JPH07105452B2 - Thin film E 2) PROM and manufacturing method thereof - Google Patents

Thin film E 2) PROM and manufacturing method thereof

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JPH07105452B2
JPH07105452B2 JP63274444A JP27444488A JPH07105452B2 JP H07105452 B2 JPH07105452 B2 JP H07105452B2 JP 63274444 A JP63274444 A JP 63274444A JP 27444488 A JP27444488 A JP 27444488A JP H07105452 B2 JPH07105452 B2 JP H07105452B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜E2PROMおよびその製造方法に関するもので
ある。
The present invention relates to a thin film E 2 PROM and a manufacturing method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近、E2PROMとして、メモリ用トランジスタとこのメモ
リ用トランジスタを選択する選択用トランジスタとを薄
膜トランジスタで構成した薄膜E2PROMが考えられてい
る。
Recently, as an E 2 PROM, a thin film E 2 PROM in which a memory transistor and a selection transistor for selecting the memory transistor are formed of thin film transistors has been considered.

第3図は従来の薄膜E2PROMを示したもので、この薄膜E2
PROMは、ガラス等からなる絶縁基板1の上に、メモリ用
薄膜トランジスタT1と選択用薄膜トランジスタT2とを形
成した構成となっている。なお、薄膜トランジスタに
は、スタガー型、逆スタガー型、コプラナー型、逆コプ
ラナー型のものがあるが、第3図ではメモリ用および選
択用薄膜トランジスタT1,T2を逆スタガー型薄膜トラン
ジスタとした薄膜E2PROMを示している。この薄膜E2PROM
は、基板1上にまずメモリ用薄膜トランジスタT1を形成
し、次いでこの基板1上に選択用薄膜トランジスタT2を
形成する方法で製造されたもので、メモリ用薄膜トラン
ジスタT1は、基板1上に形成されたゲート電極G1と、こ
のゲート電極G1の上に基板全面にわたって形成されたヒ
ステリシス性をもつSiNからなるゲート絶縁膜2と、こ
のゲート絶縁膜2の上に前記ゲート電極G1に対向させて
形成されたi−a−Si半導体層3と、この半導体層3の
上にn+−a−Siコンタクト層4を介して形成されたソー
ス,ドレイン電極S1,D1とからなっている。また、選択
用薄膜トランジスタT2は、前記メモリ用薄膜トランジス
タT1のゲート絶縁膜2上に形成されたゲート電極G2と、
このゲート電極G2の上に基板全面にわたって形成された
ヒステリシス性の無いSiNからなるゲート絶縁膜5と、
このゲート絶縁膜5の上に前記ゲート電極G2に対向させ
て形成されたi−a−S半導体層6と、この半導体層6
の上にn+−a−Siコンタクト層7を介して形成されたソ
ース,ドレイン電極S2,D2とからなっており、この選択
用薄膜トランジスタT2のソース電極S2はメモリ用薄膜ト
ランジスタT1のドレイン電極D1に接続配線8を介して接
続されている。なお、メモリ用薄膜トランジスタT1のチ
ャンネル部はSiNからなる保護膜9で覆われており、ま
た選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜5は、メモ
リ用薄膜トランジスタT1上に重なる部分をエッチング除
去した形状とされている。10はメモリ用薄膜トランジス
タT1および選択用薄膜トランジスタT2を覆うSiNからな
る上部保護膜である。
Figure 3 is an illustration of a conventional thin film E 2 PROM, the thin film E 2
The PROM has a structure in which a memory thin film transistor T1 and a selection thin film transistor T2 are formed on an insulating substrate 1 made of glass or the like. Note that the thin film transistor, a stagger type, reverse stagger type, coplanar type, but there is a reverse coplanar type, a thin film E 2 PROM which is an inverted staggered thin film transistor memory and for selection thin film transistor T1, T2 in Fig. 3 Shows. This thin film E 2 PROM
Is manufactured by a method in which a thin film transistor T1 for memory is first formed on a substrate 1, and then a thin film transistor T2 for selection is formed on the substrate 1. The thin film transistor T1 for memory is a gate formed on the substrate 1. An electrode G1, a gate insulating film 2 made of SiN having a hysteresis property formed on the gate electrode G1 over the entire surface of the substrate, and an i formed on the gate insulating film 2 so as to face the gate electrode G1. It comprises a -a-Si semiconductor layer 3 and source and drain electrodes S1, D1 formed on the semiconductor layer 3 with an n + -a-Si contact layer 4 interposed therebetween. The selection thin film transistor T2 includes a gate electrode G2 formed on the gate insulating film 2 of the memory thin film transistor T1.
A gate insulating film 5 made of SiN having no hysteresis property formed on the entire surface of the substrate on the gate electrode G2;
An i-A-S semiconductor layer 6 formed on the gate insulating film 5 so as to face the gate electrode G2, and the semiconductor layer 6
Source and drain electrodes S2 and D2 formed on the n + -a-Si contact layer 7 via the n + -a-Si contact layer 7. The source electrode S2 of the selection thin film transistor T2 is the drain electrode D1 of the memory thin film transistor T1. It is connected through the connection wiring 8. The channel portion of the memory thin film transistor T1 is covered with a protective film 9 made of SiN, and the gate insulating film 5 of the selection thin film transistor T2 is formed by etching away the portion overlapping the memory thin film transistor T1. There is. Reference numeral 10 is an upper protective film made of SiN that covers the thin film transistor T1 for memory and the thin film transistor T2 for selection.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記従来の薄膜E2PROMは、メモリ用薄膜
トランジスタT1と選択用薄膜トランジスタT2とを別工程
で形成したものであるため、この薄膜E2PROMはその製造
に多くの工程数を要するという問題をもっていた。
However, the above-mentioned conventional thin film E 2 PROM has a problem that the thin film E 2 PROM requires a large number of steps for its production because the thin film transistor T1 for memory and the thin film transistor T2 for selection are formed in separate steps. I was there.

