JPS5956771A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPS5956771A
JPS5956771A JP57166677A JP16667782A JPS5956771A JP S5956771 A JPS5956771 A JP S5956771A JP 57166677 A JP57166677 A JP 57166677A JP 16667782 A JP16667782 A JP 16667782A JP S5956771 A JPS5956771 A JP S5956771A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
substrate
film
diffusion layer
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57166677A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Tanida
谷田 雄二
Takaaki Hagiwara
萩原 隆旦
Shinichi Minami
眞一 南
Tatsu Toriyabe
達 鳥谷部
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57166677A priority Critical patent/JPS5956771A/ja
Publication of JPS5956771A publication Critical patent/JPS5956771A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]

Landscapes

  • 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】 本発明は半導体装置□JS型716導体装置)およびそ
の製造方法に関し、特にMNO3素子及びその製造方法
に関するものである。
従来、MIS型半導体装置において知られている代表的
な構造は、第1図[a+〜te+に示すものかある°。
各図において同一符号は同一 または均等部分を小して
おり、lは基板、2はソース、トレイン、3は低濃度拡
散層、4は絶縁膜、5はケート電極、6は電極・配線で
ある。
第1図falは、多結晶S]ゲートで代表される、ケー
トとソース、ドレイン拡散領域が自己整合的に形成され
ている4’i/i造、(1))は、Mヶ−1・て代表さ
れる、ゲーI・とソース、ドレインが絶縁膜を介して重
なっている構造である。fclは2重拡散構造、[dl
はオフセットケ−1・構造で、いずれもソース、ドレイ
/の耐圧を高めるト1的で作られたものである□。
telはゲート電極をドレイン」二に引き出した構造で
・、最近高耐圧化を目的として提案されているものであ
る。
これら従来の構造を有する素子は、はとんどのものが、
ソース、ドレイン部の耐圧か比較的小さく、大電圧を用
いる装置では使いづらいという欠点をもっていた。また
、耐圧を高める構造のものは、高集積化に不向きな構造
であるという欠点をもっていた。
本発明の1」的は、−1−1記の欠点を解消し、高集積
に向き、かつ、ソース、トレインが高耐月、化されたM
IS型半導体装置を提供することにある。また、本発明
の他の1」的は、該半導体装置をMNO8素子とし、バ
イト消去可能な不揮発性メモリを実現することにある。
第2図は」−記の171的を達成するために開発された
本発明の半導体装置の主要部構成を示す模式的断面図で
ある。本発明の半導体装置は、基本的には先に述べた従
来の素子をさらに効率よく高耐1[化し、さらに高集積
化に向く構造にしたものである。図において、11は基
板、12は基板と逆導電形を有するソース、トレイン拡
散層、]3はソース。
ドレイン拡散層と同−導電形で不純物濃度かそれと同等
以下の拡散層、14は絶縁膜、15はゲート電極、]6
は絶縁膜(第1の絶縁膜)である。本構造1において、
チャネル部(あるいは拡11を層l:3)とこの」二の
比較的薄い絶縁膜16とは、自己整合で形成されており
、さらにゲート電極15とソース、トレイン拡散層12
は自己整合で形成されている。このような構造にするこ
とにより、トレイン又はソース拡散層]2端部ての電界
集中を2箇所に分散させ、高耐圧化をはかるとともに、
高集積化にも向く素r−構造となる。特にMNO8型メ
モリ素子のように1・゛レイン(又はソース)に高電圧
を印加する素子で有効になる。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
なお、説明を簡明にするために、本発明の半導体装置を
構成する各部の拐質、導電形5寸法等を規定して説明す
るか、本発明はこれに限定されるものではない。
第3図は本発明の半導体装置の製造工程説明図であり、
[a+〜+e)は主要工程における断面構造を示し、f
e]か本製造上程により完成した半導体装置である。な
お、げ)は+e)の平面図であり、図中のAHA線に沿
った断面かte+に示されている。図の順番[a)〜t
c+に対応させて、説明する。
f2+1 : p形Si基板] 1、−1:tに、厚さ
約10 nm (1’) 5i02膜17および約10
0 nmの5i3Nll ntb 18を形成する。
(1))  ホ)・リソグラフィにより、所定部分にの
みS+;(N4 膜(酸化(7) ? スフ) 18ヲ
残L/ テ、該513N4膜18をマスクとしてPl−
イオンをイオン注入法によりSi基板1j表面に注入し
た拡散層(n層、又は第1の拡散層とも呼ぶ)13を形
成する。この時のドース量はl X JO”’〜] x
 1015cm−2程度であった。
(C)°酸化性雰囲気にさらし、」−記イオン注入によ
り形成されたn層」3−1−に厚さ約5Q nmの5i
02膜19を形成する。この後、Si3N4膜18およ
