JP2001332709A - Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacturing method - Google Patents

Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacturing method

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JP2001332709A
JP2001332709A JP2000150290A JP2000150290A JP2001332709A JP 2001332709 A JP2001332709 A JP 2001332709A JP 2000150290 A JP2000150290 A JP 2000150290A JP 2000150290 A JP2000150290 A JP 2000150290A JP 2001332709 A JP2001332709 A JP 2001332709A
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Japan
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conductivity type
diffusion layer
type well
floating gate
trench
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Application number
JP2000150290A
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Japanese (ja)
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Masanori Yoshimi
正徳 吉見
Masaki Shigematsu
正喜 重松
Masahisa Wada
昌久 和田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor storage device wherein irregularity of threshold voltage of a nonvolatile semiconductor storage device can be reduced by isolating P wells every plural memory cells which are adjacent to each other in the lengthwise direction of a bit line diffusion layer and a common source diffusion layer, without increasing a cell array area and manufacturing cost. SOLUTION: In this method of manufacturing a nonvolatile semiconductor storage device, the following processes are included. A second and a first conductivity type wells 2, 3 are formed on a first conductivity type semiconductor substrate 1. A tunnel oxide film 4 and floating gates(FG) 5 stretching in the Y direction are formed on the first conductivity type well 3, and an impurity diffusion layer 7 is formed by using the FG's 5 as masks. The impurity diffusion layer 7 is divided into two parts in the X axis direction. Trenches which penetrate the impurity diffusion layer 7 and reach the second conductivity type well 2 are formed, and insulating films 12 are buried in the trenches.

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、不揮発性半導体記
憶装置の製造方法に関し、より詳しくは、互いに平行に
配置された一対の不純物拡散層の長さ方向に隣接する複
数個のメモリセルごとにウェルを分割する不揮発性半導
体記憶装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a method of manufacturing a plurality of memory cells adjacent to each other in a longitudinal direction of a pair of impurity diffusion layers arranged in parallel with each other. The present invention relates to a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device that divides a well.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】フロー
ティングゲートに電荷を貯えるフラッシュメモリは、一
般に、同一ワード線上及び同一ビット線上に、それぞれ
複数のメモリセルが配置され、通常これらの複数のメモ
リセルは半導体基板表面に形成された同一ウェル内に形
成され、ビット線はウェル内に埋め込み拡散層によって
形成される。このようなフラッシュメモリでは、メモリ
セルはワード線電位とビット線電位とにより選択され、
所定のメモリセルに対して書き込みや消去が行われる。
しかし、所定のメモリセルを選択して書き込み又は消去
する際、選択セルに対応するワード線及びビット線に電
圧を印加すると、選択されないメモリセルにおいても、
ワード線又はビット線に電圧が印加されることとなり、
非選択セルに対して、ディスターブを与えるという問題
が生じていた。
2. Description of the Related Art Generally, a flash memory that stores electric charges in a floating gate has a plurality of memory cells arranged on the same word line and the same bit line, respectively. Are formed in the same well formed on the surface of the semiconductor substrate, and the bit lines are formed in the well by a diffusion layer. In such a flash memory, a memory cell is selected by a word line potential and a bit line potential,
Writing and erasing are performed on predetermined memory cells.
However, when a predetermined memory cell is selected for writing or erasing, if a voltage is applied to a word line and a bit line corresponding to the selected cell, even in a non-selected memory cell,
Voltage will be applied to the word line or bit line,
There has been a problem that disturb is given to non-selected cells.

【0003】これに対しては、例えば、特開平9−51
043号公報に、チャネル領域全面でのFNトンネル電
流を用いた書込消去を行うメモリセルにおいて、Pウェ
ルをビット線方向に複数セルごとに、Pウェルを囲う深
いNウェルと埋め込み絶縁膜で分離する方法が提案され
ている。この方法によれば、非選択セルへのディスター
ブを低減することが可能となるとともに、消去側及び書
込み側のいずれにおいてもビット毎の検証が可能で、し
きい値電圧のばらつきを低減させることができる。しか
し、この方法によれば、フォトレジストパターンを形成
してイオン注入を行うことによりウェルを形成するた
め、アライメント合わせ余裕が必要となり、セルアレイ
面積が大きくなるという問題がある。そのため、SOI
(Silicon On Insulater)構造の基板を用い、埋め込み
酸化膜に達するトレンチ素子分離膜を形成することによ
りPウェルを分離する方法が提案されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-51
No. 043, in a memory cell in which writing and erasing is performed using an FN tunnel current over the entire channel region, a P-well is separated by a buried insulating film from a deep N-well surrounding the P-well for every plural cells in the bit line direction. A way to do that has been proposed. According to this method, it is possible to reduce disturbance to unselected cells, to perform bit-by-bit verification on both the erase side and the write side, and to reduce variations in threshold voltage. it can. However, according to this method, since a well is formed by forming a photoresist pattern and performing ion implantation, a margin for alignment is required, and there is a problem that a cell array area increases. Therefore, SOI
There has been proposed a method of isolating a P-well by forming a trench isolation film reaching a buried oxide film using a substrate having a (Silicon On Insulater) structure.

【0004】この方法を図3及び4に基づいて説明す
る。なお、図3は、EEPROMのセルアレイを示す概
略平面図であり、図4(a)〜(d)は図3のA−A′
線断面図、図4(a′)〜(d′)は図3のB−B′線
断面図である。まず、図4(a)及び(a′)に示した
ように、シリコン基板21、埋め込み酸化膜22及び表
面シリコン層から構成されるSOI基板の表面シリコン
層にPウェル23を形成し、その後、表面シリコン層に
埋め込み酸化膜22に至るトレンチを複数個形成する。
得られたSOI基板上にシリコン酸化膜を形成し、表面
を平坦化することによりトレンチ内にシリコン酸化膜2
0を埋め込んで、Pウェル23を分離する。
[0004] This method will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic plan view showing an EEPROM cell array, and FIGS. 4A to 4D are AA ′ in FIG.
4 (a ') to 4 (d') are sectional views taken along line BB 'of FIG. First, as shown in FIGS. 4A and 4A, a P-well 23 is formed in a surface silicon layer of an SOI substrate composed of a silicon substrate 21, a buried oxide film 22, and a surface silicon layer. A plurality of trenches reaching the buried oxide film 22 are formed in the surface silicon layer.
A silicon oxide film is formed on the obtained SOI substrate, and the silicon oxide film 2 is formed in the trench by flattening the surface.
By embedding 0, the P well 23 is separated.