このようにメモリ用薄膜トランジスタT1と選択用薄膜ト
ランジスタT2とを別工程で形成しているのは、メモリ用
薄膜トランジスタT1のゲート絶縁膜2はメモリ効果をも
たせるためにヒステリシス性を有するものとする必要が
あり、選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜5はヒ
ステリシス性の無いものとする必要があるためである。
As described above, the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 are formed in separate steps. It is necessary that the gate insulating film 2 of the memory thin film transistor T1 has a hysteresis property in order to have a memory effect. This is because the gate insulating film 5 of the selection thin film transistor T2 needs to have no hysteresis.

このため、従来は、基板1上にまずメモリ用薄膜トラン
ジスタT1を形成し、この後選択用薄膜トランジスタT2を
形成しているが、このようにメモリ用薄膜トランジスタ
T1と選択用薄膜トランジスタT2とを別工程で形成するの
では、ゲート電極となる金属膜の膜付けとそのパターニ
ング、ゲート絶縁膜となるSiN膜の膜付け、半導体層お
よびコンタクト層となるi−a−Si膜およびn+−a−Si
膜の膜付けとそのパターニング、ソース,ドレイン電極
となる金属膜の膜付けとそのパターニングおよびチャン
ネル部のコンタクト層の除去を行なってメモリ用薄膜ト
ランジスタT1を形成し、さらに上記工程を繰り返して選
択用薄膜トランジスタT2を形成しなければならないか
ら、上記従来の薄膜E2PROMはその製造に多くの工程数を
要していた。また、この薄膜E2PROMでは、選択用薄膜ト
ランジスタT2をメモリ用薄膜トランジスタT1のゲート絶
縁膜2上に形成しているため、選択用薄膜トランジスタ
T2がメモリ用薄膜トランジスタT1よりも上方に突出し
て、E2PROM全体の厚さが厚くなってしまうという問題も
もっていた。
Therefore, conventionally, the thin film transistor T1 for memory is first formed on the substrate 1, and then the thin film transistor T2 for selection is formed.
Since T1 and the thin film transistor T2 for selection are formed in different steps, film formation and patterning of a metal film to be a gate electrode, film formation of a SiN film to be a gate insulating film, and i-a to be a semiconductor layer and a contact layer are performed. -Si film and n + -a-Si
A thin film transistor T1 for memory is formed by depositing a film and patterning it, depositing a metal film to be a source and drain electrode and patterning it, and removing a contact layer of a channel portion, and further repeating the above steps to select a thin film transistor for selection. Since the T2 has to be formed, the conventional thin film E 2 PROM described above requires a large number of steps for its production. Moreover, in this thin film E 2 PROM, since the selection thin film transistor T2 is formed on the gate insulating film 2 of the memory thin film transistor T1, the selection thin film transistor T2 is formed.
There is also a problem that T2 protrudes above the memory thin film transistor T1 and the entire thickness of the E 2 PROM increases.

本発明では上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、少ない工程数で能
率よく製造できるとともに、全体の厚さも薄くすること
ができる薄膜E2PROMおよひその製造方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its object is to provide a thin film E 2 PROM and a thin film E 2 PROM which can be efficiently manufactured with a small number of steps and can be thinned as a whole. The purpose is to provide a method for manufacturing the ladle.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明の薄膜E2PROMは、上記目的を達成するために、メ
モリ用薄膜トランジスタと選択用薄膜トランジスタのゲ
ート絶縁膜を共通の絶縁膜とし、かつこのゲート絶縁膜
はヒステリシス性をもつSiN膜で形成するとともに、こ
のSiN膜の前記メモリ用薄膜トランジスタ部分を除く領
域を、ヒステリシス性を無くした非ヒステリシス性部と
したものである。
In order to achieve the above object, the thin film E 2 PROM of the present invention uses a common insulating film as the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, and the gate insulating film is formed of a SiN film having a hysteresis property. At the same time, the region of the SiN film excluding the thin film transistor portion for memory is a non-hysteresis region having no hysteresis property.

