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JP4327474B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP4327474B2
JP4327474B2 JP2003043804A JP2003043804A JP4327474B2 JP 4327474 B2 JP4327474 B2 JP 4327474B2 JP 2003043804 A JP2003043804 A JP 2003043804A JP 2003043804 A JP2003043804 A JP 2003043804A JP 4327474 B2 JP4327474 B2 JP 4327474B2
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JP
Japan
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floating gate
gate electrode
oxide film
drain region
region
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伸夫 武井
俊彦 近江
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Description

【0001】
【発明の利用分野】
本発明はコンピュータなどの電子機器に用いられる半導体装置に係わり、電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メモリを搭載する半導体装置とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術による電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メモリを搭載する半導体装置の断面図を図9に示す(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
P型(第1導電型として)シリコン基板101の表面にチャネル形成領域109を介してN型(第2導電型として)ソース領域102とN型ドレイン領域103が設けられている。P型シリコン基板101の表面には、シリコン酸化膜であるゲート酸化膜104が形成されており、特にN型ドレイン領域103の上には一部厚さ約100Åの薄い膜になっているトンネル酸化膜105が形成されている。N型ソース領域102とN型ドレイン領域103と一部重なるようにチャネル領域109の上にゲート絶縁膜104を介してフローティングゲート電極106が設けられている。フローティングゲート電極106はコントロール絶縁膜107を介して設けられたコントロールゲート電極108と強く容量結合している。メモリセルの近傍には、前述の酸化膜より厚い酸化膜であり、P型シリコン基板101内での電気的素子分離するためのロコス酸化膜110が形成されている。
【0004】
コントロールゲート電極108に対して負のマイナス20V位の電圧を印加すると、前記100Åのシリコン酸化膜105中をトンネル電流が流れ、N型ドレイン領域103からフローティングゲート電極106に電子が注入される。また、コントロールゲート電極106に対して正のプラス20V位の電圧を印加すると、前記100Åのシリコン酸化膜105中をトンネル電流が流れ、フローティングゲート電極106からN型ドレイン領域103に電子が注入される。
【0005】
【特許文献1】
特公平2−58788号公報 (第6頁及び第1図(b))
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術による電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メモリを搭載する半導体装置においては、P型半導体基板101の表面領域に設けられたN型ドレイン領域103の上に、フローティングゲート電極106はトンネル酸化膜105を介して形成されている。本半導体装置の使用時(電気的に書き換えしていない時)でも、N型ドレイン領域103と、その上部にトンネル酸化膜105を介して設けられたフローティングゲート電極106間には、電位差が生じる。この電位差は短時間でフローティングゲート電極106にキャリアを注入、あるいはフローティングゲート電極106からキャリアを放出させるほどの大きさではない。
【0007】
しかしながら、この電位差は、わずかではあるがフローティングゲート電極106にキャリアを注入あるいは、フローティングゲート電極106からキャリアを放出させるものである。したがって、本半導体装置を長期間使用していると、この電位差はフローティングゲート電極106のキャリア量に変化を生じさせ、記憶情報を長期間維持することができなくなるという問題があった。
【0008】
また、従来技術による電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メモリを搭載する半導体装置では、情報の電気的書き換えは、トンネル酸化膜105中をトンネル電流が流れることにより行われる。トンネル酸化膜105中をキャリアが通過すると、トンネル酸化膜105は劣化する。ある一定量のキャリアがトンネル酸化膜105中を通過すると、トンネル酸化膜105が劣化し、この劣化により記憶情報を電気的に書き換えできなくなる。したがって、記憶情報の書き換え回数はトンネル酸化膜105の劣化により制限されてしまうという問題があった。
【0009】
