JP2001230330A - Nonvolatile semiconductor memory and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体記
憶装置とその製造方法に関し、更に詳しく言えば、当該
不揮発性半導体記憶装置の特性向上技術及び微細化技術
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a technology for improving characteristics and a miniaturization technology of the nonvolatile semiconductor memory device.
【0002】[0002]
【従来の技術】メモリセルが単一のトランジスタからな
る電気的に消去可能な不揮発性半導体記憶装置、特にプ
ログラマブルROM(EEPROM:Electrically Erasable an
d Programmable ROM(フラッシュメモリとも称す))に
おいては、フローティングゲート及びコントロールゲー
トとを有するトランジスタ構造によって各メモリセルが
形成される。2. Description of the Related Art An electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell comprises a single transistor, in particular, a programmable ROM (EEPROM: Electronically Erasable an).
In a d Programmable ROM (also referred to as a flash memory), each memory cell is formed by a transistor structure having a floating gate and a control gate.
【0003】図12はこのようなフローティングゲート
及びコントロールゲートとを有する不揮発性半導体記憶
装置のメモリセル部分の平面図で、図13はそのX1−
X1線の断面図である。尚、本構造は、図示したように
フローティングゲート4の上部から側部に跨るようにコ
ントロールゲート6が配置されて成るメモリセル部を有
するスプリットゲート構造である。FIG. 12 is a plan view of a memory cell portion of a nonvolatile semiconductor memory device having such a floating gate and a control gate, and FIG.
It is sectional drawing of the X1 line. This structure is a split gate structure having a memory cell portion in which a control gate 6 is arranged so as to extend from the upper portion to the side portion of the floating gate 4 as shown.
【0004】このようなメモリセルトランジスタの場
合、コントロールゲート6とフローティングゲート4と
が並設された領域下のチャネル領域部分で発生したホッ
トエレクトロンをフローティングゲート4に注入するこ
とでデータの書き込みが行われる。そして、F−N伝導
(Fowler-Nordheim tunnelling)によってフローティング
ゲート4からトンネル酸化膜3を介してコントロールゲ
ート6へ電荷を引き抜くことでデータの消去が行われ
る。In such a memory cell transistor, data is written by injecting, into the floating gate 4, hot electrons generated in a channel region below the region where the control gate 6 and the floating gate 4 are juxtaposed. Will be And FN conduction
Data is erased by extracting charges from the floating gate 4 to the control gate 6 via the tunnel oxide film 3 by (Fowler-Nordheim tunnelling).
【0005】図において、P型の半導体基板1の表面領
域に、LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)法に
より選択的に厚く形成されるLOCOS酸化膜よりなる
複数の素子分離膜2が短冊状に形成され、素子領域が区
画される。半導体基板1上に、酸化膜3Aを介し、隣り
合う素子分離膜2の間に跨るようにしてフローティング
ゲート4が配置される。このフローティングゲート4
は、1つのメモリセル毎に独立して配置される。また、
フローティングゲート4上の選択酸化膜5は、選択酸化
法によりフローティングゲート4の中央部で厚く形成さ
れ、フローティングゲート4の上部角部を鋭角にしてい
る。これにより、データの消去動作時にフローティング
ゲート4の上部角部で電界集中が生じ易いようにしてい
る。In FIG. 1, a plurality of element isolation films 2 each formed of a LOCOS oxide film selectively formed thick by a LOCOS (Local Oxidation Of Silicon) method are formed in a strip shape in a surface region of a P-type semiconductor substrate 1. And an element region. Floating gate 4 is arranged on semiconductor substrate 1 so as to straddle between adjacent element isolation films 2 via oxide film 3A. This floating gate 4
Are arranged independently for each memory cell. Also,
The selective oxide film 5 on the floating gate 4 is formed thick at the central portion of the floating gate 4 by a selective oxidation method, and makes the upper corner of the floating gate 4 an acute angle. As a result, electric field concentration is likely to occur at the upper corner of the floating gate 4 during the data erasing operation.
【0006】複数のフローティングゲート4が配置され
た半導体基板1上に、フローティングゲート4の各列毎
に対応して前記酸化膜3Aと一体化されたトンネル酸化
膜3を介してコントロールゲート6が配置される。この
コントロールゲート6は、一部がフローティングゲート
4上に重なり、残りの部分が酸化膜3Aを介して半導体
基板1に接するように配置される。また、これらのフロ
ーティングゲート4及びコントロールゲート6は、それ
ぞれ隣り合う列が互いに面対称となるように配置され
る。A control gate 6 is arranged on a semiconductor substrate 1 on which a plurality of floating gates 4 are arranged via a tunnel oxide film 3 integrated with the oxide film 3A corresponding to each column of the floating gates 4. Is done. The control gate 6 is arranged so that a part thereof overlaps the floating gate 4 and the remaining part is in contact with the semiconductor substrate 1 via the oxide film 3A. The floating gate 4 and the control gate 6 are arranged such that adjacent rows are plane-symmetric with each other.
【0007】前記コントロールゲート6の間の基板領域
及びフローティングゲート4の間の基板領域に、N型の
ドレイン領域7及びソース領域8が形成される。ドレイ
ン領域7は、コントロールゲート6の間で素子分離膜2
に囲まれてそれぞれが独立し、ソース領域8は、コント
ロールゲート6の延在する方向に連続する。これらのフ
ローティングゲート4、コントロールゲート6、ドレイ
ン領域7及びソース領域8によりメモリセルトランジス
タが構成される。An N-type drain region 7 and a source region 8 are formed in a substrate region between the control gate 6 and a substrate region between the floating gate 4. The drain region 7 is formed between the control gate 6 and the device isolation film 2.
Are separated from each other, and the source region 8 continues in the direction in which the control gate 6 extends. These floating gate 4, control gate 6, drain region 7 and source region 8 constitute a memory cell transistor.
【0008】そして、前記フローティングゲート4やコ
ントロールゲート6上に、酸化膜9を介して、金属配線
10がコントロールゲート6と交差する方向に配置され
る。この金属配線10は、コンタクトホール11を通し
て、ドレイン領域7に接続される。そして、各コントロ
ールゲート6は、ワード線となり、コントロールゲート
6と平行に延在するソース領域8は、ソース線となる。
また、ドレイン領域7に接続される金属配線10は、ビ
ット線となる。尚、この金属配線10は、アルミニウム
膜(例えば、Al,Al−Si,Al−Cu,Al−S
i−Cu膜)等から成り、コンタクトホール11内にT
i膜やチタンナイトライド(TiN)膜等から成るバリ
アメタル膜を介して形成されている。また、前記金属配
線10は、コンタクトホール11内にバリアメタル膜を
介してW膜から成るタングステンプラグを埋設し、その
上にアルミニウム膜(例えば、Al,Al−Si,Al
−Cu,Al−Si−Cu膜)等を形成するものでも良
い。A metal wiring 10 is arranged on the floating gate 4 and the control gate 6 via an oxide film 9 in a direction crossing the control gate 6. This metal wiring 10 is connected to drain region 7 through contact hole 11. Each control gate 6 becomes a word line, and the source region 8 extending in parallel with the control gate 6 becomes a source line.
The metal wiring 10 connected to the drain region 7 becomes a bit line. The metal wiring 10 is made of an aluminum film (for example, Al, Al-Si, Al-Cu, Al-S
i-Cu film) and the like.
It is formed via a barrier metal film made of an i film, a titanium nitride (TiN) film, or the like. In the metal wiring 10, a tungsten plug made of a W film is buried in the contact hole 11 via a barrier metal film, and an aluminum film (for example, Al, Al—Si, Al) is formed thereon.
—Cu, Al—Si—Cu film) or the like.
【0009】このような構造のメモリセルトランジスタ
の場合、フローティングゲート4に注入される電荷の量
によってソース、ドレイン間のオン抵抗値が変動する。
そこで、フローティングゲート4に選択的に電荷を注入
することにより、特定のメモリセルトランジスタのオン
抵抗値を変動させ、これによって生じる各メモリセルト
ランジスタの動作特性の差を記憶するデータに対応づけ
るようにしている。In the case of a memory cell transistor having such a structure, the on-resistance between the source and the drain varies depending on the amount of charge injected into the floating gate 4.
Therefore, by selectively injecting electric charges into the floating gate 4, the on-resistance value of a specific memory cell transistor is varied, and the resulting difference in the operating characteristics of each memory cell transistor is made to correspond to the stored data. ing.
【0010】以上の不揮発性半導体記憶装置におけるデ
ータの書き込み、消去及び読み出しの各動作は、例え
ば、以下のようにして行われる。書き込み動作において
は、コントロールゲート6の電位を2V、ドレイン領域
7の電位を0.5V、ソース領域8の高電位を12Vと
する。これにより、ソース領域8に高電位を印加するこ
とで、ソース領域8とフローティングゲート4間のカッ
プリング比によりフローティングゲート4の電位が9V
程度に持ち上げられ、フローティングゲート4とコント
ロールゲート6とが並設された領域下のチャネル領域付
近で発生したホットエレクトロンが、前記酸化膜3Aを
通してフローティングゲート4に注入されてデータの書
き込みが行われる。The above-described operations of writing, erasing, and reading data in the nonvolatile semiconductor memory device are performed, for example, as follows. In the write operation, the potential of the control gate 6 is 2 V, the potential of the drain region 7 is 0.5 V, and the high potential of the source region 8 is 12 V. By applying a high potential to the source region 8, the potential of the floating gate 4 becomes 9 V due to the coupling ratio between the source region 8 and the floating gate 4.
Hot electrons generated near the channel region below the region where the floating gate 4 and the control gate 6 are juxtaposed are injected into the floating gate 4 through the oxide film 3A to write data.
【0011】一方、消去動作においては、ドレイン領域
7及びソース領域8の電位を0Vとし、コントロールゲ
ート6を14Vとする。これにより、フローティングゲ
ート4内に蓄積されている電荷(電子)が、フローティ
ングゲート4の上部角部の鋭角部分からF−N(Fowler
-Nordheim tunnelling)伝導によって前記トンネル酸化
膜3を突き抜けてコントロールゲート6に放出されてデ
ータが消去される。On the other hand, in the erase operation, the potentials of the drain region 7 and the source region 8 are set to 0 V, and the control gate 6 is set to 14 V. As a result, the electric charges (electrons) accumulated in the floating gate 4 are transferred from the acute angle portion of the upper corner of the floating gate 4 to FN (Fowler).
-Nordheim tunnelling) penetrates through the tunnel oxide film 3 and is released to the control gate 6 to erase data.
【0012】そして、読み出し動作においては、コント
ロールゲート6の電位を4Vとし、ドレイン領域7を2
V、ソース領域8を0Vとする。このとき、フローティ
ングゲート4に電荷(電子)が注入されていると、フロ
ーティングゲート4の電位が低くなるため、フローティ
ングゲート4の下にはチャネルが形成されずドレイン電
流は流れない。逆に、フローティングゲート4に電荷
(電子)が注入されていなければ、フローティングゲー
ト4の電位が高くなるため、フローティングゲート4の
下にチャネルが形成されてセル電流(読み出し電流)が
流れる。In the read operation, the potential of the control gate 6 is set to 4 V and the drain region 7 is set to 2 V.
V and the source region 8 is set to 0V. At this time, if charges (electrons) are injected into the floating gate 4, the potential of the floating gate 4 becomes low, so that no channel is formed below the floating gate 4 and no drain current flows. Conversely, if charges (electrons) have not been injected into the floating gate 4, the potential of the floating gate 4 increases, so that a channel is formed below the floating gate 4 and a cell current (read current) flows.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記構造の不揮発性半
導体記憶装置では、前記コントロールゲート6が消去ゲ
ートとしての役割も兼ね備えているために発生する、以
下の問題があった。In the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure, the following problem occurs because the control gate 6 also has a role as an erase gate.
【0014】即ち、消去時には高電圧をコントロールゲ
ート6に印加する必要があるが、そのために当該コント
ロールゲート6下のゲート酸化膜の耐圧確保のため、ゲ
ート酸化膜3Aをあまり薄くできない。従って、セル電
流(読み出し電流)を大きく取れない また、読出し動作と消去動作とは、コントロールゲート
6への印加電圧の大小に差こそあるが、ほとんど同等で
あるため、読出し時に誤ってフローティングゲート4内
のデータがコントロールゲート6側に引き抜かれて消去
される危険性がある(以下、リードディスターブ現象と
称す。)。In other words, it is necessary to apply a high voltage to the control gate 6 at the time of erasing. Therefore, the gate oxide film 3A cannot be made too thin in order to ensure the withstand voltage of the gate oxide film under the control gate 6. Therefore, a large cell current (read current) cannot be obtained. Further, although the read operation and the erase operation are different in the magnitude of the voltage applied to the control gate 6, they are almost the same, so that the floating gate 4 is erroneously read during the read operation. There is a danger that the data inside will be pulled out to the control gate 6 side and erased (hereinafter referred to as a read disturb phenomenon).
