JP2001135730A - Semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

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JP2001135730A
JP2001135730A JP31184299A JP31184299A JP2001135730A JP 2001135730 A JP2001135730 A JP 2001135730A JP 31184299 A JP31184299 A JP 31184299A JP 31184299 A JP31184299 A JP 31184299A JP 2001135730 A JP2001135730 A JP 2001135730A
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gate electrode
insulating film
floating gate
memory device
memory cell
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Japanese (ja)
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桂一 ▲広▼岡
Keiichi Hirooka
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a wide channel region of a memory cell transistor and easily ensure an amount of current flowing a channel in reading necessary for a multilevel control technology even if a micro-patterning is advanced in a floating gate type semiconductor memory device. SOLUTION: A semiconductor memory device has a diffusion layer 3, which is formed straight on a semiconductor substrate 1 and becomes a source region and a drain region, silicon oxide film 7 to be a gate insulating film, floating gate electrode 15, control gate electrode 13, first interlayer dielectric 9, erasing gate electrode 17, tunneling insulating film 16, second interlayer dielectric 11, and a side wall insulating film 14. An element isolating insulating film 6 is arranged, only under the erasing gate electrode 17 between respective memory cells and an element isolating insulating 6 is omitted which is arranged also between the erasing gate electrodes 17 in a conventional semiconductor memory device. This can ensure a wide channel region of a transistor.

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、消去ゲート電極
を備えたフローティングゲート型EEPROM(Ele
ctrically Erasableand Pro
gramableRead Only Memory)
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。
The present invention relates to a floating gate type EEPROM (Elease) having an erase gate electrode.
critically Erasable Pro
GramableRead Only Memory)
And a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に書換え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のEEPROMがよく
知られている。このEEPROMは半導体基板上に形成
されたソース領域とドレイン領域にはさまれたチャネル
領域上にゲート絶縁膜を介してフローティングゲート電
極が形成され、さらにフローティングゲート電極上に層
間絶縁膜を介してコントロールゲート電極が形成された
構造をしている。
2. Description of the Related Art As an electrically rewritable nonvolatile memory, an EEPROM having a floating gate structure is well known. In this EEPROM, a floating gate electrode is formed via a gate insulating film on a channel region sandwiched between a source region and a drain region formed on a semiconductor substrate, and furthermore, a control is performed on the floating gate electrode via an interlayer insulating film. It has a structure in which a gate electrode is formed.

【0003】このEEPROMの書き込み方法の一例を
説明すると、ドレイン領域とコントロールゲート電極に
電圧を印加し、半導体基板のドレイン近傍のチャネル領
域でホットエレクトロンを発生させ、このホットエレク
トロンをフローティングゲート電極へ加速注入すること
により行われる。また、このEEPROMの読み出し方
法の一例としては、ドレイン領域とコントロールゲート
電極に電圧を印加し、フローティングゲート電極に蓄積
された電荷量に依存する、ソース・ドレイン間を流れる
電流量をセンス(あるいは検知)することにより行う。
また、EEPROMの消去方法としては、フローティン
グゲート電極からソース領域、またはドレイン領域、ま
たはチャネル領域にトンネリング現象を利用して、電子
を放出させることにより電気的に消去を行う方法や、フ
ローティングゲート電極との間にトンネリング絶縁膜を
挟むようにして独立した消去ゲート電極を配置し(例え
ば、特開平4−340767号公報に記載)、消去ゲー
ト電極に消去電圧を印加して、電子をフローティングゲ
ート電極から消去ゲート電極にトンネリングさせること
により、消去を行う方法が提案されている。
A description will be given of an example of a writing method of this EEPROM. A voltage is applied to a drain region and a control gate electrode to generate hot electrons in a channel region near a drain of a semiconductor substrate, and the hot electrons are accelerated to a floating gate electrode. This is done by injection. An example of a method for reading the EEPROM is to apply a voltage to the drain region and the control gate electrode and sense (or detect) the amount of current flowing between the source and drain depending on the amount of charge stored in the floating gate electrode. ).
As an erasing method of the EEPROM, a method of electrically erasing by emitting electrons from the floating gate electrode to a source region, a drain region, or a channel region by utilizing a tunneling phenomenon, or a method of electrically erasing the floating gate electrode is used. A separate erase gate electrode is disposed so as to sandwich a tunneling insulating film between the two (see, for example, JP-A-4-340767), an erase voltage is applied to the erase gate electrode, and electrons are transferred from the floating gate electrode to the erase gate. There has been proposed a method of performing erasing by tunneling an electrode.

【0004】EEPROMは、各フローティングゲート
電極に蓄積された電荷量に依存して決まるコントロール
ゲート電極のしきい値電圧(以下Vt)の値に対応する
状態をメモリとして用いているが、近年、半導体装置の
大容量化の為に、従来の「0」と「1」の2値ではな
く、フローティングゲート電極のVtを複数設定する多
値制御技術が提案されている。
An EEPROM uses a state corresponding to a threshold voltage (hereinafter referred to as Vt) value of a control gate electrode determined depending on an amount of electric charge stored in each floating gate electrode as a memory. In order to increase the capacity of the device, a multi-value control technique has been proposed in which a plurality of Vt of the floating gate electrode are set instead of the conventional two values of “0” and “1”.

【0005】以下に、従来の例として消去ゲート電極を
備えたフローティングゲート型の半導体記憶装置の構成
およびその製造方法について、図8の半導体記憶装置の
平面レイアウトパターン概略図、および図9から図14
の工程順断面概略図に従って説明する。なお、図9から
図14において、それぞれ(a)は図8のI−I’部の
断面、(b)は図8のII−II’部の断面、(c)は図8
のIII −III ’部の断面を示す。
The structure of a floating gate type semiconductor memory device having an erase gate electrode and a method of manufacturing the same as a conventional example will be described below with reference to a schematic plan layout pattern of the semiconductor memory device of FIG. 8 and FIGS.
The process will be described with reference to the schematic sectional views in the order of the steps. 9 to 14, (a) is a cross section taken along the line II ′ of FIG. 8, (b) is a cross section taken along the line II-II ′ of FIG. 8, and (c) is a cross section of FIG.
3 shows a cross section taken along the line III-III ′.

【0006】EEPROMのメモリセルは、図8,図1
4に示すように、P型の半導体基板1の表面にビット線
となるソース、ドレイン領域のN型拡散層3が縦方向に
長く形成され、半導体基板1上に素子分離絶縁膜6が横
方向に長く形成され、これらの上にゲート酸化膜を挟ん
でフローティングゲート電極15、コントロールゲート
電極13、消去ゲート電極17の三層のポリシリコン膜
からなる電極構造をとっている。
The memory cells of the EEPROM are shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, an N-type diffusion layer 3 of a source / drain region serving as a bit line is formed on the surface of a P-type semiconductor substrate 1 so as to be long in the vertical direction. And an electrode structure composed of a three-layer polysilicon film of a floating gate electrode 15, a control gate electrode 13, and an erase gate electrode 17 with a gate oxide film interposed therebetween.