また本発明の薄膜E2PROMの製造方法は、メモリ用薄膜ト
ランジスタと前記選択用薄膜トランジスタのゲート電極
を同時に形成する工程と、前記メモリ用薄膜トランジス
タと前記選択用薄膜トランジスタの形成領域にわたって
ヒステリシス性をもつSiN膜からなる共通のゲート絶縁
膜を形成する工程と、このゲート絶縁膜のメモリ用薄膜
トランジスタ部分を除く領域のヒステリシス性を無くし
て非ヒステリシス性部とする工程と、前記メモリ用薄膜
トランジスタと前記選択用薄膜トランジスタの半導体層
を同時に形成する工程と、前記メモリ用薄膜トランジス
タと前記選択用薄膜トランジスタのソース,ドレイン電
極を同時に形成する工程とからなるものである。
Further, the method for manufacturing the thin film E 2 PROM of the present invention is a step of simultaneously forming a gate electrode of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, and a SiN film having a hysteresis property over the formation region of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor. A step of forming a common gate insulating film consisting of, a step of eliminating the hysteresis property of the region of the gate insulating film excluding the memory thin film transistor portion to form a non-hysteretic property portion, of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor. It comprises a step of simultaneously forming a semiconductor layer and a step of simultaneously forming the source and drain electrodes of the thin film transistor for memory and the thin film transistor for selection.

〔作用〕[Action]

すなわち、本発明の薄膜E2PROMは、メモリ用薄膜トラン
ジスタと選択用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を同じ
絶縁膜で兼用したものであり、このようにメモリ用薄膜
トランジスタと選択用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
を共通の絶縁膜としても、このゲート絶縁膜をヒステリ
シス性をもつSiN膜で形成するとともに、このSiN膜のメ
モリ用薄膜トランジスタ部分を除く領域を酸化または窒
化によりヒステリシス性を無くした非ヒステリシス性部
とすれば、メモリ用薄膜トランジスタ部分のゲート絶縁
膜はヒステリシス性をもち、選択用薄膜トランジスタ部
分のゲート絶縁膜はヒステリシス性をもたないから、メ
モリ用薄膜トランジスタと選択用薄膜トランジスタとに
それぞれ所期の機能をもたせることができる。そして、
この薄膜E2PROMでは、メモリ用薄膜トランジスタと選択
用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を共通の絶縁膜とし
ているから、メモリ用薄膜トランジスタと選択用薄膜ト
ランジスタとを同時に形成することが可能であり、した
がってこの薄膜E2PROMは少ない工程数で能率よく製造で
きるし、またヒステリシス性の無いゲート絶縁膜とヒス
テリシス性をもつゲート絶縁膜とを2層に形成している
従来の薄膜E2PROMに比べて全体の厚さも薄くすることが
できる。
That is, the thin film E 2 PROM of the present invention is one in which the same thin film is used as the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, and thus the memory thin film transistor and the selection thin film transistor have the same gate insulating film. Even as an insulating film, if this gate insulating film is formed of a SiN film having a hysteresis property, and a region other than the memory thin film transistor part of the SiN film is a non-hysteresis part that eliminates the hysteresis property by oxidation or nitriding, The gate insulating film of the thin film transistor portion for memory has a hysteresis property, and the gate insulating film of the thin film transistor portion for selection does not have a hysteresis property, so that the thin film transistor for memory and the thin film transistor for selection can have desired functions respectively. . And
In the thin film E 2 PROM, since the gate insulating film of the selection thin film transistor and the memory thin film transistor are a common insulating film, it is possible to form the selection thin film transistor and the memory thin film transistor at the same time, thus the thin film E 2 The PROM can be manufactured efficiently with a small number of steps, and the total thickness is smaller than that of the conventional thin film E 2 PROM in which the gate insulating film without hysteresis and the gate insulating film with hysteresis are formed in two layers. Can be thinned.

