JPH10189918A - Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture and charge accumulating method - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture and charge accumulating method

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JPH10189918A
JPH10189918A JP34399096A JP34399096A JPH10189918A JP H10189918 A JPH10189918 A JP H10189918A JP 34399096 A JP34399096 A JP 34399096A JP 34399096 A JP34399096 A JP 34399096A JP H10189918 A JPH10189918 A JP H10189918A
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diffusion layer
control gate
nonvolatile semiconductor
memory device
semiconductor memory
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Takahiko Ando
隆彦 安藤
Sakae Wada
栄 和田
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/10Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the top-view layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device which hardly generates hot electrons as an MIS transistor structure, does not easily accumulate charges by repeating the judging operation of conduction status, permits a large discriminating current difference to be set and performs charge accumulation at a low voltage in a short time. SOLUTION: A nonvolatile semiconductor storage device is provided with a control gate 16a, which is composed of a second conductive-type diffusion layer formed in a first conductive-type semiconductor substrate, source and drain regions 15a and 15b, which are composed of the second conductive-type diffusion layer isolated from the control gate 16a, a charge injecting layer, which is composed of a second conductive-type diffusion layer 16b, isolated from the control gate 16a and a first conductive-type diffusion layer 17, and a floating gate 14, which is formed on the semiconductor substrate on the upper region of at least the control gate 16a and the charge injection layer through an insulating film and constitutes an MIS transistor with the source and drain regions 15a and 15b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は不揮発性半導体記憶
装置、その製造方法及び電荷蓄積方法に関し、より詳細
には、電気的にデータ書き込みが可能な不揮発性半導体
記憶装置、その製造方法及び電荷蓄積方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device, a method for manufacturing the same, and a charge storage method, and more particularly, to a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing data, a method for manufacturing the same, and charge storage. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマスクROMの冗長用素子は、半
導体基板表面のチャネル領域上に第1絶縁膜を介して形
成されたフローティングゲートと、このフローティング
ゲート上に第2絶縁膜を介して形成されたコントロール
ゲートとの積層構造を有していた。従って、この半導体
装置を、1層導電体ゲート構造のマスクROMと同一チ
ップ上に同時に作製する場合には、2層構造のゲートに
起因して製造工程が繁雑になり、ひいては製造コストの
増大を引き起こすという問題があった。
2. Description of the Related Art A redundant element of a conventional mask ROM has a floating gate formed on a channel region on the surface of a semiconductor substrate via a first insulating film, and a floating gate formed on the floating gate via a second insulating film. It has a laminated structure with the control gate. Therefore, when this semiconductor device is manufactured simultaneously on the same chip as a mask ROM having a single-layer conductor gate structure, the manufacturing process becomes complicated due to the gate having the two-layer structure, and the manufacturing cost increases. There was a problem of causing.

【0003】上記問題を解決するために、例えば、特開
昭60−260147号公報において、1層導電体ゲー
ト型不揮発性半導体装置が提案されている。つまり、こ
の半導体装置は、図8及び図9に示したように、半導体
基板41表面に形成されたソース/ドレイン領域45a
及び45b、チャネル領域47、絶縁層43を介して半
導体基板41上に形成されたフローティングゲート44
とからなるMISトランジスタと、半導体基板41表面
に拡散層として形成されたコントロールゲート46とを
具備してなる。なお、フローティングゲート44は、M
ISトランジスタのチャネル領域47上から素子分離領
域12上、コントロールゲート46上に連通して形成さ
れている。
In order to solve the above problem, for example, a single-layer conductor gate type nonvolatile semiconductor device has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-260147. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the semiconductor device has the source / drain regions 45a formed on the surface of the semiconductor substrate 41.
45b, channel region 47, floating gate 44 formed on semiconductor substrate 41 via insulating layer 43
And a control gate 46 formed as a diffusion layer on the surface of the semiconductor substrate 41. The floating gate 44 is
It is formed so as to communicate from the channel region 47 of the IS transistor to the element isolation region 12 and the control gate 46.

【0004】この半導体装置は、コントロールゲート4
6に電圧を印加した場合にチャネル領域47にチャネル
が形成されてソース領域45aとドレイン領域45bと
の間が導通状態になるか否かを、ドレイン領域45bに
電圧を印加することにより判別(読み出し)することが
できる。ここで、フローティングゲート44に電荷(電
子)が蓄積されている場合には、コントロールゲート4
6に電圧を印加してもチャネル領域47にチャネルが形
成されずMISトランジスタは非導通状態となり、フロ
ーティングゲート44に電荷が蓄積されていなければ、
導通状態となる。
This semiconductor device has a control gate 4
By applying a voltage to the drain region 45b, it is determined whether or not a channel is formed in the channel region 47 and a conduction state is established between the source region 45a and the drain region 45b when a voltage is applied to the drain region 45b. )can do. Here, when charges (electrons) are accumulated in the floating gate 44, the control gate 4
6, a channel is not formed in the channel region 47 and the MIS transistor is turned off, and if no charge is accumulated in the floating gate 44,
It becomes conductive.

【0005】一方、フローティングゲート44への電荷
の蓄積(書き込み)は、コントロールゲート46とドレ
イン領域45bに導通の有無の判別を行う場合よりも高
い電位を印加することにより発生したホットキャリア
を、フローティングゲート44に注入することによって
実現される。
On the other hand, charge accumulation (writing) in the floating gate 44 is performed by applying a higher potential to the control gate 46 and the drain region 45b by applying a higher potential than when determining whether or not there is conduction between the control gate 46 and the drain region 45b. This is realized by injecting into the gate 44.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述の不揮発性半導体
装置は、導通状態の判別を行う際と、フローティングゲ
ート44への電荷の蓄積を行う際との印加電圧は異なる
が、ともにコントロールゲート46と、MISトランジ
スタのドレイン領域45bとに電圧を印加する。よっ
て、導通状態か否かを判別するために十分な電圧を印加
すると、その繰り返しにより発生するホットキャリアの
一部がフローティングゲート44に蓄積されてしまい、
本来電荷が蓄積されていない素子に蓄積が生じてしまう
という構造上の問題を有する。
In the above-described nonvolatile semiconductor device, the applied voltage differs between when the conduction state is determined and when the electric charge is stored in the floating gate 44. , A voltage is applied to the drain region 45b of the MIS transistor. Therefore, when a voltage sufficient to determine whether or not the conductive state is applied is applied, a part of hot carriers generated by the repetition is accumulated in the floating gate 44,
There is a structural problem that accumulation occurs in an element where charge is not originally stored.

