JP3234528B2 - Method for manufacturing split gate transistor - Google Patents

Method for manufacturing split gate transistor

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JP3234528B2 JP07832697A JP7832697A JP3234528B2 JP 3234528 B2 JP3234528 B2 JP 3234528B2 JP 07832697 A JP07832697 A JP 07832697A JP 7832697 A JP7832697 A JP 7832697A JP 3234528 B2 JP3234528 B2 JP 3234528B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スプリットゲート
型トランジスタの製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a split gate.
And a method for manufacturing a type transistor .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、強誘電性メモリ(Ferro-electric
Random Access Memory )、EPROM(Erasable and
Programmable Read Only Memory),EEPROM(El
ectrically Erasable and Programmable Read Only Mem
ory )などの不揮発性半導体メモリが注目されている。
EPROMやEEPROMでは、浮遊ゲート電極に電荷
を蓄積し、電荷の有無による閾値電圧の変化を制御ゲー
ト電極によって検出することで、データの記憶を行わせ
るようになっている。また、EEPROMには、メモリ
セルアレイ全体でデータの消去を行うか、あるいは、メ
モリセルアレイを任意のブロックに分けてその各ブロッ
ク単位でデータの消去を行うフラッシュEEPROMが
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, ferroelectric memories (Ferro-electric memories) have been developed.
Random Access Memory), EPROM (Erasable and
Programmable Read Only Memory), EEPROM (El
ectrically Erasable and Programmable Read Only Mem
ory) is attracting attention.
In EPROMs and EEPROMs, data is stored by storing charge in a floating gate electrode and detecting a change in threshold voltage due to the presence or absence of a charge with a control gate electrode. The EEPROM includes a flash EEPROM which erases data in the entire memory cell array or divides the memory cell array into arbitrary blocks and erases data in each block unit.

【0003】フラッシュEEPROMを構成するメモリ
セル(メモリセルトランジスタ)は、スタックトゲート
型とスプリットゲート型に大きく分類される。スタック
トゲート型メモリセルを用いたフラッシュEEPROM
は、個々のメモリセルにそれ自身を選択する機能がな
い。そのため、データ消去時に浮遊ゲート電極から電荷
を引き抜く際、電荷を過剰に抜き過ぎると、メモリセル
を非導通状態にするための所定の電圧(例えば、0V)
を制御ゲート電極に印加したときでも、チャネル領域が
導通状態になる。その結果、そのメモリセルが常に導通
状態になり、ソース領域とドレイン領域との間にセル電
流が常時流れて、記憶されたデータの読み出しが不能に
なるという問題、いわゆる過剰消去の問題が起こる。過
剰消去を防止するには、消去手順に工夫が必要で、メモ
リデバイスの周辺回路で消去手順を制御するか、または
メモリデバイスの外部回路で消去手順を制御する必要が
ある。
[0003] Memory cells (memory cell transistors) constituting a flash EEPROM are roughly classified into a stacked gate type and a split gate type. Flash EEPROM using stacked gate type memory cells
Does not have the ability for individual memory cells to select themselves. Therefore, when extracting charges from the floating gate electrode during data erasing, if the charges are excessively extracted, a predetermined voltage (for example, 0 V) for bringing the memory cell into a non-conductive state is used.
Is applied to the control gate electrode, the channel region becomes conductive. As a result, the memory cell is always in a conductive state, a cell current always flows between the source region and the drain region, and a problem that reading of stored data becomes impossible, that is, a problem of so-called excessive erasure occurs. In order to prevent over-erasing, it is necessary to devise an erasing procedure, and it is necessary to control the erasing procedure by a peripheral circuit of the memory device or to control the erasing procedure by an external circuit of the memory device.

【0004】このようなスタックトゲート型メモリセル
における過剰消去の問題を回避するために開発されたの
が、スプリットゲート型メモリセルである。スプリット
ゲート型メモリセルを用いたフラッシュEEPROM
は、WO92/18980(G11C 13/00)に開示されて
いる。
A split gate type memory cell has been developed in order to avoid the problem of excessive erasure in such a stacked gate type memory cell. Flash EEPROM using split gate memory cells
Are disclosed in WO 92/18980 (G11C 13/00).

【0005】図12は、従来のスプリットゲート型メモ
リセル1の断面図である。スプリットゲート型メモリセ
ル(スプリットゲート型トランジスタ)1は、ソース領
域3、ドレイン領域4、チャネル領域5、浮遊ゲート電
極7、制御ゲート電極9から構成されている。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional split gate memory cell 1. As shown in FIG. The split-gate memory cell (split-gate transistor) 1 includes a source region 3, a drain region 4, a channel region 5, a floating gate electrode 7, and a control gate electrode 9.

【0006】P型単結晶シリコン基板2上にN型のソー
ス領域3およびドレイン領域4が形成されている。ソー
ス領域3とドレイン領域4に挟まれたチャネル領域5上
に、ゲート絶縁膜6を介して浮遊ゲート電極7が形成さ
れている。浮遊ゲート電極7上にLOCOS(Local Ox
idation on Silicon)法によって形成された絶縁膜19
およびトンネル絶縁膜8を介して制御ゲート電極9が形
成されている。絶縁膜19により、浮遊ゲート電極7の
上部の周辺部分には突起7bが形成されている。
An N type source region 3 and a drain region 4 are formed on a P type single crystal silicon substrate 2. On the channel region 5 sandwiched between the source region 3 and the drain region 4, a floating gate electrode 7 is formed via a gate insulating film 6. On the floating gate electrode 7, LOCOS (Local Ox
insulating film 19 formed by the idation on Silicon method
In addition, a control gate electrode 9 is formed via a tunnel insulating film 8. Due to the insulating film 19, a protrusion 7b is formed in a peripheral portion above the floating gate electrode 7.

【0007】ここで、制御ゲート電極9の一部は、各絶
縁膜6,8を介してチャネル領域5上に配置され、選択
ゲート10を構成している。その選択ゲート10とソー
ス領域3およびドレイン領域4とにより、選択トランジ
スタ11が構成される。すなわち、スプリットゲート型
メモリセル1は、各ゲート電極7,9と各領域3,4か
ら構成されるトランジスタと、選択トランジスタ11と
が直列に接続された構成となっている。
Here, a part of the control gate electrode 9 is disposed on the channel region 5 via the respective insulating films 6 and 8 to form a select gate 10. The select transistor 11 is constituted by the select gate 10 and the source region 3 and the drain region 4. That is, the split gate memory cell 1 has a configuration in which a transistor including the gate electrodes 7 and 9 and the regions 3 and 4 and the selection transistor 11 are connected in series.

【0008】図13(a)は、スプリットゲート型メモ
リセル1を用いたフラッシュEEPROM151のメモ
リセルアレイ152の一部断面図である。メモリセルア
レイ152は、P型単結晶シリコン基板2上に形成され
た複数のメモリセル1によって構成されている。
FIG. 13A is a partial sectional view of a memory cell array 152 of a flash EEPROM 151 using the split gate type memory cell 1. The memory cell array 152 includes a plurality of memory cells 1 formed on a P-type single-crystal silicon substrate 2.

【0009】基板2上の占有面積を小さく抑えることを
目的に、2つのメモリセル1(以下、2つを区別するた
め「1a」「1b」と表記する)は、ソース領域3を共
通にし、その共通のソース領域3に対して浮遊ゲート電
極7および制御ゲート電極9が反転した形で配置されて
いる。
In order to reduce the occupied area on the substrate 2, two memory cells 1 (hereinafter referred to as "1a" and "1b" to distinguish the two) share a source region 3, The floating gate electrode 7 and the control gate electrode 9 are arranged in an inverted manner with respect to the common source region 3.

【0010】図13(b)は、メモリセルアレイ152
の一部平面図である。尚、図13(a)は、図13
(b)におけるA−A線断面図である。基板2上にはフ
ィールド絶縁膜13が形成され、そのフィールド絶縁膜
13によって各メモリセル1間の素子分離が行われてい
る。図13(b)の縦方向に配置された各メモリセル1
のソース領域3は共通になっている。また、図13
(b)の縦方向に配置された各メモリセル1の制御ゲー
ト電極9は共通になっており、その制御ゲート電極9に
よってワード線が形成されている。また、図13(b)
の横方向に配置されている各ドレイン領域4は、ビット
線コンタクト14を介してビット線(図示略)に接続さ
れている。
FIG. 13B shows a memory cell array 152.
FIG. FIG. 13 (a) is the same as FIG.
It is an AA line sectional view in (b). A field insulating film 13 is formed on the substrate 2, and the field insulating film 13 performs element isolation between the memory cells 1. Each memory cell 1 arranged in the vertical direction in FIG.
Are common. FIG.
The control gate electrode 9 of each memory cell 1 arranged in the vertical direction in (b) is common, and the control gate electrode 9 forms a word line. FIG. 13 (b)
Are connected to a bit line (not shown) via a bit line contact 14.

【0011】図14に、スプリットゲート型メモリセル
1を用いたフラッシュEEPROM151の全体構成を
示す。メモリセルアレイ152は、複数のメモリセル1
がマトリックス状に配置されて構成されている。行(ロ
ウ)方向に配列された各メモリセル1の制御ゲート電極
9により、共通のワード線WLa〜WLzが形成されて
いる。列(カラム)方向に配列された各メモリセル1の
ドレイン領域4は、共通のビット線BLa〜BLzに接
続されている。
FIG. 14 shows an overall configuration of a flash EEPROM 151 using the split gate type memory cell 1. The memory cell array 152 includes a plurality of memory cells 1
Are arranged in a matrix. The control gate electrodes 9 of the memory cells 1 arranged in the row direction form common word lines WLa to WLz. The drain regions 4 of the memory cells 1 arranged in the column direction are connected to common bit lines BLa to BLz.

【0012】奇数番のワード線(WLa…WLm…WL
y)に接続された各メモリセル1bと、偶数番のワード
線(WLb…WLn…WLz)に接続された各メモリセ
ル1aとはソース領域3を共通にし、その共通のソース
領域3によって各ソース線RSLa〜RSLmが形成さ
れている。例えば、ワード線WLaに接続された各メモ
リセル1bと、ワード線WLbに接続された各メモリセ
ル1aとはソース領域3を共通にし、その共通のソース
領域3によってソース線RSLaが形成されている。各
ソース線RSLa〜RSLmは共通ソース線SLに接続
されている。
The odd-numbered word lines (WLa... WLm... WL
y) and each of the memory cells 1a connected to the even-numbered word lines (WLb... WLn... WLz) share a source region 3. Lines RSLa to RSLm are formed. For example, each memory cell 1b connected to the word line WLa and each memory cell 1a connected to the word line WLb have a common source region 3, and the common source region 3 forms a source line RSLa. . Each of the source lines RSLa to RSLm is connected to a common source line SL.

【0013】各ワード線WLa〜WLzはロウデコーダ
153に接続され、各ビット線BLa〜BLzはカラム
デコーダ154に接続されている。外部から指定された
ロウアドレスおよびカラムアドレスは、アドレスピン1
55に入力される。そのロウアドレスおよびカラムアド
レスは、アドレスピン155からアドレスバッファ15
6を介してアドレスラッチ157へ転送される。アドレ
スラッチ157でラッチされた各アドレスのうち、ロウ
アドレスはロウデコーダ153へ転送され、カラムアド
レスはカラムデコーダ154へ転送される。
Each word line WLa-WLz is connected to a row decoder 153, and each bit line BLa-BLz is connected to a column decoder 154. The row address and column address specified from outside are
55 is input. The row address and the column address are sent from the address pin 155 to the address buffer 15.
6 to the address latch 157. Among the addresses latched by the address latch 157, the row address is transferred to the row decoder 153, and the column address is transferred to the column decoder 154.

【0014】ロウデコーダ153は、アドレスラッチ1
57でラッチされたロウアドレスに対応した1本のワー
ド線WLa〜WLz(例えば、WLm)を選択し、その
選択したワード線WLmの電位を、図15に示す各動作
モードに対応して制御する。
The row decoder 153 includes an address latch 1
One word line WLa to WLz (for example, WLm) corresponding to the row address latched at 57 is selected, and the potential of the selected word line WLm is controlled in accordance with each operation mode shown in FIG. .

【0015】カラムデコーダ154は、アドレスラッチ
157でラッチされたカラムアドレスに対応したビット
線BLa〜BLz(例えば、BLm)を選択し、その選
択したビット線BLmの電位を、図15に示す各動作モ
ードに対応して制御する。
The column decoder 154 selects bit lines BLa to BLz (for example, BLm) corresponding to the column address latched by the address latch 157, and sets the potential of the selected bit line BLm to each operation shown in FIG. Control according to the mode.

