JP2727136B2 - Electrically erasable and electrically programmable memory device having self-aligned tunnel dielectric region and method of making same - Google Patents

Electrically erasable and electrically programmable memory device having self-aligned tunnel dielectric region and method of making same

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JP2727136B2 JP3068878A JP6887891A JP2727136B2 JP 2727136 B2 JP2727136 B2 JP 2727136B2 JP 3068878 A JP3068878 A JP 3068878A JP 6887891 A JP6887891 A JP 6887891A JP 2727136 B2 JP2727136 B2 JP 2727136B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フローティングゲート
自己整合する薄いトンネル誘電体領域を有する電気的に
消去可能、かつ、電気的にプログラム可能のメモリーデ
バイス及びその製法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrically erasable and electrically programmable memory device having a floating gate self-aligned thin tunnel dielectric region and a method of making the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】米国特許第4,115,914号明細書
(1978年9月26日Harariに対し発行);米
国特許第4,203,158号明細書(1980年5月
13日Frohman−Bentch Kowsky等
に対し発行)に開示されるような電気的に消去可能、か
つ、電気的にプログラム可能の両方の能力を有する不揮
発性メモリーセルの発明以来、電気的消去及び電気的プ
ログラミングのため薄いトンネル誘電体を使用するEE
PROMの工業的大量生産は次第に現実のものとなって
きた。このEEPROMはチャネル上のフローティング
ゲート及びドレイン上のトンネル誘電体領域ならびにフ
ローティングゲートの上に積層した制御ゲートを有する
メモリーデバイスと直列に選択デバイスを備える。
2. Description of the Related Art U.S. Pat. No. 4,115,914 (issued to Harari on September 26, 1978); U.S. Pat. No. 4,203,158 (Froman-Bentch, May 13, 1980). Since the invention of a non-volatile memory cell having both electrically erasable and electrically programmable capabilities as disclosed in US Pat. EE using dielectric
Industrial mass production of PROMs has become increasingly real. The EEPROM comprises a selection device in series with a memory device having a floating gate on the channel and a tunnel dielectric region on the drain and a control gate stacked on the floating gate.

【0003】メモリーデバイスのプログラミングはメモ
リーデバイスのドレインと制御ゲートにわたって適当な
電圧を印加してトンネル誘電体を介してフローティング
ゲートからドレインへ電荷キャリヤをトンネルさせるこ
とによって達成される。メモリーデバイスの消去はメモ
リーデバイスの制御ゲートとドレインにわたって適当な
電圧を印加してトンネル誘電体を介してドレインからフ
ローティングゲートへ電荷キャリヤをトンネルさせるこ
とによって達成される。
[0003] Programming of a memory device is accomplished by applying a suitable voltage across the drain and control gate of the memory device to tunnel charge carriers from the floating gate to the drain through the tunnel dielectric. Erasing the memory device is accomplished by applying an appropriate voltage across the control gate and drain of the memory device to tunnel charge carriers from the drain to the floating gate through the tunnel dielectric.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする問題点】メモリーデバイスの
ドレイン上のトンネル誘電体領域は通常光食刻技術によ
って決定される。トンネル誘電体領域を収容するため必
要な領域は光食刻法の寸法的制限及び整合許容差のため
通常大きい。面積的要求のほかに、トンネル誘電体領域
はそれだけでも重要な効果を示す。トンネル誘電体領域
が小さければ小さいほどメモリーデバイスのプログラミ
ング及び消去に必要な高電圧は低い。更に、トンネル誘
電体領域が大きいほど欠陥密度が高く、歩留まりは低
い。
SUMMARY OF THE INVENTION The tunnel dielectric region on the drain of a memory device is usually determined by photo-etching techniques. The area required to accommodate the tunnel dielectric region is usually large due to the dimensional limitations and alignment tolerances of photolithography. In addition to area requirements, the tunnel dielectric region alone has important effects. The smaller the tunnel dielectric region, the lower the high voltage required for programming and erasing the memory device. Furthermore, the larger the tunnel dielectric region, the higher the defect density and the lower the yield.

【0005】[0005]

【問題点を解決するための手段】それゆえ、本発明の主
目的は、改善されたEEPROMを得ることである。提
案による改善された埋込みドレインと埋込みソースの間
のチャネルの上に配置され、かつ、200A〜1000
Aのゲート酸化物によってチャネルから絶縁されたフロ
ーティングゲート、フローティングゲートと電気的に短
絡し、かつ、40A〜120Aのトンネル誘電体によっ
て埋込みドレインと絶縁してその上に配置された付加的
フローティングゲート及びフローティングゲートの上に
それから絶縁して配置された制御ゲートを有するメモリ
ーデバイスと直列に選択デバイスを備える。EEPRO
M中のメモリーデバイスの提案による改善は、トンネル
誘電体領域が非常に小さく、かつ、フローティングゲー
トに対し、自己整合していることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is, therefore, a primary object of the present invention to provide an improved EEPROM. The proposed improved buried drain and buried source are located above the channel and between 200A and 1000A
A floating gate insulated from the channel by the gate oxide of A, additional floating gate electrically shorted to the floating gate and insulated from the buried drain by the tunnel dielectric of 40A-120A; A selection device is provided in series with a memory device having a control gate over and insulated from the floating gate. EEPRO
The improvement with the proposed memory device in M is that the tunnel dielectric region is very small and self-aligned to the floating gate.

【0006】本発明のもう1つの目的は、本発明の2つ
の有利な実施による電気的消去及び電気的プログラム可
能なメモリー蓄積デバイスの製法を得ることである。
Another object of the present invention is to provide a method for making an electrically erasable and electrically programmable memory storage device according to two advantageous implementations of the present invention.

【0007】本発明のこれら及び他の目的は、半導体基
板上にEEPROMメモリーデバイスを製造する方法に
よって達成される。この方法は、第1ポリシリコン層を
フローティングゲートの形にエッチし、トンネル誘電体
形成の間フローティングゲート側壁の酸化を防止するた
め、フローティングゲートの側壁をチッ化物によってシ
ールする工程を含む。チッ化物は異方性エッチングの性
質を使用してフローティングゲート側壁の領域以外の全
ての領域から除去する。埋込みソースドレイン領域を形
成する不純物注入の後、酸化物をトンネル誘電体領域か
ら除去し、トンネル誘電体を形成する。
[0007] These and other objects of the present invention are achieved by a method of manufacturing an EEPROM memory device on a semiconductor substrate. The method includes etching the first polysilicon layer into a floating gate and sealing the floating gate sidewall with nitride to prevent oxidation of the floating gate sidewall during tunnel dielectric formation. The nitride is removed from all regions except the region of the floating gate sidewall using anisotropic etching properties. After the impurity implantation to form the buried source / drain regions, the oxide is removed from the tunnel dielectric region to form a tunnel dielectric.