【0005】次に、図5(b)及び(b′)に示したよ
うに、得られたSOI基板上にトンネル絶縁膜24、ポ
リシリコン膜及びシリコン窒化膜26を形成し、これら
ポリシリコン膜及びシリコン窒化膜26をパターニング
して下部フローティングゲートパターン25を形成す
る。パターニングされたシリコン窒化膜26をマスクと
して用いて、砒素をイオン注入してビットライン拡散層
7a及びソース拡散層7bを形成する。
Next, as shown in FIGS. 5B and 5B, a tunnel insulating film 24, a polysilicon film and a silicon nitride film 26 are formed on the obtained SOI substrate, and these polysilicon films are formed. Then, the lower floating gate pattern 25 is formed by patterning the silicon nitride film 26. Using the patterned silicon nitride film 26 as a mask, arsenic is ion-implanted to form a bit line diffusion layer 7a and a source diffusion layer 7b.

【0006】さらに、得られたSOI基板上に、シリコ
ン酸化膜を堆積する。このシリコン酸化膜をエッチバッ
クすることにより下層フローティングゲートパターン2
5間をシリコン酸化膜28で埋め込むとともに、下部フ
ローティングゲートパターン25上に配置するシリコン
窒化膜26を除去して、下部フローティングゲートパタ
ーン25及びシリコン酸化膜28の表面を平坦化する。
その後、得られたSOI基板上にポリシリコン膜を堆積
し、このポリシリコン膜にリンをイオン注入し、パター
ニングすることにより、図5(c)及び(c′)に示し
たように、下部フローティングゲートパターン25上に
上部フローティングゲートパターン29を形成する。
Further, a silicon oxide film is deposited on the obtained SOI substrate. This silicon oxide film is etched back to form a lower floating gate pattern 2.
The space between the layers 5 is filled with a silicon oxide film 28, and the silicon nitride film 26 disposed on the lower floating gate pattern 25 is removed to flatten the surfaces of the lower floating gate pattern 25 and the silicon oxide film 28.
Thereafter, a polysilicon film is deposited on the obtained SOI substrate, phosphorus ions are implanted into the polysilicon film, and the polysilicon film is patterned to form a lower floating layer as shown in FIGS. 5C and 5C. An upper floating gate pattern 29 is formed on the gate pattern 25.

【0007】次に、図5(d)及び(d′)に示したよ
うに、上部フローティングゲートパターン29を含むS
OI基板上に、ONO膜30、ポリシリコン膜を順次形
成し、上下部フローティングゲートパターン29、25
に直交する方向に延びる開口を有するレジストパターン
(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスク
として用いて、ポリシリコン膜、ONO膜30、上下部
フローティングゲートパターン29、25を連続的にエ
ッチングして、トンネル絶縁膜24、上下部フローティ
ングゲート29a、25a、ONO膜30、コントロー
ルゲート31を形成する。これにより、先に表面シリコ
ン層中に形成されたビット拡散層27a、ソース拡散層
27b間に囲まれた領域に、メモリ素子が形成される。
その後、SOI基板上全面に絶縁膜(図示せず)を形成
し、接続孔を開口し、金属配線を形成する。
Next, as shown in FIGS. 5D and 5D, the S including the upper floating gate pattern 29 is formed.
An ONO film 30 and a polysilicon film are sequentially formed on the OI substrate, and upper and lower floating gate patterns 29 and 25 are formed.
A resist pattern (not shown) having an opening extending in a direction perpendicular to the direction is formed, and using this resist pattern as a mask, the polysilicon film, the ONO film 30, and the upper and lower floating gate patterns 29, 25 are continuously etched. Then, a tunnel insulating film 24, upper and lower floating gates 29a and 25a, an ONO film 30, and a control gate 31 are formed. Thereby, a memory element is formed in a region surrounded between the bit diffusion layer 27a and the source diffusion layer 27b previously formed in the surface silicon layer.
Thereafter, an insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the SOI substrate, connection holes are opened, and metal wiring is formed.

【0008】しかし、この不揮発性半導体記憶装置の製
造方法では、Pウェル23をトレンチ分離膜により分離
するために、バルク半導体基板やエピタキシャル成長に
よるウエハに比べて高価なSOI構造基板を用いる必要
があり、製造コストが増大するという課題がある。本発
明は上記課題に鑑みなされたものであり、不揮発性半導
体記憶装置のしきい値電圧のばらつきを低減するため
に、セルアレイ面積を大きくすることなく、さらに製造
コストを増大させずに、ビット線拡散層と共通ソース拡
散層の長さ方向に隣り合う複数個のメモリセルごとにP
ウェルを分離することができる不揮発性半導体記憶装置
及びその製造方法を提供することを目的とする。
However, in this method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, it is necessary to use an SOI structure substrate which is more expensive than a bulk semiconductor substrate or a wafer formed by epitaxial growth in order to separate the P well 23 by a trench separation film. There is a problem that manufacturing costs increase. The present invention has been made in view of the above problems, and has been made in order to reduce the variation in the threshold voltage of a nonvolatile semiconductor memory device without increasing the cell array area and without increasing the manufacturing cost. P is set for each of a plurality of memory cells adjacent in the length direction of the diffusion layer and the common source diffusion layer.
It is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of separating wells and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、(a)
第1導電型の半導体基板に、第2導電型ウェルと該第2
導電型ウェル上に位置する第1導電型ウェルとを形成す
る工程と、(b)該第1導電型ウェル上にトンネル絶縁
膜及びY軸方向に延びる下部フローティングゲートを形
成する工程と、(c)該下部フローティングゲートをマ
スクとして用いて不純物拡散層を形成し、その後上部フ
ローティングゲートを形成する工程と、(d)該上部フ
ローティングゲートをマスクとして用いて、不純物拡散
層をX軸方向に2分割するとともに、該不純物拡散層を
貫通して第2導電型ウェルに至るトレンチを自己整合的
に形成する工程と、(e)該トレンチ内に絶縁膜を埋め
込む工程とを含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法が
提供される。また、本発明によれば、上記方法により得
られる不揮発性半導体記憶装置が提供される。
According to the present invention, (a)
A first conductivity type semiconductor substrate is provided with a second conductivity type well and the second conductivity type well.
Forming a first conductive type well located on the conductive type well; (b) forming a tunnel insulating film and a lower floating gate extending in the Y-axis direction on the first conductive type well; (c) Forming an impurity diffusion layer using the lower floating gate as a mask, and then forming an upper floating gate; and (d) dividing the impurity diffusion layer into two parts in the X-axis direction using the upper floating gate as a mask. And a step of forming, in a self-aligned manner, a trench penetrating through the impurity diffusion layer and reaching the second conductivity type well, and (e) a step of embedding an insulating film in the trench. A manufacturing method is provided. Further, according to the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device obtained by the above method.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の不揮発性半導体記憶装置
は、主として、複数のメモリセルを備える第1導電型ウ
ェルが、その下に配置する第2導電型ウェルと、隣接す
るメモリセルの不純物拡散層間に形成された第2導電型
ウェルに至るトレンチ素子分離膜とにより、複数のメモ
リセル毎に分離されて構成される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a first conductivity type well having a plurality of memory cells is mainly composed of a second conductivity type well disposed thereunder and an impurity of an adjacent memory cell. A plurality of memory cells are separated from each other by a trench isolation film reaching the second conductivity type well formed between the diffusion layers.

