JP2000031302A - Semiconductor storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor storage device and its manufacture

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JP2000031302A
JP2000031302A JP10192621A JP19262198A JP2000031302A JP 2000031302 A JP2000031302 A JP 2000031302A JP 10192621 A JP10192621 A JP 10192621A JP 19262198 A JP19262198 A JP 19262198A JP 2000031302 A JP2000031302 A JP 2000031302A
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JP
Japan
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insulating film
film
buried
gate electrode
memory device
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Withdrawn
Application number
JP10192621A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumihiko Noro
文彦 野呂
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of an ultra-micro floating gate semiconductor storage device having areas which function as bit lines on a substrate side and adopting a buried element separating system to an ultra-micro size. SOLUTION: In an Si substrate 1, buried conductor films 2 which function as source-drain areas and bit lines, diffusion layers 3, and buried separating insulating films 7 are provided. On the substrate 1, a gate insulating film 4, floating gate electrodes 5, a capacitor insulating film 8, control gate electrodes 6, gate top insulating films 11, side-wall insulating films 12, tunnel insulating films 10, and an erasing gate electrode 9 are provided. At the intersections between the insulating films 7 and buried conductor films 2, the insulating films 7 are deeper than the conductor films 2. Since the insulating films 7 can be formed in liner shapes, not islandlike shapes, while the functions of both members are maintained and the resolution of photolithography can be improved when separating grooves are formed, the memory cell section of a semiconductor storage device can be formed in an ultra-micro size.

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】この発明は、埋め込み分離絶
縁膜を備えたフローティングゲート型EEPROM(El
ectrically Erasable and Programable Read Only Memo
ry)からなる半導体記憶装置およびその製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a floating gate type EEPROM (El
ectrically Erasable and Programable Read Only Memo
ry) and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、電気的に書き込み可能な不揮
発性メモリとして、フローティングゲート構造を有する
EPROM(Electrical Programable Read Only Memor
y) がよく知られている。このEPROMのメモリセル
は、半導体基板内に、ソース・ドレイン領域と、該ソー
ス・ドレイン領域に挟まれたチャネル領域とを有し、さ
らに半導体基板のチャネル領域上に、ゲート絶縁膜,フ
ローティングゲート電極,容量絶縁膜及びコントロール
ゲート電極を順次積層した構造を有している。このEP
ROMの書き込みは、ドレイン領域とコントロールゲー
ト電極との間に高電圧を印加しながら、ソース・ドレイ
ン領域間に電流を流すことにより、チャネル領域のドレ
イン領域近傍の領域でホットエレクトロンを発生させ、
このホットエレクトロンを、コントロールゲート電極と
容量結合しているフローティングゲート電極に加速させ
て注入することにより行われる。また、EPROMの消
去は、従来紫外線を照射することにより行われていた
が、近年、上記ゲート絶縁膜を薄膜化し、この薄いゲー
ト絶縁膜を介するトンネリング現象を利用して、フロー
ティングゲート電極からソース領域,ドレイン領域,ま
たはチャネル領域に電子を放出させることにより電気的
に消去する方法が採用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrically programmable read only memory (EPROM) having a floating gate structure has been used as an electrically writable nonvolatile memory.
y) is well known. The memory cell of this EPROM has a source / drain region and a channel region sandwiched between the source / drain regions in a semiconductor substrate, and further has a gate insulating film and a floating gate electrode on the channel region of the semiconductor substrate. , A capacitor insulating film and a control gate electrode are sequentially laminated. This EP
In the writing of the ROM, hot electrons are generated in a region near the drain region of the channel region by flowing a current between the source and drain regions while applying a high voltage between the drain region and the control gate electrode.
The hot electrons are accelerated and injected into the floating gate electrode which is capacitively coupled to the control gate electrode. Conventionally, erasing of an EPROM has been performed by irradiating ultraviolet rays. However, in recent years, the gate insulating film has been thinned, and a tunneling phenomenon through the thin gate insulating film has been used to remove the floating gate electrode from the source region. A method of electrically erasing by emitting electrons to a drain region, a drain region, or a channel region is employed.

【0003】さらに、近年、フローティングゲート型E
EPROMにおいて、超半導体装置中の各素子の超微細
化,半導体装置全体の高集積化,高性能化が求められて
いることから、分離絶縁膜を半導体基板内に埋め込むよ
うに形成した埋め込み素子分離方式による半導体記憶装
置の構造が広く採用されている。特に、半導体記憶装置
においては、この埋め込み素子分離方式に加えて、各メ
モリセル間に連続した不純物拡散層を設けて、この不純
物拡散層にソース・ドレイン領域及びビット線としての
機能をもたせるようにしたものが知られている。
In recent years, floating gate type E
In EPROM, since ultra-miniaturization of each element in an ultra-semiconductor device and high integration and high performance of the entire semiconductor device are required, a buried element isolation formed so that an isolation insulating film is embedded in a semiconductor substrate. 2. Description of the Related Art The structure of a semiconductor memory device based on a system is widely adopted. In particular, in a semiconductor memory device, in addition to the buried element isolation method, a continuous impurity diffusion layer is provided between each memory cell so that the impurity diffusion layer has functions as a source / drain region and a bit line. Is known.

【0004】以下、このような従来の埋め込み素子分離
方式のフローティングゲートゲート型EEPROM、特
に消去ゲート付構造を有するものを例にとって、図20
〜図23を参照しながら説明する。
FIG. 20 shows an example of such a conventional floating gate type EEPROM of a buried element isolation type, particularly one having a structure with an erase gate.
This will be described with reference to FIGS.

【0005】ただし、この消去ゲート付構造のEEPR
OMとは、例えば、特開平4−340767号公報に開
示されるごとく、独立した消去用のゲート電極を別途設
けて、フローティングゲート電極から消去用のゲート電
極に電子を引き抜くことにより、電気的に消去を行うメ
モリセル構造を有するものである。
However, the EEPROM having the erase gate structure has
The OM is electrically provided by separately providing an independent erasing gate electrode and extracting electrons from the floating gate electrode to the erasing gate electrode, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-340767. It has a memory cell structure for erasing.

【0006】図20は、従来の埋め込み素子分離方式の
消去ゲート付フローティングゲート型の半導体記憶装置
の平面図、図21は図20のXXa-XXa 線における断面
図、図22は図20のXXb-XXb 線における断面図、図2
3は図20のXXc-XXc 線における断面図である。
FIG. 20 is a plan view of a conventional floating gate type semiconductor memory device with an erase gate of an embedded element isolation system, FIG. 21 is a sectional view taken along the line XXa-XXa of FIG. 20, and FIG. Sectional view along line XXb, FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line XXc-XXc in FIG.

【0007】図20〜図23に示すように、従来の半導
体記憶装置は、Si基板101内に形成されたソース・
ドレイン領域となる拡散層103と、シリコン酸化膜に
より構成されるゲート絶縁膜104と、ポリシリコン膜
により構成されるフローティングゲート電極105と、
ポリシリコン膜により構成されるコントロールゲート電
極106と、フローティングゲート電極105とコント
ロールゲート電極106との間に介在する容量絶縁膜1
08と、各メモリセル間を分離するための埋め込み分離
絶縁膜107と、消去ゲート電極109と、消去電極1
09とフローティング電極104との間に介在するトン
ネル絶縁膜110と、コントロールゲート電極106の
上に設けられたゲート上絶縁膜111と、コントロール
ゲート電極106及びゲート上絶縁膜111の側面上に
形成された側壁絶縁膜112とを備えている。ここで、
上記拡散層3は各メモリセルのソース・ドレイン領域と
して機能すると同時に、各メモリセルのソース・ドレイ
ン領域間を接続するビット線としても機能するものであ
る。
[0007] As shown in FIGS. 20 to 23, a conventional semiconductor memory device includes a source memory formed in a Si substrate 101.
A diffusion layer 103 serving as a drain region, a gate insulating film 104 formed of a silicon oxide film, a floating gate electrode 105 formed of a polysilicon film,
A control gate electrode 106 composed of a polysilicon film; and a capacitive insulating film 1 interposed between the floating gate electrode 105 and the control gate electrode 106.
08, a buried isolation insulating film 107 for isolating each memory cell, an erase gate electrode 109, and an erase electrode 1
09, a tunnel insulating film 110 interposed between the floating electrode 104, an on-gate insulating film 111 provided on the control gate electrode 106, and a side surface of the control gate electrode 106 and the on-gate insulating film 111. Sidewall insulating film 112. here,
The diffusion layer 3 functions not only as a source / drain region of each memory cell but also as a bit line connecting between the source / drain regions of each memory cell.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体記憶装置の構造では、図20に示されるように、Si
基板101内で埋め込み分離絶縁膜107と拡散層10
3とを交差させることができない構造となっている。す
なわち、埋め込み分離絶縁膜107によってビット線と
して機能すべき拡散層103の導通が遮断されないよう
にするためには(図22参照)、埋め込み分離絶縁膜1
07を島状に配置する必要がある。ところが、埋め込み
分離絶縁膜107を島状に配置すると、ライン&スペー
スパターンでなくなることから、分離用溝を形成するた
めの工程におけるリソグラフィー工程での寸法制御が困
難であり、微細化の妨げとなっていた。
In such a conventional structure of a semiconductor memory device, as shown in FIG.
In the substrate 101, the buried isolation insulating film 107 and the diffusion layer 10
3 cannot be crossed. That is, in order to prevent the buried isolation insulating film 107 from interrupting the conduction of the diffusion layer 103 which should function as a bit line (see FIG. 22), the buried isolation insulating film 1
07 need to be arranged in an island shape. However, if the buried isolation insulating film 107 is arranged in an island shape, it will not be a line & space pattern, so that it is difficult to control the dimensions in the lithography process in the process for forming the isolation trench, which hinders miniaturization. I was

【0009】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ソース・ドレイン領域及びビッ
ト線となる領域の導通を遮断することなく、かつ埋め込
み分離絶縁膜の機能を保持しながら、埋め込み分離絶縁
膜とソース・ドレイン領域及びビット線として機能する
領域とを交差させる手段を講ずることにより、リソグラ
フィーでの寸法制御が容易で、超微細化が可能なフロー
ティングゲート型半導体記憶装置及びその製造方法を提
供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to maintain the function of a buried isolation insulating film without interrupting conduction between a source / drain region and a region serving as a bit line. Meanwhile, by taking measures to cross the buried isolation insulating film and the regions functioning as the source / drain regions and the bit lines, it is easy to control the dimensions in lithography and to achieve a super-miniaturized floating gate type semiconductor memory device. And a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明が講じた手段は、各メモリセルのソース・ドレ
イン領域及びビット線として機能する領域を埋め込み導
体膜により構成することにより、埋め込み分離絶縁膜と
埋め込み導体膜とを互いの機能を損ねることなく交差さ
せたものである。
Means taken by the present invention for achieving the above object is to provide a buried conductor by forming a source / drain region and a region functioning as a bit line of each memory cell with a buried conductor film. The isolation insulating film and the buried conductor film cross each other without impairing their functions.

【0011】本発明の半導体記憶装置は、半導体基板の
主面上に順次設けられたゲート絶縁膜,フローティング
ゲート電極,容量絶縁膜及びコントロールゲート電極を
有するメモリセルをアレイ状に配置してなる半導体記憶
装置であって、上記半導体基板の主面側において一方向
に延び、上記各メモリセル間を分離するための複数の線
状の埋め込み分離絶縁膜と、上記半導体基板の主面側に
おいて上記埋め込み分離絶縁膜と交差する方向に延び、
上記各メモリセルのソース・ドレイン領域及びビット線
として機能する複数の埋め込み導体膜とを備え、上記埋
め込み素子分用絶縁膜は、上記埋め込み導体膜と交差す
る部分で上記埋め込み導体膜よりも深く設けられてい
る。
A semiconductor memory device according to the present invention is a semiconductor memory device in which memory cells having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate are arranged in an array. A storage device, comprising: a plurality of linear embedded isolation insulating films extending in one direction on a main surface side of the semiconductor substrate to separate the memory cells from each other; Extending in a direction crossing the isolation insulating film,
A plurality of buried conductor films functioning as a source / drain region and a bit line of each of the memory cells, and the buried element-dividing insulating film is provided deeper than the buried conductor film at a portion intersecting the buried conductor film. Have been.

【0012】これにより、埋め込み分離絶縁膜と埋め込
み導体膜とが互いに交差していても、埋め込み導体膜内
における導通が埋め込み分離絶縁膜によって遮断される
ことはなく、かつ、埋め込み分離絶縁膜の分離機能も保
持される。したがって、埋め込み分離絶縁膜を島状でな
く線状に設けることが可能となり、分離用溝を形成する
際にライン&スペースパターンによるフォトリソグラフ
ィー分解能を高く発揮できる構造となる。すなわち、埋
め込み素子分離方式による微細構造と相俟って、メモリ
セル部の超微細化を図ることができる。
Thus, even if the buried isolation insulating film and the buried conductor film intersect each other, conduction in the buried isolation film is not interrupted by the buried isolation insulating film, and the buried isolation insulating film is separated. Functions are also retained. Therefore, the buried isolation insulating film can be provided not in the shape of an island but in the shape of a line, and a structure capable of exhibiting high photolithography resolution by a line and space pattern when forming a separation groove. That is, it is possible to achieve ultra-miniaturization of the memory cell portion in combination with the fine structure by the embedded element isolation method.

【0013】上記半導体記憶装置において、上記フロー
ティングゲート電極の側面上に設けられトンネリング媒
体となりうるトンネル絶縁膜と、上記トンネル絶縁膜を
挟んで上記フローティングゲート電極に対向する消去ゲ
ート電極とをさらに備えることにより、消去ゲート付フ
ローティングゲート型の半導体記憶装置の超微細化を図
ることができる。
The semiconductor memory device may further include a tunnel insulating film provided on a side surface of the floating gate electrode and serving as a tunneling medium, and an erase gate electrode opposed to the floating gate electrode with the tunnel insulating film interposed therebetween. This makes it possible to miniaturize a floating gate type semiconductor memory device with an erase gate.

【0014】上記半導体記憶装置において、上記各メモ
リセルの上記ソース・ドレイン領域内に、上記半導体基
板内の上記埋め込み導体膜の周囲の領域に不純物を導入
してなる不純物拡散層を形成しておくことにより、メモ
リセルのスイッチングトランジスタとして機能する部分
の特性を良好に保持することができる。
In the semiconductor memory device, an impurity diffusion layer formed by introducing an impurity into a region around the buried conductor film in the semiconductor substrate is formed in the source / drain region of each memory cell. Thus, characteristics of a portion of the memory cell functioning as a switching transistor can be favorably maintained.

【0015】上記埋め込み導体膜は、高融点金属により
又は不純物を含んだ多結晶シリコンにより構成してもよ
いし、あるいは高融点金属膜を多結晶シリコン膜で挟ん
だ構造としてもよい。
The buried conductor film may be made of a refractory metal or polycrystalline silicon containing impurities, or may have a structure in which a refractory metal film is sandwiched between polycrystalline silicon films.

【0016】本発明の第1の半導体記憶装置の製造方法
は、半導体基板の主面上に順次設けられたゲート絶縁
膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及びコント
ロールゲート電極を有するメモリセルをアレイ状に配置
してなる半導体記憶装置を製造する方法であって、半導
体基板の主面側において一方向に延びる複数の線状の分
離用溝を形成する第1の工程と、上記分離用溝内に絶縁
性材料を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜を形成する第2
の工程と、上記半導体基板の主面側において上記分離用
溝と交差する方向に延びる複数の導体膜用溝を上記分離
用溝よりも浅く形成する第3の工程と、上記導体膜用溝
内に導体材料を埋め込んで上記各メモリセルのソース・
ドレイン領域及びビット線として機能する埋め込み導体
膜を形成する第4の工程と、上記半導体基板の主面の上
記埋め込み分離絶縁膜と上記埋め込み導体膜とにより囲
まれる領域の上に、上記ゲート絶縁膜,フローティング
ゲート電極,容量絶縁膜及びコントロールゲート電極を
形成する第5の工程とを備えている。
According to a first method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a memory cell having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate is formed in an array. A first step of forming a plurality of linear separation grooves extending in one direction on a main surface side of a semiconductor substrate, and forming a plurality of linear separation grooves in the separation groove. A second method of forming a buried isolation insulating film by burying an insulating material;
A third step of forming a plurality of conductive film grooves extending in a direction intersecting with the separation groove on the main surface side of the semiconductor substrate so as to be shallower than the separation groove; The conductor material is embedded in the
A fourth step of forming a buried conductor film functioning as a drain region and a bit line; and forming a gate insulating film on a main surface of the semiconductor substrate on a region surrounded by the buried isolation insulating film and the buried conductor film. , A floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode.

【0017】この方法により、第1の工程で、ライン&
スペースパターンによるフォトリソグラフィーの高い分
解能を利用して微細で形状精度のよい分離用溝を形成す
ることができる。したがって、超微細化された半導体記
憶装置を容易に形成することができる。
According to this method, in the first step, the line &
By utilizing the high resolution of the photolithography by the space pattern, it is possible to form a fine and highly precise separating groove. Therefore, an ultra-miniaturized semiconductor memory device can be easily formed.

【0018】上記第1の半導体記憶装置の製造方法にお
いて、上記第5の工程に、上記フローティングゲート電
極の側面上にトンネリング媒体となりうるトンネル絶縁
膜を形成する工程と、上記トンネル絶縁膜を挟んで上記
フローティングゲート電極に対向する消去ゲート電極を
形成する工程とを含ませることにより、超微細化された
消去ゲート付半導体性記憶装置を形成することができ
る。
In the first method for manufacturing a semiconductor memory device, the fifth step may include forming a tunnel insulating film which can serve as a tunneling medium on a side surface of the floating gate electrode, and sandwiching the tunnel insulating film. And a step of forming an erase gate electrode opposed to the floating gate electrode. Thus, a semiconductor memory device with an erase gate which is ultra-miniaturized can be formed.

【0019】上記埋め込み導体膜に不純物を導入する工
程と、上記埋め込み導体膜からその周囲の半導体基板内
の領域に上記不純物を拡散させる工程とをさらに備える
ことが好ましい。
It is preferable that the method further includes a step of introducing an impurity into the buried conductor film, and a step of diffusing the impurity from the buried conductor film to a region in the semiconductor substrate around the buried conductor film.

【0020】本発明の第2の半導体記憶装置の製造方法
は、半導体基板の主面上に順次設けられたゲート絶縁
膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及びコント
ロールゲート電極を有するメモリセルをアレイ状に配置
してなる半導体記憶装置を製造する方法であって、半導
体基板の主面側において一方向に延びる複数の線状の分
離用溝を形成する第1の工程と、上記分離用溝内に絶縁
性材料を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜を形成する第2
の工程と、上記半導体基板の主面側において上記分離用
溝と交差する方向に延びる複数の導体膜用溝を上記分離
用溝よりも深く形成する第3の工程と、上記導体膜用溝
内に導体材料を埋め込んで上記各メモリセルのソース・
ドレイン領域及びビット線として機能する埋め込み導体
膜を形成する第4の工程と、上記半導体基板の主面の上
記埋め込み分離絶縁膜と上記埋め込み導体膜とにより囲
まれる領域の上に、上記ゲート絶縁膜,フローティング
ゲート電極,容量絶縁膜及びコントロールゲート電極を
形成する第5の工程とを備えている。
According to a second method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a memory cell having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate is formed in an array. A first step of forming a plurality of linear separation grooves extending in one direction on a main surface side of a semiconductor substrate, and forming a plurality of linear separation grooves in the separation groove. A second method of forming a buried isolation insulating film by burying an insulating material;
A third step of forming a plurality of conductive film grooves extending in a direction intersecting with the separation groove on the main surface side of the semiconductor substrate, deeper than the separation groove; The conductor material is embedded in the
A fourth step of forming a buried conductor film functioning as a drain region and a bit line; and forming a gate insulating film on a main surface of the semiconductor substrate on a region surrounded by the buried isolation insulating film and the buried conductor film. , A floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode.

