【手続補正書】
【提出日】平成22年8月18日(2010.8.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート酸化膜厚が第１のゲート酸化膜厚であり、ゲート長が第１のゲート長であるコアトランジスタと、
ゲート酸化膜厚が前記第１のゲート酸化膜厚よりも厚い第２のゲート酸化膜厚であり、ゲート長が前記第１のゲート長よりも長い第２のゲート長であるＩ／Ｏトランジスタと、
第１導電型の第１の負荷トランジスタと第２導電型の第１の不揮発性記憶トランジスタとを含む第１のインバータと、第１導電型の第２の負荷トランジスタと第２導電型の第２の不揮発性記憶トランジスタとを含む第２のインバータとを、フリップフロップ構成に接続した不揮発性半導体記憶素子とを有し、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタは、ゲート長、ドレイン近傍の接合耐圧、ドレイン近傍の電位勾配、ドレイン近傍のＬＤＤエクステンションの有無、チャンネル領域の不純物濃度、チャンネル領域のドレイン近傍の濃度の濃い不純物領域が形成されているか否か、ＬＤＤエクステンションよりも濃度の薄い不純物領域が形成されているか否か及びポリシリコンで構成されるゲート電極の導電型からなる構造の組合せが、前記コアトランジスタの構造の組合せ及び前記Ｉ／Ｏトランジスタの構造の組合せのいずれとも相違していることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項２】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのドレイン近傍の接合耐圧が、前記Ｉ／Ｏトランジスタのドレイン近傍の接合耐圧よりも低いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項３】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域におけるドレイン近傍の電位勾配が、前記コアトランジスタのそれよりも急峻であることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項４】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍にＬＤＤエクステンションが形成されていないことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項５】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の不純物濃度が、前記コアトランジスタのチャンネル領域の不純物濃度と同様またはそれよりも高いことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項６】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍に、前記チャンネル領域と同じ導電型でより濃度の濃い不純物領域が形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項７】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍に、前記チャンネル領域と逆の導電型で、前記コアトランジスタのＬＤＤエクステンションよりも濃度の薄い不純物領域が形成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項８】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのポリシリコンで構成されるゲート電極の導電型を、チャンネル領域の導電型と同じにしたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項９】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのゲート長が、前記Ｉ／Ｏトランジスタのゲート長よりも長く形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置。
【請求項１０】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、
前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのゲート絶縁膜厚が、前記Ｉ／Ｏトランジスタの絶縁膜厚と同じであることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項１１】
請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに、
前記第１の負荷トランジスタと並列に第１のトランジスタが接続されており、
前記第２の負荷トランジスタと並列に第２のトランジスタが接続されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに、
前記第１の負荷トランジスタと前記第１の不揮発性記憶トランジスタとの間に第１導電型の第３のトランジスタが接続されており，
前記第２の負荷トランジスタと前記第２の不揮発性記憶トランジスタとの間に第１導電型の第４のトランジスタが接続されており，
前記第３及び前記第４のトランジスタはいずれも同一の信号線にて駆動されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに、
前記第３のトランジスタと並列に第２導電型の第５のトランジスタが接続されており，
前記第４のトランジスタと並列に第２導電型の第６トランジスタが接続されており、前記第５及び前記第６のトランジスタはいずれも同一の第２の信号線にて駆動されることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】不揮発性半導体記憶装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、不揮発性半導体記憶装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項１の発明は、ゲート酸化膜厚が第１のゲート酸化膜厚であり、ゲート長が第１のゲート長であるコアトランジスタと、ゲート酸化膜厚が前記第１のゲート酸化膜厚よりも厚い第２のゲート酸化膜厚であり、ゲート長が前記第１のゲート長よりも長い第２のゲート長であるＩ／Ｏトランジスタと、第１導電型の第１の負荷トランジスタと第２導電型の第１の不揮発性記憶トランジスタとを含む第１のインバータと、第１導電型の第２の負荷トランジスタと第２導電型の第２の不揮発性記憶トランジスタとを含む第２のインバータとを、フリップフロップ構成に接続した不揮発性半導体記憶素子とを有し、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタは、ゲート長、ドレイン近傍の接合耐圧、ドレイン近傍の電位勾配、ドレイン近傍のＬＤＤエクステンションの有無、チャンネル領域の不純物濃度、チャンネル領域のドレイン近傍の濃度の濃い不純物領域が形成されているか否か、ＬＤＤエクステンションよりも濃度の薄い不純物領域が形成されているか否か及びポリシリコンで構成されるゲート電極の導電型からなる構造の組合せが、前記コアトランジスタの構造の組合せ及び前記Ｉ／Ｏトランジスタの構造の組合せのいずれとも