【0008】次に、フローティングゲート側壁のシール
チッ化物を熱リン酸中で除去し、付加的ポリシリコン層
を析出させ、ドープする。異方ポリシリコンエッチング
の性質をフローティングゲート側壁のみを除く全ての付
加的ポリシリコン除去のために使用する。側壁の付加的
ポリシリコンを有する始めのフローティングゲートは新
しいフローティングゲートになる。
Next, the sealing nitride on the side walls of the floating gate is removed in hot phosphoric acid, and an additional polysilicon layer is deposited and doped. The properties of the anisotropic polysilicon etch are used for all additional polysilicon removal except for the floating gate sidewall only. The first floating gate with the additional polysilicon on the sidewall becomes the new floating gate.

【0009】次に、付加的ポリシリコンのエッジ及び露
出したトンネル誘電体領域をシールするため酸化物を成
長させる。付加的ポリシリコンの下の小さいトンネル誘
電体領域は始めのフローティングゲートに自己整合した
新しいトンネル誘電体になる。小さい自己整合したトン
ネル誘電体領域を形成するこの方法は、EEPROMの
非自己整合及び自己整合製法の2つの有利な実施に使用
される。
Next, an oxide is grown to seal the edges of the additional polysilicon and the exposed tunnel dielectric regions. The small tunnel dielectric region under the additional polysilicon becomes a new tunnel dielectric self-aligned to the original floating gate. This method of forming a small self-aligned tunnel dielectric region is used in two advantageous implementations of non-self-aligned and self-aligned EEPROM manufacturing.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の方法は、図1に示す第1の有利な実
施例で説明するような非自己整合EEPROM及び図2
4に示す第2の有利な実施例で説明するような自己整合
EEPROMを製造するために使用される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention comprises a non-self-aligned EEPROM as described in the first preferred embodiment shown in FIG.
4 to produce a self-aligned EEPROM as described in the second preferred embodiment.

【0011】図1,図2,図3は1組の鏡像非自己整合
EEPROMの有利な第1実施例を示す。選択デバイス
1及びメモリーデバイス2からなるEEPROMは単結
晶シリコンのようなP型基板9上に形成される。メモリ
ーデバイス2はチャネル領域の上に配置され、かつ、ゲ
ート酸化物21によってチャネル領域から分離されたフ
ローティングゲート30、フローティングゲート30に
電気的に短絡し、埋込みドレインの上に配置され、か
つ、トンネル誘電体22によって埋込みドレインから分
離された付加的フローティングゲート31、フローティ
ングゲート30及び付加的フローティングゲート31の
上に配置され、かつ、これらのフローティングゲートか
らゲート間誘電体40及び41によって分離された制御
ゲート50、ならびにEEPROMの埋込みソース及び
埋込みドレインとして役立つ埋込みn+接合10を含
む。
FIGS. 1, 2 and 3 show a first preferred embodiment of a set of mirror image non-self-aligned EEPROMs. The EEPROM including the selection device 1 and the memory device 2 is formed on a P-type substrate 9 made of single crystal silicon. The memory device 2 is located above the channel region and is electrically shorted to the floating gate 30, the floating gate 30 separated from the channel region by the gate oxide 21; An additional floating gate 31, separated from the buried drain by a dielectric 22, a floating gate 30, and a control disposed on the additional floating gate 31 and separated from these floating gates by inter-gate dielectrics 40 and 41 It includes a gate 50, and a buried n + junction 10 which serves as the buried source and buried drain of the EEPROM.

【0012】埋込みソース及び埋込みドレインは付加的
フローティングゲート31及び制御ゲート50の下に配
置され、制御ゲート50とはゲート間誘電体41及び酸
化物層23によって分離される。浅い接合11は周辺ト
ランジスタのソースドレインを形成する。金属配線80
はコクタクト70を介して同じ行のEEPROMの全て
の選択デバイスのドレインへ接合される。ドープしたC
VD酸化膜60が鋭いエッジを平滑にするため、金属配
線の下にある。厚いフィールド酸化物20は異なるデバ
イス間の分離に役立つ。
The buried source and buried drain are located below the additional floating gate 31 and the control gate 50, and are separated from the control gate 50 by an inter-gate dielectric 41 and an oxide layer 23. The shallow junction 11 forms the source and drain of the peripheral transistor. Metal wiring 80
Is connected via the contact 70 to the drains of all selected devices of the EEPROM in the same row. Doped C
The VD oxide film 60 is under the metal wiring to smooth sharp edges. Thick field oxide 20 helps to isolate between different devices.

【0013】埋込みドレインを接地しながら制御ゲート
50に適当な電圧を印加すると、電子は埋込みドレイン
からトンネル誘電体22を介してフローティングゲート
30及び付加的フローティングゲート31へトンネルす
る。これに反し、制御ゲート50を接地しながら埋込み
ドレインに適当な電圧を印化すると、電子は付加的フロ
ーティングゲート31からトンネル誘電体22を介して
埋込みドレインへトンネルする。EEPROMのメモリ
ーデバイス2のフローティングゲート30及び付加的フ
ローティングゲート31に過剰電子があると、EEPR
OMのメモリーデバイス2を介して電流を導くため、制
御ゲート50に必要な正電圧は高くなる。
When an appropriate voltage is applied to the control gate 50 while the buried drain is grounded, electrons tunnel from the buried drain through the tunnel dielectric 22 to the floating gate 30 and the additional floating gate 31. On the other hand, when the appropriate voltage is applied to the buried drain with the control gate 50 grounded, electrons tunnel from the additional floating gate 31 through the tunnel dielectric 22 to the buried drain. If the floating gate 30 and the additional floating gate 31 of the EEPROM memory device 2 have excess electrons, the EEPROM
Since the current is conducted through the OM memory device 2, the positive voltage required for the control gate 50 is high.

【0014】これに反してEEPROMのメモリーデバ
イス2のフローティングゲート30及び付加的フローテ
ィングゲート31に電子が不足していれば、EEPRO
Mのメモリーデバイス2を介して電流を導くため、制御
ゲート50に必要な正電圧は小さくなる。それゆえ、制
御ゲート50に与えられた電圧でEEPROMのメモリ
ーデバイス2を介して導かれる電流があるかないかはE
EPROMのメモリーデバイス2に1又は0が蓄積され
ているかどうかを表す。
On the other hand, if the floating gate 30 and the additional floating gate 31 of the memory device 2 of the EEPROM lack electrons, the EEPROM
Since the current is conducted through the M memory devices 2, the positive voltage required for the control gate 50 is reduced. Therefore, it is determined whether or not there is a current conducted through the memory device 2 of the EEPROM at the voltage applied to the control gate 50.
Indicates whether 1 or 0 is stored in the memory device 2 of the EPROM.

