JP2000269365A - Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture

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JP2000269365A
JP2000269365A JP11072349A JP7234999A JP2000269365A JP 2000269365 A JP2000269365 A JP 2000269365A JP 11072349 A JP11072349 A JP 11072349A JP 7234999 A JP7234999 A JP 7234999A JP 2000269365 A JP2000269365 A JP 2000269365A
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JP
Japan
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film
forming
insulating film
floating gate
gate
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JP11072349A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kofuchi
雅宏 小渕
Takashi Arai
隆 新井
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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 improve characteristics in a nonvolatile semiconductor storage device. SOLUTION: A nonvolatile semiconductor storage device is provided with floating gates 32 which are buried in the step sections of a P-type silicon substrate 21, tunnel insulating films 33 covering the gates 32, and control gates 36 which are formed to have areas overlapping the gates 32 through the insulating films 33. The storage device is also provided with N-type source and drain areas 39 and 40 formed adjacently to the floating gates 32 and control gates 36 on the surface of the silicon substrate 21, a conductive film 45 which is formed on the surface of the source area 39 and can reduce the resistance of the area 39, and metallic wiring 44 connected to the source and drain areas 39 and 40 through an interlayer insulating film 42.

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、フローティングゲ
ートと、このフローティングゲートを被覆するトンネル
絶縁膜を介してフローティングゲートに重なるように形
成されるコントロールゲートとを有する不揮発性半導体
記憶装置とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate and a control gate formed so as to overlap the floating gate via a tunnel insulating film covering the floating gate, and a method of manufacturing the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリセルが単一のトランジスタからな
る電気的に消去可能な不揮発性半導体記憶装置、特にプ
ログラマブルROM( EEPROM:Electrically Erasable a
nd Programmable ROM,フラッシュメモリとも呼称され
るフラッシュEEPROM等)においては、フローティングゲ
ートとコントロールゲートとを有する2重ゲート構造の
トランジスタによって各メモリセルが形成される。この
ような2重ゲート構造のメモリセルトランジスタの場
合、フローティングゲートのドレイン領域側で発生した
ホットエレクトロンを加速してフローティングゲートに
注入することでデータの書き込みが行われる。そして、
F−N伝導(Fowler-No rdheim tunnelling)によってフ
ローティングゲートからコントロールゲートへ電荷を引
き抜くことでデータの消去が行われる。
2. Description of the Related Art An electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell is composed of a single transistor, particularly a programmable ROM (Electrically Erasable a EEPROM).
In an nd programmable ROM, a flash EEPROM also called a flash memory, etc.), each memory cell is formed by a transistor having a double gate structure having a floating gate and a control gate. In such a memory cell transistor having a double gate structure, data is written by accelerating and injecting hot electrons generated on the drain region side of the floating gate into the floating gate. And
Data is erased by extracting charges from the floating gate to the control gate by FN conduction (Fowler-Nordheim tunnelling).

【0003】図6はフローティングゲートを有する不揮
発性半導体記憶装置のメモリセル部分の平面図で、図7
はそのX1−X1線の断面図である。この図において
は、コントロールゲートがフローティングゲートと並ん
で配置されるスプリットゲート構造を示している。
FIG. 6 is a plan view of a memory cell portion of a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate.
Is a sectional view taken along line X1-X1. FIG. 1 shows a split gate structure in which a control gate is arranged alongside a floating gate.

【0004】P型の半導体シリコン基板1の表面領域
に、LOCOS(Local Oxidation OfSilicon)法によ
り選択的に厚く形成されるLOCOS酸化膜よりなる複
数の素子分離膜2が短冊状に形成され、素子領域が区画
される。シリコン基板1上に、酸化膜3Aを介し、隣り
合う素子分離膜2の間に跨るようにしてフローティング
ゲート4が配置される。このフローティングゲート4
は、1つのメモリセル毎に独立して配置される。また、
フローティングゲート4上の選択酸化膜5は、選択酸化
法によりフローティングゲート4の中央部で厚く形成さ
れ、フローティングゲート4の端部には尖鋭な角部が形
成されている。これにより、データの消去動作時にフロ
ーティングゲート4の端部で電界集中が生じ易いように
している。
In a surface region of a P-type semiconductor silicon substrate 1, a plurality of element isolation films 2 each formed of a LOCOS oxide film selectively formed thick by a LOCOS (Local Oxidation Of Silicon) method are formed in a strip shape. Is partitioned. Floating gate 4 is arranged on silicon substrate 1 so as to straddle between adjacent element isolation films 2 via oxide film 3A. This floating gate 4
Are arranged independently for each memory cell. Also,
The selective oxide film 5 on the floating gate 4 is formed to be thick at the center of the floating gate 4 by a selective oxidation method, and a sharp corner is formed at an end of the floating gate 4. This makes it easier for electric field concentration to occur at the end of the floating gate 4 during the data erasing operation.

【0005】複数のフローティングゲート4が配置され
たシリコン基板1上に、フローティングゲート4の各列
毎に対応して前記酸化膜3Aと一体化されたトンネル絶
縁膜3を介してコントロールゲート6が配置される。こ
のコントロールゲート6は、一部がフローティングゲー
ト4上に重なり、残りの部分が酸化膜3Aを介してシリ
コン基板1に接するように配置される。また、これらの
フローティングゲート4及びコントロールゲート6は、
それぞれ隣り合う列が互いに面対称となるように配置さ
れる。
On the silicon substrate 1 on which a plurality of floating gates 4 are arranged, a control gate 6 is arranged via a tunnel insulating film 3 integrated with the oxide film 3A corresponding to each column of the floating gates 4. Is done. The control gate 6 is arranged so that a part thereof overlaps the floating gate 4 and the remaining part is in contact with the silicon substrate 1 via the oxide film 3A. The floating gate 4 and the control gate 6 are
The adjacent rows are arranged so as to be plane-symmetric with each other.

【0006】前記コントロールゲート6の間の基板領域
及びフローティングゲート4の間の基板領域に、N型の
ドレイン領域7及びソース領域8が形成される。ドレイ
ン領域7は、コントロールゲート6の間で素子分離膜2
に囲まれてそれぞれが独立し、ソース領域8は、コント
ロールゲート6の延在する方向に連続する。これらのフ
ローティングゲート4、コントロールゲート6、ドレイ
ン領域7及びソース領域8によりメモリセルトランジス
タが構成される。
An N-type drain region 7 and a source region 8 are formed in a substrate region between the control gate 6 and a substrate region between the floating gates 4. The drain region 7 is formed between the control gate 6 and the device isolation film 2.
Are separated from each other, and the source region 8 continues in the direction in which the control gate 6 extends. These floating gate 4, control gate 6, drain region 7 and source region 8 constitute a memory cell transistor.

【0007】そして、前記コントロールゲート6上に、
層間絶縁膜9を介して、金属配線10がコントロールゲ
ート6と交差する方向に配置される。この金属配線10
は、コンタクトホール11を通して、ドレイン領域7に
接続される。そして、各コントロールゲート6は、ワー
ド線となり、コントロールゲート6と平行に延在するソ
ース領域8は、ソース線となる。また、ドレイン領域7
に接続されるアルミニウム合金等から成る金属配線10
は、ビット線となる。
Then, on the control gate 6,
Metal wiring 10 is arranged in a direction intersecting control gate 6 with interlayer insulating film 9 interposed therebetween. This metal wiring 10
Is connected to the drain region 7 through the contact hole 11. Each control gate 6 becomes a word line, and the source region 8 extending in parallel with the control gate 6 becomes a source line. Also, the drain region 7
Wiring 10 made of aluminum alloy or the like to be connected to
Becomes a bit line.

【0008】このような2重ゲート構造のメモリセルト
ランジスタの場合、フローティングゲート4に注入され
る電荷の量によってソース、ドレイン間のオン抵抗値が
変動する。そこで、フローティングゲート4に選択的に
電荷を注入することにより、特定のメモリセルトランジ
スタのオン抵抗値を変動させ、これによって生じる各メ
モリセルトランジスタの動作特性の差を記憶するデータ
に対応づけるようにしている。
In the case of such a memory cell transistor having a double gate structure, the on-resistance between the source and the drain varies depending on the amount of charge injected into the floating gate 4. Therefore, by selectively injecting charges into the floating gate 4, the on-resistance value of a specific memory cell transistor is changed, and the resulting difference in the operating characteristics of each memory cell transistor is made to correspond to the stored data. ing.

【0009】以上の不揮発性半導体記憶装置におけるデ
ータの書き込み、消去及び読み出しの各動作は、例え
ば、以下のようにして行われる。書き込み動作において
は、コントロールゲート6の電位を2V、ドレイン領域
7の電位を1V、ソース領域8の高電位を11Vとす
る。すると、コントロールゲート6及びフローティング
ゲート4間とフローティングゲート4及び基板(ソース
領域8)間とが容量結合されており(コントロールゲー
ト6及びフローティングゲート4間の容量<フローティ
ングゲート4及び基板(ソース領域8)間の容量)、こ
の容量結合比によりフローティングゲート4の電位が9
V程度に持ち上げられ、ドレイン領域7付近で発生する
ホットエレクトロンがフローティングゲート4側へ加速
され、酸化膜3Aを通してフローティングゲート4に注
入されてデータの書き込みが行われる。
The data write, erase, and read operations in the above nonvolatile semiconductor memory device are performed, for example, as follows. In the write operation, the potential of the control gate 6 is 2 V, the potential of the drain region 7 is 1 V, and the high potential of the source region 8 is 11 V. Then, between the control gate 6 and the floating gate 4 and between the floating gate 4 and the substrate (source region 8) are capacitively coupled (the capacitance between the control gate 6 and the floating gate 4 <the floating gate 4 and the substrate (source region 8). ), The potential of the floating gate 4 is 9
The hot electrons generated near the drain region 7 are accelerated to the floating gate 4 side and are injected into the floating gate 4 through the oxide film 3A to write data.

【0010】一方、消去動作においては、ドレイン領域
7及びソース領域8の電位を0Vとし、コントロールゲ
ート6を15Vとする。これにより、フローティングゲ
ート4内に蓄積されている電荷(電子)が、フローティ
ングゲート4の角部の鋭角部分からF−N(Fowler-Nor
dheim tunnelling)伝導によって前記トンネル絶縁膜3
を突き抜けてコントロールゲート6に放出されてデータ
が消去される。
On the other hand, in the erasing operation, the potentials of the drain region 7 and the source region 8 are set to 0 V, and the control gate 6 is set to 15 V. As a result, the charges (electrons) accumulated in the floating gate 4 are transferred from the FN (Fowler-Nor
The tunnel insulating film 3 is formed by conduction.
Is released to the control gate 6 to erase the data.

【0011】そして、読み出し動作においては、コント
ロールゲート6の電位を4Vとし、ドレイン領域7を2
V、ソース領域8を0Vとする。このとき、フローティ
ングゲート4に電荷(電子)が注入されていると、フロ
ーティングゲート4の電位が低くなるため、フローティ
ングゲート4の下にはチャネルCHが形成されずドレイ
ン電流(読み出し電流)は流れない。逆に、フローティ
ングゲート4に電荷(電子)が注入されていなければ、
フローティングゲート4の電位が高くなるため、フロー
ティングゲート4の下にチャネルCHが形成されてドレ
イン電流(読み出し電流)が流れる。
In the read operation, the potential of the control gate 6 is set at 4 V, and the drain region 7 is set at 2 V.
V and the source region 8 is set to 0V. At this time, if charges (electrons) are injected into the floating gate 4, the potential of the floating gate 4 becomes low, so that no channel CH is formed below the floating gate 4 and no drain current (read current) flows. . Conversely, if charges (electrons) have not been injected into the floating gate 4,
Since the potential of the floating gate 4 becomes higher, a channel CH is formed below the floating gate 4 and a drain current (read current) flows.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このような構造の不揮
発性半導体記憶装置では、その構造上から、以下に記述
する課題が存在していた。即ち、ソース領域8から成る
共通ソース線(SL)は、上述したように拡散層構造で
あるため、自ずとSL抵抗が高い。また、書き込み時
に、ソース電極に高電圧(11V)を印加する必要があ
り、書き込み電圧が高い。更に、ホットエレクトロン注
入時の書き込み効率が悪い。そして、本構造のスプリッ
トゲート型構造では、フローティングゲート4とコント
ロールゲート6下のチャネル領域のチャネル長を確保す
るためにセル面積が大きいという課題があった。
The nonvolatile semiconductor memory device having such a structure has the following problems due to its structure. That is, since the common source line (SL) including the source region 8 has the diffusion layer structure as described above, the SL resistance naturally is high. At the time of writing, a high voltage (11 V) needs to be applied to the source electrode, and the writing voltage is high. Further, the writing efficiency at the time of hot electron injection is poor. The split gate structure of the present structure has a problem that the cell area is large in order to secure the channel length of the channel region below the floating gate 4 and the control gate 6.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題を解決するためになされたもので、本発明の不揮発性
半導体記憶装置は、図2に示すように例えば、P型の半
導体シリコン基板21の段差部に埋設されたフローティ
ングゲート32と、フローティングゲート32を被覆す
るトンネル絶縁膜33と、トンネル絶縁膜33を介して
前記フローティングゲート32上に重なる領域を持つよ
うに形成されるコントロールゲート36と、前記フロー
ティングゲート32及び前記コントロールゲート36に
隣接する前記シリコン基板21の表面に形成されるN型
のソース・ドレイン領域39,40と、ソース領域表面
に形成されたこのソース領域39の低抵抗化を可能とす
る導電膜45と、層間絶縁膜42を介して前記ソース・
ドレイン領域39,40に接続された金属配線44とを
具備したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention has a P-type semiconductor silicon substrate as shown in FIG. 21, a floating gate 32 buried in the step portion, a tunnel insulating film 33 covering the floating gate 32, and a control gate 36 formed to have a region overlapping the floating gate 32 via the tunnel insulating film 33. N-type source / drain regions 39 and 40 formed on the surface of the silicon substrate 21 adjacent to the floating gate 32 and the control gate 36; and a low resistance of the source region 39 formed on the source region surface. Via a conductive film 45 which enables the formation of the source and the interlayer insulating film 42.
And a metal wiring 44 connected to the drain regions 39 and 40.

