JPH1187545A - Semiconductor non-volatile memory device and manufacture thereof - Google Patents
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Landscapes
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- Non-Volatile Memory (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体不揮発性記
憶装置およびその製造方法に関し、特にトランジスタの
ゲート電極とチャネル形成領域の間に電荷を蓄積する電
荷蓄積層を有する半導体不揮発性記憶装置およびその製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor nonvolatile memory device having a charge storage layer for storing charges between a gate electrode of a transistor and a channel forming region, and a method of manufacturing the same. It relates to a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、半導体不揮発性記憶装置の開発が
盛んに行われており、フローティングゲート構造のフラ
ッシュメモリを中心に、様々な構造、構成のものが研究
および開発されている。このフラッシュメモリは、その
セル構成の観点からNAND型とNOR型に大きく分類
される。2. Description of the Related Art Currently, semiconductor non-volatile memory devices are being actively developed, and various structures and configurations are being researched and developed, mainly of flash memories having a floating gate structure. This flash memory is roughly classified into a NAND type and a NOR type from the viewpoint of the cell configuration.
【0003】上記のうち、NAND型はメモリセルを直
列に複数個接続し、共通の選択トランジスタとビット線
を持つ。例えばメモリセルを8個接続した場合、データ
入出力用のコンタクト1/2個を8ビットのメモリセル
で共有することになり、ビットあたり1/16個のコン
タクトを持つこととなる。同じく、選択ゲートおよびソ
ース線もすべて8ビットで共有している。従って、上記
のようにビット当たりの面積はメモリトランジスタの占
有面積に近くなり、メモリセル面積は非常に小さい。そ
の構造によりランダムアクセスはできないが、高集積
化、大容量化および低コスト化の点で有利である。AV
(オーディオ、ビデオ)用あるいはデータ保存用などの
用途としては、低価格、大容量のフラッシュメモリが求
められており、例えばHDD(ハードディスクドライ
ブ)などの磁気記録手段の置き換えなどに適している。[0003] Among the above, the NAND type has a plurality of memory cells connected in series and has a common selection transistor and a bit line. For example, when eight memory cells are connected, 1/2 of the data input / output contacts are shared by the 8-bit memory cells, and each bit has 1/16 contacts. Similarly, the select gate and the source line are all shared by 8 bits. Therefore, as described above, the area per bit is close to the area occupied by the memory transistor, and the memory cell area is very small. Although random access is not possible due to its structure, it is advantageous in terms of high integration, large capacity and low cost. AV
For applications such as (audio, video) or data storage, a low-cost, large-capacity flash memory is required, which is suitable for replacing magnetic recording means such as an HDD (hard disk drive).
【0004】一方、NOR型は、その構造上ビット当た
りのコンタクトが1/2個となり、NAND型に比べて
集積度の点では不利となっているが、高速のランダムア
クセス読み出しが可能である利点がある。高速読み出し
用途として、将来的には主記憶の一部とすることも期待
されている。上記のNAND型、あるいはNOR型のメ
モリトランジスタとしては、フローティングゲート型で
も、SIOS(またはMONOS)型でもよい。On the other hand, the NOR type has a structure in which the number of contacts per bit is 1 /, which is disadvantageous in terms of the degree of integration as compared with the NAND type, but has an advantage that high-speed random access reading is possible. There is. For high-speed read applications, it is expected that it will be part of the main memory in the future. The NAND-type or NOR-type memory transistor may be a floating gate type or a SIOS (or MONOS) type.
【0005】上記のNAND型およびNOR型の諸性能
を比較した表を次に示す。A table comparing the performances of the above NAND type and NOR type is shown below.
【0006】[0006]
【表1】 [Table 1]
【0007】ここで、NOR型メモリセルの回路図を図
15に示す。データの消去においては、コントロールゲ
ートCGに低電圧Vcgを印加し、ソースSに高電圧Vs
を印加し、ビット線Bおよび基板Subは開放とする。
これにより、ファウラー・ノルドハイム型トンネル現象
によりフローティングゲート中の電子を引き抜き、デー
タを消去する。この消去は、消去セクタ毎の一括消去が
可能である。Here, a circuit diagram of a NOR type memory cell is shown in FIG. In erasing data, a low voltage Vcg is applied to the control gate CG, and a high voltage Vs is applied to the source S.
And the bit line B and the substrate Sub are opened.
As a result, electrons in the floating gate are extracted by the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon, and data is erased. This erasing can be performed collectively for each erase sector.
【0008】一方、NAND型メモリセルは、図16に
示すように、例えば8ビットのメモリトランジスタが直
列に接続してNAND列を構成し、両端部に本NAND
列を選択するための選択トランジスタが形成されてい
る。NAND型メモリセルのデータの消去方法として
は、NAND列すべてのコントロールゲートCGに0V
を印加し、2つの選択トランジスタの選択ゲートSG
1、SG2、および基板Subに高電圧(例えば20
V)を印加する。また、ソースSおよびビット線Bは開
放とする。これにより、NOR型と同様にファウラー・
ノルドハイム型トンネル現象によりフローティングゲー
ト中の電子を引き抜き、NAND列全体のデータを一括
消去する。On the other hand, in a NAND type memory cell, for example, 8-bit memory transistors are connected in series to form a NAND string as shown in FIG.
A selection transistor for selecting a column is formed. As a method of erasing data in the NAND type memory cell, 0V is applied to all the control gates CG of the NAND string.
And the selection gate SG of the two selection transistors
1, SG2 and the substrate Sub at a high voltage (for example, 20
V). The source S and the bit line B are open. As a result, as in the case of the NOR type,
Electrons in the floating gate are extracted by the Nordheim tunnel phenomenon, and data in the entire NAND string is erased at a time.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の半導体不揮発性記憶装置においては、上記のよう
なデータの消去動作などにおいて、動作電圧として高電
圧を印加する必要があった。However, in the above-mentioned conventional semiconductor non-volatile memory device, it is necessary to apply a high voltage as an operating voltage in the above-described data erasing operation and the like.
【0010】また、装置の高集積化、大容量化に伴い、
低コスト化が求められていた。特に、磁気記録手段の置
き換えを実現するためには、低コスト化は必須の条件で
ある。[0010] In addition, with the high integration and large capacity of the device,
Cost reduction was required. In particular, cost reduction is an essential condition in order to realize replacement of the magnetic recording means.
【0011】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明は、消去電圧などの動作電圧
について低電圧化が可能であり、低コスト化が可能であ
る半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and accordingly, the present invention can reduce the operating voltage such as the erase voltage and can reduce the cost of the semiconductor nonvolatile memory. It is an object to provide a storage device and a method for manufacturing the storage device.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体不揮発性記憶装置は、電荷蓄積層を
有するメモリトランジスタが接続された半導体不揮発性
記憶装置であって、ガラスあるいはプラスチックからな
る絶縁性基板上に形成されたチャネル形成領域を有する
半導体層と、前記半導体層上に形成された電荷蓄積層
と、前記電荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲ
ートと、前記チャネル形成領域に接続して形成されたソ
ース・ドレイン領域とを有し、前記メモリトランジスタ
となる薄膜トランジスタが形成されている。In order to achieve the above object, a semiconductor non-volatile memory device according to the present invention is a semiconductor non-volatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected. A semiconductor layer having a channel formation region formed on an insulating substrate made of: a charge storage layer formed on the semiconductor layer; a control gate formed above the charge storage layer; and a channel formation region. And a source / drain region formed so as to be connected to the thin film transistor, and a thin film transistor serving as the memory transistor is formed.
【0013】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、コントロールゲートと半導体層中のチャネル形成領
域の間に、電荷蓄積層を有する電界効果型のメモリトラ
ンジスタを有する。電荷蓄積層はその中に電荷を保持す
る機能を持ち、コントロールゲートおよび半導体層に適
当な電圧を印加することによりファウラー・ノルドハイ
ム型トンネル電流が生じ、半導体層から電荷蓄積層へ電
子が注入され、あるいは電荷蓄積層から半導体層へ電子
が放出される。電荷蓄積層中に電荷が蓄積されると、こ
の蓄積電荷による電界が発生するため、メモリトランジ
スタの閾値電圧が変化する。この変化によりデータの記
憶が可能となる。例えば、電荷蓄積層中に電荷を蓄積す
ることでデータの消去を行い、また、電荷蓄積層中に蓄
積した電荷を放出することでデータを書き込みすること
ができる。The above-described nonvolatile semiconductor memory device of the present invention has a field effect type memory transistor having a charge storage layer between a control gate and a channel formation region in a semiconductor layer. The charge storage layer has a function of retaining charges therein, and by applying an appropriate voltage to the control gate and the semiconductor layer, a Fowler-Nordheim tunnel current is generated, electrons are injected from the semiconductor layer into the charge storage layer, Alternatively, electrons are emitted from the charge storage layer to the semiconductor layer. When electric charges are accumulated in the electric charge accumulation layer, an electric field is generated by the accumulated electric charges, so that the threshold voltage of the memory transistor changes. This change allows data to be stored. For example, data can be erased by storing charges in the charge storage layer, and data can be written by discharging charges stored in the charge storage layer.
【0014】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置に
おいては、低価格かつ高精度なトランジスタとして、ガ
ラス基板あるいはプラスチック基板などの低コストな基
板上に、コントロールゲートと半導体層中のチャネル形
成領域の間に電荷蓄積層を有する薄膜トランジスタ(Th
in Film Transistor;以下TFTと呼ぶ)が形成されて
いる。上記のTFT形成用の基板としては、例えば8イ
ンチφ(150 ×150mm2)のサイズで比較した場合、ガラ
ス基板は通常のシリコンウェハの約1/15の価格であ
る。また、液晶ディスプレイ用途として用いられている
300 ×400mm2の角形ガラス基板は8インチφのシリコン
ウェハに対して面積は約5倍であるのに対して価格は約
1/8であり、実質的に約1/40の価格の基板となっ
ている。プラスチック基板についても、価格は将来下が
ることが予想されている。従って、TFTをメモリトラ
ンジスタとする半導体不揮発性記憶装置は、上記の安価
な基板を採用でき、大幅な低コスト化を実現できる。In the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the control gate and the channel formation region in the semiconductor layer are formed on a low-cost substrate such as a glass substrate or a plastic substrate as a low-cost and high-precision transistor. Thin film transistor (Th
in Film Transistor (hereinafter referred to as TFT). As a substrate for forming the TFT, a glass substrate is about 1/15 less than a normal silicon wafer when compared with a size of, for example, 8 inches φ (150 × 150 mm 2 ). Also used for liquid crystal display applications
A square glass substrate of 300 × 400 mm 2 has an area about 5 times that of an 8-inch φ silicon wafer, while its price is about 1/8. Has become. The price of plastic substrates is also expected to fall in the future. Therefore, a semiconductor non-volatile memory device using a TFT as a memory transistor can employ the above-mentioned inexpensive substrate, and can realize a significant cost reduction.
【0015】また、ガラス基板などの絶縁性基板上に形
成したTFTは、トランジスタの接合容量をほぼゼロに
することができ、また、完全空乏型であるために空乏層
容量が無視できるほど小さく、読み出し速度の点で有利
(ON bit sensing)となる。さらにゲートスイング値は
半導体層中のトラップ密度のみにより決まり、鋭い反転
特性が得られ、消去電圧などの電圧について低電圧化が
可能で、高速に動作できるメモリトランジスタとするこ
とができる。Further, the TFT formed on an insulating substrate such as a glass substrate can make the junction capacitance of the transistor almost zero, and since it is a fully depleted type, the depletion layer capacitance is so small that it can be ignored. This is advantageous in terms of read speed (ON bit sensing). Further, the gate swing value is determined only by the trap density in the semiconductor layer, a sharp inversion characteristic is obtained, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a memory transistor which can operate at high speed can be obtained.
【0016】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記半導体層が、ポリシリコンあるいは
準単結晶シリコンにより形成されている。ここで、準単
結晶シリコンとは、例えば基体上に碁盤の目状に配列し
た略矩形のシリコン単結晶粒子群からなり、各シリコン
単結晶粒子の基体表面に対する選択方位が略(100)
面であり、各シリコン単結晶粒子の界面は格子整合に近
い状態となっているシリコン結晶化膜であり、ポリシリ
コンと比べて電気的にも均一で優れた特性を有する。そ
の製造方法としては、特願平9−064036号および
特願平9−088728号明細書に記載の方法を用いる
ことができる。TFTのチャネル形成領域となる層とし
て、ポリシリコンあるいは準単結晶シリコンは、エキシ
マレーザアニール法(Excimer Laser Annealing ;以下
ELAと呼ぶ)などのガラス基板あるいはプラスチック
基板上に形成するのに適した低い温度のプロセスによ
り、膜中のトラップ密度を低減してゲートスイング値を
低減することが可能である高性能な半導体層を提供する
ことができる。In the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, preferably, the semiconductor layer is formed of polysilicon or quasi-single-crystal silicon. Here, the quasi-single-crystal silicon includes, for example, a group of substantially rectangular silicon single-crystal particles arranged in a grid pattern on a substrate, and the selected orientation of each silicon single-crystal particle with respect to the substrate surface is approximately (100).
Surface, and the interface between the silicon single crystal particles is a silicon crystallized film in a state close to lattice matching, and is electrically uniform and has excellent characteristics as compared with polysilicon. As the production method, the methods described in Japanese Patent Application Nos. 9-064036 and 9-087728 can be used. Polysilicon or quasi-single-crystal silicon as a layer to be a channel forming region of a TFT is formed at a low temperature suitable for forming on a glass substrate or a plastic substrate such as an excimer laser annealing (ELA) method. By the above process, it is possible to provide a high-performance semiconductor layer capable of reducing the trap density in the film and reducing the gate swing value.
【0017】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体不揮発性記憶装置は、電荷蓄積層を有するメ
モリトランジスタが接続された半導体不揮発性記憶装置
であって、表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン
基板である絶縁性基板上に形成されたチャネル形成領域
を有する準単結晶シリコンにより形成されている半導体
層と、前記半導体層上に形成された電荷蓄積層と、前記
電荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲートと、
前記チャネル形成領域に接続して形成されたソース・ド
レイン領域とを有し、前記メモリトランジスタとなる薄
膜トランジスタが形成されている。Further, in order to achieve the above object, a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is a semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, the surface of which is covered with a silicon oxide film. A semiconductor layer formed of quasi-single-crystal silicon having a channel formation region formed on an insulating substrate that is a silicon substrate, a charge storage layer formed on the semiconductor layer, and a charge storage layer formed on the semiconductor layer. A control gate formed above,
A thin film transistor which has a source / drain region formed to be connected to the channel forming region and serves as the memory transistor;
【0018】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、コントロールゲートと半導体層中のチャネル形成領
域の間に、電荷蓄積層を有する電界効果型のメモリトラ
ンジスタを有する。電荷蓄積層はその中に電荷を保持す
る機能を持ち、電荷蓄積層中に電荷が蓄積されると、こ
の蓄積電荷による電界が発生するため、メモリトランジ
スタの閾値電圧が変化する。この変化によりデータの記
憶が可能となる。The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention has a field effect type memory transistor having a charge storage layer between a control gate and a channel formation region in a semiconductor layer. The charge storage layer has a function of holding charges therein, and when charges are stored in the charge storage layer, an electric field is generated by the stored charges, so that the threshold voltage of the memory transistor changes. This change allows data to be stored.
【0019】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置に
おいては、低価格かつ高精度なトランジスタとして、表
面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板上に、コ
ントロールゲートと半導体層中のチャネル形成領域の間
に電荷蓄積層を有するTFTが形成されている。上記の
表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板として
は、シリコン基板中にはチャネル形成領域を形成しない
ことから、低品質であって通常のMOSLSI用シリコ
ン基板に比べて1/2〜1/3の価格のシリコン基板が
使用可能である。従って、TFTをメモリトランジスタ
とする半導体不揮発性記憶装置は、上記の安価な基板を
採用でき、大幅な低コスト化を実現できる。In the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, as a low-cost and high-precision transistor, a control gate and a channel formation region in the semiconductor layer are formed on a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film. A TFT having a charge storage layer between them is formed. As the silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film, since a channel formation region is not formed in the silicon substrate, the silicon substrate is of a low quality and is 1/2 to 1/1 / that of a normal MOS LSI silicon substrate. A silicon substrate at a price of 3 can be used. Therefore, a semiconductor non-volatile memory device using a TFT as a memory transistor can employ the above-mentioned inexpensive substrate, and can realize a significant cost reduction.