【0021】この方法により、最終的に埋め込み分子絶
縁膜は埋め込み導体膜によって分断されて島状になるも
のの、第1の工程では、ライン&スペースパターンによ
るフォトリソグラフィーの高い分解能を利用して微細で
形状精度のよい分離用溝を形成することができる。した
がって、島状の埋め込み分離絶縁膜を有し、超微細化さ
れた半導体記憶装置を容易に形成することができる。
According to this method, the buried molecular insulating film is finally divided into islands by the buried conductor film. However, in the first step, the buried molecular insulating film is finely divided by utilizing the high resolution of photolithography using a line and space pattern. Separation grooves with good shape accuracy can be formed. Therefore, an ultra-miniaturized semiconductor memory device having an island-shaped buried isolation insulating film can be easily formed.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら具体的に説明する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0023】(第1の実施形態)本発明の第1の実施形
態に係る半導体記憶装置の構造について、図1〜図4を
参照しながら説明する。図1は本実施形態に係る半導体
記憶装置の平面図、図2は図1のIa−Ia線における断面
図、図3は図1のIb−Ib線における断面図、図4は図1
のIc−Ic線における断面図である。
(First Embodiment) The structure of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view of the semiconductor memory device according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line Ia-Ia of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib of FIG.
3 is a sectional view taken along line Ic-Ic.

【0024】図1〜図4に示すように、本実施形態の半
導体記憶装置は、Si基板1内に形成されソース・ドレ
イン領域及びビット線として機能する埋め込み導体膜2
及び拡散層3と、シリコン酸化膜により構成されるゲー
ト絶縁膜4と、多結晶シリコン膜により構成されるフロ
ーティングゲート電極5と、多結晶シリコン膜により構
成されるコントロールゲート電極6と、フローティング
ゲート電極5とコントロールゲート電極6との間に介在
する容量絶縁膜8と、各メモリセル間を分離するための
埋め込み分離絶縁膜7と、消去ゲート電極9と、消去電
極9とフローティング電極4との間に介在するトンネル
絶縁膜10と、コントロールゲート電極6の上に設けら
れたゲート上絶縁膜11と、コントロールゲート電極6
及びゲート上絶縁膜11の側面上に形成された側壁絶縁
膜12とを備えている。ただし、上記埋め込み導体膜2
はSi基板1に形成された溝内に多結晶シリコンを埋め
込んで形成されるものであり、拡散層3はSi基板1内
に不純物が導入されて形成されるものである。
As shown in FIGS. 1 to 4, the semiconductor memory device according to the present embodiment includes a buried conductor film 2 formed in a Si substrate 1 and functioning as a source / drain region and a bit line.
And a diffusion layer 3, a gate insulating film 4 composed of a silicon oxide film, a floating gate electrode 5 composed of a polycrystalline silicon film, a control gate electrode 6 composed of a polycrystalline silicon film, and a floating gate electrode. 5, a capacitive insulating film 8 interposed between the control gate electrode 6, a buried isolation insulating film 7 for isolating between memory cells, an erase gate electrode 9, and a space between the erase electrode 9 and the floating electrode 4. A gate insulating film 11 provided on the control gate electrode 6;
And a sidewall insulating film 12 formed on the side surface of the insulating film 11 on the gate. However, the embedded conductor film 2
Is formed by embedding polycrystalline silicon in a groove formed in the Si substrate 1, and the diffusion layer 3 is formed by introducing impurities into the Si substrate 1.

【0025】すなわち、フローティングゲート電極5か
らの電子の引き抜き(消去)は、消去ゲート電極9とフ
ローティングゲート電極5との間に電圧を印加すること
により、電子がトンネル絶縁膜10内をトンネリングに
より通過して、フローティングゲート電極5から消去ゲ
ート電極9に移動するように構成されている。
That is, electrons are extracted (erased) from the floating gate electrode 5 by applying a voltage between the erase gate electrode 9 and the floating gate electrode 5 so that the electrons pass through the tunnel insulating film 10 by tunneling. Then, it is configured to move from the floating gate electrode 5 to the erase gate electrode 9.

【0026】ここで、本実施形態に係る半導体記憶装置
の特徴は、Si基板1内にソース・ドレイン領域及びビ
ット線として機能する埋め込み導体膜2が形成されてい
るとともに、埋め込み分離絶縁膜7が島状でなく線状に
形成されている点である。そして、図3に示すように、
埋め込み導体膜2と埋め込み分離絶縁膜7とが交差する
部分では、埋め込み導体膜2は、埋め込み分離絶縁膜7
に埋め込まれるように形成されている。つまり、埋め込
み導体膜2に比べ埋め込み分離絶縁膜7の方がより深い
領域まで形成されている。なお、Si基板1内の埋め込
み分離絶縁膜7で挟まれた領域(図2参照)において
は、拡散層3が形成されていて、埋め込み導体膜2は拡
散層3によって囲まれている。
The semiconductor memory device according to the present embodiment is characterized in that a buried conductor film 2 functioning as a source / drain region and a bit line is formed in a Si substrate 1 and a buried isolation insulating film 7 is formed in the Si substrate 1. This is a point that is formed not in an island shape but in a linear shape. And, as shown in FIG.
At a portion where the buried conductor film 2 and the buried isolation insulating film 7 intersect, the buried conductor film 2 is
It is formed so as to be embedded in. That is, the buried isolation insulating film 7 is formed to a deeper region than the buried conductor film 2. In a region (see FIG. 2) sandwiched between the buried isolation insulating films 7 in the Si substrate 1, a diffusion layer 3 is formed, and the buried conductor film 2 is surrounded by the diffusion layer 3.

【0027】本実施形態に係る半導体記憶装置による
と、ソース・ドレイン領域となる領域に埋め込み導体膜
2を設けている。この埋め込み導体膜2は、図3に示す
断面において、埋め込み分離絶縁膜7に埋め込まれてい
るので、埋め込み分離絶縁膜7が線状に連続していて
も、ビット線として機能する埋め込み導体膜2の導通が
遮断されることはない。また、メモリセル同士を電気的
に分離するという埋め込み分離絶縁膜7の機能も保持さ
れている。そのため、埋め込み分離絶縁膜7を連続した
線状に形成することが可能になり、分離用溝を形成する
際のフォトリソグラフィー工程においてライン&スペー
スパターンによる高い分解能を発揮することができる。
よって、半導体記憶装置の超微細化を図ることができ
る。
In the semiconductor memory device according to the present embodiment, the buried conductor film 2 is provided in the region to be the source / drain region. Since the buried conductor film 2 is buried in the buried isolation insulating film 7 in the cross section shown in FIG. 3, even if the buried isolation insulating film 7 is linearly continuous, the buried conductor film 2 functioning as a bit line is provided. Is not interrupted. Further, the function of the buried isolation insulating film 7 for electrically isolating the memory cells from each other is maintained. Therefore, the buried isolation insulating film 7 can be formed in a continuous linear shape, and a high resolution by a line & space pattern can be exerted in a photolithography process when forming an isolation groove.
Therefore, ultra-miniaturization of the semiconductor memory device can be achieved.

【0028】なお、拡散層3は必ずしもなくてもよい
が、拡散層3があることによって、メモリセルのソース
・ドレイン領域間の距離を適宜調整することなどが可能
になるので、メモリセルの最下部のスイッチングトラン
ジスタの特性を向上させるという点では、拡散層3を設
けることが好ましい。
Although the diffusion layer 3 is not necessarily required, the presence of the diffusion layer 3 makes it possible to appropriately adjust the distance between the source and drain regions of the memory cell. It is preferable to provide the diffusion layer 3 from the viewpoint of improving the characteristics of the lower switching transistor.

【0029】本実施形態では、消去ゲート電極を備えた
フローティングゲート型EEPROMの例で説明した
が、埋め込み素子分離方式を用いた消去ゲート電極のな
いEEPROMのソース・ドレイン領域に埋め込み導体
膜を用いて形成してもよいことは言うまでもない。
In this embodiment, an example of a floating gate type EEPROM having an erase gate electrode has been described. However, a buried conductor film is used in a source / drain region of an EEPROM without an erase gate electrode using a buried element isolation method. It goes without saying that it may be formed.

【0030】また、本実施形態では、埋め込み導体膜と
して多結晶シリコン膜を用いた例を示したが、多結晶シ
リコン以外にチタンシリサイドや高融点金属などの他の
材料により構成される導体膜を用いてもよいことは言う
までもない。
In this embodiment, an example is shown in which a polycrystalline silicon film is used as the buried conductive film. However, a conductive film made of another material such as titanium silicide or a refractory metal other than polycrystalline silicon is used. It goes without saying that it may be used.

【0031】次に、本実施形態に係る半導体記憶装置の
製造方法について、図5(a)−(c)から図12
(a)−(c)までの各図を参照しながら説明する。こ
こで、図5(a)−(c)から図12(a)−(c)ま
での各添付記号(a)−(c)は、図1のIa−Ia線,Ib
−Ib線,Ic−Ic線における断面の構造をそれぞれ示して
いる。
Next, the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The description will be made with reference to the respective drawings from (a) to (c). Here, each of the attached symbols (a)-(c) from FIG. 5 (a)-(c) to FIG. 12 (a)-(c) correspond to the line Ia-Ia in FIG.
The cross-sectional structures taken along lines -Ib and Ic-Ic are shown, respectively.

