素)を打込んだ後、サイドウォー
ル22だけをエッチングによって除去する(図7A)。
さらに、サイドウォール20及び制御ゲート14をマス
クとして、基板1に対し燐を打込む(図7B)。燐を打
込んだ後、層間膜18としてBPSG膜を形成する(図
7B)。このBPSG膜のリフロー時に、打込まれたA
s(ひ素)及び燐は熱拡散し、ソース2及びドレイン4
が形成される(図7C)。この拡散の際にも、ドレイン
4側は燐のみの部分と燐とひ素とが打込まれた部分の濃
度差によって、前述のようにLDD構造となる。
After implanting As (arsenic), only the sidewall 22 is removed by etching (FIG. 7A).
Further, phosphorus is implanted into the substrate 1 by using the sidewall 20 and the control gate 14 as a mask (FIG. 7B). After implanting phosphorus, a BPSG film is formed as the interlayer film 18 (FIG. 7B). During the reflow of this BPSG film, the implanted A
S (arsenic) and phosphorus are thermally diffused, and the source 2 and the drain 4
Are formed (FIG. 7C). Also during this diffusion, the drain 4 side has the LDD structure as described above due to the difference in concentration between the portion containing only phosphorus and the portion into which phosphorus and arsenic have been implanted.

【0031】ソース2及びドレイン4形成後、層間膜1
8上にAl(アルミニウム)をデポシションし、パター
ニングしてビットライン(ドレイン線)25を形成する
とともに、パッシベーション膜(図示せず)をビットラ
イン25上に形成する(図2A)。このようにして図2
Aに示す、トラップ型半導体メモリが製造される。
After forming the source 2 and the drain 4, the interlayer film 1
Al (aluminum) is deposited on 8 and patterned to form a bit line (drain line) 25, and a passivation film (not shown) is formed on the bit line 25 (FIG. 2A). Thus, FIG.
The trap type semiconductor memory shown in A is manufactured.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置においては、側
導電層がソース側の電路形成可能領域上に電路形成可能
領域と絶縁し、かつ、制御電極の側面に制御電極と絶縁
して設けられている。すなわち、ソース側で書込みを行
なっているので、ドレイン側に高電圧が印加され空乏層
が広がってもソース側に達することがない。
In the semiconductor device according to the present invention, the side conductive layer is provided on the source-side electric path formable region so as to be insulated from the electric path formable region and at the side surface of the control electrode so as to be insulated from the control electrode. ing. That is, since writing is performed on the source side, even if a high voltage is applied to the drain side and the depletion layer spreads, it does not reach the source side.

【0033】したがって、正確な読み取りを行なうこと
が可能となる。
Therefore, accurate reading can be performed.

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

【図1】本発明に係る半導体装置(トラップ型半導体メ
モリ)の動作概要を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an operation outline of a semiconductor device (trap type semiconductor memory) according to the present invention.

【図2】本発明に係る半導体装置(トラップ型半導体メ
モリ)の構造を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device (trap type semiconductor memory) according to the present invention.

【図3】図2Bに示す半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 2B.

【図4】図2Bに示す半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 2B.

【図5】図2Bに示す半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 2B.

【図6】図2Aに示す半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 2A.

【図7】図2Aに示す半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 2A.

【図8】図2に示す半導体装置(トラップ型半導体メモ
リ)のセルを組合せた状態を示す図である。Aはセルを
組合せた等価回路であり、Bは書込、消去及び読み出し
時の各部での電圧の一例を示す図である。
8 is a diagram showing a state in which cells of the semiconductor device (trap type semiconductor memory) shown in FIG. 2 are combined. A is an equivalent circuit in which cells are combined, and B is a diagram showing an example of voltages at respective portions during writing, erasing, and reading.

【図9】従来の半導体装置の書込み及び読み出しの動作
概要を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of write and read operations of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・基板 2・・・・・ソース 4・・・・・ドレイン 10・・・・・N(窒化)膜 14・・・・・制御ゲート 20・・・・・選択ゲート 80・・・・・チャネル 100・・・・・空乏層 1 ... Substrate 2 ... Source 4 ... Drain 10 ... N (nitride) film 14 ... Control gate 20 ... Select gate 80. .... Channel 100 ... Depletion layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板内に設けられたソース領域、 基板内に設けられ、ソース領域と間に電路形成可能領域
を形成するように設けられたドレイン領域 電路形成可能領域上に設けられたトラップ膜、 トラップ膜上に設けられた制御電極、 ソース側の電路形成可能領域上に電路形成可能領域と絶
縁して設けられており、制御電極の側面に制御電極と絶
縁して設けられた側導電層、 を備えたこと特徴とする半導体装置。
1. A source region provided in a substrate, a drain region provided in the substrate so as to form an electric path formable region between the source region, and a trap film provided on the electric path formable region. , The control electrode provided on the trap film, the side conductive layer provided on the source-side electric path formable region and insulated from the electric path formable region, and on the side surface of the control electrode and insulated from the control electrode A semiconductor device comprising:
JP33434792A 1992-12-15 1992-12-15 Semiconductor device Expired - Fee Related JP3221754B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33434792A JP3221754B2 (en) 1992-12-15 1992-12-15 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33434792A JP3221754B2 (en) 1992-12-15 1992-12-15 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06181319A true JPH06181319A (en) 1994-06-28
JP3221754B2 JP3221754B2 (en) 2001-10-22