【0020】また、表面を酸化シリコン膜で被覆された
シリコン基板である絶縁性基板上に形成したTFTは、
トランジスタの接合容量をほぼゼロにすることができ、
また、完全空乏型であるために空乏層容量が無視できる
ほど小さく、読み出し速度の点で有利(ON bit sensin
g)となる。さらにゲートスイング値は半導体層中のト
ラップ密度のみにより決まり、鋭い反転特性が得られ、
消去電圧などの電圧について低電圧化が可能で、高速に
動作できるメモリトランジスタとすることができる。A TFT formed on an insulating substrate, which is a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film,
The junction capacitance of the transistor can be reduced to almost zero,
In addition, since it is a fully depleted type, the capacitance of the depletion layer is so small as to be negligible, and is advantageous in terms of read speed (ON bit
g). Further, the gate swing value is determined only by the trap density in the semiconductor layer, and a sharp inversion characteristic is obtained.
A memory transistor which can operate at high speed with a low voltage such as an erase voltage can be obtained.
【0021】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記基板上に、周辺回路用トランジスタ
を有し、さらに好適には、前記周辺回路用トランジスタ
のゲートのゲート幅が、前記ゲートのゲート長および前
記ゲートを形成するポリシリコンの平均粒径よりも大き
い。周辺回路用トランジスタも同一基板上に形成可能
で、TFT構造とすることができる。これにより、基板
上に微細な回路を低コストで集積することが可能とな
る。例えば、TFTで構成されるCMOSなどの論理ゲ
ートなどを同一基板上に形成することで多彩で多機能な
マイクロシステムオンチップを実現できる。この場合、
周辺回路トランジスタについて、ゲート幅をゲート長お
よびゲートを形成するポリシリコンの平均粒径よりも大
きくすることにより、周辺回路トランジスタの特性を上
げ、特性の均一性がよくすることができる。周辺回路用
トランジスタをCMOSで形成する場合には、容易に微
細ルールにより形成することができる。The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention preferably has a transistor for a peripheral circuit on the substrate, and more preferably, the gate width of the gate of the transistor for the peripheral circuit is It is larger than the gate length of the gate and the average grain size of the polysilicon forming the gate. Peripheral circuit transistors can also be formed over the same substrate and have a TFT structure. This makes it possible to integrate fine circuits on the substrate at low cost. For example, by forming a logic gate such as a CMOS including a TFT on the same substrate, a versatile and multifunctional micro system-on-chip can be realized. in this case,
By making the gate width of the peripheral circuit transistor larger than the gate length and the average grain size of the polysilicon forming the gate, the characteristics of the peripheral circuit transistor can be improved and the uniformity of the characteristics can be improved. When the peripheral circuit transistor is formed by CMOS, it can be easily formed according to a fine rule.
【0022】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体不揮発性記憶装置は、電荷蓄積層を有するメ
モリトランジスタが接続された半導体不揮発性記憶装置
であって、表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン
基板である絶縁性基板上に形成されたチャネル形成領域
を有するポリシリコンにより形成されている半導体層
と、前記半導体層上に形成された電荷蓄積層と、前記電
荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲートと、前
記チャネル形成領域に接続して形成されたソース・ドレ
イン領域とを有し、前記メモリトランジスタとなる薄膜
トランジスタが形成されており、前記基板上に、周辺回
路用トランジスタを有し、前記周辺回路用トランジスタ
のゲートのゲート幅が、前記ゲートのゲート長および前
記ゲートを形成するポリシリコンの平均粒径よりも大き
い。Further, in order to achieve the above object, a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is a semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, the surface of which is covered with a silicon oxide film. A semiconductor layer formed of polysilicon having a channel formation region formed on an insulating substrate that is a silicon substrate, a charge storage layer formed on the semiconductor layer, and a charge storage layer formed on the semiconductor layer. A thin film transistor serving as the memory transistor is formed having a control gate formed and a source / drain region formed in connection with the channel formation region, and a transistor for a peripheral circuit is provided on the substrate. The gate width of the gate of the transistor for the peripheral circuit forms the gate length of the gate and the gate. Greater than the average particle diameter of Rishirikon.
【0023】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置に
おいては、表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン
基板としては、シリコン基板中にはチャネル形成領域を
形成しないことから、低品質であって安価な基板を採用
でき、大幅な低コスト化を実現できる。また、トランジ
スタの接合容量をほぼゼロにすることができ、完全空乏
型であるために空乏層容量が無視できるほど小さく、ゲ
ートスイング値は半導体層中のトラップ密度のみにより
決まり、鋭い反転特性が得られ、消去電圧などの電圧に
ついて低電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトラ
ンジスタとすることができる。さらに、上記の本発明の
半導体不揮発性記憶装置は、基板上に、周辺回路用トラ
ンジスタを有し、周辺回路用トランジスタのゲートのゲ
ート幅が、ゲートのゲート長およびゲートを形成するポ
リシリコンの平均粒径よりも大きいことから、基板上に
特性が高く、特性の均一性がよい周辺回路トランジスタ
により微細な回路、例えばTFTで構成されるCMOS
などの論理ゲートなどを低コストで集積することが可能
となり、多彩で多機能なマイクロシステムオンチップを
実現できる。In the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, since the channel formation region is not formed in the silicon substrate whose surface is covered with the silicon oxide film, it is low in quality and inexpensive. Substrate can be adopted, and significant cost reduction can be realized. In addition, the junction capacitance of the transistor can be reduced to almost zero, and since it is a fully depleted type, the capacitance of the depletion layer is so small that it can be ignored. The gate swing value is determined only by the trap density in the semiconductor layer, and a sharp inversion characteristic is obtained. In addition, a memory transistor that can operate at high speed can be operated at a low voltage such as an erase voltage. Further, the semiconductor non-volatile memory device of the present invention has a transistor for a peripheral circuit on a substrate, and the gate width of the gate of the transistor for the peripheral circuit is equal to the gate length of the gate and the average of the polysilicon forming the gate. Since the size is larger than the particle size, a peripheral circuit transistor having high characteristics and uniform characteristics on the substrate has a fine circuit, for example, a CMOS composed of TFTs.
Logic gates and the like can be integrated at low cost, and a versatile and multifunctional micro system-on-chip can be realized.
【0024】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記電荷蓄積層が絶縁膜で絶縁された導
電体からなるフローティングゲートである。絶縁膜で絶
縁された導電体中には電荷を閉じ込めることが可能とな
ってフローティングゲートとすることができ、フローテ
ィングゲート型の半導体不揮発性記憶装置とすることが
できる。In the semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the charge storage layer is a floating gate made of a conductor insulated by an insulating film. Electric charges can be confined in the conductor which is insulated by the insulating film, so that a floating gate can be obtained. Thus, a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.
【0025】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記電荷蓄積層が電荷トラップを有する
絶縁体であり、さらに好適には、前記電荷トラップを有
する絶縁体が、酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜あ
るいは窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜であるか、あるいは
前記電荷トラップを有する絶縁体が、平均粒径2〜5n
mの導電体からなるナノクリスタルを内部に保持する絶
縁体である。電荷トラップを有する絶縁体は、その膜中
に電荷を保持することができ、例えばONO膜(酸化膜
−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)を有するMONOS構
造、あるいはNO膜(窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)を
有するMNOS構造、あるいは、絶縁膜中のナノクリス
タル中に電荷を保持することができるナノドットメモリ
とすることができる。In the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, preferably, the charge storage layer is an insulator having a charge trap, and more preferably, the insulator having the charge trap is an oxide film. The insulator having a nitride film-oxide film or the nitride film-oxide film, or the insulator having the charge trap has an average particle diameter of 2 to 5 n.
This is an insulator that holds inside a nanocrystal made of a conductor of m. An insulator having a charge trap can hold a charge in the film, and for example, a MONOS structure having an ONO film (laminated insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film) or an NO film (nitride film-oxide MNOS structure having a laminated insulating film of the film, or a nanodot memory capable of holding electric charge in nanocrystals in the insulating film.
【0026】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記メモリトランジスタがNOR型に接
続されている。これにより、高速のランダムアクセス読
み出しが可能で、消去セクタ毎の一括消去が可能なNO
R型の半導体不揮発性記憶装置とすることができる。In the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, preferably, the memory transistor is connected in a NOR type. Accordingly, high-speed random access reading is possible, and NO for which batch erasing for each erase sector is possible.
An R-type semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.
【0027】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記メモリトランジスタがNAND型に
接続されており、さらに好適には前記半導体層の下層に
形成された下側ゲート絶縁膜と、前記下側ゲート絶縁膜
の下層に形成された消去ゲートとをさらに有し、さらに
好適には、前記消去ゲートが、少なくとも隣接するメモ
リトランジスタの消去ゲートと接続して形成されてい
る。これにより、高集積化、大容量化および低コスト化
の点で有利であるNAND型の半導体不揮発性記憶装置
とすることができる。半導体層の下層に下側ゲート絶縁
膜を介して消去ゲートを設け、消去ゲートに消去電圧
(例えば正電圧)を印加することにより、データを消去
することが可能となり、この消去ゲートを隣接するメモ
リトランジスタの消去ゲートと接続してメモリアレイ全
体あるいはブロック単位で共有する構造とすることで、
メモリアレイ全体あるいはブロック単位の消去セクタ毎
の一括消去が可能である。In the semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the memory transistor is connected in a NAND type, and more preferably, a lower gate insulating film formed below the semiconductor layer. And an erase gate formed below the lower gate insulating film. More preferably, the erase gate is connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor. Accordingly, a NAND-type semiconductor nonvolatile memory device which is advantageous in terms of high integration, large capacity, and low cost can be provided. An erase gate is provided below the semiconductor layer with a lower gate insulating film interposed therebetween, and an erase voltage (for example, a positive voltage) is applied to the erase gate, so that data can be erased. By connecting to the erase gate of the transistor and sharing the entire memory array or block unit,
Batch erasing can be performed for the entire memory array or for each erase sector in block units.
【0028】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、電荷蓄積層
を有するメモリトランジスタが接続された半導体不揮発
性記憶装置の製造方法であって、ガラスあるいはプラス
チックからなる絶縁性基板上にチャネル形成領域を有す
る半導体層を形成する工程と、前記半導体層の上層に電
荷蓄積層を形成する工程と、前記電荷蓄積層の上方にコ
ントロールゲートを形成する工程と、前記チャネル形成
領域に接続するソース・ドレイン領域を形成する工程と
を有し、前記メモリトランジスタとなる薄膜トランジス
タを形成する。Further, in order to achieve the above-mentioned object, a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected. Alternatively, a step of forming a semiconductor layer having a channel formation region on an insulating substrate made of plastic, a step of forming a charge storage layer above the semiconductor layer, and a step of forming a control gate above the charge storage layer And forming a source / drain region connected to the channel formation region to form a thin film transistor serving as the memory transistor.
【0029】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、ガラスあるいはプラスチックからなる絶縁
性基板上にチャネル形成領域を有する半導体層を形成
し、半導体層の上層に電荷蓄積層を形成し、電荷蓄積層
の上方にコントロールゲートを形成し、チャネル形成領
域に接続するソース・ドレイン領域を形成する。これに
より、コントロールゲートと半導体層中のチャネル形成
領域の間に、電荷蓄積層を有するメモリトランジスタと
なる薄膜トランジスタ(TFT)をガラスあるいはプラ
スチックからなる低価格な絶縁性基板上に形成すること
ができる。In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, a semiconductor layer having a channel formation region is formed on an insulating substrate made of glass or plastic, and a charge storage layer is formed on the semiconductor layer. Then, a control gate is formed above the charge storage layer, and source / drain regions connected to the channel formation region are formed. Thus, a thin film transistor (TFT) serving as a memory transistor having a charge storage layer can be formed on a low-cost insulating substrate made of glass or plastic between the control gate and the channel formation region in the semiconductor layer.
【0030】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、ガラスなどの低価格な絶縁性基板上
に電荷蓄積層を有するメモリトランジスタとなるTFT
形成するので、消去電圧などの電圧について低電圧化が
可能で、高速に動作できるメモリトランジスタを有する
半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コスト化して製造
することができる。According to the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device of the present invention, a TFT as a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass is used.
Since the semiconductor nonvolatile memory device is formed, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a semiconductor nonvolatile memory device including a memory transistor which can operate at high speed can be manufactured at a significantly reduced cost.
【0031】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記半導体層を形成する工程以
降の工程を600℃以下で行う。これにより、低コスト
であるが低融点であるガラスあるいはプラスチックから
なる絶縁性基板を採用することができ、低コスト化を実
現することができる。In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the steps after the step of forming the semiconductor layer are performed at 600 ° C. or lower. This makes it possible to use an insulating substrate made of glass or plastic, which is low in cost but has a low melting point, so that cost reduction can be realized.
【0032】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記半導体層を形成する工程
が、シリコン層を形成する工程と、エキシマレーザアニ
ール法あるいは低温固相結晶化法により前記シリコン層
を結晶化する工程とを含む。これにより、TFTのチャ
ネル形成領域となる層として、ガラス基板あるいはプラ
スチック基板上に形成するのに適した低い温度のプロセ
スにより、膜中のトラップ密度を低減してゲートスイン
グ値を低減することができる高性能な半導体層であるポ
リシリコン層あるいは準単結晶シリコン層を形成するこ
とができる。Preferably, in the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, the step of forming the semiconductor layer includes a step of forming a silicon layer, an excimer laser annealing method or a low-temperature solid-state crystallization method. And crystallizing the silicon layer. Thus, the trap density in the film can be reduced and the gate swing value can be reduced by a low-temperature process suitable for forming a TFT serving as a channel formation region on a glass substrate or a plastic substrate. A polysilicon layer or a quasi-single-crystal silicon layer which is a high-performance semiconductor layer can be formed.
【0033】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記シリコン層を形成す
る工程が、Si2H6 、あるいはSiH4を原料としたCVD
(化学的気相成長)法により形成する工程である。CV
D法としては、減圧CVD法、あるいはプラズマCVD
法を好ましく使用することができる。Si2H6 、あるいは
SiH4を原料とした減圧CVD法、プラズマCVD法など
のCVD法によれば、後のELA工程などでレーザ光を
照射する際、500℃以下の低温プロセスで絶縁膜が飛
散して孔が開いてしまう原因となる膜中への水素の取り
込みが少ない条件でシリコン層を形成することができ
る。In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, the step of forming the silicon layer is more preferably performed by CVD using Si 2 H 6 or SiH 4 as a raw material.
This is a step of forming by a (chemical vapor deposition) method. CV
As the D method, a low pressure CVD method or a plasma CVD method
The method can be preferably used. Si 2 H 6 , or
According to a CVD method such as a low pressure CVD method or a plasma CVD method using SiH 4 as a raw material, when a laser beam is irradiated in a later ELA step or the like, the insulating film is scattered in a low-temperature process of 500 ° C. or less and holes are opened. The silicon layer can be formed under the condition that the incorporation of hydrogen into the film that causes the silicon layer is small.
【0034】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記シリコン層を形成す
る工程が、スパッタリング法により形成する工程であ
る。スパッタリング法によれば、500℃以下の低温プ
ロセスでシリコン層を形成することができる。In the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, the step of forming the silicon layer is more preferably a step of forming by a sputtering method. According to the sputtering method, a silicon layer can be formed by a low-temperature process of 500 ° C. or lower.
【0035】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記電荷蓄積層を形成す
る工程が、前記半導体層の上層にゲート絶縁膜を形成す
る工程と、前記ゲート絶縁膜の上層に導電体からなるフ
ローティングゲートを形成する工程と、前記フローティ
ングゲートの上層に中間絶縁膜を形成する工程とを含
む。これにより、ゲート絶縁膜および中間絶縁膜により
電荷を導電性のフローティングゲート中に閉じ込め、保
持するフローティングゲート型の半導体不揮発性記憶装
置とすることができる。In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, the step of forming the charge storage layer may further comprise the steps of: forming a gate insulating film on the semiconductor layer; Forming a floating gate made of a conductor on the insulating film; and forming an intermediate insulating film on the floating gate. Thus, a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device in which charges are confined and held in the conductive floating gate by the gate insulating film and the intermediate insulating film can be obtained.
【0036】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記電荷蓄積層を形成す
る工程が、前記半導体層の上層に電荷トラップを有する
絶縁体を形成する工程である。これにより、電荷トラッ
プを有する絶縁体中に電荷を蓄積する、例えばONO膜
(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)を有するMO
NOS構造、あるいはNO膜(窒化膜−酸化膜の積層絶
縁膜)を有するMNOS構造などの半導体不揮発性記憶
装置を製造することができる。In the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device according to the present invention, the step of forming the charge storage layer is preferably a step of forming an insulator having a charge trap on the semiconductor layer. is there. Accordingly, an MO having an ONO film (a stacked insulating film of an oxide film, a nitride film, and an oxide film) that accumulates charges in an insulator having a charge trap is formed.