【0014】そして、その製造方法は、図3(a)に示
すようにP型の半導体シリコン基板21上に絶縁膜(パ
ッド酸化膜23)を形成した後に、図3(b)に示すよ
うにレジスト膜24をマスクにしてこの絶縁膜23をパ
ターニングして前記基板上を露出させる。次に、図3
(c)に示すように前記レジスト膜24を除去した後
に、全面にポリシリコン膜25を形成し、ポリシリコン
膜25にN型の不純物を添加して導電化を図ると共に前
記基板表面が露出した部分にN型の不純物をしみ出させ
る(N型拡散層27)。続いて、前記ポリシリコン膜2
5上にタングステンシリサイド(WSix)膜26を形
成した後に、図4(a)に示すように前記基板表面が露
出した部分内に形成したレジスト膜28及び前記絶縁膜
23をマスクにして前記ポリシリコン膜25及びタング
ステンシリサイド膜26をパターニングして導電膜45
を形成すると共に、前記基板21の一部をエッチング除
去して凹部29を形成する。更に、図4(b)に示すよ
うに前記絶縁膜23を除去した後に、全面にゲート絶縁
膜30を形成し、図4(c)に示すように前記ゲート絶
縁膜30上にポリシリコン膜31を形成した後に、この
ポリシリコン膜31を異方性エッチングすることで少な
くともポリシリコン膜31を前記凹部29内に残膜させ
て、図5(a)に示すようにフローティングゲート32
を形成する。次に、図5(b)に示すように前記フロー
ティングゲート32上を含む全面にトンネル絶縁膜33
を形成し、トンネル絶縁膜33を介して前記フローティ
ングゲート32と重なる領域を持つコントロールゲート
36を形成する。そして、図5(c)に示すように前記
コントロールゲート36に隣接する基板表層にN型の不
純物をイオン注入し、熱処理を加えることでイオン注入
されたN型の不純物と前記基板表面にしみ出させたN型
拡散層27Aを拡散させてN型のソース・ドレイン領域
39,40を形成した後に、層間絶縁膜42を介して前
記ソース・ドレイン領域39,40にコンタクトする金
属配線44を形成する工程とを具備したことを特徴とす
る。
The manufacturing method is as follows. After forming an insulating film (pad oxide film 23) on a P-type semiconductor silicon substrate 21 as shown in FIG. 3A, as shown in FIG. Using the resist film 24 as a mask, the insulating film 23 is patterned to expose the substrate. Next, FIG.
As shown in (c), after removing the resist film 24, a polysilicon film 25 is formed on the entire surface, N-type impurities are added to the polysilicon film 25 to make it conductive, and the substrate surface is exposed. N-type impurities are exuded to the portion (N-type diffusion layer 27). Subsequently, the polysilicon film 2
After a tungsten silicide (WSix) film 26 is formed on the substrate 5, the polysilicon film is formed by using the resist film 28 and the insulating film 23 formed in a portion where the substrate surface is exposed as shown in FIG. The film 25 and the tungsten silicide film 26 are patterned to form a conductive film 45.
Is formed, and a part of the substrate 21 is removed by etching to form a concave portion 29. Further, after removing the insulating film 23 as shown in FIG. 4B, a gate insulating film 30 is formed on the entire surface, and a polysilicon film 31 is formed on the gate insulating film 30 as shown in FIG. After the polysilicon film 31 is formed, the polysilicon film 31 is anisotropically etched so that at least the polysilicon film 31 remains in the recess 29, and as shown in FIG.
To form Next, as shown in FIG. 5B, a tunnel insulating film 33 is formed on the entire surface including the floating gate 32.
Is formed, and a control gate 36 having a region overlapping with the floating gate 32 via the tunnel insulating film 33 is formed. Then, as shown in FIG. 5 (c), N-type impurities are ion-implanted into the surface of the substrate adjacent to the control gate 36, and heat treatment is applied to exude the ion-implanted N-type impurities and the substrate surface. After forming the N-type source / drain regions 39 and 40 by diffusing the N-type diffusion layer 27A thus formed, a metal wiring 44 contacting the source / drain regions 39 and 40 via an interlayer insulating film 42 is formed. And a step.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の不揮発性半導体記
憶装置とその製造方法の一実施形態について図面を参照
しながら説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

【0016】尚、図1及び図2はフローティングゲート
を有する不揮発性半導体記憶装置のメモリセル部分の平
面図及びその一部(X2−X2)断面図である。
FIGS. 1 and 2 are a plan view and a partial (X2-X2) sectional view of a memory cell portion of a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate.

【0017】図において、21は一導電型、例えばP型
の半導体シリコン基板で、32は前記基板21に設けら
れた段差部(凹部29)に埋設されたフローティングゲ
ートで、33はフローティングゲート32を被覆するト
ンネル絶縁膜で、このトンネル絶縁膜33を介して前記
フローティングゲート32上に重なる領域を持つように
コントロールゲート36が形成されている。また、前記
フローティングゲート32及び前記コントロールゲート
36に隣接するように前記シリコン基板表層にN型のソ
ース・ドレイン領域39,40が形成され、隣り合うメ
モリセルに共通化されたソース領域39表面には、この
ソース領域39の低抵抗化を可能とする導電膜45が形
成されている。そして、層間絶縁膜42を介して前記ソ
ース・ドレイン領域39,40に金属配線44が接続さ
れて成る構造の不揮発性半導体記憶装置である。
In the figure, reference numeral 21 denotes a semiconductor silicon substrate of one conductivity type, for example, a P-type, 32 denotes a floating gate buried in a step (recess 29) provided on the substrate 21, and 33 denotes a floating gate. A control gate 36 is formed to cover the floating gate 32 with the tunnel insulating film 33 interposed therebetween. Further, N-type source / drain regions 39 and 40 are formed on the surface layer of the silicon substrate so as to be adjacent to the floating gate 32 and the control gate 36, and the surface of the source region 39 shared by the adjacent memory cells is formed on the surface. In addition, a conductive film 45 that enables the source region 39 to have a low resistance is formed. The nonvolatile semiconductor memory device has a structure in which a metal wiring 44 is connected to the source / drain regions 39 and 40 via an interlayer insulating film 42.

【0018】そして、本発明の特徴は、ソース領域39
から成る共通ソース線(SL)上に導電膜45を形成し
たことで、従来の拡散層構造に比してSL抵抗の低抵抗
化が図られていることである。例えば、従来の拡散層構
造におけるSL抵抗が、およそ100Ω/□であるのに
対し、本発明構造におけるSL抵抗はおよそ25Ω/□
であり、1/4程度の低抵抗化が図られている。このた
め、書き込み時及び読み出し時のアクセスタイムの高速
化が可能になる。
The feature of the present invention is that the source region 39
By forming the conductive film 45 on the common source line (SL) made of, the SL resistance is reduced as compared with the conventional diffusion layer structure. For example, while the SL resistance in the conventional diffusion layer structure is about 100Ω / □, the SL resistance in the structure of the present invention is about 25Ω / □.
The resistance is reduced by about 1/4. Therefore, the access time at the time of writing and reading can be shortened.