Family

ID=18276354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33434792A Expired - Fee Related JP3221754B2 (en) 1992-12-15 1992-12-15 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3221754B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1174389A (en) * 1997-06-16 1999-03-16 Motorola Inc Split gate memory device
WO1999065083A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-16 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and method of its manufacture
WO2001067517A1 (en) * 2000-03-08 2001-09-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor device and method of manufacturing the same.
EP1416540A1 (en) * 2001-07-27 2004-05-06 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
US6865128B2 (en) 2002-12-16 2005-03-08 Seiko Epson Corporation Non-volatile memory device
US6898120B2 (en) 2002-12-10 2005-05-24 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US6934191B2 (en) 2003-02-28 2005-08-23 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US7053442B2 (en) 2003-02-28 2006-05-30 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US7061043B2 (en) 2003-02-28 2006-06-13 Seiko Epson Corporation Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US7139193B2 (en) 2003-02-21 2006-11-21 Seiko Epson Corporation Non-volatile memory with two adjacent memory cells sharing same word line
JP2013123072A (en) * 2013-01-28 2013-06-20 Renesas Electronics Corp Nonvolatile semiconductor memory device

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1174389A (en) * 1997-06-16 1999-03-16 Motorola Inc Split gate memory device
WO1999065083A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-16 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and method of its manufacture
WO2001067517A1 (en) * 2000-03-08 2001-09-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Semiconductor device and method of manufacturing the same.
US9412459B2 (en) 2001-07-27 2016-08-09 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
EP1416540A1 (en) * 2001-07-27 2004-05-06 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
US10354735B2 (en) 2001-07-27 2019-07-16 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US10115469B2 (en) 2001-07-27 2018-10-30 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US9812211B2 (en) 2001-07-27 2017-11-07 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
EP1416540A4 (en) * 2001-07-27 2008-11-12 Renesas Tech Corp Semiconductor device
US6898120B2 (en) 2002-12-10 2005-05-24 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US6865128B2 (en) 2002-12-16 2005-03-08 Seiko Epson Corporation Non-volatile memory device
US7139193B2 (en) 2003-02-21 2006-11-21 Seiko Epson Corporation Non-volatile memory with two adjacent memory cells sharing same word line
US7053442B2 (en) 2003-02-28 2006-05-30 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US7061043B2 (en) 2003-02-28 2006-06-13 Seiko Epson Corporation Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
US7053441B2 (en) 2003-02-28 2006-05-30 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
US6934191B2 (en) 2003-02-28 2005-08-23 Seiko Epson Corporation Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013123072A (en) * 2013-01-28 2013-06-20 Renesas Electronics Corp Nonvolatile semiconductor memory device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3221754B2 (en) 2001-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6949788B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method for operating the same
US6552387B1 (en) Non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
KR100874175B1 (en) Nonvolatile Semiconductor Memory and Manufacturing Method Thereof
KR100385041B1 (en) Eeprom memory cell and method of fabricating the same
US5434813A (en) Semiconductor memory device and manufacturing method of the same
JPH11224908A (en) Nonvolatile semiconductor memory and writing method
JP2001156188A (en) Semiconductor storage device and method for manufacturing the same
JP3221754B2 (en) Semiconductor device
TWI473253B (en) Nonvolatile memory array with continuous charge storage dielectric stack
KR100346021B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory
US5991205A (en) Method of erasing data in nonvolatile semiconductor memory devices
US6483133B2 (en) EEPROM with high channel hot carrier injection efficiency
TW200302569A (en) Transistor and semiconductor memory using the same
US7348625B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR20000029662A (en) Non-volatile storage cell
JP2922737B2 (en) Semiconductor nonvolatile memory device and method of manufacturing the same
JP3251699B2 (en) Non-volatile storage device
KR100364828B1 (en) Nonvolatile Semiconductor Memory and Manufacturing Method
JP2003188290A (en) Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
TWI400790B (en) Silicon on insulator and thin film transistor bandgap engineered split gate memory
US6767790B2 (en) Methods of writing/erasing of nonvolatile semiconductor storage device
KR100368031B1 (en) Cell array, operating method of the same and manufacturing method of the same
JPH0760866B2 (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
JP4427431B2 (en) Semiconductor memory device, semiconductor memory device manufacturing method, and semiconductor memory device operating method
JP2000031435A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and method for reading the same

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees