JPH05136422A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH05136422A
JPH05136422A JP29449791A JP29449791A JPH05136422A JP H05136422 A JPH05136422 A JP H05136422A JP 29449791 A JP29449791 A JP 29449791A JP 29449791 A JP29449791 A JP 29449791A JP H05136422 A JPH05136422 A JP H05136422A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
memory
memory device
oxide film
mio
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
JP29449791A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Iwahashi
正憲 岩橋
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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 Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP29449791A priority Critical patent/JPH05136422A/ja
Publication of JPH05136422A publication Critical patent/JPH05136422A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な性能を維持しつつメモリセルの集積度
をさらに高める。 【構成】 この半導体記憶装置は、基板101上のソー
ス102とドレイン103とに挟まれた領域上に、MO
S構造でアドレスゲート107を、MONOS構造でメ
モリゲート106を有している。メモリゲート106は
メモリ素子として動作させるのに十分な長さとなってい
る。また、アドレスゲート307も、メモリゲート10
6上に酸化膜(SiO2 )104を介して重ねられた構
造になっているので、MOSFETとして動作させるの
に十分な長さとなっている。さらに、アドレスゲート1
07とメモリゲート106と間の酸化膜104は、十分
な厚さを持ち、十分な絶縁耐力をもたせている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MIOS構造(MON
OS構造,MNOS構造,MAOS構造を含む)をもつ
半導体不揮発性メモリに関し、特に、メモリゲート(M
IOS構造)及びアドレスゲート(MOS構造)の複数
のゲートを有した構造のメモリセルの集積度をさらに高
めるのに好適なものである。
【0002】
【従来の技術】MIOS構造の半導体不揮発性メモリ
は、EEPROMと呼ばれ、何度も電気的に書き替えが
可能なため、広い用途への応用が考えられている。しか
し、現在数キロビット程度の低容量のものが実用化され
市販されているのが現状であり、より大容量化,高集積
化が望まれている。その集積度(記憶密度)を上げるた
め、図4にしめすようなメモリセル構造が提案されてい
る(1990. Symposium on VLSI Circuits p101,102 )。
このメモリセルは、基板301上のソース302とドレ
イン303とに狭まれた領域(チャネル領域301a)
上に、MOS構造でアドレスゲート307を、MONO
S構造でメモリゲート306を設けたものである。
【0003】メモリゲート306はそのMONOS構造
で形成された部分に電荷を保持して記憶する、というい
わゆるMIOSメモリ素子となる。アドレスゲート30
7は、メモリゲート306によるMIOSメモリ素子の
閾値電圧が負のときにその電流をカットするためのMO
SFETである。これらは図5に示すような等価回路を
構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】MIOSメモリ素子で
は、MIOS構造で形成された部分はできるだけ広い面
積をとるのが望ましく、メモリ素子として動作させるの
に、メモリゲート306のゲート長(重なっていない部
分のソース・ドレイン方向の長さ)は、ある最小値L
MIOS以上とらなくてはならない。また、微細化の限界に
よりゲート長には最小値LMIN があり、アドレスゲート
307はこの長さ以上でなければならない。このことか
ら、図4のメモリセルでは、チャネル長は、最小値「L
MIOS+LMIN 」以下にはならないことになる。これは、
単に、ドレイン領域(ソース302,ドレイン303な
ど)をなくしただけにすぎないものになっている。
【0005】さらに、図4のメモリセルでは、その製造
プロセス上、MOS構造のアドレスゲート307ととも
に周辺回路のMOSFETがメモリゲート306よりも
先に作られている。これらのMOSFETは、メモリゲ
ート306形成の際の高温(窒化膜形成時など)によ
り、閾値電圧などのばらつきが大きくなり、場合によっ
ては動作しなくなる恐れがある。
【0006】また、メモリセルに記憶させる時は、メモ
リゲート306に比較的高い電圧が印加される。メモリ
ゲート306とアドレスゲート307とは十分に絶縁さ
れる必要があるが、メモリゲート306を絶縁するSi
2 304,SiN305などの絶縁体は、記憶させる
のに都合の良いように作られていて、また、段差の部分
が薄くなっている。そのため、絶縁特性はあまりよくな
く、電場集中によるリークがある。場合によっては、周
辺回路のMOSFETなどを破壊してしまう恐れがあ
る。
【0007】このように、前述のメモリセルでは、若干
の小型化はなされたが、それに伴う問題点も生じてい
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体記憶装置は、MIOSメモリ素子