【0016】共通ソース線SLはソース線バイアス回路
162に接続されている。ソース線バイアス回路162
は、共通ソース線SLを介して各ソース線RSLa〜R
SLmの電位を、図15に示す各動作モードに対応して
制御する。
The common source line SL is connected to a source line bias circuit 162. Source line bias circuit 162
Are connected to the source lines RSLa to RLa via a common source line SL.
The potential of SLm is controlled according to each operation mode shown in FIG.

【0017】外部から指定されたデータは、データピン
158に入力される。そのデータは、データピン158
から入力バッファ159を介してカラムデコーダ154
へ転送される。カラムデコーダ154は、前記のように
選択したビット線BLa〜BLzの電位を、そのデータ
に対応して後記するように制御する。
Data specified externally is input to data pin 158. The data is stored on data pin 158.
Through the input buffer 159 and the column decoder 154
Transferred to The column decoder 154 controls the potentials of the bit lines BLa to BLz selected as described above in accordance with the data as described later.

【0018】任意のメモリセル1から読み出されたデー
タは、ビット線BLa〜BLzからカラムデコーダ15
4を介してセンスアンプ群160へ転送される。センス
アンプ群160は、数個のセンスアンプ(図示略)から
構成されている。カラムデコーダ154は、選択したビ
ット線BLmと各センスアンプとを接続する。後記する
ように、センスアンプ群160で判別されたデータは、
出力バッファ161からデータピン158を介して外部
へ出力される。
Data read from an arbitrary memory cell 1 is transmitted from bit lines BLa to BLz to column decoder 15.
4 to the sense amplifier group 160. The sense amplifier group 160 includes several sense amplifiers (not shown). The column decoder 154 connects the selected bit line BLm to each sense amplifier. As described later, the data determined by the sense amplifier group 160 is:
The data is output from the output buffer 161 to the outside via the data pin 158.

【0019】尚、上記した各回路(153〜162)の
動作は制御コア回路163によって制御される。次に、
フラッシュEEPROM151の各動作モード(消去モ
ード、書き込みモード、読み出しモード、スタンバイモ
ード)について、図15を参照して説明する。
The operation of each of the circuits (153 to 162) is controlled by the control core circuit 163. next,
Each operation mode (erase mode, write mode, read mode, standby mode) of the flash EEPROM 151 will be described with reference to FIG.

【0020】(a)消去モード 消去モードにおいて、全てのソース線RSLa〜RSL
mおよび全てのビット線BLa〜BLzの電位はグラン
ドレベル(=0V)に保持される。選択されたワード線
WLmには14〜15Vが供給され、それ以外のワード
線(非選択のワード線)WLa〜WLl,WLn〜WL
zの電位はグランドレベルにされる。そのため、選択さ
れたワード線WLmに接続されている各メモリセル1の
制御ゲート電極9は14〜15Vに持ち上げられる。
(A) Erasing Mode In the erasing mode, all the source lines RSLa to RSL
The potentials of m and all the bit lines BLa to BLz are held at the ground level (= 0 V). 14 to 15 V is supplied to the selected word line WLm, and the other word lines (non-selected word lines) WLa to WL1, WLn to WL
The potential of z is set to the ground level. Therefore, the control gate electrode 9 of each memory cell 1 connected to the selected word line WLm is raised to 14 to 15V.

【0021】ところで、ソース領域3および基板2と浮
遊ゲート電極7との間の静電容量と、制御ゲート電極9
と浮遊ゲート電極7の間の静電容量とを比べると、前者
の方が圧倒的に大きい。そのため、制御ゲート電極9が
14〜15V、ソース及びドレインが0Vの場合、制御
ゲート電極9と浮遊ゲート電極7の間には高電界が生じ
る。その結果、ファウラー−ノルドハイム・トンネル電
流(Fowler-NordheimTunnel Current、以下、FNトン
ネル電流という)が流れ、図12の矢印Bに示すよう
に、浮遊ゲート電極7中の電子が制御ゲート電極9側へ
引き抜かれて、メモリセル1に記憶されたデータの消去
が行われる。このとき、浮遊ゲート電極7には突起7b
が形成されているため、浮遊ゲート電極7中の電子は突
起7bから飛び出して制御ゲート電極9側へ移動する。
従って、電子の移動が容易になり、浮遊ゲート電極7中
の電子を効率的に引き抜くことができる。
By the way, the capacitance between the source region 3 and the substrate 2 and the floating gate electrode 7 and the control gate electrode 9
Comparing the capacitance between the floating gate electrode 7 and the floating gate electrode 7, the former is overwhelmingly larger. Therefore, when the control gate electrode 9 has a voltage of 14 to 15 V and the source and the drain have a voltage of 0 V, a high electric field is generated between the control gate electrode 9 and the floating gate electrode 7. As a result, a Fowler-Nordheim Tunnel Current (hereinafter, referred to as FN tunnel current) flows, and electrons in the floating gate electrode 7 are drawn toward the control gate electrode 9 as shown by an arrow B in FIG. Then, the data stored in the memory cell 1 is erased. At this time, the floating gate electrode 7 has a protrusion 7b
Are formed, the electrons in the floating gate electrode 7 jump out of the projection 7b and move to the control gate electrode 9 side.
Therefore, the movement of the electrons is facilitated, and the electrons in the floating gate electrode 7 can be efficiently extracted.

【0022】この消去動作は、選択されたワード線WL
mに接続されている全てのメモリセル1に対して行われ
る。尚、複数のワード線WLa〜WLzを同時に選択す
ることにより、その各ワード線に接続されている全ての
メモリセル1に対して消去動作を行うこともできる。こ
のように、メモリセルアレイ152を複数組のワード線
WLa〜WLz毎の任意のブロックに分けてその各ブロ
ック単位でデータの消去を行う消去動作は、ブロック消
去と呼ばれる。
This erase operation is performed by selecting the selected word line WL.
This is performed for all the memory cells 1 connected to m. Note that by simultaneously selecting a plurality of word lines WLa to WLz, an erasing operation can be performed on all the memory cells 1 connected to each word line. The erasing operation of dividing the memory cell array 152 into arbitrary blocks for each of the plural sets of word lines WLa to WLz and erasing data in each block is called block erasing.

【0023】(b)書き込みモード 書き込みモードにおいて、選択されたメモリセル1のド
レイン領域4に接続されているビット線BLmの電位は
グランドレベルにされ、それ以外のビット線(非選択の
ビット線)BLa〜BLl,BLn〜BLzには4Vが
供給される。選択されたメモリセル1の制御ゲート電極
9に接続されているワード線WLmには2Vが供給さ
れ、それ以外のワード線(非選択のワード線)WLa〜
WLl,WLn〜WLzの電位はグランドレベルにされ
る。全てのソース線RSLa〜RSLmには12Vが供
給される。
(B) Write Mode In the write mode, the potential of the bit line BLm connected to the drain region 4 of the selected memory cell 1 is set to the ground level, and the other bit lines (unselected bit lines) 4 V is supplied to BLa to BLl and BLn to BLz. 2 V is supplied to the word line WLm connected to the control gate electrode 9 of the selected memory cell 1, and the other word lines (non-selected word lines) WLa to WLm are supplied.
The potentials of WL1, WLn to WLz are set to the ground level. 12 V is supplied to all the source lines RSLa to RSLm.

【0024】ところで、メモリセル1において、選択ト
ランジスタ11の閾値電圧Vthは0.5Vである。従
って、選択されたメモリセル1では、ドレイン領域4中
の電子は反転状態のチャネル領域5中へ移動する。その
ため、ソース領域3からドレイン領域4に向かってセル
電流が流れる。一方、ソース領域3に12Vが印加され
るため、ソース領域3と浮遊ゲート電極7との間の容量
を介したカップリングにより、浮遊ゲート電極7の電位
が持ち上げられる。そのため、チャネル領域5と浮遊ゲ
ート電極7の間には高電界が生じる。従って、チャネル
領域5中の電子は加速されてホットエレクトロンとな
り、図12の矢印Cに示すように、浮遊ゲート電極7へ
注入される。その結果、選択されたメモリセル1の浮遊
ゲート電極7には電荷が蓄積され、1ビットのデータが
書き込まれて記憶される。
In the memory cell 1, the threshold voltage Vth of the selection transistor 11 is 0.5V. Therefore, in the selected memory cell 1, the electrons in the drain region 4 move into the channel region 5 in an inverted state. Therefore, a cell current flows from the source region 3 to the drain region 4. On the other hand, since 12 V is applied to the source region 3, the potential of the floating gate electrode 7 is raised by the coupling between the source region 3 and the floating gate electrode 7 via the capacitance. Therefore, a high electric field is generated between the channel region 5 and the floating gate electrode 7. Accordingly, the electrons in the channel region 5 are accelerated to become hot electrons, and are injected into the floating gate electrode 7 as shown by an arrow C in FIG. As a result, charges are accumulated in the floating gate electrode 7 of the selected memory cell 1, and 1-bit data is written and stored.

【0025】この書き込み動作は、消去動作と異なり、
選択されたメモリセル1毎に行うことができる。 (c)読み出しモード 読み出しモードにおいて、選択されたメモリセル1の制
御ゲート電極9に接続されているワード線WLmには4
Vが供給され、それ以外のワード線(非選択のワード
線)WLa〜WLl,WLn〜WLzの電位はグランド
レベルにされる。選択されたメモリセル1のドレイン領
域4に接続されているビット線BLmには2Vが供給さ
れ、それ以外のビット線(非選択のビット線)BLa〜
BLl,BLn〜BLzの電位はグランドレベルにされ
る。
This writing operation is different from the erasing operation.
This can be performed for each selected memory cell 1. (C) Read Mode In the read mode, four words are connected to the word line WLm connected to the control gate electrode 9 of the selected memory cell 1.
V is supplied, and the potentials of the other word lines (non-selected word lines) WLa to WLl and WLn to WLz are set to the ground level. 2 V is supplied to the bit line BLm connected to the drain region 4 of the selected memory cell 1, and the other bit lines (unselected bit lines) BLa to BLm are supplied.
The potentials of BL1, BLn to BLz are set to the ground level.

【0026】前記したように、消去状態にあるメモリセ
ル1の浮遊ゲート電極7中からは電子が引き抜かれてい
る。また、書き込み状態にあるメモリセル1の浮遊ゲー
ト電極7中には電子が注入されている。従って、消去状
態にあるメモリセル1の浮遊ゲート電極7直下のチャネ
ル領域5はオンしており、書き込み状態にあるメモリセ
ル1の浮遊ゲート電極7直下のチャネル領域5はオフし
ている。そのため、制御ゲート電極9に4Vが印加され
たとき、ドレイン領域4からソース領域3に向かって流
れるセル電流は、消去状態のメモリセル1の方が書き込
み状態のメモリセル1よりも大きくなる。
As described above, electrons are extracted from the floating gate electrode 7 of the memory cell 1 in the erased state. Electrons are injected into the floating gate electrode 7 of the memory cell 1 in the written state. Therefore, the channel region 5 immediately below the floating gate electrode 7 of the memory cell 1 in the erased state is on, and the channel region 5 immediately below the floating gate electrode 7 of the memory cell 1 in the written state is off. Therefore, when 4 V is applied to the control gate electrode 9, the cell current flowing from the drain region 4 toward the source region 3 is larger in the erased memory cell 1 than in the written memory cell 1.

【0027】この各メモリセル1間のセル電流の大小を
センスアンプ群160内の各センスアンプで判別するこ
とにより、メモリセル1に記憶されたデータの値を読み
出すことができる。例えば、消去状態のメモリセル1の
データの値を「1」、書き込み状態のメモリセル1のデ
ータの値を「0」として読み出しを行う。つまり、各メ
モリセル1に、消去状態のデータ値「1」と、書き込み
状態のデータ値「0」の2値を記憶させることができ
る。
By determining the magnitude of the cell current between the memory cells 1 by each of the sense amplifiers in the sense amplifier group 160, the value of the data stored in the memory cell 1 can be read. For example, reading is performed with the data value of the memory cell 1 in the erased state being “1” and the data value of the memory cell 1 in the written state being “0”. That is, each memory cell 1 can store two values of the data value “1” in the erased state and the data value “0” in the written state.

