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JP2011009640A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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JP2011009640A
JP2011009640A JP2009153915A JP2009153915A JP2011009640A JP 2011009640 A JP2011009640 A JP 2011009640A JP 2009153915 A JP2009153915 A JP 2009153915A JP 2009153915 A JP2009153915 A JP 2009153915A JP 2011009640 A JP2011009640 A JP 2011009640A
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JP
Japan
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integrated circuit
circuit device
semiconductor integrated
film
memory cell
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Application number
JP2009153915A
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Japanese (ja)
Inventor
Fukuo Owada
福夫 大和田
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Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】不揮発性メモリにおいて、データの書き換え回数増加時における動作信頼性を向上できる技術を提供する。
【解決手段】基板1上に、ボトム酸化膜7Aと電荷蓄積層8Aとトップ酸化膜9Aからなる積層絶縁膜を介して、ゲート電極9Aが形成され、ボトム酸化膜7Aの膜厚はトップ酸化膜9Aの膜厚よりも厚く形成されている。このように構成されているメモリセルにおいて、書き込みおよび消去となる電荷蓄積層8Aへの電荷のやり取りは、ゲート電極10Aと電荷蓄積層8Aとの間で行う。
【選択図】図6
In a nonvolatile memory, a technique capable of improving operation reliability when the number of data rewrites is increased is provided.
A gate electrode 9A is formed on a substrate 1 via a laminated insulating film composed of a bottom oxide film 7A, a charge storage layer 8A and a top oxide film 9A. The thickness of the bottom oxide film 7A is the top oxide film. It is formed thicker than the film thickness of 9A. In the memory cell configured as described above, charge exchange to the charge storage layer 8A for writing and erasing is performed between the gate electrode 10A and the charge storage layer 8A.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、半導体集積回路装置に関し、特に、不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element.

特開2008−4913号公報(特許文献1)は、半導体基板上に、絶縁層、電荷蓄積層、多層トンネリング誘電体構造およびゲートを順次積層した不揮発性メモリセルの構造において、多層トンネリング誘電体構造を、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸化シリコン膜の積層膜とした構造を開示している。さらに、データの書き込みおよびデータの消去をゲート電極側から行う動作方式も記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2008-4913 (Patent Document 1) discloses a multilayer tunneling dielectric structure in a nonvolatile memory cell structure in which an insulating layer, a charge storage layer, a multilayer tunneling dielectric structure, and a gate are sequentially stacked on a semiconductor substrate. Discloses a structure in which a stacked film of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film is used. Further, an operation method is described in which data writing and data erasing are performed from the gate electrode side.

特開2008−277530号公報(特許文献2)は、電荷蓄積部である窒化シリコン膜の上下を酸化シリコン膜で挟み、上層の酸化シリコン膜上にメモリゲート電極を配置した構造を有する不揮発性メモリセルを開示している。   Japanese Patent Laying-Open No. 2008-277530 (Patent Document 2) discloses a nonvolatile memory having a structure in which a silicon nitride film as a charge storage portion is sandwiched between silicon oxide films and a memory gate electrode is disposed on an upper silicon oxide film. A cell is disclosed.

特開平10−247694号公報(特許文献3)は、半導体基板上に、酸化シリコン膜または酸化窒化膜などからなるトンネル膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などからなる絶縁膜、およびゲート電極を下層から順に積層した構造のMONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)型の不揮発性メモリセルにおいて、上層の絶縁膜を下層のトンネル膜より薄くした構造を開示している。   Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-247694 (Patent Document 3) discloses a tunnel substrate made of a silicon oxide film or an oxynitride film, an insulating film made of a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like on a semiconductor substrate, and a gate electrode. In the MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor) type nonvolatile memory cell having a structure in which layers are stacked in order, a structure in which an upper insulating film is thinner than a lower tunnel film is disclosed.

特開平7−58313号公報(特許文献4)は、半導体基板上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜およびゲート電極を順次下層から積層した不揮発性メモリセルの構造において、上層の酸窒化シリコンを下層の酸化シリコン膜より薄くした構造を開示している。   Japanese Patent Laid-Open No. 7-58313 (Patent Document 4) discloses a structure of a nonvolatile memory cell in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, and a gate electrode are sequentially stacked from a lower layer on a semiconductor substrate. A structure is disclosed in which silicon oxynitride is thinner than the underlying silicon oxide film.

特開2004−349680号公報(特許文献5)は、半導体基板上に、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、ゲート電極、およびキャップ絶縁膜を順次下層から積層した不揮発性メモリセルの構造において、下層の酸化シリコンを上層の酸化シリコン膜より薄くした構造を開示している。さらに、データの書き込みおよびデータの消去を基板側から行う動作方式も記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2004-349680 (Patent Document 5) discloses a structure of a nonvolatile memory cell in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxide film, a gate electrode, and a cap insulating film are sequentially stacked from a lower layer on a semiconductor substrate. Discloses a structure in which the lower silicon oxide film is thinner than the upper silicon oxide film. Further, an operation method for writing data and erasing data from the substrate side is also described.

特開2008−4913号公報JP 2008-4913 A 特開2008−277530号公報JP 2008-277530 A 特開平10−247694号公報JP-A-10-247694 特開平7−58313号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-58313 特開2004−349680号公報JP 2004-349680 A

電気的にデータの書き込みおよび消去が可能な不揮発性記憶装置として、EEPROM(Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory)やフラッシュメモリが広く使用されている。現在広く用いられているEEPROMやフラッシュメモリに代表されるこれらの不揮発性半導体記憶装置(不揮発性メモリ)は、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタのゲート電極下に、上下を酸化シリコン膜等で挟まれた導電性の浮遊ゲート電極やトラップ性絶縁膜を配置し、この浮遊ゲート電極やトラップ性絶縁膜を電荷蓄積層として、浮遊ゲート電極やトラップ性絶縁膜での電荷蓄積状態によってトランジスタのしきい値が異なることを利用して情報を記憶する。   As a nonvolatile storage device that can electrically write and erase data, an EEPROM (Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory) and a flash memory are widely used. These non-volatile semiconductor memory devices (non-volatile memories) represented by EEPROM and flash memory, which are widely used at present, are sandwiched between a silicon oxide film or the like under the gate electrode of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor. A conductive floating gate electrode or trapping insulating film is used, and the floating gate electrode or trapping insulating film is used as a charge storage layer. The threshold value of the transistor depends on the charge storage state of the floating gate electrode or trapping insulating film. The information is memorized by using the difference.

このトラップ性絶縁膜とは、電荷の蓄積可能なトラップ準位を有する絶縁膜をいい、一例として、窒化シリコン膜等があげられる。トラップ性絶縁膜を有する不揮発性半導体記憶装置では、トラップ性絶縁膜への電荷の注入・放出によってMOSトランジスタのしきい値をシフトさせ記憶素子として動作させる。このようなトラップ性絶縁膜を電荷蓄積膜とする不揮発性半導体記憶装置をMONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)型トランジスタと呼んでおり、電荷蓄積膜に導電性の浮遊ゲート電極を使用する場合に比べ、離散的なトラップ準位に電荷を蓄積するためにデータ保持の信頼性に優れる。また、データ保持の信頼性に優れているためにトラップ性絶縁膜上下の酸化シリコン膜の膜厚を薄膜化でき、書き込み・消去動作の低電圧化が可能である等の利点を有する。   This trapping insulating film refers to an insulating film having a trap level in which charges can be accumulated, and examples thereof include a silicon nitride film. In a non-volatile semiconductor memory device having a trapping insulating film, the threshold value of the MOS transistor is shifted by charge injection / release to / from the trapping insulating film to operate as a memory element. Such a non-volatile semiconductor memory device using a trapping insulating film as a charge storage film is called a MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor) type transistor, compared to the case where a conductive floating gate electrode is used for the charge storage film. In addition, since charges are accumulated in discrete trap levels, the reliability of data retention is excellent. In addition, since the data retention reliability is excellent, the thickness of the silicon oxide film above and below the trapping insulating film can be reduced, and the voltage of the write / erase operation can be reduced.

