JPH02117175A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH02117175A
JPH02117175A JP26946188A JP26946188A JPH02117175A JP H02117175 A JPH02117175 A JP H02117175A JP 26946188 A JP26946188 A JP 26946188A JP 26946188 A JP26946188 A JP 26946188A JP H02117175 A JPH02117175 A JP H02117175A
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JP
Japan
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region
silicon oxide
oxide film
film
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP26946188A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuo Sato
和夫 佐藤
Kenji Yokozawa
賢二 横沢
Shinichi Uchida
内田 伸一
Ryoichi Ito
良一 伊藤
Makoto Kojima
誠 小島
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics 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、MIO8(金属−絶縁膜−酸化シリコン膜−
半導体)型の電界効果トランジスタからなる半導体記憶
装置に関し、特に、その信頼性向上を図ることのできる
新規な構造に関するものである。
(従来の技術) MIO8型半導体記憶装置は、ゲート−基板間に20〜
25V程度の高電圧を印加して、酸化シリコン膜と絶縁
膜の界面、又はその近傍の絶縁膜中のトラップ準位に、
半導体側から電荷の注入、容積を行ない、トランジスタ
のしきい値電圧を変化させて情報を記憶させるものであ
る。
従来、MIO8型半導体記憶装置の代表的なものとして
、第3図に示すようなMNOS(金属−窒化シリコン膜
−酸化シリコン膜−半導体)構造の半導体記憶装置がよ
く知られている。1はP型シリコン基板、2及び3はソ
ース、ドレイン領域。
4は薄い酸化シリコン膜、5は窒化シリコン膜。
6はゲート電極である。第3図のような構造のMNO8
型半導体記憶装置では、ソース領域2及びドレイン領域
3の間にはさまれたチャネル領域に接して対向する部分
全体に、薄い酸化シリコン膜4が広がっており、通常そ
の厚さは電荷のトンネル領域を起こしやすくするために
、20人程度と薄くしている。また、薄い酸化シリコン
膜4上の窒化シリコン膜5の膜厚は、20〜25Vの電
圧で書き込み、消去を行なうことができるように300
〜500人程度と、比ヒナ薄くなっている。
(発明が解決しようとする課題) 従って、従来の構成のMNO8型半導体記憶装置におい
て、ゲートをOvとし、ドレインに20〜25Vの高電
圧を印加した際に、ゲート電極−ドレイン間の電界が、
ドレイン基板間の電界に大きく影響を与え、ドレイン領
域近傍のチャネル領域で電界集中が起こり、ドレイン−
基板間にブレークダウンを生じたり、その領域上の薄い
酸化膜部分が破壊しやすいといった問題点を有しており
、回路設計上の一つの障害となっている。
本発明の目的は、こうした問題点に鑑み、MNOS型の
半導体記憶装置の耐圧向上を図ることのできる新規な構
造を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成すべく、本発明は、−導電型半導体基板
中に設けられたソース領域、ドレイン領域にはさまれた
チャネル領域上に、トンネリング媒体となりつる薄い酸
化シリコン膜を備え、前記薄い酸化シリコン膜上に絶縁
膜を備え、前記絶縁膜上にゲート電極を備えたゲート構
造を有する半導体記憶装置において、前記ゲート構造の
側面に絶縁膜よりなる側壁膜を備え、前記ソース領域及
びドレイン領域の少なくとも一方の領域は、前記チャネ
ル領域端部に直接液する第1の領域と、前記チャネル領
域から離れた位置にあって前記第1の領域に接し不純物
濃度が第1の領域よりも高い第2の領域とを有している
ことを特徴とするものである。
(作 用) この構成によれば、トンネル領域である薄い酸化シリコ
ン膜及びトンネルした電荷をトラップする領域である絶
縁膜からなるゲート絶縁膜の端部が側壁の絶縁膜によっ
て覆われているため、ゲート電極とソース及びドレイン
間の電界を緩和することができ、さらにソース及びドレ
イン領域を低濃度と高濃度の2種類の拡散領域で形成し
ているため、拡散耐圧を向上させることが可能となり、
従来構造に比べ、ソース及びドレイン領域近傍のチャネ
ル領域での電界集中を緩和でき、耐圧特性を従来(15
〜20V程度)に比べ10〜15V向上させることがで
きる。
(実施例) 本発明の一実施例の半導体記憶装置を、第1図を参照し
て説明する。
これは、P型シリコン基板1の中にN+拡散領域7,8
.N″′拡散領域9,10が形成され、N−拡散領域9
,10にまたがって薄い酸化シリコン膜4が設けられ、
薄い酸化シリコン膜4の上に窒化シリコン@5、ゲート
電極6が順次積層され、さらにゲート部分の側面に酸化
シリコン膜よりなる側壁膜11が設けられた構造を有す
る。
次に、第1図に示すごとき構造を実現する製造方法の一
実施例を第2図に示す。
まず、第2図(A)に示すように、P型シリコン塙板1
全面に、酸化シリコン膜12を500人の厚さに形成し
、さらに窒化シリコン膜13を1200人程度形成した
後、素子分離のため所定の部分を公知のフォトエツチン
グ技術でエツチングする。
次いで、第2図(B)に示すように、通常の熱酸化法に
よりフィールド酸化膜14をIP程度形成する。
次に、第2図(C)に示すように、窒化シリコン膜13