【0011】本発明の不揮発性半導体記憶装置は、第1
導電型半導体基板に形成される。ここで使用される半導
体基板は、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半
導体、GaAs、InGaAs、ZnSe等の化合物半
導体が挙げられる。なかでもシリコンが好ましい。ま
た、この半導体基板は、リン、砒素等のN型又はボロン
等のP型のいずれかの不純物のドーピングにより抵抗値
が制御されているものが好ましく、なかでも、P型のも
のがより好ましい。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention has a first
It is formed on a conductive semiconductor substrate. Examples of the semiconductor substrate used here include elemental semiconductors such as silicon and germanium, and compound semiconductors such as GaAs, InGaAs, and ZnSe. Among them, silicon is preferred. The semiconductor substrate preferably has a resistance value controlled by doping with an N-type impurity such as phosphorus or arsenic or a P-type impurity such as boron, and more preferably a P-type semiconductor substrate.

【0012】半導体基板には、一部の領域又は全面に第
2導電型ウェルが形成され、さらにこの第2導電型ウェ
ルの上に第1導電型ウェルが形成されている。ウェル
は、通常、半導体装置を形成する場合に形成される不純
物濃度又は深さであればよい。例えば、第2導電型ウェ
ルは、基板表面から2〜3μm程度の範囲に、0.5〜
1μm程度の厚みで、5×1016〜2×1017cm-3
度の不純物濃度で形成されているのが適当である。ま
た、この第2導電型ウェル上に配置する第1導電型ウェ
ルは、例えば、基板表面から1.5〜2μm程度の深さ
で、5×1016〜2×1017cm-3程度の不純物濃度で
形成されているのが適当である。なお、第1導電型ウェ
ルと第2導電型ウェルは互いに接触して形成されている
ことが好ましい。半導体基板は、他の領域に他のウェル
を1又は複数個有していてもよいし、トランジスタ、キ
ャパシタ等の半導体素子や回路、絶縁膜、配線層等が組
み合わせられて形成されていてもよい。
In the semiconductor substrate, a second conductivity type well is formed in a partial region or the entire surface, and a first conductivity type well is formed on the second conductivity type well. The well may have an impurity concentration or a depth which is usually formed when a semiconductor device is formed. For example, the second conductivity type well has a height of 0.5 to 3 μm from the substrate surface.
Suitably, it is formed with a thickness of about 1 μm and an impurity concentration of about 5 × 10 16 to 2 × 10 17 cm −3 . The first conductivity type well disposed on the second conductivity type well has, for example, a depth of about 1.5 to 2 μm from the substrate surface and an impurity of about 5 × 10 16 to 2 × 10 17 cm −3. Suitably, it is formed in a concentration. Note that the first conductivity type well and the second conductivity type well are preferably formed in contact with each other. The semiconductor substrate may have one or more other wells in other regions, or may be formed by combining semiconductor elements and circuits such as transistors and capacitors, insulating films, wiring layers, and the like. .

【0013】本発明の不揮発性半導体記憶装置は、上述
の半導体基板の第1導電型ウェルの上に、複数のメモリ
セルがマトリクス状に配列されて構成される。メモリセ
ルは、主として、トンネル絶縁膜、フローティングゲー
ト、一対の不純物拡散層、絶縁膜及びコントロールゲー
トから構成される。トンネル絶縁膜は、例えば、シリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜又はこれらの積層膜により、
膜厚7〜15nm程度であることが適当である。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a plurality of memory cells arranged in a matrix on the first conductivity type well of the semiconductor substrate. The memory cell mainly includes a tunnel insulating film, a floating gate, a pair of impurity diffusion layers, an insulating film, and a control gate. The tunnel insulating film is, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a stacked film thereof.
It is appropriate that the thickness is about 7 to 15 nm.

【0014】フローティングゲートは、導電膜によって
形成されているものであれば特に限定されるものではな
く、例えば、ポリシリコン;銅、アルミニウム等の金
属;タングステン、タンタル、チタン等の高融点金属の
単層膜又は積層膜;高融点金属とのシリサイド;ポリサ
イド等が挙げられるが、中でもポリシリコンが好まし
い。フローティングゲートの膜厚は、100〜150n
m程度が挙げられる。フローティングゲートは、後述す
るコントロールゲートにその一部又は全部が被覆される
ような形状であれば特に限定されず、例えば、断面形状
がほぼ矩形状、台形状等の単層構造であってもよいし、
断面形状がほぼ凸字状、逆凸字状等の積層構造であって
もよい。なかでも、断面形状が逆凸字状の2層構造が好
ましい。
The floating gate is not particularly limited as long as it is formed of a conductive film. For example, polysilicon is a metal such as copper and aluminum; and a single material of a high melting point metal such as tungsten, tantalum and titanium. A layer film or a laminated film; silicide with a high melting point metal; polycide, etc., of which polysilicon is preferred. The thickness of the floating gate is 100 to 150 n
m. The floating gate is not particularly limited as long as it has a shape such that a control gate to be described later is partially or entirely covered. For example, the floating gate may have a single-layer structure with a substantially rectangular or trapezoidal cross section. And
A laminated structure having a cross-sectional shape of a substantially convex shape, an inverted convex shape, or the like may be used. Among them, a two-layer structure having an inverted convex cross section is preferable.

【0015】不純物拡散層は、フローティングゲートの
X軸方向の両側に一対で形成されてなる。不純物拡散層
の不純物濃度は特に限定されないが、例えば、1×10
20〜5×1020cm-3程度が挙げられる。これらの不純
物拡散層は、ソース/ドレイン領域として機能するもの
であるが、Y軸方向に隣接するメモリセルにおいて、一
方の不純物拡散層が複数個接続されてビット線として機
能するものであることが好ましい。また、他方の不純物
拡散層が複数個接続されて共通ソースとして機能するも
のであることが好ましい。なお、隣接する不純物拡散層
の接続は、各不純物拡散層に対して配線層を接続するこ
とによって行ってもよいが、各不純物拡散層がY軸方向
に延長することにより、つまり埋め込み拡散層によって
互いに接続されていることが好ましい。
The impurity diffusion layer is formed as a pair on both sides of the floating gate in the X-axis direction. Although the impurity concentration of the impurity diffusion layer is not particularly limited, for example, 1 × 10
About 20 to 5 × 10 20 cm −3 . These impurity diffusion layers function as source / drain regions. However, in a memory cell adjacent in the Y-axis direction, one of the impurity diffusion layers may be connected to function as a bit line. preferable. It is preferable that a plurality of the other impurity diffusion layers are connected and function as a common source. Note that the connection between adjacent impurity diffusion layers may be performed by connecting a wiring layer to each impurity diffusion layer. However, when each impurity diffusion layer extends in the Y-axis direction, Preferably they are connected to each other.