MONOS型トランジスタでは、たとえば、特開2004−349680号公報(特許文献5)に開示されている不揮発性メモリセルにおいて、データの書き込みおよび消去時に半導体基板中に形成されるチャネル全面で電荷のやり取りを行う不揮発性半導体記憶装置が開示されている。しかし、データの書き換え回数の増加と共に、トラップ性絶縁膜下の酸化シリコン膜と、その下層の半導体基板との間の界面準位が増加してしまい、データ読み出し動作時の電流(読み出し電流)が減少してしまうという問題があった。そのため、データが消去されている状態における読み出し電流が確保できなくなり、リテンション不良となってしまうことが課題となっている。   In a MONOS transistor, for example, in a nonvolatile memory cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-349680 (Patent Document 5), charge is exchanged over the entire channel formed in a semiconductor substrate during data writing and erasing. A non-volatile semiconductor memory device to perform is disclosed. However, as the number of data rewrites increases, the interface state between the silicon oxide film below the trapping insulating film and the underlying semiconductor substrate increases, and the current (read current) during the data read operation increases. There was a problem that it decreased. Therefore, there is a problem that a read current in a state where data is erased cannot be secured, resulting in a retention failure.

このような課題の対策として、書き込みおよび消去時の電荷のやり取りを半導体基板とトラップ性絶縁膜間では行わず、ゲート電極とトラップ性絶縁膜間で行う方法が考えられる。この時、たとえば、特開2008−4913号公報(特許文献1)に開示されている不揮発性メモリセルのように、トラップ絶縁膜中に注入された電子の保持特性を向上させるために、トラップ性絶縁膜上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜および酸化シリコン膜の3層の積層膜を形成する手段がある。しかしながら、積層膜としたことにより、物理的および電気的な膜厚が厚くなり、データ書き込みおよびデータ消去に用いる電圧を高く(たとえば約16V以上)に設定する必要が生じてくる。そのため、昇圧回路の面積を増加する必要が生じたり、周辺デバイスの信頼度の保証が厳しくなったりする等の課題が生じてくる。   As a countermeasure for such a problem, a method is conceivable in which charge exchange during writing and erasing is not performed between the semiconductor substrate and the trapping insulating film but between the gate electrode and the trapping insulating film. At this time, for example, in order to improve the retention characteristics of electrons injected into the trap insulating film as in the nonvolatile memory cell disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-4913 (Patent Document 1), the trapping property is improved. There is a means for forming a three-layered film of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film on the insulating film. However, the use of the laminated film increases the physical and electrical film thickness and makes it necessary to set a high voltage (for example, about 16 V or more) for data writing and data erasing. For this reason, problems such as the need to increase the area of the booster circuit and the strict guarantee of the reliability of peripheral devices arise.

本発明の目的は、MONOS型の不揮発性メモリにおいて、データの書き換え回数増加時における動作信頼性を向上できる技術を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the operation reliability when the number of data rewrites is increased in a MONOS type nonvolatile memory.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明による半導体集積回路装置は、メモリセルを有する半導体集積回路装置であって、
前記メモリセルは、
半導体基板と、
前記半導体基板中に形成されたn型のソース領域およびn型のドレイン領域と、
前記半導体基板の主面上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成された絶縁性の電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層上に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上に形成されたゲート電極と、
を有し、
前記第2絶縁層は単層で形成され、
前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層より膜厚が薄く、
前記メモリセルは、前記第2絶縁層を介し、前記ゲート電極から前記電荷蓄積層へ電荷を注入することにより、データの書き込みおよび消去を行うものである。
A semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a semiconductor integrated circuit device having memory cells,
The memory cell is
A semiconductor substrate;
An n-type source region and an n-type drain region formed in the semiconductor substrate;
A first insulating layer formed on a main surface of the semiconductor substrate;
An insulating charge storage layer formed on the first insulating layer;
A second insulating layer formed on the charge storage layer;
A gate electrode formed on the second insulating layer;
Have
The second insulating layer is formed of a single layer;
The second insulating layer is thinner than the first insulating layer,
The memory cell performs data writing and erasing by injecting charge from the gate electrode to the charge storage layer through the second insulating layer.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

MONOS型の不揮発性メモリにおいて、データの書き換え回数増加時における動作信頼性を向上できる。   In the MONOS type nonvolatile memory, the operation reliability when the number of data rewrites is increased can be improved.

本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention. 図1に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 1; 図2に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 2; 図3に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 3; 図4に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 4; 図5に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 5; 図6に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 6; 図7に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device during a manufacturing step following that of FIG. 7; 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルにおける書き込み動作時に印加される電圧条件を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage conditions applied at the time of write-in operation | movement in the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリセルの書き込み動作における回路図である。6 is a circuit diagram in a write operation of a nonvolatile memory cell included in the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルの書き込み動作時におけるゲート電圧と電流特性との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gate voltage at the time of write-in operation | movement of the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルにおける消去動作時に印加される電圧条件を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage conditions applied at the time of the erase operation in the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリセルの消去動作における回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram in an erase operation of a nonvolatile memory cell included in a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルの消去動作時におけるゲート電圧と電流特性との関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gate voltage at the time of erasure | elimination operation | movement of the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有するフラッシュメモリのメモリセルにおける読み出し動作時に印加される電圧条件を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the voltage conditions applied at the time of read-out operation in the memory cell of the flash memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリセルの読み出し動作における回路図である。4 is a circuit diagram in a read operation of a nonvolatile memory cell included in the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルにおける界面準位の形成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows formation of the interface state in the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明者らが検討した不揮発性メモリのメモリセルにおける界面準位の形成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows formation of the interface state in the memory cell of the non-volatile memory which the present inventors examined. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有する不揮発性メモリのメモリセルにおけるデータ書き換え回数の変化に伴うゲート電圧および読み出し電流の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the gate voltage and the read current accompanying the change of the data rewrite frequency in the memory cell of the non-volatile memory which the semiconductor integrated circuit device which is one embodiment of this invention has. 本発明者らが検討した不揮発性メモリのメモリセルにおけるデータ書き換え回数の変化、ゲート電圧および読み出し電流の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of the change of the number of times of data rewriting in the memory cell of the non-volatile memory which the present inventors examined, gate voltage, and read-out current. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有するnチャネル型の不揮発性メモリセルにおける低電界(熱平衡状態)下のエネルギーバンド図である。1 is an energy band diagram under a low electric field (thermal equilibrium state) in an n-channel nonvolatile memory cell included in a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置が有するnチャネル型の不揮発性メモリセルにおけるデータ消去動作時におけるエネルギーバンド図である。FIG. 5 is an energy band diagram at the time of data erasing operation in an n-channel nonvolatile memory cell included in the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention. pチャネル型の不揮発性メモリセルにおける低電界(熱平衡状態)下におけるエネルギーバンド図である。FIG. 6 is an energy band diagram under a low electric field (thermal equilibrium state) in a p-channel nonvolatile memory cell. pチャネル型の不揮発性メモリセルにおけるデータ消去動作時におけるエネルギーバンド図である。FIG. 6 is an energy band diagram at the time of data erasing operation in a p-channel nonvolatile memory cell. pチャネル型の不揮発性メモリセルにおけるデータ消去動作時におけるエネルギーバンド図である。FIG. 6 is an energy band diagram at the time of data erasing operation in a p-channel nonvolatile memory cell.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、実施例等において構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. In addition, when referring to the constituent elements in the embodiments, etc., “consisting of A” and “consisting of A” do not exclude other elements unless specifically stated that only the elements are included. Needless to say.

同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、材料等について言及するときは、特にそうでない旨明記したとき、または、原理的または状況的にそうでないときを除き、特定した材料は主要な材料であって、副次的要素、添加物、付加要素等を排除するものではない。たとえば、シリコン部材は特に明示した場合等を除き、純粋なシリコンの場合だけでなく、添加不純物、シリコンを主要な要素とする2元、3元等の合金(たとえばSiGe)等を含むものとする。   In addition, when referring to materials, etc., unless specified otherwise, or in principle or not in principle, the specified material is the main material, and includes secondary elements, additives It does not exclude additional elements. For example, unless otherwise specified, the silicon member includes not only pure silicon but also an additive impurity, a binary or ternary alloy (for example, SiGe) having silicon as a main element.