【0019】また、ソース領域39とドレイン領域40
との間で発生するホットエレクトロンの注入され易い位
置(ソース領域39からドレイン領域40間)にフロー
ティングゲート32を形成したことで、注入効率の向上
が図られているため、書き込み時に、ソース電極に印加
する高電圧(書き込み電圧)の低電圧化が可能となる。
従って、書き込み時において、従来構造ではソース電極
に印加する書き込み電圧をおよそ11V程度にまで昇圧
する必要があったが、本発明構造ではソース電極に印加
する書き込み電圧がおよそ5V程度で十分であるため、
昇圧時間が省略でき、書き込み時間の高速化が図れる。
The source region 39 and the drain region 40
Since the floating gate 32 is formed at a position (between the source region 39 and the drain region 40) where hot electrons generated between the source electrode 39 and the drain region 40 are easily injected, the injection efficiency is improved. The applied high voltage (write voltage) can be reduced.
Therefore, at the time of writing, in the conventional structure, it was necessary to increase the write voltage applied to the source electrode to about 11 V, but in the structure of the present invention, the write voltage applied to the source electrode was about 5 V, which was sufficient. ,
The boosting time can be omitted, and the writing time can be shortened.

【0020】更に、本構造のスプリットゲート型では、
基板21の段差部にフローティングゲート32を形成し
たことにより、フローティングゲート32とコントロー
ルゲート36下のチャネル領域のトータルのチャネルC
H長を確保するためのセル面積が、従来構成に比して縮
小化されている。即ち、従来の(図7に示す)スプリッ
トゲート型では、チャネルCH長L1を得るために必要
なセル面積分は、そのままL1必要であるが、本構造の
(図2に示す)スプリットゲート型では、そのチャネル
CH長L1を得るために必要なセル面積分はL2(L1
>L2)となり、縮小化が図れた。尚、デザインルール
に応じて異なるが、本構成を0.35μmルールに適用
した場合には、10%程度のセル面積の縮小化が図れ、
大容量化が図れる。
Further, in the split gate type of this structure,
By forming the floating gate 32 on the step portion of the substrate 21, the total channel C in the channel region below the floating gate 32 and the control gate 36 is formed.
The cell area for securing the H length is reduced as compared with the conventional configuration. That is, in the conventional split gate type (shown in FIG. 7), the cell area required for obtaining the channel CH length L1 needs L1 as it is, but in the split gate type of this structure (shown in FIG. 2). , The cell area required to obtain the channel CH length L1 is L2 (L1
> L2), and the size was reduced. Although this differs depending on the design rule, when this configuration is applied to the 0.35 μm rule, the cell area can be reduced by about 10%.
Large capacity can be achieved.

【0021】以下、このような不揮発性半導体記憶装置
のメモリセルの製造方法について図面を参照しながら説
明する。
Hereinafter, a method of manufacturing a memory cell of such a nonvolatile semiconductor memory device will be described with reference to the drawings.

【0022】先ず、図3(a)において、P型の半導体
基板21の所定の領域に素子分離膜22を形成する(図
1参照)と共に、この素子分離膜22以外の表層にパッ
ド酸化膜23をおよそ200Åの膜厚に形成する。尚、
素子分離膜22の形成法は、従来周知なLOCOS法を
用いても、トレンチ法を用いても良い。
First, in FIG. 3A, an element isolation film 22 is formed in a predetermined region of a P-type semiconductor substrate 21 (see FIG. 1), and a pad oxide film 23 is formed on a surface layer other than the element isolation film 22. Is formed to a thickness of about 200 °. still,
As a method for forming the element isolation film 22, a well-known LOCOS method or a trench method may be used.

【0023】次に、図3(b)において、レジスト膜2
4をマスクにして前記パッド酸化膜23の一部をウエッ
ト(あるいはドライ)エッチングして、基板表面を露出
させる。
Next, referring to FIG.
4 is used as a mask, a part of the pad oxide film 23 is wet (or dry) etched to expose the substrate surface.

【0024】続いて、図3(c)において、前記レジス
ト膜24を除去した後に、ポリシリコン膜25をおよそ
600Åの膜厚に形成し、タングステンシリサイド(W
Six)膜26をおよそ1000Åの膜厚に形成する。
ここで、前記ポリシリコン膜25はタングステンシリサ
イド(WSix)膜26を積層する前に、例えば、83
0℃で、POCl3を熱拡散源としてリンドープして導
電化している。尚、N型不純物、例えば、ヒ素イオンを
30〜40KeVの加速電圧で、1×1015/cm2
注入量でイオン注入することで、導電化するものであっ
ても良い。このとき、パッド酸化膜23が除去された基
板表層には、このポリシリコン膜25からN型不純物が
しみ出すことで、N型拡散層27が形成される。尚、イ
オン注入される前記N型不純物として、リンイオン等を
用いても良い。
Subsequently, in FIG. 3C, after removing the resist film 24, a polysilicon film 25 is formed to a thickness of about 600.degree.
Six) film 26 is formed to a thickness of about 1000 °.
Here, the polysilicon film 25 may be formed of, for example, 83 before the tungsten silicide (WSix) film 26 is laminated.
At 0 ° C., POCl 3 is doped with phosphorus as a thermal diffusion source to make it conductive. It should be noted that N-type impurities, for example, arsenic ions may be made conductive by ion implantation at an acceleration voltage of 30 to 40 KeV at an implantation amount of 1 × 10 15 / cm 2 . At this time, the N-type diffusion layer 27 is formed on the surface of the substrate from which the pad oxide film 23 has been removed, by the N-type impurities seeping out from the polysilicon film 25. Note that phosphorus ions or the like may be used as the N-type impurities to be ion-implanted.

【0025】更に、図4(a)において、前記パッド酸
化膜23が除去された基板上に形成したレジスト膜28
をマスクにして前記タングステンシリサイド(WSi
x)膜26,ポリシリコン膜25,そして基板21をそ
れぞれパターニングしてポリシリコン膜25及びタング
ステンシリサイド(WSix)膜26から成る導電膜4
5を形成すると共に、基板からおよそ0.2μm程度の
深さの凹部29を形成する。このとき、基板表面から
0.1μm〜0.15μm程度まで異方性エッチングし
た後に、更に基板を0.05μm程度等方性エッチング
する。尚、本工程では例えば、Cl2やSF6ガスを用い
て異方性エッチングした後、CF4ガスを用いて等方性
エッチングする。
Further, in FIG. 4A, a resist film 28 formed on the substrate from which the pad oxide film 23 has been removed is formed.
Using the tungsten silicide (WSi
x) The conductive film 4 composed of the polysilicon film 25 and the tungsten silicide (WSix) film 26 by patterning the film 26, the polysilicon film 25, and the substrate 21, respectively.
5 and a recess 29 having a depth of about 0.2 μm from the substrate. At this time, after performing anisotropic etching to about 0.1 μm to 0.15 μm from the substrate surface, the substrate is further isotropically etched to about 0.05 μm. In this step, for example, after anisotropic etching is performed using Cl 2 or SF 6 gas, isotropic etching is performed using CF 4 gas.

