JPH0316182A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
作用
本発明(1)の原理図
本発明(1)の原理図
(第1図)
(第2図)
本発明(6)の原理図 (第11図)実施
例
本発明(2)の実施例 (第3図.第4図本発明(
3)の実施例 (第5図本発明(4)の実
施例 (第6図本発明(5)の実施例
(第7図本発明(6)の実施例 (第l
2図,第13図〔概要〕
マスクROMの冗長セル等に用いられる一層ゲート紫外
線消去型ROM (EFROM)及びその製造方法に関
し,
位置合わせ余裕を大き<シ,セル面積を小さくし.マス
クROMと同一工程で形成し,ゲート酸化膜厚を均一に
し,書込特性を向上させることを目的とし,
(1)一導電型半導体基板にチャネル領域を隔てて形成
された反対導電型のソースと反対導電型のドレインと,
該チャネル領域より離れて該基板に形成された反対導電
型の制御ゲート電極と.該基板と絶縁膜を介して該チャ
ネル領域上及び該制御ゲート上に一体化して形成された
浮遊ゲートとを有し,該浮遊ゲートが該制御ゲートをゲ
ート幅方向に跨いで形成されている,(2)浮遊ゲート
のゲート長が,制御ゲート上でチャネル領域上よりも大
きく形成されている,(3)マスクROMの冗長セルと
して作り込む際に,制御ゲートを形成し,周辺回路FE
Tのゲートとワード線及び浮遊ゲートを同時に形成する
工程を有する.(4)マスクROMの冗長セルとして作
り込む際に,ビット線形成と同時に制御ゲートを形成し
.ワード線と周辺回路FETのゲート及びと浮遊ゲート
を同時に形成する工程を有する,(5)ゲート酸化膜を
形成し,次に該基板上全面に導電膜を戒長し.該導電膜
上にレジストを被着し,制御ゲート形成部の該レジスト
を開口し.該レジストをマスクにして開口部より不純物
を導入して該制御ゲートを形成する工程を有する,(6
)制御ゲートが基板上に絶縁膜を介して形成された導電
膜と並列に接続されているように構或する。[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Industrial Application Fields Prior Art Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems Action Principle Diagram of the Present Invention (1) Principle Diagram of the Present Invention (1) (Fig. 1) (Fig. 2) Principle diagram of the present invention (6) (Fig. 11) Example Embodiment of the present invention (2) (Fig. 3. Fig. 4 The present invention (
Example of 3) (Figure 5 Example of present invention (4)) (Figure 6 Example of present invention (5)
(Fig. 7 Example of the present invention (6) (No. 1)
Figures 2 and 13 [Summary] Regarding the single-gate ultraviolet erasable ROM (EFROM) used as redundant cells in mask ROMs and its manufacturing method, the alignment margin is increased and the cell area is reduced. It is formed in the same process as the mask ROM, with the aim of making the gate oxide film uniform in thickness and improving the write characteristics. and a drain of the opposite conductivity type,
a control gate electrode of an opposite conductivity type formed on the substrate apart from the channel region; A floating gate is formed integrally over the channel region and the control gate through the substrate and an insulating film, and the floating gate is formed to straddle the control gate in the gate width direction. (2) The gate length of the floating gate is formed larger on the control gate than on the channel region. (3) When making the mask ROM as a redundant cell, the control gate is formed and the peripheral circuit FE
This process involves forming the T gate, word line, and floating gate at the same time. (4) When fabricating a mask ROM as a redundant cell, a control gate is formed at the same time as bit lines are formed. (5) A gate oxide film is formed, and then a conductive film is formed on the entire surface of the substrate. A resist is deposited on the conductive film, and an opening is opened in the resist in the area where the control gate is to be formed. (6) forming the control gate by introducing impurities through the opening using the resist as a mask;
) The control gate is connected in parallel to a conductive film formed on the substrate via an insulating film.
〔産業上の利用分野]
本発明は一層ゲート紫外線消去型ROM (EFROM
)とその製造方法及び一層ゲートEFROMを有するマ
スクROMの製造方法に関する。[Industrial Application Field] The present invention is a one-layer gate ultraviolet erasable ROM (EFROM).
), its manufacturing method, and a manufacturing method of a mask ROM having a single-layer gate EFROM.
一層ゲートEFROMは基板に制御ゲートを有し,1層
目の導電膜で不揮発性記憶部の浮遊ゲートを形成した構
造を持ち,マスクROMの冗長セルに用いられるように
なった。A single-layer gate EFROM has a structure in which a control gate is provided on the substrate and a floating gate of a non-volatile memory section is formed using the first layer of conductive film, and it has come to be used as a redundant cell in a mask ROM.
近年,マスクROMは大容量化に伴い,チップの収拾率
が悪くなってきている。このため, RAMでよく使わ
れている冗長セルを用いて不良部分のセルを置き換える
方法が考えられるが.マスクROMの場合セルの持つデ
ータが固定されているためこのような方法は採用できな
い。このため不揮発性記憶装置である一層ゲートEFR
OMを用いた冗長が考えられる。In recent years, as the capacity of mask ROMs has increased, the chip collection rate has become worse. For this reason, one possible method is to use redundant cells, which are often used in RAM, to replace the defective cells. In the case of a mask ROM, such a method cannot be adopted because the data held by the cells is fixed. For this reason, single-layer gate EFR, which is a non-volatile memory device,
Redundancy using OM can be considered.
本明細書においては,以下に記載する(1)〜(6)項
は請求項(1)〜(6)に対応して説明する。In this specification, the following items (1) to (6) will be explained in correspondence with claims (1) to (6).
〔従来の技術]
(1) 従来の一層ゲートEFROMは第8図に示さ
れるようにレイアウトされていた。[Prior Art] (1) A conventional single-layer gate EFROM has a layout as shown in FIG.
第8図(1). (2)は本発明(1)に対応する従来
例による一層ゲートEPROMのレイアウトを示す平面
図と^−^断面図である。Figure 8 (1). (2) is a plan view and a ^-^ sectional view showing the layout of a conventional single-layer gate EPROM corresponding to the present invention (1).
図において,■は基板,2は不揮発性記憶部で浮遊ゲー
ト(フローティングゲー}.FGと略記),3は制御ゲ
ート(コントロールゲートcGと略記,ここでは基手反
),4はソース.5はドレイン,6は絶縁膜,7は配線
であり,ソース,ドレイン間がチャネル領域である。In the figure, ■ is a substrate, 2 is a non-volatile memory unit and a floating gate (floating gate), 3 is a control gate (abbreviated as control gate cG, here the base side), 4 is a source. 5 is a drain, 6 is an insulating film, 7 is a wiring, and the area between the source and drain is a channel region.
図示の各記号はそれぞれ以下のようである。Each symbol shown in the figure is as follows.
Lvr. : FGのゲート長
Wrc : FGのゲート幅
Lca : CGのゲート長
匈。a:cGのゲート幅
d+:FGのゲート酸化膜の厚さ
d2:フィールド酸化膜の厚さ
d=:cGのゲート酸化膜の厚さ
Wcy :チャネル領域とCG間の距離又.各矢印はそ
れぞれX, Y方向を示す。Lvr. : FG gate length Wrc : FG gate width Lca : CG gate length. a: Gate width of cG d+: Thickness of gate oxide film of FG d2: Thickness of field oxide film d=: Thickness of gate oxide film of cG Wcy: Distance between channel region and CG or. Each arrow indicates the X and Y directions, respectively.
いま.一層ゲートEFROMにおいて,VFG : F
Gの電圧
Vcc : CGの電圧
とすれば.これらの電圧はFG各部の容量比とVra
= Vcc/ ( (da/dt) (LFGWFG/
LCGWCG)+ 1 +(dz/dz)(LcrW
cy/LccWcG)) ,・ ・ ・(1)
の関係が戒立する。now. In single-layer gate EFROM, VFG: F
Voltage of G Vcc: If the voltage of CG. These voltages are determined by the capacitance ratio of each part of the FG and Vra.