また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   In addition, components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

本実施の形態の半導体集積回路装置は、不揮発性メモリとして、MONOS型の不揮発性メモリを有するものである。また、本実施の形態の半導体集積回路装置には、たとえば、入出力回路およびCPU等のプロセッサからなる論理回路や、RAM等が搭載される。この本実施の形態の半導体集積回路装置について、その製造工程と併せて図1〜図25を用いて説明する。   The semiconductor integrated circuit device of this embodiment has a MONOS type nonvolatile memory as a nonvolatile memory. Further, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment is mounted with a logic circuit composed of an input / output circuit and a processor such as a CPU, a RAM, and the like, for example. The semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1〜図8は、本実施の形態のMONOS型の不揮発性メモリのメモリセル部に相当する部分の製造工程中の断面図である。   1 to 8 are cross-sectional views during a manufacturing process of a portion corresponding to the memory cell portion of the MONOS type nonvolatile memory of the present embodiment.

まず、図1に示すように、単結晶シリコンからなる半導体基板(以下、単に基板と記す)1を熱処理して、その主面に薄い酸化シリコン膜(パッド酸化膜)を形成する。次いでこの酸化シリコン膜の上に窒化シリコン膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法で堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライエッチングで素子分離領域の窒化シリコン膜と酸化シリコン膜を除去する。酸化シリコン膜は、後の工程で素子分離溝の内部に埋め込まれる酸化シリコン膜をデンシファイ(焼き締め)する時などに基板に加わるストレスを緩和する目的で形成される。また、窒化シリコン膜は酸化されにくい性質を持つので、その下部(活性領域)の基板表面の酸化を防止するマスクとして利用される。   First, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) 1 made of single crystal silicon is heat-treated to form a thin silicon oxide film (pad oxide film) on its main surface. Next, after depositing a silicon nitride film on the silicon oxide film by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, the silicon nitride film and the silicon oxide film in the element isolation region are removed by dry etching using a photoresist film as a mask. The silicon oxide film is formed for the purpose of alleviating stress applied to the substrate when the silicon oxide film buried in the element isolation trench is densified (baked) in a later step. In addition, since the silicon nitride film is difficult to oxidize, the silicon nitride film is used as a mask for preventing oxidation of the lower surface (active region) of the substrate surface.

続いて、窒化シリコン膜をマスクにしたドライエッチングで素子分離領域の基板1に深さ350nm程度の溝を形成する。次いで、エッチングで溝の内壁に生じたダメージ層を除去するために、基板1を1000℃程度で熱処理して溝の内壁に膜厚10nm程度の薄い酸化シリコン膜を形成する。続いて、CVD法にて基板1上に酸化シリコン膜を堆積した後、この酸化シリコン膜の膜質を改善するために、基板1を熱処理して酸化シリコン膜をデンシファイ(焼き締め)する。   Subsequently, a trench having a depth of about 350 nm is formed in the substrate 1 in the element isolation region by dry etching using the silicon nitride film as a mask. Next, in order to remove the damage layer generated on the inner wall of the groove by etching, the substrate 1 is heat-treated at about 1000 ° C. to form a thin silicon oxide film having a thickness of about 10 nm on the inner wall of the groove. Subsequently, after depositing a silicon oxide film on the substrate 1 by the CVD method, in order to improve the film quality of the silicon oxide film, the substrate 1 is heat treated to densify the silicon oxide film.

次に、前述の窒化シリコン膜をストッパに用いた化学機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)法で基板1上の酸化シリコン膜を研磨して基板1の主面の溝の内部に残すことにより、表面が平坦化された素子分離溝2を形成する。   Next, the silicon oxide film on the substrate 1 is polished by the chemical mechanical polishing (CMP) method using the above-described silicon nitride film as a stopper and left inside the groove on the main surface of the substrate 1. Then, the element isolation trench 2 having a planarized surface is formed.

次に、図2に示すように、基板1に熱処理を施し、基板1の主面に酸化シリコン膜3を形成する。この酸化シリコン膜3は、後の工程で基板1の主面に不純物イオンを打ち込む際に、基板1にダメージを与えてしまうことを防ぐ機能と、基板1の主面が汚染されてしまうことを防ぐ機能とを有する。   Next, as shown in FIG. 2, the substrate 1 is subjected to heat treatment to form a silicon oxide film 3 on the main surface of the substrate 1. This silicon oxide film 3 has a function of preventing damage to the substrate 1 when impurity ions are implanted into the main surface of the substrate 1 in a later step, and that the main surface of the substrate 1 is contaminated. It has a function to prevent.

続いて、基板1の主面に対し、上記酸化シリコン膜3を介してn型の導電型を有する不純物イオン(たとえばリンまたはヒ素)を導入し、後の工程で基板1の主面に形成されるウエルと基板1とを電気的に分離するためのn型アイソレーション領域4を形成する。次いで、基板1の主面にp型の導電型を有する不純物イオン(たとえばホウ素)を導入し、p型ウエル5を形成する。次いで、基板1の主面にトランジスタのしきい値電圧を調整するためのn型の導電型(たとえばヒ素)もしくはp型の導電型(たとえばホウ素)を有する不純物イオンを導入し、n型もしくはp型のチャネル領域6を形成する。   Subsequently, impurity ions (for example, phosphorus or arsenic) having n-type conductivity are introduced into the main surface of the substrate 1 through the silicon oxide film 3 and formed on the main surface of the substrate 1 in a later step. An n-type isolation region 4 for electrically separating the well and the substrate 1 is formed. Next, impurity ions (for example, boron) having p-type conductivity are introduced into the main surface of the substrate 1 to form the p-type well 5. Next, impurity ions having an n-type conductivity type (for example, arsenic) or p-type conductivity type (for example, boron) for adjusting the threshold voltage of the transistor are introduced into the main surface of the substrate 1, so that the n-type or p-type conductivity is obtained. A mold channel region 6 is formed.

次に、図3に示すように、基板1を洗浄することによるウエットエッチングで酸化シリコン膜3を除去する。続いて、基板1に熱処理を施すことにより、絶縁膜として、例えば基板1の主面に5nm〜9nm程度、好ましくは7nm程度以上の膜厚の酸化シリコン膜7を形成する。この酸化シリコン膜7の膜厚の設計理由と本実施の形態の不揮発性メモリの特性との関係については、本実施の形態の不揮発性メモリの特性を説明する際に併せて後述する。   Next, as shown in FIG. 3, the silicon oxide film 3 is removed by wet etching by cleaning the substrate 1. Subsequently, by subjecting the substrate 1 to heat treatment, a silicon oxide film 7 having a thickness of, for example, about 5 nm to 9 nm, preferably about 7 nm or more is formed on the main surface of the substrate 1 as an insulating film. The relationship between the reason for designing the thickness of the silicon oxide film 7 and the characteristics of the nonvolatile memory according to the present embodiment will be described later when the characteristics of the nonvolatile memory according to the present embodiment are described.

続いて、低圧CVDにて酸化シリコン膜7上にトラップ準位を有する絶縁膜として、例えば14nm〜20nm程度の窒化シリコン膜8を堆積する。この窒化シリコン膜8は、本実施の形態の不揮発性メモリにおける電荷蓄積層となる。窒化シリコン膜8は、例示した低圧CVD法以外でも、たとえばALD(Atomic-Layer-Deposition)法等によっても成膜することができる。ALD法を用いた場合には、窒化シリコン膜8をシリコンリッチの窒化シリコン膜とすることができるので、電荷蓄積層となった際に、より電化トラップ密度の高い電荷蓄積層とすることが可能となり、リテンション特性を向上させることが可能となる。   Subsequently, a silicon nitride film 8 of, eg, about 14 nm to 20 nm is deposited as an insulating film having a trap level on the silicon oxide film 7 by low pressure CVD. This silicon nitride film 8 becomes a charge storage layer in the nonvolatile memory of the present embodiment. The silicon nitride film 8 can be formed by an ALD (Atomic-Layer-Deposition) method or the like other than the exemplified low-pressure CVD method. When the ALD method is used, since the silicon nitride film 8 can be a silicon-rich silicon nitride film, when it becomes a charge storage layer, it can be a charge storage layer with a higher charge trap density. Thus, the retention characteristics can be improved.

