JP2743571B2 - Semiconductor nonvolatile storage device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、浮遊ゲート電極を有する半導体不揮発性記
憶装置に利用する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is applied to a semiconductor nonvolatile memory device having a floating gate electrode.
本発明は、基板にほぼ垂直方向にチャネル領域の主要
部を形成した半導体不揮発性記憶装置において、 浮遊ゲート電極と制御ゲート電極とが絶縁膜を介して
接する面を基板方向に平行な面にも形成することによ
り、 性能を損なうことなく集積度の向上を図ったものであ
る。The present invention relates to a semiconductor non-volatile memory device in which a main portion of a channel region is formed in a direction substantially perpendicular to a substrate, wherein a surface where a floating gate electrode and a control gate electrode are in contact with each other via an insulating film is also formed on a surface parallel to the substrate direction. By forming, the integration degree is improved without deteriorating the performance.
第6図は従来の半導体不揮発性記憶装置の一例を示す
模式的断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a conventional semiconductor nonvolatile memory device.
P型シリコン基板1上に第一ゲート酸化膜2を介して
浮遊ゲート電極3が形成され、その上に第二ゲート酸化
膜4を介して制御ゲート電極5が形成される。さらに、
P型シリコン基板1上のゲート直下のチャネル領域6に
隣接して、N型不純物がドープされたドレイン領域7お
よびソース領域8が形成され、半導体不揮発性記憶装置
が構成される。A floating gate electrode 3 is formed on a P-type silicon substrate 1 via a first gate oxide film 2, and a control gate electrode 5 is formed thereon via a second gate oxide film 4. further,
A drain region 7 and a source region 8 doped with an N-type impurity are formed adjacent to a channel region 6 immediately below the gate on the P-type silicon substrate 1 to constitute a semiconductor nonvolatile memory device.
次に、この半導体不揮発性記憶装置の動作について説
明する。まず、書込み時には、ドレイン−ソース間に電
圧を印加し、かつ制御ゲート電極5にも電圧を印加し
て、ドレイン近傍で発生する電子(ホットエレクトロ
ン)を浮遊ゲート電極3に注入する。浮遊ゲート電極3
に注入された電子は、浮遊ゲート電極3を取囲む節煙膜
を介して保持される。次に、読出し時には、浮遊ゲート
電極3には書込みの有無に応じて電荷の有無が生じてい
ることから、そのしきい値電圧を与えて、チャネルが形
成されるか否かでデータとして取出せることになる。そ
して、消去の時には例えば紫外線が照射されて、浮遊ゲ
ート電極3の内部に蓄積されていた電子を逃すことによ
り行われる。Next, the operation of the semiconductor nonvolatile memory device will be described. First, at the time of writing, a voltage is applied between the drain and the source and a voltage is also applied to the control gate electrode 5 to inject electrons (hot electrons) generated near the drain into the floating gate electrode 3. Floating gate electrode 3
Are held through the smoke-saving film surrounding the floating gate electrode 3. Next, at the time of reading, since the presence or absence of charges is generated in the floating gate electrode 3 in accordance with the presence or absence of writing, the threshold voltage is given and data can be taken out depending on whether or not a channel is formed. Will be. At the time of erasing, the erasing is performed, for example, by irradiating ultraviolet rays to escape electrons accumulated in the floating gate electrode 3.
この従来の半導体不揮発性記憶装置では、その構成要
素が半導体基板表面に対し水平に配置されているため、
素子性能を維持しつつ集積度を向上することが困難であ
る欠点があった。In this conventional semiconductor non-volatile memory device, since its components are arranged horizontally with respect to the surface of the semiconductor substrate,
There is a drawback that it is difficult to improve the degree of integration while maintaining element performance.
すなわち、半導体不揮発性記憶装置の微細化を図り、
チャネル長を短くした場合、ドレイン近傍の電界集中が
高まりホットキャリアが生じやすくなるため読出し時の
低い電圧で書込みが行われてしまう読出しディスターブ
(ソフトライト)が生じたり、パンチスルー耐圧が低下
するという問題が生じている。In other words, the miniaturization of the semiconductor non-volatile memory device is attempted,
When the channel length is shortened, the electric field concentration near the drain is increased and hot carriers are easily generated, so that a read disturb (soft write) in which writing is performed at a low voltage at the time of reading occurs or a punch-through breakdown voltage is reduced. There is a problem.