(MONOS構造,MNOS構造,MAOS構造を含
む)からなる半導体記憶装置であって、MIOSメモリ
素子のソース・ドレイン間の領域上に、MIOS構造
(MONOS構造,MNOS構造,MAOS構造を含
む)で形成された第1のゲートとMOS構造で形成され
た第2のゲートとを有し、第2のゲートの一部が、絶縁
物を介して第1のゲート上に設けられていることを特徴
とする。
【0009】さらに、第1のゲートがMONOS構造で
形成されていることを特徴としてもよい。
【0010】また、本発明の半導体記憶装置の製造方法
は、MIOSメモリ素子からなる半導体記憶装置の製造
方法であって、MIOSメモリ素子のソース・ドレイン
となる領域間の上に、MIOS構造でポリシリコンの第
1のゲートを形成する第1の工程と、ポリシリコンの第
1のゲートを酸化するとともにソース・ドレインとなる
領域間及び第1のゲートに酸化膜を堆積する第2の工程
と、MIOSメモリ素子のソース・ドレインとなる領域
間の上に、MOS構造で第2のゲートを形成する第3の
工程とにより、MIOSトランジスタのゲートを形成す
ることを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明の半導体記憶装置では、MIOS構造の
第1のゲート上に、第2のゲートを設けている。そのた
め、MIOS構造の第1のゲートのゲート長を十分にと
って、残りのMIOSメモリ素子のソース・ドレインと
なる領域間が第2のゲートのゲート長の最小値以下であ
っても、第2のゲートの一部を絶縁物を介して第1のゲ
ート上に設けることで、第2のゲートについても、その
ゲート長の最小値以上にすることができる。
【0012】本発明の半導体記憶装置の製造方法では、
まず、MIOS構造で第1のゲートを形成した後に、第
2のゲートを形成することで、上述の半導体記憶装置が
作られている。さらに、酸化膜を形成する第2の工程及
び第2のゲートを形成する第3の工程でポリシリコンの
一部が酸化され絶縁用の酸化膜がより厚くなり、第1の
ゲートと第2のゲートとは十分に絶縁される。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1には、本発明の半導体記憶装置のMIOSメモリ素
子(メモリセル)構造が示されている。
【0014】この半導体記憶装置のMIOSメモリ素子
は、基板101上のソース102とドレイン103とに
挟まれた領域上に、MOS構造でアドレスゲート107
を、MONOS構造でメモリゲート106を有し、前述
の従来例と同等の図5に示した等価回路を構成する。こ
こで、符号104a,104b,105はMONOS構
造を構成する絶縁物で、それぞれトンネル酸化膜(Si
2 ),トップ酸化膜(SiO2 ),窒化膜(SiN)
である。
【0015】メモリゲート106は、メモリ素子として
動作させるのに十分な長さとなっている。また、アドレ
スゲート307も、メモリゲート106上に酸化膜(S
iO2 )104を介して重ねられた構造になっているの
で、MOSFETとして動作させるのに十分な長さとな
っている。さらに、アドレスゲート107とメモリゲー
ト106との間の酸化膜104は、十分な厚さを持ち、
十分な絶縁耐力をもっている。このMIOSメモリ素子
は、前述の従来例と比較してこれらの点に特徴を有して
いる。
【0016】また、チャネル長は、従来例の最小値より
も小さくすることが可能である。例えば、加工最小寸法
を1.0μmとしたとき(LMIN =1.0μm)、従来
例で、アドレスゲート長1.0μm(最小値),メモリ
ゲート長1.2μm,重なり0.4μmとすると、チャ
ネル長は1.8μmで、有効メモリゲート長は最小値の
0.8μmである。ここで、アライメントの誤差も配慮
すると、有効メモリゲート長は最小値の0.8±0.1
5μmになる。この誤差はメモリ特性のばらつきにな
る。一方、本実施例では、アドレスゲート長1.0μm
(最小値),メモリゲート長1.0μm(有効メモリゲ
ート長と同じ),重なり0.5μmとすると、チャネル
長は1.5μmと小さくなる。また、有効メモリゲート
長が大きくなるので、その相対的な誤差も小さく、メモ
リ特性も安定する。アドレスゲートは単に電流をオンオ
フするスイッチ素子として働けばよいので、加工最小寸
法以上であればよい。このように、メモリゲートをなる
べく多く取ることで良好な動作を保つようにして、集積
度を向上させている。
【0017】つぎに、この半導体記憶装置の製造工程を
図2,図3を用いて説明する。
【0018】まず、LOCOS法などにより通常の素子
分離を行った基板101をフッ酸HFなどでエッチング
する。このとき、活性化領域表面をエッチングし、基板
101のSi表面を露出させる。つぎに、熱酸化などに
より約20オングストロームの酸化膜(トンネル酸化膜
104a)を形成し、その上に、LPCVD法で70〜
150オングストロームの窒化膜105を堆積させる。
熱酸化,HTOなどにより50〜80オングストローム
の酸化膜(トップ酸化膜104b)を形成し、メモリゲ
ート用のポリシリコン106を3500オングストロー
ム程度堆積させる(図2(a)参照)。
【0019】つぎに、パターニングを行い、ポリシリコ
ン106,トップ酸化膜104b,窒化膜105,トン
ネル酸化膜104aをエッチングして、メモリゲートと
なる部分以外のものを除去する(図2(b)参照)。
【0020】それから、基板101上に酸化膜104c
を250オングストローム程度堆積させる。このとき、
ポリシリコン106上の酸化膜104cは約400オン
グストロームとなっている。この酸化膜104cごし
に、ホウ素B+ 25keV程度でメモリゲートの周辺及
びアドレスゲート用のチャネルイオン注入を行う(図2
(c)参照)。
【0021】そして、基板101上の酸化膜104cを
エッチングし、ポリシリコン106を200オングスト
ローム程度酸化させる。このとき、ポリシリコン106
の周囲の酸化膜104cは、エッチングの残りとこの酸
化とで約400オングストロームになっている。その
後、アドレスゲート用のポリシリコン107を堆積させ