【0026】尚、基板21を異方性エッチングしてか
ら、等方性エッチングすることで、前記拡散層27の横
方向拡散した拡散部分を完全に除去することができ、更
に図示したように基板21に設けた凹部29の底部角部
がテーパー形状となり、角部が尖った形状等で発生し易
いリーク電流等の問題を抑止できる。
The substrate 21 is anisotropically etched and then isotropically etched, whereby the laterally diffused diffusion portion of the diffusion layer 27 can be completely removed. The bottom corner of the concave portion 29 provided in the taper 21 has a tapered shape, and it is possible to suppress a problem such as a leak current which is likely to occur due to a sharp corner or the like.

【0027】次に、図4(b)において、前記レジスト
膜28及びパッド酸化膜23を除去した後に、全面を熱
酸化してダミー酸化膜を形成し、このダミー酸化膜をマ
スクにして全面に反転層防止用に、例えば、ボロンイオ
ンを20KeVの加速電圧で、1×1012/cm2の注
入量でイオン注入しておく。尚、このイオン注入領域は
便宜的に図示していない。そして、前記ダミー酸化膜を
除去した後に、ゲート絶縁膜30をおよそ100Åの膜
厚に形成する。この熱酸化工程により、前記N型拡散層
27が基板内部に拡散しN型拡散層27Aとなる。
Next, in FIG. 4B, after removing the resist film 28 and the pad oxide film 23, the entire surface is thermally oxidized to form a dummy oxide film. In order to prevent the inversion layer, for example, boron ions are implanted at an acceleration voltage of 20 KeV at an implantation amount of 1 × 10 12 / cm 2 . The ion implantation region is not shown for convenience. After removing the dummy oxide film, a gate insulating film 30 is formed to a thickness of about 100 °. By this thermal oxidation step, the N-type diffusion layer 27 diffuses into the substrate to form an N-type diffusion layer 27A.

【0028】続いて、図4(c)において、全面にポリ
シリコン膜31をおよそ2000Åの膜厚に形成し、上
記した工程と同様(リンドープあるいはヒ素イオンを注
入する。)にしてポリシリコン膜31を導電化する。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, a polysilicon film 31 is formed on the entire surface to a thickness of about 2000.degree., And the polysilicon film 31 is formed in the same manner as described above (phosphorus doping or arsenic ion implantation). Is made conductive.

【0029】更に、図5(a)において、前記ポリシリ
コン膜31を異方性エッチングして、前記導電膜45の
側壁部に残膜させる。このとき、凹部29内はポリシリ
コン膜により完全に埋設されて、フローティングゲート
32を構成する。この状態で、全面にしきい値電圧調整
用に、例えば、ボロンイオンを20KeVの加速電圧
で、1×1012/cm2の注入量でイオン注入してお
く。尚、このイオン注入領域は便宜的に図示していな
い。
Further, in FIG. 5A, the polysilicon film 31 is anisotropically etched to leave a film on the side wall of the conductive film 45. At this time, the inside of the concave portion 29 is completely buried with the polysilicon film to form the floating gate 32. In this state, for example, boron ions are implanted into the entire surface at an acceleration voltage of 20 KeV at an implantation dose of 1 × 10 12 / cm 2 for adjusting the threshold voltage. The ion implantation region is not shown for convenience.

【0030】次に、図5(b)において、前記フローテ
ィングゲート32を含む全面をドライ雰囲気で熱酸化し
て前記ゲート絶縁膜30と一体形成されて、厚さがおよ
そ300Å〜400Åのゲート絶縁膜30Aと、フロー
ティングゲート32とコントロールゲート36間に厚さ
がおよそ200Åのトンネル絶縁膜33を形成する。続
いて、ポリシリコン膜34をおよそ600Åの膜厚に形
成し、タングステンシリサイド(WSix)膜35をお
よそ1000Åの膜厚に形成する。ここで、前記ポリシ
リコン膜34はタングステンシリサイド(WSix)膜
35を積層する前に、上記した工程と同様(リンドープ
あるいはヒ素イオンを注入する。)にしてポリシリコン
膜34を導電化する。
Next, in FIG. 5B, the entire surface including the floating gate 32 is thermally oxidized in a dry atmosphere to be integrally formed with the gate insulating film 30 and has a thickness of about 300 to 400 °. A tunnel insulating film 33 having a thickness of about 200 ° is formed between the floating gate 30A and the floating gate 32 and the control gate. Subsequently, a polysilicon film 34 is formed to a thickness of about 600 °, and a tungsten silicide (WSix) film 35 is formed to a thickness of about 1000 °. Here, before the tungsten silicide (WSix) film 35 is laminated, the polysilicon film 34 is made conductive in the same manner as described above (phosphorus doping or arsenic ion implantation).

【0031】更に、図5(c)において、不図示のレジ
スト膜をマスクにして前記ポリシリコン膜34及びタン
グステンシリサイド(WSix)膜35をパターニング
し、コントロールゲート36を前記トンネル絶縁膜33
を介して前記フローティングゲート32の一部に重なる
ように形成する。そして、前記コントロールゲート36
をマスクにして前記基板表層にN型不純物、例えばリン
イオンを30KeVの加速電圧で、3×1013/cm2
の注入量でイオン注入して低濃度のドレイン領域38を
形成する(後工程のアニール処理に経て拡散領域が形成
される。)。尚、イオン注入される前記N型不純物とし
て、ヒ素イオン等を用いても良い。続いて、前記コント
ロールゲート36の側壁部を被覆するように側壁絶縁膜
37を形成する。そして、全面を再酸化することで、前
記フローティングゲート32とコントロールゲート36
とが重なる領域端部の基板方向への尖り形状が緩やかに
なる。即ち、トンネル絶縁膜33を介して重なるように
形成されたフローティングゲート32とコントロールゲ
ート36において、コントロールゲート36(特に、ポ
リシリコン膜部分)の側壁部が酸化される際に、ポリシ
リコン膜が酸化されると共に、フローティングゲート3
2の上部も酸化されることで、図示したようにポリシリ
コン膜の下部は丸くなり、フローティングゲート32の
上部は、いわゆるお椀形状になり、コントロールゲート
36の端部と重なる部分は丸くなり、フローティングゲ
ート32の先端角部はより尖った形状となる(尖鋭部3
2A)。これにより、コントロールゲート36からフロ
ーティングゲート32への電荷(電子)の移動を抑止で
きると共に、消去時にフローティングゲート32に蓄積
された電荷(電子)をフローティングゲート32からコ
ントロールゲート36に抜く際に、この尖鋭部32A部
分で電界集中が起こり、コントロールゲート36への電
荷(電子)の移動が進み、消去効率が向上する。
In FIG. 5C, the polysilicon film 34 and the tungsten silicide (WSix) film 35 are patterned using a resist film (not shown) as a mask, and the control gate 36 is connected to the tunnel insulating film 33.
Is formed so as to overlap with a part of the floating gate 32 through the gate. And the control gate 36
Is used as a mask, N-type impurities, for example, phosphorus ions, are added to the surface of the substrate at an acceleration voltage of 30 KeV to 3 × 10 13 / cm 2.
The low-concentration drain region 38 is formed by ion implantation at an implantation amount of (a diffusion region is formed through an annealing process in a later step). Note that arsenic ions or the like may be used as the N-type impurities to be ion-implanted. Subsequently, a sidewall insulating film 37 is formed so as to cover the sidewall of the control gate 36. Then, by reoxidizing the entire surface, the floating gate 32 and the control gate 36 are re-oxidized.
The shape of the sharp edge in the direction toward the substrate at the end of the overlapping region becomes gentle. That is, in the floating gate 32 and the control gate 36 formed so as to overlap with each other with the tunnel insulating film 33 interposed therebetween, when the side wall of the control gate 36 (particularly, the polysilicon film portion) is oxidized, the polysilicon film is oxidized. And the floating gate 3
2 is also oxidized, so that the lower portion of the polysilicon film is rounded as shown, the upper portion of the floating gate 32 has a so-called bowl shape, the portion overlapping the end of the control gate 36 is rounded, and the floating portion is floating. The tip corner of the gate 32 has a sharper shape (the sharp portion 3).
2A). As a result, the movement of charges (electrons) from the control gate 36 to the floating gate 32 can be suppressed, and when the charges (electrons) accumulated in the floating gate 32 are removed from the floating gate 32 to the control gate 36 during erasure, Electric field concentration occurs at the sharp portion 32A, and the movement of charges (electrons) to the control gate 36 proceeds, thereby improving the erasing efficiency.

