JP2002057228A - Semiconductor memory integrated circuit and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor memory integrated circuit and its manufacturing method

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JP2002057228A
JP2002057228A JP2000242346A JP2000242346A JP2002057228A JP 2002057228 A JP2002057228 A JP 2002057228A JP 2000242346 A JP2000242346 A JP 2000242346A JP 2000242346 A JP2000242346 A JP 2000242346A JP 2002057228 A JP2002057228 A JP 2002057228A
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Japan
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gate
insulating film
floating gate
film
floating
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JP2000242346A
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Japanese (ja)
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Yoshihisa Iwata
佳久 岩田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor memory integrated circuit for preventing characteristics changes due to capacitance coupling between floating gates, and to provide a method for manufacturing the same. SOLUTION: Non-volatile memory transistors, each having the floating gate 5a formed on a silicon substrate 1 via a gate insulating film 4 and a control gate 7a formed on the gate 5a via an inter-gate insulating film 6, are formed integrally. A silicon oxide film 20 is formed in a state isolated from the gate 5a, in between the adjacent memory transistors in the channel longitudinal direction, and the gate 5a is filled in a self-aligned manner between the films 20. Thus, the gate 7a is extended, from the upper surface of the gate 5a to the side face, and the capacity coupling between the adjacent gates 5a is shielded.

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、浮遊ゲートと制
御ゲートの積層構造を有する不揮発性メモリトランジス
タを用いた半導体メモリ集積回路及びその製造方法に関
する。
The present invention relates to a semiconductor memory integrated circuit using a nonvolatile memory transistor having a stacked structure of a floating gate and a control gate, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】単位セル面積が小さく、大容量化に適し
た、電気的書き換え可能な不揮発性半導体メモリ(EE
PROM)として、NAND型セルを用いたものがあ
る。図24はそのメモリセルアレイの等価回路を示し、
図25はメモリセルアレイのビット線方向の断面構造を
示している。
2. Description of the Related Art An electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory (EE) which has a small unit cell area and is suitable for large capacity.
Some PROMs use NAND cells. FIG. 24 shows an equivalent circuit of the memory cell array.
FIG. 25 shows a sectional structure of the memory cell array in the bit line direction.

【0003】不揮発性メモリトランジスタ(メモリセ
ル)MTは、隣接するもの同士でソース、ドレインを共
有するように複数個(例えば16個)直列接続され、そ
の一端が選択トランジスタST0を介してビット線BL
に、他端が選択トランジスタST1を介して共通ソース
線SSに接続される。メモリトランジスタMTは、浮遊
ゲートFGと制御ゲートCGの積層構造を有し、制御ゲ
ートCGは一方向に連続的にパターニングされてワード
線WLとなる。選択トランジスタST0,ST1もメモ
リトランジスタMTと同様のゲート構造となるが、浮遊
ゲートの分離は行われず、二層多結晶シリコン膜により
ワード線WLと平行に走る選択ゲート線SL0,SL1
が形成される。
A plurality (for example, 16) of non-volatile memory transistors (memory cells) MT are connected in series so that adjacent sources share a source and a drain, and one end thereof is connected to a bit line BL via a selection transistor ST0.
The other end is connected to the common source line SS via the selection transistor ST1. The memory transistor MT has a stacked structure of a floating gate FG and a control gate CG, and the control gate CG is continuously patterned in one direction to become a word line WL. The select transistors ST0 and ST1 have the same gate structure as the memory transistor MT, but the floating gate is not separated, and the select gate lines SL0 and SL1 run in parallel with the word lines WL by the double-layer polycrystalline silicon film.
Is formed.

【0004】NAND型セルのチャネル長方向につい
て、制御ゲートCGと浮遊ゲートFGとはセルフアライ
ン的にエッチング加工される。このとき制御ゲートCG
のピッチ(即ちワード線WLのピッチ)が最小加工寸法
になる。このため、微細化が進むにつれて、隣接するメ
モリトランジスタの浮遊ゲート間の容量結合が無視でき
ない程度に大きくなってきている。
In the channel length direction of the NAND type cell, the control gate CG and the floating gate FG are etched in a self-aligned manner. At this time, the control gate CG
(That is, the pitch of the word lines WL) becomes the minimum processing dimension. For this reason, as miniaturization progresses, capacitive coupling between floating gates of adjacent memory transistors has become so large that it cannot be ignored.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した浮遊ゲート間
の容量結合は、メモリ特性に悪影響を与える。例えば注
目するメモリトランジスタとこれに隣接するメモリトラ
ンジスタを考える。隣接するメモリトランジスタが消去
状態(浮遊ゲートの電子が放出されて状態)から書き込
み状態(浮遊ゲートに電子が注入された状態)になり、
その浮遊ゲートの電位が低下すると、容量結合により注
目するメモリトランジスタの浮遊ゲートの電位が低下
し、しきい値が上昇することになる。即ち、書き込み後
のベリファイ動作によりメモリトランジスタのしきい値
分布をある範囲に押さえ込もうとしても、隣接するメモ
リトランジスタの書き込みによって、しきい値が変動す
ることになる。
The above-described capacitive coupling between floating gates adversely affects memory characteristics. For example, consider a memory transistor of interest and a memory transistor adjacent thereto. The adjacent memory transistor changes from an erased state (a state in which electrons in the floating gate are released) to a write state (a state in which electrons are injected into the floating gate),
When the potential of the floating gate decreases, the potential of the floating gate of the memory transistor of interest decreases due to capacitive coupling, and the threshold value increases. That is, even if the distribution of the threshold value of the memory transistor is suppressed to a certain range by the verify operation after the writing, the threshold value fluctuates due to the writing of the adjacent memory transistor.

【0006】このしきい値変動の様子を二値メモリの場
合について示せば、図26のようになる。二値データ
“0”,“1”のしきい値分布が、実線で示す所望の状
態から、破線で示すようにずれが生じる。これは、読み
出し性能の劣化をもたらす。具体的に、選択ワード線を
0Vとして読み出しを行うときに、本来導通する“0”
データのメモリトランジスタが導通しない事態が生じた
り、或いはNANDセル内の非選択ワード線にパス電圧
を与えて導通させるときに十分な導通が得られない、と
いった事態が生じる。
FIG. 26 shows the manner in which the threshold value changes in the case of a binary memory. The threshold distributions of the binary data "0" and "1" deviate from the desired state shown by the solid line as shown by the broken line. This leads to deterioration of read performance. Specifically, when reading is performed with the selected word line set to 0 V, “0” that is originally conductive is performed.
A situation occurs in which the data memory transistor does not conduct, or a situation occurs in which sufficient conduction cannot be obtained when a pass voltage is applied to a non-selected word line in the NAND cell to make it conductive.

【0007】図27は、多値メモリ(記憶データが
“0”,“1”,“2”,“3”の4値)の場合を示し
ている。多値メモリの場合は各メモリトランジスタのし
きい値範囲を二値の場合より狭い範囲に追い込む必要が
ある。従って、容量結合によるしきい値変動の影響は二
値の場合より大きい。
FIG. 27 shows a case of a multi-valued memory (storage data has four values of "0", "1", "2", "3"). In the case of a multilevel memory, it is necessary to narrow the threshold range of each memory transistor to a narrower range than in the case of a binary memory. Therefore, the influence of the threshold variation due to capacitive coupling is greater than in the case of binary.

【0008】具体的な数値例を挙げる。なお書き込み状
態ではチャネルが蓄積状態、仕様居城対ではチャネルが
反転状態となっていて、浮遊ゲートとチャネル部との容
量はゲート絶縁膜キャパシタで構成されるものと簡単化
する。実際にはチャネルが空乏化したとき、浮遊ゲート
とチャネル部の間の容量は、ゲート絶縁膜と空乏層の直
列容量となるから、上の想定は浮遊ゲートとチャネル部
の間の容量が大きい場合、従ってここで問題としている
効果が弱くなる場合を想定していることになる。
Specific numerical examples will be given. Note that the channel is in the accumulation state in the writing state and the channel is in the inversion state in the pair of specification castles, and the capacitance between the floating gate and the channel portion is simplified to that of a gate insulating film capacitor. Actually, when the channel is depleted, the capacitance between the floating gate and the channel is the series capacitance of the gate insulating film and the depletion layer. Therefore, the above assumption assumes that the capacitance between the floating gate and the channel is large. Therefore, it is assumed that the effect in question here is weakened.

【0009】上記想定の下で、0.2μmルールでメモ
リセルを形成したとすると、浮遊ゲートとチャネル部と
の容量は、0.14fFである。浮遊ゲートと制御ゲー
ト間の容量も同程度である。浮遊ゲートのワード線方向
の幅は、制御ゲートと浮遊ゲート間の容量結合を大きく
確保するために、最小デザインルールの1.5倍程度と
するのが一般的であり、約0.3μmとなる。浮遊ゲー
トを構成する多結晶シリコン膜厚を0.1μmとする
と、チャネル長方向に隣接する浮遊ゲート間の容量は、
約0.0052fFとなる。
Under the above assumption, if a memory cell is formed according to the 0.2 μm rule, the capacitance between the floating gate and the channel is 0.14 fF. The capacitance between the floating gate and the control gate is also about the same. In general, the width of the floating gate in the word line direction is about 1.5 times the minimum design rule in order to secure a large capacitive coupling between the control gate and the floating gate, and is about 0.3 μm. . Assuming that the thickness of the polycrystalline silicon constituting the floating gate is 0.1 μm, the capacitance between the floating gates adjacent in the channel length direction is
It becomes about 0.0052 fF.