びこの下の8102膜17を除去する。たたし、このと
き厚い5i02膜1つか形成された部分はある厚さの5
102膜19か残り、Si3N4膜18か形成されてい
た領域のみSi基板1jの表miが露出する。その後、
電荷がトンネルt+J能な厚さ約2nmの5i02膜2
0と、厚さ約30nm(7)Si3N4膜21と、さら
に厚さ約300 nmの多結晶S1膜22を順次堆積さ
せる。この工程で、Si基板1j表面の露出部分に堆積
した絶縁膜(5i02膜20. Si3N4膜・21)
を第1の絶縁1漠と呼び、S]02膜1つとその1−に
堆積した絶縁膜(5i02膜20. S+3N4膜21
)を第2の絶縁膜と呼ぶことにする。
fd)  上記工程で堆積させた多結晶S1膜22を、
1層13と重なる所定位置まで残し、その他の部分を除
去する。このとき、除去した部分のSi基板1j表面が
露出するように、その部分に存在する第2の絶縁膜も合
わせて除去する。その後、残された多結晶Si膜22を
マスクに、露出したS】基板11表面にplイオンをイ
オン注入法により注入し拡散層(耐層、又は第2の拡散
層とも呼ぶ)12を形成する。
この11〒の1・−ズ量は1×1016cm−2であっ
た。なお、−1−記残された多結晶S1膜22が半導体
装置完成時のケート電極15になる。
fCIIJンガラス膜(絶縁膜)23を堆積後、アニー
ル等の工程を経て、コンタクト用の穴を形成し、M電極
・配線24を施ず。
以−1−の71−:程により、本発明の半導体装置(M
NO8素子)か完成する。なお、」1記の製造方法にお
いて、工程の一部を変更することによって、構造が1若
干異なる種々の半導体装置が得られる。例えば、icl
の」1程で、Si3N4膜21」−にさらに約5 nm
 (D 5i02膜を形成し、5i02− Si3N4
−5i02 (D 3層’l” −1−絶縁膜構造にし
た場合には、信頼性が一層向−1−シた半導体装置が得
られる。また、fclの工程で5i02膜19を形ん屯
した後、Si3N4膜18と5i02膜17を除去せず
、これらをそのまま第1の絶縁膜としても良い。この方
法による場合はSi3N4膜21はあらためて堆積する
必要かなく、すなわち第2の絶縁膜は5i02膜19の
みて構成されるか、この5102膜19を1−分厚くす
るのか良い。さらに工程簡略化のために、厚さ約50n
mのSi○2膜19全19する工程を省略し、第1の絶
縁膜(チャネル−1−の絶縁膜)と第2の絶縁膜(n層
] 3 J二の絶縁膜)を同一に形成した場合にも、所
定の特性を満足できる結果を得た。
第4図は本発明の半導体装置を用いた不揮発メモリの回
路構成図である。前記実施例で示した方法で作られたM
NOS素子40と、これに直列接続されたスイッチMO
Sトランラスタ(以下、単にIVIO8Tと略記する。
)、旧の2素子で書換え1丁能な不揮発1性メモリセル
を構成している。MO8T4]のゲート101はXデコ
ーク42の出力に接続され、MNO3素子40のゲート
102は書込回路43の出力に接続され、MO8T41
の他の端子103は71インチMO8l・ランジスタ4
4を介してセンスアンプ45及びデータ人力回路401
こつなかり、MNO8素子40の他の一端(ソース又は
トレイン)104は書込fXll +1回路47の出力
に接続される。なお、MNO8素子および■l08Tは
、1バイトX n (17;l li位で共通のウェル
内に形成されている。ウェルには消去回路48か接続さ
れる。
1、記M N OS素子40の書込、書込]川1)−2
非選1ノく。
あるいは消去の各モードに7]する電位関係を第5図に
図表で示した。図表の中で、V■・はプロクラム電圧、
■−■ハハイレベルの信弓、Lはローレベルの信号を意
味する。
第4図に示したように+hv成することにより、バイト
消去1丁能な不揮発性メモリを実現できる。
以1−説明したように、本発明によれは、トレイン又は
ソースの耐圧を向」−できるため、素子を微細にして、
かつ、比較的高い電圧を使用することかり能となる。こ
のため、特に不揮発性メモリの」:うな通常動作よりも
高い電圧を印加する必要のある半導体装置で自効となる
。特にハイド消去あるいは内部昇圧方式をとる場合、わ
ずかなフレークタウンが問題となるが、本発明により、
これをIi+1止することかできるため、上記の低能を
有するプロクラム可能な不揮発性メモリを実現できる。
また、本発明は、薄い部分のケート絶縁膜とn層、ゲー
トとn4層か自己整合となっており、高集積化に対して
も効果的である。なお、本発明の半導・1斗装置に似た
構造として、Mゲートを用いた3ゲー1−構造のものか
既知であるか、これと比へ、合せずれ等の差を考慮する
と、約2倍の高集積化、約15倍の高耐圧化か可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図ta+〜(elはいずれも従来のMIS型半導体
装置の構造説明図、第2図は本発明の半導体装置の主要
部構成を示す模式的断面図である。第3図は本発明の半
導体装置の製造工程説明図て、ta+〜f(1は主要工
程における断面構造を示し、te+か完成しまた半導体
装置の断面図、山はその1′・面図である。 第4図は本発明の半導体装置を用いた不揮発メモリの回
路構成図、第5図は第4図の不揮発メモリの各モードに
刻する電位関係を示す図表である。 ]・基板        2・ ソース、トレイン3 
低濃度拡散層   4 絶縁膜 5 ・ケート電極    6・電極・配線11・・基板 12・ソース、トレイン拡散層(01層、又は第2の拡
散層) 13・拡散層(n層、又は第1の拡散層)1/l−絶縁
膜      15・ゲート電極16・・絶縁膜(第1
の絶縁膜) 17・5i02膜 18− Si3N4膜(酸化のマスク)10・S】02
膜     20・・5102膜21・Si3N4膜 
    22・多結晶Si膜2:3・ リンガラス膜(
絶縁膜) 24・・電極・配線    40・・・MNO3素子4
1・・スイッチMOSトランンスタ(MO8T)/17