【0016】フローティングゲート上に配置する絶縁膜
及びコントロールゲートは、それぞれ、トンネル絶縁膜
及びフローティングゲートと同様の材料の中から選択し
て使用することができる。なお、この場合の絶縁膜及び
コントロールゲートの膜厚は、それぞれ14〜20nm
程度、150〜200nm程度が挙げられる。なお、コ
ントロールゲートは、上述したように、フローティング
ゲートを被覆するような形状で配置されていることが好
ましく、さらに、X軸方向に隣接する複数のメモリセル
にまたがるような形状で配置されていることが好まし
い。
The insulating film and the control gate disposed on the floating gate can be selected from the same materials as the tunnel insulating film and the floating gate, respectively. In this case, the thicknesses of the insulating film and the control gate are each 14 to 20 nm.
About 150 to 200 nm. Note that, as described above, the control gate is preferably arranged so as to cover the floating gate, and is arranged so as to extend over a plurality of memory cells adjacent in the X-axis direction. Is preferred.

【0017】本発明の不揮発性半導体記憶装置は、X軸
方向に隣接するメモリセルにおける不純物拡散層間にお
いて、第2導電型ウェルにまで達するトレンチ素子分離
膜が形成されている。これによりY軸方向に配列された
複数のメモリセルごとに第1導電型ウェルが分離され
る。
In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a trench isolation film reaching the second conductivity type well is formed between impurity diffusion layers in memory cells adjacent in the X-axis direction. Thus, the first conductivity type well is separated for each of the plurality of memory cells arranged in the Y-axis direction.

【0018】トレンチ素子分離膜は、半導体基板に形成
されたトレンチ内に絶縁膜が埋設されて構成される。ト
レンチの形状は、隣接するメモリセルの不純物拡散層間
に配置するような形状であれば特に限定されるものでは
なく、不純物拡散層をX軸方向において互いに分離する
ことができる形状であることが好ましい。また、不純物
拡散層が、Y軸方向において複数個接続されている場合
には、この複数個接続された不純物拡散層をX軸方向に
おいて互いに分離することができる形状であることが好
ましい。トレンチの幅は、不純物拡散層を互いに電気的
に分離し得る程度以上であればよい。レンチの深さは、
第1導電型ウェルの深さ等により適宜調整することがで
き、例えば、第1導電型ウェルを完全に貫通し、第2導
電型ウェルにまで達する深さであってもよいし、第1導
電型ウェルを完全に貫通しない深さであってもよい。た
だし、後者の場合、第2導電型ウェルは、トレンチ底部
と接触するように、その表面が部分的に突出しているこ
とが必要である。トレンチを埋め込む絶縁膜は、トンネ
ル絶縁膜等と同様の材料の中から適宜選択して使用する
ことができる。なお、絶縁膜は、トレンチを完全に埋設
するような膜厚であることが好ましい。
The trench isolation film is formed by burying an insulating film in a trench formed in a semiconductor substrate. The shape of the trench is not particularly limited as long as it is arranged between the impurity diffusion layers of adjacent memory cells, and it is preferable that the shape be such that the impurity diffusion layers can be separated from each other in the X-axis direction. . When a plurality of impurity diffusion layers are connected in the Y-axis direction, it is preferable that the shape is such that the plurality of connected impurity diffusion layers can be separated from each other in the X-axis direction. The width of the trench may be any size as long as the impurity diffusion layers can be electrically separated from each other. The depth of the wrench is
The depth can be appropriately adjusted depending on the depth of the first conductivity type well and the like. For example, the depth may completely penetrate the first conductivity type well and reach the second conductivity type well, or may be the first conductivity type well. The depth may not completely penetrate the mold well. However, in the latter case, it is necessary that the surface of the second conductivity type well partially protrudes so as to contact the bottom of the trench. The insulating film for filling the trench can be appropriately selected and used from the same materials as the tunnel insulating film and the like. Note that the insulating film preferably has a film thickness that completely fills the trench.

【0019】本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法によれば、まず、工程(a)において、第1導電型の
半導体基板に、第2導電型ウェルと該第2導電型ウェル
上に位置する第1導電型ウェルとを形成する。これらの
ウェルは、いずれを先に形成してもよい。ウェルの形成
方法は、例えば、イオン注入によりN型又はP型不純物
の飛程距離を考慮した注入エネルギーを選択することに
より第1及び第2導電型ウェルをそれぞれ形成してもよ
いし、半導体基板の結晶成長中にリン、砒素等のN型又
はボロン等のP型の不純物をドーピングすることにより
第1導電型半導体基板に第2導電型ウェル、第1導電型
ウェルをこの順に形成してもよいし、第1導電型半導体
基板上に、半導体をエピタキシャル成長させながら不純
物をドーピングすることにより第2導電型ウェル、第1
導電型ウェルをこの順に形成してもよいし、プラズマド
ーピング、気相拡散又は固相拡散により、適当な条件等
を選択することにより第2導電型ウェル、第1導電型ウ
ェルをこの順に形成してもよい。なかでも、イオン注入
が好ましい。
According to the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, first, in the step (a), a second conductive type well and a position above the second conductive type well are formed on a semiconductor substrate of a first conductive type. And a first conductivity type well to be formed. Any of these wells may be formed first. The method of forming the well may be to form the first and second conductivity type wells by selecting implantation energy in consideration of the range of N-type or P-type impurities by ion implantation, for example, or a semiconductor substrate. Doping an N-type impurity such as phosphorus or arsenic or a P-type impurity such as boron during the crystal growth of the second conductivity type well and the first conductivity type well in the first conductivity type semiconductor substrate. Alternatively, the second conductivity type well and the first conductivity type well may be doped on the semiconductor substrate of the first conductivity type by doping impurities while epitaxially growing the semiconductor.
The conductivity type well may be formed in this order, or the second conductivity type well and the first conductivity type well may be formed in this order by selecting appropriate conditions and the like by plasma doping, vapor phase diffusion or solid phase diffusion. You may. Above all, ion implantation is preferable.

