JP2002299477A - Nonvolatile semiconductor memory and its fabricating method - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and its fabricating method

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JP2002299477A
JP2002299477A JP2001106269A JP2001106269A JP2002299477A JP 2002299477 A JP2002299477 A JP 2002299477A JP 2001106269 A JP2001106269 A JP 2001106269A JP 2001106269 A JP2001106269 A JP 2001106269A JP 2002299477 A JP2002299477 A JP 2002299477A
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Japan
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gate
floating gate
oxide film
film
nonvolatile semiconductor
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JP2001106269A
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Atsushi Yamazaki
厚 山崎
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory, and its fabricating method, in which the rewritable number of times can be increased by reducing charge damage of a floating gate at the time of fabricating a split gate type flash memory cell. SOLUTION: A floating gate FG on a gate oxide film 11 is formed by patterning using the selectively oxidized part 12 of a polysilicon layer as a mask. A control gate CG is formed by patterning from above a part of the floating gate FG to the vicinity of one side part through a gate oxide film 14. The floating gate FG side where at least the upper part is not covered with the control gate CG is coated with a protective film 15 having an etch selectivity different from that of an oxide film 16 being formed latter by plasma etching thus suppressing charge damage due to plasma.

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、特にスプリットゲ
ート型のフラッシュメモリ(Flash EEPROM)セルの書き
換え可能回数(endurance )向上を伴う改良に着目した
不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, which focuses on an improvement accompanied by an increase in the number of rewritable times (endurance) of a split gate type flash memory (Flash EEPROM) cell.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置は、大規模集積
化、縮小化が進み、かつ低電源電圧−昇圧電圧動作が一
般化されている。スプリットゲート型のフラッシュメモ
リは、そのセルの構成上、電荷の注入/放出動作がそれ
ぞれ異なるゲート絶縁膜を介する経路で行われるため、
電荷の注入/放出動作に関わる酸化膜質が劣化し難い利
点を有する。
2. Description of the Related Art Non-volatile semiconductor memory devices have been integrated and scaled down on a large scale, and a low power supply voltage-boosted voltage operation has been generalized. In a split gate type flash memory, charge injection / release operations are performed through different gate insulating films due to their cell configurations.
This has the advantage that the quality of the oxide film involved in charge injection / release operations is not easily deteriorated.

【0003】図7は、従来のスプリットゲート型のフラ
ッシュメモリにおけるセル構造の一例を示す断面図であ
る。ゲート酸化膜101上のフローティングゲートFG
は、ポリシリコン層を選択的に酸化した部分(破線を含
む)102をマスクにしてパターニング形成される。こ
れにより、ゲート端部103が尖った形態を有する。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of a cell structure in a conventional split gate flash memory. Floating gate FG on gate oxide film 101
Is patterned using a portion (including a broken line) 102 obtained by selectively oxidizing the polysilicon layer as a mask. Thereby, the gate end 103 has a pointed form.

【0004】コントロールゲートCGは、ゲート酸化膜
104を介してフローティングゲートFGの一部上から
片方の側部隣接付近に亘ってパターニング形成される。
一般に、コントロールゲートCGの形成と図示しない他
のMOSトランジスタにおけるゲート電極の形成は同一
工程で行われる。コントロールゲートCG上を覆う酸化
膜105が形成されている。
The control gate CG is formed by patterning from a portion of the floating gate FG to a portion adjacent to one side portion via the gate oxide film 104.
Generally, the formation of the control gate CG and the formation of the gate electrode of another MOS transistor (not shown) are performed in the same step. An oxide film 105 covering the control gate CG is formed.

