JP3139275B2 - Semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor memory device and method of manufacturing the same

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JP3139275B2
JP3139275B2 JP06078588A JP7858894A JP3139275B2 JP 3139275 B2 JP3139275 B2 JP 3139275B2 JP 06078588 A JP06078588 A JP 06078588A JP 7858894 A JP7858894 A JP 7858894A JP 3139275 B2 JP3139275 B2 JP 3139275B2
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insulating
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信善 竹内
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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
型の不揮発性メモリセルからなる半導体記憶装置及びそ
の製造方法に関し、殊に、拡散層によりソース線或いは
ドレイン線を形成した半導体記憶装置及びその製造方法
に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor memory device comprising a floating gate type nonvolatile memory cell and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device having a source line or a drain line formed by a diffusion layer and its manufacture. Pertains to the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体記憶装置の一例とし図11
を参照して説明する。図11は、米国特許第4,25
8,466号に開示されたものであり、図11(a)は
その概要を示す平面図であり、図11(b),(c),
(d)は夫々平面図のa−a線,b−b線,c−c線に
沿った断面図である。図11(a)に於いて、10が不
揮発性メモリセル、11はその直下に絶縁膜で覆われた
フローティングゲート19を備える制御ゲート、12が
埋込型のソース拡散層、13が埋込型のドレイン拡散
層、14,15はワード線、16はソース拡散層と同一
拡散層からなるソース線、17はドレイン拡散層と同一
拡散層からなる配線層(ドレイン線又はビット線)であ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 11 shows an example of a conventional semiconductor memory device.
This will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows U.S. Pat.
No. 8,466, FIG. 11 (a) is a plan view showing the outline thereof, and FIG. 11 (b), (c),
(D) is a sectional view taken along line aa, line bb, and line cc of the plan view, respectively. In FIG. 11A, reference numeral 10 denotes a nonvolatile memory cell, reference numeral 11 denotes a control gate having a floating gate 19 directly covered with an insulating film, reference numeral 12 denotes a buried source diffusion layer, and reference numeral 13 denotes a buried type. , 14 and 15 are word lines, 16 is a source line made of the same diffusion layer as the source diffusion layer, and 17 is a wiring layer (drain line or bit line) made of the same diffusion layer as the drain diffusion layer.

【0003】図11(b)は、不揮発性メモリセル10
のソース・ドレインに沿った断面図であり、ソース拡散
層12及びドレイン拡散層13の上に薄いフィールド酸
化膜18が形成され、19は酸化膜で覆われたフローテ
ィングゲートである。図11(c)は不揮発性メモリセ
ル10の隣接領域の断面図を示し、そのソース線16と
ビット線17の上に薄いフィールド酸化膜18が形成さ
れている。図11(d)はフローティングゲート19及
び制御ゲート14,15を横切る断面図であり、ソース
拡散層12及びドレイン拡散層13の上に薄いフィール
ド酸化膜18が形成されているが、図11(d)から明
らかなようにチャネル領域の周囲の全てを覆う構造では
ない。尚、図11(d)の制御ゲート14,15がポリ
シリコン層を含む積層構造の場合、それらの側面の少な
くとも一部はフローティングゲート19と同様に酸化膜
で絶縁されているのが普通であるが、ここでは図示して
いない。
FIG. 11B shows a nonvolatile memory cell 10.
5 is a cross-sectional view taken along the source / drain of FIG. 5, in which a thin field oxide film 18 is formed on the source diffusion layer 12 and the drain diffusion layer 13, and 19 is a floating gate covered with the oxide film. FIG. 11C is a sectional view of a region adjacent to the nonvolatile memory cell 10, and a thin field oxide film 18 is formed on the source line 16 and the bit line 17. FIG. 11D is a cross-sectional view crossing the floating gate 19 and the control gates 14 and 15. The thin field oxide film 18 is formed on the source diffusion layer 12 and the drain diffusion layer 13. As is clear from the above, the structure does not entirely cover the periphery of the channel region. In the case where the control gates 14 and 15 in FIG. 11D have a laminated structure including a polysilicon layer, at least a part of their side surfaces is generally insulated by an oxide film like the floating gate 19. However, it is not shown here.

【0004】他の従来例として、図12の半導体記憶装
置について説明する。図12(a)はその概要を説明す
る平面図であり、図12(b),(c),(d)は夫々
平面図のa−a線,b−b線,c−c線に沿った断面図
である。図12(a)に於いて、10がメモリセル、1
9がフローティングゲート、14,15が制御ゲートで
あり、ソース拡散層及びドレイン拡散層は、図12
(b)に示すように、薄いフィールド酸化膜18に埋め
込まれている。ゲートカップリング比を高める為に、フ
ローティングゲート19はフィールド酸化膜18を覆う
ように形成され、その面積を広く設定され、ソース拡散
層12には低濃度拡散層が形成されて非対称性のメモリ
セルが形成されている。図12(c)は、メモリセル1
0の隣接部の断面図を示しており、16,17はソース
及びドレイン拡散層12,13と同一の拡散層からなる
ソース線及びドレイン線(ビット線)である。図12
(d)はソース・ドレイン方向に直交する断面図であ
り、隣接するメモリセル10のチャネル領域間にはフィ
ールド酸化膜は形成されていない。
As another conventional example, a semiconductor memory device shown in FIG. 12 will be described. FIG. 12A is a plan view for explaining the outline thereof, and FIGS. 12B, 12C, and 12D are taken along lines aa, bb, and cc of the plan view, respectively. FIG. In FIG. 12A, 10 is a memory cell, 1
9 is a floating gate, 14 and 15 are control gates, and a source diffusion layer and a drain diffusion layer are shown in FIG.
As shown in FIG. 2B, it is embedded in a thin field oxide film 18. In order to increase the gate coupling ratio, the floating gate 19 is formed so as to cover the field oxide film 18, the area thereof is set wide, and the source diffusion layer 12 is formed with a low-concentration diffusion layer to form an asymmetric memory cell. Are formed. FIG. 12C shows the memory cell 1
A cross-sectional view of a portion adjacent to 0 is shown. Reference numerals 16 and 17 denote a source line and a drain line (bit line) formed of the same diffusion layers as the source and drain diffusion layers 12 and 13. FIG.
(D) is a cross-sectional view orthogonal to the source / drain direction, and no field oxide film is formed between channel regions of adjacent memory cells 10.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体記憶装置
は、上述のような構成となっており、微細化に対応する
ゲート酸化膜の厚さの低減によって、メモリセルでのバ
ンド・バンド間トンネル電流が大きくなる傾向にある。
先に説明したように、ソース及びドレイン拡散層とソー
ス線或いはビット線の拡散層は同一製造工程で形成され
る拡散層であり、同一不純物濃度となっている。その結
果、バンド・バンド間トンネル電流を抑制する為にソー
ス及びドレイン拡散層の不純物濃度を低下させると、全
体のソース線やビット線を形成する拡散層の抵抗値が上
がり、読み出し速度に影響を与えることになり、ソース
線やビット線の拡散層の不純物濃度を低く抑えるのは限
界がある。又、図12の従来例のように片側にn形の低
不純物濃度の拡散層(n- 形拡散層)を形成して、ソー
ス・ドレインを非対称構造のセルトランジスタとし、バ
ンド・バンド間トンネル電流を防ごうとしているが、メ
モリセルの微細化に伴って、n- 形拡散層が横方向に拡
散してセルトランジスタのショートチャネルが発生する
おそれがある。更に、ゲート酸化膜に対するn+ 形の拡
散層とn- 形の拡散層の方向拡散によるオーバーラップ
が増加し、ゲートカップリング比の低下をもたらす結果
となり、メモリセルの微細化にとってn- 形拡散層を横
方向に形成するのは必ずしも好ましくない。
The conventional semiconductor memory device has the above-described structure, and the band-to-band tunnel in the memory cell is reduced by reducing the thickness of the gate oxide film corresponding to miniaturization. The current tends to increase.
As described above, the source and drain diffusion layers and the diffusion layers for the source lines or bit lines are diffusion layers formed in the same manufacturing process and have the same impurity concentration. As a result, when the impurity concentration of the source and drain diffusion layers is reduced to suppress the band-to-band tunnel current, the resistance of the diffusion layers forming the entire source lines and bit lines increases, which affects the read speed. Therefore, there is a limit to keeping the impurity concentration of the diffusion layer of the source line or the bit line low. Also, the diffusion layer of low impurity concentration of n-type on one side as in the conventional example of FIG. 12 - to form a (n form diffusion layer), the source-drain and the cell transistors of the asymmetric structure, inter-band band tunneling current However, with the miniaturization of the memory cell, there is a possibility that the n -type diffusion layer is diffused in the lateral direction and a short channel of the cell transistor is generated. Furthermore, the gate oxide n + -type diffusion layer to the layer and n - increased overlap by direction diffusion in the form of a diffusion layer, results in results in a reduction of the gate coupling ratio, n for miniaturization of the memory cell - type diffusion It is not always preferred to form the layers laterally.

【0006】本発明は、上述の課題に鑑みなされたもの
であり、不揮発性メモリセルのバンド・バンド間トンネ
ル電流を抑制するとともに拡散層によるソース線或いは
ドレイン線の抵抗値を低下させて高速化が可能な半導体
記憶装置を提供することを目的とするものである。更
に、本発明は、不揮発性メモリセルのバンド・バンド間
トンネル電流を抑制し、ソース線やドレイン線の抵抗増
加も抑え、且つ、セルフアライメントによる製造工程に
よってメモリセルのショートチャネル現象も防ぐことが
できる半導体記憶装置の製造方法を提供することを目的
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and suppresses the band-to-band tunnel current of a nonvolatile memory cell and reduces the resistance value of a source line or a drain line by a diffusion layer to increase the speed. It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device capable of performing the following. Further, the present invention suppresses the band-to-band tunnel current of the nonvolatile memory cell, suppresses the increase in the resistance of the source line and the drain line, and also prevents the short channel phenomenon of the memory cell by the self-alignment manufacturing process. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor memory device that can be used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第1の半導体記憶装置は、複数の不揮発
性メモリセルが配列する半導体記憶装置であり、隣接す
る前記不揮発性メモリセルのチャネル領域間を絶縁する
領域と、隣接する前記不揮発性メモリセルのソース領域
間及びドレイン領域間を電気的に接続する拡散層とを有
し、前記拡散層の不純物濃度が前記ソース領域及びドレ
イン領域の不純物濃度よりも高いことを特徴とするもの
である。前記第1の半導体記憶装置に於いて、隣接する
前記拡散層間に絶縁物層を有することを特徴とするもの
である。
In order to achieve the above object, a first semiconductor memory device of the present invention is a semiconductor memory device in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged, and the nonvolatile memory cells adjacent to each other are arranged. A region that insulates between the channel regions of the cell, and a diffusion layer that electrically connects between the source region and the drain region of the adjacent nonvolatile memory cell, wherein the impurity concentration of the diffusion layer is the source region and The impurity concentration is higher than the impurity concentration of the drain region. In the first semiconductor memory device, an insulating layer is provided between the adjacent diffusion layers.

【0008】又、本発明の第1の半導体記憶装置の製造
方法は、半導体基板の表面に互いに離隔して配置する第
1の絶縁領域を形成する工程と、前記第1の絶縁領域間
にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁領域
に交差し、且つ、前記ゲート絶縁膜上に離隔して配置す
る、第1の導電膜と絶縁膜とを順次堆積してなる積層領
域を形成する工程と、前記積層領域間に不純物を導入し
てソース領域及びドレイン領域となる第1及び第2の拡
散層を形成する注入工程と、前記第1及び第2の拡散層
上に第2の絶縁領域を形成する工程と、第2の導電膜を
形成する前記積層領域に交差して前記第1と第2の拡散
層方向に延在し、互いに離間する第2の導電膜を形成す
る工程と、隣接する前記第1の拡散層間及び隣接する第
2の拡散層間の前記第1の絶縁領域を除去して拡散用窓
を形成する工程と、前記拡散用窓から前記半導体基板に
不純物を注入して、前記第1又は第2の拡散層よりも不
純物濃度の高い第3の拡散層を形成して、前記第1の拡
散層間及び第2の拡散層間をそれぞれ電気的に接続する
工程と、を有することを特徴とするものである。前記第
1の半導体記憶装置の製造方法は、前記第1の絶縁領域
が比較的厚いLTO膜の酸化膜からなることを特徴とす
るものである。前記第1の半導体記憶装置の製造方法
は、前記拡散用窓を形成する工程が前記積層領域の絶縁
膜と前記第2の絶縁領域とで画定される位置に拡散窓を
自己整合的になされることを特徴とするものである。
Further, according to a first method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a step of forming first insulating regions spaced apart from each other on a surface of a semiconductor substrate, and a step of forming a gate between the first insulating regions. A step of forming an insulating film, and a step of forming a laminated region, which intersects the first insulating region and is separated from the gate insulating film and is formed by sequentially depositing a first conductive film and an insulating film. Forming an impurity, introducing impurities between the stacked regions to form first and second diffusion layers serving as a source region and a drain region, and forming a second diffusion layer on the first and second diffusion layers. Forming an insulating region, and forming a second conductive film extending in the first and second diffusion layer directions so as to intersect with the stacked region where the second conductive film is formed and to be separated from each other. The step and before the adjacent first diffusion layer and the adjacent second diffusion layer. Forming a diffusion window by removing the first insulating region; and implanting an impurity into the semiconductor substrate from the diffusion window to form a third window having a higher impurity concentration than the first or second diffusion layer. Forming a diffusion layer, and electrically connecting the first diffusion layer and the second diffusion layer, respectively. The first method for manufacturing a semiconductor memory device is characterized in that the first insulating region is formed of an oxide film of a relatively thick LTO film. In the first method for manufacturing a semiconductor memory device, the step of forming the diffusion window is performed by self-aligning the diffusion window at a position defined by the insulating film in the stacked region and the second insulating region. It is characterized by the following.

