JP2007115754A - Non-volatile semiconductor storage device and its manufacturing method - Google Patents

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Masanori Obara
将紀 小原
Naoki Ueda
直樹 上田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-volatile semiconductor storage device suppressing a writing disturbance phenomenon with respect to an adjacent non-selection memory cell adjacent to a selected selection memory cell in a writing operation. <P>SOLUTION: The non-volatile semiconductor storage device is provided with a memory cell array, where a plurality of non-volatile memory cells with MOSFET structures having charge holders accumulating a charge formed on a semiconductor substrate through an insulating film are arranged in a row direction and a column direction; control gates of the memory cells in the same row are mutually connected, and it is set to be a common word line extending in the row direction; diffusion regions forming drains or sources of the memory cells in the same column are mutually connected; and it is constituted as a common bit line extending in the column direction; which is formed of diffusion wiring. A shielding body 9 formed of a conductor or a conductive semiconductor is formed between the charge holders of the memory cells adjacent in the row direction. The upper end of the shielding body is positioned upper than an upper face of the semiconductor substrate 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、不揮発性半導体記憶装置の構造及び製造方法に関する。   The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a nonvolatile semiconductor memory device.

従来の半導体記憶装置として、メモリセルを構成するトランジスタのソース及びドレインの各領域となる不純物拡散領域を夫々拡散配線として平行に延伸させビット線が形成される不揮発性半導体記憶装置がある(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional semiconductor memory device, there is a non-volatile semiconductor memory device in which a bit line is formed by extending impurity diffusion regions serving as source and drain regions of a transistor constituting a memory cell in parallel as diffusion wirings (for example, Patent Document 1).

ここで、図6は、特許文献1に記載の不揮発性半導体記憶装置のメモリセルアレイの断面図を、図7は同メモリセルアレイの平面図を夫々示している。尚、図6は、図7のA1−A2を結ぶ線上の断面図である。   Here, FIG. 6 is a cross-sectional view of the memory cell array of the nonvolatile semiconductor memory device described in Patent Document 1, and FIG. 7 is a plan view of the memory cell array. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A1-A2 in FIG.

この不揮発性半導体記憶装置は、半導体基板1上にトンネル絶縁膜3を介して浮遊ゲート16が形成されている。そして、隣接する浮遊ゲート16及びトンネル絶縁膜3の下部領域の間の半導体基板1に、半導体基板1と反対の導電型の不純物拡散層15が形成されている。不純物拡散層15はメモリセルのソース・ドレインとしての機能を有し、メモリセルアレイの拡散配線(ビット線)としての機能を持つ。また、この不揮発性半導体記憶装置は、コンタクトレスNOR型フラッシュメモリであり、図7に示すように、各メモリセルが行方向及び列方向に夫々複数マトリックス状に配置されている。   In this nonvolatile semiconductor memory device, a floating gate 16 is formed on a semiconductor substrate 1 via a tunnel insulating film 3. An impurity diffusion layer 15 having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1 is formed in the semiconductor substrate 1 between the adjacent floating gate 16 and the lower region of the tunnel insulating film 3. The impurity diffusion layer 15 functions as a source / drain of the memory cell, and functions as a diffusion wiring (bit line) of the memory cell array. Further, this nonvolatile semiconductor memory device is a contactless NOR flash memory, and as shown in FIG. 7, a plurality of memory cells are arranged in a matrix in the row direction and the column direction, respectively.

続いて、図6及び図7に示す不揮発性半導体記憶装置の動作について説明する。ここで、図9は、複数のワード線(制御ゲート17)とビット線(ソース/ドレイン)15を備えるメモリセルアレイにおいて、n番目とn+1番目のビット線BLn、BLn+1とm番目のワード線WLmの交差部に位置するメモリセル19を選択的に動作させる場合における電圧の印加条件を示している。書き込み動作は、選択された選択メモリセルに対し、図9に示す書き込み条件で電圧をビット線15とワード線17に印加することにより、書き込み電流が流れ、ホットエレクトロンが浮遊ゲート16へ注入されることにより行われる。読み出し動作は、選択メモリセルに対し、図9に示す読み出し条件で電圧をビット線15とワード線17に印加することにより、選択メモリセルの浮遊ゲート16に蓄積された電子量に対応する読み出し電流を得ることで行われる。消去動作は、図9に示す消去条件で電圧を全ワード線17と全ビット線15に印加することにより、浮遊ゲートに蓄積された電子を基板またはビット線にトンネル酸化膜のトンネリング現象によって抜き取ることで行われる。   Next, the operation of the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIGS. 6 and 7 will be described. Here, FIG. 9 shows a memory cell array having a plurality of word lines (control gate 17) and bit lines (source / drain) 15, and n-th and n + 1-th bit lines BLn, BLn + 1 and m-th word line WLm. A voltage application condition in the case of selectively operating the memory cell 19 located at the intersection is shown. In the write operation, a write current flows and hot electrons are injected into the floating gate 16 by applying a voltage to the bit line 15 and the word line 17 under the write condition shown in FIG. Is done. In the read operation, a voltage is applied to the selected memory cell under the read condition shown in FIG. 9 to the bit line 15 and the word line 17, whereby a read current corresponding to the amount of electrons accumulated in the floating gate 16 of the selected memory cell. Is done. In the erasing operation, a voltage is applied to all the word lines 17 and all the bit lines 15 under the erasing condition shown in FIG. 9, and electrons accumulated in the floating gate are extracted to the substrate or the bit line by a tunnel oxide film tunneling phenomenon. Done in