【0007】次に、上記の半導体記憶装置の製造方法を
図9〜図14を用いて説明する。まず、図9(a)〜
(c)に示すように、半導体基板1の一主面上に、ビッ
ト線となるソース、ドレイン領域のN型拡散層の形成用
レジストマスクパターン2を形成し、これをマスクとし
て砒素イオンを注入する。次に、図10(a)〜(c)
に示すように、拡散層形成用レジストマスクパターン2
を除去し、熱処理にてN型の拡散層3を形成し、メモリ
セル部のビット線となるソース、ドレイン領域を形成す
る。その後CVD技術により第一の酸化シリコン膜4を
堆積し、次いで素子分離形成用レジストマスクパターン
5を形成する。
Next, a method of manufacturing the above-described semiconductor memory device will be described with reference to FIGS. First, FIG.
As shown in FIG. 1C, a resist mask pattern 2 for forming N-type diffusion layers of source and drain regions serving as bit lines is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 and arsenic ions are implanted using the mask as a mask. I do. Next, FIGS. 10 (a) to 10 (c)
As shown in FIG.
Is removed, and an N-type diffusion layer 3 is formed by a heat treatment to form source and drain regions serving as bit lines in the memory cell portion. Thereafter, a first silicon oxide film 4 is deposited by a CVD technique, and then a resist mask pattern 5 for element isolation formation is formed.

【0008】次に、図11(a)〜(c)に示すよう
に、第一の酸化シリコン膜4を異方性ドライエッチング
技術によりエッチングし、素子分離絶縁膜6を形成し、
素子分離形成用レジストマスクパターン5を除去する。
次いで、半導体基板1上の表面に熱酸化により第二の酸
化シリコン膜7を形成し、その上に第一の多結晶シリコ
ン膜8を堆積する。次いで、フォトエッチング技術によ
り、第一の多結晶シリコン膜8およびその下の第二の酸
化シリコン膜7の、図8に示したフローティングゲート
電極15の縦方向の輪郭を形成するために、所定の部分
を選択的にエッチング除去する。
[0010] Next, as shown in FIGS. 11A to 11 C, the first silicon oxide film 4 is etched by an anisotropic dry etching technique to form an element isolation insulating film 6.
The resist mask pattern 5 for element isolation formation is removed.
Next, a second silicon oxide film 7 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by thermal oxidation, and a first polycrystalline silicon film 8 is deposited thereon. Next, in order to form the vertical outline of the floating gate electrode 15 shown in FIG. 8 of the first polycrystalline silicon film 8 and the second silicon oxide film 7 thereunder by photoetching technology, Portions are selectively etched away.

【0009】次に、図12(a)〜(c)に示すよう
に、CVD技術により酸化シリコン膜からなる第一の層
間絶縁膜9を堆積する。次いで、第二の多結晶シリコン
膜10を、次いで酸化シリコン膜からなる第二の層間絶
縁膜11を順次形成し、コントロールゲート電極形成用
レジストマスクパターン12をフォトリソグラフィ技術
により形成する。
Next, as shown in FIGS. 12A to 12C, a first interlayer insulating film 9 made of a silicon oxide film is deposited by a CVD technique. Next, a second polycrystalline silicon film 10 and then a second interlayer insulating film 11 made of a silicon oxide film are sequentially formed, and a resist mask pattern 12 for forming a control gate electrode is formed by photolithography.

【0010】次に、図13(a)〜(c)に示すよう
に、レジストマスクパターン12をマスクとして第二の
層間絶縁膜11をドライエッチング技術によりエッチン
グし、コントロールゲート電極形成用レジストマスクパ
ターン12を除去し、この第二の層間絶縁膜11をマス
クに第二の多結晶シリコン膜10をドライエッチング技
術によりエッチングし、ワード線となるコントロールゲ
ート電極13を形成する。次いで、酸化シリコン膜から
なる第三の層間絶縁膜を全面に堆積する。その後、異方
性全面エッチング技術により、コントロールゲート電極
13およびコントロールゲート電極13上部の第二の層
間絶縁膜11の側壁部に第三の層間絶縁膜よりなるサイ
ドウォール絶縁膜14を形成する。
Next, as shown in FIGS. 13A to 13C, the second interlayer insulating film 11 is etched by a dry etching technique using the resist mask pattern 12 as a mask to form a resist mask pattern for forming a control gate electrode. The second polycrystalline silicon film 10 is etched by dry etching using the second interlayer insulating film 11 as a mask to form a control gate electrode 13 serving as a word line. Next, a third interlayer insulating film made of a silicon oxide film is deposited on the entire surface. Thereafter, a sidewall insulating film 14 made of a third interlayer insulating film is formed on the control gate electrode 13 and a sidewall portion of the second interlayer insulating film 11 above the control gate electrode 13 by an anisotropic overall etching technique.

【0011】次に、図14(a)〜(c)に示すよう
に、サイドウォール絶縁膜14と第二の層間絶縁膜11
をマスクとして、第一の多結晶シリコン膜8を対酸化膜
選択比の高い異方性ドライエッチ技術にて図8のフロー
ティングゲート電極15の横方向の輪郭を形成するため
にエッチングし、フローティングゲート電極15を完成
する。この際、フローティングゲート電極15の側面が
露出し、この露出部に酸化処理を施し、トンネリング絶
縁膜16を形成する。次いでトンネリング絶縁膜16を
覆うように多結晶シリコン膜よりなる消去ゲート電極1
7を形成する。
Next, as shown in FIGS. 14A to 14C, the side wall insulating film 14 and the second interlayer insulating film 11 are formed.
Is used as a mask to etch the first polycrystalline silicon film 8 by an anisotropic dry etching technique having a high selectivity to oxide film to form a horizontal contour of the floating gate electrode 15 in FIG. The electrode 15 is completed. At this time, the side surface of the floating gate electrode 15 is exposed, and the exposed portion is oxidized to form a tunneling insulating film 16. Then, erase gate electrode 1 made of a polycrystalline silicon film is formed to cover tunneling insulating film 16.
7 is formed.

