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JPH0797629B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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JPH0797629B2 - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH0797629B2
JPH0797629B2 JP61010071A JP1007186A JPH0797629B2 JP H0797629 B2 JPH0797629 B2 JP H0797629B2 JP 61010071 A JP61010071 A JP 61010071A JP 1007186 A JP1007186 A JP 1007186A JP H0797629 B2 JPH0797629 B2 JP H0797629B2
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gate electrode
field effect
misfet
region
effect transistor
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謙一 黒田
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs
    • H10D89/811Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs using FETs as protective elements
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
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    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置に関するものであり、特
に、紫外線で情報の消去ができる不揮発性記憶機能を有
する半導体集積回路装置(以下、EPROMという)に適用
して有効な技術に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory function capable of erasing information by ultraviolet rays (hereinafter referred to as EPROM). That is) applied to effective technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

MISFETを有する半導体集積回路装置は、人為的な取扱い
により誘発される急峻で非常に高い過大電圧でその入力
段回路を構成するゲート絶縁膜が破壊される所謂静電気
破壊を生じ易い。このため、過大電圧が入力する外部入
力端子と入力段回路との間に、静電気破壊防止回路(保
護回路)を設けている。
A semiconductor integrated circuit device having a MISFET is apt to cause so-called electrostatic breakdown in which the gate insulating film forming the input stage circuit is destroyed by a steep and extremely high excessive voltage induced by artificial handling. Therefore, an electrostatic breakdown prevention circuit (protection circuit) is provided between the external input terminal to which an excessive voltage is input and the input stage circuit.

静電気破壊防止回路は、一般的に、保護抵抗素子と、ゲ
ート電極とソース領域とが接地されたクランプ用MISFET
とで構成されている。この静電気破壊防止回路によれ
ば、保護抵抗素子とクランプ用MISFETとの時定数回路で
前記過大電圧を緩和し、過大電圧のピーク値を低下でき
るので、静電気破壊が防止できる。また、クランプ用MI
SFETのドレイン領域と基板とのPn接合部におけるブレー
クダウンで、前記過大電流が基板側に流れるので、静電
気破壊が防止できる。
The electrostatic breakdown prevention circuit is generally a MISFET for clamping in which a protective resistance element and a gate electrode and a source region are grounded.
It consists of and. According to this electrostatic breakdown prevention circuit, the excessive voltage can be alleviated by the time constant circuit of the protective resistance element and the clamp MISFET, and the peak value of the excessive voltage can be reduced, so that electrostatic breakdown can be prevented. Also, MI for clamp
Since the excessive current flows toward the substrate due to breakdown at the Pn junction between the drain region of the SFET and the substrate, electrostatic breakdown can be prevented.

この種の静電気破壊防止回路の保護抵抗素子及びクラン
プ用MISFETは、内部回路を構成するMISFETと同一製造工
程で形成される。すなわち、静電気破壊防止回路を構成
するための製造工程を低減できるからである。なお、静
電気破壊防止技術については、例えば、特願昭57−1609
99号に記載されている。
The protective resistance element and the clamping MISFET of this type of electrostatic breakdown prevention circuit are formed in the same manufacturing process as the MISFET forming the internal circuit. That is, it is possible to reduce the number of manufacturing steps for forming the electrostatic breakdown prevention circuit. Regarding the technology for preventing electrostatic breakdown, see, for example, Japanese Patent Application No. 57-1609.
No. 99.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、かかる技術における検討の結果、MISFET
にLDD(ightly oped rain)構造を採用すると、
次の問題点を生じることが本発明者によって見出され
た。
However, as a result of the examination in such technology, MISFET
Employing LDD (L ightly D oped D rain ) structure,
It has been found by the present inventors that the following problems occur.

LDD構造のMISFETは、チャネル形成領域近傍のソース領
域又はドレイン領域が低い不純物濃度(LDD部)で構成
されている。ホットキャリアによる経時的なしきい値電
圧の劣化を抑制するためである。このLDD構造が採用さ
れるクランプ用MISFETでは、過大電流がブレークダウン
で基板側に流れた場合に、LDD構造を有しないものに比
べてPn接合部が破壊され易い。これは、低い不純物濃度
であるLDD部での抵抗値が高いので、この部分でPn接合
部の熱破壊が生じるためである。また、低い不純物濃度
であるLDD部でのブレークダウン電圧が高くなるので、P
n接合部の電界破壊が生じるためである。このため、LDD
構造のクランプ用MISFETでは、静電気破壊に対する静電
気破壊防止回路の電気的な信頼性が低下する。
The MISFET of the LDD structure has a low impurity concentration (LDD portion) in the source region or the drain region near the channel formation region. This is because the deterioration of the threshold voltage with time due to hot carriers is suppressed. In the clamp MISFET using this LDD structure, the Pn junction is more likely to be destroyed when an excessive current flows to the substrate side due to breakdown, as compared with the one without the LDD structure. This is because the LDD portion, which has a low impurity concentration, has a high resistance value, so that thermal destruction of the Pn junction portion occurs at this portion. Also, since the breakdown voltage in the LDD part, which has a low impurity concentration, becomes high, P
This is because the electric field breakdown of the n-junction occurs. For this reason, LDD
In the clamp MISFET having the structure, the electrical reliability of the electrostatic breakdown prevention circuit against electrostatic breakdown is lowered.