【0005】上記構成のメモリセルへのデータの書き込
みは、コントロールゲートCGとソースSに高電圧を加
える。これにより、熱電子がゲート酸化膜101を介し
てフローティングゲートFGに注入される(データ
“0”状態)。データの消去は、ソースS,ドレインD
を解放してコントロールゲートCGに高電圧を加える。
これにより、フローティングゲート端部103より電子
をトンネル効果でコントロールゲートCG側に引き抜く
(データ“1”状態)。
To write data to the memory cell having the above configuration, a high voltage is applied to the control gate CG and the source S. Thereby, thermal electrons are injected into floating gate FG via gate oxide film 101 (data "0" state). Data erasing is performed by the source S and the drain D
Is released to apply a high voltage to the control gate CG.
As a result, electrons are extracted from the floating gate end 103 toward the control gate CG by the tunnel effect (data "1" state).

【0006】消去の際のトンネル電流は、尖ったフロー
ティングゲート端部103より容易に発生可能であり、
従ってゲート酸化膜104の膜厚も厚め(20nm程
度)に設定できる。また、コントロールゲートCGに加
える高電圧も比較的低めに設定できる。これにより、電
荷の注入/放出動作に関わる酸化膜の寿命が長くとれ、
データの書き換え回数(endurance )の向上に寄与した
構成となっている。
[0006] The tunnel current at the time of erasing can be easily generated from the sharp floating gate end 103.
Therefore, the thickness of the gate oxide film 104 can be set to be relatively large (about 20 nm). Also, the high voltage applied to the control gate CG can be set relatively low. As a result, the life of the oxide film involved in charge injection / release operations can be extended,
This is a configuration that contributes to an improvement in the number of data rewrites (endurance).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記構成のメモリセル
で注目すべきは、コントロールゲートCGで覆われない
方のフローティングゲートFG上の酸化膜部分(10
5,102)が、実線で示すように一部エッチングされ
た状態になりながら製造工程が進むことである。
It should be noted that in the memory cell having the above-described structure, the oxide film portion (10) on the floating gate FG which is not covered with the control gate CG.
5, 102), the manufacturing process proceeds while being partially etched as shown by the solid line.

【0008】図8は、上記エッチング状態を生じさせる
他のMOSトランジスタ領域におけるサイドウォール
(側壁絶縁膜)形成工程を示す断面図である。コントロ
ールゲートCGと同一工程によりゲート電極Gが形成さ
れ、途中、図示しないが必要なイオン注入を経てサイド
ウォール形成のための酸化膜105を堆積し、異方性エ
ッチングで所望の形状にする。この酸化膜105の形成
が前記図7のメモリセルにおける酸化膜105であっ
て、フローティングゲートFG上の酸化膜エッチング部
分をつくるのである。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of forming a sidewall (sidewall insulating film) in another MOS transistor region which causes the above-mentioned etching state. A gate electrode G is formed by the same process as the control gate CG, and an oxide film 105 for forming a sidewall is deposited on the way through necessary ion implantation (not shown), and is formed into a desired shape by anisotropic etching. The formation of the oxide film 105 is the oxide film 105 in the memory cell of FIG. 7, and forms an oxide film etched portion on the floating gate FG.

【0009】上記フローティングゲートFG上の酸化膜
エッチング部分は、トンネル電流発生のポイントとは反
対であり、また、後に層間の酸化膜(図示せず)が堆積
されるので外観的には問題はない。しかし、エッチング
の際中においてフローティングゲートFG表面はエッチ
ング雰囲気(プラズマ)に曝されるのである。
The etched portion of the oxide film on the floating gate FG is opposite to the point where the tunnel current is generated, and an oxide film (not shown) between layers is deposited later, so that there is no problem in appearance. . However, during the etching, the surface of the floating gate FG is exposed to an etching atmosphere (plasma).

【0010】上記構成によれば、酸化膜105の異方性
エッチング(プラズマエッチング)の際に、フローティ
ングゲートFGはプラズマによるチャージダメージを受
ける。従って、製造工程中に酸化膜104のトンネル電
流発生部分に電子が集まって膜質が劣化する恐れがあ
り、セルの書き換え可能回数(endurance )の低下が懸
念される。
According to the above configuration, the floating gate FG receives charge damage due to plasma during anisotropic etching (plasma etching) of the oxide film 105. Therefore, during the manufacturing process, electrons may collect in the tunnel current generating portion of the oxide film 104 and the quality of the film may be degraded, and there is a concern that the number of rewritable times (endurance) of the cell may be reduced.