【0012】なお、この後に続くさらに上層のアルミニ
ウム合金を主体とする金属配線工程、その上の保護膜形
成工程およびボンディングパッド形成工程については省
略している。
It is to be noted that a subsequent metal wiring process mainly composed of an aluminum alloy in the upper layer, a protective film forming process and a bonding pad forming process thereon are omitted.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ごとき従来の消去ゲート電極を備えたフローティングゲ
ート型半導体記憶装置およびその製造方法では微細化が
進むに従って、メモリセルトランジスタのチャネル領域
(図8における素子分離絶縁膜6とソース、ドレインN
型拡散層3で囲まれ、W,Lの寸法で定義された18の
領域)が減少する。このとき、W、すなわちコントロー
ルゲート電極13の下に存在するチャネル幅の減少によ
り例えば読み出し動作の時、チャネルを流れる電流量が
減少するということが問題となる。この点をさらに説明
する。
However, in the conventional floating gate type semiconductor memory device having an erase gate electrode as described above and its manufacturing method, as the miniaturization advances, the channel region of the memory cell transistor (the element in FIG. Isolation insulating film 6 and source / drain N
(18 regions defined by the dimensions of W and L) surrounded by the mold diffusion layer 3. At this time, there is a problem that the amount of current flowing through the channel at the time of, for example, a read operation decreases due to a decrease in W, that is, a channel width existing below the control gate electrode 13. This point will be further described.

【0014】ここで半導体記憶装置のメモリセル1個が
n個(n≧2)のメモリ状態をとることができるものを
考える。このn値制御技術において、n種類のメモリ状
態書き込み(記憶)は、メモリセルトランジスタにコン
トロールゲート電極13、拡散層3のドレイン領域に一
定電圧を印加し、その電圧印加時間をn通りに変化させ
ることによって実現できる。電圧印加によってフローテ
ィングゲート電極15にホットエレクトロンが加速注入
されることになるが、電圧印加時間を変えると時間が長
ければそれだけホットエレクトロンが多く注入されるこ
とになるから、この時間によってn個のそれぞれの状態
に対応する電荷が注入できる。
Here, it is assumed that one memory cell of a semiconductor memory device can take n (n ≧ 2) memory states. In this n-value control technique, n types of memory state writing (storing) apply a constant voltage to the control gate electrode 13 and the drain region of the diffusion layer 3 to the memory cell transistor, and change the voltage application time in n ways. This can be achieved by: Hot electrons are accelerated and injected into the floating gate electrode 15 by voltage application. However, if the voltage application time is changed, the longer the time, the more hot electrons are injected. Can be injected.

【0015】一方、n値制御技術におけるメモリの読み
出しは、コントロールゲート電極13および拡散層3の
ドレイン領域に一定電圧を印加し、そのときにメモリセ
ルトランジスタのチャネル領域18を流れる電流値の大
きさによって記憶されていたメモリ状態を判断する。こ
れはn種類のメモリ状態はフローティングゲート電極1
5に注入された電荷量によってメモリセルトランジスタ
のVtが決まっているからそのVtに対応して流れる電
流量も決まってくるからである。
On the other hand, in reading data from the memory in the n-value control technique, a constant voltage is applied to the control gate electrode 13 and the drain region of the diffusion layer 3, and the magnitude of the current flowing through the channel region 18 of the memory cell transistor at that time is determined. To determine the memory state stored. This is because n kinds of memory states are floating gate electrode 1
This is because the Vt of the memory cell transistor is determined by the amount of charge injected into 5, and the amount of current flowing corresponding to the Vt is also determined.

【0016】ここでn個の各状態に対する読み出し時の
電流値をIcell(1) ,Icell(2) ,…Icell(n) とす
る。このときメモリセルトランジスタのチャネル領域の
Wが減少することにより、Icell(1) ,Icell(2) ,…
Icell(n) 自体の値が減少すると、各状態間の差ΔIce
ll(n-1) =Icell(n) −Icell(n-1) (n≧2)が減少
し、読み出し電流を検知するセンスアンプの感度以下と
なって各状態を区別することができなくなるという問題
点を有していた。
Here, the current values at the time of reading for each of the n states are Icell (1), Icell (2),... Icell (n). At this time, since W in the channel region of the memory cell transistor decreases, Icell (1), Icell (2),.
As the value of Icell (n) itself decreases, the difference ΔIce between each state
ll (n-1) = Icell (n) -Icell (n-1) (n.gtoreq.2) decreases, and the sensitivity becomes lower than the sensitivity of the sense amplifier for detecting the read current. Had problems.

【0017】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、消去ゲート電極を備えたフローティングゲート型半
導体記憶装置において微細化を進めても、メモリセルト
ランジスタの大きなチャネル幅の確保を容易にし、多値
制御技術に必要なメモリセルトランジスタのソース、ド
レイン間の充分な電流量の確保が容易な半導体記憶装置
およ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 solves the above-mentioned conventional problems, and makes it easy to secure a large channel width of a memory cell transistor even if miniaturization is advanced in a floating gate type semiconductor memory device having an erase gate electrode. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device in which a sufficient amount of current between a source and a drain of a memory cell transistor required for a multilevel control technique can be easily secured, and a method of manufacturing the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体記
憶装置は、一導電型の半導体基板上で縦および横方向に
メモリセルトランジスタを複数配置した半導体記憶装置
であって、半導体基板の表面に縦方向に長く形成されメ
モリセルトランジスタのソース領域およびドレイン領域
となる他導電型の拡散層と、半導体基板上で横方向に長
く縦方向に隣合って複数形成され、かつ隣合う方向で2
つのメモリセルトランジスタのチャネル領域を挟むよう
に形成された素子分離絶縁膜と、ソース領域とドレイン
領域との間の所定の領域において、ゲート絶縁膜を介し
て素子分離絶縁膜上から半導体基板上に渡って形成され
たフローティングゲート電極と、フローティングゲート
電極の上方に形成されたコントロールゲート電極と、素
子分離絶縁膜の上に形成され、フローティングゲート電
極の側壁とトンネリング絶縁膜を介して接するとともに
コントロールゲート電極と層間絶縁膜を介して接する消
去ゲート電極とを設けたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device in which a plurality of memory cell transistors are arranged vertically and horizontally on a semiconductor substrate of one conductivity type. A plurality of diffusion layers of other conductivity type, which are formed long in the vertical direction and serve as a source region and a drain region of the memory cell transistor;
An element isolation insulating film formed so as to sandwich the channel region of one memory cell transistor, and a predetermined region between the source region and the drain region, from the element isolation insulating film to the semiconductor substrate via the gate insulating film. A floating gate electrode formed over the floating gate electrode; a control gate electrode formed above the floating gate electrode; and a control gate formed on the element isolation insulating film and in contact with a side wall of the floating gate electrode via a tunneling insulating film. An erase gate electrode which is in contact with the electrode via an interlayer insulating film is provided.

【0019】請求項2記載の半導体記憶装置は、請求項
1記載の半導体記憶装置において、コントロールゲート
電極がワード線となり、拡散層がビット線となるもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor memory device of the first aspect, the control gate electrode is a word line, and the diffusion layer is a bit line.

