JPS6325980A - 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法

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JPS6325980A
JPS6325980A JP16911686A JP16911686A JPS6325980A JP S6325980 A JPS6325980 A JP S6325980A JP 16911686 A JP16911686 A JP 16911686A JP 16911686 A JP16911686 A JP 16911686A JP S6325980 A JPS6325980 A JP S6325980A
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JP
Japan
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region
insulating film
impurity region
gate
drain
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JP16911686A
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English (en)
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Susumu Hasunuma
蓮沼 晋
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法に関
し、特に浮遊ゲート型不揮発性メモリ素子を含む不揮発
性半導体記憶装置およびその製造方法に関する。
〔従来の技術〕
書換え可能な不揮発性半導体記憶装置としては、最近、
各種のものが開発されている。
第4図(a)及び(b)はそれぞれ従来の不揮発性半導
体記憶装置の一例の平面図及びB−B線断面図である。
この例は、P型の半導体基板1の表面にドレインのn+
型の不純物領域9a″及び9b″とソースのn+型の不
純物領域9c″とを設け、不純物領域9a″及び9b″
の間の半導体基板1上にゲートの絶縁膜3a″及び7a
″を介して選択ゲート6a″及び8a″を積層して設け
、不純物領域9b″上の所定の位置に一部分が薄いトン
ネル絶縁膜5″になっているゲートの絶縁膜3b″と他
のゲートの絶縁膜7b″とを介して浮遊ゲー) 6 b
 ”と制御ゲート8b″とを積層して設け、更に、不純
物領域9b″及び90″の間の半導体基板1上にゲート
の絶縁膜30″及び7C″を介して浮遊ゲート60″及
び制御ゲート80″を積層して設けた構造をしている(
特開昭58−115865)。
第5図(a)〜(d)は従来の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法の一例を説明するための工程順に示した半導
体チップの断面図である。
これは、先ず、第5図(a)に示すように、p型の半導
体基板1表面にイオン注入等によりn+の不純物領域9
b″のドレインを形成した後、半導体基板1表面に絶縁
膜3″を形成する。
次に、第5図(b)に示すように、不純物領域9b″上
の絶縁膜3″を開孔して電荷注入領域の窓を形成する。
次に、第5図(c)に示すように、電荷注入領域の窓に
トンネル絶縁膜5″を形成し、更に、導体層6″として
多結晶シリコン層、絶縁膜7″及び導体層8″として多
結晶シリコン層を順次積層する。
次に、第5図(d)に示すように、導体層8″、絶縁膜
7″、導体層6″及び絶縁膜3″を所定のパターンで順
次エツチングして、選択ゲー)−6a″及び8a″、浮
遊ゲート6b″及び6c ”並びに制御ゲート8b“及
び80″を形成する。
最後に、遷択ゲー)8a″及び6a″、制御ゲート8b
″、8c″及び浮遊ゲート6b″、6c ”をマスクに
して砒素等をイオン注入して半導体基板1表面にドレイ
ンのn+型の不純物領域9a″及び9b″並びにソース
のn+型の不純物領域90″を形成すると、第4図に示
すような不揮発性半導体記憶装置ができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の不揮発性半導体記憶装置及びその製造方
法によると、浮遊ゲートの下の半導体基板表面全体がド
レインの不純物領域になっているので、トレインと浮遊
ゲート間の容量が、電荷注入領域であるトンネル絶縁膜
部分の容量とそれ以外の部分の容量とを加えたものにな
り、非常に大きくなるので書込み速度を遅くするという
欠点がある。
又、従来の不揮発性半導体記憶装置は、選択ゲートを有
する選択用トランジスタ、トンネル絶縁膜を有する書込
み部及びトンネル絶縁膜のない浮遊ゲートを有する読出
し部の3つの素子が独立に構成されており、パターニン
グの位置合せ精度や不純物領域の熱処理による横方向へ
の広がり等によって素子の縮小化には限界があり、高密
度・大容量の不揮発性半導体記憶装置が実現しにくいと
いう欠点もある。
本発明の目的は、ドレインと浮遊ゲート間の容量が小さ
く高速の書込み動作が可能で、しかも書込み部と読出し
部とを一体化したメモリトランジスタを実現することに
よって、高密度・大容量の不揮発性半導体記憶装置及び
その製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の不揮発性半導体装置は、第1導電型の半導体基
板の一主面に設けられたドレイン(又はソース)と接続
した第2導電型の不純物領域と前記不純物領域上に電荷
注入領域を備えたゲート絶縁膜を介して設けられた浮遊
ゲートとを有する電気的に情報の書換え可能な不揮発性
半導体記憶装置において、前記不純物領域が前記電荷注
入領域と自己整合的に配置されて成る。
本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、第1導
電型の半導体基板の一主面に設けられたドレイン(又は
ソース)と接続した第2導電型の不純物領域と前記不純
物領域上に電荷注入領域を備えたゲート絶縁膜を介して
設けられた浮遊ゲートを有する電気的に情報の書換え可
能な不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、第2
導電型の不純物を前記電荷注入領域と自己整合的に導入
して前記不純物領域を形成する工程とを含んで成る。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説する。
第1図(a>及び(b)はそれぞれ本発明の不揮発性半
導体記憶装置の第1の実施例の平面図及びA−A線断面
図である。