= Vcc/ ((da/dt) (LFGWFG/
LCGWCG)+1+(dz/dz)(LcrW
cy/LccWcG)) , ・ ・ ・(1) The relationship is established.
ここで通常, d :l < < d z であるか
ら,vycξVCG/ ( 1
+ (d3/d+) (LFcWya/LccWcc)
〕・ ・ ・(2)
ここで, VFGを大きくできると,しきい値電圧V
いの変化量ΔVthの幅を太き《とることができ.書込
特性を向上することができる。Here, since d:l << dz, vycξVCG/ (1 + (d3/d+) (LFcWya/LccWcc)
] ・ ・ ・(2) Here, if VFG can be increased, the threshold voltage V
The width of the amount of change ΔVth can be made thicker. Writing characteristics can be improved.
VFGを太き《して書込特性を向上させるには,VFG
# VCGになるようにするのが理想であるが.そのた
めには(2)弐において,通常のデバイスではd y
= d +であるので, LraWra < < L
cc,Wcaになるようにするのがよい。To improve the writing characteristics by increasing the VFG thickness, the VFG
# Ideally, it would be VCG. To do this, in (2) 2, in a normal device, d y
= d +, so LraWra << L
It is better to set it to cc and Wca.
ここで,従来例の第8図において戦。がχ方向にーΔX
ずれると, LrcWrc/LcJcc ハLycW
ra/Lca (Wcc,一ΔX)となり,特性の良く
ない方向にずれる。Here, in Figure 8 of the conventional example. is in the χ direction -ΔX
If it shifts, LrcWrc/LcJcc HaLycW
ra/Lca (Wcc, - ΔX), and the characteristics shift in the direction where the characteristics are not good.
このため,このレイアウトではX方向の位置合わせ余裕
がなく,厳密な位置精度に対応したデバイス製造が困難
であった。Therefore, with this layout, there is no margin for positioning in the X direction, making it difficult to manufacture devices that meet strict positional accuracy.
このように,従来のレイアウトでは一層ゲートEFRO
Mの安定性を確保するためには位置合わせが非常にきび
しかった。In this way, in the conventional layout, one layer of gate EFRO
In order to ensure the stability of M, positioning was extremely difficult.
(2)第9図は本発明(2)に対応する従来例による一
層ゲートEFROMを集積化するときのセルのレイアウ
トを示す平面図である。(2) FIG. 9 is a plan view showing a cell layout when integrating a conventional single-gate EFROM corresponding to the present invention (2).
この場合,2個の矩形状の浮遊ゲート2がソースのコン
タクトホールν,3を挟んで形成されている。In this case, two rectangular floating gates 2 are formed with a source contact hole ν, 3 in between.
ここで, LFcWra<<LcJccになるように
するには,ゲート長を一定(LPG= Lee)に形成
するとweeを大きくしなければならず.セルは横方向
に延び,セルの面積が大きくなってしまうことになる。Here, in order to make LFcWra<<LcJcc, if the gate length is made constant (LPG=Lee), wee must be increased. The cells extend in the horizontal direction, resulting in an increase in the area of the cells.
(3). (4) 従来のマスクROMは全部“゜0
゜゛または全部“1”の連続領域で冗長する方法がとら
れていたが,この場合部分的な冗長がきかないため効率
の用よい冗長ができなかった。そのため,マスクROM
の製造歩留を低下させていた。(3). (4) All conventional mask ROMs are “゜0
A method has been used to provide redundancy using ゜゛ or continuous areas of all "1s," but in this case, partial redundancy cannot be achieved, so efficient redundancy cannot be achieved. Therefore, the mask ROM
The production yield was reduced.
(5)第10図(1)〜(3)は本発明(5)に対応す
る従来例を説明する断面図である。(5) FIGS. 10 (1) to (3) are sectional views illustrating a conventional example corresponding to the present invention (5).
第10図は,第6図の工程の始めの方の一部を抜粋した
図である。FIG. 10 is an excerpt from the beginning of the process shown in FIG.
第lO図(1)において.基板1上に酸化膜11,フィ
ールド酸化膜l2を形成する。In Figure lO (1). An oxide film 11 and a field oxide film l2 are formed on the substrate 1.
次に,基板上全面にレジスト52を被着し,制御ゲート
形成部を開口し,開口部よりP゛(又はAs” )を注
入してn゜型の制御ゲート3を形成する。Next, a resist 52 is deposited on the entire surface of the substrate, a control gate forming portion is opened, and P' (or As'') is injected through the opening to form an n° type control gate 3.
第10図(2)において,レジスト52と酸化膜11を
除去し.新たに基板上に熱酸化によりゲート酸化膜11
Aを形成する。In FIG. 10(2), the resist 52 and oxide film 11 are removed. A gate oxide film 11 is newly formed on the substrate by thermal oxidation.
Form A.
この際.イオン注入された制御ゲート3上は酸化レート
が大きくなって酸化膜が厚く成長し、膜厚はdI<d,
となる。On this occasion. On the ion-implanted control gate 3, the oxidation rate increases and the oxide film grows thickly, and the film thickness becomes dI<d,
becomes.
この結果,(2)式よりVFGを小さくするようになり
.書込特性を悪くする。As a result, VFG becomes smaller than equation (2). Deteriorates write characteristics.
第10図(3)において,気相戊長により基板上全面に
導電膜としてポリシリコン膜54を成長し、パターニン
グして浮遊ゲート2を形成する。In FIG. 10(3), a polysilicon film 54 is grown as a conductive film over the entire surface of the substrate by vapor deposition and patterned to form the floating gate 2.
(6)1層ゲートEpRo?Iは制御ゲートが拡散層で
あるため,層抵抗や接合容量が大きくなり,制御ゲート
の立ち上がり時間の遅延を生じ,書込,続出特性が悪く
なる。(6) Single-layer gate EpRo? Since the control gate of I is a diffusion layer, the layer resistance and junction capacitance become large, causing a delay in the rise time of the control gate, and deteriorating the writing and continuous writing characteristics.
本発明は
(1) 一層ゲートEFROMの位置合わせ余裕を大
きくするレイアウトができ,書込特性を向上させ,製造
を容易にすることを目的とする。An object of the present invention is (1) to create a layout that further increases the alignment margin of a gate EFROM, improves write characteristics, and facilitates manufacturing.
(2) セル面積を小さくできるレイアウトができ高
集積化をはかることを目的とする。(2) The purpose is to create a layout that can reduce the cell area and achieve high integration.
(3), (4) マスクROMに冗長セルとして一
層ゲートEFROMを作り込む際に,工程数を増やさな
いでマスクROMと同一工程で形成できるようにし,製
造歩留の向上を目的とする。(3), (4) When building a gate EFROM as a redundant cell in a mask ROM, it is possible to form it in the same process as the mask ROM without increasing the number of processes, and the purpose is to improve manufacturing yield.
(5)ゲート酸化膜厚を,制御ゲート上とチャネル領域
上とが等しくなるようにして,書込特性の向上をはかる
ことを目的とする。(5) The purpose is to improve write characteristics by making the gate oxide film thickness equal on the control gate and on the channel region.
(6)制御ゲートの層抵抗や接合容量を小さくし制御ゲ
ートの立ち上がり時間の遅延を低減し1書込,続出特性
を良くすることを目的とする。(6) The purpose is to reduce the layer resistance and junction capacitance of the control gate, reduce the delay in the rise time of the control gate, and improve the single write and successive write characteristics.