【0020】請求項3記載の半導体記憶装置の製造方法
は、一導電型の半導体基板上で縦および横方向にメモリ
セルトランジスタを複数配置した半導体記憶装置の製造
方法であって、半導体基板の表面に縦方向に長く設けら
れメモリセルトランジスタのソース領域およびドレイン
領域となる他導電型の拡散層を形成する工程と、半導体
基板上で横方向に長く縦方向に隣合って複数設けられ、
かつ隣合う方向で2つのメモリセルトランジスタのチャ
ネル領域を挟むように設けられる素子分離絶縁膜を形成
する工程と、ソース領域とドレイン領域との間の所定の
領域において、第一の絶縁膜を介して素子分離絶縁膜上
および半導体基板表面上にフローティングゲート電極用
の膜を形成する工程と、第二の絶縁膜を介してフローテ
ィングゲート電極用の膜上にコントロールゲート電極を
形成する工程と、フローティングゲート電極用の膜を個
別のフローティングゲート電極に分離する工程と、素子
分離絶縁膜の上に設けられ、フローティングゲート電極
の側壁とトンネリング絶縁膜を介して接するとともにコ
ントロールゲート電極と層間絶縁膜を介して接する消去
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
導体記憶装置の製造方法。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device in which a plurality of memory cell transistors are arranged in a vertical direction and a horizontal direction on a semiconductor substrate of one conductivity type. A step of forming a diffusion layer of another conductivity type which is provided in the longitudinal direction and is a source region and a drain region of a memory cell transistor; and
Forming a device isolation insulating film provided so as to sandwich the channel regions of the two memory cell transistors in adjacent directions; and, in a predetermined region between the source region and the drain region, via the first insulating film. Forming a film for a floating gate electrode on the element isolation insulating film and on the surface of the semiconductor substrate by forming a control gate electrode on the film for the floating gate electrode via a second insulating film; A step of separating the film for the gate electrode into individual floating gate electrodes, and a step of providing the floating gate electrode on the element isolation insulating film, in contact with the side wall of the floating gate electrode via the tunneling insulating film, and via the control gate electrode and the interlayer insulating film. Forming an erase gate electrode in contact with the semiconductor memory device. Method.

【0021】以上の本発明によれば、隣り合う2つの素
子分離絶縁膜領域と隣り合う2つの拡散層とで囲まれた
領域に、2個のメモリセルトランジスタのチャネル領域
が形成されることになる。言い換えると、従来のメモリ
セルトランジスタのチャネル領域はその両側を素子分離
絶縁膜領域で分離されていたのであるが、そのチャネル
領域を片側だけ素子分離絶縁膜領域で分離するようにし
て、素子分離絶縁膜領域を減少させたことによって、そ
の分だけチャネル領域の面積が増加する。従って、パタ
ーン寸法を縮小してもチャネル領域を流れる読み出し電
流が大きく、多値のメモリ状態が区別できる。
According to the present invention, the channel region of two memory cell transistors is formed in a region surrounded by two adjacent element isolation insulating film regions and two adjacent diffusion layers. Become. In other words, the channel region of the conventional memory cell transistor is separated on both sides by an element isolation insulating film region. By reducing the film region, the area of the channel region increases accordingly. Therefore, even if the pattern size is reduced, the read current flowing through the channel region is large, and a multi-valued memory state can be distinguished.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の半導
体記憶装置およびその製造方法について、図1の半導体
記憶装置の平面レイアウトパターン概略図、および図2
から図7の工程順断面概略図に従って説明する。なお、
図2から図7においては、それぞれ(a)は図1のIV−
IV’部の断面、(b)は図1のV−V’部の断面、
(c)は図1のVI−VI’部の断面を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will now be described with reference to FIG.
7 to FIG. In addition,
2 to FIG. 7, (a) respectively show IV-
1B, a cross section taken along the line VV 'in FIG.
(C) shows a section taken along the line VI-VI 'in FIG.

【0023】本発明の実施の形態の半導体記憶装置にお
けるメモリセルは、図1,図7に示すように、P型の半
導体基板1の表面にビット線となるソース、ドレイン領
域のN型拡散層3が縦方向に長く形成され、半導体基板
1上に素子分離絶縁膜6が横方向に長く形成され、これ
らの上にゲート酸化膜を挟んでフローティングゲート電
極15、ワード線となるコントロールゲート電極13、
消去ゲート電極17の三層のポリシリコン膜からなる電
極が積層した構造をとっている。消去ゲート電極17
は、素子分離絶縁膜6の上に形成され、フローティング
ゲート電極15の側壁とトンネリング絶縁膜16を介し
て接し、またコントロールゲート電極13とは第二の層
間絶縁膜11およびサイドウォール絶縁膜14により絶
縁されている。
As shown in FIGS. 1 and 7, a memory cell in a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention has N-type diffusion layers of source and drain regions serving as bit lines on the surface of a P-type semiconductor substrate 1. 3 is formed long in the vertical direction, the element isolation insulating film 6 is formed long in the horizontal direction on the semiconductor substrate 1, and a floating gate electrode 15 and a control gate electrode 13 serving as a word line are formed on these elements with a gate oxide film interposed therebetween. ,
The erasing gate electrode 17 has a structure in which three layers of polysilicon films are stacked. Erase gate electrode 17
Is formed on the element isolation insulating film 6, contacts the side wall of the floating gate electrode 15 via the tunneling insulating film 16, and is in contact with the control gate electrode 13 by the second interlayer insulating film 11 and the sidewall insulating film 14. Insulated.

【0024】素子分離絶縁膜6が、従来では図8に示す
ようにビット(メモリセル)間全てに存在しているのに
対し、本実施の形態におけるメモリセルでは、図1,図
7に示すようにビット(メモリセル)間のひとつおき
に、消去ゲート電極17に重なるように存在している。
すなわち、隣り合う2本の素子分離絶縁膜6と隣り合う
2本のソース、ドレイン領域のN型拡散層3とで、メモ
リセルトランジスタの2個のチャネル領域18を囲むよ
うに配置されている事が特徴である。この特徴によっ
て、従来のレイアウトパターンと比較すれば明らかなよ
うに、素子分離絶縁膜6が1本ない分だけ広いチャネル
領域が得られ、従ってパターンを微細化しても読み出し
時の電流値が大きく取れ、正確に1つのメモリセルに書
き込まれた複数のメモリ状態を区別して読み出すことが
可能となる。
The element isolation insulating film 6 conventionally exists between all the bits (memory cells) as shown in FIG. 8, whereas in the memory cell of the present embodiment, it is shown in FIGS. Thus, every other bit (memory cell) overlaps with the erase gate electrode 17.
That is, the two adjacent element isolation insulating films 6 and the two adjacent N-type diffusion layers 3 of the source and drain regions are arranged so as to surround the two channel regions 18 of the memory cell transistor. Is the feature. As is clear from this feature, as compared with the conventional layout pattern, a channel region wider by one element isolation insulating film 6 can be obtained. Therefore, even when the pattern is miniaturized, a large current value can be obtained at the time of reading. Thus, it is possible to distinguish and read a plurality of memory states written in one memory cell.