また、本実施の形態では、電荷蓄積層として窒化シリコン膜を使用したが、窒化シリコン膜に限らず、例えば、酸化アルミニウム膜(アルミナ)、酸化ハフニウム膜または酸化タンタル膜など、窒化シリコン膜よりも高い誘電率を有する高誘電率膜を使用してもよい。電荷蓄積層としてトラップ準位を有する絶縁膜を使用する場合、電荷は絶縁膜に形成されているトラップ準位に捕獲される。このようにトラップ準位に電荷を捕獲することにより、絶縁膜中に電荷を蓄積するようになっている。   In this embodiment, a silicon nitride film is used as the charge storage layer. However, the charge storage layer is not limited to a silicon nitride film, and is more than a silicon nitride film such as an aluminum oxide film (alumina), a hafnium oxide film, or a tantalum oxide film. A high dielectric constant film having a high dielectric constant may be used. In the case where an insulating film having a trap level is used as the charge storage layer, charges are trapped in the trap level formed in the insulating film. Thus, charges are accumulated in the insulating film by trapping the charges at the trap level.

続いて、窒化シリコン膜8上に絶縁膜として、たとえば膜厚2nm程度以下の酸化シリコン膜9を成膜する。この酸化シリコン膜9の成膜方法としては、スチーム酸化法、あるいはISSG(In-Situ Steam Generation)酸化法を例示することができる。酸化シリコン膜9の膜厚の設計理由と本実施の形態の不揮発性メモリの特性との関係については、本実施の形態の不揮発性メモリの特性を説明する際に併せて後述する。   Subsequently, a silicon oxide film 9 having a thickness of, for example, about 2 nm or less is formed on the silicon nitride film 8 as an insulating film. Examples of a method for forming the silicon oxide film 9 include a steam oxidation method or an ISSG (In-Situ Steam Generation) oxidation method. The relationship between the reason for designing the thickness of the silicon oxide film 9 and the characteristics of the nonvolatile memory of the present embodiment will be described later when the characteristics of the nonvolatile memory of the present embodiment are described.

続いて、低圧CVD法にて、酸化シリコン膜9上に、たとえば200nm程度の多結晶シリコン膜10を形成し、この多結晶シリコン膜にn型の不純物(たとえばリン)を導入する。その後、たとえば絶縁膜として70nm程度の酸化シリコン膜11を堆積する。多結晶シリコン膜10は、後の工程で加工されてゲート電極となり、酸化シリコン膜11は、多結晶シリコン膜10を加工(エッチング)する際のハードマスクとして使用するキャップ絶縁膜となる。   Subsequently, a polycrystalline silicon film 10 of about 200 nm, for example, is formed on the silicon oxide film 9 by low pressure CVD, and an n-type impurity (for example, phosphorus) is introduced into this polycrystalline silicon film. Thereafter, for example, a silicon oxide film 11 of about 70 nm is deposited as an insulating film. The polycrystalline silicon film 10 is processed in a later step to be a gate electrode, and the silicon oxide film 11 is to be a cap insulating film used as a hard mask when the polycrystalline silicon film 10 is processed (etched).

次に、図4に示すように、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたフォトレジスト膜(図示は省略)をマスクとして酸化シリコン膜11をドライエッチングによりパターニングする。その後、パターニングされた酸化シリコン膜11をハードマスクにして、多結晶シリコン膜10、酸化シリコン膜9、窒化シリコン膜8および酸化シリコン膜7をドライエッチングする。それにより、本実施の形態の不揮発性メモリのメモリセルとなるゲート電極10A、トップ酸化膜(第2絶縁層)9A、電荷蓄積層8Aおよびボトム酸化膜(第1絶縁層)7Aを形成する。本実施の形態においては、図4に示す工程のエッチングはハードマスクを用いることにより行ったが、レジストを用いてこの工程のエッチングを行ってもよい。   Next, as shown in FIG. 4, the silicon oxide film 11 is patterned by dry etching using a photoresist film (not shown) patterned by the photolithography technique as a mask. Thereafter, the polycrystalline silicon film 10, the silicon oxide film 9, the silicon nitride film 8 and the silicon oxide film 7 are dry-etched using the patterned silicon oxide film 11 as a hard mask. Thereby, the gate electrode 10A, the top oxide film (second insulating layer) 9A, the charge storage layer 8A, and the bottom oxide film (first insulating layer) 7A, which are the memory cells of the nonvolatile memory according to the present embodiment, are formed. In this embodiment mode, etching in the step illustrated in FIG. 4 is performed by using a hard mask. However, this step may be performed by using a resist.

次に、図5に示すように、基板1に熱処理を施して、基板1(n型もしくはp型チャネル領域6)の表面と、ボトム酸化膜7A、電荷蓄積層8A、トップ酸化膜9Aおよびゲート電極10Aの側壁とに、酸化シリコンからなる保護膜12を成膜する。この保護膜12は、次工程において不純物イオンを基板1の主面に導入する際に、ボトム酸化膜7A、電荷蓄積層8A、トップ酸化膜9Aおよびゲート電極10Aの側壁を保護し、さらに基板1の主面へのダメージおよび汚染を防ぐ機能を有する。   Next, as shown in FIG. 5, the substrate 1 is subjected to heat treatment, and the surface of the substrate 1 (n-type or p-type channel region 6), the bottom oxide film 7A, the charge storage layer 8A, the top oxide film 9A, and the gate. A protective film 12 made of silicon oxide is formed on the side wall of the electrode 10A. This protective film 12 protects the sidewalls of the bottom oxide film 7A, the charge storage layer 8A, the top oxide film 9A, and the gate electrode 10A when introducing impurity ions into the main surface of the substrate 1 in the next step. It has a function to prevent damage and contamination to the main surface of the.

続いて、ボトム酸化膜7A、電荷蓄積層8A、トップ酸化膜9A、ゲート電極10Aおよび酸化シリコン膜11からなる積層膜の両側の基板1の主面に、1×1018/cm程度の低濃度でn型の導電型を有する不純物(たとえばリン)を導入し、n型エクステンション領域13を形成する。 Subsequently, on the main surface of the substrate 1 on both sides of the laminated film composed of the bottom oxide film 7A, the charge storage layer 8A, the top oxide film 9A, the gate electrode 10A and the silicon oxide film 11, a low level of about 1 × 10 18 / cm 3 is provided. Impurities (for example, phosphorus) having n-type conductivity at a concentration are introduced to form n -type extension regions 13.

次に、図6に示すように、低圧CVD法により、基板1の主面に絶縁膜として、たとえば酸化シリコン膜を堆積し、次いでその酸化シリコン膜およびハードマスクとして使用した酸化シリコン膜11とを異方的にエッチング(エッチバック)することにより、ボトム酸化膜7A、電荷蓄積層8A、トップ酸化膜9Aおよびゲート電極10Aの側壁に、酸化シリコン膜からなるサイドウォールスペーサ14を形成する。ここで、本実施の形態においては、サイドウォールスペーサを形成する絶縁膜として、酸化シリコン膜を使用したが、酸化シリコン膜に限らず、窒化シリコン膜、あるいは、酸化シリコン膜および窒化シリコン膜からなる積層膜として形成してもよい。基板1の主面と水平な方向におけるサイドウォールスペーサ14の厚さは、異方的にエッチングされる絶縁膜の膜厚で調節することができる。   Next, as shown in FIG. 6, for example, a silicon oxide film is deposited as an insulating film on the main surface of the substrate 1 by low-pressure CVD, and then the silicon oxide film and the silicon oxide film 11 used as a hard mask are formed. By anisotropically etching (etching back), sidewall spacers 14 made of a silicon oxide film are formed on the sidewalls of bottom oxide film 7A, charge storage layer 8A, top oxide film 9A, and gate electrode 10A. Here, in this embodiment, a silicon oxide film is used as an insulating film for forming the sidewall spacer. However, the insulating film is not limited to a silicon oxide film, and is formed of a silicon nitride film, or a silicon oxide film and a silicon nitride film. You may form as a laminated film. The thickness of the sidewall spacer 14 in the direction horizontal to the main surface of the substrate 1 can be adjusted by the thickness of the insulating film that is anisotropically etched.

