JP3629855B2 - Manufacturing method of semiconductor memory element - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば冗長切り替え素子としての不揮発性の半導体記憶素子に適用して好適な、半導体記憶素子及びその製造方法、並びに半導体記憶装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
従来、不揮発性半導体記憶装置の冗長回路は、多結晶シリコン等で形成されたヒューズを形成し、冗長を行う不良ビットに対応するヒューズをレーザで溶断する、いわゆるレーザ溶断ヒューズを用いることによって、不良ビットと予備のビットとの切り替えが行われてきた。
【0003】
この場合、冗長回路との切り替えを行うためのシーケンスは以下のようになる。
(1)ウエハレベルでの紫外線消去
(2)ウエハレベルでのチップ動作確認(ファンクションテスト)
(3)冗長の可否判断、及び冗長可能チップのチェック
(4)レーザによる冗長選択スイッチであるヒューズの溶断
(5)ウエハレベルでの紫外線消去
(6)チップの組立
(7)チップ動作確認(ファンクションテスト)
【0004】
こうしたシーケンスの中で、(2)、(3)、(4)の各ステップは、当然のことながら、それぞれ別の装置、例えばテスター及びレーザカッターにおいて行わなければならないため、その作業が非常に煩雑なものになってしまっていた。
【0005】
このような煩雑さを回避するための方法として、上述のレーザ溶断ヒューズの代わりに、不揮発性半導体記憶素子を冗長の切り替え素子として用いる方法がある。
この場合、チップの動作確認を行う際に、まず不揮発性半導体記憶素子から充分に電子を引き抜いて空乏化し、素子が導通状態になるようにしておき、冗長可能な場合は電子を注入することで導通を遮断してやればよい。
【0006】
このように、不揮発性半導体記憶素子を冗長の切り替え素子として用いた場合には、(2)のテスターを用いたウエハレベルでのチップ動作確認時に、その場で不揮発性半導体記憶素子の情報を変更することで冗長を行うことができるため、上述した(3)、(4)の工程をなくすことができる。
さらに、チップの組立後に不良になったもので、冗長回路による救済が可能なチップに対しても、電気的に冗長の切り替えを行うことが出来るため、冗長回路による救済効率を高めることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単に冗長切り替え素子として不揮発性半導体記憶素子を用い、テスターを用いたウエハレベルでのチップ動作確認時(2)に、その場で不揮発性半導体記憶素子の情報を変更した場合には、その後の組立前の紫外線消去工程(5)の時において、冗長切り替え素子として用いた不揮発性半導体記憶素子の情報も同時に変わってしまうため、冗長切り替え素子として実用化することができない。
【0008】
この問題を回避するため、図5に示すように、冗長切り替え用の不揮発性半導体記憶素子をアルミ配線などの紫外線を透過しない膜、この例では配線層59で覆うことで、紫外線照射による記憶素子の情報の変動を防止する技術が提案されている。
【0009】
図5の半導体記憶素子50は、半導体基板51の表面上にトンネルゲート絶縁膜52を介してフローティングゲート53が形成され、フローティングゲート53上にゲート間絶縁層54を介してコントロールゲート55が形成されてスタックゲート構造を構成している。
そして、スタック構造のフローティングゲート53及びコントロールゲート55を覆って、厚く層間絶縁層58が形成され、さらに表面を覆って遮光膜となる配線層59が形成されている。
半導体基板51表面にはソース部及びドレイン部となる不純物の拡散層56が形成されている。
【0010】
しかしながら、この技術によれば、図5に示すように、紫外線UVが配線層59と基板51との間の層間絶縁層58の隙間aから入ってくるため、これを防止するために遮光膜となる配線層59の覆いを充分に広く採ってやる必要があり、結果的に素子面積が大きくなってしまうというデメリットがあった。
【0011】
上述した問題の解決のために、本発明においては、半導体記憶素子を冗長切り替え素子として用いて、そのフローティングゲートに紫外線が入射しないようにすることにより、煩雑な冗長切り替え作業を簡略化し、紫外線消去による冗長情報の変動を防止し、かつ小型化を実現した不揮発性の半導体記憶素子及びその製造方法、並びにこの半導体記憶素子を用いた半導体記憶装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の半導体記憶素子の製造方法は、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して第1電極層を形成し、この第1電極層をパターン加工してフローティングゲートを形成し、次にフローティングゲートを覆うようにゲート間絶縁層を介して紫外線を透過しない材料からなる第2電極層を形成し、第2電極層をパターン加工してフローティングゲートを覆うコントロールゲートを形成する。また、第2電極層をパターン加工する際に、半導体基板を掘って凹部を形成し、この凹部にソース領域及びドレイン領域を形成する。
【0015】
