JP3456073B2 - Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device

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JP3456073B2
JP3456073B2 JP28780595A JP28780595A JP3456073B2 JP 3456073 B2 JP3456073 B2 JP 3456073B2 JP 28780595 A JP28780595 A JP 28780595A JP 28780595 A JP28780595 A JP 28780595A JP 3456073 B2 JP3456073 B2 JP 3456073B2
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memory cell
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/10Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the top-view layout
    • 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

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  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

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】本願の発明は、所謂仮想接地
型メモリセルアレイ構成を有する不揮発性半導体記憶装
置の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a so-called virtual ground type memory cell array structure.
The present invention relates to a method of manufacturing a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プログラムやファイルデータ等の
格納用として、大容量のマスクROMやEPROMやフ
ラッシュメモリ等の不揮発性半導体記憶装置が求められ
ている。そして、これらの不揮発性半導体記憶装置で
は、ビット当たりの製造コストを低減させるために、可
能な限りメモリセル面積を縮小して微細化を図る必要が
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, large-capacity non-volatile semiconductor memory devices such as mask ROMs, EPROMs and flash memories have been required for storing programs and file data. Then, in these nonvolatile semiconductor memory devices, in order to reduce the manufacturing cost per bit, it is necessary to reduce the memory cell area as much as possible to achieve miniaturization.

【0003】この様な要求を満たすために、メモリセル
を最密に充填することができるメモリセルアレイ構成と
して、図13にEPROMの等価回路が示されている所
謂仮想接地型メモリセルアレイ構成が提案されている。
この仮想接地型メモリセルアレイ構成では、ビット線/
ソース線になる配線11a〜11dとワード線12a、
12bとが格子状に配列されており、配線11a〜11
d同士の間にメモリセル13a〜13fが行列状に配置
されている。
In order to meet such demands, a so-called virtual ground type memory cell array configuration in which an equivalent circuit of an EPROM is shown in FIG. 13 is proposed as a memory cell array configuration in which memory cells can be densely packed. ing.
In this virtual ground type memory cell array configuration, bit lines /
The wirings 11a to 11d to be the source lines and the word lines 12a,
12b and 12b are arranged in a grid pattern, and the wirings 11a to 11
The memory cells 13a to 13f are arranged in a matrix between d.

【0004】図13に示すEPROMの例えばメモリセ
ル13bにデータを書き込む場合は、ワード線12aの
みを例えば12Vの高電位にし、その他の総てのワード
線12bを接地する。そして、メモリセル13bのドレ
インに接続されている配線11c及び図13中でそれよ
りも右側の総ての配線11dを5Vにし、図13中で残
りの左側の総ての配線11a、11bを接地する。この
結果、メモリセル13bにのみ電流が流れ、ホットエレ
クトロン注入によってデータが書き込まれる。
When writing data to, for example, the memory cell 13b of the EPROM shown in FIG. 13, only the word line 12a is set to a high potential of 12V, and all the other word lines 12b are grounded. Then, the wiring 11c connected to the drain of the memory cell 13b and all wirings 11d on the right side in FIG. 13 are set to 5V, and all the remaining wirings 11a and 11b on the left side in FIG. 13 are grounded. To do. As a result, current flows only in the memory cell 13b, and data is written by hot electron injection.

【0005】一方、同じメモリセル13bからデータを
読み出す場合は、ワード線12aのみを例えば5Vに
し、その他の総てのワード線12bを接地する。そし
て、メモリセル13bのドレインに接続されている配線
11c及び図13中でそれよりも右側の総ての配線11
dを2Vにしてから浮遊状態にし、図13中で残りの左
側の総ての配線11a、11bを接地する。
On the other hand, when reading data from the same memory cell 13b, only the word line 12a is set to 5V, for example, and all the other word lines 12b are grounded. Then, the wiring 11c connected to the drain of the memory cell 13b and all the wirings 11 on the right side of the wiring 11c in FIG.
Then, d is set to 2V and then floated, and all the wirings 11a and 11b on the left side in FIG. 13 are grounded.

【0006】この場合、メモリセル13bが消去状態で
あれば、メモリセル13bを介して配線11cが配線1
1bへ電荷を放出するので、配線11cの電位が2Vと
0Vとの中間電位へ低下した時点でその電位低下を検出
することによって、データが読み出される。
In this case, if the memory cell 13b is in the erased state, the wiring 11c is connected to the wiring 1 through the memory cell 13b.
Since the electric charge is discharged to 1b, when the potential of the wiring 11c drops to an intermediate potential between 2V and 0V, the potential drop is detected to read the data.

