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公開番号2024101122
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-29
出願番号2023004866
出願日2023-01-17
発明の名称半導体装置
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H10B 41/30 20230101AFI20240722BHJP()
要約【課題】装置の小型化が可能で、不揮発性メモリの特性を劣化させることのない半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置1は、半導体層2と、p型のウェル領域21と、n型のソース領域22と、n型のドレイン領域と、フローティングゲートのゲート電極32と、絶縁膜50と、を備える。絶縁膜50は、半導体層2の第1主面3上に形成される。絶縁膜50は、ゲート電極32の部分に設けた膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主面を有する半導体層と、
前記半導体層の前記主面の表面部に形成された第１導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表面部に形成された第２導電型の第１不純物領域と、
前記第１不純物領域から間隔を空けて前記ウェル領域の表面部に形成された第２導電型の第２不純物領域と、
前記第１不純物領域と前記第２不純物領域との間の第１導電型のチャネル領域に対向するように前記半導体層の前記主面上に形成された導電体のフローティングゲートと、
前記半導体層の前記主面上に形成された絶縁膜と、を備え、
前記絶縁膜は、前記フローティングゲートの部分に設けた膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロである、半導体装置。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記第１不純物領域上に形成された前記絶縁膜を貫通して、前記第１不純物領域と電気的に接続された第１コンタクト電極と、
前記第２不純物領域上に形成された前記絶縁膜を貫通して、前記第１不純物領域と電気的に接続された第２コンタクト電極と、をさらに備える、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１コンタクト電極および前記第２コンタクト電極は、前記絶縁膜を貫通してボーダレスコンタクトの技術を用いて形成される、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記フローティングゲートは、周囲を絶縁体で囲まれたサイドウォール構造を有し、
前記絶縁膜は、前記サイドウォール構造を含む前記フローティングゲートの部分に設けた膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロである、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記サイドウォール構造は、外側にサリサイドブロック酸化膜を有し、
前記絶縁膜は、前記サリサイドブロック酸化膜および前記サイドウォール構造を含む前記フローティングゲートの部分に設けた膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロである、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁膜は、ＳｉＮからなる、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体装置は、不揮発メモリセルを備え、
前記不揮発メモリセルは、
前記第１不純物領域がドレイン電極であり、前記第２不純物領域がソース電極であり、前記フローティングゲートがゲート電極である、電界効果トランジスタ、を備え、
前記第１導電型がｎ型であり、前記第２導電型がｐ型である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関し、より特定的には不揮発性メモリを備える半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば、不揮発性メモリを備える半導体装置を開示する文献として、特開２０２１－０１９０２９号公報（特許文献１）がある。当該文献に開示された半導体装置には、フローティングゲートと呼ばれる電気的に絶縁された状態のポリシリコンゲートが設けられており、ポリシリコンゲートに電子を注入したり、引き抜いたりすることで情報の書き込みおよび消去が可能な不揮発性メモリが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０１９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特開２０２１－０１９０２９号公報に記載された半導体装置では、不揮発性メモリに含まれるフローティングゲートの導電層を窒化膜で被覆している。特に、装置の小型化のためボーダレスコンタクトの技術を用いてコンタクト電極を形成する場合、コンタクトエッチストップ膜として、フローティングゲートを含む基板全体を被覆する窒化膜が必要であった。しかし、フローティングゲートを被覆する窒化膜は、不揮発性メモリのデータ保持（リテンション特性）に大きく影響を与える虞があった。
【０００５】
本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、装置の小型化が可能で、不揮発性メモリの特性を劣化させることのない半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、半導体装置に関する。半導体装置は、半導体層と、第１導電型の第１ウェル領域と、第２導電型の第１不純物領域と、第２導電型の第２不純物領域と、導電体のフローティングゲートと、絶縁膜と、を備える。半導体層は、主面を有する。第１導電型のウェル領域は、半導体層の主面の表面部に形成される。第２導電型の第１不純物領域は、ウェル領域の表面部に形成される。第２導電型の第２不純物領域は、第１不純物領域から間隔を空けてウェル領域の表面部に形成される。導電体のフローティングゲートは、第１不純物領域と第２不純物領域との間の第１導電型のチャネル領域に対向するように半導体層の主面上に形成される。絶縁膜は、半導体層の主面上に形成される。絶縁膜は、フローティングゲートの部分に設けた膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る半導体装置によれば、フローティングゲートの部分に設けた絶縁膜の膜厚が、他の部分に設けた膜厚に比べて薄い、またはゼロであるので、装置の小型化が可能で、不揮発性メモリの特性を劣化させることがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態に従う半導体装置の断面図である。
実施の形態に従う半導体装置の平面図である。
コンタクトエッチストップ窒化膜の不揮発性メモリのデータ保持への影響を説明するための図である。
不揮発性メモリのリテンション特性が低下した場合のゲート電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。
実施の形態に従う半導体装置において不揮発メモリセル以外構成含む断面図である。
変形例に従う半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１０】
［実施の形態］
（半導体装置の構成）
図１は、実施の形態に従う半導体装置１の断面図である。図２は、実施の形態に従う半導体装置１の平面図である。図１には、図２におけるＩ－Ｉ断面が示されている。図２では、図面を理解容易とするため後述する絶縁膜５０および層間絶縁膜６５は取り除かれている。以下では、図１および図２を参照して、半導体装置１の構成について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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