【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、スプリットゲート型のフラッシュメモリセ
ルにおける製造時のフローティングゲートのチャージダ
メージを低減し、書き換え可能回数を向上させる高信頼
性の不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法を提供し
ようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high reliability that reduces charge damage to a floating gate in manufacturing a split gate type flash memory cell and improves the number of rewritable times. An object is to provide a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係る不揮発性半
導体記憶装置は、スプリットゲート型のフラッシュメモ
リセルに関し、半導体基板上に第1のゲート酸化膜を介
して形成されたフローティングゲートと、前記フローテ
ィングゲートの一部上から片方の側部隣接付近に亘って
第2のゲート酸化膜を介して形成されたコントロールゲ
ートと、少なくとも上方が前記コントロールゲートに覆
われない前記フローティングゲート側において被覆され
た、後にエッチング形成される絶縁膜とエッチング選択
比の異なる保護膜とを具備したことを特徴とする。
A nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention relates to a flash memory cell of a split gate type, comprising: a floating gate formed on a semiconductor substrate via a first gate oxide film; A control gate formed through a second gate oxide film from a part of the floating gate to a portion adjacent to one side portion, and at least an upper part is covered on the floating gate side not covered by the control gate And an insulating film to be formed later by etching and a protective film having a different etching selectivity.

【0013】また、本発明に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造方法は、スプリットゲート型のフラッシュメモ
リセルに関し、半導体基板上に第1のゲート酸化膜を介
してフローティングゲートを形成する工程と、前記フロ
ーティングゲートの一部上から片方の側部隣接付近に亘
って第2のゲート酸化膜を介してコントロールゲートを
形成する工程と、少なくとも上方が前記コントロールゲ
ートに覆われない前記フローティングゲート側におい
て、後にエッチング形成される絶縁膜とエッチング選択
比の異なる保護膜を被覆する工程とを具備したことを特
徴とする。
Further, a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention relates to a split gate type flash memory cell, wherein a step of forming a floating gate on a semiconductor substrate via a first gate oxide film; Forming a control gate via a second gate oxide film from a portion of the floating gate to the vicinity of one side portion, and at least on a side of the floating gate where at least an upper portion is not covered by the control gate, Covering the insulating film to be formed by etching and a protective film having a different etching selectivity.

【0014】上記本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
及びその製造方法によれば、フローティングゲートは、
保護膜によりエッチング雰囲気(プラズマ)に曝されず
に済む。これにより、チャージダメージは抑制される。
なお、好ましくは上記保護膜が窒化膜であり、防湿にも
寄与する。また、フローティングゲートは、ポリシリコ
ン層を選択的に酸化した部分をマスクにパターニング形
成するものであり、フローティングゲート端部が尖った
形状となり、ゲート酸化膜を介するコントロールゲート
へのトンネル電流発生の経路を容易に構成する。
According to the nonvolatile semiconductor memory device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the floating gate
The protection film prevents exposure to an etching atmosphere (plasma). Thereby, charge damage is suppressed.
Preferably, the protective film is a nitride film, which also contributes to moisture prevention. In addition, the floating gate is formed by patterning using a portion where the polysilicon layer is selectively oxidized as a mask. The floating gate has a sharp edge, and a tunnel current generation path through the gate oxide film to the control gate. Is easily configured.

