JPS63260179A - 半導体不揮発性メモリ装置 - Google Patents

半導体不揮発性メモリ装置

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JPS63260179A
JPS63260179A JP62093366A JP9336687A JPS63260179A JP S63260179 A JPS63260179 A JP S63260179A JP 62093366 A JP62093366 A JP 62093366A JP 9336687 A JP9336687 A JP 9336687A JP S63260179 A JPS63260179 A JP S63260179A
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JP
Japan
Prior art keywords
impurity region
concentration impurity
drain
memory device
nonvolatile memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP62093366A
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English (en)
Inventor
Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony 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】 A、産業上の利用分野 本発明はEPROM等の半導体不揮発性メモリ装置に関
する。
B1発明の概要 本発明は、EFROM等の半導体不揮発性メモリ装置に
おいて、ソース/ドレイン領域の一方を低濃度および高
濃度の不純物領域からなる2重構造とし他方を高濃度不
純物領域とものであって、書き込み時には上記2重構造
の方をソースとし、読み出し時には上記2重構造の方を
ドレインとして動作させることにより、素子の微細化を
図った場合で合っても、その書き込み特性を向上させな
がら読み出し時のソフトライトを防止するものである。
C0従来の技術 電荷を所謂フローティングゲートに蓄積してデータの記
憶を行うEFROM等の半導体不揮発性メモリ装置が知
られている。
第3図および第4図は、このような半導体不揮発性メモ
リ装置のそれぞれ一例を示す概略断面図であって、第3
回ばLDD構造の半導体不揮発性メモリ装置の例であり
、第4図はDDDI造の半導体不揮発性メモリ装置の例
である。ここで、簡単にこれらの半導体不揮発性メモリ
装置について説明すると、まず、LLD構造の半導体不
揮発性メモリ装置は、第3図に示すように、P型のシリ
コン基板31上に図示を省略したゲート酸化膜を介して
フローティングゲート電極32が形成され、その上に酸
化膜を介してコントロールゲート電極33が形成される
構造になっている。上記P型のシリコン基@、31に形
成されるソース/ドレイン領域は、ゲート直下のチャン
ネル領域34に近いところでそれぞれ浅く形成されて配
置されてなる低濃度不純物領域35.35と、そのチャ
ンネル領域34からみてそれぞれ外側に配置されてなる
高濃度不純物領域36.36とにより構成されている。
また、第4図に示す半導体不揮発性メモリ装置は、同様
にP型のシリコン基板41上にフローティングゲート電
極42とコントロールゲート電極43をそれぞれ酸化膜
を介して積層させた構造となっており、ソース/ドレイ
ン領域は、2重拡散等の手段により深く且つ広く形成さ
れてなる低濃度不純物領域45.45と、その内部にそ
れぞれ配された高濃度不純物領域46.46とから構成
されている。
ここで、これらの半導体不揮発性メモリ装置の動作につ
いて説明すると、まず、書き込み時には、ドレイン−ソ
ース間に電圧を印加し、且つコントロールゲート電極3
3.43にも電圧を印加して、ドレイン近傍で発生する
ホットキャリアの電荷分を絶縁層を介して上記フローテ
ィングゲート電極32.42に保持させる0次に、読み
出し時には、上記フローティングゲート電極32.42
は書き込みの有無に応じて電荷の蓄積の有無が生じてい
ることから、その闇値電圧vthの変動が生じ、ドレイ
ン−ソース間に電圧を与えて、チャンネルが形成される
か否かでデータとして取り出せることになる。そして、
消去の時には例えば紫外線が照射されてフローティング
ゲート電極32.42の内部に蓄積されていた電子を逃
がすことにより行われている。
D1発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の構造の半導体不揮発性メモリ装置
においては、特に微細化を図った場合に、書き込み特性
を向上させな4<ら、ソフトライトの防止を図ることが
容易でないという問題点を有している。
すなわち、半導体不揮発性メモリ装置の微細化を図りチ
ャンネル長を短くした場合では、ドレイン近傍の電界の
集中度が高まり、ホットキャリアが発生し易くなって、
当該半導体不揮発性メモリ装置の書き込み特性は向上す
ることになる。
しかし、これは同時に読み出し時においてもドレイン近
傍でホットキャリアが生じ易(なることを意味し、上述
のような電界を緩和するための低濃度不純物領域35.