A semiconductor nonvolatile memory device having an NOS structure or an MNOS structure having an NO film (laminated insulating film of a nitride film and an oxide film) can be manufactured.
【0037】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記メモリトランジスタ
をNOR型に接続して形成する。これにより、高速のラ
ンダムアクセス読み出しが可能で、消去セクタ毎の一括
消去が可能なNOR型の半導体不揮発性記憶装置を製造
することができる。In the above-described method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, more preferably, the memory transistor is formed by connecting to a NOR type. As a result, it is possible to manufacture a NOR type semiconductor nonvolatile memory device capable of high-speed random access reading and capable of collectively erasing each erase sector.
【0038】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記メモリトランジスタ
をNAND型に接続して形成する。高集積化、大容量化
および低コスト化の点で有利であるNAND型の半導体
不揮発性記憶装置を製造することができる。In the above-described method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, more preferably, the memory transistor is formed by connecting the memory transistors in a NAND type. A NAND-type semiconductor nonvolatile memory device which is advantageous in terms of high integration, large capacity, and low cost can be manufactured.
【0039】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、さらに好適には、前記半導体層を形成する
工程の前に、前記絶縁性基板上に消去ゲートを形成する
工程と、前記消去ゲート上に下側ゲート絶縁膜を形成す
る工程とをさらに有する。これにより、消去ゲートに消
去電圧(例えば正電圧)を印加することにより、データ
を消去することが可能となり、メモリアレイ全体あるい
はブロック単位でこの消去ゲートを共有することでメモ
リアレイ全体あるいはブロック単位の消去セクタ毎の一
括消去が可能も可能となる半導体不揮発性記憶装置を製
造することができる。Preferably, in the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, before the step of forming the semiconductor layer, a step of forming an erase gate on the insulating substrate; Forming a lower gate insulating film on the gate. This makes it possible to erase data by applying an erasing voltage (for example, a positive voltage) to the erasing gate, and by sharing this erasing gate in the entire memory array or in block units, the entire memory array or block unit can be erased. It is possible to manufacture a semiconductor non-volatile memory device that enables batch erasure for each erase sector.
【0040】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、電荷蓄積層
を有するメモリトランジスタである第1トランジスタ
と、周辺回路用の第2トランジスタを有する半導体不揮
発性記憶装置の製造方法であって、表面を酸化シリコン
膜で被覆されたシリコン基板である絶縁性基板あるいは
ガラスあるいはプラスチックからなる絶縁性基板上に、
第1トランジスタ形成領域において前記第1トランジス
タ用の第1チャネル形成領域を有する第1半導体層を形
成し、第2トランジスタ形成領域において前記第2トラ
ンジスタ用の第2チャネル形成領域を有する第2半導体
層を形成する工程と、前記第1半導体層の上層に電荷蓄
積層を形成し、前記第2半導体層の上層にゲート絶縁膜
を形成する工程と、前記電荷蓄積層の上方にコントロー
ルゲートを形成し、前記ゲート絶縁膜の上方にゲート電
極を形成する工程と、前記第1チャネル形成領域に接続
する第1ソース・ドレイン領域および前記第2チャネル
形成領域に接続する第2ソース・ドレイン領域を形成す
る工程とを有する。Further, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is directed to a semiconductor memory having a first transistor which is a memory transistor having a charge storage layer and a second transistor for a peripheral circuit. A method for manufacturing a nonvolatile memory device, comprising: an insulating substrate that is a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film or an insulating substrate made of glass or plastic;
Forming a first semiconductor layer having a first channel forming region for the first transistor in a first transistor forming region, and forming a second semiconductor layer having a second channel forming region for the second transistor in a second transistor forming region; Forming a charge storage layer on the first semiconductor layer and forming a gate insulating film on the second semiconductor layer; and forming a control gate above the charge storage layer. Forming a gate electrode above the gate insulating film; and forming a first source / drain region connected to the first channel formation region and a second source / drain region connected to the second channel formation region. And a process.
【0041】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、TFT構造のメモリトランジスタと
周辺回路用トランジスタとを、同一基板上に同時に形成
することができ、TFTで構成されるCMOSなどの論
理ゲートなどを同一基板上に形成することで多彩で多機
能なマイクロシステムオンチップを製造することが可能
となる。ガラスなどの低価格な絶縁性基板上に電荷蓄積
層を有するメモリトランジスタとなるTFT形成するの
で、消去電圧などの電圧について低電圧化が可能で、高
速に動作できるメモリトランジスタを有する半導体不揮
発性記憶装置を、大幅に低コスト化して製造することが
できる。基板として表面を酸化シリコン膜で被覆された
シリコン基板を用いる場合には、ゲート絶縁膜あるいは
トンネル絶縁膜の形成工程などにおいて熱酸化法などの
高温プロセスを用いることが可能となり、高品質なゲー
ト絶縁膜あるいはトンネル絶縁膜を形成することが可能
である。According to the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device of the present invention, a memory transistor having a TFT structure and a transistor for a peripheral circuit can be simultaneously formed on the same substrate, and a CMOS composed of TFTs can be formed. By forming such logic gates and the like on the same substrate, a versatile and multifunctional micro system-on-chip can be manufactured. Since a TFT is formed as a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass, a semiconductor nonvolatile memory having a memory transistor that can operate at high speed can be operated at a low voltage such as an erase voltage. The device can be manufactured at significantly lower cost. When a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film is used as a substrate, a high-temperature process such as a thermal oxidation method can be used in a step of forming a gate insulating film or a tunnel insulating film, and a high-quality gate insulating film can be obtained. It is possible to form a film or a tunnel insulating film.
【0042】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、電荷蓄積層
を有する第1トランジスタと、周辺回路用の第2トラン
ジスタを有する半導体不揮発性記憶装置の製造方法であ
って、第1トランジスタ形成領域において、表面を酸化
シリコン膜で被覆されたシリコン基板あるいはガラスあ
るいはプラスチックからなる絶縁性基板上に消去ゲート
を形成する工程と、前記消去ゲートの上層に下側ゲート
絶縁膜を形成する工程と、前記下側ゲート絶縁膜の上層
に前記第1トランジスタ用の第1チャネル形成領域を有
する第1半導体層を形成し、第2トランジスタ形成領域
において前記基板上に前記第2トランジスタ用の第2チ
ャネル形成領域を有する第2半導体層を形成する工程
と、前記第1半導体層の上層に電荷蓄積層を形成し、前
記第2半導体層の上層にゲート絶縁膜を形成する工程
と、前記電荷蓄積層の上方にコントロールゲートを形成
し、前記ゲート絶縁膜の上方にゲート電極を形成する工
程と、前記第1チャネル形成領域に接続する第1ソース
・ドレイン領域および前記第2チャネル形成領域に接続
する第2ソース・ドレイン領域を形成する工程とを有す
る。Further, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is directed to a semiconductor nonvolatile memory device having a first transistor having a charge storage layer and a second transistor for a peripheral circuit. Forming an erase gate on a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film or an insulating substrate made of glass or plastic in a first transistor formation region; Forming a lower gate insulating film; forming a first semiconductor layer having a first channel forming region for the first transistor on an upper layer of the lower gate insulating film; Forming a second semiconductor layer having a second channel formation region for the second transistor in the first semiconductor device; Forming a charge storage layer above the second semiconductor layer and forming a gate insulating film above the second semiconductor layer; forming a control gate above the charge storage layer; and forming a gate electrode above the gate insulating film. Forming and forming a first source / drain region connected to the first channel formation region and a second source / drain region connected to the second channel formation region.
【0043】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、TFT構造のメモリトランジスタと
周辺回路用トランジスタとを、同一基板上に同時に形成
することができ、メモリトランジスタとしては消去ゲー
トを有する構造として形成することができる。これによ
り、NAND型のTFTメモリトランジスタでは困難で
あったメモリアレイ全体あるいはブロック単位で共有す
る構造を有し、メモリアレイ全体あるいはブロック単位
の消去セクタ毎の一括消去が可能である半導体不揮発性
記憶装置を製造することができる。ガラスなどの低価格
な絶縁性基板上に電荷蓄積層を有するメモリトランジス
タとなるTFT形成するので、消去電圧などの電圧につ
いて低電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトラン
ジスタを有する半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コ
スト化して製造することができる。基板として表面を酸
化シリコン膜で被覆されたシリコン基板を用いる場合に
は、ゲート絶縁膜あるいはトンネル絶縁膜の形成工程な
どにおいて熱酸化法などの高温プロセスを用いることが
可能となり、高品質なゲート絶縁膜あるいはトンネル絶
縁膜を形成することが可能である。According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a memory transistor having a TFT structure and a transistor for a peripheral circuit can be simultaneously formed on the same substrate, and an erase gate is used as a memory transistor. Can be formed. Accordingly, a semiconductor nonvolatile memory device having a structure that is shared by the entire memory array or block unit, which is difficult with a NAND type TFT memory transistor, and capable of collectively erasing each erase sector in the entire memory array or block unit Can be manufactured. Since a TFT is formed as a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass, a semiconductor nonvolatile memory having a memory transistor that can operate at high speed can be operated at a low voltage such as an erase voltage. The device can be manufactured at significantly lower cost. When a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film is used as a substrate, a high-temperature process such as a thermal oxidation method can be used in a step of forming a gate insulating film or a tunnel insulating film, and a high-quality gate insulating film can be obtained. It is possible to form a film or a tunnel insulating film.
【0044】[0044]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体不揮発性
記憶装置およびその製造方法の実施の形態について、図
面を参照して下記に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0045】第1実施形態 図1は本実施形態の半導体不揮発性記憶装置の断面図で
ある。図面上左側の領域にメモリトランジスタが形成さ
れている。例えば、無アルカリガラスなどのガラス基
板、あるいはプラスチック基板からなる絶縁性基板10
の上層に、例えば窒化シリコンあるいは酸化シリコンか
らなる下地絶縁膜20が形成されており、その上層に例
えばポリシリコンからなり、チャネル形成領域を有する
半導体層31bが形成されている。 First Embodiment FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment. A memory transistor is formed in a region on the left side of the drawing. For example, a glass substrate such as non-alkali glass or an insulating substrate 10 made of a plastic substrate
A base insulating film 20 made of, for example, silicon nitride or silicon oxide is formed in the upper layer, and a semiconductor layer 31b made of, for example, polysilicon and having a channel formation region is formed in the upper layer.
【0046】半導体層31bの上層に、例えば酸化シリ
コンからなる薄膜のトンネル絶縁膜22aが形成されて
おり、その上層に、例えばポリシリコンからなるフロー
ティングゲート32aが形成されており、その上層に例
えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層体)ある
いは酸化シリコン膜からなる中間絶縁膜23aが形成さ
れており、その上層に例えばポリシリコンからなるコン
トロールゲート33aが形成されている。また、半導体
層31b中には、チャネル形成領域に接続する図示しな
いソース・ドレイン拡散層が形成されている。これによ
りコントロールゲート33aと半導体層31b中のチャ
ネル形成領域の間に、絶縁膜により絶縁されたフローテ
ィングゲート32aを有するTFT構造の電界効果トラ
ンジスタとなる。A thin tunnel insulating film 22a made of, for example, silicon oxide is formed on the semiconductor layer 31b. A floating gate 32a made of, for example, polysilicon is formed on the tunnel insulating film 22a. An intermediate insulating film 23a made of a film (a stacked body of an oxide film-nitride film-oxide film) or a silicon oxide film is formed, and a control gate 33a made of, for example, polysilicon is formed thereover. In the semiconductor layer 31b, a source / drain diffusion layer (not shown) connected to the channel formation region is formed. Thus, a field effect transistor having a TFT structure having the floating gate 32a insulated by the insulating film between the control gate 33a and the channel formation region in the semiconductor layer 31b is obtained.
【0047】上記の構造の電界効果トランジスタは、フ
ローティングゲート32aは膜中に電荷を保持する機能
を持ち、トンネル絶縁膜22aおよび中間絶縁膜23a
は電荷をフローティングゲート32a中に閉じ込める役
割を持つ。コントロールゲート33aおよび半導体層3
1b中の図示しないソース・ドレイン拡散層に適当な電
圧を印加することにより、ファウラ−・ノルドハイム型
トンネル電流が生じ、トンネル絶縁膜22aを通して半
導体層31bからフローティングゲート32aへ電子が
注入され、あるいはフローティングゲート32aから半
導体層31bへ電子が放出される。フローティングゲー
ト32a中に電荷が蓄積されると、この蓄積電荷による
電界が発生するため、トランジスタの閾値電圧が変化し
てデータの記憶が可能となるメモリトランジスタとな
る。例えば、フローティングゲート32a中に電荷を蓄
積することでデータの消去を行い、また、フローティン
グゲート32a中に蓄積した電荷を放出することでデー
タを書き込みすることができる。In the field effect transistor having the above-mentioned structure, the floating gate 32a has a function of retaining charges in the film, and the tunnel insulating film 22a and the intermediate insulating film 23a
Has a role of confining charges in the floating gate 32a. Control gate 33a and semiconductor layer 3
By applying an appropriate voltage to a source / drain diffusion layer (not shown) in 1b, a Fowler-Nordheim type tunnel current is generated, and electrons are injected from the semiconductor layer 31b to the floating gate 32a through the tunnel insulating film 22a, or Electrons are emitted from the gate 32a to the semiconductor layer 31b. When electric charges are accumulated in the floating gate 32a, an electric field is generated by the accumulated electric charges, so that the threshold voltage of the transistor changes and the memory transistor becomes capable of storing data. For example, data can be erased by accumulating charges in the floating gate 32a, and data can be written by discharging charges accumulated in the floating gate 32a.
【0048】一方、図面上右側の領域には周辺回路トラ
ンジスタが形成されている。上記のメモリトランジスタ
が形成されている基板10の上層に、例えば窒化シリコ
ンあるいは酸化シリコンからなる下地絶縁膜20が形成
されており、その上層に例えばポリシリコンからなり、
チャネル形成領域を有する半導体層31bが形成されて
いる。半導体層31bの上層に、例えば酸化シリコンと
ONO膜の積層絶縁膜、あるいは酸化シリコン膜からな
る薄膜のゲート絶縁膜25aが形成されており、その上
層に、例えばポリシリコンからなるゲート電極33a’
が形成されている。また、半導体層31b中には、チャ
ネル形成領域に接続する図示しないソース・ドレイン拡
散層が形成されている。これによりTFT構造の電界効
果トランジスタとなる。On the other hand, a peripheral circuit transistor is formed in a region on the right side in the drawing. A base insulating film 20 made of, for example, silicon nitride or silicon oxide is formed on an upper layer of the substrate 10 on which the memory transistor is formed.
A semiconductor layer 31b having a channel formation region is formed. On the semiconductor layer 31b, a thin gate insulating film 25a made of, for example, a silicon oxide film and an ONO film or a thin film made of a silicon oxide film is formed, and a gate electrode 33a 'made of, for example, polysilicon is formed thereon.
Are formed. In the semiconductor layer 31b, a source / drain diffusion layer (not shown) connected to the channel formation region is formed. Thereby, a field effect transistor having a TFT structure is obtained.
【0049】上記の半導体不揮発性記憶装置は、ガラス
基板などの低価格な基板を使用することにより大幅な低
コスト化を実現できる。また、ガラス基板などの絶縁性
基板上に形成したTFTは、トランジスタの接合容量を
ほぼゼロにすることができ、また、完全空乏型であるた
めに空乏層容量が無視できるほど小さく、ゲートスイン
グ値は半導体層中のトラップ密度のみにより決まり、鋭
い反転特性が得られ、消去電圧などの電圧について低電
圧化が可能で、高速に動作できるメモリトランジスタと
することができる。特に、半導体層31bをポリシリコ
ンあるいは準単結晶シリコンにより形成することで、半
導体層中のトラップ密度を低減でき、ゲートスイング値
を低減して消去電圧などの電圧についてさらに低電圧化
が可能である。The above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device can realize a significant cost reduction by using a low-cost substrate such as a glass substrate. In addition, a TFT formed on an insulating substrate such as a glass substrate can make the junction capacitance of the transistor almost zero, and since it is a fully depleted type, the capacitance of the depletion layer is so small that it can be ignored. Is determined only by the trap density in the semiconductor layer, sharp inversion characteristics can be obtained, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a memory transistor which can operate at high speed can be obtained. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. .