また、半導体不揮発性記憶装置の単位素子の大きさ
は、チャネル長、ドレイン引出し電極コンタクト径およ
び素子分離幅により制約されており、これらの寸法を同
時に縮小しなければ、集積度を大幅に向上できない欠点
があった。In addition, the size of a unit element of a semiconductor nonvolatile memory device is limited by a channel length, a drain extraction electrode contact diameter, and an element separation width. Unless these dimensions are reduced at the same time, the degree of integration cannot be significantly improved. There were drawbacks.
本発明の目的は、前記の欠点を除去することにより、
集積度の向上を図りつつ性能の維持向上を図ることので
きる、半導体不揮発性記憶装置を提供することである。The object of the present invention is to eliminate the disadvantages mentioned above,
An object of the present invention is to provide a semiconductor nonvolatile memory device capable of maintaining and improving performance while improving the degree of integration.
本発明の半導体不揮発性記憶装置は、半導体基板に対
してチャネル領域の主要部分がほぼ垂直となるように、
浮遊ゲート電極、制御ゲート電極、ソースおよびドレイ
ン領域が設けられた半導体不揮発性記憶装置において、
前記チャネル領域の主要部分が形成される基板にほぼ垂
直方向と平行な面と、前記基板に平行な面の2面で、前
記浮遊ゲート電極と前記制御ゲート電極とが絶縁膜を介
して接し、前記ソース領域が前記半導体基板表面に形成
され、前記ドレイン領域が前記半導体基板に平行で前記
半導体基板表面とは異なる面に前記チャネル領域に一部
が接して形成されていることを特徴とする。The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention is configured such that a main portion of a channel region is substantially perpendicular to a semiconductor substrate.
In a semiconductor nonvolatile memory device provided with a floating gate electrode, a control gate electrode, a source and a drain region,
The floating gate electrode and the control gate electrode are in contact with each other via an insulating film on two surfaces, a surface substantially parallel to a direction in which the main part of the channel region is formed, and a surface parallel to the substrate, The source region is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the drain region is formed on a surface parallel to the semiconductor substrate and different from the surface of the semiconductor substrate so as to partially contact the channel region.
なお、浮遊ゲート電極が絶縁膜を介して制御ゲート電
極と接する面が基板と垂直方向の断面が略L字形に形成
されたことが好ましい。It is preferable that the surface of the floating gate electrode in contact with the control gate electrode via the insulating film has a substantially L-shaped cross section in a direction perpendicular to the substrate.
ソース、ドレインおよびチャネル領域の配置構成を、
半導体ピラーを用いて、チャネル領域の主要部分が半導
体基板表面に垂直になるようにすることにより、チャネ
ル長は半導体ピラーの高さで決まり、半導体不揮発性記
憶装置の単位素子を、チャネル長を考慮することなく微
細化できる。そして、浮遊ゲート電極と制御ゲート電極
とが絶縁膜を介して接する面を基板表面に垂直な方向だ
けでなく、基板表面に平行な面の2面で接するように形
成することで、両ゲート電極との間の容量が大きくな
り、かつパンチスルー耐圧が向上する。The arrangement of the source, drain and channel regions is
By using semiconductor pillars to make the main part of the channel region perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, the channel length is determined by the height of the semiconductor pillars. It can be miniaturized without performing. By forming the surface where the floating gate electrode and the control gate electrode are in contact with each other via the insulating film not only in a direction perpendicular to the substrate surface but also in two surfaces parallel to the substrate surface, the two gate electrodes Is increased, and the punch-through withstand voltage is improved.