【0015】更に、前記フローティングゲート4とコン
トロールゲート6とはそれぞれマスク合せにより形成さ
れるため、マスクずれマージン等が必要となり微細化し
難いという問題がある。Furthermore, since the floating gate 4 and the control gate 6 are formed by mask alignment, there is a problem that a margin for mask misalignment or the like is required and miniaturization is difficult.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題に鑑
み、本発明の不揮発性半導体記憶装置は、図11に示す
ように半導体基板21上に第1のゲート酸化膜23Aを
介して形成されたフローティングゲート24と、当該フ
ローティングゲート24上に選択酸化膜26,トンネル
酸化膜27を介して形成された消去ゲート28と、前記
フローティングゲート24,選択酸化膜26,トンネル
酸化膜27,消去ゲート28及び酸化膜29を被覆する
ように形成された側壁酸化膜31と、当該側壁酸化膜3
1と基板表層に形成された第2のゲート酸化膜23とを
介して前記フローティングゲート24,選択酸化膜2
6,トンネル酸化膜27,消去ゲート28及び酸化膜2
9の一側壁部に形成されたコントロールゲート33と、
前記フローティングゲート24に隣接するように形成さ
れたソース領域34と、前記コントロールゲート33に
隣接するように形成されたドレイン領域37とから成る
ことを特徴とする。In view of the above-mentioned problems, a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is formed on a semiconductor substrate 21 via a first gate oxide film 23A as shown in FIG. A floating gate 24, an erase gate 28 formed on the floating gate 24 via a selective oxide film 26 and a tunnel oxide film 27, and the floating gate 24, the selective oxide film 26, the tunnel oxide film 27, the erase gate 28, Sidewall oxide film 31 formed to cover oxide film 29;
1 and the second gate oxide film 23 formed on the surface of the substrate, the floating gate 24, the selective oxide film 2
6, tunnel oxide film 27, erase gate 28 and oxide film 2
9, a control gate 33 formed on one side wall;
It comprises a source region 34 formed adjacent to the floating gate 24 and a drain region 37 formed adjacent to the control gate 33.
【0017】また、その製造方法は、図2に示すように
半導体基板21上に第1のゲート酸化膜23Aを介して
形成された第1のポリシリコン膜(フローティングゲー
ト形成膜)24A上に開口部を有するシリコン窒化膜2
5を形成し、続いて、図3に示すように前記シリコン窒
化膜25をマスクにして前記第1のポリシリコン膜24
Aを選択酸化し、その上部に選択酸化膜26を形成す
る。次に、図4に示すように前記シリコン窒化膜25を
除去した後に、前記選択酸化膜26をマスクにして前記
第1のポリシリコン膜24Aをパターニングする。更
に、図5及び図6に示すように当該第1のポリシリコン
膜24A及び選択酸化膜26を被覆するようにトンネル
酸化膜27,第2のポリシリコン膜(消去ゲート形成
膜)28A及び酸化膜29を積層した後に、図7に示す
ように前記酸化膜29上に形成したレジスト膜30をマ
スクに前記酸化膜29,第2のポリシリコン膜28A,
トンネル酸化膜27,選択酸化膜26及び第1のポリシ
リコン膜24Aをパターニングして酸化膜29,消去ゲ
ート28,トンネル酸化膜27,選択酸化膜26及びフ
ローティングゲート24を形成する。また、図8に示す
ように前記酸化膜29,消去ゲート28,トンネル酸化
膜27,選択酸化膜26及びフローティングゲート24
の側壁部を被覆するように側壁酸化膜31を形成すると
共に基板表層を露出させた後に、前記基板表層に第2の
ゲート絶縁膜23を形成し、当該第2のゲート絶縁膜2
3と側壁酸化膜31を介して前記酸化膜29,消去ゲー
ト28,トンネル酸化膜27,選択酸化膜26及びフロ
ーティングゲート24の一側壁部を被覆するようにコン
トロールゲート33を形成する。そして、図10に示す
ように前記フローティングゲート24に隣接するように
ソース領域34を形成し、図11に示すように前記コン
トロールゲート33に隣接するようにドレイン領域37
を形成する工程とから成ることを特徴とする。Further, as shown in FIG. 2, an opening is formed on a first polysilicon film (floating gate forming film) 24A formed on a semiconductor substrate 21 via a first gate oxide film 23A as shown in FIG. Silicon nitride film 2 having a portion
5 and then, as shown in FIG. 3, the first polysilicon film 24 is formed using the silicon nitride film 25 as a mask.
A is selectively oxidized, and a selective oxide film 26 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 4, after removing the silicon nitride film 25, the first polysilicon film 24A is patterned using the selective oxide film 26 as a mask. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a tunnel oxide film 27, a second polysilicon film (erase gate forming film) 28A and an oxide film are formed so as to cover the first polysilicon film 24A and the selective oxide film 26. After laminating 29, as shown in FIG. 7, the oxide film 29, the second polysilicon film 28A, and the resist film 30 formed on the oxide film 29 are used as a mask.
The tunnel oxide film 27, the selective oxide film 26, and the first polysilicon film 24A are patterned to form an oxide film 29, an erase gate 28, the tunnel oxide film 27, the selective oxide film 26, and the floating gate 24. As shown in FIG. 8, the oxide film 29, the erase gate 28, the tunnel oxide film 27, the selective oxide film 26 and the floating gate 24 are formed.
After a sidewall oxide film 31 is formed so as to cover the sidewall portion of the substrate and a substrate surface layer is exposed, a second gate insulating film 23 is formed on the substrate surface layer, and the second gate insulating film 2 is formed.
