JPH01128472A - Semiconductor nonvolatile memory - Google Patents

Semiconductor nonvolatile memory

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JPH01128472A
JPH01128472A JP62285286A JP28528687A JPH01128472A JP H01128472 A JPH01128472 A JP H01128472A JP 62285286 A JP62285286 A JP 62285286A JP 28528687 A JP28528687 A JP 28528687A JP H01128472 A JPH01128472 A JP H01128472A
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JP
Japan
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gate
insulating film
region
nonvolatile memory
transistor region
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JP62285286A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Takebuchi
竹渕 政孝
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
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Abstract

PURPOSE:To assure high integration without reducing the capacitance coupling ratio in a memory transistor region by extending a second gate of the memory transistor region to the upper of a gate of another transistor region. CONSTITUTION:A cell in a region L1 is formed of two transistor regions 1, 2 of storage and selection. A first gate 13 of a selection transistor region 2 is formed of a polysilicon film, and part of a first insulating film 8 serves as a tunnel insulating film 7, the former film being formed in contact with the lower part of a second gate 6 of the memory transistor region 1. A floating gate 6 is located extending to the upper of at least part of the selection gate 13. A third gate 14 for controlling the floating gate 6 is formed on the upper of the floating gate 6 via second insulating film 5. The device is formed by a triple layer polysilicon gate process. Such a configuration reduces the width of the floating gate 6 but keeping unchanged the area of the floating gate 6. A separation space 4 between the two transistor regions 1, 2 is reduced and formed by film deposition.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は半導体不揮発性記憶装置に係υ、特に高集積お
よび高信頼性を必要とする電気的に書き換え可能な半導
体不揮発性記憶装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to semiconductor non-volatile memory devices, particularly electrically rewritable semiconductor non-volatile memory devices that require high integration and high reliability. It concerns sexual memory.

(従来の技術) 電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶装置として
は、一般に第4図および第5図に示すように、電荷を蓄
積する記憶トランジスタ領域1と、選択動作を行ない、
かつ任意のセルを選択する場合に他の非選択セルをも選
択する半選択動作を防止する選択トランジスタ領域2を
設け、2素子が分離されて存在して1セルを構成する第
4図のタイプおよび第4図のタイプの2素子の他に読み
出しトランジスタ領域3を設け、3素子が分離されて存
在して1セルを構成する第5図のタイプが知られている
。また、前記記憶トランジスタ領域1と前記選択トラン
ジスタ領域2との分離空間4および前記記憶トランジス
タ領域1と前記読み出しトランジスタ領域3との分離空
間5はフォトリソグラフィー技術を用いてエツチングに
より形成され、当該装置は2層ポリシリコンゲートプロ
セスによって製造される。
(Prior Art) Generally, as shown in FIGS. 4 and 5, an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory device has a storage transistor region 1 for accumulating charges and a region for performing a selection operation.
In addition, a selection transistor region 2 is provided to prevent a half-select operation in which other non-selected cells are also selected when selecting an arbitrary cell, and the type shown in FIG. 4 has two elements separated to form one cell. Also known is the type shown in FIG. 5, in which a read transistor region 3 is provided in addition to the two elements of the type shown in FIG. 4, and three elements are separated to form one cell. Further, a separation space 4 between the storage transistor region 1 and the selection transistor region 2 and a separation space 5 between the storage transistor region 1 and the readout transistor region 3 are formed by etching using photolithography technology, and the device is Manufactured by a two-layer polysilicon gate process.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したように第4図に示した従来の電気的に書き換え
可能な半導体不揮発性記憶装置では、1つのセルが記憶
および選択の2つのトランジスタ領域1,2から構成さ
れている。この場合、前記記憶および選択トランジスタ
領域1,2の分離はフォトリソグラフィー技術とエツチ
ングによシ行なわれるが、これらのプロセスを用いると
当該装置の加工精度または歩留りで高集積化が制限され
てくる。また前記記憶および選択トランジスタ領域1,
20分分離量4は高集積化をする際の障害となっている
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 4, one cell has two transistor regions 1 and 2 for storage and selection. It consists of In this case, the storage and selection transistor regions 1 and 2 are separated by photolithography and etching, but when these processes are used, high integration is limited by the processing accuracy or yield of the device. Further, the memory and selection transistor area 1,
The 20 minute separation amount of 4 is an obstacle to high integration.