【0028】(d)スタンバイモード スタンバイモードにおいて、共通ソース線SL、全ての
ワード線WLa〜WLz、全てのビット線BLa〜BL
zの電位はグランドレベルに保持されている。このスタ
ンバイモードでは、全てのメモリセル1に対していかな
る動作(消去動作、書き込み動作、読み出し動作)も行
われない。
(D) Standby Mode In the standby mode, the common source line SL, all word lines WLa to WLz, and all bit lines BLa to BL
The potential of z is kept at the ground level. In this standby mode, no operation (erase operation, write operation, read operation) is performed on all the memory cells 1.

【0029】このように構成されたスプリットゲート型
メモリセル1を用いたフラッシュEEPROM151
は、選択トランジスタ11が設けられているため、個々
のメモリセル1にそれ自身を選択する機能がある。つま
り、データ消去時にフローティングゲート電極7から電
荷を引き抜く際に電荷を過剰に抜き過ぎても、選択ゲー
ト10によってチャネル領域5を非導通状態にすること
ができる。従って、過剰消去が発生したとしても、選択
トランジスタ11によってメモリセル1の導通・非導通
を制御することができ、過剰消去が問題にならない。す
なわち、メモリセル1の内部に設けられた選択トランジ
スタ11によって、そのメモリセル自身の導通・非導通
を選択することができる。
A flash EEPROM 151 using the split gate memory cell 1 constructed as described above.
Has the function of selecting itself in each memory cell 1 because the selection transistor 11 is provided. That is, the channel region 5 can be made non-conductive by the selection gate 10 even if the charge is excessively extracted when extracting the charge from the floating gate electrode 7 at the time of data erasing. Therefore, even if excessive erasure occurs, conduction / non-conduction of the memory cell 1 can be controlled by the selection transistor 11, and excessive erasure does not pose a problem. That is, the conduction / non-conduction of the memory cell itself can be selected by the selection transistor 11 provided inside the memory cell 1.

【0030】ところで、図12および図13に示すスプ
リットゲート型メモリセル1において、ソース領域3を
ドレイン領域とし、ドレイン領域4をソース領域とした
フラッシュEEPROMが、USP−5029130
(G11C 11/40)に開示されている。
In the split gate type memory cell 1 shown in FIGS. 12 and 13, a flash EEPROM in which the source region 3 is a drain region and the drain region 4 is a source region is disclosed in US Pat. No. 5,029,130.
(G11C 11/40).

【0031】図16(a)は、その場合のスプリットゲ
ート型メモリセル21を用いたフラッシュEEPROM
171のメモリセルアレイ152の一部断面図である。
図16(b)は、その場合のメモリセルアレイ152の
一部平面図である。尚、図16(a)は、図16(b)
におけるA−A線断面図である。
FIG. 16A shows a flash EEPROM using the split gate type memory cell 21 in that case.
FIG. 171 is a partial cross-sectional view of the memory cell array 152 of FIG.
FIG. 16B is a partial plan view of the memory cell array 152 in that case. FIG. 16A is a diagram corresponding to FIG.
3 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【0032】図17に、スプリットゲート型メモリセル
21を用いたフラッシュEEPROM171の全体構成
を示す。図18に、フラッシュEEPROM171の各
動作モードにおける各部の電位を示す。
FIG. 17 shows the overall configuration of a flash EEPROM 171 using the split gate type memory cell 21. FIG. 18 shows the potential of each part of the flash EEPROM 171 in each operation mode.

【0033】スプリットゲート型メモリセル21におい
て、スプリットゲート型メモリセル1と異なるのは、ソ
ース領域3およびドレイン領域4の呼び方が逆になって
いる点である。つまり、メモリセル21のソース領域3
はメモリセル1においてはドレイン領域4と呼ばれ、メ
モリセル21のドレイン領域4はメモリセル11におい
てはソース領域3と呼ばれる。
The split gate type memory cell 21 differs from the split gate type memory cell 1 in that the names of the source region 3 and the drain region 4 are reversed. That is, the source region 3 of the memory cell 21
Is called the drain region 4 in the memory cell 1, and the drain region 4 of the memory cell 21 is called the source region 3 in the memory cell 11.

【0034】フラッシュEEPROM171において、
フラッシュEEPROM151と異なるのは、共通ソー
ス線SLが接地されている点だけである。従って、いず
れの動作モードにおいても、共通ソース線SLを介して
各ソース線RSLa〜RSLmの電位はグランドレベル
に保持される。
In the flash EEPROM 171,
The only difference from the flash EEPROM 151 is that the common source line SL is grounded. Therefore, in any operation mode, the potentials of the source lines RSLa to RSLm are held at the ground level via the common source line SL.

【0035】また、書き込みモードにおいて、選択され
たメモリセル21のドレイン領域4に接続されているビ
ット線BLmには12Vが供給され、それ以外のビット
線(非選択のビット線)BLa〜BLl,BLn〜BL
zの電位はグランドレベルにされる。
In the write mode, 12 V is supplied to the bit line BLm connected to the drain region 4 of the selected memory cell 21, and the other bit lines (non-selected bit lines) BLa to BL1,. BLn-BL
The potential of z is set to the ground level.

【0036】ところで、メモリセル21においても、選
択トランジスタ11の閾値電圧Vthは0.5Vであ
る。従って、選択されたメモリセル21では、ソース領
域3中の電子は反転状態のチャネル領域5中へ移動す
る。そのため、ドレイン領域4からソース領域3に向か
ってセル電流が流れる。一方、ドレイン領域4に12V
が印加されるため、ドレイン領域4と浮遊ゲート電極7
との間の容量を介したカップリングにより、浮遊ゲート
電極7の電位が持ち上げられる。そのため、チャネル領
域5と浮遊ゲート電極7の間には高電界が生じる。従っ
て、チャネル領域5中の電子は加速されてホットエレク
トロンとなり、浮遊ゲート電極7へ注入される。その結
果、選択されたメモリセル21の浮遊ゲート電極7には
電荷が蓄積され、1ビットのデータが書き込まれて記憶
される。
Incidentally, also in the memory cell 21, the threshold voltage Vth of the selection transistor 11 is 0.5V. Therefore, in the selected memory cell 21, the electrons in the source region 3 move into the channel region 5 in the inverted state. Therefore, a cell current flows from the drain region 4 to the source region 3. On the other hand, 12 V
Is applied, the drain region 4 and the floating gate electrode 7
, The potential of the floating gate electrode 7 is raised. Therefore, a high electric field is generated between the channel region 5 and the floating gate electrode 7. Therefore, the electrons in the channel region 5 are accelerated to become hot electrons and are injected into the floating gate electrode 7. As a result, charges are accumulated in the floating gate electrode 7 of the selected memory cell 21, and 1-bit data is written and stored.

【0037】次に、図13に示すメモリセルアレイ15
2の製造方法を図19および図20に従い順を追って説
明する。 工程1(図19(a)参照);LOCOS法を用い、基
板2上にフィールド絶縁膜13(図示略)を形成する。
次に、基板2上におけるフィールド絶縁膜13の形成さ
れていない部分(素子領域)に、熱酸化法を用いてシリ
コン酸化膜から成るゲート絶縁膜6を形成する。続い
て、ゲート絶縁膜6上に浮遊ゲート電極7と成るドープ
ドポリシリコン膜31を形成する。そして、LPCVD
(Low Pressure Chemical Vaper Deposition)法を用
い、ドープドポリシリコン膜31の全面にシリコン窒化
膜32を形成する。次に、シリコン窒化膜32の全面に
レジストを塗布した後、通常のフォトリソグラフィー技
術を用いて、浮遊ゲート7を形成するためのエッチング
用マスク33を形成する。
Next, the memory cell array 15 shown in FIG.
2 will be described step by step with reference to FIGS. 19 and 20. Step 1 (see FIG. 19A): A field insulating film 13 (not shown) is formed on the substrate 2 by using the LOCOS method.
Next, a gate insulating film 6 made of a silicon oxide film is formed using a thermal oxidation method in a portion (element region) where the field insulating film 13 is not formed on the substrate 2. Subsequently, a doped polysilicon film 31 serving as the floating gate electrode 7 is formed on the gate insulating film 6. And LPCVD
A silicon nitride film 32 is formed on the entire surface of the doped polysilicon film 31 by using a (Low Pressure Chemical Vaper Deposition) method. Next, after a resist is applied to the entire surface of the silicon nitride film 32, an etching mask 33 for forming the floating gate 7 is formed by using ordinary photolithography technology.

【0038】工程2(図19(b)参照);エッチング
用マスク33を用いた異方性エッチングにより、シリコ
ン窒化膜32をエッチングする。そして、エッチング用
マスク33を剥離する。次に、LOCOS法を用い、エ
ッチングされたシリコン窒化膜32を酸化用マスクとし
てドープドポリシリコン膜31を酸化することで、絶縁
膜19を形成する。このとき、シリコン窒化膜31の端
部に絶縁膜19の端部が侵入し、バーズビーク19aが
形成される。
Step 2 (see FIG. 19B): The silicon nitride film 32 is etched by anisotropic etching using the etching mask 33. Then, the etching mask 33 is peeled off . Next, the insulating film 19 is formed by oxidizing the doped polysilicon film 31 using the etched silicon nitride film 32 as an oxidation mask using the LOCOS method. At this time, the end of the insulating film 19 penetrates into the end of the silicon nitride film 31, and a bird's beak 19a is formed.

【0039】工程3(図19(c)参照);シリコン窒
化膜32を除去する。次に、絶縁膜19をエッチング用
マスクとして用いた異方性エッチングにより、ドープド
ポリシリコン膜31をエッチングして浮遊ゲート電極7
を形成する。このとき、絶縁膜19の端部にはバーズビ
ーク19aが形成されているため、浮遊ゲート電極7の
上縁部はバーズビーク19aの形状に沿って尖鋭にな
り、突起7bが形成される。
Step 3 (see FIG. 19C): The silicon nitride film 32 is removed. Next, the doped polysilicon film 31 is etched by anisotropic etching using the insulating film 19 as an etching mask to form the floating gate electrode 7.
To form At this time, since the bird's beak 19a is formed at the end of the insulating film 19, the upper edge of the floating gate electrode 7 becomes sharp along the shape of the bird's beak 19a, and the projection 7b is formed.

【0040】工程4(図19(d)参照);熱酸化法も
しくはLPCVD法またはこれらを併用し、上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、シリコン酸化膜から成
るトンネル絶縁膜8を形成する。すると、積層された各
絶縁膜6,8は一体化される。
Step 4 (see FIG. 19D): A tunnel insulating film 8 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device formed in the above steps by using the thermal oxidation method or the LPCVD method or a combination thereof. . Then, the laminated insulating films 6 and 8 are integrated.

【0041】工程5(図20(a)参照);上記の工程
で形成されたデバイスの全面に、制御ゲート電極9と成
るドープドポリシリコン膜34を形成する。尚、ドープ
ドポリシリコン膜31,34の形成方法には以下のもの
がある。
Step 5 (see FIG. 20A): A doped polysilicon film 34 serving as the control gate electrode 9 is formed on the entire surface of the device formed in the above step. The following are the methods for forming the doped polysilicon films 31 and 34.

【0042】方法1;LPCVD法を用いてポリシリコ
ン膜を形成する際に、不純物を含んだガスを混入する。 方法2;LPCVD法を用いてノンドープのポリシリコ
ン膜を形成した後に、ポリシリコン膜上に、POCl3
などを用いて不純物拡散源層を形成し、その不純物拡散
源層からポリシリコン膜に不純物を拡散させる。
Method 1: When forming a polysilicon film using the LPCVD method, a gas containing impurities is mixed. Method 2: After forming a non-doped polysilicon film by using the LPCVD method, POCl 3 is formed on the polysilicon film.
An impurity diffusion source layer is formed using, for example, and an impurity is diffused from the impurity diffusion source layer into the polysilicon film.

【0043】方法3;LPCVD法を用いてノンドープ
のポリシリコン膜を形成した後に、不純物イオンを注入
する。 工程6(図20(b)参照);上記の工程で形成された
デバイスの全面にレジストを塗布した後、通常のフォト
リソグラフィー技術を用いて、制御ゲート電極9を形成
するためのエッチング用マスク35を形成する。
Method 3: After forming a non-doped polysilicon film using the LPCVD method, impurity ions are implanted. Step 6 (see FIG. 20B): After applying a resist to the entire surface of the device formed in the above step, an etching mask 35 for forming the control gate electrode 9 by using a normal photolithography technique. To form

【0044】工程7(図20(c)参照);エッチング
用マスク35を用いた異方性エッチングにより、ドープ
ドポリシリコン膜34をエッチングして制御ゲート電極
9を形成する。その後、エッチング用マスク35を剥離
する。
Step 7 (see FIG. 20C): The doped polysilicon film 34 is etched by anisotropic etching using the etching mask 35 to form the control gate electrode 9. Thereafter, the etching mask 35 is peeled off.