【0009】又、本発明の第2の半導体記憶装置の製造
方法は、半導体基板の表面に互いに離隔して配置する第
1の絶縁領域を形成する工程と、前記第1の絶縁領域に
交差し、且つ、離隔して配置する第2の絶縁領域を形成
する工程と、前記第1の絶縁領域と第2の絶縁領域とで
画定される半導体基板の表面領域にゲート絶縁膜を形成
する工程と、前記第2の絶縁領域に交差し、且つ、前記
ゲート絶縁膜上に離隔して配置する、第1の導電膜と絶
縁膜とを順次堆積してなる積層領域を形成する工程と、
前記第1と第2の絶縁領域と前記積層領域をマスクとし
て不純物を導入してソース領域及びドレイン領域となる
第1及び第2の拡散層を形成する注入工程と、前記第1
及び第2の拡散層上に第3の絶縁領域を形成する工程
と、前記積層領域に交差して前記第1と第2の拡散層の
方向に延在し、互いに離隔する第2の導電膜を形成する
工程と、隣接する前記第1の拡散層間及び第2の拡散層
間の前記第2の絶縁領域を除去して拡散用窓を形成する
工程と、前記拡散用窓から前記半導体基板に不純物を注
入して、前記第1又は第2の拡散層よりも不純物濃度の
高い第3の拡散層を形成して、前記第1の拡散層間及び
第2の拡散層間をそれぞれ電気的に接続する工程と、を
有することを特徴とするものである。又、前記第2の半
導体記憶装置の製造方法は、前記拡散用窓を形成する工
程が前記第1と第3の絶縁領域及び前記積層領域の絶縁
膜とで画定される位置に自己整合的に形成する工程であ
ることを特徴とするものである。
Further, according to a second method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, there is provided a step of forming first insulating regions spaced apart from each other on a surface of a semiconductor substrate; Forming a second insulating region to be spaced apart from the semiconductor substrate; and forming a gate insulating film in a surface region of the semiconductor substrate defined by the first insulating region and the second insulating region. Forming a stacked region that intersects the second insulating region and is spaced apart on the gate insulating film and is formed by sequentially depositing a first conductive film and an insulating film;
Using the first and second insulating regions and the stacked region as a mask, introducing an impurity to form first and second diffusion layers serving as a source region and a drain region;
Forming a third insulating region on the second diffusion layer, and a second conductive film extending in the direction of the first and second diffusion layers intersecting the stacked region and separated from each other Forming a diffusion window by removing the second insulating region between the adjacent first diffusion layer and second diffusion layer; and forming an impurity from the diffusion window to the semiconductor substrate. To form a third diffusion layer having a higher impurity concentration than the first or second diffusion layer, and to electrically connect the first diffusion layer and the second diffusion layer, respectively. And having the following. Further, in the method of manufacturing the second semiconductor memory device, the step of forming the diffusion window may be performed in a self-aligned manner at a position defined by the first and third insulating regions and the insulating film in the stacked region. It is a step of forming.

【0010】又、本発明の第3の半導体記憶装置の製造
方法は、不揮発性メモリセルのソース拡散層及びドレイ
ン拡散層が形成され、その表面に薄い絶縁膜が形成さ
れ、不揮発性メモリセルのソース拡散層及びドレイン拡
散層が形成された方向に対して直交し、不揮発性メモリ
セルのゲート絶縁膜を覆う浮遊ゲートとなる第1の導電
層が配置され、絶縁層で覆われる前記第1の導電層に対
して直交する制御ゲートとなる第2の導電層が配置さ
れ、前記第1と第2の導電層で覆われていない部分の前
記絶縁膜を自己整合的に除去して、隣接する不揮発性メ
モリセルのソース拡散層間及びドレイン拡散層間を夫々
拡散層で接続する為の拡散用窓を形成する製造工程を含
むことを特徴とするものである。
According to a third method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a nonvolatile memory cell are formed, and a thin insulating film is formed on the surface thereof. A first conductive layer, which is orthogonal to the direction in which the source diffusion layer and the drain diffusion layer are formed and serves as a floating gate covering the gate insulating film of the nonvolatile memory cell, is disposed and covered by the first insulating layer. A second conductive layer serving as a control gate orthogonal to the conductive layer is disposed, and the portion of the insulating film that is not covered with the first and second conductive layers is removed in a self-aligned manner and is adjacent to the second conductive layer. The method is characterized by including a manufacturing process of forming a diffusion window for connecting a source diffusion layer and a drain diffusion layer of the nonvolatile memory cell with the respective diffusion layers.

【0011】[0011]

【作用】本発明の半導体記憶装置は、フローティングゲ
ート形の不揮発性メモリセルが複数配列されており、そ
の不揮発性メモリセルのソース拡散層及びドレイン拡散
層の不純物濃度に対してソース拡散層間及びドレイン拡
散層間の拡散層の不純物濃度を高く設定して、ソース拡
散層及びドレイン拡散層の不純物濃度を低く抑制するこ
とにより、バンド・バンド間トンネル電流を抑制し、且
つ、不純物濃度を高く設定した拡散層によって、ソース
線及びドレイン線(ビット線)の抵抗値を低減して高速
化を達成しており、而も、トンネル電流を抑制すること
で消費電力の低減している。又、その製造方法は、不揮
発性メモリセルのソース拡散層及びドレイン拡散層を自
己整合的に形成した後、予め薄いフィールド酸化膜や厚
いポリシリコン層等の絶縁領域を自己整合的に除去して
ソース拡散層間及びドレイン拡散層間の拡散層をイオン
注入法によって形成することにより、夫々最適な不純物
濃度に設定するようにしたものである。
In the semiconductor memory device of the present invention, a plurality of nonvolatile memory cells of a floating gate type are arranged, and the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer of the nonvolatile memory cell depend on the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer. By setting the impurity concentration of the diffusion layer between the diffusion layers to be high and suppressing the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer to be low, the band-to-band tunnel current is suppressed and the impurity concentration is set to be high. Depending on the layer, the resistance value of the source line and the drain line (bit line) is reduced to achieve high speed, and furthermore, the power consumption is reduced by suppressing the tunnel current. Further, in the manufacturing method, after a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a nonvolatile memory cell are formed in a self-aligned manner, an insulating region such as a thin field oxide film or a thick polysilicon layer is removed in a self-aligned manner in advance. The diffusion layers between the source diffusion layer and the drain diffusion layer are formed by the ion implantation method, so that the respective impurity concentrations are set to be optimum.

【0012】次に、各請求項に対応してその作用につい
て詳細に説明する。 請求項1に対応する半導体記憶装置は、ソース拡散層
間及びドレイン拡散層間の拡散層を低抵抗としてソース
線とドレイン線(ビット線)を低抵抗値とし、高速化と
低消費電力化を図る。この半導体記憶装置に内在する作
用とし、LOCOS( Local Oxidation ofSilicon)
(絶縁領域)間にフローティングゲートが配置され、フ
ローティングゲート端部がLOCOS領域に乗るように
形成され、且つ、LOCOS領域のバーズビーク(bir
d's beak)により、チャネル領域の面積を小さくして、
高カップリング比とするとともに、平坦化に寄与するも
のである。更に、チャネル部の周囲がLOCOS領域に
代表される絶縁膜で絶縁され、その上にフローティング
ゲート端部が乗る構造であるので、全体として寄生容量
が小さくなる。この為に寄生容量が原因となる動作速度
の遅延を抑制することが可能である。 請求項2に対応する半導体記憶装置は、チャネル領域
の周囲に絶縁物層を形成することによって、制御ゲート
と半導体基板間に発生する寄生容量が緩和されるので高
速化に寄与する。
Next, the operation will be described in detail corresponding to each claim. In the semiconductor memory device according to the present invention, the diffusion layers between the source diffusion layer and the drain diffusion layer have low resistance, the source line and the drain line (bit line) have low resistance values, and high speed and low power consumption are achieved. LOCOS (Local Oxidation of Silicon)
A floating gate is disposed between the (insulating regions), an end of the floating gate is formed so as to ride on the LOCOS region, and a bird's beak (bir) in the LOCOS region is formed.
d's beak) to reduce the area of the channel region,
This contributes to a high coupling ratio and flattening. Further, the periphery of the channel portion is insulated by an insulating film typified by the LOCOS region, and the floating gate end portion is placed thereon, so that the parasitic capacitance is reduced as a whole. For this reason, it is possible to suppress a delay in the operation speed due to the parasitic capacitance. In the semiconductor memory device according to the second aspect, by forming the insulator layer around the channel region, the parasitic capacitance generated between the control gate and the semiconductor substrate is reduced, thereby contributing to higher speed.

【0013】請求項3に対応する半導体記憶装置の製
造方法は、薄いフィールド酸化膜とポリシリコン層を用
いて、格子状のパターンを形成することにより半導体記
憶装置を製造するものであり、格子状のパターンから露
出するゲート酸化膜にイオン注入により、比較的低不純
物濃度のソース拡散層及びドレイン拡散層を形成した後
に、先に形成された薄いフィールド酸化膜の絶縁膜を除
去して比較的高不純物濃度の低抵抗拡散層を形成するこ
とにより、ソース領域間及びドレイン領域間を電気的に
接続するものであり、拡散層の不純物濃度の調整が容易
であり、ソース拡散層及びドレイン拡散層を比較的低不
純物濃度とし、バンド・バンド間トンネル電流を低下さ
せることができる。又、ソース拡散層間及びドレイン拡
散層間の拡散層を比較的高不純物濃度とし、ソース線や
ビット線の抵抗を下げることができるので、低消費電流
・高速化を実現できる。又、周辺回路(センスアンプ,
ロジック回路,デコーダ回路等)に高濃度ドープとして
もトランジスタの特性に与える影響が小さいので、同一
製造工程でこれらの拡散層を形成できる。又、ソース拡
散層及びドレイン拡散層を低濃度ドープとすることで、
メモリセルの微細化を行ったとしても、熱拡散による活
性化の際にチャネルショートが起きにくい。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein the semiconductor memory device is manufactured by forming a lattice pattern using a thin field oxide film and a polysilicon layer. After a source diffusion layer and a drain diffusion layer having a relatively low impurity concentration are formed by ion implantation into the gate oxide film exposed from the pattern, the insulating film of the previously formed thin field oxide film is removed to remove the relatively high impurity concentration. By forming a low-resistance diffusion layer having an impurity concentration, the source region and the drain region are electrically connected to each other, and the impurity concentration of the diffusion layer can be easily adjusted. A relatively low impurity concentration can be used to reduce the band-to-band tunnel current. Further, since the diffusion layers between the source diffusion layer and the drain diffusion layer have a relatively high impurity concentration and the resistance of the source line and the bit line can be reduced, low current consumption and high speed can be realized. Also, peripheral circuits (sense amplifier,
Even if high-concentration doping is applied to a logic circuit, a decoder circuit, and the like, the influence on the characteristics of the transistor is small, so that these diffusion layers can be formed in the same manufacturing process. Also, by making the source diffusion layer and the drain diffusion layer lightly doped,
Even if the memory cell is miniaturized, a channel short does not easily occur during activation by thermal diffusion.

【0014】請求項4によれば、絶縁層であるLTO
膜等の酸化膜を比較的高く形成することにより、この酸
化膜間に浮遊ゲートが形成された際に、酸化膜の側面に
沿うように形成することができるので、ゲートカップリ
ング比を高めることができる。又、この酸化膜を異方性
と等方性エッチングを組み合わせてエッチングすること
により、テーパー状とし、即ち、基板側より先端を狭く
することによって、浮遊ゲートである導電層のステップ
カバレージを高めることが可能であり、ゲートカップリ
ング比を高めることができる。
According to the fourth aspect, the LTO which is the insulating layer
By forming an oxide film such as a film relatively high, when a floating gate is formed between the oxide films, it can be formed along the side surface of the oxide film, so that the gate coupling ratio can be increased. Can be. In addition, the oxide film is etched in a combination of anisotropic and isotropic etching to be tapered, that is, by narrowing the tip from the substrate side, thereby increasing the step coverage of the conductive layer serving as the floating gate. And the gate coupling ratio can be increased.