【0032】更に、前記コントロールゲート36及び側
壁絶縁膜37をマスクにして前記基板表層にN型不純
物、例えばヒ素イオンを50KeVの加速電圧で、3×
1015/cm2の注入量でイオン注入して高濃度のドレ
イン領域40を形成する。尚、イオン注入される前記N
型不純物として、リンイオン等を用いても良い。そし
て、アニール処理を施すことで、前工程でイオン注入し
ておいたN型不純物が拡散してLDD構造のドレイン領
域40となる。このとき、同時に前記N型拡散層27A
が基板内に深く拡散して高濃度のソース領域39となる
(図2参照)。
Further, using the control gate 36 and the side wall insulating film 37 as a mask, an N-type impurity, for example, arsenic ion is added to the substrate surface layer at an acceleration voltage of 50 KeV for 3 ×.
A high concentration drain region 40 is formed by ion implantation at a dose of 10 15 / cm 2 . The ion-implanted N
Phosphorus ions or the like may be used as the type impurity. Then, by performing the annealing process, the N-type impurity ion-implanted in the previous step is diffused to form the drain region 40 having the LDD structure. At this time, the N-type diffusion layer 27A is simultaneously formed.
Diffuses deep into the substrate to form a high-concentration source region 39 (see FIG. 2).

【0033】そして、図2に示すように全面を層間絶縁
膜42で被覆し、前記ソース・ドレイン領域39,40
にコンタクトするコンタクトホール43を形成した後
に、ソース・ドレイン領域39,40上に不図示のバリ
アメタル膜(例えば、チタン膜及びチタンナイトライド
(TiN)膜との積層膜)を介して金属配線44(例え
ば、Al,Al−Si,Al−Cu,Al−Si−Cu
等)を形成して不揮発性半導体記憶装置が完成する。
尚、バリアメタル膜を介してコンタクトホール内にコン
タクトプラグ(例えば、タングステン膜等から成る)を
形成し、このコンタクトプラグ上に金属膜(例えば、A
l,Al−Si,Al−Cu,Al−Si−Cu等)を
形成し、金属配線を形成するものであっても良い。
Then, as shown in FIG. 2, the entire surface is covered with an interlayer insulating film 42 and the source / drain regions 39 and 40 are covered.
After forming a contact hole 43 that contacts the metal wiring 44, a metal wiring 44 is formed on the source / drain regions 39 and 40 via a barrier metal film (not shown) (for example, a laminated film of a titanium film and a titanium nitride (TiN) film). (For example, Al, Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu
Etc.) to complete the nonvolatile semiconductor memory device.
A contact plug (for example, made of a tungsten film or the like) is formed in the contact hole via a barrier metal film, and a metal film (for example, A
1, Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, etc.) to form metal wiring.

【0034】以上説明したように本発明では、ソース領
域39上にはタングステンシリサイド(WSix)膜2
6及びポリシリコン膜25から成る導電膜45が形成さ
れているため、このソース領域39における低抵抗化が
図られている。
As described above, according to the present invention, the tungsten silicide (WSix) film 2 is formed on the source region 39.
6 and the polysilicon film 25, the resistance of the source region 39 is reduced.

【0035】また、前記基板表層のソース領域39から
ドレイン領域40間に形成された段差部(凹部29)に
フローティングゲート32を形成したことで、ソース領
域39とドレイン領域40との間で発生するホットエレ
クトロンの注入効率の向上が図れ、書き込み時におけ
る、ソース電極に印加する高電圧(書き込み電圧)の低
電圧化が可能である。
Further, since the floating gate 32 is formed in a step (recess 29) formed between the source region 39 and the drain region 40 on the surface layer of the substrate, the floating gate 32 is generated between the source region 39 and the drain region 40. Hot electron injection efficiency can be improved, and a high voltage (write voltage) applied to the source electrode during writing can be reduced.

【0036】更に、本構造のスプリットゲート型では、
基板21の段差部にフローティングゲート32を形成し
たことにより、フローティングゲート32とコントロー
ルゲート36下のチャネル領域のトータルのチャネルC
H長を確保するためのセル面積の縮小化が図れる。
Further, in the split gate type having this structure,
By forming the floating gate 32 on the step portion of the substrate 21, the total channel C in the channel region below the floating gate 32 and the control gate 36 is formed.
The cell area for securing the H length can be reduced.

【0037】以上の不揮発性半導体記憶装置におけるデ
ータの書き込み、消去及び読み出しの各動作は、例え
ば、以下のようにして行われる。尚、各動作における基
本動作は従来構造と同等であるため、簡単に説明する。
The operations of writing, erasing, and reading data in the nonvolatile semiconductor memory device described above are performed, for example, as follows. Since the basic operation in each operation is the same as that of the conventional structure, the operation will be briefly described.

【0038】先ず、書き込み動作においては、コントロ
ールゲート36の電位を1V、ドレイン領域40の電位
を0V、ソース領域39に5Vをそれぞれ印加する。す
ると、コントロールゲート36及びフローティングゲー
ト32間とフローティングゲート32及び基板(ソース
領域39)間との容量結合比(コントロールゲート36
及びフローティングゲート32間の容量<フローティン
グゲート32及び基板(ソース領域39)間の容量)に
よりフローティングゲート32の電位が5V程度に持ち
上げられ、ドレイン領域40付近で発生するホットエレ
クトロンがフローティングゲート32側へ加速され、ゲ
ート絶縁膜30Aを通してフローティングゲート32に
注入されてデータの書き込みが行われる。
First, in the writing operation, the potential of the control gate 36 is applied to 1 V, the potential of the drain region 40 is applied to 0 V, and the potential of the source region 39 is applied to 5 V. Then, the capacitance coupling ratio between the control gate 36 and the floating gate 32 and between the floating gate 32 and the substrate (source region 39) (the control gate 36
And the capacitance between the floating gate 32 and the capacitance between the floating gate 32 and the substrate (source region 39) raises the potential of the floating gate 32 to about 5V, and hot electrons generated near the drain region 40 are directed to the floating gate 32 side. The data is accelerated and injected into the floating gate 32 through the gate insulating film 30A to write data.