【0020】工程(b)において、第1導電型ウェル上
にトンネル絶縁膜及びY軸方向に延びる下部フローティ
ングゲートを形成する。トンネル絶縁膜は、例えば、熱
酸化法、スパッタ法、蒸着法、CVD法等で形成するこ
とができる。また、フローティングゲートは、上述した
導電性材料を、スパッタ法、蒸着法、CVD法等で、半
導体基板上のほぼ全面に形成し、フォトリソグラフィ及
びエッチング工程により所定の形状にパターニングする
ことにより形成することができる。この場合のフローテ
ィングゲートの形状は、特に限定されるものではない
が、最終的に半導体記憶装置のフローティングゲートと
して機能し得る形状に至るまでの予備的な形状、つま
り、X軸方向においては最終的なフローティングゲート
の形状に一致するが、Y軸方向においては延長してお
り、後工程における不純物拡散層を形成する場合のマス
クとなり得るストライプ形状であることが好ましい。
In step (b), a tunnel insulating film and a lower floating gate extending in the Y-axis direction are formed on the first conductivity type well. The tunnel insulating film can be formed by, for example, a thermal oxidation method, a sputtering method, an evaporation method, a CVD method, or the like. The floating gate is formed by forming the above-described conductive material over almost the entire surface of the semiconductor substrate by a sputtering method, an evaporation method, a CVD method, or the like, and patterning the conductive material into a predetermined shape by a photolithography and etching process. be able to. The shape of the floating gate in this case is not particularly limited, but is a preliminary shape until it finally becomes a shape that can function as a floating gate of a semiconductor memory device, that is, a final shape in the X-axis direction. However, it is preferable that the gate electrode has a stripe shape which extends in the Y-axis direction and can serve as a mask when forming an impurity diffusion layer in a later step.

【0021】工程(c)において、下部フローティング
ゲートをマスクとして用いて不純物拡散層を形成する。
不純物拡散層は、イオン注入により、上述した範囲の不
純物濃度となるように適当な注入量で不純物を注入して
形成することが好ましい。なお、この際、通常半導体記
憶装置のソース/ドレイン領域として機能し得るような
不純物拡散層が形成されるような適当な注入エネルギー
を選択してイオン注入することが好ましい。
In step (c), an impurity diffusion layer is formed using the lower floating gate as a mask.
It is preferable that the impurity diffusion layer is formed by implanting an impurity by ion implantation at an appropriate dose so that the impurity concentration is in the above-described range. At this time, it is preferable to perform ion implantation by selecting an appropriate implantation energy that usually forms an impurity diffusion layer that can function as a source / drain region of the semiconductor memory device.

【0022】なお、フローティングゲートが2層以上の
構造で形成される場合には、下部フローティングゲート
をマスクとして用いて不純物拡散層を形成した後に、こ
の工程において、上部フローティングゲートを形成す
る。上部フローティングゲートは、実質的に工程(b)
における下部フローティングゲートの形成と同様に行う
ことができるが、下部フローティングゲートを完全に被
覆するとともに、X軸方向において下部フローティング
ゲートよりも幅広の開口を有するマスクを用いて形成す
ることが好ましい。
In the case where the floating gate is formed with two or more layers, the upper floating gate is formed in this step after forming the impurity diffusion layer using the lower floating gate as a mask. Forming the upper floating gate substantially in step (b)
The lower floating gate can be formed in the same manner as described above, but it is preferable that the lower floating gate be completely covered and a mask having an opening wider in the X-axis direction than the lower floating gate is used.

【0023】工程(d)において、不純物拡散層をX軸
方向に2分割するとともに、不純物拡散層を貫通して第
2導電型ウェルに至るトレンチを形成する。トレンチ
は、不純物拡散層をX軸方向に2分割することができる
位置に開口を有するマスクを形成し、このマスクを用い
て、ドライエッチング法又はウェットエッチング法等に
より形成することができる。不純物拡散層の分割は、分
割後の不純物拡散層が、それぞれ、半導体装置のソース
/ドレイン領域、ビット線及び/又は共通ソース等とし
て機能することができるように行うことが必要である。
In the step (d), the impurity diffusion layer is divided into two in the X-axis direction, and a trench penetrating through the impurity diffusion layer and reaching the second conductivity type well is formed. The trench can be formed by forming a mask having an opening at a position where the impurity diffusion layer can be divided into two in the X-axis direction, and using this mask by a dry etching method, a wet etching method, or the like. It is necessary to divide the impurity diffusion layers so that the divided impurity diffusion layers can function as a source / drain region, a bit line, and / or a common source of the semiconductor device, respectively.

【0024】なお、不純物を2分割するためのマスク
は、工程(c)において、下部フローティングゲートよ
りも幅広の上部フローティングゲートを形成した場合に
は、上部フローティングゲートのパターニングの際に用
いたものをそのまま利用することができる。また、上部
フローティングゲートをマスクとして用いてもよい。こ
れにより、上部フローティングゲートに対して自己整合
的にトレンチを形成することができるとともに、トレン
チ形成用のマスク工程を省略することができる。
If an upper floating gate wider than the lower floating gate is formed in the step (c) in step (c), the mask used for patterning the upper floating gate is used as a mask for dividing the impurity into two. It can be used as it is. Further, the upper floating gate may be used as a mask. Thus, a trench can be formed in a self-aligned manner with respect to the upper floating gate, and a mask step for forming the trench can be omitted.

【0025】この工程で形成するトレンチは、不純物拡
散層を貫通し、さらに第1導電型ウェルを完全に貫通
し、第2導電型ウェルに至る深さで形成することが好ま
しい。これにより、後工程でトレンチ内に絶縁膜を埋め
込むのみで第1導電型ウェルを、その下に配置する第2
導電型ウェルとトレンチ内の絶縁膜(トレンチ素子分離
膜)とにより分離することができる。
The trench formed in this step is preferably formed to a depth penetrating the impurity diffusion layer, completely penetrating the first conductivity type well, and reaching the second conductivity type well. Accordingly, the second well in which the first conductivity type well is disposed therebelow only by embedding the insulating film in the trench in a later step.
It can be separated by the conductivity type well and the insulating film (trench element isolation film) in the trench.