このため、素子性能を維持したまま、高集積度の半導
体不揮発性記憶装置を製造することが可能となる。For this reason, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor nonvolatile memory device while maintaining element performance.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図(a)は本発明の半導体不揮発性記憶装置の第
一実施例の要部を示す平面図、第1図(b)は第1図
(a)のA−A′に沿う模式的断面図、および第1図
(c)は第1図(a)のB−B′に沿う模式的断面図で
ある。FIG. 1A is a plan view showing a main part of a first embodiment of a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, and FIG. 1B is a schematic view taken along the line AA 'of FIG. 1A. The cross-sectional view and FIG. 1 (c) are schematic cross-sectional views along BB 'in FIG. 1 (a).
本第一実施例の半導体不揮発性記憶装置は、P型シリ
コン基板1の表面を加工して形成されたシリコンピラー
9の側面に、第一ゲート絶縁膜である第一ゲート酸化膜
2、多結晶シリコンからなる浮遊ゲート電極3、第二ゲ
ート絶縁膜である第二ゲート酸化膜4、および多結晶シ
リコンからなる制御ゲート電極5が順次積層して形成さ
れ、シリコンピラー9の上部にドレイン領域7、底部に
ソース領域8がそれぞれ形成されている。単位素子であ
る各シリコンピラーは、層間絶縁膜10で分離されてお
り、タングステンシリサイドからなるワード線11および
アルミニウムからなるビット線12によりメモリセルアレ
イとしえ電気的に結合されている。In the semiconductor nonvolatile memory device of the first embodiment, a first gate oxide film 2, which is a first gate insulating film, and a polycrystalline structure are formed on the side surface of a silicon pillar 9 formed by processing the surface of a P-type silicon substrate 1. A floating gate electrode 3 made of silicon, a second gate oxide film 4 serving as a second gate insulating film, and a control gate electrode 5 made of polycrystalline silicon are sequentially laminated, and a drain region 7 is formed above a silicon pillar 9. Source regions 8 are formed at the bottoms, respectively. Each silicon pillar, which is a unit element, is separated by an interlayer insulating film 10 and is electrically connected to a memory cell array by a word line 11 made of tungsten silicide and a bit line 12 made of aluminum.
単位素子トランジスタのチャネルはドレイン領域7お
よびソース領域8の隣接するチャネル領域6、すなわち
シリコンピラー9の表面に形成される。The channel of the unit element transistor is formed on the channel region 6 adjacent to the drain region 7 and the source region 8, that is, on the surface of the silicon pillar 9.
一般に、浮遊ゲート電極を有する半導体不揮発性記憶
装置は、浮遊ゲート電極が基板および制御ゲート電極と
つくる結合容量の比が高い程、浮遊ゲート電極の電位を
高く維持できるために、読出しおよび書込みが速く、パ
ンチスルー耐圧が向上する等特性的に優れたものとな
る。Generally, in a semiconductor nonvolatile memory device having a floating gate electrode, the higher the ratio of the coupling capacitance that the floating gate electrode makes with the substrate and the control gate electrode, the higher the potential of the floating gate electrode can be, and the faster the reading and writing are. And the characteristics are excellent such as an improvement in the punch-through withstand voltage.
本発明の半導体不揮発性記憶装置は、第1図(a)か
ら明らかなように、第一ゲート酸化膜2の面積よりも第
二ゲート酸化膜4の面積の方が大きいため、浮遊ゲート
電極3のつくる結合容量比を大きくとれる長所がある。
そのため、書込みおよび読出しの動作が速く、高いパン
チスルー耐圧が得られる。さらに、単位素子トランジス
タの寸法は、ドレイン領域7とビット線12とを結合する
コンタクト径とシリコンピラー9間の間隔とにより決定
されるので、容易に微細化を行うことが可能である。1A, the area of the second gate oxide film 4 is larger than that of the first gate oxide film 2, so that the floating gate electrode 3 There is an advantage that a large coupling capacity ratio can be obtained.
Therefore, the writing and reading operations are fast, and a high punch-through withstand voltage can be obtained. Further, the size of the unit element transistor is determined by the diameter of the contact connecting the drain region 7 and the bit line 12 and the distance between the silicon pillars 9, so that miniaturization can be easily performed.