続いて、側壁にサイドウォールスペーサ14が形成されたボトム酸化膜7A、電荷蓄積層8A、トップ酸化膜9Aおよびゲート電極10Aからなる積層膜の両側の基板1の主面に、1×1020/cm程度のn型の導電型を有する不純物(たとえばヒ素)を導入する。次いで、基板1に800℃〜900℃程度の熱処理を施すことにより、導入した不純物を活性化させ、n型半導体領域15を形成する。それにより、n型エクステンション領域13をおよびn型半導体領域15からなるnチャネル型のLDD(Lightly-Doped-Drain)構造のソース領域およびドレイン領域を形成することができる。 Subsequently, the main surface of the substrate 1 on both sides of the laminated film including the bottom oxide film 7A, the charge storage layer 8A, the top oxide film 9A, and the gate electrode 10A having the side wall spacers 14 formed on the side walls is 1 × 10 20 / Impurities (for example, arsenic) having an n-type conductivity of about cm 3 are introduced. Next, the introduced impurity is activated by performing heat treatment on the substrate 1 at about 800 ° C. to 900 ° C., and the n + type semiconductor region 15 is formed. Thereby, an n type extension region 13 and an n + type LDD (Lightly-Doped-Drain) structure source region and drain region composed of an n + type semiconductor region 15 can be formed.

次に、シリサイド工程について説明する。基板1の主面上に、たとえば金属膜としてコバルト膜を形成する。このとき、露出しているゲート電極10Aおよび露出しているn型半導体領域15にコバルト膜が接する。その後、基板1に対して熱処理を施すことによって、ゲート電極10Aおよびn型半導体領域15にコバルトシリサイド膜16を形成する。これにより、ゲート電極10Aは、多結晶シリコン膜とコバルトシリサイド膜の積層構造となる。コバルトシリサイド膜16はゲート電極10Aの低抵抗化のために形成される。同様に、上述した熱処理により、n型半導体領域15の表面においてもシリコンとコバルト膜が反応してコバルトシリサイド膜16が形成される。このため、n型半導体領域15においても低抵抗化をはかることができる。なお、本実施の形態1では、コバルトシリサイド膜16を形成するように構成しているが、たとえばコバルトシリサイド膜16に代えてニッケルシリサイド膜、チタンシリサイド膜、またはプラチナシリサイド膜を形成するようにしてもよい。 Next, the silicide process will be described. On the main surface of the substrate 1, for example, a cobalt film is formed as a metal film. At this time, the cobalt film is in contact with the exposed gate electrode 10 </ b > A and the exposed n + -type semiconductor region 15. Thereafter, a heat treatment is performed on the substrate 1 to form a cobalt silicide film 16 in the gate electrode 10 < / b> A and the n + type semiconductor region 15. As a result, the gate electrode 10A has a laminated structure of the polycrystalline silicon film and the cobalt silicide film. The cobalt silicide film 16 is formed to reduce the resistance of the gate electrode 10A. Similarly, by the above-described heat treatment, the silicon silicide film 16 reacts with the surface of the n + type semiconductor region 15 to form the cobalt silicide film 16. For this reason, the resistance can be reduced also in the n + type semiconductor region 15. In the first embodiment, the cobalt silicide film 16 is formed. However, for example, a nickel silicide film, a titanium silicide film, or a platinum silicide film is formed instead of the cobalt silicide film 16. Also good.

ここまでの工程により、本実施の形態の不揮発性メモリのメモリセルを形成することができる。   Through the steps so far, the memory cell of the nonvolatile memory of this embodiment can be formed.

次に、図7に示すように、基板1の主面上にCVD法で窒化シリコン膜17および酸化シリコン膜18を順次堆積する。窒化シリコン膜17は、本実施の形態の不揮発性メモリのメモリセルを含む各デバイスに対して、外部から水素および重金属等が浸入してしまう不具合を防ぐ保護機能を有し、さらに、後の工程で酸化シリコン膜18および窒化シリコン膜17に対してn型半導体領域15上に形成されたコバルトシリサイド膜16に達するコンタクトホールを形成する際には、SAC(Self-Align-Contact)用のエッチングストッパー膜として機能する。 Next, as shown in FIG. 7, a silicon nitride film 17 and a silicon oxide film 18 are sequentially deposited on the main surface of the substrate 1 by a CVD method. The silicon nitride film 17 has a protective function for preventing a problem that hydrogen, heavy metal, and the like enter from the outside to each device including the memory cell of the nonvolatile memory according to the present embodiment. When a contact hole reaching the cobalt silicide film 16 formed on the n + type semiconductor region 15 is formed in the silicon oxide film 18 and the silicon nitride film 17, etching for SAC (Self-Align-Contact) is performed. Functions as a stopper film.

次に、図8に示すように、フォトリソグラフィ技術によりパターニングされたフォトレジスト膜(図示は省略)をマスクとして酸化シリコン膜18および窒化シリコン膜17をドライエッチングすることにより、n型半導体領域15上に形成されたコバルトシリサイド膜16およびゲート電極10A上に形成されたコバルトシリサイド膜16のそれぞれに達するコンタクトホールを形成する。次いで、そのコンタクトホール内を含む酸化シリコン膜18上に、バリアメタル膜(窒化チタン膜、チタン膜もしくはそれらの積層膜)を形成した後、さらにタングステン膜を堆積し、そのコンタクトホールをタングステン膜で埋め込む。その後、コンタクトホール以外の酸化シリコン膜18上のバリアメタル膜およびタングステン膜を、たとえばCMP法により除去し、プラグ19を形成する。 Next, as shown in FIG. 8, the silicon oxide film 18 and the silicon nitride film 17 are dry-etched using a photoresist film (not shown) patterned by the photolithography technique as a mask, so that the n + type semiconductor region 15 Contact holes reaching the cobalt silicide film 16 formed above and the cobalt silicide film 16 formed on the gate electrode 10A are formed. Next, after forming a barrier metal film (a titanium nitride film, a titanium film, or a laminated film thereof) on the silicon oxide film 18 including the inside of the contact hole, a tungsten film is further deposited, and the contact hole is made of the tungsten film. Embed. Thereafter, the barrier metal film and the tungsten film on the silicon oxide film 18 other than the contact holes are removed by, for example, the CMP method, and the plug 19 is formed.

次に、プラグ19と接続する配線20を形成し、本実施の形態の半導体集積回路装置を製造する。配線20を形成するには、たとえば酸化シリコン膜18上にチタン膜、主導電層となるアルミニウム合金膜および窒化チタン膜をスパッタリング法により順次堆積し、続いてフォトレジスト膜をマスクとしたドライエッチングによりそのチタン膜、アルミニウム合金膜および窒化チタン膜をパターニングする。   Next, the wiring 20 connected to the plug 19 is formed, and the semiconductor integrated circuit device of this embodiment is manufactured. In order to form the wiring 20, for example, a titanium film, an aluminum alloy film serving as a main conductive layer, and a titanium nitride film are sequentially deposited on the silicon oxide film 18 by a sputtering method, and then by dry etching using a photoresist film as a mask. The titanium film, aluminum alloy film and titanium nitride film are patterned.

その後、酸化シリコン膜18、プラグ19および配線20を形成した工程を繰り返すことにより、配線層をさらに多層に形成してもよい。   Thereafter, the wiring layer may be formed in multiple layers by repeating the process of forming the silicon oxide film 18, the plug 19 and the wiring 20.

なお、本実施の形態の不揮発性メモリは、NOR型のメモリ回路を形成する。NOR型のメモリ回路にすることにより、データの書き換え単位は小さいが、高速でデータのやりとりが可能な、たとえばICカードのような分野に有効である。   Note that the nonvolatile memory of this embodiment forms a NOR type memory circuit. By using a NOR type memory circuit, the data rewrite unit is small, but it is effective in a field such as an IC card that can exchange data at high speed.

次に、不揮発性メモリセルの動作について図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す電圧は印加条件の一例であり、これに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更可能である。また、本実施の形態では、電荷蓄積層8Aへの電子の注入を「書き込み」、正孔の注入を「消去」と定義する。   Next, the operation of the nonvolatile memory cell will be described with reference to the drawings. The voltage shown below is an example of application conditions, and is not limited to this, and can be variously changed as necessary. In the present embodiment, the injection of electrons into the charge storage layer 8A is defined as “writing”, and the injection of holes is defined as “erasing”.