【0050】また、上記の半導体不揮発性記憶装置は、
周辺回路トランジスタも同一基板上に形成されており、
基板上に微細な回路を低コストで集積することが可能と
なる。TFTで構成されるCMOSなどの論理ゲートな
どを同一基板上に形成することで多彩で多機能なマイク
ロシステムオンチップを実現できる。Further, the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device comprises:
Peripheral circuit transistors are also formed on the same substrate,
Fine circuits can be integrated on a substrate at low cost. By forming a logic gate such as a CMOS constituted by a TFT on the same substrate, a versatile and multifunctional micro system-on-chip can be realized.
【0051】上記の周辺回路トランジスタのゲート電極
は、ポリシリコンにより形成される場合、図2(a)に
示すように、ゲート幅Wをゲート長Lおよびゲートを形
成するポリシリコンの平均粒径L’よりも大きく形成さ
れている。これにより、周辺回路トランジスタの特性を
上げ、特性の均一性がよくすることができる。周辺回路
用トランジスタをCMOSで形成する場合には、容易に
微細ルールにより形成することができる。図2(b)は
ゲート幅Wが図2(a)よりも小さく、ゲート長Lおよ
びゲートを形成するポリシリコンの平均粒径L’と同程
度の場合を示しており、周辺回路トランジスタの特性お
よびその均一性はよくない。When the gate electrode of the peripheral circuit transistor is formed of polysilicon, as shown in FIG. 2A, the gate width W is set to the gate length L and the average grain size L of the polysilicon forming the gate. 'Is formed larger. Thereby, the characteristics of the peripheral circuit transistor can be improved, and the uniformity of the characteristics can be improved. When the peripheral circuit transistor is formed by CMOS, it can be easily formed according to a fine rule. FIG. 2B shows a case where the gate width W is smaller than that of FIG. 2A and is substantially equal to the gate length L and the average grain size L ′ of the polysilicon forming the gate. And its uniformity is not good.
【0052】図3(a)は、図1に示す構造を有するメ
モリトランジスタをNOR型に接続した半導体不揮発性
記憶装置の等価回路図である。2個のメモリトランジス
タMT1 およびMT2 のコントロールゲートはn番目の
ワード線Wn に接続し、ソースは接地に開放(G−O)
されるか、ソース電位が与えられる。また、ドレインは
n番目のビット線Bn およびn+1番目のビット線B
n+1 にそれぞれ接続される。また、別の2個のメモリト
ランジスタMT3 およびMT4 も上記と同様にワード
線、ビット線に接続されている。FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of a semiconductor nonvolatile memory device in which memory transistors having the structure shown in FIG. 1 are connected in a NOR type. Two control gates of the memory transistors MT 1 and MT 2 are connected to the n-th word line W n, a source open to a ground (G-O)
Or a source potential is applied. The drain is the n-th bit line B n and the (n + 1) -th bit line B
n + 1 . Another two memory transistors MT 3 and MT 4 is also in the same manner as described above the word lines are connected to the bit line.
【0053】上記のNOR型半導体不揮発性記憶装置に
おけるデータ消去方法としては、図3(b)に示すよう
に、コントロールゲートCGに低電圧Vcgを印加し、ソ
ースSには高電圧Vs を印加し、ビット線Bは開放とす
る。このようにして、ファウラー・ノルドハイム型トン
ネル現象によりフローティングゲート中の電子を引き抜
くソース消去動作によりデータ消去が可能であり、また
NOR型であることからメモリアレイ全体、あるいは消
去セクタ毎の一括消去することができる。[0053] As data erasing method in the above NOR type semiconductor nonvolatile memory device, as shown in FIG. 3 (b), a low voltage Vcg is applied to the control gate CG, a high voltage V s to a source S And the bit line B is open. In this manner, data can be erased by the source erase operation of extracting electrons in the floating gate by the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon, and since it is of the NOR type, the entire memory array can be erased collectively or in each erase sector. Can be.
【0054】次に、上記の本実施形態の半導体不揮発性
記憶装置の製造方法について説明する。まず、図4
(a)に示すように、無アルカリガラスなどのガラス基
板、あるいはプラスチック基板からなる絶縁性基板10
を使用する。以降の工程においては、上記のガラス基板
のような低融点の基板を使用する場合、工程温度を60
0℃以下にして行い、例えば、絶縁膜の形成において
は、スパッタリング法、あるいは化学的気相成長(Chem
ical Vapor Deposition ;以下CVDと呼ぶ)法により
行う。この絶縁性基板10上に、例えばプラズマエンハ
ンストCVD法、あるいはスパッタリング法により酸化
シリコンあるいは窒化シリコンなどを例えば窒化シリコ
ンの場合には200nm、酸化シリコンの場合には40
0nmの膜厚で堆積させ、下地絶縁膜20を形成する。Next, a method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the above-described embodiment will be described. First, FIG.
As shown in (a), an insulating substrate 10 made of a glass substrate such as non-alkali glass or a plastic substrate.
Use In the subsequent steps, when a low melting point substrate such as the above glass substrate is used, the process temperature is set at 60 ° C.
For example, in the formation of an insulating film, a sputtering method or a chemical vapor deposition (Chemical vapor deposition) method is used.
ical Vapor Deposition (hereinafter referred to as CVD) method. For example, silicon oxide or silicon nitride is formed on the insulating substrate 10 by plasma enhanced CVD or sputtering, for example, 200 nm in the case of silicon nitride, and 40 nm in the case of silicon oxide.
The base insulating film 20 is formed by depositing with a thickness of 0 nm.
【0055】次に、図4(b)に示すように、下地絶縁
膜20の上層に、例えばスパッタリング法あるいはCV
D法などによりアモルファスシリコンを膜厚40nmで
堆積させ、半導体層31を形成する。特に、スパッタリ
ング法あるいは減圧CVD法によれば、後のELA工程
などでレーザ光を照射する際、絶縁膜が飛散して孔が開
いてしまう原因となる膜中への水素の取り込みが少なく
なるので好ましい。さらに、SiH4あるいはSi2H6 を原料
とした減圧CVD法によれば、500℃以下の低温プロ
セスでシリコン層を形成することができる。Next, as shown in FIG. 4B, a sputtering method or a CV
The semiconductor layer 31 is formed by depositing amorphous silicon to a thickness of 40 nm by the D method or the like. In particular, according to a sputtering method or a low-pressure CVD method, when a laser beam is irradiated in a later ELA step or the like, the incorporation of hydrogen into the film which causes scattering of an insulating film and opening of holes is reduced. preferable. Further, according to the low pressure CVD method using SiH 4 or Si 2 H 6 as a raw material, a silicon layer can be formed by a low temperature process of 500 ° C. or less.
【0056】次に、図4(c)に示すように、例えばE
LA処理によりアモルファスシリコンの半導体層31を
結晶化し、ポリシリコンの半導体層31aとする。EL
A処理としては、様々なビームショット法が考えられる
が、トップゲートのTFTではシリコン膜の平坦性、平
滑性、および均一性が重要視され、チップ一括毎のシン
グルショットもしくはマルチショットが好ましい。ま
た、基板を加熱することにより結晶性を向上させて結晶
化できる。例えば400℃で300mJ/cm2のエネ
ルギーで5ショット、均一な2×2cm2 のエキシマレ
ーザビームでステップ・アンド・リピートELA処理を
行う。また、この結晶化は低温固相結晶化法(SP
C)、あるいはSPC処理後のELA処理などによって
行うこともできる。Next, as shown in FIG.
The amorphous silicon semiconductor layer 31 is crystallized by the LA process to form a polysilicon semiconductor layer 31a. EL
Various beam shot methods are conceivable as the A process. However, in a top gate TFT, the flatness, smoothness, and uniformity of the silicon film are regarded as important, and a single shot or a multi-shot for each chip is preferable. In addition, by heating the substrate, crystallinity can be improved and crystallization can be performed. For example, a step-and-repeat ELA process is performed at 400 ° C. with 300 mJ / cm 2 energy and 5 shots and a uniform 2 × 2 cm 2 excimer laser beam. This crystallization is performed by a low-temperature solid-phase crystallization method (SP
C) or ELA processing after SPC processing.
【0057】次に、図5(d)に示すように、レジスト
膜をパターニングしてフォトリソグラフィー処理により
半導体層31aをパターニングし、アイランド状に素子
分離した半導体層31bを形成する。TFT構造である
ことから、シリコンウェハ上に形成する従来の半導体装
置で通常用いられるLOCOS法などの素子分離法と比
較して、容易に素子分離を行うことができる。Next, as shown in FIG. 5D, the resist film is patterned and the semiconductor layer 31a is patterned by photolithography to form a semiconductor layer 31b in which elements are isolated in an island shape. Because of the TFT structure, element isolation can be easily performed as compared with an element isolation method such as a LOCOS method usually used in a conventional semiconductor device formed on a silicon wafer.
【0058】次に、図5(e)に示すように、例えばプ
ラズマCVD法により酸化シリコンを約9nmの膜厚で
堆積させ、トンネル絶縁膜22を形成する。トンネル絶
縁膜22としては特に高品質な膜が要求され、低温プロ
セスで形成するためには、ECR(Electron Cyclotron
Resonance)型のプラズマCVD法により形成すること
が好ましい。Next, as shown in FIG. 5E, a tunnel insulating film 22 is formed by depositing silicon oxide to a thickness of about 9 nm by, for example, a plasma CVD method. A particularly high-quality film is required as the tunnel insulating film 22, and in order to form it by a low-temperature process, an ECR (Electron Cyclotron) is required.
(Resonance) type plasma CVD.
【0059】次に、図5(f)に示すように、トンネル
絶縁膜22の上層に、例えばCVD法により導電性不純
物を含有するポリシリコンを堆積させ、フローティング
ゲート用層32を形成する。あるいは、ポリシリコンを
堆積させた後に導電性不純物をイオン注入してもよい。Next, as shown in FIG. 5F, a polysilicon containing conductive impurities is deposited on the upper layer of the tunnel insulating film 22 by, for example, a CVD method to form a floating gate layer 32. Alternatively, conductive impurities may be ion-implanted after depositing polysilicon.
【0060】次に、図6(g)に示すように、メモリト
ランジスタ形成領域を保護するレジスト膜R1をフォト
リソグラフィー工程によりパターニング形成し、RIE
(反応性イオンエッチング)などのエッチングを施し
て、周辺回路トランジスタ形成領域に堆積させたフロー
ティングゲート用層32を除去する。Next, as shown in FIG. 6 (g), a resist film R1 for protecting the memory transistor formation region is formed by patterning by a photolithography process, and RIE is performed.
(Reactive ion etching) or the like is applied to remove the floating gate layer 32 deposited in the peripheral circuit transistor formation region.
【0061】次に、図6(h)に示すように、レジスト
膜R1を除去した後、例えばフローティングゲート用層
32を被覆して全面に例えばCVD法によりONO膜
(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)、あるいは酸
化シリコン膜を堆積させ、中間絶縁膜23を形成する。
このとき、周辺回路トランジスタ形成領域ではトンネル
絶縁膜22と中間絶縁膜23とが積層して、周辺回路ト
ランジスタのゲート絶縁膜25となる。Next, as shown in FIG. 6 (h), after removing the resist film R1, for example, a floating gate layer 32 is coated and the entire surface is subjected to, for example, an ONO film (oxide film-nitride film-oxide film) by a CVD method. A stacked insulating film of a film) or a silicon oxide film is deposited to form an intermediate insulating film 23.
At this time, in the peripheral circuit transistor formation region, the tunnel insulating film 22 and the intermediate insulating film 23 are laminated to form the gate insulating film 25 of the peripheral circuit transistor.
【0062】次に、図6(i)に示すように、中間絶縁
膜23の上層に例えばCVD法によりポリシリコンを堆
積させコントロールゲート用層33を形成する。Next, as shown in FIG. 6I, polysilicon is deposited on the intermediate insulating film 23 by, for example, a CVD method to form a control gate layer 33.
【0063】次に、図7(j)に示すように、メモリト
ランジスタのコントロールゲートおよび周辺回路トラン
ジスタのゲート電極のパターンを有するレジスト膜R2
をフォトリソグラフィー工程によりパターニング形成す
る。Next, as shown in FIG. 7J, a resist film R2 having a pattern of a control gate of the memory transistor and a gate electrode of the peripheral circuit transistor is formed.
Is patterned by a photolithography process.
【0064】次に、図7(k)に示すように、レジスト
膜R2をマスクとしてRIEなどのエッチングを施し、
メモリトランジスタ形成領域において、コントロールゲ
ート33a、中間絶縁膜23a、フローティングゲート
32a、およびトンネル絶縁膜22aを自己整合的にパ
ターニング形成する。同時に、周辺回路トランジスタ形
成領域においては、ゲート電極33a’、ゲート絶縁膜
25aを自己整合的にパターニング形成する。Next, as shown in FIG. 7K, etching such as RIE is performed using the resist film R2 as a mask.
In the memory transistor formation region, the control gate 33a, the intermediate insulating film 23a, the floating gate 32a, and the tunnel insulating film 22a are patterned and formed in a self-aligned manner. At the same time, in the peripheral circuit transistor formation region, the gate electrode 33a 'and the gate insulating film 25a are patterned and formed in a self-aligned manner.
【0065】次に、レジスト膜R2を除去した後、コン
トロールゲート33a、ゲート電極33a’をマスクと
して、ソース・ドレイン拡散層形成領域に、例えばPを
例えば2×1015ions/cm2のドーズ量でイオン注入し、
図示しないソース・ドレイン拡散層を形成し、さらにE
LA法あるいはガラスが溶融しない条件の例えばライン
状走査によるRTA(Rapid Thermal Annealing )法に
よりアニール処理を行い、ソース・ドレイン拡散層の不
純物イオンを活性化する。以上で、図1に示す装置を形
成できる。この後の工程としては、コントロールゲート
を被覆して層間絶縁膜を形成し、コンタクトなどを開口
して、ビット線などの上層配線を形成し、所望の半導体
不揮発性記憶装置とすることができる。Next, after removing the resist film R2, using the control gate 33a and the gate electrode 33a 'as a mask, for example, P is applied to the source / drain diffusion layer formation region at a dose of, for example, 2 × 10 15 ions / cm 2 . Ion implantation,
A source / drain diffusion layer (not shown) is formed.
Annealing is performed by an LA method or an RTA (Rapid Thermal Annealing) method using, for example, a line scan under a condition in which the glass is not melted to activate impurity ions in the source / drain diffusion layers. Thus, the device shown in FIG. 1 can be formed. In the subsequent steps, an interlayer insulating film is formed by covering the control gate, contacts and the like are opened, and upper layer wirings such as bit lines are formed, whereby a desired semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.
【0066】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法によれば、ガラスなどの低価格な絶縁性基
板上に電荷蓄積層を有するメモリトランジスタとなるT
FT形成するので、消去電圧などの電圧について低電圧
化が可能で、高速に動作できるメモリトランジスタを有
する半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コスト化して
製造することができる。周辺回路トランジスタを同時に
同一基板上に形成しているので、TFTで構成されるC
MOSなどの論理ゲートなどを同一基板上に形成でき、
多彩で多機能なマイクロシステムオンチップを製造する
ことが可能となる。According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, the T as a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass is used.
Since the FT is formed, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a semiconductor nonvolatile memory device having a memory transistor which can operate at high speed can be manufactured at a significantly reduced cost. Since the peripheral circuit transistors are simultaneously formed on the same substrate, the C
Logic gates such as MOS can be formed on the same substrate,
A variety of multifunctional micro system-on-chips can be manufactured.
【0067】上記の本実施形態においては、基板として
表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板を用い
ることも可能である。この場合、シリコン基板中にはチ
ャネル形成領域を形成しないことから、低品質であって
通常のMOSLSI用シリコン基板に比べて1/2〜1
/3の価格のシリコン基板が使用可能であるので、大幅
な低コスト化を実現できる。また、熱酸化法などの高温
プロセスを採用できるので、高品質はゲート絶縁膜、ト
ンネル絶縁膜を形成することが可能となる。In the present embodiment, a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film can be used as the substrate. In this case, since the channel formation region is not formed in the silicon substrate, the quality is low and is 1/2 to 1 times smaller than that of a normal MOS LSI silicon substrate.
Since a silicon substrate with a price of 3 can be used, a significant cost reduction can be realized. In addition, since a high-temperature process such as a thermal oxidation method can be employed, a high-quality gate insulating film and a tunnel insulating film can be formed.