【0015】図1乃至図3はEEPROMのメモリーア
レイへの接続し方をも示す。拡散線225は2つの隣接
する列におけるEEPROMの共通ソース線であり、制
御ゲート50は同じ列のすべてのEEPROMのための
共通の制御ゲート線であり、共通の制御ゲート線90は
同じすべての選択デバイスのゲートであり、金属ビット
線80はコンタクト70を介して同じ行のEEPROM
の全ての選択デバイスのドレインを結合する。メモリア
レイの全てのEEPROMは図1に示すように鏡像とし
て配置することができる。
FIGS. 1 to 3 also show how the EEPROM is connected to the memory array. Diffusion line 225 is the common source line for the EEPROM in two adjacent columns, control gate 50 is the common control gate line for all EEPROMs in the same column, and common control gate line 90 is the same for all select lines. The gate of the device, the metal bit line 80 is connected via the contact 70 to the EEPROM of the same row.
The drains of all selected devices. All EEPROMs in the memory array can be arranged as mirror images as shown in FIG.

【0016】図1乃至図3に示す1組のEEPROMを
含むメモリーアレイの製造をここで詳述する。説明の便
宜上n−チャネルEEPROMアレイを例として使用す
る。P型単結晶シリコンを出発基板として使用する。n
−チャネルEEPROMの常用製法のようにCVDチッ
化物薄膜をP型基板上に成長した始めの酸化物上に蒸着
させる。次に、活性領域のホトレジストパターンをチッ
化膜の上に形成し、ホトレジストパターンの外側のチッ
化物を腐食除去する。
The fabrication of the memory array including the set of EEPROMs shown in FIGS. 1-3 is now described in detail. For convenience of explanation, an n-channel EEPROM array will be used as an example. P-type single crystal silicon is used as a starting substrate. n
Depositing a CVD nitride thin film on the first oxide grown on the P-type substrate, as in conventional manufacturing of channel EEPROMs. Next, a photoresist pattern in the active region is formed on the nitride film, and the nitride outside the photoresist pattern is corroded and removed.

【0017】次に、P型不純物ホウ素をホトレジストパ
ターンの外側の領域へ注入して活性領域の外側の基板の
ドーピングを高める。これは寄生フィールドデバイスの
しきい値電圧を上昇して活性領域間の分離を良好にする
ため実施される。ホトレジストパターンをホウ素注入後
に剥離し、厚いフィールド酸化物20を活性領域の外側
に成長させる。フィールド酸化の間、活性領域25及び
225はなおチッ化物パターンによって保護され、酸化
物は発生しない。フィールド酸化物20が成長した後、
活性領域25及び225内のチッ化物の下の始めの酸化
物を剥離し、活性領域内のみ基板を露出させる。
Next, P-type impurity boron is implanted into the region outside the photoresist pattern to increase the doping of the substrate outside the active region. This is done to increase the threshold voltage of the parasitic field device and improve the isolation between active regions. The photoresist pattern is stripped after boron implantation and a thick field oxide 20 is grown outside the active area. During field oxidation, active regions 25 and 225 are still protected by the nitride pattern and no oxide is generated. After the field oxide 20 has grown,
The initial oxide beneath the nitride in the active regions 25 and 225 is stripped, exposing the substrate only in the active regions.

【0018】次に、200A〜1000Aの高品質ゲー
ト酸化物21を活性領域25及び225に成長させ、ホ
トレジストパターンを形成して3E11〜3E12/c
2ドーズのホウ素注入のためのEEPROM領域を露
出する。ホトレジストパターンを剥離した後、ポリシリ
コンの第1層30及び90を析出させ、ドープする。
Next, a high quality gate oxide 21 of 200A to 1000A is grown in the active regions 25 and 225, a photoresist pattern is formed and 3E11 to 3E12 / c are formed.
Exposing the EEPROM area for an m 2 dose boron implant. After stripping the photoresist pattern, the first layers 30 and 90 of polysilicon are deposited and doped.

【0019】次に、酸化物層39及び99をポリシリコ
ンの第1層30及び90の上に成長させる。酸化物39
を有するフローティングゲート30及び酸化物99を有
する選択デバイスのゲート90を持つように、ホトレジ
ストパターンを形成し、ホトレジストパターンの外側領
域からポリシリコンを除去する。ホトレジストパターン
を剥離した後のA−A線断面及びB−B線断面は図4及
び図5に示される。
Next, oxide layers 39 and 99 are grown on the first layers 30 and 90 of polysilicon. Oxide 39
To have a gate 90 of the selection device having a floating gate 30 and oxide 99 having, a photoresist pattern, removing the polysilicon from the outer region of the photoresist pattern. FIGS. 4 and 5 show a cross section taken along line AA and a cross section taken along line BB after the photoresist pattern is removed.

【0020】次に、図6及び図7に示すようにシールチ
ッ化膜49を析出させ酸化する。図8及び図9に示すよ
うにフローティングゲート30及び選択デバイスのゲー
ト90の側壁のシールチッ化物48を除く全てのチッ化
物を除去するため異方性エッチングを使用する。次に、
図10及び図11に示すように、ホレジストパターン2
6を形成して5E13〜5E15/cm2ドーズの埋込
みn+注入層10のためのEEPROM領域を露出す
る。
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, a seal nitride film 49 is deposited and oxidized. 8 and 9, an anisotropic etch is used to remove all of the nitride except the sealing nitride 48 on the sidewalls of the floating gate 30 and the gate 90 of the select device. next,
As shown in FIG. 10 and FIG.
6 is formed to expose the EEPROM region for the buried n + implant layer 10 at a dose of 5E13 to 5E15 / cm 2 .

【0021】ホトレジストパターンを剥離した後、図1
2及び図13に示すように、新たなホトレジストパター
29を形成してEEPROMのメモリーデバイスのド
レインのトンネル誘電体領域を露出する。酸化物を腐食
除去して基板27を露出させる。次にホトレジストパタ
ーンを剥離し、図14図15に示すようにトンネル誘電
体28を形成する。フローティングゲート30及び選択
デバイスのゲート90の側壁のシールチッ化物はあとか
ら熱リン酸で除去する。
After removing the photoresist pattern ,
As shown in FIG. 2 and FIG. 13, a new photoresist pattern
A trench 29 is formed to expose the tunnel dielectric region of the drain of the EEPROM memory device. The oxide is etched away to expose the substrate 27. Next, the photoresist pattern
The tunnel is stripped to form a tunnel dielectric 28 as shown in FIGS. The sealing nitride on the sidewalls of the floating gate 30 and the gate 90 of the selection device is later removed with hot phosphoric acid.