また、本発明の薄膜E2PROMの製造方法は、メモリ用薄膜
トランジスタと選択用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
を、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選択用薄膜ト
ランジスタの形成領域にわたってヒステリシス性をもつ
SiN膜からなる共通のゲート絶縁膜を形成してこのゲー
ト絶縁膜のメモリ用薄膜トランジスタ部分を除く領域の
ヒステリシス性を無くして非ヒステリシス性部とする工
程で形成するとともに、前記メモリ用薄膜トランジスタ
と前記選択用薄膜トランジスタのゲート電極、半導体
層、ソース,ドレイン電極をそれぞれ同時に形成するも
のであるから、メモリ用薄膜トランジスタと選択用薄膜
トランジスタとを同時に形成することができる。
Further, the method for manufacturing a thin film E 2 PROM of the present invention, the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, has a hysteresis property over the formation region of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor.
Formed in the step of forming a common gate insulating film made of SiN film and eliminating the hysteresis property of the region of the gate insulating film excluding the memory thin film transistor part to form a non-hysteresis part, and the memory thin film transistor and the selection Since the gate electrode, the semiconductor layer, the source, and the drain electrode of the thin film transistor are simultaneously formed, the memory thin film transistor and the selection thin film transistor can be formed at the same time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図および第2図を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図において、11はガラス等からなる絶縁基板、T1お
よびT2は絶縁基板11上に形成されたメモリ用および選択
用の薄膜トランジスタであり、このメモリ用薄膜トラン
ジスタT1と選択用薄膜トランジスタT2はそれぞれ逆スタ
ガー型のものとされている。この薄膜E2PROMは、絶縁基
板11上にメモリ用および選択用薄膜トランジスタT1,T2
のゲート電極G1,G2を形成し、その上にゲート絶縁膜12
を基板全面にわたって形成するとともに、このゲート絶
縁膜12の上に上記各ゲート電極G1,G2にそれぞれ対向さ
せてi−a−Si半導体層13,13を形成し、この各半導体
層13,13の上にそれぞれ、n+−a−Siコンタクト層14,14
を介してソース,ドレイン電極S1,D1およびS2,D2を形成
したもので、メモリ用薄膜トランジスタT1のドレイン電
極D1は、選択用薄膜トランジスタT2のソース電極S2と接
続配線15を介して接続されており、またメモリ用薄膜ト
ランジスタT1および選択用薄膜トランジスタT2はヒステ
リシス性の無いSiNからなる保護膜16によって覆われて
いる。
In FIG. 1, 11 is an insulating substrate made of glass or the like, T1 and T2 are thin film transistors for memory and selection formed on the insulating substrate 11, and the thin film transistor T1 for memory and the thin film transistor T2 for selection are reverse staggers, respectively. It is a type. This thin film E 2 PROM consists of thin film transistors T1 and T2 for memory and selection on an insulating substrate 11.
Gate electrodes G1 and G2 are formed, and the gate insulating film 12 is formed thereon.
Is formed over the entire surface of the substrate, and ia-Si semiconductor layers 13 and 13 are formed on the gate insulating film 12 so as to face the gate electrodes G1 and G2, respectively. N + -a-Si contact layers 14, 14 respectively
Source and drain electrodes S1, D1 and S2, D2 are formed via, and the drain electrode D1 of the memory thin film transistor T1 is connected to the source electrode S2 of the selection thin film transistor T2 via the connection wiring 15. The memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 are covered with a protective film 16 made of SiN having no hysteresis.

また、前記ゲート絶縁膜12は、メモリ用薄膜トランジス
タT1のゲート絶縁膜と選択用薄膜トランジスタのゲート
絶縁膜とを兼ねる共通の絶縁膜とされており、このゲー
ト絶縁膜12は、ヒステリシス性をもつSiN膜つまり、シ
リコン原子Siと窒素原子Nの組成比(Si/N)を化学量論
比(0.75)よりも大きな値(Si/N=0.85〜1.1)にしたS
iN膜で形成され、またこのSiN膜のメモリ用薄膜トラン
ジスタT1部分を除く領域は、酸化または窒化によりSi/N
の値を化学量論比(Si/N=0.75)とほぼ同じ値に小さく
してヒステリシス性を無くした、非ヒステリシス性部12
aとされている。
Further, the gate insulating film 12 is a common insulating film also serving as the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 and the gate insulating film of the selection thin film transistor, and the gate insulating film 12 is a SiN film having a hysteresis property. That is, the composition ratio (Si / N) of silicon atom Si and nitrogen atom N is set to a value (Si / N = 0.85 to 1.1) larger than the stoichiometric ratio (0.75).
The region of the SiN film except the thin film transistor T1 for memory is formed of an iN film, and Si / N is formed by oxidation or nitridation.
The non-hysteretic part 12 was made to have a hysteresis property by reducing the value of to almost the same value as the stoichiometric ratio (Si / N = 0.75).
It is said to be a.