【0068】第2実施形態 図8は本実施形態の半導体不揮発性記憶装置の断面図で
ある。例えば、無アルカリガラスなどのガラス基板、あ
るいはプラスチック基板からなる絶縁性基板10の上層
に、例えば窒化シリコンあるいは酸化シリコンからなる
下地絶縁膜20が形成されており、その上層に例えばポ
リシリコンあるいは準単結晶シリコンからなり、チャネ
ル形成領域を有する半導体層31bが形成されている。
半導体層31bの上層に、例えば酸化シリコンからなる
薄膜のトンネル絶縁膜(ボトム絶縁膜)22aが形成さ
れており、その上層に、例えば窒化シリコンからなる電
荷トラップ絶縁膜24aが形成されており、その上層
に、例えば酸化シリコンからなるトップ絶縁膜23aが
形成されている。ボトム絶縁膜22a、電荷トラップ絶
縁膜24a、およびトップ絶縁膜23aから、膜中に電
荷トラップ準位を有していて電荷蓄積能を有する積層絶
縁膜が形成されている。トップ絶縁膜23aの上層に、
例えばポリシリコンからなるコントロールゲート33a
が形成されている。また、半導体層31b中には、チャ
ネル形成領域に接続する図示しないソース・ドレイン拡
散層が形成されている。これによりコントロールゲート
33aと半導体層31b中のチャネル形成領域の間に、
電荷蓄積能を有する積層絶縁膜を有する電界効果トラン
ジスタであり、電荷蓄積層がONO膜であるMONOS
構造のメモリトランジスタとなる。 Second Embodiment FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment. For example, a base insulating film 20 made of, for example, silicon nitride or silicon oxide is formed on an upper layer of an insulating substrate 10 made of a glass substrate such as non-alkali glass or a plastic substrate. A semiconductor layer 31b made of crystalline silicon and having a channel formation region is formed.
A thin tunnel insulating film (bottom insulating film) 22a made of, for example, silicon oxide is formed on the semiconductor layer 31b, and a charge trapping insulating film 24a made of, for example, silicon nitride is formed on the tunnel insulating film 24a. As the upper layer, a top insulating film 23a made of, for example, silicon oxide is formed. From the bottom insulating film 22a, the charge trapping insulating film 24a, and the top insulating film 23a, a laminated insulating film having a charge trap level in the film and having a charge storage ability is formed. On top of the top insulating film 23a,
Control gate 33a made of, for example, polysilicon
Are formed. In the semiconductor layer 31b, a source / drain diffusion layer (not shown) connected to the channel formation region is formed. Thereby, between the control gate 33a and the channel formation region in the semiconductor layer 31b,
MONOS, which is a field-effect transistor having a laminated insulating film having a charge storage ability, wherein the charge storage layer is an ONO film
It becomes a memory transistor having a structure.
【0069】上記の構造の電界効果トランジスタにおい
ては、ボトム絶縁膜22a、電荷トラップ絶縁膜24
a、およびトップ絶縁膜23aからなる積層絶縁膜は、
膜中に電荷を保持する機能を持つ。コントロールゲート
33aおよび半導体層31b中の図示しないソース・ド
レイン拡散層に適当な電圧を印加することにより、ファ
ウラ−・ノルドハイム型トンネル電流が生じ、ボトム絶
縁膜22aを通して半導体層31bから注入された電荷
が電荷トラップ絶縁膜24a中の電荷トラップ準位ある
いは電荷トラップ絶縁膜24aとトップ絶縁膜23aと
の界面の電荷トラップ準位などにトラップされ、あるい
はこれらのトラップ準位からボトム絶縁膜22aを通し
て電荷が放出される。積層絶縁膜中に電荷が蓄積される
と、この蓄積電荷による電界が発生するため、トランジ
スタの閾値電圧が変化してデータの記憶が可能となるメ
モリトランジスタとなる。例えば、積層絶縁膜中に電荷
を蓄積することでデータの消去を行い、また、積層絶縁
膜中に蓄積した電荷を放出することでデータを書き込み
することができる。In the field effect transistor having the above structure, the bottom insulating film 22a, the charge trapping insulating film 24
a and the laminated insulating film composed of the top insulating film 23a
It has the function of retaining charges in the film. By applying an appropriate voltage to the control gate 33a and a source / drain diffusion layer (not shown) in the semiconductor layer 31b, a Fowler-Nordheim tunnel current is generated, and the charge injected from the semiconductor layer 31b through the bottom insulating film 22a is reduced. Charges are trapped in charge trap levels in the charge trap insulating film 24a or charge trap levels at the interface between the charge trap insulating film 24a and the top insulating film 23a, or charges are released from these trap levels through the bottom insulating film 22a. Is done. When electric charge is accumulated in the stacked insulating film, an electric field is generated by the accumulated electric charge, so that the threshold voltage of the transistor changes and the memory transistor can store data. For example, data can be erased by accumulating charges in the stacked insulating film, and data can be written by discharging charges accumulated in the stacked insulating film.
【0070】上記の半導体不揮発性記憶装置は、第1実
施形態同様、ガラス基板などの低価格な基板を使用する
ことにより大幅な低コスト化を実現でき、消去電圧など
の電圧について低電圧化が可能で、高速に動作できるメ
モリトランジスタとすることができる。特に、半導体層
31bをポリシリコンあるいは準単結晶シリコンにより
形成することで、半導体層中のトラップ密度を低減で
き、ゲートスイング値を低減して消去電圧などの電圧に
ついてさらに低電圧化が可能である。As in the first embodiment, the use of a low-cost substrate such as a glass substrate can significantly reduce the cost of the semiconductor nonvolatile memory device described above, and the voltage such as the erase voltage can be reduced. A memory transistor which can operate at high speed can be obtained. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. .
【0071】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置は、第1実施形態の製造方法において、ポリシリコン
のフローティングゲート用層に替えて例えばCVD法に
より窒化シリコンを堆積させて電荷トラップ絶縁膜24
aを形成する他は、第1実施形態の製造方法と同様にし
て形成することができる。ONO膜の中間絶縁膜に替え
て例えばCVD法により酸化シリコンを堆積させてトッ
プ絶縁膜23aを形成してもよい。In the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, in the manufacturing method of the first embodiment, the charge trapping insulating film 24 is formed by depositing silicon nitride by, for example, a CVD method instead of the polysilicon floating gate layer.
Except for forming a, it can be formed in the same manner as the manufacturing method of the first embodiment. Instead of the intermediate insulating film of the ONO film, the top insulating film 23a may be formed by depositing silicon oxide by a CVD method, for example.
【0072】上記の本実施形態においては、基板として
表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板を用い
ることも可能である。この場合、シリコン基板中にはチ
ャネル形成領域を形成しないことから、低品質であって
通常のMOSLSI用シリコン基板に比べて1/2〜1
/3の価格のシリコン基板が使用可能であるので、大幅
な低コスト化を実現できる。また、熱酸化法などの高温
プロセスを採用できるので、高品質はゲート絶縁膜、ト
ンネル絶縁膜を形成することが可能となる。In the above embodiment, a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film can be used as the substrate. In this case, since the channel formation region is not formed in the silicon substrate, the quality is low and is 1/2 to 1 times smaller than that of a normal MOS LSI silicon substrate.
Since a silicon substrate with a price of 3 can be used, a significant cost reduction can be realized. In addition, since a high-temperature process such as a thermal oxidation method can be employed, a high-quality gate insulating film and a tunnel insulating film can be formed.
【0073】第3実施形態 図9は本実施形態の半導体不揮発性記憶装置の断面図で
ある。電荷蓄積層として、平均粒径2〜5nmの導電体
からなるナノクリスタル32cを内部に保持する絶縁体
22a、23aが形成されている点を除いては、実質的
に第2実施形態の半導体不揮発性記憶装置と同様であ
り、ガラス基板などの低価格な基板を使用することによ
り大幅な低コスト化を実現でき、消去電圧などの電圧に
ついて低電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトラ
ンジスタとすることができる。特に、半導体層31bを
ポリシリコンあるいは準単結晶シリコンにより形成する
ことで、半導体層中のトラップ密度を低減でき、ゲート
スイング値を低減して消去電圧などの電圧についてさら
に低電圧化が可能である。 Third Embodiment FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to the third embodiment . The semiconductor nonvolatile semiconductor of the second embodiment is substantially the same as the semiconductor nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment except that insulators 22a and 23a that hold therein a nanocrystal 32c made of a conductor having an average particle diameter of 2 to 5 nm are formed as a charge storage layer. Memory transistors that are similar to volatile memory devices, can achieve significant cost reductions by using low-cost substrates such as glass substrates, and can operate at high speed with low voltages such as erase voltage. can do. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. .
【0074】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置は、第1実施形態の製造方法において、トンネル絶縁
膜の形成工程から、中間絶縁膜の形成工程までの工程の
替わりに、トンネル絶縁膜22aおよび中間絶縁膜23
aに相当する酸化シリコン膜をまず形成し、膜中の下層
からの距離が数nmのファウラー・ノルドハイム型トン
ネル電流が発生できるような位置となるように上面から
エネルギーを制御してシリコンイオンをイオン注入し
て、トンネル絶縁膜22aおよび中間絶縁膜23aに相
当する酸化シリコン膜中にナノクリスタル21cを形成
する他は、第1実施形態の製造方法と同様にして形成す
ることができる。The semiconductor non-volatile memory device of the present embodiment is different from the manufacturing method of the first embodiment in that the steps from the step of forming the tunnel insulating film to the step of forming the intermediate insulating film are replaced by the tunnel insulating film 22a. And intermediate insulating film 23
First, a silicon oxide film corresponding to a is formed, and silicon ions are ionized by controlling energy from the upper surface such that a Fowler-Nordheim type tunnel current at a distance of several nm from the lower layer in the film can be generated. It can be formed in the same manner as the manufacturing method of the first embodiment except that the nanocrystal 21c is formed in the silicon oxide film corresponding to the tunnel insulating film 22a and the intermediate insulating film 23a by implantation.
【0075】第4実施形態 図10は本実施形態の半導体不揮発性記憶装置の断面図
である。例えば、無アルカリガラスなどのガラス基板、
あるいはプラスチック基板からなる絶縁性基板10の上
層に、例えば窒化シリコンあるいは酸化シリコンからな
る下地絶縁膜20が形成されており、その上層に例えば
Cr、Moなどの金属、あるいはポリシリコンなどの導
電体からなる消去ゲート30が形成されている。その上
層に、例えば酸化シリコンからなる下側ゲート絶縁膜2
1が形成されている。その上層に、例えばポリシリコン
からなり、チャネル形成領域を有する半導体層31bが
形成されている。 Fourth Embodiment FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to the fourth embodiment . For example, glass substrates such as non-alkali glass,
Alternatively, a base insulating film 20 made of, for example, silicon nitride or silicon oxide is formed on an upper layer of the insulating substrate 10 made of a plastic substrate, and a metal such as Cr or Mo or a conductor such as polysilicon is formed on the upper layer. Erase gate 30 is formed. On the lower layer, a lower gate insulating film 2 made of, for example, silicon oxide
1 is formed. On the upper layer, a semiconductor layer 31b made of, for example, polysilicon and having a channel formation region is formed.
【0076】半導体層31bの上層に、例えば酸化シリ
コンからなる薄膜のトンネル絶縁膜22aが形成されて
おり、その上層に、例えばポリシリコンからなるフロー
ティングゲート32aが形成されており、その上層に例
えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層体)から
なる中間絶縁膜23aが形成されており、その上層に例
えばポリシリコンからなるコントロールゲート33aが
形成されている。また、半導体層31b中には、チャネ
ル形成領域に接続する図示しないソース・ドレイン拡散
層が形成されている。これによりコントロールゲート3
3aと半導体層31b中のチャネル形成領域の間に、絶
縁膜により絶縁されたフローティングゲート32aを有
するTFT構造の電界効果トランジスタとなる。A thin tunnel insulating film 22a made of, for example, silicon oxide is formed on the semiconductor layer 31b, and a floating gate 32a made of, for example, polysilicon is formed on the tunnel insulating film 22a. An intermediate insulating film 23a made of a film (a stacked body of an oxide film-nitride film-oxide film) is formed, and a control gate 33a made of, for example, polysilicon is formed thereover. In the semiconductor layer 31b, a source / drain diffusion layer (not shown) connected to the channel formation region is formed. This allows control gate 3
A field effect transistor having a TFT structure has a floating gate 32a insulated by an insulating film between the channel formation region in the semiconductor layer 31b and the channel formation region 3a.
【0077】上記の構造の電界効果トランジスタは、フ
ローティングゲート32aは膜中に電荷を保持する機能
を持ち、トンネル絶縁膜22aおよび中間絶縁膜23a
は電荷をフローティングゲート32a中に閉じ込める役
割を持つ。コントロールゲート33aおよび半導体層3
1b中の図示しないソース・ドレイン拡散層に適当な電
圧を印加することにより、ファウラ−・ノルドハイム型
トンネル電流が生じ、トンネル絶縁膜22aを通して半
導体層31bからフローティングゲート32aへ電子が
注入され、あるいはフローティングゲート32aから半
導体層31bへ電子が放出される。フローティングゲー
ト32a中に電荷が蓄積されると、この蓄積電荷による
電界が発生するため、トランジスタの閾値電圧が変化し
てデータの記憶が可能となるメモリトランジスタとな
る。例えば、フローティングゲート32a中に電荷を蓄
積することでデータの消去を行い、また、フローティン
グゲート32a中に蓄積した電荷を放出することでデー
タを書き込みすることができる。In the field effect transistor having the above structure, the floating gate 32a has a function of retaining charges in the film, and the tunnel insulating film 22a and the intermediate insulating film 23a
Has a role of confining charges in the floating gate 32a. Control gate 33a and semiconductor layer 3
By applying an appropriate voltage to a source / drain diffusion layer (not shown) in 1b, a Fowler-Nordheim type tunnel current is generated, and electrons are injected from the semiconductor layer 31b to the floating gate 32a through the tunnel insulating film 22a, or Electrons are emitted from the gate 32a to the semiconductor layer 31b. When electric charges are accumulated in the floating gate 32a, an electric field is generated by the accumulated electric charges, so that the threshold voltage of the transistor changes and the memory transistor becomes capable of storing data. For example, data can be erased by accumulating charges in the floating gate 32a, and data can be written by discharging charges accumulated in the floating gate 32a.
【0078】上記の半導体不揮発性記憶装置は、半導体
層31bの下層に下側ゲート絶縁膜21を介して消去ゲ
ート30を有する。消去ゲート30に消去電圧(例えば
正電圧)を印加することにより、データを消去すること
ができる。さらに、この消去ゲート30は隣接するメモ
リトランジスタの消去ゲートと接続して形成すること
で、メモリアレイ全体あるいはブロック単位で共有する
構造とし、メモリアレイ全体あるいはブロック単位の消
去セクタ毎の一括消去が可能である。The above-described nonvolatile semiconductor memory device has the erase gate 30 under the semiconductor layer 31b with the lower gate insulating film 21 interposed therebetween. By applying an erase voltage (for example, a positive voltage) to the erase gate 30, data can be erased. Further, the erase gate 30 is formed so as to be connected to the erase gate of the adjacent memory transistor so that the erase gate 30 is shared by the entire memory array or the block unit. It is.
【0079】図11は、図10に示す構造を有するメモ
リトランジスタを8ビット直列に接続したNAND型の
半導体不揮発性記憶装置の等価回路図である。8ビット
のメモリトランジスタで構成されるNAND列の両端部
には本NAND列を選択するための2個の選択トランジ
スタが配置されている。本NAND列のソース・ドレイ
ン拡散層の一方はビット線Bへ、他方はソース線Sへ接
続される。また、消去ゲートは8ビット間で接続して形
成されている。消去ゲートは、メモリアレイ全体、ある
いはブロック単位で共有する構造とすることができる。
メモリトランジスタを接続する個数としては、8個に限
定されず、いくつでもよい。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of a NAND-type semiconductor nonvolatile memory device in which memory transistors having the structure shown in FIG. 10 are connected in series by 8 bits. Two select transistors for selecting the present NAND string are arranged at both ends of the NAND string composed of 8-bit memory transistors. One of the source / drain diffusion layers of this NAND string is connected to the bit line B, and the other is connected to the source line S. The erase gate is formed by connecting between 8 bits. The erase gate can be configured to be shared by the entire memory array or by block.
The number of memory transistors connected is not limited to eight, but may be any number.