本発明は上記課題を解決して記憶情報を長期間維持することができ、記憶情報の書き換え回数が向上した電気的に書き換え可能な半導体不揮発性メモリを搭載する半導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では次の構成とした。
【0011】
第1導電型の半導体基板の表面に互いに間隔を置いて設けられた第2導電型のソース領域とドレイン領域と、前記ソース領域とドレイン領域とチャネル領域の上部に第1ゲート絶縁膜を介して設けられたフローティングゲート電極と、前記フローティングゲート電極と第2ゲート絶縁膜を介して容量結合したコントロールゲート電極からなる半導体装置において、前記ドレイン領域とフローティングゲート電極の間に、空間を有する構成とした。
【0012】
ドレイン領域とフローティングゲート電極の間に空間を有すると、記憶情報を読み出しする時、ドレイン領域とフローティングゲート電極の間に電位差が生じても、ドレイン領域からフローティングゲート電極にキャリアが注入される、またはフローティングゲート電極からドレイン領域へキャリアが放出されることがなくなる。
【0013】
また、ドレイン領域とフローティングゲート電極の間に空間を有すると、トンネル酸化膜を使用しなくても、ドレイン領域からフローティングゲート電極にキャリアを注入すること、及びフローティングゲート電極からドレイン領域へキャリアを放出することが可能となる。
【0014】
本発明においては、ドレイン領域からフローティングゲート電極にキャリアを注入、及びフローティングゲート電極からドレイン領域へキャリアを放出するため、フローティングゲート電極はドレイン領域側に変位する機構を有する構成を有することを特徴とする。
【0015】
本構成とすることで、フローティングゲート電極はドレイン領域との間でキャリアの注入、放出をする時のみ、フローティングゲート電極とドレイン領域が接して、キャリアの注入、放出をしないときは、充分間隔をおくことができる。
【0016】
また、フローティングゲート電極はドレイン領域にフローティングゲート電極を基準にして正または負の電圧を印加し発生する放電で、キャリアを放出または吸収する機構を有することを特徴とする構成でも同様の作用が可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。実施例1を図6を用いて説明する。
【0018】
図6はP型シリコン基板1上に形成されたN型ソース領域2とN型トンネルドレイン領域3と、チャネル領域9の上部に第1のフローティングゲート酸化膜4を介して設けられたフローティングゲート電極6とそのフローティングゲート電極6とコントロールゲート酸化膜7を介して容量結合したコントロールゲート電極8とからなる本発明の電気的書き換え可能な不揮発性メモリの断面図である。
【0019】
N型トンネルドレイン領域3とフローティングゲート電極6の間に空間11を有することを特徴とする半導体装置である。
【0020】
本実施例の半導体装置の製造方法を図1乃至5を用いて説明する。P型シリコン基板1表面を620Åの厚さまで酸化を行い、酸化膜表面にCVDによりチッ化膜を堆積する。前記チッ化膜をロコス酸化分離領域用にパターニングを行い、8000Aの酸化膜を成長させることによりロコス酸化分離領域10が形成される。
【0021】
フォトリソグラフィー技術を用い、フォトレジストをマスクとしてセルトランジスタのチャネル領域9にBFを60KeVで6.0E11cm−2イオン注入を行い、N型トンネルドレイン領域3及びN型ソース領域2にはAsを90KeVで7.0E15cm−2イオン注入を行う(図1)。
【0022】
次にポリシリコン膜12を基板表面に4000Å堆積し、リンのプリデポジションを行う(図2)。その後、フォトレジストをマスクとしてポリシリコン膜12のエッチングを行い、フローティングゲート電極6を形成する(図3)。
【0023】
フォトリソグラフィー技術を用いて図7に示すようにポリシリコンにより形成されたフローティングゲート電極6の周辺部の一部分にフォトレジストのない領域14が形成されるようにフォトレジスト13をパターニングする。この状態でシリコン基板をBHF液中に入れると、フォトレジスト13で覆われていないフローティングゲート酸化膜部分から等方的エッチングがはじまり、フローティングゲート電極6下部のフローティングゲート酸化膜4をエッチングすることができる。この手法により、フローティングゲート電極6とN型トンネルドレイン領域3間のシリコン酸化膜に空間11を形成することが可能である(図4)。
【0024】
フローティングゲート電極6の下部に形成された空間11とN型トンネルドレイン領域3の間にはトンネル酸化膜5が存在する。このトンネル酸化膜5はトンネル電流が流れるため、100Åとなるように形成している。
【0025】
フローティングゲート電極6周辺部のフローティングゲート酸化膜4の開口部が埋まるようにフローティングゲート酸化膜4をスパッタする。フォトリソグラフィー技術を用いてフローティングゲート酸化膜4開口部以外のスパッタによるフローティングゲート酸化膜4をBHF溶液でエッチングする。
【0026】
酸化を行い250Åのコントロールゲート酸化膜7を形成する。ポリシリコン膜12を4000Å堆積し、リンのプリデポジションを行う(図5)。その後、フォトレジストをマスクとしてポリシリコン膜12のエッチングを行い、コントロールゲート電極8を形成する(図6)。
【0027】
