JP3641596B2 - Semiconductor memory device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP3641596B2
JP3641596B2 JP2001138943A JP2001138943A JP3641596B2 JP 3641596 B2 JP3641596 B2 JP 3641596B2 JP 2001138943 A JP2001138943 A JP 2001138943A JP 2001138943 A JP2001138943 A JP 2001138943A JP 3641596 B2 JP3641596 B2 JP 3641596B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
silicon
region
gate
floating gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001138943A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002334942A (en
Inventor
貴光 石原
一也 松澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001138943A priority Critical patent/JP3641596B2/en
Publication of JP2002334942A publication Critical patent/JP2002334942A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3641596B2 publication Critical patent/JP3641596B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体記憶装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラを初めとする記録媒体や携帯電話を初めとする携帯オーディオ機器市場の急激な拡大に伴い、フラッシュメモリの需要は急速に拡大しつつある。現在、これら機器の小型化、軽量化、高機能化の要求がますます厳しくなってきており、それに伴いフラッシュメモリの微細化、高集積化、低電源電圧化、信頼性の向上が益々要求されるようになってきている。なかでも、NAND型フラッシュメモリは、その高速性、高集積化の容易化のために、需要が急激に伸びている。
【0003】
NAND型フラッシュメモリにおいては、通常のMOSトランジスタの場合に比べて電源電圧が高いので、信頼性の向上が不可欠である。例えば、待機時における誤書き込みの抑制や選択ゲートトランジスタにおける耐圧の向上がフラッシュメモリの信頼性を向上させるためにも重要である。
【0004】
信頼性向上のための方策として、ソース・ドレイン拡散層濃度を低くすることが行われている。この方法は、耐圧向上、誤書き込み抑制の点で現在のところ最も有効な手段である。
【0005】
図8は、従来のフラッシュメモリの断面図である。
【0006】
図8に示すように、半導体基板10上にトンネル絶縁膜3が形成されている。トンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2が形成されている。フローティングゲート2上にはゲート絶縁膜4が形成されている。ゲート絶縁膜4上にはコントロールゲート1が形成されている。トンネル絶縁膜3を挟むように半導体基板10中にはソース領域8及びドレイン領域9が形成されている。ソース領域8及びドレイン領域9は耐圧向上、誤書き込み抑制のために拡散濃度が低く抑えられている。
【0007】
フローティングゲート2及びコントロールゲート1表面は絶縁膜5で覆われている。フローティングゲート2及びコントロールゲート1からなる積層構造の側壁には窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7が形成されている。
【0008】
しかし、この製造方法は、デバイスの電気特性上問題を引き起こす場合がある。NAND型フラッシュメモリでは、選択ゲートトランジスタにセルフアラインコンタクトを形成する。その際、選択比をとるため、側壁絶縁膜7に窒化膜を形成する。しかしながら、側壁絶縁膜7下に位置する絶縁膜6に接する領域には、トラップサイトが多数形成される。フラッシュの動作時には、大部分の電子はトンネル絶縁膜3を介してフローティングゲート2と半導体基板10との間でやり取りされるが、側壁絶縁膜7と絶縁膜6を介してやり取りされる電子も存在する。
【0009】
側壁窒化膜7が窒化物で形成されているために絶縁膜6との界面領域にトラップサイトが形成され、このトラップサイトに電子がトラップされることで、界面準位となる。ソース領域8とドレイン領域9は上述した理由で濃度が低くなっているため、このトラップされた電子によってソース領域8とドレイン領域9の側壁絶縁膜7下に空乏層が形成される。この空乏層は寄生抵抗を増大させるため、ドレイン電流値を低下させるという問題がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来、耐圧向上、誤書き込み防止の観点から拡散層濃度の低下が必要とされている。しかしながら、拡散層濃度の低下は、側壁窒化膜下の界面準位による拡散層表面の空乏化による寄生抵抗の増大をもたらす問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題を解決するために成されたもので、側壁絶縁膜下の界面準位による拡散層表面空乏化を防ぎ、耐圧向上、誤書き込み防止とともに駆動力の向上をはかり得る半導体記憶装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、シリコン半導体基板と、前記シリコン半導体基板上に形成されたトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜上に形成されたフローティングゲートと、前記フローティングゲート上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたコントロールゲートと、前記フローティングゲート及び前記コントロールゲートを被覆する絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜下の前記シリコン半導体基板中に形成されたチャネル領域と、前記シリコン半導体基板中に離間し、前記チャネル領域が間に位置するように形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上の前記フローティングゲートに対向する位置に形成されたアンドープシリコン半導体領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上の前記アンドープシリコン半導体領域に接する位置に形成されたドープシリコン半導体領域と、前記ドープシリコン半導体領域上には形成されることなく前記アンドープシリコン半導体領域上に形成されたシリコン窒化膜とを具備することを特徴とする半導体記憶装置。を提供する。
【0014】
また、本発明は、シリコン半導体基板上にトンネル絶縁膜を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜上にフローティングゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にコントロールゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート、コントロールゲート及び前記シリコン半導体基板上を絶縁膜で被覆する工程と、前記フローティングゲート及びコントロールゲートをマスクとして前記シリコン半導体基板中にソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、前記フローティングゲート及びコントロールゲートからなる積層構造に隣接するシリコン半導体基板表面を露出する工程と、前記露出されたシリコン半導体基板表面上にシリコン層を選択成長する工程と、前記コントロールゲートの側壁にシリコン窒化膜を形成する工程と、前記シリコン窒化膜をマスクとして不純物を注入することによって前記フローティングゲートに対向する前記シリコン層をアンドープ領域とし前記シリコン窒化膜に覆われていない前記シリコン層をドープ領域とする工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法を提供する。
【0015】