【0026】なお、この工程において、トレンチを、不
純物拡散層を貫通するが第2導電型ウェルに至らない深
さで形成する場合には、続いて、トレンチ底部に第2導
電型不純物をイオン注入して第2導電型ウェルを突出さ
せる。これにより、最終的に第2導電型ウェルに至るト
レンチを形成することができる。ここでの第2導電型不
純物のイオン注入は、形成されたトレンチの深さ、第1
導電型ウェルの深さ等を考慮して、第2導電型ウェルと
接続する第2導電型不純物拡散層を形成することができ
る条件を適宜選択することが必要である。
In this step, when the trench is formed at a depth penetrating the impurity diffusion layer but not reaching the second conductivity type well, subsequently, the second conductivity type impurity is ion-implanted into the trench bottom. Then, the second conductivity type well is projected. As a result, a trench that finally reaches the second conductivity type well can be formed. Here, the ion implantation of the second conductivity type impurity is performed by the depth of the formed trench and the first impurity.
It is necessary to appropriately select the conditions under which the second conductivity type impurity diffusion layer connected to the second conductivity type well can be formed in consideration of the depth of the conductivity type well and the like.

【0027】工程(e)において、トレンチ内に絶縁膜
を埋め込む。絶縁膜は、上述したものの中から適宜選択
し、スパッタ法、蒸着法、CVD法等で、トレンチを含
む半導体基板上のほぼ全面に形成し、例えば、ふっ酸、
熱リン酸、硝酸、硫酸等を用いたウェットエッチング、
RIE法等のドライエッチング、CMP(化学的機械的
研磨)法等種々の方法によりエッチバックすることによ
り埋め込むことができる。なかでも、CMP法によるエ
ッチバックを用いることが好ましい。
In the step (e), an insulating film is buried in the trench. The insulating film is appropriately selected from those described above, and is formed on almost the entire surface of the semiconductor substrate including the trench by a sputtering method, an evaporation method, a CVD method, or the like.
Wet etching using hot phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, etc.
It can be embedded by etching back by various methods such as dry etching such as RIE and CMP (chemical mechanical polishing). Especially, it is preferable to use the etch back by the CMP method.

【0028】上記工程の後、通常、例えば、フローティ
ングゲート上に絶縁膜及びコントロールゲートとなる導
電膜を形成する。絶縁膜及び導電膜の形成は上述した材
料、方法により形成することができる。その後、導電膜
上に、X軸方向に延びる開口を有するレジストパターン
を形成し、このレジストパターンをマスクとして用い
て、コントロールゲート、絶縁膜及びフローティングゲ
ートを連続的にエッチングする。これにより、フローテ
ィングゲートをコントロールゲートに対して自己整合的
にパターニングすることができる。
After the above steps, an insulating film and a conductive film serving as a control gate are usually formed on the floating gate, for example. The insulating film and the conductive film can be formed by the above materials and methods. Thereafter, a resist pattern having an opening extending in the X-axis direction is formed on the conductive film, and the control gate, the insulating film, and the floating gate are continuously etched using the resist pattern as a mask. Thus, the floating gate can be patterned in a self-aligned manner with respect to the control gate.

【0029】なお、本発明の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法においては、所望の工程前、中、後に、イオン
注入、熱処理、絶縁膜の形成、コンタクトホールの形成
及び/又は配線層の形成等を行うことによって、不揮発
性半導体記憶装置を完成することができる。以下に、本
発明の半導体記憶装置の製造方法の実施の形態を図1及
び図2に基づいて説明する。
In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, ion implantation, heat treatment, formation of an insulating film, formation of a contact hole, and / or formation of a wiring layer are performed before, during, and after a desired step. By performing the above, a nonvolatile semiconductor memory device can be completed. An embodiment of a method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0030】図1は、Nチャネルフローティングゲート
型のEEPROMのセルアレイの一部を示す概略平面図
であり、図2(a)〜(d)は、図1のA−A′線断面
図、図2(a′)〜(d′)は、図1のB−B′線断面
図である。まず、図2(a)及び(a′)に示したよう
に、P型のシリコン基板1に、リンを2.5〜3MeV
の注入エネルギー、1〜5×1012cm-2のドーズでイ
オン注入し、さらに、ボロンを100KeV、250K
eV、500KeVと注入エネルギーを変え、1〜5×
1012cm-2のドーズでイオン注入し、熱処理を行い、
深さ3μm程度の位置にNウェル2を、深さ1.5〜2
μm程度の位置にPウェル3を形成する。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a part of a cell array of an N-channel floating gate type EEPROM, and FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views taken along the line AA 'of FIG. 2 (a ') to (d') are cross-sectional views taken along line BB 'of FIG. First, as shown in FIGS. 2A and 2A, phosphorus is added to a P-type silicon substrate 1 by 2.5 to 3 MeV.
Ion implantation at a dose of 1-5 × 10 12 cm -2 , and further, boron is implanted at 100 KeV and 250 K.
Change the implantation energy to eV, 500 KeV, 1-5 ×
Ion implantation at a dose of 10 12 cm -2 , heat treatment,
An N well 2 is placed at a depth of about 3 μm and a depth of 1.5 to 2
A P well 3 is formed at a position of about μm.

【0031】次に、シリコン基板1上に、トンネル絶縁
膜4として膜厚8〜10nm程度のシリコン酸化膜を熱
酸化法により形成し、続いて、CVD法により膜厚50
〜100nm程度のポリシリコン膜及び膜厚150〜2
50nm程度のシリコン窒化膜6を順次形成する。これ
らポリシリコン膜及びシリコン窒化膜を、フォトリソグ
ラフィ及びドライエッチ技術を用いてパターニングし
て、下部フローティングゲートパターン5を形成する。
続いて、シリコン窒化膜6をマスクとして用いて、シリ
コン基板1に砒素をイオン注入し、下部フローティング
ゲートパターン5間に、N+拡散層7を形成する。
Next, a silicon oxide film having a thickness of about 8 to 10 nm is formed as a tunnel insulating film 4 on the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method.
Polysilicon film of about 100 nm and thickness of 150 to 2
A silicon nitride film 6 of about 50 nm is sequentially formed. The polysilicon film and the silicon nitride film are patterned using photolithography and dry etching techniques to form a lower floating gate pattern 5.
Subsequently, arsenic is ion-implanted into the silicon substrate 1 using the silicon nitride film 6 as a mask, and an N + diffusion layer 7 is formed between the lower floating gate patterns 5.