【0007】以上の様な仮想接地型メモリセルアレイ構
成の不揮発性半導体記憶装置では、ビット線/ソース線
になる配線11a〜11dの各々に、ワード線12a、
12bを共有している2個ずつのメモリセル13a〜1
3fが接続されているので、面積的に最も効率のよいメ
モリセル13a〜13fの配置が可能である。
In the non-volatile semiconductor memory device having the virtual ground type memory cell array structure as described above, the word line 12a is connected to each of the wirings 11a to 11d to be a bit line / source line.
Two memory cells 13a-1 each sharing 12b
Since 3f is connected, it is possible to arrange the memory cells 13a to 13f with the most efficient area.

【0008】そして、この様な仮想接地型メモリセルア
レイ構成の不揮発性半導体記憶装置を実現するために、
コンタクトレス型と称されているレイアウト構成と、X
型と称されているレイアウト構成との2種類が考えられ
ている。
In order to realize a nonvolatile semiconductor memory device having such a virtual ground type memory cell array structure,
Layout configuration called contactless type, and X
Two types are considered: a layout configuration called a mold.

【0009】これらのうちのコンタクトレス型のレイア
ウト構成では、半導体基板に形成された拡散層が配線1
1a〜11dとして用いられている。一方、図14は、
X型のレイアウト構成を示している。このレイアウト構
成では、半導体基板の素子活性領域14と屈曲しながら
延在しているワード線12a、12bとが全体として互
いに斜めに配置されている。
In the contactless layout configuration of these, the diffusion layer formed on the semiconductor substrate is the wiring 1
It is used as 1a-11d. On the other hand, in FIG.
An X-type layout configuration is shown. In this layout configuration, the element active region 14 of the semiconductor substrate and the word lines 12a and 12b extending while bending are arranged obliquely to each other as a whole.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、ビット線/
ソース線としての配線11a〜11dに拡散層が用いら
れているコンタクトレス型のレイアウト構成では、ビッ
ト線/ソース線の配線抵抗が高いので、高速動作が困難
であった。また、ワード線12a、12bよりも前に配
線11a〜11dとしての拡散層を形成しておく必要が
あり、拡散層をワード線12a、12bに対して自己整
合的に、従って、周辺回路部と同時に形成することがで
きないので、製造工程が増加して製造コストが増大して
いた。
However, the bit line /
In the contactless layout configuration in which the diffusion layers are used for the wirings 11a to 11d as the source lines, the high-speed operation is difficult because the wiring resistance of the bit line / source line is high. Further, it is necessary to form a diffusion layer as the wirings 11a to 11d before the word lines 12a and 12b, and the diffusion layer is self-aligned with the word lines 12a and 12b, and therefore, the peripheral circuit portion. Since they cannot be formed at the same time, the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing cost is increased.

【0011】また、図14に示したX型のレイアウト構
成では、素子活性領域14とワード線12a、12bと
が全体として互いに斜めに配置されており、素子活性領
域14に対するワード線12a、12bの合わせずれに
よってゲート長が変動するので、メモリセルトランジス
タの性能が不安定で信頼性が低かった。しかも、メモリ
セル13a〜13fの占有面積のオーバヘッドが大き
く、メモリセル面積を十分には小さくすることができな
くて、微細化が困難であった。
Further, in the X-type layout configuration shown in FIG. 14, the element active regions 14 and the word lines 12a and 12b are arranged obliquely with respect to each other as a whole, and the word lines 12a and 12b with respect to the element active regions 14 are arranged. Since the gate length fluctuates due to misalignment, the performance of the memory cell transistor is unstable and the reliability is low. Moreover, the overhead of the area occupied by the memory cells 13a to 13f is large, and the memory cell area cannot be sufficiently reduced, which makes miniaturization difficult.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の不揮発性半導
体記憶装置の製造方法は、互いに平行な縞状の素子分離
膜を半導体基板の表面に形成する工程と、前記素子分離
膜と直交する方向に延在する互いに平行な縞状のワード
線を形成する工程と、互いに隣接している前記ワード線
同士の間の前記素子分離膜を、前記ワード線に平行な方
向及び直交する方向の何れにおいても一つおきに、前記
ワード線をマスクにして除去する工程と、前記除去の後
に、前記ワード線及び前記素子分離膜をマスクにして前
記半導体基板に不純物を導入して拡散層を形成する工程
と、前記素子分離膜が除去された領域に形成されて前記
ワード線に直交する方向に並んでいる前記拡散層同士を
電気的に接続する配線を形成する工程とを具備すること
を特徴としている。
[Means for Solving the Problems] Claim 1 No Volatile semiconductor
The method of manufacturing the body memory device is such that the stripe-shaped element isolations parallel to each other are separated.
A step of forming a film on the surface of a semiconductor substrate, and the element isolation
Striped words parallel to each other extending in a direction orthogonal to the membrane
Forming the lines and said word lines being adjacent to each other
The element isolation film between them should be parallel to the word line.
Every other in both the direction and the orthogonal direction,
Removing using the word line as a mask, and
Then, using the word line and the device isolation film as a mask,
A step of forming a diffusion layer by introducing impurities into the semiconductor substrate
And formed in a region where the element isolation film is removed,
The diffusion layers arranged in the direction orthogonal to the word line are
And a step of forming wiring for electrically connecting
Is characterized by.