この実施例は、p型の半導体基板1表面にドレインのn
+型の不純物領域9a及び9b、不純物領域9bとn型
の不純物領域2を通じて接続した電荷注入用のn+型の
不純物領域4並びにソースのn+型の不純物領域9Cを
設け、不純物領域9a及び9bの間の半導体基板1上に
ゲートの絶縁膜3a及び7aを介して積層した選択ゲー
ト6a及び8aを設け、不純物領域4上が薄いトンネル
絶縁膜5になっているゲートの絶縁膜3bと他のゲート
の絶縁膜7bとを介して浮遊ゲートと制御ゲートとを積
層して設けた構造をしている。ここで、不純物領域4は
、電荷注入領域であるトンネル絶縁膜5の部分に自己整
合的に形成されている。
第2図は本発明の不揮発性半導体記憶装置の第2の実施
例の断面図である。この第2の実施例は、p型の半導体
基板1表面にドレインのn+型の不純物領域9a及び9
b’並びにソースのn+型の不純物領域9Cを設け、不
純物領域9a及び9b′の間の半導体基板1上にゲート
の絶縁膜3a及び7aを介して選択ゲート6a及び8a
を積層して設け、薄いトンネル絶縁膜5′の部分が不純
物領域9b’と重なるようにして配置したゲートの絶縁
M3b’と他の絶縁膜7b′とを介して浮遊ゲート6b
’と制御ゲート8b’とを積層して設けている。これに
は、第1の実施例の不純物領域2が不要である。
第3図(a)〜(c)は本発明の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法の一実施例を説明するための工程順に示し
た半導体チップの断面図である。
この実施例は、先ず、第3図(a>に示すように、p型
の半導体基板1上に絶縁膜3を形成した後、ホトレジス
ト等をマスクとしてイオン注入によってn型の不純物領
域2を半導体基板1表面に形成する。
次に、第3図(b)に示すように、ホトレジスト10を
マスクとして絶縁膜3を開孔し電荷注入領域の窓を形成
すると供にイオン注入によってその窓の半導体基板1表
面に不純物領域2と接続したn+型の不純物領域4を形
成する。
次に、第3図(c)に示すように、電荷注入領域の窓の
半導体基板1表面に薄いトンネル絶縁膜5を形成した後
、多結晶シリコン層の導体層6、絶縁膜7及び多結晶シ
リコン層の導体層8を順次積層する。
最後に、導体層8.絶縁膜7.導体層6及び絶縁膜3を
順次エツチングして選択ゲート8a、6a及びゲートの
絶縁膜7a、3a並びに制御ゲート8b、ゲートの絶縁
膜7b、3b及び浮遊ゲー)6bを形成した後イオン注
入等によってドレインのn+型の不純物領域9a及び9
b並びにソースのn+型の不純物領域9Cを形成すれば
、第1図(b)に示すような、本発明の第1の実施例が
できる。
ここで、不純物領域4の形成にイオン注入を用いている
が、イオン注入をせずに、第3図(b)に示すホトレジ
スト10を先に除去して、その後に砒素珪酸ガラス膜等
を気相成長法等により堆積し熱処理によって半導体基板
1表面に不純物を拡散してn+型の不純物領域4を形成
した後、絶縁膜3と砒素珪酸ガラス膜とのエツチング速
度の違いを利用して希釈フッ酸液等により砒素珪酸ガラ
スを除去する等といった方法でも良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、電荷注入領域の窓に自己
整合的に半導体基板表面の電荷注入用の不純物領域を形
成ししかも書込み部と読出し部を一体にしたメモリトラ
ンジスタを構成することによって、高速の書込み動作が
可能になると共に位置合せの精度や熱拡散による不純物
領域の横方向への広がり等の問題が解消して高密度・大
容量の不揮発性半導体記憶装置が実現できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の不揮発性半
導体記憶装置の第1の実施例の平面図及びA−A線断面
図、第2図は本発明の不揮発性半導体記憶装置の第2の
実施例の断面図、第3図(a)〜(C)は本発明の不揮
発性半導体記憶装置の製造方法の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第4図(a
)及び(b)はそれぞれ従来の不揮発性半導体記憶装置
の一例の平面図及びB−B線断面図、第5図(a)〜(
d)は従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の一例
を説明するための工程順に示した半導体チップの断面図
である。 1・・・半導体基板、2・・・不純物領域、3.3”。 3a、3a″、3b、3b’ 、3b” 、3c” ・
−・絶縁膜、4・・・不純物領域、5.5’ 、5”・
・・トンネル絶縁膜、6.6″・・・導体層、6a、6
a”・・・選択ゲート、6b、6b’ 、6b” 、6
c″・・・浮遊ゲーl〜、7.7” 、7a、7a″、
7b、7b′、7b” 、7c”・・・絶縁膜、8.8
”・・・導体層、8 a、 8 a″−選択ゲート、8
b、8b′。 8 b” 、 8 c”−−−制御ゲート、9a、9a
″、9b、9b’ 、9b” 、9c、9c” −−−
不純物領域、10・・・ホトレジスト。 てI輻 第 1 医 矛 2 面 $3 閏 (cl) 茅4 図 一手 srs

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電型の半導体基板の一主面に設けられたド
    レイン(又はソース)と接続した第2導電型の不純物領
    域と該不純物領域上に電荷注入領域を備えたゲート絶縁
    膜を介して設けられた浮遊ゲートとを有する電気的に情
    報の書換え可能な不揮発性半導体記憶装置において、前
    記不純物領域が前記電荷注入領域と自己整合的に配置さ
    れていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
  2. (2)第1導電型の半導体基板の一主面に設けられたド
    レイン(又はソース)と接続した第2導電型の不純物領
    域と該不純物領域上に電荷注入領域を備えたゲート絶縁
    膜を介して設けられた浮遊ゲートを有する電気的に情報
    の書換え可能な不揮発性半導体記憶装置の製造方法にお
    いて、第2導電型の不純物を前記電荷注入領域と自己整
    合的に導入して前記不純物領域を形成する工程を含むこ
    とを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
JP16911686A 1986-07-17 1986-07-17 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法 Pending JPS6325980A (ja)

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