【0007】このように、現状においては、判別の際に
生じるよけいなホットキャリアの発生、これに起因する
フローティングゲートへの電荷の蓄積を起こさず、しか
も高速動作を行うことができる不揮発性半導体装置は実
現されていない。
As described above, under the present circumstances, a non-volatile semiconductor device capable of performing a high-speed operation without generating extra hot carriers generated at the time of discrimination and accumulating charges in the floating gate due to the generation of hot carriers. Has not been realized.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1導
電型半導体基板中に形成される第2導電型拡散層からな
るコントロールゲートと、該コントロールゲートと分離
して形成される第2導電型拡散層よりなるソース/ドレ
イン領域と、前記コントールゲートと分離して形成され
る第2導電型拡散層及び該第2導電型拡散層に隣接して
形成される第1導電型拡散層からなる電荷注入層と、前
記半導体基板上であって、かつ少なくとも前記コントロ
ールゲートと電荷注入層との上方に薄膜絶縁膜を介して
形成され、かつ前記ソース/ドレイン領域とともにMI
Sトランジスタを構成するフローティングゲートとを有
してなる不揮発性半導体記憶装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a control gate comprising a second conductivity type diffusion layer formed in a first conductivity type semiconductor substrate, and a second control gate formed separately from the control gate. A source / drain region formed of a conductive type diffusion layer, a second conductive type diffusion layer formed separately from the control gate, and a first conductive type diffusion layer formed adjacent to the second conductive type diffusion layer. A charge injection layer formed on the semiconductor substrate and at least above the control gate and the charge injection layer via a thin film insulating film, and
A nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate forming an S transistor is provided.

【0009】また、本発明によれば、同一基板上にマス
クROMを具備する上記不揮発性半導体記憶装置の製造
方法において、前記不揮発性半導体記憶装置のコントロ
ールゲートを、マスクROMのビット線の形成と同一工
程によって形成する不揮発性半導体記憶装置の製造方法
が提供される。さらに、本発明によれば、ソース領域の
一部が、薄膜絶縁膜を介してフローティングゲート下に
形成され、かつ電荷注入層がソース領域と共有され、か
つ同一基板上にマスクROMを具備する上記不揮発性半
導体記憶装置の製造方法において、前記不揮発性半導体
記憶装置のコントロールゲート及びソース領域と共有さ
れる電荷注入層を、マスクROMのビット線の形成と同
一工程によって形成する不揮発性半導体記憶装置の製造
方法が提供される。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a mask ROM on the same substrate, the control gate of the nonvolatile semiconductor memory device is formed by forming a bit line of the mask ROM. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device formed by the same process is provided. Further, according to the present invention, a part of the source region is formed below the floating gate via the thin film insulating film, and the charge injection layer is shared with the source region, and the mask ROM is provided on the same substrate. In the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, a charge injection layer shared with a control gate and a source region of the nonvolatile semiconductor memory device is formed by the same process as forming a bit line of a mask ROM. A manufacturing method is provided.

【0010】また、電荷注入層を構成する第2導電型拡
散層と半導体基板との接続耐圧が、ドレイン領域又はコ
ントロールゲートと半導体基板との接合耐圧より低く、
同一基板上にマスクROMを具備する上記不揮発性半導
体記憶装置の製造方法において、前記不揮発性半導体装
置の電荷注入層を構成する第1導電型拡散層を、マスク
ロムのプログラム書き込みと同一工程によって形成する
不揮発性半導体記憶装置の製造方法が提供される。
The connection withstand voltage between the second conductivity type diffusion layer forming the charge injection layer and the semiconductor substrate is lower than the junction withstand voltage between the drain region or control gate and the semiconductor substrate,
In the above-described method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a mask ROM on the same substrate, the first conductivity type diffusion layer constituting the charge injection layer of the nonvolatile semiconductor device is formed by the same process as that for program writing of masking chrome. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device is provided.

【0011】さらに、本発明によれば、上記半導体記憶
装置における電荷注入層の第2導電型拡散層に、電荷注
入層と半導体基板との接続耐圧より絶対値の高い電圧を
印加し、かつコントロールゲートに該電圧よりもさらに
絶対値の高い電圧を印加することにより、フローティン
グゲートに電荷の蓄積を行う方法が提供される。
Further, according to the present invention, a voltage having an absolute value higher than the connection withstand voltage between the charge injection layer and the semiconductor substrate is applied to the second conductivity type diffusion layer of the charge injection layer in the semiconductor memory device, and By applying a voltage having an absolute value higher than the voltage to the gate, a method for accumulating charges in the floating gate is provided.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、主として半導体基板中に拡散層として形成されるコ
ントロールゲートと、このコントールゲートと分離して
拡散層として形成される電荷注入層と、ソース/ドレイ
ン領域とフローティングゲートからなるMISトランジ
スタからなり、フローティングゲートは、コントロール
ゲート、電荷注入層及びソース/ドレイン領域間上に形
成されて構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a control gate mainly formed as a diffusion layer in a semiconductor substrate, a charge injection layer formed as a diffusion layer separately from the control gate. The MIS transistor includes a source / drain region and a floating gate, and the floating gate is formed between the control gate, the charge injection layer, and the source / drain region.