【0013】請求項の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法は、請求項2の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
において、前記ワード線を形成した後に絶縁膜を堆積さ
せる工程と、前記素子分離膜の前記除去を行う領域で
は、前記絶縁膜から成る側壁を前記ワード線の側面に形
成しつつ前記除去を行う工程とを具備することを特徴と
している。
A method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to a second aspect is the method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to the second aspect, wherein a step of depositing an insulating film after forming the word line and the element isolation film. In the region where the removal is performed, a step of performing the removal while forming a side wall made of the insulating film on a side surface of the word line is characterized.

【0014】請求項1の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法では、ビット線/ソース線としての配線の接続部
が、この接続部を中心にした四つのメモリセルトランジ
スタで共有されるので、仮想接地型メモリセルアレイ構
成を実現することができる。
[0014] In the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, the connecting portion of the wiring of the bit line / source lines, because it is shared by four memory cell transistors with a focus on the connection part, a virtual A grounded memory cell array configuration can be realized.

【0015】そして、それにも拘らず、ビット線/ソー
ス線としての配線の接続部になる拡散層の形成領域を得
るために、ワード線をマスクにして縞状の素子分離膜の
一部を除去しているので、素子分離膜がワード線に対し
て自己整合的に形成される。このため、素子分離膜に合
わせ余裕を確保しておかなくても、素子分離膜に対する
ワード線の合わせずれが生じなくてゲート長が変動せ
ず、ゲート長の変動によるメモリセルトランジスタの性
能の不安定化がない。
Despite this, part of the striped element isolation film is removed by using the word line as a mask in order to obtain a region for forming a diffusion layer which will be a connection portion of the wiring as the bit line / source line. Therefore, the element isolation film is formed in self-alignment with the word line. Therefore, even if the alignment margin is not secured in the element isolation film, the misalignment of the word lines with respect to the element isolation film does not occur, the gate length does not change, and the performance of the memory cell transistor is affected by the variation in the gate length. There is no stabilization.

【0016】請求項の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法では、絶縁膜から成る側壁をワード線の側面に形成
しつつ素子分離膜を除去しているので、ワード線の側縁
部における半導体基板がエッチングによる損傷を受けな
い。
In the method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to the second aspect of the present invention, since the element isolation film is removed while forming the side wall of the insulating film on the side surface of the word line, the semiconductor substrate at the side edge portion of the word line. Is not damaged by etching.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、EPROMに適用した本願
の発明の第1〜第3具体例と、イオン注入プログラム方
式のNOR型マスクROMに適用した本願の発明の第4
具体例とを、図1〜12を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First to third embodiments of the present invention applied to an EPROM and a fourth embodiment of the present invention applied to a NOR type mask ROM of an ion implantation programming system will be described below.
Specific examples will be described with reference to FIGS.

【0018】図1〜3が、第1具体例を示している。こ
の第1具体例では、図1(a)及び図3(a)に示す様
に、半導体基板21の表面にLOCOS法等で互いに平
行な縞状のフィールド酸化膜22を形成し、これによっ
て、互いに平行な縞状の素子活性領域23をフィールド
酸化膜22同士の間に形成する。そして、素子活性領域
23の表面にゲート酸化膜24を形成する。
1 to 3 show a first specific example. In this first specific example, as shown in FIGS. 1A and 3A, parallel striped field oxide films 22 are formed on the surface of the semiconductor substrate 21 by the LOCOS method or the like, and Striped element active regions 23 parallel to each other are formed between the field oxide films 22. Then, a gate oxide film 24 is formed on the surface of the element active region 23.

【0019】次に、図1(b)及び図3(a)に示す様
に、浮遊ゲート25を形成するための導電膜を、各素子
活性領域23を覆うパターンに加工した後、容量結合用
の絶縁薄膜26を全面に形成する。
Next, as shown in FIGS. 1 (b) and 3 (a), a conductive film for forming the floating gate 25 is processed into a pattern covering each element active region 23, and thereafter, for capacitive coupling. The insulating thin film 26 is formed on the entire surface.

【0020】そして、制御ゲートになるワード線27a
〜27cを素子活性領域23と直交する方向に延在する
互いに平行な縞状に形成し、浮遊ゲート25を形成する
ための導電膜をも、ワード線27a〜27c用のマスク
を用いてパターニングして、行列状のメモリセル31a
〜31i毎に孤立した浮遊ゲート25を形成する。
Then, the word line 27a which becomes the control gate
To 27c are formed in parallel stripes extending in the direction orthogonal to the element active region 23, and the conductive film for forming the floating gate 25 is also patterned using the masks for the word lines 27a to 27c. And the memory cells 31a arranged in a matrix
An isolated floating gate 25 is formed every ~ 31i.