特開特開2003−179168号公報JP-A-2003-179168

しかし、特許文献1に記載のメモリセルアレイの構造では、メモリセルの微細化に伴い、書き込み動作時、選択メモリセル19のドレイン領域(ビット線BLn+1側)で発生したホットエレクトロンが選択メモリセル19と同一ワード線上にあるドレイン側に隣接する隣接非選択メモリセル20の浮遊ゲートに注入され易くなる。より具体的には、メモリセルの微細化によって、同一ワード線上にあるメモリセルの浮遊ゲート16の間のスペースが狭くなることで、物理的に選択メモリセル19と隣接非選択メモリセル20と間の距離が近くなり、選択メモリセル19のドレイン領域で発生したホットエレクトロンの一部が、浮遊ゲート16間の絶縁膜11または不純物拡散層15を介して隣接非選択セル20の浮遊ゲート16に注入され易くなる。これにより、隣接非選択メモリセル20の閾値電圧が上昇し、データの誤読み出しが発生し、書き込みディスターブが発生して信頼性が低下するという問題がある。   However, in the structure of the memory cell array described in Patent Document 1, hot electrons generated in the drain region (on the bit line BLn + 1 side) of the selected memory cell 19 during the write operation with the miniaturization of the memory cell are connected to the selected memory cell 19. It becomes easy to inject into the floating gate of the adjacent non-selected memory cell 20 adjacent to the drain side on the same word line. More specifically, the space between the floating gates 16 of the memory cells on the same word line is narrowed due to the miniaturization of the memory cells, so that the physically selected memory cell 19 and the adjacent non-selected memory cell 20 are separated from each other. And a part of hot electrons generated in the drain region of the selected memory cell 19 are injected into the floating gate 16 of the adjacent non-selected cell 20 through the insulating film 11 or the impurity diffusion layer 15 between the floating gates 16. It becomes easy to be done. As a result, there is a problem that the threshold voltage of the adjacent non-selected memory cell 20 increases, data is erroneously read, write disturb occurs, and reliability decreases.

図8は、選択メモリセル19に任意の書き込み電圧を任意の時間印加した場合における、隣接非選択メモリセル20の閾値増加値に対する両メモリセルの浮遊ゲート間幅依存性の実測評価結果を示している。図8より、選択メモリセルと隣接非選択メモリセルの浮遊ゲート同士の間幅が狭くなると、隣接非選択メモリセルの閾値が急激に増加していることが分かる。   FIG. 8 shows the measurement evaluation result of the dependency between the floating gates of both memory cells on the threshold increase value of the adjacent non-selected memory cell 20 when an arbitrary write voltage is applied to the selected memory cell 19 for an arbitrary time. Yes. As can be seen from FIG. 8, when the width between the floating gates of the selected memory cell and the adjacent non-selected memory cell is narrowed, the threshold value of the adjacent non-selected memory cell is rapidly increased.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、書き込み動作において、書き込み対象として選択された選択メモリセルに隣接する隣接非選択メモリセルに対する書き込みディスターブ現象を抑制することができる不揮発性半導体記憶装置を提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress a write disturb phenomenon for an adjacent unselected memory cell adjacent to a selected memory cell selected as a write target in a write operation. A nonvolatile semiconductor memory device is provided.

上記目的を達成するための本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成された電荷を蓄積可能な電荷保持部を備えたMOSFET構造の不揮発性のメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数配列し、同一行の前記メモリセルの制御ゲートを相互に接続して行方向に延伸する共通のワード線とし、同一列の前記メモリセルのドレインまたはソースを形成する拡散領域を相互に接続して拡散配線からなる列方向に延伸する共通のビット線として構成されたメモリセルアレイを備えた不揮発性半導体記憶装置であって、行方向に隣接する前記メモリセルの前記電荷保持部間に、導電体または導電性の半導体からなるシールド体を形成し、前記シールド体の上端が前記半導体基板の上面より上側に位置するように構成されていることを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a non-volatile semiconductor memory device according to the present invention includes a non-volatile memory cell having a MOSFET structure provided with a charge holding portion capable of accumulating electric charges formed on a semiconductor substrate via an insulating film. A plurality of memory cells are arranged in the row direction and the column direction, and the control gates of the memory cells in the same row are connected to each other to form a common word line extending in the row direction, thereby forming the drains or sources of the memory cells in the same column. A non-volatile semiconductor memory device comprising a memory cell array configured as a common bit line extending in a column direction composed of diffusion lines by interconnecting diffusion regions, wherein the charge of the memory cells adjacent in the row direction A shield body made of a conductor or a conductive semiconductor is formed between the holding portions, and the upper end of the shield body is positioned above the upper surface of the semiconductor substrate. Is that the first feature of being.

上記特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体が、下方に位置する前記拡散配線と接続していることを第2の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having the above characteristics is characterized in that the shield body is connected to the diffusion wiring located below.

上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体の上端が、前記電荷保持部の下端より上側に位置することを第3の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that the upper end of the shield body is located above the lower end of the charge holding portion.

更に、上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体の上端が、前記電荷保持部の上端より下側に位置することを第4の特徴とする。   Furthermore, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that the upper end of the shield body is located below the upper end of the charge holding portion.

また、上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体の下端が、前記半導体基板の上端より下側に位置することを第5の特徴とする。   Moreover, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that the lower end of the shield body is located below the upper end of the semiconductor substrate.

上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体の下端が、前記拡散領域の下端より上側に位置することを第6の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that the lower end of the shield body is located above the lower end of the diffusion region.

上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、前記シールド体の比抵抗が700μΩ・cm以下であることを第7の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that the specific resistance of the shield body is 700 μΩ · cm or less, as a seventh characteristic.

上記何れかの特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置は、書き込み動作時、書き込み対象として選択された選択メモリセルのドレインとなる前記ビット線と、前記選択メモリセルのドレイン側に隣接した前記シールド体とが、同電位となることを第8の特徴とする。   The nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having any one of the above characteristics is characterized in that, in a write operation, the bit line serving as a drain of a selected memory cell selected as a write target and the drain adjacent to the drain side of the selected memory cell An eighth feature is that the shield body has the same potential.

