JP2000022115A - Semiconductor memory and its manufacture - Google Patents

Semiconductor memory and its manufacture

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JP2000022115A
JP2000022115A JP27197698A JP27197698A JP2000022115A JP 2000022115 A JP2000022115 A JP 2000022115A JP 27197698 A JP27197698 A JP 27197698A JP 27197698 A JP27197698 A JP 27197698A JP 2000022115 A JP2000022115 A JP 2000022115A
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JP
Japan
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source
floating gate
insulating film
gate electrodes
conductive film
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Application number
JP27197698A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Arimoto
護 有本
Takayuki Kaida
孝行 海田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory which has a stable writing characteristic and a fast operating speed, can be made finer in size, is free of over- etching, and can be improved in writing and read-out characteristics. SOLUTION: A memory cell 1 is composed of source/drain regions 3, channel regions 4, floating gate electrodes 5 and 6, and control gate electrodes 7. A tunnel insulating film 10 is provided on insulating films 9, source/drain regions 3, and channel regions 4 formed above the floating gate electrodes 5 and 6. Insulating films 30 are provided on the insulating films 9 and source/drain regions 3 and selective gates 11 are provided on the insulating films 30 and selective gates 11 above the channel regions 4. At both corner sections of the electrodes 5 and 6, projections 5a and 6a are formed. A selective transistor 12 is constituted of the source/drain regions 3 which hold each selective gate 11 in between and the gate 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリ及び
その製造方法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor memory and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、不揮発性半導体メモリとして、例
えば、EEPROM(Electrically Erasable and Prog
rammable Read Only Memory )が注目されている。この
EEPROMでは、浮遊ゲートに電荷を蓄積し、電荷の
有無による閾値電圧の変化を制御ゲートによって検出す
ることで、データの記憶を行わせるようになっている。
また、EEPROMには、メモリチップ全体でデータの
消去を行うか、あるいは、メモリセルアレイを任意のブ
ロックに分けてその各ブロック単位でデータの消去を行
うフラッシュEEPROMがある。
2. Description of the Related Art In recent years, as a nonvolatile semiconductor memory, for example, an EEPROM (Electrically Erasable and Prog
Rammable Read Only Memory) is attracting attention. In this EEPROM, data is stored by accumulating charges in a floating gate and detecting a change in threshold voltage due to the presence or absence of charges by a control gate.
The EEPROM includes a flash EEPROM which erases data in the entire memory chip or divides a memory cell array into arbitrary blocks and erases data in each block unit.

【0003】フラッシュEEPROMを構成するメモリ
セルには、スプリットゲート型やスタックトゲート型な
どがある。スタックトゲート型メモリセルを用いたフラ
ッシュEEPROMは、データ消去時に浮遊ゲート電極
から電荷を引き抜く際、電荷を過剰に抜き過ぎると、メ
モリセルをオフ状態にするための所定の電圧(例えば、
0V)を制御ゲート電極に印加したときでも、チャネル
領域がオン状態になる。その結果、そのメモリセルが常
にオン状態になり、記憶されたデータの読み出しが不能
になるという問題、いわゆる過剰消去の問題が起こる。
過剰消去を防止するには、消去手順に工夫が必要で、メ
モリデバイスの周辺回路で消去手順を制御するか、又は
メモリデバイスの外部回路で消去手順を制御する必要が
ある。
[0003] There are a split gate type, a stacked gate type and the like as memory cells constituting a flash EEPROM. In a flash EEPROM using a stacked gate memory cell, a predetermined voltage (for example, a predetermined voltage (for example,
Even when 0 V) is applied to the control gate electrode, the channel region is turned on. As a result, the memory cell is always turned on, and reading of stored data becomes impossible, that is, a problem of so-called excessive erasure occurs.
In order to prevent excessive erasure, the erasing procedure needs to be devised, and it is necessary to control the erasing procedure in a peripheral circuit of the memory device or to control the erasing procedure in an external circuit of the memory device.

【0004】このようなスタックトゲート型メモリセル
における過剰消去の問題を回避するために開発されたの
が、スプリットゲート型メモリセルである。スプリット
ゲート型メモリセルを用いるフラッシュEEPROM
は、WO92/18980(G11C 13/00)に開示されて
いる。
A split gate type memory cell has been developed in order to avoid the problem of excessive erasure in such a stacked gate type memory cell. Flash EEPROM using split gate memory cells
Are disclosed in WO 92/18980 (G11C 13/00).

【0005】図26は、従来のスプリットゲート型メモ
リセル201の断面図である。スプリットゲート型メモ
リセル(スプリットゲート型トランジスタ)201は、
ソース領域203、ドレイン領域204、チャネル領域
205、浮遊ゲート電極206、及び制御ゲート電極2
07から構成されている。
FIG. 26 is a sectional view of a conventional split gate type memory cell 201. As shown in FIG. The split gate type memory cell (split gate type transistor) 201
Source region 203, drain region 204, channel region 205, floating gate electrode 206, and control gate electrode 2
07.

【0006】P型単結晶シリコン基板202上にN型の
ソース領域203及びドレイン領域204が形成されて
いる。ソース領域203とドレイン領域204とに挟ま
れたチャネル領域205上に、ゲート絶縁膜208を介
して浮遊ゲート電極206が形成されている。浮遊ゲー
ト電極206上にLOCOS(Local Oxidation of Sil
icon)法によって絶縁膜209及びトンネル絶縁膜21
0が形成され、トンネル絶縁膜210上に制御ゲート電
極207が形成されている。絶縁膜209により、浮遊
ゲート電極206の上部には突起部206aが形成され
ている。
An N-type source region 203 and a drain region 204 are formed on a P-type single crystal silicon substrate 202. On the channel region 205 sandwiched between the source region 203 and the drain region 204, a floating gate electrode 206 is formed via a gate insulating film 208. LOCOS (Local Oxidation of Sil
icon) method, the insulating film 209 and the tunnel insulating film 21
0 is formed, and the control gate electrode 207 is formed on the tunnel insulating film 210. A protrusion 206 a is formed above the floating gate electrode 206 by the insulating film 209.

【0007】ここで、制御ゲート電極207の一部は、
各絶縁膜208,210を介してチャネル領域205上
に配置され、選択ゲート211を構成している。その選
択ゲート211とソース領域203及びドレイン領域2
04とにより、選択トランジスタ212が構成される。
すなわち、スプリットゲート型メモリセル201は、各
ゲート電極206,207と各領域203,204から
構成されるトランジスタと、選択トランジスタ212と
が直列に接続された構成をとる。
Here, a part of the control gate electrode 207 is
It is arranged on the channel region 205 via each of the insulating films 208 and 210, and forms a selection gate 211. The select gate 211, the source region 203 and the drain region 2
04 forms the selection transistor 212.
That is, the split gate memory cell 201 has a configuration in which a transistor including each of the gate electrodes 206 and 207 and each of the regions 203 and 204 and a selection transistor 212 are connected in series.

【0008】図27は、スプリットゲート型メモリセル
201を用いたフラッシュEEPROMのメモリセルア
レイ302を示す。図27(b)は、メモリセルアレイ
302の一部平面図であり、図27(a)は、図27
(b)におけるX−X線断面図である。
FIG. 27 shows a memory cell array 302 of a flash EEPROM using the split gate type memory cells 201. FIG. 27B is a partial plan view of the memory cell array 302, and FIG.
It is XX sectional drawing in (b).

【0009】メモリセルアレイ302は、P型単結晶シ
リコン基板202上に形成された複数のメモリセル20
1によって構成されている。基板202上の占有面積を
小さく抑えることを目的に、2つのメモリセル201
(以下、2つを区別するため「201a」「201b」
と表記する)は、ソース領域203を共通にし、その共
通のソース領域203を中心にして浮遊ゲート電極20
6及び制御ゲート電極207が線対称となるように配置
されている。
The memory cell array 302 includes a plurality of memory cells 20 formed on a P-type single crystal silicon substrate 202.
1. In order to reduce the occupied area on the substrate 202, the two memory cells 201
(Hereinafter, "201a" and "201b" to distinguish the two
), The source region 203 is made common, and the floating gate electrode 20 is formed around the common source region 203.
6 and the control gate electrode 207 are arranged to be line-symmetric.

【0010】基板202上にはフィールド絶縁膜213
が形成され、そのフィールド絶縁膜213によって各メ
モリセル201間の素子分離が行われている。図27
(b)において縦方向に配置された各メモリセル201
のソース領域203は共通になっている。また、図27
(b)において縦方向に配置された各メモリセル201
の制御ゲート電極207は共通になっており、その制御
ゲート電極207によってワード線が形成されている。
さらに、図27(b)において横方向に配置されている
各ドレイン領域204は、ビット線コンタクト214を
介してビット線(図示略)に接続されている。
A field insulating film 213 is formed on the substrate 202.
Are formed, and element isolation between the memory cells 201 is performed by the field insulating film 213. FIG.
Each memory cell 201 arranged in the vertical direction in FIG.
Are common. FIG.
Each memory cell 201 arranged in the vertical direction in FIG.
Are common, and the control gate electrode 207 forms a word line.
Further, each drain region 204 arranged in the horizontal direction in FIG. 27B is connected to a bit line (not shown) via a bit line contact 214.

【0011】次に、フラッシュEEPROMの各動作モ
ード(書き込み動作、読み出し動作、消去動作)につい
て、図28を参照して説明する。 (a)書き込み動作(図28(a)参照) 選択されたメモリセル201のドレイン領域204は、
センスアンプ310内に設けられた定電流源310aに
接続されて、その電位は約1.2Vにされる。また、選
択されたメモリセル201以外の各メモリセル201の
ドレイン領域204の電位は3Vにされる。
Next, each operation mode (write operation, read operation, erase operation) of the flash EEPROM will be described with reference to FIG. (A) Write operation (see FIG. 28A) The drain region 204 of the selected memory cell 201
It is connected to a constant current source 310a provided in the sense amplifier 310, and its potential is set to about 1.2V. The potential of the drain region 204 of each memory cell 201 other than the selected memory cell 201 is set to 3V.

【0012】選択されたメモリセル201の制御ゲート
電極207の電位は2Vにされる。また、選択されたメ
モリセル201以外の各メモリセル201の制御ゲート
電極207の電位は0Vにされる。
The potential of the control gate electrode 207 of the selected memory cell 201 is set to 2V. The potential of the control gate electrode 207 of each memory cell 201 other than the selected memory cell 201 is set to 0V.

【0013】全てのメモリセル201のソース領域20
3の電位は12Vにされる。メモリセル201におい
て、選択トランジスタ212の閾値電圧Vthは約0.
5Vである。従って、選択されたメモリセル201で
は、ドレイン領域204中の電子が反転状態のチャネル
領域205中へ移動する。そのため、ソース領域203
からドレイン領域204に向かってセル電流が流れる。
一方、ソース領域203の電位は12Vであるため、ソ
ース領域203と浮遊ゲート電極206との間の静電容
量を介したカップリングにより、浮遊ゲート電極206
の電位が持ち上げられて12Vに近くなる。そのため、
チャネル領域205と浮遊ゲート電極206の間には高
電界が生じる。従って、チャネル領域205中の電子は
加速されてホットエレクトロンとなり、図28(a)の
矢印Aに示すように、浮遊ゲート電極206へ注入され
る。その結果、選択されたメモリセル201の浮遊ゲー
ト電極206に電荷が蓄積され、1ビットのデータが書
き込まれて記憶される。
The source regions 20 of all the memory cells 201
The potential of 3 is set to 12V. In the memory cell 201, the threshold voltage Vth of the selection transistor 212 is about 0.5.
5V. Therefore, in the selected memory cell 201, the electrons in the drain region 204 move into the channel region 205 in the inverted state. Therefore, the source region 203
, A cell current flows toward the drain region 204.
On the other hand, since the potential of the source region 203 is 12 V, the floating gate electrode 206 is coupled by coupling between the source region 203 and the floating gate electrode 206 through the capacitance.
Rises to near 12V. for that reason,
A high electric field is generated between the channel region 205 and the floating gate electrode 206. Therefore, the electrons in the channel region 205 are accelerated to become hot electrons, and are injected into the floating gate electrode 206 as shown by an arrow A in FIG. As a result, charges are accumulated in the floating gate electrode 206 of the selected memory cell 201, and 1-bit data is written and stored.

【0014】この書き込み動作は、選択されたメモリセ
ル201毎に行うことができる。 (b)読み出し動作(図28(b)参照) 選択されたメモリセル201のドレイン領域204の電
位は2Vにされる。また、選択されたメモリセル201
以外の各メモリセル201のドレイン領域204の電位
は0Vにされる。
This write operation can be performed for each selected memory cell 201. (B) Read operation (see FIG. 28B) The potential of the drain region 204 of the selected memory cell 201 is set to 2V. In addition, the selected memory cell 201
The potential of the drain region 204 of each of the other memory cells 201 is set to 0V.

【0015】選択されたメモリセル201の制御ゲート
電極207の電位は4Vにされる。また、選択されたメ
モリセル201以外の各メモリセル201の制御ゲート
電極207の電位は0Vにされる。
The potential of the control gate electrode 207 of the selected memory cell 201 is set to 4V. The potential of the control gate electrode 207 of each memory cell 201 other than the selected memory cell 201 is set to 0V.

【0016】全てのメモリセル201のソース領域20
3の電位は0Vにされる。後記するように、消去状態に
あるメモリセル201の浮遊ゲート電極206には電荷
が蓄積されていない。それに対して、前記したように、
書き込み状態にあるメモリセル201の浮遊ゲート電極
206には電荷が蓄積されている。従って、消去状態に
あるメモリセル201の浮遊ゲート電極206直下のチ
ャネル領域205はオン状態になっており、書き込み状
態にあるメモリセル201の浮遊ゲート電極206直下
のチャネル領域205はオフ状態に近くなっている。そ
のため、制御ゲート電極207に4Vが印加されたと
き、ドレイン領域204からソース領域203に向かっ
て流れるセル電流は、消去状態のメモリセル201の方
が書き込み状態のメモリセル201よりも大きくなる。
Source regions 20 of all memory cells 201
The potential of No. 3 is set to 0V. As will be described later, no charge is stored in the floating gate electrode 206 of the memory cell 201 in the erased state. In contrast, as mentioned above,
Electric charges are accumulated in the floating gate electrode 206 of the memory cell 201 in the written state. Therefore, the channel region 205 immediately below the floating gate electrode 206 of the memory cell 201 in the erased state is in the ON state, and the channel region 205 immediately below the floating gate electrode 206 of the memory cell 201 in the written state is close to the OFF state. ing. Therefore, when 4 V is applied to the control gate electrode 207, the cell current flowing from the drain region 204 toward the source region 203 is larger in the erased memory cell 201 than in the written memory cell 201.

【0017】この各メモリセル201間のセル電流の大
小をセンスアンプ310で判別することにより、メモリ
セル201に記憶されたデータの値を読み出すことがで
きる。例えば、消去状態のメモリセル201のデータの
値を「1」、書き込み状態のメモリセル201のデータ
の値を「0」として読み出しを行う。つまり、各メモリ
セル201に、消去状態のデータ値「1」と、書き込み
状態のデータ値「0」の2値を記憶させ、そのデータ値
を読み出すことができる。
The value of the data stored in the memory cell 201 can be read by determining the magnitude of the cell current between the memory cells 201 by the sense amplifier 310. For example, reading is performed with the data value of the memory cell 201 in the erased state set to “1” and the data value of the memory cell 201 in the written state set to “0”. In other words, in each memory cell 201, two values of the data value "1" in the erased state and the data value "0" in the written state can be stored, and the data values can be read.

【0018】(c)消去動作(図28(c)参照) 全てのメモリセル201のドレイン領域204の電位は
0Vにされる。選択されたメモリセル201の制御ゲー
ト電極207の電位は15Vにされる。また、選択され
たメモリセル201以外の各メモリセル201の制御ゲ
ート電極207の電位は0Vにされる。
(C) Erasing Operation (See FIG. 28C) The potentials of the drain regions 204 of all the memory cells 201 are set to 0V. The potential of the control gate electrode 207 of the selected memory cell 201 is set to 15V. The potential of the control gate electrode 207 of each memory cell 201 other than the selected memory cell 201 is set to 0V.

【0019】全てのメモリセル201のソース領域20
3の電位は0Vにされる。ソース領域203及び基板2
02と浮遊ゲート電極206との間の静電容量と、制御
ゲート電極207と浮遊ゲート電極206の間の静電容
量とを比べると、前者の方が圧倒的に大きい。つまり、
浮遊ゲート電極206は、ソース領域203及び基板2
02と強くカップリングしている。そのため、制御ゲー
ト電極207が15V、ドレイン領域204が0Vにな
っても、浮遊ゲート電極206の電位は0V付近からあ
まり変化せず、制御ゲート電極207と浮遊ゲート電極
206の電位差が大きくなって各電極207,206間
に高電界が生じる。
Source regions 20 of all memory cells 201
The potential of No. 3 is set to 0V. Source region 203 and substrate 2
When the capacitance between the gate electrode 02 and the floating gate electrode 206 is compared with the capacitance between the control gate electrode 207 and the floating gate electrode 206, the former is overwhelmingly larger. That is,
The floating gate electrode 206 includes the source region 203 and the substrate 2
02 is strongly coupled. Therefore, even when the control gate electrode 207 becomes 15V and the drain region 204 becomes 0V, the potential of the floating gate electrode 206 does not change so much from around 0V, and the potential difference between the control gate electrode 207 and the floating gate electrode 206 becomes large. A high electric field is generated between the electrodes 207 and 206.

【0020】その結果、ファウラー−ノルドハイム・ト
ンネル電流(Fowler-Nordheim Tunnel Current、以下、
FNトンネル電流という)が流れ、図28(c)の矢印
Bに示すように、浮遊ゲート電極206中の電子が制御
ゲート電極207側へ引き抜かれて、メモリセル201
に記憶されたデータの消去が行われる。
As a result, Fowler-Nordheim Tunnel Current (hereinafter, referred to as Fowler-Nordheim Tunnel Current)
FN tunnel current) flows, and electrons in the floating gate electrode 206 are drawn out to the control gate electrode 207 side as shown by an arrow B in FIG.
Is erased.

【0021】このとき、浮遊ゲート電極206には突起
部206aが形成されているため、浮遊ゲート電極20
6中の電子は突起部206aから飛び出して制御ゲート
電極207側へ移動する。従って、電子の移動が容易に
なり、浮遊ゲート電極206中の電子を効率的に引き抜
くことができる。
At this time, since the projection 206a is formed on the floating gate electrode 206, the floating gate electrode 20
The electrons in 6 jump out of the protrusion 206a and move to the control gate electrode 207 side. Therefore, the movement of the electrons is facilitated, and the electrons in the floating gate electrode 206 can be efficiently extracted.

【0022】ここで、行方向に配列された各メモリセル
201の制御ゲート電極207により、共通のワード線
が形成されている。そのため、消去動作は、選択された
ワード線に接続されている全てのメモリセル201に対
して行われる。
Here, a common word line is formed by the control gate electrodes 207 of the memory cells 201 arranged in the row direction. Therefore, the erase operation is performed on all the memory cells 201 connected to the selected word line.

【0023】尚、複数のワード線を同時に選択すること
により、その各ワード線に接続されている全てのメモリ
セル201に対して消去動作を行うこともできる。この
ようにメモリセルアレイ302を複数組のワード線毎の
任意のブロックに分けてその各ブロック単位でデータの
消去を行う消去動作は、ブロック消去と呼ばれる。
By simultaneously selecting a plurality of word lines, an erasing operation can be performed on all the memory cells 201 connected to each word line. The erase operation of dividing the memory cell array 302 into arbitrary blocks for each of a plurality of sets of word lines and erasing data in each block is called block erase.

【0024】このように構成されたスプリットゲート型
メモリセル201を用いたフラッシュEEPROMは、
選択トランジスタ212が設けられているため、個々の
メモリセル201にそれ自身を選択する機能がある。つ
まり、データ消去時に浮遊ゲート電極206から電荷を
引き抜く際に電荷を過剰に抜き過ぎても、選択ゲート2
11によってチャネル領域205をオフ状態にすること
ができる。従って、過剰消去が発生したとしても、選択
トランジスタ212によってメモリセル201のオン・
オフ状態を制御することができ、過剰消去が問題になら
ない。すなわち、メモリセル201の内部に設けられた
選択トランジスタ212によって、そのメモリセル自身
のオン・オフ状態を選択することができる。
A flash EEPROM using the split gate type memory cell 201 configured as described above is
Since the selection transistor 212 is provided, each memory cell 201 has a function of selecting itself. In other words, even if the charge is excessively extracted from the floating gate electrode 206 during data erasing, the selection gate 2
11, the channel region 205 can be turned off. Therefore, even if excessive erasure occurs, the selection transistor 212 turns on / off the memory cell 201.
The off state can be controlled, and excessive erasure is not a problem. That is, the on / off state of the memory cell itself can be selected by the selection transistor 212 provided inside the memory cell 201.

【0025】次に、メモリセルアレイ302の製造方法
について順を追って説明する。 工程1(図29(a)参照);LOCOS法を用い、基
板202上にフィールド絶縁膜213(図示略)を形成
する。次に、基板202上におけるフィールド絶縁膜2
13の形成されていない部分(素子領域)に、熱酸化法
を用いてシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜208を
形成する。続いて、ゲート絶縁膜208上に浮遊ゲート
電極206となるドープドポリシリコン膜215を形成
する。そして、LPCVD(Low Pressure Chemical Va
pour Deposition )法を用い、ドープドポリシリコン膜
215の全面にシリコン窒化膜216を形成する。次
に、シリコン窒化膜216の全面にフォトレジストを塗
布した後、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、
浮遊ゲート電極206を形成するためのエッチング用マ
スク217を形成する。
Next, a method of manufacturing the memory cell array 302 will be described step by step. Step 1 (see FIG. 29A): A field insulating film 213 (not shown) is formed on the substrate 202 by using the LOCOS method. Next, the field insulating film 2 on the substrate 202
A gate insulating film 208 made of a silicon oxide film is formed by using a thermal oxidation method in a portion (element region) where 13 is not formed. Subsequently, a doped polysilicon film 215 to be the floating gate electrode 206 is formed on the gate insulating film 208. And LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor)
A silicon nitride film 216 is formed on the entire surface of the doped polysilicon film 215 by using a pour deposition method. Next, after applying a photoresist on the entire surface of the silicon nitride film 216, using a normal photolithography technique,
An etching mask 217 for forming the floating gate electrode 206 is formed.

【0026】工程2(図29(b)参照);エッチング
用マスク217を用いた異方性エッチングにより、シリ
コン窒化膜216をエッチングする。そして、エッチン
グ用マスク217を除去する。次に、LOCOS法を用
い、エッチングされたシリコン窒化膜216を酸化用マ
スクとしてドープドポリシリコン膜215を酸化するこ
とで、絶縁膜209を形成する。このとき、シリコン窒
化膜216の端部に絶縁膜209の端部が侵入し、バー
ズビーク209aが形成される。
Step 2 (see FIG. 29B): The silicon nitride film 216 is etched by anisotropic etching using the etching mask 217. Then, the etching mask 217 is removed. Next, an insulating film 209 is formed by oxidizing the doped polysilicon film 215 by using the etched silicon nitride film 216 as an oxidation mask by using the LOCOS method. At this time, the end of the insulating film 209 enters the end of the silicon nitride film 216, and a bird's beak 209a is formed.

【0027】工程3(図29(c)参照);シリコン窒
化膜216を除去する。次に、絶縁膜209をエッチン
グ用マスクとして用いた異方性エッチングにより、ドー
プドポリシリコン膜215をエッチングして浮遊ゲート
電極206を形成する。このとき、絶縁膜209の端部
にはバーズビーク209aが形成されているため、浮遊
ゲート電極206の上縁部はバーズビーク209aの形
状に沿って尖鋭になり、突起部206aが形成される。
Step 3 (see FIG. 29C): The silicon nitride film 216 is removed. Next, the floating gate electrode 206 is formed by etching the doped polysilicon film 215 by anisotropic etching using the insulating film 209 as an etching mask. At this time, since the bird's beak 209a is formed at the end of the insulating film 209, the upper edge of the floating gate electrode 206 becomes sharp along the shape of the bird's beak 209a, and the projection 206a is formed.

【0028】工程4(図29(d)参照);熱酸化法も
しくはLPCVD法又はこれらを併用し、上記の工程で
形成されたデバイスの全面に、シリコン酸化膜からなる
トンネル絶縁膜210を形成する。すると、積層された
各絶縁膜208,210及び各絶縁膜209,210は
それぞれ一体化される。
Step 4 (see FIG. 29 (d)): A tunnel insulating film 210 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device formed in the above-described steps by using a thermal oxidation method, an LPCVD method, or a combination thereof. . Then, the stacked insulating films 208 and 210 and the insulating films 209 and 210 are integrated, respectively.