【0010】消去状態のメモリトランジスタのしきい値
が−3Vで、書き込み後にしきい値が2Vになるとする
と、このメモリトランジスタに隣接するメモリトランジ
スタでの容量結合によるしきい値変化は、 {(│−3│+2)×0.14/(0.14+0.1
4)}×0.0052/(0.14+0.14)=0.
046[V] となる。
Assuming that the threshold value of a memory transistor in an erased state is -3 V and the threshold value becomes 2 V after writing, a change in threshold value due to capacitive coupling in a memory transistor adjacent to this memory transistor is expressed as follows: -3│ + 2) × 0.14 / (0.14 + 0.1)
4) Δ × 0.0052 / (0.14 + 0.14) = 0.
046 [V].

【0011】デザインルールが0.1μmになると、浮
遊ゲートとチャネル部との容量、浮遊ゲートと制御ゲー
トとの容量、チャネル長方向の浮遊ゲート間の容量はそ
れぞれ、0.035fF,0.035fF,0.052
fFとなる。このとき、上の例と同様の書き込みによる
しきい値変化があったときの隣接メモリトランジスタで
のしきい値変化は、 {(│−3│+2)×0.035/(0.035+0.
035)}×0.0052/(0.035+0.03
5)=0.19[V] となる。
When the design rule is 0.1 μm, the capacitance between the floating gate and the channel, the capacitance between the floating gate and the control gate, and the capacitance between the floating gates in the channel length direction are 0.035 fF, 0.035 fF, and 0.035 fF, respectively. 0.052
fF. At this time, when there is a threshold change due to writing similar to the above example, the threshold change in the adjacent memory transistor is {(│−3│ + 2) × 0.035 / (0.035 + 0.
035)} × 0.0052 / (0.035 + 0.03)
5) = 0.19 [V].

【0012】更にデザインルールが0.08μmになる
と、浮遊ゲートとチャネル部との容量、浮遊ゲートと制
御ゲートとの容量、チャネル長方向の浮遊ゲート間の容
量はそれぞれ、0.022fF,0.022fF,0.
052fFとなる。このとき、上の例と同様の書き込み
によるしきい値変化があったときの隣接メモリトランジ
スタでのしきい値変化は、 {(│−3│+2)×0.022/(0.022+0.
022)}×0.0052/(0.022+0.02
2)=0.30[V] となる。
Further, when the design rule becomes 0.08 μm, the capacitance between the floating gate and the channel, the capacitance between the floating gate and the control gate, and the capacitance between the floating gates in the channel length direction are 0.022 fF and 0.022 fF, respectively. , 0.
052 fF. At this time, when there is a threshold change due to writing similar to the above example, the threshold change in the adjacent memory transistor is 、 (│−3│ + 2) × 0.022 / (0.022 + 0.
022)} × 0.0052 / (0.022 + 0.02)
2) = 0.30 [V].

【0013】LSIの微細化においては、平面的なサイ
ズは縮小されていくものの、各種膜厚は、絶縁耐圧の確
保や低抵抗値の確保、エレクトロマイグレーション耐性
等のため一般には縮小されない。そのため、浮遊ゲート
間容量はデザインルールが縮小されても変わらないのに
対し、浮遊ゲートとチャネル部との容量、制御ゲートと
浮遊ゲートとの容量は、平面サイズの縮小に伴って2乗
で小さくなる。この結果、上に例示したように、浮遊ゲ
ート間の容量結合によるしきい値変動は、微細化に伴っ
て大きくなり、重大な影響を及ぼす。
In LSI miniaturization, although the planar size is reduced, various film thicknesses are not generally reduced due to securing of a withstand voltage, securing of a low resistance value, electromigration resistance and the like. Therefore, the capacitance between the floating gates does not change even if the design rule is reduced, whereas the capacitance between the floating gate and the channel portion, and the capacitance between the control gate and the floating gate are reduced by the square as the planar size is reduced. Become. As a result, as exemplified above, the variation in the threshold value due to the capacitive coupling between the floating gates increases with miniaturization and has a significant effect.

【0014】多値の場合の数値例を挙げる。例えば、4
値について、図27に示すようなしきい値分布を決める
ものとする。最高の書き込み状態、即ち図27のデータ
“3”状態のしきい値を4Vとし、消去状態か即ち図2
7のデータ“0”状態のしきい値を−3Vとする。デザ
インルールが0.2μmの場合、あるメモリトランジス
タについて、消去状態から最高書き込み状態にしたとき
に、隣接するメモリトランジスタでのしきい値変化は、 {(│−3│+4)×0.14/(0.14+0.1
4)}×0.0052/(0.14+0.14)=0.
064[V] となる。
A numerical example in the case of a multi-value will be described. For example, 4
For the values, a threshold distribution as shown in FIG. 27 is determined. The threshold value of the highest write state, that is, the data "3" state in FIG.
The threshold value of the data “0” state of No. 7 is -3V. When the design rule is 0.2 μm, for a certain memory transistor, when the state is changed from the erased state to the maximum written state, the threshold value change in the adjacent memory transistor is {(│−3│ + 4) × 0.14 / (0.14 + 0.1
4) Δ × 0.0052 / (0.14 + 0.14) = 0.
064 [V].

【0015】デザインルールが0.1μmの場合は、上
のしきい値変化は、 {(│−3│+4)×0.035/(0.035+0.
035)}×0.0052/(0.035+0.03
5)=0.27[V] となる。更にデザインルールが0.08μmの場合は、
上のしきい値変化は、 {(│−3│+4)×0.022/(0.022+0.
022)}×0.0052/(0.022+0.02
2)=0.42[V] となる。図27の各データの間のしきい値分布の間隙
(ガードバンド)を0.5Vとったとしても、浮遊ゲー
ト間の容量結合によりこのガードバンドを越えかねな
い。
When the design rule is 0.1 μm, the change in the upper threshold value is as follows: {(│−3│ + 4) × 0.035 / (0.035 + 0.
035)} × 0.0052 / (0.035 + 0.03)
5) = 0.27 [V]. Further, when the design rule is 0.08 μm,
The upper threshold change is: 、 (│−3│ + 4) × 0.022 / (0.022 + 0.
022)} × 0.0052 / (0.022 + 0.02)
2) = 0.42 [V]. Even if the gap (guard band) of the threshold distribution between the data shown in FIG. 27 is set to 0.5 V, the guard band may exceed the guard band due to the capacitive coupling between the floating gates.

【0016】NAND型のフラッシュEEPROMの場
合は、ブロック単位で一括的にデータ消去を行うので、
NANDセル内で隣接するメモリトランジスタのデータ
消去に伴う浮遊ゲート間容量結合は問題にならない。し
かし、1ワード線の範囲(1ページ)を単位としてデー
タ消去を行う方式の場合には、消去したメモリトランジ
スタに隣接するメモリトランジスタのしきい値変動が、
書き込みの場合と同様に問題になる。
In the case of a NAND flash EEPROM, data is erased collectively in block units.
Capacitance coupling between floating gates due to data erasure of an adjacent memory transistor in a NAND cell does not matter. However, in the case of a method in which data is erased in units of one word line range (one page), the threshold value fluctuation of the memory transistor adjacent to the erased memory transistor is changed.
It becomes a problem as in the case of writing.

【0017】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、浮遊ゲート間の容量結合による特性変動を防止
するようにした半導体メモリ集積回路とその製造方法を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a semiconductor memory integrated circuit capable of preventing a characteristic variation due to capacitive coupling between floating gates and a method of manufacturing the same.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体基板
と、この半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介して形
成された浮遊ゲートと、この浮遊ゲート上に第2のゲー
ト絶縁膜を介して形成された制御ゲートとを有する不揮
発性メモリトランジスタが集積形成された半導体メモリ
集積回路において、チャネル長方向に隣接するメモリト
ランジスタの浮遊ゲート間の容量結合が、浮遊ゲートの
上面から側面に延在させた制御ゲートによりシールドさ
れていることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor substrate, a floating gate formed on the semiconductor substrate via a first gate insulating film, and a second gate insulating film on the floating gate. In a semiconductor memory integrated circuit in which a non-volatile memory transistor having a control gate formed via a gate is integrated, capacitive coupling between floating gates of memory transistors adjacent in the channel length direction extends from the upper surface of the floating gate to the side surface. It is characterized by being shielded by a control gate provided.