すなわち、この薄膜E2PROMは、メモリ用薄膜トランジス
タT1と選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜を同じ
絶縁膜12で兼用したものであり、このようにメモリ用薄
膜トランジスタT1と選択用薄膜トランジスタT2のゲート
絶縁膜を共通の絶縁膜としても、このゲート絶縁膜12を
ヒステリシス性をもつSiN膜で形成するとともに、このS
iN膜のメモリ用薄膜トランジスタT1部分を除く領域を酸
化または窒化によりヒステリシス性を無くした非ヒステ
リシス性部とすれば、メモリ用薄膜トランジスタT1部分
のゲート絶縁膜はヒステリシス性をもち、選択用薄膜ト
ランジスタT2部分のゲート絶縁膜はヒステリシス性をも
たないから、メモリ用薄膜トランジスタT1と選択用薄膜
トランジスタT2とにそれぞれ所期の機能をもたせること
ができる。
That is, in this thin film E 2 PROM, the same insulating film 12 is used as the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 and the selecting thin film transistor T2, and thus the memory thin film transistor T1 and the selecting thin film transistor T2 gate insulating film are formed. Even if the gate insulating film 12 is used as a common insulating film, the gate insulating film 12 is formed of a SiN film having a hysteresis property and
If the area excluding the memory thin film transistor T1 portion of the iN film is a non-hysteretic portion in which the hysteresis characteristic is eliminated by oxidation or nitriding, the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 portion has hysteresis characteristics, and the selection thin film transistor T2 portion Since the gate insulating film does not have a hysteresis property, the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 can have the respective desired functions.

しかして、この薄膜E2PROMでは、メモリ用薄膜トランジ
スタT1と選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜を共
通の絶縁膜12としているから、メモリ用薄膜トランジス
タT1と選択用薄膜トランジスタT2とを同時に形成するこ
とができる。
In this thin film E 2 PROM, however, since the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 is the common insulating film 12, the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 can be formed at the same time. .

すなわち、第2図は上記薄膜E2PROMの製造工程を示した
もので、この薄膜E2PROMは次のような工程で製造され
る。
That is, FIG. 2 shows a manufacturing process of the thin film E 2 PROM, and the thin film E 2 PROM is manufactured by the following processes.

まず、第2図(a)に示すように、絶縁基板11上に金属
膜を膜付けし、この金属膜をパターニングしてメモリ用
および選択用薄膜トランジスタT1,T2のゲート電極G1,G2
を同時に形成した後、この基板11上にメモリ用および選
択用薄膜トランジスタT1,T2の形成領域(基板11のほぼ
全面)にわたって、プラズマCVD法によりゲート絶縁膜1
2となるSiN膜を膜付けする。このSiN膜の膜付けは、そ
の主成分ガスであるSiH4とNH3の流量比を、形成されるS
iN膜のSi/Nの値が0.85〜1.1になるように選んで行なえ
ばよく、このようにして形成されたゲート絶縁膜(SiN
膜)12はヒステリシス性をもつ。
First, as shown in FIG. 2A, a metal film is formed on the insulating substrate 11, and the metal film is patterned to form gate electrodes G1 and G2 of the memory and selection thin film transistors T1 and T2.
Then, the gate insulating film 1 is formed on the substrate 11 by plasma CVD over the formation region of the memory thin film transistors T1 and T2 (almost the entire surface of the substrate 11).
The SiN film to be 2 is applied. The deposition of this SiN film depends on the flow rate ratio of SiH 4 and NH 3 which is the main component gas
The iN film may be selected so that the Si / N value is 0.85 to 1.1. The gate insulating film (SiN
The film 12 has a hysteresis property.

次に、第2図(b)に示すように、このゲート絶縁膜
(SiN膜)12のメモリ用薄膜トランジスタT2のゲート絶
縁膜となる部分をレジストマスク17によりマスキング
し、このゲート絶縁膜(SiN膜)12の露出部分を例えば
プラズマ酸化法またはプラズマ窒化法によりSi/Nの値が
ほぼ0.75になるまで酸化または窒化して、ゲート絶縁膜
(SiN膜)12のメモリ用薄膜トランジスタT2部分を除く
領域を、ヒステリシス性を無くした非ヒステリシス性部
12aとする。
Next, as shown in FIG. 2 (b), a portion of the gate insulating film (SiN film) 12 to be the gate insulating film of the memory thin film transistor T2 is masked by a resist mask 17, and the gate insulating film (SiN film) is removed. ) The exposed portion of 12 is oxidized or nitrided by, for example, a plasma oxidation method or a plasma nitriding method until the Si / N value becomes approximately 0.75, and the area of the gate insulating film (SiN film) 12 excluding the memory thin film transistor T2 portion is removed. , Non-hysteresis part without hysteresis property
12a.