【0015】さらに、上記エッチング形成される絶縁膜
は、他の領域におけるMOSトランジスタの側壁絶縁膜
に関するプラズマエッチング形成と同一工程によること
を特徴とする。すなわち、フローティングゲートが上記
保護膜により保護されながら他の領域では目的の形状に
絶縁膜がエッチング加工できる。
Further, the insulating film to be etched is formed by the same process as the plasma etching for the sidewall insulating film of the MOS transistor in other regions. That is, while the floating gate is protected by the protective film, the insulating film can be etched into a desired shape in another region.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
るスプリットゲート型のフラッシュメモリのセル構造を
示す断面図である。シリコン基板10におけるゲート酸
化膜11上のフローティングゲートFGは、ポリシリコ
ン層を選択的に酸化した部分12をマスクにしてパター
ニング形成される。これにより、ゲート端部13が尖っ
た形態を有する。このような形態により、ゲート酸化膜
14を介するコントロールゲートCGへのトンネル電流
発生の経路が容易に狭い領域となり得、不良率低減に寄
与する。
FIG. 1 is a sectional view showing a cell structure of a split gate type flash memory according to an embodiment of the present invention. The floating gate FG on the gate oxide film 11 on the silicon substrate 10 is formed by patterning using the portion 12 obtained by selectively oxidizing the polysilicon layer as a mask. Thus, the gate end 13 has a pointed form. With such an embodiment, the path of the tunnel current generation to the control gate CG via the gate oxide film 14 can easily become a narrow region, which contributes to the reduction of the defective rate.

【0017】コントロールゲートCGは、ゲート酸化膜
14を介してフローティングゲートFGの一部上から片
方の側部隣接付近に亘ってパターニング形成される。一
般に、コントロールゲートCGの形成と図示しない他の
MOSトランジスタにおけるゲート電極の形成は同一工
程で行われる。
The control gate CG is formed by patterning from a portion of the floating gate FG to a portion adjacent to one side portion via the gate oxide film 14. Generally, the formation of the control gate CG and the formation of the gate electrode of another MOS transistor (not shown) are performed in the same step.

【0018】この実施形態では、上方がコントロールゲ
ートCGに覆われないフローティングゲートFG側にお
いて、後にエッチング形成される酸化膜16とエッチン
グ選択比の異なる保護膜15が被覆されている。
In this embodiment, a protective film 15 having an etching selectivity different from that of an oxide film 16 to be formed later is covered on the side of the floating gate FG which is not covered by the control gate CG.

【0019】酸化膜16は、他の領域のMOSトランジ
スタにおける側壁絶縁膜(サイドウォール)と同一工程
で形成されるものであり、その形状は異方性エッチング
(プラズマエッチング)による。つまり、プラズマエッ
チング工程の前に、上方がコントロールゲートCGに覆
われないフローティングゲートFG側を保護膜15によ
り覆い、酸化膜16堆積後のプラズマエッチングでフロ
ーティングゲートFGが直接プラズマに曝されないよう
に構成した。
The oxide film 16 is formed in the same step as the sidewall insulating films (sidewalls) of the MOS transistors in other regions, and has a shape formed by anisotropic etching (plasma etching). That is, before the plasma etching step, the floating gate FG side that is not covered with the control gate CG is covered with the protective film 15 so that the floating gate FG is not directly exposed to plasma in the plasma etching after the oxide film 16 is deposited. did.

【0020】上記構成のメモリセルへのデータの書き込
みは、コントロールゲートCGとソースSに高電圧を加
える。これにより、熱電子がゲート酸化膜11を介して
フローティングゲートFGに注入される(データ“0”
状態)。データの消去は、ソースS,ドレインDを解放
してコントロールゲートCGに高電圧を加える。これに
より、フローティングゲート端部13より電子をトンネ
ル効果でコントロールゲートCG側に引き抜く(データ
“1”状態)。
When writing data to the memory cell having the above-described structure, a high voltage is applied to the control gate CG and the source S. Thereby, thermal electrons are injected into floating gate FG via gate oxide film 11 (data “0”).
Status). To erase data, the source S and the drain D are released and a high voltage is applied to the control gate CG. As a result, electrons are extracted from the floating gate end 13 to the control gate CG side by the tunnel effect (data "1" state).