【0029】工程5(図30(e)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、制御ゲート電極207
となるドープドポリシリコン膜218を形成する。 工程6(図30(f)参照);上記の工程で形成された
デバイスの全面にフォトレジストを塗布した後、通常の
フォトリソグラフィー技術を用いて、制御ゲート電極2
07を形成するためのエッチング用マスク219を形成
する。
Step 5 (see FIG. 30E): A control gate electrode 207 is formed on the entire surface of the device formed in the above step.
A doped polysilicon film 218 is formed. Step 6 (see FIG. 30 (f)): After applying a photoresist to the entire surface of the device formed in the above step, the control gate electrode 2 is formed using ordinary photolithography technology.
An etching mask 219 for forming 07 is formed.

【0030】工程7(図30(g)参照);エッチング
用マスク219を用いた異方性エッチングにより、ドー
プドポリシリコン膜218をエッチングして制御ゲート
電極207を形成する。その後、エッチング用マスク2
19を除去する。
Step 7 (see FIG. 30G): The doped polysilicon film 218 is etched by anisotropic etching using an etching mask 219 to form a control gate electrode 207. Then, etching mask 2
19 is removed.

【0031】工程8(図31(h)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面にフォトレジストを塗布し
た後、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、ソー
ス領域203を形成するためのイオン注入用マスク22
0を形成する。次に、通常のイオン注入法を用い、基板
202の表面にリンイオン(P+ )を注入してソース領
域203を形成する。その後、イオン注入用マスク22
0を除去する。
Step 8 (see FIG. 31 (h)): After applying a photoresist to the entire surface of the device formed in the above step, ions for forming the source region 203 are formed by using ordinary photolithography technology. Injection mask 22
0 is formed. Next, phosphorus ions (P +) are implanted into the surface of the substrate 202 to form a source region 203 by using a normal ion implantation method. After that, the ion implantation mask 22
Remove 0.

【0032】このとき、イオン注入用マスク220は、
少なくとも基板202上のドレイン領域204となる部
分を覆うように形成すると共に、浮遊ゲート電極206
上をはみ出さないように形成する。その結果、ソース領
域203の位置は、浮遊ゲート電極206の端部によっ
て規定される。
At this time, the ion implantation mask 220 is
It is formed so as to cover at least a portion to be the drain region 204 on the substrate 202 and the floating gate electrode 206
It is formed so as not to protrude above. As a result, the position of the source region 203 is defined by the end of the floating gate electrode 206.

【0033】工程9(図31(i)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面にフォトレジストを塗布し
た後、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、ドレ
イン領域204を形成するためのイオン注入用マスク2
21を形成する。次に、通常のイオン注入法を用い、基
板202の表面にヒ素イオン(As+ )を注入してドレ
イン領域204を形成する。
Step 9 (see FIG. 31 (i)): After a photoresist is applied to the entire surface of the device formed in the above step, ions for forming the drain region 204 are formed by using ordinary photolithography technology. Injection mask 2
21 are formed. Next, the drain region 204 is formed by implanting arsenic ions (As +) into the surface of the substrate 202 using a normal ion implantation method.

【0034】このとき、イオン注入用マスク221は、
少なくともソース領域203を覆うように形成すると共
に、制御ゲート電極207上をはみ出さないように形成
する。その結果、ドレイン領域204の位置は、制御ゲ
ート電極207の選択ゲート211側の端部によって規
定される。
At this time, the ion implantation mask 221 is
It is formed so as to cover at least the source region 203 and not to protrude above the control gate electrode 207. As a result, the position of the drain region 204 is defined by the end of the control gate electrode 207 on the select gate 211 side.

【0035】そして、イオン注入用マスク221を除去
すると、メモリセルアレイ302が完成する。
Then, when the ion implantation mask 221 is removed, the memory cell array 302 is completed.

【0036】[0036]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
スプリットゲート型メモリセル201を用いるフラッシ
ュEEPROMには、以下の問題点がある。
However, the flash EEPROM using the split gate type memory cell 201 has the following problems.

【0037】(1)制御ゲート電極207を形成するた
めのエッチング用マスク219の位置ずれに起因して、
各メモリセル201の書き込み特性にバラツキが生じる
問題。
(1) Due to the displacement of the etching mask 219 for forming the control gate electrode 207,
A problem that the write characteristics of each memory cell 201 vary.

【0038】図32(a)に示すように、前記工程6に
おいて、制御ゲート電極207を形成するためのエッチ
ング用マスク219の位置が各メモリセル201a,2
01bに対してずれた場合、前記工程7において形成さ
れる制御ゲート電極207の形状は、各メモリセル20
1a,201bで異なったものになる。
As shown in FIG. 32A, in the step 6, the position of the etching mask 219 for forming the control gate electrode 207 is changed to the position of each of the memory cells 201a and 201a.
01b, the shape of the control gate electrode 207 formed in step 7 is
1a and 201b are different.

【0039】また、前記工程9のイオン注入法によるド
レイン領域204の形成時において、ドレイン領域20
4の位置は、制御ゲート電極207の選択ゲート211
側の端部によって規定される。
When the drain region 204 is formed by the ion implantation method in the step 9, the drain region 20 is formed.
4 corresponds to the position of the selection gate 211 of the control gate electrode 207.
Side edge.

【0040】そのため、図32(a)に示すように、エ
ッチング用マスク219の位置がずれた場合、図32
(b)に示すように、各メモリセル201a,201b
のチャネル領域205の長さ(チャネル長)L1,L2
が異なったものになってしまう。例えば、エッチング用
マスク219の位置がメモリセル201b側にずれてい
る場合、メモリセル201bのチャネル長L2の方がメ
モリセル201aのチャネル長L1よりも短くなる。
Therefore, when the position of the etching mask 219 is shifted as shown in FIG.
As shown in (b), each memory cell 201a, 201b
Of channel region 205 (channel length) L1, L2
Will be different. For example, when the position of the etching mask 219 is shifted toward the memory cell 201b, the channel length L2 of the memory cell 201b is shorter than the channel length L1 of the memory cell 201a.

【0041】チャネル長L1,L2が異なる場合にはチ
ャネル領域205の抵抗も異なったものになるため、書
き込み動作時に流れるセル電流値に差が生じる。つま
り、チャネル長が長いほどチャネル領域205の抵抗が
大きくなり、書き込み動作時に流れるセル電流は小さく
なる。書き込み動作時に流れるセル電流値に差が生じる
と、ホットエレクトロンの発生率にも差が生じる。その
結果、各メモリセル201a,201bの書き込み特性
が異なったものになる。
When the channel lengths L1 and L2 are different, the resistance of the channel region 205 is also different, so that a difference occurs in the cell current value flowing during the write operation. In other words, the longer the channel length, the greater the resistance of the channel region 205, and the smaller the cell current flowing during the write operation. If a difference occurs in the cell current value flowing during the write operation, a difference also occurs in the generation rate of hot electrons. As a result, the write characteristics of the memory cells 201a and 201b are different.

【0042】(2)上記(1)の問題点を回避するた
め、メモリセル201の微細化が阻害される問題。 スプリットゲート型メモリセル201の設計に当って
は、各ゲート電極206、207の加工線幅寸法精度だ
けでなく、各ゲート電極206,207の重ね合わせ寸
法精度をも考慮して、各ゲート電極206,207と各
領域203,204の位置関係に予め余裕を持たせてお
く必要がある。しかしながら、近年の半導体微細加工技
術においては、0. 5μm前後の線幅の細線を加工する
場合、加工線幅寸法精度は0. 05μm程度まで得られ
るのに対し、重ね合わせ寸法精度は0. 1〜0. 2μm
程度までしか得られない。つまり、スプリットゲート型
メモリセル201では、各ゲート電極206,207の
重ね合わせ寸法精度の低さが障害となって微細化が妨げ
られる。
(2) A problem that the miniaturization of the memory cell 201 is hindered in order to avoid the problem (1). In designing the split gate memory cell 201, not only the processing line width dimensional accuracy of the gate electrodes 206 and 207 but also the overlapping dimensional accuracy of the gate electrodes 206 and 207 are taken into consideration. , 207 and the regions 203, 204 need to have a margin in advance. However, in recent semiconductor fine processing technology, when processing a fine line having a line width of about 0.5 μm, the processing line width dimensional accuracy can be obtained up to about 0.05 μm, while the overlapping dimensional accuracy is 0.1. ~ 0.2 μm
Can only be obtained to the extent. That is, in the split-gate memory cell 201, the low overlay dimensional accuracy of the gate electrodes 206 and 207 is an obstacle, which prevents miniaturization.

【0043】(3)スプリットゲート型メモリセル20
1はスタックトゲート型メモリセルに比べて微細化が難
しいという問題。 スタックトゲート型メモリセルにおける浮遊ゲート電極
と制御ゲート電極の幅は同一で、両ゲート電極は相互に
ずれることなく積み重ねられた構造になっている。それ
に対して、スプリットゲート型メモリセル201では、
制御ゲート電極207の一部がチャネル領域205上に
配置され、選択ゲート211を構成している。そのた
め、スタックトゲート型メモリセルに比べて、スプリッ
トゲート型メモリセル201では、選択ゲート211の
分だけ基板202上における素子の専有面積が大きくな
る。つまり、スプリットゲート型メモリセルは過剰消去
の問題はないものの、上記(2)(3)により高集積化
が困難である。
(3) Split gate type memory cell 20
The problem 1 is that miniaturization is more difficult than a stacked gate type memory cell. The widths of the floating gate electrode and the control gate electrode in the stacked gate type memory cell are the same, and the two gate electrodes are stacked without being shifted from each other. On the other hand, in the split gate type memory cell 201,
A part of the control gate electrode 207 is arranged on the channel region 205, and forms the selection gate 211. Therefore, as compared with the stacked gate type memory cell, in the split gate type memory cell 201, the occupied area of the element on the substrate 202 is increased by the amount of the selection gate 211. That is, although the split gate memory cell does not have the problem of excessive erasure, it is difficult to achieve high integration by the above (2) and (3).

【0044】(4)スプリットゲート型メモリセル20
1を用いたメモリセルアレイ302は構造が複雑であ
り、製造に手間がかかるという問題。 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、その目的は、書き込み特性にばらつきがなく、動
作速度が速く微細化が可能で、過剰消去をおこすことが
なく、しかも、書き込み特性及び読み出し特性を向上す
ることができる半導体メモリ及びその製造方法を提供す
ることにある。
(4) Split Gate Memory Cell 20
The problem is that the memory cell array 302 using No. 1 has a complicated structure and takes much time to manufacture. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object that there is no variation in writing characteristics, the operation speed is high, miniaturization is possible, and excessive erasure does not occur. An object of the present invention is to provide a semiconductor memory capable of improving characteristics and read characteristics and a method for manufacturing the same.

【0045】[0045]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、制御線を共有する複数の浮遊ゲート電極と、半導体
基板のそれら浮遊ゲート電極間に交互に設けられたチャ
ネル領域及びソース・ドレイン領域とを有し、チャネル
領域における制御線と半導体基板との間の静電容量がソ
ース・ドレイン領域における制御線と半導体基板との間
の静電容量よりも大きく設定された半導体メモリを要旨
とする。
According to the present invention, a plurality of floating gate electrodes sharing a control line, a channel region and a source / drain alternately provided between the floating gate electrodes of a semiconductor substrate are provided. A semiconductor memory having a region, wherein the capacitance between the control line and the semiconductor substrate in the channel region is set to be larger than the capacitance between the control line and the semiconductor substrate in the source / drain region. I do.

【0046】請求項2に記載の発明は、制御線を共有す
る複数の浮遊ゲート電極と、半導体基板のそれら浮遊ゲ
ート電極間に交互に設けられたチャネル領域及びソース
・ドレイン領域とを有し、チャネル領域における制御線
と半導体基板との間の静電容量がソース・ドレイン領域
における制御線と半導体基板との間の静電容量よりも大
きく設定されて且つ、浮遊ゲート電極と半導体基板との
間の静電容量が浮遊ゲート電極と制御線との間の静電容
量よりも大きく設定された半導体メモリを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of floating gate electrodes sharing a control line, and a channel region and a source / drain region provided alternately between the floating gate electrodes of the semiconductor substrate, The capacitance between the control line in the channel region and the semiconductor substrate is set to be larger than the capacitance between the control line in the source / drain region and the semiconductor substrate, and the capacitance between the floating gate electrode and the semiconductor substrate. The gist of the present invention is a semiconductor memory in which the capacitance is set to be larger than the capacitance between the floating gate electrode and the control line.

【0047】請求項3に記載の発明は、請求項1及び2
のいずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、制御線
は、各浮遊ゲート電極上で当該半導体メモリの制御ゲー
ト電極を構成し、各チャネル領域上で当該半導体メモリ
の選択ゲート電極を構成することを要旨とする。
The third aspect of the present invention provides the first and second aspects.
In the semiconductor memory according to any one of the above, the control line may constitute a control gate electrode of the semiconductor memory on each floating gate electrode, and constitute a select gate electrode of the semiconductor memory on each channel region. Make a summary.

【0048】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、制御線を
共有する複数の浮遊ゲート電極と、半導体基板のそれら
浮遊ゲート電極間に交互に設けられたチャネル領域及び
ソース・ドレイン領域とは所定の方向に複数配列された
制御線に対応してマトリクス状に配置され、各ソース・
ドレイン領域は、該マトリクス内でビット線に共通接続
されてなることを要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the semiconductor memory according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of floating gate electrodes sharing a control line are provided between the floating gate electrodes of the semiconductor substrate. The alternately provided channel regions and source / drain regions are arranged in a matrix corresponding to a plurality of control lines arranged in a predetermined direction.
The gist is that the drain region is commonly connected to the bit line in the matrix.

【0049】請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の
いずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、各ソース
・ドレイン領域上で非導電性を有するとともに各チャネ
ル領域上で導電性を有する下地層を制御線の下に備える
ことを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to any one of the first to fourth aspects, the semiconductor memory has non-conductivity on each source / drain region and has conductivity on each channel region. The gist of the present invention is to provide an underlying layer below the control line.

【0050】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の半導体メモリにおいて、下地層は、各ソース・ドレイ
ン領域上で部分的に酸化された導電体層であることを要
旨とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor memory of the fifth aspect, the underlayer is a conductor layer partially oxidized on each of the source / drain regions.

【0051】請求項7に記載の発明は、請求項1〜4の
いずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、各ソース
・ドレイン領域上に同領域と電気的導通が保たれて選択
的に形成された導電ブロック層を有し、各浮遊ゲート電
極は、それら導電ブロック層に誘電体を介して隣接して
配設されることを要旨とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to any one of the first to fourth aspects, the semiconductor memory is selectively formed on each source / drain region while maintaining electrical continuity with the same region. It is essential that each floating gate electrode is disposed adjacent to the conductive block layer via a dielectric.

【0052】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の半導体メモリにおいて、制御線の下には導電性を有す
る下地層が設けられ、該下地層は複数の部分に分離さ
れ、各チャネル領域上の下地層は制御線と電気的導通が
保たれ、各ソース・ドレイン領域上の下地層は制御線と
絶縁されて導電ブロック層を構成することを要旨とす
る。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the seventh aspect, an underlayer having conductivity is provided below the control line, and the underlayer is divided into a plurality of portions. The gist is that the underlayer on the channel region maintains electrical conduction with the control line, and the underlayer on each source / drain region is insulated from the control line to form a conductive block layer.

【0053】請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の
いずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、制御線
は、その線幅が各浮遊ゲート電極の電極幅よりも細く形
成されてなることを要旨とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to any one of the first to eighth aspects, the control line is formed such that its line width is smaller than the electrode width of each floating gate electrode. The gist is to become

【0054】請求項10に記載の発明は、請求項1〜8
のいずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、制御線
は、そのソース・ドレイン領域上の線幅がチャネル領域
上の線幅よりも細く形成されてなることを要旨とする。
The tenth aspect of the present invention provides the first to eighth aspects.
The gist of the present invention is that the control line is formed such that the line width on the source / drain region is smaller than the line width on the channel region.

【0055】請求項11に記載の発明は、請求項10に
記載の半導体メモリにおいて、制御線のチャネル領域上
の線幅は浮遊ゲート電極の電極幅にほぼ等しく、同制御
線のソース・ドレイン領域上の線幅は浮遊ゲート電極の
電極幅よりも細く形成されていることを要旨とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the semiconductor memory according to the tenth aspect, the line width of the control line on the channel region is substantially equal to the electrode width of the floating gate electrode, and the source / drain region of the control line is provided. The point is that the upper line width is formed smaller than the electrode width of the floating gate electrode.

【0056】請求項12に記載の発明は、請求項1〜1
1のいずれか一項に記載の半導体メモリにおいて、制御
線に対向する各浮遊ゲート電極の上部に鋭角形状の突起
部を備えることを要旨とする。
The twelfth aspect of the present invention relates to the first to first aspects.
The gist of the semiconductor memory according to any one of the first to eighth aspects is to provide an acute-angled projection on an upper part of each floating gate electrode facing the control line.

【0057】請求項13に記載の発明は、半導体基板に
形成された第1及び第2のソース・ドレイン領域と、第
1及び第2のソース・ドレイン領域の間に挟まれたチャ
ネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して併
置された第1及び第2の浮遊ゲート電極と、第1及び第
2の浮遊ゲート電極の上にトンネル絶縁膜を介して形成
され、第1及び第2の浮遊ゲート電極によって共有され
た制御ゲート電極とを備えたトランジスタが複数個マト
リックス状に配置されて構成され、所定の方向に配列さ
れた各トランジスタの制御ゲート電極によって共通の制
御線が形成され、前記制御ゲート電極の配列方向と交差
する方向に配列された各トランジスタのソース・ドレイ
ン領域によって共通のビット線が形成された半導体メモ
リを製造する方法であって、半導体基板上にゲート絶縁
膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を
形成する工程と、第1の導電膜をエッチングしてソース
・ドレイン領域と平行に配置される第1及び第2の浮遊
ゲート電極を形成する工程と、露出したゲート絶縁膜及
び第1の導電膜の全面にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、トンネル絶縁膜上に第2の導電膜を形成する工程
と、第2の導電膜のソース・ドレイン領域上に対応する
部分を部分的に酸化する工程と、部分的に酸化した第2
の導電膜上に第3の導電膜を形成する工程と、第3の導
電膜と第2の導電膜とトンネル絶縁膜と第1の導電膜と
を行方向に同時にエッチングして素子分離する工程と、
を備えることを要旨とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a first source / drain region formed on a semiconductor substrate; a channel region sandwiched between the first and second source / drain regions; First and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region with a gate insulating film interposed therebetween, and first and second floating gate electrodes formed on the first and second floating gate electrodes with a tunnel insulating film interposed therebetween; A plurality of transistors each having a control gate electrode shared by the floating gate electrode are arranged in a matrix, and a common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed by source / drain regions of respective transistors arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the control gate electrodes A step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a first conductive film on the gate insulating film; and etching the first conductive film and disposing the first conductive film in parallel with the source / drain regions. Forming a first and second floating gate electrodes, forming a tunnel insulating film over the entire surface of the exposed gate insulating film and the first conductive film, and forming a second conductive film on the tunnel insulating film. Forming, partially oxidizing a portion corresponding to the source / drain region of the second conductive film,
Forming a third conductive film on the first conductive film, and simultaneously separating the third conductive film, the second conductive film, the tunnel insulating film, and the first conductive film in the row direction to perform element isolation. When,
The gist is to provide.

【0058】請求項14に記載の発明は、半導体基板に
形成された第1及び第2のソース・ドレイン領域と、第
1及び第2のソース・ドレイン領域の間に挟まれたチャ
ネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して併
置された第1及び第2の浮遊ゲート電極と、第1及び第
2の浮遊ゲート電極の上にトンネル絶縁膜を介して形成
され、第1及び第2の浮遊ゲート電極によって共有され
た制御ゲート電極とを備えたトランジスタが複数個マト
リックス状に配置されて構成され、所定の方向に配列さ
れた各トランジスタの制御ゲート電極によって共通の制
御線が形成され、前記制御ゲート電極の配列方向と交差
する方向に配列された各トランジスタのソース・ドレイ
ン領域によって共通のビット線が形成された半導体メモ
リを製造する方法であって、半導体基板上にゲート絶縁
膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を
形成する工程と、第1の導電膜とゲート絶縁膜とをソー
ス・ドレイン領域に対応する部分で同時にエッチングす
る工程と、エッチングした第1の導電膜及びゲート絶縁
膜の側面に絶縁壁を形成する工程と、エッチングにより
露出した半導体基板面及び残された第1の導電膜の全面
に第2の導電膜を形成する工程と、ソース・ドレイン領
域上における第2の導電膜の上部を選択的に酸化して同
ソース・ドレイン領域上に導電ブロック層を形成する工
程と、チャネル領域上の第2の導電膜及び第1の導電膜
を同時にエッチングして残された第1の導電膜により第
1及び第2の浮遊ゲート電極を形成する工程と、エッチ
ングにより露出したゲート絶縁膜及び選択的に酸化され
た第2の導電膜の全面にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、トンネル絶縁膜上に第3の導電膜を形成する工程
と、第3の導電膜とトンネル絶縁膜と第2の導電膜と第
1の導電膜とを行方向に同時にエッチングして素子分離
する工程と、を備えることを要旨とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the first and second source / drain regions formed in the semiconductor substrate, the channel region sandwiched between the first and second source / drain regions, First and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region with a gate insulating film interposed therebetween, and first and second floating gate electrodes formed on the first and second floating gate electrodes with a tunnel insulating film interposed therebetween; A plurality of transistors each having a control gate electrode shared by the floating gate electrode are arranged in a matrix, and a common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed by source / drain regions of respective transistors arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the control gate electrodes A step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate, a step of forming a first conductive film on the gate insulating film, and forming the first conductive film and the gate insulating film into a source / drain region. Etching simultaneously on the portions, forming insulating walls on side surfaces of the etched first conductive film and the gate insulating film, and forming a first insulating film on the semiconductor substrate surface exposed by the etching and on the entire surface of the remaining first conductive film. Forming a conductive block layer on the source / drain region by selectively oxidizing an upper portion of the second conductive film on the source / drain region; and forming a conductive block layer on the source / drain region on the source / drain region. Forming a first and a second floating gate electrode by using the second conductive film and the first conductive film left by etching the first conductive film at the same time; A step of forming a tunnel insulating film over the entire surface of the selectively oxidized second conductive film, a step of forming a third conductive film on the tunnel insulating film, a step of forming the third conductive film, the tunnel insulating film, and A step of simultaneously etching the second conductive film and the first conductive film in the row direction to perform element isolation.

【0059】請求項15に記載の発明は、半導体基板に
形成された第1及び第2のソース・ドレイン領域と、第
1及び第2のソース・ドレイン領域の間に挟まれたチャ
ネル領域と、チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して併
置された第1及び第2の浮遊ゲート電極と、第1及び第
2の浮遊ゲート電極の上にトンネル絶縁膜を介して形成
され、第1及び第2の浮遊ゲート電極によって共有され
た制御ゲート電極とを備えたトランジスタが複数個マト
リックス状に配置されて構成され、所定の方向に配列さ
れた各トランジスタの制御ゲート電極によって共通の制
御線が形成され、前記制御ゲート電極の配列方向と交差
する方向に配列された各トランジスタのソース・ドレイ
ン領域によって共通のビット線が形成された半導体メモ
リを製造する方法であって、半導体基板上にゲート絶縁
膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を
形成する工程と、第1の導電膜をエッチングしてソース
・ドレイン領域と平行に配置される第1及び第2の浮遊
ゲート電極を形成する工程と、露出したゲート絶縁膜及
び第1の導電膜の全面にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、ソース・ドレイン領域上のトンネル絶縁膜及びゲー
ト絶縁膜をエッチングする工程と、エッチングにより露
出した半導体基板面及びトンネル絶縁膜の全面に第2の
導電膜を形成する工程と、第2の導電膜を第1及び第2
の浮遊ゲート電極に対応する部分でエッチングする工程
と、エッチングした第2の導電膜のソース・ドレイン領
域上に対応する部分の表面を酸化する工程と、エッチン
グした第2の導電膜のチャネル領域上に対応する部分及
び酸化された第2の導電膜上に第3の導電膜を形成する
工程と、第3の導電膜と第2の導電膜とトンネル絶縁膜
と第1の導電膜とを行方向に同時にエッチングして素子
分離する工程と、を備えることを要旨とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, a first and second source / drain regions formed in a semiconductor substrate, a channel region sandwiched between the first and second source / drain regions, First and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region with a gate insulating film interposed therebetween, and first and second floating gate electrodes formed on the first and second floating gate electrodes with a tunnel insulating film interposed therebetween; A plurality of transistors each having a control gate electrode shared by the floating gate electrode are arranged in a matrix, and a common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed by source / drain regions of respective transistors arranged in a direction intersecting with the arrangement direction of the control gate electrodes A step of forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a first conductive film on the gate insulating film; and etching the first conductive film and disposing the first conductive film in parallel with the source / drain regions. Forming a first and a second floating gate electrode, forming a tunnel insulating film on the entire surface of the exposed gate insulating film and the first conductive film, and forming a tunnel insulating film and a gate on the source / drain region. A step of etching the insulating film, a step of forming a second conductive film over the semiconductor substrate surface and the entire surface of the tunnel insulating film exposed by the etching, and forming the second conductive film into first and second conductive films.
Etching at a portion corresponding to the floating gate electrode, oxidizing the surface of the portion corresponding to the source / drain region of the etched second conductive film, and etching at the channel region of the etched second conductive film Forming a third conductive film on the portion corresponding to the above and on the oxidized second conductive film, and forming the third conductive film, the second conductive film, the tunnel insulating film, and the first conductive film in a row. And simultaneously performing element isolation by etching in the directions.

【0060】[0060]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明を
具体化した第1実施形態を図1〜図12に従って説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0061】図1は、本実施形態のメモリセル1を用い
たフラッシュEEPROM101のメモリセルアレイ1
02の一部を示す。図1(b)は、メモリセルアレイ1
02の一部平面図であり、図1(a)は、図1(b)に
おけるY−Y線断面図である。
FIG. 1 shows a memory cell array 1 of a flash EEPROM 101 using the memory cells 1 of the present embodiment.
02 is shown. FIG. 1B shows a memory cell array 1
02 is a partial plan view, and FIG. 1A is a sectional view taken along line YY in FIG. 1B.

【0062】メモリセル1は、2つのソース・ドレイン
領域3、チャネル領域4、2つの浮遊ゲート電極5,
6、及び制御ゲート電極7から構成されている。P型単
結晶シリコン基板2上にN型のソース・ドレイン領域3
が形成されている。対称構造の2つのソース・ドレイン
領域3に挟まれたチャネル領域4上に、ゲート絶縁膜8
を介して、同一寸法形状の2つの浮遊ゲート電極5,6
が並べられて形成されている。各浮遊ゲート電極5,6
上にLOCOS法によって絶縁膜9が形成され、絶縁膜
9上及びゲート絶縁膜8上にはトンネル絶縁膜10が形
成されている。絶縁膜9により、各浮遊ゲート電極5,
6の上部には突起部5a,6aが形成されている。さら
に、トンネル絶縁膜10上には絶縁膜9上及びソース・
ドレイン領域3上に絶縁膜30が形成されている。各絶
縁膜30間においてチャネル領域4上には各絶縁膜8,
10を介して選択ゲート11が形成されている。本実施
形態において、絶縁膜30はトンネル絶縁膜10上に形
成された下地層としての導電体層の一部を酸化すること
により形成され、その残りの部分が選択ゲート11とな
っている。この導電体層を構成する材料としては、ドー
プした非晶質シリコン、ドープした単結晶シリコン、あ
るいはドープした多結晶シリコンなどの半導体、又はア
ルミニウム等の導体を用いることができる。
The memory cell 1 has two source / drain regions 3, a channel region 4, two floating gate electrodes 5,
6 and a control gate electrode 7. N-type source / drain region 3 on P-type single crystal silicon substrate 2
Are formed. A gate insulating film 8 is formed on a channel region 4 sandwiched between two source / drain regions 3 having a symmetric structure.
Through the two floating gate electrodes 5 and 6 having the same size and shape.
Are formed side by side. Each floating gate electrode 5, 6
An insulating film 9 is formed thereon by the LOCOS method, and a tunnel insulating film 10 is formed on the insulating film 9 and the gate insulating film 8. Due to the insulating film 9, each floating gate electrode 5,
At the upper part of the projection 6, projections 5a and 6a are formed. Further, on the tunnel insulating film 10, the insulating film 9 and the source
An insulating film 30 is formed on the drain region 3. Each insulating film 8, on the channel region 4 between the insulating films 30,
A selection gate 11 is formed via the reference numeral 10. In the present embodiment, the insulating film 30 is formed by oxidizing a part of a conductor layer as a base layer formed on the tunnel insulating film 10, and the remaining part is the select gate 11. As a material for forming the conductor layer, a semiconductor such as doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, or doped polycrystalline silicon, or a conductor such as aluminum can be used.

【0063】絶縁膜30上及び選択ゲート11上には制
御ゲート電極7が形成されている。制御ゲート電極7及
び選択ゲート11は直接接しているため、電気的導通が
ある。
The control gate electrode 7 is formed on the insulating film 30 and the select gate 11. Since the control gate electrode 7 and the selection gate 11 are in direct contact, there is electrical conduction.

【0064】ここで、選択ゲート11を挟む各ソース・
ドレイン領域3と選択ゲート11とにより、選択トラン
ジスタ12が構成される。すなわち、メモリセル1は、
浮遊ゲート電極5,6及び制御ゲート電極7と各ソース
・ドレイン領域3とから構成される2つのトランジスタ
と、当該各トランジスタ間に形成された選択トランジス
タ12とが直列に接続された構成をとる。
Here, each of the sources sandwiching the selection gate 11
The selection transistor 12 is constituted by the drain region 3 and the selection gate 11. That is, the memory cell 1
Two transistors each including the floating gate electrodes 5 and 6 and the control gate electrode 7 and each source / drain region 3 and a selection transistor 12 formed between the respective transistors are connected in series.

【0065】メモリセル1において、制御ゲート電極7
及び選択ゲート11とチャネル領域4とはそれらの間に
ゲート絶縁膜8及びトンネル絶縁膜10を介在させてい
るだけであるため、その静電容量は大きいものとなる。
また、制御ゲート電極7と浮遊ゲート電極5,6とはそ
れらの間にトンネル絶縁膜10及び絶縁膜30を介在さ
せており、その静電容量は制御ゲート電極7及びチャネ
ル領域4間のそれと比較して小さいものとなる。さら
に、制御ゲート電極7とソース・ドレイン領域3とはそ
れらの間にゲート絶縁膜8、トンネル絶縁膜10及び絶
縁膜30を介在させているため、その静電容量は制御ゲ
ート電極7及び浮遊ゲート電極5,6間のそれと比較し
て小さいものとなる。
In memory cell 1, control gate electrode 7
In addition, since only the gate insulating film 8 and the tunnel insulating film 10 are interposed between the selection gate 11 and the channel region 4, the capacitance is large.
Further, the tunnel insulating film 10 and the insulating film 30 are interposed between the control gate electrode 7 and the floating gate electrodes 5 and 6, and the capacitance thereof is compared with that between the control gate electrode 7 and the channel region 4. And become smaller. Further, since the control gate electrode 7 and the source / drain regions 3 have the gate insulating film 8, the tunnel insulating film 10 and the insulating film 30 interposed therebetween, the capacitance is controlled by the control gate electrode 7 and the floating gate. It is smaller than that between the electrodes 5 and 6.

【0066】メモリセルアレイ102は、基板2上に形
成された複数のメモリセル1によって構成されている。
基板2上の占有面積を小さく抑えることを目的に、隣合
う各メモリセル1は、ソース・ドレイン領域3を共通に
して配置されている。
The memory cell array 102 includes a plurality of memory cells 1 formed on a substrate 2.
In order to reduce the occupied area on the substrate 2, the adjacent memory cells 1 are arranged so that the source / drain regions 3 are shared.

【0067】基板2上にはフィールド絶縁膜13が形成
され、そのフィールド絶縁膜13によって各メモリセル
1間の素子分離が行われている。図1(b)において縦
方向に配置された各メモリセル1のソース・ドレイン領
域3は共通になっており、そのソース・ドレイン領域3
によってビット線が形成されている。また、図1(b)
において横方向に配置された各メモリセル1の制御ゲー
ト電極7は共通になっており、その制御ゲート電極7に
よって制御線としてのワード線が形成されている。
A field insulating film 13 is formed on the substrate 2, and the field insulating film 13 performs element isolation between the memory cells 1. In FIG. 1B, the source / drain regions 3 of the memory cells 1 arranged in the vertical direction are common, and the source / drain regions 3
Form a bit line. FIG. 1 (b)
, The control gate electrode 7 of each memory cell 1 arranged in the horizontal direction is common, and the control gate electrode 7 forms a word line as a control line.

【0068】図2に、メモリセル1を用いたフラッシュ
EEPROM101の全体構成を示す。メモリセルアレ
イ102は、複数のメモリセル1がマトリックス状に配
置されて構成されている。行方向に配列された各メモリ
セル1の制御ゲート電極7により、共通のワード線WL
1 〜WLn が形成されている。列方向に配列された各メ
モリセル1のソース・ドレイン領域3により、共通のビ
ット線BL1 〜BLn が形成されている。
FIG. 2 shows an overall configuration of a flash EEPROM 101 using the memory cells 1. The memory cell array 102 includes a plurality of memory cells 1 arranged in a matrix. The common word line WL is controlled by the control gate electrodes 7 of the memory cells 1 arranged in the row direction.
1 to WLn are formed. The source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the column direction form common bit lines BL1 to BLn.

【0069】つまり、メモリセルアレイ102は、共通
のワード線WL1 〜WLn に接続された各メモリセル1
の浮遊ゲート電極5,6が直列に配置され、その回路が
共通のビット線BL1 〜BLn に並列に接続されてなる
AND−NOR型構成をとる。
That is, the memory cell array 102 includes the memory cells 1 connected to the common word lines WL1 to WLn.
Floating gate electrodes 5 and 6 are arranged in series, and their circuits are connected in parallel to common bit lines BL1 to BLn in an AND-NOR type configuration.

【0070】各ワード線WL1 〜WLn はロウデコーダ
103に接続され、各ビット線BL1 〜BLn はカラム
デコーダ104に接続されている。外部から指定された
ロウアドレス及びカラムアドレスは、アドレスピン10
5に入力される。そのロウアドレス及びカラムアドレス
は、アドレスピン105からアドレスラッチ107へ転
送される。アドレスラッチ107でラッチされた各アド
レスのうち、ロウアドレスはアドレスバッファ106を
介してロウデコーダ103へ転送され、カラムアドレス
はアドレスバッファ106を介してカラムデコーダ10
4へ転送される。
Each word line WL 1 -WLn is connected to a row decoder 103, and each bit line BL 1 -BLn is connected to a column decoder 104. The row address and column address specified from the outside are applied to the address pins 10
5 is input. The row address and the column address are transferred from the address pins 105 to the address latch 107. Among the addresses latched by the address latch 107, the row address is transferred to the row decoder 103 via the address buffer 106, and the column address is transferred to the column decoder 10 via the address buffer 106.
4 is transferred.

【0071】尚、アドレスラッチ107は、適宜省略し
てもよい。ロウデコーダ103は、アドレスラッチ10
7でラッチされたロウアドレスに対応した1本のワード
線WL1 〜WLn (例えば、WLm (図示略))を選択
し、各ワード線WL1 〜WLn の電位を後記する各動作
モードに対応して制御する。つまり、各ワード線WL1
〜WLn の電位を制御することにより、各メモリセル1
の制御ゲート電極7の電位が制御される。
The address latch 107 may be omitted as appropriate. The row decoder 103 includes the address latch 10
7, one word line WL1 to WLn (for example, WLm (not shown)) corresponding to the row address latched is selected, and the potential of each word line WL1 to WLn is controlled in accordance with each operation mode described later. I do. That is, each word line WL1
To WLn to control each memory cell 1
Of the control gate electrode 7 is controlled.

【0072】カラムデコーダ104は、アドレスラッチ
107でラッチされたカラムアドレスに対応した1本の
ビット線BL1 〜BLn (例えば、BLm (図示略))
を選択するために、各ビット線BL1 〜BLn の電位又
はオープン状態を、後記する各動作モードに対応して制
御する。つまり、各ビット線BL1 〜BLn の電位又は
オープン状態を制御することにより、各メモリセル1の
ソース・ドレイン領域3の電位又はオープン状態が制御
される。
The column decoder 104 has one bit line BL1 to BLn (for example, BLm (not shown)) corresponding to the column address latched by the address latch 107.
Is selected, the potential or the open state of each of the bit lines BL1 to BLn is controlled in accordance with each operation mode described later. That is, by controlling the potential or the open state of each of the bit lines BL1 to BLn, the potential or the open state of the source / drain region 3 of each memory cell 1 is controlled.

【0073】外部から指定されたデータは、データピン
108に入力される。そのデータは、データピン108
から入力バッファ109を介してカラムデコーダ104
へ転送される。カラムデコーダ104は、各ビット線B
L1 〜BLn の電位又はオープン状態を、そのデータに
対応して後記するように制御する。
Data specified externally is input to data pin 108. The data is transferred to data pin 108
From the column decoder 104 via the input buffer 109
Transferred to The column decoder 104 is connected to each bit line B
The potentials or open states of L1 to BLn are controlled in accordance with the data as described later.

【0074】任意のメモリセル1から読み出されたデー
タは、ビット線BL1 〜BLn からカラムデコーダ10
4を介してセンスアンプ110へ転送される。センスア
ンプ110は電流センスアンプである。カラムデコーダ
104は、選択したビット線BL1 〜BLn とセンスア
ンプ110とを接続する。センスアンプ110で判別さ
れたデータは、出力バッファ111からデータピン10
8を介して外部へ出力される。
Data read from an arbitrary memory cell 1 is supplied to the column decoder 10 from the bit lines BL1 to BLn.
4 to the sense amplifier 110. The sense amplifier 110 is a current sense amplifier. The column decoder 104 connects the selected bit lines BL1 to BLn to the sense amplifier 110. The data determined by the sense amplifier 110 is output from the output buffer 111 to the data pin 10.
8 to the outside.

【0075】尚、上記した各回路(103〜111)の
動作は制御コア回路112によって制御される。次に、
フラッシュEEPROM101の各動作モード(書き込
み動作、読み出し動作、消去動作)について、図3〜図
8を参照して説明する。尚、図3,図5,図7は図1
(a)の一部だけを図示したものであり、図4,図6,
図8は図2の一部だけを図示したものである。
The operation of each of the above circuits (103 to 111) is controlled by the control core circuit 112. next,
Each operation mode (write operation, read operation, erase operation) of the flash EEPROM 101 will be described with reference to FIGS. FIGS. 3, 5, and 7 show FIG.
FIGS. 4 and 6 show only a part of FIG.
FIG. 8 shows only a part of FIG.

【0076】(a)書き込み動作(図3及び図4参照) ワード線WLm と各ビット線BLm ,BLm+1 との交点
に接続されたメモリセル1(以下、「1m(m)」と表記す
る)が選択され、そのメモリセル1m(m)の各浮遊ゲート
電極5,6のうち、浮遊ゲート電極6にデータを書き込
む場合について説明する。
(A) Write operation (see FIGS. 3 and 4) Memory cell 1 (hereinafter referred to as "1m (m)") connected to the intersection of word line WLm and each of bit lines BLm and BLm + 1 ) Is selected and data is written to the floating gate electrode 6 among the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1m (m).

【0077】メモリセル1m(m)の各ソース・ドレイン領
域3のうち、浮遊ゲート電極5に近い側のソース・ドレ
イン領域3(以下、「3a」と表記する)に対応するビ
ット線BLm は、センスアンプ110内に設けられた定
電流源110aに接続されて、その電位は約1.2Vに
される。
The bit line BLm corresponding to the source / drain region 3 (hereinafter referred to as “3a”) on the side closer to the floating gate electrode 5 among the source / drain regions 3 of the memory cell 1m (m) is It is connected to a constant current source 110a provided in the sense amplifier 110, and its potential is set to about 1.2V.

【0078】メモリセル1m(m)の各ソース・ドレイン領
域3のうち、浮遊ゲート電極6に近い側のソース・ドレ
イン領域3(以下、「3b」と表記する)に対応するビ
ット線BLm+1 の電位は10Vにされる。
In each source / drain region 3 of memory cell 1m (m), bit line BLm + 1 corresponding to source / drain region 3 (hereinafter referred to as “3b”) on the side closer to floating gate electrode 6. Is set to 10V.

【0079】また、選択されたメモリセル1m(m)以外の
各メモリセル1のソース・ドレイン領域3に対応する各
ビット線(BL1 …BLm-1 ,BLm+2 …BLn )の電
位は3Vにされる。
The potential of each bit line (BL1... BLm-1, BLm + 2... BLn) corresponding to the source / drain region 3 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m) is 3V. Is done.

【0080】メモリセル1m(m)の制御ゲート電極7に対
応するワード線WLm の電位は2Vにされる。また、選
択されたメモリセル1m(m)以外の各メモリセル1の制御
ゲート電極7に対応する各ワード線(WL1 …WLm-1
,WLm+2 …WLn )の電位は0Vにされる。
The potential of word line WLm corresponding to control gate electrode 7 of memory cell 1m (m) is set to 2V. Each word line (WL1... WLm-1) corresponding to the control gate electrode 7 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m).
, WLm + 2... WLn) are set to 0V.

【0081】メモリセル1m(m)において、選択トランジ
スタ12の閾値電圧Vthは約0.5Vである。従っ
て、メモリセル1m(m)では、ソース・ドレイン領域3a
中の電子が反転状態のチャネル領域4中へ移動する。そ
のため、ソース・ドレイン領域3bからソース・ドレイ
ン領域3aに向かってセル電流Iwが流れる。一方、ソ
ース・ドレイン領域3bの電位は10Vであるため、ソ
ース・ドレイン領域3bと浮遊ゲート電極6との間の静
電容量を介したカップリングにより、浮遊ゲート電極6
の電位が持ち上げられて10Vに近くなる。そのため、
チャネル領域4と浮遊ゲート電極6の間には高電界が生
じる。従って、チャネル領域4中の電子は加速されてホ
ットエレクトロンとなり、図3の矢印Cに示すように、
浮遊ゲート電極6へ注入される。その結果、メモリセル
1m(m)の浮遊ゲート電極6に電荷が蓄積され、1ビット
のデータが書き込まれて記憶される。
In memory cell 1m (m), threshold voltage Vth of select transistor 12 is about 0.5V. Therefore, in the memory cell 1m (m), the source / drain region 3a
The electrons inside move into the channel region 4 in the inverted state. Therefore, cell current Iw flows from source / drain region 3b toward source / drain region 3a. On the other hand, since the potential of the source / drain region 3b is 10 V, the coupling between the source / drain region 3b and the floating gate electrode 6 via the capacitance causes the floating gate electrode 6
Is raised to approach 10V. for that reason,
A high electric field is generated between the channel region 4 and the floating gate electrode 6. Accordingly, the electrons in the channel region 4 are accelerated to become hot electrons, and as shown by an arrow C in FIG.
It is injected into the floating gate electrode 6. As a result, charges are accumulated in the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m), and 1-bit data is written and stored.

【0082】このとき、ソース・ドレイン領域3aと浮
遊ゲート電極5との間の静電容量を介したカップリング
により、浮遊ゲート電極5の電位が持ち上げられて約
1.2Vに近くなる。しかし、この程度の低い電位で
は、浮遊ゲート電極5へ実質的にホットエレクトロンが
注入されることはない。つまり、メモリセル1m(m)にお
いては、浮遊ゲート電極6だけにホットエレクトロンが
注入される。
At this time, due to the coupling between the source / drain region 3a and the floating gate electrode 5 via the capacitance, the potential of the floating gate electrode 5 is raised to be about 1.2V. However, at such a low potential, hot electrons are not substantially injected into the floating gate electrode 5. That is, in the memory cell 1m (m), hot electrons are injected only into the floating gate electrode 6.

【0083】また、ワード線WLm と各ビット線BLm-
1 ,BLm との交点に接続されたメモリセル1(以下、
「1m(m-1)」と表記する)のソース・ドレイン領域3間
にもセル電流Iwが流れる。しかし、メモリセル1m(m-
1)において、ビット線BLm-1 に対応するソース・ドレ
イン領域3の電位は3Vであるため、各浮遊ゲート電極
5,6の電位が持ち上げられることはない。そのため、
メモリセル1m(m-1)の各浮遊ゲート電極5,6へホット
エレクトロンが注入されることはなく、メモリセル1m
(m-1)にデータが書き込まれることはない。
The word line WLm and each bit line BLm-
1 and a memory cell 1 connected to the intersection with BLm
The cell current Iw also flows between the source / drain regions 3 of "1 m (m-1)". However, the memory cell 1m (m-
In 1), since the potential of the source / drain region 3 corresponding to the bit line BLm-1 is 3 V, the potentials of the floating gate electrodes 5 and 6 are not raised. for that reason,
Hot electrons are not injected into the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1m (m-1).
No data is written to (m-1).

【0084】そして、ワード線WLm と各ビット線BL
m+1 ,BLm+2 との交点に接続されたメモリセル1(以
下、「1m(m+1)」と表記する)については、ビット線B
Lm+2 に対応するソース・ドレイン領域3の電位が3V
であり、制御ゲート電極7(ワード線WLm )の電位
(=2V)より高いため、各ソース・ドレイン領域3間
にセル電流が流れない。そのため、メモリセル1m(m+1)
の各浮遊ゲート電極5,6へホットエレクトロンが注入
されることはなく、メモリセル1m(m+1)にデータが書き
込まれることはない。
Then, the word line WLm and each bit line BL
For the memory cell 1 (hereinafter, referred to as “1m (m + 1)”) connected to the intersection of m + 1 and BLm + 2, the bit line B
The potential of the source / drain region 3 corresponding to Lm + 2 is 3 V
Since the potential is higher than the potential (= 2 V) of the control gate electrode 7 (word line WLm), no cell current flows between the source / drain regions 3. Therefore, the memory cell 1m (m + 1)
Hot electrons are not injected into the respective floating gate electrodes 5 and 6, and no data is written into the memory cell 1m (m + 1).

【0085】尚、ワード線WLm に接続されたメモリセ
ル1m(m),1m(m-1),1m(m+1)以外の各メモリセル1に
ついても、メモリセル1m(m+1)と同様の理由により、デ
ータが書き込まれることはない。
The memory cells 1 other than the memory cells 1m (m), 1m (m-1), and 1m (m + 1) connected to the word line WLm are also referred to as memory cells 1m (m + 1). For the same reason, no data is written.

【0086】従って、前記した書き込み動作は、選択さ
れたメモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極6だけに行われ
る。ここで、ソース・ドレイン領域3b,3a間に流れ
るセル電流Iwの値と、書き込み動作の時間(浮遊ゲー
ト電極6へのホットエレクトロンの注入時間)とを最適
化することにより、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極
6に蓄積される電荷量を最適化する。
Therefore, the above-described write operation is performed only on the floating gate electrode 6 of the selected memory cell 1m (m). Here, by optimizing the value of the cell current Iw flowing between the source / drain regions 3b and 3a and the time of the write operation (the time of injecting hot electrons into the floating gate electrode 6), the memory cell 1m (m 2) optimize the amount of charge stored in the floating gate electrode 6.

【0087】具体的には、メモリセル1m(m)の浮遊ゲー
ト電極6に蓄積される電荷量を、従来のメモリセル20
1の浮遊ゲート電極206に蓄積される電荷量に比べて
少なく設定し、過剰書き込み状態にならないようにす
る。書き込み動作において、従来のメモリセル201の
ソース領域203の電位が12Vに設定されているのに
対し、本実施形態のメモリセル1m(m)のソース・ドレイ
ン領域3b(ビット線BLm+1 )の電位が10Vと低く
設定されているのは、過剰書き込み状態にならないよう
にするためである。
More specifically, the amount of charge stored in the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m) is
The amount is set to be smaller than the amount of charge stored in one floating gate electrode 206 so that an overwriting state is not caused. In the write operation, the potential of the source region 203 of the conventional memory cell 201 is set to 12 V, whereas the potential of the source / drain region 3b (bit line BLm + 1) of the memory cell 1m (m) of the present embodiment is set. The potential is set as low as 10 V in order to prevent an overwriting state.

【0088】ところで、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート
電極6にデータを書き込む場合に、既に浮遊ゲート電極
5にデータが書き込まれている場合がある。この場合
に、浮遊ゲート電極5に多量の電荷が蓄積されて過剰書
き込み状態になっていると、浮遊ゲート電極5直下のチ
ャネル領域4が完全なオフ状態になり、ソース・ドレイ
ン領域3b,3a間にセル電流Iwが流れなくなる。そ
こで、浮遊ゲート電極5にデータを書き込む際にも、前
記した浮遊ゲート電極6の場合と同様に、浮遊ゲート電
極5に蓄積される電荷量を少なくし、過剰書き込み状態
にならないようにする。そうすれば、浮遊ゲート電極5
にデータが書き込まれている場合でも、浮遊ゲート電極
5直下のチャネル領域4が完全なオフ状態になることは
なく、ソース・ドレイン領域3b,3a間にセル電流I
wが流れる。
When data is written to the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m), data may already be written to the floating gate electrode 5. In this case, if a large amount of electric charge is accumulated in the floating gate electrode 5 and the overwriting state occurs, the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 5 is completely turned off, and the source-drain regions 3b and 3a No cell current Iw flows. Therefore, when data is written to the floating gate electrode 5, similarly to the case of the floating gate electrode 6, the amount of charge accumulated in the floating gate electrode 5 is reduced so that an overwriting state does not occur. Then, the floating gate electrode 5
Even if data is written in the channel region 4, the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 5 is not completely turned off, and the cell current I between the source and drain regions 3b and 3a is not changed.
w flows.