次に、前記レジストマスク17を剥離してから、上記ゲー
ト絶縁膜12の上に、i−a−Si膜とn+−a−Si膜を順次
膜付けし、これをパターニングしてメモリ用および選択
用薄膜トランジスタT1,T2のi−a−Si半導体層13,13と
n+−a−Siコンタクト層14,14を同時に形成するととも
に、その上に,金属膜を膜付けしてこの金属膜をパター
ニングすることにより、メモリ用および選択用薄膜トラ
ンジスタT1,T2のソース,ドレイン電極S1,D1およびS2,D
2を同時に形成し、さらにメモリ用および選択用薄膜ト
ランジスタT1,T2のコンタクト層14,14のうちチャンネル
部上の不要部分の除去を同時に行なって、第2図(c)
に示すようにメモリ用薄膜トランジスタT1と選択用薄膜
トランジスタT2とを同時に形成する。
Next, after removing the resist mask 17, an ia-Si film and an n + -a-Si film are sequentially formed on the gate insulating film 12 and patterned to form a memory and And the ia-Si semiconductor layers 13 and 13 of the selection thin film transistors T1 and T2,
The n + -a-Si contact layers 14 and 14 are simultaneously formed, and a metal film is deposited on the n + -a-Si contact layers 14 and 14, and the metal film is patterned to form the source and drain of the thin film transistors T1 and T2 for memory and selection. Electrodes S1, D1 and S2, D
2 is formed at the same time, and unnecessary portions on the channel portion of the contact layers 14 and 14 of the thin film transistors T1 and T2 for memory and selection are removed at the same time.
As shown in, the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 are formed at the same time.

次に、その上に金属膜を膜付けし、これをパターニング
することにより、メモリ用薄膜トランジスタT1のドレイ
ン電極D1と選択用薄膜トランジスタT2のソース電極S2と
を接続する接続配線15を第2図(d)に示すように形成
し、次いでその上にSiNからなる保護膜16を形成して第
1図に示した薄膜E2PROMを完成する。
Next, a metal film is formed thereon and patterned to form a connection wiring 15 for connecting the drain electrode D1 of the memory thin film transistor T1 and the source electrode S2 of the selection thin film transistor T2 in FIG. 2 (d). ), And then a protective film 16 made of SiN is formed thereon to complete the thin film E 2 PROM shown in FIG.

なお、上記接続配線15は、メモリ用および選択用薄膜ト
ランジスタT1,T2のソース,ドレイン電極S1,D1およびS
2,D2の形成と同時に形成してもよい。
Note that the connection wiring 15 is the source and drain electrodes S1, D1 and S of the thin film transistors T1 and T2 for memory and selection.
It may be formed simultaneously with the formation of 2, D2.

このように、上記薄膜E2PROMによれば、その製造に際し
て、メモリ用薄膜トランジスタT1と選択用薄膜トランジ
スタT2とを同時に形成することができ、したがってこの
薄膜E2PROMは少ない工程数で能率よく製造することがで
きる。また、この薄膜E2PROMは、メモリ用薄膜トランジ
スタT1と選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜を共
通の絶縁膜12としているから、ヒステリシス性の無いゲ
ート絶縁膜とヒステリシス性をもつゲート絶縁膜とを2
層に形成している従来の薄膜E2PROMに比べて全体の厚さ
も薄くすることができる。
As described above, according to the thin film E 2 PROM, the thin film transistor T1 for memory and the thin film transistor T2 for selection can be simultaneously formed in the production thereof, and thus the thin film E 2 PROM can be efficiently produced with a small number of steps. be able to. Further, in this thin film E 2 PROM, since the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 and the selecting thin film transistor T2 is the common insulating film 12, a gate insulating film having no hysteresis property and a gate insulating film having hysteresis property are used.
The total thickness can be made smaller than that of the conventional thin film E 2 PROM formed in the layer.

また、上記薄膜E2PROMの製造方法は、メモリ用薄膜トラ
ンジスタT1と選択用薄膜トランジスタT2のゲート絶縁膜
を、メモリ用および選択用薄膜トランジスタT1,T2の形
成領域にわたってヒステリシス性をもつSiN膜からなる
共通のゲート絶縁膜12を形成してこのゲート絶縁膜12の
メモリ用薄膜トランジスタT1部分を除く領域のヒステリ
シス性を無くして非ヒステリシス性部12aとする工程で
形成するとともに、メモリおよび選択用薄膜トランジス
タT1,T2のゲート電極G1,G2、半導体層13およびコンタク
ト層14、ソース,ドレイン電極S1,s2,D1,D2をそれぞれ
同時に形成するものであるから、メモリ用薄膜トランジ
スタT1と選択用薄膜トランジスタT2とを同時に形成する
ことができる。
Further, the manufacturing method of the thin film E 2 PROM, the gate insulating film of the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2, a common SiN film having a hysteresis property over the formation region of the memory and selection thin film transistors T1, T2 The gate insulating film 12 is formed in the process of forming the non-hysteretic portion 12a by eliminating the hysteresis property of the region except the memory thin film transistor T1 part of the gate insulating film 12, and the thin film transistors T1 and T2 for memory and selection. Since the gate electrodes G1 and G2, the semiconductor layer 13 and the contact layer 14, and the source and drain electrodes S1, s2, D1 and D2 are simultaneously formed, the memory thin film transistor T1 and the selection thin film transistor T2 should be formed at the same time. You can