【0032】まず、図5(a)−(c)に示す工程で
は、Si基板1の主面に沿って線状に延びる深さ300
nm程度の分離用溝を形成し、エッチバックにより分離
用溝内にシリコン酸化膜を埋め込んで埋め込み分離絶縁
膜7を形成する。その後、Si基板1の表面を熱酸化し
て、主面上に厚みが20nm程度のシリコン酸化膜から
なる保護用酸化膜13を形成する。
First, in the steps shown in FIGS. 5A to 5C, a depth 300 extending linearly along the main surface of the Si substrate 1 is set.
A separation groove of about nm is formed, and a silicon oxide film is buried in the separation groove by etch back to form a buried separation insulating film 7. Thereafter, the surface of the Si substrate 1 is thermally oxidized to form a protective oxide film 13 made of a silicon oxide film having a thickness of about 20 nm on the main surface.

【0033】次に、図6(a)−(c)に示す工程で、
基板上に、埋め込み分離絶縁膜7と直交する方向に延び
る線状のフォトレジスト膜からなる導体膜用マスクパタ
ーン14を形成し、公知の異方性ドライエッチング法に
より、保護用酸化膜13と埋め込み分離絶縁膜7および
Si基板1をエッチング除去し、深さが200nm程度
の導体膜用溝15を形成する。つまり、この導体膜用溝
15の深さ寸法は埋め込み分離絶縁膜7の厚み寸法より
も小さく、導体膜用溝15と埋め込み分離絶縁膜7とが
交差する部分では、図6(b)に示すように、埋め込み
分離絶縁膜7が導体膜用溝15の底部下方に残存してい
る。
Next, in the steps shown in FIGS.
A conductive film mask pattern 14 made of a linear photoresist film extending in a direction orthogonal to the buried isolation insulating film 7 is formed on the substrate, and is buried with the protective oxide film 13 by a known anisotropic dry etching method. The isolation insulating film 7 and the Si substrate 1 are removed by etching to form a conductor film groove 15 having a depth of about 200 nm. In other words, the depth dimension of the conductor film groove 15 is smaller than the thickness dimension of the buried isolation insulating film 7, and the portion where the conductor film groove 15 intersects with the buried isolation insulating film 7 is shown in FIG. Thus, the buried isolation insulating film 7 remains below the bottom of the conductive film groove 15.

【0034】次いで、図7(a)−(c)に示す工程
で、公知の減圧CVD法により、厚み200nm程度の
第1の多結晶シリコン膜16を基板上に堆積し、導体膜
用溝15を多結晶シリコン膜により埋める。
Next, in the steps shown in FIGS. 7A to 7C, a first polycrystalline silicon film 16 having a thickness of about 200 nm is deposited on the substrate by a known low-pressure CVD method, and the conductive film groove 15 is formed. Is filled with a polycrystalline silicon film.

【0035】さらに、図8(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチングを行なって、導体膜
用溝15以外の第1の多結晶シリコン膜16を除去する
ことにより、導体膜用溝15内に多結晶シリコンを埋め
込んだ後、保護用酸化膜13をエッチングにより除去す
る。これにより、埋め込み導体膜2が形成される。その
後、配線用マスクパターン17をフォトレジスト膜によ
り形成し、これをマスクとして基板内に砒素イオンを加
速電圧40KeV、注入量6×1015cm-2の条件で注
入する。
Further, in the steps shown in FIGS. 8A to 8C, a known anisotropic dry etching is performed to remove the first polycrystalline silicon film 16 other than the conductive film groove 15. After burying the polysilicon in the conductor film groove 15, the protective oxide film 13 is removed by etching. As a result, the buried conductor film 2 is formed. Thereafter, a wiring mask pattern 17 is formed of a photoresist film, and arsenic ions are implanted into the substrate under the conditions of an acceleration voltage of 40 KeV and an implantation amount of 6 × 10 15 cm −2 using this as a mask.

【0036】次に、図9(a)−(c)に示す工程で、
配線用マスクパターン17を除去し、公知の熱処理法に
よる熱処理、例えば温度950度,窒素雰囲気下で40
分程度の熱処理を行なう。この工程により、埋め込み導
体膜2を構成する多結晶シリコンは低抵抗化されると同
時に、埋め込み導体膜2からN型砒素がSi基板1内で
拡散されて拡散層3が形成される。
Next, in the steps shown in FIGS.
The wiring mask pattern 17 is removed, and heat treatment is performed by a known heat treatment method, for example, at a temperature of 950 ° C. under a nitrogen atmosphere.
Heat treatment for about a minute. By this step, the polycrystalline silicon constituting the buried conductor film 2 is reduced in resistance, and at the same time, N-type arsenic is diffused from the buried conductor film 2 in the Si substrate 1 to form a diffusion layer 3.

【0037】次に、図10(a)−(c)に示す工程
で、公知の熱酸化法によりSi基板1の表面を酸化し
て、Si基板1の上に厚みが30nm程度のゲート絶縁
膜4を形成し、その後、公知の減圧CVD法により厚み
が300nm程度の第2の多結晶シリコン膜18を堆積
する。次いで、公知のフォトエッチング法により、第2
の多結晶シリコン膜18およびゲート絶縁膜4の所定の
部分を選択的に除去する。次いで、公知の減圧CVD法
により厚みが15nm程度のシリコン酸化膜からなる容
量絶縁膜8を15nm程度堆積し、900℃の熱処理を
施して緻密化を行う。次いで、公知の減圧CVD法によ
り厚みが300nm程度の第3の多結晶シリコン膜19
と、厚みが300nm程度のシリコン酸化膜からなるゲ
ート上絶縁膜11とを順次形成する。
Next, in the steps shown in FIGS. 10A to 10C, the surface of the Si substrate 1 is oxidized by a known thermal oxidation method to form a gate insulating film having a thickness of about 30 nm on the Si substrate 1. Then, a second polycrystalline silicon film 18 having a thickness of about 300 nm is deposited by a known low pressure CVD method. Next, a second photo-etching method is used.
The predetermined portions of the polycrystalline silicon film 18 and the gate insulating film 4 are selectively removed. Next, a capacitance insulating film 8 made of a silicon oxide film having a thickness of about 15 nm is deposited by a known low-pressure CVD method to a thickness of about 15 nm, and is subjected to a heat treatment at 900 ° C. for densification. Next, a third polycrystalline silicon film 19 having a thickness of about 300 nm is formed by a known low-pressure CVD method.
And an on-gate insulating film 11 made of a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm are sequentially formed.

【0038】次に、図11(a)−(c)に示す工程
で、公知のフォトエッチング法により、ゲート上絶縁膜
11をコントロールゲート電極6となりうる部分を残す
ようにパターニングし、このゲート上絶縁膜11をマス
クとして第3の多結晶シリコン膜19をパターニングし
て、コントロールゲート電極6を形成する。次いで、公
知の減圧CVD法により厚みが200nm程度のシリコ
ン酸化膜を堆積した後、公知の異方性ドライエッチング
を行なって、コントロールゲート電極6およびゲート上
絶縁膜11の側面上に側壁絶縁膜12を形成する。
Next, in the steps shown in FIGS. 11A to 11C, the insulating film 11 on the gate is patterned by a known photo-etching method so as to leave a portion that can be the control gate electrode 6, and the gate insulating film 11 is formed on the gate. The control gate electrode 6 is formed by patterning the third polycrystalline silicon film 19 using the insulating film 11 as a mask. Then, after depositing a silicon oxide film having a thickness of about 200 nm by a known low pressure CVD method, a known anisotropic dry etching is performed to form a sidewall insulating film 12 on the side surfaces of the control gate electrode 6 and the on-gate insulating film 11. To form

【0039】次に、図12(a)−(c)に示す工程
で、ゲート上絶縁膜11及び側壁絶縁膜12をマスクと
して異方性ドライエッチングを行なって、第2の多結晶
シリコン膜18をパターニングして、フローティングゲ
ート電極5を形成する。そして、この状態で露出してい
るフローティングゲート電極5の側壁に、公知の熱酸化
法による処理例えば900℃の水蒸気雰囲気中での熱酸
化を施して、厚みが30nm程度のシリコン酸化膜から
なるトンネル絶縁膜10を形成する。次いで、公知の減
圧CVD法により厚みが400nm程度の第4の多結晶
シリコン膜を堆積した後、公知のフォトエッチング法に
より、第4の多結晶シリコン膜を選択的に除去して、ト
ンネル絶縁膜10を覆うように消去ゲート電極9を形成
する。
Next, in the steps shown in FIGS. 12A to 12C, anisotropic dry etching is performed using the on-gate insulating film 11 and the side wall insulating film 12 as a mask to form a second polycrystalline silicon film 18. Is patterned to form a floating gate electrode 5. Then, the side wall of the floating gate electrode 5 exposed in this state is subjected to a treatment by a known thermal oxidation method, for example, thermal oxidation in a steam atmosphere at 900 ° C. to form a tunnel made of a silicon oxide film having a thickness of about 30 nm. An insulating film 10 is formed. Next, a fourth polycrystalline silicon film having a thickness of about 400 nm is deposited by a known low pressure CVD method, and then the fourth polycrystalline silicon film is selectively removed by a known photoetching method. An erase gate electrode 9 is formed so as to cover 10.

【0040】なお、この後に続く金属配線工程、保護膜
形成工程およびボンディングパッド形成工程については
図示及び説明を省略するが、いずれも公知の方法を用い
て行なうことができる。
The subsequent steps of forming a metal wiring, forming a protective film, and forming a bonding pad are not shown and described, but can be performed by any known method.

