JP4776801B2 - メモリ回路 - Google Patents

メモリ回路 Download PDF

Info

Publication number
JP4776801B2
JP4776801B2 JP2001126660A JP2001126660A JP4776801B2 JP 4776801 B2 JP4776801 B2 JP 4776801B2 JP 2001126660 A JP2001126660 A JP 2001126660A JP 2001126660 A JP2001126660 A JP 2001126660A JP 4776801 B2 JP4776801 B2 JP 4776801B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
floating gate
active layer
semiconductor layer
island
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001126660A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002324857A (ja
JP2002324857A5 (ja
Inventor
清 加藤
義元 黒川
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.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co 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 Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2001126660A priority Critical patent/JP4776801B2/ja
Priority to US10/128,341 priority patent/US20020179964A1/en
Publication of JP2002324857A publication Critical patent/JP2002324857A/ja
Priority to US11/206,151 priority patent/US7550334B2/en
Publication of JP2002324857A5 publication Critical patent/JP2002324857A5/ja
Priority to US12/484,273 priority patent/US8148215B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4776801B2 publication Critical patent/JP4776801B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42324Gate electrodes for transistors with a floating gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/401Multistep manufacturing processes
    • H01L29/4011Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
    • H01L29/40114Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a conductor-insulator-conductor-insulator-semiconductor structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • H01L29/7881Programmable transistors with only two possible levels of programmation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)を用いた不揮発性メモリ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、絶縁基板上に半導体薄膜、特にガラス基板上にシリコン薄膜を形成する技術の進展は目覚しい。従来、絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(以下MOS FETと呼ぶ)は、単結晶半導体基板上に形成されてきた。一方、絶縁基板上に形成した半導体薄膜を活性層とするMOS FET(以下TFTとする)では、低寄生容量、高速動作、低消費電力及び製造コスト低減などが期待できる。それらの特徴を活かし、システムLSIをガラス基板上に集積するシステムオングラスに多大の期待が寄せられている。このようなシステムオングラスの実現には、不揮発性メモリを半導体薄膜で製造することが必要不可欠である。
【0003】
単結晶半導体基板上に形成する不揮発性メモリとしては、MOS FETの活性層−ゲート間に、電気的に孤立した電荷蓄積層(以下浮遊ゲートと呼ぶ)を形成した不揮発性メモリ素子(以下メモリMOS FETと呼ぶ)により構成された不揮発性メモリが代表的である。メモリMOS FETは、浮遊ゲートに保持された電荷量に応じてしきい値が変化するので、その値の大小により記憶状態の区別を行う。浮遊ゲートへの電荷の注入はトンネル電流、又はホットエレクトロンにより、電気的に行われる。また、浮遊ゲートからの電荷の引き抜きはトンネル電流により電気的に、または紫外線照射により行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
メモリMOS FETにおいて、トンネル電流による電荷注入及び引き抜きは、活性層−浮遊ゲート間の第一の絶縁膜(以下トンネル酸化膜と呼ぶ)の一部の領域もしくは全領域を通して行われる。このため、低電圧動作及び短時間書き換えの観点からは、トンネル酸化膜が薄いことが要求される。一方、電荷保持の観点からは、低リーク電流であることが必要で、トンネル酸化膜が厚いことが要求される。このようにメモリMOS FETのトンネル酸化膜には相異なる特性が要求され、非常に高品質の絶縁膜が求められる。
【0005】
絶縁膜の形成法としては、CVD装置による堆積、熱酸化等が挙げられる。このうち、熱酸化による形成法は、活性層−熱酸化膜界面の欠陥が少ない等、品質の優れた絶縁膜を得ることができる。従って、トンネル酸化膜には、熱酸化膜を用いることが望ましい。
【0006】
しかし、通常のTFT製造工程において、半導体薄膜のエッチング工程により形成された活性層は、側端部は切り立った形状となる。そして、側端部が切り立った形状の活性層を熱酸化すると、側端部において、酸化膜が局所的に薄膜化したり、応力集中が起こるといった問題が知られている。
【0007】
このようすを図2に示す。図2(A)は活性層形成後の活性層断面で、201は絶縁表面を有する基板、202は活性層、203は活性層側端部、204は活性層側端部203の角(以下、活性層側端角部と呼ぶ)である。図2(B)は、熱酸化膜形成後の活性層断面で、205は熱酸化膜である。活性層側端角部204は熱酸化工程中に尖り、熱酸化膜205は局所的に薄膜化している。
【0008】
このような酸化膜における局所的な薄膜化及び応力集中の問題は、二酸化シリコンの粘弾性モデルでのシミュレーションにより説明される。これについては、例えば文献(S.Isomae and S.Aoki,ICSSDM Dig. Tech. Papers,517(1986),R.B.Marcus and T.T.Sheng,Journal of the Electrochemical Society Vol.129, PP.1278−1282 (1982))に詳しい記述がある。
【0009】