上記目的を達成するための本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板上に、トンネル絶縁膜としての第1絶縁膜と電荷保持部となる電荷保持膜とを形成する工程と、前記電荷保持膜上に第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして、前記第1絶縁膜、前記電荷保持膜及び前記第2絶縁膜をエッチングする工程と、エッチングされた前記第2絶縁膜、前記電荷保持膜及び前記第1絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板に前記半導体基板とは反対の導電型の不純物イオンを注入する工程と、異方性エッチングにより、前記電荷保持膜の両側壁に、サイドウォール形状の第3絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板を溝状に掘り下げる工程と、前記半導体基板全面に導体層または半導体層からなるシールド体を堆積する工程と、前記シールド体の上端が、少なくとも前記電荷保持膜の上端より下側であって前記半導体基板より上側に位置するまで前記シールド体をエッチバックする工程と、前記半導体基板全面に第4絶縁膜を堆積する工程と、少なくとも前記電荷保持膜の上端が露出するまで前記第4絶縁膜を平坦化する工程と、制御ゲート及び前記電荷保持部をパターニングする工程と、を実行することを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes forming a first insulating film as a tunnel insulating film and a charge holding film as a charge holding portion on a semiconductor substrate. Forming a second insulating film on the charge holding film; forming a resist pattern on the second insulating film; and using the resist pattern as a mask, the first insulating film, the charge holding film, and the first (2) etching the insulating film, and implanting impurity ions of a conductivity type opposite to the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the etched second insulating film, the charge holding film and the first insulating film as a mask Forming a sidewall-shaped third insulating film on both side walls of the charge retention film by anisotropic etching, and using the second insulating film and the third insulating film as a mask A step of digging the semiconductor substrate into a groove shape, a step of depositing a shield body made of a conductor layer or a semiconductor layer on the entire surface of the semiconductor substrate, and an upper end of the shield body at least below the upper end of the charge retention film Etching back the shield body until it is positioned above the semiconductor substrate, depositing a fourth insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate, and the fourth until at least the upper end of the charge retention film is exposed. The first feature is that a step of planarizing the insulating film and a step of patterning the control gate and the charge holding portion are performed.

上記特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、前記電荷保持膜がポリシリコン膜で形成されることを特徴とする。   The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention having the above characteristics is characterized in that the charge retention film is formed of a polysilicon film.

上記第1特徴の本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法は、前記電荷保持膜がシリコン窒化膜の上にシリコン酸化膜を積層して形成されることを特徴とする。   The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention is characterized in that the charge retention film is formed by laminating a silicon oxide film on a silicon nitride film.

本発明によれば、行方向に隣接するメモリセルの電荷保持部間に導電体または導電性の半導体を形成し、導電体または導電性の半導体の上端が半導体基板の上面より上側に位置するように構成することにより、導電体または導電性の半導体が、ホットエレクトロン等の電荷保持部に注入される電荷に対するシールド体として働くため、書き込み動作における選択メモリセルと同一ワード線上にあり隣接する隣接非選択セルの電荷保持部への電荷の誤注入を抑制できる。具体的には、導電体または導電性の半導体からなるシールド体のポテンシャル分布は均一であり、内部で電界が発生しない。そのため、電子の電界ドリフトによる移動が起こらない。つまり、シールド体中に進入した電子はシールド体を貫通することなく内部に留まる。この効果により、シールド体は、隣接非選択メモリセルの電荷保持部に注入する電荷に対しシールドとして働く。これによって、隣接非選択メモリセルの閾値電圧の変動を抑え、書き込みディスターブを抑制して信頼性の高いメモリセルを実現することができる。また、メモリセルの面積のスケーリングに伴う前記書き込みディスターブによる特性劣化を抑制することが可能となり、メモリセルの微細化・メモリ大容量に向けた信頼性の向上を実現できる。   According to the present invention, the conductor or the conductive semiconductor is formed between the charge holding portions of the memory cells adjacent in the row direction, and the upper end of the conductor or the conductive semiconductor is positioned above the upper surface of the semiconductor substrate. With this configuration, the conductor or the conductive semiconductor acts as a shield against charges injected into the charge holding unit such as hot electrons, so that the adjacent non-adjacent memory is on the same word line as the selected memory cell in the write operation. It is possible to suppress erroneous injection of charge into the charge holding portion of the selected cell. Specifically, the potential distribution of the shield body made of a conductor or a conductive semiconductor is uniform, and no electric field is generated inside. Therefore, movement due to electric field drift of electrons does not occur. That is, the electrons that have entered the shield body remain inside without penetrating the shield body. Due to this effect, the shield body acts as a shield against charges injected into the charge holding portion of the adjacent non-selected memory cell. As a result, it is possible to realize a highly reliable memory cell by suppressing fluctuations in the threshold voltage of adjacent non-selected memory cells and suppressing write disturb. In addition, it is possible to suppress the characteristic deterioration due to the write disturb accompanying the scaling of the area of the memory cell, and it is possible to realize the miniaturization of the memory cell and the improvement of the reliability toward the large capacity of the memory.

ここで、シールド体の上端が半導体基板の上面より上側に位置するため、半導体基板上に形成された隣接非選択メモリセルの電荷保持部に対して効果的にシールド効果を発揮する。また、シールド体が、下方に位置する拡散配線と接続し、シールド体の上端が、電荷保持部の下端より上側に位置し、シールド体の下端が、半導体基板の上端より下側に位置することで、シールド効果が更に向上する。また、シールド体の上端が、電荷保持部の上端より下側に位置する場合には、隣接非選択メモリセルの電荷保持部への電荷の注入は、チャネル領域や拡散領域、つまり、半導体基板側から発生するので、シールド体の上端位置を下げてもシールド効果は低下せず、電荷保持部に対する不要な容量を低減できる。また、シールド体の比抵抗が700μΩ・cm以下であれば、抵抗が小さいため、電界ドリフト移動が起こらず、シールド効果を発揮できる。   Here, since the upper end of the shield body is located above the upper surface of the semiconductor substrate, the shield effect is effectively exerted on the charge holding portions of the adjacent non-selected memory cells formed on the semiconductor substrate. In addition, the shield body is connected to the diffusion wiring located below, the upper end of the shield body is located above the lower end of the charge holding unit, and the lower end of the shield body is located below the upper end of the semiconductor substrate. Thus, the shielding effect is further improved. In addition, when the upper end of the shield body is located below the upper end of the charge holding portion, the injection of charges into the charge holding portion of the adjacent non-selected memory cell is performed in the channel region or the diffusion region, that is, on the semiconductor substrate side. Therefore, even if the upper end position of the shield body is lowered, the shielding effect is not lowered, and unnecessary capacity for the charge holding portion can be reduced. In addition, if the specific resistance of the shield body is 700 μΩ · cm or less, the resistance is small, so that electric field drift movement does not occur and the shielding effect can be exhibited.