【0015】請求項5及び7に対応する半導体記憶装
置の製造方法は、予め形成された絶縁膜で拡散用窓の領
域が自己整合的に画定される。 請求項6に対応する半導体記憶装置の製造方法は、L
OCOSプロセスによる厚いフィールド酸化膜と薄いフ
ィールド酸化膜及びポリシリコン層とによって形成され
る格子状パターンをマスクとして、露出するゲート酸化
膜(熱酸化膜)にイオン注入し、ソース拡散層及びドレ
イン拡散層をセルフアライメント法によって形成し、薄
いフィールド酸化膜にソース拡散層間及びドレイン拡散
層間の拡散層を形成するものであり、ソース拡散層及び
ドレイン拡散層とソース拡散層間及びドレイン拡散層間
の拡散層は別の製造工程で形成することができるので、
最適な不純物濃度とし得る。又、その拡散用窓を自己整
合的に形成することができる。又、薄い絶縁膜であるL
OCOS領域(フィールド酸化膜)間にフローティング
ゲートが配置され、且つ、フローティングゲート端部が
このLOCOS領域に乗り、又、バーズビーク(bird's
beak)の発生によりチャネル領域の面積を小さくし、高
カップリング比とするとともに、平坦化に寄与する。更
に、チャネル部の周囲がLOCOSに代表される絶縁膜
で絶縁され、その上にゲート端部が乗っている構造であ
るので、全体として寄生容量が小さくなり、寄生容量に
起因する動作速度の遅延を抑制することが可能である。 請求項8に対応する半導体記憶装置の製造方法は、絶
縁層で覆われたフローティングゲートとなる導電層と制
御ゲートとなる導電層をマスクとして自己整合的に拡散
用窓を形成するものであり、製造工程を簡略化できる。
According to a fifth aspect of the present invention, a diffusion window region is defined in a self-aligned manner by a preformed insulating film. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device manufacturing method comprising:
Using a lattice pattern formed by a thick field oxide film, a thin field oxide film and a polysilicon layer formed by the OCOS process as a mask, ions are implanted into an exposed gate oxide film (thermal oxide film) to form a source diffusion layer and a drain diffusion layer. Is formed by a self-alignment method, and a diffusion layer between a source diffusion layer and a drain diffusion layer is formed in a thin field oxide film. The diffusion layer between the source diffusion layer and the drain diffusion layer and the source diffusion layer and the drain diffusion layer are separated. Since it can be formed in the manufacturing process of
The optimum impurity concentration can be obtained. Further, the diffusion window can be formed in a self-aligned manner. In addition, L which is a thin insulating film
A floating gate is arranged between the OCOS regions (field oxide films), and the end of the floating gate rides on the LOCOS region, and a bird's beak (bird's beak) is formed.
Beak) reduces the area of the channel region, increases the coupling ratio, and contributes to flattening. Furthermore, since the periphery of the channel is insulated by an insulating film typified by LOCOS and the gate end is placed thereon, the parasitic capacitance is reduced as a whole, and the operation speed is delayed due to the parasitic capacitance. Can be suppressed. According to a method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 8, a diffusion window is formed in a self-aligned manner using a conductive layer serving as a floating gate and a conductive layer serving as a control gate covered with an insulating layer as masks. The manufacturing process can be simplified.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明に係る半導体記憶装置の一実
施例について図1を参照して説明する。尚、図1(a)
はその概略的な配置を示す平面図であり、図1(b),
(c),(d)は平面図のa−a線,b−b線,c−c
線に沿った断面図である。図1(a)に於いて、Tは不
揮発性メモリセルであり、半導体基板の主面にマトリッ
クス状に配列されている。点線で囲んだ領域がフローテ
ィングゲート(浮遊ゲート)FGであり、その両側に不
純物元素を低濃度に拡散されたn- 形のソース拡散層S
及びドレイン拡散層Dが形成されている。各不揮発性メ
モリセルのソース拡散層S間及びドレイン拡散層D間に
は、不純物元素が高濃度に拡散されたn++形の拡散層3
が形成されて電気的に接続され、ソース線或いはドレイ
ン線(ビット線)が形成されている。WLはワード線で
あり、点で記した領域がLOCOS( Local Oxidation
of Silicon) プロセスによって形成される薄いフィー
ルド酸化膜による絶縁膜列2が平行であり、且つ、互い
に離間した位置に配置される。点線で画定されている領
域が浮遊ゲートFGである。浮遊ゲートFGは導電性が
付与されたポリシリコン層である。
(Embodiment 1) An embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 (a)
FIG. 1B is a plan view showing a schematic arrangement thereof, and FIGS.
(C) and (d) are aa line, bb line, and cc of the plan view.
It is sectional drawing along the line. In FIG. 1A, T is a nonvolatile memory cell, which is arranged in a matrix on the main surface of a semiconductor substrate. A region surrounded by a dotted line is a floating gate (floating gate) FG, and an n -type source diffusion layer S in which an impurity element is diffused at a low concentration on both sides thereof.
And a drain diffusion layer D are formed. Between the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D of each nonvolatile memory cell, an n ++ type diffusion layer 3 in which an impurity element is diffused at a high concentration.
Are formed and electrically connected to form a source line or a drain line (bit line). WL is a word line, and a region indicated by a dot is LOCOS (Local Oxidation).
The insulating film rows 2 formed of a thin field oxide film formed by the (Silicon) process are arranged in parallel and separated from each other. The area defined by the dotted line is the floating gate FG. The floating gate FG is a polysilicon layer provided with conductivity.

【0017】更に、図1(b),(c),(d)を参照
してその構造を説明する。図1(b)は、不揮発性メモ
リセルTのソース拡散層S及びドレイン拡散層Dに沿っ
た断面図であり、不揮発性メモリセルTのソース拡散層
S及びドレイン拡散層Dの夫々の表面に薄いフィールド
酸化膜5が形成され、4はゲート酸化膜である。ゲート
酸化膜4の上には、絶縁膜6で覆われた浮遊ゲートFG
が形成され、その直上をコントロールゲート(制御ゲー
ト)CGとするワード線WLが形成されている。不揮発
性メモリセルTの隣接する領域の断面図を図1(c)で
示すと、LOCOSプロセスによって予め形成された薄
いフィールド酸化膜からなる絶縁膜列2が自己整合的に
除去されてソース拡散層S及びドレイン拡散層Dの不純
物濃度より高不純物濃度のn++形の拡散層3が形成さ
れ、この拡散層3によって隣接する不揮発性メモリセル
のソース拡散層間及びドレイン拡散層間を結合してソー
ス線及びドレイン線(ビット線)が形成されている。拡
散層3の形成と同時にその表面には熱酸化膜が形成され
る。図1(d)は、ソース拡散層Sとドレイン拡散層D
に対して直交方向の断面図であり、絶縁膜6で覆われた
浮遊ゲートFGの上に制御ゲートCGが形成され、ソー
ス拡散層とドレイン拡散層方向に延在している。制御ゲ
ートCGは浮遊ゲートFGに用いられたマスクによって
パターニングすることができる。尚、制御ゲートCGの
側面は、浮遊ゲートFGの側面同様、熱酸化で形成され
る酸化膜に代表される絶縁膜で覆われている(図示な
し)。
Further, the structure will be described with reference to FIGS. 1 (b), 1 (c) and 1 (d). FIG. 1B is a cross-sectional view along the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D of the nonvolatile memory cell T, and shows the surface of the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D of the nonvolatile memory cell T, respectively. A thin field oxide film 5 is formed, and 4 is a gate oxide film. On the gate oxide film 4, a floating gate FG covered with an insulating film 6 is formed.
Is formed, and a word line WL having a control gate (control gate) CG immediately above is formed. FIG. 1C is a cross-sectional view of a region adjacent to the nonvolatile memory cell T. As shown in FIG. 1C, the insulating film row 2 made of a thin field oxide film formed in advance by the LOCOS process is removed in a self-aligned manner, and An n ++ -type diffusion layer 3 having an impurity concentration higher than that of the S and drain diffusion layers D is formed. The diffusion layer 3 connects the source diffusion layer and the drain diffusion layer of the adjacent nonvolatile memory cell to form a source. A line and a drain line (bit line) are formed. At the same time as the formation of the diffusion layer 3, a thermal oxide film is formed on the surface. FIG. 1D shows a source diffusion layer S and a drain diffusion layer D.
FIG. 3 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to FIG. 3, in which a control gate CG is formed on a floating gate FG covered with an insulating film 6 and extends in the direction of the source diffusion layer and the drain diffusion layer. The control gate CG can be patterned by the mask used for the floating gate FG. The side surface of the control gate CG is covered with an insulating film typified by an oxide film formed by thermal oxidation (not shown), like the side surface of the floating gate FG.

【0018】図1(a)乃至(d)から明らかなよう
に、不揮発性メモリセルTは、埋込型のソース拡散層S
及びドレイン拡散層Dを備え、そのチャネル領域の周囲
がフィールド酸化膜からなる絶縁膜列2とソース拡散層
S及びドレイン拡散層Dの上に形成されたフィールド酸
化膜で覆われた構造となっている。又、ソース拡散層S
とドレイン拡散層D並びにソース拡散層間とドレイン拡
散層間の拡散層3は、異なる拡散工程で形成されてお
り、夫々不純物濃度を異ならせることが容易であり、ソ
ース拡散層S及びドレイン拡散層Dを低濃度とすること
によりバンド・バンド間トンネル電流を抑制することが
できるとともに、ソース拡散層S間及びドレイン拡散層
D間の拡散層の不純物濃度を高濃度とすることにより、
ソース線或いはドレイン線(ビット線)の配線層を低抵
抗とし、高速性能を維持することができる。浮遊ゲート
FGの端部は、絶縁膜列2に乗るように形成して浮遊ゲ
ートFGの面積を拡大するようにし、一方、チャネル領
域はLOCOS領域のバーズビークを考慮して設定さ
れ、チャネル領域の面積は可能な限り狭くし、半導体基
板と浮遊ゲートFG間の容量と浮遊ゲートFGと制御ゲ
ート間容量との比であるゲートカップリング比を高めて
いる。
As is apparent from FIGS. 1A to 1D, the nonvolatile memory cell T has a buried source diffusion layer S
And a drain diffusion layer D, and the periphery of the channel region is covered with an insulating film row 2 made of a field oxide film and a field oxide film formed on the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D. I have. Also, the source diffusion layer S
And the drain diffusion layer D, and the diffusion layer 3 between the source diffusion layer and the drain diffusion layer are formed in different diffusion steps, and it is easy to make the impurity concentrations different from each other. By making the concentration low, the band-to-band tunnel current can be suppressed, and by making the impurity concentration of the diffusion layer between the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D high,
The wiring layer of the source line or the drain line (bit line) has low resistance, and high-speed performance can be maintained. The end of the floating gate FG is formed so as to ride on the insulating film row 2 so as to enlarge the area of the floating gate FG, while the channel region is set in consideration of the bird's beak of the LOCOS region, and the area of the channel region is set. Is made as narrow as possible to increase the gate coupling ratio, which is the ratio between the capacitance between the semiconductor substrate and the floating gate FG and the capacitance between the floating gate FG and the control gate.

【0019】次に、その製造方法について、図1(a)
乃至(d)を参照して説明する。図1(a)に示した絶
縁膜列2は、LOCOSプロセスによるフィールド酸化
膜で形成され、半導体基板1の表面に互いに平行で離間
した位置され、この絶縁膜列2間に熱処理によってゲー
ト酸化膜4が形成される。続いて、ゲート酸化膜4が形
成された半導体基板1の全面にCVD法によってポリシ
リコン層を堆積した後に、イオン注入法等によって導電
性が付与され、この導電膜の上に窒化膜等の絶縁膜をC
VD法等によって堆積して積層膜が形成される。無論、
熱処理による酸化膜による絶縁膜であってもよい。この
積層膜はエッチングされて、絶縁膜列2に対して直交
し、且つ、互いに平行に配置されるようにパターニング
される。この積層膜は最終的に自己整合的にエッチング
されて浮遊ゲートFGとなる。上記のパターニング工程
で露出した前記ゲート酸化膜部に絶縁膜列2と積層膜と
による格子状のマスクによって、半導体基板1に不純物
をイオン注入してn-形のソース拡散層S及びドレイン
拡散層Dが形成される。続いて、それらソース拡散層S
及びドレイン拡散層Dの表面に不純物濃度差を利用した
増速酸化法等によりフィールド酸化膜(絶縁膜)5が形
成される。尚、浮遊ゲートFGの表面にはONO膜又は
窒化膜(下層)と酸化膜(上層)等の積層膜による絶縁
膜6が形成される。続いて、制御ゲートとなる導電膜を
全面に堆積して、チャネル領域上に存在し、且つ、ソー
ス拡散層及びドレイン拡散層方向に延在し、浮遊ゲート
FGを形成する為の積層膜と直交し、互いに平行な導電
膜がパターニングされる。導電膜は制御ゲートCGであ
るととにワード線WLを形成する。
Next, the manufacturing method will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS. The insulating film sequence 2 shown in FIG. 1A is formed of a field oxide film by a LOCOS process and is positioned parallel to and separated from the surface of the semiconductor substrate 1, and a gate oxide film between the insulating film sequences 2 by heat treatment. 4 are formed. Subsequently, after depositing a polysilicon layer by a CVD method over the entire surface of the semiconductor substrate 1 on which the gate oxide film 4 is formed, conductivity is imparted by an ion implantation method or the like, and an insulating film such as a nitride film is formed on the conductive film. Membrane C
A stacked film is formed by deposition using a VD method or the like. Of course,
The insulating film may be an oxide film formed by heat treatment. The laminated film is etched and patterned so as to be orthogonal to the insulating film row 2 and parallel to each other. This laminated film is finally etched in a self-aligned manner to become a floating gate FG. Impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate 1 by means of a lattice-shaped mask of the insulating film row 2 and the laminated film in the gate oxide film portion exposed in the above-described patterning step, and n -type source diffusion layers S and drain diffusion layers are formed. D is formed. Subsequently, the source diffusion layers S
A field oxide film (insulating film) 5 is formed on the surface of the drain diffusion layer D by a speed-up oxidation method utilizing an impurity concentration difference or the like. Note that an insulating film 6 of a stacked film such as an ONO film or a nitride film (lower layer) and an oxide film (upper layer) is formed on the surface of the floating gate FG. Subsequently, a conductive film serving as a control gate is deposited on the entire surface, is present on the channel region, extends in the direction of the source diffusion layer and the drain diffusion layer, and is orthogonal to the stacked film for forming the floating gate FG. Then, the conductive films parallel to each other are patterned. The conductive film forms the word line WL as being the control gate CG.