【0089】逆に言えば、浮遊ゲート電極6にデータを
書き込む際に必要な値のセル電流Iwが流れるように、
浮遊ゲート電極5に蓄積される電荷量を設定しておくわ
けである。つまり、前記した浮遊ゲート電極6に蓄積さ
れる電荷量を、浮遊ゲート電極5にデータを書き込む際
に必要な値のセル電流Iwが流れる程度に少なく設定し
ておくわけである。
To put it the other way around, a cell current Iw of a value necessary for writing data to the floating gate electrode 6 flows so that
That is, the amount of charge stored in the floating gate electrode 5 is set in advance. That is, the amount of charge stored in the floating gate electrode 6 is set to be small enough to allow the cell current Iw of a value necessary for writing data to the floating gate electrode 5 to flow.

【0090】尚、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極5
にデータを書き込む場合は、ソース・ドレイン領域3b
に対応するビット線BLm+1 がセンスアンプ110内に
設けられた定電流源110aに接続されて、ソース・ド
レイン領域3aに対応するビット線BLm の電位が10
Vにされる。その他の電位条件については、メモリセル
1m(m)の浮遊ゲート電極6にデータを書き込む場合と同
様である。
The floating gate electrode 5 of the memory cell 1m (m)
When writing data to the source / drain region 3b
Is connected to the constant current source 110a provided in the sense amplifier 110, so that the potential of the bit line BLm corresponding to the source / drain region 3a becomes 10
V. Other potential conditions are the same as in the case where data is written to the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m).

【0091】従って、この書き込み動作は、選択された
1つのメモリセル1について、その各浮遊ゲート電極
5,6毎に行うことができる。 (b)読み出し動作(図5及び図6参照) メモリセル1m(m)が選択され、そのメモリセル1m(m)の
各浮遊ゲート電極5,6のうち、浮遊ゲート電極6から
データが読み出される場合について説明する。
Therefore, this write operation can be performed for each of the floating gate electrodes 5 and 6 for one selected memory cell 1. (B) Read operation (see FIGS. 5 and 6) The memory cell 1m (m) is selected, and data is read from the floating gate electrode 6 among the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1m (m). The case will be described.

【0092】メモリセル1m(m)のソース・ドレイン領域
3aに対応するビット線BLm の電位は3Vにされる。
メモリセル1m(m)のソース・ドレイン領域3bに対応す
るビット線BLm+1 の電位は0Vにされる。
The potential of bit line BLm corresponding to source / drain region 3a of memory cell 1m (m) is set to 3V.
The potential of the bit line BLm + 1 corresponding to the source / drain region 3b of the memory cell 1m (m) is set to 0V.

【0093】また、選択されたメモリセル1m(m)以外の
各メモリセル1のソース・ドレイン領域3に対応する各
ビット線(BL1 …BLm-1 ,BLm+2 …BLn )は、
オープン状態にされる。
Each bit line (BL1... BLm-1, BLm + 2... BLn) corresponding to the source / drain region 3 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m) is
Opened.

【0094】メモリセル1m(m)の制御ゲート電極7に対
応するワード線WLm の電位は4Vにされる。また、選
択されたメモリセル1m(m)以外の各メモリセル1の制御
ゲート電極7に対応する各ワード線(WL1 …WLm+1
,WLm+2 …WLn )の電位は0Vにされる。
The potential of the word line WLm corresponding to the control gate electrode 7 of the memory cell 1m (m) is set to 4V. Also, each word line (WL1... WLm + 1) corresponding to the control gate electrode 7 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m).
, WLm + 2... WLn) are set to 0V.

【0095】メモリセル1m(m)において、ソース・ドレ
イン領域3aが3Vにされると、ソース・ドレイン領域
3aと浮遊ゲート電極5との間の静電容量を介したカッ
プリングにより、浮遊ゲート電極5の電位が持ち上げら
れて3Vに近くなる。その結果、浮遊ゲート電極5に蓄
積された電荷の有無に関係なく、浮遊ゲート電極5直下
のチャネル領域4はオン状態になる。
In the memory cell 1m (m), when the source / drain region 3a is set to 3 V, the floating gate electrode is coupled by coupling between the source / drain region 3a and the floating gate electrode 5 via the capacitance. The potential of 5 is raised to near 3V. As a result, the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 5 is turned on irrespective of the presence or absence of the charge stored in the floating gate electrode 5.

【0096】後記するように、消去状態にある浮遊ゲー
ト電極6には電荷が蓄積されていない。それに対して、
前記したように、書き込み状態にある浮遊ゲート電極6
には電荷が蓄積されている。従って、消去状態にある浮
遊ゲート電極6直下のチャネル領域4はオン状態になっ
ており、書き込み状態にある浮遊ゲート電極6直下のチ
ャネル領域4はオフ状態に近くなっている。
As described later, no charge is stored in the floating gate electrode 6 in the erased state. On the other hand,
As described above, the floating gate electrode 6 in the written state
Has accumulated electric charge. Therefore, the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 6 in the erased state is in the ON state, and the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 6 in the written state is close to the OFF state.

【0097】そのため、制御ゲート電極7に4Vが印加
されたとき、ソース・ドレイン領域3aからソース・ド
レイン領域3bに向かって流れるセル電流Irは、浮遊
ゲート電極6が消去状態にある場合の方が、書き込み状
態にある場合よりも大きくなる。
Therefore, when 4 V is applied to control gate electrode 7, the cell current Ir flowing from source / drain region 3a toward source / drain region 3b is smaller when floating gate electrode 6 is in the erased state. , In the writing state.

【0098】このセル電流Irの値をセンスアンプ11
0で検出することにより、メモリセル1m(m)の浮遊ゲー
ト電極6に記憶されたデータの値を読み出すことができ
る。例えば、消去状態の浮遊ゲート電極6のデータの値
を「1」、書き込み状態の浮遊ゲート電極6のデータの
値を「0」として読み出しを行う。尚、この場合、セン
スアンプ110をソース・ドレイン領域3b側に接続し
て、セル電流Irを検出してもよい。
The value of the cell current Ir is applied to the sense amplifier 11
By detecting 0, the value of the data stored in the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m) can be read. For example, reading is performed with the data value of the floating gate electrode 6 in the erased state being “1” and the data value of the floating gate electrode 6 in the written state being “0”. In this case, the sense amplifier 110 may be connected to the source / drain region 3b to detect the cell current Ir.

【0099】尚、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極5
からデータを読み出す場合は、ソース・ドレイン領域3
bに対応するビット線BLm+1 の電位が3Vにされ、ソ
ース・ドレイン領域3aに対応するビット線BLm の電
位が0Vにされる。その他の電位条件又はオープン状態
については、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極6から
データを読み出す場合と同様である。
The floating gate electrode 5 of the memory cell 1m (m)
When reading data from the source / drain region 3,
The potential of bit line BLm + 1 corresponding to b is set to 3V, and the potential of bit line BLm corresponding to source / drain region 3a is set to 0V. Other potential conditions or open states are the same as in the case of reading data from the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m).

【0100】つまり、選択されたメモリセル1m(m)につ
いて、その各浮遊ゲート電極5,6のいずれか一方に、
消去状態のデータ値「1」と、書き込み状態のデータ値
「0」の2値(=1ビット)を記憶させ、そのデータ値
を読み出すことができる。
That is, for the selected memory cell 1m (m), one of the floating gate electrodes 5 and 6
Two values (= 1 bit) of the data value “1” in the erased state and the data value “0” in the written state are stored, and the data values can be read.

【0101】(c)消去動作(図7又は図8参照) ワード線WLm に接続された全てのメモリセル1の各浮
遊ゲート電極5,6に記憶されたデータが消去される場
合について説明する。
(C) Erasing Operation (See FIG. 7 or FIG. 8) A case where data stored in the floating gate electrodes 5 and 6 of all the memory cells 1 connected to the word line WLm is erased will be described.

【0102】全てのビット線BL1 〜BLn の電位は0
Vにされる。ワード線WLm の電位は15Vにされる。
また、ワード線WLm 以外の各ワード線(WL1 …WL
m+1 ,WLm+2 …WLn )の電位は0Vにされる。
The potentials of all bit lines BL1 to BLn are 0
V. The potential of the word line WLm is set to 15V.
Each word line (WL1... WL) other than the word line WLm
m + 1, WLm + 2... WLn) are set to 0V.

【0103】各ソース・ドレイン領域3a,3b及び基
板2と各浮遊ゲート電極5,6との間の静電容量と、制
御ゲート電極7と各浮遊ゲート電極5,6の間の静電容
量とを比べると、前者の方が圧倒的に大きい。つまり、
各浮遊ゲート電極5,6は、各ソース・ドレイン領域3
a,3b及び基板2と強くカップリングしている。その
ため、制御ゲート電極7が15V、各ソース・ドレイン
領域3a,3bが0Vになっても、各浮遊ゲート電極
5,6の電位は0V付近からあまり変化せず、制御ゲー
ト電極7と各浮遊ゲート電極5,6の電位差が大きくな
り、制御ゲート電極7と各浮遊ゲート電極5,6の間に
高電界が生じる。
The capacitance between each source / drain region 3a, 3b and the substrate 2 and each floating gate electrode 5, 6 and the capacitance between the control gate electrode 7 and each floating gate electrode 5, 6 The former is overwhelmingly larger. That is,
Each floating gate electrode 5, 6 is connected to each source / drain region 3.
a, 3b and the substrate 2 are strongly coupled. Therefore, even if the control gate electrode 7 becomes 15V and the source / drain regions 3a and 3b become 0V, the potentials of the floating gate electrodes 5 and 6 do not change so much from around 0V, and the control gate electrode 7 and each floating gate The potential difference between the electrodes 5 and 6 increases, and a high electric field is generated between the control gate electrode 7 and each of the floating gate electrodes 5 and 6.

【0104】その結果、FNトンネル電流が流れ、図7
の矢印Dに示すように、各浮遊ゲート電極5,6中の電
子が制御ゲート電極7側へ引き抜かれて、各メモリセル
1に記憶されたデータの消去が行われる。
As a result, the FN tunnel current flows, and FIG.
As shown by the arrow D, electrons in the floating gate electrodes 5 and 6 are extracted to the control gate electrode 7 side, and the data stored in each memory cell 1 is erased.

【0105】このとき、各浮遊ゲート電極5,6には突
起部5a,6aが形成されているため、各浮遊ゲート電
極5,6中の電子は突起部5a,6aから飛び出して制
御ゲート電極7側へ移動する。従って、電子の移動が容
易になり、各浮遊ゲート電極5,6中の電子を効率的に
引き抜くことができる。
At this time, since the projections 5a and 6a are formed on the floating gate electrodes 5 and 6, electrons in the floating gate electrodes 5 and 6 jump out of the projections 5a and 6a to control the control gate electrode 7a. Move to the side. Therefore, the movement of the electrons is facilitated, and the electrons in the floating gate electrodes 5, 6 can be efficiently extracted.

【0106】尚、複数のワード線WL1 〜WLn を同時
に選択することにより、その各ワード線に接続されてい
る全てのメモリセル1に対して消去動作を行うこともで
きる。このように、メモリセルアレイ102を複数組の
ワード線WL1 〜WLn 毎の任意のブロックに分けてそ
の各ブロック単位でデータの消去を行う消去動作は、ブ
ロック消去と呼ばれる。
By simultaneously selecting a plurality of word lines WL1 to WLn, an erasing operation can be performed on all the memory cells 1 connected to each word line. The erase operation of dividing the memory cell array 102 into arbitrary blocks for each of a plurality of sets of word lines WL1 to WLn and erasing data in each block is called block erase.

【0107】次に、メモリセルアレイ102の製造方法
を図9〜図12に従い順を追って説明する。 工程1(図9(a)参照);LOCOS法を用い、基板
2上にフィールド絶縁膜13(図1(b)に示す)を形
成する。次に、基板2上におけるフィールド絶縁膜13
の形成されていない部分(素子領域)に、熱酸化法を用
いてシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜8を形成す
る。続いて、ゲート絶縁膜8上に浮遊ゲート電極5,6
となる第1の導電膜としてのドープドポリシリコン膜2
1を形成する。そして、LPCVD法を用い、ドープド
ポリシリコン膜21の全面にシリコン窒化膜22を形成
する。次に、シリコン窒化膜22の全面にフォトレジス
トを塗布した後、通常のフォトリソグラフィー技術を用
いて、ソース・ドレイン領域3と平行な浮遊ゲート電極
5,6の両側壁を形成するためのエッチング用マスク2
3を形成する。
Next, a method of manufacturing the memory cell array 102 will be described step by step with reference to FIGS. Step 1 (see FIG. 9A): A field insulating film 13 (shown in FIG. 1B) is formed on the substrate 2 by using the LOCOS method. Next, the field insulating film 13 on the substrate 2
A gate insulating film 8 made of a silicon oxide film is formed by using a thermal oxidation method in a portion (element region) where is not formed. Subsequently, the floating gate electrodes 5 and 6 are formed on the gate insulating film 8.
Doped polysilicon film 2 as a first conductive film to be formed
Form one. Then, a silicon nitride film 22 is formed on the entire surface of the doped polysilicon film 21 by using the LPCVD method. Next, after a photoresist is applied to the entire surface of the silicon nitride film 22, an etching process for forming both side walls of the floating gate electrodes 5 and 6 parallel to the source / drain regions 3 is performed by using ordinary photolithography technology. Mask 2
Form 3

【0108】工程2(図9(b)参照);エッチング用
マスク23を用いた異方性エッチングにより、シリコン
窒化膜22をエッチングする。そして、エッチング用マ
スク23を除去する。次に、LOCOS法を用い、エッ
チングされたシリコン窒化膜22を酸化用マスクとして
ドープドポリシリコン膜21を酸化することで、絶縁膜
9を形成する。このとき、シリコン窒化膜22の端部に
絶縁膜9の端部が侵入し、バーズビーク9aが形成され
る。
Step 2 (see FIG. 9B): The silicon nitride film 22 is etched by anisotropic etching using the etching mask 23. Then, the etching mask 23 is removed. Next, the insulating film 9 is formed by oxidizing the doped polysilicon film 21 using the etched silicon nitride film 22 as an oxidation mask using the LOCOS method. At this time, the end of the insulating film 9 penetrates into the end of the silicon nitride film 22, and a bird's beak 9a is formed.

【0109】工程3(図9(c)参照);シリコン窒化
膜22を除去する。次に、絶縁膜9をエッチング用マス
クとして用いた異方性エッチングにより、ドープドポリ
シリコン膜21をエッチングして、浮遊ゲート電極5,
6となる膜24を形成する。この膜24は、ソース・ド
レイン領域3と平行に配置された浮遊ゲート電極5を連
続させた形状を有すると共に、ソース・ドレイン領域3
と平行に配置された浮遊ゲート電極6を連続させた形状
を有する。つまり、膜24の両側壁が浮遊ゲート電極
5,6の両側壁となる。このとき、絶縁膜9の端部には
バーズビーク9aが形成されているため、膜24の上縁
部はバーズビーク9aの形状に沿って尖鋭になり、突起
部5a,6aが形成される。
Step 3 (see FIG. 9C): The silicon nitride film 22 is removed. Next, the doped polysilicon film 21 is etched by anisotropic etching using the insulating film 9 as an etching mask, and the floating gate electrode 5,
6 is formed. This film 24 has a shape in which the floating gate electrode 5 arranged in parallel with the source / drain region 3 is continuous, and
Has a shape in which floating gate electrodes 6 arranged in parallel with each other are continuous. That is, both side walls of the film 24 become both side walls of the floating gate electrodes 5 and 6. At this time, since the bird's beak 9a is formed at the end of the insulating film 9, the upper edge of the film 24 becomes sharp along the shape of the bird's beak 9a, and the projections 5a and 6a are formed.

【0110】工程4(図10(d)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面にフォトレジストを塗布し
た後、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、ソー
ス・ドレイン領域3を形成するためのイオン注入用マス
ク25を形成する。次に、通常のイオン注入法を用い、
基板2の表面にN型不純物イオン(リンイオン,ヒ素イ
オンなど)を注入してソース領域・ドレイン領域3を形
成する。その後、イオン注入用マスク25を除去する。
Step 4 (see FIG. 10D): After applying a photoresist to the entire surface of the device formed in the above step, the source / drain region 3 is formed by using ordinary photolithography technology. Is formed. Next, using a normal ion implantation method,
N-type impurity ions (such as phosphorus ions and arsenic ions) are implanted into the surface of the substrate 2 to form source / drain regions 3. After that, the ion implantation mask 25 is removed.

【0111】このとき、イオン注入用マスク25は、少
なくとも基板2上のソース・ドレイン領域3が形成され
ない部分を覆うように形成すると共に、膜24上をはみ
出さないように形成する。その結果、ソース・ドレイン
領域3の位置は、膜24の側壁(すなわち、浮遊ゲート
電極5,6の端部)によって規定される。
At this time, the ion implantation mask 25 is formed so as to cover at least a portion of the substrate 2 where the source / drain regions 3 are not formed and so as not to protrude from the film 24. As a result, the positions of the source / drain regions 3 are defined by the side walls of the film 24 (that is, the ends of the floating gate electrodes 5 and 6).

【0112】工程5(図10(e)参照);熱酸化法も
しくはLPCVD法又はこれらを併用し、上記の工程で
形成されたデバイスの全面に、シリコン酸化膜からなる
トンネル絶縁膜10を形成する。すると、積層された各
絶縁膜8,10及び各絶縁膜9,10はそれぞれ一体化
される。
Step 5 (see FIG. 10 (e)): Tunnel insulating film 10 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device formed in the above steps by using the thermal oxidation method or the LPCVD method or a combination thereof. . Then, the stacked insulating films 8 and 10 and the insulating films 9 and 10 are integrated.

【0113】工程6(図10(f)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、絶縁膜30(下地層)
及び選択ゲート11(下地層)となる第2の導電膜とし
てのドープドポリシリコン膜31を形成する。
Step 6 (see FIG. 10F): An insulating film 30 (underlying layer) is formed on the entire surface of the device formed in the above step.
Then, a doped polysilicon film 31 as a second conductive film to be the selection gate 11 (underlying layer) is formed.

【0114】工程7(図11(g)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面にシリコン窒化膜32を形
成する。次に、シリコン窒化膜32の全面にフォトレジ
ストを塗布した後、通常のフォトリソグラフィー技術を
用いて、シリコン窒化膜32をエッチングするためのエ
ッチング用マスク33を形成する。
Step 7 (see FIG. 11G): A silicon nitride film 32 is formed on the entire surface of the device formed in the above step. Next, after a photoresist is applied to the entire surface of the silicon nitride film 32, an etching mask 33 for etching the silicon nitride film 32 is formed by using a normal photolithography technique.

【0115】工程8(図11(h)参照);エッチング
用マスク33を用いたエッチングにより、シリコン窒化
膜32をエッチングすることにより選択ゲート11及び
絶縁膜30の境界を形成するための酸化用マスクを形成
する。エッチング用マスク33を除去した後、シリコン
窒化膜32をマスクとしてドープドポリシリコン膜31
を部分的に酸化する。これにより、ドープドポリシリコ
ン膜31から選択ゲート11及び絶縁膜30が形成され
る。この後、シリコン窒化膜32を除去する。
Step 8 (see FIG. 11H): An oxidation mask for forming a boundary between the select gate 11 and the insulating film 30 by etching the silicon nitride film 32 by etching using the etching mask 33. To form After removing the etching mask 33, the doped polysilicon film 31 is
Is partially oxidized. Thus, the selection gate 11 and the insulating film 30 are formed from the doped polysilicon film 31. After that, the silicon nitride film 32 is removed.

【0116】工程9(図11(i)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、制御ゲート電極7とな
る第3の導電膜としてのドープドポリシリコン膜26を
形成する。
Step 9 (see FIG. 11I): A doped polysilicon film 26 as a third conductive film to be the control gate electrode 7 is formed on the entire surface of the device formed in the above step.

【0117】尚、各ドープドポリシリコン膜21,2
6,31の形成方法には以下のものがある。 方法1;LPCVD法を用いてポリシリコン膜を形成す
る際に、原料ガスに不純物を含んだガスを混入する。
Each doped polysilicon film 21 and
6, 31 are formed as follows. Method 1: When a polysilicon film is formed by using the LPCVD method, a gas containing impurities is mixed into a source gas.

【0118】方法2;LPCVD法を用いてノンドープ
のポリシリコン膜を形成した後に、ポリシリコン膜上に
不純物拡散源層(POCl3 など)を形成し、その不純
物拡散源層からポリシリコン膜に不純物を拡散させる。
Method 2: After forming a non-doped polysilicon film by using the LPCVD method, an impurity diffusion source layer (such as POCl3) is formed on the polysilicon film, and an impurity is diffused from the impurity diffusion source layer into the polysilicon film. Spread.

【0119】方法3;LPCVD法を用いてノンドープ
のポリシリコン膜を形成した後に、不純物イオンを注入
する。 工程10(図12(j)参照);上記の工程で形成され
たデバイスの全面にフォトレジストを塗布した後、通常
のフォトリソグラフィー技術を用いて、各浮遊ゲート電
極5,6及び制御ゲート電極7を形成するためのエッチ
ング用マスク27を形成する。
Method 3: After forming a non-doped polysilicon film by using the LPCVD method, impurity ions are implanted. Step 10 (see FIG. 12 (j)): After applying a photoresist to the entire surface of the device formed in the above step, the respective floating gate electrodes 5 and 6 and the control gate electrode 7 are formed by using ordinary photolithography technology. Is formed for forming an etching mask 27.

【0120】工程11(図12(k)参照);エッチン
グ用マスク27を用いた異方性エッチングにより、ドー
プドポリシリコン膜26、トンネル絶縁膜10、絶縁膜
9、膜24をエッチングガスを制御しながら同時にエッ
チングする。これにより、ドープドポリシリコン膜26
から制御ゲート電極7が形成され、膜24から各浮遊ゲ
ート電極5,6が形成される。
Step 11 (see FIG. 12 (k)): Controlling the etching gas for the doped polysilicon film 26, the tunnel insulating film 10, the insulating film 9, and the film 24 by anisotropic etching using the etching mask 27. While simultaneously etching. Thereby, the doped polysilicon film 26 is formed.
, The control gate electrode 7 is formed, and the floating gate electrodes 5, 6 are formed from the film 24.

【0121】そして、エッチング用マスク27を除去す
ると、メモリセルアレイ102が完成する。以上詳述し
たように、本実施形態によれば、以下の作用及び効果を
得ることができる。
Then, when the etching mask 27 is removed, the memory cell array 102 is completed. As described in detail above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.

【0122】〔1〕メモリセル1は2つの浮遊ゲート電
極5,6を有し、各浮遊ゲート電極5,6は2つのソー
ス・ドレイン領域3に挟まれたチャネル領域4上に併置
されている。また、各浮遊ゲート電極5,6は、1つの
制御ゲート電極7を共有している。そして、1つのメモ
リセル1は、各浮遊ゲート電極5,6毎にそれぞれ1ビ
ットのデータを記憶することが可能であり、合計2ビッ
トのデータを記憶することができる。
[1] The memory cell 1 has two floating gate electrodes 5 and 6, and each floating gate electrode 5 and 6 is juxtaposed on a channel region 4 sandwiched between two source / drain regions 3. . Each floating gate electrode 5 and 6 shares one control gate electrode 7. One memory cell 1 can store 1-bit data for each of the floating gate electrodes 5 and 6, and can store 2-bit data in total.

【0123】従って、同一デザインルールにおいて、メ
モリセル1によれば、従来のメモリセル201に比べ、
1ビット当たりの基板上の専有面積を約66%に縮小す
ることができる。すなわち、メモリセル1によれば、ス
タックトゲート型メモリセルに匹敵する高集積化が可能
になる。
Therefore, under the same design rule, according to the memory cell 1, the memory cell 1
The occupied area on the substrate per bit can be reduced to about 66%. That is, according to the memory cell 1, high integration comparable to that of the stacked gate memory cell is possible.

【0124】〔2〕行方向に配列された各メモリセル1
の制御ゲート電極7により、制御線としての共通のワー
ド線WL1 〜WLn が形成されている。つまり、行方向
に配列された各メモリセル1の制御ゲート電極7は分離
されることなく連続している。
[2] Each memory cell 1 arranged in the row direction
, Common word lines WL1 to WLn as control lines are formed. That is, the control gate electrodes 7 of the memory cells 1 arranged in the row direction are continuous without being separated.

【0125】従って、従来技術における前記(1)の問
題を完全に回避することができる。 〔3〕上記〔2〕により、各浮遊ゲート電極5,6と制
御ゲート電極7の重ね合わせ寸法精度について考慮する
必要がなくなることから、従来技術における前記(2)
の問題を完全に回避することができる。
Therefore, the problem (1) in the prior art can be completely avoided. [3] According to the above [2], there is no need to consider the overlapping dimensional accuracy of each of the floating gate electrodes 5 and 6 and the control gate electrode 7, so that the above-mentioned (2)
Problem can be completely avoided.