以下、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(以下、適宜「本発明装置」、「本発明方法」と略称する)の実施形態を図面に基づいて説明する。   Embodiments of a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the same according to the present invention (hereinafter, abbreviated as “the device of the present invention” and “the method of the present invention” where appropriate) will be described below with reference to the drawings.

〈第1実施形態〉
先ず、本実施形態における本発明装置の構成について図1を基に説明する。
本発明装置は、図1に示すように、チャネル領域23と制御ゲート13間にトンネル酸化膜3とONO膜12を介してポリシリコン層4からなる電荷保持部の形成されたMOSFET構造のメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数配列し、同一行のメモリセルの制御ゲートを相互に接続して共通のワード線13とし、同一列のメモリセルのドレインまたはソースを形成する拡散領域を相互に接続して拡散配線15からなる共通のビット線として構成されたメモリセルアレイを備え、行方向に隣接するメモリセルのポリシリコン層4及びシリコン窒化膜5の間に、導電体または導電性の半導体からなるシールド体9を形成し、シールド体9の上端が、チャネル領域23の形成される半導体基板1の上面より上側に、下端が半導体基板1の上面より下側に位置するように構成されている。本実施形態では、ポリシリコン層4が導電性の電荷保持部(浮遊ゲート)として機能する。また、シールド体9は、導電性の半導体である不純物注入されたポリシリコンで形成されている。導電性の半導体からなるシールド体は、金属等の導電体の場合に比べ、700℃程度を超える高温プロセスでも変形や特性変動しない耐性があるため、製造プロセス処理が簡単である。
<First Embodiment>
First, the configuration of the device of the present invention in this embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the device according to the present invention is a memory cell having a MOSFET structure in which a charge holding portion composed of a polysilicon layer 4 is formed between a channel region 23 and a control gate 13 via a tunnel oxide film 3 and an ONO film 12. Are arranged in a row direction and a column direction, and control gates of memory cells in the same row are connected to each other to form a common word line 13, and diffusion regions forming drains or sources of the memory cells in the same column are mutually connected. A memory cell array configured as a common bit line composed of diffusion wirings 15 connected thereto is provided, and a conductor or a conductive semiconductor is interposed between the polysilicon layer 4 and the silicon nitride film 5 of the memory cells adjacent in the row direction. The shield body 9 is formed such that the upper end of the shield body 9 is above the upper surface of the semiconductor substrate 1 where the channel region 23 is formed, and the lower end is the upper surface of the semiconductor substrate 1. Ri is configured to positioned lower. In the present embodiment, the polysilicon layer 4 functions as a conductive charge holding portion (floating gate). The shield body 9 is formed of polysilicon implanted with impurities, which is a conductive semiconductor. Since the shield body made of a conductive semiconductor has resistance to deformation and characteristic fluctuation even in a high temperature process exceeding about 700 ° C., compared to a conductor such as a metal, the manufacturing process treatment is simple.

次に、本実施形態における本発明方法について図2及び図3を基に説明する。ここで、図2及び図3は、本発明方法における各工程を示す工程断面図である。これらの図を用いて詳細に説明する。   Next, the method of the present invention in this embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG.2 and FIG.3 is process sectional drawing which shows each process in the method of this invention. This will be described in detail with reference to these drawings.

先ず、図2(a)に示すように、第1導電型(例えばP型)の半導体基板1にメモリセルの閾値電圧調整用のイオン種として、例えば、B(ボロン)やBF等を、注入エネルギ10〜40KeV、注入量7×1012〜3×1013/cmの注入条件でイオン注入する(矢符2)。続いて、図2(b)に示すように、熱酸化によりトンネル酸化膜3(第1絶縁膜)を膜厚が8〜12nm程度となるように形成した後、CVD法により、高濃度の不純物を添加したポリシリコン層4を膜厚が30〜200nm程度となるように堆積し、シリコン窒化膜5(第2絶縁膜)を膜厚が30〜300nm程度となるように順次積層する。 First, as shown in FIG. 2A, for example, B (boron) or BF 2 is used as an ion species for adjusting the threshold voltage of the memory cell on the semiconductor substrate 1 of the first conductivity type (for example, P type). Ions are implanted under conditions of an implantation energy of 10 to 40 KeV and an implantation amount of 7 × 10 12 to 3 × 10 13 / cm 2 (arrow 2). Subsequently, as shown in FIG. 2B, a tunnel oxide film 3 (first insulating film) is formed to a thickness of about 8 to 12 nm by thermal oxidation, and then a high concentration impurity is formed by CVD. A polysilicon layer 4 to which is added is deposited so as to have a film thickness of about 30 to 200 nm, and a silicon nitride film 5 (second insulating film) is sequentially stacked so as to have a film thickness of about 30 to 300 nm.

引き続き、図2(c) に示すように、レジストパターン6をリソグラフィ技術を用いてパターンニングし、レジストパターン6をマスクとしてシリコン窒化膜5及びポリシリコン層4及びトンネル酸化膜3を選択的にエッチングして除去した後、レジストパターン6を剥離する。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the resist pattern 6 is patterned using a lithography technique, and the silicon nitride film 5, the polysilicon layer 4, and the tunnel oxide film 3 are selectively etched using the resist pattern 6 as a mask. Then, the resist pattern 6 is peeled off.

引き続き、図2(d)に示すように、例えば、イオン種として、リンまたはヒ素等を、注入エネルギ5〜40KeV、注入量1×1014〜1×1016/cmの注入条件でイオン注入する(矢符7)。これによって、図2(e)に示すように、半導体基板とは異なる導電型(例えばN型)の不純物拡散領域15’が形成される。更に、CVD法により、シリコン酸化膜を膜厚が10〜100nm程度となるように堆積した後、シリコン酸化膜の異方性エッチングを行い、サイドウォール8(第3絶縁膜)を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 2 (d), for example, phosphorus or arsenic is ion-implanted under an implantation condition of an implantation energy of 5 to 40 KeV and an implantation amount of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 / cm 2. Do (arrow 7). As a result, as shown in FIG. 2E, an impurity diffusion region 15 ′ having a conductivity type (for example, N type) different from that of the semiconductor substrate is formed. Further, a silicon oxide film is deposited by CVD to have a film thickness of about 10 to 100 nm, and then the silicon oxide film is anisotropically etched to form sidewalls 8 (third insulating film).