このように、通常のTFT製造工程における活性層形成工程と、良質なトンネル酸化膜を得るための熱酸化工程とを用いてメモリTFTを形成した場合には、活性層側端部におけるトンネル酸化膜の絶縁特性が著しく損なわれることになる。なお、TFTの活性層−ゲート間に、電気的に孤立した浮遊ゲートを形成した不揮発性メモリ素子をメモリTFTと呼ぶ。
【0010】
また、半導体活性層側端角部が尖った形状をしていると、制御ゲートに電圧を印加しない時でも、浮遊ゲートに蓄積された電荷が作る電界が、活性層側端角部周辺において集中するという問題がある。
【0011】
これらの問題は、メモリTFTにおいて、活性層側端角部を経由して、浮遊ゲートから活性層へ流れるリーク電流が増大することを意味し、電荷保持特性の低下につながる。なお、活性層側端部の熱酸化に起因するこれらの問題は、CVD装置などにより酸化膜を成膜後、熱酸化工程を行う場合においても同様である。
【0012】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、浮遊ゲートから活性層へのリーク電流を低減し、高い電荷保持能力を有する不揮発性メモリおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示する発明の構成は、半導体薄膜を利用して形成された活性層と、前記活性層に積層された第一の絶縁膜と、前記第一の絶縁膜に積層された電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層に積層された第二の絶縁膜と、前記第二の絶縁膜に積層された制御ゲートと、からなるメモリTFTによって構成された不揮発性メモリであって、前記活性層の側端部のうち、少なくとも前記電荷蓄積層と前記第一の絶縁膜を介して重なっている部分の側端部はテーパ形状をしていることを特徴とする。
【0014】
上記構成において、前記第一の絶縁膜は、熱酸化膜または熱酸化膜を含む積層膜であることが好ましい。
【0015】
また、上記構成において、前記テーパ形状は、テーパ角度が20°〜70°であることが好ましい。
【0016】
また、上記構成において、前記テーパ形状は、二段階以上の多段階テーパ形状または連続的に変化するテーパ形状であっても良い。
【0017】
また、上記構成において、前記メモリTFTは、絶縁表面を有する基板上に形成されていても良い。
【0018】
また、上記構成において、前記メモリTFTは、SOI基板上に形成されていても良い。
【0019】
また、上記構成からなる不揮発性メモリを記録媒体として電気機器に組み込むことが有効である。
【0020】
また、他の発明の構成は、半導体薄膜を利用して形成された活性層と、前記活性層に積層された第一の絶縁膜と、前記第一の絶縁膜に積層された電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層に積層された第二の絶縁膜と、前記第二の絶縁膜に積層された制御ゲートと、からなるメモリTFTによって構成される不揮発性メモリの製造方法であって、前記半導体薄膜をエッチングし島状半導体層を形成する第一の工程と、前記第一の工程において形成された島状半導体層を活性層とするメモリTFTを形成する工程と、を少なくとも含み、前記第一の工程において形成された島状半導体層の側端部はテーパ形状を有することを特徴とする。
【0021】
上記構成において、前記第一の絶縁膜は、熱酸化膜または熱酸化膜を含む積層膜であることが好ましい。
【0022】
また、上記構成において、前記第一の工程は、島状半導体層の側端部をテーパ角度20°〜70°のテーパ形状に形成する工程を少なくとも含むことが好ましい。
【0023】
また、上記構成において、前記第一の工程は、フォトレジストをテーパ状に形成する第二の工程と、前記半導体薄膜を異方性エッチングする第三の工程と、を少なくとも有していても良い。
【0024】
また、上記構成において、前記第二の工程は、フォトレジストの側端部をテーパ角度20°〜70°のテーパ形状に形成することが好ましい。
【0025】
また、上記構成において、前記第三の工程は、二段階以上の多段階エッチングする工程を少なくとも含んでいても良い。
【0026】
また、上記構成において、前記第三の工程は、半導体薄膜とフォトレジストとの選択比を1/5〜2とすることが好ましい。
【0027】
【発明の実施の形態】
本実施の形態では、本発明のメモリTFTの代表的な素子構造について述べる。
【0028】
図1(A)は本発明の実施の形態に係わるスタック構造のN型メモリTFTの平面図、図1(B)は、図1(A)中のA−A’線に沿う断面図、図1(C)は、図1(A)中のB−B’線に沿う断面図、図1(D)は回路図である。
【0029】
図1(A)、(B)及び(C)において、絶縁表面を有する基板101上に、半導体薄膜を利用し、チャネル領域102、ソース領域103及びドレイン領域104が形成されている。チャネル領域102、ソース領域103及びドレイン領域104を合わせて活性層105と呼ぶ。ソース領域103及びドレイン領域104は、N型不純物領域であり、半導体薄膜に砒素(又はリン)を添加することで形成される。
【0030】
活性層の上には第一の絶縁膜(トンネル酸化膜)106が積層されている。トンネル酸化膜106の上には電荷蓄積層(浮遊ゲート)107が形成されている。浮遊ゲート107の上には第二の絶縁膜108が積層されている。第二の絶縁膜108の上には制御ゲート109が形成されている。
【0031】
本実施の形態では、活性層側端部110がテーパ形状をしていることが特徴である。なお、半導体薄膜のエッチング工程により形成された活性層において、エッチングにより形成された面と、活性層下面と、が作る角をテーパ角と呼び、その大きさをテーパ角度と呼ぶことにする。
【0032】
本実施の形態では、テーパ角度を20°〜70°(好ましくは30°〜60°)とすることが好ましい。これにより、活性層側端角部111においても、トンネル酸化膜106は一様な厚さとなる。さらに、活性層側端角部111への電界集中も低減される。従って、制御ゲート109に電圧印加時及び浮遊ゲート107に電荷蓄積時において、浮遊ゲート107から活性層105へのリーク電流が低減され、電荷保持特性が向上する。その結果、トンネル膜厚を薄膜化することができ、低動作電圧化、低消費電力化が可能である。
【0033】
ここで、本実施の形態における、活性層側端部110のテーパ形状は、図1(B)及び(C)に示したような一段階のテーパ形状(図3(A)に再掲)の他にも、図3(B)に示すような、二段階のテーパ形状としても良い。また、三段階以上のテーパ形状や、図3(C)に示すような連続的に変化するテーパ形状としても良い。これらの断面は、図1(A)中のA−A’線に沿っている。なお、多段階のテーパ形状や、連続的に変化するテーパ形状とすることで、絶縁表面を有する基板301と、活性層と、の界面における活性層側端部307の尖りを防ぐことができる。
【0034】
図3において、301は絶縁表面を有する基板、302はチャネル領域、303はトンネル酸化膜、304は浮遊ゲート、305は第二の絶縁膜、306は制御ゲート、307は活性層側端部である。
【0035】
なお、本実施の形態ではN型メモリTFTとしたが、P型メモリTFTとすることも可能である。この場合は、ソース領域103及びドレイン領域104を、P型不純物領域とし、半導体薄膜にボロンを添加して形成すれば良い。
【0036】
さらに、本実施の形態では、絶縁表面を有する基板上に形成した半導体薄膜を利用して、メモリTFTを形成した例について示したが、SOI基板上に形成したメモリTFTでも良い。
【0037】
また、本発明では、少なくとも、活性層と浮遊ゲートとがトンネル酸化膜を介して重なっている領域において、活性層側端部がテーパ形状となっていれば良い。これは、本発明の主旨が、活性層側端部における、浮遊ゲートから活性層へのリーク電流の低減だからである。
【0038】
本発明におけるN型メモリTFTの動作電圧の一例を、表1にまとめる。もちろん、表1の動作電圧は一例であって、動作電圧は表1の値に限定される必要はない。
【0039】