(課題を解決するための手段]
上記課題の解決は,
(1)一導電型半導体基板にチャネル領域を隔てて形成
された反対導電型のソースと反対導電型のドレインと,
該チャネル領域より離れて該基板に形成された反対導電
型の制御ゲート電極と,該基板と絶縁膜を介して該チャ
ネル領域上及び該制御ゲート上に一体化して形成された
浮遊ゲートとを有し1該浮遊ゲートが該制御ゲートをゲ
ート幅方向に跨いで形戊されている半導体装置,或いは
(2)該浮遊ゲートのゲート長が,該制御ゲート上で該
チャネル領域上よりも大きく形成されている請求項1記
載の半導体装置,或いは
(3)請求項1又は2記載の半導体装置をマスクROM
の冗長セルとして作り込む際に,該基板内に反対導電型
の不純物を導入して該基板表面に該半導体装置の制御ゲ
ートを形成する工程と,該基板上に絶縁層を介して導電
層を被着し.該導電層をパターニングしてマスクROM
のワード線と周辺回路FETのゲート及び該半導体装置
の浮遊ゲートを同時に形成し.これらのワード線及びゲ
ートをマスクにして該基板内に反対導電型不純物を導入
して該基板表面にマスクROMセルのソース,ドレイン
と周辺回路PETのソース.ドレイン及び該半導体装置
のソース,ドレインを形戊する工程とを有する半導体装
置の製造方法.或いは.
(4)請求項l又は2記載の半導体装置をマスク1?O
Mの冗長セルとして作り込む際に,該基板内に反対導電
型の不純物を導入して該基板表面にマスクROMのビッ
ト線及び該半導体装置の制御ゲートを形成する工程と,
該基板上に絶縁膜を介して導電膜を被着し,該導電膜を
パターニングしてマスクROMのワード線と周辺回路F
ETのゲート及び該半導体装置の浮遊ゲートを形成し,
これらのゲートをマスクにして該基板内に反対導電型不
純物を導入して該基板表面に周辺回路FETのソース,
ドレイン及び該半導体装置のソース,ドレインを形成す
る工程とを有する半導体装置の製造方法.或いは
(5)請求項l又は2記載の半導体装置の製造方法であ
って,該基板上に熱酸化によりゲート酸化膜を形成し.
次に該基板上全面に導電膜を成長し、該導電膜上にレジ
ストを被着し,制御ゲート形成部の該レジストを開口し
,該レジストをマスクにして開口部より不純物を導入し
て該制御ゲートを形成する工程を有する半導体装置の製
造方法,或いは,
(6)一導電型半導体基板にチャネル領域を隔てて形成
された反対導電型のソースと反対導電型のドレインと,
言亥チャネノレ領域より離れて言亥基手反に形成された
反対導電型の制御ゲートと,該基板と絶縁膜を介して該
チャネル領域上及び該制御ゲート上に一体化して形成さ
れた浮遊ゲートとを有し,該制御ゲートが該基板上に絶
縁膜を介して形成された導電膜と並列に接続されている
半導体装置により達威される。(Means for Solving the Problems) The above problems can be solved by: (1) a source of opposite conductivity type and a drain of opposite conductivity type formed in a semiconductor substrate of one conductivity type with a channel region separated;
A control gate electrode of an opposite conductivity type formed on the substrate apart from the channel region, and a floating gate integrally formed on the channel region and the control gate via the substrate and an insulating film. (1) A semiconductor device in which the floating gate is formed to straddle the control gate in the gate width direction, or (2) the gate length of the floating gate is formed larger above the control gate than above the channel region. or (3) the semiconductor device according to claim 1 or 2 as a mask ROM.
When fabricating the semiconductor device as a redundant cell, there is a step of introducing impurities of opposite conductivity type into the substrate to form a control gate of the semiconductor device on the surface of the substrate, and a step of forming a conductive layer on the substrate via an insulating layer. Covered. The conductive layer is patterned to form a mask ROM.
The word line, the gate of the peripheral circuit FET, and the floating gate of the semiconductor device are formed simultaneously. Using these word lines and gates as masks, impurities of opposite conductivity type are introduced into the substrate, and the source and drain of the mask ROM cell and the source of the peripheral circuit PET are formed on the surface of the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming a drain, and a source and drain of the semiconductor device. Or. (4) Is the semiconductor device according to claim 1 or 2 a mask 1? O
a step of introducing an impurity of an opposite conductivity type into the substrate to form a bit line of the mask ROM and a control gate of the semiconductor device on the surface of the substrate when fabricating it as a redundant cell of M;
A conductive film is deposited on the substrate via an insulating film, and the conductive film is patterned to form word lines of the mask ROM and peripheral circuit F.
forming a gate of the ET and a floating gate of the semiconductor device;
Using these gates as a mask, impurities of opposite conductivity type are introduced into the substrate, and the sources of the peripheral circuit FETs are formed on the surface of the substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a drain, and a source and drain of the semiconductor device. Alternatively, (5) the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein a gate oxide film is formed on the substrate by thermal oxidation.
Next, a conductive film is grown on the entire surface of the substrate, a resist is deposited on the conductive film, an opening is made in the resist in the control gate formation area, and an impurity is introduced through the opening using the resist as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of forming a control gate, or (6) a source of an opposite conductivity type and a drain of an opposite conductivity type formed on a semiconductor substrate of one conductivity type with a channel region separated therebetween;
A control gate of an opposite conductivity type formed at a distance from and opposite to the channel region, and a floating gate integrally formed on the channel region and the control gate via the substrate and an insulating film. This is accomplished by a semiconductor device having a control gate connected in parallel to a conductive film formed on the substrate via an insulating film.
〔作用]
(1) 第1図(1)〜(4)は本発明(1)の原理
図で,一層ゲートEPROMのレイアウトを示す平面図
, A−A断面図. B−8断面図. C−C断面図で
ある。[Function] (1) Figures 1 (1) to (4) are diagrams of the principle of the present invention (1), including a plan view and an A-A sectional view showing the layout of a single-layer gate EPROM. B-8 sectional view. It is a CC sectional view.
本発明は,制御ゲートをゲート幅方向に跨ぐようにして
浮遊ゲートを形成して第l図の(a)部を設けることに
よりーΔXの影響をな<シ,安定した特性を得るように
したものである。The present invention eliminates the influence of -ΔX and obtains stable characteristics by forming a floating gate across the control gate in the gate width direction and providing the part (a) in Figure 1. This is what I did.
(2)第2図は本発明(2)の原理図で,一層ゲートE
FROMセルのレイアウトを示す平面図である。(2) Fig. 2 is a principle diagram of the present invention (2), and the gate E
FIG. 3 is a plan view showing the layout of a FROM cell.
ここでは, LraWya < < L(Jcgにな
るようにするめ,囚,,を大きくするとセルの面積が大
きくなるため, LPG< LCG としたレイア
ウトを採用した。Here, in order to make LraWya << L(Jcg), we adopted a layout in which LPG < LCG since increasing , increases the area of the cell.
図において.距離を表す各D間には次の関係が成立する
。In the figure. The following relationship holds between each D representing distance.
DI +02+03=04+DS+06.ここで, D
., D3, D,はバクーニングの抜けの最小寸法に
とる。DI +02+03=04+DS+06. Here, D
.. , D3, D is taken as the minimum dimension of the vacuum gap.
本発明は+ LFGWF。<<LccWccに近づけ
るため,プロセスの可能な限りー,Gを一FGより大き
くしたレイアウトによりセルを横方向に延長しないで,
セル面積を小さくできるようにしたものである。The present invention includes +LFGWF. <<In order to get closer to LccWcc, as much as possible in the process, the cell is not extended horizontally by a layout in which G is larger than one FG,
This allows the cell area to be reduced.