【0020】次に、図1(c)に示すように、浮遊ゲー
トFGを形成する積層膜と制御ゲートCGとなる導電膜
が格子状を形成し、埋込型のソース拡散層S間及びドレ
イン拡散層D間に露呈する絶縁膜列2を自己整合的に除
去して拡散用窓2aが形成される。無論、積層膜FGの
上に窒化膜等の絶縁膜を形成するか、或いはレジスト膜
を形成してエッチング工程を行ってもよい。この拡散用
窓2aからイオン注入法によって不純物を高濃度にドー
プさせて、自己整合的にn++形の拡散層3が形成され
る。拡散層3の表面には熱酸化による絶縁膜が形成され
る。続いて、制御ゲートCGとなる導電膜をマスクとし
て積層膜が自己整合的にチッチングされ、浮遊ゲートが
形成される。このような製造工程によって、ソース拡散
層Sとドレイン拡散層Dが形成され、不揮発性メモリセ
ルのソース拡散層S間及びドレイン拡散層D間に拡散層
3が形成されて隣接する不揮発性メモリセルのソース拡
散層S間とドレイン拡散層D間が電気的に接続され、ソ
ース線及びドレイン線(ビット線)が形成され、浮遊ゲ
ートFGが形成される。続いて、公知の方法によるリフ
ロー工程及びパッシベーション工程等を経て半導体記憶
装置が形成される。
Next, as shown in FIG. 1C, the laminated film forming the floating gate FG and the conductive film serving as the control gate CG form a lattice, and are formed between the buried type source diffusion layer S and the drain. The insulating windows 2 exposed between the diffusion layers D are removed in a self-aligned manner to form diffusion windows 2a. Of course, an etching process may be performed by forming an insulating film such as a nitride film on the stacked film FG or by forming a resist film. Impurities are doped at a high concentration from the diffusion window 2a by ion implantation to form the n ++ -type diffusion layer 3 in a self-aligned manner. An insulating film is formed on the surface of the diffusion layer 3 by thermal oxidation. Subsequently, the stacked film is subjected to self-alignment switching using the conductive film serving as the control gate CG as a mask to form a floating gate. By such a manufacturing process, the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D are formed, and the diffusion layers 3 are formed between the source diffusion layers S and the drain diffusion layers D of the nonvolatile memory cells, and the adjacent nonvolatile memory cells are formed. Between the source diffusion layer S and the drain diffusion layer D, a source line and a drain line (bit line) are formed, and a floating gate FG is formed. Subsequently, a semiconductor memory device is formed through a reflow process and a passivation process by a known method.

【0021】上記の製造工程から明らかなように、拡散
層3が形成される部分は、予め薄いフィールド酸化膜に
よる絶縁膜(LOCOS領域)が形成され、この拡散用
窓を形成するに当たり、新たなマスクを用いることな
く、自己整合的に絶縁膜を除去して、自己整合により拡
散層3が形成される。又、LOCOS領域が形成された
後に、ゲート酸化膜と浮遊ゲートとなる導電層が形成さ
れており、浮遊ゲートの端部がLOCOS領域に乗るよ
うに形成され、バーズビークの発生を考慮してゲート長
及び幅が設定されるとともに、チャネル領域の面積を小
さくしてゲートカップリング比を大きくしている。
As is apparent from the above manufacturing process, an insulating film (LOCOS region) made of a thin field oxide film is formed in advance in a portion where the diffusion layer 3 is formed. The insulating layer is removed in a self-aligned manner without using a mask, and the diffusion layer 3 is formed by the self-alignment. After the LOCOS region is formed, a gate oxide film and a conductive layer serving as a floating gate are formed. The floating gate is formed so that an end of the floating gate rides on the LOCOS region. And the width are set, and the area of the channel region is reduced to increase the gate coupling ratio.

【0022】(実施例2)次に、本発明に係る半導体記
憶装置の製造方法の他の実施例について、図2乃至図7
を参照して説明する。先ず、図2(a)に基づき、半導
体記憶装置の等価回路について説明すると、制御ゲート
CGと浮遊ゲートFG及びソース・ドレイン電極を備え
る不揮発性メモリセルT11〜T13,T21〜T23がマトリ
ックス状に配列されている。ワード線WL1,WL2,WL
3 が不揮発性メモリセルT11,T12,T13の制御ゲート
電極CGに夫々接続され、行方向の不揮発性メモリセル
11,T21…のソース或いはドレイン電極を共通とし、
不揮発性メモリセル(T11,T12,T13…),(T21
22,T23…)のソース或いはドレイン電極が列毎に共
通接続されている。図2(b)は、その半導体記憶装置
の概要を示す平面図であり、a−a線は不揮発性メモリ
セルT11, 12…の各チャネル領域を横切り、b−b線
はソース線或いはドレイン線(ビット線)に沿ってい
る。
(Embodiment 2) Next, another embodiment of a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. First, an equivalent circuit of a semiconductor memory device will be described with reference to FIG. 2A. Non-volatile memory cells T 11 to T 13 and T 21 to T 23 each having a control gate CG, a floating gate FG, and a source / drain electrode are described. They are arranged in a matrix. Word lines WL1 , WL2 , WL
3 are connected to the control gate electrodes CG of the nonvolatile memory cells T 11 , T 12 , T 13 , respectively, and the source or drain electrodes of the nonvolatile memory cells T 11 , T 21 ...
Nonvolatile memory cell (T 11, T 12, T 13 ...), (T 21,
T 22, T 23 ...) source or drain electrode of which is commonly connected to each column. 2 (b) is a plan view showing an outline of the semiconductor memory device, a-a line across the non-volatile memory cell T 11, T 12 ... channel regions of, b-b line source line or Along the drain line (bit line).

【0023】以下、図3乃至図7を参照して本発明に係
る半導体記憶装置の製造工程について説明する。図3
(a)乃至(e)は、図2(b)のa−a線に沿った断
面図であり、その製造工程を示している。図3(a)に
於いて、半導体基板20は、約900℃の酸素雰囲気中
に曝され、その表面に約300Åのパッド酸化膜22を
被着させる。その後、パッド酸化膜22の全面に、減圧
気相成長(LPCVD)法によって約300℃でSiH
4(モノシラン)/02 (酸素)の混合ガスを反応させ
てLTO(Low Temperature Oxide )膜23を約450
0Åの厚さに堆積させる。次に、図3(b)に示すよう
に、LTO膜による厚い酸化膜列を形成する為に、レジ
スト膜を塗布してレジストマスク24a,24bが形成
される。レジストマスク24a,24bは互いに平行な
パターンである。続いて、図3(c)に示すように、半
導体基板20に結晶面にダメージを与えないように、タ
イムモードエッチングにより、LTO膜23を反応性イ
オンエッチング(RIE;Reactive Ion Etching)法に
よって、選択的にエッチングして、更に、残りのパッド
酸化膜22はフッ酸(HF)又はフッ酸(HF)とフッ
化アンモニウム(NH4 F)との混合液であるB.O.
E(Buffered Oxid Etchant )等によるウエットエッチ
ングで除去され、LTO膜23a,23bが形成され
る。LTO膜23a,23bは等方性と異方性のエッチ
ングを組み合わせてテーパー状にとしてもよく、即ち、
LTO膜23a,23bの半導体基板側の幅を広くし、
先端部を狭くした形状としてもよい。
Hereinafter, a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
2A to 2E are cross-sectional views taken along the line aa in FIG. 2B, and show the manufacturing steps. In FIG. 3A, the semiconductor substrate 20 is exposed to an oxygen atmosphere at about 900.degree. C., and a pad oxide film 22 of about 300.degree. Thereafter, SiH is deposited on the entire surface of the pad oxide film 22 at a temperature of about 300 ° C. by low pressure vapor deposition (LPCVD).
4 (monosilane) / 0 2 mixed gas is reacted LTO (Low Temperature Oxide) film 23 (oxygen) about 450
Deposit to a thickness of 0 °. Next, as shown in FIG. 3 (b), a resist film is applied to form a thick oxide film row of the LTO film, and resist masks 24a and 24b are formed. The resist masks 24a and 24b are patterns parallel to each other. Subsequently, as shown in FIG. 3C, the LTO film 23 is subjected to a reactive ion etching (RIE) method by time mode etching so as not to damage the crystal surface of the semiconductor substrate 20. After selective etching, the remaining pad oxide film 22 is made of hydrofluoric acid (HF) or a mixture of hydrofluoric acid (HF) and ammonium fluoride (NH 4 F). O.
It is removed by wet etching with E (Buffered Oxid Etchant) or the like, and LTO films 23a and 23b are formed. The LTO films 23a and 23b may be tapered by combining isotropic and anisotropic etching.
The width of the LTO films 23a and 23b on the semiconductor substrate side is increased,
The tip may have a narrowed shape.

【0024】次に、図3(d)に示すように、レジスト
マスク24a,24bを除去した後、約800℃のO2
/H2 /HCl混合ガスを用いて半導体基板20の露呈
面を酸化して、厚い酸化膜列間に露呈する半導体基板2
0の表面に、温度が約900℃のN2 /O2 混合ガス中
に曝すことによって、約90Åの厚さのゲート酸化膜2
5が形成される。その後、図3(e)に示すように、L
PCVD法によって約630℃でポリシリコン層26を
約1500Åの厚さに堆積させる。P(燐)のドーパン
トをイオン注入(加速エネルギー;30KeV,ドーズ
量;7E14atoms /cm2 )して、ポリシリコン層2
6に導電性が付与される。続いて、LPCVDで約80
0℃にてHTO(High Temperature Oxide) 膜を約40
Åの厚さに堆積し、約900℃でN2 /O2 の混合ガス
雰囲気中でアニールし、最終的にポリシリコン層上に酸
化膜が約60Å程度に厚さに形成される。次に、LPC
VD法によって温度が750℃のSiH2 Cl2 /NH
3 混合ガス中で窒化珪素(SiN)膜が約80Å程度堆
積され、再度、HTO膜を80Å程度堆積して積層構造
のONO膜27が形成される。
Next, as shown in FIG. 3 (d), after removing the resist masks 24a, a 24b, of about 800 ° C. O 2
Substrate 2 exposed between the thick oxide film rows by oxidizing the exposed surface of semiconductor substrate 20 using a mixed gas of / H 2 / HCl.
The surface of the gate oxide film 2 having a thickness of about 90 ° is exposed to an N 2 / O 2 mixed gas having a temperature of about 900 ° C.
5 are formed. Thereafter, as shown in FIG.
Polysilicon layer 26 is deposited by PCVD at about 630 ° C. to a thickness of about 1500 °. P (phosphorus) dopant is ion-implanted (acceleration energy: 30 KeV, dose: 7E14 atoms / cm 2 ) to form a polysilicon layer 2.
6 is given conductivity. Subsequently, about 80% by LPCVD.
At 0 ° C, an HTO (High Temperature Oxide) film
堆積 is deposited at about 900 ° C. in an atmosphere of a mixed gas of N 2 / O 2 , and finally an oxide film is formed on the polysilicon layer to a thickness of about 60 °. Next, LPC
SiH 2 Cl 2 / NH at a temperature of 750 ° C. by VD method
A silicon nitride (SiN) film is deposited at about 80 ° in a mixed gas of 3 and an HTO film is deposited again at about 80 ° to form an ONO film 27 having a laminated structure.

【0025】続いて、レジスト膜28が形成され、レジ
スト膜28のパターンは、LTO膜23a,23bに対
して直交し、互い平行なものとする。このマスクを用い
て、ONO膜27とその下層のポリシリコン層26をエ
ッチングし、LTO膜による酸化膜列23a,23bと
直交するONO膜27とその下層のポリシリコン層26
からなる積層膜列を、図3(f)に示すように形成す
る。続いて、LTO膜23a,23bとONO膜27と
でマスクされ、露呈する領域A1 (点で示す領域)はゲ
ート酸化膜と連続する熱酸化膜であり、その領域A 1
砒素(As)をイオン注入(加速エネルギー;50Ke
V,ドーズ量;5E14atoms /cm2 )して、低不純
物濃度のソース拡散層及びドレイン拡散層を形成し、続
いて、温度が約900℃のH2 /O2 /HCl混合ガス
中で酸化させて、ソース拡散層及びドレイン拡散層上に
1200Åの薄いフィールド酸化膜(絶縁膜)が形成さ
れる。
Subsequently, a resist film 28 is formed.
The pattern of the strike film 28 corresponds to the LTO films 23a and 23b.
And orthogonal to each other. Using this mask
The ONO film 27 and the underlying polysilicon layer 26 are etched.
And the oxide film rows 23a and 23b formed by the LTO film.
The orthogonal ONO film 27 and the underlying polysilicon layer 26
Is formed as shown in FIG.
You. Subsequently, the LTO films 23a and 23b and the ONO film 27
Area A that is masked and exposed1(Areas indicated by dots)
Thermal oxide film that is continuous with the metal oxide film, 1To
Arsenic (As) ion implantation (acceleration energy: 50 Ke
V, dose amount: 5E14 atoms / cmTwo) Low impure
A source diffusion layer and a drain diffusion layer with
H at a temperature of about 900 ° CTwo/ OTwo/ HCl mixed gas
Oxidation in the source diffusion layer and drain diffusion layer
A thin field oxide film (insulating film) of 1200 mm is formed.
It is.