【0021】次に、図2(a)に示す様に、互いに隣接
しているワード線27a〜27c同士の間のフィールド
酸化膜22を、ワード線27a〜27cに平行な方向及
び直交する方向の何れにおいても一つおきにフォトレジ
スト32で覆う。そして、ワード線27a〜27cとフ
ォトレジスト32とをマスクにしたRIEで、図2
(a)及び図3(b)に示す様に、フィールド酸化膜2
2を除去する。
Next, as shown in FIG. 2A, the field oxide film 22 between the word lines 27a to 27c adjacent to each other is formed in a direction parallel to and perpendicular to the word lines 27a to 27c. In every case, every other one is covered with the photoresist 32. Then, by RIE using the word lines 27a to 27c and the photoresist 32 as a mask, FIG.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the field oxide film 2
Remove 2.

【0022】次に、フォトレジスト32を除去した後、
ワード線27a〜27cとフィールド酸化膜22とをマ
スクにして半導体基板21に砒素をイオン注入する。こ
の結果、図3(c)に示す様に、当初から形成されてい
た素子活性領域23のうちでワード線27a〜27c下
以外の領域のみならず、図3(b)の工程でフィールド
酸化膜22が除去された領域にも、拡散層33が形成さ
れる。
Next, after removing the photoresist 32,
Arsenic is ion-implanted into the semiconductor substrate 21 using the word lines 27a to 27c and the field oxide film 22 as a mask. As a result, as shown in FIG. 3C, in the element active region 23 formed from the beginning, not only the regions other than under the word lines 27a to 27c but also the field oxide film in the process of FIG. The diffusion layer 33 is also formed in the region where 22 is removed.

【0023】従って、ここまでで、各メモリセル31a
〜31iを構成するトランジスタが完成すると共に、ワ
ード線27a〜27cの延在方向で互いに隣接している
トランジスタの一方のソース/ドレイン拡散層同士が電
気的に接続される。
Therefore, up to this point, each memory cell 31a
31i are completed, and one source / drain diffusion layers of the transistors adjacent to each other in the extending direction of the word lines 27a to 27c are electrically connected.

【0024】次に、層間絶縁膜(図示せず)を全面に形
成し、図2(b)に示す様に、図3(b)の工程でフィ
ールド酸化膜22が除去された領域に形成された拡散層
33に達するコンタクト孔34a、34bを層間絶縁膜
に開孔する。そして、ワード線27a〜27cに直交す
る方向に並んでいるコンタクト孔34a、34bを介し
て拡散層33に接するAl配線等の金属配線(図示せ
ず)をパターニングして、ビット線/ソース線を形成す
る。
Next, an interlayer insulating film (not shown) is formed on the entire surface, and as shown in FIG. 2B, it is formed in the region where the field oxide film 22 is removed in the step of FIG. 3B. Contact holes 34a and 34b reaching the diffusion layer 33 are formed in the interlayer insulating film. Then, by patterning a metal wiring (not shown) such as an Al wiring which is in contact with the diffusion layer 33 through the contact holes 34a and 34b arranged in the direction orthogonal to the word lines 27a to 27c, a bit line / source line is formed. Form.

【0025】以上の様な第1具体例で製造されたEPR
OMは、コンタクト孔34aが四つのメモリセル31
b、31c、31e、31fのトランジスタで共有され
ており、コンタクト孔34bも四つのメモリセル31
d、31e、31g、31hのトランジスタで共有され
ているので、仮想接地型メモリセルアレイ構成になって
いる。
EPR manufactured by the first embodiment as described above
The OM has four memory cells 31 with four contact holes 34a.
The transistors b, 31c, 31e, and 31f are shared, and the contact hole 34b also has four memory cells 31.
Since it is shared by the transistors d, 31e, 31g, and 31h, it has a virtual ground type memory cell array configuration.

【0026】図4が、第2具体例を示している。この第
2具体例は、図4(a)に示す様に、ワード線27a〜
27c及び浮遊ゲート25を形成した後、膜厚が50n
m程度の絶縁膜35を全面に堆積させてから、図2
(a)及び図3(b)に示したフィールド酸化膜22の
除去工程を行うことを除いて、図1〜3に示した第1具
体例と実質的に同様の工程を実行する。
FIG. 4 shows a second specific example. In the second specific example, as shown in FIG. 4A, word lines 27a ...
After forming 27c and the floating gate 25, the film thickness is 50n.
After depositing an insulating film 35 of about m in thickness on the entire surface,
Substantially the same steps as the first specific example shown in FIGS. 1 to 3 are performed except that the step of removing the field oxide film 22 shown in FIGS. 3A and 3B is performed.