【0039】一方、消去動作においては、ドレイン領域
40及びソース領域39の電位を0Vとし、コントロー
ルゲート6を15Vとする。これにより、フローティン
グゲート32内に蓄積されている電荷(電子)が、フロ
ーティングゲート32の上部の尖鋭部32A部分からF
−N(Fowler-Nordheim tunnelli ng)伝導によって前
記トンネル絶縁膜33を突き抜けてコントロールゲート
36に放出されてデータが消去される。
On the other hand, in the erase operation, the potential of the drain region 40 and the source region 39 is set to 0 V, and the control gate 6 is set to 15 V. As a result, charges (electrons) stored in the floating gate 32 are transferred from the sharp portion 32A at the upper portion of the floating gate 32 to F
-N (Fowler-Nordheim tunnelling) conduction penetrates through the tunnel insulating film 33 and is released to the control gate 36 to erase data.

【0040】そして、読み出し動作においては、コント
ロールゲート36の電位を4Vとし、ドレイン領域40
を2V、ソース領域39を0Vとする。このとき、フロ
ーティングゲート32に電荷(電子)が注入されている
と、フローティングゲート32の電位が低くなるため、
フローティングゲート32の下にはチャネルCHが形成
されずドレイン電流(読み出し電流)は流れない。逆
に、フローティングゲート32に電荷(電子)が注入さ
れていなければ、フローティングゲート32の電位が高
くなるため、フローティングゲート32の下にチャネル
CHが形成されてドレイン電流(読み出し電流)が流れ
る。
In the read operation, the potential of the control gate 36 is set to 4 V and the drain region 40
Is 2V, and the source region 39 is 0V. At this time, if electric charges (electrons) are injected into the floating gate 32, the potential of the floating gate 32 becomes low.
No channel CH is formed below the floating gate 32, and no drain current (read current) flows. Conversely, if charges (electrons) have not been injected into the floating gate 32, the potential of the floating gate 32 increases, so that a channel CH is formed below the floating gate 32 and a drain current (read current) flows.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によれば、隣り合うメモリセルに
共通化された一方の拡散領域上に、この拡散領域の低抵
抗化を可能にする膜が形成され、このソース領域におけ
る低抵抗化が図られているため、書き込み時及び読み出
し時のアクセスタイムの高速化が図れる。
According to the present invention, a film is formed on one of the diffusion regions shared by adjacent memory cells so as to reduce the resistance of the diffusion region. Therefore, the access time at the time of writing and reading can be shortened.

【0042】また、基板表層のソース領域からドレイン
領域間に形成された段差部にフローティングゲートを形
成したことで、ソース領域とドレイン領域との間で発生
するホットエレクトロンの注入効率の向上が図れ、書き
込み時における書き込み電圧の低電圧化が図れる。
Further, by forming a floating gate at a step formed between the source region and the drain region on the surface of the substrate, the injection efficiency of hot electrons generated between the source region and the drain region can be improved. The writing voltage at the time of writing can be reduced.

【0043】更に、本構造のスプリットゲート型では、
基板の段差部にフローティングゲートを形成したことに
より、フローティングゲートとコントロールゲート下の
チャネル領域のトータルのチャネル長を確保するための
セル面積の縮小化が図れる。
Further, in the split gate type of this structure,
By forming the floating gate on the step portion of the substrate, the cell area for securing the total channel length of the channel region below the floating gate and the control gate can be reduced.

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

【図1】本発明の不揮発性半導体記憶装置を示す平面図
である。
FIG. 1 is a plan view showing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図2】図1の一部(X2−X2)断面図である。FIG. 2 is a partial (X2-X2) sectional view of FIG.

【図3】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図4】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図5】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図6】従来の不揮発性半導体記憶装置のメモリセルの
構造を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a structure of a memory cell of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図7】図6の一部(X1−X1)断面図である。FIG. 7 is a partial (X1-X1) sectional view of FIG. 6;

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA21 AA25 AA31 AA32 AA33 AB02 AC02 AC06 AC62 AD12 AD21 AD24 AD41 AD51 AD52 AE02 AE08 AF10 AG02 AG10 AG12 5F083 EP24 EP27 ER02 ER05 ER09 ER14 ER17 ER21 GA01 GA02 GA05 GA09 GA30 JA35 JA36 JA37 JA39 JA40 JA53 MA06 MA20 PR03 PR12 PR36  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) JA37 JA39 JA40 JA53 MA06 MA20 PR03 PR12 PR36