【0019】この発明によると、メモリトランジスタの
チャネル長方向について、制御ゲートの一部を浮遊ゲー
トの側面に延在させることにより、隣接する浮遊ゲート
間の容量結合をシールドしており、微細化したときのメ
モリトランジスタの浮遊ゲート間容量結合に起因する特
性変動を防止することができる。
According to the present invention, in the channel length direction of the memory transistor, by extending a part of the control gate to the side surface of the floating gate, the capacitive coupling between the adjacent floating gates is shielded, and the memory transistor is miniaturized. Characteristic fluctuation due to capacitive coupling between floating gates of the memory transistor at the time can be prevented.

【0020】この発明に係る半導体メモリ集積回路の製
造方法は、半導体基板に第1のゲート絶縁膜を介して第
1の絶縁膜で覆われた状態で浮遊ゲートを形成する工程
と、前記浮遊ゲート及び第1の絶縁膜の積層構造の側壁
に選択的に第2の絶縁膜を形成する工程と、隣接する浮
遊ゲートの間に前記第1及び第2の絶縁膜と異なる材料
の第3の絶縁膜を埋め込む工程と、前記第1及び第2の
絶縁膜を剥離する工程と、前記浮遊ゲートの上面及び側
面に第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、電極材料膜
を堆積してエッチングすることにより、前記第3の絶縁
膜に自己整合された状態で前記浮遊ゲートの上面及び側
面に対向する制御ゲートを埋め込む工程とを有すること
を特徴としている。
In a method of manufacturing a semiconductor memory integrated circuit according to the present invention, a step of forming a floating gate on a semiconductor substrate while being covered with a first insulating film via a first gate insulating film; Forming a second insulating film selectively on the side wall of the stacked structure of the first and second insulating films; and forming a third insulating material different from the first and second insulating films between adjacent floating gates. A step of embedding a film, a step of peeling off the first and second insulating films, a step of forming a second gate insulating film on the upper surface and side surfaces of the floating gate, and depositing and etching an electrode material film And embedding a control gate facing the upper surface and the side surface of the floating gate in a state of being self-aligned with the third insulating film.

【0021】この発明に係る半導体メモリ集積回路の製
造方法はまた、半導体基板に複数のメモリトランジスタ
が形成されるストライプ状の素子形成領域を区画する素
子分離絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板にゲー
ト絶縁膜を介して第1の電極材料膜を堆積する工程と、
前記第1の電極材料膜に前記素子分離絶縁膜上でスリッ
トを加工する工程と、前記スリットに第1の絶縁膜を埋
め込む工程と、前記第1の電極材料膜を第2の絶縁膜に
よるマスクパターンを用いてエッチングして、前記素子
形成領域上に所定ピッチで並ぶ複数の浮遊ゲートを形成
する工程と、前記浮遊ゲート及び第2の絶縁膜の積層構
造の側壁に選択的に第3の絶縁膜を形成する工程と、前
記浮遊ゲートに自己整合的にソース、ドレイン拡散層を
形成する工程と、隣接する浮遊ゲートの間に前記第1乃
至第3の絶縁膜と異なる材料の第4の絶縁膜を埋め込む
工程と、前記第1乃至第3の絶縁膜を剥離する工程と、
前記浮遊ゲートの上面及び側面にゲート間絶縁膜を形成
する工程と、第2の電極材料膜を堆積してエッチングす
ることにより、前記第4の絶縁膜に自己整合された状態
で前記浮遊ゲートの上面及び側面に対向する制御ゲート
を埋め込む工程とを有することを特徴としている。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory integrated circuit of the present invention, a step of forming an element isolation insulating film for partitioning a stripe-shaped element formation region in which a plurality of memory transistors are formed on a semiconductor substrate; Depositing a first electrode material film via a gate insulating film on
Forming a slit on the element isolation insulating film in the first electrode material film, embedding a first insulating film in the slit, and masking the first electrode material film with a second insulating film Forming a plurality of floating gates arranged at a predetermined pitch on the element formation region by etching using a pattern; and selectively forming a third insulating film on a side wall of the stacked structure of the floating gate and the second insulating film. Forming a film, forming source and drain diffusion layers in a self-aligned manner on the floating gate, and forming a fourth insulating material different from the first to third insulating films between the adjacent floating gates. A step of embedding a film, a step of peeling off the first to third insulating films,
Forming an inter-gate insulating film on the upper surface and side surfaces of the floating gate, and depositing and etching a second electrode material film to form the floating gate in a self-aligned state with the fourth insulating film. Burying a control gate facing the upper surface and the side surface.

【0022】この発明の製造方法によると、ダマシーン
法を利用することにより、浮遊ゲート間の容量結合をシ
ールドするための制御ゲート構造をセルフアライン的に
形成することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, the control gate structure for shielding the capacitive coupling between the floating gates can be formed in a self-aligned manner by utilizing the damascene method.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を説明する。図1は、この発明をNAND
型EEPROMに適用した実施の形態のメモリセルアレ
イのレイアウトであり、図2A,図2B及び図2Cはそ
れぞれ、図1のA−A’,B−B’及びC−C’断面図
である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, and CC ′ of FIG. 1, respectively.

【0024】シリコン基板1は、例えば二重ウェル構造
を有し、メモリセルアレイ領域はp型ウェルとなってい
る。この基板1にSTI(Shallow Trenc
hIsolation)法により素子分離絶縁膜2が埋
め込まれ、ストライプ状の素子形成領域3が区画され
る。素子形成領域3には必要に応じてチャネルイオン注
入が行われる。このような基板1に、ゲート絶縁膜4を
介して第1層多結晶シリコン膜により浮遊ゲート5aが
形成され、浮遊ゲート5a上にゲート間絶縁膜6を介し
て第2層多結晶シリコン膜による制御ゲート線7aが形
成される。制御ゲート線7aに自己整合的にソース、ド
レイン拡散層8が形成されて不揮発性メモリトランジス
タが構成される。
The silicon substrate 1 has, for example, a double well structure, and the memory cell array region is a p-type well. This substrate 1 is provided with STI (Shallow Trench).
The element isolation insulating film 2 is buried by an (hIsolation) method, and a stripe-shaped element formation region 3 is partitioned. Channel ion implantation is performed on the element formation region 3 as necessary. On such a substrate 1, a floating gate 5a is formed by a first layer polycrystalline silicon film via a gate insulating film 4, and a second layer polycrystalline silicon film is formed on the floating gate 5a via an intergate insulating film 6. Control gate line 7a is formed. Source / drain diffusion layers 8 are formed on control gate line 7a in a self-aligned manner to form a nonvolatile memory transistor.

【0025】浮遊ゲート5aは、図1及び図2Bに示す
ように、ワード線WLの方向にメモリトランジスタ毎に
分離される。制御ゲート線7aは、連続的に形成されて
ワード線WLとなる。NAND型セルの両端に形成され
る選択トランジスタについては、第1層多結晶シリコン
膜5aがワード線WLと平行に連続的に形成され、この
上に積層される第2層多結晶シリコン膜7bと共に、選
択ゲート線SL0,SL1となる。
As shown in FIGS. 1 and 2B, the floating gate 5a is separated for each memory transistor in the direction of the word line WL. The control gate line 7a is formed continuously and becomes a word line WL. Regarding the select transistors formed at both ends of the NAND type cell, the first layer polycrystalline silicon film 5a is formed continuously in parallel with the word line WL, and together with the second layer polycrystalline silicon film 7b laminated thereon. , Select gate lines SL0 and SL1.

【0026】なお、図では、メモリトランジスタ領域と
選択トランジスタ領域のゲート絶縁膜4を区別していな
いが、実際にはメモリトランジスタ領域では薄いトンネ
ル絶縁膜とし、選択トランジスタ領域ではこれより厚い
ゲート絶縁膜が用いられる。また選択ゲート線SL0,
SL1の第1層多結晶シリコン膜5bと第2層多結晶シ
リコン膜7bとは適当な間隔をおいて短絡される。
Although the gate insulating film 4 in the memory transistor region is not distinguished from the gate insulating film 4 in the select transistor region in the drawing, a thin tunnel insulating film is actually used in the memory transistor region, and a thicker gate insulating film is used in the select transistor region. Is used. Also, select gate lines SL0,
The first polycrystalline silicon film 5b and the second polycrystalline silicon film 7b of SL1 are short-circuited at an appropriate interval.