A control gate 33 is formed so as to cover the oxide film 29, the erase gate 28, the tunnel oxide film 27, the selective oxide film 26, and one side wall of the floating gate 24 via the side wall 3 and the side wall oxide film 31. Then, a source region 34 is formed adjacent to the floating gate 24 as shown in FIG. 10, and a drain region 37 is formed adjacent to the control gate 33 as shown in FIG.
And forming a.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の不揮発性半導体記
憶装置とその製造方法の一実施形態について図面を参照
しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.
【0019】図1において、半導体基板21上にLOC
OS法によりおよそ600nmの膜厚の素子分離膜22
を形成する。即ち、図示した説明は省略するが、前記半
導体基板21上にパッド酸化膜、パッドポリシリコン膜
を形成し、開口部を有するシリコン窒化膜をマスクに選
択酸化して開口部から露出した部分に素子分離膜22を
形成した後に、前記シリコン窒化膜、パッドポリシリコ
ン膜及びパッド酸化膜を除去する。In FIG. 1, LOC is formed on a semiconductor substrate 21.
An element isolation film 22 having a thickness of about 600 nm by the OS method.
To form That is, although illustration is omitted, a pad oxide film and a pad polysilicon film are formed on the semiconductor substrate 21, and the element is selectively oxidized using a silicon nitride film having an opening as a mask and exposed to a portion exposed from the opening. After forming the isolation film 22, the silicon nitride film, the pad polysilicon film and the pad oxide film are removed.
【0020】続いて、図2に示すように半導体基板21
上を熱酸化しておよそ15nmの膜厚のゲート酸化膜2
3Aを形成し、その上におよそ200nmの膜厚のポリ
シリコン膜(フローティングゲート形成膜)24Aを形
成した後に、開口部を有するシリコン窒化膜25を形成
する。Subsequently, as shown in FIG.
The upper portion is thermally oxidized to form a gate oxide film 2 having a thickness of about 15 nm.
3A, a polysilicon film (floating gate formation film) 24A having a thickness of about 200 nm is formed thereon, and then a silicon nitride film 25 having an opening is formed.
【0021】次に、図3に示すように前記シリコン窒化
膜25をマスクに選択酸化して開口部から露出した部分
の前記ポリシリコン膜24A上に選択酸化膜26を形成
する。尚、当該選択酸化膜26は中央部で膜厚が最大と
なり周辺部に向かうに従って膜厚が薄くなるように形成
されており、従って、選択酸化膜26下のポリシリコン
膜24Aの形状は、いわゆるお椀状に中央部が窪み、外
周部に向かうに従って薄く平らになっている(断面形状
は、その上部角部が薄く尖った状態となっている。)。Next, as shown in FIG. 3, selective oxidation is performed by using the silicon nitride film 25 as a mask to form a selective oxide film 26 on the portion of the polysilicon film 24A exposed from the opening. The selective oxide film 26 is formed so that the film thickness becomes maximum at the central portion and becomes thinner toward the peripheral portion. Therefore, the shape of the polysilicon film 24A under the selective oxide film 26 is a so-called The central portion is depressed in a bowl shape, and becomes thin and flat toward the outer peripheral portion (the cross-sectional shape is such that the upper corner portion is thin and sharp).
【0022】続いて、図4に示すように前記シリコン窒
化膜25を除去した後に、選択酸化膜26をマスクにし
てポリシリコン膜24Aを異方性エッチングしてポリシ
リコン膜24Bとする。Subsequently, as shown in FIG. 4, after removing the silicon nitride film 25, the polysilicon film 24A is anisotropically etched using the selective oxide film 26 as a mask to form a polysilicon film 24B.
【0023】更に、図5に示すように前記ポリシリコン
膜24Bを被覆するようにCVD法によりおよそ20n
mの膜厚のトンネル酸化膜27(例えば、TEOS膜あ
るいはHTO膜等)を形成した後に、図6に示すように
全面におよそ200nmの膜厚のポリシリコン膜(消去
ゲート形成膜)28A及びおよそ50nmの膜厚の酸化
膜29(例えば、TEOS膜あるいはHTO膜等)を積
層した後に、図7に示すように前記酸化膜29上に形成
したレジスト膜30をマスクに前記酸化膜29,ポリシ
リコン膜28A,トンネル酸化膜27,選択酸化膜26
及びポリシリコン膜24Bをパターニングして酸化膜2
9,消去ゲート(EG)28,トンネル酸化膜27,選
択酸化膜26及びフローティングゲート24(FG)を
形成する。このとき、フローティングゲート24下部以
外のゲート酸化膜23の一部がエッチングされて、およ
そ10nm程度の薄い酸化膜23Bとなる。また、フロ
ーティングゲート24の上部角部には、前記選択酸化膜
26形状を反映して上部に尖った尖鋭部24Cが形成さ
れる(図7(b)参照)。尚、図7(b)は図7(a)
の垂直方向の断面図である。Further, as shown in FIG. 5, about 20 n of the polysilicon film 24B is covered by the CVD method so as to cover the polysilicon film 24B.
After forming a tunnel oxide film 27 (for example, a TEOS film or an HTO film) having a thickness of m, a polysilicon film (erasing gate forming film) 28A having a thickness of approximately 200 nm After laminating an oxide film 29 (for example, a TEOS film or an HTO film) having a thickness of 50 nm, as shown in FIG. 7, a resist film 30 formed on the oxide film 29 is used as a mask to form the oxide film 29 and polysilicon. Film 28A, tunnel oxide film 27, selective oxide film 26
And the polysilicon film 24B is patterned to form an oxide film 2
9, an erase gate (EG) 28, a tunnel oxide film 27, a selective oxide film 26, and a floating gate 24 (FG) are formed. At this time, a part of the gate oxide film 23 other than the lower part of the floating gate 24 is etched to become a thin oxide film 23B of about 10 nm. At the upper corner of the floating gate 24, a sharp portion 24C that is sharpened upward is formed reflecting the shape of the selective oxide film 26 (see FIG. 7B). FIG. 7 (b) is the same as FIG.
3 is a vertical sectional view of FIG.