【0027】この様な第2具体例では、フォトレジスト
32に覆われていない領域で、フィールド酸化膜22を
除去するためのRIEを行っても、図4(b)に示す様
に、絶縁膜35から成る側壁がワード線27a〜27c
の側面に形成されて、ワード線27a〜27cの側縁部
における半導体基板21がRIEのためのプラズマに曝
されない。
In the second embodiment as described above, even if the RIE for removing the field oxide film 22 is performed in the region not covered with the photoresist 32, as shown in FIG. The sidewalls composed of 35 are word lines 27a to 27c
Of the word lines 27a to 27c, the semiconductor substrate 21 is not exposed to the plasma for RIE.

【0028】このため、ワード線27a〜27cの側縁
部における半導体基板21が損傷を受けず、データ保持
特性の劣化やリーク電流による消費電力の増大等がない
EPROMを製造することができる。
Therefore, the semiconductor substrate 21 at the side edge portions of the word lines 27a to 27c is not damaged, and the EPROM can be manufactured without deterioration of data retention characteristics and increase of power consumption due to leakage current.

【0029】図5が、第3具体例を示している。この第
3具体例も、図1(a)(b)に示した様にワード線2
7a〜27c及び浮遊ゲート25を形成するまでは、図
1〜3に示した第1具体例と実質的に同様の工程を実行
する。
FIG. 5 shows a third specific example. This third specific example also uses the word line 2 as shown in FIGS.
Until the formation of 7a to 27c and the floating gate 25, substantially the same steps as those of the first specific example shown in FIGS.

【0030】しかし、この第3具体例では、この状態か
ら直ちに、ワード線27a〜27cとフィールド酸化膜
22とをマスクにして半導体基板21に砒素をイオン注
入して、当初から形成されている素子活性領域23のう
ちでワード線27a〜27c下以外の領域にのみ拡散層
33を形成する。
However, in this third embodiment, immediately after this state, arsenic is ion-implanted into the semiconductor substrate 21 using the word lines 27a to 27c and the field oxide film 22 as a mask, and the element formed from the beginning. The diffusion layer 33 is formed only in a region of the active region 23 other than under the word lines 27a to 27c.

【0031】その後、絶縁膜(図示せず)を全面に堆積
させ、ワード線27a〜27cに平行な方向では、互い
に隣接している素子活性領域23に跨がる幅で、ワード
線27a〜27cに直交する方向では、ワード線27a
〜27c同士の間隔よりも広い幅の開口を有するフォト
レジスト(図示せず)を形成する。
After that, an insulating film (not shown) is deposited on the entire surface, and in the direction parallel to the word lines 27a to 27c, the word lines 27a to 27c have a width across the element active regions 23 adjacent to each other. In the direction orthogonal to the word line 27a
A photoresist (not shown) having an opening with a width wider than the interval between the ~ 27c is formed.

【0032】そして、このフォトレジストをマスクにし
たRIEを絶縁膜に施し、この絶縁膜から成る側壁をワ
ード線27a〜27cの側面に形成することによって、
図5(a)に示す様に、ワード線27a〜27cに平行
な方向及び直交する方向の何れにおいても一つおきに、
素子活性領域23に達するコンタクト孔36a、36b
を開孔する。その後、コンタクト孔36a、36bを介
して素子活性領域23に接する配線層37a、37bを
形成する。
Then, RIE using this photoresist as a mask is applied to the insulating film, and side walls made of this insulating film are formed on the side surfaces of the word lines 27a to 27c.
As shown in FIG. 5A, every other word line 27a to 27c in every direction parallel and orthogonal to each other,
Contact holes 36a and 36b reaching the element active region 23
To open a hole. Then, wiring layers 37a and 37b contacting the element active region 23 through the contact holes 36a and 36b are formed.

【0033】次に、層間絶縁膜(図示せず)を全面に形
成し、図5(b)に示す様に、配線層37a、37bに
達するコンタクト孔38a、38bを層間絶縁膜に開孔
する。そして、ワード線27a〜27cに直交する方向
に並んでいるコンタクト孔38a、38bを介して配線
層37a、37bに接するAl配線等の金属配線(図示
せず)をパターニングして、ビット線/ソース線を形成
する。
Next, an interlayer insulating film (not shown) is formed on the entire surface, and contact holes 38a and 38b reaching the wiring layers 37a and 37b are opened in the interlayer insulating film as shown in FIG. 5B. . Then, a metal wiring (not shown) such as an Al wiring, which is in contact with the wiring layers 37a and 37b through the contact holes 38a and 38b arranged in the direction orthogonal to the word lines 27a to 27c, is patterned to form a bit line / source. Form a line.

【0034】以上の様な第3具体例で製造されたEPR
OMも、第1具体例で製造されたEPROMと同様に、
コンタクト孔38aが四つのメモリセル31b、31
c、31e、31fのトランジスタで共有されており、
コンタクト孔38bも四つのメモリセル31d、31
e、31g、31hのトランジスタで共有されているの
で、仮想接地型メモリセルアレイ構成になっている。
EPR manufactured by the above third embodiment
The OM, like the EPROM manufactured in the first example,
The contact hole 38a has four memory cells 31b, 31
It is shared by the transistors c, 31e, and 31f,
The contact hole 38b also has four memory cells 31d and 31.
Since it is shared by the transistors e, 31g, and 31h, it has a virtual ground type memory cell array configuration.