【0027】図2Aに示すように、チャネル長方向に隣
接する各メモリトランジスタの間には、浮遊ゲート5a
が形成された後に、浮遊ゲート5a間を仕切るように絶
縁膜としてシリコン酸化膜20が、浮遊ゲート5aとの
間に間隙を残した状態で埋め込まれている。そして、制
御ゲート7aは、これらのシリコン酸化膜20の間にセ
ルフアラインされて埋め込まれる。これにより、制御ゲ
ート線7aは、浮遊ゲート5aとシリコン酸化膜20の
間隙にも入り込み、浮遊ゲート5aの上面からソース及
びドレイン側に対称的に、の両側面にまで対向するよう
に延在した状態に形成される。この様に、制御ゲート7
aは、結果的に浮遊ゲート5aに自己整合されて、トラ
ンジスタのソース、ドレイン側に対称的にオーバーラッ
プし、浮遊ゲート5aの両側面に延在する部分がチャネ
ル長方向に隣接する浮遊ゲート5a間の容量結合を防止
するシールドの作用をすることになる。
As shown in FIG. 2A, a floating gate 5a is provided between adjacent memory transistors in the channel length direction.
Is formed, a silicon oxide film 20 is buried as an insulating film so as to partition between the floating gates 5a, leaving a gap between the silicon oxide film 20 and the floating gates 5a. The control gate 7a is self-aligned and embedded between these silicon oxide films 20. As a result, the control gate line 7a also enters the gap between the floating gate 5a and the silicon oxide film 20, and extends from the upper surface of the floating gate 5a symmetrically to the source and drain sides to both sides. Formed into a state. Thus, the control gate 7
As a result, the floating gate 5a is self-aligned with the floating gate 5a, symmetrically overlaps with the source and drain sides of the transistor, and the portions extending on both side surfaces of the floating gate 5a are adjacent to the floating gate 5a in the channel length direction. It will act as a shield to prevent capacitive coupling between them.

【0028】選択ゲートトランジスタとメモリトランジ
スタの間、またビット線コンタクトを挟んで隣接する選
択ゲートトランジスタの間も同様の構造となる。即ち、
選択ゲートトランジスタのゲート電極であり、選択ゲー
ト線SL0,SL1となる第2層多結晶シリコン膜7b
により選択ゲート線についても、制御ゲート7aと同様
に、第1層多結晶シリコン膜5bの上面から側面に延在
するように埋め込まれる。
The same structure is provided between a select gate transistor and a memory transistor, and between select gate transistors adjacent to each other with a bit line contact interposed therebetween. That is,
Second layer polycrystalline silicon film 7b which is a gate electrode of a select gate transistor and becomes select gate lines SL0 and SL1
Thus, the select gate line is also buried so as to extend from the upper surface to the side surface of the first-layer polycrystalline silicon film 5b, similarly to the control gate 7a.

【0029】この実施の形態の場合、ワード線WL方向
に配列されるメモリトランジスタについても同様の構造
としている。即ち図2Bに示すように、隣接するメモリ
トランジスタの間の素子分離絶縁膜2上に、浮遊ゲート
5a間を仕切る絶縁膜としてシリコン酸化膜21が、浮
遊ゲート5aとの間に間隙を残した状態で埋め込まれて
いる。そして、制御ゲート線7aは、これらのシリコン
酸化膜21の間にセルフアラインされて埋め込まれた状
態で連続的にパターン形成される。
In this embodiment, the memory transistors arranged in the word line WL direction have the same structure. That is, as shown in FIG. 2B, a silicon oxide film 21 as an insulating film that partitions between the floating gates 5a is left on the element isolation insulating film 2 between the adjacent memory transistors, with a gap left between the floating gates 5a. Embedded with The control gate lines 7a are continuously patterned while being self-aligned and embedded between the silicon oxide films 21.

【0030】メモリトランジスタ及び選択トランジスタ
が形成された面は層間絶縁膜9で覆われる。この層間絶
縁膜9にコンタクトプラグ10が埋め込まれ、このコン
タクトプラグ10を介して拡散層8に接続されるビット
線(BL)11が形成される。ビット線11の上は更に
層間絶縁膜12で覆われ、図示しないがこの上に必要な
金属配線が形成される。
The surface on which the memory transistor and the select transistor are formed is covered with an interlayer insulating film 9. A contact plug 10 is buried in the interlayer insulating film 9, and a bit line (BL) 11 connected to the diffusion layer 8 via the contact plug 10 is formed. The bit line 11 is further covered with an interlayer insulating film 12, on which a necessary metal wiring is formed (not shown).

【0031】この実施の形態によるメモリセルアレイ領
域の製造工程を次に、図3A〜図3C以下の工程断面図
を用いて説明する。図3A〜図3Cはそれぞれ、図2A
〜図2Cの断面に対応する。それ以降の各工程断面図も
同様である。図3A〜図3Cは、通常の工程に従って素
子分離された基板1に、ゲート絶縁膜4を介して電極材
料膜である第1層多結晶シリコン膜5を堆積した状態で
ある。
The manufacturing process of the memory cell array region according to this embodiment will now be described with reference to FIGS. 3A to 3C. 3A to 3C respectively correspond to FIG.
2 to FIG. 2C. The same applies to the subsequent process sectional views. 3A to 3C show a state where a first-layer polycrystalline silicon film 5 as an electrode material film is deposited via a gate insulating film 4 on a substrate 1 which has been subjected to element isolation according to a normal process.

【0032】次に、図4A〜図4Cに示すように、ワー
ド線WL方向に浮遊ゲートを分離するために、リソグラ
フィとRIEにより第1層多結晶シリコン膜5に素子分
離絶縁膜2上でスリット30を加工する。続いて、シリ
コン酸化膜や多結晶シリコン膜とは異なる溶剤で剥離す
ることができる絶縁膜材料としてシリコン窒化膜31を
堆積し、これを全面エッチングして、スリット30の側
壁のみに残す。
Next, as shown in FIGS. 4A to 4C, in order to separate the floating gate in the word line WL direction, a slit is formed on the first layer polycrystalline silicon film 5 by lithography and RIE on the element isolation insulating film 2. Process 30. Subsequently, a silicon nitride film 31 is deposited as an insulating film material that can be removed with a solvent different from the silicon oxide film or the polycrystalline silicon film, and this is entirely etched and left only on the side wall of the slit 30.

【0033】次に、図5A〜図5Cに示すように、全面
にシリコン酸化膜21を堆積する。このシリコン酸化膜
21をCMPにより平坦化処理を行って、図6A〜図6
Cに示すように、スリット30に埋め込む。
Next, as shown in FIGS. 5A to 5C, a silicon oxide film 21 is deposited on the entire surface. The silicon oxide film 21 is flattened by CMP to obtain
As shown in C, it is embedded in the slit 30.

【0034】次に、図7A〜図7Cに示すように、スリ
ット側壁に残した材料と同じ材料であるシリコン窒化膜
33を全面に堆積する。そして、リソグラフィとRIE
により、このシリコン窒化膜33を、図8A〜図8Cに
示すように、ワード線WL及び選択ゲート線SL0,S
L1方向に連続するマスクパターンに形成する。このと
き同時に、素子分離領域上のスリット部でも、シリコン
酸化膜21と側壁に残したシリコン窒化膜31をエッチ
ング除去する。そして、パターニングされたシリコン窒
化膜33をマスクとして、第1層多結晶シリコン膜5を
エッチングし、チャネル長方向に所定ピッチで配列され
た浮遊ゲート5aと、選択ゲート線SL0,SL1の下
部配線5bとを形成する。下部配線5bは、スリット加
工がなされておらず、選択ゲート線SL0,SL1方向
に連続する。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7C, a silicon nitride film 33 of the same material as the material left on the slit side wall is deposited on the entire surface. And lithography and RIE
As a result, as shown in FIG. 8A to FIG. 8C, the silicon nitride film 33 is turned into a word line WL and select gate lines SL0 and S0.
The mask pattern is formed to be continuous in the L1 direction. At this time, the silicon oxide film 21 and the silicon nitride film 31 remaining on the side walls are also etched away in the slit portion on the element isolation region. Then, using the patterned silicon nitride film 33 as a mask, the first layer polycrystalline silicon film 5 is etched to form floating gates 5a arranged at a predetermined pitch in the channel length direction and lower wirings 5b of select gate lines SL0 and SL1. And are formed. The lower wiring 5b is not slit-processed and continues in the direction of the select gate lines SL0 and SL1.

【0035】更に、シリコン窒化膜34を堆積して全面
エッチングすることにより、図8Aに示すように、シリ
コン窒化膜33で覆われた状態の浮遊ゲート5aの側壁
にシリコン窒化膜34を残す。この様に、シリコン窒化
膜34を浮遊ゲート5aの側壁に形成した状態で不純物
イオン注入を行って、ソース、ドレイン拡散層8を形成
する。なお、ソース、ドレイン拡散層8の形成工程を、
シリコン窒化膜34を側壁に形成する前に行うこともで
きる。
Further, by depositing a silicon nitride film 34 and etching the entire surface, the silicon nitride film 34 is left on the side wall of the floating gate 5a covered with the silicon nitride film 33, as shown in FIG. 8A. As described above, the source and drain diffusion layers 8 are formed by implanting impurity ions while the silicon nitride film 34 is formed on the side wall of the floating gate 5a. The step of forming the source / drain diffusion layer 8 is as follows.
This can be performed before forming the silicon nitride film 34 on the side wall.