【0022】図16及び図17に示すように、付加的ポ
リシリコン層38を析出させ、ドープする。図18及び
図19に示すように、付加的フローティングゲート31
を形成するためのフローティングゲート30の側壁の付
加的ポリシリコン31及び選択ゲート側壁の付加的ポリ
シリコン91を除く全ての付加的ポリシリコンを除去す
るための異方性ポリシリコンエッチングを使用する。付
加的フローティングゲート31の下のトンネル誘電体領
域22は新しい小さいトンネル誘電体領域になる。フロ
ーティングゲート30上の酸化物層39及び選択ゲート
上の酸化物層99を次に除去し、高品質酸化物層40を
フローティングゲート30上に成長させ、同時に酸化物
23を露出したトンネル誘電体領域に成長させる。
As shown in FIGS. 16 and 17, an additional polysilicon layer 38 is deposited and doped. As shown in FIG. 18 and FIG.
An anisotropic polysilicon etch is used to remove any additional polysilicon except the additional polysilicon 31 on the sidewalls of the floating gate 30 and the additional polysilicon 91 on the select gate sidewalls to form the gate. The tunnel dielectric region 22 under the additional floating gate 31 becomes a new small tunnel dielectric region. The oxide layer 39 on the floating gate 30 and the oxide layer 99 on the select gate are then removed, and a high quality oxide layer 40 is grown on the floating gate 30 while simultaneously exposing the tunnel dielectric region exposing the oxide 23. To grow.

【0023】図20及び図21に示すように、高品質チ
ッ化膜41を析出させ、後に酸化する。次に、ホトレジ
ストパターンを形成し、チッ化物41及び酸化物23除
去の間EEPROM領域及び第1ポリシリコンゲート領
域を保護する。第2シリコンデバイスのための高品質ゲ
ート酸化物を成長させ、第2ポリシリコンデバイスのし
きい値を調節するため、不純物注入を実施する。
As shown in FIGS. 20 and 21, a high quality nitride film 41 is deposited and oxidized later. Next, a photoresist pattern is formed to protect the EEPROM region and the first polysilicon gate region during removal of the nitride 41 and oxide 23. Impurity implantation is performed to grow a high quality gate oxide for the second silicon device and adjust the threshold of the second polysilicon device.

【0024】次に、ポリシリコンの第2層を析出させ、
ドープする。ホトレジストパターンを使用して制御ゲー
ト50及び第2ポリシリコンゲートパターンをパターニ
ングする。レジスト除去後の制御ゲート形成は、図22
及び図23に示される。残りの製法工程は、常用n−チ
ャネルEEPROMのそれと同様である。第2ポリシリ
コンパターン形成後、浅いソースドレイン接合11を注
入し、ドープしたCVD酸化膜を析出させ、コンタクト
を開放し、金属膜を析出させ、パターニングする。
Next, a second layer of polysilicon is deposited,
Dope. The control gate 50 and the second polysilicon gate pattern are patterned using a photoresist pattern . The control gate formation after removing the resist is shown in FIG.
23 and FIG. The rest of the manufacturing process is similar to that of a conventional n-channel EEPROM. After forming the second polysilicon pattern, a shallow source / drain junction 11 is implanted, a doped CVD oxide film is deposited, contacts are opened, a metal film is deposited and patterned.

【0025】図24,図25及び図26は1組の鏡像自
己整合EEPROMに関する第2の有利な実施例を示
す。選択デバイス1及びメモリーデバイス2からなるE
EPROMは単結晶シリコン等のP型基板9の上に構成
される。メモリーデバイス2はチャネル領域の上に配置
され、かつ、ゲート酸化物21によってチャネル領域か
ら分離されたフローティングゲート30、電気的にフロ
ーティングゲート30に短絡し、埋込みドレインの上に
配置され、かつ、トンネル誘電体22によって埋込みド
レインから分離された付加的フローティングゲート3
1、フローティングゲート30の上に配置され、かつ、
ゲート間誘電体40及び41によってフローティングゲ
ート30から分離された制御ゲート50及びEEPRO
Mの埋込みソース及び埋込みドレインとして役立つ埋込
みn+接合10を含む。
FIGS. 24, 25 and 26 show a second preferred embodiment of a set of mirror image self-aligned EEPROMs. E consisting of the selection device 1 and the memory device 2
The EPROM is formed on a P-type substrate 9 made of single crystal silicon or the like. Memory device 2 is disposed above the channel region and the floating gate 30 is separated from the channel region by a gate oxide 21, electrically short-circuited to the floating gate 30 is disposed over the buried drain, and the tunnel Additional floating gate 3 separated from buried drain by dielectric 22
1. placed on the floating gate 30;
Control gate 50 and EEPRO separated from floating gate 30 by inter-gate dielectrics 40 and 41
M includes a buried n + junction 10 which serves as a buried source and a buried drain for M.

【0026】埋込みソース及び埋込みドレインは付加的
フローティングゲート31の下に配置される。付加的フ
ローティングゲート31は制御ゲート50の側壁に配置
され、制御ゲート50から絶縁される。浅い接合11は
周辺トランジスタのソースドレインを形成する。金属配
線80はコンタクト70を介し手同じ行のEEPROM
の全ての選択デバイスのドレインに結合される。ドープ
したCVD酸化膜60が金属配線の鋭いエッジを滑らか
にするため該配線の下にある。厚いフィールド酸化物2
0は異なるデバイス間の分離体として役立つ。
The buried source and the buried drain are located below the additional floating gate 31. Additional floating gate 31 is located on the side wall of control gate 50 and is insulated from control gate 50. The shallow junction 11 forms the source and drain of the peripheral transistor. The metal wiring 80 is connected to the EEPROM of the same row through the contact 70.
To the drains of all selected devices. Doped CVD oxide film 60 smooths sharp edges of metal wiring
Below the wiring . Thick field oxide 2
0 serves as a separator between different devices.

【0027】埋込みドレインを接地しながら、制御ゲー
ト50に適当な電圧を印加すると、電子はトンネル誘電
体22を介して埋込みドレインから付加的フローティン
グゲート31へトンネルする。これに反し、制御ゲート
50を接地しながら埋込みドレインに適当な電圧を印加
すると、電子はトンネル誘電体22を介して付加的フロ
ーティングゲート31から埋込みドレインへトンネルす
る。
When an appropriate voltage is applied to the control gate 50 with the buried drain grounded, electrons tunnel from the buried drain to the additional floating gate 31 through the tunnel dielectric 22. Conversely, when a suitable voltage is applied to the buried drain with the control gate 50 grounded, electrons tunnel from the additional floating gate 31 to the buried drain via the tunnel dielectric 22.

【0028】EEPROMのメモリーデバイス2のフロ
ーティングゲート30及び付加的フローティングゲート
31に過剰電子があると、EEPROMのメモリーデバ
イス2を介して電流を導くために制御ゲート50に必要
な正電圧は高くなる。これに反し、EEPROMのメモ
リーデバイス2のフローティングゲート30及び付加的
フローティングゲート31の電子が不足であれば、EE
PROMのメモリーデバイス2を介して電流を導くため
に制御ゲート50に必要な正電圧は小さくなる。それゆ
え、制御ゲート50に与えられた電圧でEEPROMの
メモリーデバイス2を介して流れる電流があるかないか
により1又は0がEEPROMのメモリーデバイス2に
蓄積されるかどうかを示すことができる。
Excess electrons in the floating gate 30 and additional floating gate 31 of the EEPROM memory device 2 increase the positive voltage required at the control gate 50 to conduct current through the EEPROM memory device 2. On the other hand, if the electrons in the floating gate 30 and the additional floating gate 31 of the memory device 2 of the EEPROM are insufficient, the EE
The positive voltage required at control gate 50 to conduct current through PROM memory device 2 is reduced. Therefore, whether or not a 1 or 0 is stored in the EEPROM memory device 2 can be indicated by the presence or absence of the current flowing through the EEPROM memory device 2 at the voltage applied to the control gate 50.