【0041】本実施形態の製造方法によると、図1〜図
4に示す半導体記憶装置の構造を容易に実現することが
できる。そして、図5(a)−図5(c)に示す工程
で、分離用溝を形成する際、島状の溝ではなく、Si基
板1の主面に沿って延びる線状の分離用溝を形成するこ
とができるので、分離用溝の精度が向上し、その結果、
埋め込み分離絶縁膜7の精度が向上する。つまり、信頼
性の向上を図ることができる。
According to the manufacturing method of this embodiment, the structure of the semiconductor memory device shown in FIGS. 1 to 4 can be easily realized. Then, in the step shown in FIGS. 5A to 5C, when forming the separation groove, a linear separation groove extending along the main surface of the Si substrate 1 is used instead of the island-shaped groove. Can be formed, the accuracy of the separating groove is improved, and as a result,
The precision of the buried isolation insulating film 7 is improved. That is, the reliability can be improved.

【0042】(第2の実施形態)次に、本発明の第2の
実施形態に係る半導体記憶装置の製造方法について、図
13(a)−(c)及び図14(a)−(c)を参照し
ながら説明する。ここで、図13(a)−(c)及び図
14(a)−(c)の各添付記号(a)−(c)は、図
1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線における断面の構造
をそれぞれ示している。また、図13(a)−(c)及
び図14(a)−(c)は、上記第1の実施形態の製造
工程における図7(a)−(c)から図9(a)−
(c)までに相当する工程のみを示している。
(Second Embodiment) Next, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 (a)-(c) and 14 (a)-(c). This will be described with reference to FIG. Here, the attached symbols (a)-(c) in FIGS. 13 (a)-(c) and 14 (a)-(c) correspond to the Ia-Ia line, Ib-Ib line, Ic-line in FIG. The cross-sectional structures along the line Ic are shown. FIGS. 13A to 13C and FIGS. 14A to 14C show FIGS. 7A to 9C to FIGS. 9A to 9C in the manufacturing process of the first embodiment.
Only the steps corresponding to (c) are shown.

【0043】まず、第1の実施形態の製造工程中の図5
(a)−(c)及び図6(a)−(c)と同様の処理を
行なう。すなわち、Si基板1の主面上に深さ300n
m程度の線状の分離用溝を形成した後、この分離用溝内
にシリコン酸化膜を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜7を
形成する。その後、Si基板1の主面上に厚みが20n
m程度の保護用酸化膜13を熱酸化法により形成し、さ
らに、Si基板1の主面に沿って、埋め込み分離絶縁膜
7と直交する方向に導体膜用溝15を形成する。
First, FIG. 5 during the manufacturing process of the first embodiment
The same processing as (a)-(c) and FIGS. 6 (a)-(c) is performed. That is, a depth of 300 n is formed on the main surface of the Si substrate 1.
After forming a linear isolation trench of about m, a silicon oxide film is embedded in the isolation trench to form a buried isolation insulating film 7. Then, a thickness of 20 n is formed on the main surface of the Si substrate 1.
An approximately m protective oxide film 13 is formed by a thermal oxidation method, and a conductive film groove 15 is formed along the main surface of the Si substrate 1 in a direction orthogonal to the buried isolation insulating film 7.

【0044】次いで、図13(a)−(c)に示す工程
で、公知の減圧CVD法により、N型不純物を1×10
20atoms /cm3 程度含んだ厚み200nm程度の第1
の多結晶シリコン膜20を堆積する。そこで、公知の熱
処理法による処理、例えば950℃の窒素雰囲気下で4
0分程度の熱処理を行う。この時、第1の多結晶シリコ
ン膜20中のN型不純物がSi基板1内に拡散して拡散
層3が形成される。
Next, in the steps shown in FIGS. 13A to 13C, 1 × 10 5
The first of about 200 nm thickness containing about 20 atoms / cm 3
Is deposited. Therefore, a treatment by a known heat treatment method, for example, under nitrogen atmosphere at 950 ° C.
Heat treatment is performed for about 0 minutes. At this time, the N-type impurities in first polycrystalline silicon film 20 diffuse into Si substrate 1 to form diffusion layer 3.

【0045】次に、図14(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチングを行なって、導体膜
用溝15以外の第1の多結晶シリコン膜20を除去する
ことにより、導体膜用溝15内に多結晶シリコンを埋め
込んだ後、保護用酸化膜13をエッチングにより除去す
る。これにより、低抵抗の埋め込み導体膜2が形成され
る。
Next, in the steps shown in FIGS. 14A to 14C, a known anisotropic dry etching is performed to remove the first polycrystalline silicon film 20 other than the conductive film groove 15. After the polycrystalline silicon is buried in the conductor film groove 15, the protective oxide film 13 is removed by etching. Thereby, the buried conductor film 2 having a low resistance is formed.

【0046】その後、第1の実施形態の製造工程中の図
10(a)−(c)から図12(a)−(c)に示す工
程と同様の処理を行なう。
Thereafter, the same processes as those shown in FIGS. 10A to 10C to FIGS. 12A to 12C in the manufacturing process of the first embodiment are performed.

【0047】本実施形態の製造方法によっても、図1〜
図4に示す半導体記憶装置の構造を容易に実現すること
ができる。特に、本実施形態の製造方法によると、CV
D工程で第1の多結晶シリコン膜20内に不純物を導入
しているので、埋め込み導体膜2および拡散層3を形成
する工程の簡略化が実現でき、超微細のフローティング
ゲート型半導体記憶装置の低コスト化を容易に実現でき
る。
According to the manufacturing method of this embodiment, FIGS.
The structure of the semiconductor memory device shown in FIG. 4 can be easily realized. In particular, according to the manufacturing method of the present embodiment, the CV
Since the impurity is introduced into the first polycrystalline silicon film 20 in the step D, the process of forming the buried conductor film 2 and the diffusion layer 3 can be simplified, and the ultra-fine floating gate type semiconductor memory device can be realized. Cost reduction can be easily realized.

【0048】(第3の実施形態)次に、第4の実施形態
に係る半導体記憶装置の製造方法について、図15
(a)−(c)から図19(a)−(c)までの各図を
参照しながら説明する。ここで、図15(a)−(c)
から図19(a)−(c)までの各添付記号(a)−
(c)は、図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線におけ
る断面の構造をそれぞれ示している。また、図15
(a)−(c)から図19(a)−(c)までの図面
は、上記第1の実施形態の製造工程における図7(a)
−(c)から図9(a)−(c)までに相当する工程の
みを示している。
Third Embodiment Next, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
Description will be made with reference to FIGS. 19A to 19C to FIGS. 19A to 19C. Here, FIGS. 15 (a)-(c)
From (a) to (a) to (c) in FIG.
(C) shows a cross-sectional structure taken along line Ia-Ia, line Ib-Ib, and line Ic-Ic in FIG. FIG.
The drawings from (a)-(c) to FIG. 19 (a)-(c) show the manufacturing process of the first embodiment in FIG.
Only steps corresponding to those from FIG. 9C to FIG. 9A to FIG. 9C are shown.

【0049】まず、第1の実施形態の製造工程中の図5
(a)−(c)及び図6(a)−(c)と同様の処理を
行なう。すなわち、Si基板1の主面上に深さ300n
m程度の線状の分離用溝を形成した後、この分離用溝内
にシリコン酸化膜を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜7を
形成する。その後、Si基板1の主面上に厚みが20n
m程度の保護用酸化膜13を熱酸化法により形成し、さ
らに、Si基板1の主面に沿って、埋め込み分離絶縁膜
7と直交する方向に導体膜用溝15を形成する。
First, FIG. 5 during the manufacturing process of the first embodiment
The same processing as (a)-(c) and FIGS. 6 (a)-(c) is performed. That is, a depth of 300 n is formed on the main surface of the Si substrate 1.
After forming a linear isolation trench of about m, a silicon oxide film is embedded in the isolation trench to form a buried isolation insulating film 7. Then, a thickness of 20 n is formed on the main surface of the Si substrate 1.
An approximately m protective oxide film 13 is formed by a thermal oxidation method, and a conductive film groove 15 is formed along the main surface of the Si substrate 1 in a direction orthogonal to the buried isolation insulating film 7.

【0050】次いで、図15(a)−(c)に示す工程
で、公知の減圧CVD法により、N型不純物を1×10
20atoms/cm3程度含んだ厚み200nm程度の第1の
多結晶シリコン膜20を堆積する。このとき、第1の多
結晶シリコン膜20は、導体膜用溝15の部分では厚み
が500nmに達している。その後、公知の熱処理法に
よる処理、例えば950℃の窒素雰囲気下で40分程度
の熱処理を行う。このとき、第1の多結晶シリコン膜2
0中のN型不純物がSi基板1内に拡散して拡散層3が
形成される。
Next, in the steps shown in FIGS. 15A to 15C, an N-type impurity is reduced to 1 × 10 5 by a known low pressure CVD method.
A first polycrystalline silicon film 20 having a thickness of about 200 nm containing about 20 atoms / cm 3 is deposited. At this time, the thickness of the first polycrystalline silicon film 20 has reached 500 nm in the portion of the conductive film groove 15. Thereafter, a treatment by a known heat treatment method, for example, a heat treatment for about 40 minutes in a nitrogen atmosphere at 950 ° C. is performed. At this time, the first polycrystalline silicon film 2
The N-type impurity in the O is diffused into the Si substrate 1 to form a diffusion layer 3.