【0036】その後、図9A〜図9Cに示すように、シ
リコン酸化膜20を堆積し、CMPにより、或いは全面
エッチングにより、各浮遊ゲート5a間の間隙にシリコ
ン酸化膜20を平坦に埋め込む。そして、シリコン窒化
膜を等方的且つ選択的にエッチングできる溶剤、例えば
熱燐酸を用いて、浮遊ゲート5aを覆うシリコン窒化膜
33、浮遊ゲート5aの側壁に形成されたシリコン窒化
膜34及び31をエッチングする。これにより、図10
A〜図10Cに示すように、チャネル長方向及びこれと
直交するワード線方向に隣接する各浮遊ゲート5aの間
には、仕切となるシリコン酸化膜20,21が、浮遊ゲ
ート5aとの間に間隙を残して配置された状態が得られ
る。
After that, as shown in FIGS. 9A to 9C, a silicon oxide film 20 is deposited, and the silicon oxide film 20 is buried flat in the gap between the floating gates 5a by CMP or whole surface etching. Then, using a solvent capable of isotropically and selectively etching the silicon nitride film, for example, hot phosphoric acid, the silicon nitride film 33 covering the floating gate 5a and the silicon nitride films 34 and 31 formed on the side walls of the floating gate 5a are removed. Etch. As a result, FIG.
As shown in FIGS. 10A to 10C, partitioning silicon oxide films 20 and 21 are provided between the floating gates 5a adjacent to each other in the channel length direction and the word line direction orthogonal thereto. A state where the gap is left is obtained.

【0037】ここで注意すべきは、チャネル長方向につ
いては、浮遊ゲート5aの間に形成されるシリコン酸化
膜20の上面が、浮遊ゲート5aの上面より高く(図1
0A参照)、素子分離領域上の浮遊ゲート5aの分離領
域に残されるシリコン酸化膜21は、浮遊ゲート5aの
上面とほぼ同じ上面を持つ(図10B参照)ことであ
る。
It should be noted here that, in the channel length direction, the upper surface of the silicon oxide film 20 formed between the floating gates 5a is higher than the upper surface of the floating gate 5a (FIG. 1).
0A), the silicon oxide film 21 left in the isolation region of the floating gate 5a on the element isolation region has substantially the same upper surface as the upper surface of the floating gate 5a (see FIG. 10B).

【0038】この後、ゲート間絶縁膜6を形成した後、
ダマシーン工程により、チャネル長方向に浮遊ゲート5
a間を仕切るシリコン酸化膜20の間に多結晶シリコン
膜を埋め込む。即ち、図11A〜図11Cに示すよう
に、ゲート間絶縁膜6として例えばシリコン酸化膜/シ
リコン窒化膜/シリコン酸化膜の積層構造膜(ONO
膜)を形成した後、制御ゲート及び選択トランジスタの
ゲート電極材料膜となる第2層多結晶シリコン膜7を堆
積する。そしてこの多結晶シリコン膜7をシリコン酸化
膜20の上面が露出するまで全面エッチングして、図1
2A〜図12Cに示すように、シリコン酸化膜20によ
り分離されたメモリトランジスタの制御ゲート線(ワー
ド線WL)7aおよび選択トランジスタのゲート電極で
ある選択ゲート線(SL0,SL1)7bを形成する。
Thereafter, after the inter-gate insulating film 6 is formed,
The floating gate 5 is formed in the channel length direction by the damascene process.
A polycrystalline silicon film is buried between the silicon oxide films 20 partitioning between a. That is, as shown in FIG. 11A to FIG. 11C, as the inter-gate insulating film 6, for example, a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film (ONO
After forming the film, a second-layer polycrystalline silicon film 7 serving as a gate electrode material film of the control gate and the select transistor is deposited. Then, the polycrystalline silicon film 7 is entirely etched until the upper surface of the silicon oxide film 20 is exposed.
As shown in FIGS. 2A to 12C, a control gate line (word line WL) 7a of a memory transistor and a select gate line (SL0, SL1) 7b, which is a gate electrode of a select transistor, separated by a silicon oxide film 20 are formed.

【0039】制御ゲート7aおよび選択ゲート線7b
は、チャネル長方向には、図12Aに示すように、浮遊
ゲート5aの上面から側面に延在するように、シリコン
酸化膜20との間の間隙に入り込む。ワード線方向につ
いても、図12Bに示すように、制御ゲート7aは、浮
遊ゲート5aの上面から側面に延在するように、シリコ
ン酸化膜21との間の間隙部に入り込む。この後は、図
2A〜図2Cに示すように、通常の工程に従って層間絶
縁膜9を堆積し、コンタクトプラグ10の埋め込み、ビ
ット線11の形成を行う。
Control gate 7a and select gate line 7b
In the channel length direction, as shown in FIG. 12A, the silicon oxide film 20 enters the gap between the floating gate 5a and the silicon oxide film 20 so as to extend from the upper surface to the side surface. Also in the word line direction, as shown in FIG. 12B, the control gate 7a enters the gap between the floating gate 5a and the silicon oxide film 21 so as to extend from the upper surface to the side surface. Thereafter, as shown in FIGS. 2A to 2C, an interlayer insulating film 9 is deposited according to a normal process, a contact plug 10 is buried, and a bit line 11 is formed.

【0040】この実施の形態によると、制御ゲート7a
が、チャネル長方向及びこれと直交する方向共に、浮遊
ゲート5aの上面から側面に延在する状態になる。特
に、チャネル長方向について、制御ゲート7aは、浮遊
ゲート5aに自己整合されて、浮遊ゲート5aの上面か
らソース、ドレイン側に対称的に延在した状態に形成さ
れる。そしてこの浮遊ゲート側面に延在する制御ゲート
部分が浮遊ゲート間の容量結合を防止するシールドとな
り、その結果隣接するメモリトランジスタでの書き込み
による干渉が防止される。従って、NAND型EEPR
OMを微細化したときの隣接メモリトランジスタ間の干
渉による特性劣化が防止される。
According to this embodiment, the control gate 7a
Extend from the upper surface to the side surface of the floating gate 5a in both the channel length direction and the direction orthogonal to the channel length direction. In particular, in the channel length direction, the control gate 7a is self-aligned with the floating gate 5a, and is formed to extend symmetrically from the upper surface of the floating gate 5a to the source and drain sides. The control gate portion extending to the side surface of the floating gate serves as a shield for preventing capacitive coupling between the floating gates. As a result, interference due to writing in an adjacent memory transistor is prevented. Therefore, the NAND type EEPR
This prevents deterioration of characteristics due to interference between adjacent memory transistors when the OM is miniaturized.

【0041】またこの実施の形態の場合、制御ゲート7
aが浮遊ゲート5aの上面のみならず、4つの側面にも
対向するため、制御ゲートと浮遊ゲート間の結合容量は
大きくなり、優れた書き込み特性が得られる。更に、制
御ゲート7aを浮遊ゲート5aの側面に延在させるため
の工程は、ダマシーン工程を利用することによりセルフ
アラインで行われため、セルサイズの増大は抑えられ
る。
In the case of this embodiment, the control gate 7
Since a faces not only the upper surface of the floating gate 5a but also the four side surfaces, the coupling capacitance between the control gate and the floating gate is increased, and excellent write characteristics are obtained. Further, since the process for extending the control gate 7a to the side surface of the floating gate 5a is performed in a self-aligned manner by using the damascene process, the increase in the cell size can be suppressed.

【0042】次に、別の実施の形態によるNANDセル
型EEPROMを説明する。メモリセルアレイのレイア
ウトは先の実施の形態の図1と同じである。以下の図面
では、先の実施の形態と対応する部分には同じ符号を付
してある。この実施の形態の場合、図1のA−A’,B
−B’およびC−C’断面図はそれぞれ、図13A,図
13B及び図13Cとなる。
Next, a NAND cell type EEPROM according to another embodiment will be described. The layout of the memory cell array is the same as that of the previous embodiment shown in FIG. In the following drawings, parts corresponding to those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals. In the case of this embodiment, AA ', B in FIG.
13A, 13B and 13C are sectional views taken along the lines -B 'and CC', respectively.

【0043】先の実施の形態と同様に、チャネル長方向
については、図13Aに示すように、隣接する浮遊ゲー
ト5Aの間には、シリコン酸化膜20が配置され、この
シリコン酸化膜20に自己整合された状態で制御ゲート
7aが形成されている。従って、制御ゲート7aは、浮
遊ゲート5aの上面から側面に延在するように埋め込ま
れている。但し、先の実施の形態では、図2Bに示すよ
うに、ワード線方向に並ぶ浮遊ゲート5aの間の素子分
離絶縁膜2上にシリコン酸化膜21を配置したが、この
実施の形態では図13Bに示すようにこのシリコン酸化
膜21はない。
As in the previous embodiment, in the channel length direction, as shown in FIG. 13A, a silicon oxide film 20 is arranged between adjacent floating gates 5A. The control gate 7a is formed in an aligned state. Therefore, the control gate 7a is embedded so as to extend from the upper surface to the side surface of the floating gate 5a. However, in the above embodiment, as shown in FIG. 2B, the silicon oxide film 21 is arranged on the element isolation insulating film 2 between the floating gates 5a arranged in the word line direction, but in this embodiment, FIG. This silicon oxide film 21 does not exist as shown in FIG.

