JPS62115778A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
Semiconductor integrated circuit deviceInfo
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Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は不揮発性メモリを含む回路とマイクロコンピュ
ータを構成する回路とを同一基板上に設けた半導体集積
回路装置等に関し、不揮発性メモリ部分とその他回路素
子部分とをそれぞれ最適化することにより、全体として
、より最適となった半導体集積回路装置を提供するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, etc. in which a circuit including a non-volatile memory and a circuit constituting a microcomputer are provided on the same substrate. Through optimization, a semiconductor integrated circuit device that is more optimal as a whole is provided.
現在書替え可能な不揮発性メモリとしては、MN OS
(Me t a l −Ni t r i de −
Ox ide−8部mi conductor)型のも
のが用いられている。このメモリは、ゲート電極に十及
び−の高電圧を印加することにより、薄い酸化膜を通し
てナイトライド膜と酸化膜の境界に電荷を蓄積させたり
、放出させたりすることKより記憶情報を蓄積するもの
である。このメモリを構成する主なるMIS素子は通常
ターtit極として、AAを用い、ゲート絶縁膜として
のナイトライド膜はほぼ500A、薄い酸化膜はほぼ2
0A程度を用いるものであり、プロセスは通常のMゲー
ト型MOSプロセスと類似のものである。Currently, MN OS is a rewritable non-volatile memory.
(Met a l -Nit r i de -
Ox ide-8 conductor) type is used. This memory stores information by applying high voltages of 10 and - to the gate electrode to accumulate and release charges at the boundary between the nitride film and the oxide film through the thin oxide film. It is something. The main MIS elements constituting this memory usually use AA as the tartite electrode, the nitride film as the gate insulating film has a current of about 500A, and the thin oxide film has a current of about 200A.
Approximately 0 A is used, and the process is similar to a normal M-gate type MOS process.
一方、制御用半導体装置の発達はめざましく現在、マイ
クロコンピュータとして1チツプないし数チップのLS
Iが製造されている。これらのLSIはきわめて高集積
度となり、高性能化している。このため、製造プロセス
としては、通常Siゲートプロセスが使用されている。On the other hand, the development of control semiconductor devices has been remarkable, and microcomputers are currently using one or several chips of LS.
I is being manufactured. These LSIs have become extremely highly integrated and have improved performance. For this reason, a Si gate process is usually used as a manufacturing process.
又、今後の高性能化を考えることより高性能なSiゲー
トプロセスになると考えられる。Furthermore, considering future performance improvements, it is thought that a high-performance Si gate process will be adopted.
他方、マイクロコンビネータの応用面を考えると1周辺
のICとして不揮発性メモリが必要となってきている。On the other hand, when considering the application of microcombinators, nonvolatile memory is becoming necessary as one peripheral IC.
現在はマイクロ舎コンピュータと不揮発生メモリとは別
々のLS1.ICとして製造し、組み合わせて使用して
いるが、今後の高性能化を考えると、同一チップ上に形
成されることが、集積度、コスト、性能等々から考えて
、望ましい。しかしながら、上記に述べたととくそれぞ
れのプロセスがまったく異なっており現在のところ実現
していない。Currently, the microcomputer and non-volatile memory are separate LS1. Although they are manufactured as ICs and used in combination, in consideration of future performance improvements, it is desirable to form them on the same chip in terms of degree of integration, cost, performance, etc. However, as mentioned above, each process is completely different and has not been realized at present.
これを実現する方法として、MNO8素子を作るのと同
様なA!ゲタープロセスを用いれば比較的容易に回路素
子と、不揮発性メモリ素子とを同一チップ上に形成する
ことができることが考えられる。しかしながら、この方
法では、回路素子がAAゲター構造で形成されるため、
現在のマイクロ・コンピュータに使用されているSiゲ
ートプロセスによるものに比べ、集積度及び速度の点で
悪くなり、現在のマイクロ・コンピュータと競うことは
できなくなる。As a method to realize this, A! It is conceivable that a circuit element and a nonvolatile memory element can be relatively easily formed on the same chip by using the getter process. However, in this method, since the circuit element is formed with an AA getter structure,
Compared to the Si gate process used in current microcomputers, it will be inferior in terms of integration and speed, and will not be able to compete with current microcomputers.