【0026】続く製造工程について、図4を参照して説
明する。図4(a)は図2(b)のa−a線に沿った断
面図であり、図4(b)は図2(b)のb−b線に沿っ
た断面図である。図4(a),(b)に示すように、L
PCVD法により、約630℃の温度でポリシリコン層
を約2000Åの厚さに堆積した後、PCl3 等の拡散
源を約875℃でドープさせてポリシリコン層に導電性
が付与される。このポリシリコン層の上に拡散時に形成
された酸化膜を除去した後、CVD法等によってWF6
/SiH2 Cl2 混合ガスを流し約470℃の温度でタ
ングステンシリサイド層(Wx SiZ,WSiZ )を約1
500Åの厚さに堆積させる。ポリシリコン層とタング
ステンシリサイド層が積層されたポリ/WSi層29が
形成される。ポリ/WSi層29は最終的に制御ゲート
電極となる。32は、先の製造工程で形成されたn++
のソース拡散層(又はドレイン拡散層)である。
Next, the manufacturing process will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a sectional view taken along line aa of FIG. 2B, and FIG. 4B is a sectional view taken along line bb of FIG. 2B. As shown in FIGS. 4A and 4B, L
After depositing a polysilicon layer to a thickness of about 2000 ° at a temperature of about 630 ° C. by PCD, a diffusion source such as PCl 3 is doped at about 875 ° C. to impart conductivity to the polysilicon layer. After removing the oxide film formed at the time of diffusion on the polysilicon layer, WF 6 is formed by a CVD method or the like.
/ SiH 2 Cl 2 mixed gas at a temperature of about 470 ° C. to form a tungsten silicide layer (W x Si Z, WSi Z ) of about 1
Deposit to a thickness of 500 °. A poly / WSi layer 29 in which a polysilicon layer and a tungsten silicide layer are stacked is formed. The poly / WSi layer 29 finally becomes a control gate electrode. Reference numeral 32 denotes an n ++ -type source diffusion layer (or a drain diffusion layer) formed in the previous manufacturing process.

【0027】続く製造工程について、図5を参照して説
明する。図5(a)は図2(b)のa−a線に沿った断
面図であり、図4(b)は図2(b)のb−b線に沿っ
た断面図である。図5(a)に示すように、ポリ/WS
i層29からなる制御ゲートを形成する為に、拡散用窓
31aが形成されたレジストマスク層31が形成され
る。続く製造工程について、図6を参照して説明する。
図6(a)は図2(b)のa−a線に沿った断面図であ
り、図6(b)は図2(b)のb−b線に沿った断面図
である。図6(a)に示すように、拡散用窓31aに露
出するポリ/WSi29及びその下層のONO膜27が
RIE法によって除去されてLTO膜23a,23bが
露出され、ポリ/WSi29による制御ゲート29aと
その直下の浮遊ゲート26aが画定されるとともに、図
6(b)に示すように、ONO膜27が形成されてない
部分のLTO膜23a,23bが除去されて拡散用窓3
1aが形成される。ポリ/WSi層29からなる制御ゲ
ート29aとその直下の浮遊ゲート26aは、図6
(a)から明らかなように、その両端が厚い酸化膜であ
るLTO膜23a,23b上に延在し、且つ、LTO膜
23a,23bと平行に走るように形成される。
Next, the manufacturing process will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a sectional view taken along the line aa of FIG. 2B, and FIG. 4B is a sectional view taken along the line bb of FIG. 2B. As shown in FIG. 5 (a), poly / WS
In order to form a control gate composed of the i-layer 29, a resist mask layer 31 having a diffusion window 31a is formed. The subsequent manufacturing process will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line aa of FIG. 2B, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line bb of FIG. 2B. As shown in FIG. 6A, the poly / WSi 29 exposed in the diffusion window 31a and the ONO film 27 thereunder are removed by the RIE method to expose the LTO films 23a and 23b, and the control gate 29a by the poly / WSi 29 And a floating gate 26a therebelow is defined, and as shown in FIG. 6B, the LTO films 23a and 23b where the ONO film 27 is not formed are removed, and the diffusion window 3 is formed.
1a is formed. The control gate 29a made of the poly / WSi layer 29 and the floating gate 26a immediately below the control gate 29a are shown in FIG.
As can be seen from (a), both ends extend on the LTO films 23a and 23b, which are thick oxide films, and are formed so as to run parallel to the LTO films 23a and 23b.

【0028】このエッチング工程は、RIE法で行われ
ており、タングステンシリサイド層(ポリ/WSi層2
9)をSF6 /HBrの混合ガスを用い、ポリシリコン
層(LTO膜23a,23b)をCl2 /HBrの混合
ガスを用い、ONO膜27はC2 6 ガスを用いて順次
除去される。ONO膜27のエッチング時間を適当に選
ぶことで、ソース拡散層間(又はドレイン拡散層間)で
あって、浮遊ゲートが形成されない部分の厚いLTO膜
23a,23bを削る。この拡散用窓31aを用いたエ
ッチング工程では、酸化膜(LTO膜)とポリシリコン
層の選択比が20:1であって、ONO膜27のエッチ
ング工程で厚い酸化膜(LTO膜23a,23b)を4
000Å程度削っても浮遊ゲートのポリシリコン層26
は200Å以下しか削れない為にゲート酸化膜へのダメ
ージは殆どない。
This etching step is performed by the RIE method, and the tungsten silicide layer (poly / WSi layer 2
9) using a mixed gas of SF 6 / HBr, the polysilicon layers (LTO films 23a and 23b) using a mixed gas of Cl 2 / HBr, and the ONO film 27 is sequentially removed using a C 2 F 6 gas. . By appropriately selecting the etching time of the ONO film 27, the thick LTO films 23a and 23b between the source diffusion layer (or the drain diffusion layer) and where the floating gate is not formed are removed. In the etching step using the diffusion window 31a, the selectivity between the oxide film (LTO film) and the polysilicon layer is 20: 1, and the thick oxide film (LTO films 23a, 23b) is formed in the ONO film 27 etching step. 4
The polysilicon layer 26 of the floating gate 26
Is less than 200 °, so there is almost no damage to the gate oxide film.

【0029】続いて、図7は、図2(b)のb−b線に
沿った断面図であり、図7に示すように、レジストマス
ク層31と残された厚いLTO膜23a,23bをマス
クにして砒素(As)をドーパントとし、イオン注入
(条件:加速エネルギー;80KeV、ドーズ量;5E
15atoms /cm2 )を行いn++形の拡散層33を形成
する。ソース拡散層又はドレイン拡散層32は拡散層3
3によって接続され、ソース線又はドレイン線(ビット
線)が形成される。その後、平坦化処理等の工程等を経
てパッシベーションを施して半導体記憶装置が形成され
る。又、浮遊ゲートを熱酸化処理により、完全に絶縁す
る工程が必要があるが、図示していない。この処理工程
は拡散用窓からのイオン注入工程の前であってもアニー
ル工程を兼ねたものであってもよい。
FIG. 7 is a sectional view taken along the line bb of FIG. 2B. As shown in FIG. 7, the resist mask layer 31 and the remaining thick LTO films 23a and 23b are removed. Using arsenic (As) as a mask as a dopant, ion implantation (conditions: acceleration energy: 80 KeV, dose: 5E)
15 atoms / cm 2 ) to form an n ++ -type diffusion layer 33. The source or drain diffusion layer 32 is a diffusion layer 3
3 to form a source line or a drain line (bit line). After that, passivation is performed through a process such as a planarization process to form a semiconductor memory device. Further, a step of completely insulating the floating gate by thermal oxidation is required, but not shown. This processing step may be performed before the step of implanting ions through the diffusion window or may also be performed as an annealing step.

【0030】このように図2乃至図7に示した実施例で
は、n- 形のソース・ドレイン拡散層32が制御ゲート
或いはワード線となるシリサイド層等からなる導電層と
酸化膜列であるLTO膜とをマスクとし、自己整合的に
形成されており、露呈する導電層及びその下層のONO
膜の除去に当たり、ONO膜が形成されていない領域の
LTO膜も、同時にエンチング時間を調整することによ
って除去して酸化膜を露出させる。この酸化膜が露出し
た領域にイオン注入によってn++形の拡散層33を形成
してソース又はドレイン拡散層32を電気的に接続して
ソース線或いはドレイン線(ビット線)が形成されてい
る。
[0030] In the embodiment shown this way in FIGS. 2 to 7, n - the form of the source-drain diffusion layer 32 is an oxide film column a conductive layer made of silicide layers such as the control gate or word line LTO Is formed in a self-aligned manner using the film as a mask, the exposed conductive layer and the ONO underlying the conductive layer.
In removing the film, the LTO film in the region where the ONO film is not formed is also removed by adjusting the enchuring time to expose the oxide film. An n ++ type diffusion layer 33 is formed by ion implantation in the region where the oxide film is exposed, and the source or drain diffusion layer 32 is electrically connected to form a source line or a drain line (bit line). .

【0031】(実施例3)次に、本発明に係る半導体記
憶装置の製造方法の他の実施例について、図8乃至図1
0に基づいて説明する。尚、図8(a),(b),
(c)は製造工程順に示した平面図であり、図8(b)
のa−a線、b−b線、c−c線に沿った断面図が図9
(a),(b),(c)に示され、図8(c)のa−a
線、b−b線、c−c線に沿った断面図が図10
(a),(b),(c)に示されている。図8の実施例
は、図2の実施例と半導体記憶装置の等価回路が異なる
半導体記憶装置の製造方法を示している。即ち、メモリ
セルの両側に素子分離領域である厚いフィールド酸化膜
が形成されたものである。先ず、図8(a)を参照して
説明する。LOCOSプロセスによって、半導体基板の
表面に約7000Åの厚いフィールド酸化膜44を互い
に平行に離隔して配置する。その後、同様にLOCOS
プロセスによって、フィールド酸化膜44に直交するよ
うに薄いフィールド酸化膜45が互いに平行に離隔した
位置に配置される。この薄いフィールド酸化膜45の厚
さは約1200Åとする。
(Embodiment 3) Next, another embodiment of a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
Description will be made based on 0. 8 (a), 8 (b),
FIG. 8C is a plan view showing the order of the manufacturing process, and FIG.
FIG. 9 is a sectional view taken along line aa, line bb, and line cc of FIG.
(A), (b) and (c) shown in FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along line bb, and line cc.
(A), (b), and (c). The embodiment of FIG. 8 shows a method of manufacturing a semiconductor memory device having an equivalent circuit different from that of the embodiment of FIG. That is, a thick field oxide film as an element isolation region is formed on both sides of the memory cell. First, a description will be given with reference to FIG. By the LOCOS process, a thick field oxide film 44 of about 7000.degree. After that, LOCOS
By the process, a thin field oxide film 45 is arranged at a position parallel to and separated from the field oxide film 44 so as to be orthogonal to the field oxide film 44. The thickness of the thin field oxide film 45 is about 1200 °.

【0032】続いて、厚いフィールド酸化膜44と薄い
フィールド酸化膜45とで囲まれた領域の半導体基板表
面に公知の方法でゲート酸化膜41が形成される。その
後、CVD法によってポリシリコン層が全面に堆積さ
れ、イオン注入工程を経てポリシリコン層に導電性が付
与され、その表面には絶縁膜〔ONO膜や窒化膜(下
層)と酸化膜(上層)との積層膜〕が形成される。続い
て、図8(b)と図9(a),(b),(c)を参照し
て説明する。ONO膜等による絶縁膜で覆われた導電性
が付与されたポリシリコン層は、パターニング工程を経
てフィールド酸化膜44間に互いに平行に配列されたポ
リシリコン層46が形成される。ポリシリコン層46は
その表面にONO膜等の絶縁膜43で覆われている。続
いて、ポリシリコン層46上の絶縁膜とフィールド酸化
膜44をマスクとしイオン注入工程を経て低不純物濃度
(n- )のソース拡散層47s及びドレイン拡散層47
dが形成され、その表面には薄いフィールド酸化膜(絶
縁膜)48が形成される。46gは浮遊ゲートであり、
この工程でその側面に酸化膜が形成される。
Subsequently, a gate oxide film 41 is formed on the surface of the semiconductor substrate in a region surrounded by the thick field oxide film 44 and the thin field oxide film 45 by a known method. Thereafter, a polysilicon layer is deposited on the entire surface by a CVD method, and conductivity is imparted to the polysilicon layer through an ion implantation process. On the surface, an insulating film [ONO film or nitride film (lower layer) and oxide film (upper layer)] are formed. And a laminated film with the above) are formed. Next, a description will be given with reference to FIGS. 8B and 9A, 9B, and 9C. In the polysilicon layer provided with conductivity covered with an insulating film such as an ONO film or the like, a polysilicon layer 46 arranged in parallel with each other between the field oxide films 44 is formed through a patterning process. The surface of the polysilicon layer 46 is covered with an insulating film 43 such as an ONO film. Subsequently, using the insulating film on the polysilicon layer 46 and the field oxide film 44 as a mask, a source diffusion layer 47s and a drain diffusion layer 47 having a low impurity concentration (n ) are formed through ion implantation.
d is formed, and a thin field oxide film (insulating film) 48 is formed on its surface. 46g is a floating gate,
In this step, an oxide film is formed on the side surface.