【0025】従って、本実施の形態の半導体記憶装置で
は、消去ゲート電極17の下にのみ素子分離絶縁膜6を
配置し、メモリセル間に素子分離絶縁膜6が存在しない
領域がある。しかし、このような構成にしても、この種
の記憶装置は、フローティングゲート電極15に電荷を
注入してメモリ状態を書き込めば電荷は保持され、隣の
メモリセルへは電荷がリークすることはない。そして書
き込みした電荷はメモリセルトランジスタのVtを決定
し、隣り合う2本の素子分離絶縁膜6と隣り合う2本の
ソース、ドレイン領域のN型拡散層3で囲まれた、メモ
リセルトランジスタの2個のチャネル領域18間のある
程度の距離を確保すれば、Vtに対応するメモリセルト
ランジスタの電流によってメモリセルが互いに干渉する
ことなく正常にメモリ状態を読み出すことができる。メ
モリセルの書き込み、消去の場合についても同様で、メ
モリセル間の素子分離は確保できる。したがって、素子
分離絶縁膜6が存在しなくてもビット間の素子の電気的
分離を保つことができる。
Therefore, in the semiconductor memory device of the present embodiment, the element isolation insulating film 6 is arranged only under the erase gate electrode 17, and there is a region between the memory cells where the element isolation insulating film 6 does not exist. However, even in such a configuration, in this type of storage device, if the charge is injected into the floating gate electrode 15 to write the memory state, the charge is retained, and the charge does not leak to the adjacent memory cell. . Then, the written charge determines Vt of the memory cell transistor, and the Vt of the memory cell transistor is surrounded by two adjacent element isolation insulating films 6 and two adjacent N-type diffusion layers 3 of source and drain regions. If a certain distance between the channel regions 18 is ensured, the memory state can be read normally without the memory cells interfering with each other due to the current of the memory cell transistor corresponding to Vt. The same applies to writing and erasing of memory cells, and element isolation between memory cells can be ensured. Therefore, even if the element isolation insulating film 6 does not exist, the electrical isolation of the element between the bits can be maintained.

【0026】なお、隣合うフローティングゲート電極1
5間の距離(隣合うW1 間の距離)が小さくなりすぎる
と、隣合うフローティングゲート電極15間の静電容量
が増大し、隣のビットのフローティングゲート電極15
の電位によりメモリセルトランジスタのVtの変動が生
じ、ビットの情報が正常に読み出せなくなる。したがっ
てビットの情報が正常に読み出せるように隣合うフロー
ティングゲート電極15間の距離(すなわち2個のチャ
ネル領域18間の距離)をある程度確保する必要があ
り、これは、従来構造におけるフローティングゲート電
極15間の距離(例えば0.1μm程度以上)と同様で
ある。
The adjacent floating gate electrode 1
If the distance between the adjacent floating gate electrodes 15 (the distance between adjacent W 1 ) is too small, the capacitance between the adjacent floating gate electrodes 15 increases, and the floating gate electrode 15 of the adjacent bit is increased.
, The Vt of the memory cell transistor fluctuates, and the bit information cannot be read normally. Therefore, it is necessary to secure a certain distance between adjacent floating gate electrodes 15 (that is, a distance between two channel regions 18) so that bit information can be read normally. This is the same as the distance between them (for example, about 0.1 μm or more).

【0027】なお、従来、素子分離絶縁膜6を各メモリ
セル間全てに形成していたのは、コントロールゲート電
極13とフローティングゲート電極15との間の静電容
量を増大させるためである。すなわち、フローティング
ゲート電極15の両端が素子分離絶縁膜6に乗り上げる
ことにより、フローティングゲート電極15の縦方向輪
郭の第一の層間絶縁膜9を介してコントロールゲート電
極13と面する面積が増大し、両者間の静電容量が増大
する。これにより、書き込み,読み出し時のフローティ
ングゲート電極15の電位を上げることができる。
Heretofore, the reason why the element isolation insulating film 6 is conventionally formed between all the memory cells is to increase the capacitance between the control gate electrode 13 and the floating gate electrode 15. That is, since both ends of the floating gate electrode 15 run on the element isolation insulating film 6, the area of the floating gate electrode 15 facing the control gate electrode 13 via the first interlayer insulating film 9 having the vertical contour is increased, The capacitance between the two increases. Thereby, the potential of the floating gate electrode 15 at the time of writing and reading can be increased.

【0028】ここで、コントロールゲート電極13とフ
ローティングゲート電極15との間の静電容量を増大さ
せる利点は、より高いフローティングゲート電極15の
電位が必要な書き込み時の動作マージンを確保できる点
にある。これに対し、現在問題になっているのは、多値
制御における読み出し時のソース・ドレイン間の電流量
の不足であり、書き込み時の動作マージンは確保されて
いる。したがって、本実施の形態のように、消去ゲート
電極17の間に配置されていた素子分離絶縁膜を無くす
ことにより、書き込み時の動作マージンは低下するが、
読み出し時のソース・ドレイン間の電流量を確保するこ
とができ、その利点が大きい。またフローティングゲー
ト電極15の上面とコントロールゲート電極13の下面
とが面する面積は、本実施の形態の構造では、従来の構
造より大きくなり、両者間の静電容量の低下は大きくな
らない。
Here, the advantage of increasing the capacitance between the control gate electrode 13 and the floating gate electrode 15 is that an operation margin at the time of writing that requires a higher potential of the floating gate electrode 15 can be secured. . On the other hand, what is currently a problem is a shortage of current between the source and drain at the time of reading in multi-value control, and an operation margin at the time of writing is secured. Therefore, the operation margin at the time of writing is reduced by eliminating the element isolation insulating film disposed between the erase gate electrodes 17 as in the present embodiment,
The amount of current between the source and the drain at the time of reading can be secured, and the advantage is large. Further, the area where the upper surface of the floating gate electrode 15 and the lower surface of the control gate electrode 13 face is larger in the structure of the present embodiment than in the conventional structure, and the capacitance between them does not decrease significantly.