【0051】次いで、図16(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチング法により、第1の多
結晶シリコン膜20を除去する。その際、導体膜用溝1
5以外の領域の第1の多結晶シリコン膜20はすべて除
去するとともに、導体膜用溝15においては、上方から
厚み420nm分だけ除去し、導体膜用溝15の底部に
溝底部用多結晶シリコン膜21を厚み80nm分だけ残
す。次いで、公知の減圧CVD法により、基板上に厚み
80nm程度の第2の多結晶シリコン膜22を堆積す
る。
Next, in the steps shown in FIGS. 16A to 16C, the first polycrystalline silicon film 20 is removed by a known anisotropic dry etching method. At that time, the conductive film groove 1
The first polycrystalline silicon film 20 in the region other than the region 5 is entirely removed, and the conductive film groove 15 is removed by a thickness of 420 nm from above. The film 21 is left for a thickness of 80 nm. Next, a second polycrystalline silicon film 22 having a thickness of about 80 nm is deposited on the substrate by a known low-pressure CVD method.

【0052】次に、図17(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチ法により、第2の多結晶
シリコン膜22を除去して、導体膜用溝15の側壁に溝
側壁用多結晶シリコン膜23を残す。次いで、公知のC
VD法により、基板上に厚み400nm程度の高融点金
属膜24(本実施形態ではタングステン膜)を堆積す
る。
Next, in the steps shown in FIGS. 17A to 17C, the second polycrystalline silicon film 22 is removed by a known anisotropic dry etching method, and the side wall of the conductive film groove 15 is formed. Then, the trench side wall polycrystalline silicon film 23 is left. Then, the known C
A refractory metal film 24 (a tungsten film in this embodiment) having a thickness of about 400 nm is deposited on the substrate by the VD method.

【0053】次に、図18(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチング法により、導体膜用
溝15の以外の領域の高融点金属膜24を除去し、導体
膜用溝15内に高融点金属配線層25を残す。次いで、
公知の減圧CVD法により、基板上に厚み300nm程
度の第3の多結晶シリコン膜26を堆積する。
Next, in the steps shown in FIGS. 18A to 18C, the refractory metal film 24 in a region other than the conductor film groove 15 is removed by a known anisotropic dry etching method. The high melting point metal wiring layer 25 is left in the film groove 15. Then
A third polycrystalline silicon film 26 having a thickness of about 300 nm is deposited on the substrate by a known low-pressure CVD method.

【0054】次に、図19(a)−(c)に示す工程
で、公知の異方性ドライエッチング法により、導体膜用
溝15以外の領域の第3の多結晶シリコン膜26を除去
し、導体膜用溝15の上部に溝上部用多結晶シリコン膜
27を残す。これにより、溝底部用多結晶シリコン膜2
1,溝側壁用多結晶シリコン膜23,高融点金属配線層
25及び溝上部用多結晶シリコン膜27により構成され
る埋め込み導体膜2が形成される。
Next, in steps shown in FIGS. 19A to 19C, the third polycrystalline silicon film 26 in a region other than the conductive film groove 15 is removed by a known anisotropic dry etching method. Then, the trench upper polycrystalline silicon film 27 is left above the conductor film trench 15. Thereby, the polycrystalline silicon film 2 for the groove bottom is formed.
1, a buried conductor film 2 composed of a polycrystalline silicon film 23 for the groove side wall, a high melting point metal wiring layer 25 and a polycrystalline silicon film 27 for the upper part of the groove is formed.

【0055】その後、第1の実施形態の製造工程中の図
10(a)−(c)から図12(a)−(c)に示す工
程と同様の処理を行なう。
Thereafter, the same processes as those shown in FIGS. 10A to 10C to FIGS. 12A to 12C in the manufacturing process of the first embodiment are performed.

【0056】本実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
よると、上記第1,第2の実施形態における製造方法に
比べ、埋め込み導体膜2の抵抗を10分の1以下にまで
大幅に低抵抗化することができ、超微細のフローティン
グゲート型半導体記憶装置のさらなる高性能化を実現で
きる。
According to the method of manufacturing the semiconductor memory device of the present embodiment, the resistance of the buried conductive film 2 is greatly reduced to one-tenth or less as compared with the manufacturing methods of the first and second embodiments. And the performance of the ultrafine floating gate type semiconductor memory device can be further improved.

【0057】(第4の実施形態)次に、第4の実施形態
に係る半導体記憶装置の製造方法について、図24
(a)−(c)から図26(a)−(c)までの各図を
参照しながら説明する。ここで、図24(a)−(c)
から図26(a)−(c)までの各添付記号(a)−
(c)は、図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線におけ
る断面の構造をそれぞれ示している。
(Fourth Embodiment) Next, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The description will be made with reference to FIGS. 26A to 26C. Here, FIGS. 24 (a)-(c)
From (a) to (a) to (c) in FIG.
(C) shows a cross-sectional structure taken along line Ia-Ia, line Ib-Ib, and line Ic-Ic in FIG.

【0058】まず、図24(a)−(c)に示す工程で
は、Si基板1の主面に沿って線状に延びる深さ300
nm程度の分離用溝を形成し、エッチバックにより分離
用溝内にシリコン酸化膜を埋め込んで埋め込み分離絶縁
膜7を形成する。その後、Si基板1の表面を熱酸化し
て、主面上に厚みが20nm程度のシリコン酸化膜から
なる保護用酸化膜13を形成する。
First, in the steps shown in FIGS. 24A to 24C, a depth 300 extending linearly along the main surface of the Si substrate 1 is set.
A separation groove of about nm is formed, and a silicon oxide film is buried in the separation groove by etch back to form a buried separation insulating film 7. Thereafter, the surface of the Si substrate 1 is thermally oxidized to form a protective oxide film 13 made of a silicon oxide film having a thickness of about 20 nm on the main surface.

【0059】次に、図25(a)−(c)に示す工程
で、基板上に、埋め込み分離絶縁膜7と直交する方向に
延びる線状のフォトレジスト膜からなる導体膜用マスク
パターン14を形成し、公知の異方性ドライエッチング
法により、保護用酸化膜13と埋め込み分離絶縁膜7お
よびSi基板1をエッチング除去し、深さが350nm
程度の導体膜用溝15を形成する。つまり、この導体膜
用溝15の深さ寸法は埋め込み分離絶縁膜7の厚み寸法
よりも大きく、導体膜用溝15と埋め込み分離絶縁膜7
とが交差する部分では、図25(b)に示すように、埋
め込み分離絶縁膜7は導体膜用溝15により分断されて
いる。さらに、基板内に砒素イオンを加速電圧40Ke
V、注入量6×1015cm-2の条件で注入する。
Next, in steps shown in FIGS. 25A to 25C, a conductor film mask pattern 14 made of a linear photoresist film extending in a direction orthogonal to the buried isolation insulating film 7 is formed on the substrate. Then, the protective oxide film 13, the buried isolation insulating film 7, and the Si substrate 1 are removed by etching by a known anisotropic dry etching method to have a depth of 350 nm.
The conductive film groove 15 is formed. In other words, the depth dimension of the conductor film groove 15 is larger than the thickness dimension of the buried isolation insulating film 7, and the conductor film groove 15 and the buried isolation insulating film 7
25, the buried isolation insulating film 7 is separated by the conductor film groove 15, as shown in FIG. Further, arsenic ions are introduced into the substrate at an acceleration voltage of 40 Ke.
V is implanted under the conditions of an implantation amount of 6 × 10 15 cm −2 .

【0060】次いで、図26(a)−(c)に示す工程
で、公知の減圧CVD法により、厚み200nm程度の
第1の多結晶シリコン膜16を基板上に堆積し、導体膜
用溝15を多結晶シリコン膜により埋める。
Next, in the steps shown in FIGS. 26A to 26C, a first polycrystalline silicon film 16 having a thickness of about 200 nm is deposited on the substrate by a known low pressure CVD method, and the conductive film groove 15 is formed. Is filled with a polycrystalline silicon film.

【0061】その後、第1の実施形態における図8
(a)−(c)から図12(a)−(c)までに示す工
程と同様の処理を行なう。ただし、拡散層3は既に形成
されているので、砒素のイオン注入は行なう必要がな
い。
Thereafter, FIG. 8 in the first embodiment
Processing similar to the steps shown from (a)-(c) to FIGS. 12 (a)-(c) is performed. However, since the diffusion layer 3 has already been formed, it is not necessary to perform arsenic ion implantation.

【0062】本実施形態の製造方法により、図24
(a)−(c)に示す工程では、分離用溝を形成する際
に、島状の溝ではなくSi基板1の主面に沿った延びる
線状の分離用溝を形成することができる。その後、図2
5(a)−(c)に示す工程で、埋め込み分離絶縁膜7
が分断されて島状になるものの、各セル間の分離特性は
それ程低下することはない。したがって、製造工程中に
おける分離用溝の形成の際には、ライン&スペースパタ
ーンによるフォトリソグラフィー精度の向上により、微
細なセル構造を有する半導体記憶装置を形成することが
できる。
According to the manufacturing method of this embodiment, FIG.
In the steps (a) to (c), when forming the separation groove, a linear separation groove extending along the main surface of the Si substrate 1 can be formed instead of the island-shaped groove. Then, FIG.
5 (a)-(c), the embedded isolation insulating film 7
Are separated into islands, but the separation characteristics between the cells do not decrease so much. Therefore, when the separation groove is formed during the manufacturing process, a semiconductor memory device having a fine cell structure can be formed by improving the photolithography accuracy by the line & space pattern.