【0024】また、図8に示すように前記酸化膜29,
消去ゲート28,トンネル酸化膜27,選択酸化膜26
及びフローティングゲート24を被覆するようにCVD
法によりおよそ30nmの膜厚の酸化膜(例えば、TE
OS膜あるいはHTO膜等)を形成した後に、当該酸化
膜をおよそ25nm程度異方性エッチングして、それら
の側壁部を被覆するように側壁酸化膜31を形成する。
尚、当該側壁酸化膜31は、前記酸化膜23B,29と
一体化される。そして、全面をおよそ10nm程度フッ
酸処理して、前記酸化膜23Bを除去して基板表層を露
出させる。As shown in FIG. 8, the oxide film 29,
Erase gate 28, tunnel oxide film 27, selective oxide film 26
And CVD to cover the floating gate 24
Oxide film (for example, TE)
After forming an OS film or an HTO film, the oxide film is anisotropically etched by about 25 nm to form a sidewall oxide film 31 so as to cover those sidewall portions.
The sidewall oxide film 31 is integrated with the oxide films 23B and 29. Then, the entire surface is treated with hydrofluoric acid by about 10 nm to remove the oxide film 23B and expose the surface layer of the substrate.
【0025】続いて、前記基板21上を熱酸化しておよ
そ7nmの膜厚のゲート酸化膜23を形成した後に、当
該ゲート酸化膜23,側壁酸化膜31(,フローティン
グゲート24,選択酸化膜26,トンネル酸化膜27,
消去ゲート28)及び酸化膜29を被覆するようにおよ
そ300nmの膜厚のポリシリコン膜を形成する。更
に、当該ポリシリコン膜にリンドープして導電化を施し
た後に、当該ポリシリコン膜を異方性エッチングして前
記側壁酸化膜31(,フローティングゲート24,選択
酸化膜26,トンネル酸化膜27,消去ゲート28及び
酸化膜29)を被覆するように側壁導電膜を形成する。
そして、図9に示すようにレジスト膜32をマスクにし
て、所定領域の側壁導電膜を残膜させてコントロールゲ
ート(CG)33を形成する。Subsequently, after the substrate 21 is thermally oxidized to form a gate oxide film 23 having a thickness of about 7 nm, the gate oxide film 23, the sidewall oxide film 31 (the floating gate 24, the selective oxide film 26) are formed. , Tunnel oxide film 27,
A polysilicon film having a thickness of about 300 nm is formed so as to cover the erase gate 28) and the oxide film 29. Further, after the polysilicon film is doped with phosphorus and made conductive, the polysilicon film is anisotropically etched to form the sidewall oxide film 31 (the floating gate 24, the selective oxide film 26, the tunnel oxide film 27, A sidewall conductive film is formed so as to cover the gate 28 and the oxide film 29).
Then, as shown in FIG. 9, the control gate (CG) 33 is formed by using the resist film 32 as a mask and leaving the sidewall conductive film in a predetermined region.
【0026】更に、図10に示すように前記レジスト膜
32をマスクに基板表層にN型不純物、例えばリンイオ
ンをおよそドーズ量4.0〜5.0×1015/cm2、
加速電圧50〜100KeVの注入条件でイオン注入
し、アニール処理して拡散し、フローティングゲート2
4に隣接するように基板内の比較的深い位置までソース
領域34を形成する。Further, as shown in FIG. 10, an N-type impurity, for example, phosphorus ions is applied to the surface layer of the substrate using the resist film 32 as a mask at a dose of about 4.0 to 5.0 × 10 15 / cm 2 .
Ion implantation is performed under an implantation condition of an acceleration voltage of 50 to 100 KeV, an annealing process is performed to diffuse the ion,
The source region 34 is formed to a relatively deep position in the substrate so as to be adjacent to the source region 34.
【0027】また、前記コントロールゲート33,酸化
膜29(,フローティングゲート24,選択酸化膜2
6,トンネル酸化膜27,消去ゲート28)及び側壁酸
化膜31を被覆するようにCVD法によりおよそ200
nmの膜厚の酸化膜(例えば、TEOS膜あるいはHT
O膜等)を形成した後に、当該酸化膜を異方性エッチン
グして、図11に示すようにそれらの側壁部を被覆する
ように側壁酸化膜35を形成する。尚、当該側壁酸化膜
35は、前記酸化膜23,29,31と一体化される。The control gate 33, oxide film 29 (floating gate 24, selective oxide film 2)
6, tunnel oxide film 27, erase gate 28) and side wall oxide film 31 so as to cover about 200
nm-thick oxide film (for example, TEOS film or HT
After forming the O film or the like, the oxide film is anisotropically etched to form a sidewall oxide film 35 so as to cover those sidewall portions as shown in FIG. The sidewall oxide film 35 is integrated with the oxide films 23, 29, 31.
【0028】そして、前記ソース領域34上に形成した
不図示のレジスト膜をマスクに基板表層にN型不純物、
例えばリンイオンをおよそドーズ量5.0×1013/c
m2、加速電圧40KeV、更にヒ素イオンをおよそド
ーズ量5.0×1015/cm 2、加速電圧50KeVの
注入条件でイオン注入し、アニール処理して拡散し、前
記コントロールゲート33に隣接するようにドレイン領
域37を前記ソース領域34よりも浅い位置に形成す
る。Then, on the source region 34,
N-type impurities on the surface of the substrate using a resist film (not shown) as a mask,
For example, a dose of about 5.0 × 1013/ C
mTwo, An accelerating voltage of 40 KeV, and arsenic ions
Dose 5.0 × 10Fifteen/ Cm Two, Acceleration voltage of 50 KeV
Ion implantation under implantation conditions, diffusion by annealing,
The drain region is adjacent to the control gate 33.
The region 37 is formed at a position shallower than the source region 34.
You.
【0029】以下、図示した説明は省略するが、全面に
形成した層間絶縁膜を介して前記ソース領域34及びド
レイン領域37にコンタクトする金属配線を形成して不
揮発性半導体記憶装置のメモリセルが完成する。Although not shown in the drawings, a metal wiring is formed in contact with the source region 34 and the drain region 37 via an interlayer insulating film formed on the entire surface to complete the memory cell of the nonvolatile semiconductor memory device. I do.
【0030】ここで、上記構造の不揮発性半導体記憶装
置における各種動作について説明する。Here, various operations in the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure will be described.