【0032】その後、図2(b)及び(b′)に示した
ように、シリコン窒化膜6をマスクとして熱酸化を行
い、続いてCVD法によりシリコン酸化膜8を堆積す
る。このシリコン酸化膜8をエッチバックして下部フロ
ーティングゲートパターン5間にシリコン酸化膜8を埋
め込むとともに、下部フローティングゲートパターン5
上のシリコン窒化膜6を除去し、下部フローティングゲ
ートパターン5とシリコン酸化膜8との表面を平坦化す
る。その上に、膜厚50〜100nm程度のポリシリコ
ン膜を形成し、リンをイオン注入する。このポリシリコ
ン膜の上に膜厚100〜150nm程度のシリコン窒化
膜10をCVD法により形成する。これらのシリコン窒
化膜10及びポリシリコン膜を所定の形状にパターニン
グして、上部フローティングゲートパターン9を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIGS. 2B and 2B, thermal oxidation is performed using the silicon nitride film 6 as a mask, and then a silicon oxide film 8 is deposited by a CVD method. The silicon oxide film 8 is etched back to bury the silicon oxide film 8 between the lower floating gate patterns 5, and
The upper silicon nitride film 6 is removed, and the surfaces of the lower floating gate pattern 5 and the silicon oxide film 8 are flattened. A polysilicon film having a thickness of about 50 to 100 nm is formed thereon, and phosphorus is ion-implanted. A silicon nitride film 10 having a thickness of about 100 to 150 nm is formed on the polysilicon film by a CVD method. The silicon nitride film 10 and the polysilicon film are patterned into a predetermined shape to form an upper floating gate pattern 9.

【0033】次に、図2(c)及び(c′)に示したよ
うに、シリコン窒化膜10をハードマスクとして用い
て、下部フローティングゲートパターン5間のシリコン
酸化膜8、続いてN+拡散層7及びPウェル3を反応性
イオンエッチングによりエッチングしてトレンチを形成
する。続いて、トレンチ底部にリンを50〜150Ke
Vの注入エネルギーでイオン注入し、Nウェル2に接続
するN-拡散層11を形成し、Pウェルの電気的な分離
を完全に行う。続いて、トレンチを含むシリコン基板1
上にCVD法により、膜厚500nm程度でシリコン酸
化膜を堆積し、エッチバックすることにより、トレンチ
内をシリコン酸化膜12で埋め込む。
Next, as shown in FIGS. 2C and 2C, using the silicon nitride film 10 as a hard mask, the silicon oxide film 8 between the lower floating gate patterns 5, and then the N + diffusion The layer 7 and the P well 3 are etched by reactive ion etching to form a trench. Subsequently, phosphorus is applied to the bottom of the trench by 50 to 150 Ke.
Ion implantation is performed at an implantation energy of V to form an N - diffusion layer 11 connected to the N well 2, and the P well is completely electrically separated. Subsequently, the silicon substrate 1 including the trench
A silicon oxide film having a thickness of about 500 nm is deposited thereon by the CVD method, and the trench is filled with the silicon oxide film 12 by etching back.

【0034】次に、上部フローティングゲートパターン
9上のシリコン窒化膜10を除去し、上部フローティン
グゲートパターン9を含むシリコン基板1上全面に、熱
酸化法による膜厚7nm程度のシリコン酸化膜、減圧C
VD法による膜厚9nm程度のシリコン窒化膜、減圧C
VD法による膜厚4nm程度のシリコン酸化膜を順次堆
積することによりONO膜13を形成する。このONO
膜13上に減圧CVD法により膜厚150nm程度のポ
リシリコン膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチ
ング技術により、先の上下部フローティングゲートパタ
ーン9、5に直交する方向に所定のレジストパターンを
形成し、このレジストパターンをマスクとして用いて、
反応性イオンエッチングによりポリシリコン膜、ONO
膜13、上下部フローティングゲートパターン9、5を
順次パターニングすることにより、図2(d)及び
(d′)に示したように、コントロールゲート14、O
NO膜13、上下部フローティングゲート9a、5aを
形成する。
Next, the silicon nitride film 10 on the upper floating gate pattern 9 is removed, and a silicon oxide film having a thickness of about 7 nm is formed on the entire surface of the silicon substrate 1 including the upper floating gate pattern 9 by thermal oxidation.
Silicon nitride film of about 9 nm thickness by VD method, reduced pressure C
An ONO film 13 is formed by sequentially depositing a silicon oxide film having a thickness of about 4 nm by a VD method. This ONO
A polysilicon film having a thickness of about 150 nm is formed on the film 13 by a low pressure CVD method, and a predetermined resist pattern is formed in a direction orthogonal to the upper and lower floating gate patterns 9 and 5 by photolithography and etching techniques. Using this resist pattern as a mask,
Polysilicon film, ONO by reactive ion etching
By patterning the film 13 and the upper and lower floating gate patterns 9 and 5 sequentially, as shown in FIGS.
The NO film 13 and the upper and lower floating gates 9a and 5a are formed.

【0035】これにより、先にシリコン基板1中に形成
されたN+拡散層7によりビットライン拡散層7a及び
ソース拡散層7b間に囲まれた領域に、メモリ素子が形
成され、ビット線の長さ方向の複数セルごとにPウェル
3を分離することができる。その後、公知の技術によ
り、半導体基板の全面に絶縁膜(図示せず)を形成し、
接続孔を開口し、金属配線を形成する。
As a result, a memory element is formed in a region surrounded by the N + diffusion layer 7 previously formed in the silicon substrate 1 and between the bit line diffusion layer 7a and the source diffusion layer 7b. The P well 3 can be separated for each of a plurality of cells in the vertical direction. Thereafter, an insulating film (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor substrate by a known technique,
A connection hole is opened and a metal wiring is formed.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明の不揮発性半導体装置の製造方法
によれば、フローティングゲート間に不純物拡散層を形
成した後、その不純物拡散層を2分割するようにトレン
チを形成するため、トレンチを形成するためのみのマー
ジンを別個設ける必要がなくなり、セルアレイの占有面
積をより小さくすることができるとともに、高価なSO
I構造基板を用いることなく、ウェルとトレンチ素子分
離膜とを形成することのみで、複数のメモリセル毎にウ
ェルを分離することができ、製造コストの低下を実現す
ることが可能となる。特に、フローティングゲートを形
成した場合のマスクをそのまま使用してトレンチを形成
する場合には、製造工程の簡略化することができ、より
製造コストの低下を実現することができるとともに、フ
ローティングゲートに対して自己整合的にトレンチを形
成することができるため、よりセルアレイの占有面積の
減少を実現することができる。
According to the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor device of the present invention, after forming an impurity diffusion layer between floating gates, a trench is formed so as to divide the impurity diffusion layer into two. It is not necessary to provide a separate margin only for performing the operation, and the area occupied by the cell array can be reduced.
Only by forming a well and a trench element isolation film without using an I-structure substrate, a well can be separated for each of a plurality of memory cells, and a reduction in manufacturing cost can be realized. In particular, when the trench is formed by using the mask in the case of forming the floating gate as it is, the manufacturing process can be simplified, the manufacturing cost can be further reduced, and the floating gate can be formed. As a result, the trench can be formed in a self-aligned manner, so that the occupied area of the cell array can be further reduced.