以上のような工程で、本実施例の半導体装置を製造することができる。本実施例では、フローティングゲート電極6はN型トンネルドレイン領域3側に変位することができ、N型トンネルドレイン領域3からキャリアが放出されフローティングゲート電極6がキャリアを吸収する、あるいは、フローティングゲート電極6からキャリアが放出されN型トンネルドレイン領域3がキャリアを吸収するときのみ、フローティングゲート電極6がトンネル酸化膜5に接することが実現できる。
【0028】
別の実施例2を図8に基づいて説明する。本実施例2ではN型トンネルドレイン領域3と前記N型トンネルドレイン領域3の上部のフローティングゲート電極6との間に空間11のみが存在する。トンネル酸化膜5としてのシリコン酸化膜は実質的に残っていない。
【0029】
本構造を用いることにより、トンネル酸化膜5を使用しなくとも、フローティングゲート電極6が変位し直接N型トンネルドレイン領域3に接触することにより、 N型トンネルドレイン領域3からキャリアが放出されフローティングゲート電極6がキャリアを吸収する、あるいは、フローティングゲート電極6からキャリアが放出されN型トンネルドレイン領域3がキャリアを吸収する機構が実現できる。本実施例2は、トンネル酸化膜を使用しないで、電気的書き換え可能な不揮発性メモリを搭載する半導体装置の実施例である。
【0030】
本実施例の半導体装置の製造工程は実施例1の場合とほぼ同様である。異なるところは、 N型トンネルドレイン領域3とフローティングゲート電極6との間のシリコン酸化膜で形成されるトンネル酸化膜5が全部エッチングされるように、BHF液でのエッチング時間を長くする点である。
【0031】
本実施例2では、N型トンネルドレイン領域3からキャリアが放出されフローティングゲート電極6がキャリアを吸収する、あるいは、フローティングゲート電極6からキャリアが放出されN型トンネルドレイン領域3がキャリアを吸収する機構は放電により実行することができる。フローティングゲート電極6を基準として、N型トンネルドレイン領域3に負の電位を印加することにより放電が生じ、N型トンネルドレイン領域3から電子が放出され、前記電子はフローティングゲート電極6に吸収される。また、逆にフローティングゲート電極6を基準としてN型トンネルドレイン領域3に正の電位を印加することにより放電が生じ、フローティングゲート電極6から電子が放出され、前記電子はN型トンネルドレイン領域3に吸収される。
【0032】
【発明の効果】
本発明の半導体装置は、使用時にトンネルドレイン領域とフローティングゲート電極間に電位差が生じても、この電位差のためにトンネルドレイン領域からキャリアが放出されフローティングゲート電極がキャリアを吸収する、あるいは、フローティングゲート電極からキャリアが放出されトンネルドレイン領域がキャリアを吸収することがなくなる。よって、記憶情報を従来の半導体装置よりも長期間維持することができる。
【0033】
本発明の半導体装置は、フローティングゲート電極とトンネルドレイン領域間にトンネル絶縁膜が存在しなくても、フローティングゲート電極とトンネルドレイン領域を直接接触させること、または、放電により、トンネルドレイン領域から放出したキャリアをフローティングゲート電極が吸収する、あるいは、フローティングゲート電極から放出したキャリアをトンネルドレイン領域が吸収することができる。したがって、トンネル絶縁膜が不要であり、記憶情報の書き換え回数がトンネル絶縁膜の劣化により制限されてしまうという問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の工程Iを示す断面図である。
【図2】実施例1の工程IIを示す断面図である。
【図3】実施例1の工程IIIを示す断面図である。
【図4】実施例1の工程IVを示す断面図である。
【図5】実施例1の工程Vを示す断面図である。
【図6】本発明による電気的書き換え可能な不揮発性メモリ断面図(実施例1)である。
【図7】空間形成エッチング前平面図である。
【図8】本発明による電気的書き換え可能な不揮発性メモリ断面図(実施例2)である。
【図9】従来技術による電気的書き換え可能な不揮発性メモリ断面図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板
2 N型ソース領域
3 N型トンネルドレイン領域
4 フローティングゲート酸化膜
5 トンネル酸化膜
6 フローティングゲート電極
7 コントロールゲート酸化膜
8 コントロールゲート電極
9 チャネル領域
10 ロコス酸化分離領域
11 空間
12 ポリシリコン膜
13 フォトレジスト
14 フォトレジストなし領域
101 P型シリコン基板
102 N型ソース領域
103 N型トンネルドレイン領域
104 フローティングゲート酸化膜
105 トンネル酸化膜
106 フローティングゲート電極
107 コントロールゲート酸化膜
108 コントロールゲート電極
109 チャネル領域
110 ロコス酸化分離領域
[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to a semiconductor device used in an electronic apparatus such as a computer, and more particularly to a semiconductor device including an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 shows a cross-sectional view of a semiconductor device equipped with an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory according to the prior art (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