上述の本発明の半導体記憶素子の製造方法によれば、紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲートが、フローティングゲートをゲート間絶縁層を介して覆って形成されることにより、紫外線を遮光することができる半導体記憶素子を製造することができる。またコントロールゲートを形成して遮光膜とするために、通常の半導体記憶素子の製造工程により製造ができ、製造工程を増加させなくても紫外線を遮光できる半導体記憶素子を製造することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明は、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して第1電極層を形成し、第1電極層をパターン加工してフローティングゲートを形成する工程と、フローティングゲートを覆うようにゲート間絶縁層を介して紫外線を透過しない材料からなる第2電極層を形成し、第2電極層をパターン加工してフローティングゲートを覆うコントロールゲートを形成する工程とを有し、第2電極層をパターン加工する際に、半導体基板を掘って凹部を形成し、この凹部にソース領域及びドレイン領域を形成する半導体記憶素子の製造方法である。
【0021】
以下、図面を参照して本発明の半導体記憶素子及びその製造方法、並びに半導体記憶装置の実施例を説明する。
図1及び図2は、半導体記憶素子、本例では不揮発性の半導体記憶素子の1メモリセルに相当する領域の概略構成図を示す。図1は平面図、図2Aは図1のA−A′における断面図、図2Bは図1のB−B′における断面図を示す。
【0022】
この半導体記憶素子は、例えばシリコンからなる半導体基板1上に、トンネルゲート絶縁膜2を介して、例えば不純物としてリンをドープした多結晶シリコン層からなるフローティングゲート3が形成され、このフローティングゲート3を覆って、例えばSiO/SiN/SiOの積層膜からなるゲート間絶縁層4が形成され、これの上に、例えばシリサイドWSiと多結晶シリコンの積層膜からなるコントロールゲート5が形成されて、メモリセル10を構成している。
【0023】
図2Aに示すように、半導体基板1内のコントロールゲート5を挟む両側の位置には拡散層による、ソース領域6S及びドレイン領域6Dが形成される。
一方、図2Bに示すように、フローティングゲート3は、トンネルゲート絶縁膜2上、及びその周囲の素子分離を行う素子分離層7の一部上に跨って形成されている。
素子分離層7は、図1に示すメモリセル10のアクティブ領域8を周囲のメモリセルから分離する。このアクティブ領域8においては、半導体基板1上に前述の薄いトンネルゲート絶縁膜2が形成される。9は、ソース領域6S及びドレイン領域6Dと上層の配線とのコンタクト部である。
【0024】
本例においては、特にコントロールゲート5を紫外線を透過しない材料、例えばポリシリコン層上にWSi層が形成されたいわゆる金属ポリサイド等によって形成する。
この紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲート5により、図2A及び図2Bに示すように、フローティングゲート3の上面及び側面を覆うことによって、効率よく紫外線を遮断することができるものである。
また、コントロールゲート5は、フローティングゲート3の側面も覆っているので、前述の図5の例では問題となる側方からの紫外線の入射も防止できる。
【0025】
上述の例の半導体記憶素子によれば、紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲート5によりフローティングゲート3が覆われているため、フローティングゲート3の上方及び側方からの紫外線の入射を防止することができ、紫外線入射による半導体記憶素子の記憶内容の変化を防止することができる。
【0026】
また、新たに記憶素子上に別途遮光膜を設けることがなく、フローティングゲート3を覆ったコントロールゲート5により遮光を行うことができるので、遮光膜を広く形成しなくてもすむため、設計上の制約が低減される。従って、半導体記憶素子の小型化を図ってかつ遮光を行うことができる。
【0027】
この不揮発性半導体記憶素子の動作方法としては、例えば次のように行う。
コントロールゲート5に負電圧、ソース領域6S、及び図示しないが半導体基板1内に形成されるウエル領域に正電圧を印加することにより、フローティングゲート3から電子を引き抜き、記憶素子を導通状態にすることができる。
一方、コントロールゲート5に正電圧、ソース領域6Sとウエル領域に負電圧を印加することにより、フローティングゲート3に電子を注入し、記憶素子を非導通状態にすることができる。
【0028】
そして、さらに上述の半導体記憶素子を冗長選択スイッチとして用いて、半導体記憶装置を構成すると、本体の半導体記憶素子の情報を消去するための紫外線が入射しても、冗長選択スイッチの半導体記憶素子は、紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲートによりフローティングゲートが覆われているために、冗長情報が書き換えられず保持されることから、効率の良い冗長方式を実現することができる。
また、半導体記憶素子を冗長選択のスイッチに用いることにより、プログラム化して切り替え情報を与えることができるため、従来のレーザ溶断ヒューズを冗長選択のスイッチに用いた場合のような煩雑な工程を要しないで冗長切り替えを行うことができる。
【0029】
次に、図面を用いて、この不揮発性半導体記憶素子の製造方法について説明する。
まず、図3Aに示すように、例えばシリコンからなる半導体基板1上に、トンネルゲート絶縁膜2を形成する。さらに、後にフローティングゲート3となる例えば不純物としてリンをドープした多結晶シリコンからなる第1電極層11を堆積する。