【0080】上記のNAND型半導体不揮発性記憶装置
においては、データ入出力用のコンタクト1/2個を8
ビットのメモリセルで共有する構成となり、ビットあた
り1/16個のコンタクトを持つこととなる。同様に、
選択ゲートおよびソース線もすべて8ビットで共有して
おり、ビット当たりの面積はメモリトランジスタの占有
面積に近くなり、メモリセル面積は非常に小さくでき、
高集積化、大容量化および低コスト化の点で有利とな
る。In the above-mentioned NAND type semiconductor nonvolatile memory device, 1/2 of the data input / output contact is 8
The structure is shared by bit memory cells, and the bit has 1/16 contacts. Similarly,
The select gate and the source line are also shared by 8 bits, the area per bit is close to the area occupied by the memory transistor, and the memory cell area can be very small.
This is advantageous in terms of high integration, large capacity, and low cost.
【0081】上記のNAND型半導体不揮発性記憶装置
におけるデータ消去方法としては、図11に示すよう
に、NAND列すべてのコントロールゲートCGに0V
あるいは低電圧Vcgを印加し、2つの選択トランジスタ
の選択ゲートSG1、SG2に高電圧V1 、V2 を印加
する。さらに、消去ゲートBGにも高電圧Vbgを印加す
る。また、ソースSおよびビット線Bは開放とする。こ
れにより、NOR型と同様にファウラー・ノルドハイム
型トンネル現象によりフローティングゲート中の電子を
引き抜き、NAND列全体のデータを一括消去すること
ができる。As a data erasing method in the above-mentioned NAND type semiconductor nonvolatile memory device, as shown in FIG. 11, 0V is applied to the control gates CG of all NAND strings.
Alternatively, the low voltage Vcg is applied, and the high voltages V1 and V2 are applied to the selection gates SG1 and SG2 of the two selection transistors. Further, the high voltage Vbg is also applied to the erase gate BG. The source S and the bit line B are open. As a result, the electrons in the floating gate can be extracted by the Fowler-Nordheim tunnel phenomenon as in the NOR type, and the data in the entire NAND string can be erased collectively.
【0082】かかる構造の半導体不揮発性記憶装置は、
ガラス基板などの低価格な基板を使用することにより大
幅な低コスト化を実現でき、消去電圧などの電圧につい
て低電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトランジ
スタとすることができる。特に、半導体層31bをポリ
シリコンあるいは準単結晶シリコンにより形成すること
で、半導体層中のトラップ密度を低減でき、ゲートスイ
ング値を低減して消去電圧などの電圧についてさらに低
電圧化が可能である。また、集積度の点で有利なNAN
D型のメモリセルを有し、消去ゲートを有することによ
りデータの一括消去が可能な半導体不揮発性記憶装置で
ある。The semiconductor nonvolatile memory device having such a structure is as follows.
By using a low-cost substrate such as a glass substrate, a significant cost reduction can be realized, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a memory transistor which can operate at high speed can be obtained. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. . In addition, NAN is advantageous in terms of integration.
This is a semiconductor nonvolatile memory device having D-type memory cells and having an erase gate, which can erase data all at once.
【0083】一般に、ソース・ドレインの下層に絶縁体
(下側ゲート絶縁膜21)を介して導電体(消去ゲート
30)を有する構造は、両者間に容量を発生させ、読み
出し速度の低下の原因となるが、TFT構造とすること
で接合容量がゼロに近く、ソース・ドレインと導電体
(消去ゲート30)の間の絶縁体(下側ゲート絶縁膜2
1)の膜厚を厚くすることで、消去電圧は高くなるが、
上記の容量を小さくすることができる。また、AV用
途、データストレージ用途においては、コストおよび大
容量化が優先し、読み出し速度の要求はそれほど強くな
い場合も多い。In general, a structure having a conductor (erase gate 30) under the source / drain with an insulator (lower gate insulating film 21) therebetween via an insulator (lower gate insulating film 21) generates a capacitance between the two and causes a reduction in read speed. However, with the TFT structure, the junction capacitance is close to zero, and the insulator (lower gate insulating film 2) between the source / drain and the conductor (erase gate 30) is formed.
By increasing the film thickness of 1), the erase voltage is increased.
The above capacity can be reduced. Further, in AV applications and data storage applications, cost and large capacity are prioritized, and reading speed requirements are often not so strong.
【0084】次に、上記の本実施形態の半導体不揮発性
記憶装置の製造方法について説明する。まず、図12
(a)に示すように、無アルカリガラスなどのガラス基
板、あるいはプラスチック基板からなる絶縁性基板10
を使用する。以降の工程においては、上記のガラス基板
のような低融点の基板を使用する場合、工程温度を60
0℃以下にして行い、例えば、絶縁膜の形成において
は、スパッタリング法、あるいは化学的気相成長(Chem
ical Vapor Deposition ;以下CVDと呼ぶ)法により
行う。この絶縁性基板10上に、例えばCVD法により
酸化シリコンあるいは窒化シリコンなどを堆積させ、下
地絶縁膜20を形成する。次に、その上層に例えばスパ
ッタリング法によりCr、Moなどの金属を堆積させ、
あるいはスパッタリング法、プラズマエンハンストCV
D(PECVD)法、減圧CVD法などによりポリシリ
コンを堆積させ、消去ゲート30を形成する。次に、そ
の上層に、例えばスパッタリング法あるいはPECVD
法(好ましくはバイアスECR(Electron Cyclotron R
esonance)型のPECVD法)などにより、酸化シリコ
ンあるいは窒化シリコンなどの絶縁体を例えば膜厚20
nmで堆積させ、下側ゲート絶縁膜21を形成する。こ
の下側ゲート絶縁膜21の膜厚が薄いほど、消去電圧を
低く設定することができる。Next, a method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment will be described. First, FIG.
As shown in (a), an insulating substrate 10 made of a glass substrate such as non-alkali glass or a plastic substrate.
Use In the subsequent steps, when a low melting point substrate such as the above glass substrate is used, the process temperature is set at 60 ° C.
For example, in the formation of an insulating film, a sputtering method or a chemical vapor deposition (Chemical vapor deposition) method is used.
ical Vapor Deposition (hereinafter referred to as CVD) method. Silicon oxide, silicon nitride, or the like is deposited on the insulating substrate 10 by, for example, a CVD method to form a base insulating film 20. Next, a metal such as Cr or Mo is deposited on the upper layer by, for example, a sputtering method,
Alternatively, sputtering method, plasma enhanced CV
Polysilicon is deposited by a D (PECVD) method, a low pressure CVD method, or the like to form the erase gate 30. Next, on the upper layer, for example, a sputtering method or PECVD
Method (preferably bias ECR (Electron Cyclotron R
an insulator such as silicon oxide or silicon nitride to a thickness of, for example, 20 nm.
The lower gate insulating film 21 is formed. The lower the thickness of the lower gate insulating film 21, the lower the erase voltage can be set.
【0085】次に、図12(b)に示すように、下側ゲ
ート絶縁膜21の上層に、例えばスパッタリング法ある
いはCVD法などによりアモルファスシリコンを膜厚4
0nmで堆積させ、半導体層31を形成する。特に、ス
パッタリング法あるいは減圧CVD法によれば、後のE
LA工程などでレーザ光を照射する際、絶縁膜が飛散し
て孔が開いてしまう原因となる膜中への水素の取り込み
が少なくなるので好ましい。さらに、SiH4あるいはSi2H
6 を原料とした減圧CVD法によれば、500℃以下の
低温プロセスでシリコン層を形成することができる。Next, as shown in FIG. 12B, an amorphous silicon film having a thickness of 4 is formed on the lower gate insulating film 21 by, for example, a sputtering method or a CVD method.
The semiconductor layer 31 is formed by depositing 0 nm. In particular, according to the sputtering method or the low pressure CVD method, the later E
Irradiation with a laser beam in the LA step or the like is preferable because the incorporation of hydrogen into the insulating film, which causes scattering of the insulating film and formation of holes, is reduced. Furthermore, SiH 4 or Si 2 H
According to the low pressure CVD method using 6 as a raw material, a silicon layer can be formed by a low-temperature process of 500 ° C. or less.
【0086】次に、図12(c)に示すように、例えば
ELA処理によりアモルファスシリコンの半導体層31
を結晶化し、ポリシリコンの半導体層31aとする。E
LA処理としては、様々なビームショット法が考えられ
るが、トップゲートのTFTではシリコン膜の平坦性、
平滑性、および均一性が重要視され、チップ一括毎のシ
ングルショットもしくはマルチショットが好ましい。ま
た、下層に消去ゲート30を有しており、熱効率がよく
ないので、基板を加熱することにより結晶性もよくエネ
ルギー効率もよく結晶化できる。例えば400℃で30
0mJ/cm2のエネルギーで5ショット、均一な2×
2cm2 のエキシマレーザビームでステップ・アンド・
リピートELA処理を行う。また、この結晶化は低温固
相結晶化法(SPC)、あるいはSPC処理後のELA
処理などによって行うこともできる。Next, as shown in FIG. 12C, the amorphous silicon semiconductor layer 31 is subjected to, for example, an ELA process.
Is crystallized into a polysilicon semiconductor layer 31a. E
Various beam shot methods are conceivable as the LA process.
From the viewpoint of smoothness and uniformity, single shot or multi-shot for each chip is preferable. Further, since the erasing gate 30 is provided in the lower layer and the thermal efficiency is not good, crystallization can be performed with good crystallinity and energy efficiency by heating the substrate. For example, at 400 ° C for 30
5 shots with energy of 0 mJ / cm 2 , uniform 2 ×
Step and step with 2cm 2 excimer laser beam
A repeat ELA process is performed. This crystallization is performed by low-temperature solid-phase crystallization (SPC) or ELA after SPC treatment.
It can also be performed by processing or the like.
【0087】次に、図13(d)に示すように、レジス
ト膜をパターニングしてフォトリソグラフィー処理によ
り半導体層31aをパターニングし、アイランド状に素
子分離した半導体層31bを形成する。TFT構造であ
ることから、シリコンウェハ上に形成する従来の半導体
装置で通常用いられるLOCOS法などの素子分離法と
比較して、容易に素子分離を行うことができる。Next, as shown in FIG. 13D, the resist film is patterned and the semiconductor layer 31a is patterned by photolithography to form a semiconductor layer 31b in which elements are separated into islands. Because of the TFT structure, element isolation can be easily performed as compared with an element isolation method such as a LOCOS method usually used in a conventional semiconductor device formed on a silicon wafer.
【0088】次に、図13(e)に示すように、例えば
プラズマCVD法により酸化シリコンを約9nmの膜厚
で堆積させ、トンネル絶縁膜22を形成する。トンネル
絶縁膜22としては特に高品質な膜が要求され、低温プ
ロセスで形成するためには、ECR(Electron Cyclotr
on Resonance)型のプラズマCVD法により形成するこ
とが好ましい。Next, as shown in FIG. 13E, a tunnel insulating film 22 is formed by depositing silicon oxide to a thickness of about 9 nm by, for example, a plasma CVD method. A particularly high-quality film is required as the tunnel insulating film 22, and in order to form it by a low-temperature process, an ECR (Electron Cyclotr
It is preferably formed by an on-resonance type plasma CVD method.
【0089】次に、図13(f)に示すように、トンネ
ル絶縁膜22の上層に、例えばCVD法により導電性不
純物を含有するポリシリコンを堆積させ、フローティン
グゲート用層32を形成する。あるいは、ポリシリコン
を堆積させた後に導電性不純物をイオン注入してもよ
い。次に、例えばフローティングゲート用層32を被覆
して全面に例えばCVD法によりONO膜(酸化膜−窒
化膜−酸化膜の積層絶縁膜)を堆積させ、中間絶縁膜2
3を形成する。次に、中間絶縁膜23の上層に例えばC
VD法によりポリシリコンを堆積させコントロールゲー
ト用層33を形成する。Next, as shown in FIG. 13F, polysilicon containing a conductive impurity is deposited on the upper layer of the tunnel insulating film 22 by, for example, a CVD method to form a floating gate layer 32. Alternatively, conductive impurities may be ion-implanted after depositing polysilicon. Next, an ONO film (a stacked insulating film of an oxide film, a nitride film, and an oxide film) is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method, for example, by covering the floating gate layer 32, and the intermediate insulating film 2.
Form 3 Next, for example, C
Polysilicon is deposited by the VD method to form a control gate layer 33.
【0090】次に、フォトリソグラフィー工程によりパ
ターニングして、コントロールゲート33a、中間絶縁
膜23a、フローティングゲート32a、およびトンネ
ル絶縁膜22aを自己整合的にパターニング形成する。
次に、コントロールゲートをマスクとしてソース・ドレ
イン拡散層形成領域に、例えばPを例えば2×1015io
ns/cm2のドーズ量でイオン注入し、図示しないソース・
ドレイン拡散層を形成し、さらにELA法あるいはガラ
スが溶融しない条件の例えばライン状走査によるRTA
(Rapid Thermal Annealing )法によりアニール処理を
行い、ソース・ドレイン拡散層の不純物イオンを活性化
する。以上で、図10に示す装置を形成できる。この後
の工程としては、コントロールゲートを被覆して層間絶
縁膜を形成し、コンタクトなどを開口して、ビット線な
どの上層配線を形成し、所望の半導体不揮発性記憶装置
とすることができる。Next, patterning is performed by a photolithography process to form a control gate 33a, an intermediate insulating film 23a, a floating gate 32a, and a tunnel insulating film 22a in a self-aligned manner.
Next, for example, P is applied to the source / drain diffusion layer formation region using the control gate as a mask, for example, at 2 × 10 15 io.
Ion implantation at a dose of ns / cm 2
A drain diffusion layer is formed, and furthermore, an RTA by an ELA method or a condition in which the glass is not melted, for example, a line scan.
An annealing process is performed by a (Rapid Thermal Annealing) method to activate impurity ions in the source / drain diffusion layers. Thus, the device shown in FIG. 10 can be formed. In the subsequent steps, an interlayer insulating film is formed by covering the control gate, contacts and the like are opened, and upper layer wirings such as bit lines are formed, whereby a desired semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.
【0091】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法によれば、ガラスなどの低価格な絶縁性基
板上に電荷蓄積層を有するメモリトランジスタとなるT
FT形成するので、消去電圧などの電圧について低電圧
化が可能で、高速に動作できるメモリトランジスタを有
する半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コスト化して
製造することができる。また、半導体層の下層に下側ゲ
ート絶縁膜を介して消去ゲートを有する構造を形成で
き、メモリアレイ全体あるいはブロック単位で消去ゲー
トを共有する構造とすることで、メモリアレイ全体ある
いはブロック単位の消去セクタ毎の一括消去が可能な、
集積度の点で有利なNAND型の半導体不揮発性記憶装
置を製造できる。According to the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, the T which is a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass is used.
Since the FT is formed, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a semiconductor nonvolatile memory device having a memory transistor which can operate at high speed can be manufactured at a significantly reduced cost. In addition, a structure having an erase gate under the semiconductor layer via a lower gate insulating film can be formed, and by adopting a structure in which the erase gate is shared in the entire memory array or in block units, erasure in the entire memory array or block unit is performed. Batch erase for each sector is possible,
A NAND-type semiconductor nonvolatile memory device that is advantageous in terms of integration can be manufactured.
【0092】上記の本実施形態においては、基板として
表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板を用い
ることも可能である。この場合、シリコン基板中にはチ
ャネル形成領域を形成しないことから、低品質であって
通常のMOSLSI用シリコン基板に比べて1/2〜1
/3の価格のシリコン基板が使用可能であるので、大幅
な低コスト化を実現できる。また、熱酸化法などの高温
プロセスを採用できるので、高品質はゲート絶縁膜、ト
ンネル絶縁膜を形成することが可能となる。In the above embodiment, a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film can be used as the substrate. In this case, since the channel formation region is not formed in the silicon substrate, the quality is low and is 1/2 to 1 times smaller than that of a normal MOS LSI silicon substrate.
Since a silicon substrate with a price of 3 can be used, a significant cost reduction can be realized. In addition, since a high-temperature process such as a thermal oxidation method can be employed, a high-quality gate insulating film and a tunnel insulating film can be formed.