なお、上記実施例では、メモリ用薄膜トランジスタT1と
選択用薄膜トランジスタT2とを逆スタガー型のものとし
ているが、このメモリ用および選択用薄膜トランジスタ
は、スタガー型、コプラナー型、逆コプラナー型でもよ
く、その場合も、メモリ用薄膜トランジスタと選択用薄
膜トランジスタのゲート絶縁膜を共通の絶縁膜とすれば
メモリ用と選択用の薄膜トランジスタを同時に形成する
ことができるから、薄膜E2PROMを少ない工程数で能率よ
く製造することができるし、またその厚さも薄くするこ
とができる。なお、メモリ用および選択用薄膜トランジ
スタをスタガー型とする薄膜E2PROMは、上記実施例と逆
の工程、つまり、ソース,ドレイン電極形成→コンタク
ト層および半導体層形成→ゲート絶縁膜形成→ゲート電
極形成の工程で製造することができる。また、メモリ用
および選択用薄膜トランジスタをコプラナー型とする薄
膜E2PROMは、半導体層およびコンタクト層形成→ソー
ス,ドレイン電極形成→ゲート絶縁膜形成→ゲート電極
形成の工程で製造することができ、メモリ用および選択
用薄膜トランジスタを逆コプラナー型とする薄膜E2PROM
は、ゲート電極形成→ゲート絶縁膜形成→ソース,ドレ
イン電極形成→コンタクト層および半導体層形成の工程
で製造することができる。
In the above embodiment, the thin film transistor T1 for memory and the thin film transistor T2 for selection are reverse stagger type, but the thin film transistors for memory and selection may be stagger type, coplanar type, reverse coplanar type, in which case Also, if a common thin film is used for the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, the thin film E 2 PROM can be efficiently manufactured with a small number of steps because the thin film E 2 PROM can be formed at the same time. It is possible to reduce the thickness. The thin film E 2 PROM in which the memory and selection thin film transistors are of a stagger type is the reverse process of the above embodiment, that is, source / drain electrode formation → contact layer and semiconductor layer formation → gate insulating film formation → gate electrode formation. Can be manufactured in the following process. In addition, a thin film E 2 PROM having a coplanar type thin film transistor for memory and selection can be manufactured by the steps of forming a semiconductor layer and a contact layer → forming source and drain electrodes → forming a gate insulating film → forming a gate electrode. Thin film E 2 PROM with reverse coplanar thin film transistor and selection thin film transistor
Can be manufactured by the steps of gate electrode formation → gate insulating film formation → source and drain electrode formation → contact layer and semiconductor layer formation.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の薄膜E2PROMは、メモリ用薄膜トランジスタと選
択用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を共通の絶縁膜と
し、かつこのゲート絶縁膜はヒステリシス性をもつSiN
膜で形成するとともに、このSiN膜の前記メモリ用薄膜
トランジスタ部分を除く領域を、酸化または窒化により
ヒステリシス性を無くし非ヒステリシス性部としたもの
であるから、この薄膜E2PROMは少ない工程数で能率よく
製造できるし、また全体の厚さも薄くすることができ
る。
The thin film E 2 PROM of the present invention uses the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor as a common insulating film, and this gate insulating film is SiN having hysteresis.
Efficiency and forming a film, a region except for the memory TFT portion of the SiN film, since it is obtained by a non-hysteretic unit eliminates the hysteresis properties by oxidation or nitriding, the thin film E 2 PROM is a small number of steps It can be manufactured well and the overall thickness can be reduced.