次に、図3Bに示すように、この第1電極層11をパターン加工してフローティングゲート3を形成する。
【0030】
続いて、図3Cに示すように、フローティングゲート3上を覆って全面的に、例えばSiO/SiN/SiOの積層膜からなるゲート間絶縁層4を形成する。
さらに、ゲート間絶縁層4の上に、例えば紫外線を透過しない材料としてシリサイドWSiと多結晶シリコンとの積層膜からなる第2電極層12を形成する。
【0031】
次に、図3Dに示すように、周辺のトランジスタのゲート部の加工と同時にゲート部の第2電極層12にパターン加工を行って、コントロールゲート5を形成する。さらに、ソース領域6S及びドレイン領域6Dを半導体基板1内に形成する。
このようにして、図1に示した構造のメモリセル10からなる半導体記憶素子が得られる。
【0032】
上述の例の不揮発性半導体記憶素子の製造方法によれば、紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲート5が、フローティングゲート3をゲート間絶縁層4を介して覆って形成されることにより、紫外線を遮光することができる半導体記憶素子を製造することができる。
また、コントロールゲート5を形成して遮光膜とするために、通常の半導体記憶素子の製造工程により製造ができ、製造工程を増加させなくても紫外線を遮光できる半導体記憶素子を製造することができる。
【0033】
ところで、現在メモリの構造としては、先に図5に示した例と同様に、コントロールゲート及びフローティングゲートの2層のゲートを、ゲート間絶縁層を介して同じパターンで積層形成した、いわゆるスタックゲート構造を有するものが用いられている。
この構造の場合には、周辺のトランジスタ等のゲート部の加工と、メモリアレイの各メモリセルのスタックゲートの加工とを、それぞれ別々に行うことが一般的である。
【0034】
一方、上述の例の半導体記憶素子の製造方法では、周辺トランジスタのゲート部の加工と同時に、紫外線遮光がなされる不揮発性半導体記憶素子のゲート部の加工を行っている。
【0035】
これに対して、本発明の半導体記憶素子の製造方法の実施例として、メモリアレイ、即ち紫外線遮光がされない、冗長選択スイッチ以外の本体の半導体記憶素子の各メモリセルのスタックゲートの加工と同時に、紫外線遮光がなされる不揮発性半導体記憶素子のゲート部の加工を行ってもよい。
この場合、図4に製造工程の一工程図を示すように、メモリアレイの各メモリセルのスタックゲートの加工後に、半導体基板1が掘れて凹部1aが形成されるが、この凹部1aにソース領域6S及びドレイン領域6Dを形成しても、半導体記憶素子の特性上は大きな問題にはならない。
【0036】
本発明は、上述の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【0037】
【発明の効果】
【0038】
本発明の半導体記憶素子の製造方法によれば、紫外線を透過しない材料からなるコントロールゲートが、フローティングゲートをゲート間絶縁層を介して覆って形成されることにより、紫外線を遮光することができる半導体記憶素子を製造することができる。またコントロールゲートを形成して遮光膜とするために、通常の半導体記憶素子の製造工程により製造ができ、製造工程を増加させなくても紫外線を遮光できる半導体記憶素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体記憶素子の一例のメモリセルの概略構成図(平面図)である。
【図2】A 図1のメモリセルのA−A′における断面図である。
B 図1のメモリセルのB−B′における断面図である。
【図3】A〜D 半導体記憶素子の製造方法の一例の製造工程図である。
【図4】本発明の半導体記憶素子の製造方法の実施例の一製造工程図である。
【図5】紫外線を遮光する半導体記憶素子の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
1 半導体基板、1a 凹部、2 トンネルゲート絶縁膜、3 フローティングゲート、4 ゲート間絶縁層、5 コントロールゲート、6S ソース領域、6D ドレイン領域、7 素子分離層、8 アクティブ領域、9 コンタクト部、10 メモリセル、11 第1電極層、12 第2電極層、50 半導体記憶素子、51 半導体基板、52 トンネルゲート絶縁膜、53 フローティングゲート、54 ゲート間絶縁層、55 コントロールゲート、56 拡散層、58
ゲート間絶縁層、59 配線層、UV 紫外線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory element, a method for manufacturing the semiconductor memory element, and a semiconductor memory device suitable for application to, for example, a nonvolatile semiconductor memory element as a redundant switching element.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a redundancy circuit of a nonvolatile semiconductor memory device is defective by using a so-called laser fusing fuse in which a fuse formed of polycrystalline silicon or the like is formed and a fuse corresponding to a defective bit to be redundant is blown by a laser. Switching between bits and spare bits has been performed.