引き続き、図2(f)に示すように、シリコン窒化膜5及びサイドウォール8をマスクとして、半導体基板1(不純物拡散領域15’)をエッチング除去し、溝21を形成する。より詳細には、溝21は、溝21に充填されるポリシリコン層9(シールド体)の下端が、半導体基板の上端より下側であって、拡散領域の下端より上側に位置するように形成する。引き続き、図2(g)に示すように、CVD法により、1×1020/cm以上の高濃度不純物を添加したポリシリコン層9を膜厚が10〜500nm程度となるように堆積する。尚、溝21は拡散領域15’をエッチング除去して形成されているので、溝21に堆積されるポリシリコン層9は、下方に位置する拡散配線15と接続した状態となる。ポリシリコン層9の比抵抗は700μΩ・cm以下である。ここで、ポリシリコン層9は、高濃度不純物を添加したポリシリコン層9に限定されるものではなく、代わりに、導電体の金属層(Al、Cu、Ti、Co、W等)やシリサイド層等を堆積させても良い。 Subsequently, as shown in FIG. 2 (f), the semiconductor substrate 1 (impurity diffusion region 15 ′) is removed by etching using the silicon nitride film 5 and the sidewall 8 as a mask to form a groove 21. More specifically, the groove 21 is formed such that the lower end of the polysilicon layer 9 (shield body) filled in the groove 21 is located below the upper end of the semiconductor substrate and above the lower end of the diffusion region. To do. Subsequently, as shown in FIG. 2 (g), it is deposited by CVD to 1 × 10 20 / cm 3 or more polysilicon layer 9 a high concentration impurity is added to a film thickness of about 10 to 500 nm. Since the trench 21 is formed by removing the diffusion region 15 ′ by etching, the polysilicon layer 9 deposited in the trench 21 is connected to the diffusion wiring 15 located below. The specific resistance of the polysilicon layer 9 is 700 μΩ · cm or less. Here, the polysilicon layer 9 is not limited to the polysilicon layer 9 to which high-concentration impurities are added. Instead, a conductive metal layer (Al, Cu, Ti, Co, W, etc.) or a silicide layer Etc. may be deposited.

引き続き、図2(h)に示すように、ポリシリコン層9の上端が、ポリシリコン層4の上端よりα=0〜100nm程度下に位置するように、ポリシリコン層9のエッチバックを行う。より詳細には、αを、ポリシリコン層9の上端が、ポリシリコン層4の下端より上側であって、ポリシリコン層4の上端より下側に位置するように設定する。   Subsequently, as shown in FIG. 2H, the polysilicon layer 9 is etched back so that the upper end of the polysilicon layer 9 is positioned about α = 0 to 100 nm below the upper end of the polysilicon layer 4. More specifically, α is set so that the upper end of the polysilicon layer 9 is located above the lower end of the polysilicon layer 4 and below the upper end of the polysilicon layer 4.

引き続き、図2(i)に示すように、HDP(High Density Plasma)シリコン酸化膜11(第4絶縁膜)を膜厚が300〜500nm程度となるように堆積し、その後、図2(j)に示すように、シリコン窒化膜5の表面が現れるまで、HDPシリコン酸化膜11のエッチバックを行う。ここで、シリコン窒化膜5をエッチバックストッパーとして、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて平坦化してもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 2I, an HDP (High Density Plasma) silicon oxide film 11 (fourth insulating film) is deposited so as to have a thickness of about 300 to 500 nm, and thereafter, FIG. As shown, the HDP silicon oxide film 11 is etched back until the surface of the silicon nitride film 5 appears. Here, the silicon nitride film 5 may be planarized using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method using the etch back stopper.

引き続き、図3(k)に示すように、シリコン窒化膜5を除去する。引き続き、図3(l)に示すように、CMP法を用いてポリシリコン層4の表面が現れるまで平坦化する。引き続き、図3(m)に示すように、シリコン酸化膜(膜厚4〜5nm)、シリコン窒化膜(5〜10nm)、シリコン酸化膜(5〜10nm)から構成されるONO膜12(Oxide-Nitride-Oxide膜)を積層し、その後、図3(n)に示すように、ポリシリコン層13を膜厚が20〜50nm程度となるように堆積し、更に、タングステンシリサイド層14を膜厚が20〜50nm程度となるように堆積する。   Subsequently, as shown in FIG. 3K, the silicon nitride film 5 is removed. Subsequently, as shown in FIG. 3L, planarization is performed using the CMP method until the surface of the polysilicon layer 4 appears. Subsequently, as shown in FIG. 3 (m), an ONO film 12 (Oxide−) composed of a silicon oxide film (film thickness 4-5 nm), a silicon nitride film (5-10 nm), and a silicon oxide film (5-10 nm). (Nitride-Oxide film), and then, as shown in FIG. 3 (n), a polysilicon layer 13 is deposited to a thickness of about 20 to 50 nm, and a tungsten silicide layer 14 is formed to a thickness of Deposition is performed so as to have a thickness of about 20 to 50 nm.