【0045】[0045]

【発明が解決しようとする課題】図21に示すように、
工程4におけるトンネル絶縁膜8の形成初期には、自然
酸化膜や構造遷移層などに起因する不完全なシリコン酸
化膜8aが形成される。この不完全なシリコン酸化膜8
aには、完全なシリコン酸化物であるO-Si-O結合だけで
なく、O-Si-Oの形をとらないダングリングボンドが含ま
れている。
As shown in FIG. 21,
In the initial stage of the formation of the tunnel insulating film 8 in Step 4, an incomplete silicon oxide film 8a due to a natural oxide film, a structural transition layer, and the like is formed. This imperfect silicon oxide film 8
a includes dangling bonds that do not take the form of O-Si-O, as well as O-Si-O bonds that are complete silicon oxides.

【0046】すなわち、工程3から工程4に移行する間
に、浮遊ゲート電極7の側壁部が酸素を含んだ外気に晒
されるため、浮遊ゲート電極7の側壁部の表面に自然酸
化膜が形成される。その自然酸化膜には、O-Si-Oの形を
とらないダングリングボンドが含まれている。
That is, during the transition from step 3 to step 4, the side wall of the floating gate electrode 7 is exposed to the outside air containing oxygen, so that a natural oxide film is formed on the surface of the side wall of the floating gate electrode 7. You. The natural oxide film contains dangling bonds that do not take the form of O-Si-O.

【0047】また、ポリシリコン膜から成る浮遊ゲート
電極7と、シリコン酸化膜から成るトンネル絶縁膜8と
の境界部分には構造遷移層が存在する。その構造遷移層
には、O-Si-Oの形をとらないダングリングボンドが存在
しやすい。
A structural transition layer exists at the boundary between the floating gate electrode 7 made of a polysilicon film and the tunnel insulating film 8 made of a silicon oxide film. Dangling bonds that do not take the form of O-Si-O are likely to exist in the structural transition layer.

【0048】図22は、不完全なシリコン酸化膜8aが
形成されたメモリセル1の断面図である。前記したよう
に、消去モードでは、図22の矢印Bに示すように、浮
遊ゲート電極7中の電子が制御ゲート電極9側へ引き抜
かれて、メモリセル1に記憶されたデータの消去が行わ
れる。このとき、高電界で加速された電子が不完全なシ
リコン酸化膜8aを含むトンネル絶縁膜8を通過するた
め、各膜8,8aには大きなストレスがかかることにな
る。
FIG. 22 is a sectional view of the memory cell 1 in which the incomplete silicon oxide film 8a has been formed. As described above, in the erase mode, as shown by the arrow B in FIG. 22, electrons in the floating gate electrode 7 are pulled out to the control gate electrode 9 side, and the data stored in the memory cell 1 is erased. . At this time, since the electrons accelerated by the high electric field pass through the tunnel insulating film 8 including the incomplete silicon oxide film 8a, a large stress is applied to each of the films 8, 8a.

【0049】そのため、書き込み動作および消去動作を
繰り返すと、消去動作時に各膜8,8aに加わるストレ
スによって、不完全なシリコン酸化膜8a中に電子トラ
ップが形成、蓄積される。その電子トラップは、浮遊ゲ
ート電極7から制御ゲート電極9への電子の移動を阻害
する。従って、書き込み回数および消去回数(すなわ
ち、データの書き換え回数)が増加するにつれて不完全
なシリコン酸化膜8a中の電子トラップも増加し、浮遊
ゲート電極7中の電子を十分に引き抜くことができなく
なる。
Therefore, when the writing operation and the erasing operation are repeated, an electron trap is formed and accumulated in the incomplete silicon oxide film 8a due to the stress applied to each of the films 8, 8a during the erasing operation. The electron trap inhibits the transfer of electrons from the floating gate electrode 7 to the control gate electrode 9. Accordingly, as the number of times of writing and the number of times of erasing (that is, the number of times of rewriting of data) increase, the number of incomplete electron traps in the silicon oxide film 8a also increases, and the electrons in the floating gate electrode 7 cannot be sufficiently extracted.

【0050】そのため、図23に示すように、読み出し
モードにおけるセル電流は、データの書き換え回数の増
加につれて、書き込み状態のメモリセル1のセル電流が
変化しないのに対し、読み出し状態のメモリセル1のセ
ル電流が低下していく。その結果、書き込み状態のメモ
リセル1のセル電流と読み出し状態のメモリセル1のセ
ル電流との差が少なくなり、前記した各メモリセル1間
のセル電流の大小の判別ができなくなる。つまり、メモ
リセル1に記憶されたデータの値を読み出すことが不可
能になり、メモリセルとしての機能を果たさなくなる。
Therefore, as shown in FIG. 23, the cell current in the read mode does not change as the number of data rewrites increases, whereas the cell current of the memory cell 1 in the read state changes. The cell current decreases. As a result, the difference between the cell current of the memory cell 1 in the write state and the cell current of the memory cell 1 in the read state decreases, and it becomes impossible to determine the magnitude of the cell current between the memory cells 1 described above. That is, it becomes impossible to read the value of the data stored in the memory cell 1, and the function as the memory cell is not performed.

【0051】このように、工程4において不完全なシリ
コン酸化膜8aが形成されると、メモリセル1における
データの書き換え回数を増加させるのが難しくなり、メ
モリセル1の動作寿命が短くなるという問題がある。そ
して、メモリセル1の動作寿命が短くなると、フラッシ
ュEEPROM151の動作寿命も短くなる。尚、この
問題は、メモリセル21およびフラッシュEEPROM
171においても同様に起こる。
As described above, when the incomplete silicon oxide film 8a is formed in the step 4, it is difficult to increase the number of times of rewriting data in the memory cell 1, and the operating life of the memory cell 1 is shortened. There is. When the operating life of the memory cell 1 is shortened, the operating life of the flash EEPROM 151 is also shortened. This problem is caused by the memory cell 21 and the flash EEPROM.
The same occurs in 171.

【0052】また、図24に示すように、工程4におい
て、熱酸化法を用いてトンネル絶縁膜8を形成した場
合、浮遊ゲート電極7の下縁部にトンネル絶縁膜8の端
部が侵入し、バーズビーク(ゲートバーズビーク)8b
が形成される恐れがある。バーズビーク8bが形成され
ると、その分だけバーズビーク8bの反対側のトンネル
絶縁膜8の表面部分に肉引けが起こって間隙8cが生じ
る。
As shown in FIG. 24, when the tunnel insulating film 8 is formed by the thermal oxidation method in the step 4, the end of the tunnel insulating film 8 penetrates into the lower edge of the floating gate electrode 7. , Bird's Beak (Gate Bird's Beak) 8b
May be formed. When the bird's beak 8b is formed, the surface of the tunnel insulating film 8 on the opposite side of the bird's beak 8b is thinned to form a gap 8c.

【0053】すると、工程5においてドープドポリシリ
コン膜34を形成した際に、間隙8c内にもドープドポ
リシリコン膜34が形成されるため、制御ゲート電極9
の下端部は間隙8cの形状に沿って尖鋭になり、突起9
aが形成される。
Then, when the doped polysilicon film 34 is formed in the step 5, the doped polysilicon film 34 is also formed in the gap 8c.
Is sharpened along the shape of the gap 8c, and the protrusion 9
a is formed.

【0054】図25は、制御ゲート電極9の下端部に突
起9aが形成されたメモリセル1の断面図である。制御
ゲート電極9の下端部に突起9aが形成されると、書き
込みモードにおいて、突起9aから電子が放出され、そ
の電子が浮遊ゲート7に誤って注入されるという現象が
起こる。この現象は、一般にリバーストンネリング現象
と呼ばれる。リバーストンネリング現象が起こると、フ
ラッシュEEPROM151の書き込みモードにおい
て、非選択のメモリセル1にも誤ってデータが書き込ま
れてしまう。つまり、各メモリセル1にそれぞれ別個の
データを書き込むことが不可能になり、EEPROMと
しての機能を果たさなくなる。
FIG. 25 is a sectional view of the memory cell 1 in which the projection 9a is formed at the lower end of the control gate electrode 9. When the projection 9a is formed at the lower end of the control gate electrode 9, in the write mode, a phenomenon occurs in which electrons are emitted from the projection 9a and the electrons are erroneously injected into the floating gate 7. This phenomenon is generally called a reverse tunneling phenomenon. When the reverse tunneling phenomenon occurs, in the write mode of the flash EEPROM 151, data is erroneously written to the unselected memory cell 1. That is, it becomes impossible to write separate data to each memory cell 1, and the function as an EEPROM is not performed.

【0055】このように、工程4においてバーズビーク
8bが形成されると、リバーストンネリング現象が起こ
り、フラッシュEEPROM151が機能しなくなると
いう問題がある。尚、この問題は、メモリセル21およ
びフラッシュEEPROM171においても同様に起こ
る。
As described above, when the bird's beak 8b is formed in the step 4, there is a problem that a reverse tunneling phenomenon occurs and the flash EEPROM 151 does not function. This problem also occurs in the memory cell 21 and the flash EEPROM 171.

【0056】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、以下の目的を有するものである。 (1)長寿命なスプリットゲート型トランジスタ製造
方法を提供する。
The present invention has been made to solve the above problems, and has the following objects. (1) A method for producing a long-life split gate transistor.

【0057】(2)リバーストンネリング現象を防止す
ることが可能なスプリットゲート型トランジスタ製造
方法を提供する。
(2) A method of manufacturing a split gate transistor capable of preventing a reverse tunneling phenomenon is provided.

【0058】[0058]

【0059】[0059]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

【0060】請求項1のスプリットゲート型トランジス
タは、浮遊ゲート電極と制御ゲート電極との間に設けら
れたトンネル絶縁膜を備え、前記浮遊ゲート電極中の電
子を前記トンネル絶縁膜を介して前記制御ゲート電極に
引き抜くことによりデータの消去を行うものであって、
半導体基板上にポリシリコン膜、アモルファスシリコン
膜、単結晶シリコン膜から成るグループから選択された
一つの導電膜を形成する工程と、その導電膜をパターニ
ングして前記浮遊ゲート電極を形成する工程と、前記浮
遊ゲート電極の側壁部全体を窒化して窒素原子を含有し
た層を形成する工程と、熱酸化法、熱窒化法、熱酸窒化
法、CVD法のうち少なくとも一つの方法を用い、上記
の工程で形成されたデバイス上に、酸化シリコン、酸窒
化シリコン、窒化シリコンのうち少なくとも一つを主成
分とする前記トンネル絶縁膜を形成する工程と、前記ト
ンネル絶縁膜を介して前記浮遊ゲート電極に対向するよ
うに前記制御ゲート電極を形成する工程と、を備えたこ
とをその要旨とする。
The split gate transistor according to the first aspect of the present invention includes a tunnel insulating film provided between the floating gate electrode and the control gate electrode, and controls the electrons in the floating gate electrode through the tunnel insulating film. Data is erased by pulling out to the gate electrode,
Forming a conductive film selected from the group consisting of a polysilicon film, an amorphous silicon film, and a single crystal silicon film on a semiconductor substrate, and forming the floating gate electrode by patterning the conductive film; A step of nitriding the entire side wall of the floating gate electrode to form a layer containing nitrogen atoms, and using at least one of a thermal oxidation method, a thermal nitridation method, a thermal oxynitridation method, and a CVD method, Forming a tunnel insulating film containing at least one of silicon oxide, silicon oxynitride, and silicon nitride as a main component on the device formed in the process; and forming the tunnel insulating film on the floating gate electrode through the tunnel insulating film. And forming the control gate electrode so as to face each other.

【0061】請求項2のスプリットゲート型トランジス
タの製造方法は、請求項1に記載の発明において、前記
浮遊ゲート電極を窒化する際に、窒素イオンの注入法、
窒素プラズマに晒す方法、窒化雰囲気中で熱処理を行う
方法からなるグループから選択されたいずれか一つの方
法を用いることをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a split gate type transistor according to the first aspect of the present invention, further comprising the steps of:
The gist of the present invention is to use any one method selected from the group consisting of a method of exposing to nitrogen plasma and a method of performing heat treatment in a nitriding atmosphere.