【0013】本発明の不揮発性半導体記憶装置に使用さ
れる半導体基板としては、一般に基板として使用するこ
とができるシリコン基板、GaAs等の半導体化合物基
板等を用いることができる。この半導体基板は、第1導
電型としてN型又はP型のいずれかの導電型を有するこ
とを要するが、必ずしも半導体基板全体がいずれかの導
電型である必要はなく、この半導体基板に形成する回路
等の種類に応じて、部分的にN型又はP型を示す不純物
層(ウェル)を少なくとも1つ有していればよい。この
場合の半導体基板又は不純物層の不純物濃度は、特に限
定されるものではなく、用途に応じて適宜調節すること
ができる。また、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、
例えばマスクROM等のメモリセル、その周辺回路等の
他の装置が併設される半導体基板であってもよい。
As a semiconductor substrate used in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a silicon substrate, a semiconductor compound substrate such as GaAs, etc. which can be generally used as a substrate can be used. This semiconductor substrate is required to have either the N-type or the P-type as the first conductivity type, but the entire semiconductor substrate does not necessarily need to be of any conductivity type, and is formed on this semiconductor substrate. Depending on the type of the circuit or the like, it is only necessary that at least one impurity layer (well) partially showing N-type or P-type is provided. In this case, the impurity concentration of the semiconductor substrate or the impurity layer is not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the application. Further, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention
For example, it may be a semiconductor substrate provided with other devices such as a memory cell such as a mask ROM and its peripheral circuits.

【0014】不揮発性半導体記憶装置におけるコントロ
ールゲートは、半導体基板中に、基板と逆の導電型の不
純物拡散層として形成されている。コントロールゲート
は後述するMISトランジスタのソース/ドレイン領域
とは素子分離膜により電気的に分離されている。コント
ロールゲートの不純物濃度、大きさ、形状、配置位置等
は、通常の不揮発性半導体トランジスタとして機能させ
ることができるかぎり、印加電圧、装置サイズ等に応じ
て適宜調節することができ、例えば、不純物濃度は10
18〜1021cm-3程度が挙げられる。なお、コントロー
ルゲートの不純物濃度は、後述する電荷注入層の第2導
電型拡散層の不純物濃度と同程度で形成することが好ま
しいが、上述の範囲内で、電荷注入層の第2導電型拡散
層又は後述するソース/ドレイン領域の不純物濃度と異
なった不純物濃度で形成してもよい。
The control gate in the nonvolatile semiconductor memory device is formed in the semiconductor substrate as an impurity diffusion layer of a conductivity type opposite to that of the substrate. The control gate is electrically separated from a source / drain region of a MIS transistor described later by an element isolation film. The impurity concentration, size, shape, arrangement position, and the like of the control gate can be appropriately adjusted according to the applied voltage, the device size, and the like as long as the control gate can function as a normal nonvolatile semiconductor transistor. Is 10
About 18 to 10 21 cm -3 . Note that the impurity concentration of the control gate is preferably formed to be substantially the same as the impurity concentration of the second conductivity type diffusion layer of the charge injection layer to be described later. It may be formed with an impurity concentration different from that of a layer or a source / drain region described later.

【0015】電荷注入層は、半導体基板中に、第2導電
型拡散層と第1導電型拡散層とが隣接して形成されてい
る。この電荷注入層は、少なくともコントールゲートと
電気的に分離されていればよい。また後述するMISト
ランジスタのソース/ドレイン領域とも電気的に分離さ
れていてもよいし、このソース/ドレイン領域のいずれ
か一方の全部又は一部を共有していてもよい。ただし、
ドレイン領域と共有した場合には、この装置の動作時に
意図しないフローティングゲートへの電荷の注入が起こ
る可能性があるため、ソース領域と共有させることが好
ましい。この電荷注入層における第2導電型拡散層は、
電荷注入層に印加される電圧によって、フローティング
ゲートに電荷を有効に蓄積させることができる不純物濃
度を有することが好ましく、また、第1導電型拡散層
は、コントロールゲート又は後述するソース/ドレイン
領域と半導体基板との接合耐圧と比較して、電荷注入層
と半導体基板との接続耐圧が低くなるような不純物濃度
を有することが好ましい。具体的には、第2導電型拡散
層は、1018〜1021cm-3程度の不純物濃度、第1導
電型拡散層は、1017〜1019cm-3程度の不純物濃度
が挙げられる。なお、第2導電型拡散層の不純物濃度
は、ソース領域と共有しない場合は、上述の範囲内で、
ソース領域とは異なる不純物濃度で形成されていてもよ
い。
In the charge injection layer, a second conductivity type diffusion layer and a first conductivity type diffusion layer are formed adjacent to each other in a semiconductor substrate. The charge injection layer may be at least electrically separated from the control gate. Further, it may be electrically separated from a source / drain region of a MIS transistor to be described later, or may share all or a part of any one of the source / drain regions. However,
If the device is shared with the drain region, there is a possibility that unintended charge injection into the floating gate may occur during the operation of the device. Therefore, the device is preferably shared with the source region. The second conductivity type diffusion layer in the charge injection layer is:
It is preferable to have an impurity concentration capable of effectively accumulating charges in the floating gate by a voltage applied to the charge injection layer, and the first conductivity type diffusion layer is provided with a control gate or a source / drain region to be described later. It is preferable to have an impurity concentration such that the connection withstand voltage between the charge injection layer and the semiconductor substrate is lower than the junction withstand voltage with the semiconductor substrate. Specifically, the second conductivity type diffusion layer has an impurity concentration of about 10 18 to 10 21 cm −3 , and the first conductivity type diffusion layer has an impurity concentration of about 10 17 to 10 19 cm −3 . When the impurity concentration of the second conductivity type diffusion layer is not shared with the source region, the impurity concentration is within the above-described range.
It may be formed with an impurity concentration different from that of the source region.

【0016】電荷注入層の形成は、第1及び第2導電型
拡散層を形成する領域に開口を有するマスクを用いて、
第1及び第2導電型のイオン注入により行うことができ
る。この際の両マスクは、拡散層を形成した場合に互い
の拡散層が隣接するように配置されればよく、形成され
た拡散層が重複するようなマスクを用いても、第1導電
型不純物濃度が第2導電型不純物濃度よりも低いため
に、第2導電型拡散層が逆導電型に反転することはなく
実質的には問題はない。
The charge injection layer is formed by using a mask having an opening in a region where the first and second conductivity type diffusion layers are formed.
This can be performed by ion implantation of the first and second conductivity types. In this case, the two masks may be arranged such that the diffusion layers are adjacent to each other when the diffusion layers are formed, and even if a mask in which the formed diffusion layers overlap is used, the first conductivity type impurity may be used. Since the concentration is lower than the second-conductivity-type impurity concentration, the second-conductivity-type diffusion layer does not reverse to the opposite-conductivity type, and there is substantially no problem.