また前記記憶トランジスタ領域1の中にある第2ゲート
6(ここでは電子を蓄積する浮遊ゲート)への電子注入
、引き抜きを容易にするためには前記記憶トランジスタ
領域1内の電子の出し入れを行なうトンネル絶縁膜7と
、ゲート間や基板間の絶縁を行なう第1絶縁膜8と、ド
レイン、チャネルおよびソース領域との間の容量結合比
が大きいことが必要であり、このため前記浮遊ゲート6
の面積が広く形成されていた。第4図のように各々のト
ランジスタ領域はフォトリソグラフィー技術により分離
されていたので、前記チャネル領域の上方において、前
記ドレイン領域と前記ソース領域を結ぶ方向であるL方
向に前記浮遊ゲート6を広げることにはパターンを、変
えない限り限界があった。そこで、前記チャネル領域の
上方から見て、L方向を900回転したW方向に前記浮
遊ゲート6を広げざるをえないので、高集積化は妨げら
れていた。
Further, in order to facilitate the injection and extraction of electrons into and out of the second gate 6 (here, a floating gate that stores electrons) in the storage transistor region 1, a tunnel is provided for transferring electrons in and out of the storage transistor region 1. It is necessary that the capacitive coupling ratio between the insulating film 7, the first insulating film 8 that provides insulation between gates and substrates, and the drain, channel, and source regions is large.
was formed over a wide area. As shown in FIG. 4, since each transistor region was separated by photolithography, the floating gate 6 was expanded above the channel region in the L direction, which is the direction connecting the drain region and the source region. There was a limit unless the pattern changed. Therefore, when viewed from above the channel region, the floating gate 6 has to be expanded in the W direction, which is rotated by 900 degrees in the L direction, which hinders high integration.

第5図に示す3素子からなる従来の電気的に書き換え可
能な半導体不揮発性記憶装置においても同様の問題が生
じる。
A similar problem also occurs in the conventional electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory device consisting of three elements shown in FIG.

本発明は以上のような問題点を解消するためになされた
もので、その目的とするところは、同一セル内に記憶ト
ランジスタ領域と他のトランジスタ領域を有する半導体
不揮発性記憶装置において、前記記憶トランジスタ領域
の容量結合比を落とさずに高集積を可能とする半導体不
揮発性記憶装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor nonvolatile memory device having a storage transistor region and another transistor region in the same cell. An object of the present invention is to provide a semiconductor nonvolatile memory device that enables high integration without reducing the capacitive coupling ratio of an area.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) この発明による電気的に書き換え可能な半導体不揮発性
記憶装置の代表的実施例は第1図および第2図に示され
る。同図に示されるように前記装置の素子能動領域中で
記憶トランジスタ領域1の第2ゲート6が1セル内の他
のトランジスタ領域のゲートの少なくとも一部の上方ま
で延在する。
(Means for Solving the Problems) A typical embodiment of an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 2. As shown in the figure, in the element active region of the device, the second gate 6 of the storage transistor region 1 extends above at least part of the gates of other transistor regions within one cell.

(作用) このように構成されたものにおいては、1セル内の各ト
ランジスタ領域の間の空間は第1ゲートと第2ゲートの
間の絶縁膜の厚さ分となる製造方法を使用でき、かつ大
きな第2ゲート面積が確保できるので、容量結合比を落
とさずに前記1セルの面積が減少し、電気的に書き換え
可能な半導体不揮発性記憶装置の微細化、高集積化が可
能となる。
(Function) In the structure configured as described above, a manufacturing method can be used in which the space between each transistor region in one cell is equal to the thickness of the insulating film between the first gate and the second gate, and Since a large second gate area can be secured, the area of one cell can be reduced without reducing the capacitive coupling ratio, and it is possible to miniaturize and highly integrate electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory devices.