本発明の特徴は、第1図において、シリコンピラー9
を設け、このシリコンピラー9の垂直な表面上に、第一
ゲート酸化膜2、浮遊ゲート電極3、第二ゲート酸化膜
4および制御ゲート電極5を設け、シリコンピラー9の
上部にドレイン領域7を、底部にソース領域8を設け、
浮遊ゲート電極3が第二ゲート酸化膜4を介して制御ゲ
ート電極5と接する面が第1図に見られるように、ソー
ス領域8に接する形で基板表面に平行な面にも形成さ
れ、これら浮遊電極3、第二ゲート酸化膜4、制御ゲー
ト電極5が基板表面に垂直な方向の断面で略L字形に形
成されていることにある。A feature of the present invention is that the silicon pillar 9 shown in FIG.
The first gate oxide film 2, the floating gate electrode 3, the second gate oxide film 4 and the control gate electrode 5 are provided on the vertical surface of the silicon pillar 9, and the drain region 7 is formed on the silicon pillar 9. , A source region 8 is provided at the bottom,
As shown in FIG. 1, the surface of the floating gate electrode 3 in contact with the control gate electrode 5 via the second gate oxide film 4 is also formed on the surface parallel to the substrate surface in contact with the source region 8. The floating electrode 3, the second gate oxide film 4, and the control gate electrode 5 are formed in a substantially L-shaped cross section in a direction perpendicular to the substrate surface.
次に、本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法に
ついて説明する。第2図(a)〜(d)は第1図の第一
実施例の主要製造工程における模式的断面図で、第1図
(a)のA−A′に沿う断面図を示す。Next, a method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention will be described. 2 (a) to 2 (d) are schematic cross-sectional views in the main manufacturing process of the first embodiment of FIG. 1, and show cross-sectional views along AA 'in FIG. 1 (a).
まず、第2図(a)に示すように、P型シリコン基板
1の表面を加工して、シリコンピラー9を形成し、表面
を熱酸化し第一ゲート酸化膜2を形成する。そして、浮
遊ゲート電極3となる多結晶シリコン膜を化学気相成長
法により形成し、その表面を熱酸化し、第二ゲート酸化
膜4を形成する。次いで、制御ゲート電極5となる多結
晶シリコン薄膜、および酸化膜14を化学気相成長法によ
り順次形成する。First, as shown in FIG. 2A, the surface of the P-type silicon substrate 1 is processed to form a silicon pillar 9, and the surface is thermally oxidized to form the first gate oxide film 2. Then, a polycrystalline silicon film serving as the floating gate electrode 3 is formed by a chemical vapor deposition method, and the surface thereof is thermally oxidized to form a second gate oxide film 4. Next, a polycrystalline silicon thin film serving as the control gate electrode 5 and an oxide film 14 are sequentially formed by a chemical vapor deposition method.
次に、第2図(b)に示すように、初めに酸化膜14を
異方性ドライエッチングして、制御ゲート電極5の表面
保護膜となる側壁のみを残す。続いて、制御ゲート電極
5、第二ゲート酸化膜4および浮遊ゲート電極3を順次
異方性ドライエッチングにより除去する。こうして、シ
リコンピラー9の上部および底部には第一ゲート酸化膜
2が露出している状態で、ヒ素をイオン注入して、シリ
コンピラー9の上部にドレイン領域7を、底部にソース
領域8を形成する。Next, as shown in FIG. 2B, the oxide film 14 is first subjected to anisotropic dry etching to leave only the side wall serving as the surface protection film of the control gate electrode 5. Subsequently, the control gate electrode 5, the second gate oxide film 4, and the floating gate electrode 3 are sequentially removed by anisotropic dry etching. Arsenic is ion-implanted with the first gate oxide film 2 exposed at the top and bottom of the silicon pillar 9 to form the drain region 7 at the top of the silicon pillar 9 and the source region 8 at the bottom. I do.