【0062】請求項3のスプリットゲート型トランジス
タの製造方法は、請求項1に記載の発明において、前記
浮遊ゲート電極を窒化する際に、窒素イオンの回転斜め
イオン注入法を用いることをその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a split gate transistor according to the first aspect of the present invention, wherein when the floating gate electrode is nitrided, a rotational oblique ion implantation method of nitrogen ions is used. I do.

【0063】[0063]

【0064】[0064]

【0065】[0065]

【0066】請求項4のスプリットゲート型トランジス
タの製造方法は、浮遊ゲート電極と制御ゲート電極との
間に設けられたトンネル絶縁膜を備え、前記浮遊ゲート
電極中の電子を前記トンネル絶縁膜を介して前記制御ゲ
ート電極に引き抜くことによりデータの消去を行うもの
であって、半導体基板上に前記浮遊ゲート電極を形成す
る工程と、上記の工程で形成されたデバイス上に前記ト
ンネル絶縁膜を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜中
の窒素の分布が前記制御ゲート電極と浮遊ゲート電極と
の少なくとも一方に近い部分に最大のピークを有するよ
うに前記トンネル絶縁膜を窒化する工程と、前記トンネ
ル絶縁膜を介して前記浮遊ゲート電極に対向するように
前記制御ゲート電極を形成する工程と、を備えたことを
その要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a split gate transistor, comprising a tunnel insulating film provided between a floating gate electrode and a control gate electrode, and allowing electrons in the floating gate electrode to pass through the tunnel insulating film. Erasing data by extracting the floating gate electrode on the semiconductor substrate and forming the tunnel insulating film on the device formed in the above step. And nitriding the tunnel insulating film so that the distribution of nitrogen in the tunnel insulating film has a maximum peak near at least one of the control gate electrode and the floating gate electrode; and Forming the control gate electrode so as to face the floating gate electrode with the interposition of the control gate electrode.

【0067】請求項5のスプリットゲート型トランジス
タの製造方法は、請求項4に記載の発明において、前記
トンネル絶縁膜を窒化する際に、窒素イオンの注入法、
窒素プラズマに晒す方法、窒化雰囲気中で熱処理を行う
方法からなるグループから選択されたいずれか一つの方
法を用いることをその要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a split gate transistor according to the fourth aspect of the present invention, the method further comprises the steps of:
The gist of the present invention is to use any one method selected from the group consisting of a method of exposing to nitrogen plasma and a method of performing heat treatment in a nitriding atmosphere.

【0068】[0068]

【0069】[0069]

【0070】[0070]

【0071】[0071]

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【0075】[0075]

【0076】[0076]

【0077】[0077]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)以下、本発明を具体化した第1実施形
態を図面に従って説明する。尚、本実施形態において、
図12,図13,図19,図20に示した従来の形態と
同じ構成部材については符号を等しくしてその詳細な説
明を省略する。
(First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment,
12, 13, 19, and 20, the same components as those of the conventional embodiment shown in FIGS.

【0078】図1は、本実施形態のスプリットゲート型
メモリセル41の一部断面図である。図2(a)は、ス
プリットゲート型メモリセル41を用いたフラッシュE
EPROM151のメモリセルアレイ152の一部断面
図である。図2(b)は、メモリセルアレイ152の一
部平面図である。尚、図2(a)は、図2(b)におけ
るA−A線断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view of a split gate type memory cell 41 of this embodiment. FIG. 2A shows a flash E using a split gate type memory cell 41.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a memory cell array 152 of the EPROM 151. FIG. 2B is a partial plan view of the memory cell array 152. FIG. 2A is a sectional view taken along line AA in FIG. 2B.

【0079】図1および図2において、図12および図
13と異なるのは以下の点だけである。 (1)基板2上に複数のスプリットゲート型メモリセル
(スプリットゲート型トランジスタ)41が配置されて
いる。各メモリセル41は、ソース領域3、ドレイン領
域4、チャネル領域5、浮遊ゲート電極7、制御ゲート
電極9から構成されている。
FIGS. 1 and 2 differ from FIGS. 12 and 13 only in the following points. (1) A plurality of split gate type memory cells (split gate type transistors) 41 are arranged on a substrate 2. Each memory cell 41 includes a source region 3, a drain region 4, a channel region 5, a floating gate electrode 7, and a control gate electrode 9.

【0080】基板2上の占有面積を小さく抑えることを
目的に、2つのメモリセル41(以下、2つを区別する
ため「41a」「41b」と表記する)は、ソース領域
3を共通にし、その共通のソース領域3に対して浮遊ゲ
ート電極7および制御ゲート電極9が反転した形で配置
されている。
For the purpose of keeping the occupied area on the substrate 2 small, two memory cells 41 (hereinafter, referred to as “41a” and “41b” for distinguishing the two) share the source region 3 and The floating gate electrode 7 and the control gate electrode 9 are arranged in an inverted manner with respect to the common source region 3.

【0081】(2)浮遊ゲート電極7の側壁部に、窒素
原子を1〜10%程度の濃度で含有したドープドポリシリ
コン膜から成る層(以下、窒素原子含有層という)7a
が設けられている。浮遊ゲート電極7の形状は直方体で
あり、その4つの側壁部全てに窒素原子含有層7aが設
けられている。
(2) On the side wall of the floating gate electrode 7, a layer 7a of a doped polysilicon film containing nitrogen atoms at a concentration of about 1 to 10% (hereinafter referred to as a nitrogen atom-containing layer) 7a
Is provided. The shape of the floating gate electrode 7 is a rectangular parallelepiped, and a nitrogen atom-containing layer 7a is provided on all four side walls.

【0082】尚、本実施形態のスプリットゲート型メモ
リセル41を用いたフラッシュEEPROM51の全体
構成は、図14に示した従来の形態と同じである。ま
た、本実施形態のフラッシュEEPROM51の各動作
モードにおける各部の電位は、図15に示した従来の形
態と同じである。
The overall configuration of a flash EEPROM 51 using the split gate type memory cell 41 of the present embodiment is the same as the conventional configuration shown in FIG. Further, the potential of each part in each operation mode of the flash EEPROM 51 of the present embodiment is the same as that of the conventional mode shown in FIG.

【0083】次に、本実施形態の製造方法を図3〜図5
に従い順を追って説明する。 工程1(図3(a)参照)、工程2(図3(b)参
照);従来の形態の工程1、工程2と同じである。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described with reference to FIGS.
Will be described step by step. Step 1 (see FIG. 3A), Step 2 (see FIG. 3B); the same as Steps 1 and 2 of the conventional embodiment.

【0084】工程3(図3(c)参照);シリコン窒化
膜32を除去する。次に、絶縁膜19をエッチング用マ
スクとして用いた異方性エッチングにより、ドープドポ
リシリコン膜31をエッチングして浮遊ゲート電極7を
形成する。このとき、絶縁膜19の端部にはバーズビー
ク19aが形成されているため、浮遊ゲート電極7の上
縁部はバーズビーク19aの形状に沿って尖鋭になり、
突起7bが形成される。以上の工程は、従来の形態の工
程3と同じである。
Step 3 (see FIG. 3C): The silicon nitride film 32 is removed. Next, the floating gate electrode 7 is formed by etching the doped polysilicon film 31 by anisotropic etching using the insulating film 19 as an etching mask. At this time, since the bird's beak 19a is formed at the end of the insulating film 19, the upper edge of the floating gate electrode 7 becomes sharp along the shape of the bird's beak 19a,
The projection 7b is formed. The above steps are the same as step 3 of the conventional embodiment.

【0085】続いて、浮遊ゲート電極7の側壁部に窒素
イオンを注入することで、窒素原子含有層7aを形成す
る。このとき、直方体を成す浮遊ゲート電極7の4つの
側壁部に均等に窒素イオンを注入するためには、基板2
が形成されたシリコンウェハ(図示略)全体を回転させ
ながら、基板2の表面に立つ法線から概ね60°程度の角
度で窒素イオンを注入することが望ましい。このよう
に、シリコンウェハ全体を回転させながら、シリコンウ
ェハに対して所定の角度でイオン注入を行う方法は、一
般に回転斜めイオン注入法と呼ばれる。ここで、窒素イ
オンの注入条件は、注入エネルギー:10keV 程度、ドー
ズ量:1×1015〜5×1016atoms/cm2程度である。
尚、注入エネルギー:10keV における窒素イオンのポリ
シリコン膜中の注入飛程(RP;Projection Range)は
0.02μm程度であり、注入された窒素イオンは、浮遊ゲ
ート電極7の側壁部のごく表面近傍だけに導入されるた
め、窒素原子含有層7aの膜厚もごく薄いものとなる。
Subsequently, nitrogen ions are implanted into the side wall of the floating gate electrode 7 to form a nitrogen atom-containing layer 7a. At this time, in order to uniformly implant nitrogen ions into the four side walls of the floating gate electrode 7 having a rectangular parallelepiped shape, the substrate 2
It is desirable to implant nitrogen ions at an angle of about 60 ° from a normal standing on the surface of the substrate 2 while rotating the entire silicon wafer (not shown) on which is formed. A method of performing ion implantation at a predetermined angle on a silicon wafer while rotating the entire silicon wafer in this manner is generally called a rotational oblique ion implantation method. Here, the conditions for implanting nitrogen ions are as follows: implantation energy: about 10 keV, and dose: about 1 × 10 15 to 5 × 10 16 atoms / cm 2 .
The injection range (RP; Projection Range) of nitrogen ions in the polysilicon film at an implantation energy of 10 keV is as follows.
Since the implanted nitrogen ions are introduced only near the very surface of the side wall of the floating gate electrode 7, the thickness of the nitrogen atom-containing layer 7a becomes very small.

【0086】工程4(図3(d)参照);熱酸化法もし
くはLPCVD法またはこれらを併用し、上記の工程で
形成されたデバイスの全面に、シリコン酸化膜から成る
トンネル絶縁膜8を形成する。すると、積層された各絶
縁膜6,8は一体化される。
Step 4 (see FIG. 3D): A tunnel insulating film 8 made of a silicon oxide film is formed on the entire surface of the device formed in the above steps by using the thermal oxidation method, the LPCVD method, or a combination thereof. . Then, the laminated insulating films 6 and 8 are integrated.

【0087】このとき、浮遊ゲート電極7の側壁部に窒
素原子含有層7aが設けられているため、トンネル絶縁
膜8の形成初期において、自然酸化膜や構造遷移層など
に起因する不完全なシリコン酸化膜が形成されることは
ない。
At this time, since the nitrogen-containing layer 7 a is provided on the side wall of the floating gate electrode 7, in the initial stage of the formation of the tunnel insulating film 8, incomplete silicon due to a natural oxide film, a structural transition layer, No oxide film is formed.

【0088】すなわち、窒素原子含有層7aが設けられ
ているため、工程3から工程4に移行する間に、浮遊ゲ
ート電極7の側壁部が酸素を含んだ外気に晒されても、
浮遊ゲート電極7の側壁部の表面に、O-Si-Oの形をとら
ないダングリングボンドを含む自然酸化膜の形成が抑制
される。
That is, since the nitrogen atom-containing layer 7a is provided, even if the side wall of the floating gate electrode 7 is exposed to the outside air containing oxygen during the transition from the step 3 to the step 4,
The formation of a natural oxide film containing a dangling bond that does not take the form of O-Si-O is suppressed on the surface of the side wall of the floating gate electrode 7.

【0089】また、前記したように、ポリシリコン膜か
ら成る浮遊ゲート電極7と、シリコン酸化膜から成るト
ンネル絶縁膜8との境界部分には構造遷移層が存在す
る。その構造遷移層には、O-Si-Oの形をとらないダング
リングボンドが発生しやすい。しかし、そのダングリン
グボンドの未結合手は、窒素原子含有層7aに含まれる
3価の窒素原子によってターミネートされる。その結
果、構造遷移層のダングリングボンドの発生を抑制する
ことができる。
As described above, the structural transition layer exists at the boundary between the floating gate electrode 7 made of a polysilicon film and the tunnel insulating film 8 made of a silicon oxide film. Dangling bonds that do not take the form of O-Si-O are likely to occur in the structural transition layer. However, dangling bonds are not terminated by trivalent nitrogen atoms contained in the nitrogen atom-containing layer 7a. As a result, generation of dangling bonds in the structural transition layer can be suppressed.