An N-type (as the second conductivity type) source region 102 and an N-type drain region 103 are provided on the surface of the P-type (as the first conductivity type) silicon substrate 101 via the channel formation region 109. A gate oxide film 104, which is a silicon oxide film, is formed on the surface of the P-type silicon substrate 101. In particular, a tunnel oxide which is a thin film having a thickness of about 100 mm on the N-type drain region 103 is formed. A film 105 is formed. A floating gate electrode 106 is provided on the channel region 109 via the gate insulating film 104 so as to partially overlap the N-type source region 102 and the N-type drain region 103. The floating gate electrode 106 is strongly capacitively coupled to the control gate electrode 108 provided via the control insulating film 107. In the vicinity of the memory cell, a LOCOS oxide film 110 is formed, which is an oxide film thicker than the above-described oxide film, and for isolating electrical elements in the P-type silicon substrate 101.
[0004]
When a negative voltage of about minus 20 V is applied to the control gate electrode 108, a tunnel current flows through the silicon oxide film 105 of 100 Å, and electrons are injected from the N-type drain region 103 into the floating gate electrode 106. Further, when a positive voltage of about +20 V is applied to the control gate electrode 106, a tunnel current flows through the silicon oxide film 105 of 100 Å, and electrons are injected from the floating gate electrode 106 into the N-type drain region 103. .
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 2-58788 (page 6 and FIG. 1 (b))
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a semiconductor device equipped with an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory according to the prior art, the floating gate electrode 106 is tunneled over the N-type drain region 103 provided in the surface region of the P-type semiconductor substrate 101. It is formed through an oxide film 105. Even when the semiconductor device is used (when it is not electrically rewritten), a potential difference is generated between the N-type drain region 103 and the floating gate electrode 106 provided thereon via the tunnel oxide film 105. This potential difference is not so large as to inject carriers into the floating gate electrode 106 or release carriers from the floating gate electrode 106 in a short time.