る(図2(d)参照)。このポリシリコン107をエッ
チングし、アドレスゲートを形成する(図2(e)参
照)。
【0022】これから後は、通常のMOSFET製造工
程と同様の工程で図1のメモリ素子を完成する。即ち、
砒素Asなどのイオン注入工程で、ソース領域102,
ドレイン領域103を形成し(図2(f)参照)、配線
工程で配線する。ソース領域102,ドレイン領域10
3を形成する際に、リンPなどによりサイドウォールを
付け、LDD構造を持たせることにより、より特性が向
上する。
【0023】上述の製造工程において、酸化膜104c
を堆積させる工程(図2(c))とポリシリコン106
を酸化させる工程(図2(d))とにより、ポリシリコ
ン106の周囲の酸化膜104cは、厚く形成される。
そのため、アドレスゲート107とメモリゲート106
とを絶縁するのに十分な絶縁耐力を有することになり、
リークが少なく、信頼性が高くなっている。また、アド
レスゲート用のポリシリコン107を堆積させる工程
(アドレスゲートの形成工程)から以降は、通常のMO
SFET製造工程と同様であり、周辺回路のMOSFE
Tを同時に作ることができる。そのため、周辺回路のM
OSFETは、MIOSメモリ素子の製造工程の影響
(温度など)を受けることなく、良好な周辺回路が形成
できる。
【0024】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
【0025】例えば、半導体記憶装置のMIOSメモリ
素子は、MONOS構造のものを示したが、MNOS構
造,MAOS構造などでもよく、動作はほぼ同等であ
る。このとき、MIOSメモリ素子のメモリゲートの形
成工程の基板(図2(a))は、これらの構造にあった
絶縁膜(MAOS構造の場合、トンネル酸化膜,アルミ
ナ膜)を形成させればよい。
【0026】
【発明の効果】以上の通り本発明の半導体記憶装置によ
れば、MIOS構造の第1のゲートのゲート長を十分に
とっても、第2のゲートの最小ゲート長が確保されるの
で、十分な性能を維持しつつMIOSメモリ素子を微細
に作ることができ、半導体記憶装置の記憶密度を上げる
ことができる。
【0027】また、本発明の半導体記憶装置の製造方法
によれば、MIOS構造で第1のゲートを形成した後
に、第2のゲートを形成することで、上述の半導体記憶
装置を製作することができ、さらに、工程上絶縁用の酸
化膜が厚くなるので第1のゲートと第2のゲートとは十
分に絶縁でき、十分な性能を維持しつつ記憶密度の高い
半導体記憶装置を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体記憶装置のMIOSメモリ素子
の構成図。
【図2】本発明の半導体記憶装置のMIOSメモリ素子
の製造工程図。
【図3】本発明の半導体記憶装置のMIOSメモリ素子
の製造工程図。
【図4】従来例のMIOSメモリ素子の構成図。
【図5】MIOSメモリ素子の等価回路図。
【符号の説明】
101…基板,102…ソース,103…ドレイン,1
04…酸化膜,106…メモリゲート,107…アドレ
スゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MIOSメモリ素子からなる半導体記憶
    装置であって、 前記MIOSメモリ素子のソース・ドレイン間の領域上
    に、MIOS構造で形成された第1のゲートとMOS構
    造で形成された第2のゲートとを有し、 前記第2のゲートの一部が、絶縁物を介して前記第1の
    ゲート上に設けられていることを特徴とする半導体記憶
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のゲートがMONOS構造で形
    成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体記
    憶装置。
  3. 【請求項3】 MIOSメモリ素子からなる半導体記憶
    装置の製造方法であって、 前記MIOSメモリ素子のソース・ドレインとなる領域
    間の上に、MIOS構造でポリシリコンの第1のゲート
    を形成する第1の工程と、 前記ポリシリコンの第1のゲートを酸化するとともに前
    記ソース・ドレインとなる領域間及び前記第1のゲート
    に酸化膜を堆積する第2の工程と、 前記MIOSメモリ素子のソース・ドレインとなる領域
    間の上に、MOS構造で第2のゲートを形成する第3の
    工程とにより、 前記MIOSメモリ素子のゲートを形成することを特徴
    とする半導体記憶装置の製造方法。
JP29449791A 1991-11-11 1991-11-11 半導体記憶装置及びその製造方法 Pending JPH05136422A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29449791A JPH05136422A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 半導体記憶装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29449791A JPH05136422A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 半導体記憶装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05136422A true JPH05136422A (ja) 1993-06-01

Family