図9は、本実施の形態のメモリセルにおいて、書き込み動作時に印加される電圧条件を示す図である。図9に示すように、p型ウエル5に0V、ゲート電極10Aに−12V〜−13V程度の負電圧が印加されている。そして、ソース領域およびドレイン領域(n型半導体領域15およびn型エクステンション領域13)に0Vが印加されている。このメモリセルにおいては、ゲート電極10A(−12V〜−13V)とソース領域(0V)と、ドレイン領域(0V)およびp型ウエル5(0V)との電位差によりトンネル電流が発生し、ゲート電極10Aから電荷蓄積層8Aに電子21が注入される。すなわち、FNトンネル現象を用いて、ゲート電極10Aから電荷蓄積層8Aに、電子の注入が行なわれる。注入された電子21は、電荷蓄積層8Aのトラップ準位に捕獲され、その結果、電荷蓄積層8Aに電子21が蓄積されて、図11に示すように、メモリセルのしきい値が上昇し、メモリセルに情報が書き込まれる。 FIG. 9 is a diagram showing voltage conditions applied during a write operation in the memory cell of the present embodiment. As shown in FIG. 9, a negative voltage of about -12V to -13V is applied to the p-type well 5 and 0V to the gate electrode 10A. Then, 0 V is applied to the source region and the drain region (n + type semiconductor region 15 and n type extension region 13). In this memory cell, a tunnel current is generated by a potential difference between the gate electrode 10A (-12V to -13V), the source region (0V), the drain region (0V) and the p-type well 5 (0V), and the gate electrode 10A Then, electrons 21 are injected into the charge storage layer 8A. That is, electrons are injected from the gate electrode 10A to the charge storage layer 8A using the FN tunnel phenomenon. The injected electrons 21 are trapped in the trap level of the charge storage layer 8A. As a result, the electrons 21 are stored in the charge storage layer 8A, and the threshold value of the memory cell is increased as shown in FIG. Information is written into the memory cell.

図10は、書込み動作時の選択メモリセルおよび非選択メモリセルを表した回路図である。この時、書込みの対象を、選択メモリセルMC1とした場合を例示する。選択ワード線WL1を通じて、ゲート電極10Aに−12V〜−13V程度の負電圧が印加される。この時、選択ビット線BL1には0Vが印加されている。選択ビット線BL1と接続するメモリセルのうち、非選択ワード線WL2には0Vが印加されている。また、非選択ビット線BL2には、選択ワード線WL1と同等の電位−12V〜−13Vが印加されている。   FIG. 10 is a circuit diagram showing a selected memory cell and a non-selected memory cell during a write operation. In this case, the case where the target of writing is the selected memory cell MC1 is illustrated. A negative voltage of about −12V to −13V is applied to the gate electrode 10A through the selected word line WL1. At this time, 0 V is applied to the selected bit line BL1. Of the memory cells connected to the selected bit line BL1, 0 V is applied to the unselected word line WL2. The unselected bit line BL2 is applied with a potential of -12V to -13V equivalent to that of the selected word line WL1.

この時、非選択メモリセルMC2では、選択ワード線WL1の電位と、非選択ビット線BL2の電位が同等であるので、電荷蓄積層8Aに電子が注入されないようになっている。   At this time, in the non-selected memory cell MC2, since the potential of the selected word line WL1 and the potential of the non-selected bit line BL2 are equal, electrons are not injected into the charge storage layer 8A.

しかし、非選択メモリセルMC3では、非選択ビット線BL2の電位が大きく、ボトム酸化膜7A側に大きな電界が発生してしまい、電荷蓄積層8Aに誤って電子が注入されてしまう恐れがある。本実施の形態では、ボトム酸化膜7Aの膜厚をトップ酸化膜9Aの膜厚よりも厚くしているので、ボトム酸化膜7A側と同じ電位であっても、電界が緩和されている。このため、電荷蓄積層8Aに誤って電子が注入されてしまう不具合を解消できる。すなわち、非選択ビット線BL2におけるディスターブを防止することができる。   However, in the non-selected memory cell MC3, the potential of the non-selected bit line BL2 is large, and a large electric field is generated on the bottom oxide film 7A side, so that electrons may be accidentally injected into the charge storage layer 8A. In the present embodiment, the bottom oxide film 7A is made thicker than the top oxide film 9A, so that the electric field is relaxed even at the same potential as the bottom oxide film 7A. For this reason, it is possible to solve the problem that electrons are erroneously injected into the charge storage layer 8A. That is, disturbance in the non-selected bit line BL2 can be prevented.

続いて、消去動作について説明する。図12は、本実施の形態のメモリセルにおいて、消去動作時に印加される電圧条件を示す図である。図12に示すように、p型ウエル5に0V、ゲート電極10Aに+12V〜+13V程度の正電圧が印加されている。そして、ソース領域およびドレイン領域(n型半導体領域15およびn型エクステンション領域13)に0Vが印加されている。このメモリセルにおいては、ゲート電極10A(+12V〜+13V)とソース領域(0V)と、ドレイン領域(0V)およびp型ウエル5(0V)との電位差によりトンネル電流が発生し、ゲート電極10Aから電荷蓄積層8Aにホール22が注入される。すなわち、FNトンネル現象を用いて、ゲート電極10Aから電荷蓄積層8Aに、ホールの注入が行なわれる。注入されたホール22は、電荷蓄積層8Aのトラップ準位に捕獲され、図14に示すように、メモリセルのしきい値が低下する。このようにして消去動作が行われる。 Next, the erase operation will be described. FIG. 12 is a diagram showing voltage conditions applied during the erase operation in the memory cell of the present embodiment. As shown in FIG. 12, 0V is applied to the p-type well 5, and a positive voltage of about + 12V to + 13V is applied to the gate electrode 10A. Then, 0 V is applied to the source region and the drain region (n + type semiconductor region 15 and n type extension region 13). In this memory cell, a tunnel current is generated due to a potential difference between the gate electrode 10A (+ 12V to + 13V), the source region (0V), the drain region (0V) and the p-type well 5 (0V), and a charge is generated from the gate electrode 10A. Holes 22 are injected into the storage layer 8A. That is, holes are injected from the gate electrode 10A into the charge storage layer 8A using the FN tunnel phenomenon. The injected holes 22 are captured by the trap level of the charge storage layer 8A, and the threshold value of the memory cell is lowered as shown in FIG. In this way, the erase operation is performed.

図13は、消去動作時の選択メモリセルMC4を表した回路図である。消去動作は、選択ワード線WL1に電気的に接続する各ゲート電極10Aに+12V〜+13V程度の正電圧が印加され、一括消去される。このとき、非選択ウェル(図示せず)については、+12V〜+13V程度の正電圧が印加され、電界を緩和している。   FIG. 13 is a circuit diagram showing the selected memory cell MC4 during the erase operation. In the erasing operation, a positive voltage of about +12 V to +13 V is applied to each gate electrode 10A electrically connected to the selected word line WL1, and batch erasing is performed. At this time, a positive voltage of about + 12V to + 13V is applied to a non-selected well (not shown), thereby relaxing the electric field.

次に、読み出し動作について説明する。図15は本実施の形態のメモリセルにおいて、読み出し動作時に印加される電圧条件を示す図である。図15に示すように、p型ウエル5に−2V、ゲート電極10Aに+1.5V、ドレイン領域に+0.8Vを印加する。さらに、ソース領域に0Vを印加する。この時、メモリセルが書き込み状態にあってしきい値電圧が高い場合には、メモリセルには電流は流れない。一方、メモリセルが消去状態にあってしきい値電圧が低い場合には、メモリセルに電流が流れる。このように、メモリセルが書き込み状態にあるか、あるいは、消去状態にあるかをメモリセルに流れる電流の有無を検出することで判別することができる。   Next, the reading operation will be described. FIG. 15 is a diagram showing voltage conditions applied during a read operation in the memory cell of the present embodiment. As shown in FIG. 15, -2V is applied to the p-type well 5, + 1.5V is applied to the gate electrode 10A, and + 0.8V is applied to the drain region. Further, 0 V is applied to the source region. At this time, when the memory cell is in a write state and the threshold voltage is high, no current flows through the memory cell. On the other hand, when the memory cell is in the erased state and the threshold voltage is low, a current flows through the memory cell. As described above, whether the memory cell is in a writing state or an erasing state can be determined by detecting the presence or absence of a current flowing through the memory cell.

図16は、読み出し動作時の選択メモリセルMC5を表した回路図である。上述のように、選択メモリセルMC5以外は、ソース・ドレイン間に電流が流れない動作電圧となっており、選択メモリセルMC5のみを読み出すことができる。   FIG. 16 is a circuit diagram showing the selected memory cell MC5 during the read operation. As described above, except for the selected memory cell MC5, the operating voltage is such that no current flows between the source and the drain, and only the selected memory cell MC5 can be read.