【0021】消去の際のトンネル電流は、尖ったフロー
ティングゲート端部13より容易に発生可能であり、従
ってゲート酸化膜14の膜厚も厚め(20nm程度)に
設定できる。また、コントロールゲートCGに加える高
電圧も比較的低めに設定できる。これにより、電荷の注
入/放出動作に関わる酸化膜の寿命が長くとれ、データ
の書き換え回数(endurance )の向上に寄与した構成と
なっている。
A tunnel current at the time of erasing can be easily generated from the sharp floating gate end portion 13. Therefore, the thickness of the gate oxide film 14 can be set to be relatively large (about 20 nm). Also, the high voltage applied to the control gate CG can be set relatively low. As a result, the life of the oxide film involved in the charge injection / release operation can be extended, and the configuration contributes to the improvement of the number of data rewrites (endurance).

【0022】そして保護膜15は、例えば窒化膜(シリ
コン窒化膜)で構成され、フローティングゲートFG上
の選択的酸化部分12のエッチングストッパ膜となり、
またフローティングゲートFG側部の保護を担う。これ
により、プラズマエッチング時のチャージダメージは抑
制される。よって、データの書き換え回数はより向上
し、かつ信頼性の高いものとなる。
The protective film 15 is made of, for example, a nitride film (silicon nitride film), and serves as an etching stopper film for the selectively oxidized portion 12 on the floating gate FG.
It also protects the side of the floating gate FG. This suppresses charge damage during plasma etching. Therefore, the number of times of rewriting of data is further improved and the reliability is high.

【0023】図2〜図5は、それぞれ本発明に係る上記
図1のスプリットゲート型のフラッシュメモリセルにお
ける製造方法の要部を工程順に示す断面図である。図1
と同様の箇所には同一の符号を付して説明する。、図2
に示すように、シリコン基板10におけるゲート酸化膜
11上にフローティングゲートFGを形成する。フロー
ティングゲートFGはポリシリコン層上に図示しないレ
ジストパターンを形成し選択的に酸化した部分12をマ
スクにしてパターニング形成する。これにより、ゲート
端部13が尖った形態を有する。
FIGS. 2 to 5 are cross-sectional views showing a main part of a method of manufacturing the split gate type flash memory cell of FIG. 1 according to the present invention in the order of steps. FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and described. , FIG. 2
As shown in FIG. 5, a floating gate FG is formed on a gate oxide film 11 on a silicon substrate 10. The floating gate FG is formed by forming a resist pattern (not shown) on the polysilicon layer and using the selectively oxidized portion 12 as a mask. Thus, the gate end 13 has a pointed form.

【0024】次に、図3に示すように、図示しない他の
MOSトランジスタ領域と同一工程の酸化膜形成工程を
経てゲート酸化膜14を形成し、その上にフローティン
グゲートFGの一部上から片方の側部隣接付近に亘って
ポリシリコン層を含むコントロールゲートCGをパター
ニング形成する。このコントロールゲートCGの形成と
図示しない他のMOSトランジスタにおけるゲート電極
の形成は同一工程で行われる。図示しないが、コントロ
ールゲートCGの上部をシリサイド化してもよい。
Next, as shown in FIG. 3, a gate oxide film 14 is formed through the same oxide film forming process as that of another MOS transistor region (not shown), and one of the floating gates FG is formed thereon from one side. The control gate CG including the polysilicon layer is formed by patterning in the vicinity of the side portion adjacent to the above. The formation of the control gate CG and the formation of the gate electrode of another MOS transistor (not shown) are performed in the same step. Although not shown, the upper part of the control gate CG may be silicided.