[0007]
However, although this potential difference is slight, carriers are injected into the floating gate electrode 106 or carriers are released from the floating gate electrode 106. Therefore, when this semiconductor device is used for a long period of time, this potential difference causes a change in the carrier amount of the floating gate electrode 106, and there is a problem that stored information cannot be maintained for a long period of time.
[0008]
In a semiconductor device equipped with an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory according to the prior art, information is electrically rewritten when a tunnel current flows through the tunnel oxide film 105. When carriers pass through tunnel oxide film 105, tunnel oxide film 105 deteriorates. When a certain amount of carriers pass through the tunnel oxide film 105, the tunnel oxide film 105 deteriorates, and the storage information cannot be electrically rewritten due to this deterioration. Therefore, the number of times of rewriting stored information is limited due to deterioration of the tunnel oxide film 105.
[0009]
The present invention solves the above-described problems, and provides a semiconductor device including an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory that can maintain stored information for a long period of time and has an improved number of times of rewriting stored information, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0011]
A source region and a drain region of a second conductivity type provided on the surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type and spaced from each other, and a first gate insulating film above the source region, the drain region and the channel region. In a semiconductor device comprising a provided floating gate electrode and a control gate electrode capacitively coupled via the floating gate electrode and a second gate insulating film, a space is provided between the drain region and the floating gate electrode. .
[0012]
When there is a space between the drain region and the floating gate electrode, when memory information is read, carriers are injected from the drain region to the floating gate electrode even if a potential difference occurs between the drain region and the floating gate electrode, or Carriers are not released from the floating gate electrode to the drain region.
[0013]
Also, if there is a space between the drain region and the floating gate electrode, carriers can be injected from the drain region to the floating gate electrode without using a tunnel oxide film, and carriers can be released from the floating gate electrode to the drain region. It becomes possible to do.
[0014]
In the present invention, in order to inject carriers from the drain region to the floating gate electrode and to release carriers from the floating gate electrode to the drain region, the floating gate electrode has a structure having a mechanism that is displaced to the drain region side. To do.
[0015]
With this configuration, the floating gate electrode is in contact with the drain region only when carriers are injected and discharged, and when the floating gate electrode is in contact with the drain region and carriers are not injected and discharged, there is a sufficient interval. I can leave.
[0016]
A floating gate electrode is a discharge generated by applying a positive or negative voltage to the drain region with reference to the floating gate electrode, and the same effect can be achieved even in a configuration having a mechanism for emitting or absorbing carriers. It is.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Example 1 will be described with reference to FIG.
[0018]
6 shows an N-type source region 2 and an N-type tunnel drain region 3 formed on a P-type silicon substrate 1, and a floating gate electrode provided on the channel region 9 with a first floating gate oxide film 4 interposed therebetween. 6 is a cross-sectional view of an electrically rewritable nonvolatile memory according to the present invention comprising a control gate electrode 8 capacitively coupled through a floating gate electrode 6 and a control gate oxide film 7 thereof.
[0019]
The semiconductor device is characterized by having a space 11 between the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate electrode 6.
[0020]
A method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS. The surface of the P-type silicon substrate 1 is oxidized to a thickness of 620 mm, and a nitride film is deposited on the oxide film surface by CVD. The nitride film is patterned for the LOCOS oxidation isolation region, and an 8000A oxide film is grown to form the LOCOS oxidation isolation region 10.
[0021]
Photolithography, the photoresist was subjected to 6.0E11cm -2 ion implantation into the channel region 9 of BF 2 at 60KeV cell transistors as a mask, 90 KeV the N-type tunnel drain region 3 and the N-type source in region 2 As Then, 7.0E15 cm −2 ion implantation is performed (FIG. 1).