[0003]
In this case, the sequence for switching to the redundant circuit is as follows.
(1) UV erasure at wafer level (2) Chip operation confirmation at wafer level (function test)
(3) Determining whether redundancy is possible and checking redundant chips (4) Fusing a fuse as a redundant selection switch by laser (5) UV erasure at wafer level (6) Chip assembly (7) Chip operation check (function test)
[0004]
In such a sequence, the steps (2), (3), and (4) must be performed by different devices, for example, a tester and a laser cutter. It had become a strange thing.
[0005]
As a method for avoiding such complications, there is a method of using a nonvolatile semiconductor memory element as a redundant switching element instead of the above-described laser blown fuse.
In this case, when checking the operation of the chip, first, electrons are sufficiently extracted from the non-volatile semiconductor memory element to be depleted so that the element becomes conductive, and when redundancy is possible, electrons are injected. What is necessary is just to interrupt conduction.
[0006]
As described above, when the nonvolatile semiconductor memory element is used as a redundant switching element, the information of the nonvolatile semiconductor memory element is changed on the spot at the time of chip operation confirmation at the wafer level using the tester (2). By doing so, redundancy can be performed, so that the steps (3) and (4) described above can be eliminated.
Furthermore, since redundancy can be electrically switched even for a chip that has become defective after chip assembly and can be repaired by a redundant circuit, the repair efficiency by the redundant circuit can be increased.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the nonvolatile semiconductor memory element is simply used as the redundancy switching element and the information of the nonvolatile semiconductor memory element is changed on the spot at the time of the chip operation confirmation at the wafer level (2) using the tester, In the ultraviolet erasing step (5) before assembly, information on the nonvolatile semiconductor memory element used as the redundant switching element is also changed at the same time, so that it cannot be put into practical use as a redundant switching element.