【0035】図6〜12が、第4具体例を示している。
この第4具体例では、図6(a)及び図9(a)に示す
様に、Si基板41の表面にLOCOS法等で互いに平
行な縞状のフィールド酸化膜としてのSiO2膜42を
形成し、これによって、互いに平行な縞状の素子活性領
域43をSiO2膜42同士の間に形成する。そして、
素子活性領域43の表面にゲート酸化膜としてのSiO
2膜44(図12)を形成する。
6 to 12 show a fourth specific example.
In the fourth specific example, as shown in FIGS. 6A and 9A, a SiO 2 film 42 as a striped field oxide film is formed on the surface of a Si substrate 41 in parallel with each other by the LOCOS method or the like. As a result, stripe-shaped element active regions 43 parallel to each other are formed between the SiO 2 films 42. And
SiO as a gate oxide film on the surface of the element active region 43
Two films 44 (FIG. 12) are formed.

【0036】次に、図6(b)及び図9(b)に示す様
に、素子活性領域43と直交する方向に延在する互いに
平行な縞状のワード線をタングステンポリサイド層45
で形成する。そして、図7(a)及び図9(c)に示す
様に、互いに隣接しているタングステンポリサイド層4
5同士の間のSiO2膜42を、タングステンポリサイ
ド層45に平行な方向及び直交する方向の何れにおいて
も一つおきにフォトレジスト46で覆う。
Next, as shown in FIGS. 6B and 9B, parallel striped word lines extending in the direction orthogonal to the element active region 43 are formed into tungsten polycide layers 45.
To form. Then, as shown in FIGS. 7A and 9C, the tungsten polycide layers 4 adjacent to each other are formed.
The SiO 2 film 42 between the five is covered with the photoresist 46 in every other direction in both the direction parallel to the tungsten polycide layer 45 and the direction orthogonal thereto.

【0037】次に、タングステンポリサイド層45とフ
ォトレジスト46とをマスクにしたエッチングで、図7
(b)及び図10(a)に示す様に、SiO2膜42を
除去する。そして、タングステンポリサイド層45、フ
ォトレジスト46及びSiO2膜42をマスクにした不
純物のイオン注入で、低濃度の拡散層47を形成する。
Next, by etching using the tungsten polycide layer 45 and the photoresist 46 as a mask, FIG.
As shown in FIG. 10B and FIG. 10A, the SiO 2 film 42 is removed. Then, a low-concentration diffusion layer 47 is formed by ion implantation of impurities using the tungsten polycide layer 45, the photoresist 46, and the SiO 2 film 42 as a mask.

【0038】次に、図10(b)に示す様に、フォトレ
ジスト46を除去した後、SiO2膜48等から成る側
壁保護膜をタングステンポリサイド層45の側面に形成
し、タングステンポリサイド層45及びSiO2膜4
2、48をマスクにした不純物のイオン注入で、高濃度
の拡散層51を形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, after removing the photoresist 46, a sidewall protective film made of a SiO 2 film 48 or the like is formed on the side surface of the tungsten polycide layer 45, and the tungsten polycide layer is formed. 45 and SiO 2 film 4
A high-concentration diffusion layer 51 is formed by ion implantation of impurities using the masks 2 and 48.

【0039】この結果、当初から形成されていた素子活
性領域43のうちでタングステンポリサイド層45下以
外の領域のみならず、図10(b)に示した様に、図7
(b)及び図10(a)の工程でSiO2膜42が除去
された領域にも、拡散層47、51が形成される。
As a result, in the element active region 43 formed from the beginning, not only the region other than under the tungsten polycide layer 45 but also the region shown in FIG.
Diffusion layers 47 and 51 are also formed in the regions where the SiO 2 film 42 is removed in the steps of (b) and FIG. 10A.

【0040】従って、ここまでで、各メモリセル52を
構成するトランジスタが完成すると共に、タングステン
ポリサイド層45の延在方向で互いに隣接しているトラ
ンジスタの一方のソース/ドレイン拡散層同士が電気的
に接続される。その後、層間絶縁膜53を全面に形成
し、図8(a)及び図10(b)に示す様に、図7
(b)及び図10(a)の工程でSiO2膜42が除去
された領域に形成された拡散層51に達するコンタクト
孔54を層間絶縁膜53に開孔する。
Therefore, up to this point, the transistors forming the memory cells 52 are completed, and one source / drain diffusion layers of the transistors adjacent to each other in the extending direction of the tungsten polycide layer 45 are electrically connected to each other. Connected to. After that, an interlayer insulating film 53 is formed on the entire surface, and as shown in FIGS. 8A and 10B, as shown in FIG.
A contact hole 54 reaching the diffusion layer 51 formed in the region where the SiO 2 film 42 is removed in the steps of (b) and FIG. 10A is opened in the interlayer insulating film 53.