【0063】なお、上記第1〜第4の実施形態に係る製
造方法においては、消去ゲート電極を備えたフローティ
ングゲート型EEPROMを例にとって説明したが、本
発明は、埋め込み分離絶縁膜を設けた構造であれば適用
でき、消去ゲート電極のないEEPROMのソース・ド
レイン領域に埋め込み導体膜を用いたものにも適用する
ことができることは言うまでもない。
In the manufacturing method according to the first to fourth embodiments, a floating gate type EEPROM having an erase gate electrode has been described as an example. However, the present invention has a structure in which a buried isolation insulating film is provided. Needless to say, the present invention can be applied to the case where the buried conductor film is used in the source / drain region of the EEPROM having no erase gate electrode.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の半導体記憶装置によれば、フロ
ーティングゲート型半導体記憶装置において、線状の埋
め込み分離絶縁膜と、ソース・ドレイン領域及びビット
線として機能する埋め込み導体膜とを交差させるととも
に、この交差部で埋め込み導体膜を埋め込み分離絶縁膜
に埋め込んだので、両部材の機能を確実に保持しなが
ら、埋め込み分離絶縁膜を島状でなく線状に設けること
が可能となり、フォトリソグラフィー分解能の高い構造
による半導体記憶装置の超微細化を図ることができる。
According to the semiconductor memory device of the present invention, in the floating gate type semiconductor memory device, the linear buried isolation insulating film intersects with the buried conductor film functioning as the source / drain region and the bit line. Since the buried conductor film is buried in the buried isolation insulating film at this intersection, it is possible to provide the buried isolation insulating film in a linear shape instead of an island shape while securely maintaining the functions of both members. It is possible to achieve ultra-miniaturization of a semiconductor memory device having a high structure.

【0065】本発明の第1の半導体記憶装置の製造方法
によれば、線状の分離用溝を形成した後これに絶縁性材
料を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜を形成し、分離用溝
と交差する方向に導体膜用溝を分離用溝よりも浅く形成
して、これに導体材料を埋め込んでソース・ドレイン領
域及びビット線として機能する埋め込み導体膜を形成す
るようにしたので、ライン&スペースパターンによるフ
ォトリソグラフィーの高い分解能を利用して微細で形状
精度のよい分離用溝を形成することができ、よって、超
微細化された半導体記憶装置を容易に形成することがで
きる。
According to the first method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, after a linear isolation groove is formed, an insulating material is embedded therein to form a buried isolation insulating film, which intersects with the isolation groove. The trench for the conductor film is formed shallower than the trench for the separation in the direction in which the conductor film is formed, and the conductor material is buried in the trench to form the buried conductor film functioning as the source / drain region and the bit line. By using the high resolution of photolithography, a separation groove having a fine shape and high shape accuracy can be formed, and therefore, an ultra-miniaturized semiconductor memory device can be easily formed.

【0066】本発明の第2の半導体記憶装置の製造方法
によれば、線状の分離用溝を形成した後これに絶縁性材
料を埋め込んで埋め込み分離絶縁膜を形成し、分離用溝
と交差する方向に導体膜用溝を分離用溝よりも深く形成
して、これに導体材料を埋め込んでソース・ドレイン領
域及びビット線として機能する埋め込み導体膜を形成す
るようにしたので、ライン&スペースパターンによるフ
ォトリソグラフィーの高い分解能を利用して微細で形状
精度のよい分離用溝を形成することができ、よって、島
状の埋め込み分離絶縁膜を有し超微細化された半導体記
憶装置を容易に形成することができる。
According to the second method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a linear isolation groove is formed, and then an insulating material is embedded therein to form a buried isolation insulating film, which intersects with the isolation groove. The trench for the conductor film is formed deeper than the trench for the separation in the direction in which the conductor film is formed, and the conductor material is buried in the trench to form the buried conductor film functioning as the source / drain region and the bit line. Utilizing the high resolution of photolithography, it is possible to form fine and highly precise isolation grooves, and thus to easily form ultra-miniaturized semiconductor memory devices with island-shaped buried isolation insulating films can do.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体記憶装置
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のIa−Ia線における断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line Ia-Ia in FIG.

【図3】図1のIb−Ib線における断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line Ib-Ib in FIG. 1;

【図4】図1のIc−Ic線における断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line Ic-Ic in FIG. 1;

【図5】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
おける熱酸化膜を形成した状態を示す図1のIa−Ia線,
Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view taken along the line Ia-Ia of FIG. 1 showing a state in which a thermal oxide film is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ib-Ib line and the Ic-Ic line.

【図6】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
おける埋め込み導体膜形成用溝を形成した状態を示す図
1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断
面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic-Ic of FIG. 1 showing a state in which a buried conductive film forming groove is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment; FIG.

【図7】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
おける埋め込み導体膜形成用溝に多結晶シリコン膜を埋
め込んだ状態を示す図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic
線に相当する断面の断面図である。
FIG. 7 shows a state in which a polycrystalline silicon film is buried in a buried conductor film forming groove in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment, and is a line Ia-Ia, Ib-Ib, Ic-Ic in FIG.
It is sectional drawing of the cross section corresponding to a line.

【図8】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
おける配線用マスクパターンを形成し、砒素イオンを注
入した状態を示す図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線
に相当する断面の断面図である。
FIG. 8 is a line Ia-Ia line, Ib-Ib line, Ic-Ic line of FIG. 1 showing a state in which a wiring mask pattern is formed and arsenic ions are implanted in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment; 3 is a cross-sectional view of a cross section corresponding to FIG.

【図9】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法に
おける拡散層を形成した状態を示す図1のIa−Ia線,Ib
−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view taken along lines Ia-Ia and Ib of FIG. 1 showing a state in which a diffusion layer is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the -Ib line and the Ic-Ic line.

【図10】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における第2の層間絶縁膜を形成した状態を示す図1の
Ia−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図
である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a state in which a second interlayer insulating film is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the first embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ia-Ia line, the Ib-Ib line, and the Ic-Ic line.

【図11】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
におけるサイドウォール絶縁膜を形成した状態を示す図
1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic-Ic of FIG. 1 showing a state in which a sidewall insulating film is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the first embodiment; FIG.

【図12】第1の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における消去ゲート電極を形成した状態を示す図1のIa
−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図で
ある。
FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which an erase gate electrode is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the first embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the -Ia line, the Ib-Ib line, and the Ic-Ic line.

【図13】第2の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における拡散層を形成した状態を示す図1のIa−Ia線,
Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view taken along the line Ia-Ia of FIG. 1 showing a state in which a diffusion layer is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the second embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ib-Ib line and the Ic-Ic line.

【図14】第2の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における第2のゲート絶縁膜を除去した状態を示す図1
のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面
図である。
FIG. 14 is a view showing a state in which a second gate insulating film is removed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the second embodiment;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a cross section corresponding to line Ia-Ia, line Ib-Ib, and line Ic-Ic of FIG.

【図15】第3の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における拡散層を形成した状態を示す図1のIa−Ia線,
Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view taken along line Ia-Ia of FIG. 1 showing a state in which a diffusion layer is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the third embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ib-Ib line and the Ic-Ic line.

【図16】第3の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法における第2の多結晶シリコン膜を形成した状態を示
す図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面
の断面図である。
FIG. 16 corresponds to lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic-Ic of FIG. 1 showing a state in which a second polycrystalline silicon film is formed in the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the third embodiment. FIG.

【図17】第3の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における高融点金属膜を形成した状態を示す図1のIa−
Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which a high-melting-point metal film is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the third embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ia line, the Ib-Ib line, and the Ic-Ic line.

【図18】第3の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における第3の多結晶シリコン膜を形成した状態を形成
した状態を示す図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に
相当する断面の断面図である。
FIG. 18 shows a state in which a third polycrystalline silicon film is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the third embodiment, taken along lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic-Ic in FIG. It is sectional drawing of the cross section corresponding to a line.

【図19】第3の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法における埋め込み導体膜を形成した状態を示す図1の
Ia−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図
である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a state in which a buried conductor film is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the third embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to the Ia-Ia line, the Ib-Ib line, and the Ic-Ic line.

【図20】従来の埋め込み素子分離方式の消去ゲート付
フローティングゲート型の半導体記憶装置の平面図であ
FIG. 20 is a plan view of a conventional floating gate type semiconductor memory device with an erase gate of an embedded element isolation method.

【図21】図20のXXa-XXa 線における断面図である。21 is a sectional view taken along line XXa-XXa in FIG.

【図22】図20のXXb-XXb 線における断面図である。FIG. 22 is a sectional view taken along line XXb-XXb in FIG. 20;

【図23】図20のXXb-XXb 線における断面図である。FIG. 23 is a sectional view taken along line XXb-XXb in FIG. 20;

【図24】第4の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における熱酸化膜を形成した状態を示す図1のIa−Ia
線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の断面図であ
る。
FIG. 24 is a diagram illustrating a state where a thermal oxide film is formed in the method of manufacturing the semiconductor memory device according to the fourth embodiment;
It is sectional drawing of the cross section corresponding to a line, Ib-Ib line, Ic-Ic line.

【図25】第4の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における埋め込み導体膜形成用溝を形成した状態を示す
図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−Ic線に相当する断面の
断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view corresponding to the lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic-Ic of FIG. 1 showing a state in which a groove for forming a buried conductive film is formed in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the fourth embodiment; FIG.