さらに、第2図(c)に示すように、ボロン・ドープ
・リンガラス(BPSG)膜を化学気相成長した後、900℃
程度の温度でアニールし、シリコンピラー9間に層間絶
縁膜10を埋め込む。この際、初めにシリコンピラー9上
部が埋設するだけの膜厚の層間絶縁膜10を埋め込み、第
1図で示したワード線形成領域をエッチングし、タング
ステンシリサイドをスパッタリング法により形成し、パ
ターニングを行う。こうしてワード線を形成した後、さ
らに層間絶縁膜10の成長を行う。Then, as shown in FIG. 2 (c), after a boron-doped phosphorus glass (BPSG) film is grown by chemical vapor deposition,
Annealing is performed at about the temperature, and an interlayer insulating film 10 is embedded between the silicon pillars 9. At this time, first, an interlayer insulating film 10 having a thickness enough to bury the upper part of the silicon pillar 9 is buried, the word line forming region shown in FIG. 1 is etched, tungsten silicide is formed by sputtering, and patterning is performed. . After forming the word lines in this way, the interlayer insulating film 10 is further grown.
最後に、第2図(d)に示すように、ドレイン領域7
の上部にコンタクト孔を開口し、アルミニウムをスパッ
タリング法により成長し、これをパターニングしてビッ
ト線12を形成する。Finally, as shown in FIG.
A contact hole is opened in the upper part of the substrate, aluminum is grown by a sputtering method, and this is patterned to form a bit line 12.
本第一実施例の単位素子トランジスタの特性を第3図
および第4図に示す。FIGS. 3 and 4 show the characteristics of the unit element transistor of the first embodiment.
第3図はシリコンピラーの高さLをパラメータとし
て、シリコンピラーの周囲長Wとトランジスタのドレイ
ン電流IDとの関係を示したものである。ここで、制御
ゲート電極の印加電圧VCG=5V、ドレイン電圧VD=1V
として、トランジスタのドレイン電流をIDとした。L
およびWは、それぞれトランジスタのゲート長およびゲ
ート幅に相当し、 ID∝W/L の関係がある。FIG. 3 shows the relationship between the circumference L of the silicon pillar and the drain current ID of the transistor, using the height L of the silicon pillar as a parameter. Here, the applied voltage V CG = 5V of the control gate electrode and the drain voltage V D = 1V
The drain current of the transistor was set to ID . L
And W correspond to the gate length and gate width of the transistor, respectively, and have a relationship of I D ∝W / L.
また、第4図はL=W=1.2μmの単位素子トランジ
スタの書込み特性を示すもので、制御ゲート電極の膜厚
dをパラメータとしている。膜厚dの増加に伴い第二ゲ
ート酸化膜4の面積も増加し、その結果、結合容量比が
大きくなり書込み速度は速くなる。FIG. 4 shows the write characteristics of the unit element transistor where L = W = 1.2 μm, and the film thickness d of the control gate electrode is used as a parameter. As the film thickness d increases, the area of the second gate oxide film 4 also increases. As a result, the coupling capacitance ratio increases and the writing speed increases.
第5図は本発明の半導体不揮発性記憶装置の第二実施
例の構造を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing the structure of a second embodiment of the semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention.
本第二実施例は、第一実施例と同様に、P型シリコン
基板1の表面を加工して形成したシリコンピラー9の側
面に、第一ゲート絶縁膜である第一ゲート酸化膜2、多
結晶シリコンからなる浮遊ゲート電極3、第二ゲート絶
縁膜である第二ゲート酸化膜4、および多結晶シリコン
からなる制御ゲート電極5が順次形成され、シリコンピ
ラー9の上部にドレイン領域7、底部にソース領域8が
形成されている。単位素子となる各シリコンピラー9
は、層間絶縁膜10で分離されており、タングステンシリ
サイドからなるワード線11およびアルミニウムからなる
ビット線12によりメモリセルアレイとして電気的に結合
されている。In the second embodiment, as in the first embodiment, the first gate oxide film 2 serving as the first gate insulating film is formed on the side surface of the silicon pillar 9 formed by processing the surface of the P-type silicon substrate 1. A floating gate electrode 3 made of crystalline silicon, a second gate oxide film 4 serving as a second gate insulating film, and a control gate electrode 5 made of polycrystalline silicon are sequentially formed, and a drain region 7 is formed on a silicon pillar 9 and a drain region 7 is formed on a bottom. A source region 8 is formed. Each silicon pillar 9 as a unit element
Are separated by an interlayer insulating film 10 and are electrically coupled as a memory cell array by a word line 11 made of tungsten silicide and a bit line 12 made of aluminum.