【0090】加えて、窒素原子含有層7aが設けられて
いるため、熱酸化法を用いてトンネル絶縁膜8を形成し
た場合でも、浮遊ゲート電極7の下縁部にトンネル絶縁
膜8の端部が侵入してバーズビーク(ゲートバーズビー
ク)が抑制される。
In addition, since the nitrogen atom-containing layer 7a is provided, even when the tunnel insulating film 8 is formed by using the thermal oxidation method, the end of the tunnel insulating film 8 is formed on the lower edge of the floating gate electrode 7. And bird's beak (gate bird's beak) is suppressed.

【0091】工程5(図4(a)参照)〜工程7(図4
(c)参照);従来の形態の工程5〜工程7と同じであ
る。 工程8(図5(a)参照);上記の工程で形成されたデ
バイスの全面にレジストを塗布した後、通常のフォトリ
ソグラフィー技術を用いて、ソース領域3を形成するた
めのイオン注入用マスク42を形成する。次に、通常の
イオン注入法を用い、リンイオン(P+)を注入してソ
ース領域3を形成する。その後、イオン注入用マスク4
2を剥離する。
Step 5 (see FIG. 4A) to Step 7 (see FIG.
(See (c)); the same as steps 5 to 7 in the conventional embodiment. Step 8 (see FIG. 5A): After applying a resist to the entire surface of the device formed in the above-described step, an ion implantation mask 42 for forming the source region 3 using ordinary photolithography technology. To form Next, the source region 3 is formed by implanting phosphorus ions (P + ) using a normal ion implantation method. Then, the ion implantation mask 4
2 is peeled off.

【0092】このとき、イオン注入用マスク42は、少
なくとも基板2上のドレイン領域4と成る部分を覆うよ
うに形成すると共に、浮遊ゲート電極7上をはみ出さな
いように形成する。その結果、ソース領域3の位置は、
浮遊ゲート電極7の端部によって規定される。
At this time, the ion implantation mask 42 is formed so as to cover at least a portion to be the drain region 4 on the substrate 2 and not to protrude above the floating gate electrode 7. As a result, the position of the source region 3 is
It is defined by the end of the floating gate electrode 7.

【0093】工程9(図5(b)参照);上記の工程で
形成されたデバイスの全面にレジストを塗布した後、通
常のフォトリソグラフィー技術を用いて、ドレイン領域
4を形成するためのイオン注入用マスク43を形成す
る。次に、通常のイオン注入法を用い、ヒ素イオン(A
+)を注入してドレイン領域4を形成する。
Step 9 (see FIG. 5B): After a resist is applied to the entire surface of the device formed in the above step, ion implantation for forming the drain region 4 is performed by using ordinary photolithography technology. A mask 43 is formed. Next, arsenic ions (A
s + ) is implanted to form the drain region 4.

【0094】このとき、イオン注入用マスク43は、少
なくともソース領域3を覆うように形成する。 工程10(図5(c)参照);イオン注入用マスク43
を剥離すると、本実施形態のスプリットゲート型メモリ
セル41(41a,41b)が完成する。
At this time, the ion implantation mask 43 is formed so as to cover at least the source region 3. Step 10 (see FIG. 5C); mask 43 for ion implantation
Is removed, the split gate memory cell 41 (41a, 41b) of the present embodiment is completed.

【0095】このように本実施形態によれば、以下の作
用および効果を得ることができる。 〔1〕浮遊ゲート電極7の側壁部に窒素原子含有層7a
が設けられている。そのため、工程4におけるトンネル
絶縁膜8の形成初期にも、従来の形態の図21に示すよ
うな不完全なシリコン酸化膜が形成されることはない。
As described above, according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained. [1] A nitrogen atom-containing layer 7a is formed on the side wall of the floating gate electrode 7.
Is provided. Therefore, even in the initial stage of the formation of the tunnel insulating film 8 in the step 4, an incomplete silicon oxide film as shown in FIG. 21 of the conventional embodiment is not formed.

【0096】〔2〕上記〔1〕より、メモリセル41に
対して、書き込み動作および消去動作を繰り返しても、
消去動作時にトンネル絶縁膜8に加わるストレスによっ
て、トンネル絶縁膜8中に電子トラップが形成されるこ
とはない。従って、データの書き換え回数が増加して
も、消去モードにおいて、浮遊ゲート電極7中の電子を
十分に引き抜くことができる。
[2] From the above [1], even if the write operation and the erase operation are repeated for the memory cell 41,
An electron trap is not formed in the tunnel insulating film 8 due to the stress applied to the tunnel insulating film 8 during the erase operation. Therefore, even if the number of times of data rewriting increases, electrons in the floating gate electrode 7 can be sufficiently extracted in the erase mode.

【0097】そのため、データの書き換え回数が増加し
ても、読み出しモードにおいて、読み出し状態のメモリ
セル41のセル電流が低下することはない。従って、書
き込み状態のメモリセル41のセル電流と読み出し状態
のメモリセル41のセル電流との差が少なくなることは
なく、前記した各メモリセル41間のセル電流の大小の
判別を容易に行うことができる。
Therefore, even if the number of times of data rewriting increases, the cell current of the memory cell 41 in the read state does not decrease in the read mode. Therefore, the difference between the cell current of the memory cell 41 in the write state and the cell current of the memory cell 41 in the read state does not decrease, and the magnitude of the cell current between the memory cells 41 can be easily determined. Can be.

【0098】〔3〕上記〔2〕より、メモリセル41に
おけるデータの書き換え回数を増加させることが可能に
なり、メモリセル41の動作寿命を長くすることができ
る。その結果、フラッシュEEPROM51の動作寿命
を長くすることもできる。
[3] From the above [2], the number of times of rewriting data in the memory cell 41 can be increased, and the operating life of the memory cell 41 can be extended. As a result, the operating life of the flash EEPROM 51 can be extended.

【0099】〔4〕窒素原子含有層7aが設けられてい
るため、浮遊ゲート電極7の下縁部にトンネル絶縁膜8
の端部が侵入してバーズビーク(ゲートバーズビーク)
が形成されることはない。そのため、工程4におけるに
おけるトンネル絶縁膜8の形成時に、従来の形態の図2
4に示すようなトンネル絶縁膜8の間隙8cが生じるこ
とはない。そして、工程5におけるドープドポリシリコ
ン膜34の形成時に、従来の形態の図25に示すような
制御ゲート電極9の下端部の突起9aが形成されること
はない。
[4] Since the nitrogen-containing layer 7 a is provided, the tunnel insulating film 8 is formed on the lower edge of the floating gate electrode 7.
Bird's beak (gate bird's beak)
Is not formed. Therefore, at the time of forming the tunnel insulating film 8 in the step 4, the conventional mode shown in FIG.
The gap 8c of the tunnel insulating film 8 as shown in FIG. 4 does not occur. Then, when the doped polysilicon film 34 is formed in the step 5, the projection 9a at the lower end of the control gate electrode 9 as shown in FIG. 25 of the conventional embodiment is not formed.

【0100】〔5〕上記〔4〕より、書き込みモードに
おいて、制御ゲート電極9から電子が放出され、その電
子が浮遊ゲート7に誤って注入されるという現象(リバ
ーストンネリング現象)が起こることはない。従って、
フラッシュEEPROM51の書き込みモードにおい
て、非選択のメモリセル41にも誤ってデータが書き込
まれることはなく、各メモリセル41にそれぞれ別個の
データを書き込むことができる。
[5] From the above [4], in the write mode, the phenomenon that electrons are emitted from the control gate electrode 9 and the electrons are erroneously injected into the floating gate 7 (reverse tunneling phenomenon) does not occur. . Therefore,
In the write mode of the flash EEPROM 51, data is not erroneously written to the non-selected memory cells 41, and individual data can be written to each memory cell 41.

【0101】〔6〕回転斜めイオン注入法を用いて窒素
原子含有層7aを形成している。従って、窒素原子含有
層7aを高い制御性で容易に形成することができる。 〔7〕工程3において、窒素原子含有層7aを形成する
際の窒素イオンの注入条件について、ドーズ量の範囲は
1×1015〜5×1016atoms/cm2程度が適当であり、
この範囲より多くなると窒化シリコンが形成されてトン
ネル絶縁膜8の形成が阻害される傾向があり、この範囲
より少なくなると前記効果が小さくなるという傾向があ
る。
[6] The nitrogen atom-containing layer 7a is formed by oblique rotation ion implantation. Therefore, the nitrogen atom-containing layer 7a can be easily formed with high controllability. [7] In step 3, as for the conditions for implanting nitrogen ions when forming the nitrogen atom-containing layer 7a, the dose range is suitably about 1 × 10 15 to 5 × 10 16 atoms / cm 2 ,
If the amount exceeds this range, silicon nitride tends to be formed and the formation of the tunnel insulating film 8 tends to be hindered. If the amount is below this range, the effect tends to decrease.

【0102】(第2実施形態)以下、本発明を具体化し
た第2実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形
態において、図12,図13,図19,図20に示した
従来の形態と同じ構成部材については符号を等しくして
その詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the same components as those in the conventional embodiment shown in FIGS. 12, 13, 19, and 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

【0103】図6(a)は、本実施形態のスプリットゲ
ート型メモリセル61を用いたフラッシュEEPROM
71のメモリセルアレイ152の一部断面図である。図
6(b)は、メモリセルアレイ152の一部平面図であ
る。尚、図6(a)は、図6(b)におけるA−A線断
面図である。
FIG. 6A shows a flash EEPROM using the split gate type memory cell 61 of this embodiment.
71 is a partial cross-sectional view of a memory cell array 152 of FIG. FIG. 6B is a partial plan view of the memory cell array 152. FIG. 6A is a sectional view taken along line AA in FIG. 6B.

【0104】図6において、図12および図13と異な
るのは以下の点だけである。 (1)基板2上に複数のスプリットゲート型メモリセル
(スプリットゲート型トランジスタ)61が配置されて
いる。各メモリセル41は、ソース領域3、ドレイン領
域4、チャネル領域5、浮遊ゲート電極7、制御ゲート
電極9から構成されている。
FIG. 6 differs from FIGS. 12 and 13 only in the following points. (1) A plurality of split gate type memory cells (split gate type transistors) 61 are arranged on a substrate 2. Each memory cell 41 includes a source region 3, a drain region 4, a channel region 5, a floating gate electrode 7, and a control gate electrode 9.

【0105】基板2上の占有面積を小さく抑えることを
目的に、2つのメモリセル61(以下、2つを区別する
ため「61a」「61b」と表記する)は、ソース領域
3を共通にし、その共通のソース領域3に対して浮遊ゲ
ート電極7および制御ゲート電極9が反転した形で配置
されている。
For the purpose of reducing the occupied area on the substrate 2, two memory cells 61 (hereinafter, referred to as "61a" and "61b" for distinguishing the two) share the source region 3, The floating gate electrode 7 and the control gate electrode 9 are arranged in an inverted manner with respect to the common source region 3.

【0106】(2)トンネル絶縁膜8が窒素原子を含有
している。図7〜図9に、トンネル絶縁膜8に含有され
る窒素原子の分布および濃度を示す。図7に、トンネル
絶縁膜8中において、浮遊ゲート電極7に近い部分に窒
素濃度のピークがある場合を示す。
(2) The tunnel insulating film 8 contains nitrogen atoms. 7 to 9 show the distribution and concentration of nitrogen atoms contained in the tunnel insulating film 8. FIG. FIG. 7 shows a case where a portion of the tunnel insulating film 8 near the floating gate electrode 7 has a nitrogen concentration peak.

【0107】図8に、トンネル絶縁膜8中において、制
御ゲート電極9に近い部分に窒素濃度のピークがある場
合を示す。図9に、トンネル絶縁膜8中において、浮遊
ゲート電極7に近い部分と制御ゲート電極9に近い部分
の両方に窒素濃度のピークがある場合を示す。
FIG. 8 shows a case where the tunnel insulating film 8 has a nitrogen concentration peak near the control gate electrode 9. FIG. 9 shows a case where the nitrogen concentration peaks both in the portion near the floating gate electrode 7 and in the portion near the control gate electrode 9 in the tunnel insulating film 8.

【0108】尚、図7〜図8において、(a)〜(c)
には窒素濃度のピークレベルが大きい場合、(g)〜
(i)には窒素濃度のピークレベルが小さい場合、
(d)〜(f)には窒素濃度のピークレベルが(a)〜
(c)と(g)〜(i)との中間の場合を示す。また、
(a)(d)(g)には窒素分布がナローな場合、
(c)(f)(i)には窒素分布がブロードな場合、
(b)(e)(h)には窒素分布が(a)(d)(g)
と(c)(f)(i)との中間の場合を示す。
In FIGS. 7 and 8, (a) to (c)
When the peak level of nitrogen concentration is large,
In (i), when the peak level of the nitrogen concentration is small,
(D) to (f) show the peak levels of the nitrogen concentration in (a) to (f).
The case between (c) and (g) to (i) is shown. Also,
(A) (d) (g) when the nitrogen distribution is narrow,
(C) (f) (i) when the nitrogen distribution is broad,
(B) In (e) and (h), the nitrogen distribution is (a) (d) (g)
And (c), (f), and (i).