【0029】図24は更にEEPROMをメモリーアレ
イへ接続する状況をも示す。拡散線225は2つの隣接
する列のEEPROMの共通ソース線であり、制御ゲー
ト50は同じ列の全てのEEPROMのための共通の制
御ゲート線であり、ゲート90は同じ列の全ての選択デ
バイスの共通ゲートであり、金属ビット線80はコンタ
クト70を介して同じ行の全ての選択デバイスのドレイ
ンを結合する。全てのEEPROMは図24に示すよう
に、相互に鏡像として配置される。
FIG. 24 further shows the situation of connecting the EEPROM to the memory array. Diffusion line 225 is the common source line for two adjacent columns of EEPROM, control gate 50 is the common control gate line for all EEPROMs in the same column, and gate 90 is the common source line for all EEPROMs in the same column. As a common gate, metal bit line 80 couples the drains of all selected devices in the same row via contacts 70. All EEPROMs are arranged as mirror images of one another, as shown in FIG.

【0030】図24,25及び26に示すEEPROM
の1組を含むメモリーアレイの製造法をここに詳述す
る。説明の便宜上n−チャネルEEPROMアレイを例
として使用する。P型単結晶シリコンを出発基板として
使用する。n−チャネルEEPROMの常用製法の場合
と同様にCVDチッ化物薄膜をP型基板に成長した始め
の酸化物上に析出させる。
EEPROM shown in FIGS. 24, 25 and 26
A method for fabricating a memory array including one set of For convenience of explanation, an n-channel EEPROM array will be used as an example. P-type single crystal silicon is used as a starting substrate. A CVD nitride thin film is deposited on the first oxide grown on the P-type substrate as in the conventional n-channel EEPROM manufacturing method.

【0031】次に、活性領域のホトレジストパターンを
チッ化膜の上に形成し、ホトレジストパターンの外側の
チッ化物を腐食除去する。次に、P型不純物ホウ素をホ
トレジストパターンの外側の領域へ注入して活性領域の
外側の基板ドーピングを高める。これは、活性領域間の
分離を良好にするように寄生フィールドデバイスのしき
い値電圧を上昇するため実施される。ホウ素注入後ホト
レジストパターンを剥離し、厚いフィールド酸化物20
を活性領域の外側に成長させる。フィールド酸化の間、
活性領域25及び225は未だチッ化物パターンによっ
て保護され、酸化物の成長はない。フィールド酸化物2
0が成長した後、活性領域25及び225のチッ化物及
びチッ化物の下の始めの酸化物を剥離して活性領域のみ
基板を露出させる。
Next, a photoresist pattern in the active region is formed on the nitride film, and the nitride outside the photoresist pattern is corroded and removed. Next, P-type impurity boron is implanted into a region outside the photoresist pattern to enhance substrate doping outside the active region. This is done to increase the threshold voltage of the parasitic field device so as to provide good isolation between the active regions. After the boron implantation, the photoresist pattern is stripped and a thick field oxide 20
Is grown outside the active region. During field oxidation
Active regions 25 and 225 are still protected by the nitride pattern and there is no oxide growth. Field oxide 2
After the 0 grows, the nitride in the active regions 25 and 225 and the initial oxide under the nitride are stripped to expose the substrate only in the active region.

【0032】次に、200A〜1000Aの高品質ゲー
ト酸化物21を活性領域25及び225に成長させ、ホ
トレジストパターンを形成して3E11〜3E12/c
2ドーズのホウ素注入のためのEEPROM領域を露
出させる。ホトレジストパターンを剥離した後、ポリシ
リコン35の第1層を析出させ、ドープする。次に、ホ
トレジストパターンを使用して第1ポリシリコンをパタ
ーニングする。ホトレジストパターンを剥離した後、高
品質酸化物40及び45を第1ポリシリコン上に成長さ
せ、次に、高品質チッ化膜41及び46を析出させ、酸
化する。
Next, a high quality gate oxide 21 of 200A to 1000A is grown in the active regions 25 and 225, and a photoresist pattern is formed to form 3E11 to 3E12 / c.
Exposing EEPROM area for m 2 dose boron implant. After stripping the photoresist pattern, a first layer of polysilicon 35 is deposited and doped. Next, the first polysilicon is patterned using a photoresist pattern. After stripping the photoresist pattern, high quality oxides 40 and 45 are grown on the first polysilicon, and then high quality nitride films 41 and 46 are deposited and oxidized.

【0033】次に、第2シリコンデバイス領域からチッ
化物46及び酸化物を除去する間、EEPROM領域及
び第1ポリシリコン領域を保護するためホトレジスタパ
ターンを形成する。第2ポリシリコンデバイスのための
高品質ゲート酸化物を成長させ、第2ポリシリコンデバ
イスのしきい値を調節するための不純物注入を実施す
る。次に、ポリシリコンの第2層を析出させ、ドープす
る。ホトレジストパターンを使用して制御ゲート50及
び第2ポリシリコンゲートのパターンをパターニングす
る。ホトレジストを剥離した後、図27及び28に示す
ように、酸化物層51を第2ポリシリコン制御ゲート5
0及び他の第2ポリシリコンの上に成長させる。
Next, a photoresist pattern is formed to protect the EEPROM region and the first polysilicon region while removing the nitride 46 and oxide from the second silicon device region. A high quality gate oxide for the second polysilicon device is grown and an impurity implant is performed to adjust the threshold of the second polysilicon device. Next, a second layer of polysilicon is deposited and doped. The pattern of the control gate 50 and the second polysilicon gate is patterned using a photoresist pattern. After stripping the photoresist, an oxide layer 51 is applied to the second polysilicon control gate 5 as shown in FIGS.
Grow over 0 and other second polysilicon.

【0034】次に、第2ポリシリコン制御ゲートの外側
のチッ化膜46を腐食除去する。EEPROMのみを露
出するためホトレジストパターン56を使用し、図29
及び図30に示すように、第2ポリシリコン制御ゲート
の外側の第1ポリシリコンを腐食除去する。ホトレジス
トパターンを剥離した後、図31及び図32に示すよう
に、シールチッ化膜59を析出させ、酸化する。フロー
ティングゲート30の側壁のシールチッ化物58を除く
全てのチッ化物を除去するため、異方性エッチングを使
用する。
Next, the nitrided film 46 outside the second polysilicon control gate is removed by corrosion. 29, a photoresist pattern 56 is used to expose only the EEPROM.
Then, as shown in FIG. 30, the first polysilicon outside the second polysilicon control gate is corroded and removed. After the photoresist pattern is stripped, a seal nitride film 59 is deposited and oxidized as shown in FIGS. Anisotropic etching is used to remove all of the nitride except for the seal nitride 58 on the sidewalls of the floating gate 30.