[0008]
In order to avoid this problem, as shown in FIG. 5, a nonvolatile semiconductor memory element for redundant switching is covered with a film that does not transmit ultraviolet light such as aluminum wiring, in this example, a wiring layer 59, so that the memory element by ultraviolet irradiation is used. A technology for preventing fluctuations in information has been proposed.
[0009]
In the semiconductor memory element 50 of FIG. 5, a floating gate 53 is formed on the surface of a semiconductor substrate 51 via a tunnel gate insulating film 52, and a control gate 55 is formed on the floating gate 53 via an intergate insulating layer 54. Stack gate structure.
A thick interlayer insulating layer 58 is formed so as to cover the floating gate 53 and the control gate 55 having a stack structure, and a wiring layer 59 serving as a light shielding film is formed so as to cover the surface.
On the surface of the semiconductor substrate 51, an impurity diffusion layer 56 serving as a source part and a drain part is formed.
[0010]
However, according to this technique, as shown in FIG. 5, ultraviolet rays UV enter from the gap a of the interlayer insulating layer 58 between the wiring layer 59 and the substrate 51. There is a demerit that it is necessary to cover the wiring layer 59 to be sufficiently wide, resulting in an increase in the element area.
[0011]
In order to solve the above-described problem, in the present invention, a semiconductor memory element is used as a redundant switching element so that ultraviolet rays are not incident on the floating gate, thereby simplifying complicated redundant switching work and ultraviolet erasing. The present invention provides a non-volatile semiconductor memory element that can prevent the redundant information from fluctuating and can be downsized, a method for manufacturing the same, and a semiconductor memory device using the semiconductor memory element.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
[0014]
According to the method of manufacturing a semiconductor memory element of the present invention, a first electrode layer is formed on a semiconductor substrate via a gate insulating film, the first electrode layer is patterned to form a floating gate, and then the floating gate is formed. A second electrode layer made of a material that does not transmit ultraviolet rays is formed so as to cover the insulating layer between the gates, and a control gate that covers the floating gate is formed by patterning the second electrode layer. Further, when patterning the second electrode layer, the semiconductor substrate is dug to form a recess, and a source region and a drain region are formed in the recess.
[0015]
According to the method of manufacturing a semiconductor memory element of the present invention described above, the control gate made of a material that does not transmit ultraviolet rays is formed by covering the floating gate with the inter-gate insulating layer interposed therebetween, thereby shielding the ultraviolet rays. A semiconductor memory element that can be manufactured can be manufactured. In addition, since the control gate is formed to form the light shielding film, the semiconductor memory element can be manufactured by a normal manufacturing process of the semiconductor memory element, and the ultraviolet light can be blocked without increasing the manufacturing process.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention includes a step of forming a first electrode layer on a semiconductor substrate through a gate insulating film, patterning the first electrode layer to form a floating gate, and an intergate insulating layer so as to cover the floating gate. Forming a second electrode layer made of a material that does not transmit ultraviolet light, and patterning the second electrode layer to form a control gate covering the floating gate, and patterning the second electrode layer In addition, a semiconductor memory device manufacturing method includes forming a recess by digging a semiconductor substrate and forming a source region and a drain region in the recess.
[0021]
Hereinafter, embodiments of a semiconductor memory element, a method for manufacturing the same, and a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are schematic configuration diagrams of a region corresponding to one memory cell of a semiconductor memory element, in this example, a nonvolatile semiconductor memory element. 1 is a plan view, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
[0022]
In this semiconductor memory element, a floating gate 3 made of, for example, a polycrystalline silicon layer doped with phosphorus as an impurity is formed on a semiconductor substrate 1 made of, for example, silicon via a tunnel gate insulating film 2. An intergate insulating layer 4 made of, for example, a laminated film of SiO 2 / SiN / SiO 2 is formed, and a control gate 5 made of, for example, a laminated film of silicide WSi and polycrystalline silicon is formed thereon, A memory cell 10 is configured.
[0023]
As shown in FIG. 2A, a source region 6S and a drain region 6D are formed of diffusion layers at positions on both sides of the control gate 5 in the semiconductor substrate 1.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the floating gate 3 is formed over the tunnel gate insulating film 2 and a part of the element isolation layer 7 that performs element isolation around the tunnel gate insulating film 2.