【0126】〔4〕本実施形態では、各浮遊ゲート電極
5,6とソース・ドレイン領域3との間にはゲート絶縁
膜8のみを設けている。これに対して、制御ゲート電極
7と各浮遊ゲート電極5,6との間には絶縁膜9及びト
ンネル絶縁膜10を設けるとともに、導電体層を酸化し
て絶縁膜30を設け、制御ゲート電極7と各浮遊ゲート
電極5,6との間の距離を少しでも大きくするようにし
ている。そのため、制御ゲート電極7と浮遊ゲート電極
5,6との間の静電容量に対する浮遊ゲート電極5,6
とソース・ドレイン領域3との間の静電容量の比を大き
くすることができる。これにより、メモリセル1へのデ
ータの書き込み時において、ソース・ドレイン領域3に
印加した高電圧に基づいて浮遊ゲート電極5,6の電位
を高電位に容易に持ち上げることができ、書き込み特性
を向上することができる。また、制御ゲート電極7は選
択ゲート11に直接接しており、選択ゲート11とチャ
ネル領域4との間にはゲート絶縁膜8のみを設けてお
り、制御ゲート電極7及び選択ゲート11とチャネル領
域4との間の静電容量は大きいため、データの読み出し
時において、大きなセル電流を流すことができ、読み出
し特性を向上することができる。
[4] In the present embodiment, only the gate insulating film 8 is provided between each of the floating gate electrodes 5 and 6 and the source / drain region 3. On the other hand, an insulating film 9 and a tunnel insulating film 10 are provided between the control gate electrode 7 and each of the floating gate electrodes 5 and 6, and an insulating film 30 is provided by oxidizing the conductor layer to form the control gate electrode. The distance between the floating gate electrode 7 and each of the floating gate electrodes 5 and 6 is increased as much as possible. Therefore, the floating gate electrodes 5 and 6 with respect to the capacitance between the control gate electrode 7 and the floating gate electrodes 5 and 6
It is possible to increase the ratio of the capacitance between the source and the drain region 3. Thereby, at the time of writing data to the memory cell 1, the potential of the floating gate electrodes 5, 6 can be easily raised to a high potential based on the high voltage applied to the source / drain region 3, and the writing characteristics are improved. can do. Further, the control gate electrode 7 is in direct contact with the select gate 11, and only the gate insulating film 8 is provided between the select gate 11 and the channel region 4, and the control gate electrode 7 and the select gate 11 are connected to the channel region 4. Is large, a large cell current can flow during data reading, and the reading characteristics can be improved.

【0127】〔5〕本実施形態のメモリセルアレイ10
2では行方向に配列された各メモリセル1の制御ゲート
電極7により、共通のワード線WL1 〜WLn が形成さ
れており、しかも制御ゲート電極7は選択ゲート11に
直接接しており、同一の配線層に形成されていることと
なる。そのため、ワード線WL1 〜WLn と制御ゲート
電極7との間に絶縁膜を介在させていないため、デバイ
スの高さ方向への大型化を防止することができるととも
に、ワード線WL1 〜WLn (制御ゲート電極7)の上
層の配線層を、別の配線を設ける場合に有効に利用する
ことができる。
[5] Memory cell array 10 of the present embodiment
In FIG. 2, common word lines WL1 to WLn are formed by the control gate electrodes 7 of the memory cells 1 arranged in the row direction, and the control gate electrodes 7 are directly in contact with the selection gates 11 and have the same wiring. It is formed in a layer. Therefore, since no insulating film is interposed between the word lines WL1 to WLn and the control gate electrode 7, it is possible to prevent the device from increasing in the height direction and to increase the size of the word lines WL1 to WLn (control gates). The upper wiring layer of the electrode 7) can be effectively used when another wiring is provided.

【0128】〔6〕本実施形態の前記工程11では、ド
ープドポリシリコン膜26,トンネル絶縁膜10,絶縁
膜9,膜24をエッチングガスを制御しながら同時にエ
ッチングすることにより、ドープドポリシリコン膜26
から制御ゲート電極7を形成し、膜24から各浮遊ゲー
ト電極5,6を形成している。また、メモリセルアレイ
102において、列方向に配列された各メモリセル1の
ソース・ドレイン領域3により、共通のビット線BL1
〜BLn が形成されている。そのため、メモリセルアレ
イ102においては、従来のメモリセルアレイ302の
ようなビット線コンタクト214を形成する必要がな
い。そのため、本実施形態のメモリセルアレイ102
は、従来の形態のメモリセルアレイ302に比べて、構
造が簡単で且つ製造が容易である。
[6] In the step 11 of the present embodiment, the doped polysilicon film 26, the tunnel insulating film 10, the insulating film 9, and the film 24 are simultaneously etched while controlling the etching gas, so that the doped polysilicon film is formed. Membrane 26
To form a control gate electrode 7, and from the film 24 to each floating gate electrode 5, 6. In the memory cell array 102, the source / drain region 3 of each memory cell 1 arranged in the column direction allows the common bit line BL1
~ BLn are formed. Therefore, it is not necessary to form the bit line contacts 214 in the memory cell array 102 as in the conventional memory cell array 302. Therefore, the memory cell array 102 of the present embodiment
Has a simpler structure and is easier to manufacture than the conventional memory cell array 302.

【0129】〔7〕メモリセル1を用いたフラッシュE
EPROM101は、選択トランジスタ12が設けられ
ているため、個々のメモリセル1にそれ自身を選択する
機能がある。つまり、消去動作時に浮遊ゲート電極5,
6から電荷を引き抜く際に電荷を過剰に抜き過ぎても、
選択ゲート11によってチャネル領域4をオフ状態にす
ることができる。従って、過剰消去が発生したとして
も、選択トランジスタ12によってメモリセル1のオン
・オフ状態を制御することができ、過剰消去が問題にな
らない。すなわち、メモリセル1の内部に設けられた選
択トランジスタ12によって、そのメモリセル自身のオ
ン・オフ状態を選択することができる。
[7] Flash E Using Memory Cell 1
Since the EPROM 101 is provided with the selection transistor 12, each of the memory cells 1 has a function of selecting itself. In other words, the floating gate electrode 5,
Even if the charge is extracted too much when extracting the charge from 6,
The channel region 4 can be turned off by the selection gate 11. Therefore, even if excessive erasure occurs, the ON / OFF state of the memory cell 1 can be controlled by the selection transistor 12, and excessive erasure does not pose a problem. That is, the on / off state of the memory cell itself can be selected by the selection transistor 12 provided inside the memory cell 1.

【0130】〔8〕書き込み動作において、メモリセル
1の浮遊ゲート電極5,6に蓄積される電荷量を最適化
するには、メモリセル1に消去状態と書き込み状態の2
値(=1ビット)を記憶させるだけでなく、3値以上を
記憶させる技術(多値記憶技術)を応用すればよい。す
なわち、多値記憶技術では、書き込み動作時にメモリセ
ルの浮遊ゲート電極の電位を精密に制御することによっ
て書き込み状態を正確に制御することが必要不可欠であ
る。その浮遊ゲート電極の電位の制御技術を利用すれ
ば、書き込み動作時にメモリセル1の浮遊ゲート電極
5,6に蓄積される電荷量を最適化するのは容易であ
る。
[8] In the write operation, in order to optimize the amount of charge stored in the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1, the memory cell 1 must have the erased state and the written state
A technique (multi-value storage technique) for storing not only a value (= 1 bit) but also three or more values may be applied. That is, in the multi-value storage technology, it is essential to precisely control the write state by precisely controlling the potential of the floating gate electrode of the memory cell during the write operation. If the technique of controlling the potential of the floating gate electrode is used, it is easy to optimize the amount of charge stored in the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1 during a write operation.

【0131】[0131]

〔9〕書き込み動作において、過剰書き込
み状態を防止するために、メモリセル1m(m)のソース・
ドレイン領域3b(ビット線BLm+1 )の電位が10V
と低く設定されている。そのため、フラッシュEEPR
OM101の電源電圧が3.3Vに低電圧化された場合
でも、チャージポンプの負荷が軽くなって、低電圧化に
容易に対応することができる。
[9] In the write operation, in order to prevent an excessive write state, the source of the memory cell 1m (m) is
The potential of the drain region 3b (bit line BLm + 1) is 10 V
And it is set low. Therefore, Flash EEPR
Even when the power supply voltage of the OM 101 is lowered to 3.3 V, the load on the charge pump is reduced, and it is possible to easily cope with the voltage reduction.

【0132】それに対して、従来のメモリセル201で
は、書き込み動作におけるソース領域203の電位が1
2Vに設定されている。そのため、フラッシュEEPR
OM301の電源電圧が3.3Vの場合には、チャージ
ポンプを用いてソース領域203へ供給する電圧(=1
2V)を生成するのが難しく、当該電圧の生成に特別な
回路が要求されるため、回路構成が複雑になる。
On the other hand, in the conventional memory cell 201, the potential of the source region 203 in the write operation becomes 1
It is set to 2V. Therefore, Flash EEPR
When the power supply voltage of the OM 301 is 3.3 V, the voltage supplied to the source region 203 using the charge pump (= 1
2V) is difficult to generate, and a special circuit is required to generate the voltage, which complicates the circuit configuration.

【0133】〔10〕メモリセル1のチャネル領域4の
長さは、従来のメモリセル201のチャネル領域205
に比べて長くなっている。そのため、チャネル領域4の
耐圧は、チャネル領域205の耐圧に比べて高くなる。
その結果、書き込み動作において、選択されたメモリセ
ル1以外のメモリセル1の各浮遊ゲート電極5,6には
データが書き込まれ難くなり、前記した書き込み動作の
作用及び効果をより確実に得ることができる。
[10] The length of the channel region 4 of the memory cell 1 is
It is longer than. Therefore, the breakdown voltage of the channel region 4 is higher than the breakdown voltage of the channel region 205.
As a result, in the write operation, data is less likely to be written to each of the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1 other than the selected memory cell 1, and the operation and effect of the write operation can be more reliably obtained. it can.

【0134】〔11〕読み出し動作において、メモリセ
ル1のセル電流Irの値をセンスアンプ110によって
検出する際には、多値記憶技術を応用すればよい。すな
わち、多値記憶技術では、読み出し動作時にセル電流を
精密に検出することが必要不可欠である。そのセル電流
の検出技術を利用すれば、読み出し動作時にメモリセル
1のセル電流Irの値を精密に検出することができる。
[11] In the read operation, when the value of the cell current Ir of the memory cell 1 is detected by the sense amplifier 110, a multi-value storage technique may be applied. That is, in the multivalued storage technology, it is indispensable to accurately detect the cell current during the read operation. If the cell current detection technique is used, the value of the cell current Ir of the memory cell 1 can be accurately detected during the read operation.

【0135】〔12〕書き込み動作において、メモリセ
ル1の浮遊ゲート電極5,6に蓄積される電荷量を少な
く設定し、過剰書き込み状態にならないようにしてあ
る。そのため、消去動作において、各浮遊ゲート電極
5,6から制御ゲート電極7側へ引き抜く電子の量が少
なくなる。
[12] In the write operation, the amount of charge stored in the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1 is set to be small to prevent an excessive write state. Therefore, in the erasing operation, the amount of electrons drawn from each of the floating gate electrodes 5 and 6 toward the control gate electrode 7 is reduced.

【0136】(第2実施形態)次に、第2実施形態を図
面に従って説明する。図15(h)は本実施形態のメモ
リセル40を用いたフラッシュEEPROMのメモリセ
ルアレイ170の一部を示す。メモリセル40は、2つ
のソース・ドレイン領域42、導電ブロック層43、チ
ャネル領域44、2つの浮遊ゲート電極45,46、及
び制御ゲート電極47から構成されている。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 15H shows a part of a memory cell array 170 of a flash EEPROM using the memory cells 40 of the present embodiment. The memory cell 40 includes two source / drain regions 42, a conductive block layer 43, a channel region 44, two floating gate electrodes 45 and 46, and a control gate electrode 47.

【0137】P型単結晶シリコン基板41上にN型のソ
ース・ドレイン領域42が形成されている。各ソース・
ドレイン領域42上には導電ブロック層43が形成され
ている。この導電膜を構成する材料としては、ドープし
た非晶質シリコン、ドープした単結晶シリコン、あるい
はドープした多結晶シリコンなどの半導体を用いること
ができる。
An N-type source / drain region 42 is formed on a P-type single crystal silicon substrate 41. Each source
A conductive block layer 43 is formed on the drain region 42. As a material for forming this conductive film, a semiconductor such as doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, or doped polycrystalline silicon can be used.

【0138】各ソース・ドレイン領域42上には前記導
電ブロック層43を挟むように同一寸法形状の2つの浮
遊ゲート電極45,46が対称に形成されている。浮遊
ゲート電極45,46と導電ブロック層43との間には
誘電体としての絶縁膜49が設けられるとともに、ま
た、浮遊ゲート45,46は対称構造の2つのソース・
ドレイン領域42に挟まれたチャネル領域44上に、ゲ
ート絶縁膜48を介して並べられて配置されている。
On each source / drain region 42, two floating gate electrodes 45 and 46 having the same size and shape are formed symmetrically with the conductive block layer 43 interposed therebetween. An insulating film 49 as a dielectric is provided between the floating gate electrodes 45 and 46 and the conductive block layer 43, and the floating gates 45 and 46 are formed of two symmetrical sources / sources.
On the channel region 44 sandwiched between the drain regions 42, they are arranged side by side with a gate insulating film 48 interposed therebetween.

【0139】各ソース・ドレイン領域42上における導
電ブロック層43及び浮遊ゲート電極45,46上にL
OCOS法によって絶縁膜50が形成され、絶縁膜50
上及びゲート絶縁膜48上にはトンネル絶縁膜51が形
成されている。絶縁膜50により、各浮遊ゲート電極4
5,46の上部には突起部45a,46aが形成されて
いる。トンネル絶縁膜51上には制御ゲート電極47が
形成されている。
On the conductive block layer 43 on each source / drain region 42 and the floating gate electrodes 45 and 46, L
An insulating film 50 is formed by the OCOS method.
A tunnel insulating film 51 is formed on the gate insulating film 48 and the gate insulating film 48. Due to the insulating film 50, each floating gate electrode 4
Protrusions 45a, 46a are formed on the upper portions of 5, 46, respectively. A control gate electrode 47 is formed on the tunnel insulating film 51.

【0140】ここで、制御ゲート電極47の一部は、各
絶縁膜48,51を介してチャネル領域44上に配置さ
れ、選択ゲート52を形成している。その選択ゲート5
2を挟む各ソース・ドレイン領域42と選択ゲート52
とにより、選択トランジスタ53が構成される。すなわ
ち、メモリセル40は、浮遊ゲート電極45,46及び
制御ゲート電極47と各ソース・ドレイン領域42とか
ら構成される2つのトランジスタと、当該各トランジス
タ間に形成された選択トランジスタ53とが直列に接続
された構成をとる。
Here, a part of the control gate electrode 47 is arranged on the channel region 44 via the respective insulating films 48 and 51 to form the select gate 52. Select gate 5
2 and source / drain regions 42 and select gate 52
Thus, the selection transistor 53 is configured. That is, in the memory cell 40, two transistors each including the floating gate electrodes 45 and 46, the control gate electrode 47, and each source / drain region 42, and the selection transistor 53 formed between each transistor are connected in series. Take the connected configuration.

【0141】メモリセル40において、制御ゲート電極
47とチャネル領域44とはそれらの間にゲート絶縁膜
48及びトンネル絶縁膜51を介在させているだけであ
るため、その静電容量は大きいものとなる。また、制御
ゲート電極47と浮遊ゲート電極45,46とはそれら
の間にトンネル絶縁膜51及び絶縁膜50を介在させて
おり、その静電容量は制御ゲート電極47及びチャネル
領域44間のそれと比較して小さいものとなる。さら
に、制御ゲート電極47とソース・ドレイン領域42と
はそれらの間に絶縁膜50及びトンネル絶縁膜51を介
在させているため、その静電容量は制御ゲート電極47
及び浮遊ゲート電極45,46間のそれと比較して小さ
いものとなる。また、各浮遊ゲート電極45,46は絶
縁膜48を介してソース・ドレイン領域42に対向する
とともに、各浮遊ゲート電極45,46の側壁は絶縁膜
49を介して導電ブロック層43(すなわち、ソース・
ドレイン領域42)に対向している。そのため、ソース
・ドレイン領域42と各浮遊ゲート電極45,46との
間の静電容量を大きくすることができる。
In the memory cell 40, since the control gate electrode 47 and the channel region 44 only have the gate insulating film 48 and the tunnel insulating film 51 interposed therebetween, the capacitance is large. . Further, the tunnel insulating film 51 and the insulating film 50 are interposed between the control gate electrode 47 and the floating gate electrodes 45 and 46, and the capacitance thereof is compared with that between the control gate electrode 47 and the channel region 44. And become smaller. Furthermore, since the control gate electrode 47 and the source / drain regions 42 have the insulating film 50 and the tunnel insulating film 51 interposed therebetween, the capacitance is reduced.
And between the floating gate electrodes 45 and 46. The floating gate electrodes 45 and 46 face the source / drain regions 42 via the insulating film 48, and the side walls of the floating gate electrodes 45 and 46 have the conductive block layer 43 (ie, the source・
Drain region 42). Therefore, the capacitance between the source / drain region 42 and each of the floating gate electrodes 45 and 46 can be increased.

【0142】次に、メモリセルアレイ170の製造方法
を図13〜図15に従い順を追って説明する。 工程1(図13(a)参照);LOCOS法を用い、基
板41上にフィールド絶縁膜を形成した後、基板41上
におけるフィールド絶縁膜の形成されていない部分(素
子領域)に、熱酸化法を用いてゲート絶縁膜48となる
シリコン酸化膜60を形成する。続いて、シリコン酸化
膜60上に導電ブロック層43及び浮遊ゲート電極4
5,46となる第1の導電膜としてのドープドポリシリ
コン膜61を形成する。そして、ドープドポリシリコン
膜61上にシリコン酸化膜62を形成した後、LPCV
D法を用い、シリコン酸化膜62の全面にシリコン窒化
膜63を形成する。
Next, a method of manufacturing the memory cell array 170 will be described step by step with reference to FIGS. Step 1 (see FIG. 13A): After a field insulating film is formed on the substrate 41 using the LOCOS method, a portion (element region) where the field insulating film is not formed on the substrate 41 is thermally oxidized. Is used to form a silicon oxide film 60 to be the gate insulating film 48. Subsequently, the conductive block layer 43 and the floating gate electrode 4 are formed on the silicon oxide film 60.
A doped polysilicon film 61 is formed as a first conductive film, which will be 5 and 46. Then, after forming a silicon oxide film 62 on the doped polysilicon film 61, the LPCV
Using method D, a silicon nitride film 63 is formed on the entire surface of the silicon oxide film 62.

【0143】工程2(図13(b)参照);シリコン窒
化膜63の全面にフォトレジストを塗布した後、通常の
フォトリソグラフィー技術を用いて、ソース・ドレイン
領域42を形成するためのエッチング用マスクを形成す
る。このエッチング用マスクを用いた異方性エッチング
により、シリコン窒化膜63、シリコン酸化膜62、ド
ープドポリシリコン膜61をエッチングガスを制御しな
がら同時にエッチングする。この後、デバイス全面にシ
リコン酸化膜を形成してエッチバックし、シリコン酸化
膜60からゲート絶縁膜48を形成するとともに、絶縁
壁としてのサイドウォール65を形成する。そして、サ
イドウォール65間の開口部をイオン注入用マスクとし
て通常のイオン注入法を用い、基板41の表面にN型不
純物イオン(リンイオン,ヒ素イオンなど)を注入して
ソース領域・ドレイン領域42を形成する。
Step 2 (see FIG. 13B): After a photoresist is applied to the entire surface of the silicon nitride film 63, an etching mask for forming the source / drain regions 42 by using ordinary photolithography technology To form By anisotropic etching using this etching mask, the silicon nitride film 63, the silicon oxide film 62, and the doped polysilicon film 61 are simultaneously etched while controlling an etching gas. Thereafter, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device and etched back to form a gate insulating film 48 from the silicon oxide film 60 and a sidewall 65 as an insulating wall. Then, N-type impurity ions (phosphorus ions, arsenic ions, etc.) are implanted into the surface of the substrate 41 by using an ordinary ion implantation method with the opening between the side walls 65 as an ion implantation mask to form the source region / drain region 42. Form.

【0144】工程3(図13(c)参照);デバイス全
面に第2の導電膜としてのドープドポリシリコン膜66
を形成してCMP(化学的機械的研磨)法を用いて平坦
化する。
Step 3 (see FIG. 13C): A doped polysilicon film 66 as a second conductive film is formed on the entire surface of the device.
Is formed and planarized using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

【0145】工程4(図14(d)参照);次に、LO
COS法を用い、エッチングされたシリコン窒化膜63
を酸化用マスクとしてドープドポリシリコン膜66を酸
化することにより、絶縁膜50を形成する。このとき、
ソース・ドレイン領域42上にドープドポリシリコン膜
66から導電ブロック層43が形成されるとともに、導
電ブロック層43の両側にサイドウォール65から絶縁
膜49が形成される。
Step 4 (see FIG. 14D);
Silicon nitride film 63 etched by COS method
The insulating film 50 is formed by oxidizing the doped polysilicon film 66 using as a mask for oxidation. At this time,
A conductive block layer 43 is formed on the source / drain region 42 from the doped polysilicon film 66, and an insulating film 49 is formed on both sides of the conductive block layer 43 from the sidewall 65.

【0146】工程5(図14(e)参照);シリコン窒
化膜63を除去する。 工程6(図14(f)参照);シリコン酸化膜50,6
2のエッチングを行い、シリコン酸化膜62を除去す
る。
Step 5 (see FIG. 14E): The silicon nitride film 63 is removed. Step 6 (see FIG. 14F); silicon oxide films 50 and 6
2 is etched to remove the silicon oxide film 62.

【0147】工程7(図15(g)参照);シリコン酸
化膜50をエッチング用マスクとして用いた異方性エッ
チングにより、ドープドポリシリコン膜61をエッチン
グして、浮遊ゲート電極45,46を形成するための膜
64を形成する。このとき、膜64は絶縁膜50の端部
の形状に沿って尖鋭になり、突起部64aが形成され
る。そして、熱酸化法もしくはLPCVD法又はこれら
を併用し、デバイスの全面に、シリコン酸化膜からなる
トンネル絶縁膜51を形成する。すると、積層された各
絶縁膜48,51及び各絶縁膜50,51はそれぞれ一
体化される。
Step 7 (see FIG. 15G): The doped polysilicon film 61 is etched by anisotropic etching using the silicon oxide film 50 as an etching mask to form the floating gate electrodes 45 and 46. Is formed. At this time, the film 64 becomes sharp along the shape of the end of the insulating film 50, and the projection 64a is formed. Then, a tunnel insulating film 51 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device by a thermal oxidation method, an LPCVD method, or a combination thereof. Then, the laminated insulating films 48 and 51 and the respective insulating films 50 and 51 are integrated.

【0148】工程8(図15(h)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、制御ゲート電極47と
なる第3の導電膜としてのドープドポリシリコン膜を形
成する。そして、通常のフォトリソグラフィー技術を用
いて、各浮遊ゲート電極45,46及び制御ゲート電極
47を形成するためのエッチング用マスクを形成し、こ
のエッチング用マスクを用いた異方性エッチングによ
り、ドープドポリシリコン膜、トンネル絶縁膜51、絶
縁膜50、膜64をエッチングガスを制御しながら同時
にエッチングする。これにより、ドープドポリシリコン
膜から制御ゲート電極47が形成され、膜64から各浮
遊ゲート電極45,46が形成される。そして、エッチ
ング用マスクを除去すると、メモリセルアレイ170が
完成する。
Step 8 (see FIG. 15H): A doped polysilicon film as a third conductive film to be the control gate electrode 47 is formed on the entire surface of the device formed in the above step. Then, an etching mask for forming each of the floating gate electrodes 45 and 46 and the control gate electrode 47 is formed by using a normal photolithography technique, and doped by anisotropic etching using the etching mask. The polysilicon film, the tunnel insulating film 51, the insulating film 50, and the film 64 are simultaneously etched while controlling the etching gas. As a result, the control gate electrode 47 is formed from the doped polysilicon film, and the floating gate electrodes 45 and 46 are formed from the film 64. Then, when the etching mask is removed, the memory cell array 170 is completed.

【0149】このように構成された本実施形態によれ
ば、第1実施形態の作用及び効果に加えて以下の作用及
び効果を得ることができる。 〔13〕各浮遊ゲート電極45,46は絶縁膜48を介
してソース・ドレイン領域42に対向するとともに、各
浮遊ゲート電極45,46の側壁は絶縁膜49を介して
導電ブロック層43(すなわち、ソース・ドレイン領域
42)に対向している。すなわち、各浮遊ゲート電極4
5,46は基板41内のソース・ドレイン領域42とカ
ップリングするとともに、ソース・ドレイン領域42に
接続された導電ブロック層43ともカップリングしてい
る。そのため、メモリセル40へのデータの書き込み時
において、浮遊ゲート電極45,46の電位をソース・
ドレイン領域42側及び導電ブロック層43側のカップ
リングに基づいて容易に持ち上げることができ、書き込
み特性を向上することができる。
According to the present embodiment configured as described above, the following operation and effect can be obtained in addition to the operation and effect of the first embodiment. [13] The floating gate electrodes 45 and 46 face the source / drain regions 42 via the insulating film 48, and the side walls of the floating gate electrodes 45 and 46 have the conductive block layer 43 (ie, the insulating film 49). Source / drain regions 42). That is, each floating gate electrode 4
5 and 46 are coupled with the source / drain region 42 in the substrate 41 and also with the conductive block layer 43 connected to the source / drain region 42. Therefore, when writing data to the memory cell 40, the potential of the floating gate electrodes 45 and 46 is
It can be easily lifted based on the coupling between the drain region 42 side and the conductive block layer 43 side, and the writing characteristics can be improved.