【0025】次に、図4に示すように、上方がコントロ
ールゲートCGに覆われないフローティングゲートFG
側を保護するために、窒化膜(シリコン窒化膜)を保護
膜15としてセル構造上全体に被覆する。保護膜15
は、プラズマ保護用として例えば10〜15nm程度あ
ればよい。
Next, as shown in FIG. 4, the floating gate FG whose upper part is not covered by the control gate CG is
To protect the side, a nitride film (silicon nitride film) is covered as a protective film 15 over the entire cell structure. Protective film 15
May be about 10 to 15 nm for plasma protection.

【0026】次に、図5に示すように、セル構造上全体
に酸化膜16を堆積する。そして、酸化膜16は、他の
MOSトランジスタに関するサイドウォール形成のため
異方性エッチング(プラズマエッチング)される。その
際、フローティングゲートFGは保護膜(窒化膜)15
によってプラズマに直接曝されずに済む。その後のソー
スラインのイオン注入や、ドレイン領域のイオン注入
は、保護膜(窒化膜)15を介して行われる。すなわ
ち、保護膜(窒化膜)15を考慮に入れたイオン注入エ
ネルギーの合わせ込みを行うことによって達成される。
これにより、前記図1に示すようなスプリットゲート型
のフラッシュメモリセルの構成を実現することができ
る。
Next, as shown in FIG. 5, an oxide film 16 is deposited on the entire cell structure. Then, oxide film 16 is anisotropically etched (plasma etched) to form a sidewall for another MOS transistor. At this time, the floating gate FG is formed of a protective film (nitride film) 15.
Avoids direct exposure to the plasma. Subsequent ion implantation of the source line and ion implantation of the drain region are performed via the protective film (nitride film) 15. That is, it is achieved by adjusting the ion implantation energy in consideration of the protective film (nitride film) 15.
Thereby, the configuration of the split gate type flash memory cell as shown in FIG. 1 can be realized.

【0027】図6(a),(b)は、それぞれ他のMO
Sトランジスタの形成工程を順に示す要部の断面図であ
る。図1と同様の工程で形成される箇所には同一の符号
を付して説明する。
FIGS. 6A and 6B show other MOs, respectively.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part, showing the steps of forming an S transistor in order. The portions formed in the same steps as those in FIG.

【0028】図6(a)に示すように、他のMOSトラ
ンジスタでは、図1のセル構造におけるコントロールゲ
ートCGの形成と同一工程でゲート電極Gが形成され
る。ゲート酸化膜61は、図1のセル構造のどの酸化工
程で形成されるものかは様々考えられ、設計の膜厚にあ
った酸化工程を経て形成される。
As shown in FIG. 6A, in another MOS transistor, a gate electrode G is formed in the same step as the formation of the control gate CG in the cell structure of FIG. The gate oxide film 61 may be formed in any oxidation step of the cell structure of FIG. 1 and is formed through an oxidation step suitable for a designed film thickness.

【0029】また、図示しないが、この構成までに基板
への必要なイオン注入工程(ウェルやチャネルドープな
ど)は行っている。そして、フローティングゲートFG
保護用としての保護膜(窒化膜)15の形成である。他
のMOSトランジスタにとってはゲート電極Gを被覆す
るように形成され、水分、水素に対する耐性向上に寄与
する。
Although not shown, a necessary ion implantation step (well, channel doping, etc.) into the substrate has been performed up to this configuration. And the floating gate FG
This is the formation of a protective film (nitride film) 15 for protection. The other MOS transistors are formed so as to cover the gate electrode G, and contribute to improvement in resistance to moisture and hydrogen.

【0030】次に、図6(b)に示すように、酸化膜1
6の堆積、異方性エッチング(プラズマエッチング)を
経て、酸化膜16のサイドウォールが形成される。その
後の図示しないソース・ドレイン領域のイオン注入は、
保護膜(窒化膜)15を介して行われる。すなわち、保
護膜(窒化膜)15を考慮に入れたイオン注入エネルギ
ーの合わせ込みを行うことによって達成される。
Next, as shown in FIG.
After the deposition of No. 6 and anisotropic etching (plasma etching), sidewalls of the oxide film 16 are formed. Subsequent ion implantation of source / drain regions (not shown)
This is performed via a protective film (nitride film) 15. That is, it is achieved by adjusting the ion implantation energy in consideration of the protective film (nitride film) 15.