上記のように、本実施の形態におけるメモリセルの書き込み動作および消去動作では、ゲート電極10Aと電荷蓄積層8Aとの間のトンネル電流によって電荷のやり取りを行っている。そのため、図17に示すように、メモリセルのデータを書き換える動作回数が増加すると、ゲート電極10Aとトップ酸化膜9Aとの界面に界面準位23が形成される。図17中の「×」は界面準位を示す。一方、たとえば背景技術で説明した技術(特許文献5)においては、書き込み動作および消去動作における電荷のやり取りを半導体基板と電荷蓄積層との間のトンネル電流によって行っている。そのため、図18に示すように、メモリセルのデータを書き換える動作回数が増加すると、半導体基板と下層の酸化膜との界面に界面準位23が形成される。   As described above, in the write operation and erase operation of the memory cell in the present embodiment, charges are exchanged by the tunnel current between the gate electrode 10A and the charge storage layer 8A. Therefore, as shown in FIG. 17, when the number of operations for rewriting memory cell data increases, an interface state 23 is formed at the interface between the gate electrode 10A and the top oxide film 9A. “X” in FIG. 17 indicates an interface state. On the other hand, for example, in the technique described in the background art (Patent Document 5), charge exchange in the write operation and the erase operation is performed by a tunnel current between the semiconductor substrate and the charge storage layer. Therefore, as shown in FIG. 18, when the number of operations for rewriting memory cell data increases, an interface state 23 is formed at the interface between the semiconductor substrate and the lower oxide film.

ここで、図19および図20に示されているデータ書き換え回数の増加に伴う消去状態でのゲート電圧および読み出し電流の関係を比較する。図19は、本実施の形態による書き換え動作を行った場合を示し、図20は、背景技術にて説明した書き換え動作を行った場合を示している。図19に示されるように、本実施の形態におけるメモリセルでは、ゲート電極10Aとトップ酸化膜9Aとの界面に界面準位が形成されているため、書き換え回数が増加しても読み出し電流には影響を与えない。一方、図20に示されるように、書き込みおよび消去動作における電荷のやり取りを半導体基板と電荷蓄積層との間のトンネル電流によって行う場合は、書き換え回数が増加すると半導体基板と下層の酸化膜との界面に界面準位が形成されるため、読み出し電流が減少しリテンション不良が発生することが懸念される。   Here, the relationship between the gate voltage and the read current in the erased state accompanying the increase in the number of data rewrites shown in FIGS. 19 and 20 will be compared. FIG. 19 shows a case where the rewriting operation according to the present embodiment is performed, and FIG. 20 shows a case where the rewriting operation described in the background art is performed. As shown in FIG. 19, in the memory cell in the present embodiment, an interface state is formed at the interface between the gate electrode 10A and the top oxide film 9A. Does not affect. On the other hand, as shown in FIG. 20, when charges are exchanged in writing and erasing operations by a tunnel current between the semiconductor substrate and the charge storage layer, if the number of rewrites increases, the semiconductor substrate and the underlying oxide film are exchanged. Since interface states are formed at the interface, there is a concern that the read current is reduced and a retention failure occurs.

したがって、上記不良の発生する確率を低減し、データの書き換え回数の増加時においても動作信頼性を向上するために、半導体基板と下層の酸化膜との界面に界面準位が形成されないような書き込みおよび消去動作が必要とされる。本実施の形態におけるメモリセルのデータの書き込みおよび消去動作は、ゲート電極10Aと電荷蓄積層8Aとの間のトンネル電流によって電荷のやり取りを行っている。このような書き込みおよび消去動作を行うことにより、半導体基板と下層の酸化膜との界面に界面準位が形成されることを回避することを可能としている。   Therefore, in order to reduce the probability of occurrence of the above defects and improve the operation reliability even when the number of data rewrites is increased, writing in which no interface state is formed at the interface between the semiconductor substrate and the lower oxide film And an erase operation is required. In the data writing and erasing operations of the memory cell in the present embodiment, charges are exchanged by a tunnel current between the gate electrode 10A and the charge storage layer 8A. By performing such write and erase operations, it is possible to avoid the formation of interface states at the interface between the semiconductor substrate and the lower oxide film.

ゲート電極10Aと電荷蓄積層8Aとの間のトンネル電流によって書き込みおよび消去動作を行うために、本実施の形態においては、ボトム酸化膜7Aとなる酸化シリコン膜7およびトップ酸化膜9Aとなる酸化シリコン膜9を図3で示されている工程のような膜厚により形成している。具体的には、ボトム酸化膜7Aの膜厚(5nm〜9nm程度、好ましくは7nm程度以上)をトップ酸化膜9Aの膜厚(2nm程度以下)よりも厚くなるように形成している。ボトム酸化膜7Aの膜厚を厚くすることにより、電荷蓄積層8Aからボトム酸化膜7A側(チャネル領域6側)への電荷21の抜け出し、およびボトム酸化膜7A側(チャネル領域6側)から電荷蓄積層8Aへの電荷21の注入の抑制を可能としている。さらに、トップ酸化膜9Aの膜厚を2nm程度以下と薄く形成することにより、ゲート電極10Aと電荷蓄積層8Aとの間で、トンネル電流による電荷のやり取りを可能としている。   In this embodiment, in order to perform writing and erasing operations by the tunnel current between the gate electrode 10A and the charge storage layer 8A, the silicon oxide film 7 to be the bottom oxide film 7A and the silicon oxide to be the top oxide film 9A The film 9 is formed with a film thickness as in the process shown in FIG. Specifically, the bottom oxide film 7A is formed so that the thickness (about 5 nm to 9 nm, preferably about 7 nm or more) is larger than the top oxide film 9A (about 2 nm or less). By increasing the thickness of the bottom oxide film 7A, the charge 21 escapes from the charge storage layer 8A to the bottom oxide film 7A side (channel region 6 side) and the charge from the bottom oxide film 7A side (channel region 6 side). The injection of the charge 21 into the storage layer 8A can be suppressed. Further, by forming the top oxide film 9A as thin as about 2 nm or less, charges can be exchanged by the tunnel current between the gate electrode 10A and the charge storage layer 8A.

また、トップ酸化膜9Aを単層構造としたことにより、トップ酸化膜9Aの物理的膜厚および酸化膜換算の膜厚を薄くすることができる。これにより、書込み動作および消去動作に用いる電圧(ゲート電圧)を低く設定することができる。これにより、昇圧回路の面積を低減でき、さらに周辺デバイスの信頼度についても保証できるようになる。   Further, since the top oxide film 9A has a single layer structure, the physical thickness of the top oxide film 9A and the equivalent oxide thickness can be reduced. Thereby, the voltage (gate voltage) used for the write operation and the erase operation can be set low. As a result, the area of the booster circuit can be reduced, and the reliability of peripheral devices can be guaranteed.

本実施の形態の不揮発性メモリのメモリセルは、nチャネル型の構成となっている。以下に、本実施の形態のメモリセルをnチャネル型とした場合の利点について、図21〜図25を用いて説明する。   The memory cell of the nonvolatile memory according to this embodiment has an n-channel configuration. Hereinafter, advantages obtained when the memory cell of this embodiment is an n-channel type will be described with reference to FIGS.