引き続き、図示しないが、レジストパターンをリソグラフィ技術を用いてパターンニングした後、このレジストパターンをマスクとして、タングステンシリサイド層14、ポリシリコン層13、ONO膜12及びポリシリコン層4を選択的にエッチング除去することによって、浮遊ゲート(電荷保持部)と制御ゲートを形成する。引き続き、例えば、BまたはBF等を15〜30keV、5×1012〜1×1014/cmの注入条件でイオン注入を行い、制御ゲート間且つビット線間の領域に、素子分離用不純物拡散層を形成する。引き続き、イオン注入された注入領域の結晶回復及び注入不純物の活性化のため、800℃の温度で、30分間のアニールを行う。引き続き、BPSG(Boron Phosphorus Silicate Glass)保護膜を膜厚が100nm〜1000nm程度となるように堆積する。その後は、通常の工程に従って、コンタクトホール、アルミ電極等を形成して、本発明装置を完成させる。 Subsequently, although not shown, after patterning the resist pattern using a lithography technique, the tungsten silicide layer 14, the polysilicon layer 13, the ONO film 12, and the polysilicon layer 4 are selectively etched away using the resist pattern as a mask. Thus, a floating gate (charge holding portion) and a control gate are formed. Subsequently, for example, ions of B or BF 2 are implanted under the conditions of 15 to 30 keV and 5 × 10 12 to 1 × 10 14 / cm 2 , and element isolation impurities are formed between the control gates and the bit lines. A diffusion layer is formed. Subsequently, annealing is performed at a temperature of 800 ° C. for 30 minutes in order to recover the crystal of the implanted region into which ions have been implanted and to activate the implanted impurities. Subsequently, a BPSG (Boron Phosphorus Silicate Glass) protective film is deposited to a thickness of about 100 nm to 1000 nm. Thereafter, contact holes, aluminum electrodes, and the like are formed according to a normal process to complete the device of the present invention.

〈第2実施形態〉
本発明方法の第2実施形態について図4及び図5を基に説明する。本実施形態の本発明装置は、基本的に図4に示すように、第1実施形態と同様の構造のメモリセルアレイを備えて構成されている。第1実施形態との相違点は、電荷保持部が、シリコン窒化膜5とその上に形成されたシリコン酸化膜22で構成される点である。尚、実質的な電荷保持部の機能はシリコン窒化膜5が有する。
Second Embodiment
A second embodiment of the method of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 4, the device of the present invention of the present embodiment basically includes a memory cell array having the same structure as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that the charge holding portion is composed of the silicon nitride film 5 and the silicon oxide film 22 formed thereon. The silicon nitride film 5 has a substantial function of the charge holding portion.

次に、本実施形態における本発明方法について図5を基に説明する。ここで、図5(a)〜(k)は、本発明方法における各工程を示す工程断面図である。これらの図を用いて詳細に説明する。   Next, the method of the present invention in this embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIGS. 5A to 5K are process cross-sectional views showing each process in the method of the present invention. This will be described in detail with reference to these drawings.

先ず、図5(a)に示すように、第1導電型(例えばP型)の半導体基板1にメモリセルの閾値電圧調整用のイオン種として、例えば、BやBFを注入エネルギ10〜40KeV、注入量7×1012〜3×1013cmの注入条件でイオン注入する(矢符2)。続いて、図5(b)に示すように、熱酸化によりトンネル酸化膜3(第1絶縁膜)を膜厚が6〜12nm程度となるように形成した後、CVD法により、シリコン窒化膜5を膜厚が2〜100nmとなるように堆積し、シリコン酸化膜22(第2絶縁膜)を膜厚が6〜100nm程度となるように順次積層する。 First, as shown in FIG. 5A, for example, B or BF 2 is implanted into the first conductivity type (for example, P type) semiconductor substrate 1 as an ion species for adjusting the threshold voltage of the memory cell. Then, ion implantation is performed under an implantation condition of an implantation amount of 7 × 10 12 to 3 × 10 13 cm 2 (arrow 2). Subsequently, as shown in FIG. 5B, a tunnel oxide film 3 (first insulating film) is formed to a thickness of about 6 to 12 nm by thermal oxidation, and then the silicon nitride film 5 is formed by CVD. The silicon oxide film 22 (second insulating film) is sequentially stacked so that the film thickness becomes about 6 to 100 nm.

引き続き、図5(c)に示すように、レジストパターン6をリソグラフィ技術を用いてパターンニングし、シリコン酸化膜層22、シリコン窒化膜5及び トンネル酸化膜3を選択的にエッチング除去した後、レジストパターン6を剥離する。引き続き、図5(d)に示すように、例えば、イオン種として、リンまたはヒ素等を、注入エネルギ5〜40KeV、注入量1×1014〜1×1016cmの注入条件でイオン注入する(矢符7)。これによって、図5(e)に示すように、半導体基板とは異なる導電型(例えばN型)の不純物拡散領域15’が形成される。更に、CVD法により、シリコン酸化膜を膜厚が10〜100nm程度となるように堆積した後、シリコン酸化膜の異方性エッチングを行い、サイドウォール8(第3絶縁膜)を形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 5C, the resist pattern 6 is patterned using a lithography technique, and the silicon oxide film layer 22, the silicon nitride film 5 and the tunnel oxide film 3 are selectively removed by etching. The pattern 6 is peeled off. Subsequently, as shown in FIG. 5D, for example, phosphorus, arsenic, or the like is ion-implanted as ion species under an implantation condition of an implantation energy of 5 to 40 KeV and an implantation amount of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm 2. (Arrow 7). As a result, as shown in FIG. 5E, an impurity diffusion region 15 ′ having a conductivity type (for example, N type) different from that of the semiconductor substrate is formed. Further, a silicon oxide film is deposited by CVD to have a film thickness of about 10 to 100 nm, and then the silicon oxide film is anisotropically etched to form sidewalls 8 (third insulating film).

引き続き、図5(f)に示すように、シリコン酸化膜22及びサイドウォール8をマスクとして、半導体基板1をエッチング除去し、溝21を形成する。より詳細には、溝21は、溝21に充填されるポリシリコン層9(シールド体)の下端が、半導体基板の上端より下側であって、拡散領域の下端より上側に位置するように形成する。引き続き、図5(g)に示すように、CVD法により、1×1020/cm以上の高濃度不純物を添加したポリシリコン層9を10〜500nm程度の膜厚で堆積する。ここで、高濃度不純物を添加したポリシリコン層9の代わりに導電体の金属層やシリサイド層を堆積させてもよい。 Subsequently, as shown in FIG. 5F, the semiconductor substrate 1 is removed by etching using the silicon oxide film 22 and the sidewalls 8 as a mask to form a groove 21. More specifically, the groove 21 is formed such that the lower end of the polysilicon layer 9 (shield body) filled in the groove 21 is located below the upper end of the semiconductor substrate and above the lower end of the diffusion region. To do. Subsequently, as shown in FIG. 5 (g), it is deposited by CVD to 1 × 10 20 / cm 3 or more polysilicon layer 9 a high concentration impurity is added to a film thickness of about 10 to 500 nm. Here, a metal layer or a silicide layer of a conductor may be deposited instead of the polysilicon layer 9 to which a high concentration impurity is added.