The element isolation layer 7 isolates the active region 8 of the memory cell 10 shown in FIG. 1 from surrounding memory cells. In the active region 8, the aforementioned thin tunnel gate insulating film 2 is formed on the semiconductor substrate 1. Reference numeral 9 denotes a contact portion between the source region 6S and the drain region 6D and the upper layer wiring.
[0024]
In this example, the control gate 5 is formed of a material that does not transmit ultraviolet light, for example, a so-called metal polycide in which a WSi layer is formed on a polysilicon layer.
The control gate 5 made of a material that does not transmit ultraviolet rays covers the upper surface and side surfaces of the floating gate 3 as shown in FIGS. 2A and 2B, so that the ultraviolet rays can be efficiently blocked.
Further, since the control gate 5 also covers the side surface of the floating gate 3, it is possible to prevent the incidence of ultraviolet rays from the side, which is a problem in the example of FIG.
[0025]
According to the semiconductor memory element of the above-described example , since the floating gate 3 is covered with the control gate 5 made of a material that does not transmit ultraviolet rays, it is possible to prevent ultraviolet rays from entering from above and from the side of the floating gate 3. In addition, it is possible to prevent changes in the memory content of the semiconductor memory element due to the incidence of ultraviolet rays.
[0026]
In addition, a separate light shielding film is not provided on the memory element, and the light can be shielded by the control gate 5 covering the floating gate 3, so that it is not necessary to form a wide light shielding film. Restrictions are reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the semiconductor memory element and to shield light.
[0027]
For example, the operation method of the nonvolatile semiconductor memory element is as follows.
By applying a negative voltage to the control gate 5 and a positive voltage to the source region 6S and a well region (not shown) formed in the semiconductor substrate 1, electrons are extracted from the floating gate 3 to make the memory element conductive. Can do.
On the other hand, by applying a positive voltage to the control gate 5 and a negative voltage to the source region 6S and the well region, electrons can be injected into the floating gate 3 and the storage element can be made non-conductive.
[0028]
Further, when the semiconductor memory device is configured by using the above-described semiconductor memory element as a redundant selection switch, the semiconductor memory element of the redundant selection switch can be used even if ultraviolet rays for erasing information of the main body semiconductor memory element are incident. Since the floating gate is covered with the control gate made of a material that does not transmit ultraviolet rays, the redundant information is retained without being rewritten, so that an efficient redundancy system can be realized.
In addition, since the semiconductor memory element is used as a redundant selection switch, it can be programmed to provide switching information, so that a complicated process as in the case of using a conventional laser fusing fuse as a redundant selection switch is not required. Redundant switching can be performed with.
[0029]
Next, a method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory element will be described with reference to the drawings.
First, as shown in FIG. 3A, a tunnel gate insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 made of, for example, silicon. Further, a first electrode layer 11 made of polycrystalline silicon doped with phosphorus as an impurity, which will later become the floating gate 3, is deposited.
Next, as shown in FIG. 3B, the first electrode layer 11 is patterned to form the floating gate 3.
[0030]
Subsequently, as shown in FIG. 3C, an intergate insulating layer 4 made of, for example, a laminated film of SiO 2 / SiN / SiO 2 is formed on the entire surface covering the floating gate 3.
Further, a second electrode layer 12 made of a laminated film of silicide WSi and polycrystalline silicon is formed on the intergate insulating layer 4 as a material that does not transmit ultraviolet light, for example.
[0031]
Next, as shown in FIG. 3D, the control gate 5 is formed by patterning the second electrode layer 12 in the gate portion simultaneously with the processing of the gate portion of the peripheral transistor. Further, the source region 6S and the drain region 6D are formed in the semiconductor substrate 1.
In this way, a semiconductor memory element including the memory cell 10 having the structure shown in FIG. 1 is obtained.
[0032]
According to the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory element of the above-described example, the control gate 5 made of a material that does not transmit ultraviolet rays is formed by covering the floating gate 3 with the inter-gate insulating layer 4 interposed therebetween. A semiconductor memory element that can be shielded from light can be manufactured.