また、本発明は、シリコン半導体基板上にトンネル絶縁膜を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜上にフローティングゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にコントローゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート、コントロールゲート及び前記シリコン半導体基板上を絶縁膜で被覆する工程と、前記シリコン半導体基板全面にシリコン層を堆積する工程と、前記シリコン層をエッチングして前記フローティングゲート及びコントロールゲートからなる積層構造に隣接する前記シリコン半導体基板表面上に前記シリコン層を残す工程と、前記コントロールゲートの側壁にシリコン窒化膜を形成する工程と、前記シリコン窒化膜をマスクとして不純物を注入することによって前記フローティングゲートに対向する前記シリコン層をアンドープ領域とし前記シリコン窒化膜に覆われていない前記シリコン層をドープ領域としつつソース領域及びドレイン領域を同時に形成する工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法を提供する。
【0019】
本発明によれば、シリコン窒化膜とシリコン半導体基板表面との間にアンドープのシリコン半導体領域が設けられているので、シリコン窒化膜下部の界面準位とシリコン基板表面との距離を離すことができる。このため、微細フラッシュメモリのようにソース拡散層及びドレイン拡散層の濃度が低い場合でも、シリコン窒化膜下部の界面準位に起因する拡散層表面の空乏化を抑制することができる。従って、微細フラッシュメモリなどにおいて益々顕著となる拡散濃度の低下に伴う電流駆動力の低下を抑制することができ、耐圧向上、誤書き込み防止と共に駆動力の向上をはかることが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【0021】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。図1では1セル部分の構成を示すが、このセル構造はNAND型、NOR型、OR型、AND型の各種メモリセルユニットに適用できる。
【0022】
図1に示すように、p型のシリコン基板10上に、トンネル絶縁膜3が形成されている。このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2が形成されている。フローティングゲート2上にはゲート絶縁膜4が形成されている。このゲート絶縁膜4上にはコントロールゲート1が形成されている。フローティングゲート2及びコントロールゲート1は被覆用の酸化シリコンからなる絶縁膜5によって覆われている。コントロールゲート1の側面には窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7が絶縁膜5を介して形成されている。
【0023】
トンネル絶縁膜3下のチャネル領域を挟む位置のシリコン基板10中にはn型不純物拡散層からなるソース領域8及びドレイン領域9が形成されている。ソース領域8及びドレイン領域9上にはシリコンからなる領域17及び18が形成されている。シリコンからなる領域のうち窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7の下でありフローティングゲート2に対向する領域18は、アンドープの絶縁領域となっている。またシリコンからなる領域のうち側壁絶縁膜7に覆われていない領域17は、n型の不純物がドーピングされた導電領域となっている。シリコンの領域17は側壁絶縁膜7をマスクとして、イオン注入することによってドープされる。シリコンの領域18は側壁絶縁膜7がマスクされているので、不純物がドーピングされていないアンドープ領域となる。このように領域17は側壁絶縁膜の下に形成されていないことが絶縁性を保つ上で望ましい。
【0024】
この半導体記憶装置は、シリコン窒化膜からなる側壁絶縁膜7の下のシリコン基板10上にアンドープのシリコン領域18が設けられている。このことにより、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位とシリコン基板10の表面との距離を離すことができる。このため、ソース領域8及びドレイン領域9の濃度が低い場合でも、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位により、ソース領域8及びドレイン領域9の表面が空乏化することを抑制することが可能になる。
【0025】
図2に、ソース領域8及びドレイン領域9の不純物プロファイルを示す。図2中、Aで示す曲線は本半導体記憶装置のソース領域8及びドレイン領域9のプロファイルである。Bで示す曲線は、シリコン領域17及び18がなく側壁絶縁膜7が直接半導体基板10上に形成された構造の場合のソース領域8及びドレイン領域9のプロファイルである。
【0026】
図2からわかるように、Aで示す曲線では、不純物プロファイルがBで示す曲線よりも、より急峻に、より浅くなっている。従って、本半導体記憶装置の構造では、より浅い接合を形成することができ、ソース領域8及びドレイン領域9間のリーク電流を抑制できる。さらにソース領域8及びドレイン領域9間の耐圧を向上させることが可能になる。
【0027】
実際に、側壁絶縁膜7とシリコン基板10との間の距離をどれくらいにすればよいのかは、設計事項であり、ドレイン領域表面の寄生抵抗の大きさが設計上どれだけ許されるか、による。これによりアンドープのシリコンの領域18の厚さを決定すればよい。
【0028】
次に、図3を用いて本実施形態の半導体記憶装置の製造方法の一例を説明する。
【0029】
先ず、図3(a)に示すように、p型シリコン基板10上にトンネル絶縁膜3を形成する。次に、このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2を形成する。次に、このフローティングゲート2上にゲート絶縁膜4を形成する。次に、このゲート絶縁膜4上にコントロールゲート1を形成する。
【0030】
トンネル絶縁膜3及びゲート絶縁膜4は、例えば酸化シリコンを用いればよい。フローティングゲート2及びコントロールゲートは例えば多結晶シリコンを用いればよい。それぞれの膜の形成方法はCVDやスパッタ等を用いればよい。またこの積層構造は、マスクを用いてパターニングしても良いし、選択成長を用いて整形しても良い。
【0031】
次に、図3(b)に示すように、フローティングゲート2及びコントロールゲート1からなる積層構造の表面を、酸化シリコンからなる絶縁膜5で被覆する。
【0032】
次に、図3(c)に示すように、被用絶縁膜5を介して1回目のイオン注入により、フローティングゲート2を挟む位置に、n型不純物拡散領域からなるソース領域8及びドレイン領域9を形成する。
【0033】
次に、図3(d)に示すように、ソース領域8及びドレイン領域9上の絶縁膜5をエッチングし、フローティングゲート2近傍のシリコン基板10の表面を露出する。次に、このシリコン基板10の露出された表面から、シリコン層11を選択エピタキシャル成長させる。
【0034】
次に、図3(e)に示すように、コントロールゲート1の側壁に窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7を形成する。側壁絶縁膜7は窒化シリコンをシリコン基板10の全面に堆積した後、RIEによってコントロールゲート1の側壁に残すようにすればよい。
【0035】
次に、図3(f)に示すように、2回目の浅いイオン注入により、シリコン層11中に、高濃度に不純物がドープされた領域17を形成する。このとき側壁絶縁膜7がマスクとなり、フローティングゲート2に対向している領域18は、不純物がドープされていない絶縁領域となる。このようにして、図1に示した半導体記憶装置を形成することができる。
【0036】
本実施形態ではアンドープのシリコンの領域18が窒化シリコンからなる側壁絶縁膜下全てに形成されている。これは2回目の浅いイオン注入後のアニールをしないか、アニールをする場合でもランプアニールを用い拡散をできるだけ小さく抑える方法を用いたためである。こうすることで十分に耐圧を持たせることが可能となる。また耐圧をより持たせるために側壁絶縁膜7下から外側に広がるようにアンドープのシリコンの領域18を形成しても良い。形成方法としてはリソグラフィーを追加してマスクを側壁絶縁膜7よりも大きく形成して用いる。
【0037】
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。図4では1セル部分の構成を示すが、このセル構造はNAND型、NOR型、OR型、AND型の各種メモリセルユニットに適用できる。