【0033】続いて、ポリシリコン層を全面に堆積した
後、イオン注入によって導電性が付与され、このポリシ
リコン層をパターニングすることによってワード線及び
制御ゲートとなるポリシリコン層49が形成される。ポ
リシリコン層49は絶縁膜で覆われた浮遊ゲート電極部
46g上を通過し、薄いフィールド酸化膜45に平行で
あって互いに離間されて配置される。続いて、図8
(c)と図10(a),(b),(c)を参照して説明
する。ポリシリコン層49と厚いフィールド酸化膜44
と絶縁膜43で覆われたポリシリコン層46が格子状に
配置されている。この格子状の領域で覆われていない薄
いフィールド酸化膜45を自己整合的に除去して、拡散
用窓45aが形成され、この格子状の領域をマスクとし
て拡散用窓45aから不純物が高濃度にイオン注入さ
れ、アニール工程を経てn++形の拡散層47cが形成さ
れる。このようなイオン注入工程によって、ソース拡散
層間及びドレイン拡散層間に高不純物濃度(n ++)の拡
散層が形成され、ソース拡散層間及びドレイン拡散層間
を夫々電気的に接続する。更に、浮遊ゲート46gの画
定は、ポリシリコン層49をマスクとして自己整合的に
なされる。無論、ワード線となるポリシリコン層49の
パターニング工程で画定してもよい。又、ポリシリコン
層49は、製造過程で減少するのを考慮して1000〜
1200Åの厚さであることが望ましい。更に、平坦化
処理等を施して層間絶縁層等を被着し、パッシベーショ
ン工程を経て完成される。
Subsequently, a polysilicon layer was deposited on the entire surface.
Later, conductivity is imparted by ion implantation and this policy
By patterning the recon layer, word lines and
A polysilicon layer 49 serving as a control gate is formed. Po
The silicon layer 49 is a floating gate electrode portion covered with an insulating film.
46g and parallel to the thin field oxide 45.
And are spaced apart from each other. Subsequently, FIG.
(C) and description with reference to FIGS. 10 (a), (b) and (c)
I do. Polysilicon layer 49 and thick field oxide film 44
And a polysilicon layer 46 covered with an insulating film 43 are formed in a lattice shape.
Are located. Thin areas not covered by this grid-like area
Field oxide film 45 is removed in a self-aligned
Window 45a is formed, and this lattice-like region is used as a mask.
The impurity is ion-implanted at a high concentration through the diffusion window 45a.
Through an annealing process++Shaped diffusion layer 47c is formed.
It is. By such an ion implantation process, the source diffusion
The high impurity concentration (n ++) Expansion
A diffusion layer is formed, and the source diffusion layer and the drain diffusion layer are formed.
Are electrically connected to each other. Furthermore, the image of the floating gate 46g
Is self-aligned using the polysilicon layer 49 as a mask.
Done. Of course, the polysilicon layer 49 serving as a word line
It may be defined in a patterning step. Also, polysilicon
The layer 49 has a thickness of 1000 to 1000 in consideration of a decrease in the manufacturing process.
Desirably, it is 1200 mm thick. Further flattening
Apply processing, apply an interlayer insulating layer, etc.
It is completed through a process.

【0034】因に、これらのフィールド酸化膜はLOC
OSプロセスによって形成され、このフィールド酸化膜
の厚さは、厚いフィールド酸化膜44は寄生トランジス
タがオンしない程度の厚さであればよく、薄いフィール
ド酸化膜45は制御ゲートを切り出す為のエッチング工
程で無理なく拡散用窓が形成できる程度に薄く、且つ、
半導体基板に露出しない程度に厚いことが望ましい。因
に、イオン注入時のエネルギにも依存するが、概ね薄い
フィールド酸化膜45の厚さの下限値は、半導体基板の
部分的に露出しない程度の厚さ、即ち、実測値や経験則
から1000Å以上であることが必要である。又、薄い
フィールド酸化膜45の上限値は、厚いフィールド酸化
膜44の素子分離機能が低下しない範囲で設定しなけれ
ばならず、この観点からその厚さは4500Å以下であ
ればよいが、長時間のエッチング処理は損傷が大きい為
に、その値は1200Å程度とすることが望ましい。即
ち、薄いフィールド酸化膜45の厚さは1000〜12
00Åの範囲とすることが望ましい。
Incidentally, these field oxide films are LOC
The field oxide film is formed by an OS process. The thickness of the field oxide film 44 may be such that the thick field oxide film 44 does not turn on the parasitic transistor, and the thin field oxide film 45 is formed by an etching process for cutting out the control gate. Thin enough to easily form a diffusion window, and
It is desirable that the thickness be large enough not to be exposed to the semiconductor substrate. Although it depends on the energy at the time of ion implantation, the lower limit of the thickness of the generally thin field oxide film 45 is set to such a thickness that the semiconductor substrate is not partially exposed, that is, 1000 .ANG. It is necessary to be above. The upper limit value of the thin field oxide film 45 must be set within a range where the element isolation function of the thick field oxide film 44 does not deteriorate. From this viewpoint, the thickness may be 4500 ° or less. Since the etching process described above causes a large damage, the value is desirably about 1200 °. That is, the thickness of the thin field oxide film 45 is 1000 to 12
It is desirable to be in the range of 00 °.

【0035】更に、図10(a),(b),(c)に基
づいてその構造をより明確にする。図10(a)は、ソ
ース拡散層47s及びドレイン拡散層47d方向の断面
図であり、ソース拡散層47s及びドレイン拡散層47
dはフィールド酸化膜による絶縁膜48で覆われ、埋込
型のソース拡散層47s及びドレイン拡散層47dが形
成されている。導電性が付与されたポリシリコン層(ゲ
ート電極)46gの表面は、絶縁膜(ONO膜又は酸化
膜や窒化膜等)43で覆われ、その側面も絶縁膜で覆
わ、制御ゲート49が絶縁膜43で覆われた浮遊ゲート
46g上に形成されてソース拡散層47s及びドレイン
拡散層47d方向に延在している。浮遊ゲート46gの
端縁はフィールド酸化膜48上に延在している。図10
(b)は、不揮発性メモリセルの隣接部のソース拡散層
間及びドレイン拡散層間の拡散層47cに沿った断面図
であり、ソース拡散層間及びドレイン拡散層間は拡散層
47cによって電気的に接続され、ソース線或いはドレ
イン線(ビット線)が形成される。図10(c)は、ソ
ース・ドレイン方向に対して直交する方向の断面図であ
り、制御ゲート49をマスクとして、浮遊ゲート46g
が画定されている。制御ゲート49の端縁がフィールド
酸化膜45に乗るように形成され、チャネル領域を可能
な限り狭くするとともに、浮遊ゲート46gの端縁がこ
れらのフィールド酸化膜45上に延在している。
The structure will be further clarified based on FIGS. 10 (a), 10 (b) and 10 (c). FIG. 10A is a cross-sectional view in the direction of the source diffusion layer 47s and the drain diffusion layer 47d.
d is covered with an insulating film 48 of a field oxide film, and a buried source diffusion layer 47s and a drain diffusion layer 47d are formed. The surface of the polysilicon layer (gate electrode) 46g provided with conductivity is covered with an insulating film (ONO film, oxide film, nitride film, or the like) 43, and its side surface is also covered with the insulating film. It is formed on the floating gate 46g covered by 43 and extends in the direction of the source diffusion layer 47s and the drain diffusion layer 47d. The edge of the floating gate 46g extends on the field oxide film 48. FIG.
(B) is a cross-sectional view taken along a diffusion layer 47c between a source diffusion layer and a drain diffusion layer adjacent to a nonvolatile memory cell. The source diffusion layer and the drain diffusion layer are electrically connected by the diffusion layer 47c. A source line or a drain line (bit line) is formed. FIG. 10C is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the source / drain direction, and the floating gate 46g is formed using the control gate 49 as a mask.
Is defined. The edge of the control gate 49 is formed so as to ride on the field oxide film 45, the channel region is made as narrow as possible, and the edge of the floating gate 46g extends on these field oxide films 45.

【0036】これらの断面図から明らかなように、不揮
発性メモリセルのチャネル領域の周囲はフィールド酸化
膜45,48で四方が囲まれており、フィールド酸化膜
45,48のバーズビークによりチャネル領域は最少限
の面積に設定され、浮遊ゲート46gはその端縁がこれ
らのフィールド酸化膜に乗るようになされ、面積を拡大
するようになされている。更に、ソース拡散層47s及
びドレイン拡散層47dの不純物濃度に対しソース線又
はドレイン線(ビット線)を形成する拡散層47cの不
純物濃度を高く設定することによって、バンド・バンド
間トンネル電流を抑制し、而も、ソース拡散層間(又は
ドレイン拡散層間)の拡散層の不純物濃度を高くするこ
とにより、ソース線或いはドレイン線(ビット線)の抵
抗値を低下させることができる。
As is apparent from these sectional views, the periphery of the channel region of the nonvolatile memory cell is surrounded on all sides by field oxide films 45 and 48, and the bird's beak of field oxide films 45 and 48 minimizes the channel region. The floating gate 46g is set to have a limited area, and the edge of the floating gate 46g is placed on these field oxide films to enlarge the area. Furthermore, by setting the impurity concentration of the diffusion layer 47c forming the source line or the drain line (bit line) higher than the impurity concentration of the source diffusion layer 47s and the drain diffusion layer 47d, the band-to-band tunnel current is suppressed. The resistance value of the source line or the drain line (bit line) can be reduced by increasing the impurity concentration of the diffusion layer between the source diffusion layers (or the drain diffusion layers).

【0037】因に、上記実施例1乃至3に於いて、ソー
ス拡散層及びドレイン拡散層を形成する場合のイオン注
入は、ドーズ量を1×1014〜1×1015atoms /cm
2 の範囲内とし、ソース拡散層間及びドレイン拡散層間
の拡散層を形成する場合のイオン注入は、ドーズ量を5
×1014〜7×1015atoms /cm2 の範囲内に設定す
る。無論、ソース拡散層及びドレイン拡散層の不純物濃
度に対してソース拡散層間及びドレイン拡散層間の拡散
層の不純物濃度を高く設定する。更に、上記実施例1乃
至3では、ソース拡散層及びドレイン拡散層とソース拡
散層間及びドレイン拡散層間の拡散層の不純物として砒
素を選択することができるので、ソース拡散層又はドレ
イン拡散層と半導体基板との間とのバンド・バンド間ト
ンネル電流に基づくリーク電流を抑制することができ
る。
In the first to third embodiments, the ion implantation for forming the source diffusion layer and the drain diffusion layer is performed at a dose of 1 × 10 14 to 1 × 10 15 atoms / cm 2.
And the second range, ion implantation when forming the diffusion layer of the source diffusion layer and drain diffusion layers, a dose of 5
It is set within the range of × 10 14 to 7 × 10 15 atoms / cm 2 . Of course, the impurity concentration of the diffusion layer between the source diffusion layer and the drain diffusion layer is set higher than the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer. Further, in the first to third embodiments, arsenic can be selected as an impurity of the source diffusion layer and the drain diffusion layer and the diffusion layer between the source diffusion layer and the drain diffusion layer. The leakage current based on the band-to-band tunneling current between the two can be suppressed.

【0038】更に、上記実施例のような、ソースを共通
とするバーチャルグラウンド(仮想接地)形のセルだけ
でなく、他の形のセルにも適応できることは言うまでも
ない。又、本発明の製造工程にサイドウォールやスペー
サー酸化膜を被着することで、不揮発性メモリセルの構
造をLDD構造とすることも可能であることは言うまで
もない。更に、パッド酸化膜を被着した後に、薄い窒化
シリコン膜(SiN)を堆積する工程を用いると、LT
O膜のエッチングの終点判定や拡散用窓エッチングの終
点判定が容易になり、製造工程の制御が容易となるが、
請求範囲ではこのような付加的製造工程は省略して記載
されている。しかし、このような周知の技術を付加した
としても、本発明の請求範囲を逸脱するものではない。
Further, it goes without saying that the present invention can be applied to not only cells of a virtual ground (virtual ground) type having a common source as in the above-described embodiment but also cells of other types. Further, it is needless to say that the structure of the nonvolatile memory cell can be made to be an LDD structure by applying a sidewall or a spacer oxide film in the manufacturing process of the present invention. Further, if a step of depositing a thin silicon nitride film (SiN) after depositing a pad oxide film is used, LT
The end point determination of the O film etching and the end point determination of the diffusion window etching are facilitated, and the control of the manufacturing process is facilitated.
In the claims, such additional manufacturing steps are omitted. However, even if such a well-known technique is added, it does not depart from the scope of the present invention.