・書込阻市回路 代理人弁理士 中村純之助 〕(し° コ p (Q) (b)(e) (C)            (c)第2図 i3図 卆3図 4i 5− 1’5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)少なくとも第1の絶縁膜とこれに隣接してイア存
    する第2の絶縁膜をゲート電極と基板間に有し、歩な(
    とも1″、記第2の絶縁股下の基板表面に形成された基
    板と逆導電形の第1の拡散ハク、および該第1の拡散層
    をはさんで」二記第1の絶縁膜下のチャネルと反対側の
    基板表面に」−記第1の拡散層に隣接して形成された基
    板と逆導電形の第2の拡散層を有して構成したことを特
    徴とする半導体装置。 +2)  I−記第1の絶縁膜形成領域と第1の拡散層
    、−1−記ゲート電極ど第2の拡散層か、自己整合的に
    形成されている1゛1許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。 t3+  1−記第1の絶縁膜又は第2の絶縁膜か、2
    層以七の複数層の絶縁膜からなるものである特許請求の
    範囲第1項又は第2項記載の半導体装置。 (4)1−記第1の絶縁膜および第2の絶縁膜か、2層
    以」二のIV数層の絶縁膜からなり、該少数層のうち少
    なくとも1層の絶縁膜か同11冒こ形成された等しい絶
    縁物からなるものである特許請求の範囲第1項又は第2
    項記載の半導体装置。 (514記第1の絶縁膜か少数層からなり、該第1の絶
    縁膜の基板側に位置する絶縁膜の膜厚か、電荷かトンネ
    ル可能な値である特許請求の範囲第1項5第2項、第3
    項、第4項のいずれかに記i1i!2の半導体装置。 (6) J:、記第1の絶縁膜と第2の絶縁膜か、4Z
    質。 厚さともに実質的に同一の絶縁膜て形成したものである
    特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 (7)基板−11の第1の絶縁膜を形成する領域に酸化
    のマスクとなる層を形成する工程と、該マスクを用いて
    基板」−の第2の絶縁膜を形成する領域に基j板と逆導
    電形の第1の拡散層を形成する工程と、該第1の拡散層
    −1−に−I−記マスクを用いて酸化膜を形成する工程
    と、上記マスクを除去し除去部分の基板表面を露出させ
    る=L程と、該露出した部分を含む基板上に絶縁膜を堆
    積して第1の絶縁膜と第2の絶縁膜を形成する1ユ程と
    、該第1及び第2の絶縁膜1−の所定位置にゲート電極
    を形成する工程と、該ケート電極をマスクとして第2の
    絶縁膜の不用部分を除去し基板表面を露出させる11程
    と、該露出した基板部分に基板と逆導電形の第2の拡散
    層を形成する「ユ稈を有することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。 (8)基板上に第1の絶縁膜の一部をなす第1の酸化膜
    を形成する工程と、該酸化膜」二の所定領域に前記第1
    の絶縁膜の一部をなす窒化膜を形成する工程と、該窒化
    膜をマスクとして前記基板中に前記基板と反対導電形の
    第1の拡散層を形成する工程と、該窒化膜をマスクとし
    て前記第1の絶縁膜に隣接する第2の絶縁膜をなす第2
    の酸化膜を形成する工程と、該第1.第2の絶縁膜上の
    所定位置にゲート電極を形成する一J二程と、該ゲート
    電極をマスクとして第2の絶縁力(への不用部分を除去
    する二I―程と、該ゲート電極をマスクとして前記基板
    に前記基板と反対導電形の第2の拡散層を形成する工程
    を有するこ′とを特徴とする半導体装置の製造方法。 (9)少なくとも複数層からなる第1の絶縁膜とこれに
    隣接して存在する第2の絶縁膜をゲート電極と基板間に
    有し、少なくとも−1−記第2の絶縁股下の基板表面に
    形成された基板と逆導電形の第1の拡散層、および該第
    1の拡散層をはさんで上記第1の絶縁膜下のチャネルと
    反対側の基板表向に上記第1の拡散層に隣接して形成さ
    れた基板と逆導電形の第2の拡散層を有して構成したM
    NO8素子を、不揮発性メモリセルに用い、−11記M
    NO8素子のソース又はドレインに書込阻止用の高電圧
    を印加する周辺回路を接続してメモリ装置を構成したこ
    とを特徴とする半導体装置。
JP57166677A 1982-09-27 1982-09-27 半導体装置およびその製造方法 Pending JPS5956771A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57166677A JPS5956771A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 半導体装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57166677A JPS5956771A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 半導体装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5956771A true JPS5956771A (ja) 1984-04-02

Family