45を設けた場合であっても、微細化が進むにつれ読み
出し時の低い電圧で書き込みが行われてしまう”ソフト
ライト”が生ずることになる。そして、このようなソフ
トライトによっては、記憶しているデータが誤すなもの
となるおそれがあり、このソフトライトの防止が、微細
化や書き込み特性の向上のために解決すべき技術的課題
となっている。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、装置の微細化を
図った場合であっても書き込み特性を向上させ、同時に
ソフトライトを防止するような半導体不連発性メモリ装
置の提供を目的とする。
E0問題点を解決するための手段 本発明は、ゲート直下のチャンネル領域を挟んで対向す
る一対の不純物領域の一方は、低濃度不純物領域が高濃
度不純物領域のチャンネル側に形成された2重構造とさ
れ、上記一対の不純物領域の他方は、高濃度不純物領域
からなる構造とされるものであって、データの書き込み
時には上記2重構造の不純物領域がソースとされ、デー
タの読み出し時には上記2重構造の不純物領域がドレイ
ンとされる半導体不揮発性メモリ装置により上述の問題
点を解決する。
F0作用 ソース/ドレイン領域の構造として、上述のような低濃
度不純物領域が高濃度不純物領域のチャンネル側に形成
された2重構造としたときでは、電界の集中を緩和する
ことができ、ホットキャリアの発生を抑制する機能を持
つことになる。一方、ソース/ドレイン領域の構造とし
て、単に高濃度不純物領域のみの構造としたときでは、
このような電界の集中の緩和の機能はない、そこで、本
発明は、まず、ホットキャリアを十分に発生させる必要
のある書き込み時において、ソースを上記2重構造の不
純物領域とし、ホットキャリアが発生するドレイン接合
側を高濃度不純物領域のみの不純物領域としている。す
なわち、高濃度不純物領域のみの不純物領域は、電界緩
和の機能がないことから、そのホットギヤリアの発生は
十分に行われることになる0次に、ソフトライトを防止
してホットキャリアの発生を抑制する必要のある読み出
し時において、本発明は、ソースを高濃度不純物領域の
みの不純物領域とし、ドレインを上記2重構造としてい
る。このときには、ドレイン側が電界集中の緩和の機能
を有することになり、その電界の集中の緩和からホット
キャリアの発生は有効に防止されることになる。
G、実施例 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
第1の実施例 本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、2重構造の不
純物領域として、LDD構造タイプの不純物領域を有す
るものであり、凹き込み時と読み出し時ではソースとド
レインが逆転することから、微細化を図った場合であっ
ても書き込み特性を向上させて同時にソフトライトを有
効に防止することができるものである。
まず、その構造について、第1図aおよび第1図すを参
照しながら説明する。
本実゛施例の半導体不揮発性メモリ装置は、P型のシリ
コン基板10上に図示を省略するが酸化膜等の絶縁膜を
介してフローティングゲート電極11が形成され、その
上部に酸化膜等の絶縁膜を介してコントロールゲート電
極12が形成されている。これらゲートの直下のチャン
ネル領域13を挟んで対向する一対の不純物領域の一方
は、低濃度不純物領域14と高濃度不純物領域15の2
重構造とされ、低濃度不純物領域14が高濃度不純物領
域15のチャンネル側に配されており、例えばゲート電
極の側壁のサイドウオールやマスク層等を利用して形成
された低濃度不純物領域14がチャンネル領域13に隣
接して形成された構造になっている。また、上記ゲート
の直下のチャンネル領域13を挟んで対向する一対の不
純物領域の他方は、高濃度不純物領域16のみからなる
構造とされており、この高濃度不純物領域16はチャン
ネル領域13に隣接して形成されている。
次に、まず、第り図aを参照しながら、書き込み時の動
作について説明する。
本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、そのデータの
書き込み時において、第1図aに示すように、2重構造
とされた低濃度不純物領域14と高濃度不純物領域15
とからなる不純物領域がソースとされ、高濃度不純物領
域16がドレインとされる。そして、ドレイン−ソース
間およびゲート−ソース間に所要の電圧を与えることで
データの書き込みが行われることになるが、この書き込
み時の状態では、電界の集中の緩和がなされていない高
濃度不純物領域16のみの側がドレインとされることか