【0031】先ず、書き込み時には、コントロールゲー
ト33におよそ1Vを印加し、ドレイン領域37(ビッ
ト線)に0Vを印加し、ソース領域34におよそ9V印
加すると共に、消去ゲート28におよそ10V印加す
る。これにより、ソース領域34及び消去ゲート28に
高電位を印加することで、ソース領域34とフローティ
ングゲート24間のカップリング比及び消去ゲート28
とフローティングゲート24間のカップリング比により
フローティングゲート24の電位は、およそ11V程度
に持ち上げられ、フローティングゲート24とコントロ
ールゲート33とが並設された領域下のチャネル領域付
近で発生したホットエレクトロンが、前記酸化膜23A
を通してフローティングゲート24に注入されてデータ
の書き込みが行われる。このとき、フローティングゲー
ト24の電位を高めるものとして従来構造におけるソー
ス領域8の電位の他に、消去ゲート28の電位が加わる
ため、フローティングゲート24の電位を効率良く高め
ることができる。First, at the time of writing, approximately 1 V is applied to the control gate 33, 0 V is applied to the drain region 37 (bit line), approximately 9 V is applied to the source region 34, and approximately 10 V is applied to the erase gate 28. Thus, by applying a high potential to the source region 34 and the erase gate 28, the coupling ratio between the source region 34 and the floating gate 24 and the erase gate 28
The potential of the floating gate 24 is raised to about 11 V by the coupling ratio between the floating gate 24 and the floating gate 24, and hot electrons generated near the channel region below the region where the floating gate 24 and the control gate 33 are juxtaposed are generated. The oxide film 23A
Through the floating gate 24 to write data. At this time, in addition to the potential of the source region 8 in the conventional structure, the potential of the erase gate 28 is added to increase the potential of the floating gate 24, so that the potential of the floating gate 24 can be efficiently increased.
【0032】一方、消去動作においては、消去ゲート2
8に10Vを印加し、その他のソース領域34,コント
ロールゲート33,ドレイン領域37(ビット線)に0
Vを印加する。これにより、フローティングゲート24
内に蓄積されている電荷(電子)が、フローティングゲ
ート24の上部角部の尖鋭部24C(図7(b)参照)
からF−N(Fowler-Nordheim tunnelling)伝導によっ
て前記トンネル酸化膜27を突き抜けて上部の消去ゲー
ト28に放出されてデータが消去される。このとき、従
来構造では、コントロールゲート6下(酸化膜3Aとト
ンネル酸化膜3)の膜厚を薄くできなかったため、自ず
とフローティングゲート4と消去ゲートの役割を果たす
コントロールゲート6との間に介在するトンネル酸化膜
3の膜厚も厚くなっていたが、本構造ではそれぞれ(ゲ
ート酸化膜23とトンネル酸化膜27)の膜厚を独自に
設定できるため、消去ゲート28とフローティングゲー
ト24との間に介在するトンネル酸化膜27の膜厚も適
正な膜厚に設定できる。従って、消去ゲート28に印加
する電圧を低くしても同じ電流を得ることができる(従
来構造ではコントロールゲートに14V→本構造では、
上記したように消去ゲート28に10V)。On the other hand, in the erase operation, the erase gate 2
10 is applied to 8 and 0 is applied to the other source region 34, control gate 33, and drain region 37 (bit line).
V is applied. Thereby, the floating gate 24
The electric charges (electrons) stored in the inside of the floating gate 24 are sharpened at the upper corner portion 24C of the floating gate 24 (see FIG. 7B).
Through the tunnel oxide film 27 by FN (Fowler-Nordheim tunnelling) conduction and is released to an upper erase gate 28 to erase data. At this time, in the conventional structure, the thickness under the control gate 6 (the oxide film 3A and the tunnel oxide film 3) could not be reduced, so that the structure is naturally interposed between the floating gate 4 and the control gate 6 serving as an erase gate. Although the thickness of the tunnel oxide film 3 was also large, in the present structure, the thickness of each of the (gate oxide film 23 and tunnel oxide film 27) can be set independently, so that the gap between the erase gate 28 and the floating gate 24 is provided. The thickness of the interposed tunnel oxide film 27 can also be set to an appropriate thickness. Therefore, the same current can be obtained even when the voltage applied to the erase gate 28 is lowered (14 V is applied to the control gate in the conventional structure → in the present structure,
10 V across erase gate 28 as described above.
【0033】そして、読み出し動作においては、ソース
領域34及び消去ゲート28に0Vを印加し、コントロ
ールゲート33におよそ2Vを印加し、ドレイン領域3
7(ビット線)に1Vを印加する。このとき、フローテ
ィングゲート24に電荷(電子)が注入されていると、
フローティングゲート24の電位が低くなるため、フロ
ーティングゲート24の下にはチャネルが形成されずド
レイン電流は流れない。逆に、フローティングゲート2
4に電荷(電子)が注入されていなければ、フローティ
ングゲート24の電位が高くなるため、フローティング
ゲート24の下にチャネルが形成されてセル電流(読み
出し電流)が流れる。また、コントロールゲート33下
のゲート酸化膜23膜厚が従来構造に比して薄くなるよ
うに形成されているため、コントロールゲート33に印
加する電圧を低くしても同じ電流を得ることができる。In the read operation, 0 V is applied to the source region 34 and the erase gate 28, approximately 2 V is applied to the control gate 33, and the drain region 3
7 (bit line) is applied with 1V. At this time, if charges (electrons) are injected into the floating gate 24,
Since the potential of the floating gate 24 decreases, no channel is formed below the floating gate 24 and no drain current flows. Conversely, floating gate 2
If no charge (electrons) is injected into 4, the potential of the floating gate 24 increases, so that a channel is formed below the floating gate 24 and a cell current (read current) flows. Further, since the thickness of the gate oxide film 23 under the control gate 33 is formed to be thinner than the conventional structure, the same current can be obtained even when the voltage applied to the control gate 33 is reduced.
【0034】以上説明したように本発明の不揮発性半導
体記憶装置では、図11に示すようにフローティングゲ
ート24と、その上部に選択酸化膜26及びトンネル酸
化膜27を介して形成された消去ゲート28と、これら
のゲート24,28の一側壁部に形成されたコントロー
ルゲート33とから成る構造を採用したことで、ゲート
酸化膜23とトンネル酸化膜27の膜厚を独立して設定
することができる。As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, as shown in FIG. 11, a floating gate 24 and an erase gate 28 formed thereon via a selective oxide film 26 and a tunnel oxide film 27 as shown in FIG. And the control gate 33 formed on one side wall of the gates 24 and 28, the thickness of the gate oxide film 23 and the thickness of the tunnel oxide film 27 can be set independently. .