【0017】MISトランジスタは、ソース/ドレイン
領域とフローティングゲートからなる。ソース/ドレイ
ン領域は、少なくともコントロールゲートとは電気的に
分離されており、例えば、1019〜1021cm-3程度の
第2導電型の不純物濃度を有している。なお、ソース/
ドレイン領域はLDD構造であってもよいし、例えばリ
ンと砒素との拡散速度の違いを利用したようなDDD構
造であってもよいし、さらに斜めイオン注入により低濃
度領域を有した構造であってもよい。
The MIS transistor has a source / drain region and a floating gate. The source / drain region is at least electrically isolated from the control gate and has a second conductivity type impurity concentration of, for example, about 10 19 to 10 21 cm −3 . Source /
The drain region may have an LDD structure, for example, a DDD structure utilizing a difference in diffusion rate between phosphorus and arsenic, or a structure having a low concentration region by oblique ion implantation. You may.

【0018】フローティングゲートは、これらソース/
ドレイン領域間であって、基板上に薄膜絶縁膜を介して
配置されている。薄膜絶縁膜は、SiN、SiO2 又は
これらの積層膜等の絶縁材料により、6〜20nm程度
の膜厚で形成することができる。フローティングゲート
は、通常電極材料として用いられる導電材であれば特に
限定されるものではなく、例えば不純物を含有したポリ
シリコン、Ti、Ta等の高融点金属、これら高融点金
属とのシリサイド又はポリサイド、アルミニウム、白金
等が挙げられるが、なかでもN型不純物を1019〜10
21cm-3程度で含有したポリシリコンが好ましい。ま
た、フローティングゲートは、上述のコントロールゲー
トと電荷注入層との上にも配置されており、さらに、電
荷注入層を構成する第2及び第1拡散層の双方の上にも
配置されている。
The floating gate has these sources /
It is located between the drain regions and on the substrate with a thin insulating film interposed therebetween. The thin-film insulating film can be formed with an insulating material such as SiN, SiO 2, or a laminated film of these, with a thickness of about 6 to 20 nm. The floating gate is not particularly limited as long as it is a conductive material usually used as an electrode material. For example, polysilicon containing impurities, high melting point metal such as Ti, Ta, silicide or polycide with these high melting point metals, aluminum, platinum, and the like, among which N-type impurities 10 19-10
Polysilicon contained at about 21 cm -3 is preferred. The floating gate is also disposed on the control gate and the charge injection layer described above, and is further disposed on both the second and first diffusion layers that constitute the charge injection layer.

【0019】なお、本発明の不揮発性半導体記憶装置に
おいては、コントロールゲート、MISトランジスタを
構成するソース/ドレイン領域、電荷注入層の位置関係
は、上述した通りであるが、コントロールゲート、MI
Sトランジスタを構成するソース/ドレイン領域、電荷
注入層又はフローティングゲートの形状、あるいはその
他の併設する素子や回路等との関係から適宜調節して、
不揮発性半導体記憶装置として機能させることができる
ように構成することができる。例えば、実施例において
説明している通りであるが、さらに、ソース領域と電荷
注入層との共有関係の変形(図7参照)や2層ゲート構
造の採用等が挙げられる。
In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the positional relationship between the control gate, the source / drain regions constituting the MIS transistor, and the charge injection layer is as described above.
The shape of the source / drain region, the charge injection layer or the floating gate constituting the S transistor, or the relationship with other elements and circuits to be provided, etc.
It can be configured to function as a nonvolatile semiconductor memory device. For example, as described in the embodiment, the modification of the sharing relationship between the source region and the charge injection layer (see FIG. 7), the adoption of a two-layer gate structure, and the like are further included.

【0020】このような構造により、フローティングゲ
ートへの電荷の蓄積(書き込み)方法を導通状態の判別
(読み出し)方法と異なる方法により実現できる。つま
り、従来は、電荷の蓄積を、MISトランジスタの導通
状態にて発生するホットキャリアをフローテイングゲー
トで捕獲することにより行っていたのに対して、本発明
においては、第1不純物拡散層により耐圧を低下させた
電荷注入層におけるPN接合に逆電圧を印加することに
より発生するエレクトロンを捕獲することによって行う
ことができる。具体的には、電荷注入層における耐圧の
低いPN接合部分であって、フローティングゲート直下
に、このPN接合の耐圧よりもやや絶対値の高い電圧を
印加し、かつコントロールゲートにこの電圧よりも絶対
値の高い電圧を印加することにより、PN接合部分で発
生するホットキャリアの一部をフローティングゲートに
捕獲させることができる。なお、電荷注入層及びコント
ロールゲートに印加する電圧は、上記関係を満たすかぎ
り特に限定されるものではなく、電荷注入層の第1及び
第2不純物濃度、コントロールゲートの不純物濃度、装
置の大きさ、薄い絶縁膜やフローティングゲートの膜厚
等により適宜調節することができる。具体的には、電荷
注入層には3〜8V程度、コントロールゲートには4〜
15V程度の電圧を印加することが挙げられる。
With such a structure, a method of accumulating (writing) charges in the floating gate can be realized by a method different from a method of determining (reading) the conduction state. That is, in contrast to the conventional method in which charge is accumulated by capturing hot carriers generated in the conductive state of the MIS transistor by the floating gate, in the present invention, the breakdown voltage is increased by the first impurity diffusion layer. This can be achieved by capturing electrons generated by applying a reverse voltage to the PN junction in the charge injection layer in which is reduced. Specifically, a voltage having a slightly higher absolute value than the withstand voltage of the PN junction is applied to the PN junction portion of the charge injection layer having a low withstand voltage and directly below the floating gate, and an absolute value higher than this voltage is applied to the control gate. By applying a high voltage, a part of hot carriers generated at the PN junction can be captured by the floating gate. The voltage applied to the charge injection layer and the control gate is not particularly limited as long as the above relationship is satisfied. The first and second impurity concentrations of the charge injection layer, the impurity concentration of the control gate, the size of the device, The thickness can be adjusted as appropriate depending on the thickness of the thin insulating film or the thickness of the floating gate. Specifically, about 3 to 8 V is applied to the charge injection layer, and 4 to 8 V is applied to the control gate.
Applying a voltage of about 15 V is an example.