ら、電界の集中によってホットキャリアを効率良く発生
させることができる。したがって、当該半導体不揮発性
メモリ装置の微細化を図って、ドレイン接合の電界の集
中度が高まった場合では、第3図や第4図に示した半導
体不揮発性メモリ装置と比較してドレイン側に電界緩和
のための低濃度不純物領域35.45がないことから、
そのキャリアの注入特性は一層向上し、書き込み特性が
向上することになる。
続いて、第1図すを参照しながら、読み出し時の動作に
ついて説明する。
本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、そのデータの
読み出し時において、第1図すに示すように、2重構造
とされた低濃度不純物領域14と高濃度不純物領域15
とからなる不純物領域がドレインとされ、高濃度不純物
領域16がソースとされる。そして、所要の電圧が印加
されて、上記フローティングゲート電極11の電荷の蓄
積の有無に応じた闇値電圧vthの変動によりデータが
読み出されるが、この読み出し時においては、ドレイン
側が電界集中を緩和するための低濃度不純物領域14を
有してなる2重構造とされていることから、ホットキャ
リアの発生は抑制されることになり、ソフトライトを有
効に防止し得ることになる。また、従来の半導体不揮発
性メモリ装置では、その微細化を図った場合には、書き
込み特性が向上するもののドレインでのホットキャリア
の発生が起こり易くなるが、本実施例の半導体不揮発性
メモリ装置では、上述のように書き込み特性を向上させ
たまま、ドレインでのホットキャリアの発生を抑制する
ことができ、そのソフトライトを防止することができる
なお、上述の実施例では、Nチャンネルのものを説明し
たがPチャンネルでも良い。
第2の実施例 本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、2重構造の不
純物領域として、DDD構造タイプの不純物領域を有す
るものであり、第1の実施例の半導体不揮発性メモリ装
置と同様に、書き込み時と読み出し時ではソースとドレ
インが逆転することから、微細化を図った場合であって
も書き込み特性を向上させて同時にソフトライトを有効
に防止することができるものである。
まず、その構造について、第2図aおよび第2図すを参
照しながら説明する。
本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、P型のシリコ
ン基板20上に図示を省略するが酸化膜等の絶縁膜を介
してフローティングゲート電極21が形成され、その上
部に酸化膜等の絶縁膜を介してコントロールゲート電極
22が形成されている。これらゲートの直下のチャンネ
ル領域23を挟んで対向する一対の不純物領域の一方は
、低濃度不純物領域24と高濃度不純物領域25の2重
構造とされ、低濃度不純物領域24が高濃度不純物領域
25の外側を取り囲むように配されている。
このため高濃度不純物領域25のチャンネル側には低濃
度不純物領域24が介在しており、後述するように読み
出し時のみ電界を緩和してホットキャリアの発生を抑制
することができる。この2重構造は、例えば拡散係数の
異なる2種類の不純物を拡散させ形成することができ、
低濃度不純物領域24の内側に高濃度不純物領域24が
配され、これがチャンネル領域23に隣接することにな
る。
また、上記ゲートの直下のチャンネル領域23を挟んで
対向する一対の不純物領域の他方は、高濃度不純物領域
26のみからなる構造とされており、この高濃度不純物
領域26は特に低濃度不純物領域が設けられずチャンネ
ル領域23に隣接して形成されている。
次に、まず、第2図aを参照しながら、書き込み時の動
作について説明する。
本実施例の半導体不揮発性メモリ装置は、そのデータの
書き込み時において、第2図aに示すように、2重構造
とされた低濃度不純物領域24と高濃度不純物領域25
とからなる不純物領域がソースとされ、高濃度不純物領
域26がドレインとされる。そして、第1の実施例と同
様に、所要の電圧を与えることでデータの書き込みが行
われることになるが、この書き込み時には、高濃度不純
物領域26のみの側がドレインとされ、このためホット
キャリアを効率良く発生させて書き込み特性を向上させ
ることができる。そして、微細化によって、ドレイン接
合の電界の集中度が高まった場合では、第3図や第4図
に示した半導体不揮発性メモリ装置と比較して、さらに
書き込み特性が向上することになる。
続いて、第2図すを参照しながら、読み出し時の動作に
ついて説明する。
データの読み出し時において、第1図すに示すように、