【0044】具体的な製造工程を、それぞれ図1のA−
A’,B−B’およびC−C’断面について示す図14
A〜図14C以下の工程断面図を参照して説明する。図
14A〜図14Cは、通常の工程に従って素子分離され
た基板1に、ゲート絶縁膜4を介して電極材料膜である
第1層多結晶シリコン膜5を堆積した状態である。
The specific manufacturing steps are shown in FIG.
FIG. 14 showing cross sections A ′, BB ′ and CC ′
A description will be given with reference to the process sectional views of FIGS. FIGS. 14A to 14C show a state in which a first-layer polycrystalline silicon film 5 as an electrode material film is deposited via a gate insulating film 4 on a substrate 1 which has been subjected to element isolation according to a normal process.

【0045】次に、図15A〜図15Cに示すように、
ワード線WL方向に浮遊ゲートを分離するために、リソ
グラフィとRIEにより第1層多結晶シリコン膜5に素
子分離絶縁膜2上でスリット30を加工する。続いて、
図16A〜図16Cに示すように、シリコン酸化膜や多
結晶シリコン膜とは異なる溶剤で剥離することができる
絶縁膜材料としてシリコン窒化膜41を堆積する。そし
てこのシリコン窒化膜41をCMP処理により或いは全
面エッチングして、図17A〜図17Cに示すように、
スリット30に平坦に埋め込む。
Next, as shown in FIGS. 15A to 15C,
In order to separate the floating gate in the word line WL direction, a slit 30 is formed in the first layer polycrystalline silicon film 5 on the element isolation insulating film 2 by lithography and RIE. continue,
As shown in FIGS. 16A to 16C, a silicon nitride film 41 is deposited as an insulating film material that can be separated with a solvent different from a silicon oxide film or a polycrystalline silicon film. Then, the silicon nitride film 41 is etched by CMP processing or the entire surface, and as shown in FIGS. 17A to 17C,
It is embedded flat in the slit 30.

【0046】次に、図18A〜図18Cに示すように、
スリットに埋め込んだ材料と同じ材料であるシリコン窒
化膜33を全面に堆積する。そして、リソグラフィとR
IEにより、このシリコン窒化膜33を、図19A〜図
19Cに示すように、ワード線WL及び選択ゲート線S
L0,SL1方向に連続するマスクパターンに形成す
る。このとき同時に、素子分離領域上のスリット部で
も、シリコン窒化膜41をエッチング除去する。そし
て、パターニングされたシリコン窒化膜33をマスクと
して、第1層多結晶シリコン膜5をエッチングし、チャ
ネル長方向に所定ピッチで配列された浮遊ゲート5a
と、選択ゲート線SL0,SL1の下部配線5bとを形
成する。下部配線5bは、スリット加工がなされておら
ず、選択ゲート線SL0,SL1方向に連続する。
Next, as shown in FIGS. 18A to 18C,
A silicon nitride film 33 made of the same material as the material embedded in the slit is deposited on the entire surface. And lithography and R
19A to 19C, the silicon nitride film 33 is converted into a word line WL and a select gate line S as shown in FIGS.
The mask pattern is formed to be continuous in the L0 and SL1 directions. At this time, at the same time, the silicon nitride film 41 is also etched away in the slit portion on the element isolation region. Then, using the patterned silicon nitride film 33 as a mask, the first layer polycrystalline silicon film 5 is etched to form floating gates 5a arranged at a predetermined pitch in the channel length direction.
And the lower wiring 5b of the select gate lines SL0 and SL1 are formed. The lower wiring 5b is not slit-processed and continues in the direction of the select gate lines SL0 and SL1.

【0047】更に、シリコン窒化膜34を堆積して全面
エッチングすることにより、図19Aに示すように、シ
リコン窒化膜33で覆われた状態の浮遊ゲート5aの側
壁にシリコン窒化膜34を残す。この様に、シリコン窒
化膜34を浮遊ゲート5aの側壁に形成した状態で不純
物イオン注入を行って、ソース、ドレイン拡散層8を形
成する。なお、ソース、ドレイン拡散層8の形成工程
を、シリコン窒化膜34を側壁に形成する前に行うこと
もできる。
Further, by depositing a silicon nitride film 34 and etching the entire surface, the silicon nitride film 34 is left on the side wall of the floating gate 5a covered with the silicon nitride film 33, as shown in FIG. 19A. As described above, the source and drain diffusion layers 8 are formed by implanting impurity ions while the silicon nitride film 34 is formed on the side wall of the floating gate 5a. Note that the step of forming the source / drain diffusion layers 8 may be performed before forming the silicon nitride film 34 on the side walls.

【0048】その後、図20A〜図20Cに示すよう
に、シリコン酸化膜20を堆積し、CMP処理により或
いは全面エッチングして、各浮遊ゲート5a間の間隙に
シリコン酸化膜20を平坦に埋め込む。そして、シリコ
ン窒化膜を等方的且つ選択的にエッチングできる溶剤、
例えば熱燐酸を用いて、浮遊ゲート5aを覆うシリコン
窒化膜33、浮遊ゲート5aの側壁に形成されたシリコ
ン窒化膜34及び41をエッチングする。これにより、
図21A〜図21Cに示すように、チャネル長方向に隣
接する各浮遊ゲート5aの間には、仕切となるシリコン
酸化膜20が、浮遊ゲート5aとの間に間隙を残して配
置された状態が得られる。
Thereafter, as shown in FIGS. 20A to 20C, a silicon oxide film 20 is deposited, and is etched by CMP or the whole surface to bury the silicon oxide film 20 in the gap between the floating gates 5a flat. And a solvent capable of isotropically and selectively etching the silicon nitride film;
The silicon nitride film 33 covering the floating gate 5a and the silicon nitride films 34 and 41 formed on the side walls of the floating gate 5a are etched using, for example, hot phosphoric acid. This allows
As shown in FIGS. 21A to 21C, a state in which a silicon oxide film 20 serving as a partition is arranged between each floating gate 5a adjacent in the channel length direction with a gap left between the floating gate 5a and the floating gate 5a. can get.

【0049】ここで、チャネル長方向について、浮遊ゲ
ート5aの間に形成されるシリコン酸化膜20の上面は
浮遊ゲート5aの上面より高くなっている(図21A参
照)。この後、ゲート間絶縁膜6を形成した後、ダマシ
ーン工程により、チャネル長方向に浮遊ゲート5a間を
仕切るシリコン酸化膜20の間に多結晶シリコン膜を埋
め込む。即ち、図22A〜図22Cに示すように、ゲー
ト間絶縁膜6として例えばシリコン酸化膜/シリコン窒
化膜/シリコン酸化膜の積層構造膜(ONO膜)を形成
した後、制御ゲート及び選択トランジスタのゲート電極
材料膜となる第2層多結晶シリコン膜7を堆積する。そ
してこの多結晶シリコン膜7をシリコン酸化膜20の上
面が露出するまで全面エッチングして、図23A〜図2
3Cに示すように、シリコン酸化膜20により分離され
たメモリトランジスタの制御ゲート線(ワード線WL)
7aおよび選択トランジスタのゲート電極である選択ゲ
ート線(SL0,SL1)7bを形成する。
Here, in the channel length direction, the upper surface of the silicon oxide film 20 formed between the floating gates 5a is higher than the upper surface of the floating gate 5a (see FIG. 21A). Thereafter, after the inter-gate insulating film 6 is formed, a polycrystalline silicon film is buried between the silicon oxide films 20 separating the floating gates 5a in the channel length direction by a damascene process. That is, as shown in FIGS. 22A to 22C, for example, after a laminated structure film (ONO film) of a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film is formed as the inter-gate insulating film 6, the gate of the control gate and the gate of the select transistor are formed. A second-layer polycrystalline silicon film 7 serving as an electrode material film is deposited. Then, the polycrystalline silicon film 7 is entirely etched until the upper surface of the silicon oxide film 20 is exposed.
As shown in FIG. 3C, the control gate line (word line WL) of the memory transistor separated by the silicon oxide film 20
7a and select gate lines (SL0, SL1) 7b which are gate electrodes of the select transistors are formed.

【0050】制御ゲート7aおよび選択ゲート線7b
は、チャネル長方向には、図23Aに示すように、浮遊
ゲート5aに自己整合されて浮遊ゲート5aの上面から
ソース、ドレイン側で対称的に、側面にまで延在するよ
うに、シリコン酸化膜20との間の間隙に入り込む。ワ
ード線方向についても、図23Bに示すように、制御ゲ
ート7aは、浮遊ゲート5aの上面から側面に対向する
ようにスリットに埋め込まれる。この後は、図2A〜図
2Cに示すように、通常の工程に従って層間絶縁膜9を
堆積し、コンタクトプラグ10の埋め込み、ビット線1
1の形成を行う。
Control gate 7a and select gate line 7b
In the channel length direction, as shown in FIG. 23A, the silicon oxide film is self-aligned with the floating gate 5a and symmetrically extends from the upper surface of the floating gate 5a to the source and drain sides to the side surfaces. 20 and into the gap. Also in the word line direction, as shown in FIG. 23B, the control gate 7a is embedded in the slit so as to face the side surface from the upper surface of the floating gate 5a. Thereafter, as shown in FIGS. 2A to 2C, an interlayer insulating film 9 is deposited according to a normal process, a contact plug 10 is buried, and a bit line 1 is formed.
1 is formed.