(実施例) 以下図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。
(Example) The present invention will be described in detail below based on the example shown in the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す電気的に書き換え可能
なNチャネル型半導体不揮発性記憶装置である。この図
において、Llの範囲の1セルは記憶および選択の2つ
のトランジスタ領域1.25Thら成っている。第1導
電型の半導体基盤9(この実施例ではP型シリコン基板
)中の表面近くには、電子が移動するための第2導電型
の第1.第2゜第3不純物領域io、 11.12 (
この実施例ではN型不純物領域)が設けられている。こ
のN型不純物領域10.11.12のうち、左端のN型
不純物領域1oは前記選択トランジスタ領域2のドレイ
ンである。中央部の前記N型不純物領域11は前記選択
トランジスタ領域20ソースであシ、かつ前記記憶トラ
ンジスタ領域1のドレインである。右端の前記N型不純
物領域12は前記記憶トランジスタ領域1のソースであ
る。前記選択トランジスタ領域2の第1偉 ゲート13(この実施例では選択ゲート)Aポリシリコ
ン膜で形成され、前記記憶トランジスタ領域lの第2ゲ
ート6(この実施例では浮遊ゲート)の下方に接して形
成された第118縁膜8の一部はトンネル絶縁膜7とな
っている。前記浮遊ゲート6は前記絶縁膜8を介して、
前記選択ゲート13の少なくとも一部の上方Kまで延在
して位置する。なお、この浮遊ゲート6はポリシリコン
膜で形成される。前記浮遊ゲート6を制御する第3ゲー
ト14(この実施例では制御ゲート)は前記浮遊ゲート
6の上方に第2絶縁膜15を介し形成される。なお、こ
の制御ゲート14はポリシリコン膜で形成される。
FIG. 1 shows an electrically rewritable N-channel type semiconductor nonvolatile memory device showing an embodiment of the present invention. In this figure, one cell in the range Ll consists of two transistor regions 1.25Th for storage and selection. Near the surface of the semiconductor substrate 9 of the first conductivity type (P-type silicon substrate in this embodiment), there is a first conductivity type semiconductor substrate 9 of the second conductivity type through which electrons move. 2nd degree third impurity region io, 11.12 (
In this embodiment, an N-type impurity region) is provided. Among these N-type impurity regions 10, 11, 12, the leftmost N-type impurity region 1o is the drain of the selection transistor region 2. The N-type impurity region 11 in the center is the source of the selection transistor region 20 and the drain of the storage transistor region 1. The N-type impurity region 12 at the right end is the source of the storage transistor region 1. The first high gate 13 (in this embodiment, the selection gate) A of the selection transistor region 2 is formed of a polysilicon film, and is in contact with the lower part of the second gate 6 (in this embodiment, the floating gate) of the storage transistor region 1. A part of the formed 118th edge film 8 becomes the tunnel insulating film 7. The floating gate 6 is connected to the insulating film 8 through the insulating film 8.
It extends to K above at least a portion of the selection gate 13 . Note that this floating gate 6 is formed of a polysilicon film. A third gate 14 (control gate in this embodiment) for controlling the floating gate 6 is formed above the floating gate 6 with a second insulating film 15 interposed therebetween. Note that this control gate 14 is formed of a polysilicon film.

上述のように第1図に示した実施例は3層ポリシリコン
ゲートプロセスによって製造される。
As mentioned above, the embodiment shown in FIG. 1 is fabricated using a three layer polysilicon gate process.