また、本発明の薄膜E2PROMの製造方法は、メモリ用薄膜
トランジスタと選択用薄膜トランジスタのゲート絶縁膜
を、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選択用薄膜ト
ランジスタの形成領域にわたってヒステリシス性をもつ
SiN膜からなる共通のゲート絶縁膜を形成してこのゲー
ト絶縁膜のメモリ用薄膜トランジスタ部分を除く領域の
ヒステリシス性を無くして非ヒステリシス性部とする工
程で形成するとともに、前記メモリ用薄膜トランジスタ
と前記選択用薄膜トランジスタのゲート電極、半導体
層、ソース,ドレイン電極をそれぞれ同時に形成するも
のであるから、メモリ用薄膜トランジスタと選択用薄膜
トランジスタとを同時に形成することができる。
Further, the method for manufacturing a thin film E 2 PROM of the present invention, the gate insulating film of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, has a hysteresis property over the formation region of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor.
Formed in the step of forming a common gate insulating film made of SiN film and eliminating the hysteresis property of the region of the gate insulating film excluding the memory thin film transistor part to form a non-hysteresis part, and the memory thin film transistor and the selection Since the gate electrode, the semiconductor layer, the source, and the drain electrode of the thin film transistor are simultaneously formed, the memory thin film transistor and the selection thin film transistor can be formed at the same time.

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

第1図および第2図は本発明の一実施例を示す薄膜E2PR
OMの断面図およびその製造工程図、第3図は従来の薄膜
E2PROMの断面図である。 11……絶縁基板、T1……メモリ用薄膜トランジスタ、T2
……選択用薄膜トランジスタ、12……ゲート絶縁膜(ヒ
ステリシス性SiN膜)、12a……非ヒステリシス性部、13
……半導体層、14……コンタクト層、S1,S2……ソース
電極、D1,D2……ドレイン電極、15……接続配線、16…
…保護膜。
1 and 2 show a thin film E 2 PR showing an embodiment of the present invention.
Cross-sectional view of OM and its manufacturing process diagram, Fig. 3 shows conventional thin film
It is a sectional view of E 2 PROM. 11 ... Insulating substrate, T1 ... Memory thin film transistor, T2
...... Selection thin film transistor, 12 …… Gate insulating film (hysteresis SiN film), 12a …… Non-hysteresis part, 13
...... Semiconductor layer, 14 …… Contact layer, S1, S2 …… Source electrode, D1, D2 …… Drain electrode, 15 …… Connection wiring, 16…
…Protective film.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/786 29/788 29/792 9056−4M H01L 29/78 311 C Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display location H01L 29/786 29/788 29/792 9056-4M H01L 29/78 311 C

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁基板上にメモリ用薄膜トランジスタと
選択用薄膜トランジスタとを形成した薄膜E2PROMにおい
て、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選択用薄膜ト
ランジスタのゲート絶縁膜を共通の絶縁膜とし、かつこ
のゲート絶縁膜はヒステリシス性をもつSiN膜で形成す
るとともに、このSiN膜の前記メモリ用薄膜トランジス
タ部分を除く領域を、ヒステリシス性を無くした非ヒス
テリシス性部としたことを特徴とする薄膜E2PROM。
1. A thin film E 2 PROM in which a memory thin film transistor and a selection thin film transistor are formed on an insulating substrate, wherein a common gate insulating film is used for the memory thin film transistor and the selection thin film transistor, and the gate insulating film is used. A thin film E 2 PROM, characterized in that the film is formed of a SiN film having a hysteretic property, and a region of the SiN film excluding the thin film transistor portion for memory is a non-hysteretic property portion having no hysteretic property.
【請求項2】絶縁基板上にメモリ用薄膜トランジスタと
選択用薄膜トランジスタとを形成した薄膜E2PROMの製造
方法において、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選
択用薄膜トランジスタのゲート電極を同時に形成する工
程と、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選択用薄膜
トランジスタの形成領域にわたってヒステリシス性をも
つSiN膜からなる共通のゲート絶縁膜を形成する工程
と、このゲート絶縁膜のメモリ用薄膜トランジスタ部分
を除く領域のヒステリシス性を無くして非ヒステリシス
性部とする工程と、前記メモリ用薄膜トランジスタと前
記選択用薄膜トランジスタの半導体層を同時に形成する
工程と、前記メモリ用薄膜トランジスタと前記選択用薄
膜トランジスタのソース,ドレイン電極を同時に形成す
る工程とからなることを特徴とする薄膜E2PROMの製造方
法。
2. A method of manufacturing a thin film E 2 PROM in which a thin film transistor for memory and a thin film transistor for selection are formed on an insulating substrate, a step of simultaneously forming gate electrodes of the thin film transistor for memory and the thin film transistor for selection, and the memory. Forming a common gate insulating film composed of a SiN film having a hysteretic property over the formation region of the thin film transistor for selection and the thin film transistor for selection, and eliminating the hysteresis property in the region of the gate insulating film excluding the thin film transistor for memory And forming a semiconductor layer of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor at the same time, and a step of simultaneously forming the source and drain electrodes of the memory thin film transistor and the selection thin film transistor. Method of manufacturing a thin film E 2 PROM characterized.
JP63274444A 1988-11-01 1988-11-01 Thin film E 2) PROM and manufacturing method thereof Expired - Lifetime JPH07105452B2 (en)

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