本第二実施例の特徴は、ソース領域8が浮遊ゲート電
極3とはオフセットされており、このオフセットチャネ
ル領域15上まで、制御ゲート電極5が延長されているこ
とと、第一ゲート酸化膜2の膜厚が20nm以下であること
にある。The features of the second embodiment are that the source region 8 is offset from the floating gate electrode 3 and the control gate electrode 5 is extended to above the offset channel region 15; Is 20 nm or less.
本第二実施例の半導体不揮発性記憶装置の動作とし
て、シリコンピラー高さ1.0μm、シリコンピラー周囲
長3.2μm、第一ゲート酸化膜2の膜厚15nm、オフセッ
トされたチャネル領域15のチャネル長0.5μmの場合に
ついて述べる。The operation of the semiconductor nonvolatile memory device according to the second embodiment is as follows: the height of the silicon pillar is 1.0 μm, the circumference of the silicon pillar is 3.2 μm, the thickness of the first gate oxide film 2 is 15 nm, and the channel length of the offset channel region 15 is 0.5. The case of μm will be described.
まず、書込みは、制御ゲート電極電圧14V、ドレイン
電圧7Vを50μsec以上同時に印加することにより、ドレ
イン近傍でホットエレクトロンを発生させ、浮遊ゲート
電極3に注入することにより行われる。また、消去は、
ドレイン電圧14Vを1sec印加することにより、ドレイン
−浮遊ゲート電極間にファウラー・ノルドハイム型トン
ネル電流が第一ゲート酸化膜2中を介して流れることに
より行われる。この消去時に浮遊ゲート電極3に正電荷
が蓄えられても、オフセットチャネル領域15が存在する
ためにトランジスタはエンハンストメント型を保つ。First, writing is performed by simultaneously applying a control gate electrode voltage of 14 V and a drain voltage of 7 V for 50 μsec or more to generate hot electrons near the drain and inject them into the floating gate electrode 3. Also, erase
By applying a drain voltage of 14 V for 1 second, a Fowler-Nordheim tunnel current flows through the first gate oxide film 2 between the drain and the floating gate electrode. Even if positive charges are stored in the floating gate electrode 3 at the time of erasing, the transistor maintains the enhancement type because the offset channel region 15 exists.
また、読出しは、制御ゲート電極電圧5V、ドレイン電
圧5Vで行うことができる。Reading can be performed with a control gate electrode voltage of 5 V and a drain voltage of 5 V.
本第二実施例の半導体不揮発性記憶装置を用いれば、
電気的に一括消去が可能なフラッシュEEPROMが容易に製
造できる。If the semiconductor nonvolatile memory device of the second embodiment is used,
A flash EEPROM that can be electrically erased in a batch can be easily manufactured.
なお、以上の実施例の説明においては、半導体基板表
面に設けた半導体ピラーを取り上げたけれども、これは
半導体基板表面に設けられたトレンチ(溝)であっても
同様に実施することができる。In the above description of the embodiment, the semiconductor pillar provided on the surface of the semiconductor substrate is taken up. However, the present invention can be similarly applied to a trench provided on the surface of the semiconductor substrate.