本発明の目的は、EPROMにおいて、ホットキャリアによ
るしきい値電圧の経時的な変動を抑制して電気的信頼性
を向上し、かつ、入力部又は出力部における静電気破壊
耐圧を向上することが可能な技術を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to improve the electrical reliability of an EPROM by suppressing the temporal variation of the threshold voltage due to hot carriers, and to improve the electrostatic breakdown voltage of the input section or the output section. To provide various technologies.

本発明の他の目的は、EPROMにおいて、製造工程が増加
することなく、前記目的を達成することが可能な技術を
提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of achieving the above object in an EPROM without increasing the number of manufacturing steps.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
The following is a brief description of the outline of the typical inventions among the inventions disclosed in the present application.

すなわち、本発明は、フローティングゲート電極および
そのフローティングゲート電極上部に位置したコントロ
ールゲート電極からなるゲート電極構造を有したメモリ
セルを構成する第1の電界効果トランジスタと、そのメ
モリセルのゲート電極構造とは異なるゲート電極構造で
構成する第1および第2の電界効果トランジスタとが一
つの半導体基体に設けられた半導体集積回路装置であっ
て、前記第1,第2及び第3の電界効果トランジスタのチ
ャネル形成領域に接する領域はLDD構造を成し、かつ前
記第1及び第3の電界効果トランジスタのLDD部は前記
第2の電界効果トランジスタのLDD部よりも高い不純物
濃度で構成されており、前記第3の電界効果トランジス
タは、そのドレイン領域が外部端子に接続され、そのソ
ース領域及びゲート電極が基準電圧に接続され、クラン
プ用電界効果トランジスタを成している。
That is, the present invention relates to a first field effect transistor forming a memory cell having a gate electrode structure including a floating gate electrode and a control gate electrode located above the floating gate electrode, and a gate electrode structure of the memory cell. Is a semiconductor integrated circuit device in which a first and a second field effect transistor having different gate electrode structures are provided on one semiconductor substrate, and the channels of the first, second and third field effect transistors are The region in contact with the formation region has an LDD structure, and the LDD portions of the first and third field effect transistors have a higher impurity concentration than that of the LDD portion of the second field effect transistor. In the field effect transistor of No. 3, its drain region is connected to an external terminal, its source region and gate electrode It is connected to a reference voltage, and has a clamping field effect transistor.

〔作用〕[Action]

上記した手段により、内部回路は、前記LDD構造のMISFE
T(第2の電界効果トランジスタ)でホットキャリアに
よるしきい値電圧の変動を抑制できるので、電気的信頼
性を向上でき、かつ、静電気破壊防止回路のクランプ用
MISFET(第3の電界効果トランジスタ)は、過大電流が
流れる部分の抵抗値を低減して熱破壊を防止でき又ブレ
ークダウン電圧を低くして電界破壊を防止できるので、
静電気破壊耐圧を向上できる。
By the means described above, the internal circuit is the MISFE of the LDD structure.
Since T (second field effect transistor) can suppress the threshold voltage fluctuation due to hot carriers, it can improve the electrical reliability and also for clamping the electrostatic breakdown prevention circuit.
Since the MISFET (third field effect transistor) can reduce the resistance value of a portion where an excessive current flows to prevent thermal breakdown and lower the breakdown voltage to prevent electric field breakdown,
The electrostatic breakdown voltage can be improved.

また、クランプ用MISFETは、メモリセルの電界効果トラ
ンジスタと略同一製造工程で形成できるので、静電気破
壊防止回路を形成する製造工程を低減できる。
Further, since the clamp MISFET can be formed in substantially the same manufacturing process as the field effect transistor of the memory cell, the manufacturing process for forming the electrostatic breakdown prevention circuit can be reduced.

特に本発明によれば、クランプ用MISFETは、そのゲート
構造をメモリセルと一致させたのではなく、内部回路と
同様な単純なゲート構造とすることで微細構造で、十分
な静電気破壊耐圧を向上できる。
In particular, according to the present invention, the MISFET for clamping has a fine structure with a simple gate structure similar to the internal circuit, instead of matching the gate structure with the memory cell, and sufficiently improves electrostatic breakdown voltage. it can.

〔実施例I〕[Example I]

以下、本発明の構成について、EPROMに本発明を適用し
た実施例とともに説明する。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described together with an embodiment in which the present invention is applied to an EPROM.

なお、実施例の全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、そのくり返しの説明は省略する。
In all the drawings of the embodiments, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

本発明の実施例IであるEPROMの入力部を第1図の等価
回路図で示す。
The input portion of the EPROM which is Embodiment I of the present invention is shown in the equivalent circuit diagram of FIG.

EPROMの入力部は、第1図に示すように構成されてい
る。すなわち、外部入力端子(ボンディングパット)BP
と内部回路(周辺回路)の入力段回路Iとの間に、静電
気破壊防止回路IIが設けられている。
The input section of the EPROM is constructed as shown in FIG. That is, external input terminal (bonding pad) BP
An electrostatic breakdown prevention circuit II is provided between the input circuit I and the input stage circuit I of the internal circuit (peripheral circuit).