【0093】第5実施形態 図14は本実施形態の半導体不揮発性記憶装置の断面図
である。電荷蓄積層として、例えば酸化シリコンからな
る薄膜のトンネル絶縁膜(ボトム絶縁膜)22aが形成
されており、その上層に、例えば窒化シリコンからなる
電荷トラップ絶縁膜24aが形成されており、その上層
に、例えば酸化シリコンからなるトップ絶縁膜23aが
形成されている点を除いては、実質的に第4実施形態の
半導体不揮発性記憶装置と同様であり、ガラス基板など
の低価格な基板を使用することにより大幅な低コスト化
を実現でき、消去電圧などの電圧について低電圧化が可
能で、高速に動作できるメモリトランジスタとすること
ができる。特に、半導体層31bをポリシリコンあるい
は準単結晶シリコンにより形成することで、半導体層中
のトラップ密度を低減でき、ゲートスイング値を低減し
て消去電圧などの電圧についてさらに低電圧化が可能で
ある。また、集積度の点で有利なNAND型のメモリセ
ルを有し、消去ゲートを有することによりデータの一括
消去が可能な半導体不揮発性記憶装置である。 Fifth Embodiment FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment. As the charge storage layer, a thin tunnel insulating film (bottom insulating film) 22a made of, for example, silicon oxide is formed, and a charge trapping insulating film 24a made of, for example, silicon nitride is formed thereon. Except that a top insulating film 23a made of, for example, silicon oxide is formed, it is substantially the same as the semiconductor nonvolatile memory device of the fourth embodiment, and uses a low-cost substrate such as a glass substrate. As a result, significant cost reduction can be realized, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a memory transistor which can operate at high speed can be obtained. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. . Further, the present invention is a semiconductor non-volatile memory device which includes NAND type memory cells which are advantageous in terms of the degree of integration and which has an erase gate so that data can be collectively erased.
【0094】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置は、第4実施形態の製造方法において、ポリシリコン
のフローティングゲート用層に替えて例えばCVD法に
より窒化シリコンを堆積させて電荷トラップ絶縁膜24
aを形成する他は、第4実施形態の製造方法と同様にし
て形成することができる。ガラスなどの低価格な絶縁性
基板上に電荷蓄積層を有するメモリトランジスタとなる
TFT形成するので、消去電圧などの電圧について低電
圧化が可能で、高速に動作できるメモリトランジスタを
有する半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コスト化し
て製造することができる。また、半導体層の下層に下側
ゲート絶縁膜を介して消去ゲートを有する構造を形成で
き、メモリアレイ全体あるいはブロック単位で消去ゲー
トを共有する構造とすることで、メモリアレイ全体ある
いはブロック単位の消去セクタ毎の一括消去が可能な、
集積度の点で有利なNAND型の半導体不揮発性記憶装
置を製造できる。In the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, in the manufacturing method of the fourth embodiment, the charge trapping insulating film 24 is formed by depositing silicon nitride by CVD, for example, in place of the polysilicon floating gate layer.
Except for forming a, it can be formed in the same manner as in the manufacturing method of the fourth embodiment. Since a TFT is formed as a memory transistor having a charge storage layer on a low-cost insulating substrate such as glass, a semiconductor nonvolatile memory having a memory transistor that can operate at high speed can be operated at a low voltage such as an erase voltage. The device can be manufactured at significantly lower cost. In addition, a structure having an erase gate under the semiconductor layer via a lower gate insulating film can be formed, and by adopting a structure in which the erase gate is shared in the entire memory array or in block units, erasure in the entire memory array or block unit is performed. Batch erase for each sector is possible,
A NAND-type semiconductor nonvolatile memory device that is advantageous in terms of integration can be manufactured.
【0095】本発明の半導体不揮発性記憶装置およびそ
の製造方法は、上記の実施の形態に限定されない。例え
ば、第2実施形態および第5実施形態においては、MO
NOS構造のメモリトランジスタとしているが、MNO
S構造としてもよい。また、コントロールゲート、フロ
ーティングゲートは1層構成としているが、ポリシリコ
ンとタングステンシリサイドの積層体であるポリサイド
などの2層構成、あるいは3層以上の多層構成としても
よい。基板としては、ガラス基板およびプラスチック基
板の他に、表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン
基板を用いることも可能である。また、ソース・ドレイ
ンは、LDD構造などの種々の構造を採用してよい。電
荷の電荷蓄積層への注入は、データの書き込み、消去の
どちらに相当する場合でも構わない。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。The semiconductor nonvolatile memory device and the method of manufacturing the same according to the present invention are not limited to the above embodiment. For example, in the second and fifth embodiments, the MO
Although the memory transistor has the NOS structure, the MNO
It may have an S structure. Although the control gate and the floating gate have a single-layer structure, they may have a two-layer structure such as polycide, which is a laminate of polysilicon and tungsten silicide, or a multi-layer structure of three or more layers. As the substrate, in addition to a glass substrate and a plastic substrate, a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film can be used. Further, various structures such as an LDD structure may be adopted for the source / drain. The injection of charges into the charge storage layer may be performed in any case of writing or erasing data. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.
【0096】[0096]
【発明の効果】本発明の半導体不揮発性記憶装置によれ
ば、ガラス基板などの低価格な基板を使用することによ
り大幅な低コスト化を実現でき、消去電圧などの電圧に
ついて低電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトラ
ンジスタとすることができる。特に、半導体層31bを
ポリシリコンあるいは準単結晶シリコンにより形成する
ことで、半導体層中のトラップ密度を低減でき、ゲート
スイング値を低減して消去電圧などの電圧についてさら
に低電圧化が可能である。また、集積度の点で有利なN
AND型のメモリセルを有し、消去ゲートを有すること
によりデータの一括消去が可能な半導体不揮発性記憶装
置である。According to the semiconductor non-volatile memory device of the present invention, the use of a low-cost substrate such as a glass substrate makes it possible to realize a significant reduction in cost, and it is possible to reduce the voltage such as the erase voltage. Thus, a memory transistor which can operate at high speed can be obtained. In particular, by forming the semiconductor layer 31b of polysilicon or quasi-single-crystal silicon, the trap density in the semiconductor layer can be reduced, the gate swing value can be reduced, and the voltage such as the erase voltage can be further reduced. . In addition, N which is advantageous in terms of integration degree
This is a semiconductor nonvolatile memory device having AND-type memory cells and having an erase gate, which can erase data all at once.
【0097】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法によれば、上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置を
容易に製造することができ、ガラスなどの低価格な絶縁
性基板上に電荷蓄積層を有するメモリトランジスタとな
るTFT形成するので、消去電圧などの電圧について低
電圧化が可能で、高速に動作できるメモリトランジスタ
を有する半導体不揮発性記憶装置を、大幅に低コスト化
して製造することができる。また、半導体層の下層に下
側ゲート絶縁膜を介して消去ゲートを有する構造を形成
でき、メモリアレイ全体あるいはブロック単位で消去ゲ
ートを共有する構造とすることで、メモリアレイ全体あ
るいはブロック単位の消去セクタ毎の一括消去が可能
な、集積度の点で有利なNAND型の半導体不揮発性記
憶装置を製造できる。According to the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention can be easily manufactured, and charge storage on a low-cost insulating substrate such as glass. Since a TFT which becomes a memory transistor having a layer is formed, a voltage such as an erase voltage can be reduced, and a semiconductor nonvolatile memory device having a memory transistor which can operate at high speed can be manufactured at a significantly reduced cost. it can. In addition, a structure having an erase gate under the semiconductor layer via a lower gate insulating film can be formed, and by adopting a structure in which the erase gate is shared in the entire memory array or in block units, erasure in the entire memory array or block unit is performed. It is possible to manufacture a NAND type semiconductor non-volatile memory device capable of batch erasing for each sector and advantageous in terms of integration degree.
【図1】図1は本発明の第1実施形態にかかる半導体不
揮発性記憶装置の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は第1実施形態にかかる半導体不揮発性記
憶装置の周辺回路トランジスタのゲート幅、ゲート長、
およびゲートを形成するポリシリコンの平均粒径の関係
を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a gate width and a gate length of a peripheral circuit transistor of the semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment;
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an average grain size of polysilicon forming a gate and polysilicon.
【図3】図3(a)は第1実施形態にかかるNOR型半
導体不揮発性記憶装置の等価回路図を示し、(b)は消
去動作を説明するための等価回路図である。FIG. 3A is an equivalent circuit diagram of the NOR type semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment, and FIG. 3B is an equivalent circuit diagram for explaining an erase operation.
【図4】図4は第1実施形態にかかる半導体不揮発性記
憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図であり、
(a)は下地絶縁膜の形成工程まで、(b)はシリコン
半導体層の堆積工程まで、(c)はシリコン半導体層の
結晶化工程までを示す。FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment;
(A) shows up to the step of forming the base insulating film, (b) shows the step of depositing the silicon semiconductor layer, and (c) shows the step of crystallization of the silicon semiconductor layer.
【図5】図5は図4の続きの工程を示す断面図であり、
(d)は半導体層の素子分離工程まで、(e)はトンネ
ル絶縁膜の形成工程まで、(f)はフローティングゲー
ト用層の形成工程までを示す。FIG. 5 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 4;
(D) shows up to an element isolation step of a semiconductor layer, (e) shows up to a tunnel insulating film forming step, and (f) shows up to a floating gate layer forming step.
【図6】図6は図5の続きの工程を示す断面図であり、
(g)は周辺回路トランジスタ形成領域のフローティン
グゲート用層の除去工程まで、(h)は中間絶縁膜の形
成工程まで、(i)はコントロールゲート用層の形成工
程までを示す。FIG. 6 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 5;
(G) shows up to the step of removing the floating gate layer in the peripheral circuit transistor formation region, (h) shows the step of forming the intermediate insulating film, and (i) shows the step of forming the control gate layer.
【図7】図7は図6の続きの工程を示す断面図であり、
(j)はメモリトランジスタのコントロールゲートおよ
び周辺回路トランジスタのゲート電極パターンのレジス
ト膜の形成工程まで、(k)はメモリトランジスタのコ
ントロールゲートおよび周辺回路トランジスタのゲート
電極パターンのパターニング形成工程までを示す。FIG. 7 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 6;
(J) shows up to the step of forming a resist film of the control gate of the memory transistor and the gate electrode pattern of the peripheral circuit transistor, and (k) shows up to the step of patterning and forming the control gate of the memory transistor and the gate electrode pattern of the peripheral circuit transistor.
【図8】図8は本発明の第2実施形態にかかる半導体不
揮発性記憶装置の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】図9は本発明の第3実施形態にかかる半導体不
揮発性記憶装置の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a third embodiment of the present invention.
【図10】図10は本発明の第4実施形態にかかる半導
体不揮発性記憶装置の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】図11は第4実施形態にかかる半導体不揮発
性記憶装置の消去動作を説明するための等価回路図であ
る。FIG. 11 is an equivalent circuit diagram for explaining an erasing operation of the semiconductor nonvolatile memory device according to the fourth embodiment.
【図12】図12は第4実施形態にかかる半半導体不揮
発性記憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図であ
り、(a)は下側ゲート絶縁膜の形成工程まで、(b)
はシリコン半導体層の堆積工程まで、(c)はシリコン
半導体層の結晶化工程までを示す。FIGS. 12A and 12B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semi-semiconductor nonvolatile memory device according to a fourth embodiment, in which FIG. 12A illustrates a process until a lower gate insulating film is formed;
FIG. 4A shows a process up to a silicon semiconductor layer deposition process, and FIG.
【図13】図13は図12の続きの工程を示す断面図で
あり、(d)は半導体層の素子分離工程まで、(e)は
トンネル絶縁膜の形成工程まで、(f)はコントロール
ゲート用層の形成工程までを示す。13 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 12, wherein (d) shows a step until an element isolation step of a semiconductor layer, (e) shows a step until a tunnel insulating film is formed, and (f) shows a control gate. Up to the step of forming the application layer.
【図14】図14は本発明の第5実施形態にかかる半導
体不揮発性記憶装置の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図15】図15は従来例であるNOR型半導体不揮発
性記憶装置の消去動作を説明するための等価回路図であ
る。FIG. 15 is an equivalent circuit diagram for explaining an erasing operation of a conventional NOR type semiconductor nonvolatile memory device.
【図16】図16は従来例であるバルクシリコン半導体
基板上に形成したNAND型半導体不揮発性記憶装置の
消去動作を説明するための等価回路図である。FIG. 16 is an equivalent circuit diagram for explaining an erasing operation of a NAND type semiconductor nonvolatile memory device formed on a bulk silicon semiconductor substrate as a conventional example.
10…絶縁性基板、20…下地絶縁膜、21…下側ゲー
ト絶縁膜、22、22a…トンネル絶縁膜(ボトム絶縁
膜)、23、23a…中間絶縁膜(トップ絶縁膜)、2
4a…電荷蓄積絶縁膜、25、25a…ゲート絶縁膜
(周辺回路トランジスタ)、30…消去ゲート、31、
31a、31b…半導体層、32…フローティングゲー
ト用層、32a…フローティングゲート、33…コント
ロールゲート用層、33a…コントロールゲート、33
a’…ゲート電極(周辺回路トランジスタ)。Reference Signs List 10: insulating substrate, 20: base insulating film, 21: lower gate insulating film, 22, 22a: tunnel insulating film (bottom insulating film), 23, 23a: intermediate insulating film (top insulating film), 2
4a: charge storage insulating film, 25, 25a: gate insulating film (peripheral circuit transistor), 30: erase gate, 31,
31a, 31b: semiconductor layer, 32: layer for floating gate, 32a: floating gate, 33: layer for control gate, 33a: control gate, 33
a ': Gate electrode (peripheral circuit transistor).
Claims (76)
接続された半導体不揮発性記憶装置であって、 ガラスあるいはプラスチックからなる絶縁性基板上に形
成されたチャネル形成領域を有する半導体層と、 前記半導体層上に形成された電荷蓄積層と、 前記電荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲート
と、 前記チャネル形成領域に接続して形成されたソース・ド
レイン領域とを有し、 前記メモリトランジスタとなる薄膜トランジスタが形成
されている半導体不揮発性記憶装置。1. A semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, comprising: a semiconductor layer having a channel formation region formed on an insulating substrate made of glass or plastic; A thin film transistor which has a charge storage layer formed thereon, a control gate formed above the charge storage layer, and a source / drain region formed in connection with the channel formation region, and which serves as the memory transistor A semiconductor nonvolatile memory device in which is formed.
体からなるフローティングゲートである請求項1記載の
半導体不揮発性記憶装置。2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein said charge storage layer is a floating gate made of a conductor insulated by an insulating film.
されている請求項2記載の半導体不揮発性記憶装置。3. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 2, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
続されている請求項2記載の半導体不揮発性記憶装置。4. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 2, wherein said memory transistor is connected in a NAND type.
ト絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項4記載の半導体不揮発性記憶装
置。5. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 4, further comprising: a lower gate insulating film formed below said semiconductor layer; and an erase gate formed below said lower gate insulating film.
モリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されてい
る請求項5記載の半導体不揮発性記憶装置。6. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 5, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
縁体である請求項2記載の半導体不揮発性記憶装置。7. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 2, wherein said charge storage layer is an insulator having a charge trap.
膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜あるいは窒化膜−酸化
膜の積層絶縁膜である請求項7記載の半導体不揮発性記
憶装置。8. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein the insulator having the charge trap is a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film or a stacked insulating film of a nitride film-oxide film.
粒径2〜5nmの導電体からなるナノクリスタルを内部
に保持する絶縁体である請求項7記載の半導体不揮発性
記憶装置。9. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 7, wherein the insulator having the charge trap is an insulator that holds therein a nanocrystal made of a conductor having an average particle diameter of 2 to 5 nm.
続されている請求項7記載の半導体不揮発性記憶装置。10. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 7, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項7記載の半導体不揮発性記憶装
置。11. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 7, wherein said memory transistors are connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項11記載の半導体不揮発性記憶装
置。12. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 11, further comprising: a lower gate insulating film formed below said semiconductor layer; and an erase gate formed below said lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項12記載の半導体不揮発性記憶装置。13. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 12, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
準単結晶シリコンにより形成されている請求項1記載の
半導体不揮発性記憶装置。14. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is formed of polysilicon or quasi-single-crystal silicon.
を有する請求項14記載の半導体不揮発性記憶装置。15. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 14, further comprising a transistor for a peripheral circuit on said substrate.
ゲート幅が、前記ゲートのゲート長および前記ゲートを
形成するポリシリコンの平均粒径よりも大きい請求項1
5記載の半導体不揮発性記憶装置。16. A gate width of the gate of the transistor for the peripheral circuit is larger than a gate length of the gate and an average grain size of polysilicon forming the gate.
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to item 5.
電体からなるフローティングゲートである請求項14記
載の半導体不揮発性記憶装置。17. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 14, wherein said charge storage layer is a floating gate made of a conductor insulated by an insulating film.
続されている請求項17記載の半導体不揮発性記憶装
置。18. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 17, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項17記載の半導体不揮発性記憶装
置。19. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 17, wherein said memory transistor is connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項19記載の半導体不揮発性記憶装
置。20. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 19, further comprising: a lower gate insulating film formed below the semiconductor layer; and an erase gate formed below the lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項20記載の半導体不揮発性記憶装置。21. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 20, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
絶縁体である請求項14記載の半導体不揮発性記憶装
置。22. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 14, wherein said charge storage layer is an insulator having a charge trap.