【0031】上記実施形態の方法によれば、セルのフロ
ーティングゲートFGが、窒化膜でなる保護膜15によ
りエッチング雰囲気(プラズマ)に曝されずに、他の領
域では目的の形状に酸化膜16がエッチング加工でき
る。これにより、フローティングゲートFGのチャージ
ダメージは抑制される。従って、従来のように製造工程
中に酸化膜14のトンネル電流発生部分の膜質が劣化す
ることもほとんどなくなり、セルの書き換え可能回数
(endurance )の向上が期待できる。また、窒化膜でな
る保護膜15がセル構造全体を覆うことにより、水分、
水素に対する耐性やホットキャリア耐性の向上に寄与す
る。
According to the method of the above embodiment, the floating gate FG of the cell is not exposed to the etching atmosphere (plasma) by the protective film 15 made of a nitride film, and the oxide film 16 is formed in a desired shape in other regions. Can be etched. Thereby, charge damage to the floating gate FG is suppressed. Therefore, the quality of the portion of the oxide film 14 where the tunnel current is generated is hardly degraded during the manufacturing process as in the prior art, and an improvement in the number of rewrites (endurance) of the cell can be expected. In addition, since the protective film 15 made of a nitride film covers the entire cell structure, moisture,
It contributes to the improvement of resistance to hydrogen and hot carrier resistance.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも上方がコントロールゲートに覆われないフロ
ーティングゲート側において、後にエッチング形成され
る絶縁膜とエッチング選択比の異なる保護膜を被覆して
おく。これにより、フローティングゲートは、保護膜に
よりエッチング雰囲気(プラズマ)に曝されずに済む。
この結果、スプリットゲート型のフラッシュメモリセル
における製造時のフローティングゲートのチャージダメ
ージを低減し、書き換え可能回数を向上させる高信頼性
の不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法が提供でき
る。
As described above, according to the present invention,
At least the upper side of the floating gate that is not covered with the control gate is covered with a protective film having a different etching selectivity from an insulating film to be formed later. This prevents the floating gate from being exposed to the etching atmosphere (plasma) by the protective film.
As a result, it is possible to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the charge damage of the floating gate at the time of manufacture in a split gate type flash memory cell and improving the number of rewritable times, and a method of manufacturing the same.

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

【図1】本発明の一実施形態に係るスプリットゲート型
のフラッシュメモリのセル構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cell structure of a split gate flash memory according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る図1のスプリットゲート型のフラ
ッシュメモリセルにおける製造方法の要部を工程順に示
す第1の断面図である。
2 is a first cross-sectional view showing a main part of a method of manufacturing the split gate type flash memory cell of FIG. 1 according to the present invention in the order of steps.

【図3】本発明に係る図1のスプリットゲート型のフラ
ッシュメモリセルにおける製造方法の要部を工程順に示
す図2に続く第2の断面図である。
FIG. 3 is a second cross-sectional view following FIG. 2 showing a main portion of a method of manufacturing the split gate flash memory cell of FIG. 1 according to the present invention in the order of steps;

【図4】本発明に係る図1のスプリットゲート型のフラ
ッシュメモリセルにおける製造方法の要部を工程順に示
す図3に続く第3の断面図である。
FIG. 4 is a third cross-sectional view following FIG. 3 showing a main portion of a method of manufacturing the split gate flash memory cell of FIG. 1 according to the present invention in the order of steps;

【図5】本発明に係る図1のスプリットゲート型のフラ
ッシュメモリセルにおける製造方法の要部を工程順に示
す図4に続く第4の断面図である。
FIG. 5 is a fourth cross-sectional view following FIG. 4 showing a main portion of a method of manufacturing the split gate flash memory cell of FIG. 1 according to the present invention in the order of steps;

【図6】(a),(b)は、それぞれ他のMOSトラン
ジスタの形成工程を順に示す要部の断面図である。
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views of essential parts sequentially showing steps of forming another MOS transistor.