【0035】従って、リードディスターブ現象の発生す
る危険性が減り、コントロールゲート33下のゲート酸
化膜23膜厚を薄くできる。そのため、セル電流(読出
し電流)を大きくでき、更にはセルしきい値を下げられ
る。その結果、低電圧印加による読出し動作が可能にな
る。Therefore, the risk of occurrence of the read disturb phenomenon is reduced, and the thickness of the gate oxide film 23 below the control gate 33 can be reduced. Therefore, the cell current (read current) can be increased, and the cell threshold can be lowered. As a result, a read operation by applying a low voltage becomes possible.
【0036】また、従来構造に比して書き込み動作時の
コントロールゲート33−フローティングゲート24間
電圧を高めることができる(上述したように本構造の書
き込み時において、フローティングゲート24の電位
は、消去ゲート28の電位とソース領域34の電位との
双方から高められ、また、低いコントロール電圧で書き
込み電流が流せる)ため、書き込み効率を上げることが
できる。従って、低電圧印加による書き換え動作が可能
になる。Further, the voltage between the control gate 33 and the floating gate 24 at the time of the write operation can be increased as compared with the conventional structure. The write efficiency can be increased because the write current can be increased by both the potential of the source region 28 and the potential of the source region 34, and the write current can flow with a low control voltage. Therefore, a rewriting operation by applying a low voltage becomes possible.
【0037】また、同一ソースで書き込み側と反対側の
ペアとなっているセルで、消去ゲートの電圧を0Vにし
ておくことで、フローティングゲートの電位が下がり、
ディスターブ(誤書き込み)が起こる可能性を減らすこ
とができる。Also, in the cells of the same source which are paired on the opposite side to the write side, by setting the voltage of the erase gate to 0 V, the potential of the floating gate decreases,
Disturbance (erroneous writing) can be reduced.
【0038】更に、リードディスターブ現象の危険性が
減るため、トンネル酸化膜27の膜厚を従来よりも薄く
することが可能となり、消去ゲート28への低電圧印加
による消去動作が可能になる。このため、データの書き
換え回数の向上が図れる。これは、膜厚を薄くすること
で、トンネル酸化膜に電荷(電子)がトラップされる確
率が減るためである。Further, since the risk of the read disturb phenomenon is reduced, the thickness of the tunnel oxide film 27 can be made smaller than before, and an erasing operation by applying a low voltage to the erasing gate 28 becomes possible. Therefore, the number of times of data rewriting can be improved. This is because the probability that charges (electrons) are trapped in the tunnel oxide film is reduced by reducing the film thickness.
【0039】このように本発明構造では、全ての動作
(読出し、書き換え、消去)における低電圧化が可能と
なるため、周辺回路の微細化も可能になる。As described above, according to the structure of the present invention, the voltage can be reduced in all the operations (read, rewrite, and erase), so that the peripheral circuits can be miniaturized.
【0040】更に、本発明の製造方法では、消去ゲート
28とコントロールゲート33とがセルフアラインで形
成できるため、微細化を図る上で有効である。Further, in the manufacturing method of the present invention, since the erase gate 28 and the control gate 33 can be formed in a self-alignment manner, it is effective for miniaturization.
【0041】尚、本実施形態では、選択酸化膜26をマ
スクにパターニング形成されたフローティングゲート2
4構造を有する不揮発性半導体記憶装置について説明し
たが、ポリシリコン膜等から成る導電膜をレジスト膜を
マスクにパターニング形成したフローティングゲート構
造を有する不揮発性半導体記憶装置に適用しても良い。In this embodiment, the floating gate 2 patterned by using the selective oxide film 26 as a mask is used.
Although the nonvolatile semiconductor memory device having the four structures has been described, the present invention may be applied to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate structure in which a conductive film made of a polysilicon film or the like is patterned using a resist film as a mask.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、フローティングゲート
と、その上部にトンネル酸化膜を介して形成された消去
ゲートと、これらのゲートの一側壁部に形成されたコン
トロールゲートとから成る構造を採用したことで、ゲー
ト酸化膜とトンネル酸化膜の膜厚を独立して設定するこ
とができ、各種動作における低電圧化が可能になる。According to the present invention, a structure comprising a floating gate, an erase gate formed on the floating gate via a tunnel oxide film, and a control gate formed on one side wall of these gates is employed. Thus, the thicknesses of the gate oxide film and the tunnel oxide film can be set independently, and the voltage can be reduced in various operations.
【0043】また、従来構造に比して書き込み動作時の
コントロールゲート−フローティングゲート間電圧を高
めることができるため、書き込み効率を上げることがで
きる。Since the voltage between the control gate and the floating gate during the write operation can be increased as compared with the conventional structure, the write efficiency can be increased.
【0044】更に、本発明の製造方法では、消去ゲート
とコントロールゲートとがセルフアラインで形成できる
ため、微細化が可能である。Further, according to the manufacturing method of the present invention, since the erase gate and the control gate can be formed in a self-aligned manner, miniaturization is possible.
【図1】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図10】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.
【図11】本発明の一実施形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to one embodiment of the present invention.
【図12】従来の不揮発性半導体記憶装置を示す平面図
である。FIG. 12 is a plan view showing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図13】従来の不揮発性半導体記憶装置を示す断面図
である。FIG. 13 is a sectional view showing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.
フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA21 AA22 AA26 AA32 AB03 AB07 AC02 AC06 AC20 AD16 AD41 AD52 AD62 AE02 AE03 AE08 AF06 AF10 AG02 AG12 AG22 AG24 AG30 5F083 EP15 EP25 EP30 ER02 ER09 ER14 ER18 ER22 GA30 PR29 5F101 BA03 BA04 BA08 BA14 BB04 BB09 BC02 BC03 BC11 BD06 BD22 BD33 BD37 BE02 BE05 BE07 BF02 BF10 BH03 BH04 BH07 BH09 BH16 Continued on the front page F-term (reference) 5F001 AA21 AA22 AA26 AA32 AB03 AB07 AC02 AC06 AC20 AD16 AD41 AD52 AD62 AE02 AE03 AE08 AF06 AF10 AG02 AG12 AG22 AG24 AG30 5F083 EP15 EP25 EP30 ER02 ER09 ER14 ER18 ER22 BA30 BA04 BA045 BB09 BC02 BC03 BC11 BD06 BD22 BD33 BD37 BE02 BE05 BE07 BF02 BF10 BH03 BH04 BH07 BH09 BH16
Claims (4)
成されたフローティングゲートと、 前記フローティングゲート上に絶縁膜を介して形成され
た消去ゲートと、 前記フローティングゲート,絶縁膜及び消去ゲートを被
覆するように形成された絶縁膜を介して前記フローティ
ングゲート,絶縁膜及び消去ゲートの一側壁部に形成さ
れたコントロールゲートと、 前記フローティングゲートあるいはコントロールゲート
に隣接するように前記基板表層に形成された拡散領域と
を有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。A floating gate formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film; an erase gate formed on the floating gate via an insulating film; and covering the floating gate, the insulating film and the erase gate. A control gate formed on one side wall of the floating gate, the insulating film and the erase gate via an insulating film formed so as to be formed on the surface of the substrate adjacent to the floating gate or the control gate; A nonvolatile semiconductor memory device having a diffusion region.
選択酸化法により形成された選択酸化膜が形成され、そ
の上部角部には尖鋭部が形成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。2. The method according to claim 1, further comprising:
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a selective oxide film formed by a selective oxidation method is formed, and a sharp portion is formed at an upper corner thereof.
して第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜を被覆するように絶縁膜,第2の導電
膜及び絶縁膜を積層する工程と、 前記絶縁膜上に形成したレジスト膜をマスクに前記絶縁
膜,第2の導電膜,絶縁膜及び第1の導電膜をパターニ
ングして絶縁膜,消去ゲート,絶縁膜及びフローティン
グゲートを形成する工程と、 前記絶縁膜,消去ゲート,絶縁膜及びフローティングゲ
ートの側壁部を被覆するように側壁絶縁膜を形成すると
共に基板表層を露出させる工程と、 前記基板表層に第2のゲート絶縁膜を形成した後に当該
第2のゲート絶縁膜を介して前記フローティングゲー
ト,絶縁膜及び消去ゲートの一側壁部にコントロールゲ
ートを形成する工程と、 前記フローティングゲートあるいはコントロールゲート
に隣接するように前記基板表層に拡散領域を形成する工
程とを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置
の製造方法。3. A step of forming a first conductive film on a semiconductor substrate via a first gate insulating film; and forming an insulating film, a second conductive film, and an insulating film so as to cover the first conductive film. Stacking a film, and patterning the insulating film, the second conductive film, the insulating film and the first conductive film using the resist film formed on the insulating film as a mask, and forming an insulating film, an erase gate, an insulating film, Forming a floating gate, forming a side wall insulating film so as to cover the insulating film, the erase gate, the insulating film and the side wall of the floating gate, and exposing a substrate surface layer; Forming a control gate on one side wall of the floating gate, the insulating film, and the erase gate via the second gate insulating film after forming the gate insulating film; Or a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device characterized by a step of forming the substrate surface layer diffusion region so as to be adjacent to the control gate.
介して形成された第1の導電膜上に開口部を有する耐酸
化性膜を形成する工程と、 前記耐酸化性膜をマスクにして前記第1の導電膜を選択
酸化し、その上部に選択酸化膜を形成する工程と、 前記耐酸化性膜を除去した後に前記選択酸化膜をマスク
にして前記第1の導電膜をパターニングする工程と、 前記第1の導電膜及び選択酸化膜を被覆するように絶縁
膜,第2の導電膜及び絶縁膜を積層する工程と、 前記絶縁膜上に形成したレジスト膜をマスクに前記絶縁
膜,第2の導電膜,絶縁膜,選択酸化膜及び第1の導電
膜をパターニングして絶縁膜,消去ゲート,絶縁膜,選
択酸化膜及びフローティングゲートを形成する工程と、 前記絶縁膜,消去ゲート,絶縁膜,選択酸化膜及びフロ
ーティングゲートを被覆するように絶縁膜を形成した後
に当該絶縁膜を異方性エッチングして、それらの側壁部
を被覆するように側壁絶縁膜を形成すると共に基板表層
を露出させる工程と、 前記基板表層に第2のゲート絶縁膜を形成した後に当該
第2のゲート絶縁膜を介して前記絶縁膜,消去ゲート,
絶縁膜,選択酸化膜,フローティングゲート及び側壁絶
縁膜を被覆するように第3の導電膜を形成した後に当該
第3の導電膜を異方性エッチングして、それらの側壁部
を被覆するように側壁導電膜を形成する工程と、 レジスト膜をマスクに所定領域以外の前記側壁導電膜を
エッチング除去して当該側壁導電膜から成るコントロー
ルゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートあるいはコントロールゲート
に隣接するように前記基板表層に拡散領域を形成する工
程とを有することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置
の製造方法。4. A step of forming an oxidation-resistant film having an opening on a first conductive film formed on a semiconductor substrate via a first gate insulating film, and using the oxidation-resistant film as a mask. Selectively oxidizing the first conductive film to form a selective oxide film thereon, and after removing the oxidation-resistant film, patterning the first conductive film using the selective oxide film as a mask A step of stacking an insulating film, a second conductive film and an insulating film so as to cover the first conductive film and the selective oxidation film; and a step of using the resist film formed on the insulating film as a mask to form the insulating film. Forming an insulating film, an erase gate, an insulating film, a selective oxide film, and a floating gate by patterning the first conductive film, the second conductive film, the insulating film, the selective oxide film, and the first conductive film; , Insulating film, selective oxide film and float Anisotropically etching the insulating film after forming the insulating film so as to cover the insulating gate, forming a side wall insulating film so as to cover those side walls, and exposing the substrate surface layer; After a second gate insulating film is formed, the insulating film, the erase gate,
After forming a third conductive film so as to cover the insulating film, the selective oxide film, the floating gate, and the side wall insulating film, the third conductive film is anisotropically etched to cover those side walls. A step of forming a sidewall conductive film; a step of forming a control gate made of the sidewall conductive film by etching and removing the sidewall conductive film other than a predetermined region using a resist film as a mask; Forming a diffusion region in the surface layer of the substrate as described above.
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| JP2000040815A JP2001230330A (en) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | Nonvolatile semiconductor memory and its manufacturing method |
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