【0038】
第2の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造と、第1の実施形態で説明した素子構造との違いは、製造プロセスの違いに起因する。
【0039】
図4に示すように、p型のシリコン基板10上に、トンネル絶縁膜3が形成されている。このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2が形成されている。フローティングゲート2上にはゲート絶縁膜4が形成されている。このゲート絶縁膜4上にはコントロールゲート1が形成されている。フローティングゲート2及びコントロールゲート1は被覆用の絶縁膜5によって覆われている。コントロールゲート1の側面には窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7が絶縁膜5を介して形成されている。
【0040】
シリコン基板10上のフローティングゲート2に対向する位置には不純物がドーピングされていないシリコンの領域16が形成されている。この絶縁領域16の隣には、n型の不純物がドーピングされたシリコンの領域15が形成されている。このように領域15は側壁絶縁膜7の下に形成されていないことが絶縁性を保つ上で望ましい。
【0041】
本実施形態では、シリコンの領域を堆積してRIEにてエッチングしてゲート部近傍に残す。このシリコンの領域上のコントロールゲート1の側壁に側壁絶縁膜7を形成する。この後に不純物をドーピングすることで不純物ドープ領域15と不純物がドープされていない領域16に分ける。このように先ずシリコン領域をRIEで整形する点が第1の実施形態と異なる。
【0042】
トンネル絶縁膜3下のチャネル領域を挟む位置のシリコン基板10中にはn型不純物拡散層からなるソース領域8及びドレイン領域9が形成されている。ソース領域8及びドレイン領域9上にはシリコンからなる領域15及び16が形成されている。シリコンからなる領域のうち側壁絶縁膜7の下部でありフローティングゲート2に対向する領域16は、アンドープの絶縁領域となっている。またシリコンからなる領域のうち側壁絶縁膜7に覆われていない領域15は、n型の不純物がドーピングされた導電領域となっている。
【0043】
ソース領域8及びドレイン領域9は、シリコンの不純物ドープ領域15と同時に側壁絶縁膜7をマスクとして、イオン注入することによってドープされる。従って、シリコンのドープ領域15にはソース領域8及びドレイン領域9と同じ導電型の不純物がドーピングされている。シリコンの領域16は側壁絶縁膜7がマスクされているので、不純物がドーピングされていないアンドープ領域となる。
【0044】
この半導体記憶装置は、側壁絶縁膜7とシリコン基板10の表面との間にアンドープのシリコン領域16が設けられている。このことにより、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位とシリコン基板10表面との距離を離すことができる。このため、ソース領域8及びドレイン領域9の濃度が低い場合でも、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位により、ソース領域8及びドレイン領域9の表面が空乏化することを抑制することが可能になる。
【0045】
次に、図5を用いて本実施形態の半導体記憶装置の製造方法の一例を説明する。
【0046】
先ず、図5(a)に示すように、p型シリコン基板10上にトンネル絶縁膜3を形成する。次に、このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2を形成する。次に、このフローティングゲート2上にゲート絶縁膜4を形成する。次に、このゲート絶縁膜4上にコントロールゲート1を形成する。
【0047】
トンネル絶縁膜3及びゲート絶縁膜4は、例えば酸化シリコンを用いればよい。フローティングゲート2及びコントロールゲートは例えば多結晶シリコンを用いればよい。それぞれの膜の形成方法はCVDやスパッタ等を用いればよい。またこの積層構造は、マスクを用いてパターニングしても良いし、選択成長を用いて整形しても良い。
【0048】
次に、図5(b)に示すように、フローティングゲート2及びコントロールゲート1からなる積層構造の表面を、酸化シリコンからなる絶縁膜5で被覆する。
【0049】
次に、図5(c)に示すように、シリコン層14をシリコン基板10全面に堆積させる。
【0050】
次に、図5(d)に示すように、RIEによりシリコン層14をエッチングしてゲート部近傍に残す。
【0051】
次に、図5(e)に示すように、コントロールゲート1の側壁として、シリコン層14上の一部に窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7を形成する。側壁絶縁膜7は窒化シリコンをシリコン基板10の全面に堆積した後、RIEによってコントロールゲート1の側壁に残すようにすればよい。
【0052】
次に、イオン注入によりn型ソース領域8及びn型ドレイン領域9を形成する。この際、シリコン領域14は、ソース領域8及びドレイン領域9と同じ導電型の不純物がドープされた領域15と不純物がドープされておらず、かつフローティングゲート2に対向している領域16とからなる。このようにして、図4に示した半導体記憶装置を形成することができる。
【0053】
(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。図6では1セル部分の構成を示すが、このセル構造はNAND型、NOR型、OR型、AND型の各種メモリセルユニットに適用できる。
【0054】
の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造と、第1及び第2の実施形態で説明した素子構造との違いは、窒化シリコンからなる側壁絶縁膜下にシリコン酸化膜からなる領域が設けられていることである。
【0055】
図6に示すように、p型のシリコン基板10上に、トンネル絶縁膜3が形成されている。このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2が形成されている。フローティングゲート2上にはゲート絶縁膜4が形成されている。このゲート絶縁膜4上にはコントロールゲート1が形成されている。フローティングゲート2及びコントロールゲート1は被覆用の絶縁膜5によって覆われている。コントロールゲート1の側面には窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7が絶縁膜5を介して形成されている。
【0056】
シリコン基板10上に、窒化シリコンからなる側壁絶縁膜下にシリコン酸化膜からなる領域20が形成されている。本実施形態では、シリコン酸化膜からなるの領域20をシリコン基板10の全面に堆積してRIEにてエッチングしてゲート部近傍に残す。
【0057】
トンネル絶縁膜3下のチャネル領域を挟む位置のシリコン基板10中にはn型不純物拡散層からなるソース領域8及びドレイン領域9が形成されている。ソース領域8及びドレイン領域9上にはSiOからなる領域20が形成されている。ソース領域8及びドレイン領域9は、フローティングゲート2及びコントロールゲート1からなる形成領域をマスクとして、イオン注入することによってドープされる。
この半導体記憶装置は、側壁絶縁膜7とシリコン基板10表面との間にシリコン酸化膜からなる領域20が設けられている。このことにより、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位とシリコン基板10表面との距離を離すことができる。このため、ソース領域8及びドレイン領域9の濃度が低い場合でも、側壁絶縁膜7下部に存在する界面準位により、ソース領域8及びドレイン領域9の表面が空乏化することを抑制することが可能になる。
【0058】
次に、図7を用いて本実施形態の半導体記憶装置の製造方法の一例を説明する。
【0059】
先ず、図7(a)に示すように、p型シリコン基板10上にトンネル絶縁膜3を形成する。次に、このトンネル絶縁膜3上にフローティングゲート2を形成する。次に、このフローティングゲート2上にゲート絶縁膜4を形成する。次に、このゲート絶縁膜4上にコントロールゲート1を形成する。
【0060】
トンネル絶縁膜3及びゲート絶縁膜4は、例えば酸化シリコンを用いればよい。フローティングゲート2及びコントロールゲートは例えば多結晶シリコンを用いればよい。それぞれの膜の形成方法はCVDやスパッタ等を用いればよい。またこの積層構造は、マスクを用いてパターニングしても良いし、選択成長を用いて整形しても良い。
【0061】