ID=15835673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57166677A Pending JPS5956771A (ja) 1982-09-27 1982-09-27 半導体装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5956771A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6480070A (en) * 1987-09-21 1989-03-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5527695A (en) * 1978-08-15 1980-02-27 Rockwell International Corp Method of manufacturing super large scale integrated circuit chip
JPS5630768A (en) * 1979-08-20 1981-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of mnos type semiconductor device
JPS58128772A (ja) * 1982-01-27 1983-08-01 Toshiba Corp 半導体不揮発性メモリ装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5527695A (en) * 1978-08-15 1980-02-27 Rockwell International Corp Method of manufacturing super large scale integrated circuit chip
JPS5630768A (en) * 1979-08-20 1981-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of mnos type semiconductor device
JPS58128772A (ja) * 1982-01-27 1983-08-01 Toshiba Corp 半導体不揮発性メモリ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6480070A (en) * 1987-09-21 1989-03-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100231964B1 (ko) 다결정 실리콘 스페이서 터널 영역을 사용하여 비휘발성 메모리 셀을 형성하는 방법
US7399667B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having single-element type non-volatile memory elements
KR940009644B1 (ko) 불휘발성 반도체메모리장치 및 그 제조방법
EP0436156A1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device having tunnel insulating film structure
US6246089B1 (en) P-channel EEPROM devices
EP0780902A1 (en) Nonvolatile semiconductor memory and method for fabricating the same
JP2003508920A (ja) 2ビット保存用の不揮発性記憶装置構造体及びその製造方法
JPH07508859A (ja) トリプルゲートフラッシュeepromメモリとその製造法
JPH06188396A (ja) 電気的に消去できる無接点epromメモリデバイスの製造方法
JP2855509B2 (ja) 不揮発性半導体メモリ装置の製造方法
US6555869B2 (en) Non-volatile memory device and method of manufacturing the same
JPH09507616A (ja) 電界効果装置
US6025229A (en) Method of fabricating split-gate source side injection flash memory array
JP2956549B2 (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法とデータ消去方法
JP3271105B2 (ja) 半導体装置及びその形成方法
JPS5956771A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20050139894A1 (en) Nonvolatile memory device and methods of fabricating the same
US6693830B1 (en) Single-poly two-transistor EEPROM cell with differentially doped floating gate
US6756272B1 (en) Method of manufacturing non-volatile semiconductor memory device
JP2001148430A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
KR930008081B1 (ko) 싱글 폴리 이이피롬 셀 및 그 제조방법
JPH0855923A (ja) 半導体メモリ素子の製造方法
JP2003086717A (ja) 不揮発性半導体記憶装置、不揮発性半導体記憶装置の書き込み方法及び不揮発性半導体記憶装置の消去方法
JP3185746B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH01179369A (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法