【表1】
Figure 0004776801
【0040】
【実施例】
(実施例1)
本実施例では、実施の形態に示した構成からなるN型メモリTFTの製造方法について説明する。
【0041】
図4(A)〜(E)は、それぞれ前記実施の形態に係わるN型メモリTFTを主要な製造工程毎に示した断面図である。これらの断面は、図1(A)中のA−A’線に沿っている。
【0042】
まず、図4(A)に示すように、絶縁表面を有する基板401上に多結晶シリコン薄膜402を厚さ50nmで形成する。絶縁表面を有する基板401としては、石英基板、熱酸化膜を設けたシリコン基板、下地膜を設けたセラミックス基板等を用いることができる。本実施例では、石英基板を用いた。
【0043】
多結晶シリコン薄膜402は、CVD装置により直接成膜したものでも良いし、アモルファスシリコン薄膜を結晶化したものでも良い。また、アモルファスシリコンの結晶化はファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニールのいずれの手段によっても良い。さらに、シリコンの結晶化を助長する触媒元素を利用しても良い。
【0044】
本実施例では、特開平7−130652号公報の実施例1に記載の技術を用いる。同公報ではアモルファスシリコン薄膜全面に触媒元素を含有した極薄膜をスピンコート法で形成し、触媒作用を利用してアモルファスシリコン薄膜を結晶化する技術が開示されている。
【0045】
なお、上記触媒元素としては、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、鉄(Fe)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銅(Cu)、金(Au)、ゲルマニウム(Ge)、鉛(Pb)、インジウム(In)から選ばれた一種または複数種の元素を用いることができる。
【0046】
また、絶縁表面を有する基板401上に半導体薄膜を形成する代わりに、SOI基板を用いても良い。
【0047】
次に、活性層404の形成パターンに応じたフォトレジスト403を形成する。図4(A)に示したように、フォトレジスト403の側端部はテーパ形状とする。このような形状にするには、通常のレジスト塗布後、露光装置の焦点を通常より1〜2μm程度シフトさせて露光し、その後現像すれば良い。また、通常の露光及び現像後、ベーク処理によりフォトレジスト403表面を熔融させても良い。なお、本実施例ではフォトレジスト403の側端部のテーパ角度は20°〜70°とすることが望ましい。このようにすると、後の活性層形成工程において、活性層側端部のテーパ形状が得やすくなる。
【0048】
次に、図4(B)に示すように多結晶シリコン薄膜402を、フォトレジスト403をマスクとして異方性エッチングし、活性層404を形成する。
【0049】
異方性エッチングでは、多結晶シリコン薄膜402とフォトレジスト403との選択比(多結晶シリコン薄膜のエッチング速度/フォトレジストのエッチング速度)が大きすぎなければ良く、1/5〜2とすれば良い。そうすることによって、フォトレジスト403のテーパ形状が反映され、活性層側端部405がテーパ形状にエッチングされる。本実施例ではRIE装置を用い、CF4+O2ガスをCF4:O2=1:1の条件で異方性エッチングを行った。このように、活性層側端部405をテーパ形状とすることで、後の熱酸化工程において、活性層404全面に一様な熱酸化膜を形成することができる。
【0050】
なお、活性層側端部405のテーパ角度は20°〜70°(好ましくは30°〜60°)とすることが好ましい。活性層側端部405のテーパ形状は、フォトレジスト403の露光条件及びベーク条件により制御できる。また、異方性エッチング工程における多結晶シリコン薄膜402とフォトレジスト403との選択比条件によっても制御できる。実施者は、必要なテーパ角度に応じて、これらの条件を最適化すれば良い。
【0051】
続いて、フォトレジスト403を除去する。この後、メモリTFT製造後のしきい値をノーマリオフ側にシフトさせるため、チャネルドープを行う。チャネルドープはP型不純物元素(本実施例ではボロン)を活性層404に添加する。ボロンの濃度は1×1017atom/cm3〜1×1019atom/cm3となるように調節すれば良い。なお、P型メモリTFTを製造する場合は、チャネルドープは特に必要無いが、必要な場合はN型不純物元素を添加すれば良い。
【0052】
次に、図示しないが、活性層404上にオーバーラップ領域の形成パターンに応じたフォトレジストを形成する。このフォトレジストをマスクとして一導電性を付与する不純物元素の添加を行う。添加する不純物元素は、P型不純物元素(本実施例ではリン)を用いる。リンの濃度は1×1019atom/cm3〜1×1022atom/cm3となるように調節すれば良い。
【0053】
本実施例におけるN型メモリTFTの製造では、オーバーラップ領域を、浮遊ゲートへのホットエレクトロン注入効率向上、及び電荷引き抜き時の引き抜き領域、の目的で設けた。実施者は適宜、目的に応じて添加する不純物元素量を選べば良い。
【0054】
以上のようにして、不純物元素の添加工程が終了したら、ファーネスアニール、レーザーアニール、ランプアニール等のうちいずれかの工程、もしくはそれらの工程を組み合わせた工程により、不純物元素の活性化を行う。それと同時に添加工程で受けた活性層の損傷も修復される。本実施例では、800℃窒素雰囲気中で1時間熱処理を行った。
【0055】
次に、図4(C)に示すように、トンネル酸化膜406を形成する。本実施例では、減圧CVD装置により二酸化シリコンを20nm成膜した後、さらに酸素雰囲気中で熱酸化を行い、20nmの熱酸化膜を形成した。なお、トンネル酸化膜406は、熱酸化工程による単層であっても良いし、CVD装置によって成膜したシリコンを含む酸化膜と熱酸化膜との積層構造であっても良い。また、熱酸化は、酸素雰囲気中で行っても良いし、ハロゲン元素を含ませた酸化性雰囲気で行っても良い。
【0056】
本実施例では、活性層側端部405をテーパ形状としたため、活性層側端角部407においても一様なトンネル酸化膜406が形成される。
【0057】
続いて、図4(D)に示すように、導電性薄膜408を成膜して、浮遊ゲート410の形成パターンに応じたフォトレジスト409を形成する。次いで、フォトレジスト409をマスクに用いて導電性薄膜408を異方性エッチングし、浮遊ゲート410を形成する。ここで、導電性薄膜408は、導電性多結晶シリコン薄膜、タングステン薄膜、アルミニウム薄膜、アルミニウムを主成分とする金属薄膜、または、これらの積層構造でも良い。本実施例では、タングステン薄膜を用いた。
【0058】
続いて、図4(E)に示すように、第二の絶縁膜411を形成する。第二の絶縁膜411は、二酸化シリコン薄膜でも良いし、二酸化シリコン、窒化シリコン、二酸化シリコンを順次積層した、通常ONO膜と呼ばれる積層膜でも良い。本実施例では二酸化シリコン薄膜を70nm成膜した。
【0059】
そして、導電性薄膜の成膜、制御ゲート412のパターンに応じたフォトレジスト形成、フォトレジストをマスクとした導電性薄膜のエッチング、を順に行い、制御ゲート412を形成する。ここで、導電性薄膜は、導電性多結晶シリコン薄膜、タングステン薄膜、アルミニウム薄膜、アルミニウムを主成分とする金属薄膜、または、これらの積層構造でも良い。本実施例ではタングステン薄膜を用いた。
【0060】
この後、特に図示しないが、周知の製造方法にしたがって、図1(A)におけるソース領域103及びドレイン領域104を形成する。さらに、層間絶縁膜、メタル配線コンタクトホール、メタル配線層を形成することで、本発明の第一の実施例に係わるN型メモリTFTが完成する。
【0061】
(実施例2)
本実施例では、活性層側端部を二段階以上の多段階テーパ形状に形成する製造方法を説明する。
【0062】