【0109】前記したように、浮遊ゲート電極7とトン
ネル絶縁膜8との境界部分には構造遷移層が存在し、そ
の構造遷移層にはO-Si-Oの形をとらないダングリングボ
ンドが発生しやすい。しかし、その構造遷移層に対応す
るトンネル絶縁膜8に窒素原子を含有させることによ
り、そのダングリングボンドの未結合手を3価の窒素原
子によってターミネートすることが可能になり、ダング
リングボンドをなくすことができる。
As described above, the structural transition layer exists at the boundary between the floating gate electrode 7 and the tunnel insulating film 8, and the structural transition layer has a dangling bond that does not take the form of O—Si—O. Likely to happen. However, by including nitrogen atoms in the tunnel insulating film 8 corresponding to the structural transition layer, dangling bonds can be terminated with trivalent nitrogen atoms, thereby eliminating dangling bonds. be able to.

【0110】従って、図7または図9に示すように、ト
ンネル絶縁膜8中において浮遊ゲート電極7に近い部分
に窒素濃度のピークがあれば、構造遷移層のダングリン
グボンドをなくすことができる。
Therefore, as shown in FIG. 7 or FIG. 9, if there is a peak of the nitrogen concentration near the floating gate electrode 7 in the tunnel insulating film 8, dangling bonds in the structural transition layer can be eliminated.

【0111】但し、その場合の窒素濃度には最適値があ
り、それよりも濃度が高くなるとトンネル絶縁膜8中の
応力が増大するという問題が起こり、最適値よりも濃度
が低くなるとダングリングボンドの未結合手を完全には
ターミネートできなくなるという問題が起こる。
However, in this case, there is an optimum value for the nitrogen concentration. If the concentration is higher than that, a problem occurs that the stress in the tunnel insulating film 8 increases. If the concentration is lower than the optimum value, the dangling bond This causes a problem that the unbonded hands cannot be completely terminated.

【0112】ところで、図8または図9に示すように、
トンネル絶縁膜8中において制御ゲート電極9に近い部
分に窒素分布のピークがある場合は、消去動作時に発生
する電子トラップを抑制することができる。また。窒素
分布がブロードな場合には、界面近傍以外に発生する電
子トラップについても抑制することができる。
By the way, as shown in FIG. 8 or FIG.
If there is a peak of the nitrogen distribution near the control gate electrode 9 in the tunnel insulating film 8, it is possible to suppress electron traps generated during the erase operation. Also. When the nitrogen distribution is broad, it is possible to suppress electron traps generated other than near the interface.

【0113】従って、トンネル絶縁膜8中の窒素原子の
分布状態がブロードであるか、または、トンネル絶縁膜
8中における制御ゲート電極9に近い部分まで窒素原子
が含有していることが望ましい。
Therefore, it is desirable that the distribution state of nitrogen atoms in tunnel insulating film 8 is broad or that nitrogen atoms are contained in a portion of tunnel insulating film 8 close to control gate electrode 9.

【0114】尚、本実施形態のスプリットゲート型メモ
リセル61を用いたフラッシュEEPROM71の全体
構成は、図14に示した従来の形態と同じである。ま
た、本実施形態のフラッシュEEPROM71の各動作
モードにおける各部の電位は、図15に示した従来の形
態と同じである。
The overall configuration of a flash EEPROM 71 using the split gate type memory cell 61 of the present embodiment is the same as the conventional configuration shown in FIG. Further, the potential of each part in each operation mode of the flash EEPROM 71 of the present embodiment is the same as that of the conventional form shown in FIG.

【0115】次に、本実施形態の製造方法を説明する。
本実施形態の製造方法において、従来の形態および第1
実施形態と異なるのは以下の点だけである。すなわち、
従来の形態の工程4が終了した後に、窒化雰囲気(NH
3など)中で熱処理を行うことにより、トンネル絶縁膜
8に窒素原子を含有させる。このとき、トンネル絶縁膜
8の膜厚および熱処理条件を調節することにより、図7
〜図9に示すように、トンネル絶縁膜8に含有される窒
素原子の分布および濃度を調整することができる。
Next, the manufacturing method of this embodiment will be described.
In the manufacturing method according to this embodiment, the conventional method and the first method are used.
Only the following points are different from the embodiment. That is,
After the conventional step 4 is completed, a nitriding atmosphere (NH
3 ), the tunnel insulating film 8 contains nitrogen atoms. At this time, by adjusting the thickness of the tunnel insulating film 8 and the heat treatment conditions, the thickness of FIG.
9, the distribution and concentration of nitrogen atoms contained in tunnel insulating film 8 can be adjusted.

【0116】その後、第1実施形態の工程5〜工程10
を経て、本実施形態のスプリットゲート型メモリセル6
1が完成する。このように本実施形態によれば、トンネ
ル絶縁膜8が窒素原子を含有しているため、第1実施形
態の〔1〕〜〔3〕と同様の作用および効果を得ること
ができる。また、トンネル絶縁膜8に窒素原子を含有さ
せる方法として、窒化雰囲気中での熱処理を用いるた
め、トンネル絶縁膜8に含有される窒素原子の分布およ
び濃度を容易に所望の状態にすることができる。
Thereafter, steps 5 to 10 of the first embodiment
Through the split gate type memory cell 6 of the present embodiment.
1 is completed. As described above, according to the present embodiment, since the tunnel insulating film 8 contains nitrogen atoms, the same operations and effects as [1] to [3] of the first embodiment can be obtained. In addition, since the heat treatment in a nitriding atmosphere is used as a method for causing the tunnel insulating film 8 to contain nitrogen atoms, the distribution and concentration of the nitrogen atoms contained in the tunnel insulating film 8 can be easily set to a desired state. .

【0117】尚、上記各実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 (1)第1実施形態において、浮遊ゲート電極7の4つ
の側壁部の全てに窒素原子含有層7aを設けるのではな
く、消去モードにおいて電子が飛び出す部分だけに窒素
原子含有層7aを設ける。この場合には、窒素原子含有
層7aの形成にあたって、回転斜めイオン注入法を用い
る必要はなく、通常の斜めイオン注入法を用いて浮遊ゲ
ート電極7の必要な箇所のみに窒素イオンを注入すれば
よい。
The above embodiments may be modified as follows, and even in such a case, the same operation and effect can be obtained. (1) In the first embodiment, the nitrogen atom-containing layer 7a is provided only on a portion where electrons jump out in the erase mode, instead of providing the nitrogen atom-containing layer 7a on all four side walls of the floating gate electrode 7. In this case, when forming the nitrogen atom-containing layer 7a, it is not necessary to use the rotary oblique ion implantation method, and nitrogen ions may be implanted only into the necessary portions of the floating gate electrode 7 using the normal oblique ion implantation method. Good.

【0118】(2)第1実施形態において、窒素原子含
有層7aを形成するに際して、イオン注入法ではなく、
以下の方法を用いる。 (a)浮遊ゲート電極7の側壁部を窒素プラズマに晒
す。
(2) In the first embodiment, when forming the nitrogen atom-containing layer 7a, instead of the ion implantation method,
The following method is used. (A) Exposing the side wall of the floating gate electrode 7 to nitrogen plasma.

【0119】(b)浮遊ゲート電極7の形成後に、窒化
雰囲気(NH3など)中で熱処理を行う。 (3)第2実施形態において、トンネル絶縁膜8に窒素
原子を含有させるに際して、窒化雰囲気中で熱処理を行
うのではなく、以下の方法を用いる。
(B) After the formation of the floating gate electrode 7, a heat treatment is performed in a nitriding atmosphere (such as NH 3 ). (3) In the second embodiment, when the tunnel insulating film 8 contains nitrogen atoms, the following method is used instead of performing heat treatment in a nitriding atmosphere.

【0120】(a)トンネル絶縁膜8を窒素プラズマに
晒す。 (b)トンネル絶縁膜8に窒素イオンを注入する。 (c)制御ゲート電極9と成るドープドポリシリコン膜
34中に窒素原子を含有させ、そのドープドポリシリコ
ン膜34中の窒素をトンネル絶縁膜8中に拡散させる。
(A) The tunnel insulating film 8 is exposed to nitrogen plasma. (B) Nitrogen ions are implanted into the tunnel insulating film 8. (C) The doped polysilicon film 34 serving as the control gate electrode 9 contains nitrogen atoms, and the nitrogen in the doped polysilicon film 34 is diffused into the tunnel insulating film 8.

【0121】(4)絶縁膜19を省く。 (5)各絶縁膜6,8を、酸化シリコン、酸窒化シリコ
ン、窒化シリコンのうち少なくとも一つを主成分とする
他の絶縁膜に置き代る。その絶縁膜の形成には、熱酸化
法、熱窒化法、熱酸窒化法、CVD法のうち少なくとも
一つの方法を用いればよい。また、これらの異なる絶縁
膜を複数積層した構造に置き代える。
(4) The insulating film 19 is omitted. (5) Each of the insulating films 6 and 8 is replaced with another insulating film containing at least one of silicon oxide, silicon oxynitride, and silicon nitride as a main component. In order to form the insulating film, at least one of a thermal oxidation method, a thermal nitridation method, a thermal oxynitridation method, and a CVD method may be used. Further, a structure in which a plurality of these different insulating films are stacked is replaced.

【0122】(6)各ゲート電極7,9の材質をそれぞ
れ、ドープドポリシリコン以外の導電性材料(アモルフ
ァスシリコン、単結晶シリコン、高融点金属を含む各種
金属、シリサイドなど)に置き代える。
(6) The material of each of the gate electrodes 7 and 9 is replaced with a conductive material other than doped polysilicon (amorphous silicon, single crystal silicon, various metals including refractory metals, silicide, etc.).

【0123】(7)P型単結晶シリコン基板2をP型ウ
ェルに置き代える。 (8)ソース領域3を形成するために注入する不純物イ
オンを、リンイオン以外のN型不純物イオン(ヒ素、ア
ンチモンなど)に置き代える。また、ドレイン領域4を
形成するために注入する不純物イオンを、ヒ素イオン以
外のN型不純物イオン(リン、アンチモンなど)に置き
代える。
(7) The P-type single crystal silicon substrate 2 is replaced with a P-type well. (8) The impurity ions implanted to form the source region 3 are replaced with N-type impurity ions (arsenic, antimony, etc.) other than phosphorus ions. Further, the impurity ions implanted to form the drain region 4 are replaced with N-type impurity ions (such as phosphorus and antimony) other than arsenic ions.

【0124】(9)P型単結晶シリコン基板2をN型単
結晶シリコン基板またはN型ウェルに置き代え、ソース
領域3およびドレイン領域4を形成するために注入する
不純物イオンとしてP型不純物イオン(ホウ素、インジ
ウムなど)を用いる。
(9) The P-type single-crystal silicon substrate 2 is replaced with an N-type single-crystal silicon substrate or an N-type well, and P-type impurity ions (P-type impurity ions) are implanted to form the source region 3 and the drain region 4. Boron, indium, etc.).

【0125】(10)第1実施形態において、スプリッ
トゲート型メモリセル41のソース領域3をドレイン領
域とし、ドレイン領域4をソース領域とする。図10
に、その場合のメモリセルアレイ152の一部断面図を
示す。この場合のフラッシュEEPROM81の全体構
成は、図17に示した従来の形態と同じである。また、
これの場合のフラッシュEEPROM81の各動作モー
ドにおける各部の電位は、図18に示した従来の形態と
同じである。
(10) In the first embodiment, the source region 3 of the split gate memory cell 41 is a drain region, and the drain region 4 is a source region. FIG.
FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the memory cell array 152 in that case. The overall configuration of the flash EEPROM 81 in this case is the same as the conventional configuration shown in FIG. Also,
In this case, the potential of each part in each operation mode of the flash EEPROM 81 is the same as that of the conventional embodiment shown in FIG.