[0022]
Next, 4000 Å of polysilicon film 12 is deposited on the substrate surface and phosphorus predeposition is performed (FIG. 2). Thereafter, the polysilicon film 12 is etched using the photoresist as a mask to form the floating gate electrode 6 (FIG. 3).
[0023]
As shown in FIG. 7, the photoresist 13 is patterned using a photolithography technique so that a region 14 without photoresist is formed in a part of the periphery of the floating gate electrode 6 formed of polysilicon. If the silicon substrate is placed in the BHF solution in this state, isotropic etching starts from the floating gate oxide film portion not covered with the photoresist 13, and the floating gate oxide film 4 below the floating gate electrode 6 may be etched. it can. By this method, a space 11 can be formed in the silicon oxide film between the floating gate electrode 6 and the N-type tunnel drain region 3 (FIG. 4).
[0024]
A tunnel oxide film 5 exists between the space 11 formed under the floating gate electrode 6 and the N-type tunnel drain region 3. The tunnel oxide film 5 is formed so as to have a thickness of 100 mm because a tunnel current flows.
[0025]
The floating gate oxide film 4 is sputtered so that the opening of the floating gate oxide film 4 around the floating gate electrode 6 is filled. The floating gate oxide film 4 formed by sputtering other than the opening of the floating gate oxide film 4 is etched with a BHF solution using a photolithography technique.
[0026]
Oxidation is performed to form a 250-inch control gate oxide film 7. The polysilicon film 12 is deposited by 4000 mm, and phosphorus predeposition is performed (FIG. 5). Thereafter, the polysilicon film 12 is etched using the photoresist as a mask to form the control gate electrode 8 (FIG. 6).
[0027]
The semiconductor device of this embodiment can be manufactured through the above steps. In this embodiment, the floating gate electrode 6 can be displaced to the N-type tunnel drain region 3 side, carriers are emitted from the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate electrode 6 absorbs the carriers, or the floating gate electrode 6 It is possible to realize that the floating gate electrode 6 is in contact with the tunnel oxide film 5 only when carriers are emitted from the N 6 and the N-type tunnel drain region 3 absorbs the carriers.
[0028]
Another embodiment 2 will be described with reference to FIG. In Example 2, only the space 11 exists between the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate electrode 6 above the N-type tunnel drain region 3. The silicon oxide film as the tunnel oxide film 5 is not substantially left.
[0029]
By using this structure, even if the tunnel oxide film 5 is not used, the floating gate electrode 6 is displaced and directly contacts the N-type tunnel drain region 3, whereby carriers are emitted from the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate. It is possible to realize a mechanism in which the electrode 6 absorbs carriers, or carriers are emitted from the floating gate electrode 6 and the N-type tunnel drain region 3 absorbs carriers. The second embodiment is an embodiment of a semiconductor device in which an electrically rewritable nonvolatile memory is mounted without using a tunnel oxide film.
[0030]
The manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment. The difference is that the etching time in the BHF solution is increased so that the tunnel oxide film 5 formed of the silicon oxide film between the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate electrode 6 is entirely etched. .
[0031]
In the second embodiment, the carrier is emitted from the N-type tunnel drain region 3 and the floating gate electrode 6 absorbs the carrier, or the carrier is emitted from the floating gate electrode 6 and the N-type tunnel drain region 3 absorbs the carrier. Can be performed by discharging. A discharge is generated by applying a negative potential to the N-type tunnel drain region 3 with respect to the floating gate electrode 6, electrons are emitted from the N-type tunnel drain region 3, and the electrons are absorbed by the floating gate electrode 6. . On the other hand, when a positive potential is applied to the N-type tunnel drain region 3 with respect to the floating gate electrode 6, a discharge is generated, and electrons are emitted from the floating gate electrode 6, and the electrons enter the N-type tunnel drain region 3. Absorbed.
