JPS58222561A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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Publication number
JPS58222561A
JPS58222561A JP57105111A JP10511182A JPS58222561A JP S58222561 A JPS58222561 A JP S58222561A JP 57105111 A JP57105111 A JP 57105111A JP 10511182 A JP10511182 A JP 10511182A JP S58222561 A JPS58222561 A JP S58222561A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
insulating film
erasing
memory device
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP57105111A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Harada
博 原田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57105111A priority Critical patent/JPS58222561A/ja
Publication of JPS58222561A publication Critical patent/JPS58222561A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • H01L29/7881Programmable transistors with only two possible levels of programmation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体記憶装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、EP −ROM (Erasable Prog
ramable −ROM)は、製造後にデータの書き
込み或は消去が可能であることから、マイクロコンピュ
ータの普及に伴ってソフト開発の手段として広く使用さ
れている。
EP −ROMは、データの消去方法の違いにょシ、紫
外線消去型のものと電気的消去1・型のもの圧大別され
る。電気的消却型のものは、特にE2P −ROM(E
lectrically EP −ROM)と称せられ
、簡単な操作でかつ短時間にデータを消去できる利点を
有している。また、紫外線消去型のものの場合には、紫
外線を通す特殊なパッケージを必要とし、製造コストが
高いが、E2P −ROMは、その必要がなく安価に製
造することができる。このような理由から近年では、電
気的消却型のものが多種類に亘って実用化されている。
第1図1(A)は、このような従来のE2P −ROM
のメモリーセル構成を示す説明図、同図(B)は、同図
(A)のB−B線に沿う断面図、同図(C)は、同図(
A)のC−C線に沿う断面図である。図中1は、所定導
電型の半導体基板2上に絶縁膜3を介して形成された浮
遊ケ゛−トである。浮遊ゲート1上には、絶縁膜3を介
して制御ゲート4が設けられている。絶縁膜3は、浮遊
ダート1及び制御ダート4tl−被包しておシ、絶縁膜
30表面上には、多結晶シリコン等からなる消去ダート
5が、その一部を浮遊ゲート1及び制御ゲート4の上方
に位置するようにして形成されている。なお、絶縁膜3
は、その厚さが約850Xに均一にして形成されている
。第1図(C)中6はソース、7はドレインである。
而して、このように構成された半導体記憶装置(E2P
−ROM) 10は、データを書き込む場合には制御ゲ
ート4とドレイン7に高電圧を印加することによシ、ソ
ース6からドレイン7に向けて熱電子を供給せしめ、こ
の熱電子を浮遊ゲート1に注入させることによシ行って
いる。また、誉き込まれたデータを消却する場合には、
ソース6と制御f−)4’に共に接地電位に設定し、消
去ゲート5に高電圧を印加することによって浮遊ゲート
1に蓄積されている電子を外部に放出させることによシ
行っている。つまシ、このような半導体記憶装置10は
、データ消却時に浮遊ゲート1から速やかに電子を電界
よシ放出(を界放出)させるために、絶縁膜3の膜厚を
850Xと比較的薄い値に設定している。その結果、次
のような欠点を有している。
■ データの書き込みの際に、制御ダート4に高電圧が
印加されるため、絶縁膜3の電界が極めて太きくなシ絶
縁破壊が起き易い。
■ 制御ダート4と消去ゲート5との間の容量が太きく
なるため、メモリーセルを例えばマトリックス状に配置
すると、各制御ゲート4を接続するビット線の浮遊容量
が太きくなυ、アクセス時間が遅くなる。
■ 消去ゲート5と浮遊ケ°−ト1との対向面積が小さ
く、消却効率が小さい。
〔発明の目的」 本発明は、高電圧印加時における絶縁破壊を防止するこ
とができ、しかもアクセス時間を十分に速くできると共
に、消去効率の向上を図った半導体記憶装置を提供する
ことをその目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、浮遊ダートと制御ダート間に消去ダートを設
けることによシ、高電圧印加時における絶縁破壊を防止
し、しかも、アクセス時間を早くできると共に高消去効
率を得るようにした半導体記憶装置である。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例について第2図(A)乃至同図(C)