Further, since the control gate 5 is formed to form a light shielding film, it can be manufactured by a normal semiconductor memory element manufacturing process, and a semiconductor memory element capable of shielding ultraviolet rays can be manufactured without increasing the manufacturing process. .
[0033]
By the way, as the structure of the current memory, similarly to the example shown in FIG. 5, a so-called stack gate in which two layers of control gates and floating gates are stacked in the same pattern via an inter-gate insulating layer. What has a structure is used.
In the case of this structure, it is common to process the gate portions of peripheral transistors and the like and the processing of the stack gate of each memory cell of the memory array separately.
[0034]
On the other hand, in the method for manufacturing the semiconductor memory element of the above-described example , the gate portion of the nonvolatile semiconductor memory element that is shielded from ultraviolet rays is processed simultaneously with the processing of the gate portion of the peripheral transistor.
[0035]
On the other hand, as an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory element of the present invention, simultaneously with processing of the memory cell, that is, the processing of the stack gate of each memory cell of the main body semiconductor memory element other than the redundant selection switch, which is not shielded from ultraviolet rays, The gate portion of the nonvolatile semiconductor memory element that is shielded from ultraviolet rays may be processed.
In this case, as shown in a process diagram of the manufacturing process in FIG. 4, after processing the stack gate of each memory cell of the memory array, the semiconductor substrate 1 is dug to form a recess 1a. Even if the 6S and the drain region 6D are formed, there is no significant problem in the characteristics of the semiconductor memory element.
[0036]
The present invention is not limited to the above-described examples, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
[0037]
【The invention's effect】
[0038]
According to the method for manufacturing a semiconductor memory element of the present invention, a control gate made of a material that does not transmit ultraviolet rays is formed by covering a floating gate with an inter-gate insulating layer therebetween, so that the semiconductor can block ultraviolet rays. A memory element can be manufactured. In addition, since the control gate is formed to form the light shielding film, the semiconductor memory element can be manufactured by a normal manufacturing process of the semiconductor memory element, and the ultraviolet light can be blocked without increasing the manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram (plan view) of a memory cell as an example of a semiconductor memory element .
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the memory cell of FIG.
B is a cross-sectional view taken along the line BB 'of the memory cell of FIG.
FIG. 3 is a manufacturing process diagram illustrating an example of a manufacturing method of an AD semiconductor memory element ;
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory element of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of a semiconductor memory element that blocks ultraviolet rays.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate, 1a Concave part, 2 Tunnel gate insulating film, 3 Floating gate, 4 Gate insulating layer, 5 Control gate, 6S source region, 6D Drain region, 7 Element isolation layer, 8 Active region, 9 Contact part, 10 Memory Cell, 11 first electrode layer, 12 second electrode layer, 50 semiconductor memory element, 51 semiconductor substrate, 52 tunnel gate insulating film, 53 floating gate, 54 inter-gate insulating layer, 55 control gate, 56 diffusion layer, 58
Inter-gate insulating layer, 59 wiring layer, UV UV

Claims (1)

半導体基板上にゲート絶縁膜を介して第1電極層を形成し、該第1電極層をパターン加工してフローティングゲートを形成する工程と、
上記フローティングゲートを覆うようにゲート間絶縁層を介して紫外線を透過しない材料からなる第2電極層を形成し、該第2電極層をパターン加工して上記フローティングゲートを覆うコントロールゲートを形成する工程とを有し、
上記第2電極層をパターン加工する際に、上記半導体基板を掘って凹部を形成し、
上記凹部に、ソース領域及びドレイン領域を形成する
ことを特徴とする半導体記憶素子の製造方法。
Forming a first electrode layer on a semiconductor substrate via a gate insulating film, patterning the first electrode layer to form a floating gate;
Forming a second electrode layer made of a material that does not transmit ultraviolet light through an inter-gate insulating layer so as to cover the floating gate, and patterning the second electrode layer to form a control gate covering the floating gate And
When patterning the second electrode layer, the semiconductor substrate is dug to form a recess,
A method of manufacturing a semiconductor memory element, wherein a source region and a drain region are formed in the recess.
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