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JPS6341229B2 - - Google Patents
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JPS6341229B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6341229B2
JPS6341229B2 JP54064008A JP6400879A JPS6341229B2 JP S6341229 B2 JPS6341229 B2 JP S6341229B2 JP 54064008 A JP54064008 A JP 54064008A JP 6400879 A JP6400879 A JP 6400879A JP S6341229 B2 JPS6341229 B2 JP S6341229B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory cell
substrate
cell array
semiconductor memory
type
Prior art date
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Expired
Application number
JP54064008A
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English (en)
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JPS55157252A (en
Inventor
Juichi Kawasaki
Sumio Tanaka
Hiroshi Iwahashi
Masamichi Asano
Masaharu Mito
Shinichi Maekawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • H10D84/8314Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET] the IGFETs characterised by having gate insulating layers with different properties

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、浮遊ゲート電極を有する絶縁ゲート
型半導体メモリセルアレイ及びその周辺回路を同
一基板上に形成したMOS半導体集積回路に関す
る。
電気的に書き換え可能な不揮発性半導体メモリ
として、フローテイングゲート形半導体メモリ
(SAMOS)がある。
この種の半導体メモリは集積化あるいは情報の
書き込み消去、読み出し等が容易であるところか
ら、近年マイクロコンピユータ等種々な用途に広
く使用されつつある。そしてこれらの用途に用い
られる半導体メモリは、通常その周辺回路、例え
ばデコーダ回路、バツフア回路等と同一半導体基
板上に集積化して形成されコストダウンが図られ
ている。
ところで、この種の半導体チツプを製造する場
合、歩留りが良いことが望ましいが、種々な原因
により不良なチツプが生じてしまう。
その中でも特に解決が因難であつた問題とし
て、書き込み後情報が自然消失する現象がある。
本発明は、特にこのような情報消失現象を防止
したMOS半導体集積回路を提供することを目的
としている。
発明者等が、上述した情報の消失原因につい
て、種々試験、研究を行い研明した結果、MOS
半導体集積回路のアセンブリ(製作)工程、例え
ばマウント、ボンデイング、スクライブ、シービ
ング等に於いて半導体メモリセルアレイの周辺で
生じた歪が、フイールド酸化膜と半導体基板もし
くはフイールド酸化膜とパツシベーシヨン膜
(PSG膜)との界面を伝わつて拡がり上記メモリ
アレイ内の例えばメモリ素子のゲート絶縁膜に歪
が生じ、これが蓄積されたキヤリアの放出原因と
推察された。
そこで、このような半導体メモリセルアレイ内
への歪の拡がりを防止する為に上記メモリセルア
レイの周囲のフイールド絶縁膜下の半導体基板表
面に基板と逆導電型の領域を形成したところ、情
報の消失がほとんど無いことが確認された。この
理由は、逆導電型の領域には歪が存在するので、
この領域もしくはこれと上記基板間の界面には応
力が集中し易く、歪の拡がりを防ぐ作用をする為
と考えられる。
従つて本発明は浮遊ゲート電極を有する電気的
に書き換え可能な絶縁ゲート型半導体メモリセル
アイと、この半導体メモリセルアイの中から所望
のセルを選択し書き込み及び読み出す機能を含む
周辺回路とを同一基板上に形成したMOS半導体
集積回路に於いて、前記半導体メモリセルアイの
周辺の前記基板上に形成したフイールド絶縁膜形
成領域下の前記基板中に該基板と逆導電型の領域
を形成したことを特徴とするMOS半導体集積回
路を提供するものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明の一実施例を概略的に示す平面
図である。
P型の半導体基板10の中央部には、インパク