以上説明したように、本発明は、半導体不揮発性記憶
装置において、単位トランジスタのチャネル領域の主要
部が半導体基板表面に対し垂直に形成され、浮遊ゲート
電極と制御ゲート電極とが接する面が垂直方向だけでな
く基板表面に平行な面にも形成され、断面で略L字形と
なって大きくなっているため、その接合容量は大きくな
り、かつパンチスルー耐圧が大きくできる特長があり、
性能を損なうことなく容易に微細化できる効果がある。As described above, according to the present invention, in a semiconductor nonvolatile memory device, a main portion of a channel region of a unit transistor is formed perpendicular to a surface of a semiconductor substrate, and a surface where a floating gate electrode and a control gate electrode are in contact with each other in a vertical direction. Not only that, it is also formed on a surface parallel to the substrate surface and has a substantially L-shaped cross-section and is large, so that the junction capacity is large and the punch-through withstand voltage can be increased.
There is an effect that it can be easily miniaturized without impairing the performance.
第1図(a)は本発明の第一実施例を示す平面図。 第1図(b)は第1図(a)のA−A′に沿った模式的
断面図。 第1図(c)は第1図(a)の示したB−B′に沿う模
式的断面図。 第2図(a)〜(d)はその主要製造工程における模式
的断面図。 第3図はそのゲート幅(W)に対するドレイン電流特性
図。 第4図はその書込時間に対するしきい値電圧特性図。 第5図は本発明の第二実施例を示す模式的断面図。 第6図は従来例を示す模式的断面図。 1……P型シリコン基板、2……第一ゲート酸化膜、3
……浮遊ゲート電極、4……第二ゲート酸化膜、5……
制御ゲート電極、6……チャネル領域、7……ドレイン
領域、8……ソース領域、9……シリコンピラー、10…
…層間絶縁膜、11……ワード線、12……ビット線、13…
…表面保護膜、14……酸化膜、15……オフセットチャネ
ル領域。FIG. 1A is a plan view showing a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (b) is a schematic cross-sectional view along AA 'of FIG. 1 (a). FIG. 1 (c) is a schematic cross-sectional view along BB 'shown in FIG. 1 (a). 2 (a) to 2 (d) are schematic cross-sectional views in main manufacturing steps. FIG. 3 is a graph showing drain current characteristics with respect to the gate width (W). FIG. 4 is a threshold voltage characteristic diagram with respect to the writing time. FIG. 5 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic sectional view showing a conventional example. 1 ... P-type silicon substrate, 2 ... First gate oxide film, 3
...... Floating gate electrode, 4 ... Second gate oxide film, 5 ...
Control gate electrode, 6 channel region, 7 drain region, 8 source region, 9 silicon pillar, 10
... interlayer insulating film, 11 ... word line, 12 ... bit line, 13 ...
... Surface protection film, 14 ... Oxide film, 15 ... Offset channel region.
Claims (2)
分がほぼ垂直となるように、浮遊ゲート電極、制御ゲー
ト電極、ソースおよびドレイン領域が設けられた半導体
不揮発性記憶装置において、 前記チャネル領域の主要部分が形成される基板にほぼ垂
直方向と平行な面と、前記基板に平行な面の2面で、前
記浮遊ゲート電極と前記制御ゲート電極とが絶縁膜を介
して接し、 前記ソース領域が前記半導体基板表面に形成され、前記
ドレイン領域が前記半導体基板に平行で前記半導体基板
表面とは異なる面に前記チャネル領域に一部が接して形
成されている ことを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。1. A semiconductor nonvolatile memory device provided with a floating gate electrode, a control gate electrode, and a source / drain region such that a main portion of the channel region is substantially perpendicular to a semiconductor substrate. The floating gate electrode and the control gate electrode are in contact with each other via an insulating film on two surfaces, a surface substantially parallel to the direction in which the main part is formed, and a surface parallel to the substrate, and the source region is A semiconductor non-volatile memory device formed on the surface of the semiconductor substrate, wherein the drain region is formed in parallel to the semiconductor substrate and partially in contact with the channel region on a surface different from the semiconductor substrate surface. .
前記制御ゲート電極と接する面が、基板と垂直方向の断
面が略L字形に形成されたことを特徴とする請求項1記
載の半導体不揮発性記憶装置。2. A semiconductor according to claim 1, wherein a surface of said floating gate electrode in contact with said control gate electrode via said insulating film has a substantially L-shaped cross section in a direction perpendicular to a substrate. Non-volatile storage device.
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