絶縁表面を有する基板上に半導体薄膜を形成し、活性層パターンのフォトレジストを形成するまでの製造工程は、実施例1と同様である。続いて行う半導体薄膜のエッチング工程において、活性層側端を二段階のテーパ形状に形成する。なお、活性層側端部のテーパ角度は、上側のテーパ角度が小さく(好ましくは20°〜50°)、下側のテーパ角度が大きい(好ましくは40°〜70°)二段階のテーパ形状が好ましい。このようにすると、絶縁表面を有する基板と、活性層と、の界面における活性層側端部の尖りを防ぐことができる。
【0063】
半導体薄膜のエッチング工程において、半導体薄膜とフォトレジストとの選択比を、工程前半と後半とで二段階的に変えれば、活性層側端部が二段階のテーパ形状に形成される。ここで、エッチング工程後半における半導体薄膜とフォトレジストとの選択比を、工程前半より小さくすれば、活性層側端部の上側のテーパ角度が下側より小さく形成される。具体的には、例えば、RIE装置を用い、CF4+O2ガス雰囲気中で異方性エッチングを行う場合、O2ガス流量の割合を増せば良い。
【0064】
このように、活性層側端部を上側のテーパ角度が小さく、下側のテーパ角度が大きい二段階のテーパ形状とすることで、均一な厚さのトンネル酸化膜を形成しやすくなり、電界集中も生じにくくなる。
【0065】
また、半導体薄膜のエッチング工程において、半導体薄膜とフォトレジストとの選択比条件を、三段階以上、あるいは連続的に変えることで、活性層側端部は三段階以上のテーパ形状、あるいは連続的に変化するテーパ形状となる。
【0066】
このような、三段階以上のテーパ形状、あるいは連続的に変化するテーパ形状は、フォトレジストと半導体薄膜との選択比が、次第に小さくなるエッチング条件に多段階的に、あるいは連続的に変えれば形成可能である。具体的には、例えば、RIE装置を用い、CF4+O2ガス雰囲気中で異方性エッチングを行う場合、O2ガス流量の割合を多段階的に、あるいは連続的に増せば良い。
【0067】
なお、活性層側端部のテーパ角度は、最上側のテーパ角度が最も小さく(好ましくは20°〜40°)、下の段にいくにつれテーパ角度は大きくなり、最下側のテーパ角度が最も大きい(好ましくは50°〜70°)三段階以上、あるいは連続的に変化するテーパ形状が好ましい。このようにすると、絶縁表面を有する基板と、活性層と、の界面における活性層側端部の尖りを防ぐことができる。
【0068】
半導体薄膜のエッチング工程後は、トンネル酸化膜、浮遊ゲート、第二の絶縁膜、制御ゲート、ソース領域及びドレイン領域、層間絶縁膜、メタル配線コンタクトホール、メタル配線層を形成することで、本発明のメモリTFTが完成する。これらの工程は実施例1に示した工程と同様の方法を用いることができる。
【0069】
(実施例3)
本発明によるメモリTFTは、不揮発性記憶素子を用いた公知のあらゆる回路構成に対して適用できる。本実施例では、本発明をNOR型フラッシュメモリに応用した場合について説明をする。
【0070】
図5(A)は、メモリTFTがm行n列(m、nは各々1以上の整数)のマトリクス状に配列されたNOR型フラッシュメモリ回路の回路図である。なお、メモリTFTは、N型またはP型いずれの導電型メモリTFTでも良い。
【0071】
図5(A)において、B1で示されるビット線501には第1列に配置されているm個のメモリTFT502〜504が接続されている。また、m個のメモリTFT502〜504は各々W1〜Wmで示されるm個のワード線505〜507を制御ゲートとして利用する。同様に、Bnで示されるビット線508には第n列に配置されているm個のメモリTFT509〜511が接続されている。また、m個のメモリTFT509〜511は各々m個のワード線506〜507を制御ゲートとして利用する。そして、メモリTFT502〜504及び509〜511において、ビット線501あるいは508と接続しない側の端子は、Vsで示されるソース線512と接続されている。
【0072】
また、図5(A)のNOR型フラッシュメモリ回路を構成するメモリセルアレイの上面図の一例を図5(B)に示す。図5(B)において、図5(A)に対応する部分には同一参照符号を用いている。
【0073】
図5(B)において、コンタクトホール513を介して、ソース領域514、ドレイン領域515は、各々ソース線512、ビット線501に電気的に接続されている。また、516は浮遊ゲートである。
【0074】
このように本発明のメモリTFTにより構成されたNOR型フラッシュメモリ回路の動作方法について説明する。ここでは、N型メモリTFTにより構成された回路について説明するが、P型メモリTFTにより構成された回路の場合も印加電圧を適宜読み替えれば応用できる。書き込みはホットエレクトロンによって行い、消去は浮遊ゲート−活性層間のトンネル電流により行う。なお、書き込みはビット毎書き込み、消去は一括消去について説明する。
【0075】
本実施例において、”1”の状態とはメモリTFTの浮遊ゲートに電荷が蓄積されている状態を示し、しきい値電圧は6V以上とする。また、”0”の状態とはメモリTFTの浮遊ゲートに電荷が蓄積されていない状態を示し、しきい値電圧は0.5V〜3Vとする。
【0076】
まず、ビット毎書き込みについて説明する。具体例として、図5においてメモリTFT502に”1”を書き込む場合を説明する。
【0077】
まず、ソース線512をGNDに接続する。次に、ビット線501に正電位(例えば8V)を印加して、ワード線505に正電位(例えば12V)を印加する。その他の(n−1)本のビット線及び(m−1)本のワード線はGNDに接続する。
【0078】
その結果、メモリTFT502のドレイン領域近傍でホットエレクトロンが発生し、浮遊ゲート−活性層間の電界により、浮遊ゲートに電荷が注入され、”1”が書き込まれる。その他の(m×n−1)個のメモリTFTには電荷は注入されない。
【0079】
一括消去を行う場合は、まず、ソース線512をGNDに接続する。次にm本のワード線505〜507を負電位(例えば−20V)に接続する。また、n本のビット線501、508を浮遊状態とする。その結果、m×n個のメモリTFT502〜504及び509〜511全てにおいて、浮遊ゲートからソース領域へトンネル電流が流れ、”0”の状態となる。
【0080】
次に、読み出しについて説明する。具体例として、図5においてメモリTFT502の情報を読み出す方法を述べる。まず、ソース線512をGNDに接続する。次に、ワード線505以外の(m−1)本のワード線506、507をGNDに接続する。これにより、ワード線505に接続されたn個のメモリTFT502、509以外のn×(m−1)個のメモリTFT503、504、510、511がオフとなる。この状態で、ワード線505に5Vを印加して、ビット線501に微小な正電位(例えば1V)を印加する。メモリTFT502の状態が”1”ならば、メモリTFT502はオフとなり、ソース−ドレイン間に電流は流れない。しかし、メモリTFT502の状態が”0”ならば、メモリTFT502はオンとなり、ソース−ドレイン間に電流が流れる。このように、ソース−ドレイン間電流を検出することにより、メモリTFT502の情報が読み出せる。
【0081】
なお、本実施例の回路構成は、実施例1または2に示した製造工程を用いて製造することが可能である。
【0082】
(実施例4)
本実施例では、本発明によるメモリTFTをNAND型フラッシュメモリに応用した場合について説明をする。
【0083】
図6(A)は、m個(mは1以上の整数)のメモリTFTと2つのTFTとが直列に接続された回路が、n列(nは1以上の整数)配置されたNAND型フラッシュメモリ回路の回路図である。なお、メモリTFT及びTFTは、N型またはP型いずれの導電型メモリTFT及びTFTでも良い。
【0084】