一方、マイクロ・コンピュータを作っているSiゲート
プロセスで、不揮発性メモリMNO8累子を同時に作る
ことを考えると、Siゲートプロセスの熱処理により、
不揮発性メモリ素子の保持特性が劣化するとか、プロセ
スがきわめて複雑になる等の欠点を有し、まだ実現して
いない。On the other hand, considering that non-volatile memories MNO8 are simultaneously manufactured using the Si gate process used to manufacture microcomputers, the heat treatment of the Si gate process
This method has disadvantages such as deterioration of the retention characteristics of nonvolatile memory elements and extremely complicated processes, so it has not yet been realized.
以上のような理由から、現在、不揮発性メモリドマイク
ロ・コンピュータは別々に製造されている。For the reasons mentioned above, non-volatile memory microcomputers are currently manufactured separately.
本発明は、これを容易に同一チップ上に形成することが
でき、かつ両者の欠点をそこなうことなく実現できる半
導体集積回路装置を提供することKある。An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that can be easily formed on the same chip and can be realized without sacrificing the drawbacks of both.
以下、添付図面に示す実施例にそって本発明を説明する
。The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings.
以下、 C−MOS S iゲートプロセスにN−チャ
ネルのMNOSを形成する例で示すが、C−MOSであ
る必要はなくN−チャネルでもP−チャネルでもよい。An example in which an N-channel MNOS is formed in a C-MOS Si gate process will be described below, but it does not need to be a C-MOS, and may be an N-channel or a P-channel.
又、今後の高性能化として、Siゲートでなく、M0ゲ
ート又はWゲートでも同じである。又、MNOSとして
は、P−チャネルでももちろん同じである。Further, in order to improve performance in the future, the same applies to M0 gates or W gates instead of Si gates. Also, as for MNOS, the same is of course true for P-channel.
第1図は、C−MOSSiゲートにAkゲターのMNO
Sが同一基板上に形成されている例を示す。Siゲート
プロセスによりN−チャネル、 P−チャネルの素子が
形成される。これは通常のSiゲートとまったく同じで
ある。一方、不揮発性メモ!JMNO8はSiゲート構
造におけるAp配線をゲートを極として利用している。Figure 1 shows an MNO with an Ak getter on a C-MOSSi gate.
An example is shown in which S is formed on the same substrate. N-channel and P-channel devices are formed by the Si gate process. This is exactly the same as a normal Si gate. On the other hand, non-volatile notes! JMNO8 uses the Ap wiring in the Si gate structure with the gate as a pole.
このためMNO8構造を形成するための余分なゲート電
極層は不必要となっている。さらにMNO8構造で使用
されるナイトライド膜は、他のSiゲート構造により形
成された回路素子上の層間CVD膜の上部まで延在する
ことか可能であり、これKより、パッシベーション特性
を良くすることが同時に実現される。Therefore, an extra gate electrode layer for forming the MNO8 structure is unnecessary. Furthermore, the nitride film used in the MNO8 structure can extend to the top of the interlayer CVD film on circuit elements formed with other Si gate structures, which improves the passivation properties. are realized at the same time.
以上のことから、Siゲート構造による高速。From the above, the high speed achieved by the Si gate structure.
高集積度、高性能な回路素子と、Akゲター構造による
良好な特性をもつMNO8素子と、又、ナイトライド膜
による良好なパッシベーション特性が得られる。A highly integrated, high-performance circuit element, an MNO8 element with good characteristics due to the Ak getter structure, and good passivation characteristics due to the nitride film can be obtained.
次に製造方法の一例を示す。Next, an example of a manufacturing method will be shown.