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型のシリコン基板上に形成された
フローティングゲートと、このフローティングゲートを
被覆する絶縁膜と、この絶縁膜を介して前記フローティ
ングゲート上に重なる領域を持つように形成されるコン
トロールゲートと、前記フローティングゲート及び前記
コントロールゲートに隣接する前記シリコン基板の表面
に形成される逆導電型の拡散領域と、層間絶縁膜を介し
て前記拡散領域に接続された金属配線とを備えた不揮発
性半導体記憶装置において、 一方の拡散領域表面にはこの拡散領域の低抵抗化を可能
とする膜を介して前記金属配線が形成されていることを
特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A floating gate formed on a silicon substrate of one conductivity type, an insulating film covering the floating gate, and a region overlapping the floating gate with the insulating film interposed therebetween. A control gate; a diffusion region of a reverse conductivity type formed on the surface of the silicon substrate adjacent to the floating gate and the control gate; and a metal wiring connected to the diffusion region via an interlayer insulating film. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the metal wiring is formed on a surface of one of the diffusion regions via a film capable of reducing the resistance of the diffusion region.
【請求項2】 一導電型のシリコン基板の段差部に埋設
されたフローティングゲートと、 前記フローティングゲートを被覆するトンネル絶縁膜
と、 前記トンネル絶縁膜を介して前記フローティングゲート
上に重なる領域を持つように形成されるコントロールゲ
ートと、 前記フローティングゲート及び前記コントロールゲート
に隣接する前記シリコン基板の表面に形成される逆導電
型の拡散領域と、 一方の拡散領域表面に形成されたこの拡散領域の低抵抗
化を可能とする膜と、 層間絶縁膜を介して前記拡散領域に接続された金属配線
とを具備したことを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
2. A floating gate buried in a step portion of a silicon substrate of one conductivity type, a tunnel insulating film covering the floating gate, and a region overlapping the floating gate via the tunnel insulating film. A diffusion region of the opposite conductivity type formed on the surface of the silicon substrate adjacent to the floating gate and the control gate; and a low resistance of the diffusion region formed on the surface of one of the diffusion regions. And a metal wiring connected to the diffusion region via an interlayer insulating film.
【請求項3】 前記一方の拡散領域は、隣り合うメモリ
セルと共通化され、この拡散領域の低抵抗化を可能とす
る膜は、ポリシリコン膜あるいはポリシリコン膜とタン
グステンシリサイド膜との積層膜から成る導電膜である
ことを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の不
揮発性半導体記憶装置。
3. The one diffusion region is used in common with an adjacent memory cell, and the film that can reduce the resistance of the diffusion region is a polysilicon film or a laminated film of a polysilicon film and a tungsten silicide film. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is a conductive film made of:
【請求項4】 一導電型のシリコン基板上に絶縁膜を形
成した後にレジスト膜をマスクにしてこの絶縁膜をパタ
ーニングして前記基板上を露出させる工程と、 前記レジスト膜を除去した後に全面にポリシリコン膜を
形成する工程と、 前記ポリシリコン膜に逆導電型の不純物を添加して導電
化を図ると共に前記基板表面が露出した部分に逆導電型
の不純物をしみ出させる工程と、 前記基板表面が露出した部分内に形成したレジスト膜及
び前記絶縁膜をマスクにして前記ポリシリコン膜をパタ
ーニングすると共に前記基板の一部をエッチング除去し
て凹部を形成する工程と、 前記絶縁膜を除去した後に全面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ポリシリコン膜を形成した後にこ
のポリシリコン膜を異方性エッチングすることで少なく
ともポリシリコン膜を前記凹部内に残膜させてフローテ
ィングゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲート上を含む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を介して前記フローティングゲート
と重なる領域を持つコントロールゲートを形成する工程
と、 前記コントロールゲートに隣接する基板表層に逆導電型
の不純物をイオン注入し熱処理を加えることでこのイオ
ン注入された逆導電型の不純物と前記基板表面にしみ出
させた逆導電型の不純物とを拡散させて逆導電型の拡散
領域を形成する工程と、 層間絶縁膜を形成した後にこの層間絶縁膜を介して前記
拡散領域にコンタクトする金属配線を形成する工程とを
具備したことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製
造方法。
4. A step of forming an insulating film on a silicon substrate of one conductivity type, patterning the insulating film using a resist film as a mask to expose the substrate, and removing the resist film to form an entire surface. A step of forming a polysilicon film, a step of adding a reverse conductivity type impurity to the polysilicon film to make the polysilicon film conductive and exposing the reverse conductivity type impurity to a portion where the substrate surface is exposed, and Patterning the polysilicon film using the resist film and the insulating film formed in the portion where the surface is exposed as a mask, and etching away a part of the substrate to form a concave portion; and removing the insulating film. Forming a gate insulating film on the entire surface later; and forming an anisotropically etching the polysilicon film after forming the polysilicon film on the gate insulating film. Forming a floating gate by leaving at least a polysilicon film in the recess; forming a tunnel insulating film on the entire surface including on the floating gate; overlapping with the floating gate via the tunnel insulating film Forming a control gate having a region, and ion-implanting a reverse-conductivity-type impurity into a surface layer of the substrate adjacent to the control gate and applying a heat treatment to the ion-implanted reverse-conductivity-type impurity and stain on the surface of the substrate. Forming a diffusion region of the opposite conductivity type by diffusing the extracted impurity of the opposite conductivity type; and forming a metal wiring contacting the diffusion region via the interlayer insulation film after forming the interlayer insulation film. And a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項5】 一導電型のシリコン基板上に絶縁膜を形
成した後にレジスト膜をマスクにしてこの絶縁膜をパタ
ーニングして前記基板上を露出させる工程と、 前記レジスト膜を除去した後に全面にポリシリコン膜を
形成する工程と、 前記ポリシリコン膜に逆導電型の不純物を添加して導電
化を図ると共に前記基板表面が露出した部分に逆導電型
の不純物をしみ出させる工程と、 前記ポリシリコン膜上にタングステンシリサイド膜を形
成した後に前記基板表面が露出した部分内に形成したレ
ジスト膜及び前記絶縁膜をマスクにして前記ポリシリコ
ン膜及びタングステンシリサイド膜をパターニングする
と共に前記基板の一部をエッチング除去して凹部を形成
する工程と、 前記絶縁膜を除去した後に全面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ポリシリコン膜を形成した後にこ
のポリシリコン膜を異方性エッチングすることで少なく
ともポリシリコン膜を前記凹部内に残膜させてフローテ
ィングゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲート上を含む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を介して前記フローティングゲート
と重なる領域を持つコントロールゲートを形成する工程
と、 前記コントロールゲートに隣接する基板表層に逆導電型
の不純物をイオン注入して低濃度の拡散領域形成用のイ
オン注入領域を形成する工程と、 前記コントロールゲートの側壁部を被覆するように側壁
絶縁膜を形成する工程と、 全面を熱酸化して前記コントロールゲートに重なる部分
のフローティングゲート端部を酸化すると共に前記コン
トロールゲートの上部角部に尖鋭部を形成する工程と、 前記側壁絶縁膜に隣接する基板表層に逆導電型の不純物
をイオン注入して高濃度の拡散領域形成用のイオン注入
領域を形成する工程と、 熱処理を加えることでイオン注入された逆導電型の不純
物と前記基板表面にしみ出させた逆導電型の不純物とを
拡散させて逆導電型の拡散領域を形成する工程と、 層間絶縁膜を形成した後にこの層間絶縁膜を介して前記
拡散領域にコンタクトする金属配線を形成する工程とを
具備したことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製
造方法。
5. A step of forming an insulating film on a silicon substrate of one conductivity type, patterning the insulating film using a resist film as a mask to expose the substrate, and removing the resist film to form an entire surface. A step of forming a polysilicon film; a step of adding a reverse conductivity type impurity to the polysilicon film to make the polysilicon film conductive and exuding a reverse conductivity type impurity to a portion where the substrate surface is exposed; and After forming a tungsten silicide film on a silicon film, the polysilicon film and the tungsten silicide film are patterned using the resist film and the insulating film formed in a portion where the substrate surface is exposed, and a part of the substrate is patterned. Forming a recess by etching away; forming a gate insulating film over the entire surface after removing the insulating film; Forming a floating gate by forming a polysilicon film on the gate insulating film and then anisotropically etching the polysilicon film so that at least the polysilicon film remains in the concave portion; Forming a tunnel insulating film on the entire surface including: a step of forming a control gate having a region overlapping with the floating gate via the tunnel insulating film; and an impurity of a reverse conductivity type in a substrate surface layer adjacent to the control gate. Forming an ion-implanted region for forming a low-concentration diffusion region by ion-implanting, forming a sidewall insulating film so as to cover a sidewall portion of the control gate, and thermally oxidizing the entire surface to form the control gate. Oxidize the end of the floating gate that overlaps with the gate, and Forming a sharp portion at an upper corner of the gate, and forming an ion-implanted region for forming a high-concentration diffusion region by ion-implanting an impurity of the opposite conductivity type into a surface layer of the substrate adjacent to the sidewall insulating film. Forming a diffusion region of the opposite conductivity type by diffusing the impurity of the opposite conductivity type ion-implanted by applying heat treatment and the impurity of the opposite conductivity type exuded to the surface of the substrate; and an interlayer insulating film. Forming a metal wiring in contact with the diffusion region via the interlayer insulating film after forming the semiconductor device.
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