図6(A)において、第1列には選択TFT601、m個のメモリTFT602〜604、及び選択TFT605が直列に接続されている。選択TFT601及び605はST1及びST2で示される選択線606及び607を各々ゲート電極として利用する。また、m個のメモリTFT602〜604は各々W1〜Wmで示されるm個のワード線608〜610を制御ゲートとして利用する。同様に、第n列には選択TFT611、m個のメモリTFT612〜614、及び選択TFT615が直列に接続されている。選択TFT611及び615は選択線606及び607を各々ゲート電極として利用する。また、m個のメモリTFT612〜614は各々m個のワード線608〜610を制御ゲートとして利用する。そして、選択TFT601及び611において、メモリTFTと接続しない側の端子は、各々B1及びBnで示されるビット線616及び617と接続されている。さらに、選択TFT605及び615において、メモリTFTと接続しない側の端子は、Vsで示されるソース線618と接続されている。なお、全てのメモリTFT602〜604、及び612〜614のチャネル領域は、ボディ線619と電気的に接続されている。
【0085】
また、図6(A)のNAND型フラッシュメモリ回路を構成するメモリセルアレイの上面図の一例を図6(B)に示す。図6(B)において、図6(A)に対応する部分には同一参照符号を用いている。
【0086】
コンタクトホール620を介して、ソース領域621、ドレイン領域622は、各々ソース線618、ビット線616に電気的に接続されている。また、623はソース/ドレイン領域、624は浮遊ゲートである。ボディ端子625は、ソース領域621及びドレイン領域622と極性の異なる導電性を有する不純物を半導体薄膜に添加して形成する。
【0087】
このように構成された本発明のメモリTFTの動作方法について説明する。ここでは、N型のメモリTFT及びTFTにより構成された回路について説明するが、P型のメモリTFT及びTFTにより構成された回路の場合も印加電圧を適宜読み替えれば応用できる。本実施例では、書き込み及び消去は浮遊ゲート−活性層間のトンネル電流により行う。なお、書き込みは一行書き込み、消去は一括消去について説明する。
【0088】
本実施例において、”1”の状態とはメモリTFTの浮遊ゲートに電荷が蓄積されている状態を示し、しきい値電圧は6V〜8Vとする。また、”0”の状態とはメモリTFTの浮遊ゲートに電荷が蓄積されていない状態を示し、しきい値電圧は2V以下とする。
【0089】
まず、一行書き込みについて説明する。具体例として、図6においてワード線608に接続されたn個のメモリTFTを取り上げ、メモリTFT602にのみ”1”を、その他の(n−1)個のメモリTFT612には”0”を書き込む場合を説明する。なお、書き込み前は、全てのメモリTFTが”0”の状態とする。
【0090】
まず、ソース線618をGNDに接続する。次に、ビット線616をGNDに落とし、その他の(n−1)本のビット線617に正電位(例えば10V)を印加する。選択線606に正電位(例えば12V)を印加して、n個の選択TFT601、611をオンにする。また、選択線607はGNDに接続して、n個の選択TFT605、615をオフにする。次に、ワード線608に正電位(例えば20V)を印加して、その他の(m−1)本のワード線609、610には正電位(例えば10V)を印加する。
【0091】
その結果、ワード線608に接続されたn個のメモリTFTのうち、メモリTFT602では、制御ゲート−活性層間に20V程度の高電圧が印加され、浮遊ゲート−活性層間の電界によりトンネル電流が流れ、浮遊ゲートに電荷が注入される。従って、”1”の状態になる。一方、その他の(n−1)個のメモリTFT612では、制御ゲート−活性層間に高々10V程度の電圧が印加されるだけなので、浮遊ゲート−活性層間にトンネル電流は流れず、浮遊ゲートに電荷は注入されない。従って、”0”のままである。
【0092】
また、ワード線608以外の(m−1)本のワード線609、610に接続されたn×(m−1)個のメモリTFTでは、制御ゲート−活性層間に高々10V程度の電圧が印加されるだけなので、浮遊ゲート−活性層間にトンネル電流は流れず、浮遊ゲートに電荷は注入されない。従って、”0”のままである。
【0093】
一括消去を行う場合は、まず、ボディ線619をGNDに接続する。次に、ソース線618及びn本全てのビット線616、617を浮遊状態にする。2×n個の選択TFT601、605、611及び615は、オンでもオフでも良い。次にm本全てのワード線608〜610に負電位(例えば−20V)を印加する。その結果、m×n個全てのメモリTFT608〜610及び612〜614において、制御ゲート−活性層間に20V程度の高電圧が印加され、浮遊ゲートからソース領域へトンネル電流が流れる。こうして、m×n個全てのメモリTFT608〜610及び612〜614が”0”の状態となる。
【0094】
次に、読み出しについて説明する。具体例として、図6においてメモリTFT602の情報を読み出す方法を述べる。まず、ソース線618をGNDに接続する。選択線606及び607に正電位(例えば3V)を印加して、2n個の選択TFT601、605、611及び615を全てオンにする。次に、ワード線608以外の(m−1)本のワード線609、610に正電位(例えば8V)を印加して、これら(m−1)本のワード線609、610に接続されたn×(m−1)個のメモリTFT603、604、613及び614を全てオンにする。この状態で、ワード線608に4Vを印加して、ビット線616に微小な正電位(例えば1V)を印加する。メモリTFT602の状態が”1”ならば、メモリTFT602はオフとなり、ソース−ドレイン間に電流は流れない。しかし、メモリTFT602の状態が”0”ならば、メモリTFT602はオンとなり、ソース−ドレイン間に電流が流れる。このように、ソース−ドレイン間電流を検出することにより、メモリTFT602の情報が読み出せる。
【0095】
実施例3に示した様なNOR型回路では、個々のメモリTFTが直接ビット線及びソース線と接続しているので、浮遊ゲートへの電子の注入が精密にでき、読み出しも精密に行えるという利点がある。更に読み出し時間が、本実施例に示したNAND型に比べて早いという利点もある。
【0096】
また、本実施例に示した様なNAND型回路では、読み出し時間が、実施例3に示したNOR型に比べて遅いが、集積度を大幅に向上させることができるという利点を有する。
【0097】
なお、本実施例の回路構成は、実施例1または2に示した製造工程を用いて製造することが可能である。
【0098】
(実施例5)
本実施例では、本発明のメモリTFTをSOI基板上に集積したマイクロプロセッサに適用した場合について説明する。
【0099】
図7に示すのは、マイクロプロセッサの一例である。マイクロプロセッサは典型的にはCPUコア、フラッシュメモリ、RAM、クロックコントローラー、キャッシュメモリ、キャッシュコントローラー、シリアルインターフェース、I/O(入出力)ポート等から構成される。勿論、図7に示すマイクロプロセッサは簡略化した一例であり、実際のマイクロプロセッサはその用途に応じて多種多様な回路設計が行われる。
【0100】
図7に示すマイクロプロセッサでは、CPUコア701、キャッシュメモリ702、クロックコントローラー703、キャッシュコントローラー705、シリアルインターフェース706、I/Oポート707をCMOS回路で構成している。また、フラッシュメモリ704には本発明のメモリTFTが用いられている。フラッシュメモリの回路構成としては、実施例3に示したNOR型、実施例4に示したNAND型及び他の公知の回路構成が利用できる。また、本実施例のマイクロプロセッサは、実施例1または2に示した製造工程を用いて製造することが可能である。
【0101】
(実施例6)
本発明のメモリTFTは、絶縁表面を有する基板上に形成されたTFTによって構成された半導体装置の部品と一体形成することにより、多機能、高機能、および小型の半導体装置を提供することができる。本実施例では、そのような例として、本発明のメモリTFTにより構成される不揮発性メモリと、画素部と、画素部の駆動回路と、γ(ガンマ)補正回路と、を備えた電気光学装置(代表的には、液晶表示装置およびEL表示装置)を示す。
【0102】
γ補正回路とはγ補正を行うための回路である。γ補正とは画像信号に適切な電圧を付加することによって、画素電極に印加される電圧とその上の液晶又はEL層の透過光強度との間に線形関係を作るための補正である。