【0150】〔14〕各浮遊ゲート電極45,46は基
板41内のソース・ドレイン領域42とカップリングす
るとともに、ソース・ドレイン領域42に接続された導
電ブロック層43ともカップリングしている。メモリセ
ルアレイの微細化を図るには、不純物拡散層(ソース・
ドレイン領域)を浅く設定してその拡散面積を小さくす
る必要がある。本実施形態では浮遊ゲート電極45,4
6をソース・ドレイン領域42上に設けられた導電ブロ
ック層43ともカップリングさせているため、浮遊ゲー
ト電極45,46とソース・ドレイン領域42との対向
面積を減少させることができ、よってより一層の微細化
を図ることができる。
[14] Each of the floating gate electrodes 45 and 46 is coupled to the source / drain region 42 in the substrate 41 and also to the conductive block layer 43 connected to the source / drain region 42. In order to miniaturize the memory cell array, an impurity diffusion layer (source
It is necessary to reduce the diffusion area by setting the drain region to be shallow. In this embodiment, the floating gate electrodes 45, 4
6 is also coupled to the conductive block layer 43 provided on the source / drain region 42, so that the facing area between the floating gate electrodes 45, 46 and the source / drain region 42 can be reduced, and therefore, furthermore Can be miniaturized.

【0151】(第3実施形態)次に、第3実施形態を図
16に従って説明する。尚、本実施形態において、第1
実施形態と同じ構成部材については同一の符号を付して
説明する。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the first
The same components as those in the embodiment will be described with the same reference numerals.

【0152】図16は、本実施形態のメモリセル71を
用いたフラッシュEEPROMのメモリセルアレイ18
0の一部を示す。図16(b)は、メモリセルアレイ1
80の一部平面図であり、図16(a)は、図16
(b)におけるZ−Z線断面図である。
FIG. 16 shows a memory cell array 18 of a flash EEPROM using the memory cells 71 of this embodiment.
Indicates a part of 0. FIG. 16B shows the memory cell array 1
FIG. 16A is a partial plan view of FIG.
It is a ZZ line sectional view in (b).

【0153】本実施形態におけるメモリセル71は、以
下の点において第1実施形態のメモリセル1と異なって
おり、その他の構成は同様である。 (1)図16(a)に示すように、メモリセル71は、
メモリセル1において絶縁膜30及び選択ゲート11を
省略し、トンネル絶縁膜10上に制御ゲート電極7(ワ
ード線)を設けている。
The memory cell 71 of the present embodiment differs from the memory cell 1 of the first embodiment in the following points, and the other configuration is the same. (1) As shown in FIG. 16A, the memory cell 71
In the memory cell 1, the insulating film 30 and the selection gate 11 are omitted, and the control gate electrode 7 (word line) is provided on the tunnel insulating film 10.

【0154】(2)図16(b)に示すように、メモリ
セル71の制御ゲート電極7は、チャネル領域4上にお
ける幅広部7Aと、浮遊ゲート電極5,6上及びソース
・ドレイン領域3(不純物拡散層)上における幅狭部7
Bとからなる。このような制御ゲート7の幅狭部7Bは
基板2を制御する部分以外に適用することができる。
(2) As shown in FIG. 16B, the control gate electrode 7 of the memory cell 71 has a wide portion 7A on the channel region 4, the floating gate electrodes 5, 6 and the source / drain regions 3 ( Narrow portion 7 on impurity diffusion layer)
B. Such a narrow portion 7B of the control gate 7 can be applied to a portion other than the portion for controlling the substrate 2.

【0155】このように構成された本実施形態によれ
ば、第1実施形態における上記〔1〕〜〔3〕,〔5〕
〜〔12〕の作用及び効果に加えて、以下の作用及び効
果を得ることができる。
According to the present embodiment configured as described above, the above [1] to [3] and [5] in the first embodiment.
In addition to the functions and effects of [12], the following functions and effects can be obtained.

【0156】〔15〕メモリセル71において、浮遊ゲ
ート電極5,6上には制御ゲート電極7の幅狭部7Bを
配置することにより制御ゲート電極7と浮遊ゲート電極
5,6との対向面積を少しでも小さくするようにしてい
る。そのため、制御ゲート電極7と浮遊ゲート電極5,
6との間の静電容量に対する浮遊ゲート電極5,6とソ
ース・ドレイン領域3との間の静電容量の比を大きくす
ることができる。これにより、メモリセル71へのデー
タの書き込み時において、ソース・ドレイン領域3に印
加した高電圧に基づいて浮遊ゲート電極5,6の電位を
高電位に容易に持ち上げることができ、書き込み特性を
向上することができる。また、チャネル領域4上には制
御ゲート電極7の幅広部7Aが配置されていて対向面積
が大きいため、制御ゲート電極7とチャネル領域4との
間の静電容量は大きいものとなり、データの読み出し時
において、大きなセル電流を流すことができ、読み出し
特性を向上することができる。
[15] In the memory cell 71, the narrow area 7B of the control gate electrode 7 is arranged on the floating gate electrodes 5 and 6 so that the opposing area between the control gate electrode 7 and the floating gate electrodes 5 and 6 can be reduced. I try to make it a little smaller. Therefore, the control gate electrode 7 and the floating gate electrode 5,
6, the ratio of the capacitance between the floating gate electrodes 5, 6 and the source / drain region 3 to the capacitance between the floating gate electrodes 5, 6 can be increased. Thereby, at the time of writing data to the memory cell 71, the potential of the floating gate electrodes 5, 6 can be easily raised to a high potential based on the high voltage applied to the source / drain region 3, and the write characteristics are improved. can do. In addition, since the wide portion 7A of the control gate electrode 7 is disposed on the channel region 4 and has a large facing area, the capacitance between the control gate electrode 7 and the channel region 4 is large, and data is read. In some cases, a large cell current can flow, and the reading characteristics can be improved.

【0157】(第4実施形態)次に、第4実施形態を図
17〜図20に従って説明する。なお、本実施形態にお
いて、第1実施形態と同じ構成部材については符号を等
しくしてその詳細な説明を一部省略する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment have the same reference numerals, and a detailed description thereof will be partially omitted.

【0158】図20(k)は本実施形態のメモリセル7
5を用いたフラッシュEEPROMのメモリセルアレイ
180の一部を示す。本実施形態におけるメモリセル7
5は、以下の点において第1実施形態のメモリセル1と
異なっており、その他の構成は同様である。
FIG. 20 (k) shows the memory cell 7 of this embodiment.
5 shows a part of a memory cell array 180 of a flash EEPROM using the same. Memory cell 7 in the present embodiment
5 is different from the memory cell 1 of the first embodiment in the following points, and other configurations are the same.

【0159】本実施形態のメモリセル75は、メモリセ
ル1においてソース・ドレイン領域3上のゲート絶縁膜
8及び絶縁膜30を省略し、ソース・ドレイン領域3上
には導電ブロック層76を直接設けている。この導電ブ
ロック層76はトンネル絶縁膜10を介して浮遊ゲート
電極5,6に対向している。各導電ブロック層76間に
おいてチャネル領域4上にはゲート絶縁膜8及びトンネ
ル絶縁膜10を介して選択ゲート11が設けられてい
る。本実施形態において、導電ブロック層76及び選択
ゲート11は下地層としての導電体層をエッチングして
分離することにより構成されている。この導電体層を構
成する材料としては、ドープした非晶質シリコン、ドー
プした単結晶シリコン、あるいはドープした多結晶シリ
コンなどの半導体、又はアルミニウム等の導体を用いる
ことができる。
In the memory cell 75 of this embodiment, the gate insulating film 8 and the insulating film 30 on the source / drain region 3 in the memory cell 1 are omitted, and the conductive block layer 76 is directly provided on the source / drain region 3. ing. This conductive block layer 76 faces the floating gate electrodes 5 and 6 via the tunnel insulating film 10. The select gate 11 is provided between the conductive block layers 76 on the channel region 4 via the gate insulating film 8 and the tunnel insulating film 10. In the present embodiment, the conductive block layer 76 and the select gate 11 are formed by etching and separating a conductive layer as a base layer. As a material for forming the conductor layer, a semiconductor such as doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, or doped polycrystalline silicon, or a conductor such as aluminum can be used.

【0160】選択ゲート11上には制御ゲート電極7が
形成され、同制御ゲート電極7は絶縁膜77を介して導
電ブロック層76上を通過するように延びている。制御
ゲート電極7及び選択ゲート11は直接接しているた
め、電気的導通がある。
A control gate electrode 7 is formed on select gate 11, and control gate electrode 7 extends to pass over conductive block layer 76 via insulating film 77. Since the control gate electrode 7 and the selection gate 11 are in direct contact, there is electrical conduction.

【0161】メモリセル75において、制御ゲート電極
7及び選択ゲート11とチャネル領域4とはそれらの間
にゲート絶縁膜8及びトンネル絶縁膜10を介在させて
いるだけであるため、その静電容量は大きいものとな
る。また、制御ゲート電極7と浮遊ゲート電極5,6と
はそれらの間に絶縁膜77及び絶縁膜9を介在させてお
り、その静電容量は制御ゲート電極7及びチャネル領域
4間のそれと比較して小さいものとなる。さらに、各浮
遊ゲート電極5,6はゲート絶縁膜8を介してソース・
ドレイン領域3に対向するとともに、各浮遊ゲート電極
5,6の側壁はトンネル絶縁膜10を介して導電ブロッ
ク層76(すなわち、ソース・ドレイン領域3)に対向
している。そのため、ソース・ドレイン領域3と各浮遊
ゲート電極5,6との間の静電容量を大きくすることが
できる。
In the memory cell 75, since the control gate electrode 7, the select gate 11, and the channel region 4 only have the gate insulating film 8 and the tunnel insulating film 10 interposed therebetween, the capacitance is It will be big. In addition, the control gate electrode 7 and the floating gate electrodes 5 and 6 have an insulating film 77 and an insulating film 9 interposed therebetween, and the capacitance thereof is compared with that between the control gate electrode 7 and the channel region 4. Small. Further, each of the floating gate electrodes 5 and 6 is connected to a source electrode via a gate insulating film 8.
In addition to facing the drain region 3, the side walls of the floating gate electrodes 5 and 6 face the conductive block layer 76 (that is, the source / drain region 3) via the tunnel insulating film 10. Therefore, the capacitance between the source / drain region 3 and each of the floating gate electrodes 5 and 6 can be increased.

【0162】次に、メモリセルアレイ180の製造方法
を図17〜図20に従い順を追って説明する。なお、第
1実施形態の製造工程と同様の工程については符号を等
しくして説明する。
Next, a method of manufacturing the memory cell array 180 will be described step by step with reference to FIGS. Note that steps similar to the manufacturing steps of the first embodiment are described with the same reference numerals.

【0163】図17(a)は工程1を示し、図17
(b)は工程2を示し、図17(c)は工程3を示し、
さらに図18(d)は工程4を示す。これら工程1〜工
程4は第1実施形態のメモリセルアレイ102を製造す
るための工程1〜工程4と同一である。
FIG. 17A shows a step 1, and FIG.
(B) shows a step 2, FIG. 17 (c) shows a step 3,
FIG. 18D shows Step 4. These steps 1 to 4 are the same as steps 1 to 4 for manufacturing the memory cell array 102 of the first embodiment.

【0164】工程5(図18(e)参照);熱酸化法も
しくはLPCVD法又はこれらを併用し、上記の工程で
形成されたデバイスの全面に、シリコン酸化膜からなる
トンネル絶縁膜10を形成する。この後、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いて、ソース・ドレイン領域3
上のゲート絶縁膜8及びトンネル絶縁膜10を除去して
コンタクトホール80を形成する。
Step 5 (see FIG. 18E): Tunnel insulating film 10 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device formed in the above-described steps by using the thermal oxidation method, the LPCVD method, or a combination thereof. . Thereafter, the source / drain regions 3 are formed by using ordinary photolithography technology.
The contact hole 80 is formed by removing the upper gate insulating film 8 and the tunnel insulating film 10.

【0165】工程6(図18(f)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、導電ブロック層76
(下地層)及び選択ゲート11(下地層)となる第2の
導電膜としてのドープドポリシリコン膜81を形成し、
ドープドポリシリコン膜81上にシリコン窒化膜82を
形成する。ドープドポリシリコン膜81はソース・ドレ
イン領域3に直接接しているため、電気的導通がある。
Step 6 (see FIG. 18F): The conductive block layer 76 is formed on the entire surface of the device formed in the above-described step.
(Underlying layer) and a doped polysilicon film 81 as a second conductive film to be the selection gate 11 (underlying layer),
A silicon nitride film 82 is formed on the doped polysilicon film 81. Since the doped polysilicon film 81 is in direct contact with the source / drain region 3, there is electrical conduction.

【0166】工程7(図19(g)参照);シリコン窒
化膜82の全面にフォトレジストを塗布した後、通常の
フォトリソグラフィー技術を用いてドープドポリシリコ
ン膜81を切断分離するためのエッチング用マスク83
を形成する。そして、エッチング用マスク83を用いた
エッチングにより、絶縁膜9上のシリコン窒化膜82、
ドープドポリシリコン膜81及びトンネル絶縁膜10を
エッチングする。ドープドポリシリコン膜81は選択ゲ
ート11になる部分84と導電ブロック層76になる部
分85とに切断分離される。その後、エッチング用マス
ク83を除去する。
Step 7 (see FIG. 19G): After a photoresist is applied to the entire surface of the silicon nitride film 82, etching is performed to cut and separate the doped polysilicon film 81 using ordinary photolithography technology. Mask 83
To form Then, the silicon nitride film 82 on the insulating film 9 is etched by using the etching mask 83,
The doped polysilicon film 81 and the tunnel insulating film 10 are etched. The doped polysilicon film 81 is cut and separated into a portion 84 to be the select gate 11 and a portion 85 to be the conductive block layer 76. Thereafter, the etching mask 83 is removed.

【0167】工程8(図19(h)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、通常のフォトリソグラ
フィー技術を用いてエッチング用マスクを形成し、その
エッチング用マスクを用いてソース・ドレイン領域3上
のシリコン窒化膜82をエッチングして除去し、チャネ
ル領域4上のシリコン窒化膜82を残す。
Step 8 (see FIG. 19 (h)): An etching mask is formed on the entire surface of the device formed in the above-mentioned step by using a usual photolithography technique, and the source and the source are formed by using the etching mask. The silicon nitride film 82 on the drain region 3 is removed by etching, leaving the silicon nitride film 82 on the channel region 4.

【0168】工程9(図19(i)参照);チャネル領
域4上に残ったシリコン窒化膜82を酸化用マスクとし
てソース・ドレイン領域3上のドープドポリシリコン膜
85の表面及び絶縁膜9を酸化して絶縁膜77を形成す
る。これにより、ドープドポリシリコン膜31から選択
ゲート11及び絶縁膜30が形成される。
Step 9 (see FIG. 19I): Using the silicon nitride film 82 remaining on the channel region 4 as an oxidation mask, the surface of the doped polysilicon film 85 on the source / drain region 3 and the insulating film 9 are removed. Oxidation forms an insulating film 77. Thus, the selection gate 11 and the insulating film 30 are formed from the doped polysilicon film 31.

【0169】工程10(図20(j)参照);上記の工
程で形成されたデバイスの全面からシリコン窒化膜82
を除去する。 工程11(図20(k)参照);上記の工程で形成され
たデバイスの全面に、制御ゲート電極7となる第3の導
電膜としてのドープドポリシリコン膜を形成する。そし
て、通常のフォトリソグラフィー技術を用いて、各浮遊
ゲート電極5,6及び制御ゲート電極7を形成するため
のエッチング用マスクを形成し、このエッチング用マス
クを用いた異方性エッチングにより、ドープドポリシリ
コン膜、絶縁膜77、絶縁膜9、トンネル絶縁膜10、
膜24をエッチングガスを制御しながら同時にエッチン
グする。これにより、ドープドポリシリコン膜から制御
ゲート電極7が形成され、膜24から各浮遊ゲート電極
5,6が形成される。そして、エッチング用マスクを除
去すると、メモリセルアレイ180が完成する。
Step 10 (see FIG. 20 (j)): A silicon nitride film 82 is formed on the entire surface of the device formed in the above step.
Is removed. Step 11 (see FIG. 20 (k)); A doped polysilicon film as a third conductive film to be the control gate electrode 7 is formed on the entire surface of the device formed in the above step. Then, an etching mask for forming each of the floating gate electrodes 5 and 6 and the control gate electrode 7 is formed by using ordinary photolithography technology, and the doped mask is formed by anisotropic etching using the etching mask. A polysilicon film, an insulating film 77, an insulating film 9, a tunnel insulating film 10,
The film 24 is simultaneously etched while controlling the etching gas. Thus, the control gate electrode 7 is formed from the doped polysilicon film, and the floating gate electrodes 5 and 6 are formed from the film 24. Then, when the etching mask is removed, the memory cell array 180 is completed.

【0170】このように構成された本実施形態によれ
ば、第1実施形態の作用及び効果に加えて以下の作用及
び効果を得ることができる。 〔16〕各浮遊ゲート電極5,6はゲート絶縁膜8を介
してソース・ドレイン領域3に対向するとともに、各浮
遊ゲート電極5,6の側壁はトンネル絶縁膜10を介し
て導電ブロック層76(すなわち、ソース・ドレイン領
域3)に対向している。すなわち、各浮遊ゲート電極
5,6は基板2内のソース・ドレイン領域3とカップリ
ングするとともに、ソース・ドレイン領域3に接続され
た導電ブロック層76ともカップリングしている。その
ため、メモリセル75へのデータの書き込み時におい
て、浮遊ゲート電極5,6の電位をソース・ドレイン領
域3側及び導電ブロック層76側のカップリングに基づ
いて容易に持ち上げることができ、書き込み特性を向上
することができる。
According to the present embodiment configured as described above, the following operation and effect can be obtained in addition to the operation and effect of the first embodiment. [16] Each floating gate electrode 5, 6 faces the source / drain region 3 via the gate insulating film 8, and the side wall of each floating gate electrode 5, 6 has a conductive block layer 76 ( That is, they face the source / drain regions 3). That is, each of the floating gate electrodes 5 and 6 is coupled with the source / drain region 3 in the substrate 2 and also with the conductive block layer 76 connected to the source / drain region 3. Therefore, at the time of writing data to the memory cell 75, the potentials of the floating gate electrodes 5 and 6 can be easily raised based on the coupling between the source / drain region 3 and the conductive block layer 76, and the write characteristics can be improved. Can be improved.

【0171】〔17〕各浮遊ゲート電極5,6は基板2
内のソース・ドレイン領域3とカップリングするととも
に、ソース・ドレイン領域3に接続された導電ブロック
層76ともカップリングしている。メモリセルアレイの
微細化を図るには、不純物拡散層(ソース・ドレイン領
域)を浅く設定してその拡散面積を小さくする必要があ
る。本実施形態では浮遊ゲート電極5,6をソース・ド
レイン領域3上に設けられた導電ブロック層76ともカ
ップリングさせているため、浮遊ゲート電極5,6とソ
ース・ドレイン領域3との対向面積を減少させることが
でき、よってより一層の微細化を図ることができる。
[17] Each floating gate electrode 5, 6 is connected to the substrate 2
And the conductive block layer 76 connected to the source / drain region 3. In order to miniaturize the memory cell array, it is necessary to make the impurity diffusion layer (source / drain region) shallow to reduce the diffusion area. In this embodiment, since the floating gate electrodes 5 and 6 are also coupled to the conductive block layer 76 provided on the source / drain regions 3, the facing area between the floating gate electrodes 5 and 6 and the source / drain regions 3 is reduced. It can be reduced, so that further miniaturization can be achieved.

【0172】(第5実施形態)次に、本発明を具体化し
た第5実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形
態にあって、その各メモリセルには、先の第1〜第4実
施形態に例示したメモリセル構造のいずれか1つの構造
が採用されている。また、本実施形態において、第1実
施形態と同じ構成部材については符号を等しくしてその
詳細な説明を省略する。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, each memory cell employs any one of the memory cell structures exemplified in the first to fourth embodiments. Further, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment have the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0173】図21に、本実施形態のフラッシュEEP
ROM120の構成の一部を示す。本実施形態におい
て、図2に示した第1実施形態のフラッシュEEPRO
M101と異なるのは以下の点だけである。
FIG. 21 shows the flash EEP of this embodiment.
2 shows a part of the configuration of a ROM 120. In this embodiment, the flash EEPROM of the first embodiment shown in FIG.
It differs from M101 only in the following points.

【0174】{1}メモリセルアレイ102において、
行方向に配列された各メモリセル1のソース・ドレイン
領域3が分離されている。 {2}メモリセルアレイ102において、列方向に配列
された各メモリセル1のソース・ドレイン領域3によ
り、行方向に配列された各メモリセル1毎に独立したビ
ット線BL1 〜BLn が形成されている。
{1} In the memory cell array 102,
The source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the row direction are separated. {2} In the memory cell array 102, the source / drain regions 3 of the memory cells 1 arranged in the column direction form independent bit lines BL1 to BLn for each memory cell 1 arranged in the row direction. .

【0175】つまり、メモリセル1m(m)の接続されたビ
ット線BLm と、メモリセル1m(m-1)の接続されたビッ
ト線BLm-1 とが分離されている。また、メモリセル1
m(m)の接続されたビット線BLm+1 と、メモリセル1m
(m+1)の接続されたビット線BLm+2 とが分離されてい
る。
That is, the bit line BLm connected to the memory cell 1m (m) is separated from the bit line BLm-1 connected to the memory cell 1m (m-1). Also, memory cell 1
m (m) connected to the bit line BLm + 1 and the memory cell 1m
The bit line BLm + 2 connected to (m + 1) is separated.

【0176】このように構成された本実施形態によれ
ば、第1実施形態の作用及び効果に加えて以下の作用及
び効果を得ることができる。第1実施形態では、読み出
し動作において、選択されたメモリセル1m(m)以外の各
メモリセル1のソース・ドレイン領域3に対応する各ビ
ット線(BL1 …BLm-1 ,BLm+2 …BLn )がオー
プン状態にされても、当該各ビット線に充放電電流が流
れる。そのため、当該各ビット線が完全に充放電された
後でないと、メモリセル1m(m)のセル電流Irの値をセ
ンスアンプ110で正確に検出することができない。つ
まり、オープン状態にされる各ビット線の充放電に要す
る時間分だけ、若干ではあるものの読み出し動作の速度
が低下してしまう恐れがある。
According to the present embodiment configured as described above, the following operation and effect can be obtained in addition to the operation and effect of the first embodiment. In the first embodiment, in the read operation, each bit line (BL1... BLm-1, BLm + 2... BLn) corresponding to the source / drain region 3 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m). Is opened, a charge / discharge current flows through each bit line. Therefore, the value of the cell current Ir of the memory cell 1m (m) cannot be accurately detected by the sense amplifier 110 until the respective bit lines are completely charged and discharged. In other words, the speed of the read operation may be reduced, albeit slightly, by the time required for charging and discharging each bit line to be opened.

【0177】それに対して、本実施形態では、行方向に
配列された各メモリセル1毎に独立したビット線BL1
〜BLn が設けられている。そのため、読み出し動作に
おいて、選択されたメモリセル1m(m)以外の各メモリセ
ル1のソース・ドレイン領域3に対応する各ビット線
(BL1 …BLm-1 ,BLm+2 …BLn )がオープン状
態にされても、当該各ビット線に充放電電流が流れるこ
とはない。従って、本実施形態によれば、第1実施形態
のようなビット線BL1 〜BLn の充放電電流に起因す
る読み出し動作の速度低下を防止することが可能にな
り、高速な読み出し動作を実現することができる。
On the other hand, in the present embodiment, an independent bit line BL1 is provided for each memory cell 1 arranged in the row direction.
To BLn. Therefore, in the read operation, each bit line (BL1... BLm-1, BLm + 2... BLn) corresponding to the source / drain region 3 of each memory cell 1 other than the selected memory cell 1m (m) is opened. Even if the above operation is performed, no charge / discharge current flows through each bit line. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent a reduction in the speed of the read operation due to the charging / discharging current of the bit lines BL1 to BLn as in the first embodiment, thereby realizing a high-speed read operation. Can be.

【0178】また、本実施形態では、行方向に配列され
た各メモリセル1毎に独立したビット線BL1 〜BLn
が設けられているため、選択されたメモリセル1毎に消
去動作を行うことができる。
In this embodiment, independent bit lines BL1 to BLn are provided for each memory cell 1 arranged in the row direction.
Is provided, an erase operation can be performed for each selected memory cell 1.