次に、図7(b)に示すように、フローティングゲート2及びコントロールゲート1からなる積層構造の表面を、酸化シリコンからなる絶縁膜5で被覆する。次にこのゲート構造をマスクとしてイオン注入することで、ソース領域8及びドレイン領域9を形成する。
【0062】
次に、図7(c)に示すように、シリコン酸化膜20をシリコン基板10の全面に堆積させる。
【0063】
次に、図7(d)に示すように、RIEによりシリコン酸化膜20をエッチングしてゲート部近傍に残す。
【0064】
次に、図7(e)に示すように、コントロールゲート1の側壁として、シリコン酸化膜20上の一部に窒化シリコンからなる側壁絶縁膜7を形成する。側壁絶縁膜7は窒化シリコンをシリコン基板10全面に堆積した後、RIEによってコントロールゲート1の側壁に残すようにすればよい。
このようにして、図6に示した半導体記憶装置を形成することができる。
【0065】
【発明の効果】
ソース領域及びドレイン領域の濃度が低い場合でも、側壁窒化膜下部に存在する界面準位による拡散層表面の空乏化を抑制することができ、耐圧向上、誤書き込み防止と共に駆動力の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態にかかる半導体記憶装置の断面図。
【図2】 半導体基板と側壁絶縁膜間にシリコン層がない場合のソース領域及びドレイン領域の不純物プロファイルとシリコン層がある場合のソース領域及びドレイン領域の不純物プロファイル。
【図3】 第1の実施形態にかかる半導体記憶装置の製造工程を説明するための各断面図。
【図4】 本発明の第2の実施形態にかかる半導体記憶装置の断面図。
【図5】 第2の実施形態にかかる半導体記憶装置の製造工程を説明するための各断面図。
【図6】 本発明の第3の実施形態にかかる半導体記憶装置の断面図。
【図7】 第3の実施形態にかかる半導体記憶装置の製造工程を説明するための各断面図。
【図8】 従来の半導体記憶装置の断面図。
【符号の説明】
1…コントロールゲート
2…フローティングゲート
3…トンネル絶縁膜
4…ゲート絶縁膜
5…絶縁膜
6…絶縁膜
7…側壁絶縁膜
8…ソース領域
9…ドレイン領域
10…シリコン基板
17…ドープされたシリコンの領域
18…アンドープシリコンの領域
20…シリコン酸化膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid expansion of the market for digital audio cameras and other portable audio devices such as mobile phones, the demand for flash memory is rapidly expanding. At present, the demands for smaller, lighter, and higher functionality of these devices are becoming more and more demanding, and accordingly, the miniaturization, higher integration, lower power supply voltage, and higher reliability of flash memory are increasingly required. It is becoming. In particular, the demand for NAND-type flash memories is growing rapidly because of their high speed and easy integration.
[0003]
In a NAND flash memory, since the power supply voltage is higher than that of a normal MOS transistor, improvement in reliability is indispensable. For example, suppression of erroneous writing during standby and improvement of the breakdown voltage of the select gate transistor are important for improving the reliability of the flash memory.
[0004]
As a measure for improving the reliability, the concentration of the source / drain diffusion layer is lowered. This method is currently the most effective means in terms of improving the breakdown voltage and suppressing erroneous writing.
[0005]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional flash memory.
[0006]
As shown in FIG. 8, the tunnel insulating film 3 is formed on the semiconductor substrate 10. A floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. A gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. A control gate 1 is formed on the gate insulating film 4. A source region 8 and a drain region 9 are formed in the semiconductor substrate 10 so as to sandwich the tunnel insulating film 3. The source region 8 and the drain region 9 have a low diffusion concentration in order to improve breakdown voltage and suppress erroneous writing.
[0007]
The surfaces of the floating gate 2 and the control gate 1 are covered with an insulating film 5. A side wall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on the side wall of the laminated structure including the floating gate 2 and the control gate 1.
[0008]
However, this manufacturing method may cause problems in the electrical characteristics of the device. In the NAND flash memory, a self-aligned contact is formed on the selection gate transistor. At this time, a nitride film is formed on the sidewall insulating film 7 in order to obtain a selection ratio. However, many trap sites are formed in a region in contact with the insulating film 6 located under the side wall insulating film 7. During the flash operation, most of the electrons are exchanged between the floating gate 2 and the semiconductor substrate 10 through the tunnel insulating film 3, but there are also electrons exchanged through the sidewall insulating film 7 and the insulating film 6. To do.