【0021】また、導通状態の判別(読み出し)は、コ
ントロールゲートに電荷の蓄積時よりも低い電位を印加
し、MISトランジスタのソース/ドレイン領域間に電
位差を生じさせた場合に、ソース/ドレイン領域間に流
れる電流を感知することにより実現される。すなわち、
コントロールゲートに電圧を印加すると、フローティン
グゲートに電荷の蓄積がない場合には、コントロールゲ
ートに印加された電圧の容量結合により、MISトラン
ジスタのゲート(フローティングゲート)の電位が上昇
し、MISトランジスタのチャネルは導通状態になる。
一方、フローティングゲートに電荷が蓄積されている場
合には、蓄積電荷のためにMISトランジスタのゲート
の電位の上昇は抑えられ、MISトランジスタのチャネ
ルは遮断状態となる。この際の印加電圧も、上述したよ
うに適宜調節することができ、例えば、ソース領域に0
V、ドレイン領域に1〜5V、コントロールゲートに3
〜8Vを印加することが挙げられる。
The determination of the conduction state (reading) is performed by applying a potential lower than that at the time of charge accumulation to the control gate and causing a potential difference between the source / drain regions of the MIS transistor. This is realized by sensing the current flowing between them. That is,
When a voltage is applied to the control gate and no charge is accumulated in the floating gate, the potential of the gate (floating gate) of the MIS transistor increases due to capacitive coupling of the voltage applied to the control gate, and the channel of the MIS transistor increases. Becomes conductive.
On the other hand, when charges are stored in the floating gate, the rise in the potential of the gate of the MIS transistor is suppressed due to the stored charges, and the channel of the MIS transistor is cut off. The applied voltage at this time can also be appropriately adjusted as described above.
V, 1-5V for drain region, 3 for control gate
-8 V is applied.

【0022】なお、本発明の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法では、例えば同一半導体基板上にマスクROM
を有する場合、コントロールゲート、電荷注入層の第1
導電型拡散層、ソース/ドレイン領域のいずれか又はす
べての形成と同一工程でマスクROMのビット線の形成
を行うことができる。また、電荷注入層の第2導電型拡
散層の形成と同一工程で、マスクROMのプログラム書
き込みを行うことができる。さらに、マスクROM以外
の素子を有する場合でも、本発明の不揮発性記憶装置の
コントロールゲート、電荷注入層の第1導電型拡散層、
ソース/ドレイン領域のいずれか又はすべての形成を、
他の素子の形成工程と同一の工程で達成することが可能
である。
In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, for example, a mask ROM is formed on the same semiconductor substrate.
In the case of having a control gate, the first of the charge injection layer
The bit line of the mask ROM can be formed in the same step as the formation of any or all of the conductivity type diffusion layer and the source / drain regions. Further, the program writing of the mask ROM can be performed in the same step as the formation of the second conductivity type diffusion layer of the charge injection layer. Further, even in the case of having an element other than the mask ROM, the control gate of the nonvolatile memory device of the present invention, the first conductivity type diffusion layer of the charge injection layer,
Forming any or all of the source / drain regions
This can be achieved by the same steps as those for forming other elements.

【0023】以下に本発明の不揮発性半導体記憶装置、
その製造方法及び電荷蓄積方法の実施例を図面に基づい
て説明する。 実施例1 本発明における不揮発性半導体装置は、図1の平面図及
び図2の断面図に示したように、酸化シリコンからなる
素子分離絶縁膜12を有するシリコン基板11のP型領
域18中に形成されたN型不純物拡散層であるコントロ
ールゲート16aと、このコントロールゲート16aと
素子分離領域12によって分離されたN型不純物拡散層
であるソース/ドレイン領域15a及び15bと、コン
トロールゲート16aと素子分離領域12によって分離
されたN型不純物拡散層16b及びこのN型不純物拡散
層16bに隣接し、N型不純物拡散層16bと基板との
間の接合耐圧低下用として形成されたP型不純物拡散層
17からなる電荷注入層と、シリコン基板1上に薄膜絶
縁膜13を介してN型不純物を含有する多結晶ポリシリ
コンより形成されたフローティングゲート14とから構
成されている。フローティングゲート14は、電荷注入
層を構成するN型不純物拡散層16b及びP型不純物拡
散層17上から素子分離領域12上、コントロールゲー
ト16a上にかけて、さらに、ソース/ドレイン領域1
5a及び15b間に配置されるチャネル領域15上にか
けて配置しており、ソース/ドレイン領域15a、15
b及びチャネル領域15とともにMISトランジスタT
を構成している。
Hereinafter, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described.
An embodiment of the manufacturing method and the charge storage method will be described with reference to the drawings. Embodiment 1 As shown in the plan view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2, a nonvolatile semiconductor device according to the present invention is provided in a P-type region 18 of a silicon substrate 11 having an element isolation insulating film 12 made of silicon oxide. The control gate 16a, which is an N-type impurity diffusion layer formed, the source / drain regions 15a and 15b, which are N-type impurity diffusion layers separated by the control gate 16a and the element isolation region 12, the control gate 16a and the element isolation N-type impurity diffusion layer 16b separated by region 12 and P-type impurity diffusion layer 17 adjacent to N-type impurity diffusion layer 16b and formed for lowering the junction breakdown voltage between N-type impurity diffusion layer 16b and the substrate And a polycrystalline polysilicon containing an N-type impurity on the silicon substrate 1 with a thin film insulating film 13 interposed therebetween. And the floating gate 14 formed. The floating gate 14 extends from the N-type impurity diffusion layer 16b and the P-type impurity diffusion layer 17 constituting the charge injection layer to the element isolation region 12 and the control gate 16a.
The source / drain regions 15a, 15b are disposed over the channel region 15 disposed between the source / drain regions 15a, 15b.
b and the MIS transistor T together with the channel region 15
Is composed.