【図26】第4の実施形態の半導体記憶装置の製造方法
における埋め込み導体膜形成用溝に多結晶シリコン膜を
埋め込んだ状態を示す図1のIa−Ia線,Ib−Ib線,Ic−
Ic線に相当する断面の断面図である。
FIG. 26 shows a state in which a polycrystalline silicon film is buried in a buried conductor film forming groove in the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the fourth embodiment, taken along lines Ia-Ia, Ib-Ib, and Ic- in FIG.
It is sectional drawing of the cross section corresponding to Ic line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 埋め込み導体膜 3 拡散層 4 ゲート絶縁膜 5 フローティングゲート電極 6 コントロールゲート電極 7 埋め込み分離絶縁膜 8 容量絶縁膜 9 消去ゲート電極 10 トンネル絶縁膜 11 ゲート上絶縁膜 12 側壁絶縁膜 13 保護用酸化膜 14 導体膜形成用マスクパターン 15 導体膜用溝 16 多結晶シリコン膜 17 配線用マスクパターン 18 第2の多結晶シリコン膜 19 第3の多結晶シリコン膜 20 第1の多結晶シリコン膜 21 溝底部用多結晶シリコン膜 22 第2の多結晶シリコン膜 23 溝側壁用多結晶シリコン膜 24 高融点金属膜 25 高融点金属配線層 26 第3の多結晶シリコン膜 27 溝上部用多結晶シリコン膜 REFERENCE SIGNS LIST 1 Si substrate 2 buried conductor film 3 diffusion layer 4 gate insulating film 5 floating gate electrode 6 control gate electrode 7 buried isolation insulating film 8 capacitance insulating film 9 erase gate electrode 10 tunnel insulating film 11 on-gate insulating film 12 sidewall insulating film 13 protection Oxide film for use 14 Conductive film forming mask pattern 15 Conductive film groove 16 Polycrystalline silicon film 17 Wiring mask pattern 18 Second polycrystalline silicon film 19 Third polycrystalline silicon film 20 First polycrystalline silicon film 21 Polycrystalline silicon film for groove bottom 22 Second polycrystalline silicon film 23 Polycrystalline silicon film for groove side wall 24 Refractory metal film 25 Refractory metal wiring layer 26 Third polycrystalline silicon film 27 Polycrystalline silicon film for groove top

フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA02 AA09 AA22 AA23 AA25 AA26 AA64 AB03 AB07 AD15 AD60 AE08 AG07 AG10 5F083 EP13 EP25 EP30 EP42 EP62 ER18 ER21 GA02 GA09 JA39 KA07 KA08 NA01 PR03 PR09 PR29 Continued on the front page F term (reference) 5F001 AA02 AA09 AA22 AA23 AA25 AA26 AA64 AB03 AB07 AD15 AD60 AE08 AG07 AG10 5F083 EP13 EP25 EP30 EP42 EP62 ER18 ER21 GA02 GA09 JA39 KA07 KA08 NA01 PR03 PR09 PR29

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面上に順次設けられたゲ
ート絶縁膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及
びコントロールゲート電極を有するメモリセルをアレイ
状に配置してなる半導体記憶装置であって、 上記半導体基板の主面側において一方向に延び、上記各
メモリセル間を分離するための複数の線状の埋め込み分
離絶縁膜と、 上記半導体基板の主面側において上記埋め込み分離絶縁
膜と交差する方向に延び、上記各メモリセルのソース・
ドレイン領域及びビット線として機能する複数の埋め込
み導体膜とを備え、 上記埋め込み分離絶縁膜は、上記埋め込み導体膜と交差
する部分で上記埋め込み導体膜よりも深く設けられてい
ることを特徴とする半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device comprising memory cells having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate, arranged in an array. A plurality of linear buried isolation insulating films extending in one direction on the main surface side of the semiconductor substrate for separating the memory cells from each other; and intersecting with the buried isolation insulating films on the main surface side of the semiconductor substrate. And the source of each of the above memory cells
A semiconductor having a plurality of buried conductor films functioning as a drain region and a bit line, wherein the buried isolation insulating film is provided deeper than the buried conductor film at a portion intersecting with the buried conductor film; Storage device.
【請求項2】 請求項1記載の半導体記憶装置におい
て、 上記フローティングゲート電極の側面上に設けられトン
ネリング媒体となりうるトンネル絶縁膜と、 上記トンネル絶縁膜を挟んで上記フローティングゲート
電極に対向する消去ゲート電極とをさらに備えているこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein a tunnel insulating film provided on a side surface of said floating gate electrode and serving as a tunneling medium, and an erase gate opposed to said floating gate electrode with said tunnel insulating film interposed therebetween. A semiconductor memory device further comprising an electrode.
【請求項3】 請求項1又は2記載の半導体記憶装置に
おいて、 上記各メモリセルの上記ソース・ドレイン領域内には、
上記半導体基板内の上記埋め込み導体膜の周囲の領域に
不純物を導入してなる不純物拡散層が形成されているこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
3. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the source / drain region of each memory cell includes:
A semiconductor memory device, wherein an impurity diffusion layer formed by introducing an impurity is formed in a region around the buried conductor film in the semiconductor substrate.
【請求項4】 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載
の半導体記憶装置において、 上記埋め込み導体膜は、高融点金属により構成されてい
ることを特徴とする半導体記憶装置。
4. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said buried conductor film is made of a high melting point metal.
【請求項5】 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載
の半導体記憶装置において、 上記埋め込み導体膜は、不純物を含んだ多結晶シリコン
により構成されていることを特徴とする半導体記憶装
置。
5. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said buried conductor film is made of polycrystalline silicon containing impurities. .
【請求項6】 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載
の半導体記憶装置において、 上記埋め込み導体膜は、高融点金属膜を多結晶シリコン
膜で挟んで形成されていることを特徴とする半導体記憶
装置。
6. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein said buried conductor film is formed by sandwiching a refractory metal film between polycrystalline silicon films. Semiconductor storage device.
【請求項7】 半導体基板の主面上に順次設けられたゲ
ート絶縁膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及
びコントロールゲート電極を有するメモリセルをアレイ
状に配置してなる半導体記憶装置を製造する方法であっ
て、 半導体基板の主面側において一方向に延びる複数の線状
の分離用溝を形成する第1の工程と、 上記分離用溝内に絶縁性材料を埋め込んで埋め込み分離
絶縁膜を形成する第2の工程と、 上記半導体基板の主面側において上記分離用溝と交差す
る方向に延びる複数の導体膜用溝を上記分離用溝よりも
浅く形成する第3の工程と、 上記導体膜用溝内に導体材料を埋め込んで上記各メモリ
セルのソース・ドレイン領域及びビット線として機能す
る埋め込み導体膜を形成する第4の工程と、 上記半導体基板の主面の上記埋め込み分離絶縁膜と上記
埋め込み導体膜とにより囲まれる領域の上に、上記ゲー
ト絶縁膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及び
コントロールゲート電極を形成する第5の工程とを備え
ていることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a semiconductor memory device in which memory cells having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate are arranged in an array. A first step of forming a plurality of linear isolation grooves extending in one direction on the main surface side of the semiconductor substrate; and forming an embedded isolation insulating film by embedding an insulating material in the isolation grooves. A second step of forming a plurality of conductive film grooves extending in a direction intersecting with the separation groove on the main surface side of the semiconductor substrate so as to be shallower than the separation groove; A fourth step of burying a conductive material in the trenches to form a buried conductive film functioning as a source / drain region and a bit line of each of the memory cells; A fifth step of forming the gate insulating film, the floating gate electrode, the capacitor insulating film, and the control gate electrode on a region surrounded by the isolation insulating film and the buried conductor film. Of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項8】 請求項7記載の半導体記憶装置の製造方
法において、 上記第5の工程は、 上記フローティングゲート電極の側面上にトンネリング
媒体となりうるトンネル絶縁膜を形成する工程と、 上記トンネル絶縁膜を挟んで上記フローティングゲート
電極に対向する消去ゲート電極を形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体性記憶装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein said fifth step is a step of forming a tunnel insulating film that can serve as a tunneling medium on a side surface of said floating gate electrode; Forming an erase gate electrode opposed to the floating gate electrode with the interposition therebetween.
【請求項9】 請求項7又は8記載の半導体記憶装置の
製造方法において、 上記埋め込み導体膜に不純物を導入する工程と、 上記埋め込み導体膜からその周囲の半導体基板内の領域
に上記不純物を拡散させる工程とをさらに備えているこ
とを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
9. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein an impurity is introduced into the buried conductor film, and the impurity is diffused from the buried conductor film to a region in a semiconductor substrate around the buried conductor film. A manufacturing method of the semiconductor memory device, further comprising the step of:
【請求項10】 半導体基板の主面上に順次設けられた
ゲート絶縁膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜
及びコントロールゲート電極を有するメモリセルをアレ
イ状に配置してなる半導体記憶装置を製造する方法であ
って、 半導体基板の主面側において一方向に延びる複数の線状
の分離用溝を形成する第1の工程と、 上記分離用溝内に絶縁性材料を埋め込んで埋め込み分離
絶縁膜を形成する第2の工程と、 上記半導体基板の主面側において上記分離用溝と交差す
る方向に延びる複数の導体膜用溝を上記分離用溝よりも
深く形成する第3の工程と、 上記導体膜用溝内に導体材料を埋め込んで上記各メモリ
セルのソース・ドレイン領域及びビット線として機能す
る埋め込み導体膜を形成する第4の工程と、 上記半導体基板の主面の上記埋め込み分離絶縁膜と上記
埋め込み導体膜とにより囲まれる領域の上に、上記ゲー
ト絶縁膜,フローティングゲート電極,容量絶縁膜及び
コントロールゲート電極を形成する第5の工程とを備え
ていることを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
10. A method of manufacturing a semiconductor memory device in which memory cells having a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode sequentially provided on a main surface of a semiconductor substrate are arranged in an array. A first step of forming a plurality of linear isolation grooves extending in one direction on the main surface side of the semiconductor substrate; and forming an embedded isolation insulating film by embedding an insulating material in the isolation grooves. A second step of forming a plurality of conductor film grooves extending in a direction intersecting with the separation groove on the main surface side of the semiconductor substrate, and a third step of forming a plurality of conductor film grooves deeper than the separation groove; A fourth step of forming a buried conductive film functioning as a source / drain region and a bit line of each of the memory cells by burying a conductive material in the groove for use; Forming a gate insulating film, a floating gate electrode, a capacitor insulating film, and a control gate electrode on a region surrounded by the embedded isolation insulating film and the buried conductor film. Of manufacturing a semiconductor memory device.
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