【0051】この実施の形態によっても、先の実施の形
態と同様に、隣接する浮遊ゲート間の容量結合による干
渉を防止することができる。また制御ゲートが浮遊ゲー
トの上面のみならず、4つの側面にも対向するため、制
御ゲートと浮遊ゲート間の結合容量は大きくなり、優れ
た書き込み特性が得られる。更に、制御ゲートを浮遊ゲ
ートの側面に延在させるための工程は、ダマシーン工程
を利用することによりセルフアラインで行われため、セ
ルサイズの増大は抑えられる。また先の実施の形態と異
なり、ワード線方向に隣接する浮遊ゲートの間には仕切
となるシリコン酸化膜を配置せず、制御ゲートを埋め込
むようにしている。従って先の実施の形態に比べて簡単
な工程で、先の実施の形態と同等の効果を得ることがで
きる。
According to this embodiment, as in the previous embodiment, interference due to capacitive coupling between adjacent floating gates can be prevented. Further, since the control gate faces not only the upper surface of the floating gate but also the four side surfaces, the coupling capacitance between the control gate and the floating gate is increased, and excellent writing characteristics are obtained. Furthermore, since the process for extending the control gate to the side surface of the floating gate is performed in a self-aligned manner by using a damascene process, an increase in cell size can be suppressed. Unlike the previous embodiment, a control gate is buried without a silicon oxide film serving as a partition between floating gates adjacent in the word line direction. Therefore, an effect equivalent to that of the above embodiment can be obtained with a simpler process than that of the above embodiment.

【0052】ここまでは、NAND型セルを用いたEE
PROMを説明したが、この発明器はこれに限られな
い。DINOR型、AND型、NOR型等のEEPRO
Mであっても、メモリトランジスタが浮遊ゲートと制御
ゲートの積層構造を有し、且つ隣接するメモリトランジ
スタの浮遊ゲート間にコンタクトがない構造を持つ場合
には、この発明を適用して同様の効果が得られる。
Up to this point, EE using NAND cells has been described.
Although the PROM has been described, the present invention is not limited to this. EEPRO such as DINOR type, AND type, NOR type
Even in the case of M, when the memory transistor has a stacked structure of the floating gate and the control gate and has a structure in which there is no contact between the floating gates of the adjacent memory transistors, the same effect is obtained by applying the present invention. Is obtained.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、浮
遊ゲートの側面まで覆うように制御ゲートを形成するこ
とによって、隣接するメモリトランジスタの浮遊ゲート
間の容量結合による干渉を防止することができ、特に微
細化メモリや多値メモリの高性能化を図ることができ
る。
As described above, according to the present invention, by forming the control gate so as to cover the side surface of the floating gate, interference due to capacitive coupling between the floating gates of adjacent memory transistors can be prevented. In particular, the performance of miniaturized memories and multi-value memories can be improved.

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

【図1】この発明の実施の形態によるメモリセルアレイ
のレイアウトを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a layout of a memory cell array according to an embodiment of the present invention.

【図2A】図1のA−A’断面図である。FIG. 2A is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図2B】図1のB−B’断面図である。FIG. 2B is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図2C】図1のC−C’断面図である。FIG. 2C is a sectional view taken along the line C-C 'of FIG.

【図3A】第1層多結晶シリコン膜堆積工程を示すA−
A’断面図である。
FIG. 3A is a diagram showing a first embodiment of a polycrystalline silicon film deposition process.
It is A 'sectional drawing.

【図3B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 3B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図3C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 3C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図4A】第1層多結晶シリコン膜のスリット形成工程
を示すA−A’断面図である。
FIG. 4A is a cross-sectional view along the line AA ′ showing a step of forming a slit in the first-layer polycrystalline silicon film.

【図4B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 4B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図4C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 4C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図5A】シリコン酸化膜堆積工程を示すA−A’断面
図である。
FIG. 5A is an AA ′ sectional view showing a silicon oxide film depositing step.

【図5B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 5B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図5C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 5C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図6A】シリコン酸化膜のスリット埋め込み工程を示
すA−A’断面図である。
FIG. 6A is a cross-sectional view along the line AA 'showing a step of embedding a slit in a silicon oxide film.

【図6B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 6B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図6C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 6C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図7A】シリコン窒化膜堆積工程を示すA−A’断面
図である。
FIG. 7A is an AA ′ sectional view showing a silicon nitride film depositing step.

【図7B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 7B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図7C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 7C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図8A】シリコン窒化膜マスクによる浮遊ゲートパタ
ーニング工程を示すA−A’断面図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view along the line AA 'showing a floating gate patterning step using a silicon nitride film mask.

【図8B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 8B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図8C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 8C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図9A】浮遊ゲート間にシリコン酸化膜を埋め込む工
程を示すA−A’断面図である。
FIG. 9A is a sectional view along AA 'showing a step of embedding a silicon oxide film between floating gates.

【図9B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 9B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図9C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 9C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図10A】シリコン窒化膜の剥離工程を示すA−A’
断面図である。
FIG. 10A is an AA ′ showing a step of removing a silicon nitride film;
It is sectional drawing.

【図10B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 10B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図10C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 10C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図11A】第2層多結晶シリコン膜堆積工程を示すA
−A’断面図である。
FIG. 11A is a view showing a step of depositing a second-layer polycrystalline silicon film.
It is -A 'sectional drawing.

【図11B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 11B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図11C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 11C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図12A】第2層多結晶シリコン膜をエッチングして
制御ゲートを埋め込み形成する工程を示すA−A’断面
図である。
FIG. 12A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a step of etching a second-layer polycrystalline silicon film to bury a control gate.

【図12B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 12B is a sectional view taken along the line B-B 'showing the same step.

【図12C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 12C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図13A】他の実施の形態によるメモリセルアレイの
図1のA−A’断面図である。
FIG. 13A is a sectional view of the memory cell array taken along line AA ′ of FIG. 1 according to another embodiment;

【図13B】同じくB−B’断面図である。FIG. 13B is a sectional view taken along the line B-B ′.

【図13C】同じくC−C’断面図である。FIG. 13C is a sectional view taken along the line C-C ′.

【図14A】同実施の形態による第1層多結晶シリコン
膜堆積の工程を示すA−A’断面図である。
FIG. 14A is a sectional view along AA 'showing a step of depositing a first-layer polycrystalline silicon film according to the embodiment.

【図14B】同工程のB−B’断面図である。FIG. 14B is a sectional view taken along the line B-B ′ of the same step.

【図14C】同工程のC−C’断面図である。FIG. 14C is a sectional view taken along the line C-C ′ in the same step.

【図15A】第1層多結晶シリコン膜のスリット形成工
程を示すA−A’断面図である。
FIG. 15A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a step of forming a slit of the first-layer polycrystalline silicon film.

【図15B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 15B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図15C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 15C is a sectional view along a C-C ′ line showing the same step.

【図16A】シリコン窒化膜堆積工程を示すA−A’断
面図である。
FIG. 16A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a silicon nitride film depositing step.

【図16B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 16B is a sectional view taken along the line B-B ′ showing the same step.

【図16C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 16C is a sectional view along a line C-C ′ showing the same step.

【図17A】シリコン窒化膜のスリット埋め込み工程を
示すA−A’断面図である。
FIG. 17A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a step of embedding a slit in a silicon nitride film.

【図17B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 17B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図17C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 17C is a sectional view along a line C-C 'showing the same step.

【図18A】シリコン窒化膜堆積工程を示すA−A’断
面図である。
FIG. 18A is a sectional view along AA 'showing a silicon nitride film depositing step.

【図18B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 18B is a sectional view along a B-B ′ line showing the same step.

【図18C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 18C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図19A】シリコン窒化膜マスクによる浮遊ゲートパ
ターニング工程を示すA−A’断面図である。
FIG. 19A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a floating gate patterning step using a silicon nitride film mask.

【図19B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 19B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図19C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 19C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図20A】浮遊ゲート間にシリコン酸化膜を埋め込む
工程を示すA−A’断面図である。
FIG. 20A is a sectional view taken along the line AA ′ showing a step of embedding a silicon oxide film between floating gates.

【図20B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 20B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図20C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 20C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図21A】シリコン窒化膜の剥離工程を示すA−A’
断面図である。
FIG. 21A is an AA ′ showing a step of removing a silicon nitride film;
It is sectional drawing.

【図21B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 21B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図21C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 21C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図22A】第2層多結晶シリコン膜堆積工程を示すA
−A’断面図である。
FIG. 22A is a view showing a step of depositing a second-layer polycrystalline silicon film.
It is -A 'sectional drawing.

【図22B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 22B is a sectional view taken along the line B-B ′ showing the same step.

【図22C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 22C is a sectional view along a C-C ′ line showing the same step.

【図23A】第2層多結晶シリコン膜をエッチングして
制御ゲートを埋め込み形成する工程を示すA−A’断面
図である。
FIG. 23A is a sectional view along AA ′ showing a step of etching a second-layer polycrystalline silicon film to bury a control gate.