(3)本発明はマスクROMに一層ゲー} EFROM
を冗長する際,共通工程で書込を行い,工程数を増やす
ことなく,製造歩留を上げるようにしたものである。(3) The present invention is more effective than mask ROM} EFROM
When making redundant data, writing is performed in a common process, increasing manufacturing yield without increasing the number of processes.
(4)本発明はビット線に拡散層を用いたマスクROM
を用いることにより,工程数を増やすことなく一層ゲー
トEFROMを冗長できるようにしたものである。(4) The present invention is a mask ROM using a diffusion layer in the bit line.
By using the gate EFROM, the gate EFROM can be made redundant without increasing the number of steps.
(5)本発明は制御ゲート形成のイオン注入に先立って
ゲート酸化膜を形成し,浮遊ゲート形成のためのポリシ
リコン層を通してイオン注入を行うことにより.イオン
注入の影響によって生ずる酸化レートの増加を抑制する
ようにしたものである。(5) The present invention forms a gate oxide film prior to ion implantation for forming a control gate, and performs ion implantation through a polysilicon layer for forming a floating gate. This is intended to suppress the increase in oxidation rate caused by the influence of ion implantation.
前記のように従来例ではdl<63 となりat/dz
=1/2〜1/3程度になる。例えばd+/dz=1/
3とすると,(2)式より,Vrc’il/4 VcG
となる。As mentioned above, in the conventional example, dl<63 and at/dz
= about 1/2 to 1/3. For example, d+/dz=1/
3, from equation (2), Vrc'il/4 VcG
becomes.
ところが,本発明ではd + / d y = 1であ
るからVFG’:1/2 Vccとなり,ΔVいの幅を
大きくとれることになる。However, in the present invention, since d + /dy = 1, VFG': 1/2 Vcc, and the width of ΔV can be increased.
(6)第l図(1)〜(4)は本発明(1)の原理図で
.一層ゲートEPROMのレイアウトを示す平面図,^
−Al1面図, B−B断面図, c−c Ur面図で
ある。(6) Figures (1) to (4) are diagrams of the principle of the present invention (1). A plan view showing the layout of a single-layer gate EPROM, ^
-Al1 side view, BB sectional view, c-c Ur side view.
本発明は制御ゲートを拡散層3と.これに並列接続され
た裏打ちゲート(基板上に絶縁膜を介して形成された導
電膜)8により構戒することにより制御ゲートの抵抗と
容量を低減して高速化をはかったものである。In the present invention, the control gate is formed by a diffusion layer 3. By using a backing gate (a conductive film formed on the substrate via an insulating film) 8 connected in parallel to this, the resistance and capacitance of the control gate are reduced, thereby increasing the speed.
次に,数値例を用いて説明する。Next, explanation will be given using a numerical example.
拡散層の容量は
CJD1〔qχsioz εO NA ND/ 2(N
a + No ) (φ−V)) ”” SJD ,
裏打ち用ゲートの容量は
Cca= (χsiotεo /tax) Sce/(
1+2Zsioz” goV /ZstQNAtaxZ
)””となる。ここで,
C,,:拡敗層の容量
Cce :裏打ち用ゲートの容量
SJD :拡敗層の容量
S,.:裏打ち用ゲートの面積
q :電子の電荷
χ31 : Stの比誘電率
χ,1。, : Si02の比誘電率
ε。:真空の比誘電率
NA二基板の濃度
N0:拡散層の濃度
φ:ビルトイン電圧
V :印加電圧
Lox :酸化膜の厚さ
である。いま
SJIl= SCG= 4μmx700 μm+q
= 1.602X10−19C ,χ ,=+= 1
1.7 . χ s+oz= 3.9 +e
o = 8.86 XIO−1C/Vcm ,NA
= IXIO”cm−3+ N. = 5X1019
am−’(fi =’ 0.83 V , to
x=4000人として,V=5Vのときの容量を計算す
ると,CJD= 1.(16 XIO−” C ,Cc
c=1.03 XIO−13G ,又,
拡散層の層抵抗=60Ω/口.
ゲートの層抵抗=40Ω/口.
とすると,
拡散層の抵抗R..= (700/4)x60=10.
5 KΩゲートの抵抗R,。= (700/4)X40
= 7.O KΩ従って,時定数は,
τ1t+= CJDX RJD=l.l1 nS+τc
c” CccX Rca=0.72 nS.する。但し
この場合
SJD= SCG= 2,!/ m X700 p m
,と各面積を172ずつに分割する。The capacitance of the diffusion layer is CJD1[qχsioz εO NA ND/2(N
a + No) (φ-V)) ”” SJD,
The capacity of the lining gate is Cca= (χsiotεo /tax) Sce/(
1+2Zsioz” goV /ZstQNAtaxZ
)””. Here, C,,: Capacity of the failure layer Cce: Capacity of the backing gate SJD: Capacity of the failure layer S, . : Area of backing gate q : Electron charge χ31 : Relative permittivity of St χ,1. , : relative dielectric constant ε of Si02. : Vacuum relative dielectric constant NA2 Concentration of substrate N0: Concentration of diffusion layer φ: Built-in voltage V: Applied voltage Lox: Thickness of oxide film. Now SJIl = SCG = 4 μm x 700 μm + q
= 1.602X10-19C, χ, =+= 1
1.7. χ s+oz= 3.9 +e
o = 8.86 XIO-1C/Vcm, NA
= IXIO”cm-3+ N. = 5X1019
am-'(fi='0.83 V, to
Assuming x=4000 people and calculating the capacity when V=5V, CJD=1. (16 XIO-”C,Cc
c=1.03 XIO-13G, layer resistance of diffusion layer=60Ω/mouth. Gate layer resistance = 40Ω/port. Then, the resistance R of the diffusion layer is .. = (700/4)x60=10.
5 KΩ gate resistance R,. = (700/4)X40
= 7. O KΩ Therefore, the time constant is τ1t+= CJDX RJD=l. l1 nS+τc
c” CccX Rca=0.72 nS. However, in this case SJD= SCG= 2,!/ m X700 p m
, and each area is divided into 172 parts.
CJD= 0.53 XIO−l3C ,Ccc=0.
52 XIO−13C ,並列容量 c = 10.5
xlO−” c .又.上記と同様に
拡散層の層抵抗=60Ω/口,
ゲートの層抵抗=40Ω/口.
並列抵抗 R=8.25KΩ
従って,時定数τは,
r = CXR = 0.87 nS
となる。CJD=0.53 XIO-l3C, Ccc=0.
52 XIO-13C, parallel capacitance c = 10.5
xlO-" c. Also, as above, the layer resistance of the diffusion layer = 60Ω/hole, the layer resistance of the gate = 40Ω/hole. Parallel resistance R = 8.25KΩ Therefore, the time constant τ is r = CXR = 0. It becomes 87 nS.
このように,時定数τは拡散層のみの場合より約21%
向上する。In this way, the time constant τ is approximately 21% higher than that in the case of only a diffused layer.
improves.
更に,裏打ち用ゲートにポリサイドを使用すれば.層抵
抗は5〜lOΩ/口となり.一層高速化が達戒できる。Furthermore, if you use polycide for the backing gate. The layer resistance is 5 to 10Ω/mouth. Even higher speeds can be achieved.
(1)第1図を用いて,本発明(1)の一実施例を説明
する。(1) An embodiment of the present invention (1) will be described with reference to FIG.
この例では+ 一ccは余裕(a)により位置合わせ
の際にずれても変わらないので,位置合わせ余裕が不要
である。In this example, +1 cc does not change due to the margin (a) even if there is a shift during alignment, so there is no need for a margin for alignment.