【0029】次に、本実施の形態の半導体記憶装置の製
造方法を図2〜図7を参照しながら説明する。まず、図
2(a)〜(c)に示すように、P型の半導体基板1の
一主面上に記憶装置のビット線となる拡散層の形成用レ
ジストマスクパターン2をフォトレジスト技術により形
成し、砒素イオンを加速電圧40keVでドーズ量5×
1015/cm2 程度注入する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIGS. 2A to 2C, a resist mask pattern 2 for forming a diffusion layer serving as a bit line of a storage device is formed on one main surface of a P-type semiconductor substrate 1 by a photoresist technique. And arsenic ions are implanted at an acceleration voltage of 40 keV and a dose of 5 ×
Inject about 10 15 / cm 2 .

【0030】次に、図3(a)〜(c)に示すように、
拡散層形成用レジストマスクパターン2を除去し、熱処
理法、例えば950℃で30分窒素雰囲気にて深さ0.
4μm程度のN型の拡散層3を形成し、減圧CVD法に
て第一の酸化シリコン膜4を400nm程度堆積し、さ
らに素子分離絶縁膜形成用レジストマスクパターン5を
フォトレジスト技術により形成する。ここで、従来の製
造方法では図10(a)、(b)に示したように、各メ
モリセル間全てに第一の酸化シリコン膜4を残して素子
分離絶縁膜を形成するレジストマスクパターン5となっ
ていたが、本実施の形態では図1のパターンレイアウト
図に示したように各メモリセルに対してその一つおきに
第一の酸化シリコン膜4を残して素子分離絶縁膜を形成
するレジストマスクパターン5にしている。
Next, as shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c),
The resist mask pattern 2 for forming a diffusion layer is removed, and a heat treatment is performed, for example, at 950 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to a depth of 0.1 mm.
An N-type diffusion layer 3 of about 4 μm is formed, a first silicon oxide film 4 is deposited to a thickness of about 400 nm by a low pressure CVD method, and a resist mask pattern 5 for forming an element isolation insulating film is formed by a photoresist technique. Here, in the conventional manufacturing method, as shown in FIGS. 10A and 10B, a resist mask pattern 5 for forming an element isolation insulating film while leaving the first silicon oxide film 4 between all the memory cells. However, in the present embodiment, as shown in the pattern layout diagram of FIG. 1, an element isolation insulating film is formed for each memory cell except the first silicon oxide film 4 for every other memory cell. The resist mask pattern 5 is used.

【0031】次に、図4(a)〜(c)に示すように、
第一の酸化シリコン膜4の所定の部分を異方性ドライエ
ッチング技術によりエッチング除去し、素子分離絶縁膜
6を形成し、その後レジストマスクパターン5を除去す
る。次いで、半導体基板1上の表面を熱酸化法により酸
化し、30nm程度の第二の酸化シリコン膜7を形成
し、さらに第二の酸化シリコン膜7上に減圧CVD法に
より第一の多結晶シリコン膜8を300nm程度堆積す
る。次いで、フォトエッチング技術により、第一の多結
晶シリコン膜8および、その下の第二の酸化シリコン膜
7の所定の部分を順次選択的にエッチング除去する。こ
れにより図1に示したフローティングゲート電極15の
縦方向の輪郭を形成する。
Next, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c),
A predetermined portion of the first silicon oxide film 4 is removed by etching using an anisotropic dry etching technique to form an element isolation insulating film 6, and then the resist mask pattern 5 is removed. Next, the surface on the semiconductor substrate 1 is oxidized by a thermal oxidation method to form a second silicon oxide film 7 of about 30 nm, and the first polycrystalline silicon is formed on the second silicon oxide film 7 by a low pressure CVD method. A film 8 is deposited to a thickness of about 300 nm. Next, a predetermined portion of the first polycrystalline silicon film 8 and a predetermined portion of the second silicon oxide film 7 under the first polycrystalline silicon film 8 are successively selectively removed by a photoetching technique. Thus, the vertical contour of the floating gate electrode 15 shown in FIG. 1 is formed.

【0032】次に、図5(a)〜(c)に示すように、
減圧CVD法により酸化シリコン膜からなる第一の層間
絶縁膜9を15nm程度堆積し、900℃の熱処理を施
し、緻密化を行う。次いで、減圧CVD法により第二の
多結晶シリコン膜10を300nm程度、酸化シリコン
膜からなる第二の層間絶縁膜11を300nm程度順次
形成し、コントロールゲート電極形成用レジストマスク
パターン12をフォトリソグラフィ技術により形成す
る。
Next, as shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c),
A first interlayer insulating film 9 made of a silicon oxide film is deposited to a thickness of about 15 nm by a low-pressure CVD method, and is subjected to a heat treatment at 900 ° C. for densification. Next, a second polycrystalline silicon film 10 of about 300 nm and a second interlayer insulating film 11 of a silicon oxide film of about 300 nm are sequentially formed by a low pressure CVD method, and a resist mask pattern 12 for forming a control gate electrode is formed by photolithography. Is formed.

【0033】次に、図6(a)〜(c)に示すように、
レジストマスクパターン12をマスクとして第二の層間
絶縁膜11をエッチングし、コントロールゲート電極形
成用レジストマスクパターン12を除去し、この第二の
層間絶縁膜11をマスクに第二の多結晶シリコン膜10
をエッチングし、コントロールゲート電極13を形成す
る。次いで、減圧CVD法により酸化シリコン膜よりな
る第三の層間絶縁膜を200nm程度全面に堆積し、異
方性ドライエッチ技術により、コントロールゲート電極
13およびコントロールゲート電極13上部の第二の層
間絶縁膜11の側壁部に第三の層間絶縁膜よりなるサイ
ドウォール絶縁膜14を形成する。
Next, as shown in FIGS. 6A to 6C,
The second interlayer insulating film 11 is etched using the resist mask pattern 12 as a mask, the resist mask pattern 12 for forming a control gate electrode is removed, and the second polycrystalline silicon film 10 is masked using the second interlayer insulating film 11 as a mask.
Is etched to form a control gate electrode 13. Next, a third interlayer insulating film made of a silicon oxide film is deposited on the entire surface by a low pressure CVD method to a thickness of about 200 nm, and the control gate electrode 13 and the second interlayer insulating film on the control gate electrode 13 are formed by anisotropic dry etching technique. A side wall insulating film 14 made of a third interlayer insulating film is formed on the side wall of the substrate 11.