【0103】
図8は、上記電気光学装置のブロック図であり、本発明のメモリTFTにより構成される不揮発性メモリ802と、画素部805と、画素部の駆動回路であるゲート信号側駆動回路803およびソース信号側駆動回路804と、γ(ガンマ)補正回路801と、が設けられている。また、画像信号、クロック信号若しくは同期信号等は、FPC(フレキシブルプリントサーキット)806を経由して送られてくる。不揮発性メモリ802は、実施例3または4に示した回路構成を用いることができる。
【0104】
また、本実施例の電気光学装置は、例えば実施例1または2の製造方法によって絶縁表面を有する基板上に一体形成することができる。なお、液晶またはEL層の形成を含むTFT形成後の工程については公知の方法を用いればよい。
【0105】
また、画素部805、画素部の駆動回路803、804、およびγ(ガンマ)補正回路801については、公知の回路構造を用いれば良い。
【0106】
本実施例の電気光学装置において、不揮発性メモリ802には、パソコン本体やテレビ受信アンテナ等から送られてきた画像信号にγ補正をかけるための補正データが格納(記憶)されている。γ補正回路801は、その補正データを参照して画像信号に対するγ補正を行う。
【0107】
γ補正のためのデータは電気光学装置を出荷する前に一度格納しておけば良いが、定期的に補正データを書き換えることも可能である。また、同じように作製した電気光学装置であっても、微妙に液晶の光学応答特性(先の透過光強度と印加電圧の関係など)が異なる場合がある。その場合も、本実施例では電気光学装置毎に異なるγ補正データを格納しておくことが可能なので、常に同じ画質を得ることが可能である。
【0108】
さらに、不揮発性メモリに複数の補正データを格納して、新たに制御回路を加えることにより、補正データに基づく複数の色調を自由に選択することも可能である。
【0109】
なお、不揮発性メモリ802にγ補正の補正データを格納する際、本出願人による特願平10−156696号に記載された手段を用いることは好ましい。また、γ補正に関する説明も同出願になされている。
【0110】
また、不揮発性メモリに格納する補正データはデジタル信号であるので、必要に応じてD/Aコンバータ若しくはA/Dコンバータを同一基板上に形成することが望ましい。
【0111】
(実施例7)
本発明のメモリTFTにより構成された不揮発性メモリを具備する半導体装置であって、実施例5に示した半導体装置とは異なる例を、図9を用いて説明する。
【0112】
図9に、本実施例の電気光学装置(代表的には、液晶表示装置およびEL表示装置)のブロック図を示す。本実施例の電気光学装置には、本発明のメモリTFTにり構成される不揮発性メモリ903と、SRAM902と、画素部906と、画素部の駆動回路であるゲート信号側駆動回路904およびソース信号側駆動回路905と、メモリコントローラ回路901と、が設けられている。また、画像信号、クロック信号若しくは同期信号等は、FPC(フレキシブルプリントサーキット)907を経由して送られてくる。
【0113】
本実施例におけるメモリコントローラ回路901とは、SRAM902および不揮発性メモリ903に画像データを格納したり読み出したりという動作を制御するための制御回路である。
【0114】
SRAM902は高速なデータの書き込みを行うために設けられている。SRAMの代わりにDRAMを設けてもよく、また、高速な書き換えが可能な不揮発性メモリであれば、SRAMを設けなくてもよい。不揮発性メモリ902は、実施例3または4に示した回路構成を用いることができる。
【0115】
本実施例の電気光学装置は、例えば実施例1または2の製造方法によって絶縁表面を有する基板上に一体形成することができる。なお、液晶またはEL層の形成を含むTFT形成後の工程については公知の方法を用いて作製すれば良い。
【0116】
また、SRAM902、画素部906、画素部の駆動回路904、905、およびメモリコントローラ回路901については、公知の回路構造を用いれば良い。
【0117】
本実施例の電気光学装置において、パソコン本体やテレビ受信アンテナ等から送られてきた画像信号は、1フレーム毎にSRAM902に格納(記憶)され、その画像信号はメモリコントローラ回路901によって順次画素部906に入力され表示される。SRAM902には少なくとも画素部906に表示される画像1フレーム分の画像情報が記憶される。例えば、6ビットのデジタル信号が画像信号として送られてくる場合、少なくとも画素数×6ビットに相当するメモリ容量を必要とする。また、メモリコントローラ回路901により、必要に応じて、SRAM902に格納された画像信号を不揮発性メモリ903へ格納したり、不揮発性メモリ903に格納された画像信号を画素部906へ入力し表示したりすることができる。
【0118】
なお、SRAM902および不揮発性メモリ903に格納する画像データはデジタル信号であるので、必要に応じてD/Aコンバータ若しくはA/Dコンバータを同一基板上に形成することが望ましい。
【0119】
本実施例の構成では、画素部906に表示された画像を常にSRAM902に記憶しており、画像の一時停止を容易に行うことができる。さらにSRAM902に記憶された画像信号を不揮発性メモリ903へ格納したり、不揮発性メモリ903に記憶された画像信号を画素部へ入力することによって、画像の録画および再生といった動作を容易に行うことができる。そして、ビデオデッキ等に録画することなくテレビ放送を自由に一時停止することや、録画、再生を行うことが可能となる。
【0120】
録画および再生可能な画像の情報量は、SRAM902と不揮発性メモリ903の記憶容量に依存する。少なくとも1フレーム分の画像信号を格納することにより、静止画の録画と再生が可能となる。さらに、数百フレーム、数千フレーム分といった画像情報を格納しうる程度まで不揮発性メモリ903のメモリ容量を増やすことができれば、数秒若しくは数分前の画像を再生(リプレイ)することも可能となる。
【0121】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、活性層側端角部において、トンネル酸化膜が薄膜化することを避けられ、且つ電界集中も避けられるので、浮遊ゲートから活性層に流れるリーク電流を抑えられる。従って、電荷保持特性を高めることができる。また、電荷保持特性を保ったまま絶縁膜を更に薄くでき、更なる低電圧動作、短時間書き換え及び低消費電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)は本発明の実施の形態に係わるN型メモリTFTを示す平面図、図1(B)は図1(A)のA−A’線に沿う断面図、図1(C)は図1(A)のB−B’線に沿う断面図、図1(D)は回路図。
【図2】図2(A)は従来のTFT製造工程における活性層形成時の活性層断面図、図2(B)は熱酸化膜形成時の活性層断面図。
【図3】図3(A)は活性層側端部が一段階テーパ形状のメモリTFT断面図、図3(B)は活性層側端部が二段階テーパ形状のメモリTFT断面図、図3(C)は活性層側端部が連続的なテーパ形状のメモリTFT断面図、
【図4】実施例1におけるN型メモリTFTの主要な製造工程を示す断面図。
【図5】図5(A)は本発明のメモリTFTを用いたNOR型フラッシュメモリの回路を示す図、図5(B)は図5(A)の上面図。
【図6】図6(A)は本発明のメモリTFTを用いたNAND型フラッシュメモリの回路を示す図、図6(B)は図6(A)の上面図。
【図7】本発明のメモリTFTを用いた半導体回路を示す図。
【図8】本発明のメモリTFTを用いた電気光学装置を示す図。
【図9】本発明のメモリTFTを用いた電気光学装置を示す図。
【符号の説明】
101・・・絶縁表面を有する基板
102・・・チャネル領域
103・・・ソース領域
104・・・ドレイン領域
105・・・活性層
106・・・第一の絶縁膜
107・・・浮遊ゲート
108・・・第二の絶縁膜
109・・・制御ゲート
110・・・活性層側端部
111・・・活性層側端角部