(2)第3図及び第4図は一層ゲー1− EPROMセ
ルを集積化するレイアウトを示す本発明(2)の2つの
実施例の平面図である。(2) FIGS. 3 and 4 are plan views of two embodiments of the present invention (2) showing layouts for integrating single-layer EPROM cells.
第3図はセルの向きが対向した配置,第4図は同方向の
配置を示す。FIG. 3 shows an arrangement in which the cells face each other, and FIG. 4 shows an arrangement in which the cells are in the same direction.
この例では,セル面積を小さくできるレイアウトができ
,高集積化をはかることができる。In this example, a layout can be created that allows the cell area to be reduced, and higher integration can be achieved.
(3)第5図(1)〜(7)は本発明(3)の一実施例
を工程順?説明する断面図である。(3) Do Fig. 5 (1) to (7) show an example of the present invention (3) in the order of steps? It is a sectional view for explanation.
部位■=マスクROMのセル部,
部位■:周辺回路(nチャネルFET)部,部位■:冗
長一層ゲートEPROM部
で,工程順を示す第5図(1)〜(5)は部位■〜■に
共通した工程である。Part ■ = Cell part of mask ROM, Part ■: Peripheral circuit (n-channel FET) part, Part ■: Redundant single-layer gate EPROM part. Figure 5 (1) to (5) showing the process order are parts ■ to ■. This is a common process.
第5図(1)の工程
基仮1上に厚さ300人の酸化膜(SiO■膜)1l,
厚さ1500人の窒化膜(Si3N4膜)5lを形成し
,窒化膜51を部位の,■,■でフィールド酸化膜形成
部を開口する。1 l of oxide film (SiO2 film) with a thickness of 300 mm on the process base 1 in FIG.
A nitride film (Si3N4 film) 5l with a thickness of 1500 mm is formed, and field oxide film forming portions are opened in the nitride film 51 at locations ① and ②.
第5図(2)の工程
ウエット熱酸化により厚さ6000人のフィールド酸化
膜12を形成する。A field oxide film 12 having a thickness of 6,000 wafers is formed by wet thermal oxidation in the process shown in FIG. 5(2).
第5図(3)の工程
窒化膜51を除去し,基板上全面に厚さ7000入のレ
ジスト52を被着し.部位のでは書込セル部を開口し,
部位■では制御ゲート形成部を開口し,開口部よりP”
(又はAs”)を注入して部位■では書込セル部の基
板表面をn゛型にして書込を行い,部位■にn゛型の制
御ゲート3を形成する。In the step of FIG. 5(3), the nitride film 51 is removed, and a resist 52 with a thickness of 7000 mm is deposited on the entire surface of the substrate. Open the write cell part at the part,
At part ■, open the control gate forming part, and from the opening
(or As'') is implanted, and writing is performed to make the substrate surface of the write cell portion into an n-type at the region (2), and an n-type control gate 3 is formed at the region (2).
P+注入条件はエネルギ60 KeV, ドーズ量I
XIO”C『”である。P+ implantation conditions are energy 60 KeV, dose I
XIO”C””.
以後の工程における,イオン注入後の活性化アニールは
後工程の熱処理又は単独工程により行われる。Activation annealing after ion implantation in subsequent steps is performed by heat treatment in a subsequent step or by a separate step.
第5図(4)の工程
酸化膜11を除去し.基板上に新たに熱酸化により厚さ
250人のゲート酸化膜11Aを形成し,気相戒長によ
り,基板上全面に導電膜として厚さ4000人のポリシ
リコン膜(又はポリサイド膜)54を或長ずる。In the step of FIG. 5(4), the oxide film 11 is removed. A new gate oxide film 11A with a thickness of 250 nm is formed on the substrate by thermal oxidation, and a polysilicon film (or polycide film) 54 with a thickness of 4000 nm is formed as a conductive film over the entire surface of the substrate by vapor deposition. Long.
第5図(5)の工程
ポリシリコン膜54をバターニングして部位■では P
ETのゲート55を形成し.部位■では浮遊ゲート2を
形成し,部位のではセルのワード線(ゲー ト> 58
を形成する(注:この例のポリSi膜8は除去する,ボ
リSi膜8は後記の本発明(6)の実施例に適用する)
。In the process of FIG. 5 (5), the polysilicon film 54 is patterned and the area ■ is P
ET gate 55 is formed. Floating gate 2 is formed in part ■, and the word line of the cell (gate > 58
(Note: The poly-Si film 8 in this example is removed. The poly-Si film 8 is applied to the embodiment of the present invention (6) described later.)
.
次に,部位■,■,■の各ゲートをマスクにしてAs’
(又はP゛)を注入して,部位■にはFETのn゜型
のソース56とドレイン57を形成し,部位■にはEF
ROMのソース4とドレイン5を形成し,部位■にはセ
ルのn゛型のソース59とドレイン60を形成する。Next, As'
(or P) is implanted to form an n° type source 56 and drain 57 of the FET in the region ■, and an EFFET in the region ■.
A source 4 and a drain 5 of the ROM are formed, and an n-type source 59 and a drain 60 of the cell are formed in the region (2).
部位■では, A−A部の紙面に垂直な方向の断面をそ
の下側に示す。In part (■), a cross section of part A-A in the direction perpendicular to the page is shown below.
部位のでは, B−B部及びC−C部の紙面に垂直な方
向の断面をその下側に示す。In the part section, cross sections of sections B-B and C-C in the direction perpendicular to the page are shown below.
^S゛注入条件はエネルギ70 KeV, ドーズ量
4XlO”cn+−”である。The ^S implantation conditions were an energy of 70 KeV and a dose of 4XlO "cn+-".
以上で冗長EFROMを,マスクROMと共通工程で工
程数を増やすことなく製造することができた。In the above manner, the redundant EFROM could be manufactured in the same process as the mask ROM without increasing the number of processes.
この後はマスクROMの通常の工程(第5図(6),(
7)参照)を経て冗長EFROMを付加したマスクRO
Mを完戒する。After this, the normal process of mask ROM (Fig. 5 (6), (
7) Mask RO with redundant EFROM added via
Completely abstain from M.
第5図(6)で,ワード線58を覆って基板全面に気相
戒長により厚さl000大のSin,膜61,厚さ60
00人のPSG (燐珪酸ガラス)膜62を順次戒長し
.基板表面を平坦化する。In FIG. 5(6), a film 61 of 1,000 thick is formed on the entire surface of the substrate by a vapor phase process, covering the word line 58.
The PSG (phosphosilicate glass) membrane 62 of 00 people was sequentially heated. Planarize the substrate surface.
第5図(7)で, PSG膜62上に厚さ1umのAI
ビット線63を形成し.その上にカバーPSG膜64を
戒長する。In FIG. 5 (7), an AI layer with a thickness of 1 um is placed on the PSG film 62.
A bit line 63 is formed. A cover PSG film 64 is placed thereon.
(4)第6図(1)〜(7)は本発明(4)の一実施例
を工程順に説明する断面図である。(4) FIGS. 6(1) to 6(7) are sectional views illustrating an embodiment of the present invention (4) in the order of steps.
部位■:マスクROMのセル部,
部位■:周辺回路(nチャネルFET)部,部位■:冗
長一層ゲートEPROM部
で,工程順を示す第6図(1)〜(5)は部位■〜■に
共通した工程である。Part ■: Mask ROM cell part, Part ■: Peripheral circuit (n-channel FET) part, Part ■: Redundant single-layer gate EPROM part. Figure 6 (1) to (5) showing the process order are parts ■ to ■. This is a common process.
第6図(1)の工程
基板l上に厚さ300人の酸化膜(SiOz膜) 1
1厚さ1500入の窒化膜(SiJ4膜)51を形成し
,窒化膜51を部位■,■でフィールド酸化膜形成部を
開口する。An oxide film (SiOz film) 1 with a thickness of 300 mm is placed on the process substrate l shown in FIG. 6 (1).
A nitride film (SiJ4 film) 51 having a thickness of 1,500 μm is formed, and field oxide film forming portions are opened in the nitride film 51 at portions ① and ②.
第6図(2)の工程
ウエット熱酸化により厚さ6000人のフィールド酸化
膜12を形成する。A field oxide film 12 having a thickness of 6,000 wafers is formed by wet thermal oxidation in the process shown in FIG. 6(2).
第6図(3)の工程
窒化膜51を除去し,基板上全面に厚さ7000大のレ
ジスト52を被着し,部位のではビッ}線形成部を開口
し.部位■では制御ゲート形成部を開口し,開口部より
P゛(又はAs”)を注入して部位■にn゛型のビット
線53,部位■にn゛型の制御ゲート3を形成する。Step (3) in FIG. 6: The nitride film 51 is removed, a resist 52 with a thickness of 7,000 mm is deposited on the entire surface of the substrate, and an opening is made in the area where the bit line will be formed. In the region (2), the control gate forming portion is opened, and P' (or As") is injected through the opening to form an n' type bit line 53 in the region (2) and an n' type control gate 3 in the region (2).
P0注入条件はエネルギ70 KeV, ドーズ量I
X 10” cm− ”である。P0 implantation conditions are energy 70 KeV, dose I
X 10"cm-".
以後の工程における,イオン注入後の活性化アニールは
後工程の熱処理又は単独工程により行われる。Activation annealing after ion implantation in subsequent steps is performed by heat treatment in a subsequent step or by a separate step.
第6図(4)の工程
酸化膜11を除去し,基板上に新たに熱酸化により厚さ
250入のゲート酸化膜11^を形成し,気相戒長によ
り,基板上全面に導電膜として厚さ4000人のポリシ
リコン膜(又はポリサイド膜)54を戒長ずる。Step oxide film 11 in FIG. 6(4) is removed, a new gate oxide film 11^ with a thickness of 250 mm is formed on the substrate by thermal oxidation, and then a conductive film is formed over the entire surface of the substrate by vapor deposition. A polysilicon film (or polycide film) 54 with a thickness of 4,000 layers is formed.
第6図(5)の工程
ポリシリコン膜54をパターニングして部位■では F
ETのゲート55を形成し.部位■では浮遊ゲート2を
形成する。部位のではセルのワード線58を形成する(
注:この例のポリSi膜8は除去する,このポリSi膜
8は後記の本発明(6)の実施例に適用する)。In the step (5) of FIG. 6, the polysilicon film 54 is patterned to form a region F.
ET gate 55 is formed. Floating gate 2 is formed in region (2). In this section, the word line 58 of the cell is formed (
Note: The poly-Si film 8 in this example is removed; this poly-Si film 8 is applied to the embodiment of the present invention (6) described later).
次に.部位■を厚さ7000 Aレジスト(特に図示せ
ず)で覆い,部位■,■のゲートをマスクにしてAs”
(又はP゛)を注入して,部位■にはFETのn゛型
のソース56とドレイン57を形成し.部位■にはEF
ROMのソース4とドレイン5を形成する。next. Cover part ■ with a 7000A resist (not particularly shown), and use the gates of parts ■ and ■ as a mask to apply As''
(or P) is implanted to form an n-type source 56 and drain 57 of the FET in the region (2). EF for part ■
The source 4 and drain 5 of the ROM are formed.
部位■では, A−A部の紙面に垂直な方向の断面をそ
の下側に示す。In part (■), a cross section of part A-A in the direction perpendicular to the page is shown below.
部位■では, B−B部及びC−C部の紙面に垂直な方
向の断面をその下側に示す。In section (2), the cross sections of section B-B and section C-C in the direction perpendicular to the page are shown below.
As”注入条件はエネルギ70 KeV, ドーズ量
4X1015am−”である。The As implantation conditions were an energy of 70 KeV and a dose of 4.times.10@15 am.
以上で冗長EFROMを,マスクROMと共通工程で工
程数を増やすことなく製造することができた。In the above manner, the redundant EFROM could be manufactured in the same process as the mask ROM without increasing the number of processes.
この後はマスクROMの通常の工程(第6図(6),(
7)参照)を経て冗長EFROMを付加したマスクRO
Mを完或する。After this, the normal process of mask ROM (Fig. 6 (6), (
7) Mask RO with redundant EFROM added via
Complete M.
第6図(6)で.書込セル部を開口したレジスト65を
マスクにして,B゜を注入する。In Figure 6 (6). Using the resist 65 with an opening in the write cell portion as a mask, B° is implanted.
B゛注入条件はエネルギ180 KeV, ドーズ量
IXIO”cm−”である。The B implantation conditions were an energy of 180 KeV and a dose of IXIO "cm-".
注入セルはしきい値電圧が上がり,書込が行われる。The threshold voltage of the injection cell increases and writing is performed.
第6図(7)で,ワード線58を覆って基板全面に気相
戒長により厚さl000人のSiOz膜61,厚さ6o
oo人のPSG膜62を順次戊長し,基板表面を平坦化
する。In FIG. 6 (7), a SiOz film 61 with a thickness of 1000 mm and a thickness of 60 mm is formed over the entire surface of the substrate by covering the word line 58.
The PSG film 62 of oo person is sequentially lengthened to planarize the substrate surface.
次に, PSG膜62上に厚さlμmのA1ビット線6
3(拡散ビット線の裏打ち用)を形成し,その上にカバ
ーPSG膜64を或長する。Next, an A1 bit line 6 with a thickness of 1 μm is placed on the PSG film 62.
3 (for lining the diffusion bit line), and a cover PSG film 64 is formed thereon to a certain length.
(5)第7図(1)〜(3)は本発明(5)の一実施例
を説明する断面図である。(5) FIGS. 7(1) to 7(3) are sectional views illustrating an embodiment of the present invention (5).
この図は一層ゲートEFROMの工程改善を説明する図
である。This figure is a diagram for explaining the process improvement of the gate EFROM.
第6図との相違点は制御ゲート形成前にゲート酸化膜を
形成し,浮遊ゲート形成用のポリシリコン層を通してイ
オン注入して制御ゲート形成を行うことにより制御ゲー
ト部分のゲート酸化膜の増加を抑えた点である。The difference from Figure 6 is that a gate oxide film is formed before the control gate is formed, and ions are implanted through the polysilicon layer for forming the floating gate to form the control gate, thereby increasing the gate oxide film in the control gate area. This is a point that was suppressed.
第7図(1)において,基板l上に酸化膜11,フィー
ルド酸化膜l2を形成する。In FIG. 7(1), an oxide film 11 and a field oxide film l2 are formed on a substrate l.
第7図(2)において,酸化膜l1を除去し,基板上に
熱酸化によりゲート酸化膜11Aを形成する。In FIG. 7(2), the oxide film l1 is removed and a gate oxide film 11A is formed on the substrate by thermal oxidation.
第7図(3)において,基板上全面に導電膜としてポリ
シリコン膜54を戒長ずる。In FIG. 7(3), a polysilicon film 54 is formed as a conductive film over the entire surface of the substrate.
次に,基板上にレジスト52を被着し,レジスト52の
制御ゲート形成部を開口し,開口部よりP゜を注入して
n゛型の制御ゲート3を形成する。Next, a resist 52 is deposited on the substrate, a control gate forming portion of the resist 52 is opened, and P° is injected through the opening to form an n° type control gate 3.
P゜注入条件はエネルギ200 KeV,ドーズ量IX
IO”cm−”である。P゜ implantation conditions are energy 200 KeV, dose IX
IO"cm-".