【0179】(第6実施形態)以下、本発明を具体化し
た第6実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形
態にあって、その各メモリセルには、先の第1〜第4実
施形態に例示したメモリセル構造のいずれか1つの構造
が採用されている。また、本実施形態において、第5実
施形態と同じ構成部材については符号を等しくしてその
詳細な説明を省略する。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, each memory cell employs any one of the memory cell structures exemplified in the first to fourth embodiments. In the present embodiment, the same components as those in the fifth embodiment have the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0180】図22に、本実施形態のフラッシュEEP
ROM130の構成の一部を示す。本実施形態におい
て、第5実施形態のフラッシュEEPROM120と異
なるのは以下の点だけである。
FIG. 22 shows the flash EEP of this embodiment.
2 shows a part of the configuration of the ROM 130. This embodiment differs from the flash EEPROM 120 of the fifth embodiment only in the following points.

【0181】{1}メモリセルアレイ102は、各ビッ
ト線BL1 〜BLn に対応し、行方向に複数のセルブロ
ック102a〜102zに分割されている。すなわち、
セルブロック102mは、各ビット線BLm-3 〜BLm-
1 に接続された各メモリセル1によって構成されてい
る。また、セルブロック102nは、各ビット線BLm
〜BLm+2 に接続された各メモリセル1によって構成さ
れている。つまり、各セルブロック102a〜102z
はそれぞれ3本ずつのビット線BL1 〜BLn を備えて
いる。
{1} The memory cell array 102 is divided into a plurality of cell blocks 102a to 102z in the row direction corresponding to the bit lines BL1 to BLn. That is,
The cell block 102m includes bit lines BLm-3 to BLm-
Each memory cell 1 is connected to the memory cell 1. Further, the cell block 102n includes each bit line BLm
To BLm + 2. That is, each of the cell blocks 102a to 102z
Have three bit lines BL1 to BLn.

【0182】{2}各セルブロック102a〜102z
において、列方向に配列された各メモリセル1のソース
・ドレイン領域3により、共通のビット線が形成されて
いる。
{2} Each cell block 102a-102z
, A common bit line is formed by the source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the column direction.

【0183】{3}別々のセルブロック102a〜10
2zにおいては、行方向に配列された各メモリセル1の
ソース・ドレイン領域3が分離されている。また、隣合
うセルブロック102a〜102zにおいては、列方向
に配列された各メモリセル1のソース・ドレイン領域3
が分離され、別々のビット線が形成されている。すなわ
ち、各セルブロック102m,102nにおいて、独立
した各ビット線BLm-1 ,BLm に対応するソース・ド
レイン領域3が分離されている。
{3} Separate cell blocks 102a to 102a
In 2z, the source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the row direction are separated. In the adjacent cell blocks 102a to 102z, the source / drain regions 3 of the memory cells 1 arranged in the column direction are arranged.
And separate bit lines are formed. That is, in each of the cell blocks 102m and 102n, the source / drain regions 3 corresponding to the independent bit lines BLm-1 and BLm are separated.

【0184】つまり、各メモリセル1m(m),1m(m+1)は
共通のビット線BLm+1 に接続され、各メモリセル1m
(m-2),1m(m-1)は共通のビット線BLm-2 に接続され
ている。そして、メモリセル1m(m)の接続されたビット
線BLm と、メモリセル1m(m-1)の接続されたビット線
BLm-1 とは分離されている。
That is, each of the memory cells 1m (m), 1m (m + 1) is connected to the common bit line BLm + 1, and
(m-2) and 1m (m-1) are connected to a common bit line BLm-2. The bit line BLm connected to the memory cell 1m (m) is separated from the bit line BLm-1 connected to the memory cell 1m (m-1).

【0185】このように構成された本実施形態によれ
ば、第1実施形態の作用及び効果に加えて以下の作用及
び効果を得ることができる。第5実施形態では、読み出
し動作の速度は速くなるものの、メモリセルアレイ10
2全体において、行方向に配列された各メモリセル1毎
に独立したビット線に対応するソース・ドレイン領域3
が形成されているため、メモリセルアレイ102の面積
が大きくなる。
According to the present embodiment configured as described above, the following operation and effect can be obtained in addition to the operation and effect of the first embodiment. In the fifth embodiment, although the read operation speed is increased, the memory cell array 10
2 as a whole, source / drain regions 3 corresponding to independent bit lines for each memory cell 1 arranged in the row direction.
Are formed, the area of the memory cell array 102 is increased.

【0186】それに対して、本実施形態では、隣合うセ
ルブロック102a〜102zにおいて、列方向に配列
された各メモリセル1のソース・ドレイン領域3が分離
され、別々のビット線が形成されている。つまり、同じ
セルブロック102a〜102zにおいては、第1実施
形態と同様に、列方向に配列された各メモリセル1のソ
ース・ドレイン領域3により、共通のビット線に対応す
るソース・ドレイン領域3が形成されている。そのた
め、本実施形態によれば、第5実施形態に比べて、メモ
リセルアレイ102の面積を小さくすることができる。
On the other hand, in the present embodiment, in the adjacent cell blocks 102a to 102z, the source / drain regions 3 of each memory cell 1 arranged in the column direction are separated, and separate bit lines are formed. . That is, in the same cell blocks 102a to 102z, as in the first embodiment, the source / drain regions 3 corresponding to the common bit line are formed by the source / drain regions 3 of the memory cells 1 arranged in the column direction. Is formed. Therefore, according to the present embodiment, the area of the memory cell array 102 can be reduced as compared with the fifth embodiment.

【0187】但し、本実施形態では、選択されたメモリ
セル1m(m)と隣接するメモリセル1m(m+1)に接続された
ビット線BLm+2 に充放電電流が流れる。しかし、その
他のビット線(BL1 …BLm-1 ,BLm+3 …BLn )
には充放電電流が流れないため、第1実施形態に比べれ
ば、高速な読み出し動作が可能になる。
However, in the present embodiment, a charge / discharge current flows through the bit line BLm + 2 connected to the selected memory cell 1m (m) and the adjacent memory cell 1m (m + 1). However, other bit lines (BL1... BLm-1, BLm + 3... BLn)
Since the charging / discharging current does not flow in the first embodiment, a high-speed reading operation can be performed as compared with the first embodiment.

【0188】また、本実施形態では、選択された1本の
ワード線WL1 〜WLn に接続された各メモリセル1の
うち、選択された任意のセルブロック102a〜102
z内の全てのメモリセル1についてのみ消去動作を行う
ことができる。例えば、セルブロック102m内の各メ
モリセル1m(m-2),1m(m-1)についてのみ消去動作を行
い、同じワード線WLm に接続されているその他のメモ
リセル1については消去動作を行わないようにすること
ができる。また、各セルブロック102m,102n内
の各メモリセル1m(m-2),1m(m-1),1m(m),1m(m+1)
についてのみ消去動作を行い、同じワード線WLm に接
続されているその他のメモリセル1については消去動作
を行わないようにすることができる。
In this embodiment, of the memory cells 1 connected to the selected one of the word lines WL1 to WLn, any selected one of the cell blocks 102a to 102 is selected.
The erase operation can be performed only for all the memory cells 1 in z. For example, the erasing operation is performed only on each of the memory cells 1m (m-2) and 1m (m-1) in the cell block 102m, and the erasing operation is performed on the other memory cells 1 connected to the same word line WLm. Can not be. Further, each of the memory cells 1m (m-2), 1m (m-1), 1m (m), 1m (m + 1) in each of the cell blocks 102m and 102n.
Of the other memory cells 1 connected to the same word line WLm.

【0189】(第7実施形態)以下、本発明を具体化し
た第7実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形
態にあって、その各メモリセルには、先の第1〜第4実
施形態に例示したメモリセル構造のいずれか1つの構造
が採用されている。また、本実施形態において、第1実
施形態と同じ構成部材については符号を等しくしてその
詳細な説明を省略する。
(Seventh Embodiment) Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, each memory cell employs any one of the memory cell structures exemplified in the first to fourth embodiments. Further, in the present embodiment, the same components as those in the first embodiment have the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0190】図23に、本実施形態のフラッシュEEP
ROM140の構成の一部を示す。本実施形態におい
て、図2に示した第1実施形態のフラッシュEEPRO
M101と異なるのは以下の点だけである。
FIG. 23 shows the flash EEP of this embodiment.
2 shows a part of the configuration of a ROM 140. In this embodiment, the flash EEPROM of the first embodiment shown in FIG.
It differs from M101 only in the following points.

【0191】{1}メモリセルアレイ102は、各ワー
ド線WL1 〜WLn に対応し、列方向に複数のセルブロ
ック102α〜102ωに分割されている。すなわち、
セルブロック102λは、各ワード線WLm-1 ,WLm
に接続された各メモリセル1によって構成されている。
また、セルブロック102μは、各ワード線WLm+1,
WLm+2 に接続された各メモリセル1によって構成され
ている。
{1} The memory cell array 102 is divided into a plurality of cell blocks 102α to 102ω in the column direction corresponding to the word lines WL1 to WLn. That is,
The cell block 102λ includes the word lines WLm-1 and WLm
Are connected to each other.
In addition, the cell block 102μ includes each word line WLm + 1,
Each memory cell 1 is connected to WLm + 2.

【0192】{2}各セルブロック102α〜102ω
において、列方向に配列された各メモリセル1のソース
・ドレイン領域3により、共通のローカルショートビッ
ト線BLs1 〜BLsn が形成されている。
{2} Each cell block 102α-102ω
, Common local short bit lines BLs1 to BLsn are formed by the source / drain regions 3 of the memory cells 1 arranged in the column direction.

【0193】{3}各ローカルショートビット線BLs
1 〜BLsn と平行に、各グローバルビット線BLg1
〜BLgn が配置されている。グローバルビット線BL
g1〜BLgn は、高融点金属を含む各種金属からなる
配線層によって形成されている。
{3} Each local short bit line BLs
1 to BLsn, each global bit line BLg1
To BLgn. Global bit line BL
g1 to BLgn are formed by wiring layers made of various metals including refractory metals.

【0194】{4}各セルブロック102α〜102ω
において、各ローカルショートビット線BLs1 〜BL
sn と各グローバルビット線BLg1 〜BLgn とは、
MOSトランジスタ141を介して接続されている。ま
た、各セルブロック102α〜102ωにおいて、各ロ
ーカルショートビット線BLs1 〜BLsn 毎に設けら
れた各MOSトランジスタ141のゲートは、共通のゲ
ート線G1 〜Gn に接続されている。
{4} Each cell block 102α-102ω
, Each of the local short bit lines BLs1 to BLs
sn and each of the global bit lines BLg1 to BLgn
It is connected via a MOS transistor 141. In each of the cell blocks 102α to 102ω, the gate of each MOS transistor 141 provided for each of the local short bit lines BLs1 to BLsn is connected to a common gate line G1 to Gn.

【0195】すなわち、セルブロック102λにおい
て、各ローカルショートビット線BLs1 〜BLsn 毎
に設けられた各MOSトランジスタ141のゲートは、
共通のゲート線Gm に接続されている。また、セルブロ
ック102μにおいて、各ローカルショートビット線B
Ls1 〜BLsn 毎に設けられた各MOSトランジスタ
141のゲートは、共通のゲート線Gm+1 に接続されて
いる。
That is, in the cell block 102λ, the gate of each MOS transistor 141 provided for each of the local short bit lines BLs1 to BLsn is
They are connected to a common gate line Gm. In the cell block 102 μ, each local short bit line B
The gate of each MOS transistor 141 provided for each of Ls1 to BLsn is connected to a common gate line Gm + 1.

【0196】{5}各ゲート線G1 〜Gn はロウデコー
ダ103に接続されている。ロウデコーダ103は、任
意のセルブロック102α〜102ω内のワード線WL
1 〜WLn が選択された場合に、当該セルブロック10
2α〜102ωに対応するゲート線G1 〜Gn を選択す
る。その結果、選択されたゲート線G1 〜Gn に接続さ
れた各MOSトランジスタ141がオン状態となり、各
ローカルショートビット線BLs1 〜BLsn と各グロ
ーバルビット線BLg1 〜BLgn とが接続される。
{5} Each of the gate lines G1 to Gn is connected to the row decoder 103. The row decoder 103 is connected to a word line WL in an arbitrary cell block 102α to 102Ω.
When 1 to WLn are selected, the corresponding cell block 10
The gate lines G1 to Gn corresponding to 2α to 102ω are selected. As a result, the MOS transistors 141 connected to the selected gate lines G1 to Gn are turned on, and the local short bit lines BLs1 to BLsn are connected to the global bit lines BLg1 to BLgn.

【0197】すなわち、セルブロック102λ内の各ワ
ード線のいずれかが選択された場合には、ゲート線Gm
が選択される。また、セルブロック102μ内の各ワー
ド線のいずれかが選択された場合には、ゲート線Gm+1
が選択される。
That is, when any one of the word lines in the cell block 102λ is selected, the gate line Gm
Is selected. When any one of the word lines in the cell block 102μ is selected, the gate line Gm + 1
Is selected.

【0198】このように構成された本実施形態によれ
ば、各メモリセル1のソース・ドレイン領域3によって
形成された各ローカルショートビット線BLs1 〜BL
sn が、各セルブロック102α〜102ω毎に独立し
て設けられている。そのため、各ローカルショートビッ
ト線BLs1 〜BLsn の長さは、第1実施形態のビッ
ト線BL1 〜BLn の長さに比べて短くなる。また、各
ローカルショートビット線BLs1 〜BLsn は、金属
配線層によって形成されたグローバルビット線BLg1
〜BLgn によって裏打ちされた構造になっている。
According to the present embodiment thus configured, each of the local short bit lines BLs1 to BLs formed by the source / drain regions 3 of each memory cell 1
sn are provided independently for each of the cell blocks 102α to 102ω. Therefore, the length of each local short bit line BLs1 to BLsn is shorter than the length of the bit lines BL1 to BLn of the first embodiment. Each of the local short bit lines BLs1 to BLsn is connected to a global bit line BLg1 formed by a metal wiring layer.
GBLgn.

【0199】従って、各ローカルショートビット線BL
s1 〜BLsn の静電容量が減少し、各ローカルショー
トビット線BLs1 〜BLsn の充放電に要する時間が
短くなるため、読み出し動作の速度を速くすることがで
きる。
Therefore, each local short bit line BL
Since the capacitance of s1 to BLsn is reduced and the time required for charging and discharging each of the local short bit lines BLs1 to BLsn is reduced, the speed of the read operation can be increased.

【0200】尚、上記各実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用及び効果を得ること
ができる。 ○ 第1〜第4実施形態の書き込み動作において、メモ
リセル1の浮遊ゲート電極5,6に蓄積される電荷量を
多く設定し、過剰書き込み状態にする。
Each of the above embodiments may be modified as follows, and even in such a case, similar functions and effects can be obtained. In the write operation according to the first to fourth embodiments, the amount of charge stored in the floating gate electrodes 5 and 6 of the memory cell 1 is set to be large, and an overwrite state is set.

【0201】但し、メモリセル1m(m)の浮遊ゲート電極
6にデータを書き込む際に、既に浮遊ゲート電極5が過
剰書き込み状態になっており、浮遊ゲート電極5直下の
チャネル領域4が完全なオフ状態になっていると、ソー
ス・ドレイン領域3b,3a間にセル電流Iwが流れな
くなる。
However, when writing data to the floating gate electrode 6 of the memory cell 1m (m), the floating gate electrode 5 is already in an overwritten state, and the channel region 4 immediately below the floating gate electrode 5 is completely turned off. In this state, the cell current Iw stops flowing between the source / drain regions 3b and 3a.

【0202】そこで、この場合には、浮遊ゲート電極
5,6直下のチャネル領域4に一定のリーク電流が流れ
るように、各浮遊ゲート電極5,6のゲート長又は基板
2の不純物濃度の少なくともいずれか一方を設定してお
く。このようにすれば、浮遊ゲート電極5,6が過剰書
き込み状態になっていても、リーク電流により必要なセ
ル電流Iwを得ることができる。
Therefore, in this case, at least either the gate length of each floating gate electrode 5 or 6 or the impurity concentration of the substrate 2 is set so that a constant leakage current flows in the channel region 4 immediately below the floating gate electrodes 5 and 6. Set either one. In this way, a necessary cell current Iw can be obtained by a leak current even if the floating gate electrodes 5 and 6 are in an overwritten state.

【0203】ところで、メモリセル1が微細化すると、
それに伴って各浮遊ゲート電極5,6のゲート長も小さ
くなり、チャネル領域4にリーク電流が流れやすくな
る。つまり、浮遊ゲート電極5,6を過剰書き込み状態
にする代わりに、チャネル領域4に一定のリーク電流を
流す方法は、メモリセル1が微細化した場合により有効
であるといえる。
By the way, when the memory cell 1 is miniaturized,
Accordingly, the gate length of each of the floating gate electrodes 5 and 6 also becomes smaller, and a leak current easily flows through the channel region 4. In other words, it can be said that a method of flowing a constant leak current to the channel region 4 instead of setting the floating gate electrodes 5 and 6 in the overwritten state is more effective when the memory cell 1 is miniaturized.

【0204】○ 第6実施形態において、各セルブロッ
ク102a〜102zが備えるビット線BL1 〜BLn
の数を4本以上にする。 ○ 第8実施形態として、第5実施形態と第7実施形態
とを組み合わせて実施する。図24に、その場合のフラ
ッシュEEPROM150の構成の一部を示す。この場
合には、各実施形態の相乗作用により、読み出し動作の
さらなる高速化を図ることができる。
In the sixth embodiment, the bit lines BL1 to BLn provided in each of the cell blocks 102a to 102z
Is 4 or more. The eighth embodiment is implemented by combining the fifth embodiment and the seventh embodiment. FIG. 24 shows a part of the configuration of the flash EEPROM 150 in that case. In this case, the speed of the read operation can be further increased by the synergistic action of each embodiment.

【0205】○ 第9実施形態として、第6実施形態と
第7実施形態とを組み合わせて実施する。図25に、そ
の場合のフラッシュEEPROM160の構成の一部を
示す。この場合には、各実施形態の相乗作用により、読
み出し動作のさらなる高速化を図ることができる。尚、
この場合において、2つのメモリセル1によって共有さ
れたローカルショートビット線(BLsm-2 、BLsm+
1 等)も、MOSトランジスタを介してグローバルビッ
ト線(図25中点線)に接続されている。
The ninth embodiment is implemented by combining the sixth embodiment and the seventh embodiment. FIG. 25 shows a part of the configuration of the flash EEPROM 160 in that case. In this case, the speed of the read operation can be further increased by the synergistic action of each embodiment. still,
In this case, the local short bit lines (BLsm-2, BLsm +) shared by the two memory cells 1
1) are also connected to global bit lines (dotted lines in FIG. 25) via MOS transistors.

【0206】○ 各絶縁膜8,10を、酸化シリコン、
窒酸化シリコン、窒化シリコンのうち少なくとも1つを
主成分とする他の絶縁膜に置き代る。その絶縁膜の形成
には、熱酸化法、熱窒化法、熱酸窒化法、CVD法のう
ち少なくとも1つの方法を用いればよい。また、これら
の異なる絶縁膜を複数積層した構造に置き代える。
The insulating films 8 and 10 are made of silicon oxide,
The insulating film is replaced with another insulating film containing at least one of silicon nitride oxide and silicon nitride as a main component. In order to form the insulating film, at least one of a thermal oxidation method, a thermal nitridation method, a thermal oxynitridation method, and a CVD method may be used. Further, a structure in which a plurality of these different insulating films are stacked is replaced.

【0207】○ 各ゲート電極5〜7の材質をそれぞ
れ、ドープドポリシリコン以外の導電性材料(アモルフ
ァスシリコン、単結晶シリコン、高融点金属を含む各種
金属、金属シリサイドなど)に置き代える。
The material of each of the gate electrodes 5 to 7 is replaced with a conductive material other than doped polysilicon (amorphous silicon, single crystal silicon, various metals including high melting point metal, metal silicide, etc.).

【0208】○ P型単結晶シリコン基板2をP型ウェ
ルに置き代える。 ○ P型単結晶シリコン基板2をN型単結晶シリコン基
板又はN型ウェルに置き代え、ソース・ドレイン領域3
を形成するために注入する不純物イオンとしてP型不純
物イオン(ホウ素、インジウムなど)を用いる。
The P-type single crystal silicon substrate 2 is replaced with a P-type well. The source / drain region 3 is replaced by replacing the P-type single crystal silicon substrate 2 with an N-type single crystal silicon substrate
P-type impurity ions (boron, indium, or the like) are used as impurity ions to be implanted for forming the impurity.

【0209】○ グローバルビット線BLg1 〜BLg
n の材質を、金属以外の導電材料(ドープドポリシリコ
ン、金属シリサイドなど)に置き代える。 ○ 多値記憶技術を利用し、各メモリセル1の各浮遊ゲ
ート電極5,6毎にそれぞれ3値以上のデータを記憶さ
せるようにする。
The global bit lines BLg1 to BLg
Replace n with a conductive material other than metal (such as doped polysilicon or metal silicide). The multi-value storage technology is used to store data of three or more values for each floating gate electrode 5 and 6 of each memory cell 1.

【0210】○ 各実施形態において、書き込み動作時
にベリファイ書き込み方式を用いる。 ○ 第1実施形態の制御ゲート電極7に対して、チャネ
ル領域4上における幅広部と、浮遊ゲート電極5,6上
及びソース・ドレイン領域3上における幅狭部とを設け
る。このような構成によれば、制御ゲート電極7とソー
ス・ドレイン領域3との間の静電容量をより小さくする
ことができ、書き込み特性及び読み出し特性をより向上
することができる。
In each embodiment, a verify write method is used at the time of a write operation. In the control gate electrode 7 of the first embodiment, a wide portion on the channel region 4 and a narrow portion on the floating gate electrodes 5 and 6 and the source / drain region 3 are provided. According to such a configuration, the capacitance between the control gate electrode 7 and the source / drain region 3 can be further reduced, and the write characteristics and read characteristics can be further improved.

【0211】○ 第3実施形態において、制御ゲート電
極7の幅を、浮遊ゲート電極5,6の幅よりも狭く形成
すること。 ○ 第5〜9実施形態において、各メモリセルには第
1,第3実施形態を組み合わせた構造、又は第2,第3
実施形態を組み合わせた構造、若しくは第4,第3実施
形態を組み合わせた構造を採用してもよい。
In the third embodiment, the width of the control gate electrode 7 is smaller than the width of the floating gate electrodes 5 and 6. In each of the fifth to ninth embodiments, each memory cell has a structure obtained by combining the first and third embodiments, or a second or third structure.
A structure combining the embodiments or a structure combining the fourth and third embodiments may be adopted.

【0212】次に、上記各実施形態から把握できる他の
技術的思想について記載する。 (イ) 請求項1〜12のいずれか1項に記載の半導体
メモリにおいて、浮遊ゲート電極上にLOCOS法によ
って形成された絶縁膜が形成された半導体メモリ。
Next, other technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described. (A) The semiconductor memory according to any one of claims 1 to 12, wherein an insulating film formed by a LOCOS method is formed on the floating gate electrode.

【0213】(ロ) 請求項13〜15のいずれか1項
に記載の半導体メモリの製造方法において、LOCOS
法を用いて前記第1の導電膜上に絶縁膜を形成する工程
を備えた半導体メモリの製造方法。
(B) The method of manufacturing a semiconductor memory according to any one of claims 13 to 15, wherein
A method for manufacturing a semiconductor memory, comprising a step of forming an insulating film on the first conductive film by using a method.

【0214】上記(イ)(ロ)のようにすれば、浮遊ゲ
ート電極の上部に突起部を形成することができる。とこ
ろで、本明細書において、発明の構成に係る部材は以下
のように定義されるものとする。
According to the above (a) and (b), a projection can be formed above the floating gate electrode. By the way, in this specification, the members according to the configuration of the present invention are defined as follows.

【0215】○ 半導体基板とは、単結晶シリコン半導
体基板だけでなく、ウェル、単結晶シリコン膜、多結晶
シリコン膜、非晶質シリコン膜、化合物半導体基板、化
合物半導体膜をも含むものとする。
The semiconductor substrate includes not only a single crystal silicon semiconductor substrate but also a well, a single crystal silicon film, a polycrystalline silicon film, an amorphous silicon film, a compound semiconductor substrate, and a compound semiconductor film.

【0216】○ 導電膜とは、ドープドポリシリコン膜
だけでなく、アモルファスシリコン膜、単結晶シリコン
膜、高融点金属を含む各種金属膜、金属シリサイド膜な
どのあらゆる導電材料膜をも含むものとする。
The conductive film includes not only a doped polysilicon film but also any conductive material film such as an amorphous silicon film, a single crystal silicon film, various metal films containing a high melting point metal, and a metal silicide film.