【0037】また、トレンチを形成した後、第2導電型
不純物をトレンチ底部に導入することにより、トレンチ
と第2導電型ウェルとの接続を確実にすることができる
ため、トレンチ深さの厳密な制御を行うことなく、第1
導電型ウェルの分離を行うことができる。
After the trench is formed, the second conductivity type impurity is introduced into the bottom of the trench to ensure the connection between the trench and the second conductivity type well. The first without control
Separation of the conductivity type well can be performed.

【0038】さらに本発明の不揮発性半導体記憶装置に
よれば、底面を深い第2導電型ウェルに覆われた第1導
電型ウェルの側面が、第2導電型ウェルに至るトレンチ
素子分離膜により完全に覆われているため、複数のメモ
リセルごとに第1導電型ウェルが分離されているため、
従来問題となっていたディスターブの影響を抑制するこ
とができ、信頼性の高い装置を提供することが可能とな
る。しかも、トレンチ素子分離膜は、隣接するメモリセ
ルの不純物拡散層間に位置するため、セルアレイの占有
面積を増大させることがない。
Further, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the side surface of the first conductivity type well whose bottom is covered by the second conductivity type well is completely formed by the trench isolation film reaching the second conductivity type well. Since the first conductivity type well is separated for each of the plurality of memory cells,
It is possible to suppress the influence of disturb, which has conventionally been a problem, and to provide a highly reliable device. Moreover, since the trench isolation film is located between the impurity diffusion layers of the adjacent memory cells, the area occupied by the cell array does not increase.

【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要部の
概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a main part showing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は不揮発性半導体記憶装置の製
造方法を説明するための図1のA−A′線での概略断面
工程図、(a′)〜(d′)は図1のB−B′線での概
略断面工程図である。
2 (a) to 2 (d) are schematic cross-sectional process diagrams taken along the line AA 'of FIG. 1 for describing a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and FIGS. FIG. 2 is a schematic cross-sectional process drawing along a line BB ′ in FIG. 1.

【図3】従来の不揮発性半導体記憶装置を示す要部の概
略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view of a main part showing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図4】(a)〜(d)は不揮発性半導体記憶装置の製
造方法を説明するための図3のA−A′線での概略断面
工程図、(a′)〜(d′)は図3のB−B′線での概
略断面工程図である。
FIGS. 4A to 4D are schematic cross-sectional process views taken along the line AA 'of FIG. 3 for explaining the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device; FIGS. FIG. 4 is a schematic sectional process view taken along the line BB ′ of FIG. 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板(第1導電型半導体基板) 2 Nウェル(第2導電型ウェル) 3 Pウェル(第1導電型ウェル) 4 トンネル絶縁膜 5 下部フローティングゲートパターン 5a 下部フローティングゲート 6 シリコン窒化膜 7 N+拡散層(不純物拡散層) 8 シリコン酸化膜 9 上部フローティングゲートパターン 9a 上部フローティングゲート 10 シリコン窒化膜 11 N-拡散層(第2導電型ウェルの突出部) 12 シリコン酸化膜(トレンチ素子分離膜) 13 ONO膜(絶縁膜) 14 コントロールゲートReference Signs List 1 P-type silicon substrate (first conductivity type semiconductor substrate) 2 N well (second conductivity type well) 3 P well (first conductivity type well) 4 Tunnel insulating film 5 Lower floating gate pattern 5 a Lower floating gate 6 Silicon nitride film 7 N + diffusion layer (impurity diffusion layer) 8 silicon oxide film 9 upper floating gate pattern 9 a upper floating gate 10 silicon nitride film 11 N diffusion layer (projection of second conductivity type well) 12 silicon oxide film (trench element isolation) Film) 13 ONO film (insulating film) 14 control gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 昌久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5F001 AA25 AA30 AA43 AA63 AB08 AD05 AD12 AD60 AD61 AD63 AD80 AG07 AG10 AG30 5F083 EP05 EP23 EP55 GA27 HA06 JA04 JA35 JA36 JA37 JA39 JA53 KA07 KA08 NA01 NA04 PR03 PR07 PR29 PR38 5F101 BA07 BA12 BA36 BB05 BD02 BD31 BD35 BD36 BD38 BD40 BH14 BH16 BH19  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Masahisa Wada 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka F-term (reference) 5F001 AA25 AA30 AA43 AA63 AB08 AD05 AD12 AD60 AD61 AD63 AD80 AG07 AG10 AG30 5F083 EP05 EP23 EP55 GA27 HA06 JA04 JA35 JA36 JA37 JA39 JA53 KA07 KA08 NA01 NA04 PR03 PR07 PR29 PR38 5F101 BA07 BA12 BA36 BB05 BD02 BD31 BD35 BD36 BD38 BD40 BH14 BH16 BH19

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)第1導電型の半導体基板に、第2
導電型ウェルと該第2導電型ウェル上に位置する第1導
電型ウェルとを形成する工程と、 (b)該第1導電型ウェル上にトンネル絶縁膜及びY軸
方向に延びる下部フローティングゲートを形成する工程
と、 (c)該下部フローティングゲートをマスクとして用い
て不純物拡散層を形成し、その後上部フローティングゲ
ートを形成する工程と、 (d)該上部フローティングゲートをマスクとして用い
て、不純物拡散層をX軸方向に2分割するとともに、該
不純物拡散層を貫通して第2導電型ウェルに至るトレン
チを自己整合的に形成する工程と、 (e)該トレンチ内に絶縁膜を埋め込む工程とを含むこ
とを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
(A) a second conductive type semiconductor substrate is provided with a second conductive type semiconductor substrate;
Forming a conductive type well and a first conductive type well located on the second conductive type well; and (b) forming a tunnel insulating film and a lower floating gate extending in the Y-axis direction on the first conductive type well. (C) forming an impurity diffusion layer using the lower floating gate as a mask, and thereafter forming an upper floating gate; and (d) forming an impurity diffusion layer using the upper floating gate as a mask. Forming a trench through the impurity diffusion layer and reaching the second conductivity type well in a self-aligning manner, and (e) embedding an insulating film in the trench. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
【請求項2】 工程(d)において、不純物拡散層を貫
通するが第2導電型ウェルに至らないトレンチを形成し
た後、該トレンチ底部に第2導電型不純物をイオン注入
して第2導電型ウェルの突出部を形成することにより、
第2導電型ウェルに至るトレンチを形成する請求項1に
記載の方法。
2. In the step (d), after forming a trench penetrating the impurity diffusion layer but not reaching the second conductivity type well, ion implantation of a second conductivity type impurity is performed at the bottom of the trench to form a second conductivity type impurity. By forming well projections,
The method of claim 1, wherein a trench is formed to reach the second conductivity type well.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法により形成
されてなる不揮発性半導体記憶装置。
3. A non-volatile semiconductor memory device formed by the method according to claim 1.
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