相違していることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのドレイン近傍の接合耐圧が、前記Ｉ／Ｏトランジスタのドレイン近傍の接合耐圧よりも低いことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域におけるドレイン近傍の電位勾配が、前記コアトランジスタのそれよりも急峻であることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍にＬＤＤエクステンションが形成されていないことを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の不純物濃度が、前記コアトランジスタのチャンネル領域の不純物濃度と同様またはそれよりも高いことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍に、前記チャンネル領域と同じ導電型でより濃度の濃い不純物領域が形成されていることを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項７の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのチャンネル領域の前記ドレイン側近傍に、前記チャンネル領域と逆の導電型で、前記コアトランジスタのＬＤＤエクステンションよりも濃度の薄い不純物領域が形成されていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのポリシリコンで構成されるゲート電極の導電型を、チャンネル領域の導電型と同じにしたことを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのゲート長が、前記Ｉ／Ｏトランジスタのゲート長よりも長く形成されていることを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項１０の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、前記第１及び第２の不揮発性記憶トランジスタのゲート絶縁膜厚が、前記Ｉ／Ｏトランジスタの絶縁膜厚と同じであることを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項１記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに前記第１の負荷トランジスタと並列に第１のトランジスタが接続されており、前記第２の負荷トランジスタと並列に第２のトランジスタが接続されていることを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに、前記第１の負荷トランジスタと前記第１の不揮発性記憶トランジスタとの間に第１導電型の第３のトランジスタが接続されており，前記第２の負荷トランジスタと前記第２の不揮発性記憶トランジスタとの間に第１導電型の第４のトランジスタが接続されており，前記第３及び前記第４のトランジスタはいずれも同一の信号線にて駆動されることを特徴とする。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１２記載の不揮発性半導体記憶装置において、さらに、前記第３のトランジスタと並列に第２導電型の第５のトランジスタが接続されており，前記第４のトランジスタと並列に第２導電型の第６トランジスタが接続されており、前記第５及び前記第６のトランジスタはいずれも同一の第２の信号線にて駆動されることを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
特徴１：ゲート長がＩ／Ｏトランジスタよりも（コアトランジスタよりも）長い。ゲート電極への不純物の注入、ソース・ドレイン接合への注入を非対称に行う等の加工がしやすいように、且つ、ソース・ドレイン間に高電圧を印加してもパンチスルーしないようにチャンネル長を長くしている。特徴１は、本出願の請求項９の発明に対応している。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
特徴２：ゲート絶縁膜の膜厚はＩ／Ｏトランジスタのゲート絶縁膜の膜厚と同じである。不揮発性記憶トランジスタは、データの書き込み・消去時にゲートに高電圧を印加するため、ゲート絶縁膜は厚いほうがよい。そこで、ゲート耐圧を高くするため、ゲート絶縁膜としてＩ／Ｏトランジスタのゲート絶縁膜を用いている。すなわち、Ｉ／Ｏトランジスタのゲート絶縁膜形成プロセス時にこの不揮発性記憶トランジスタのゲート絶縁膜を一緒に形成するようにしている。特徴２は、本出願の請求項１０の発明に対応している。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
特徴３：チャンネル領域の不純物濃度はコアトランジスタと同じ、または、それよりも濃い。チャンネル領域の不純物濃度を高くしてドレイン近傍の電界を急峻にしている。同じトランジスタ（ＮチャンネルコアトランジスタまたはＮチャンネルＩ／Ｏトランジスタ）が異なるしきい値電圧（Ｖｔｈ＝Ｈｉｇｈ，Ｍｉｄ，Ｌｏｗ）で複数種類形成される場合があるが、その全てのトランジスタに対するチャネルへの注入工程をこの濃度の高い領域の形成に利用することができる。なお、不純物濃度が高くなるとしきい値電圧が高くなるが、ゲート電極の導電型をチャンネル領域と同じにすることにより（特徴６）、しきい値電圧を低下させている。特徴３は、本出願の請求項５の発明に対応している。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
特徴４：ドレイン側にＬＤＤエクステンションが形成されていない。ドレインのチャンネル領域への接合部の電界が緩和されずに急峻であるため、ホットキャリアが発生しやすくなり、サイドスペーサ部への効率的なキャリア注入、すなわち、効率的な書き込み・消去が可能になる。特徴４は、本出願の請求項４の発明に対応している。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
この領域の実効不純物濃度を調整する場合には、上記Ｐチャンネルトランジスタと同様に複数種類形成されるＮチャンネルトランジスタのＬＤＤエクステンション注入工程を利用して実効不純物濃度を調整すればよい。特徴５は、本出願の請求項６の発明に対応している。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
特徴６：ゲート電極用ポリシリコンがチャンネル領域と同じ導電型（Ｐ型）である。チャンネル領域の不純物濃度を濃くし、ゲート絶縁膜の膜厚を厚くすると、しきい値電圧Ｖｔｈが上昇するが、ゲート電極をチャンネル領域と同じ導電型にすることにより、しきい値電圧を低下させることができ、上記しきい値電圧の上昇をキャンセルすることができる。特徴６は、本出願の請求項８の発明に対応している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
図４は、図１の構造のドレイン近傍のＰ型領域（特徴５）に代えて、特徴７：ドレイン近傍に極めて薄いＬＤＤエクステンションが形成された、構造を示す図である。すなわち、図１、図３に示したようなＬＤＤ省略構造とせずに、非常に薄いｎ−領域をＬＤＤエクステンションとして形成する。
特徴７は、本出願の請求項７の発明に対応している。