【0039】更に、実施例に記載した製造条件はその一
例を示したものであり、これに限定するものではなく、
半導体記憶装置の等価回路によっても、絶縁膜等の配置
が多少異なった態様を取ることは明らかである。更に、
本発明の半導体記憶装置の製造方法は、第1の不純物拡
散工程によってソース・ドレイン拡散層が形成され、第
2の不純物拡散工程によってソース拡散層間及びドレイ
ン拡散層間を夫々接続する拡散層が形成されており、第
2の不純物拡散工程では予め薄い酸化膜やLTO膜等で
覆われた領域を除去して自己整合的に形成されている。
無論、ソース・ドレイン拡散層もセルフアライメント法
によって形成されている。
Furthermore, the manufacturing conditions described in the examples are merely examples, and the present invention is not limited to these.
It is obvious that the arrangement of the insulating film and the like takes slightly different forms depending on the equivalent circuit of the semiconductor memory device. Furthermore,
In the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, a source / drain diffusion layer is formed by a first impurity diffusion step, and a diffusion layer connecting the source diffusion layer and the drain diffusion layer is formed by a second impurity diffusion step. In the second impurity diffusion step, a region covered with a thin oxide film, an LTO film, or the like is removed in advance to form a self-alignment.
Of course, the source / drain diffusion layers are also formed by the self-alignment method.

【0040】[0040]

【発明の効果】上述のように、本発明の半導体記憶装置
は、ソース拡散層及びドレイン拡散層をセルフアライメ
ント法で形成し、続いて、予め薄いフィールド酸化膜や
ポリシリコン層(LTO膜)で覆った領域を自己整合的
或いは自己整合法とエッチング比を利用して拡散用窓を
形成し、ソース拡散層間及びドレイン拡散層間の拡散層
を形成しており、ソース拡散層間及びドレイン拡散層間
の拡散層の不純物濃度をソース・ドレイン拡散層の不純
物濃度とは異なった不純物濃度に設定することができ
る。従って、ドレイン線(ビット線)やソース線の抵抗
値を低抵抗とすることができので、高速動作が可能であ
るとともに、ソース拡散層及びドレイン拡散層の不純物
濃度を低濃度に設定できるので、バンド・バンド間トン
ネル電流を抑制することが可能であり、消費電流の少な
い半導体記憶装置を提供することができる利点がある。
更に、本発明の半導体記憶装置は、チャネル領域の周囲
が酸化膜で覆われているので、LOCOSプロセスによ
るシリコン酸化膜のバーズビークを考慮してゲート長及
び幅が設定されており、浮遊ゲートがゲート酸化膜を介
して半導体基板と接触する面積を小さく設定することが
できるので、基板と浮遊ゲート間の容量と浮遊ゲートと
制御ゲート間に容量との比、即ち、カップリング比を大
きく設定することができる利点がある。更に、本発明の
半導体記憶装置の製造方法は、拡散層の形成或いは浮遊
ゲートの形成が自己整合的になされており、ソース・ド
レイン拡散層が低不純物濃度で形成し得るので、チャネ
ルショートが発生することがなく、マスクの枚数や製造
工程を比較的簡易なものとすることができる利点があ
る。
As described above, in the semiconductor memory device according to the present invention, the source diffusion layer and the drain diffusion layer are formed by the self-alignment method, and subsequently formed with a thin field oxide film or a polysilicon layer (LTO film) in advance. A diffusion window is formed in the covered area by using a self-alignment method or a self-alignment method and an etching ratio, and a diffusion layer is formed between a source diffusion layer and a drain diffusion layer. The impurity concentration of the layer can be set to be different from the impurity concentration of the source / drain diffusion layers. Therefore, the resistance value of the drain line (bit line) and the source line can be reduced, so that high-speed operation is possible and the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer can be set to a low concentration. There is an advantage that a band-to-band tunnel current can be suppressed and a semiconductor memory device with low current consumption can be provided.
Further, in the semiconductor memory device of the present invention, since the periphery of the channel region is covered with the oxide film, the gate length and the width are set in consideration of the bird's beak of the silicon oxide film by the LOCOS process. Since the area in contact with the semiconductor substrate via the oxide film can be set small, the ratio between the capacitance between the substrate and the floating gate and the capacitance between the floating gate and the control gate, that is, the coupling ratio should be set large. There are advantages that can be. Further, in the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, since the formation of the diffusion layer or the formation of the floating gate is performed in a self-aligned manner, and the source / drain diffusion layers can be formed with a low impurity concentration, a channel short circuit occurs. Therefore, there is an advantage that the number of masks and the manufacturing process can be made relatively simple.

【0041】〔付記的事項〕以下に、本発明を包含する
他の構成要件の態様について記述する。 (1)本発明の半導体装置は、マトリックス状に不揮発
性メモリセルが配列されており、前記不揮発性メモリセ
ルのチャネル領域の周囲が絶縁膜で覆われ、隣接する前
記不揮発性メモリセルのドレイン拡散層間及びソース拡
散層間を接続する拡散層を備え、前記ドレイン拡散層及
びソース拡散層の不純物濃度に対して前記ドレイン拡散
層間及びソース拡散層間の拡散層の不純物濃度が高いこ
とを特徴とするものである。
[Supplementary Matters] Hereinafter, other aspects of the constituent elements including the present invention will be described. (1) In the semiconductor device of the present invention, nonvolatile memory cells are arranged in a matrix, and the periphery of a channel region of the nonvolatile memory cell is covered with an insulating film, and the drain diffusion of the adjacent nonvolatile memory cell is performed. A diffusion layer connecting the interlayer and the source diffusion layer, wherein the impurity concentration of the diffusion layer between the drain diffusion layer and the source diffusion layer is higher than the impurity concentration of the drain diffusion layer and the source diffusion layer. is there.

【0042】(2)図1の実施例に基づく第1の半導体
記憶装置の製造方法は、半導体基板の表面に互いに平行
な絶縁膜列を形成する工程と、前記絶縁膜列間にゲート
酸化膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜が形成され
た半導体基板全面に第1の導電膜と絶縁膜を順次堆積し
た積層膜を形成する工程と、前記積層膜が前記絶縁膜列
に直交し、且つ、互いに平行に配置されるように形成す
る第1のパターニング工程と、前記第1のパターニング
工程で露出した前記ゲート酸化膜部に不純物を注入して
ソース拡散層及びドレイン拡散層を形成する第1の拡散
工程と、前記第1の拡散工程で不純物が注入された領域
に増速酸化により厚い酸化膜を形成する工程と、全面に
第2の導電膜を堆積する工程と、前記第2の導電膜がチ
ャネル領域上に存在してソース拡散層及びドレイン拡散
層方向に延在し、前記積層膜と直交するように形成する
第2のパターニング工程と、前記第2のパターニング工
程で露出した前記絶縁膜列を部分的に除去して拡散用窓
を形成する工程と、前記拡散用窓から不純物を注入する
第2の拡散工程とを備え、前記第1の拡散工程によるソ
ース拡散層及びドレイン拡散層を前記第2の拡散工程に
よる拡散層で接続することを特徴とするものである。
(2) A first method of manufacturing a semiconductor memory device based on the embodiment of FIG. 1 includes a step of forming a row of insulating films parallel to each other on a surface of a semiconductor substrate, and a step of forming a gate oxide film between the rows of insulating films. Forming a stacked film in which a first conductive film and an insulating film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate on which the gate oxide film is formed, and the stacked film is orthogonal to the insulating film row, A first patterning step for forming the source diffusion layer and the drain diffusion layer by implanting impurities into the gate oxide film portion exposed in the first patterning step; A step of forming a thick oxide film by accelerated oxidation in a region into which impurities have been implanted in the first diffusion step; a step of depositing a second conductive film over the entire surface; A conductive film exists on the channel region A second patterning step of extending in the direction of the source diffusion layer and the drain diffusion layer so as to be orthogonal to the stacked film, and partially removing the insulating film row exposed in the second patterning step Forming a diffusion window, and a second diffusion step of injecting impurities from the diffusion window, wherein the source diffusion layer and the drain diffusion layer formed by the first diffusion step are formed in the second diffusion step. Are connected by a diffusion layer of

【0043】(3)図2乃至図7の実施例に基づく第2
の半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板の表面に互
いに平行な厚い絶縁膜列を形成する工程と、前記絶縁膜
列間にゲート酸化膜を形成する工程と、前記ゲート酸化
膜が形成された半導体基板全面に第1の導電膜と絶縁膜
を順次堆積した積層膜を形成する工程と、前記積層膜を
前記絶縁膜列に直交するようにパターニングする工程
と、前記パターニング工程で露出した前記ゲート酸化膜
部に不純物を注入してソース拡散層及びドレイン拡散層
を形成する第1の拡散工程と、前記第1の拡散工程で不
純物が注入された領域に増速酸化により厚い酸化膜を形
成する工程と、全面に第2の導電膜を堆積する工程と、
前記第2の導電膜をエッチングして前記厚い絶縁膜列間
を覆って、チャネル領域上に存在してソース拡散層及び
ドレイン拡散層方向に延在するように形成する第2のパ
ターニング工程と、前記第2のパターニング工程で露出
した前記薄い絶縁膜を自己整合的に除去して拡散用窓を
形成する工程と、前記拡散用窓から不純物を注入する第
2の拡散工程とを備え、前記第1の拡散工程による拡散
層を前記第2の拡散工程による拡散層で接続することを
特徴とするものである。
(3) Second embodiment based on the embodiment shown in FIGS.
Forming a thick row of insulating films parallel to each other on a surface of a semiconductor substrate, forming a gate oxide film between the rows of insulating films, and forming the gate oxide film. Forming a laminated film in which a first conductive film and an insulating film are sequentially deposited on the entire surface of the semiconductor substrate, patterning the laminated film so as to be orthogonal to the insulating film row, and forming the gate exposed in the patterning step A first diffusion step of forming a source diffusion layer and a drain diffusion layer by injecting impurities into an oxide film portion; and forming a thick oxide film by accelerated oxidation in a region where the impurities are implanted in the first diffusion step. A step of depositing a second conductive film on the entire surface;
A second patterning step of etching the second conductive film so as to cover the thick insulating film row and to be formed on the channel region so as to extend in the direction of the source diffusion layer and the drain diffusion layer; Forming a diffusion window by removing the thin insulating film exposed in the second patterning step in a self-aligned manner; and a second diffusion step of injecting impurities from the diffusion window. The diffusion layer formed by the first diffusion step is connected by the diffusion layer formed by the second diffusion step.

【0044】(4)図8及び図9の実施例に基づく第3
の半導体記憶装置の製造方法は、半導体基板の表面に互
いに平行に配列した厚い絶縁膜列を形成する工程と、前
記厚い絶縁膜列に直交方向であって互いに平行に薄い絶
縁膜列を形成する工程と、前記絶縁膜列で覆われていな
い前記半導体基板面にゲート酸化膜を形成する工程と、
全面に第1の導電層と絶縁膜を順次堆積した積層膜を形
成する工程と、前記厚い絶縁膜列に平行に配列される前
記積層膜による積層膜列を形成する第1のパターニング
工程と、前記第1のパターニング工程で露出した前記ゲ
ート酸化膜から半導体基板に不純物を注入してソース・
ドレイン拡散層を形成する第1の拡散工程と、前記第1
の拡散工程で形成された拡散層の表面に増速酸化により
酸化膜を形成する工程と、全面に第2の導電層を形成す
る工程と、前記第2の導電膜をエッチングして前記薄い
絶縁膜列に平行であり、前記ソース・ドレイン拡散層上
の酸化膜を覆うように形成する第2のパターニング工程
と、前記厚い絶縁膜と前記積層膜列と前記第2の導電層
によって画定される前記薄い絶縁膜列を除去する工程
と、前記薄い絶縁膜列が除去された領域から半導体基板
に不純物を注入して拡散層を形成する第2の拡散工程と
を含み、前記第1の拡散工程による拡散層を前記第2の
拡散工程による拡散層で接続することを特徴とするもの
である。
(4) Third Embodiment Based on the Embodiments of FIGS. 8 and 9
Forming a thick row of insulating films arranged in parallel with each other on the surface of a semiconductor substrate, and forming thin rows of insulating films in a direction orthogonal to and parallel to each other on the thick row of insulating films. Forming a gate oxide film on the semiconductor substrate surface not covered with the insulating film row;
Forming a stacked film in which a first conductive layer and an insulating film are sequentially deposited on the entire surface, and a first patterning step of forming a stacked film row by the stacked films arranged in parallel with the thick insulating film row; Impurities are implanted into the semiconductor substrate from the gate oxide film exposed in the first patterning step to form a source
A first diffusion step of forming a drain diffusion layer;
Forming an oxide film on the surface of the diffusion layer formed in the diffusion step by accelerated oxidation, forming a second conductive layer over the entire surface, etching the second conductive film to form the thin insulating film. A second patterning step that is parallel to the film sequence and covers the oxide film on the source / drain diffusion layers, and is defined by the thick insulating film, the stacked film sequence, and the second conductive layer A step of removing the thin insulating film row, and a second diffusion step of injecting impurities into a semiconductor substrate from a region where the thin insulating film row has been removed to form a diffusion layer; Are connected by a diffusion layer formed by the second diffusion step.