Claims (1)

  1. 直線状の第1の島状半導体層と、前記第1の島状半導体層を覆う第1の熱酸化膜と、前記第1の熱酸化膜上に形成された第1の浮遊ゲートと、前記第1の浮遊ゲート上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上に形成された第1の制御ゲートとを有する第1のメモリTFTと、
    直線状の第2の島状半導体層と、前記第2の島状半導体層を覆う第2の熱酸化膜と、前記第2の熱酸化膜上に形成された第2の浮遊ゲートと、前記第2の浮遊ゲート上に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に形成された前記第1の制御ゲートとを有する第のメモリTFTと、を有し、
    前記第1の島状半導体層の端部のうち、少なくとも前記第1の浮遊ゲートと重なる部分の端部はテーパ形状を有し、
    前記第2の島状半導体層の端部のうち、少なくとも前記第2の浮遊ゲートと重なる部分の端部はテーパ形状を有し、
    前記第1の浮遊ゲート及び前記第2の浮遊ゲートは電気的に孤立しているとともに、前記第1の制御ゲートは前記第1の浮遊ゲート及び前記第2の浮遊ゲートと重なる位置に設けられており、
    前記第1の制御ゲートは、前記第1の浮遊ゲートから前記第2の浮遊ゲートに向かって直線状に設けられており、
    前記第1の浮遊ゲート、前記第1の制御ゲート、及び前記第2の浮遊ゲートは平行に配置されており、
    前記第1の島状半導体層と、前記第1の島状半導体層を覆う第3の熱酸化膜と、前記第3の熱酸化膜上に形成された第3の浮遊ゲートと、前記第3の浮遊ゲート上に形成された第3の絶縁膜と、前記第3の絶縁膜上に形成された第2の制御ゲートとを有する第3のメモリTFTを有し、
    前記第1の島状半導体層は、前記第1の浮遊ゲート及び前記第3の浮遊ゲートと重なる位置に設けられており、
    前記第1及び第3のメモリTFTのチャネル形成領域にはボディ線が電気的に接続されており、
    前記ボディ線は、前記第1及び第3のメモリTFTのソース領域及びドレイン領域と極性の異なる導電性を有する不純物を半導体層に添加して形成されたものであり、
    前記第1の島状半導体層及び前記第2の島状半導体層は、前記第1の制御ゲートと交差しており、
    前記第1の島状半導体層及び前記第2の島状半導体層は平行に配置されており、
    前記ボディ線は、前記第1の島状半導体層と前記第2の島状半導体層との間に配置されていることを特徴とするメモリ回路。
JP2001126660A 2001-04-24 2001-04-24 メモリ回路 Expired - Fee Related JP4776801B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001126660A JP4776801B2 (ja) 2001-04-24 2001-04-24 メモリ回路
US10/128,341 US20020179964A1 (en) 2001-04-24 2002-04-24 Non-volatile memory and method of manufacturing the same
US11/206,151 US7550334B2 (en) 2001-04-24 2005-08-18 Non-volatile memory and method of manufacturing the same
US12/484,273 US8148215B2 (en) 2001-04-24 2009-06-15 Non-volatile memory and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001126660A JP4776801B2 (ja) 2001-04-24 2001-04-24 メモリ回路