引き続き、図5(h)に示すように、ポリシリコン層9の上端が、シリコン酸化膜22の上部より、α=0〜100nm程度下に位置するように、ポリシリコン層9のエッチバックを行う。より詳細には、αを、ポリシリコン層9の上端が、ポリシリコン層4の下端より上側であって、ポリシリコン層4の上端より下側に位置するように設定する。   Subsequently, as shown in FIG. 5H, the polysilicon layer 9 is etched back so that the upper end of the polysilicon layer 9 is positioned about α = 0 to 100 nm below the upper portion of the silicon oxide film 22. . More specifically, α is set so that the upper end of the polysilicon layer 9 is located above the lower end of the polysilicon layer 4 and below the upper end of the polysilicon layer 4.

引き続き、図5(i)に示すように、HDPシリコン酸化膜11(第4絶縁膜)を膜厚が300〜500nm程度となるように堆積し、更に、図5(j)に示すように、シリコン酸化膜22の表面が現れるまで、HDPシリコン酸化膜11のエッチバックを行う。ここで、HDPシリコン酸化膜11を、CMP法を用いて平坦化してもよい。その後、図5(k)に示すように、ポリシリコン層13を膜厚が20〜50nm程度となるように堆積し、ポリシリコン層13の上部に、タングステンシリサイド層14を膜厚が20〜50nm程度となるように堆積する。更に、図示しないが、レジストパターンをリソグラフィ技術を用いてパターンニングした後、このレジストパターンをマスクとして、タングステンシリサイド層14及びポリシリコン層9を選択的にエッチング除去することによって、電荷保持部と制御ゲートを形成する。引き続き、注入領域の結晶回復及び注入不純物の活性化のため、800℃の温度で、30分間のアニールを行う。次にBPSG保護膜を膜厚が100nm〜1000nm程度となるように堆積する。その後は、通常の工程に従って、コンタクトホール、アルミ電極等を形成して、本発明装置を完成させる。   Subsequently, as shown in FIG. 5 (i), the HDP silicon oxide film 11 (fourth insulating film) is deposited so as to have a film thickness of about 300 to 500 nm. Further, as shown in FIG. The HDP silicon oxide film 11 is etched back until the surface of the silicon oxide film 22 appears. Here, the HDP silicon oxide film 11 may be planarized using a CMP method. Thereafter, as shown in FIG. 5 (k), a polysilicon layer 13 is deposited so as to have a film thickness of about 20 to 50 nm, and a tungsten silicide layer 14 is formed on the polysilicon layer 13 with a film thickness of 20 to 50 nm. Deposit to a degree. Further, although not shown, after the resist pattern is patterned using a lithography technique, the tungsten silicide layer 14 and the polysilicon layer 9 are selectively removed by etching using the resist pattern as a mask, thereby controlling the charge holding portion. Form a gate. Subsequently, annealing is performed at a temperature of 800 ° C. for 30 minutes for crystal recovery of the implanted region and activation of implanted impurities. Next, a BPSG protective film is deposited to a thickness of about 100 nm to 1000 nm. Thereafter, contact holes, aluminum electrodes, and the like are formed according to a normal process to complete the device of the present invention.

本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第1実施形態における構造を示す構造断面図Structure sectional view showing the structure in the first embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法の第1実施形態における各工程を示す工程断面図Process sectional drawing which shows each process in 1st Embodiment of the manufacturing method of the non-volatile semiconductor memory device concerning this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法の第1実施形態における各工程を示す工程断面図Process sectional drawing which shows each process in 1st Embodiment of the manufacturing method of the non-volatile semiconductor memory device concerning this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第2実施形態における構造を示す構造断面図Structural sectional drawing which shows the structure in 2nd Embodiment of the non-volatile semiconductor memory device based on this invention 本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法の第2実施形態における各工程を示す工程断面図Process sectional drawing which shows each process in 2nd Embodiment of the manufacturing method of the non-volatile semiconductor memory device based on this invention 従来技術に係る不揮発性半導体記憶装置の断面図Sectional drawing of the non-volatile semiconductor memory device which concerns on a prior art 従来技術に係る不揮発性半導体記憶装置の平面図Plan view of nonvolatile semiconductor memory device according to prior art 隣接非選択メモリセルにおける閾値電圧の増加量と浮遊ゲート間幅との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the amount of increase in threshold voltage and the width between floating gates in adjacent non-selected memory cells 従来技術に係る不揮発性半導体記憶装置の各動作における電圧条件を示す表Table showing voltage conditions in each operation of the nonvolatile semiconductor memory device according to the prior art

符号の説明Explanation of symbols

1 :半導体基板
2 :イオン注入
3 :トンネル酸化膜(第1絶縁膜)
4 :ポリシリコン層(電荷保持部)
5 :シリコン窒化膜(電荷保持部)
6 :レジストパターン
7 :イオン注入
8 :サイドウォールスペーサ(シリコン酸化膜、第3絶縁膜)
9 :ポリシリコン層(シールド体)
10 :サイドウォールスペーサ(高濃度ポリシリコン)
11 :HDPシリコン酸化膜(第4絶縁膜)
12 :ONO(Oxide-Nitride-Oxide)膜
13 :ポリシリコン層
14 :タングステンシリサイド
15 :不純物拡散領域(ソース/ドレイン)
15’:不純物拡散領域
16 :浮遊ゲート
17 :制御ゲート(ワード線)
18 :素子分離領域
19 :選択メモリセル
20 :隣接非選択メモリセル
21 :溝
22 :シリコン酸化膜(第2絶縁膜)
23 :チャネル領域
1: Semiconductor substrate 2: Ion implantation 3: Tunnel oxide film (first insulating film)
4: Polysilicon layer (charge holding portion)
5: Silicon nitride film (charge holding portion)
6: Resist pattern 7: Ion implantation 8: Side wall spacer (silicon oxide film, third insulating film)
9: Polysilicon layer (shield body)
10: Side wall spacer (high concentration polysilicon)
11: HDP silicon oxide film (fourth insulating film)
12: ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film 13: Polysilicon layer 14: Tungsten silicide 15: Impurity diffusion region (source / drain)
15 ': Impurity diffusion region 16: Floating gate 17: Control gate (word line)
18: element isolation region 19: selected memory cell 20: adjacent non-selected memory cell 21: groove 22: silicon oxide film (second insulating film)
23: Channel region