[0009]
Since the sidewall nitride film 7 is made of nitride, a trap site is formed in an interface region with the insulating film 6, and electrons are trapped in the trap site, thereby obtaining an interface state. Since the concentration of the source region 8 and the drain region 9 is low for the reason described above, a depletion layer is formed under the sidewall insulating film 7 of the source region 8 and the drain region 9 by the trapped electrons. Since this depletion layer increases the parasitic resistance, there is a problem that the drain current value is lowered.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, a reduction in diffusion layer concentration has been required from the viewpoint of improving breakdown voltage and preventing erroneous writing. However, a reduction in the diffusion layer concentration has a problem of increasing parasitic resistance due to depletion of the diffusion layer surface due to the interface state under the sidewall nitride film.
[0011]
The present invention has been made to solve the above problems, and prevents the depletion of the diffusion layer surface due to the interface state under the sidewall insulating film, and can improve the breakdown voltage, prevent erroneous writing, and improve the driving force. An object is to provide an apparatus and a method for manufacturing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a silicon semiconductor substrate, a tunnel insulating film formed on the silicon semiconductor substrate, a floating gate formed on the tunnel insulating film, and formed on the floating gate. A gate insulating film, a control gate formed on the gate insulating film, an insulating film covering the floating gate and the control gate, and a channel formed in the silicon semiconductor substrate under the tunnel insulating film A source region and a drain region formed in such a manner as to be spaced apart from each other in the silicon semiconductor substrate and the channel region being located therebetween, and at a position facing the floating gate on the source region and the drain region. Undoped silicon semiconductor region, source region and drain A doped silicon semiconductor region formed on the undoped silicon semiconductor region at a position in contact with the undoped silicon semiconductor region, and a silicon nitride film formed on the undoped silicon semiconductor region without being formed on the doped silicon semiconductor region. A semiconductor memory device comprising: I will provide a.
[0014]
The present invention also includes a step of forming a tunnel insulating film on a silicon semiconductor substrate, a step of forming a floating gate on the tunnel insulating film, a step of forming a gate insulating film on the floating gate, and the gate A step of forming a control gate on the insulating film; a step of covering the floating gate, the control gate and the silicon semiconductor substrate with an insulating film; and a source region in the silicon semiconductor substrate using the floating gate and the control gate as a mask. And a step of forming a drain region, a step of exposing a silicon semiconductor substrate surface adjacent to the stacked structure including the floating gate and the control gate, and a step of selectively growing a silicon layer on the exposed surface of the silicon semiconductor substrate. , the controlling Forming a silicon nitride film on the side wall of Rugeto, the silicon which is not covered with the silicon nitride film and the undoped region of the silicon layer facing the floating gate by implanting impurity of the silicon nitride film as a mask And a method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: forming a layer as a doped region.
[0015]
The present invention also includes a step of forming a tunnel insulating film on a silicon semiconductor substrate, a step of forming a floating gate on the tunnel insulating film, a step of forming a gate insulating film on the floating gate, and the gate forming a controls the gate on an insulating film, a step of covering said floating gate, a control gate and the silicon semiconductor substrate over an insulating layer, depositing a silicon layer on the silicon semiconductor substrate over the entire surface, the silicon Etching the layer to leave the silicon layer on the surface of the silicon semiconductor substrate adjacent to the stacked structure comprising the floating gate and the control gate ; forming a silicon nitride film on a side wall of the control gate; and Impurities are implanted using the nitride film as a mask. And simultaneously forming a source region and a drain region while using the silicon layer facing the floating gate as an undoped region and the silicon layer not covered by the silicon nitride film as a doped region. A method for manufacturing a semiconductor memory device is provided.
[0019]
According to the present invention, since the undoped silicon semiconductor region is provided between the silicon nitride film and the silicon semiconductor substrate surface, the distance between the interface state below the silicon nitride film and the silicon substrate surface can be increased. . For this reason, even when the concentration of the source diffusion layer and the drain diffusion layer is low as in a fine flash memory, depletion of the diffusion layer surface due to the interface state below the silicon nitride film can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in current driving force accompanying a decrease in diffusion concentration, which becomes more noticeable in a micro flash memory or the like, and it is possible to improve driving voltage while improving breakdown voltage and preventing erroneous writing.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
[0021]
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing an element structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. Although FIG. 1 shows the configuration of one cell portion, this cell structure can be applied to various memory cell units of NAND type, NOR type, OR type, and AND type.
[0022]
As shown in FIG. 1, a tunnel insulating film 3 is formed on a p-type silicon substrate 10. A floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. A gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. A control gate 1 is formed on the gate insulating film 4. The floating gate 2 and the control gate 1 are covered with an insulating film 5 made of coating silicon oxide. A sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on the side surface of the control gate 1 via an insulating film 5.
[0023]
A source region 8 and a drain region 9 made of an n-type impurity diffusion layer are formed in a silicon substrate 10 at a position sandwiching a channel region under the tunnel insulating film 3. Regions 17 and 18 made of silicon are formed on the source region 8 and the drain region 9. Of the region made of silicon, the region 18 under the side wall insulating film 7 made of silicon nitride and facing the floating gate 2 is an undoped insulating region. Of the region made of silicon, the region 17 not covered with the sidewall insulating film 7 is a conductive region doped with an n-type impurity. The silicon region 17 is doped by ion implantation using the sidewall insulating film 7 as a mask. Since the sidewall insulating film 7 is masked, the silicon region 18 becomes an undoped region which is not doped with impurities. Thus, it is desirable for maintaining the insulating property that the region 17 is not formed under the sidewall insulating film.
[0024]
In this semiconductor memory device, an undoped silicon region 18 is provided on a silicon substrate 10 under a sidewall insulating film 7 made of a silicon nitride film. As a result, the distance between the interface state existing under the sidewall insulating film 7 and the surface of the silicon substrate 10 can be increased. For this reason, even when the concentrations of the source region 8 and the drain region 9 are low, it is possible to suppress the depletion of the surfaces of the source region 8 and the drain region 9 due to the interface state existing under the sidewall insulating film 7. become.
[0025]
FIG. 2 shows impurity profiles of the source region 8 and the drain region 9. In FIG. 2, a curve indicated by A is a profile of the source region 8 and the drain region 9 of the semiconductor memory device. A curve indicated by B is a profile of the source region 8 and the drain region 9 in the case where the side wall insulating film 7 is formed directly on the semiconductor substrate 10 without the silicon regions 17 and 18.