トアイオニゼイシヨンを利用して書き込みを行な
う浮遊ゲート電極を有する絶縁ゲート型半導体メ
モリ(SAMOS)のセルアレイ3a,3bが形成
されている。メモリセルアレイ3a,3b間には
行デコーダ回路及び行選択回路6が設けられてい
る。又メモリセルアレイ3a,3bの各一端に隣
接して列選択回路7a,7bが各々設けられ、さ
らにこれら列選択回路7a,3b間に列デコーダ
回路が設けられている。ここでメモリセルアレイ
3a,3bは各々4ブロツクで構成されており、
各ブロツクの具体的構成は第2図に示す通りであ
る。即ち、各ブロツクに於いて、1セルを構成す
る浮遊ゲート電極を有する絶縁ゲート型半導体メ
モリ素子2a〜2iは行列配列されている。各行
を構成する素子のゲートはそれぞれ共通に行選択
回路6からの制御線5a〜5cに接続され、又各
列を構成する素子のドレインはそれぞれ共通に列
選択回路7a,7bを構成するMOSトランジス
タ8a〜8cのソースに接続されている。MOS
トランジスタ8a〜8cのドレインは共通接続さ
れて第1図のデータ入出力バツフア回路9と信号
の入出力が行なわれる。MOSトランジスタ8a
〜8cの各ゲートは列デコーダ8からの制御線4
a〜4cに接続されている。各行を構成するメモ
リ素子2a〜2iのゲートは共通に負荷MOSト
ランジスタ3a〜3cのソースに接続されてお
り、又MOSトランジスタ3a〜3cのドレイン
は共通に第1図の制御回路4からの読み出し、書
き込み制御線6に接続されている。こうしてメモ
リ素子2a〜2iのゲートには書き込み及び読み
出しに対応した高電圧及び低電圧がそれぞれ印加
されることになる。
行列配列されたメモリ素子2a〜2iのアレイ
の一部を回路で示したものが第3図であり、この
第3図の回路を実際に集積回路化し平面パターン
化して示したものが第4図である。
これらの図に於いてSはソース、Dはドレイ
ン、Gは制御ゲート電極、Fはフローテイングゲ
ート電極、Cは列制御線、Lは行制御線である。
次に第1図にもどり説明する。
半導体基板10上に於いて、メモリセルアレイ
3a,3bの周辺には、行アドレスバツフア回路
2、列アドレスバツフア回路5、データ入出力バ
ツフア回路9、コントロール信号用バツフア回路
及び読み出し書き込み制御回路4が形成されてい
る。行、列アドレスバツフア回路2,5は基板1
0の周辺部に設けたアドレス信号入力用ボンデイ
ングパツト1a〜1h,1U〜1Wから送られて
きた信号を行、列デコーダ回路6,8駆動用信号
に変換するものである。データ入出力バツフア回
路9は、基板10の周辺部に設けたデータ入出力
用ボンデイングパツト1i〜1k,1m〜1qか
ら送られてきた信号により、タモリセルアレイ3
a,3b中の8個のブロツクをデータに応じて選
択して書き込み動作させるとともに、8個の上記
ブロツクに記憶されたデータを読み出し、上記ボ
ンデイングパツト1i〜1k,1m〜1qに送出
するものである。コントロール信号用バツフア回
路4は、基板10周囲に設けたコントロール信号
入力用ボンデイングパツト1r,1s及びプログ
ラム電圧印加用ボンデイングパツト1tから送ら
れてきた信号を処理してメモリセルアレイ3a,
3bに対する書き込み、読み出し等の制御を行う
ものである。
尚、1xは電源電圧印加用ボンデイングパツ
ト、1lは接地用ボンデイングパツトである。基
板10上に於いて、以上のMOS回路を構成する
各素子間にはフイールド絶縁膜、例えば酸化膜が
形成されており、この絶縁膜上にアルミニウム等
の配線が行なわれることになる。フイールド絶縁
膜の内、メモリセルアレイ3a,3b、行デコー
ダ回路及び行選択回路6、列デコーダ回路8及び
列選択回路7a,7bを含む回路ブロツクの周囲
の絶縁膜には基板10表面にまで及ぶ溝30が設
けられている。この様子を第1図のA−A断面を
示す第5図により説明する。
P型半導体基板10上には上述したようにメモ
リセルアレイ3aあるいは列アドレスバツフア回
路5が形成されるが、これらメモリセルアレイ3
aを構成する浮遊ゲート電極を有する絶縁ゲート
型半導体メモリ素子1と列アドレスバツフア回路
5を構成するMOSトランジスタ50間にはフイ
ールド絶縁膜31が形成されており素子間分離が
行なわれている。ここで、S1,D1は各々素子
1のソース、ドレイン、G1,F1は素子1の制
御ゲート電極及びフローテイングゲート電極、3
2,33はゲート酸化膜である。又S2,D2は
トランジスタ50のソース、ドレイン、G1,3
4はトランジスタ50の電極及びゲート酸化膜で
ある。フイールド絶縁膜31に溝30を設ける方
法は、絶縁膜31の形成方法により異なつてくる
が、例えば絶縁膜31を基板10上全面に気相成
長させて形成する場合には、その後素子形成予定
領域を選択的にエツチング除去すると同時に溝3
0を選択エツチングにより形成すればよい。又い
わゆるコプラナ法を用いて絶縁(酸化)膜31を
基板10の表面の熱酸化により形成する場合に
は、熱酸化工程の前に予め素子形成予定領域及び
溝30形成予定領域に窒化硅素等の耐酸化マスク
を形成しておき、熱酸化終了後上記マスクを除去
すればよい。また第5図に於いては、本発明の特
徴として溝30の下の基板10表面に基板10と
逆導型のN型高不純物濃度領域35を形成してお