入力段回路Iは、nチャネルMISFETQnとpチャネルMISF
ETQpとのインバータ回路で構成されている。Vccは電源
電圧(例えば、回路の動作電圧5[V])、Vssは基準
電圧(例えば、回路の接地電圧[0])である。Pout
は、入力段回路Iの出力信号端子である。
The input stage circuit I includes an n-channel MISFETQn and a p-channel MISF.
It is composed of an inverter circuit with ETQp. Vcc is a power supply voltage (for example, a circuit operating voltage 5 [V]), and Vss is a reference voltage (for example, a circuit ground voltage [0]). Pout
Is an output signal terminal of the input stage circuit I.

静電気破壊防止回路IIは、例えば、保護抵抗素子Rとク
ランプ用MISFETQcとで構成されている。MISFETQcは、フ
ローティングゲート電極又はコントロールゲート電極と
同一層で構成されたゲート電極を有する電界効果トラン
ジスタで構成されている。MISFETQcは、ドレイン領域が
外部入力端子BPと入力段回路Iに接続され、ソース領
域、ゲート電極が基準電圧Vssに接続されている。このM
ISFETQcは、第1図においては図示していないが、メモ
リセルの電界効果トランジスタのチャネル領域近傍のソ
ース領域又はドレイン領域と同一の構造で構成されるよ
うになっている。
The electrostatic breakdown prevention circuit II includes, for example, a protective resistance element R and a clamp MISFET Qc. The MISFET Qc is composed of a field effect transistor having a gate electrode formed in the same layer as the floating gate electrode or the control gate electrode. In the MISFETQc, the drain region is connected to the external input terminal BP and the input stage circuit I, and the source region and the gate electrode are connected to the reference voltage Vss. This M
Although not shown in FIG. 1, the ISFETQc has the same structure as the source region or the drain region near the channel region of the field effect transistor of the memory cell.

次に、具体的な構成について説明する。Next, a specific configuration will be described.

本発明の実施例IであるEPROMの入力部のクランプ用MIS
FET、メモリセルの電界効果トランジスタ及び内部回路
のMISFETを第2図の要部断面図で示す。
Embodiment I of the present invention, MIS for clamping the input part of EPROM
The FET, the field effect transistor of the memory cell, and the MISFET of the internal circuit are shown in the cross-sectional view of the main part of FIG.

第2図において、1は単結晶シリコンからなるp-型の半
導体基板(又はウエル領域),2はフィールド絶縁膜,3は
p型チャネルストッパ領域である。
In FIG. 2, 1 is a p type semiconductor substrate (or well region) made of single crystal silicon, 2 is a field insulating film, and 3 is a p type channel stopper region.

静電気破壊防止回路IIのクランプ用MISFETQcは、第2図
の左側に示すように構成されている。すなわち、MISFET
Qcは、ゲート絶縁膜4,ゲート電極7及びソース領域又は
ドレイン領域として使用される一対のn+型の半導体領域
10で構成されている。
The clamp MISFET Qc of the electrostatic breakdown prevention circuit II is configured as shown on the left side of FIG. That is, MISFET
Qc is a pair of n + type semiconductor regions used as the gate insulating film 4, the gate electrode 7, and the source region or the drain region.
It consists of 10.

メモリセルとなる電界効果トランジスタQmは、第2図の
中央部に示すように構成されている。すなわち、電界効
果トランジスタQmは、第1のゲート絶縁膜4,フローティ
ングゲート電極5,第2のゲート絶縁膜6,コントロールゲ
ート電極7及びソース又はドレイン領域として使用され
る一対のn+型の半導体領域10で構成されている。
The field effect transistor Qm, which serves as a memory cell, is configured as shown in the central portion of FIG. That is, the field effect transistor Qm includes a pair of n + type semiconductor regions used as the first gate insulating film 4, the floating gate electrode 5, the second gate insulating film 6, the control gate electrode 7, and the source or drain region. It consists of 10.

EPROMの内部(周辺)回路を構成するnチャネルMISFETQ
nは、第2図の右側に示すように構成されている。すな
わち、MISFETQnは、ゲート絶縁膜4,ゲート電極5,チャネ
ル形成領域近傍のソース領域又はドレイン領域として使
用する一対のn-型の半導体領域(LDD部)9及び実質的
なソース領域又はドレイン領域として使用する一対のn+
型の半導体領域10で構成されている。このMISFETQnは、
LDD構造で構成されている。
N-channel MISFETQ that forms the internal (peripheral) circuit of EPROM
n is configured as shown on the right side of FIG. That is, the MISFETQn is used as a gate insulating film 4, a gate electrode 5, a pair of n type semiconductor regions (LDD portions) 9 used as a source region or a drain region near the channel formation region, and a substantial source region or a drain region. A pair of n + to use
The semiconductor region 10 of the mold. This MISFETQn is
It is composed of LDD structures.