【0024】このような構成を有する不揮発性半導体装
置の製造方法を説明する。なお、以下の製造方法におい
ては、NOR型マスクROMのメモリセルを同一基板内
に製造する方法を示す。まず、図3(a)に示したよう
に、公知の方法により、シリコン基板11表面であっ
て、マスクROMのメモリセル領域(MC)、周辺回路
部(PC)のPチャネル領域及び本発明の不揮発性半導
体記憶部(NVM)に、P型ウェル18を形成する。な
お、この不揮発性半導体装置においては、周辺回路Nチ
ャネル領域(図示せず)をも有しているが、以下の説明
においては省略する。
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor device having such a configuration will be described. In the following manufacturing method, a method of manufacturing memory cells of a NOR type mask ROM on the same substrate will be described. First, as shown in FIG. 3A, the memory cell area (MC) of the mask ROM, the P-channel area of the peripheral circuit section (PC) and the P-channel area of the peripheral circuit section (PC) are formed on the surface of the silicon substrate 11 by a known method. A P-type well 18 is formed in the nonvolatile semiconductor memory (NVM). This nonvolatile semiconductor device also has a peripheral circuit N-channel region (not shown), but is omitted in the following description.

【0025】さらに、シリコン基板11上に素子分離絶
縁膜12を形成した後、公知のリソグラフィ法により、
所望の領域に開口を有するフォトレジスト22を形成
し、N型不純物、例えば、砒素を30〜80keVのエ
ネルギー、1〜5×1015cm -2のドーズで注入してマ
スクROMメモリセルにおけるビット線20、コントロ
ールゲート16a及び電荷注入層を構成するN型不純物
拡散層16bを形成する。
Further, element isolation is performed on the silicon substrate 11.
After forming the edge film 12, by a known lithography method,
Forming a photoresist 22 having an opening in a desired area
Then, an N-type impurity, for example, arsenic is
Energy, 1-5 × 10Fifteencm -2Dosing with a dose of
Bit line 20 in the disk ROM memory cell,
N-type impurities forming the gate 16a and the charge injection layer
The diffusion layer 16b is formed.

【0026】図3(b)に示したように、公知の方法に
て、ゲート絶縁膜13を形成し、続いてN型不純物を含
有した多結晶シリコンを堆積し、公知のリソグラフィ法
及びエッチング法により、マスクROMメモリセルにお
けるワード線20、周辺回路のMISトランジスタのゲ
ート電極19及びフローティングゲート14を形成す
る。次に周辺回路部及び不揮発性記憶部に、所望の領域
に開口を有するフォトレジスト23を形成し、このフォ
トレジスト23をマスクとして用いてリンを注入して、
-領域21形成する。
As shown in FIG. 3B, a gate insulating film 13 is formed by a known method, polycrystalline silicon containing an N-type impurity is subsequently deposited, and a known lithography method and an etching method are used. Thereby, the word line 20, the gate electrode 19 of the MIS transistor of the peripheral circuit, and the floating gate 14 in the mask ROM memory cell are formed. Next, a photoresist 23 having an opening in a desired region is formed in the peripheral circuit portion and the nonvolatile storage portion, and phosphorus is implanted by using the photoresist 23 as a mask,
An N - region 21 is formed.

【0027】図3(c)に示したように、ワード線2
0、ゲート電極19及びフローティングゲート14にサ
イドウォールを形成し、さらに、所望の領域に開口を有
するフォトレジスト25をマスクとして用いてAsを注
入して、周辺回路部のソース/ドレイン領域24及び不
揮発性記憶部にMISトランジスタのソース/ドレイン
領域15a、15b(図示せず)を形成する。
As shown in FIG. 3C, the word line 2
0, a gate electrode 19 and a floating gate 14, sidewalls are formed, and As is implanted by using a photoresist 25 having an opening in a desired region as a mask, so that the source / drain region 24 and the nonvolatile The source / drain regions 15a and 15b (not shown) of the MIS transistor are formed in the memory unit.

【0028】この後、図3(d)に示したように、所望
の領域に開口を有するフォトレジスト26を形成し、こ
のフォトレジスト26をマスクとして用いて、120〜
250keVの注入エネルギー、1〜5×1014cm-2
のドーズでホウ素を注入してマスクROMのメモリセル
にデータ26の書き込みを行う。また、この際の注入と
同時に、不揮発性記憶部のフローティングゲート14直
下であって、電荷注入層を構成するN型不純物拡散層1
6bと一部重なる領域に、P型不純物拡散層17を形成
して、電荷注入層を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 3D, a photoresist 26 having an opening in a desired region is formed, and using this photoresist 26 as a mask, 120-120.
250 keV implantation energy, 1-5 × 10 14 cm −2
The data 26 is written into the memory cells of the mask ROM by implanting boron at a dose of. Simultaneously with the injection at this time, the N-type impurity diffusion layer 1 directly under the floating gate 14 of the nonvolatile memory portion and constituting the charge injection layer is formed.
A P-type impurity diffusion layer 17 is formed in a region partially overlapping 6b, and a charge injection layer is formed.

【0029】この後、公知の方法で、層間絶縁膜、配線
用コンタクトホール、金属配線等を行い、不揮発性半導
体記憶装置を完成する。なお、上述の製造方法の説明で
は省略したが、不純物注入、エッチング後には適宜アニ
ールを行う。上記不揮発性半導体装置の動作方法を以下
に説明する。フローティングゲート14への電荷の蓄積
(書き込み)は、コントロールゲート16aに例えば8
V、電荷注入層に5Vを印加することにより実現され
る。なお、この際、基板は接地電位、MISトランジス
タのソース/ドレイン領域15a、15bははオープン
状態にしておく。つまり、電荷注入層への印加電圧は、
少なくともP型不純物層17の形成により接合耐圧が低
下したPN接合に、リーク電流が発生する電圧以上に設
定される。
Thereafter, an interlayer insulating film, a contact hole for wiring, a metal wiring, and the like are formed by a known method to complete a nonvolatile semiconductor memory device. Although omitted in the above description of the manufacturing method, annealing is appropriately performed after impurity implantation and etching. An operation method of the nonvolatile semiconductor device will be described below. The charge is stored (written) in the floating gate 14 by, for example, 8
V, 5 V is applied to the charge injection layer. At this time, the substrate is kept at the ground potential, and the source / drain regions 15a and 15b of the MIS transistor are kept open. That is, the voltage applied to the charge injection layer is
At least the voltage at which a leak current occurs at the PN junction whose junction breakdown voltage has been reduced by the formation of the P-type impurity layer 17 is set.