[0032]
【The invention's effect】
In the semiconductor device of the present invention, even when a potential difference occurs between the tunnel drain region and the floating gate electrode in use, carriers are discharged from the tunnel drain region due to this potential difference, and the floating gate electrode absorbs the carriers, or the floating gate Carriers are released from the electrode and the tunnel drain region does not absorb the carriers. Therefore, stored information can be maintained for a longer period than a conventional semiconductor device.
[0033]
In the semiconductor device of the present invention, even if there is no tunnel insulating film between the floating gate electrode and the tunnel drain region, the floating gate electrode and the tunnel drain region are directly contacted or discharged from the tunnel drain region by discharge. The carrier can be absorbed by the floating gate electrode, or the carrier discharged from the floating gate electrode can be absorbed by the tunnel drain region. Therefore, the tunnel insulating film is unnecessary, and the problem that the number of times of rewriting stored information is limited by the deterioration of the tunnel insulating film is solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a step I in Example 1. FIG.
2 is a sectional view showing a step II in Example 1. FIG.
3 is a cross-sectional view showing a process III in Example 1. FIG.
4 is a cross-sectional view showing a process IV in Example 1. FIG.
5 is a cross-sectional view showing a process V in Example 1. FIG.
6 is a cross-sectional view (Embodiment 1) of an electrically rewritable nonvolatile memory according to the present invention. FIG.
FIG. 7 is a plan view before etching for space formation.
FIG. 8 is a cross-sectional view (Embodiment 2) of an electrically rewritable nonvolatile memory according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an electrically rewritable nonvolatile memory according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 P-type silicon substrate 2 N-type source region 3 N-type tunnel drain region 4 Floating gate oxide film 5 Tunnel oxide film 6 Floating gate electrode 7 Control gate oxide film 8 Control gate electrode 9 Channel region 10 Locos oxidation isolation region 11 Space 12 Poly Silicon film 13 Photoresist 14 Non-photoresist region 101 P-type silicon substrate 102 N-type source region 103 N-type tunnel drain region 104 Floating gate oxide film 105 Tunnel oxide film 106 Floating gate electrode 107 Control gate oxide film 108 Control gate electrode 109 Channel Region 110 Locos oxidation separation region

Claims (1)

第1導電型の半導体基板の表面に互いに間隔を置いて設けられた第2導電型のソース領域とドレイン領域を形成する工程と、
前記ソース領域の一部および前記ドレイン領域の一部および前記ソース領域と前記ドレイン領域の間であるチャネル形成領域の上部にフローティングゲート酸化膜を介してフローティングゲート電極を形成する工程と、
前記フローティングゲート電極周辺部の一部分にフォトレジストのない領域が形成されるようにフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストで覆われていない前記フローティングゲート酸化膜部分から等方的にエッチングを行うことにより、前記フローティングゲート電極直下に前記ドレイン領域とのみ重なる空間を形成するとともに、前記フォトレジストに覆われていない領域の前記フローティングゲート酸化膜に開口部を形成する工程と、
前記開口部を酸化膜で埋めるために、前記酸化膜をスパッタし、その後、前記開口部以外に形成された前記酸化膜をエッチングによる除去する工程と、
前記フローティングゲート電極とコントロールゲート酸化膜を介して容量結合したコントロールゲート電極を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
Forming a second conductivity type source region and a drain region provided on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate at a distance from each other;
Forming a floating gate electrode via a floating gate oxide film on a part of the source region and a part of the drain region and a channel forming region between the source region and the drain region;
Forming a photoresist so that a region without photoresist is formed in a part of the periphery of the floating gate electrode;
By isotropically etching from the floating gate oxide film portion not covered with the photoresist, a space that overlaps only with the drain region is formed immediately below the floating gate electrode and is covered with the photoresist. Forming an opening in the floating gate oxide in a non-region;
To fill the opening in the oxide film, a step of sputtering the oxide film, then removed by etching the oxide film formed on other than the opening,
Forming a control gate electrode capacitively coupled to the floating gate electrode through a control gate oxide film.
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