このように構成すれば、前記浮遊ゲート6の幅を減少さ
せつつ、この浮遊ゲート6の面積を維持できる。なお、
前記記憶トランジスタ領域1のドレイン、ソース領域方
向に関して、前記記憶および選択の2つのトランジスタ
領域1,2間の分離空間4は第1ポリシリコンと第2ポ
リシリコンの間の絶縁膜部分であるが、第4図または第
5図に示した従来の半導体不揮発性記憶装置の構造にお
ける前記記憶および選択の2つのトランジスタ領域1.
2間の分離空間4よシも縮小する。すなわち、この分離
空間4はフォトリソグラフィー技術を用いずに膜堆積に
よυ形成されている。この分離空間の短縮により、1セ
ルの長さLlの短縮化が可能となる。また、第4図に示
した従来の構造における前記浮遊ゲート6の幅と同様の
幅を設定した場合には、第1図に示した実施例における
容量結合比は第4図に示した構造における容量結合比よ
シも大きな値となる。逆に第4図に示した構造における
容量結合比と同様の結合比を設定した場合には、第1図
に示した実施例における1セルの長さり、は第4図に示
した構造における1セルの長さり、よりも縮小し、第1
図における1セルの面積は第4図における1セルの面積
の約80%となる。
With this configuration, the area of the floating gate 6 can be maintained while reducing the width of the floating gate 6. In addition,
Regarding the direction of the drain and source regions of the storage transistor region 1, the separation space 4 between the two storage and selection transistor regions 1 and 2 is an insulating film portion between the first polysilicon and the second polysilicon, The two transistor regions for storage and selection in the structure of the conventional semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 4 or FIG.
The separation space 4 between the two is also reduced. That is, this separation space 4 is formed by film deposition without using photolithography technology. By shortening this separation space, the length Ll of one cell can be shortened. Furthermore, if a width similar to that of the floating gate 6 in the conventional structure shown in FIG. 4 is set, the capacitive coupling ratio in the embodiment shown in FIG. The capacitive coupling ratio also has a large value. Conversely, if the capacitive coupling ratio is set to be the same as the capacitive coupling ratio in the structure shown in FIG. 4, the length of one cell in the embodiment shown in FIG. The length of the cell is smaller than the first
The area of one cell in the figure is approximately 80% of the area of one cell in FIG.

すなわち、第1図に示した実施例では1セルの面積は第
4図に示した従来構造の1セルの面積よりも縮小され、
かつ容量結合比は変化しないので、半導体不揮発性記憶
装置の微細化、高集積化が実現できるわけである。
That is, in the embodiment shown in FIG. 1, the area of one cell is smaller than the area of one cell in the conventional structure shown in FIG.
In addition, since the capacitive coupling ratio does not change, miniaturization and high integration of semiconductor nonvolatile memory devices can be realized.

第2図は本発明の他の実施例を示すものである。FIG. 2 shows another embodiment of the invention.

この実施例は電気的に書き換え可能なNチャネル型半導
体不揮発性記憶装置である。この図において、”tの範
囲の1セルは上記記憶選択および低消費電力化のための
読み出しトランジスタ領域1,2゜3から成シ、1セル
中前記P型シリコン基板9中の表面近くに第1.第2.
第3.第4不純物領域10、11.12.16 (この
実施例ではN凰不純物領域)が設けられている。このN
型不純物領域10.11.12.16のうち、左側2つ
のN型不純物領域10.11の機能は前記実施例と同様
で、右側中央部のN型不純物領域12は前記記憶トラン
ジスタ領域1のソースおよび前記読み出しトランジスタ
3のドレインであυ、右端のN型不純物領域16は前記
読み出しトランジスタ3のソースである。前記第1ケー
ト13(この実施例では選択ゲート)および第4ゲート
17(この実施例では読み出しゲート)はポリシリコン
膜で形成され、前記第2ゲート6(この実施例では浮遊
ゲート)の下部の前記第1絶縁膜8の一、部は前記トン
ネル絶縁膜7となっていて、前記浮遊ゲート6は前記第
1絶縁膜を介して前記選択ゲート6および読み出しゲー
ト17の少なくとも一部の上方に延在するようにポリシ
リコン膜で形成される。さらに前記第3ゲート14(こ
の実施例では制御ゲート)は前記第2絶縁膜15を介し
てポリシリコン膜で形成される。上述のように第2図に
示した実施例は3層ポリシリコンゲートプロセスによっ
て製造される。
This embodiment is an electrically rewritable N-channel type semiconductor nonvolatile memory device. In this figure, one cell in the range of "t" is made up of the readout transistor regions 1, 2. 1.Second.
Third. Fourth impurity regions 10, 11, 12, and 16 (N-type impurity regions in this embodiment) are provided. This N
Among the type impurity regions 10.11.12.16, the functions of the two N-type impurity regions 10.11 on the left side are the same as in the previous embodiment, and the N-type impurity region 12 at the center on the right side is the source of the storage transistor region 1. and the drain of the read transistor 3, and the N-type impurity region 16 at the right end is the source of the read transistor 3. The first gate 13 (selection gate in this embodiment) and the fourth gate 17 (readout gate in this embodiment) are formed of a polysilicon film, and are located below the second gate 6 (floating gate in this embodiment). A portion of the first insulating film 8 serves as the tunnel insulating film 7, and the floating gate 6 extends above at least part of the selection gate 6 and the read gate 17 through the first insulating film. It is formed of a polysilicon film as shown in FIG. Further, the third gate 14 (control gate in this embodiment) is formed of a polysilicon film with the second insulating film 15 interposed therebetween. As mentioned above, the embodiment shown in FIG. 2 is fabricated using a three layer polysilicon gate process.