[0026]
As can be seen from FIG. 2, in the curve indicated by A, the impurity profile is steeper and shallower than the curve indicated by B. Therefore, in the structure of this semiconductor memory device, a shallower junction can be formed, and the leakage current between the source region 8 and the drain region 9 can be suppressed. Furthermore, the breakdown voltage between the source region 8 and the drain region 9 can be improved.
[0027]
Actually, the distance between the sidewall insulating film 7 and the silicon substrate 10 is a design matter and depends on how much parasitic resistance on the surface of the drain region is allowed in the design. Thus, the thickness of the undoped silicon region 18 may be determined.
[0028]
Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor memory device of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0029]
First, as shown in FIG. 3A, the tunnel insulating film 3 is formed on the p-type silicon substrate 10. Next, the floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. Next, a gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. Next, the control gate 1 is formed on the gate insulating film 4.
[0030]
For example, silicon oxide may be used for the tunnel insulating film 3 and the gate insulating film 4. For example, polycrystalline silicon may be used for the floating gate 2 and the control gate. As a method for forming each film, CVD, sputtering, or the like may be used. In addition, this stacked structure may be patterned using a mask or may be shaped using selective growth.
[0031]
Next, as shown in FIG. 3B, the surface of the laminated structure including the floating gate 2 and the control gate 1 is covered with an insulating film 5 made of silicon oxide.
[0032]
Next, as shown in FIG. 3 (c), by ion implantation of the first through the insulating film 5 for the covering, at positions sandwiching the floating gate 2, a source region 8 and a drain region made of n-type impurity diffusion regions 9 is formed.
[0033]
Next, as shown in FIG. 3D, the insulating film 5 on the source region 8 and the drain region 9 is etched to expose the surface of the silicon substrate 10 near the floating gate 2. Next, the silicon layer 11 is selectively epitaxially grown from the exposed surface of the silicon substrate 10.
[0034]
Next, as shown in FIG. 3E, a sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on the sidewall of the control gate 1. The sidewall insulating film 7 may be left on the sidewall of the control gate 1 by RIE after silicon nitride is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10.
[0035]
Next, as shown in FIG. 3F, a region 17 doped with impurities at a high concentration is formed in the silicon layer 11 by the second shallow ion implantation. At this time, the sidewall insulating film 7 serves as a mask, and the region 18 facing the floating gate 2 becomes an insulating region not doped with impurities. In this manner, the semiconductor memory device shown in FIG. 1 can be formed.
[0036]
In this embodiment, the undoped silicon region 18 is formed under the sidewall insulating film made of silicon nitride. This is because the annealing after the second shallow ion implantation is not performed, or even when annealing is performed, a method using lamp annealing to suppress diffusion as small as possible is used. In this way, a sufficient breakdown voltage can be provided. Further, an undoped silicon region 18 may be formed so as to spread from the bottom to the outside of the sidewall insulating film 7 in order to have a higher breakdown voltage. As a formation method, lithography is added to form a mask larger than the sidewall insulating film 7 and used.
[0037]
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a sectional view showing an element structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention. Although FIG. 4 shows the configuration of one cell portion, this cell structure can be applied to various memory cell units of NAND type, NOR type, OR type, and AND type.
[0038]
The difference between the element structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment and the element structure described in the first embodiment is caused by a difference in manufacturing process.
[0039]
As shown in FIG. 4, a tunnel insulating film 3 is formed on a p-type silicon substrate 10. A floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. A gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. A control gate 1 is formed on the gate insulating film 4. The floating gate 2 and the control gate 1 are covered with a covering insulating film 5. A sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on the side surface of the control gate 1 via an insulating film 5.
[0040]
A region 16 of silicon not doped with impurities is formed on the silicon substrate 10 at a position facing the floating gate 2. Next to the insulating region 16, a silicon region 15 doped with n-type impurities is formed. Thus, it is desirable for maintaining the insulating property that the region 15 is not formed under the sidewall insulating film 7.
[0041]
In the present embodiment, a silicon region is deposited and etched by RIE and left in the vicinity of the gate portion. A sidewall insulating film 7 is formed on the sidewall of the control gate 1 on the silicon region. Thereafter, an impurity is doped to divide into an impurity doped region 15 and an undoped region 16. Thus, the point which shape | molds a silicon area | region by RIE first differs from 1st Embodiment.
[0042]
A source region 8 and a drain region 9 made of an n-type impurity diffusion layer are formed in a silicon substrate 10 at a position sandwiching a channel region under the tunnel insulating film 3. Regions 15 and 16 made of silicon are formed on the source region 8 and the drain region 9. Of the region made of silicon, a region 16 below the side wall insulating film 7 and facing the floating gate 2 is an undoped insulating region. In addition, a region 15 that is not covered with the sidewall insulating film 7 in a region made of silicon is a conductive region doped with an n-type impurity.
[0043]
The source region 8 and the drain region 9 are doped by ion implantation using the sidewall insulating film 7 as a mask simultaneously with the impurity doped region 15 of silicon. Accordingly, the doped region 15 of silicon is doped with impurities of the same conductivity type as the source region 8 and the drain region 9. Since the sidewall insulating film 7 is masked, the silicon region 16 becomes an undoped region which is not doped with impurities.
[0044]
In this semiconductor memory device, an undoped silicon region 16 is provided between the sidewall insulating film 7 and the surface of the silicon substrate 10. As a result, the distance between the interface state existing under the sidewall insulating film 7 and the surface of the silicon substrate 10 can be increased. For this reason, even when the concentrations of the source region 8 and the drain region 9 are low, it is possible to suppress the depletion of the surfaces of the source region 8 and the drain region 9 due to the interface state existing under the sidewall insulating film 7. become.
[0045]
Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor memory device of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0046]
First, as shown in FIG. 5A, the tunnel insulating film 3 is formed on the p-type silicon substrate 10. Next, the floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. Next, a gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. Next, the control gate 1 is formed on the gate insulating film 4.
[0047]
For example, silicon oxide may be used for the tunnel insulating film 3 and the gate insulating film 4. For example, polycrystalline silicon may be used for the floating gate 2 and the control gate. As a method for forming each film, CVD, sputtering, or the like may be used. In addition, this stacked structure may be patterned using a mask or may be shaped using selective growth.
[0048]
Next, as shown in FIG. 5B, the surface of the laminated structure including the floating gate 2 and the control gate 1 is covered with an insulating film 5 made of silicon oxide.
[0049]
Next, as shown in FIG. 5C, a silicon layer 14 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10.
[0050]
Next, as shown in FIG. 5D, the silicon layer 14 is etched by RIE and left in the vicinity of the gate portion.
[0051]
Next, as shown in FIG. 5E, a sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on a part of the silicon layer 14 as the sidewall of the control gate 1. The sidewall insulating film 7 may be left on the sidewall of the control gate 1 by RIE after silicon nitride is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10.
[0052]
Next, an n-type source region 8 and an n-type drain region 9 are formed by ion implantation. At this time, the silicon region 14 is composed of a region 15 doped with impurities of the same conductivity type as the source region 8 and drain region 9 and a region 16 not doped with impurities and facing the floating gate 2. . In this manner, the semiconductor memory device shown in FIG. 4 can be formed.
[0053]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a sectional view showing an element structure of a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention. Although FIG. 6 shows the configuration of one cell portion, this cell structure can be applied to various memory cell units of NAND type, NOR type, OR type, and AND type.
[0054]
The difference between the element structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment and the element structure described in the first and second embodiments is that a region made of a silicon oxide film under a side wall insulating film made of silicon nitride. Is provided.
[0055]
As shown in FIG. 6, a tunnel insulating film 3 is formed on a p-type silicon substrate 10. A floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. A gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. A control gate 1 is formed on the gate insulating film 4. The floating gate 2 and the control gate 1 are covered with a covering insulating film 5. A sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on the side surface of the control gate 1 via an insulating film 5.
[0056]
A region 20 made of a silicon oxide film is formed on the silicon substrate 10 under a side wall insulating film made of silicon nitride. In the present embodiment, a region 20 made of a silicon oxide film is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10 and etched by RIE so as to remain in the vicinity of the gate portion.
[0057]
A source region 8 and a drain region 9 made of an n-type impurity diffusion layer are formed in a silicon substrate 10 at a position sandwiching a channel region under the tunnel insulating film 3. A region 20 made of SiO 2 is formed on the source region 8 and the drain region 9. The source region 8 and the drain region 9 are doped by ion implantation using a formation region including the floating gate 2 and the control gate 1 as a mask.
In this semiconductor memory device, a region 20 made of a silicon oxide film is provided between the sidewall insulating film 7 and the surface of the silicon substrate 10. As a result, the distance between the interface state existing under the sidewall insulating film 7 and the surface of the silicon substrate 10 can be increased. For this reason, even when the concentrations of the source region 8 and the drain region 9 are low, it is possible to suppress the depletion of the surfaces of the source region 8 and the drain region 9 due to the interface state existing under the sidewall insulating film 7. become.
[0058]
Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor memory device of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0059]
First, as shown in FIG. 7A, a tunnel insulating film 3 is formed on a p-type silicon substrate 10. Next, the floating gate 2 is formed on the tunnel insulating film 3. Next, a gate insulating film 4 is formed on the floating gate 2. Next, the control gate 1 is formed on the gate insulating film 4.
[0060]
For example, silicon oxide may be used for the tunnel insulating film 3 and the gate insulating film 4. For example, polycrystalline silicon may be used for the floating gate 2 and the control gate. As a method for forming each film, CVD, sputtering, or the like may be used. In addition, this stacked structure may be patterned using a mask or may be shaped using selective growth.
[0061]
Next, as shown in FIG. 7B, the surface of the laminated structure including the floating gate 2 and the control gate 1 is covered with an insulating film 5 made of silicon oxide. Next, the source region 8 and the drain region 9 are formed by ion implantation using the gate structure as a mask.
[0062]
Next, as shown in FIG. 7C, a silicon oxide film 20 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10.
[0063]
Next, as shown in FIG. 7D, the silicon oxide film 20 is etched by RIE and left in the vicinity of the gate portion.
[0064]
Next, as shown in FIG. 7E, a sidewall insulating film 7 made of silicon nitride is formed on a part of the silicon oxide film 20 as a sidewall of the control gate 1. The sidewall insulating film 7 may be left on the sidewall of the control gate 1 by RIE after silicon nitride is deposited on the entire surface of the silicon substrate 10.
In this manner, the semiconductor memory device shown in FIG. 6 can be formed.
[0065]
【The invention's effect】
Even when the concentration of the source region and the drain region is low, depletion of the surface of the diffusion layer due to the interface state existing under the sidewall nitride film can be suppressed, and the driving force is improved while improving the breakdown voltage and preventing erroneous writing. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an impurity profile of a source region and a drain region when there is no silicon layer between a semiconductor substrate and a sidewall insulating film, and an impurity profile of a source region and a drain region when there is a silicon layer.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor memory device according to the first embodiment;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a semiconductor memory device according to a second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a semiconductor memory device according to a third embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor memory device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control gate 2 ... Floating gate 3 ... Tunnel insulating film 4 ... Gate insulating film 5 ... Insulating film 6 ... Insulating film 7 ... Side wall insulating film 8 ... Source region 9 ... Drain region 10 ... Silicon substrate 17 ... Doped silicon Region 18 ... Undoped silicon region 20 ... Silicon oxide film

Claims (3)

シリコン半導体基板と、前記シリコン半導体基板上に形成されたトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜上に形成されたフローティングゲートと、前記フローティングゲート上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたコントロールゲートと、前記フローティングゲート及び前記コントロールゲートを被覆する絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜下の前記シリコン半導体基板中に形成されたチャネル領域と、前記シリコン半導体基板中に離間し、前記チャネル領域が間に位置するように形成されたソース領域及びドレイン領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上の前記フローティングゲートに対向する位置に形成されたアンドープシリコン半導体領域と、前記ソース領域及びドレイン領域上の前記アンドープシリコン半導体領域に接する位置に形成されたドープシリコン半導体領域と、前記ドープシリコン半導体領域上には形成されることなく前記アンドープシリコン半導体領域上に形成されたシリコン窒化膜とを具備することを特徴とする半導体記憶装置。  A silicon semiconductor substrate, a tunnel insulating film formed on the silicon semiconductor substrate, a floating gate formed on the tunnel insulating film, a gate insulating film formed on the floating gate, and the gate insulating film A control gate formed in, an insulating film covering the floating gate and the control gate, a channel region formed in the silicon semiconductor substrate under the tunnel insulating film, and spaced apart in the silicon semiconductor substrate, A source region and a drain region formed so that the channel region is located therebetween; an undoped silicon semiconductor region formed at a position facing the floating gate on the source region and the drain region; and the source region and the drain Said undoped silicon half on the region A doped silicon semiconductor region formed at a position in contact with a body region; and a silicon nitride film formed on the undoped silicon semiconductor region without being formed on the doped silicon semiconductor region. Semiconductor memory device. シリコン半導体基板上にトンネル絶縁膜を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜上にフローティングゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にコントロールゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート、コントロールゲート及び前記シリコン半導体基板上を絶縁膜で被覆する工程と、前記フローティングゲート及びコントロールゲートをマスクとして前記シリコン半導体基板中にソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、前記フローティングゲート及びコントロールゲートからなる積層構造に隣接するシリコン半導体基板表面を露出する工程と、前記露出されたシリコン半導体基板表面上にシリコン層を選択成長する工程と、前記コントロールゲートの側壁にシリコン窒化膜を形成する工程と、前記シリコン窒化膜をマスクとして不純物を注入することによって前記フローティングゲートに対向する前記シリコン層をアンドープ領域とし前記シリコン窒化膜に覆われていない前記シリコン層をドープ領域とする工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。Forming a tunnel insulating film on the silicon semiconductor substrate; forming a floating gate on the tunnel insulating film; forming a gate insulating film on the floating gate; and a control gate on the gate insulating film Forming a source region and a drain region in the silicon semiconductor substrate using the floating gate and the control gate as a mask, and a step of covering the floating gate, the control gate and the silicon semiconductor substrate with an insulating film. a step, a step of exposing the silicon semiconductor substrate surface adjacent to a stack structure including the floating gate and a control gate, a step of selectively growing a silicon layer on the exposed silicon semiconductor substrate surface, the side of the control gate Forming a silicon nitride film, the silicon layer which is not covered with the silicon nitride film and the undoped region of the silicon layer facing the floating gate by implanting impurity of the silicon nitride film as a mask doped A method for manufacturing a semiconductor memory device. シリコン半導体基板上にトンネル絶縁膜を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜上にフローティングゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜上にコントローゲートを形成する工程と、前記フローティングゲート、コントロールゲート及び前記シリコン半導体基板上を絶縁膜で被覆する工程と、前記シリコン半導体基板全面にシリコン層を堆積する工程と、前記シリコン層をエッチングして前記フローティングゲート及びコントロールゲートからなる積層構造に隣接する前記シリコン半導体基板表面上に前記シリコン層を残す工程と、前記コントロールゲートの側壁にシリコン窒化膜を形成する工程と、前記シリコン窒化膜をマスクとして不純物を注入することによって前記フローティングゲートに対向する前記シリコン層をアンドープ領域とし前記シリコン窒化膜に覆われていない前記シリコン層をドープ領域としつつソース領域及びドレイン領域を同時に形成する工程とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。Forming a tunnel insulating film on a silicon semiconductor substrate, the tunnel forming a floating gate on the insulating film, forming a gate insulating film on the floating gate, controls the gate insulating film Forming a gate; covering the floating gate, the control gate and the silicon semiconductor substrate with an insulating film; depositing a silicon layer over the entire surface of the silicon semiconductor substrate; etching the silicon layer to A step of leaving the silicon layer on the surface of the silicon semiconductor substrate adjacent to the laminated structure including a floating gate and a control gate ; a step of forming a silicon nitride film on a sidewall of the control gate; and an impurity using the silicon nitride film as a mask By injecting before And a step of simultaneously forming a source region and a drain region while using the silicon layer facing the floating gate as an undoped region and the silicon layer not covered by the silicon nitride film as a doped region. Device manufacturing method.
JP2001138943A 2001-05-09 2001-05-09 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3641596B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001138943A JP3641596B2 (en) 2001-05-09 2001-05-09 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001138943A JP3641596B2 (en) 2001-05-09 2001-05-09 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002334942A JP2002334942A (en) 2002-11-22
JP3641596B2 true JP3641596B2 (en) 2005-04-20

Family

ID=18985804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001138943A Expired - Fee Related JP3641596B2 (en) 2001-05-09 2001-05-09 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3641596B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5998521B2 (en) 2012-02-28 2016-09-28 セイコーエプソン株式会社 Nonvolatile semiconductor memory and method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002334942A (en) 2002-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9755067B2 (en) Semiconductor device and fabrication method thereof
JP4486032B2 (en) Method for manufacturing memory element
US6965143B2 (en) Recess channel flash architecture for reduced short channel effect
JP2002064157A (en) Semiconductor memory integrated circuit and its manufacturing method
US7659179B2 (en) Method of forming transistor using step STI profile in memory device
US20040262650A1 (en) Semiconductor device, method for producing the same, and information processing apparatus
JP5452441B2 (en) Method for manufacturing a floating gate memory cell and floating gate memory cell
US20050151185A1 (en) Semiconductor device and fabricating method thereof
US6071777A (en) Method for a self-aligned select gate for a split-gate flash memory structure
JPH11186416A (en) Non-volatile semiconductor storage device and its manufacture
JP2924833B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP4266089B2 (en) Manufacturing method of semiconductor memory device
KR100771152B1 (en) Method for manufacturing flash memory cell by using trench method
CN111883537B (en) Technological method of embedded mirror image bit SONOS memory
CN111883536B (en) Technological method of embedded mirror image bit SONOS memory
JP3641596B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JPH10321822A (en) Structure of semiconductor device and its manufacture
KR101025921B1 (en) Method for manufacturing flash memory device
JP2000299395A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof
KR20020055147A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH09330988A (en) Laminated gate-type non-volatile semiconductor memory device
JPS63227059A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH1084051A (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
KR100399415B1 (en) Nonvolatile Memory Device and Method of fabricationg the Same
KR100632641B1 (en) Method of manufacturing a flash memory cell

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040506

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040716

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040817

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050124

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080128

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090128

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100128

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110128

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees