JPH0228379A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JPH0228379A
JPH0228379A JP63143933A JP14393388A JPH0228379A JP H0228379 A JPH0228379 A JP H0228379A JP 63143933 A JP63143933 A JP 63143933A JP 14393388 A JP14393388 A JP 14393388A JP H0228379 A JPH0228379 A JP H0228379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
word line
floating gate
bit line
film
interlayer insulating
Prior art date
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Pending
Application number
JP63143933A
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Japanese (ja)
Inventor
Yojiro Kamei
洋次郎 亀井
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To shorten the manufacturing process, to reduce the cost, and to shorten the delivery period by constituting a word line and a bit line out of the same material formed in the same process. CONSTITUTION:A floating gate 5 consisting of polysilicon layer is formed through a gate oxide film 4 in the upper part of a channel region on a P-type silicon substrate 1. A word line 12 and a bit line 13 of Al wiring are formed in parallel with each other through an interlayer insulating film 11 on a floating gate 5. The metallic layers of word line 12 and the bit line 13 are formed in the same process, and their film thicknesses are approximately 5000-12000Angstrom . Hereby, the manufacturing process is simplified, and the delivery period is shortened, and the yield rate is elevated, whereby it can be manufactured cheaply.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はフローティングゲートを備えたEPROMやE
EPROMなどの不揮発性半導体メモリに関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is applicable to EPROMs and E
It relates to nonvolatile semiconductor memories such as EPROMs.

(従来の技術) フローティングゲートを備えた不揮発性半導体メモリで
は、ブローティングゲートに電荷を蓄えるか蓄えないか
によってメモリセルのMOSトランジスタのしきい値電
圧を変化させることにより、情報を書き込む。
(Prior Art) In a nonvolatile semiconductor memory equipped with a floating gate, information is written by changing the threshold voltage of a MOS transistor of a memory cell depending on whether charge is stored in the floating gate or not.

従来のFAMO8型EPROMの一例を第6図と第7図
に示す。第6は平面図、第7図はそのC−〇′位置での
断面図である。
An example of a conventional FAMO8 type EPROM is shown in FIGS. 6 and 7. 6 is a plan view, and FIG. 7 is a sectional view at the C-0' position.

■はP型シリコン基板、2はN型不純物拡散によるドレ
イン、3はN型不純物拡散によるソースである。チャネ
ル領域上にはゲート酸化膜4を介して一層目のポリシリ
コン層によるフローティングゲート5が形成され、その
上に眉間絶縁膜6を介して2WJ目のポリシリコン層に
よるコントロールゲート7が形成されている。フローテ
ィングゲート5はメモリセルごとに独立しており、コン
トロールゲート7は第6図で横方向に配列された複数の
メモリセルについて連続し、ワードラインとなっている
2 is a P-type silicon substrate, 2 is a drain formed by diffusion of N-type impurities, and 3 is a source formed by diffusion of N-type impurities. A floating gate 5 made of a first polysilicon layer is formed on the channel region with a gate oxide film 4 interposed therebetween, and a control gate 7 made of a second WJ polysilicon layer is formed thereon with a glabella insulating film 6 interposed therebetween. There is. The floating gate 5 is independent for each memory cell, and the control gate 7 is continuous for a plurality of memory cells arranged in the horizontal direction in FIG. 6, forming a word line.

さらに、層間絶縁膜を介して例えばAffにてなるメタ
ル配線のビットライン8が形成されている。
Further, a bit line 8 of metal wiring made of, for example, Aff is formed via an interlayer insulating film.

ビットライン8は層間絶縁膜のコンタクトホールを介し
てドレイン2と接続されている。ビットライン8はワー
ドライン7と直交する方向に延びて図で縦方向に配列さ
れる複数のメモリセルと接続されている。
The bit line 8 is connected to the drain 2 via a contact hole in an interlayer insulating film. The bit line 8 extends in a direction perpendicular to the word line 7 and is connected to a plurality of memory cells arranged vertically in the figure.

10はフィールド酸化膜、15はパッシベーシヨン膜で
ある。
10 is a field oxide film, and 15 is a passivation film.

(発明が解決しようとする課題) 従来のFAMOSメモリセルは二層ポリシリコン構造で
あり、これに対して周辺回路のMOSトランジスタは一
層ポリシリコン構造である。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventional FAMOS memory cells have a two-layer polysilicon structure, whereas MOS transistors in peripheral circuits have a single-layer polysilicon structure.

FAMO8を含む半導体集積回路装置を製造するには、
ポリシリコン層の堆積工程が2回必要であり、メモリ部
分では2回の写真製版及びエツチングが必要となり1周
辺部分では1回の写真製版及びエツチングが必要となる
。このように、二層ポリシリコン構造によって製造プロ
セスが長くなり、それだけ歩留まりが悪くなり、その結
果製造コストが高くなる。
To manufacture a semiconductor integrated circuit device including FAMO8,
Two steps of depositing the polysilicon layer are required, two photolithography and etching processes are required for the memory area, and one photolithography and etching process is required for one peripheral area. Thus, the two-layer polysilicon structure lengthens the manufacturing process, resulting in lower yields and, as a result, higher manufacturing costs.

本発明はFAMOSメモリセルを一層ポリシリコン構造
で形成することにより、製造プロセスを簡略化し、納期
を短かくシ1歩留まりを高くして安価に製造することの
できる不揮発性半導体メモリを提供することを目的とす
るものである。
The present invention aims to provide a nonvolatile semiconductor memory that can be manufactured at low cost by simplifying the manufacturing process, shortening delivery time, and increasing yield by forming FAMOS memory cells with a single layer polysilicon structure. This is the purpose.

(課題を解決するための手段) 本発明では、ワードラインとビットラインを同一工程で
形成された同一材料で構成する。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, word lines and bit lines are formed in the same process and made of the same material.

(実施例) 第1図は一実施例を示す平面図、第2図は第1図のA−
A線位置での断面図、第3図は第1図のB−BM位置で
の断面図である。
(Example) Figure 1 is a plan view showing an example, and Figure 2 is A-A in Figure 1.
3 is a sectional view taken along the line A, and FIG. 3 is a sectional view taken along line B-BM in FIG.

10はフィールド酸化膜であり、フィールド領域にはN
型不純物が拡散されてドレイン2とソース3が形成され
ている。P型シリコン基板1上には、チャネル領域上に
ゲート酸化膜4を介してポリシリコン層にてなるフロー
ティングゲート5が形成されている。フローティングゲ
ート5の膜厚は1500〜4000人程度である。
10 is a field oxide film, with N in the field region.
Type impurities are diffused to form a drain 2 and a source 3. A floating gate 5 made of a polysilicon layer is formed on a channel region on a P-type silicon substrate 1 with a gate oxide film 4 interposed therebetween. The thickness of the floating gate 5 is about 1500 to 4000 people.

フローティングゲート5上には層間絶縁膜11を介して
AQ配線のワードライン12とビットライン13が互い
に平行に形成されている。層間絶縁膜11としては例え
ばPSG膜、BPSG膜、5OGrfAなどを使用し、
その膜厚は5000〜10000人程度である。ワード
ライン12とビットライン13のメタル層は同一プロセ
スにより形成され、その膜厚は5000〜12000人
程度である。ワードライン12とビットライン13のメ
タル層はAQ以外の他の材料であってもよい。
A word line 12 and a bit line 13 of AQ wiring are formed in parallel to each other on the floating gate 5 with an interlayer insulating film 11 interposed therebetween. For example, a PSG film, BPSG film, 5OGrfA, etc. is used as the interlayer insulating film 11,
The thickness of the film is about 5,000 to 10,000 people. The metal layers of the word line 12 and bit line 13 are formed by the same process, and have a thickness of about 5,000 to 12,000 layers. The metal layers of word line 12 and bit line 13 may be made of other materials than AQ.

ワードライン12はこの例ではフィールド酸化膜10上
でフローティングゲート5と交差しており、図で横方向
に配列された複数のメモリセル上に延びて形成されてい
る。
In this example, the word line 12 intersects with the floating gate 5 on the field oxide film 10, and is formed extending over a plurality of memory cells arranged laterally in the figure.

ビットライン13はフィールド領域上で図で横方向に延
びて形成され、横方向に配列された複数のメモリセルの
ドレイン2と接続されている。14はコンタクトである
The bit line 13 is formed to extend horizontally in the figure on the field region, and is connected to the drains 2 of a plurality of memory cells arranged in the horizontal direction. 14 is a contact.

15はパッシベーション膜である。15 is a passivation film.

本実施例ではEPROMメモリセルと周辺部分のMOS
トランジスタが同一プロセスで形成され、1回のポリシ
リコン堆積と1回の写真製版及びエツチング工程で製造
することができる。
In this embodiment, the EPROM memory cell and the peripheral MOS
The transistors are formed in the same process and can be fabricated with one polysilicon deposition and one photolithography and etching step.

本実施例ではフローティングゲート5とワードライン1
2の間の層間絶縁膜11の膜厚が厚いため、容量が小さ
くなり、書込みの際にワードライン12に高電圧、例え
ば14Vを印加した場合、フローティングゲート5の電
位が十分に上がらずにE P ROMのδ込みが浅くな
る可能性がある。
In this embodiment, floating gate 5 and word line 1
Since the interlayer insulating film 11 between 2 and 2 is thick, the capacitance is small, and when a high voltage, for example 14V, is applied to the word line 12 during writing, the potential of the floating gate 5 does not rise sufficiently and E There is a possibility that the δ-inclusion of P ROM becomes shallow.

フローティングゲート5とワードライン12の間の容置
を大きくして書込みを大きくするために、第4図又は第
5図に示されるようにワードライン12とフローティン
グゲート5の交差部分の層間絶縁膜11の膜厚を薄くし
たり、誘電率の高い材料にしたりすることが望ましい。
In order to increase the space between the floating gate 5 and the word line 12 to increase writing, an interlayer insulating film 11 is formed at the intersection of the word line 12 and the floating gate 5 as shown in FIG. 4 or FIG. It is desirable to reduce the film thickness or use a material with a high dielectric constant.

第4図はフォトマスク工程を余分に設け、ワードライン
12とフローティングゲート5の交差部分の層間絶縁膜
11を例えば500人程度に薄くしたものである。
In FIG. 4, an extra photomask process is provided to reduce the thickness of the interlayer insulating film 11 at the intersection of the word line 12 and the floating gate 5 to, for example, about 500 layers.

第5図はワードライン12とフローティングゲート5の
交差部分の層間絶縁膜11を取り去った後に、誘電率の
高い材料の膜161例えばSiN。
FIG. 5 shows that after removing the interlayer insulating film 11 at the intersection of the word line 12 and the floating gate 5, a film 161 of a material with a high dielectric constant, such as SiN, is formed.

Ta205などの膜又はそれらと5in2の多層膜など
を堆積したものである。
A film such as Ta205 or a multilayer film of 5 in 2 is deposited thereon.

第4図又は第5図のような構造とするために工程を付加
したとしても、二層ポリシリコン構造の製造工程に比べ
ると全体としては工程を大幅に短縮することができる。
Even if a process is added to obtain the structure shown in FIG. 4 or 5, the overall process can be significantly shortened compared to the manufacturing process of a two-layer polysilicon structure.

そしてこのようにフローティングゲート5とワードライ
ン12の交差部分の容量を大きくすることにより、書込
みを十分行なうことができるようになる。
By increasing the capacitance at the intersection of floating gate 5 and word line 12 in this manner, writing can be performed sufficiently.

本発明におけるメモリセルへの書込み及び読出しは従来
の場合と同様に行なうことができる。
Writing to and reading from memory cells in the present invention can be performed in the same manner as in the conventional case.

書込みの際はワードライン12に例えば14V、ビット
ライン13に例えば8■を印加することにより、そのよ
うな高電圧が印加されたメモリセルのしきい値電圧が7
〜8vまで上昇する。これに対して上記の高電圧が印加
されなかったメモリセルのしきい値電圧は2v程度であ
る。
When writing, for example, 14V is applied to the word line 12 and 8V is applied to the bit line 13, so that the threshold voltage of the memory cell to which such a high voltage is applied becomes 7V.
It rises to ~8v. On the other hand, the threshold voltage of a memory cell to which the above-mentioned high voltage is not applied is about 2V.

一方、読出しの際はワードライン12に例えば5v、ビ
ットライン13に例えば2vを印加する。
On the other hand, when reading, for example, 5V is applied to the word line 12, and 2V is applied to the bit line 13, for example.

書込みが行なわれたメモリセルではしきい値電圧が高く
なっているため、ドレイン2からソース3へ電流は流れ
ず、書込みの行なわれなかったメモリセルでは電流が流
れる。これにより書き込まれた情報を読み出すことがで
きる。
Since the threshold voltage is high in the memory cells to which writing has been performed, no current flows from the drain 2 to the source 3, whereas current flows in the memory cells to which writing has not been performed. This allows the written information to be read.

第1図の実施例では、ワードライン12はフィールド酸
化膜10上で層間絶縁膜11を介してフローティングゲ
ート5と交差しているが、この交差部分をフィールド領
域上に設けることもできる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the word line 12 crosses the floating gate 5 on the field oxide film 10 via the interlayer insulating film 11, but this crossing portion can also be provided on the field region.

(発明の効果) 本発明ではワードラインとビットラインを同一工程で形
成された同一材料で構成したので、製造工程が短縮され
、製造コストが低下し、納期が短縮される。
(Effects of the Invention) In the present invention, since the word line and the bit line are formed in the same process and made of the same material, the manufacturing process is shortened, the manufacturing cost is reduced, and the delivery time is shortened.

メモリセル部分でもポリシリコン構造が一層構造となっ
て1段差が緩和されることにより、配線の断線や短絡と
いった欠陥が発生しにくくなり、歩留まりが向上してこ
の点でもコストが低下する。
Even in the memory cell part, the polysilicon structure becomes a layered structure and one step difference is reduced, making it difficult for defects such as disconnections and short circuits to occur in the wiring, improving yields and reducing costs in this respect as well.

−層ポリシリコン構造となることにより、0MO8工程
など他の工程との互換性が生まれ、スタンダードセルと
EPROMやE E P ROMとをオンチップ化する
ことができるようになる。
- The layered polysilicon structure provides compatibility with other processes such as the 0MO8 process, and enables on-chip integration of standard cells, EPROMs, and EEPROMs.

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

第1図は一実施例を示す平面図、第2図は第1図のA−
A線位置での断面図、第3図は第1図のB−B線位置で
の断面図、第4図及び第5図はそれぞれ他の実施例にお
ける第2図と対応する位置での断面図、第6図は従来の
EPROMを示す平面図、第7図は第6図のc−c ’
線位置での断面図である。 2・・・・・・ドレイン、3・・・・・・ソース、5・
・・・・・フローティングゲート、11・・・・・・層
間絶縁膜、12・・・・・・ワードライン、13・・・
・・・ビットライン。
Fig. 1 is a plan view showing one embodiment, and Fig. 2 is A-A in Fig. 1.
3 is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are sectional views taken at positions corresponding to FIG. 2 in other embodiments. Figure 6 is a plan view showing a conventional EPROM, and Figure 7 is c-c' in Figure 6.
It is a sectional view at a line position. 2...Drain, 3...Source, 5.
... Floating gate, 11 ... Interlayer insulating film, 12 ... Word line, 13 ...
...Bitline.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)フローティングゲートを備え、ワードラインとビ
ットラインが同一工程で形成された同一材料にてなる不
揮発性半導体メモリ。
(1) A non-volatile semiconductor memory that includes a floating gate and has word lines and bit lines formed in the same process and made of the same material.
JP63143933A 1988-06-11 1988-06-11 Nonvolatile semiconductor memory Pending JPH0228379A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63143933A JPH0228379A (en) 1988-06-11 1988-06-11 Nonvolatile semiconductor memory

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JP63143933A JPH0228379A (en) 1988-06-11 1988-06-11 Nonvolatile semiconductor memory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0228379A true JPH0228379A (en) 1990-01-30

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ID=15350451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63143933A Pending JPH0228379A (en) 1988-06-11 1988-06-11 Nonvolatile semiconductor memory

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JP (1) JPH0228379A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5900661A (en) * 1996-09-18 1999-05-04 Nippon Steel Corporation EEPROM with bit lines below word lines
US6783791B2 (en) 2001-08-01 2004-08-31 The Procter & Gamble Co. Coffee compositions comprising processed coffee grounds

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