このように構成すれば、前記浮遊ゲート6@を減少させ
つつ、この浮遊ゲート6面積を維持できる。なお、前記
記憶トランジスタ領域1のドレイン、ソース領域方向に
関して、前記記憶および選択の2つのトランジスタ領域
1,2間の分離空間4と、前記記憶および読み出しの2
つのトランジスタ領域1.3間の分離空間5はそれぞれ
第1ポリシリコンと第2ポリシリコンの間の絶縁膜部分
である。第2図の実施例における前記分離空間4゜5は
第4図または第5図に示した前記分離空間4゜5よシも
縮小する。すなわち、この分離空間4.5はフォトリソ
グラフィー技術を用いずに膜堆積によシ形成されている
。・この分離空間の短縮によシ、1セルの長さり、の短
縮化が可能となる。また、第5図に示した従来の構造に
おける前記浮遊ゲート6の幅を設定した場合には、第2
図に示した実施例における容量結合比は第5図に示した
構造における容量結合比よりも大きな値となる。逆に第
5図に示した構造における容量結合比を第2図に示した
実施例において設定した場合には、第2図におけるlセ
ルの長さり、は第5図における1セルの長さ玩よりも縮
小し、第2図における1セルの面積は第5図における1
セルの面積の約80%となる。
With this configuration, the area of the floating gate 6 can be maintained while reducing the floating gate 6@. In addition, regarding the direction of the drain and source regions of the storage transistor region 1, there is a separation space 4 between the two storage and selection transistor regions 1 and 2, and a separation space 4 between the storage and selection transistor regions 1 and 2.
The isolation spaces 5 between the two transistor regions 1.3 are insulating film portions between the first polysilicon and the second polysilicon, respectively. The separation space 4.5 in the embodiment of FIG. 2 is also smaller than the separation space 4.5 shown in FIG. 4 or 5. That is, this separation space 4.5 is formed by film deposition without using photolithography technology. - By shortening this separation space, it is possible to shorten the length of one cell. Furthermore, when the width of the floating gate 6 in the conventional structure shown in FIG.
The capacitive coupling ratio in the embodiment shown in the figure is larger than the capacitive coupling ratio in the structure shown in FIG. Conversely, if the capacitive coupling ratio in the structure shown in FIG. 5 is set in the example shown in FIG. 2, the length of 1 cell in FIG. The area of 1 cell in Fig. 2 is smaller than 1 in Fig. 5.
This is approximately 80% of the area of the cell.

すなわち、第2図に示した実施例では1セルの面積は第
5図に示した従来構造の1セルの面積よりも縮小され、
かつ容量結合比は変化していないので、半導体不揮発性
記憶装置の微細化高集積化が実現できる。
That is, in the embodiment shown in FIG. 2, the area of one cell is smaller than that of the conventional structure shown in FIG.
In addition, since the capacitive coupling ratio remains unchanged, miniaturization and high integration of semiconductor nonvolatile memory devices can be realized.

なお、この実施例において、前記浮遊ゲート6を前記読
み出しゲート17の上方だけに延在させることによって
も上記のような効果が得られる。
In this embodiment, the above effect can also be obtained by extending the floating gate 6 only above the read gate 17.

第3図(:)〜(vl+)は第2図に示した前記記憶選
択、読み出しの3トランジスタ領域1.2.3から成る
Nチャネル型半導体不揮発性記憶装量(第2図開示)の
製造工程の一例を示すものである。
3(:) to (vl+) show the manufacture of an N-channel type semiconductor nonvolatile memory device (disclosed in FIG. 2) consisting of the three transistor regions 1.2.3 for memory selection and readout shown in FIG. An example of the process is shown.

まず前記第1導電型半導体基板9(この実施例ではP型
シリコン基板)を従来の素子分離法によって、素子能動
領域18とフィールド領域19とに分離する(第3図1
開示)。
First, the first conductivity type semiconductor substrate 9 (in this embodiment, a P-type silicon substrate) is separated into an element active region 18 and a field region 19 by a conventional element isolation method (see FIG.
disclosure).

次いで、適当な膜厚の第1絶縁膜8を形成し、続いて第
1ポリシリコン膜20を堆積する。この第1ポリシリコ
ン膜20に不純物による熱処理を加え、導電性にする。
Next, a first insulating film 8 having an appropriate thickness is formed, and then a first polysilicon film 20 is deposited. This first polysilicon film 20 is subjected to heat treatment using impurities to make it conductive.

さらに従来のフォトリングラフイー技術を用いて、記憶
トランジスタとなる領域をエツチングする(第3図11
開示)。
Furthermore, the area that will become the storage transistor is etched using conventional photolithography technology (see Fig. 3, 11).
disclosure).

次いで、前記記憶トランジスタ領域1のN型不純物領域
11をセルファラインのイオン注入によシ形成する。さ
らに第2の前記第1絶縁H!X8を形成し、トンネル領
域の窓を従来のフォトリソグラフィー技術ヲ用いてバタ
ーニングする。引き続いてトンネル絶縁膜7を形成し、
第2ポリシリコン膜21を堆積する。その上で、この後
に不純物による熱処理を加え、前記第2ポリシリコン膜
21を導電性にする(第3図111開示)。
Next, an N-type impurity region 11 in the storage transistor region 1 is formed by ion implantation in a self-aligned manner. Furthermore, the second said first insulation H! X8 is formed and the windows in the tunnel area are patterned using conventional photolithography techniques. Subsequently, a tunnel insulating film 7 is formed,
A second polysilicon film 21 is deposited. Then, a heat treatment using impurities is subsequently applied to make the second polysilicon film 21 conductive (FIG. 3 111 disclosed).

次いで、前記セルを分離するだめのスリット領域22を
異方性エツチング装置によって、従来のフォトリソグラ
フィー技術を用いて、第2ポリシリコン膜21上にパタ
ーニングする。さらに第2絶縁膜工5を成長させ、第3
ポリシリコン膜おを堆積し、この第3ポリシリコン膜2
3に不純物による熱処理を加え、導電性にする(第3図
1v開示)。
Next, slit regions 22 for separating the cells are patterned on the second polysilicon film 21 using a conventional photolithography technique using an anisotropic etching device. Further, a second insulating film 5 is grown, and a third insulating film 5 is grown.
A polysilicon film 2 is deposited, and this third polysilicon film 2
3 is heat-treated with impurities to make it conductive (disclosed in FIG. 3, 1v).

次いで、従来のフォトリソグラフィー技術を用いて異方
性イオンエツチング装置によって、前記第3ポリシリコ
ン膜23と前記第1.第2絶縁膜8゜15と前記第2ポ
リシリコン膜21と前記第1ポリシリコン膜20とを一
度にパターニングする。さらにレジスト剥離の後に前記
第1絶縁膜8をエツチングする。なお、他に上述の第1
ポリシリコン膜加などと同時に前記第1絶縁膜8を異方
性イオンエツチング装置によりパターニングすることも
可能である。さらに酸化性雰囲気で熱処理を行なう(第
3図V開示)。
Next, the third polysilicon film 23 and the first . The second insulating film 8.15, the second polysilicon film 21, and the first polysilicon film 20 are patterned at the same time. Further, after removing the resist, the first insulating film 8 is etched. In addition, the above-mentioned first
It is also possible to pattern the first insulating film 8 using an anisotropic ion etching device at the same time as adding the polysilicon film. Furthermore, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere (FIG. 3 V disclosed).

次いで、第3図(いにおいてパターニングした前記セル
のゲート領域をマスクとして、前記セルの前記ドレイン
およびソース領域を形成するため了 にセルフ/ラインで低濃度N型不純物領域24をイオン
注入で形成する。さらにコンタクト領域形成のために従
来のフォトリソグラフィー技術を用いて高濃度N型不純
物領域25をイオン注入で形成する(第3図1v示)。
Next, using the gate region of the cell patterned in FIG. 3 as a mask, a low concentration N-type impurity region 24 is formed by ion implantation in a self/line manner to form the drain and source regions of the cell. Furthermore, in order to form a contact region, a high concentration N-type impurity region 25 is formed by ion implantation using conventional photolithography technology (as shown in FIG. 3, 1v).

次いで、保護膜26を堆積し、コンタクト領域を従来の
フォトリソグラフィー技術を用いて開孔し、アルミニウ
ムなどの金属配線27を蒸着する(第3図1v開示)。
A protective film 26 is then deposited, contact areas are opened using conventional photolithography techniques, and metal interconnects 27, such as aluminum, are deposited (FIG. 3V, disclosed).

なお、第1図および第2図に示すように前記記憶トラン
ジスタ領域の前記ドレイン、ソース領域方向で前記浮遊
ゲート6の端部が同一セル内の他のすべてのゲー) 1
3.14.17の端部と前記第1、第2絶縁膜8,15
を介して一致しているために、その製造工程において従
来のフォトリソグラフィー技術を用いて異方性イオンエ
ツチング装置によって、前記第3ポリシリコン膜23か
ら前記第1、第2絶縁膜8,15.前記第2ポリシリコ
ン膜21.前記第1ポリシリコン膜20を一度にパター
ニングすることが可能とな9、製造が容易になる。
Note that, as shown in FIGS. 1 and 2, the ends of the floating gate 6 in the direction of the drain and source regions of the storage transistor region are connected to all other gates in the same cell.
3.14.17 end portion and the first and second insulating films 8, 15
, and therefore, in the manufacturing process, the third polysilicon film 23 is separated from the first, second insulating films 8, 15 . The second polysilicon film 21. The first polysilicon film 20 can be patterned at one time9, which facilitates manufacturing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、電気的に書き換え可能な
半導体不揮発性記憶装置の素子能動領域中でトンネル絶
縁膜を有する記憶トランジスタ領域の第2ゲートが同一
セル内の他のトランジスタ領域の上方に延在し、更に前
記記憶トランジスタ領域の第3ゲートが前記第2ゲート
の上方に延在するので、1セル内での各トランジスタ領
域の間の分離部分が第1ゲートと第2ゲートの間の絶縁
膜部分に相当することになシ、容量結合比は一定に保た
れたまま1セル面積が従来の構造の1セル面積よりも減
少し、半導体不揮発性記憶装置の微細化、高集積化の促
進が可能となった。
As described above, the present invention has a structure in which the second gate of a storage transistor region having a tunnel insulating film in an element active region of an electrically rewritable semiconductor nonvolatile memory device is located above other transistor regions in the same cell. Furthermore, the third gate of the storage transistor region extends above the second gate, so that the separation portion between each transistor region within one cell is the same as that between the first gate and the second gate. Although it corresponds to the insulating film part, the area of one cell is smaller than the area of one cell of the conventional structure while the capacitive coupling ratio is kept constant. It became possible to promote

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示すNチャネル型半導体不
揮発性記憶装置の構造の断面図、第2図は本発明の他の
実施例を示すNチャネル型半導体不揮発性記憶装置の構
造の断面図、第3図は第2図に示したNチャネル型半導
体不揮発性記憶装置の構造の製造工程を示した断面図、
第4図および第5図は従来の一例を示すNチャネル型半
導体不揮発性記憶装置の構造の断面図である。 6・・・第2ゲート、    8・・・第1絶縁膜。 9・・・半導体基板、10・・・第1不純物領域。 11・・・第2不純物領域、12・・・第3不純物領域
。 13・・・第1ゲート、14・・・第3ゲート。 15・・・第2絶縁膜、16・・・第4不純物領域。 17・・・第4ゲート。 代理人 弁理士  則 近 憲 佑 同     竹 花 喜久男 第 1 図 (’+1i) (v’+’+) 第3図 ■ 第5図
FIG. 1 is a cross-sectional view of the structure of an N-channel type semiconductor nonvolatile memory device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the structure of an N-channel type semiconductor nonvolatile memory device showing another embodiment of the present invention. 3 is a sectional view showing the manufacturing process of the structure of the N-channel type semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 2;
FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of the structure of an N-channel type semiconductor nonvolatile memory device showing an example of the conventional art. 6... Second gate, 8... First insulating film. 9... Semiconductor substrate, 10... First impurity region. 11... Second impurity region, 12... Third impurity region. 13...first gate, 14...third gate. 15... Second insulating film, 16... Fourth impurity region. 17...4th gate. Agent Patent Attorney Nori Ken Yudo Takehana Kikuo Figure 1 ('+1i) (v'+'+) Figure 3 ■ Figure 5

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記構成要件を備えることを特徴とする半導体不
揮発性記憶装置 a、第1導電型の半導体基板と、 b、前記半導体基板中の表面近くに設けられた第2導電
型の第1、第2、第3不純物領域 と、 c、前記半導体基板上に形成され、かつ薄い領域を有す
る第1絶縁膜と、 d、前記半導体基板上に形成され、かつ前記第1不純物
領域と前記第2不純物領域との間 に位置する第1ゲートと、 e、前記第1絶縁膜上に形成され、少なくとも前記第2
不純物領域と前記第3不純物領域 との間に位置し、かつ前記第1ゲート上方 にまで延在する第2ゲートと、 f、前記第2ゲート上に形成された第2絶縁膜と、g、
前記第2絶縁膜上に形成される第3ゲート。
(1) A semiconductor nonvolatile memory device characterized by having the following structural requirements: (a) a semiconductor substrate of a first conductivity type; (b) a first semiconductor substrate of a second conductivity type provided near the surface of the semiconductor substrate; second and third impurity regions; c. a first insulating film formed on the semiconductor substrate and having a thin region; d. a first insulating film formed on the semiconductor substrate and connecting the first impurity region and the second insulating film; a first gate located between the impurity region; e, formed on the first insulating film and at least the second gate;
a second gate located between the impurity region and the third impurity region and extending above the first gate; f. a second insulating film formed on the second gate; g;
a third gate formed on the second insulating film;
(2)下記構成要件を備えることを特徴とする半導体不
揮発性記憶装置 a、第一導電型の半導体基板と、 b、前記半導体基板中の表面近くに設けられた第2導電
型の第1、第2、第3、第4不純 物領域と、 c、前記半導体基板上に形成され、かつ薄い領域を有す
る第一絶縁膜と、 d、前記半導体基板上に形成され、かつ前記第1不純物
領域と前記第2不純物領域との間 に位置する第4ゲートと、 e、前記半導体基板上に形成され、かつ前記第3不純物
領域と前記第4不純物領域との間 に位置する第4ゲートと、 f、前記第1絶縁膜状に形成され、少なくとも前記第2
不純物領域と前記第3不純物領域 との間に位置し、かつ前記第1ゲートおよ び第4ゲート上方にまで延在する第2ゲー トと、 g、前記第2ゲート上に形成された第2絶縁膜と、 h、前記第2絶緑膜上に形成される第3ゲート(3)前
記第1絶縁膜上に形成され、少なくとも前記第2不純物
領域と前記第3不純物領域との間に位置し、かつ前記第
1または第3または第4ゲートの上方にまで延在する前
記第2ゲートの端が前記第1または第3または第4ゲー
トの端と上下方向で前記第1または第2絶縁膜を介して
一致していることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の半導体不揮発性記憶装置。
(2) A semiconductor nonvolatile memory device characterized by having the following structural requirements: a, a semiconductor substrate of a first conductivity type; b, a first conductivity type of a second conductivity provided near the surface of the semiconductor substrate; second, third, and fourth impurity regions; c. a first insulating film formed on the semiconductor substrate and having a thin region; d. a first insulating film formed on the semiconductor substrate and having a thin region; a fourth gate located between the second impurity region; e; a fourth gate formed on the semiconductor substrate and located between the third impurity region and the fourth impurity region; , formed in the shape of the first insulating film, and at least the second insulating film.
a second gate located between the impurity region and the third impurity region and extending above the first gate and the fourth gate; g. a second insulating film formed on the second gate; and h, a third gate (3) formed on the second insulating film and located on the first insulating film and located between at least the second impurity region and the third impurity region, and an end of the second gate extending above the first, third, or fourth gate is vertically connected to the first or second insulating film with an end of the first, third, or fourth gate. 3. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor nonvolatile memory device is identical to the semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1 or 2.
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