この後は第6図と同様で,ポリシリコン膜54をパター
ニングして浮遊ゲートを形成し, EFROMのソース
とドレインを形成する。After this, the process is similar to that shown in FIG. 6, and the polysilicon film 54 is patterned to form a floating gate, and the source and drain of the EFROM are formed.
(6)第11図を用いて,本発明(6)の一実施例を説
明する。(6) An embodiment of the present invention (6) will be described with reference to FIG.
この例では,制御ゲート(拡散層)3と浮遊ゲート2を
形成するポリSt膜からなる裏打ち用ゲート8が配線7
により並列に接続されている。In this example, a backing gate 8 made of a polySt film forming a control gate (diffusion layer) 3 and a floating gate 2 is connected to a wiring 7.
are connected in parallel.
第12図及び第13図は一層ゲートEFROMセルを集
積化するレイアウトを示す本発明(6)の2つの実施例
の平面図である。FIGS. 12 and 13 are plan views of two embodiments of the present invention (6) showing layouts for integrating single-layer gate EFROM cells.
第12図はセルの向きが対向した配置,第l3図は同方
向の配置を示す。FIG. 12 shows an arrangement in which the cells face each other, and FIG. 13 shows an arrangement in which the cells are in the same direction.
これら例では.セル面積を小さくできるレイアウトがで
き,高集積化をはかることができる。In these examples. It is possible to create a layout that reduces the cell area and allows for higher integration.
次に,本発明(6)をマスクROMにつくりつける場合
の製造工程の実施例を前記の第5図及び第6図に対応し
て相違点を説明する。Next, an embodiment of the manufacturing process for manufacturing the present invention (6) into a mask ROM will be explained with reference to FIGS. 5 and 6, and the differences will be explained.
(a) 第5図に対応
第5図(5)の工程において.
ポリシリコン膜54をパターニングして部位■では F
ETのゲート55を形成し,部位■では浮遊ゲート2及
び裏打ち用ゲート8を形成し,部位のではセルのワード
線(ゲート)58を形成する。(a) Corresponding to Fig. 5 In the process of Fig. 5 (5). The polysilicon film 54 is patterned to form part F
The gate 55 of the ET is formed, the floating gate 2 and the lining gate 8 are formed in the region (2), and the word line (gate) 58 of the cell is formed in the region (2).
(b) 第6図に対応
第6図(5)の工程において,
ポリシリコン膜54をバターニングして部位■では F
ETのゲート55を形成し.部位■では浮遊ゲート2及
び裏打ち用ゲート8を形成する。部位のではセルのワー
ド線58を形成する。(b) Corresponding to Fig. 6 In the process shown in Fig. 6 (5), the polysilicon film 54 is patterned and the area F is
ET gate 55 is formed. Floating gate 2 and backing gate 8 are formed in region (2). The word line 58 of the cell is formed in this area.
(a). (b)ともその他の工程はすべて第5図,第
6図と全く同じである。(a). All other steps in (b) are exactly the same as in FIGS. 5 and 6.
(発明の効果〕
以上明したように本発明によれば,
(1)一層ゲートEPROMの位置合わせ余裕を大きく
したレイアウトができ,製造を容易にすることができた
。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, (1) a layout with a larger alignment margin for the gate EPROM can be achieved, and manufacturing can be facilitated;
(2) セル面積を小さくできるレイアウトができ高
集積化をはかることができた。(2) We were able to create a layout that reduced the cell area and achieved higher integration.
(3). (4) マスクROMに冗長セルとして一
層ゲートEPROMを工程数を増やさないで作り込むこ
とができ,製造歩留の向上に寄与することができた。(3). (4) A gate EPROM can be built into the mask ROM as a redundant cell without increasing the number of steps, contributing to an improvement in manufacturing yield.
(5)ゲート酸化膜厚を,制御ゲート上とチャネル領域
上とで等しくなるように形成できて,書込特性の一つの
指標であるのΔV一幅を30〜50%向上することがで
きた。(5) The thickness of the gate oxide film can be made equal on the control gate and on the channel region, and the width of ΔV, which is one index of write characteristics, can be improved by 30 to 50%. .
(6)制御ゲートの層抵抗や接合容量が小さくなり,制
御ゲートの立ち上がり時間の遅延を低減し,書込,続出
特性が向上した。(6) The layer resistance and junction capacitance of the control gate are reduced, the delay in the rise time of the control gate is reduced, and the writing and continuous writing characteristics are improved.
第1図(1)〜(4)は本発明(1)の原理図で,一層
ゲートEPROMのレイアウトを示す平面図, A−A
断面図,B−8断面図, C−C断面図,
第2図は本発明(2)の原理図で.一層ゲートEFRO
Mセルのレイアウトを示す平面図第3図及び第4図は一
層ゲートEFROMセルを集積化するレイアウトを示す
本発明(2)の2つの実施例の平面図,
第5図(1)〜(7)は本発明(3)の一実施例を説明
する断面図,
第6図(1)〜(7)は本発明(4)の一実施例を説明
する断面図,
第7図(1)〜(3)は本発明(5)の一実施例を説明
する断面図,
第8図(1), (2)は本発明(1)に対応する従来
例による一層ゲートEFROMのレイアウトを示す平面
図とA−A断面図, へ第9図
は本発明(2)に対応する従来例による一層ゲートEF
ROMを集積化するときのセルのレイアウトを示す平面
図,
デ
第10図(1)〜(3)は本発明(4)に対応する従来
例を説明する断面図,
第11図(1)〜(4)は本発明(6)の原理図で,一
層ゲートEFROMのレイアウトを示す平面図, A−
A断面図,B−B断面図, C−C断面図,
第12図及び第13図は一層ゲー} EFROMセルを
集積化するレイアウトを示す本発明(6)の2つの実施
例の平面図である。
図において,
lは基板,
2は不揮発性記憶部で浮遊ゲート
(フローティングゲート,FG),
3は制御ゲート
(コント口−ノレゲート,CG , a手反),4はソ
ース 5はドレイン,6は絶縁膜,
7は配線
8は裏打ち用ゲート
本発日月(2)のE名理図
第
2
図
本兜8月(2)の実施1列
本%E月(2)のイ也の実施イ列
第
3
凹
第4 図
本発朗〔5)の英1既例1名先明丁る断面図廟
7
図
(1)平面図
(2)A−A断面
本A5日月(1)のイL釆づ列
男
8
図
本宛日月(2)の従来イ列を言先日月する手品図第
9
図
本鉋明(5)の3乏呆へ列を1近日月Tうぶ六′面図第
10
図
本免日月(ら)の実雁例
第
12
図
(1)平
面
■
(3)
6−8断面
(41C−C餠面
4S鉋3月 (ら)の原理 図
本発明(ら)の他の実籠う511
夷
13
図Figures 1 (1) to (4) are principle diagrams of the present invention (1), and are plan views showing the layout of a single-layer gate EPROM;
The sectional view, B-8 sectional view, C-C sectional view, and Figure 2 are the principle diagrams of the present invention (2). Single layer gate EFRO
FIGS. 3 and 4 are plan views showing the layout of an M cell, and FIGS. ) is a sectional view explaining one embodiment of the present invention (3), FIGS. 6 (1) to (7) are sectional views explaining one embodiment of the present invention (4), and FIGS. 7 (1) to (3) is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention (5), and Figures 8 (1) and (2) are plan views showing the layout of a conventional single-gate EFROM corresponding to the present invention (1). and A-A sectional view, and Figure 9 shows a conventional single-layer gate EF corresponding to the present invention (2).