【0217】○ 浮遊ゲート電極と基板との間の静電容
量とは、浮遊ゲート電極と、基板に形成されているソー
ス・ドレイン領域及びチャネル領域の一方又は双方との
間の静電容量をも含むものとする。
The capacitance between the floating gate electrode and the substrate refers to the capacitance between the floating gate electrode and one or both of the source / drain region and the channel region formed on the substrate. Shall be included.

【0218】○ 書き込み動作において、一方の浮遊ゲ
ート電極にデータを書き込む際に必要な値のセル電流が
流れるように、他方の浮遊ゲート電極に蓄積される電荷
量を設定しておくこととは、この場合、電荷量がゼロで
あることも含むものとする。
In the writing operation, setting the amount of charge accumulated in the other floating gate electrode so that a cell current of a value necessary for writing data to one floating gate electrode flows is defined as In this case, it is assumed that the charge amount is zero.

【0219】[0219]

【発明の効果】本発明によれば、書き込み特性にバラツ
キがなく、微細化が可能で、過剰消去の問題が少なく、
かつ、チャネル領域部分における静電容量とソース・ド
レイン領域部分における静電容量の適正化を図ったこと
で、書き込み特性及び読み出し特性を向上することがで
きる半導体メモリを提供することができる。
According to the present invention, there is no variation in writing characteristics, miniaturization is possible, and there is little problem of excessive erasure.
Further, by optimizing the capacitance in the channel region portion and the capacitance in the source / drain region portion, it is possible to provide a semiconductor memory capable of improving write characteristics and read characteristics.

【0220】本発明によれば、書き込み特性にバラツキ
が少なく、微細化が可能で、過剰消去の問題がなく、か
つ、チャネル領域部分における静電容量とソース・ドレ
イン領域部分における静電容量の適正化を図ったこと
で、書き込み特性及び読み出し特性を向上することがで
きる半導体メモリの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, variation in writing characteristics is small, miniaturization is possible, there is no problem of excessive erasure, and the capacitance in the channel region and the capacitance in the source / drain region are properly adjusted. As a result, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor memory capable of improving write characteristics and read characteristics.

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

【図1】図1(b)は第1実施形態の一部平面図、図1
(a)は図1(b)のY−Y線断面図。
FIG. 1B is a partial plan view of the first embodiment, FIG.
1A is a sectional view taken along line YY in FIG.

【図2】第1実施形態のブロック回路図。FIG. 2 is a block circuit diagram of the first embodiment.

【図3】第1実施形態の作用を説明するための一部断面
図。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the first embodiment.

【図4】第1実施形態の作用を説明するための一部回路
図。
FIG. 4 is a partial circuit diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図5】第1実施形態の作用を説明するための一部断面
図。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the first embodiment.

【図6】第1実施形態の作用を説明するための一部回路
図。
FIG. 6 is a partial circuit diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図7】第1実施形態の作用を説明するための一部断面
図。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the first embodiment.

【図8】第1実施形態の作用を説明するための一部回路
図。
FIG. 8 is a partial circuit diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図9】第1実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図10】第1実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 10 is a sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図11】第1実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 11 is a sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図12】第1実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment.

【図13】第2実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the second embodiment.

【図14】第2実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the second embodiment.

【図15】第2実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 15 is a sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment.

【図16】図16(b)は第3実施形態の一部平面図、
図16(a)は図16(b)のZ−Z線断面図。
FIG. 16B is a partial plan view of the third embodiment,
FIG. 16A is a cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG.

【図17】第4実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the fourth embodiment.

【図18】第4実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the fourth embodiment.

【図19】第4実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 19 is a sectional view showing the manufacturing process of the fourth embodiment.

【図20】第4実施形態の製造工程を示す断面図。FIG. 20 is a sectional view showing the manufacturing process of the fourth embodiment.

【図21】第5実施形態の一部回路図。FIG. 21 is a partial circuit diagram of the fifth embodiment.

【図22】第6実施形態の一部回路図。FIG. 22 is a partial circuit diagram of the sixth embodiment.

【図23】第7実施形態の一部回路図。FIG. 23 is a partial circuit diagram of the seventh embodiment.

【図24】第8実施形態の一部回路図。FIG. 24 is a partial circuit diagram of the eighth embodiment.

【図25】第9実施形態の一部回路図。FIG. 25 is a partial circuit diagram of the ninth embodiment;

【図26】従来の形態の概略断面図。FIG. 26 is a schematic sectional view of a conventional embodiment.

【図27】図27(b)は従来の形態の一部平面図、図
27(a)は図27(b)のX−X線断面図。
27 (b) is a partial plan view of a conventional embodiment, and FIG. 27 (a) is a sectional view taken along line XX of FIG. 27 (b).

【図28】従来の形態の作用を説明するための一部断面
図。
FIG. 28 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the conventional embodiment.

【図29】従来の形態の製造方法を説明するための一部
断面図。
FIG. 29 is a partial cross-sectional view for describing a conventional manufacturing method.

【図30】従来の形態の製造方法を説明するための断面
図。
FIG. 30 is a cross-sectional view for explaining a conventional manufacturing method.

【図31】従来の形態の製造方法を説明するための断面
図。
FIG. 31 is a cross-sectional view for explaining a conventional manufacturing method.

【図32】従来の形態の作用を説明するための一部断面
図。
FIG. 32 is a partial cross-sectional view for explaining the operation of the conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,40,71,75…メモリセル 2,41…半導体基板としての単結晶シリコン基板 3,42…ソース・ドレイン領域 4,44…チャネル領域 5,6,45,46…浮遊ゲート電極 5a,6a,45a,46a…突起部 7,47…制御ゲート電極 7A…幅広部 7B…幅狭部 8,48…ゲート絶縁膜 10,51…トンネル絶縁膜 11…下地層としての選択ゲート 21…第1の導電膜としてのドープドポリシリコン膜 24…第1の膜 26…第2の導電膜としてのドープドポリシリコン膜 30…下地層としての絶縁層 43…導電ブロック層 49…誘電体としての絶縁膜 76…下地層としての導電ブロック層 101,120,130,140,150,160…不
揮発性半導体メモリとしてのフラッシュEEPROM 102,1170,180,190…メモリセルアレイ
(トランジスタアレイ) 102a〜102z,102α〜102ω…セルブロッ
ク 141…スイッチング素子としてのMOSトランジスタ BL1 〜BLm 〜BLn …ビット線 BLs1 〜BLsm 〜BLsn …ローカルショートビッ
ト線 BLg1 〜BLgm 〜BLgn …グローバルビット線 WL1 〜WLm 〜WLn …制御線としてのワード線
1, 40, 71, 75 memory cell 2, 41 single crystal silicon substrate as semiconductor substrate 3, 42 source / drain region 4, 44 channel region 5, 6, 45, 46 floating gate electrode 5a, 6a 45a, 46a Projection 7, 47 Control gate electrode 7A Wide section 7B Narrow section 8, 48 Gate insulating film 10, 51 Tunnel insulating film 11 Selection gate as base layer 21 First Doped polysilicon film as a conductive film 24 first film 26 doped polysilicon film as a second conductive film 30 insulating layer 43 as a base layer 43 conductive block layer 49 insulating film as a dielectric 76: conductive block layers 101, 120, 130, 140, 150, 160 as base layers Flash EEPROMs 102, 117 as nonvolatile semiconductor memories , 180, 190 ... memory cell arrays (transistor arrays) 102a to 102z, 102a to 102w ... cell blocks 141 ... MOS transistors BL1 to BLm to BLn ... bit lines BLs1 to BLsm to BLsn ... local short bit lines BLg1 to BLgm .About.BLgn... Global bit lines WL1 .about.WLm .about.WLn... Word lines as control lines

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B025 AA01 AB02 AC02 5F001 AA21 AA25 AA63 AB02 AB03 AB09 AB40 AC02 AC06 AC20 AD12 AD41 AD51 AD62 AE02 AE03 AE08 AE30 AF10 AF20 AG02 AG10 AG12 AG21 AG22 AG24 5F083 EP14 EP24 EP27 EP32 ER02 ER09 ER14 ER17 ER22 GA01 GA09 GA17 GA30 JA02 JA32 JA36 KA01 LA12 LA16 NA02 PR03 PR12 PR21 PR36 ZA21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) ER14 ER17 ER22 GA01 GA09 GA17 GA30 JA02 JA32 JA36 KA01 LA12 LA16 NA02 PR03 PR12 PR21 PR36 ZA21

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御線を共有する複数の浮遊ゲート電極
と、半導体基板のそれら浮遊ゲート電極間に交互に設け
られたチャネル領域及びソース・ドレイン領域とを有
し、 前記チャネル領域における前記制御線と半導体基板との
間の静電容量が前記ソース・ドレイン領域における前記
制御線と半導体基板との間の静電容量よりも大きく設定
された半導体メモリ。
1. A semiconductor device comprising: a plurality of floating gate electrodes sharing a control line; and channel regions and source / drain regions provided alternately between the floating gate electrodes of a semiconductor substrate, wherein the control line in the channel region is provided. A semiconductor memory in which a capacitance between the semiconductor substrate and a semiconductor substrate is set to be larger than a capacitance between the control line and the semiconductor substrate in the source / drain region.
【請求項2】 制御線を共有する複数の浮遊ゲート電極
と、半導体基板のそれら浮遊ゲート電極間に交互に設け
られたチャネル領域及びソース・ドレイン領域とを有
し、 前記チャネル領域における前記制御線と半導体基板との
間の静電容量が前記ソース・ドレイン領域における前記
制御線と半導体基板との間の静電容量よりも大きく設定
されて且つ、前記浮遊ゲート電極と半導体基板との間の
静電容量が前記浮遊ゲート電極と制御線との間の静電容
量よりも大きく設定された半導体メモリ。
2. A semiconductor device comprising: a plurality of floating gate electrodes sharing a control line; and channel regions and source / drain regions alternately provided between the floating gate electrodes of the semiconductor substrate, wherein the control line in the channel region is provided. The capacitance between the semiconductor substrate and the control line in the source / drain region is set to be larger than the capacitance between the control line and the semiconductor substrate. A semiconductor memory having a capacitance set to be larger than a capacitance between the floating gate electrode and a control line.
【請求項3】 請求項1及び2のいずれか一項に記載の
半導体メモリにおいて、 前記制御線は、前記各浮遊ゲート電極上で当該半導体メ
モリの制御ゲート電極を構成し、前記各チャネル領域上
で当該半導体メモリの選択ゲート電極を構成する半導体
メモリ。
3. The semiconductor memory according to claim 1, wherein said control line forms a control gate electrode of said semiconductor memory on each of said floating gate electrodes, and said control line on each of said channel regions. And a semiconductor memory constituting a select gate electrode of the semiconductor memory.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載の半
導体メモリにおいて、 前記制御線を共有する複数の浮遊ゲート電極と、半導体
基板のそれら浮遊ゲート電極間に交互に設けられたチャ
ネル領域及びソース・ドレイン領域とは所定の方向に複
数配列された制御線に対応してマトリクス状に配置さ
れ、前記各ソース・ドレイン領域は、該マトリクス内で
ビット線に共通接続されてなる半導体メモリ。
4. The semiconductor memory according to claim 1, wherein a plurality of floating gate electrodes sharing the control line and a channel alternately provided between the floating gate electrodes of the semiconductor substrate. A region and a source / drain region are arranged in a matrix corresponding to a plurality of control lines arranged in a predetermined direction, and each of the source / drain regions is commonly connected to a bit line in the matrix. .
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項に記載の半
導体メモリにおいて、 前記各ソース・ドレイン領域上で非導電性を有するとと
もに前記各チャネル領域上で導電性を有する下地層を前
記制御線の下に備える半導体メモリ。
5. The semiconductor memory according to claim 1, wherein the base layer having non-conductivity on each of the source / drain regions and having conductivity on each of the channel regions is provided. A semiconductor memory provided below a control line.
【請求項6】 請求項5に記載の半導体メモリにおい
て、 前記下地層は、前記各ソース・ドレイン領域上で部分的
に酸化された導電体層である半導体メモリ。
6. The semiconductor memory according to claim 5, wherein said underlayer is a conductor layer partially oxidized on each of said source / drain regions.
【請求項7】 請求項1〜4のいずれか一項に記載の半
導体メモリにおいて、 前記各ソース・ドレイン領域上に同領域と電気的導通が
保たれて選択的に形成された導電ブロック層を有し、前
記各浮遊ゲート電極は、それら導電ブロック層に誘電体
を介して隣接して配設される半導体メモリ。
7. The semiconductor memory according to claim 1, further comprising a conductive block layer selectively formed on each of said source / drain regions while maintaining electrical conduction with said regions. A semiconductor memory, wherein each of the floating gate electrodes is disposed adjacent to the conductive block layer via a dielectric.
【請求項8】 請求項7に記載の半導体メモリにおい
て、 前記制御線の下には導電性を有する下地層が設けられ、
該下地層は複数の部分に分離され、前記各チャネル領域
上の下地層は前記制御線と電気的導通が保たれ、前記各
ソース・ドレイン領域上の下地層は前記制御線と絶縁さ
れて前記導電ブロック層を構成する半導体メモリ。
8. The semiconductor memory according to claim 7, wherein a conductive underlying layer is provided below said control line,
The underlayer is separated into a plurality of portions, the underlayer on each of the channel regions is kept electrically conductive with the control line, and the underlayer on each of the source / drain regions is insulated from the control line and A semiconductor memory that forms a conductive block layer.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれか一項に記載の半
導体メモリにおいて、 前記制御線は、その線幅が前記各浮遊ゲート電極の電極
幅よりも細く形成されてなる半導体メモリ。
9. The semiconductor memory according to claim 1, wherein said control line has a line width smaller than an electrode width of each of said floating gate electrodes.
【請求項10】 請求項1〜8のいずれか一項に記載の
半導体メモリにおいて、 前記制御線は、その前記ソース・ドレイン領域上の線幅
が前記チャネル領域上の線幅よりも細く形成されてなる
半導体メモリ。
10. The semiconductor memory according to claim 1, wherein said control line is formed such that a line width on said source / drain region is smaller than a line width on said channel region. Semiconductor memory.
【請求項11】 請求項10に記載の半導体メモリにお
いて、 前記制御線の前記チャネル領域上の線幅は前記浮遊ゲー
ト電極の電極幅にほぼ等しく、同制御線の前記ソース・
ドレイン領域上の線幅は前記浮遊ゲート電極の電極幅よ
りも細く形成されている半導体メモリ。
11. The semiconductor memory according to claim 10, wherein a line width of said control line on said channel region is substantially equal to an electrode width of said floating gate electrode.
A semiconductor memory wherein a line width on a drain region is formed smaller than an electrode width of the floating gate electrode.
【請求項12】 請求項1〜11のいずれか一項に記載
の半導体メモリにおいて、 前記制御線に対向する各浮遊ゲート電極の上部に鋭角形
状の突起部を備える半導体メモリ。
12. The semiconductor memory according to claim 1, further comprising an acute-angled projection on an upper part of each floating gate electrode facing said control line.
【請求項13】 半導体基板に形成された第1及び第2
のソース・ドレイン領域と、第1及び第2のソース・ド
レイン領域の間に挟まれたチャネル領域と、チャネル領
域上にゲート絶縁膜を介して併置された第1及び第2の
浮遊ゲート電極と、第1及び第2の浮遊ゲート電極の上
にトンネル絶縁膜を介して形成され、第1及び第2の浮
遊ゲート電極によって共有された制御ゲート電極とを備
えたトランジスタが複数個マトリックス状に配置されて
構成され、所定の方向に配列された各トランジスタの制
御ゲート電極によって共通の制御線が形成され、前記制
御ゲート電極の配列方向と交差する方向に配列された各
トランジスタのソース・ドレイン領域によって共通のビ
ット線が形成された半導体メモリを製造する方法であっ
て、 前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜をエッチングして前記ソース・ドレイ
ン領域と平行に配置される前記第1及び第2の浮遊ゲー
ト電極を形成する工程と、 露出したゲート絶縁膜及び第1の導電膜の全面にトンネ
ル絶縁膜を形成する工程と、 前記トンネル絶縁膜上に第2の導電膜を形成する工程
と、 前記第2の導電膜の前記ソース・ドレイン領域上に対応
する部分を部分的に酸化する工程と、 前記部分的に酸化した第2の導電膜上に第3の導電膜を
形成する工程と、 前記第3の導電膜と前記第2の導電膜とトンネル絶縁膜
と第1の導電膜とを前記行方向に同時にエッチングして
素子分離する工程と、を備える半導体メモリの製造方
法。
13. A first and a second formed on a semiconductor substrate.
A source / drain region, a channel region sandwiched between the first and second source / drain regions, and first and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region via a gate insulating film. A plurality of transistors arranged on the first and second floating gate electrodes via a tunnel insulating film and having a control gate electrode shared by the first and second floating gate electrodes are arranged in a matrix. A common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction, and the source / drain regions of the transistors arranged in a direction intersecting the arrangement direction of the control gate electrodes. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed, comprising: forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; Forming a first conductive film on the film; etching the first conductive film to form the first and second floating gate electrodes arranged in parallel with the source / drain regions; Forming a tunnel insulating film over the entire surface of the exposed gate insulating film and the first conductive film; forming a second conductive film on the tunnel insulating film; and forming the source of the second conductive film. A step of partially oxidizing a portion corresponding to the drain region; a step of forming a third conductive film on the partially oxidized second conductive film; And etching the conductive film, the tunnel insulating film, and the first conductive film in the row direction at the same time to perform element isolation.
【請求項14】 半導体基板に形成された第1及び第2
のソース・ドレイン領域と、第1及び第2のソース・ド
レイン領域の間に挟まれたチャネル領域と、チャネル領
域上にゲート絶縁膜を介して併置された第1及び第2の
浮遊ゲート電極と、第1及び第2の浮遊ゲート電極の上
にトンネル絶縁膜を介して形成され、第1及び第2の浮
遊ゲート電極によって共有された制御ゲート電極とを備
えたトランジスタが複数個マトリックス状に配置されて
構成され、所定の方向に配列された各トランジスタの制
御ゲート電極によって共通の制御線が形成され、前記制
御ゲート電極の配列方向と交差する方向に配列された各
トランジスタのソース・ドレイン領域によって共通のビ
ット線が形成された半導体メモリを製造する方法であっ
て、 前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜と前記ゲート絶縁膜とを前記ソース・
ドレイン領域に対応する部分で同時にエッチングする工
程と、 前記エッチングした第1の導電膜及びゲート絶縁膜の側
面に絶縁壁を形成する工程と、 前記エッチングにより露出した半導体基板面及び残され
た第1の導電膜の全面に第2の導電膜を形成する工程
と、 前記ソース・ドレイン領域上における第2の導電膜の上
部を選択的に酸化して同ソース・ドレイン領域上に導電
ブロック層を形成する工程と、 前記チャネル領域上の前記第2の導電膜及び前記第1の
導電膜を同時にエッチングして残された第1の導電膜に
より前記第1及び第2の浮遊ゲート電極を形成する工程
と、 前記エッチングにより露出したゲート絶縁膜及び選択的
に酸化された第2の導電膜の全面にトンネル絶縁膜を形
成する工程と、 前記トンネル絶縁膜上に第3の導電膜を形成する工程
と、 前記第3の導電膜と前記トンネル絶縁膜と前記第2の導
電膜と前記第1の導電膜とを前記行方向に同時にエッチ
ングして素子分離する工程と、を備える半導体メモリの
製造方法。
14. A first and a second formed on a semiconductor substrate.
A source / drain region, a channel region sandwiched between the first and second source / drain regions, and first and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region via a gate insulating film. A plurality of transistors arranged on the first and second floating gate electrodes via a tunnel insulating film and having a control gate electrode shared by the first and second floating gate electrodes are arranged in a matrix. A common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction, and the source / drain regions of the transistors arranged in a direction intersecting the arrangement direction of the control gate electrodes. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed, comprising: forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; Forming a first conductive film on the membrane, the and said gate insulating film and the first conductive film source
Simultaneously etching a portion corresponding to the drain region; forming an insulating wall on a side surface of the etched first conductive film and the gate insulating film; Forming a second conductive film on the entire surface of the conductive film, and selectively oxidizing an upper portion of the second conductive film on the source / drain region to form a conductive block layer on the source / drain region And forming the first and second floating gate electrodes by the first conductive film left after the second conductive film and the first conductive film on the channel region are simultaneously etched. Forming a tunnel insulating film over the entire surface of the gate insulating film exposed by the etching and the selectively oxidized second conductive film; and forming a third conductive film on the tunnel insulating film. Forming a film, and simultaneously separating the third conductive film, the tunnel insulating film, the second conductive film, and the first conductive film in the row direction to perform element isolation. A method for manufacturing a semiconductor memory.
【請求項15】 半導体基板に形成された第1及び第2
のソース・ドレイン領域と、第1及び第2のソース・ド
レイン領域の間に挟まれたチャネル領域と、チャネル領
域上にゲート絶縁膜を介して併置された第1及び第2の
浮遊ゲート電極と、第1及び第2の浮遊ゲート電極の上
にトンネル絶縁膜を介して形成され、第1及び第2の浮
遊ゲート電極によって共有された制御ゲート電極とを備
えたトランジスタが複数個マトリックス状に配置されて
構成され、所定の方向に配列された各トランジスタの制
御ゲート電極によって共通の制御線が形成され、前記制
御ゲート電極の配列方向と交差する方向に配列された各
トランジスタのソース・ドレイン領域によって共通のビ
ット線が形成された半導体メモリを製造する方法であっ
て、 前記半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に第1の導電膜を形成する工程と、 前記第1の導電膜をエッチングして前記ソース・ドレイ
ン領域と平行に配置される前記第1及び第2の浮遊ゲー
ト電極を形成する工程と、 露出したゲート絶縁膜及び第1の導電膜の全面にトンネ
ル絶縁膜を形成する工程と、 前記ソース・ドレイン領域上の前記トンネル絶縁膜及び
ゲート絶縁膜をエッチングする工程と、 前記エッチングにより露出した半導体基板面及び前記ト
ンネル絶縁膜の全面に第2の導電膜を形成する工程と、 前記第2の導電膜を前記第1及び第2の浮遊ゲート電極
に対応する部分でエッチングする工程と、 前記エッチングした前記第2の導電膜の前記ソース・ド
レイン領域上に対応する部分の表面を酸化する工程と、 前記エッチングした前記第2の導電膜の前記チャネル領
域上に対応する部分及び前記酸化された第2の導電膜上
に第3の導電膜を形成する工程と、 前記第3の導電膜と前記第2の導電膜とトンネル絶縁膜
と第1の導電膜とを前記行方向に同時にエッチングして
素子分離する工程と、を備える半導体メモリの製造方
法。
15. A first and a second formed on a semiconductor substrate.
A source / drain region, a channel region sandwiched between the first and second source / drain regions, and first and second floating gate electrodes juxtaposed on the channel region via a gate insulating film. A plurality of transistors arranged on the first and second floating gate electrodes via a tunnel insulating film and having a control gate electrode shared by the first and second floating gate electrodes are arranged in a matrix. A common control line is formed by the control gate electrodes of the transistors arranged in a predetermined direction, and the source / drain regions of the transistors arranged in a direction intersecting the arrangement direction of the control gate electrodes. A method of manufacturing a semiconductor memory in which a common bit line is formed, comprising: forming a gate insulating film on the semiconductor substrate; Forming a first conductive film on the film; etching the first conductive film to form the first and second floating gate electrodes arranged in parallel with the source / drain regions; Forming a tunnel insulating film on the entire surface of the exposed gate insulating film and first conductive film; etching the tunnel insulating film and the gate insulating film on the source / drain regions; Forming a second conductive film over the semiconductor substrate surface and the entire surface of the tunnel insulating film; etching the second conductive film at portions corresponding to the first and second floating gate electrodes; Oxidizing a surface of a portion of the etched second conductive film corresponding to the source / drain region; and etching the channel region of the etched second conductive film. Forming a third conductive film on a portion corresponding thereto and on the oxidized second conductive film; and forming the third conductive film, the second conductive film, the tunnel insulating film, and the first conductive film. And etching the film simultaneously in the row direction to separate elements.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151608A (en) * 2000-09-20 2002-05-24 Silicon Storage Technology Inc Self adjustment method for forming a series of semiconductor memory floating gate memory cells which have gate spacer, and memory array formed by the method
JP2002158303A (en) * 2000-09-20 2002-05-31 Silicon Storage Technology Inc Self-aligning method for forming semiconductor memory array of floating gate memory cell with protruding control gate, and memory array made thereby
JP2007251183A (en) * 2006-03-13 2007-09-27 Silicon Storage Technology Inc Nonvolatile flash memory cell of single gate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151608A (en) * 2000-09-20 2002-05-24 Silicon Storage Technology Inc Self adjustment method for forming a series of semiconductor memory floating gate memory cells which have gate spacer, and memory array formed by the method
JP2002158303A (en) * 2000-09-20 2002-05-31 Silicon Storage Technology Inc Self-aligning method for forming semiconductor memory array of floating gate memory cell with protruding control gate, and memory array made thereby
JP2007251183A (en) * 2006-03-13 2007-09-27 Silicon Storage Technology Inc Nonvolatile flash memory cell of single gate

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