【0045】(5)前記第1乃至第3の半導体記憶装置
の製造方法に於いて、前記第1の拡散工程でソース拡散
層とドレイン拡散層の不純物濃度を薄くドープし、前記
第2の不純物拡散工程でソース拡散層間とドレイン拡散
層間に、夫々不純物濃度を濃くドープした拡散層を形成
することを特徴とするものである。 (6)前記第1乃至第3の半導体記憶装置の製造方法に
於いて、前記第1の拡散工程によるイオン注入条件が1
×1014〜1×1015atoms /cm2 の範囲内であり、
前記第2の拡散工程によるイオン注入条件が5×1014
〜7×1015atoms /cm2 の範囲内であることを特徴
とするものである。
(5) In the first to third methods for manufacturing a semiconductor memory device, the impurity concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer is lightly doped in the first diffusion step. In the diffusion step, a diffusion layer doped with a high impurity concentration is formed between the source diffusion layer and the drain diffusion layer. (6) In the first to third methods for manufacturing a semiconductor memory device, the ion implantation condition in the first diffusion step is 1
Within the range of × 10 14 to 1 × 10 15 atoms / cm 2 ,
The ion implantation condition in the second diffusion step is 5 × 10 14
77 × 10 15 atoms / cm 2 .

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

【図1】(a)は本発明の半導体記憶装置の一実施例を
示す平面図、(b)は平面図のa−a線に沿った断面
図、(c)は平面図のb−b線に沿った断面図、(d)
は平面図のc−c線に沿った断面図である。
1A is a plan view showing an embodiment of a semiconductor memory device according to the present invention, FIG. 1B is a sectional view taken along line aa of the plan view, and FIG. 1C is bb of the plan view; Sectional view along the line, (d)
Is a cross-sectional view along the line cc in the plan view.

【図2】(a)は本発明の他の実施例を示す等価回路
図、(b)はその概要を示す平面図である。
FIG. 2A is an equivalent circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a plan view showing an outline thereof.

【図3】(a)乃至(f)は本発明の半導体記憶装置の
製造工程を示す図、(a)乃至(e)が図2(b)のa
−a線に沿った断面図、(f)は平面図である。
3 (a) to 3 (f) are views showing a manufacturing process of the semiconductor memory device of the present invention, and FIGS. 3 (a) to 3 (e) are views of FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line −a, and FIG.

【図4】図3(f)に続く製造工程を示し、(a),
(b)は夫々図2(b)のa−a線,b−b線に沿った
断面図である。
FIG. 4 shows a manufacturing process subsequent to FIG.
2B is a cross-sectional view taken along line aa and line bb in FIG. 2B, respectively.

【図5】図4に続く製造工程を示し、(a),(b)は
夫々図2(b)のa−a線,b−b線に沿った断面図で
ある。
5 shows a manufacturing process subsequent to FIG. 4, and (a) and (b) are cross-sectional views taken along lines aa and bb in FIG. 2 (b), respectively.

【図6】図5に続く製造工程を示し、(a),(b)は
夫々図2(b)のa−a線,b−b線に沿った断面図で
ある。
FIG. 6 shows a manufacturing process subsequent to FIG. 5, and (a) and (b) are cross-sectional views taken along line aa and line bb in FIG. 2 (b), respectively.

【図7】図6に続く製造工程を示し、図2(b)のb−
b線に沿った断面図である。
FIG. 7 shows a manufacturing process subsequent to FIG. 6, and FIG.
It is sectional drawing which followed the b line.

【図8】(a)乃至(c)は本発明に係る半導体記憶装
置の製造工程を示す平面図である。
FIGS. 8A to 8C are plan views showing the steps of manufacturing the semiconductor memory device according to the present invention.

【図9】(a),(b),(c)は夫々図8(b)のa
−a線,b−b線,c−c線に沿った断面図である。
9 (a), 9 (b) and 9 (c) respectively show a of FIG. 8 (b).
It is sectional drawing along the -a line, the bb line, and the cc line.

【図10】(a),(b),(c)は夫々図8(c)の
a−a線,b−b線,c−c線に沿った断面図である。
FIGS. 10A, 10B, and 10C are cross-sectional views taken along lines aa, bb, and cc of FIG. 8C, respectively.

【図11】(a)は従来の半導体記憶装置の一例を示す
平面図、(b)はa−a線に沿った断面図、(c)はb
−b線に沿った断面図、(d)はc−c線に沿った断面
図である。
11A is a plan view illustrating an example of a conventional semiconductor memory device, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line aa, and FIG.
FIG. 3D is a cross-sectional view along the line b, and FIG. 4D is a cross-sectional view along the line cc.

【図12】(a)は従来の半導体記憶装置の他の例を示
す平面図、(b)はa−a線に沿った断面図、(c)は
b−b線に沿った断面図、(d)はc−c線に沿った断
面図である。
12A is a plan view showing another example of the conventional semiconductor memory device, FIG. 12B is a cross-sectional view along line aa, FIG. 12C is a cross-sectional view along line bb, (D) is a cross-sectional view along the line cc.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 絶縁膜列 3 拡散層 4 ゲート酸化膜 5 フィールド酸化膜 6 絶縁膜 T 不揮発性メモリセル S ソース拡散層 D ドレイン拡散層 WL ワード線 FG フローティングゲート CG コントロールゲート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Insulating film row 3 Diffusion layer 4 Gate oxide film 5 Field oxide film 6 Insulation film T Non-volatile memory cell S Source diffusion layer D Drain diffusion layer WL Word line FG Floating gate CG Control gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/115 H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/115 H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の不揮発性メモリセルが配列する半
導体記憶装置に於いて、 隣接する前記不揮発性メモリセルのチャネル領域間を絶
縁する領域と、 隣接する前記不揮発性メモリセルのソース領域間及びド
レイン領域間を電気的に接続する拡散層とを有し、 前記拡散層の不純物濃度が前記ソース領域及びドレイン
領域の不純物濃度よりも高いことを特徴とする半導体記
憶装置。
In a semiconductor memory device in which a plurality of nonvolatile memory cells are arranged, a region for insulating between channel regions of adjacent nonvolatile memory cells, a source region of adjacent nonvolatile memory cells, and A diffusion layer that electrically connects the drain regions, wherein an impurity concentration of the diffusion layer is higher than an impurity concentration of the source region and the drain region.
【請求項2】 隣接する前記拡散層間に絶縁物層を有す
ることを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。
2. The semiconductor memory device according to claim 1, further comprising an insulator layer between the adjacent diffusion layers.
【請求項3】 半導体記憶装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面に互いに離隔して配置する第1の絶縁
領域を形成する工程と、 前記第1の絶縁領域間にゲート絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁領域に交差し、且つ、前記ゲート絶縁膜
上に離隔して配置する、第1の導電膜と絶縁膜とを順次
堆積してなる積層領域を形成する工程と、 前記積層領域間に不純物を導入してソース領域及びドレ
イン領域となる第1及び第2の拡散層を形成する注入工
程と、 前記第1及び第2の拡散層上に第2の絶縁領域を形成す
る工程と、 前記積層領域に交差して前記第1と第2の拡散層方向に
延在し、互いに離間する第2の導電膜を形成する工程
と、 隣接する前記第1の拡散層間及び隣接する第2の拡散層
間の前記第1の絶縁領域を除去して拡散用窓を形成する
工程と、 前記拡散用窓から不純物を前記半導体基板に注入して、
前記第1又は第2の拡散層よりも不純物濃度の高い第3
の拡散層を形成して、前記第1の拡散層間及び第2の拡
散層間をそれぞれ電気的に接続する工程と、 を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: forming a first insulating region which is spaced apart from a surface of a semiconductor substrate; and forming a gate insulating film between the first insulating regions. Forming a stacked region, which intersects the first insulating region and is separated from the gate insulating film and is formed by sequentially depositing a first conductive film and an insulating film. Implanting impurities between the stacked regions to form first and second diffusion layers serving as a source region and a drain region; and forming a second insulating region on the first and second diffusion layers. Forming a second conductive film extending in the direction of the first and second diffusion layers so as to intersect with the stacked region and to be separated from each other; The first insulating region between the adjacent second diffusion layers is removed and expanded. Forming a use windows, impurities are implanted from the diffusion window on the semiconductor substrate,
A third impurity having a higher impurity concentration than the first or second diffusion layer;
Forming a diffusion layer, and electrically connecting the first diffusion layer and the second diffusion layer, respectively.
【請求項4】 前記第1の絶縁領域が比較的厚いLTO
膜の酸化膜からなることを特徴とする請求項3に記載の
半導体記憶装置の製造方法。
4. An LTO wherein said first insulating region is relatively thick
4. The method according to claim 3, wherein the film is formed of an oxide film.
【請求項5】 前記拡散用窓を形成する工程が前記第1
の絶縁領域と前記積層領域の絶縁膜とで画定される位置
に自己整合的になされることを特徴とする請求項3に記
載の半導体記憶装置の製造方法。
5. The step of forming the diffusion window includes the first step.
4. The method according to claim 3, wherein the semiconductor memory device is formed in a self-aligned manner at a position defined by the insulating region and the insulating film in the stacked region.
【請求項6】 半導体記憶装置の製造方法に於いて、 半導体基板の表面に互いに離隔して配置する第1の絶縁
領域を形成する工程と、 前記第1の絶縁領域に交差し、且つ、離隔して配置する
第2の絶縁領域を形成する工程と、 前記第1の絶縁領域と第2の絶縁領域とで画定される半
導体基板の表面領域にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁領域に交差し、且つ、前記ゲート絶縁膜
上に離隔して配置する、第1の導電膜と絶縁膜とを順次
堆積してなる積層領域を形成する工程と、 前記第1と第2の絶縁領域と前記積層領域をマスクとし
て不純物を導入してソース領域及びドレイン領域となる
第1及び第2の拡散用層を形成する注入工程と、 前記第1及び第2の拡散層上に第3の絶縁領域を形成す
る工程と、 前記積層領域に交差して前記第1と第2の拡散層の方向
に延在し、互いに離隔する第2の導電膜を形成する工程
と、 隣接する前記第1の拡散層間及び第2の拡散層間の前記
第2の絶縁領域を除去して拡散用窓を形成する工程と、 前記拡散用窓から前記半導体基板に不純物を注入して、
前記第1又は第2の拡散層よりも不純物濃度の高い第3
の拡散層を形成して、前記第1の拡散層間及び第2の拡
散層間をそれぞれ電気的に接続する工程と、 を有することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
6. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: forming a first insulating region spaced apart from each other on a surface of a semiconductor substrate; and intersecting with the first insulating region and separating the first insulating region. Forming a second insulating region to be arranged by disposing; forming a gate insulating film in a surface region of a semiconductor substrate defined by the first insulating region and the second insulating region; Forming a stacked region, which intersects the insulating region and is spaced apart on the gate insulating film and is formed by sequentially depositing a first conductive film and an insulating film; Implanting impurities using the insulating region and the stacked region as masks to form first and second diffusion layers serving as source and drain regions, and forming an impurity on the first and second diffusion layers. Forming an insulating region of No. 3 and intersecting the stacked region Forming a second conductive film extending in the direction of the first and second diffusion layers and separated from each other; and forming the second conductive film between the adjacent first diffusion layer and second diffusion layer. Removing the insulating region to form a diffusion window, implanting impurities into the semiconductor substrate from the diffusion window,
A third impurity having a higher impurity concentration than the first or second diffusion layer;
Forming a diffusion layer, and electrically connecting the first diffusion layer and the second diffusion layer, respectively.
【請求項7】 前記拡散用窓を形成する工程が前記第1
と第3の絶縁領域及び前記積層領域の絶縁膜とで画定さ
れる位置に自己整合的になされることを特徴とする請求
項6に記載の半導体記憶装置の製造方法。
7. The method according to claim 7, wherein the step of forming the diffusion window is performed by the first step.
7. The method according to claim 6, wherein the semiconductor memory device is self-aligned to a position defined by the third insulating region and the insulating film in the stacked region.
【請求項8】 半導体記憶装置の製造方法に於いて、 不揮発性メモリセルのソース拡散層及びドレイン拡散層
が形成され、その表面に薄い絶縁膜が形成され、不揮発
性メモリセルのソース拡散層及びドレイン拡散層が形成
された方向に対して直交し、不揮発性メモリセルのゲー
ト絶縁膜を覆う浮遊ゲートとなる第1の導電層が配置さ
れ、絶縁層で覆われる前記第1の導電層に対して直交す
る制御ゲートとなる第2の導電層が配置され、前記第1
と第2の導電層で覆われていない部分の前記絶縁膜を自
己整合的に除去して、隣接する不揮発性メモリセルのソ
ース拡散層間及びドレイン拡散層間を夫々拡散層で接続
する為の拡散用窓を形成する製造工程を含むことを特徴
とする半導体記憶装置の製造方法。
8. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising: forming a source diffusion layer and a drain diffusion layer of a nonvolatile memory cell; forming a thin insulating film on a surface thereof; A first conductive layer, which is orthogonal to the direction in which the drain diffusion layer is formed and serves as a floating gate that covers the gate insulating film of the nonvolatile memory cell, is provided, and a first conductive layer covered with an insulating layer is provided. And a second conductive layer serving as a control gate which is orthogonal to the first conductive layer is disposed.
And a part of the insulating film which is not covered with the second conductive layer is removed in a self-aligned manner, and a diffusion layer for connecting a source diffusion layer and a drain diffusion layer of an adjacent nonvolatile memory cell with a diffusion layer. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising a manufacturing step of forming a window.
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