JP5519154B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
前記メモリセルは、第1ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成された選択ゲートと、
前記選択ゲートの一方の側壁に形成され、第2ゲート絶縁膜を介して前記選択ゲートおよび前記半導体基板と絶縁されたメモリゲートと、
前記選択ゲートの近傍の前記半導体基板に形成された第2導電型の半導体領域からなるソース領域と、
前記メモリゲートの近傍の前記半導体基板に形成された第2導電型の半導体領域からなるドレイン領域とを有し、
前記第2ゲート絶縁膜は、少なくとも電位障壁膜と、前記電位障壁膜上に積層された電荷保持膜とを含んで構成され、
前記選択ゲートの基板界面は、前記メモリゲートの基板界面よりも下方に位置しているものである。
2 素子分離溝
3 p型ウエル
4 n型ウエル
5 ゲート絶縁膜
6 アンドープ多結晶シリコン膜
6n、6p ゲート電極
7 ゲート絶縁膜
8 選択ゲート
8n 多結晶シリコン膜
9 窒化シリコン膜
10n 酸化膜
10 サイドウォールスペーサ
11 シリコンエピタキシャル層
12 ボトム酸化膜
13 窒化シリコン膜
14 トップ酸化膜
15n 多結晶シリコン膜
15 メモリゲート
16 n−型半導体領域
17 p−型半導体領域
18 サイドウォールスペーサ
19 n+型半導体領域(ソース領域、ドレイン領域)
20 p+型半導体領域(ソース領域、ドレイン領域)
30、31、32 フォトレジスト膜
36 エッチングストッパ膜
37 層間絶縁膜
38 コンタクトホール
39 プラグ
40 窒化シリコン膜
41 窒化シリコン膜
42 フォトレジスト膜
43 ボトム酸化膜
44、45 フォトレジスト膜
52 ゲート絶縁膜
52a ボトム酸化膜
52b 窒化シリコン膜(電荷保持膜)
52c トップ酸化膜
54 ゲート絶縁膜
55 ソース領域
56 ドレイン領域
DL データ線
Claims (7)
- 第1導電型の半導体基板の主面に形成されたメモリセルを有する半導体装置であって、
前記メモリセルは、第1ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成された選択ゲートと、
前記選択ゲートの一方の側壁に形成され、第2ゲート絶縁膜を介して前記選択ゲートおよび前記半導体基板と絶縁されたメモリゲートと、
前記選択ゲートの近傍の前記半導体基板に形成された第2導電型の半導体領域からなるソース領域と、
前記メモリゲートの近傍の前記半導体基板に形成された第2導電型の半導体領域からなるドレイン領域とを有し、
前記第2ゲート絶縁膜は、少なくとも第1の電位障壁膜と、前記第1の電位障壁膜上に積層された電荷保持膜とを含んで構成され、
前記選択ゲートの基板界面は、前記メモリゲートの基板界面よりも下方に位置し、
前記ソース領域が形成された領域の前記半導体基板の上面は、前記メモリゲートの基板界面よりも下方に位置し、
前記メモリセルのデータ書き込みは、前記第2ゲート絶縁膜をトンネリングさせて前記半導体基板側から前記電荷保持膜中にホットエレクトロンを注入させることによって行われることを特徴とする半導体装置。 - 前記メモリセルのデータ消去は、前記第2ゲート絶縁膜をトンネリングさせて前記半導体基板側から前記電荷保持膜中にホットホールを注入させることによって行われることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記電荷保持膜内において、前記データ書き込みで前記ホットエレクトロンが注入される領域は、前記データ消去で前記ホットホールが注入される領域よりも、前記選択ゲート側に位置していることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
- 前記第1ゲート絶縁膜の上面は、前記メモリゲートの基板界面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記選択ゲートの下面全体が前記メモリゲートの基板界面よりも下方に位置することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記電荷保持膜は、窒化シリコン膜からなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第2ゲート絶縁膜は、前記第1の電位障壁膜と、前記第1の電位障壁膜上に積層された前記電荷保持膜と、前記電荷保持膜上に積層された第2の電位障壁膜とからなることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
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