【0035】次に、ホトレジストパターンを形成して5
E13〜5E15/cm2ドーズの埋込みn+注入層1
0のためのEEPROM領域を露出する。ホトレジスト
パターンを剥離した後、図33及び図34に示すように
EEPROMのドレインのトンネル誘電体領域を露出す
るため、新たなホトレジストパターン69を形成し、基
板68を露出するように酸化物を腐食除去する。ホトレ
ジストパターンを再び剥離し、次に、トンネル誘電体2
8を形成する。
Next, a photoresist pattern is formed and 5
E13 to 5E15 / cm 2 dose buried n + implantation layer 1
Exposing the EEPROM area for 0. After exposing the photoresist pattern, a new photoresist pattern 69 is formed to expose the tunnel dielectric region of the drain of the EEPROM as shown in FIGS. 33 and 34, and the oxide is corroded and removed so as to expose the substrate 68. I do. The photoresist pattern is stripped again, and then the tunnel dielectric 2 is removed.
8 is formed.

【0036】次に、フローティングゲート30の側壁の
シールチッ化物を熱リン酸で除去する。付加的ポリシリ
コン層を析出させ、ドープする。付加的フローティング
ゲート31を形成するためのフローティングゲート30
の側壁の付加的ポリシリコン31を除いて全ての付加的
ポリシリコン膜を除去するための異方性ポリシリコンエ
ッチングを使用する。付加的フローティングゲート31
のしたのトンネル誘電体領域22は新しい小さいトンネ
ル誘電体領域になる。
Next, the sealing nitride on the side wall of the floating gate 30 is removed with hot phosphoric acid. An additional polysilicon layer is deposited and doped. Floating gate 30 for forming additional floating gate 31
An anisotropic polysilicon etch is used to remove all the additional polysilicon film except for the additional polysilicon 31 on the sidewalls of FIG. Additional floating gate 31
The resulting tunnel dielectric region 22 becomes a new small tunnel dielectric region.

【0037】図35及び図36に示すように、ホトレジ
ストパターン67を使用して全ての他のポリシリコンパ
ターンの側壁から付加的ポリシリコンを除去する間、E
EPROMを保護する。ホトレジストパターンを剥離し
た後、浅いソースドレイン接合11を注入し、図37及
び図38に示すEEPROMが形成される。その他の製
法工程は常用n−チャネルEEPROMのそれと同様で
ある。酸化物を付加的ポリシリコン及び露出したトンネ
ル誘電体領域に成長させ、ドープしたCVD酸化膜を析
出させ、コンタクトを開き、金属膜を析出させ、パター
ニングする。
As shown in FIGS. 35 and 36, the photoresist pattern 67 is used to remove additional polysilicon from the sidewalls of all other polysilicon patterns while removing the polysilicon.
Protect EPROM. After the photoresist pattern is stripped, the shallow source / drain junction 11 is implanted to form the EEPROM shown in FIGS. The other manufacturing steps are the same as those of the conventional n-channel EEPROM. An oxide is grown on the additional polysilicon and the exposed tunnel dielectric regions, a doped CVD oxide is deposited, contacts are opened, a metal film is deposited and patterned.

【0038】本発明は2つの有利な実施例の形で説明し
た。ここに開示される有利な実施例の種々の改善は当業
者によれば、この開示を参照して本発明の範囲及び思想
から逸脱することなく実施することができる。さらに、
このような改善は前記請求項の範囲内であると考えられ
る。本発明の新規な特徴は、前記請求項に示される。本
発明自体及び他の特徴は、その利点と共に図面に関連し
て読まれる前記の詳細な説明により容易に理解すること
ができる。
The invention has been described in terms of two advantageous embodiments. Various modifications of the advantageous embodiments disclosed herein can be made by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention in light of this disclosure. further,
Such improvements are considered to be within the scope of the following claims. The novel features of the invention are set forth in the following claims. The invention itself and other features, together with advantages thereof, will be more readily understood from the foregoing detailed description read in conjunction with the drawings.

【0039】[0039]

【発明の効果】上記の如き本発明によれば、トンネル誘
電体領域は極めて小さく形成できる。メモリーデバイス
のプログラミング及び消去に必要な高電力は、トンネル
誘電体領域が小さければ小さいだけ低くできるため、面
積的要求を充分満たすと共に、必要高電力を低くするこ
とができる。更に、トンネル誘電体領域が小さいことに
より、欠陥密度は低く、製造、歩留まりが高い他に、フ
ローティングゲートに対して自己整合している等、問題
点を解決し、電気的にプログラム及び消去のできるEE
PROMデバイスの工業的大量生産を可能にするもので
ある。
According to the present invention as described above, the tunnel dielectric region can be formed extremely small. The high power required for programming and erasing of the memory device can be reduced as the tunnel dielectric region is smaller, so that the area requirement can be sufficiently satisfied and the required high power can be reduced. Further, by tunnel dielectric region is small, the defect density is low, production, in addition to the yield is high, like that are self-aligned for the floating gate to solve the problems, it can electrically programmed and erased EE
This enables industrial mass production of PROM devices.