このように、EPROMのMISFETQnは、チャネル形成領域近
傍に低い不純物濃度のn-型の半導体領域9を構成するこ
とにより、ドレイン領域近傍における電界強度を緩和で
きるので、ホットキャリアの発生を抑制できる。この結
果、MISFETQnは、しきい値電圧の経時的な劣化を抑制で
きるので、電気的信頼生を向上できる。
As described above, in the MISFET Qn of the EPROM, by forming the n type semiconductor region 9 having a low impurity concentration in the vicinity of the channel formation region, the electric field strength in the vicinity of the drain region can be relaxed, so that the generation of hot carriers can be suppressed. As a result, the MISFET Qn can suppress the deterioration of the threshold voltage with time, so that the electrical reliability can be improved.

また、電界効果トランジスタQmは、チャネル形成領域近
傍を前記半導体領域9よりも高い不純物濃度の半導体領
域、例えばn+型の半導体領域10で構成することにより、
ドレイン領域近傍にける電界強度を高めることができる
ので、ホットキャリアを発生し易くできる。この結果、
電界効果トランジスタQmは、情報となるホットエレクト
ロンの発生量が増大するので、情報の書込効率を高める
ことができる。
Further, in the field effect transistor Qm, the vicinity of the channel forming region is constituted by a semiconductor region having a higher impurity concentration than the semiconductor region 9, for example, an n + type semiconductor region 10,
Since the electric field strength in the vicinity of the drain region can be increased, hot carriers can be easily generated. As a result,
In the field effect transistor Qm, the amount of hot electrons that serve as information increases, so that the information writing efficiency can be improved.

そして、静電気破壊防止回路IIのMISFETQcは、チャネル
形成領域近傍のソール領域又はドレイン領域を前記電界
効果トランジスタQmと同一の高い不純物濃度の半導体領
域10で構成している。このように、MISFETQcを構成する
ことにより、過大電流の電流経路における抵抗値を低減
し、アバランシェブレークダウン状態での半導体領域10
の発熱を抑制できる。したがって、半導体領域10と半導
体基板1とのpn接合部での熱破壊が防止できる。また、
アバランシェブレークダウン電圧を小さくし、半導体領
域10と半導体基板1との間に印加される電界を弱めるこ
とができるので、前記pn接合部での電界破壊を防止でき
る。この結果、静電気破壊に対する静電気破壊防止回路
IIの電気的信頼性を高ることができる。
In the MISFET Qc of the electrostatic breakdown prevention circuit II, the sole region or the drain region in the vicinity of the channel formation region is composed of the semiconductor region 10 having the same high impurity concentration as the field effect transistor Qm. By thus configuring the MISFET Qc, the resistance value in the current path of the overcurrent is reduced, and the semiconductor region 10 in the avalanche breakdown state is reduced.
Can suppress the heat generation. Therefore, thermal destruction at the pn junction between the semiconductor region 10 and the semiconductor substrate 1 can be prevented. Also,
Since the avalanche breakdown voltage can be reduced and the electric field applied between the semiconductor region 10 and the semiconductor substrate 1 can be weakened, electric field breakdown at the pn junction can be prevented. As a result, an electrostatic breakdown prevention circuit against electrostatic breakdown
The electrical reliability of II can be improved.

第2図において、8はゲート電極5,7を覆う絶縁膜であ
り、主としてゲート絶縁膜4,6端部の絶縁耐圧を高める
ように構成されている。8Aは不純物導入用マスクであ
り、LDD構造のMISFETの実質的なソース領域又はドレイ
ン領域となる半導体領域10を構成するようになってい
る。
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes an insulating film that covers the gate electrodes 5 and 7, and is mainly configured to increase the withstand voltage of the end portions of the gate insulating films 4 and 6. Reference numeral 8A is a mask for introducing impurities, which constitutes a semiconductor region 10 which becomes a substantial source region or drain region of the LDD structure MISFET.

11は半導体素子を覆う絶縁膜,12は接続孔である。13は
アルミニウム膜等の導電層であり、接続孔12を通して所
定の半導体領域10と電気的に接続するように構成されて
いる。
Reference numeral 11 is an insulating film that covers the semiconductor element, and 12 is a connection hole. Reference numeral 13 denotes a conductive layer such as an aluminum film, which is configured to be electrically connected to a predetermined semiconductor region 10 through the connection hole 12.

次に、本発明の実施例IであるEPROMの製造方法を第3
図乃至第5図の各製造工程における要部断面図で示す。
Next, the third embodiment of the method for manufacturing the EPROM, which is Embodiment I of the present invention, will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part in each manufacturing process of FIGS.

まず、半導体基板1にフィールド絶縁膜2,チャネルスト
ッパ領域3及びゲート絶縁膜4を形成する。
First, the field insulating film 2, the channel stopper region 3 and the gate insulating film 4 are formed on the semiconductor substrate 1.

この後、全面に第1層目の多結晶シリコン膜を形成し、
電界効果トランジスタQm及びMISFETQc形成領域の多結晶
シリコン膜に所定のパターンニングを施して導電層5Bを
形成する。この導電層5Bと同一製造工程で、MISFETQn形
成領域の多結晶シリコン膜にパターンニングを施してゲ
ート電極5を形成する。
After that, a first-layer polycrystalline silicon film is formed on the entire surface,
The conductive layer 5B is formed by performing a predetermined patterning on the polycrystalline silicon film in the field effect transistor Qm and MISFET Qc forming regions. In the same manufacturing process as this conductive layer 5B, the polycrystalline silicon film in the MISFET Qn forming region is patterned to form the gate electrode 5.