を1照して説明する。この実施例の半導体記憶装置の構
成をその製造工程順次従って説明する。先ず、P型シリ
コンからなる半導体基板210表面に絶縁膜を厚さ約1
μm成長させて光蝕刻法によシフイールド絶縁膜22を
選択的に形成する。次いで、このフィールド絶縁膜22
の形成領域以外の半導体基板21の表面領域を露出させ
、後述する消去ダート27の下方に対応する領域に1 
リンまたはヒ素を拡散して後の配線を形成するために、
N型不純物領域23を形成しておく。次いで、熱酸化法
によって露出された領域に800〜100OXの厚さの
第1ケ゛−ト絶縁膜24を形成する。次いで、半導体基
板21の表面全面に厚さ5000Xの多結晶シリ−コン
膜をC,V、D、 (Chemical Vapor 
Deposition)法によシ成長させ、これにリン
或はヒ素を拡散した彼、光蝕刻法により第一層目の導電
体層である浮遊ゲート25’c得る。次に、熱酸化法に
よシ消去ケ°−ト27の直下に位置することKなる絶縁
膜26を500〜800X形成した後、この上に500
0Xの多結晶シリコン膜を形成し、これにリン或はヒ素
を拡散し、光蝕刻法によシ第二層目の導電体層である消
去ゲート27を得る。この後、消去ゲート27上に熱酸
化法によシ第2ダート絶縁膜28を1300〜1500
大の厚さで形成し、更にその上に厚さ5000Xの多結
晶シリコン膜をC,V、 D、法によシ成長させ、これ
にリン或はヒ素を拡散させ、光蝕刻処理を施して第三層
目の導電体層である制御ゲート29を得る。次いで、半
導体基板21の所定領域にリン或はヒ素の選択拡散を施
して、ソース30及びドレイン31を形成する。次に、
C,V、D。
法によシ制御r″−ト29を設けた半導体基板220表
面を覆う絶縁膜32を形成した後、この絶縁膜32上に
所定パターン配線33を形成すると共に、コンタクトホ
ール34を介してこれをドレイン31に接続することに
より半導体記憶装置Qを得る。
このように構成された半導体記憶装置Qによれば、情報
の書き込みは、ドレイン31に一接続された配線33と
制御ダート29間に高電圧を印加して浮遊ゲート25に
電荷を注入することによシ行う。この浮遊ダート25は
、絶縁膜22.24,26.28に囲まれているので、
通常の使用状態では注入電子が外部に逃げることができ
ず、データネ揮発性の記憶装置として使用することがで
きる。
また、書き込まれた情報を消去する場合は、ドレイン3
1に接続された配線33と制御ゲート29に高電圧を印
加することによシ、浮遊ケ9−ト26と消去ゲート27
との間に電界放電を起こさせ、浮遊f−ト26に蓄積さ
れていた電子を外部に放出させることによシ行う。
而して、この半導体記憶装置L!は、浮遊ゲート25と
消去ダート27間の絶縁膜26の厚さは50(1〜80
0X、!:薄く、しかも他の絶縁膜22: 24.28
の厚さとは別に独立して厚さの制御をすることができ、
消去ケ゛−ト27と浮遊ケ゛−ト250対向面積が大き
いので、情報の消去が省き込みと同程度の印加電圧で行
うことができ、かつ短時間で消去を行うことができる。
また、消去ゲート27と制御ダート29間の第2t″′
−ト絶縁膜28の厚さが1300〜1500Xと大きい
ため、制御ゲート29と消去ダート27間の容量は小さ
くなり、メモリーセルのアクセス時間は早くなる。
筐だ、第2r−ト絶縁膜28の膜厚が従来の装置の場合
に比べて大きいので、絶縁耐圧を向上させることができ
、高電圧印加時における破壊を阻止することができる〇 〔発明の効果〕 本発明に一係る半導体記憶装置によれば、高電圧印加時
におりる絶縁破壊を防止することができ、しかもアクセ
ス時間を十分に速くできると共に、消去効率を向上させ
ることができる等顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(〜は、従来の半導体記憶装置の要部の平面図、
同図(B)は、同図(A)のB−B線に沿う断面図、同
図(C)は、同図(A)のC−C線に沿う断面図、第2
図(A)は、本発明の一実施例の平面図、同図(B)は
・同図体)のB−B線に沿う断面図、同図(C)は、同
図(〜のC−C線に沿う断面図である。 21・・・半導体基板、22・・・フィールド絶縁膜、
23・・・不純物領域、24・・・第1ダート絶縁膜、
25・・・浮遊ダート、26・・・絶縁膜、27・・・
消去ゲート、28・・・第2ダート絶縁膜、29・・・
制御p−ト、3o・・・ソース、3)・・・ドレイン、
32・・・絶縁膜、33・・・配線、4o・・・半導体
記憶装置。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 (A) 0 (B) 第2図 (B)      岨 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型の半導体基板と、該半導体基板上に絶縁膜を介
    して設けられた浮遊ダートと、該浮遊ダート上に絶縁膜
    を介して設けられた制御ダートとを具備する半導体記憶
    装置において、浮遊ダートと制御ダート間の絶縁膜中に
    、少なくとも一部分が該浮遊ダートに対向するようにし
    て消去ダートを設けたことを特徴とする半導体記憶装置
JP57105111A 1982-06-18 1982-06-18 半導体記憶装置 Pending JPS58222561A (ja)

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JP57105111A JPS58222561A (ja) 1982-06-18 1982-06-18 半導体記憶装置

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