化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜あるいは窒化膜−酸
化膜の積層絶縁膜である請求項22記載の半導体不揮発
性記憶装置。23. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 22, wherein the insulator having the charge trap is a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film or a stacked insulating film of a nitride film-oxide film.
均粒径2〜5nmの導電体からなるナノクリスタルを内
部に保持する絶縁体である請求項22記載の半導体不揮
発性記憶装置。24. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 22, wherein the insulator having the charge trap is an insulator that holds therein a nanocrystal made of a conductor having an average particle diameter of 2 to 5 nm.
続されている請求項22記載の半導体不揮発性記憶装
置。25. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 22, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項22記載の半導体不揮発性記憶装
置。26. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 22, wherein said memory transistors are connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項26記載の半導体不揮発性記憶装
置。27. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 26, further comprising: a lower gate insulating film formed below the semiconductor layer; and an erase gate formed below the lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項27記載の半導体不揮発性記憶装置。28. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 27, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
が接続された半導体不揮発性記憶装置であって、 表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板である
絶縁性基板上に形成されたチャネル形成領域を有する準
単結晶シリコンにより形成されている半導体層と、 前記半導体層上に形成された電荷蓄積層と、 前記電荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲート
と、 前記チャネル形成領域に接続して形成されたソース・ド
レイン領域とを有し、 前記メモリトランジスタとなる薄膜トランジスタが形成
されている半導体不揮発性記憶装置。29. A semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, wherein a channel forming region formed on an insulating substrate which is a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film is provided. A semiconductor layer formed of quasi-single-crystal silicon, a charge storage layer formed on the semiconductor layer, a control gate formed above the charge storage layer, and a connection formed with the channel formation region. And a source / drain region, wherein a thin film transistor serving as the memory transistor is formed.
を有する請求項29記載の半導体不揮発性記憶装置。30. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 29, further comprising a peripheral circuit transistor on said substrate.
ゲート幅が、前記ゲートのゲート長および前記ゲートを
形成するポリシリコンの平均粒径よりも大きい請求項3
0記載の半導体不揮発性記憶装置。31. A gate width of the gate of the peripheral circuit transistor is larger than a gate length of the gate and an average grain size of polysilicon forming the gate.
0. A nonvolatile semiconductor memory device according to item 0.
電体からなるフローティングゲートである請求項29記
載の半導体不揮発性記憶装置。32. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 29, wherein said charge storage layer is a floating gate made of a conductor insulated by an insulating film.
続されている請求項32記載の半導体不揮発性記憶装
置。33. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 32, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項32記載の半導体不揮発性記憶装
置。34. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 32, wherein said memory transistor is connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項34記載の半導体不揮発性記憶装
置。35. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 34, further comprising: a lower gate insulating film formed below the semiconductor layer; and an erase gate formed below the lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項35記載の半導体不揮発性記憶装置。36. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 35, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
絶縁体である請求項29記載の半導体不揮発性記憶装
置。37. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 29, wherein said charge storage layer is an insulator having a charge trap.
化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜あるいは窒化膜−酸
化膜の積層絶縁膜である請求項37記載の半導体不揮発
性記憶装置。38. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 37, wherein the insulator having the charge trap is a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film or a stacked insulating film of a nitride film-oxide film.
均粒径2〜5nmの導電体からなるナノクリスタルを内
部に保持する絶縁体である請求項37記載の半導体不揮
発性記憶装置。39. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 37, wherein the insulator having the charge trap is an insulator that holds therein a nanocrystal made of a conductor having an average particle diameter of 2 to 5 nm.
続されている請求項37記載の半導体不揮発性記憶装
置。40. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 37, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項37記載の半導体不揮発性記憶装
置。41. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 37, wherein said memory transistors are connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項41記載の半導体不揮発性記憶装
置。42. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 41, further comprising: a lower gate insulating film formed below said semiconductor layer; and an erase gate formed below said lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項42記載の半導体不揮発性記憶装置。43. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 42, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
が接続された半導体不揮発性記憶装置であって、 表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板である
絶縁性基板上に形成されたチャネル形成領域を有するポ
リシリコンにより形成されている半導体層と、 前記半導体層上に形成された電荷蓄積層と、 前記電荷蓄積層の上方に形成されたコントロールゲート
と、 前記チャネル形成領域に接続して形成されたソース・ド
レイン領域とを有し、 前記メモリトランジスタとなる薄膜トランジスタが形成
されており、 前記基板上に、周辺回路用トランジスタを有し、 前記周辺回路用トランジスタのゲートのゲート幅が、前
記ゲートのゲート長および前記ゲートを形成するポリシ
リコンの平均粒径よりも大きい半導体不揮発性記憶装
置。44. A semiconductor non-volatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, wherein a channel forming region formed on an insulating substrate which is a silicon substrate whose surface is covered with a silicon oxide film is provided. A semiconductor layer formed of polysilicon having a charge storage layer formed on the semiconductor layer, a control gate formed above the charge storage layer, and a channel formation region. A source / drain region, a thin film transistor serving as the memory transistor is formed, a peripheral circuit transistor is provided on the substrate, and a gate width of the gate of the peripheral circuit transistor is the gate of the gate. A semiconductor non-volatile memory device having a length greater than an average grain size of polysilicon forming the gate.
電体からなるフローティングゲートである請求項44記
載の半導体不揮発性記憶装置。45. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 44, wherein said charge storage layer is a floating gate made of a conductor insulated by an insulating film.
続されている請求項45記載の半導体不揮発性記憶装
置。46. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 45, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項45記載の半導体不揮発性記憶装
置。47. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 45, wherein said memory transistor is connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項47記載の半導体不揮発性記憶装
置。48. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 47, further comprising: a lower gate insulating film formed below said semiconductor layer; and an erase gate formed below said lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項48記載の半導体不揮発性記憶装置。49. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 48, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
絶縁体である請求項44記載の半導体不揮発性記憶装
置。50. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 44, wherein said charge storage layer is an insulator having a charge trap.
化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜あるいは窒化膜−酸
化膜の積層絶縁膜である請求項50記載の半導体不揮発
性記憶装置。51. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 50, wherein the insulator having the charge trap is a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film or a stacked insulating film of a nitride film-oxide film.
均粒径2〜5nmの導電体からなるナノクリスタルを内
部に保持する絶縁体である請求項50記載の半導体不揮
発性記憶装置。52. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 50, wherein the insulator having the charge trap is an insulator holding therein a nanocrystal made of a conductor having an average particle diameter of 2 to 5 nm.
続されている請求項50記載の半導体不揮発性記憶装
置。53. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 50, wherein said memory transistor is connected in a NOR type.
接続されている請求項50記載の半導体不揮発性記憶装
置。54. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 50, wherein said memory transistors are connected in a NAND type.
ート絶縁膜と、 前記下側ゲート絶縁膜の下層に形成された消去ゲートと
をさらに有する請求項54記載の半導体不揮発性記憶装
置。55. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 54, further comprising: a lower gate insulating film formed below the semiconductor layer; and an erase gate formed below the lower gate insulating film.
メモリトランジスタの消去ゲートと接続して形成されて
いる請求項55記載の半導体不揮発性記憶装置。56. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 55, wherein said erase gate is formed so as to be connected to at least an erase gate of an adjacent memory transistor.
が接続された半導体不揮発性記憶装置の製造方法であっ
て、 ガラスあるいはプラスチックからなる絶縁性基板上にチ
ャネル形成領域を有する半導体層を形成する工程と、 前記半導体層の上層に電荷蓄積層を形成する工程と、 前記電荷蓄積層の上方にコントロールゲートを形成する
工程と、 前記チャネル形成領域に接続するソース・ドレイン領域
を形成する工程とを有し、 前記メモリトランジスタとなる薄膜トランジスタを形成
する半導体不揮発性記憶装置の製造方法。57. A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device to which a memory transistor having a charge storage layer is connected, comprising: forming a semiconductor layer having a channel formation region on an insulating substrate made of glass or plastic; Forming a charge storage layer above the semiconductor layer; forming a control gate above the charge storage layer; and forming source / drain regions connected to the channel formation region. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device for forming a thin film transistor serving as the memory transistor.
を600℃以下で行う請求項57記載の半導体不揮発性
記憶装置の製造方法。58. The method according to claim 57, wherein the steps after the step of forming the semiconductor layer are performed at a temperature of 600 ° C. or less.
ン層を形成する工程と、エキシマレーザアニール法ある
いは低温固相結晶化法により前記シリコン層を結晶化す
る工程とを含む請求項57記載の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。59. The method according to claim 57, wherein said step of forming a semiconductor layer includes a step of forming a silicon layer and a step of crystallizing said silicon layer by excimer laser annealing or low-temperature solid-phase crystallization. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.
6 を原料としたCVD(化学的気相成長)法により形成
する工程である請求項59記載の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。60. The step of forming the silicon layer comprises the step of forming Si 2 H
60. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 59, wherein the method is a step of forming by a CVD (chemical vapor deposition) method using 6 as a raw material.
プラズマCVD法である請求項60記載の半導体不揮発
性記憶装置の製造方法。61. The method according to claim 60, wherein said CVD method is a low pressure CVD method or a plasma CVD method.
を原料としたCVD(化学的気相成長)法により形成す
る工程である請求項59記載の半導体不揮発性記憶装置
の製造方法。62. The step of forming the silicon layer comprises the step of forming SiH 4
60. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 59, wherein the method is a step of forming by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method using as a material.
プラズマCVD法である請求項62記載の半導体不揮発
性記憶装置の製造方法。63. The method according to claim 62, wherein said CVD method is a low pressure CVD method or a plasma CVD method.
ッタリング法により形成する工程である請求項59記載
の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。64. The method according to claim 59, wherein the step of forming the silicon layer is a step of forming by a sputtering method.
半導体層の上層にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記
ゲート絶縁膜の上層に導電体からなるフローティングゲ
ートを形成する工程と、前記フローティングゲートの上
層に中間絶縁膜を形成する工程とを含む請求項57記載
の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。65. A step of forming the charge storage layer, comprising: forming a gate insulating film on the semiconductor layer; forming a floating gate made of a conductor on the gate insulating film; 58. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to claim 57, further comprising: forming an intermediate insulating film on the floating gate.
続して形成する請求項65記載の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。66. The method according to claim 65, wherein said memory transistor is formed by connecting to a NOR type.
接続して形成する請求項65記載の半導体不揮発性記憶
装置の製造方法。67. The method according to claim 65, wherein said memory transistors are formed by connecting them in a NAND type.
記絶縁性基板上に消去ゲートを形成する工程と、前記消
去ゲート上に下側ゲート絶縁膜を形成する工程とをさら
に有する請求項67記載の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法。68. The method according to claim 68, further comprising, before the step of forming the semiconductor layer, a step of forming an erase gate on the insulating substrate, and a step of forming a lower gate insulating film on the erase gate. 68. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to 67.
半導体層の上層に電荷トラップを有する絶縁体を形成す
る工程である請求項57記載の半導体不揮発性記憶装置
の製造方法。69. The method according to claim 57, wherein the step of forming the charge storage layer is a step of forming an insulator having a charge trap above the semiconductor layer.
続して形成する請求項69記載の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。70. The method according to claim 69, wherein said memory transistor is formed by connecting to a NOR type.
接続して形成する請求項69記載の半導体不揮発性記憶
装置の製造方法。71. The method according to claim 69, wherein said memory transistors are formed by connecting them in a NAND type.
記絶縁性基板上に消去ゲートを形成する工程と、前記消
去ゲート上に下側ゲート絶縁膜を形成する工程とをさら
に有する請求項71記載の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法。72. The method according to claim 72, further comprising, before the step of forming the semiconductor layer, a step of forming an erase gate on the insulating substrate, and a step of forming a lower gate insulating film on the erase gate. 71. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to 71.
である第1トランジスタと、周辺回路用の第2トランジ
スタを有する半導体不揮発性記憶装置の製造方法であっ
て、 表面を酸化シリコン膜で被覆されたシリコン基板である
絶縁性基板あるいはガラスあるいはプラスチックからな
る絶縁性基板上に、第1トランジスタ形成領域において
前記第1トランジスタ用の第1チャネル形成領域を有す
る第1半導体層を形成し、第2トランジスタ形成領域に
おいて前記第2トランジスタ用の第2チャネル形成領域
を有する第2半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層の上層に電荷蓄積層を形成し、前記第
2半導体層の上層にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記電荷蓄積層の上方にコントロールゲートを形成し、
前記ゲート絶縁膜の上方にゲート電極を形成する工程
と、 前記第1チャネル形成領域に接続する第1ソース・ドレ
イン領域および前記第2チャネル形成領域に接続する第
2ソース・ドレイン領域を形成する工程とを有する半導
体不揮発性記憶装置の製造方法。73. A method for manufacturing a semiconductor non-volatile memory device having a first transistor which is a memory transistor having a charge storage layer and a second transistor for a peripheral circuit, wherein the silicon has a surface coated with a silicon oxide film. Forming a first semiconductor layer having a first channel forming region for the first transistor in a first transistor forming region on an insulating substrate as a substrate or an insulating substrate made of glass or plastic; Forming a second semiconductor layer having a second channel formation region for the second transistor, forming a charge storage layer on the first semiconductor layer, and forming a gate insulating film on the second semiconductor layer Forming a control gate above the charge storage layer;
Forming a gate electrode above the gate insulating film; forming a first source / drain region connected to the first channel formation region and a second source / drain region connected to the second channel formation region A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device comprising:
形成する工程が、第1半導体層の上層にトンネル絶縁膜
を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜の上層にフロー
ティングゲートを形成する工程と、前記フローティング
ゲートの上層に中間絶縁膜を形成する工程とを含む請求
項73記載の半導体不揮発性記憶装置。74. A step of forming a charge storage layer on the first semiconductor layer, comprising forming a tunnel insulating film on the first semiconductor layer and forming a floating gate on the tunnel insulating film. 74. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 73, further comprising: a step of forming an intermediate insulating film on the floating gate.
形成工程が、第1半導体層の上層に電荷トラップを有す
る絶縁体を形成する工程である請求項73記載の半導体
不揮発性記憶装置。75. The semiconductor non-volatile memory device according to claim 73, wherein the step of forming a charge storage layer above the first semiconductor layer is a step of forming an insulator having a charge trap above the first semiconductor layer. .
と、周辺回路用の第2トランジスタを有する半導体不揮
発性記憶装置の製造方法であって、 第1トランジスタ形成領域において、表面を酸化シリコ
ン膜で被覆されたシリコン基板である絶縁性基板あるい
はガラスあるいはプラスチックからなる絶縁性基板上に
消去ゲートを形成する工程と、 前記消去ゲートの上層に下側ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 前記下側ゲート絶縁膜の上層に前記第1トランジスタ用
の第1チャネル形成領域を有する第1半導体層を形成
し、第2トランジスタ形成領域において前記基板上に前
記第2トランジスタ用の第2チャネル形成領域を有する
第2半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層の上層に電荷蓄積層を形成し、前記第
2半導体層の上層にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記電荷蓄積層の上方にコントロールゲートを形成し、
前記ゲート絶縁膜の上方にゲート電極を形成する工程
と、 前記第1チャネル形成領域に接続する第1ソース・ドレ
イン領域および前記第2チャネル形成領域に接続する第
2ソース・ドレイン領域を形成する工程とを有する半導
体不揮発性記憶装置の製造方法。76. A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having a first transistor having a charge storage layer and a second transistor for a peripheral circuit, wherein a surface of the first transistor formation region is covered with a silicon oxide film. Forming an erase gate on an insulative substrate or an insulative substrate made of glass or plastic, which is an etched silicon substrate; forming a lower gate insulating film on an upper layer of the erase gate; Forming a first semiconductor layer having a first channel forming region for the first transistor in an upper layer of the film, and forming a second semiconductor layer having a second channel forming region for the second transistor on the substrate in the second transistor forming region; Forming a semiconductor layer; forming a charge storage layer on the first semiconductor layer; and forming a charge storage layer on the second semiconductor layer. Forming a control gate above the charge storage layer; and
Forming a gate electrode above the gate insulating film; forming a first source / drain region connected to the first channel formation region and a second source / drain region connected to the second channel formation region A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device comprising:
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| JP9307667A JPH1187545A (en) | 1997-07-08 | 1997-11-10 | Semiconductor non-volatile memory device and manufacture thereof |
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