ID=17808534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29449791A Pending JPH05136422A (ja) 1991-11-11 1991-11-11 半導体記憶装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05136422A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7057230B2 (en) 2001-07-27 2006-06-06 Renesas Technology Corp. Nonvolatile semiconductor memory device employing transistors having different gate withstand voltages for enhanced reading speed

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7057230B2 (en) 2001-07-27 2006-06-06 Renesas Technology Corp. Nonvolatile semiconductor memory device employing transistors having different gate withstand voltages for enhanced reading speed
US7414283B2 (en) 2001-07-27 2008-08-19 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
US7700992B2 (en) 2001-07-27 2010-04-20 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
US8017986B2 (en) 2001-07-27 2011-09-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US8698224B2 (en) 2001-07-27 2014-04-15 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US9412459B2 (en) 2001-07-27 2016-08-09 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
EP3101694A2 (en) 2001-07-27 2016-12-07 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US9812211B2 (en) 2001-07-27 2017-11-07 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US10115469B2 (en) 2001-07-27 2018-10-30 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device
US10354735B2 (en) 2001-07-27 2019-07-16 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7652322B2 (en) Split gate flash memory device having self-aligned control gate and method of manufacturing the same
US6784054B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device
JPH11135654A (ja) スプリット・ゲート型フラッシュ・メモリー セルの構造
JPH1070191A (ja) 半導体装置とその製造方法
EP3076434A1 (en) A semiconductor device and a manufacturing method thereof
US6297093B1 (en) Method of making an electrically programmable memory cell
JP3028984B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPS5856263B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP4672197B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPH05136422A (ja) 半導体記憶装置及びその製造方法
JP2003017595A (ja) 半導体装置
JP2573762B2 (ja) 浮動ゲート電界効果トランジスタ構造の製造法
JP2000188394A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20110143530A1 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JPH1140780A (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法
JPH03250669A (ja) Mos型半導体装置およびその製造方法
JP3371169B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07226502A (ja) Mosトランジスタ及びその製造方法
JPH1092957A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100286777B1 (ko) 에스오아이 소자의 제조방법
JPH06224442A (ja) 不揮発性メモリを内蔵するmos型集積回路とその製造方法
JP2750724B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05343635A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62150782A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JPS6159866A (ja) Mos形ダイナミツクメモリおよびその製造方法