【図23B】同工程を示すB−B’断面図である。FIG. 23B is a B-B ′ sectional view showing the same step.

【図23C】同工程を示すC−C’断面図である。FIG. 23C is a cross-sectional view along the line C-C 'showing the same step.

【図24】NAND型セルのEEPROMのメモリセル
アレイ等価回路である。
FIG. 24 is an equivalent circuit of a memory cell array of a NAND type EEPROM.

【図25】同メモリセルアレイのビット線方向の断面図
である。
FIG. 25 is a sectional view of the memory cell array in a bit line direction.

【図26】二値記憶の場合のデータとしきい値分布を示
す図である。
FIG. 26 is a diagram showing data and threshold distribution in the case of binary storage.

【図27】多値記憶の場合のデータとしきい値分布を示
す図である。
FIG. 27 is a diagram showing data and threshold distribution in the case of multi-value storage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、2…素子分離絶縁膜、3…素子形成
領域、4…ゲート絶縁膜、5…第1層多結晶シリコン
膜、5a…浮遊ゲート、5b…選択ゲート線、6…ゲー
ト間絶縁膜、7…第2層多結晶シリコン膜、7a…制御
ゲート(ワード線)、7b…選択ゲート線、8…ソー
ス、ドレイン拡散層、9…層間絶縁膜、10…コンタク
トプラグ、11…ビット線、20,21…シリコン酸化
膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... Element isolation insulating film, 3 ... Element formation region, 4 ... Gate insulating film, 5 ... First-layer polycrystalline silicon film, 5a ... Floating gate, 5b ... Select gate line, 6 ... Intergate insulation Film, 7: second-layer polycrystalline silicon film, 7a: control gate (word line), 7b: selection gate line, 8: source and drain diffusion layers, 9: interlayer insulating film, 10: contact plug, 11: bit line , 20, 21 ... silicon oxide film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/115 29/417 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 CC05 DD02 DD04 DD16 DD17 FF06 GG16 HH20 5F001 AA25 AA43 AA63 AB02 AD41 AD60 AD61 AF20 AG07 5F033 HH04 MM17 MM20 QQ08 QQ09 QQ19 QQ25 QQ31 QQ48 RR04 VV03 VV06 XX23 5F083 EP02 EP27 EP33 EP34 EP55 EP76 GA13 JA04 NA01 PR06 PR29 PR40 PR44 PR54 ZA21──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/115 29/417 F term (Reference) 4M104 AA01 BB01 CC05 DD02 DD04 DD16 DD17 FF06 GG16 HH20 5F001 AA25 AA43 AA63 AB02 AD41 AD60 AD61 AF20 AG07 5F033 HH04 MM17 MM20 QQ08 QQ09 QQ19 QQ25 QQ31 QQ48 RR04 VV03 VV06 XX23 5F083 EP02 EP27 EP33 EP34 EP55 EP76 GA13 JA04 NA01 PR06 PR29 PR40 PR44 PR54 ZA21

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、この半導体基板上にゲー
ト絶縁膜を介して形成された浮遊ゲートと、この浮遊ゲ
ート上にゲート間絶縁膜を介して形成された制御ゲート
とを有する不揮発性メモリトランジスタが集積形成され
た半導体メモリ集積回路において、 チャネル長方向に隣接するメモリトランジスタの浮遊ゲ
ート間の容量結合が、浮遊ゲートの上面から側面に延在
させた制御ゲートによりシールドされていることを特徴
とする半導体メモリ集積回路。
A nonvolatile memory having a semiconductor substrate, a floating gate formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film, and a control gate formed on the floating gate via an inter-gate insulating film. In a semiconductor memory integrated circuit in which transistors are integratedly formed, capacitive coupling between floating gates of memory transistors adjacent in the channel length direction is shielded by a control gate extending from the upper surface to the side surface of the floating gate. Semiconductor memory integrated circuit.
【請求項2】 チャネル長方向に隣接するメモリトラン
ジスタの間に、メモリトランジスタの浮遊ゲートから所
定距離離れて絶縁膜が配置され、制御ゲートは前記絶縁
膜に自己整合されて埋め込まれていることを特徴とする
請求項1記載の半導体メモリ集積回路。
2. An insulating film is disposed between memory transistors adjacent in a channel length direction at a predetermined distance from a floating gate of the memory transistor, and a control gate is embedded in the insulating film in a self-aligned manner. 2. The semiconductor memory integrated circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記制御ゲートは、前記浮遊ゲートに自
己整合的に前記浮遊ゲートの上面からソース、ドレイン
側に対称的に延在させたことを特徴とする請求項1記載
の半導体メモリ集積回路。
3. The semiconductor memory integrated circuit according to claim 1, wherein said control gate extends symmetrically from the upper surface of said floating gate to the source and drain sides in a self-aligned manner with said floating gate. .
【請求項4】 複数のメモリトランジスタがチャネル長
方向に隣接するもの同士でソース、ドレイン拡散層を共
有してNAND型セルを構成していることを特徴とする
請求項1記載の半導体メモリ集積回路。
4. The semiconductor memory integrated circuit according to claim 1, wherein a plurality of memory transistors adjacent to each other in a channel length direction share a source / drain diffusion layer to form a NAND type cell. .
【請求項5】 半導体基板にゲート絶縁膜を介して第1
の絶縁膜で覆われた状態で浮遊ゲートを形成する工程
と、 前記浮遊ゲート及び第1の絶縁膜の積層構造の側壁に選
択的に第2の絶縁膜を形成する工程と、 隣接する浮遊ゲートの間に前記第1及び第2の絶縁膜と
異なる材料の第3の絶縁膜を埋め込む工程と、 前記第1及び第2の絶縁膜を剥離する工程と、 前記浮遊ゲートの上面及び側面にゲート間絶縁膜を形成
する工程と、 電極材料膜を堆積してエッチングすることにより、前記
第3の絶縁膜に自己整合された状態で前記浮遊ゲートの
上面及び側面に対向する制御ゲートを埋め込む工程とを
有することを特徴とする半導体メモリ集積回路の製造方
法。
5. A semiconductor device, comprising:
Forming a floating gate in a state of being covered with the insulating film, and selectively forming a second insulating film on a side wall of a stacked structure of the floating gate and the first insulating film; Embedding a third insulating film of a material different from that of the first and second insulating films, separating the first and second insulating films, and forming a gate on the upper surface and side surfaces of the floating gate Forming an inter-insulating film, and embedding a control gate facing the upper surface and side surfaces of the floating gate in a state of being self-aligned with the third insulating film by depositing and etching an electrode material film. A method for manufacturing a semiconductor memory integrated circuit, comprising:
【請求項6】 半導体基板に複数のメモリトランジスタ
が形成されるストライプ状の素子形成領域を区画する素
子分離絶縁膜を形成する工程と、 前記半導体基板にゲート絶縁膜を介して第1の電極材料
膜を堆積する工程と、 前記第1の電極材料膜に前記素子分離絶縁膜上でスリッ
トを加工する工程と、 前記スリットに第1の絶縁膜を埋め込む工程と、 前記第1の電極材料膜を第2の絶縁膜によるマスクパタ
ーンを用いてエッチングして、前記素子形成領域上に所
定ピッチで並ぶ複数の浮遊ゲートを形成する工程と、 前記浮遊ゲート及び第2の絶縁膜の積層構造の側壁に選
択的に第3の絶縁膜を形成する工程と、 前記浮遊ゲートに自己整合的にソース、ドレイン拡散層
を形成する工程と、 隣接する浮遊ゲートの間に前記第1乃至第3の絶縁膜と
異なる材料の第4の絶縁膜を埋め込む工程と、 前記第1乃至第3の絶縁膜を剥離する工程と、 前記浮遊ゲートの上面及び側面にゲート間絶縁膜を形成
する工程と、 第2の電極材料膜を堆積してエッチングすることによ
り、前記第4の絶縁膜に自己整合された状態で前記浮遊
ゲートの上面及び側面に対向する制御ゲートを埋め込む
工程とを有することを特徴とする半導体メモリ集積回路
の製造方法。
6. A step of forming an element isolation insulating film for partitioning a stripe-shaped element formation region where a plurality of memory transistors are formed on a semiconductor substrate; and a first electrode material on the semiconductor substrate via a gate insulating film. Depositing a film, forming a slit in the first electrode material film on the element isolation insulating film, embedding a first insulating film in the slit, and depositing the first electrode material film. Etching using a mask pattern of a second insulating film to form a plurality of floating gates arranged at a predetermined pitch on the element formation region; and forming a plurality of floating gates on a sidewall of a stacked structure of the floating gate and the second insulating film. Selectively forming a third insulating film; forming self-aligned source and drain diffusion layers on the floating gate; and forming the first to third insulating layers between adjacent floating gates. A step of embedding a fourth insulating film of a material different from the above, a step of separating the first to third insulating films, a step of forming an inter-gate insulating film on the upper surface and side surfaces of the floating gate, Embedding a control gate facing the upper surface and side surfaces of the floating gate in a state of being self-aligned with the fourth insulating film by depositing and etching an electrode material film. An integrated circuit manufacturing method.
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