第2図はSiゲートCMOSプロセスの工程の一部であ
り、選択的にマスク10を用いて拡散又はインプラなど
により不純物のドープがされた状態を示す。ここで選択
的に不純物をドープするマスク10を用いることKより
MNO8素子のソース、ドレインの不純物ドープと、チ
ャネル領域となる領域の分離を行なう。FIG. 2 shows a part of a Si gate CMOS process, and shows a state in which impurities are selectively doped by diffusion or implantation using a mask 10. Here, by using a mask 10 for selectively doping impurities, the source and drain of the MNO8 element are doped with impurities and the region to be the channel region is separated.
次に層間絶縁膜12として、たとえばCVD膜を形成し
、通常のSiゲートプロセスにおけるコンタクトホール
13の穴あけ、をおこなう。この時、同時にMNO8素
子のソース、ドレインへのコンタクト・ホールと、MN
O8素子のゲート領域14となる部分への穴開けをおこ
なう(第3図)。Next, a CVD film, for example, is formed as the interlayer insulating film 12, and contact holes 13 are formed in a normal Si gate process. At this time, contact holes to the source and drain of the MNO8 element and the MN
A hole is made in the portion that will become the gate region 14 of the O8 element (FIG. 3).
次に熱酸化もしくはCVDにより酸化膜15をコンタク
トホール上に形成し、かつ、ホト・エツチングによりM
NO8素子のチャネル領域を含む領域16のみSi基板
を露出させる。この時に形成される酸化膜15をチャネ
ル領域に残しておくと、以下に述べる工程を経ることK
より通常のAAゲタープロセスによりできる素子と同等
の絶絶ゲート型トランジスタを形成できる。又、この素
子はMNO8型不揮発性メモリにおいて必要とされるス
イッチMOSとして、実際には利用される(本例では特
にこの図は示していない)。したがって酸化膜15とし
ては500A程度が適当である(第4図)。Next, an oxide film 15 is formed on the contact hole by thermal oxidation or CVD, and an M
Only the region 16 including the channel region of the NO8 element is exposed on the Si substrate. If the oxide film 15 formed at this time is left in the channel region, the process described below can be performed.
It is possible to form an isolated gate type transistor equivalent to a device made by a more usual AA getter process. Further, this element is actually used as a switch MOS required in the MNO8 type nonvolatile memory (this figure is not particularly shown in this example). Therefore, the appropriate thickness for the oxide film 15 is about 500A (FIG. 4).
次にMNO8素子のゲートとなる領域にきわめて薄い(
20〜100A)酸化膜20を形成し、その上に全面に
ナイトライド膜21を形成する。Next, there is a very thin (
20-100A) An oxide film 20 is formed, and a nitride film 21 is formed on the entire surface thereof.
この時、MNO8素子の特性改善のため、薄い酸化膜と
ナイトライド膜との界面に不純物層を形成する等の工程
が入ってもよい。At this time, in order to improve the characteristics of the MNO8 element, a step such as forming an impurity layer at the interface between the thin oxide film and the nitride film may be included.
さらにコンタクトホール22を形成するため、コンタク
ト部のナイトライド膜と酸化膜とをホト・エツチングに
よりとりのぞく(第5図)。Further, in order to form a contact hole 22, the nitride film and oxide film at the contact portion are removed by photo-etching (FIG. 5).
次にA2を蒸着し、パターンニングをおこtxLば第1
図に示すような構造のものが完成する。Next, A2 is deposited and patterned.
The structure shown in the figure is completed.
以上、製造方法の1例を示したが、これ以外に様々な方
法で実現することができる。たとえば、コンタクト・ホ
ールとMNOSのゲート領域は別々のホト・エソチップ
工程で形成するようにしてもよい。すなわち、最初にゲ
ート領域のホトエツチング、薄い酸化膜の形成、ナイト
ライド膜の形成の後にコンタクト部を形成する方法でも
よい。Although one example of the manufacturing method has been shown above, it can be realized by various other methods. For example, the contact hole and the MNOS gate region may be formed in separate photo-lithography processes. That is, a method may be employed in which the contact portion is formed after first photoetching the gate region, forming a thin oxide film, and forming a nitride film.
又、MNOSのチャネル領域を形成するためK。Also, K to form the channel region of MNOS.