そして、主として、ゲート絶縁膜4端部の絶縁耐圧を高
めるために、熱酸化技術で形成した酸化シリコン膜から
なる絶縁膜8を形成する。
Then, the insulating film 8 made of a silicon oxide film formed by a thermal oxidation technique is formed mainly in order to increase the withstand voltage of the end portion of the gate insulating film 4.

この後、第3図に示すように、MISFETQn形成領域の半導
体基板1の主面部に、LDD構造のLDD部を形成するため
に、n-型の半導体領域9を形成する。半導体領域9は、
例えば、1×1013[atoms/cm2]程度のリンを、イオン
打込み技術でゲート絶縁膜4を通して導入することで形
成する。
After that, as shown in FIG. 3, an n type semiconductor region 9 is formed in the main surface portion of the semiconductor substrate 1 in the MISFET Qn formation region in order to form an LDD portion having an LDD structure. The semiconductor region 9 is
For example, phosphorus of about 1 × 10 13 [atoms / cm 2 ] is formed by introducing it through the gate insulating film 4 by an ion implantation technique.

第3図に示す半導体領域9を形成する工程の後に、MISF
ETQn形成領域のゲート電極5の両側部に不純物導入用マ
スク8Aを形成する。
After the step of forming the semiconductor region 9 shown in FIG.
Impurity introducing masks 8A are formed on both sides of the gate electrode 5 in the ETQn formation region.

この後、電界効果トランジスタQm及びMISFETQc形成領域
の導電層5Bを覆うようにゲート絶縁膜6を形成し、この
領域に第2層目の多結晶シリコン膜を形成する。そし
て、第2層目の多結晶シリコン膜及び前記導電層5Bにパ
ターンニングを施し、フローティングゲート電極5及び
コントロールゲート電極7を形成する。
After that, the gate insulating film 6 is formed so as to cover the conductive layer 5B in the field effect transistor Qm and MISFET Qc forming region, and the second-layer polycrystalline silicon film is formed in this region. Then, the second-layer polycrystalline silicon film and the conductive layer 5B are patterned to form the floating gate electrode 5 and the control gate electrode 7.

そして、第5図に示されない、コントロールゲート電極
と同一層であり、周辺回路部のゲート電極又は配線層を
形成するパターニング時に、MISFETQcのコントロールゲ
ート電極も同時に除去することによって、フローティン
グゲート電極をMISFETQcのゲート電極5とする。次に、
第4図に示すように、主として、ゲート絶縁膜4,6端部
における絶縁耐圧を高めるために、熱酸化技術で形成し
た酸化シリコンからなる絶縁膜8を形成する。
The floating gate electrode is formed on the same layer as the control gate electrode (not shown in FIG. 5) by removing the control gate electrode of the MISFETQc at the same time when patterning to form the gate electrode or the wiring layer of the peripheral circuit portion. Of the gate electrode 5. next,
As shown in FIG. 4, an insulating film 8 made of silicon oxide formed by a thermal oxidation technique is formed mainly in order to increase the withstand voltage at the end portions of the gate insulating films 4 and 6.

第4図に示す絶縁膜8を形成する工程の後に、主とし
て、フィールド絶縁膜2,ゲート電極5,7及び不純物導入
用マスク8Aをマスクとして用い、ソース領域又はドレイ
ン領域を形成するn型の不純物を全面に導入する。この
n型の不純物を導入する工程で、第5図に示すように、
n+型の半導体領域10が形成され、MISFETQc,電界効果ト
ランジスタQm及びMISFETQnが形成される。半導体領域10
は、例えば、1×1016[atoms/cm2]程度のヒ素を、イ
オン打込み技術で絶縁膜8を通して導入することで形成
する。
After the step of forming the insulating film 8 shown in FIG. 4, mainly using the field insulating film 2, the gate electrodes 5 and 7 and the impurity introduction mask 8A as a mask, an n-type impurity for forming a source region or a drain region is formed. Is introduced over the entire surface. In the step of introducing the n-type impurity, as shown in FIG.
The n + type semiconductor region 10 is formed, and the MISFET Qc, the field effect transistor Qm, and the MISFET Qn are formed. Semiconductor area 10
Is formed by introducing arsenic of about 1 × 10 16 [atoms / cm 2 ] through the insulating film 8 by an ion implantation technique.

このように、MISFETQcをメモリセルとなる電界効果トラ
ンジスタQmと略同一製造工程で形成したので、静電気破
壊防止回路IIの製造工程を低減できる。また、静電気破
壊防止回路IIの保護抵抗素子Rは、第1層目又は第2層
目の多結晶シリコン膜を形成する工程或は半導体領域10
を形成する工程と同一製造工程で形成されるようになっ
ている。
In this way, since the MISFET Qc is formed in substantially the same manufacturing process as the field effect transistor Qm serving as the memory cell, the manufacturing process of the electrostatic breakdown prevention circuit II can be reduced. In addition, the protective resistance element R of the electrostatic breakdown prevention circuit II is formed by the step of forming the first-layer or second-layer polycrystalline silicon film or the semiconductor region 10.
Are formed in the same manufacturing process as the process for forming.

第5図に示す半導体領域10を形成する工程の後に、絶縁
膜11,接続孔12及び導電層13を形成することにより、本
実施例IのEPROMは完成する。
After the step of forming the semiconductor region 10 shown in FIG. 5, the insulating film 11, the contact hole 12 and the conductive layer 13 are formed to complete the EPROM of the present Example I.

なお、本発明は、ゲート電極5,7として、高融点金属
膜、高融点金属シリサイド膜又はポリサイド膜を使用し
てもよい。
In the present invention, a high melting point metal film, a high melting point metal silicide film or a polycide film may be used as the gate electrodes 5 and 7.

〔実施例II〕Example II

本実施例IIは、内部回路のMISFETと同様に、クランプ用
MISFET及びメモリセルの電界効果トランジスタをLDD構
造とした本発明の他実施例である。
This Example II is for clamping like the MISFET of the internal circuit.
It is another embodiment of the present invention in which the MISFET and the field effect transistor of the memory cell have an LDD structure.

本発明の実施例IIであるEPROMの入力部のクランプ用MIS
FET、メモリセルの電界効果トランジスタ及び内部回路
のMISFETを第6図の要部断面図で示す。
Example II of the present invention, MIS for clamping the input part of EPROM
The FET, the field effect transistor of the memory cell, and the MISFET of the internal circuit are shown in a sectional view of the main part of FIG.

本実施例IIのMISFETQc及び電界効果トランジスタQmは、
チャネル形成領域のソース領域又はドレイン領域が低い
不純物濃度のn型の半導体領域14(LDD部)で構成され
ている。半導体領域14は、内部回路のMISFETQnの半導体
領域9に比べて高い不純物濃度で、例えば、1×10
15[atoms/cm2]程度のヒ素を、イオン打込み技術でゲ
ート絶縁膜4を通して導入することで構成されている。
The MISFET Qc and the field effect transistor Qm of the present Example II are
The source region or the drain region of the channel forming region is composed of the n-type semiconductor region 14 (LDD portion) having a low impurity concentration. The semiconductor region 14 has a higher impurity concentration than that of the semiconductor region 9 of the MISFET Qn of the internal circuit, for example, 1 × 10 5.
Arsenic of about 15 [atoms / cm 2 ] is introduced through the gate insulating film 4 by the ion implantation technique.

このように、LDD構造の電界効果トランジスタQmのLDD部
を、MISFETQnの半導体領域9よりも高い不純物濃度の半
導体領域14で構成することにより、前記実施例1と略同
様の効果を得ることができる。
As described above, by configuring the LDD portion of the field effect transistor Qm having the LDD structure with the semiconductor region 14 having an impurity concentration higher than that of the semiconductor region 9 of the MISFET Qn, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the first embodiment. .

そして、MISFETQcを前記LDD構造の電界効果トランジス
タQmのチャネル領域近傍のソース領域又はドレイン領域
と同一構造で構成することにより、前記実施例Iと略同
様の効果を得ることができる。
By configuring the MISFET Qc with the same structure as the source region or the drain region in the vicinity of the channel region of the field effect transistor Qm having the LDD structure, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the embodiment I.

さらに、MISFETQc及び電界効果トランジスタQmは、LDD
構造で構成されているので、短チャネル効果等を抑制で
きる。
Furthermore, the MISFET Qc and the field effect transistor Qm are LDD
Since it is structured, the short channel effect and the like can be suppressed.

次に本発明の実施例IIであるEPROMの製造方法を第7図
乃至9図の各製造工程における要部断面図で示す。
Next, a method of manufacturing an EPROM which is Embodiment II of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、MISFETQc及び電界効果トランジスタQm形成領域
に、ゲート絶縁膜4,6、フローティングゲート電極5及
びコントロールゲート電極7を形成する。こののゲート
絶縁膜6及びコントロールゲート電極7を形成する工程
と同一製造工程で、MISFETQn形成領域に、ゲート絶縁膜
6及びゲート電極7を形成する。このとき、MISFETQcの
コントロールゲート電極7を同時に除去することによ
り、フローティングゲート電極5をMISFETQcのゲート電
極5とする。
First, the gate insulating films 4 and 6, the floating gate electrode 5, and the control gate electrode 7 are formed in the MISFET Qc and field effect transistor Qm formation regions. The gate insulating film 6 and the gate electrode 7 are formed in the MISFET Qn forming region by the same manufacturing process as the process of forming the gate insulating film 6 and the control gate electrode 7. At this time, the floating gate electrode 5 is used as the gate electrode 5 of the MISFET Qc by simultaneously removing the control gate electrode 7 of the MISFET Qc.

この後、前記実施例Iと同様に、絶縁膜8を形成する。After that, the insulating film 8 is formed in the same manner as in Example I.

そして、LDD構造のMISFETQc及び電界効果トランジスタQ
mを形成するために、第8図に示すように、LDD部となる
n型の半導体領域14を形成する。
Then, the LDD structure MISFET Qc and the field effect transistor Q
In order to form m, as shown in FIG. 8, an n-type semiconductor region 14 serving as an LDD portion is formed.

第7図に示す半導体領域14を形成する工程の後に、LDD
構造のMISFETQnを形成するために、第8図に示すよう
に、LDD部となるn-型の半導体領域9を形成する。
After the step of forming the semiconductor region 14 shown in FIG.
In order to form the MISFET Qn having the structure, as shown in FIG. 8, an n type semiconductor region 9 to be an LDD portion is formed.

第8図に示す半導体領域9を形成する工程の後に、MISF
ETQc,電界効果トランジスタQm及びMISFETQnの実質的な
ソース領域又はドレイン領域を形成するために、第9図
に示すように、n+型の半導体領域10を形成する。これら
の半導体領域14,9,10は、イオン打込み技術で不純物を
導入することで形成できる。
After the step of forming the semiconductor region 9 shown in FIG.
In order to form a substantial source region or drain region of the ETQc, the field effect transistor Qm and the MISFET Qn, an n + type semiconductor region 10 is formed as shown in FIG. These semiconductor regions 14, 9, 10 can be formed by introducing impurities by an ion implantation technique.

半導体領域10を形成する工程で、MISFETQc,電界効果ト
ランジスタQm及びMISFETQnが形成される。
In the process of forming the semiconductor region 10, the MISFET Qc, the field effect transistor Qm and the MISFET Qn are formed.

前記第9図に示す半導体領域10を工程の後に、絶縁膜1
1,接続孔12及び導電層13を形成することにより、本実施
例IIのEPROMは完成する。
After processing the semiconductor region 10 shown in FIG.
By forming the connection hole 12 and the conductive layer 13, the EPROM of the present Example II is completed.

本実施例においては、MISFETQc,Qm,Qnのゲート電極の加
工後、拡散層領域を形成したが、MISFETQc,Qmのゲート
電極の加工後、半導体領域14を形成し、この後、MISFET
Qnのゲート電極の加工後に同時にMISFETQcのコントロー
ルゲート電極も除去し、その後、MISFETQnの半導体領域
9を形成してもよい。
In this embodiment, the diffusion layer region was formed after the gate electrodes of MISFETQc, Qm, Qn were processed, but the semiconductor region 14 was formed after the gate electrode of MISFETQc, Qm was processed, and then the MISFET was formed.
After processing the gate electrode of Qn, the control gate electrode of MISFET Qc may be removed at the same time, and then the semiconductor region 9 of MISFET Qn may be formed.

以上説明したように、本願において、開示された新規な
技術によれば、以下に述べる効果を得ることができる。
As described above, according to the novel technology disclosed in the present application, the effects described below can be obtained.

(1) EPROMにおいて、LDD構造の電界効果トランジス
タのLDD部よりも高い不純物濃度でメモリセルの電界効
果トランジスタを構成し、静電気破壊防止回路のクラン
プ用MISFETを、前記メモリセルの電界効果トランジスタ
のチャネル領域近傍のソース領域又はドレイン領域と同
一構造の電界効果トランジスタで構成することにより、
内部回路は、前記LDD構造のMISFETでホットキャリアに
よるしきい値電圧の変動を抑制できるので、電気的信頼
性を向上できる。
(1) In an EPROM, a field effect transistor of a memory cell is configured with an impurity concentration higher than that of an LDD portion of an LDD structure field effect transistor, and a MISFET for clamping of an electrostatic discharge prevention circuit is used as a channel of the field effect transistor of the memory cell. By using a field effect transistor having the same structure as the source region or the drain region near the region,
The internal circuit can suppress the fluctuation of the threshold voltage due to hot carriers in the MISFET having the LDD structure, so that the electrical reliability can be improved.

(2) 前記(1)により、静電気破壊防止回路のクラ
ンプ用MISFETは、過大電流が流れる部分の抵抗値を低減
して熱破壊を防止でき又ブレークダウン電圧を低くして
電界破壊を防止できるので、静電気破壊耐圧を向上でき
る。
(2) Because of the above (1), the clamp MISFET of the electrostatic breakdown prevention circuit can reduce the resistance value of the portion where the excessive current flows to prevent thermal breakdown, and can lower the breakdown voltage to prevent electric field breakdown. The electrostatic breakdown voltage can be improved.

(3) 前記(1)及び(2)により、電気的信頼性を
向上し、かつ、静電気破壊耐圧を向上できる。
(3) Due to the above (1) and (2), it is possible to improve electrical reliability and electrostatic breakdown voltage.

(4) 前記(1)により、クランプ用MISFETは、メモ
リセルの電界効果トランジスタと略同一の製造工程で形
成できるので、静電気破壊防止回路を形成する製造工程
を低減できる。
(4) According to the above (1), the clamp MISFET can be formed in substantially the same manufacturing process as the field effect transistor of the memory cell, so that the manufacturing process for forming the electrostatic breakdown prevention circuit can be reduced.

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々変形し得ることは勿論である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.

例えば、本発明は、EPROMの出力段に適用してもよい。
具体的には、外部出力端子にドレイン領域が接続される
出力段回路のMISFETを、メモリセルの電界効果トランジ
スタと同一構造で構成する。
For example, the present invention may be applied to the output stage of EPROM.
Specifically, the MISFET of the output stage circuit whose drain region is connected to the external output terminal has the same structure as the field effect transistor of the memory cell.

また、前記実施例は、クランプ用MISFETのゲート電極を
メモリセルのMISFETのフローティングゲート電極と同一
層で形成したが、コントロールゲート電極と同一層で形
成しても良く、また別層であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the gate electrode of the MISFET for clamping is formed in the same layer as the floating gate electrode of the MISFET of the memory cell, but it may be formed in the same layer as the control gate electrode or may be formed in a different layer. Good.

また、前記実施例は、LDD構造のMISFETを有する半導体
集積回路装置に本発明を適用したが、本発明は、高い不
純物濃度の半導体領域と低い不純物濃度の半導体領域と
で構成される2重ドレイン構成のMISFETを有する半導体
集積回路装置に適用してもよい。
In addition, although the present invention is applied to the semiconductor integrated circuit device having the LDD structure MISFET in the above-described embodiment, the present invention is directed to a double drain including a semiconductor region having a high impurity concentration and a semiconductor region having a low impurity concentration. It may be applied to a semiconductor integrated circuit device having a MISFET having a configuration.

また、本発明はEPROMを同一半導体基板上に有するマイ
クロコンピュータチップにも適用できる。
The present invention can also be applied to a microcomputer chip having an EPROM on the same semiconductor substrate.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。
The following is a brief description of an effect obtained by the representative one of the inventions disclosed in the present application.

メモリセルのトランジスタと略同一工程で静電気破壊防
止回路のMISFETを形成するので、良好な静電破壊耐圧の
半導体集積回路装置が得られる。
Since the MISFET of the electrostatic breakdown prevention circuit is formed in substantially the same process as the transistor of the memory cell, a semiconductor integrated circuit device having a favorable breakdown voltage can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の実施例IであるEPROMの入力部の等
価回路図、 第2図は、本発明の実施例IのEPROMの要部断面図、 第3図乃至第5図は、本発明の実施例IであるEPROMの
各製造工程における要部断面図、 第6図は、本発明の実施例IIのEPROMの要部断面図、 第7図乃至第9図は、本発明の実施例IIであるEPROMの
各製造工程における要部断面図である。 図中、BP……外部入力端子、I……入力段回路、II……
静電気破壊防止回路、Qn,Qp……MISFET、Qc……クラン
プ用MISFET、Qm……電界効果トランジスタ、R,1……半
導体基板、4,6……ゲート絶縁膜、5,7……ゲート電極、
9,10,14……半導体領域である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an input portion of an EPROM which is Embodiment I of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main portion of the EPROM of Embodiment I of the present invention, and FIGS. Example I of the present invention EPROM is a cross-sectional view of an essential part in each manufacturing step of the EPROM, FIG. 6 is a cross-sectional view of the essential part of an EPROM of Example II of the present invention, and FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view of essential parts in each manufacturing process of an EPROM that is Example II. In the figure, BP: external input terminal, I: input stage circuit, II:
Electrostatic breakdown prevention circuit, Qn, Qp …… MISFET, Qc …… Clamping MISFET, Qm …… Field effect transistor, R, 1 …… Semiconductor substrate, 4,6 …… Gate insulating film, 5,7 …… Gate electrode ,
9,10,14 …… Semiconductor area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/792 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H01L 29/792

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フローティングゲート電極およびそのフロ
ーティングゲート電極上部に位置したコントロールゲー
ト電極からなるゲート電極構造を有したメモリセルを構
成する第1の電界効果トランジスタと、そのメモリセル
のゲート電極構造とは異なるゲート電極構造で構成する
第1および第2の電界効果トランジスタとが一つの半導
体基体に設けられた半導体集積回路装置であって、前記
第1,第2及び第3の電界効果トランジスタのチャネル形
成領域に接する領域はLDD構造を成し、かつ前記第1及
び第3の電界効果トランジスタのLDD部は前記第2の電
界効果トランジスタのLDD部よりも高い不純物濃度で構
成されており、前記第3の電界効果トランジスタは、そ
のドレイン領域が外部端子に接続され、そのソース領域
及びゲート電極が基準電圧に接続され、クランプ用電界
効果トランジスタを成していることを特徴とする半導体
集積回路装置。
1. A first field effect transistor constituting a memory cell having a gate electrode structure comprising a floating gate electrode and a control gate electrode located above the floating gate electrode, and the gate electrode structure of the memory cell. A semiconductor integrated circuit device in which a first and a second field effect transistor having different gate electrode structures are provided on a single semiconductor substrate, and channels of the first, second and third field effect transistors are formed. The region in contact with the region has an LDD structure, and the LDD portions of the first and third field effect transistors have a higher impurity concentration than that of the LDD portion of the second field effect transistor. In the field effect transistor of, the drain region is connected to the external terminal, and the source region and the gate electrode are the reference voltage. It is connected to the semiconductor integrated circuit device, characterized in that it forms a clamping field effect transistor.
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