【0030】図6は、上記方法と同様のプロセスで製造
したテストデバイスで測定した電荷注入層におけるPN
接合(N型不純物拡散層16bとP型不純物拡散層1
7)の逆耐圧特性を示す。図6においては、N型不純物
拡散層16bの不純物注入量が2×1014/cm2の場
合を実線、4×1014cm2の場合を破線で示してい
る。耐圧は、一般的なアバランシェブレークダウン特性
などに比べて、ソフト的に(なだらかに)変化しており
コントロール性が良い。つまり、印加電圧を変化する
と、その変化に応じてホットエレクトロン注入が制御性
良く行えることとなる。
FIG. 6 shows PN in the charge injection layer measured by a test device manufactured by the same process as the above method.
Junction (N-type impurity diffusion layer 16b and P-type impurity diffusion layer 1
7) shows the reverse breakdown voltage characteristic. In FIG. 6, the case where the impurity implantation amount of the N-type impurity diffusion layer 16b is 2 × 10 14 / cm 2 is indicated by a solid line, and the case where the impurity implantation amount is 4 × 10 14 cm 2 is indicated by a broken line. The withstand voltage changes softly (smoothly) and has better controllability than general avalanche breakdown characteristics. That is, when the applied voltage is changed, hot electron injection can be performed with good controllability in accordance with the change.

【0031】このような不揮発性半導体装置の構造によ
り、電荷蓄積に要する時間は、従来のおよそ1/10で
ある10msec以下に低減できるとともに、電荷蓄積
を低電圧で実現することができる。一方、導通状態の判
別(読み出し)は、コントロールゲート16aに例えば
5V、MISトランジスタのドレイン領域15bに2.
5Vを印加し、ソース領域15aを接地する。この状態
でのMISトランジスタのソース/ドレイン領域15
a、15b間の電流を検知することにより実現される。
上述の動作により、導通状態の判別動作の繰り返しによ
っては、電荷の蓄積は生じにくく、かつ、判別電流の差
を大きく設定できる。
With the structure of such a nonvolatile semiconductor device, the time required for charge storage can be reduced to 10 ms or less, which is about 1/10 of the conventional case, and charge storage can be realized at a low voltage. On the other hand, the determination (reading) of the conduction state is performed, for example, by setting 5V to the control gate 16a, and to 2 .V.
5 V is applied, and the source region 15a is grounded. The source / drain region 15 of the MIS transistor in this state
This is realized by detecting the current between a and 15b.
According to the above-described operation, the accumulation of electric charge is unlikely to occur due to the repetition of the operation of determining the conduction state, and the difference between the determination currents can be set large.

【0032】実施例2 この不揮発性半導体装置は、図4の平面図及び図5の断
面図に示したように、素子分離絶縁膜12を有するシリ
コン基板11のP型領域18中に形成されたN型不純物
拡散層であるコントロールゲート16aと、このコント
ロールゲート16aと素子分離領域12によって分離さ
れたN型不純物拡散層であるソース/ドレイン領域15
a及び15bと、ソース領域15aと共有するN型不純
物拡散層16b及びこのソース領域15aの一部と重複
するP型不純物拡散層17からなる電荷注入層と、シリ
コン基板1上に薄膜絶縁膜13を介してN型不純物を含
有する多結晶ポリシリコンより形成されたフローティン
グゲート14とから構成されている。フローティングゲ
ート14は、電荷注入層を構成するN型不純物拡散層1
6b及びP型不純物拡散層17上から素子分離領域12
上、コントロールゲート16a上にかけて配置してお
り、ソース/ドレイン領域15a、15bとともにMI
SトランジスタTを構成している。
Example 2 This nonvolatile semiconductor device was formed in a P-type region 18 of a silicon substrate 11 having an element isolation insulating film 12, as shown in the plan view of FIG. A control gate 16a which is an N-type impurity diffusion layer, and a source / drain region 15 which is an N-type impurity diffusion layer separated by the control gate 16a and the element isolation region 12.
a and 15b, a charge injection layer comprising an N-type impurity diffusion layer 16b shared with the source region 15a and a P-type impurity diffusion layer 17 overlapping a part of the source region 15a, and a thin film insulating film 13 on the silicon substrate 1. And a floating gate 14 formed of polycrystalline polysilicon containing an N-type impurity. The floating gate 14 is an N-type impurity diffusion layer 1 forming a charge injection layer.
6b and the element isolation region 12 from above the P-type impurity diffusion layer 17.
And the control gate 16a and the source / drain regions 15a and 15b.
An S transistor T is configured.

【0033】この不揮発性半導体装置は、実施例1と同
様の方法により製造することができ、また、実施例1と
同様に動作させることができる。
This nonvolatile semiconductor device can be manufactured by the same method as in the first embodiment, and can be operated in the same manner as in the first embodiment.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明によれば、MISトランジスタの
構造としてホットエレクトロンを発生しにくいLDD構
造等を選択することが可能となり、導通状態の判別動作
の繰り返しにより電荷の蓄積を生じにくく、かつ、判別
電流の差を大きく設定でき、さらに、電荷の蓄積は低電
圧、かつ、短時間で効率よく行うことができる。
According to the present invention, it is possible to select an LDD structure or the like which does not easily generate hot electrons as the structure of the MIS transistor. The difference between the discrimination currents can be set large, and the charge can be efficiently stored at a low voltage in a short time.

【0035】つまり、本発明によれば、導通状態の判別
時にホットエレクトロン発生を防止するためにすくなく
ともドレイン領域をLDD構造とした場合に問題となる
蓄積動作の高電圧化とホットエレクトロン注入の長時間
化を回避することができるとともに、導通状態の判別時
にホットエレクトロン発生を防止するための印加電圧の
抑制に起因する判別電流差の低減あるいは判別回路の複
雑化を回避することができ、信頼性の高い1層導電体ゲ
ート型不揮発性半導体記憶装置を実現することが可能と
なる。
That is, according to the present invention, in order to prevent generation of hot electrons at the time of judging the conduction state, at least a high voltage of the storage operation and a long time of hot electron injection, which are problems when the drain region has the LDD structure at least. Can be avoided, and the difference in the determination current or the complexity of the determination circuit due to the suppression of the applied voltage for preventing the generation of hot electrons at the time of the determination of the conduction state can be avoided. It is possible to realize a high single-layer conductor gate type nonvolatile semiconductor memory device.