10 (1) to (3) are cross-sectional views illustrating a conventional example corresponding to the present invention (4); and FIG. 11 (1) to (4) is a principle diagram of the present invention (6), which is a plan view showing the layout of a single-layer gate EFROM;
A cross-sectional view, B-B cross-sectional view, CC cross-sectional view, FIGS. 12 and 13 are single-layer games} Plan views of two embodiments of the present invention (6) showing layouts for integrating EFROM cells. be. In the figure, l is the substrate, 2 is the non-volatile memory part and the floating gate (FG), 3 is the control gate (CG, A side), 4 is the source, 5 is the drain, and 6 is the insulation. membrane, 7 is wiring 8 is backing gate No. 3 Concave No. 4 Figure Hon Hatsuro [5] English 1 example 1 name ahead cross-sectional view Temple 7 Figure (1) Plan view (2) A-A cross section Book A5 Sun Moon (1) I L Kazuretsu Otoko 8 The conjuring diagram that shows the conventional A row of the picture book date and month (2), and the previous day and month. 10 Fig. Example of a real wild goose of the present invention (ra) Fig. 12 (1) Plane ■ (3) 6-8 cross section (41C-C 餠面4S plane March (ra) principle) Fig. of the present invention (ra) Other fruit baskets 511 夷13 fig.
Claims (6)
された反対導電型のソースと反対導電型のドレインと、 該チャネル領域より離れて該基板に形成された反対導電
型の制御1ゲートと、 該基板と絶縁膜を介して該チャネル領域上及び該制御ゲ
ート上に一体化して形成された浮遊ゲートとを有し、 該浮遊ゲートが該制御ゲートをゲート幅方向に跨いで形
成されていることを特徴とする半導体装置。(1) A source of an opposite conductivity type and a drain of an opposite conductivity type formed on a semiconductor substrate of one conductivity type across a channel region; and a control gate of an opposite conductivity type formed on the substrate apart from the channel region. , a floating gate formed integrally with the substrate on the channel region and on the control gate via an insulating film, and the floating gate is formed to straddle the control gate in the gate width direction. A semiconductor device characterized by:
チャネル領域上よりも大きく形成されていることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate length of the floating gate is larger on the control gate than on the channel region.
OMの冗長セルとして作り込む際に、 該基板内に反対導電型の不純物を導入して該基板表面に
該半導体装置の制御ゲートを形成する工程と、 該基板上に絶縁層を介して導電層を被着し、該導電層を
パターニングしてマスクROMのワード線と周辺回路F
ETのゲート及び該前記半導体装置の浮遊ゲートを同時
に形成し、これらのワード線及びゲートをマスクにして
該基板内に反対導電型不純物を導入して該基板表面にマ
スクROMセルのソース、ドレインと周辺回路FETの
ソース、ドレイン及び前記半導体装置のソース、ドレイ
ンを形成する工程 とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。(3) The semiconductor device according to claim 1 or 2 is covered with a mask R.
When fabricating as a redundant cell of OM, there are two steps: introducing impurities of opposite conductivity type into the substrate to form a control gate of the semiconductor device on the surface of the substrate, and forming a conductive layer on the substrate via an insulating layer. The conductive layer is patterned to form mask ROM word lines and peripheral circuits F.
The gate of the ET and the floating gate of the semiconductor device are formed at the same time, and impurities of opposite conductivity type are introduced into the substrate using these word lines and gates as masks to form the source and drain of the mask ROM cell on the surface of the substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming a source and a drain of a peripheral circuit FET and a source and a drain of the semiconductor device.
OMの冗長セルとして作り込む際に、 該基板内に反対導電型の不純物を導入して該基板表面に
マスクROMのビット線及び該半導体装置の制御ゲート
を形成する工程と、 該基板上に絶縁膜を介して導電膜を被着し、該導電膜を
パターニングしてマスクROMのワード線と周辺回路F
ETのゲート及び前記半導体装置の浮遊ゲートを形成し
、これらのゲートをマスクにして該基板内に反対導電型
不純物を導入して該基板表面に周辺回路FETのソース
、ドレイン及び前記半導体装置のソース、ドレインを形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法。(4) The semiconductor device according to claim 1 or 2 is covered with a mask R.
When fabricating as a redundant cell of OM, a step of introducing impurities of opposite conductivity type into the substrate to form a bit line of the mask ROM and a control gate of the semiconductor device on the surface of the substrate, and an insulating layer on the substrate. A conductive film is deposited through the film, and the conductive film is patterned to form mask ROM word lines and peripheral circuits F.
The gate of the ET and the floating gate of the semiconductor device are formed, and impurities of opposite conductivity type are introduced into the substrate using these gates as a mask to form the source and drain of the peripheral circuit FET and the source of the semiconductor device on the surface of the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a drain;
であって、 該基板上に熱酸化によりゲート酸化膜を形成し、次に該
基板上全面に導電膜を成長し、該導電膜上にレジストを
被着し、制御ゲート形成部の該レジストを開口し、該レ
ジストをマスクにして開口部より不純物を導入して該制
御ゲートを形成する工程 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。(5) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, comprising: forming a gate oxide film on the substrate by thermal oxidation, then growing a conductive film on the entire surface of the substrate; manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: depositing a resist on a control gate, opening the resist in a control gate forming portion, and introducing impurities through the opening using the resist as a mask to form the control gate. Method.
された反対導電型のソースと反対導電型のドレインと、 該チャネル領域より離れて該基板に形成された反対導電
型の制御ゲートと、 該基板と絶縁膜を介して該チャネル領域上及び該制御ゲ
ート上に一体化して形成された浮遊ゲートとを有し、 該制御ゲートが該基板上に絶縁膜を介して形成された導
電膜と並列に接続されていることを特徴とする半導体装
置。(6) a source of an opposite conductivity type and a drain of an opposite conductivity type formed on a semiconductor substrate of one conductivity type across a channel region; and a control gate of an opposite conductivity type formed on the substrate apart from the channel region; A floating gate is formed integrally with the substrate on the channel region and on the control gate via an insulating film, and the control gate has a conductive film formed on the substrate via an insulating film. A semiconductor device characterized by being connected in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP5540189 | 1989-03-08 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0316182A true JPH0316182A (en) | 1991-01-24 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017597A (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Fujitsu Ltd | Non-volatile semiconductor memory and semiconductor integrated circuit device |
JP2007027634A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory device and generating method of rom (read only memory) data pattern |
JP2007335717A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toppan Printing Co Ltd | Non-volatile memory and manufacturing method thereof |
JP2009295971A (en) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Non-volatile semiconductor memory device |
JP2011103488A (en) | 2005-12-05 | 2011-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | Memory device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5968964A (en) * | 1982-10-13 | 1984-04-19 | Nippon Denso Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS60260147A (en) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JPS61288464A (en) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor memory device |
JPS6212152A (en) * | 1985-07-09 | 1987-01-21 | Nippon Denso Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS6396953A (en) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Sharp Corp | Semiconductor device |
-
1989
- 1989-10-25 JP JP1277591A patent/JPH088315B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5968964A (en) * | 1982-10-13 | 1984-04-19 | Nippon Denso Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS60260147A (en) * | 1984-06-06 | 1985-12-23 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
JPS61288464A (en) * | 1985-06-14 | 1986-12-18 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor memory device |
JPS6212152A (en) * | 1985-07-09 | 1987-01-21 | Nippon Denso Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS6396953A (en) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Sharp Corp | Semiconductor device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017597A (en) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Fujitsu Ltd | Non-volatile semiconductor memory and semiconductor integrated circuit device |
JP2007027634A (en) * | 2005-07-21 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor memory device and generating method of rom (read only memory) data pattern |
JP2011103488A (en) | 2005-12-05 | 2011-05-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd | Memory device |
JP2007335717A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Toppan Printing Co Ltd | Non-volatile memory and manufacturing method thereof |
JP2009295971A (en) * | 2008-05-09 | 2009-12-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Non-volatile semiconductor memory device |
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