【0041】次に、図11(a)に示す様に、コンタク
ト孔54をプラグ55で埋め、バリアメタル膜56a、
金属膜56b及び反射防止膜56cを順次に形成する。
そして、図8(b)に示す様に、タングステンポリサイ
ド層45に直交する方向に並んでいるコンタクト孔54
を介して拡散層51に電気的に接続される金属配線56
をパターニングして、ビット線/ソース線を形成する。
Next, as shown in FIG. 11A, the contact hole 54 is filled with a plug 55, and a barrier metal film 56a,
The metal film 56b and the antireflection film 56c are sequentially formed.
Then, as shown in FIG. 8B, the contact holes 54 arranged in a direction orthogonal to the tungsten polycide layer 45.
Metal wiring 56 electrically connected to the diffusion layer 51 via
Are patterned to form bit lines / source lines.

【0042】次に、図11(b)に示す様に、平坦な層
間絶縁膜57を形成し、この状態のウェハを作り溜めし
ておく。そして、ユーザからコードデータを受け取る
と、図12に示す様に、プログラムを行うべきメモリセ
ル52上に開口58aを有するフォトレジスト58を形
成し、このフォトレジスト58をマスクにして不純物を
イオン注入する。その後、第2層目の金属配線(図示せ
ず)及び表面保護膜(図示せず)を形成し、電極パッド
に対する開口を表面保護膜に形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, a flat interlayer insulating film 57 is formed, and a wafer in this state is prepared and stored. Then, when the code data is received from the user, as shown in FIG. 12, a photoresist 58 having an opening 58a is formed on the memory cell 52 to be programmed, and impurities are ion-implanted using the photoresist 58 as a mask. . After that, a second-layer metal wiring (not shown) and a surface protection film (not shown) are formed, and openings for the electrode pads are formed in the surface protection film.

【0043】なお、以上の第4具体例では、層間絶縁膜
57を形成した後のイオン注入によってプログラムを行
っているが、素子分離膜としてのSiO2膜42の形成
と同時に、プログラムを行うべきメモリセル52におけ
るゲート酸化膜としてのSiO2膜44を厚く形成する
ことによってプログラムを行ってもよい。また、ゲート
酸化膜としてのSiO2膜44を形成した後のイオン注
入でプログラムを行ってもよい。
In the fourth embodiment described above, the programming is performed by ion implantation after the interlayer insulating film 57 is formed. However, the programming should be performed at the same time when the SiO 2 film 42 as an element isolation film is formed. The programming may be performed by forming a thick SiO 2 film 44 as a gate oxide film in the memory cell 52. Further, the programming may be performed by ion implantation after forming the SiO 2 film 44 as the gate oxide film.

【0044】また、以上の第1〜第4具体例は、EPR
OM及びマスクROMに本願の発明を適用したものであ
るが、EEPROM、フラッシュEEPROM、MON
OSメモリ、強誘電体メモリ等の総ての不揮発性半導体
記憶装置に本願の発明を適用することができる。
The above-mentioned first to fourth concrete examples are EPRs.
Although the invention of the present application is applied to an OM and a mask ROM, an EEPROM, a flash EEPROM, and a MON
The invention of the present application can be applied to all nonvolatile semiconductor memory devices such as OS memory and ferroelectric memory.

【0045】[0045]

【発明の効果】請求項1の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法では、仮想接地型メモリセルアレイ構成を実現す
ることができるにも拘らず、素子分離膜に合わせ余裕を
確保しておかなくても、メモリセルトランジスタの性能
の不安定化がないので、微細な不揮発性半導体記憶装置
を製造することができる。
In the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1 according to the present invention, despite it is possible to realize a virtual ground type memory cell array structure, without first ensuring alignment margin in the isolation layer However, since the performance of the memory cell transistor is not destabilized, a fine nonvolatile semiconductor memory device can be manufactured.

【0046】請求項の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法では、ワード線の側縁部における半導体基板がエッ
チングによる損傷を受けないので、データ保持特性の劣
化やリーク電流による消費電力の増大等がない不揮発性
半導体記憶装置を製造することができる。
In the method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to the second aspect , since the semiconductor substrate at the side edge portion of the word line is not damaged by etching, deterioration of data retention characteristics and increase in power consumption due to leakage current are caused. A non-volatile semiconductor memory device can be manufactured.

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

【図1】本願の発明の第1具体例の前半の工程を順次に
示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view sequentially showing a first half process of a first specific example of the invention of the present application.

【図2】第1具体例の後半の工程を順次に示す平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view sequentially showing the latter half of the steps of the first specific example.