り、歪のメモリセルアレイ3a,3b内への伝わ
りを確実に防止している。これは、N型領域35
がイオンプランテーシヨンあるいは拡散により形
成される際、N型領域35に歪が発生し、以後の
歪の発生についてもN型領域35及びその周囲に
集中する傾向があり、従つて歪の拡がりが有効に
防止される為と考えられる。N型領域35はジヤ
ンクシヨンリークによる他の素子への影響を防止
する為、基板10と同電位に保持されることが好
ましい。このN型領域35は半導体メモリ素子1
やMOSトランジスタ50のソース領域S1,S
2及びドレイン領域D1,D2形成の際同時にイ
オンプランテーシヨンあるいは拡散により形成す
れば、工程が簡略化される。
以上のようにN型領域35を形成することによ
り、アセンブリ工程に於いて生じた歪のメモリセ
ルアレイ3a,3b内への拡がりを有効に防止
し、メモリを使用する場合書き込み後の情報の自
然消失現象を確実に防ぐことができる。
尚、上述した実施例では、メモリセルアレイ3
a,3b、が行デコーダ回路及び行選択回路6、
行デコーダ回路8及び列選択回路7a,7bを含
むブロツクを閉ループ的に囲むようにN型領域3
5を設けたが、アセンブリ工程により発生する歪
が特にボンデイングパツト1a〜1xもしくは基
板10のスクライブライン(外周端)沿いである
ことを考慮して、これらボンデイングパツトを囲
むフイールド絶縁膜下の基板表面にN型領域を形
成してもよいし、あるいはメモリセルアレイ3
a,3bとボンデイングパツト、スクライブライ
ン間に位置する任意のフイールド絶縁膜の基板表
面にN型領域を設けても十分歪の拡がりを防止す
ることができる。
又、第4図に於いて歪がフローテイングゲート
型半導体メモリ素子のソースSとドレインDの対
向方向とほぼ垂直な方向(矢印A方向)に存在す
るフイールド絶縁膜を通じてメモリ素子のゲート
絶縁膜に拡がり情報消失の原因となることを考慮
し、メモリセルアレイ3a,3bの周辺で矢印A
方向に存在するフイールド絶縁膜下にN型領域を
形成しても、有効にデータ消失現象を防止するこ
とができる。
以上詳述した本発明によれば、情報消失現象を
有効に防止し、歩留りのすぐれたものが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を概略的に示す平面
図、第2図はメモリセルアレイの具体的構成を示
す回路図、第3図は第2図の一部を取り出して示
す回路図、第4図は第3図の回路を集積回路化し
たパターンの様子を示す平面図、第5図は第1図
のA−A断面を示す断面図である。 10……P型半導体基板、3a,3b……メモ
リセルアレイ、1a〜1x……ボンデイングパツ
ト、6……行デコーダ回路及び行選択回路、8…
…列デコーダ回路、7a,8a……列選択回路、
2,5……アドレスバツフア回路、9……データ
入出力バツフア回路、31……フイールド絶縁
膜、30……溝、35……N型領域、1……メモ
リ素子、50……MOSトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 浮遊ゲート電極を有する電気的に書き換え可
    能な絶縁ゲート型半導体メモリセルアレイと、こ
    の半導体メモリセルアレイの中から所望のセルを
    選択し書き込み及び読み出す機能を含む周辺回路
    とを同一基板上に形成したMOS半導体集積回路
    に於いて、前記半導体メモリセルアレイの周辺の
    前記基板上に形成したフイールド絶縁膜形成領域
    下の前記基板中に該基板と逆導電型の領域を形成
    したことを特徴とするMOS半導体集積回路。 2 前記逆導電型の領域は、前記半導体メモリセ
    ルアレイの周囲を囲むように形成されることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のMOS半導
    体集積回路。 3 浮遊ゲート電極を有する電気的に書き換え可
    能な絶縁ゲート型半導体メモリセルアレイと、こ
    の半導体メモリセルアレイの中から所望のセルを
    選択し書き込み及び読み出す機能を含む周辺回路
    とを同一のP型基板上に形成したMOS半導体集
    積回路に於いて、前記半導体メモリセルアレイの
    周辺の前記P型基板上に形成したフイールド絶縁
    膜形成領域下の前記P型基板中にn型領域を形成
    したことを特徴とするMOS半導体集積回路。 4 前記n型領域は、前記半導体メモリセルアレ
    イの周囲を囲むように形成されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載のMOS半導体集積
    回路。
JP6400879A 1979-05-25 1979-05-25 Mos semiconductor integrated circuit Granted JPS55157252A (en)

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JPS55157252A JPS55157252A (en) 1980-12-06
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