【0036】また、本発明の製造方法によれば、製造工
程を減少させることができ、製造コストの低減を図るこ
とができる。
According to the manufacturing method of the present invention, the number of manufacturing steps can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】本発明の不揮発性半導体記憶装置を示す概略平
面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図2】図1のA−A′線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG.

【図3】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造工程を
示す要部の概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part showing a manufacturing step of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図4】本発明の別の不揮発性半導体記憶装置を示す概
略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing another nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図5】図4のB−B′線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line BB ′ of FIG. 4;

【図6】本発明の不揮発性半導体記憶装置の電荷注入層
における逆耐圧特性を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a reverse breakdown voltage characteristic in a charge injection layer of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図7】本発明のさらに別の不揮発性半導体記憶装置を
示す概略平面図である。
FIG. 7 is a schematic plan view showing still another nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図8】従来の不揮発性半導体記憶装置を示す概略平面
図である。
FIG. 8 is a schematic plan view showing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図9】図8のC−C′線断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line CC ′ of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 シリコン基板(半導体基板) 12 素子分離絶縁膜 13 薄膜絶縁膜 14 フローティングゲート 15 チャネル領域 15a ソース領域 15b ドレイン領域 16a コントロールゲート 16b 第2不純物拡散層 17 第1不純物拡散層 18 P型領域 19 ゲート電極 20 マスクROMのビット線 21 N-領域 22、23、25、26 フォトレジスト 24 周辺回路部のソース/ドレイン領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Silicon substrate (semiconductor substrate) 12 Element isolation insulating film 13 Thin film insulating film 14 Floating gate 15 Channel region 15a Source region 15b Drain region 16a Control gate 16b Second impurity diffusion layer 17 First impurity diffusion layer 18 P-type region 19 Gate electrode Reference Signs List 20 Bit line of mask ROM 21 N - region 22, 23, 25, 26 Photoresist 24 Source / drain region of peripheral circuit section

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/8247 29/788 29/792 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/8247 29/788 29/792

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板中に形成される第
2導電型拡散層からなるコントロールゲートと、 該コントロールゲートと分離して形成される第2導電型
拡散層よりなるソース/ドレイン領域と、 前記コントールゲートと分離して形成される第2導電型
拡散層及び該第2導電型拡散層に隣接して形成される第
1導電型拡散層からなる電荷注入層と、 前記半導体基板上であって、かつ少なくとも前記コント
ロールゲートと電荷注入層との上方に薄膜絶縁膜を介し
て形成され、かつ前記ソース/ドレイン領域とともにM
ISトランジスタを構成するフローティングゲートとを
有してなることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A control gate comprising a second conductivity type diffusion layer formed in a first conductivity type semiconductor substrate, and a source / drain region comprising a second conductivity type diffusion layer formed separately from the control gate. A charge injection layer including a second conductivity type diffusion layer formed separately from the control gate and a first conductivity type diffusion layer formed adjacent to the second conductivity type diffusion layer; And formed at least above the control gate and the charge injection layer with a thin film insulating film interposed therebetween and together with the source / drain regions.
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a floating gate forming an IS transistor.
【請求項2】 ソース領域の一部が、薄膜絶縁膜を介し
てフローティングゲート下に形成され、かつ電荷注入層
がソース領域と共有される請求項1記載の不揮発性半導
体記憶装置。
2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a part of the source region is formed below the floating gate via the thin-film insulating film, and the charge injection layer is shared with the source region.
【請求項3】 電荷注入層を構成する第2導電型拡散層
と半導体基板との接続耐圧が、ドレイン領域又はコント
ロールゲートと半導体基板との接合耐圧より低い請求項
1又は2のいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a withstand voltage between the second conductivity type diffusion layer forming the charge injection layer and the semiconductor substrate is lower than a junction withstand voltage between the drain region or the control gate and the semiconductor substrate. Nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項4】 同一基板上にマスクROMを具備する請
求項1の不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、 前記不揮発性半導体記憶装置のコントロールゲートを、
マスクROMのビット線の形成と同一工程によって形成
することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方
法。
4. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a mask ROM is provided on the same substrate.
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the method is performed by the same process as that for forming a bit line of a mask ROM.
【請求項5】 同一基板上にマスクROMを具備する請
求項2の不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、 前記不揮発性半導体記憶装置のコントロールゲート及び
ソース領域と共有される電荷注入層を、マスクROMの
ビット線の形成と同一工程によって形成することを特徴
とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, further comprising a mask ROM on the same substrate, wherein the charge injection layer shared with a control gate and a source region of the nonvolatile semiconductor memory device is masked. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the method is formed by the same process as that for forming a bit line of a ROM.
【請求項6】 同一基板上にマスクROMを具備する請
求項3の不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、 前記不揮発性半導体装置の電荷注入層を構成する第1導
電型拡散層を、マスクロムのプログラム書き込みと同一
工程によって形成することを特徴とする不揮発性半導体
記憶装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein a mask ROM is provided on the same substrate, wherein the first conductivity type diffusion layer constituting a charge injection layer of the nonvolatile semiconductor device is formed of A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the method is formed by the same step as program writing.
【請求項7】 請求項1又は2のいずれかの半導体記憶
装置における電荷注入層の第2導電型拡散層に、電荷注
入層と半導体基板との接続耐圧より絶対値の高い電圧を
印加し、かつコントロールゲートに該電圧よりもさらに
絶対値の高い電圧を印加することにより、フローティン
グゲートに電荷の蓄積を行う方法。
7. A voltage having an absolute value higher than a connection withstand voltage between the charge injection layer and the semiconductor substrate is applied to the second conductivity type diffusion layer of the charge injection layer in the semiconductor memory device according to claim 1 or 2; And a method of accumulating charges in the floating gate by applying a voltage having an absolute value higher than the voltage to the control gate.
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