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

図1 本発明の第1実施例により構成される非自己整合
EEPROMメモリーセルの1組の平面図。 図2 図1のA−A線断面図。 図3 図1のB−B線断面図。 図4 本発明の第1実施例によるフロントエンド処理工
程間の第1ポリシリコンフローティングゲート形成を示
す図1のA−A線対応断面図。 図5 同上の図1のB−B線対応断面図。 図6 本発明の第1実施例による第1ポリシリコンフロ
ーティングゲート形成後のシールトッ化物析出を示す図
1のA−A線対応断面図。 図7 同上の図1のB−B線対応断面図。 図8 本発明の第1実施例による第1ポリシリコンフロ
ーティングゲート側壁のシールチッ化物形成を示す図1
のA−A線対応断面図。 図9 同上の図1のB−B線対応断面図。 図10 本発明の第1実施例によるEEPROMの埋込
みソース及び埋込みドレインを形成するための不純物注
入を示す図1のA−A線対応断面図。 図11 同上の図1のB−B線対応断面図。 図12 本発明の第1実施例によるトンネル誘電体領域
からの酸化物除去を示す図1のA−A線対応断面図。 図13 同上の図1のB−B線対応断面図。 図14 本発明の第1実施例によるトンネル誘電体形成
を示す図1のA−A線対応断面図。 図15 同上の図1のB−B線対応断面図。 図16 本発明の第1実施例による第1ポリシリコンフ
ローティングゲート側壁からシールチッ化物を除去した
後の付加的ポリシリコン析出を示す図1のA−A線対応
断面図。 図17 同上の図1のB−B線対応断面図。 図18 本発明の第1実施例により新しいフローティン
グゲートを形成するための第1ポリシリコンフローティ
ングゲートの側壁の付加的ポリシリコン形成を示す図1
のA−A線対応断面図。 図19 同上の図1のB−B線対応断面図。 図20 本発明第1実施例によるゲート間誘電体の形成
を示す図1のA−A線対応断面図。 図21 同上の図1のB−B線対応断面図。 図22 本発明第1実施例による第2ポリシリコン制御
形成を示す図1のA−A線対応断面図。 図23 同上の図1のB−B線対応断面図。 図24 本発明の第2実施例により構成した1組の自己
整合EEPROMメモリーセルの平面図。 図25 図24のA−A線対応断面図。 図26 図24のB−B線対応断面図。 図27 本発明の第2実施例によるフロントエンド処理
工程の間の第2ポリシリコン制御ゲート形成した後の酸
化を示す図24のA−A線対応断面図。 図28 同上の図24のB−B線対応断面図。 図29 本発明の第2実施例による第1ポリシリコンデ
バイスを保護するホトレジストパターンを有する第1ポ
リシコンエッチングを示す図24のA−A線対応断面
図。 図30 同上の図24のB−B線対応断面図。 図31 本発明の第2実施例による第1ポリシリコンフ
ローティングゲート形成後のシールチッ化物析出を示す
図24のA−A線対応断面図。 図32 同上の図24のB−B線対応断面図。 図33 本発明の第2実施例によるトンネル誘電体領域
からの酸化物除去を示す図24のA−A線対応断面図。 図34 同上の図24のB−B線対応断面図。 図35 本発明の第2実施例により全ての他のポリシリ
コンパターンの側壁の全ての付加的ポリシリコンを除去
する間、第1ポリシリコンヌローティングゲート側壁の
付加的ポリシリコンからなる新しいフローティングゲー
トを保護するホトレジストを示す図24のA−A線対応
断面図。 図36 同上の図24のB−B線対応断面図。 図37 本発明の第1実施例による第1ポリシリコンフ
ローティングゲート側壁の付加的ポリシリコンからなる
新しいフローティングケートを示す図24のA−A線対
応断面図。 図38 同上の図24のB−B線対応断面図。
FIG. 1 is a plan view of a set of non-self-aligned EEPROM memory cells constructed according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 1, illustrating formation of a first polysilicon floating gate during a front end processing step according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a sectional view corresponding to line BB in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 1, showing the deposition of a seal nitride after the formation of the first polysilicon floating gate according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 8 shows the formation of a seal nitride on the side wall of the first polysilicon floating gate according to the first embodiment of the present invention.
Sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. FIG. 9 is a sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 1, showing impurity implantation for forming a buried source and a buried drain of the EEPROM according to the first embodiment of the present invention. FIG. 11 is a sectional view corresponding to the line BB of FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing oxide removal from the tunnel dielectric region according to the first embodiment of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1, illustrating formation of a tunnel dielectric according to the first embodiment of the present invention. FIG. 15 is a sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 1 showing additional polysilicon deposition after removing the seal nitride from the first polysilicon floating gate sidewall according to the first embodiment of the present invention. FIG. 17 is a cross-sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 18 illustrates additional polysilicon formation on the sidewalls of a first polysilicon floating gate to form a new floating gate according to a first embodiment of the present invention.
Sectional drawing corresponding to the AA line of FIG. 19 is a sectional view corresponding to the line BB of FIG. FIG. 20 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 1 showing formation of an inter-gate dielectric according to the first embodiment of the present invention. FIG. 21 is a sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing a second polysilicon control formation according to the first embodiment of the present invention. FIG. 23 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 24 is a plan view of a set of self-aligned EEPROM memory cells constructed according to a second embodiment of the present invention. FIG. 25 is a sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 26 is a sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view corresponding to line AA of FIG. 24, illustrating oxidation after forming a second polysilicon control gate during a front end processing step according to the second embodiment of the present invention. FIG. 28 is a cross-sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 29 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 24 showing a first polysilicon etching having a photoresist pattern for protecting the first polysilicon device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 30 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 31 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 24 showing seal nitride deposition after the formation of the first polysilicon floating gate according to the second embodiment of the present invention. FIG. 32 is a sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 33 is a cross-sectional view corresponding to the line AA of FIG. 24, illustrating oxide removal from the tunnel dielectric region according to the second embodiment of the present invention. FIG. 34 is a sectional view taken along line BB of FIG. 35. A new floating gate made of additional polysilicon on the first polysilicon nulling gate sidewall while removing all additional polysilicon on the sidewalls of all other polysilicon patterns according to the second embodiment of the present invention. FIG. 25 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 36 is a cross-sectional view corresponding to line BB of FIG. FIG. 37 is a sectional view taken along line AA of FIG. 24 showing a new floating gate made of additional polysilicon on the first polysilicon floating gate sidewall according to the first embodiment of the present invention. FIG. 38 is a sectional view taken along the line BB of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 選択デバイス 2 メモリーデバイス 9 基板 10 n+接合 21 ゲート酸化物 22 トンネル誘電体 30 フローティングゲート 31 付加的フローティングゲート 50 制御ゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Selection device 2 Memory device 9 Substrate 10 n + junction 21 Gate oxide 22 Tunnel dielectric 30 Floating gate 31 Additional floating gate 50 Control gate