と、その下の酸化シリコン膜12を順次エツチング除去
した後、800℃、酸素雰囲気中で酸化して20人程度
の薄い酸化シリコン膜4を形成する。
次いで、第2図(D)に示すように、酸化シリコン膜4
上に、シラン(S i H4)とアンモニア(NH,)
の化学反応に基づく気相成長法により窒化シリコン膜5
を形成する。本実施例では、成長温度750℃、ガス流
量比N Hs / S x H4= 100の条件下で
窒化シリコン膜5を500人の厚さに形成した6次いで
、全面にリンをドープした(約2 XIO”an−”)
ポリシリコン膜15を4000人程度形成し、次いでゲ
ートとなりうる部分のみを残して、ポリシリコン膜15
、窒化シリコン膜5及び酸化シリコン膜4をフォトレジ
ストを用いた公知のフォトエツチング技術によりパター
ンニングし、次に、ポリシリコン膜15とフィールド酸
化膜14をマスクとして、リンイオンを打ち込み(50
keV、1XIO”cm−”)、N−拡散領域9,10
を形成する。
次に、第2図(E)に示すように、全面に酸化シリコン
膜16をSiH,(J2ガスとN、Oガスとの化学反応
に基づく気相成長法により形成する0本実施例では、N
、O/SiH,Cff、= 2,900℃の条件下で約
3000人形成した。
次いで、第2図(F)に示すように、ゲート部分の側面
に酸化シリコン膜16の一部が側壁として残るように、
酸化シリコン膜16を公知の異方性エツチング技術によ
り除去する0本実施例では、フレオンガスと酸素ガスの
混合ガスを用いた異方性エツチングを適用した1次いで
、N”拡散領域7゜8を、フォトレジストをマスクとし
てヒ素イオンを打ち込み(40keV、 2 XIO”
am−”)形成する。
次いで、第2図(G)に示すように、公知の気相成長法
により、酸化シリコン膜17を全面に被着した後、ソー
ス、ドレインの押し込みと酸化シリコン膜17の緻密化
のために、1000℃で、20分、N2雰囲気中で熱処
理を行なう。最後に、公知のフォトエツチング技術によ
りコンタクト孔を開孔し、アルミニウム電極18を形成
し、第2図(G)に示すごときMNO8型半導体記憶装
置を作製することができる。
本実施例では、N0拡散領域7,8をフォトレジストを
マスクにして形成する方法を示したが、別の実施例とし
て側壁膜の形成条件を適当に選べば、側壁膜をマスクと
して自己整合的に形成できる。
また1本実施例ではMIO3型半導体記憶装置としてM
NOS型の半導体記憶装置の場合について述べたが、ゲ
ート絶縁膜として窒化シリコン膜上を酸化したMONO
8(金属−酸化シリコン膜−窒化シリコン膜−酸化シリ
コン膜−半導体)構造でもよく、さらに窒化シリコン膜
の代りに、例えば酸化アルミニウム<Aa2o z )
、酸化タンタル(T am Oz )等の高誘電体膜を
用いてもよいことは言うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したところから明らがなように1本発明によれ
ば、MIO8IO8型半導体記憶装置イン及びソース領
域近傍のチャネル領域での電界集中が緩和され、耐圧特
性の向上を図ることが可能となり、MIO8IO8型半
導体記憶装置頼化に大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は1本発明の一実施例のMNO8型半導体記憶装
置の構成を示す断面図、第2図は、同半導体記憶装置の
製造方法を示す図、第3図は、従来のMNO8型半導体
記憶装置の構成を示す断面図である。 1 ・・・P型シリコン基板、 4・・・薄い酸化シリ
コン膜、 5 ・・・窒化シリコン膜。 6 ・・・ゲート電極、 7,8 ・・・No拡散領域
、9,10・・・N−拡散領域、 11・・・側壁酸化シリコン膜。 特許出願人 松下電子工業株式会社 第1図 1 ・・・ 4 ・・ 5 ・・・ 6 ・・ 7.8・・・ 9.10・・・ 11 ・・・ P型シリコン纂棟 簿−・醸化シリフン該 望化シ゛ノフi嗅 ケ゛−ト電極 N+J広岸0宍域 N−j九蘇預緘 イ[4’2φ良化シリコン騰 第2図 第2図 第3図 1・・P型シソコン基板 2.3・・ソース8よU・ドレイン@瑣4 ・・・薄り
1変化シリコン臘 5 、、、q化シリコン腰 6・・・ ケ゛−ト屯極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型半導体基板中に設けられたソース領域及びドレ
    イン領域にはされまたチャネル領域上に、トンネリング
    媒体となりうる薄い酸化シリコン膜を備え、前記薄い酸
    化シリコン膜上に絶縁膜を備え、前記絶縁膜上にゲート
    電極を備えたゲート構造を有する半導体記憶装置におい
    て、前記ゲート構造の側面に絶縁膜よりなる側壁膜を備
    え、前記ソース領域及びドレイン領域の少なくとも一方
    の領域は、前記チャネル領域の端部に直接接する第1の
    領域と、前記チャネル領域から離れた位置にあって前記
    第1の領域に接し不純物濃度が第1の領域よりも高い第
    2の領域とを有していることを特徴とする半導体記憶装
    置。
JP26946188A 1988-10-27 1988-10-27 半導体記憶装置 Pending JPH02117175A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04348080A (ja) * 1991-05-25 1992-12-03 Rohm Co Ltd 不揮発性メモリ
WO2003028112A1 (fr) * 2001-09-20 2003-04-03 Renesas Technology Corp. Dispositif de circuit integre a semi-conducteur et son procede de fabrication
US7585731B2 (en) 2004-02-20 2009-09-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

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