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2002324857A JP2002324857A (ja) 2002-11-08
JP2002324857A5 JP2002324857A5 (ja) 2008-04-17
JP4776801B2 true JP4776801B2 (ja) 2011-09-21

Family

ID=18975655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001126660A Expired - Fee Related JP4776801B2 (ja) 2001-04-24 2001-04-24 メモリ回路

Country Status (2)

Country Link
US (3) US20020179964A1 (ja)
JP (1) JP4776801B2 (ja)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004145011A (ja) * 2002-10-24 2004-05-20 Seiko Epson Corp 配線基板、回路基板、電気光学装置及びその製造方法、電子機器
KR100474850B1 (ko) * 2002-11-15 2005-03-11 삼성전자주식회사 수직 채널을 가지는 비휘발성 sonos 메모리 및 그 제조방법
JP5046464B2 (ja) * 2002-12-18 2012-10-10 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体記憶素子の作製方法
US7541614B2 (en) * 2003-03-11 2009-06-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Integrated circuit, semiconductor device comprising the same, electronic device having the same, and driving method of the same
JP2004342927A (ja) * 2003-05-16 2004-12-02 Sharp Corp 半導体記憶装置及び携帯電子機器
US8352724B2 (en) * 2003-07-23 2013-01-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Microprocessor and grid computing system
KR101065600B1 (ko) * 2003-08-28 2011-09-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터의 제조 방법 및 표시 장치의 제조 방법
KR20050052029A (ko) * 2003-11-28 2005-06-02 삼성에스디아이 주식회사 박막트랜지스터
US7072217B2 (en) * 2004-02-24 2006-07-04 Micron Technology, Inc. Multi-state memory cell with asymmetric charge trapping
KR20130016434A (ko) * 2004-07-14 2013-02-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 무선 프로세서, 무선 메모리, 정보 처리 시스템
JP2006303188A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Oki Electric Ind Co Ltd 強誘電体キャパシタ及びその製造方法
JP4284300B2 (ja) * 2005-05-02 2009-06-24 株式会社東芝 半導体記憶装置
KR100735929B1 (ko) * 2005-06-11 2007-07-06 삼성전자주식회사 낸드형 플래시 메모리 어레이 및 그 동작 방법
US7968932B2 (en) * 2005-12-26 2011-06-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
EP1818989A3 (en) 2006-02-10 2010-12-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof
TWI416738B (zh) 2006-03-21 2013-11-21 Semiconductor Energy Lab 非揮發性半導體記憶體裝置
EP1837900A3 (en) * 2006-03-21 2008-10-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device
EP1837917A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device
US7760552B2 (en) * 2006-03-31 2010-07-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Verification method for nonvolatile semiconductor memory device
US7554854B2 (en) * 2006-03-31 2009-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for deleting data from NAND type nonvolatile memory
EP1840947A3 (en) * 2006-03-31 2008-08-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device
US8022460B2 (en) 2006-03-31 2011-09-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device
US7907450B2 (en) * 2006-05-08 2011-03-15 Macronix International Co., Ltd. Methods and apparatus for implementing bit-by-bit erase of a flash memory device
KR20080077446A (ko) * 2007-02-20 2008-08-25 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 표시판
JP4592739B2 (ja) * 2007-11-15 2010-12-08 シャープ株式会社 表示装置、携帯機器
CN102017129B (zh) * 2008-05-09 2013-10-23 株式会社半导体能源研究所 非易失性半导体存储装置
US8188535B2 (en) 2008-05-16 2012-05-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
BRPI0921984A2 (pt) 2008-11-20 2016-01-05 Sharp Kk camada semicondutora e método para fabricar a mesma
US8198666B2 (en) * 2009-02-20 2012-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including a nonvolatile memory element having first, second and third insulating films
KR101738996B1 (ko) * 2009-11-13 2017-05-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 불휘발성 메모리 소자를 포함하는 장치
US8441009B2 (en) 2009-12-25 2013-05-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
TWI565001B (zh) 2010-07-28 2017-01-01 半導體能源研究所股份有限公司 半導體裝置及半導體裝置的驅動方法
US8634230B2 (en) 2011-01-28 2014-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for driving the same
JP6100559B2 (ja) 2012-03-05 2017-03-22 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体記憶装置
JP6326752B2 (ja) * 2013-09-12 2018-05-23 三菱電機株式会社 薄膜トランジスタおよびその製造方法
CN105789211B (zh) * 2014-12-24 2018-10-30 上海格易电子有限公司 一种闪存存储单元及制作方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890632A (en) * 1973-12-03 1975-06-17 Rca Corp Stabilized semiconductor devices and method of making same
US4334347A (en) * 1979-10-19 1982-06-15 Rca Corporation Method of forming an improved gate member for a gate injected floating gate memory device
JP2717739B2 (ja) * 1991-03-01 1998-02-25 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JPH04299864A (ja) * 1991-03-28 1992-10-23 Seiko Epson Corp アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
JPH06132303A (ja) * 1991-11-29 1994-05-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 薄膜トランジスタおよびその作製方法
JP3443909B2 (ja) * 1993-09-08 2003-09-08 セイコーエプソン株式会社 半導体膜形成方法、半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP3431033B2 (ja) 1993-10-29 2003-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体作製方法
US5923962A (en) * 1993-10-29 1999-07-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device
TW264575B (ja) * 1993-10-29 1995-12-01 Handotai Energy Kenkyusho Kk
KR0139346B1 (ko) * 1994-03-03 1998-06-15 김광호 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법
US5840600A (en) * 1994-08-31 1998-11-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for producing semiconductor device and apparatus for treating semiconductor device
JPH08153699A (ja) * 1994-09-16 1996-06-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 薄膜半導体装置の作製方法
JP3474286B2 (ja) * 1994-10-26 2003-12-08 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜トランジスタの作製方法
JPH08181231A (ja) 1994-12-27 1996-07-12 Hitachi Ltd 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法
KR0175390B1 (ko) * 1995-07-14 1999-02-18 김광호 다결정 규소 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP3504046B2 (ja) * 1995-12-05 2004-03-08 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置の製造方法
US5888858A (en) * 1996-01-20 1999-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and fabrication method thereof
US6180439B1 (en) * 1996-01-26 2001-01-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor device
JP4187819B2 (ja) * 1997-03-14 2008-11-26 シャープ株式会社 薄膜装置の製造方法
JP4837154B2 (ja) 1997-05-30 2011-12-14 シャープ株式会社 半導体装置およびその駆動方法
JPH1187545A (ja) * 1997-07-08 1999-03-30 Sony Corp 半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法
JPH11143379A (ja) 1997-09-03 1999-05-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体表示装置補正システムおよび半導体表示装置の補正方法
US6005270A (en) * 1997-11-10 1999-12-21 Sony Corporation Semiconductor nonvolatile memory device and method of production of same
JPH11204801A (ja) 1997-11-13 1999-07-30 Seiko Epson Corp 半導体装置
JP2000031493A (ja) * 1998-07-16 2000-01-28 Fujitsu Ltd 薄膜トランジスタ及びその製造方法
JP3573056B2 (ja) * 1999-07-16 2004-10-06 セイコーエプソン株式会社 半導体装置、半導体ゲートアレイおよび電気光学装置および電子機器
US6509217B1 (en) * 1999-10-22 2003-01-21 Damoder Reddy Inexpensive, reliable, planar RFID tag structure and method for making same
GB2364823A (en) * 2000-07-12 2002-02-06 Seiko Epson Corp TFT memory device having gate insulator with charge-trapping granules
US7071037B2 (en) * 2001-03-06 2006-07-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20050277253A1 (en) 2005-12-15
JP2002324857A (ja) 2002-11-08
US7550334B2 (en) 2009-06-23
US8148215B2 (en) 2012-04-03
US20090269911A1 (en) 2009-10-29
US20020179964A1 (en) 2002-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4776801B2 (ja) メモリ回路
US6577531B2 (en) Nonvolatile memory and semiconductor device
JP4809545B2 (ja) 半導体不揮発性メモリ及び電子機器
JP5046464B2 (ja) 半導体記憶素子の作製方法
JP4663799B2 (ja) アクティブマトリクス型表示装置
US7995024B2 (en) Semiconductor device
JP3273582B2 (ja) 記憶装置
JP4026332B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2000022004A (ja) 不揮発性メモリおよび半導体装置
TWI482269B (zh) 非揮發性半導體記憶裝置
JP2001326289A (ja) 不揮発性メモリおよび半導体装置
US20020113268A1 (en) Nonvolatile memory, semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4761646B2 (ja) 不揮発性メモリ
TW201007953A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP4666783B2 (ja) 半導体装置の作製方法
JP5328214B2 (ja) 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
JP2010021482A (ja) 半導体装置、tft基板、表示装置、携帯機器
JP2003233326A (ja) アクティブマトリクス型表示装置及びその作製方法
JPH11163172A (ja) 不揮発性メモリ及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080226

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100420

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100422

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100616

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101123

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20101130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110405

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110621

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110629

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140708

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees