[发明专利]非易失性存储器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一层栅极型的非易失性存储器及其制造方法。

背景技术

近些年，作为逻辑LSI内部设定信息的存储元件，使用了没有追加程序或者追加程序很少的一层栅极型非易失性存储器。一层栅极型非易失性存储器构成为，在存储器单元150中，在N型阱116中形成有第1P型扩散区域118、第2P型扩散区域120以及第3P型扩散区域122，在第1P型扩散区域118和第2P型扩散区域120之间的沟道上经由选择栅氧化膜134(控制栅绝缘膜)形成有选择栅124(控制栅)，在第2P型扩散区域120和第3P型扩散区域122之间的沟道上经由浮栅氧化膜132形成有P型浮栅166(参照图4，参照专利文献1，2)。这样的一层栅极型非易失性存储器与在作为源极/漏极的扩散区域之间的沟道上重叠浮栅和选择栅的堆栈型(2层栅型)非易失性存储器相比，具有工序数量少，制造成本低的优点。

现有的一层栅极型非易失性存储器的制造方法如下。首先，在P型基板130上形成N型阱116(参照图5(a))。接着，在N型阱116中，形成第1P型扩散区域118、第2P型扩散区域120以及第3P型扩散区域122(参照图5(b))。接着，在N型阱116上形成浮栅氧化膜132和选择栅氧化膜134(参照图5(c))。接着，在第1P型扩散区域118和第2P型扩散区域120之间的选择栅氧化膜134上形成选择栅124，通过选择栅氧化膜134分离N型阱116和选择栅124(参照图5(d))。接着，在第2P型扩散区域120和第3P型扩散区域122之间的浮栅氧化膜132上形成由P型导电单层多晶硅构成的P型浮栅166，通过浮栅氧化膜132分离P型浮栅166和N型阱116(参照图5(e))。

日本专利文献1：特开2003-168747号公报

日本专利文献2：特开2004-253685号公报

但是，为了提高场效应晶体管的能力，必须使介于沟道和栅电极之间的栅极绝缘膜变薄。另一方面，栅极绝缘膜变薄的话，非易失性存储器的电荷保持特性恶化。因此，优选非易失性存储器中，存储器单元区域用的厚的栅极绝缘膜和包括逻辑电路在内的周边电路区域用的薄的栅极氧化膜共同形成。

然而，现有的一层栅极型非易失性存储器具有以下问题点。第1，除了形成周边电路区域的薄的栅极氧化膜的工序之外，还要追加在存储器单元区域形成厚的栅极绝缘膜的工序。第2，以包括逻辑电路在内的周边电路区域为中心实行细微化，使存储器单元区域和周边电路区域的各晶体管的设备特性变得相互不同。因此，存在周边电路区域的阱的不纯物浓度高于存储器单元区域的阱的不纯物浓度的倾向，需要在形成周边电路区域的阱的离子注入工序之外，追加在存储器单元区域形成N型阱的离子注入工序。第3，由于存储器单元区域中的选择栅氧化膜的膜厚与浮栅绝缘膜的膜厚相同，因此存在存储器单元的离子电流较低的问题。

本发明的主要课题是提高非易失性存储器的性能，并减少制造工序。

发明内容

本发明的第1观点中，提供一种非易失性存储器，在存储器单元中，在阱中形成第1扩散区域、第2扩散区域以及第3扩散区域，在所述第1扩散区域和所述第2扩散区域之间的沟道上经由选择栅绝缘膜形成选择栅，在所述第2扩散区域和所述第3扩散区域之间的沟道上经由浮栅绝缘膜形成浮栅，其特征在于，所述浮栅绝缘膜的膜厚构成为比所述选择栅绝缘膜的膜厚厚。

在本发明的所述非易失性存储器中，优选在所述存储器单元的周边配置的周边电路中，在阱中形成有第4扩散区域和第5扩散区域，所述第4扩散区域和第5扩散区域之间的沟道上经由周边电路栅极绝缘膜形成有周边电路栅极，在所述存储器单元和所述周边电路的各阱的不纯物浓度相同。

在本发明的所述非易失性存储器中，优选所述选择栅绝缘膜的膜厚与所述周边电路栅极绝缘膜的膜厚相等。

在本发明的第2观点中，提供一种所述非易失性存储器的制造方法，该方法包括：在基板上形成阱形成用的贯通绝缘膜的工序；通过离子注入在所述基板上形成阱的工序；除去至少存储器单元中的存储器晶体管形成区域以外的区域的所述贯通绝缘膜的工序；至少在所述存储器单元中的选择晶体管形成区域的所述阱上形成膜厚比所述贯通绝缘膜的膜厚薄的绝缘膜的工序。

在本发明的所述非易失性存储器的制造方法中，优选在形成所述阱时，同时形成所述存储器单元和周边电路的各阱。

在本发明的所述非易失性存储器的制造方法中，优选在形成所述薄的绝缘膜时，在所述周边电路的阱上也形成膜厚比所述贯通绝缘膜的膜厚薄的绝缘膜。