【0034】次に、図7(a)〜(c)に示すように、
第二の層間絶縁膜11とサイドウォール絶縁膜14をマ
スクとして、第一の多結晶シリコン膜8を対酸化膜選択
比の高い条件で異方性ドライエッチを行い、フローティ
ングゲート電極15の図1における横方向の輪郭を形成
する。このようにして隣のメモリセルのフローティング
ゲート電極と切断される。次いで、異方性ドライエッチ
で得られたフローティングゲート電極15の側壁の露出
部を、熱酸化法、例えば900℃の水蒸気雰囲気中で熱
酸化を行い、30nm程度の多結晶シリコン酸化膜から
なるトンネリング絶縁膜16を形成し、減圧CVD法に
より第三の多結晶シリコン膜を400nm程度堆積し、
その後、フォトエッチング技術により所定の部分をエッ
チング除去し、トンネリング絶縁膜16を覆うように第
三の多結晶シリコン膜よりなる消去ゲート電極17を形
成する。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7C,
Using the second interlayer insulating film 11 and the side wall insulating film 14 as a mask, the first polycrystalline silicon film 8 is subjected to anisotropic dry etching under a condition of a high oxide film selectivity, and the floating gate electrode 15 shown in FIG. In the horizontal direction. Thus, the floating gate electrode of the adjacent memory cell is disconnected. Next, the exposed portion of the side wall of the floating gate electrode 15 obtained by the anisotropic dry etching is subjected to a thermal oxidation method, for example, thermal oxidation in a steam atmosphere at 900 ° C. to perform tunneling of a polycrystalline silicon oxide film of about 30 nm. An insulating film 16 is formed, and a third polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of about 400 nm by a low pressure CVD method.
Thereafter, a predetermined portion is removed by etching using a photoetching technique, and an erase gate electrode 17 made of a third polycrystalline silicon film is formed so as to cover the tunneling insulating film 16.

【0035】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
省略している。
The subsequent metal wiring step, protective film forming step and bonding pad forming step are omitted.

【0036】上記の本実施の形態によれば、ソース領域
とドレイン領域の間すなわち隣合うN型拡散層3の間の
半導体基板1の表面において、フローティングゲート電
極15の下のゲート絶縁膜となる第二の酸化シリコン膜
7が形成された領域、およびコントロールゲート電極1
3の下の第一の層間絶縁膜9が形成された領域、すなわ
ちメモリセルトランジスタのチャネル領域は、図1の1
8の領域となる。ここで、図1に示すように寸法W1
2 、L1 を定義すると、本実施の形態のレイアウト図
および断面図である図1,図7と、従来のレイアウト図
および断面図である図8,図14とを比較して、L=L
1 であるが、従来では各メモリセル間全てに素子分離絶
縁膜6が存在しているのに対し、本実施の形態では各メ
モリセル間の一つおきに素子分離絶縁膜6を設けるだけ
にしたため、W(図8)<W2 <W1 となっている。
According to the above embodiment, the gate insulating film under the floating gate electrode 15 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 between the source region and the drain region, that is, between the adjacent N-type diffusion layers 3. The region where the second silicon oxide film 7 is formed, and the control gate electrode 1
3, that is, the region where the first interlayer insulating film 9 is formed, that is, the channel region of the memory cell transistor is 1 in FIG.
8 area. Here, the dimension W 1 as shown in FIG. 1,
When W 2 and L 1 are defined, a comparison is made between FIG. 1 and FIG. 7, which are the layout diagram and the cross-sectional view of the present embodiment, and FIG. L
Although it is 1 in the related art, the element isolation insulating film 6 is present between all the memory cells, whereas in the present embodiment, only the element isolation insulating film 6 is provided every other between the memory cells. Therefore, W (FIG. 8) <W 2 <W 1 .

【0037】メモリセルトランジスタは、ソース・ドレ
イン間で、半導体基板1にフローティングゲート電極1
5が面した領域とコントロールゲート電極13が面した
領域とが存在し、2つのトランジスタが直列に接続され
た構造をとっている。W1 がフローティングゲート電極
15により形成されるトランジスタのチャネル幅、W 2
がコントロールゲート電極13により形成されるトラン
ジスタのチャネル幅であり、W1 ,W2 ともにメモリセ
ルトランジスタのチャネルを形成するため、セル電流を
確保するためには、W1 ,W2 ともに大きく確保する必
要があり、いずれも、従来のチャネル幅Wよりも大きく
なっている。
The memory cell transistor has a source / drain
Between the floating gate electrode 1 and the semiconductor substrate 1
5 facing area and control gate electrode 13 facing
Region and two transistors are connected in series
The structure is taken. W1Is the floating gate electrode
15, the channel width of the transistor formed by Two
Are formed by the control gate electrode 13.
The channel width of the transistor, W1, WTwoBoth memory
Cell current to form the channel of the
To secure, W1, WTwoBoth must be large
In each case, it is larger than the conventional channel width W.
Has become.

【0038】このため、本実施の形態によれば、パター
ンの微細化が進んだ場合でも、従来よりも大きなチャネ
ル幅を確保でき、多値制御技術に必要なメモリセルトラ
ンジスタのソース、ドレイン間の読み出し電流量を増加
させることができる。これにより、各メモリ状態それぞ
れの区別が容易となり、消去ゲート電極を備えたフロー
ティングゲート型半導体記憶装置における読み出し時の
動作マージン低下を防ぐことができ、本半導体記憶装置
の微細化に大きく寄与することができる。
For this reason, according to the present embodiment, even when the pattern is miniaturized, a larger channel width than before can be secured, and the source-drain between the source and the drain of the memory cell transistor required for the multi-level control technique is obtained. The read current amount can be increased. As a result, each memory state can be easily distinguished from each other, and it is possible to prevent a reduction in an operation margin at the time of reading in a floating gate type semiconductor memory device having an erase gate electrode, which greatly contributes to miniaturization of the present semiconductor memory device. Can be.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、消去ゲート電極を備えたフローティン
グゲート構造の半導体記憶装置において、微細化が進ん
だ場合であっても、従来より大きなメモリセルトランジ
スタのチャネル幅の確保が容易であり、多値制御技術に
必要なメモリセルトランジスタのソース、ドレイン間の
電流量の確保が容易となることから、大容量の消去ゲー
ト電極を備えたフローティングゲート型半導体記憶装置
の微細化に大きく寄与することができる。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, in a semiconductor memory device having a floating gate structure provided with an erase gate electrode, it is easy to secure a channel width of a memory cell transistor larger than before, Since the current amount between the source and the drain of the memory cell transistor required for the control technology can be easily secured, it can greatly contribute to miniaturization of a floating gate type semiconductor memory device having a large capacity erase gate electrode. .

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

【図1】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の平面概
略図。
FIG. 1 is a schematic plan view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 6 is a schematic process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の形態の半導体記憶装置の製造方
法を示す工程断面概略図。
FIG. 7 is a schematic process sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the embodiment of the present invention.

【図8】従来の半導体記憶装置の平面概略図。FIG. 8 is a schematic plan view of a conventional semiconductor memory device.

【図9】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程断
面概略図。
FIG. 9 is a schematic process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device.

【図10】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
断面概略図。
FIG. 10 is a schematic process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device.