2重構造とされた低濃度不純物領域24と高濃度不純物
領域25とからなる不純物領域がドレインとされ、高濃
度不純物領域26がソースとされる。そして、所要の電
圧が印加されて、上記フローティングゲート電極21の
電荷の蓄積の存無に応じた闇値電圧vthの変動により
データが読み出されるが、この読み出し時においては、
第1の実施例と同様に、ドレイン側が電界集中を緩和す
るための低濃度不純’IyJeM域24を有してなる2
重構造とされていることから、ホットキャリアの発生は
抑制されることになり、ソフトライトを有効に防止し得
ることにな、る。また、その微細化を図った場合におい
ても同様に、ドレインでのホットキャリアの発生を抑制
することができ、そのソフトライトを防止することがで
きる。
なお、上述の実施例では、Nチャンネルのものを説明し
たがPチャンネルでも良い。
H1発明の効果 本発明の半導体不揮発性メモリ装置は、上述のように不
純物領域の一方が電界集中の緩和の機能を有する2重構
造とされ、読み出し時のみ2重構造側をドレインとして
いることから、そのドレインで発生するホットキャリア
を有効に抑制してソフトライトを防止することができる
。また、特に微細化を図った場合では、書き込み特性が
向上することになるが、その場合でもソフトライトを有
効に抑制することが−でき、ソフトライトの防止を書き
込み特性の向上と共に実現するすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図aおよび第1図すは本発明の半導体不揮発性メモ
リ装置の一例のそれぞれ概略断面図であって、第1図a
は書き込み時、第1図すは読み出し時の状態をそれぞれ
示す。また、第2図aおよび第2図すは本発明の半導体
不揮発性メモリ装置の他の一例のそれぞれ概略断面図で
あって、第2図aは書き込み時、第2図すは読み出し時
の状態をそれぞれ示す。 第3図は従来の半導体不揮発性メモリ装置の一例を示す
概略断面図であり、第4図は従来の半導体不揮発性メモ
リ装置の他の一例を示す概略断面図である。 10.20  ・−−−−−・・−・・・・・・−・・
・・−・P型のシリコン基板11、 21 −−−−一
−・・−・・・・・・−・−・・・・−・−フローティ
ングゲート電極 12.22 ・・−−−−−−−・・・・−・−・−・
コントロールゲート電極 13.23  ・・−−−−−−一−−・−・・・・・
・・−・・チャンネル領域14.24−−・・・・−・
・・−・・−・−・・・・−低濃度不純物領域15.2
5 ・・−・−・・−・−・−・・・・−・−・・・・
高濃度不純物領域16.26 〜・−・−−一−−−−
・・−・・・−・−・・・高濃度不純物領域時 許 出
 願 人  ソニー株式会社代理人   弁理士   
  小泡 見回         田村栗− d−ト 4力主 釆 49す 第3図 # 東捗り 第4図 書き込、7+晧 第1図a 勧込み晧 第2図a ゲート きたみ出し時 第1図す 第2図b

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  ゲート直下のチャンネル領域を挟んで対向する一対の
    不純物領域の一方は、低濃度不純物領域が高濃度不純物
    領域のチャンネル側に形成された2重構造とされ、上記
    一対の不純物領域の他方は、高濃度不純物領域からなる
    構造とされるものであって、 データの書き込み時には上記2重構造の不純物領域がソ
    ースとされ、データの読み出し時には上記2重構造の不
    純物領域がドレインとされる半導体不揮発性メモリ装置
JP62093366A 1987-04-17 1987-04-17 半導体不揮発性メモリ装置 Pending JPS63260179A (ja)

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JP62093366A JPS63260179A (ja) 1987-04-17 1987-04-17 半導体不揮発性メモリ装置

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JP62093366A JPS63260179A (ja) 1987-04-17 1987-04-17 半導体不揮発性メモリ装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02295169A (ja) * 1989-05-09 1990-12-06 Nec Corp 不揮発性半導体記憶装置
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