図21および図22は、それぞれnチャネル型のメモリセルにおける低電界(熱平衡状態)下およびデータ消去動作時におけるエネルギーバンド図であり、図23、図24および図25は、それぞれpチャネル型のメモリセルにおける低電界(熱平衡状態)下およびデータ消去動作時におけるエネルギーバンド図である。なお、図内の数値は各材料のバンドギャップ幅、および仕事関数差であり、「−」は電荷トラップサイトを示し、「h」はホールを示す。nチャネル型のメモリセルとpチャネル型のメモリセルとを比較すると、図21および図23に示すように、低電界(熱平衡状態)下では、pチャネル型のメモリセルでの窒化シリコン膜中におけるホールのトラップされる位置がnチャネル型のメモリセルよりも深くなり、ゲート電極側へホールが抜けにくくなるという利点がある。しかし、一方で、図22および図24に示すように、データ消去動作時においては、nチャネル型のメモリセルではホールが窒化シリコン膜を通らないダイレクトトンネリングに近いエネルギーバンド構成となり、消去動作の高速化に寄与するが、pチャネル型のメモリセルではホールが窒化シリコン膜を通るエネルギーバンド構成となっていることから、nチャネル型のメモリセルのような消去動作の高速化ができなくなっている。ただし、図25に示すように、pチャネル型のメモリセルでも、消去動作時のゲート電圧を上昇させればnチャネル型のメモリセルの消去動作時のエネルギーバンド構成に近い状態となる。しかし、その場合には、周辺回路を高耐圧構造とする必要が生じ、回路が形成される面積を大きくしてしまうという不具合が生じることが懸念される。すなわち、本実施の形態のように、nチャネル型の不揮発性メモリセルとすることが好ましい。   21 and 22 are energy band diagrams in a low electric field (thermal equilibrium state) and data erasing operation in an n-channel memory cell, respectively. FIGS. 23, 24, and 25 are p-channel memory, respectively. It is an energy band figure under the low electric field (thermal equilibrium state) and the data erasing operation in the cell. The numerical values in the figure are the band gap width and work function difference of each material, “−” indicates a charge trap site, and “h” indicates a hole. Comparing the n-channel memory cell and the p-channel memory cell, as shown in FIGS. 21 and 23, in a silicon nitride film in the p-channel memory cell under a low electric field (thermal equilibrium state). There is an advantage that the position where the hole is trapped becomes deeper than that of the n-channel type memory cell, and the hole is difficult to escape to the gate electrode side. However, on the other hand, as shown in FIGS. 22 and 24, in the data erasing operation, the n-channel memory cell has an energy band configuration close to direct tunneling in which holes do not pass through the silicon nitride film, and the erasing operation has a high speed. However, since the p-channel memory cell has an energy band structure in which holes pass through the silicon nitride film, the speed of the erase operation cannot be increased as in the n-channel memory cell. However, as shown in FIG. 25, even in a p-channel type memory cell, if the gate voltage at the time of erasing operation is increased, the energy band configuration at the time of erasing operation of the n-channel type memory cell becomes close. However, in that case, it is necessary to make the peripheral circuit have a high breakdown voltage structure, and there is a concern that a problem of increasing the area in which the circuit is formed may occur. That is, it is preferable to use an n-channel nonvolatile memory cell as in this embodiment.

また、本実施の形態におけるメモリセルでは、電荷蓄積層8Aとゲート電極10Aの間に形成され、かつ、書き込みおよび消去動作時にトンネル電流が流れる膜を、トップ酸化膜9Aとして酸化シリコンの単層で形成しているため、書き込みおよび消去速度を積層で形成した場合と比較して高速にすることが可能となる。   In the memory cell according to the present embodiment, a film formed between the charge storage layer 8A and the gate electrode 10A and through which a tunnel current flows during writing and erasing operations is a single layer of silicon oxide as the top oxide film 9A. Since it is formed, the writing and erasing speed can be increased as compared with the case where it is formed by lamination.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明の半導体集積回路装置の構成は、不揮発性メモリを有する半導体装置に適用することができる。   The configuration of the semiconductor integrated circuit device of the present invention can be applied to a semiconductor device having a nonvolatile memory.

1 基板
2 素子分離溝
3 酸化シリコン膜
4 n型アイソレーション領域
5 p型ウエル
6 チャネル領域
7 酸化シリコン膜
7A ボトム酸化膜(第1絶縁層)
8 窒化シリコン膜
8A 電荷蓄積層
9 酸化シリコン膜
9A トップ酸化膜(第2絶縁層)
10 多結晶シリコン膜
10A ゲート電極
11 酸化シリコン膜
12 保護膜
13 n型エクステンション領域
14 サイドウォールスペーサ
15 n型半導体領域
16 コバルトシリサイド膜
17 窒化シリコン膜
18 酸化シリコン膜
19 プラグ
20 配線
21 電子
22 ホール
23 界面準位
BL1、BL2 ビット線
MC1、MC2、MC3、MC4、MC5 メモリセル
WL1、WL2 ワード線
1 substrate 2 element isolation trench 3 silicon oxide film 4 n-type isolation region 5 p-type well 6 channel region 7 silicon oxide film 7A bottom oxide film (first insulating layer)
8 Silicon nitride film 8A Charge storage layer 9 Silicon oxide film 9A Top oxide film (second insulating layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Polycrystalline silicon film 10A Gate electrode 11 Silicon oxide film 12 Protective film 13 n type extension region 14 Side wall spacer 15 n + type semiconductor region 16 Cobalt silicide film 17 Silicon nitride film 18 Silicon oxide film 19 Plug 20 Wiring 21 Electron 22 Hole 23 Interface states BL1, BL2 Bit lines MC1, MC2, MC3, MC4, MC5 Memory cells WL1, WL2 Word line

Claims (8)

メモリセルを有する半導体集積回路装置であって、前記メモリセルは、
半導体基板と、
前記半導体基板中に形成されたn型のソース領域およびn型のドレイン領域と、
前記半導体基板の主面上に形成された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に形成された絶縁性の電荷蓄積層と、
前記電荷蓄積層上に形成された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上に形成されたゲート電極と、
を有し、
前記第2絶縁層は単層で形成され、
前記第2絶縁層は、前記第1絶縁層より膜厚が薄く、
前記メモリセルは、前記第2絶縁層を介し、前記ゲート電極から前記電荷蓄積層へ電荷を注入することにより、データの書き込みおよび消去を行うことを特徴とする半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device having a memory cell, wherein the memory cell is
A semiconductor substrate;
An n-type source region and an n-type drain region formed in the semiconductor substrate;
A first insulating layer formed on a main surface of the semiconductor substrate;
An insulating charge storage layer formed on the first insulating layer;
A second insulating layer formed on the charge storage layer;
A gate electrode formed on the second insulating layer;
Have
The second insulating layer is formed of a single layer;
The second insulating layer is thinner than the first insulating layer,
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the memory cell performs data writing and erasing by injecting charges from the gate electrode to the charge storage layer through the second insulating layer.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記電荷蓄積層は、窒化シリコンを主成分とする膜から形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
The semiconductor integrated circuit device, wherein the charge storage layer is formed of a film containing silicon nitride as a main component.
請求項2記載の半導体集積回路装置において、
前記電荷蓄積層はシリコンリッチな窒化シリコンにより形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
The semiconductor integrated circuit device, wherein the charge storage layer is formed of silicon-rich silicon nitride.
請求項2記載の半導体集積回路装置において、
前記第1絶縁層および前記第2絶縁層は、酸化シリコン膜から形成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 2.
The semiconductor integrated circuit device, wherein the first insulating layer and the second insulating layer are formed of a silicon oxide film.
請求項4記載の半導体集積回路装置において、
前記第1絶縁層の厚さは、5nm〜9nmであり、
前記電荷蓄積層の厚さは、14nm〜20nmであり、
前記第2絶縁層の厚さは、2nm以下であることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 4.
The thickness of the first insulating layer is 5 nm to 9 nm,
The charge storage layer has a thickness of 14 nm to 20 nm,
The semiconductor integrated circuit device, wherein the second insulating layer has a thickness of 2 nm or less.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記メモリセルは、NOR型のメモリ回路を形成することを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
A semiconductor integrated circuit device, wherein the memory cell forms a NOR type memory circuit.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記データの書き込みおよび消去は、FNトンネル現象を用いて行なわれることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
The data writing and erasing are performed by using an FN tunnel phenomenon.
請求項1記載の半導体集積回路装置において、
前記メモリセルを複数有し、
前記複数のメモリセルは、前記データの書き込み動作時に選択ワード線および選択ビット線に接続される第1メモリセルと、前記データの書き込み動作時に非選択ワード線および非選択ビット線に接続される第2メモリセルとを含み、
前記データの書き込み動作時に、前記選択ワード線の電位と前記非選択ビット線の電位は同じであり、前記非選択ワード線の電位と前記選択ビット線の電位は同じであることを特徴とする半導体集積回路装置。
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
A plurality of the memory cells;
The plurality of memory cells include a first memory cell connected to a selected word line and a selected bit line during the data write operation, and a first memory cell connected to a non-selected word line and a non-selected bit line during the data write operation. 2 memory cells,
In the data write operation, the potential of the selected word line and the potential of the non-selected bit line are the same, and the potential of the non-selected word line and the potential of the selected bit line are the same Integrated circuit device.
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