【図11】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
断面概略図。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a step of the method for manufacturing a conventional semiconductor memory device.

【図12】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
断面概略図。
FIG. 12 is a schematic process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device.

【図13】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
断面概略図。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a conventional semiconductor memory device.

【図14】従来の半導体記憶装置の製造方法を示す工程
断面概略図。
FIG. 14 is a schematic process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 拡散層形成用レジストマスクパターン 3 拡散層 4 第一の酸化シリコン膜 5 素子分離絶縁膜形成用レジストマスクパターン 6 素子分離絶縁膜 7 第二の酸化シリコン膜 8 第一の多結晶シリコン膜 9 第一の層間絶縁膜 10 第二の多結晶シリコン膜 11 第二の層間絶縁膜 12 コントロールゲート電極形成用レジストマスクパ
ターン 13 コントロールゲート電極 14 サイドウォール絶縁膜 15 フローティングゲート電極 16 トンネリング絶縁膜 17 消去ゲート電極 18 チャネル領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Diffusion layer formation resist mask pattern 3 Diffusion layer 4 First silicon oxide film 5 Element isolation insulation film formation resist mask pattern 6 Element isolation insulation film 7 Second silicon oxide film 8 First polycrystalline silicon Film 9 First interlayer insulating film 10 Second polycrystalline silicon film 11 Second interlayer insulating film 12 Resist mask pattern for forming control gate electrode 13 Control gate electrode 14 Side wall insulating film 15 Floating gate electrode 16 Tunneling insulating film 17 Erase gate electrode 18 Channel region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA25 AA30 AB03 AB30 AD21 AD51 AD52 AE02 AE03 AE08 AF20 AG02 AG10 AG21 AG30 5F083 EP03 EP13 EP24 EP27 EP30 EP48 ER02 ER05 ER09 ER14 ER18 ER21 GA01 GA09 LA12 LA16 PR12 PR33 ZA21 5F101 BA07 BA12 BB04 BB10 BD13 BD32 BD33 BE02 BE05 BE07 BF05 BH02 BH03 BH14 BH16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) BA12 BB04 BB10 BD13 BD32 BD33 BE02 BE05 BE07 BF05 BH02 BH03 BH14 BH16

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板上で縦および横方
向にメモリセルトランジスタを複数配置した半導体記憶
装置であって、 前記半導体基板の表面に縦方向に長く形成され前記メモ
リセルトランジスタのソース領域およびドレイン領域と
なる他導電型の拡散層と、 前記半導体基板上で横方向に長く縦方向に隣合って複数
形成され、かつ隣合う方向で2つのメモリセルトランジ
スタのチャネル領域を挟むように形成された素子分離絶
縁膜と、 前記ソース領域とドレイン領域との間の所定の領域にお
いて、ゲート絶縁膜を介して前記素子分離絶縁膜上から
前記半導体基板上に渡って形成されたフローティングゲ
ート電極と、 前記フローティングゲート電極の上方に形成されたコン
トロールゲート電極と、 前記素子分離絶縁膜の上に形成され、前記フローティン
グゲート電極の側壁とトンネリング絶縁膜を介して接す
るとともに前記コントロールゲート電極と層間絶縁膜を
介して接する消去ゲート電極とを設けたことを特徴とす
る半導体記憶装置。
1. A semiconductor memory device in which a plurality of memory cell transistors are arranged in a vertical direction and a horizontal direction on a semiconductor substrate of one conductivity type, wherein a source of the memory cell transistor is formed to be long in a vertical direction on a surface of the semiconductor substrate. A diffusion layer of another conductivity type serving as a region and a drain region, a plurality of diffusion layers being formed in the semiconductor substrate so as to be long in the horizontal direction and adjacent to each other in the vertical direction, and to sandwich the channel regions of the two memory cell transistors in the adjacent direction. A formed element isolation insulating film, and a floating gate electrode formed on the semiconductor substrate from above the element isolation insulating film via a gate insulating film in a predetermined region between the source region and the drain region. A control gate electrode formed above the floating gate electrode; and a control gate electrode formed on the element isolation insulating film; The semiconductor memory device characterized by providing an erasing gate electrode with contact via the side walls and the tunneling insulating film of the serial floating gate electrode in contact through the control gate electrode and the interlayer insulating film.
【請求項2】 コントロールゲート電極がワード線とな
り、拡散層がビット線となる請求項1記載の半導体記憶
装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, wherein the control gate electrode is a word line, and the diffusion layer is a bit line.
【請求項3】 一導電型の半導体基板上で縦および横方
向にメモリセルトランジスタを複数配置した半導体記憶
装置の製造方法であって、 前記半導体基板の表面に縦方向に長く設けられ前記メモ
リセルトランジスタのソース領域およびドレイン領域と
なる他導電型の拡散層を形成する工程と、 前記半導体基板上で横方向に長く縦方向に隣合って複数
設けられ、かつ隣合う方向で2つのメモリセルトランジ
スタのチャネル領域を挟むように設けられる素子分離絶
縁膜を形成する工程と、 前記ソース領域とドレイン領域との間の所定の領域にお
いて、第一の絶縁膜を介して前記素子分離絶縁膜上およ
び前記半導体基板表面上にフローティングゲート電極用
の膜を形成する工程と、 第二の絶縁膜を介して前記フローティングゲート電極用
の膜上にコントロールゲート電極を形成する工程と、 前記フローティングゲート電極用の膜を個別のフローテ
ィングゲート電極に分離する工程と、 前記素子分離絶縁膜の上に設けられ、前記フローティン
グゲート電極の側壁とトンネリング絶縁膜を介して接す
るとともに前記コントロールゲート電極と層間絶縁膜を
介して接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記憶装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor memory device in which a plurality of memory cell transistors are arranged in a vertical direction and a horizontal direction on a semiconductor substrate of one conductivity type, wherein the memory cell is provided to be long in a vertical direction on a surface of the semiconductor substrate. Forming a diffusion layer of another conductivity type that becomes a source region and a drain region of the transistor; and a plurality of memory cell transistors that are provided in the semiconductor substrate so as to be long in the horizontal direction and adjacent in the vertical direction and are adjacent to each other. Forming an element isolation insulating film provided so as to sandwich the channel region; and, in a predetermined region between the source region and the drain region, a first insulating film on the element isolation insulating film and Forming a film for a floating gate electrode on the surface of the semiconductor substrate; and forming a film for the floating gate electrode via a second insulating film. Forming a control gate electrode; separating the floating gate electrode film into individual floating gate electrodes; providing a sidewall of the floating gate electrode and a tunneling insulating film provided on the element isolation insulating film. Forming an erase gate electrode in contact with the control gate electrode and the control gate electrode through an interlayer insulating film.
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