Claims (11)

半導体基板上に絶縁膜を介して形成された電荷を蓄積可能な電荷保持部を備えたMOSFET構造の不揮発性のメモリセルを行方向及び列方向に夫々複数配列し、同一行の前記メモリセルの制御ゲートを相互に接続して行方向に延伸する共通のワード線とし、同一列の前記メモリセルのドレインまたはソースを形成する拡散領域を相互に接続して拡散配線からなる列方向に延伸する共通のビット線として構成されたメモリセルアレイを備えた不揮発性半導体記憶装置であって、
行方向に隣接する前記メモリセルの前記電荷保持部間に、導電体または導電性の半導体からなるシールド体を形成し、前記シールド体の上端が前記半導体基板の上面より上側に位置するように構成されていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A plurality of non-volatile memory cells of MOSFET structure each having a charge holding portion capable of accumulating charges formed on a semiconductor substrate via an insulating film are arranged in a row direction and a column direction, respectively. A common word line extending in the row direction by connecting the control gates to each other, and a diffusion region forming the drain or source of the memory cell in the same column is connected to each other and extended in the column direction composed of the diffusion wiring A nonvolatile semiconductor memory device comprising a memory cell array configured as a bit line of
A shield body made of a conductor or a conductive semiconductor is formed between the charge holding portions of the memory cells adjacent in the row direction, and the upper end of the shield body is positioned above the upper surface of the semiconductor substrate. A non-volatile semiconductor memory device.
前記シールド体が、下方に位置する前記拡散配線と接続していることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the shield body is connected to the diffusion wiring located below. 前記シールド体の上端が、前記電荷保持部の下端より上側に位置することを特徴とする請求項1または2に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein an upper end of the shield body is located above a lower end of the charge holding unit. 前記シールド体の上端が、前記電荷保持部の上端より下側に位置することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein an upper end of the shield body is positioned below an upper end of the charge holding unit. 前記シールド体の下端が、前記半導体基板の上端より下側に位置することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a lower end of the shield body is positioned below an upper end of the semiconductor substrate. 前記シールド体の下端が、前記拡散領域の下端より上側に位置することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a lower end of the shield body is located above a lower end of the diffusion region. 前記シールド体の比抵抗が700μΩ・cm以下であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a specific resistance of the shield body is 700 μΩ · cm or less. 書き込み動作時、書き込み対象として選択された選択メモリセルのドレインとなる前記ビット線と、前記選択メモリセルのドレイン側に隣接した前記シールド体とが、同電位となることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の不揮発性半導体記憶装置。   2. The write circuit according to claim 1, wherein the bit line serving as a drain of a selected memory cell selected as a write target and the shield body adjacent to the drain side of the selected memory cell have the same potential during a write operation. The nonvolatile semiconductor memory device according to any one of? 半導体基板上に、トンネル絶縁膜としての第1絶縁膜と電荷保持部となる電荷保持膜とを形成する工程と、
前記電荷保持膜上に第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして、前記第1絶縁膜、前記電荷保持膜及び前記第2絶縁膜をエッチングする工程と、
エッチングされた前記第2絶縁膜、前記電荷保持膜及び前記第1絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板に前記半導体基板とは反対の導電型の不純物イオンを注入する工程と、
異方性エッチングにより、前記電荷保持膜の両側壁に、サイドウォール形状の第3絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜及び前記第3絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板を溝状に掘り下げる工程と、
前記半導体基板全面に導体層または半導体層からなるシールド体を堆積する工程と、
前記シールド体の上端が、少なくとも前記電荷保持膜の上端より下側であって前記半導体基板より上側に位置するまで前記シールド体をエッチバックする工程と、
前記半導体基板全面に第4絶縁膜を堆積する工程と、
少なくとも前記電荷保持膜の上端が露出するまで前記第4絶縁膜を平坦化する工程と、
制御ゲート及び前記電荷保持部をパターニングする工程と、を実行することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
Forming a first insulating film as a tunnel insulating film and a charge holding film serving as a charge holding portion on a semiconductor substrate;
Forming a second insulating film on the charge retention film;
Forming a resist pattern on the second insulating film, and etching the first insulating film, the charge retention film, and the second insulating film using the resist pattern as a mask;
Implanting impurity ions of a conductivity type opposite to the semiconductor substrate into the semiconductor substrate using the etched second insulating film, the charge holding film and the first insulating film as a mask;
Forming a sidewall-shaped third insulating film on both side walls of the charge retention film by anisotropic etching;
Digging the semiconductor substrate into a groove shape using the second insulating film and the third insulating film as a mask;
Depositing a shield layer comprising a conductor layer or a semiconductor layer on the entire surface of the semiconductor substrate;
Etching back the shield body until the upper end of the shield body is positioned at least below the upper end of the charge retention film and above the semiconductor substrate;
Depositing a fourth insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate;
Planarizing the fourth insulating film until at least the upper end of the charge retention film is exposed;
And a step of patterning the control gate and the charge holding portion. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
前記電荷保持膜がポリシリコン膜で形成されることを特徴とする請求項9に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。   The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the charge retention film is formed of a polysilicon film. 前記電荷保持膜がシリコン窒化膜の上にシリコン酸化膜を積層して形成されることを特徴とする請求項9に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。   10. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein the charge retention film is formed by laminating a silicon oxide film on a silicon nitride film.
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