不純物ドープの選択ドープ用マスクを使わずに、直接フ
ィールド部の厚い酸化膜をホト・エッチして形成する方
法でもよい。Alternatively, the thick oxide film in the field portion may be directly photo-etched without using a selective doping mask for impurity doping.
いずれにせよ、上述した実施態様の本発明に係るデバイ
スは、Siゲートプロセスで回路素子のパターンを形成
した後、MNOS部の薄い酸化膜とナイトライド膜の形
成をおこない、配線電極をMNO8素子のゲート電極と
して利用することにある。In any case, in the device according to the embodiment of the present invention described above, after forming a circuit element pattern using a Si gate process, a thin oxide film and a nitride film are formed in the MNOS part, and wiring electrodes are formed in the MNO8 element. The purpose is to use it as a gate electrode.
このような本発明によればSiゲートプロセスにより形
成された高集積度、高速、高性能なチップ上に、容易に
かつ性能を落すことなく不揮発性メモリを形成すること
かでt、その結果、別々のチップでシステムを形成しな
ければならなかった、システムを1チツプで形成するこ
とができる。又、一方、不揮発性メモリをマイクロコン
ピュータにつけることKより、マイクロコンピュータチ
ップのプロセスが複雑になったり1価格が高くなること
はほとんどなくなる。According to the present invention, a nonvolatile memory can be easily formed on a high-integration, high-speed, high-performance chip formed by a Si gate process without degrading performance, and as a result, Instead of having to form the system with separate chips, the system can now be formed on one chip. On the other hand, adding non-volatile memory to a microcomputer hardly makes the process of the microcomputer chip more complicated or increases its price.
第1図ないし第5図は、本発明に係る絶縁ゲート型半導
体装置及びその製法を工程順に示す断面図である。
1・・・酸化膜、2・・・ゲート酸化膜、3・・・ゲー
ト電極用多結晶シリコン膜、4・・・層間絶縁膜、5・
・・ナイトライド膜、6・・・薄い酸化膜、7・・・ア
ルミニウム配線(電極→、10・・・マスク膜、11・
・・N+型層、12・・・PSG膜、21・・・ナイト
ライド膜。
代理人 弁理士 小 川 勝 男。1 to 5 are cross-sectional views showing the insulated gate semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention in the order of steps. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Oxide film, 2... Gate oxide film, 3... Polycrystalline silicon film for gate electrodes, 4... Interlayer insulating film, 5...
... Nitride film, 6... Thin oxide film, 7... Aluminum wiring (electrode →, 10... Mask film, 11...
... N+ type layer, 12... PSG film, 21... Nitride film. Agent: Patent attorney Katsuo Ogawa.
Claims (1)
と前記第1のMIS素子を除く第2のMIS素子から構
成されるC−MOS部とが同一半導体チップ上に形成さ
れてなる半導体集積回路装置。1. A semiconductor integrated circuit in which a non-volatile memory section consisting of a first MIS element and a C-MOS section consisting of a second MIS element excluding the first MIS element are formed on the same semiconductor chip. circuit device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263702A JPS62115778A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263702A JPS62115778A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Semiconductor integrated circuit device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11172178A Division JPS5539609A (en) | 1978-09-13 | 1978-09-13 | Semiconductor integrated circuit device and production of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62115778A true JPS62115778A (en) | 1987-05-27 |
JPH0566028B2 JPH0566028B2 (en) | 1993-09-20 |
Family
ID=17393139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61263702A Granted JPS62115778A (en) | 1986-11-07 | 1986-11-07 | Semiconductor integrated circuit device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62115778A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS502480A (en) * | 1973-05-08 | 1975-01-11 | ||
JPS52142547A (en) * | 1976-05-21 | 1977-11-28 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic digital timepiece |
-
1986
- 1986-11-07 JP JP61263702A patent/JPS62115778A/en active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS502480A (en) * | 1973-05-08 | 1975-01-11 | ||
JPS52142547A (en) * | 1976-05-21 | 1977-11-28 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electronic digital timepiece |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0566028B2 (en) | 1993-09-20 |
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