【図7】従来のスプリットゲート型のフラッシュメモリ
におけるセル構造の一例を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a cell structure in a conventional split gate flash memory.

【図8】図7の構成(エッチング状態)を生じさせる他
のMOSトランジスタ領域におけるサイドウォール(側
壁絶縁膜)形成工程を示す断面図である。
8 is a cross-sectional view showing a step of forming a sidewall (sidewall insulating film) in another MOS transistor region that causes the configuration (etched state) of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…シリコン基板 11,14,61,101,104…ゲート酸化膜 12,102…酸化部分 13,103…ゲート端部 15…保護膜 16,105…酸化膜 FG…フローティングゲート CG…コントロールゲート G…ゲート電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Silicon substrate 11, 14, 61, 101, 104 ... Gate oxide film 12, 102 ... Oxidized part 13, 103 ... Gate edge 15 ... Protective film 16, 105 ... Oxide film FG ... Floating gate CG ... Control gate G ... Gate electrode

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スプリットゲート型のフラッシュメモリ
セルに関し、 半導体基板上に第1のゲート酸化膜を介して形成された
フローティングゲートと、 前記フローティングゲートの一部上から片方の側部隣接
付近に亘って第2のゲート酸化膜を介して形成されたコ
ントロールゲートと、 少なくとも上方が前記コントロールゲートに覆われない
前記フローティングゲート側において被覆された、後に
エッチング形成される絶縁膜とエッチング選択比の異な
る保護膜と、を具備したことを特徴とする不揮発性半導
体記憶装置。
1. A split gate type flash memory cell, comprising: a floating gate formed on a semiconductor substrate via a first gate oxide film; A control gate formed via the second gate oxide film, and a protection having an etching selectivity different from that of an insulating film to be formed later, which is covered at least on the floating gate side not covered by the control gate. And a film.
【請求項2】 前記保護膜は窒化膜であることを特徴と
する請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said protection film is a nitride film.
【請求項3】 スプリットゲート型のフラッシュメモリ
セルに関し、 半導体基板上に第1のゲート酸化膜を介してフローティ
ングゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートの一部上から片方の側部隣接
付近に亘って第2のゲート酸化膜を介してコントロール
ゲートを形成する工程と、 少なくとも上方が前記コントロールゲートに覆われない
前記フローティングゲート側において、後にエッチング
形成される絶縁膜とエッチング選択比の異なる保護膜を
被覆する工程と、を具備したことを特徴とする不揮発性
半導体記憶装置の製造方法。
3. A step of forming a floating gate on a semiconductor substrate via a first gate oxide film in a split gate type flash memory cell; Forming a control gate through a second gate oxide film over the floating gate, at least on the side of the floating gate which is not covered by the control gate, and a protective film having a different etching selectivity from an insulating film formed later by etching. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
【請求項4】 前記フローティングゲートは、ポリシリ
コン層を選択的に酸化した部分をマスクにパターニング
形成することを特徴とする請求項3記載の不揮発性半導
体記憶装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein said floating gate is patterned by using a portion obtained by selectively oxidizing a polysilicon layer as a mask.
【請求項5】 前記エッチング形成される絶縁膜は、他
の領域におけるMOSトランジスタの側壁絶縁膜に関す
るプラズマエッチング形成と同一工程によることを特徴
とする請求項3または4記載の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein said insulating film to be etched is formed by the same process as plasma etching for a sidewall insulating film of a MOS transistor in another region. Production method.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100634162B1 (en) * 2002-05-15 2006-10-17 삼성전자주식회사 Split-gate memory device and fabricating method thereof
US7199008B2 (en) * 2004-05-25 2007-04-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Microelectronic device having floating gate protective layer and method of manufacture therefor

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