【図3】第1具体例の工程を順次に示しており、図1、
2のA−A線に沿う位置における断面を含む斜視図であ
る。
3A to 3C sequentially show steps of the first specific example, and FIG.
It is a perspective view containing the cross section in the position which follows the AA line of 2.

【図4】本願の発明の第2具体例の途中の工程を順次に
示しており、図1、2のB−B線に沿う位置における側
断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a step in the middle of a second specific example of the invention of the present application in order and taken along a line BB in FIGS.

【図5】本願の発明の第3具体例の後半の工程を順次に
示しており、図2に対応する平面図である。
FIG. 5 is a plan view corresponding to FIG. 2, showing the latter half steps of the third specific example of the invention of the present application in order.

【図6】本願の発明の第4具体例の初期の工程を順次に
示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view sequentially showing the initial step of the fourth example of the invention of the present application.

【図7】第4具体例の中期の工程を順次に示す平面図で
ある。
FIG. 7 is a plan view sequentially showing the middle step of the fourth specific example.

【図8】第4具体例の終期の工程を順次に示す平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view sequentially showing the final step of the fourth specific example.

【図9】第4具体例の初期の工程を順次に示しており、
図6〜8のC−C線に沿う位置における側断面図であ
る。
FIG. 9 sequentially shows the initial steps of the fourth specific example,
It is a sectional side view in the position which follows the CC line of FIGS.

【図10】第4具体例の中期の工程を順次に示してお
り、図6〜8のC−C線に沿う位置における側断面図で
ある。
FIG. 10 is a side cross-sectional view showing the middle-stage step of the fourth specific example in order and at a position along the line CC of FIGS.

【図11】第4具体例の終期の工程を順次に示してお
り、図6〜8のC−C線に沿う位置における側断面図で
ある。
FIG. 11 is a side cross-sectional view showing the final step of the fourth specific example in order and at a position along the line CC of FIGS. 6 to 8;

【図12】第4具体例のプログラム工程を示しており、
図8(b)のD−D線に沿う位置における側断面図であ
る。
FIG. 12 shows a programming process of a fourth specific example,
It is a sectional side view in the position which follows the DD line of Drawing 8 (b).

【図13】仮想接地型メモリセルアレイ構成を有するE
PROMの等価回路図である。
FIG. 13E having a virtual ground type memory cell array configuration
It is an equivalent circuit diagram of PROM.

【図14】本願の発明の一従来例の平面図である。FIG. 14 is a plan view of a conventional example of the invention of the present application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 半導体基板 22 フィールド酸化膜 23 素子活性領域 27a〜27c ワード線 33 拡散層 35 絶縁膜 36a、36b コンタクト孔 37a、37b 配線層 41 Si基板 42 SiO2膜 43 素子活性領域 45 タングステンポリサイド層 47 拡散層 51 拡散層 56 金属配線21 semiconductor substrate 22 field oxide film 23 element active regions 27a to 27c word line 33 diffusion layer 35 insulating films 36a, 36b contact holes 37a, 37b wiring layer 41 Si substrate 42 SiO 2 film 43 element active region 45 tungsten polycide layer 47 diffusion Layer 51 Diffusion layer 56 Metal wiring

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 互いに平行な縞状の素子分離膜を半導体
基板の表面に形成する工程と、 前記素子分離膜と直交する方向に延在する互いに平行な
縞状のワード線を形成する工程と、 互いに隣接している前記ワード線同士の間の前記素子分
離膜を、前記ワード線に平行な方向及び直交する方向の
何れにおいても一つおきに、前記ワード線をマスクにし
て除去する工程と、 前記除去の後に、前記ワード線及び前記素子分離膜をマ
スクにして前記半導体基板に不純物を導入して拡散層を
形成する工程と、 前記素子分離膜が除去された領域に形成されて前記ワー
ド線に直交する方向に並んでいる前記拡散層同士を電気
的に接続する配線を形成する工程とを具備することを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
1. A step of forming mutually parallel striped element isolation films on a surface of a semiconductor substrate, and a step of forming mutually parallel striped word lines extending in a direction orthogonal to the element isolation film. A step of removing the element isolation film between the word lines that are adjacent to each other by using the word line as a mask, in every other direction parallel to and orthogonal to the word line, A step of forming a diffusion layer by introducing impurities into the semiconductor substrate using the word line and the device isolation film as a mask after the removal; and the word formed in the region where the device isolation film is removed. And a step of forming a wiring for electrically connecting the diffusion layers arranged in a direction orthogonal to a line, the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項2】 前記ワード線を形成した後に絶縁膜を堆
積させる工程と、 前記素子分離膜の前記除去を行う領域では、前記絶縁膜
から成る側壁を前記ワード線の側面に形成しつつ前記除
去を行う工程とを具備することを特徴とする請求項
載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
2. A step of depositing an insulating film after forming the word line, and a step of forming the sidewall of the insulating film on a side surface of the word line in the region where the element isolation film is removed. method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, characterized by comprising a step of performing.
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