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電気的にフロートする導電性ゲートに自
己整合した小さいトンネル誘電体領域を形成する方法に
おいて、半導体領域上の誘電体層上に第1の導電性フロ
ーティングゲートを形成し、このフローティングゲート
上に第2誘電体膜を析出させ、この第2誘電体膜の異方
性エッチングによって第1フローティングゲートの側壁
にシール用第2誘電体膜を形成し、前記半導体領域へ不
純物を導入して埋込み、ドーピング領域を形成し、この
埋込みドーピング領域上にトンネル誘電体を形成し、第
1フローティングゲートの側壁からシール用第2誘電体
膜を除去し、第1フローティングゲートと同じ材料の付
加的導電性膜を前記トンネル誘電体及びフローティング
ゲートの上に析出させ、この付加的導電性膜の異方性エ
ッチングによって第1フロティングゲートの側壁に、こ
の第1フローティングと電気的に短絡する付加的フロー
ティング導電性ゲートを形成することを特徴とする電気
的にフロートする導電性ゲートに自己整合した小さいト
ンネル誘電体領域を形成する方法。
1. A method of forming a small tunnel dielectric region self-aligned with an electrically floating conductive gate, comprising: forming a first conductive floating gate on a dielectric layer over a semiconductor region; A second dielectric film is deposited on the gate, a second dielectric film for sealing is formed on the side wall of the first floating gate by anisotropic etching of the second dielectric film, and impurities are introduced into the semiconductor region. Forming a doping region, forming a tunnel dielectric on the buried doping region, removing the second dielectric film for sealing from the side wall of the first floating gate, and adding an additional material of the same material as the first floating gate. A conductive film is deposited on the tunnel dielectric and the floating gate, and the additional conductive film is anisotropically etched to form a second conductive film. A small tunnel dielectric region self-aligned with the electrically floating conductive gate, characterized in that an additional floating conductive gate electrically shorted to the first floating is formed on the side wall of the floating gate. How to form.
【請求項2】 前記第1の導電性フローティングゲート
及び前記付加的導電性膜がドープしたポリシリコン膜で
ある請求項1記載の方法。
Wherein said first process according to claim 1, wherein the conductive floating gate and said additional conductive film is a polysilicon film doped.
【請求項3】 前記第2誘電体膜がチッ化ケイ素膜であ
る請求項1記載の方法。
3. The method of claim 1, wherein said second dielectric film is a silicon nitride film.
【請求項4】 第2型導電性の第1と第2の領域の間に
第1型導電性のチャンネル領域を有する半導体材料の基
板からなり、その表面に形成され、このチャンネル領域
が前記第1と第2の領域の間に電流を通しうる半導体内
領域を有し、フローティングゲートを形成する第1レベ
のパターニングした導電性材料を有し、このフローテ
ィングゲートが略前記第1と第2の領域の間のチャンネ
ル領域の上に拡がり、第1層の誘電体材料により半導体
基盤から電気的に絶縁され、第2層の誘電体材料により
フローテイングゲートに重なる制御ゲートを形成する第
2レベルのパターニングした導電性材料から電気的に絶
縁されている、電気的に書替えしうる不揮発性、フロー
テイングゲートタイプメモリーデバイスにおいて、半導
体基板の前記第1及び第2領域の1つの表面に区画され
たトンネル領域を有し、このトンネル領域がその1辺
前記フローティングゲートの側壁の長さの一部に接して
形成され、第1層の誘電体材料より薄い第3層の誘電体
材料で蔽われ、更に、前記フローテイングゲートの側壁
の長さの前記一部にそって配置された導電性材料の側面
の付加的フローティングゲートを有し、この配置された
導電性材料の側面の付加的フローティングゲートの底面
が前記トンネル領域を蔽う第3層の誘電体材料の表面と
接し、前記付加的フローティングゲートがフローティン
グゲートを構成する前記パターニングした第1レベルの
導電性材料にフロティングゲートの全周に沿って電気的
に結合されていることを特徴とする電気的に書換しうる
不揮発性、フローティングゲートタイプメモリーデバイ
ス。
4. A semiconductor material substrate having a channel region of a first conductivity type between a first and a second region of a second conductivity type, formed on a surface thereof, wherein said channel region is formed by said channel region. A first level having a semiconductor internal region between the first and second regions through which a current can flow and forming a floating gate;
A floating gate extending substantially over the channel region between the first and second regions and electrically insulated from the semiconductor substrate by the first layer of dielectric material. An electrically rewritable non-volatile, floating gate type electrically isolated from a second level patterned conductive material forming a control gate overlying the floating gate with a second layer of dielectric material in the memory device has a tunnel area partitioned into one surface of the first and second regions of the semiconductor substrate, the tunnel region in contact with one side thereof a portion of the length of the sidewall of the floating gate
Formed by a third layer of dielectric material that is thinner than the first layer of dielectric material, further comprising a side surface of a conductive material disposed along the portion of the sidewall length of the floating gate. having an additional floating gate,
Contact the bottom surface of additional floating gate side of the conductive material and the tunnel region covering the surface of the dielectric material of the third layer, the first level conductive said additional floating gate has the patterned constituting the floating gate An electrically rewritable non-volatile, floating gate type memory device characterized by being electrically coupled to the material along the entire circumference of the floating gate.
【請求項5】 前記第3層の誘電体材料の厚さが40〜
50オングストロームである請求項4記載のデバイス。
5. The method according to claim 1, wherein the thickness of the dielectric material of the third layer is 40 to 40.
5. The device of claim 4, which is 50 Angstroms.
【請求項6】 前記付加的フローティングゲート及びパ
ターニングされた第1レベルの導電性材料が両方共ドー
プした多結晶シリコンからなる請求項4記載のデバイ
ス。
6. The device of claim 4, wherein said additional floating gate and said patterned first level conductive material both comprise doped polysilicon.
【請求項7】 前記第2型の導電性がn型である請求項
4記載のデバイス。
7. The device of claim 4, wherein said second type conductivity is n-type.
【請求項8】 前記第1層の誘電体材料及び第3層の誘
電体材料が酸化物層である請求項4記載のデバイス。
8. The device of claim 4, wherein said first layer of dielectric material and said third layer of dielectric material are oxide layers.
【請求項9】 前記第2型の導電性がn型であり、前記
多結晶シリコンがn型にドープされている請求項6記載
のデバイス。
9. The device of claim 6, wherein the conductivity of the second type is n-type and the polycrystalline silicon is doped n-type.
【請求項10】 前記第1層の誘電体材料の厚さが20
0〜1000オングストロームである請求項5記載のデ
バイス。
10. The method according to claim 1, wherein the thickness of the dielectric material of the first layer is 20.
6. The device of claim 5, wherein said device is between 0 and 1000 Angstroms.
【請求項11】 表面にトンネル領域を有する前記第1
及び第2領域の1つから第1導電性の第2チヤンネル
領域によって離された第2型導電性の第3領域を有し、
前記第1チャンネルに重なり、かつ、このチャンネルか
らゲート絶縁体によって離されたアクセスゲート電極を
備えている請求項4記載のデバイス。
11. The first device having a tunnel region on a surface thereof.
And a third region of the second type conductivity is released by the second channel region from one of the first electrically conductive second region,
5. The device of claim 4, comprising an access gate electrode overlapping said first channel and separated from said channel by a gate insulator.
【請求項12】 請求項11記載の電気的に書替えしう
る不揮発性のフローティングゲートデバイスタイプメモ
リーデバイスを多数有するメモリーアレイにおいて、デ
バイスがマトリックスの行及び列に配置され、各行に沿
って広がるワード線を有し、1つの行内の各メモリーデ
バイスのアクセスゲート電極が対応する行のワード線に
結合され、かつ、各列に沿って広がるビット線に結合さ
れている事を特徴とするめメモリーアレイ。
12. A memory array comprising a plurality of electrically rewritable nonvolatile floating gate device type memory devices according to claim 11, wherein the devices are arranged in rows and columns of a matrix and word lines extending along each row. A memory array, wherein the access gate electrode of each memory device in one row is coupled to a word line in a corresponding row and to a bit line extending along each column.
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