【0126】(11)第2実施形態において、スプリッ
トゲート型メモリセル61のソース領域3をドレイン領
域とし、ドレイン領域4をソース領域とする。図11
に、その場合のメモリセルアレイ152の一部断面図を
示す。この場合のフラッシュEEPROM91の全体構
成は、図17に示した従来の形態と同じである。また、
これの場合のフラッシュEEPROM91の各動作モー
ドにおける各部の電位は、図18に示した従来の形態と
同じである。
(11) In the second embodiment, the source region 3 of the split gate memory cell 61 is a drain region, and the drain region 4 is a source region. FIG.
FIG. 2 shows a partial cross-sectional view of the memory cell array 152 in that case. The overall configuration of the flash EEPROM 91 in this case is the same as the conventional configuration shown in FIG. Also,
In this case, the potential of each part in each operation mode of the flash EEPROM 91 is the same as that of the conventional embodiment shown in FIG.

【0127】(12)第1実施形態と第2実施形態とを
併用する。以上、各実施形態について説明したが、各実
施形態から把握できる請求項以外の技術的思想につい
て、以下にそれらの効果と共に記載する。
(12) The first embodiment and the second embodiment are used together. Although the embodiments have been described above, technical ideas other than the claims that can be grasped from the embodiments will be described below along with their effects.

【0128】[0128]

【0129】(イ)請求項1〜5のいずれか1項に記載
のスプリットゲート型トランジスタの製造方法におい
て、LOCOS法を用い、浮遊ゲート電極(7)上に絶
縁膜(19)を形成し、その絶縁膜の端部に形成された
バーズビーク(19a)により、浮遊ゲート電極の上部
のカドに突起(7a)を形成する工程を備えたスプリッ
トゲート型トランジスタの製造方法。
(A) In the method of manufacturing a split gate transistor according to any one of claims 1 to 5 , an insulating film (19) is formed on the floating gate electrode (7) by using the LOCOS method. A method of manufacturing a split gate transistor, comprising a step of forming a projection (7a) on a quad above a floating gate electrode by a bird's beak (19a) formed at an end of the insulating film.

【0130】上記(イ)のようにすれば、浮遊ゲート電
極に突起が形成されるため、浮遊ゲート電極に蓄積され
た電子を制御ゲート電極へ引き抜く際に電子の移動が容
易になり、効率的に引き抜くことができる。
According to the method (a) , since the projection is formed on the floating gate electrode, the movement of the electrons when the electrons accumulated in the floating gate electrode are extracted to the control gate electrode is facilitated, and the efficiency is improved. Can be pulled out.

【0131】(ロ)請求項2または請求項5に記載のス
プリットゲート型トランジスタの製造方法において、前
記窒化雰囲気は、N2Oガス、NOガス、NH3ガスから
成るグループから選択された少なくとも一つのガスを含
むスプリットゲート型トランジスタの製造方法。
(B) In the method of manufacturing a split gate transistor according to claim 2 or 5 , the nitriding atmosphere is at least one selected from the group consisting of N 2 O gas, NO gas, and NH 3 gas. Of manufacturing a split gate transistor including two gases.

【0132】このようにすれば、確実な窒化処理を簡単
かつ容易に行うことができる。
In this way, reliable nitriding can be easily and easily performed.

【0133】[0133]

【発明の効果】【The invention's effect】

【0134】[0134]

【0135】請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明
によれば、長寿命なスプリットゲート型トランジスタの
製造方法を提供することができる。
[0135] According to the invention described in any one of claims 1 to 5, it is possible to provide a manufacturing method of long life split gate transistor.

【0136】請求項2,3,5のいずれか1項に記載の
発明によれば、確実な窒化処理を簡単かつ容易に行うこ
とができる。
According to any one of the second, third , and fifth aspects, a reliable nitriding treatment can be easily and easily performed.

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

【図1】第1実施形態の概略断面図。FIG. 1 is a schematic sectional view of a first embodiment.

【図2】図2(b)は第1実施形態の一部平面図、図2
(a)は図2(b)のA−A線断面図。
FIG. 2B is a partial plan view of the first embodiment, and FIG.
2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】第1実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図4】第1実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図5】第1実施形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first embodiment.

【図6】図6(b)は第2実施形態の一部平面図、図6
(a)は図6(b)のA−A線断面図。
FIG. 6B is a partial plan view of the second embodiment, and FIG.
FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図7】第2実施形態の作用を説明するための説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図8】第2実施形態の作用を説明するための説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図9】第2実施形態の作用を説明するための説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the second embodiment.

【図10】図10(b)は別の実施形態の一部平面図、
図10(a)は図10(b)のA−A線断面図。
FIG. 10 (b) is a partial plan view of another embodiment,
FIG. 10A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図11】図11(b)は別の実施形態の一部平面図、
図11(a)は図11(b)のA−A線断面図。
FIG. 11B is a partial plan view of another embodiment,
FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図12】従来の形態の概略断面図。FIG. 12 is a schematic sectional view of a conventional embodiment.

【図13】図13(b)は従来の実施形態の一部平面
図、図13(a)は図13(b)のA−A線断面図。
13 (b) is a partial plan view of a conventional embodiment, and FIG. 13 (a) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 13 (b).

【図14】第1,第2実施形態および従来の形態のブロ
ック回路図。
FIG. 14 is a block circuit diagram of the first and second embodiments and a conventional mode.

【図15】第1,第2実施形態および従来の形態の説明
図。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the first and second embodiments and a conventional mode.

【図16】図16(b)は従来の実施形態の一部平面
図、図16(a)は図16(b)のA−A線断面図。
16 (b) is a partial plan view of a conventional embodiment, and FIG. 16 (a) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 16 (b).

【図17】別の実施形態および従来の形態のブロック回
路図。
FIG. 17 is a block circuit diagram of another embodiment and a conventional embodiment.

【図18】別の実施形態および従来の形態の説明図。FIG. 18 is an explanatory view of another embodiment and a conventional embodiment.

【図19】第2実施形態および従来の形態の製造工程を
説明するための概略断面図。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view for explaining manufacturing steps of the second embodiment and a conventional embodiment.

【図20】第2実施形態および従来の形態の製造工程を
説明するための概略断面図。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view for explaining manufacturing steps of the second embodiment and a conventional embodiment.

【図21】従来の形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process in a conventional mode.

【図22】従来の形態の概略断面図。FIG. 22 is a schematic sectional view of a conventional embodiment.

【図23】従来の形態の特性図。FIG. 23 is a characteristic diagram of a conventional embodiment.

【図24】従来の形態の製造工程を説明するための概略
断面図。
FIG. 24 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process in a conventional mode.

【図25】従来の形態の概略断面図。FIG. 25 is a schematic sectional view of a conventional embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…P型単結晶シリコン基板 3…ソース領域 4…ドレイン領域 7…浮遊ゲート電極 7a…窒素原子含有層 8…トンネル絶縁膜 9…制御ゲート電極 19…絶縁膜 31…ドープドポリシリコン膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... P type single crystal silicon substrate 3 ... Source region 4 ... Drain region 7 ... Floating gate electrode 7a ... Nitrogen atom containing layer 8 ... Tunnel insulating film 9 ... Control gate electrode 19 ... Insulating film 31 ... Doped polysilicon film

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

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 浮遊ゲート電極と制御ゲート電極との間
に設けられたトンネル絶縁膜を備え、前記浮遊ゲート電
極中の電子を前記トンネル絶縁膜を介して前記制御ゲー
ト電極に引き抜くことによりデータの消去を行うもので
あって、 半導体基板上にポリシリコン膜、アモルファスシリコン
膜、単結晶シリコン膜から成るグループから選択された
一つの導電膜を形成する工程と、 その導電膜をパターニングして前記浮遊ゲート電極を形
成する工程と、 前記浮遊ゲート電極の側壁部全体を窒化して窒素原子を
含有した層を形成する工程と、 熱酸化法、熱窒化法、熱酸窒化法、CVD法のうち少な
くとも一つの方法を用い、上記の工程で形成されたデバ
イス上に、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコ
ンのうち少なくとも一つを主成分とする前記トンネル絶
縁膜を形成する工程と、 前記トンネル絶縁膜を介して前記浮遊ゲート電極に対向
するように前記制御ゲート電極を形成する工程と、 を備えたことを特徴とするスプリットゲート型トランジ
スタの製造方法。
1. Between a floating gate electrode and a control gate electrode
A tunnel insulating film provided on the floating gate electrode.
Electrons in the electrodes are transferred to the control gate through the tunnel insulating film.
Data is erased by pulling out the
A polysilicon film, amorphous silicon on a semiconductor substrate
Film, selected from the group consisting of single crystal silicon films
Forming one conductive film and patterning the conductive film to form the floating gate electrode;
And nitriding the entire side wall of the floating gate electrode to remove nitrogen atoms.
The step of forming a layer containing silicon and thermal oxidation, thermal nitridation, thermal oxynitridation, and CVD.
Using at least one method, the device formed in the above process
Silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride on the chair
The tunnel connection mainly comprising at least one of
Forming an edge film and facing the floating gate electrode via the tunnel insulating film
Split gate transients to the step of forming the control gate electrode to be, comprising the
Star manufacturing method.
【請求項2】 請求項1に記載のスプリットゲート型ト
ランジスタの製造方法において、 前記浮遊ゲート電極を窒化する際に、窒素イオンの注入
法、窒素プラズマに晒す方法、窒化雰囲気中で熱処理を
行う方法からなるグループから選択されたいずれか一つ
の方法を用いることを特徴とするスプリットゲート型ト
ランジスタの製造方法。
2. The split gate type transistor according to claim 1,
In the method of manufacturing a transistor , nitrogen ions are implanted when the floating gate electrode is nitrided.
Method, exposure method to nitrogen plasma, heat treatment in nitriding atmosphere
Any one selected from the group consisting of how to do
Split gate type, characterized by using the method of (1).
Manufacturing method of transistor.
【請求項3】 請求項1に記載のスプリットゲート型ト
ランジスタの製造方法において、 前記浮遊ゲート電極を窒化する際に、窒素イオンの回転
斜めイオン注入法を用いることを特徴とするスプリット
ゲート型トランジスタの製造方法。
3. The split gate type transistor according to claim 1,
In the method for manufacturing a transistor, when nitriding the floating gate electrode, rotation of nitrogen ions is performed.
Split using oblique ion implantation
A method for manufacturing a gate transistor.
【請求項4】 浮遊ゲート電極と制御ゲート電極との間
に設けられたトンネル絶縁膜を備え、前記浮遊ゲート電
極中の電子を前記トンネル絶縁膜を介して前記制御ゲー
ト電極に引き抜くことによりデータの消去を行うもので
あって、 半導体基板上に前記浮遊ゲート電極を形成する工程と、 上記の工程で形成されたデバイス上に前記トンネル絶縁
膜を形成する工程と、 前記トンネル絶縁膜中の窒素の分布が前記制御ゲート電
極と浮遊ゲート電極との少なくとも一方に近い部分に最
大のピークを有するように前記トンネル絶縁膜を窒化す
る工程と、 前記トンネル絶縁膜を介して前記浮遊ゲート電極に対向
するように前記制御ゲート電極を形成する工程と、 を備えたことを特徴とするスプリットゲート型トランジ
スタの製造方法。
4. Between a floating gate electrode and a control gate electrode.
A tunnel insulating film provided on the floating gate electrode.
Electrons in the electrodes are transferred to the control gate through the tunnel insulating film.
Data is erased by pulling out the
Forming the floating gate electrode on a semiconductor substrate; and forming a tunnel insulating layer on the device formed in the above step.
Forming a film and controlling the distribution of nitrogen in the tunnel insulating film to the control gate voltage.
At least near one of the pole and the floating gate electrode.
Nitriding the tunnel insulating film to have a large peak
And facing the floating gate electrode via the tunnel insulating film.
Split gate transients to the step of forming the control gate electrode to be, comprising the
Star manufacturing method.
【請求項5】 請求項4に記載のスプリットゲート型ト
ランジスタの製造方法において、 前記トンネル絶縁膜を窒化する際に、窒素イオンの注入
法、窒素プラズマに晒す方法、窒化雰囲気中で熱処理を
行う方法からなるグループから選択されたいずれか一つ
の方法を用いることを特徴とするスプリットゲート型ト
ランジスタの製造方法。
5. The split gate type transistor according to claim 4,
In the method of manufacturing a transistor , nitrogen ions are implanted when the tunnel insulating film is nitrided.
Method, exposure method to nitrogen plasma, heat treatment in nitriding atmosphere
Any one selected from the group consisting of how to do
Split gate type, characterized by using the method of (1).
Manufacturing method of transistor.
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