JPH0414265A - Semiconductor storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor storage device and its manufacture

Info

Publication number
JPH0414265A
JPH0414265A JP11742090A JP11742090A JPH0414265A JP H0414265 A JPH0414265 A JP H0414265A JP 11742090 A JP11742090 A JP 11742090A JP 11742090 A JP11742090 A JP 11742090A JP H0414265 A JPH0414265 A JP H0414265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
insulating film
film
gate
conductive film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11742090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Kawashima
川嶋 博美
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP11742090A priority Critical patent/JPH0414265A/en
Publication of JPH0414265A publication Critical patent/JPH0414265A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To surely write and read data by forming diffusion layers in the region between two gate electrodes and both side regions, stretching a conducting film turning to a floating gate on the gate electrode of a selection transistor, and forming a control gate electrode on the conducting film via an insulating film. CONSTITUTION:Photo resist 18 is left on two gate electrodes and in the region between them; by using said resit as a mask, two polycrystalline silicon films 15, 17 and a third SiO2 film 16 are patterned. Thereby the first polycrystalline silicon film 15 which is electrically connected with a first gate electrode 4 through a contact hole 14 is formed as far as a region covering a second gate electrode. Diffusion layers 6, 7 are applied to the source and the drain of a memory transistor T1. The first gate electrode 4 and the first polycrystalline silicon film 15 are used as the floating gate FG of the memory transistor T1. A second polycrystalline silicon film formed above the first polycrystalline silicon film 15 is used as a control gate electrode CG.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 電気的にデータの書換え可能な半導体記憶装置及びその
製造方法に関し、 セルの微細化を図るとともに、フローティングゲート電
極とコントロールゲート電極の結合比を大きくすること
を目的とし、 半導体層の上に絶縁膜を介して形成された第一及び第二
のゲート電極と、前記第一及び第二のゲト電極の間の領
域と両側の領域に自己整合的に形成された3つの拡散層
と、前記第一及び第二のゲート電極と前記拡散層を覆う
絶縁膜と、前記第一及び第二のゲート電極の間の前記絶
縁膜に、前記絶縁膜よりも薄く形成されたトンネル絶縁
膜と、前記第一のゲート電極に接触した状態で前記絶縁
膜の上に形成された第一の導電膜と、絶縁膜を挟んで前
記第一の導電膜に沿って形成された第二の導電膜とを含
み構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a semiconductor memory device in which data can be electrically rewritten and a method for manufacturing the same, the present invention relates to a semiconductor memory device in which data can be electrically rewritten and a manufacturing method thereof, which aims at miniaturizing cells and increasing the coupling ratio between a floating gate electrode and a control gate electrode. The first and second gate electrodes are formed on the semiconductor layer via an insulating film, and the regions between the first and second gate electrodes and the regions on both sides are formed in a self-aligned manner. an insulating film that covers the first and second gate electrodes and the diffusion layer, and an insulating film between the first and second gate electrodes that is thinner than the insulating film. the formed tunnel insulating film; a first conductive film formed on the insulating film in contact with the first gate electrode; and a first conductive film formed along the first conductive film with the insulating film in between. and a second conductive film.

〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体記憶装置及びその製造方法に関5、よ
り詳しくは、電気的ムこデータの書換え可能な半導体記
憶装置及びその製造方法に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor memory device in which electrically rewritable data can be written and a method of manufacturing the same.

(従来の技術〕 電気的にデータの書換え可能な記憶素子として、F L
 OT OX (Floating gate tun
nel oxide)セルが知られている。
(Prior art) As a memory element in which data can be electrically rewritten,
OT OX (Floating gate tun
nel oxide) cells are known.

このFLOTOXセルは、第3図に例示するようなメモ
リトランジスタTmと選択トランジスタTsにより構成
されるもので、メモリトランジスタTmは、半導体基板
aの表層に間隔をおいて形成された2つの拡散層す、c
と、この上に第一の絶縁膜dを介して取付けられたフロ
ーティングゲート電極eと、その上に第二の絶縁膜fを
挟んで形成されたコントロールゲート電極gがら構成さ
れている。ところで、フローティングゲートを極eは、
一方の拡散層Cの上方に達する大きさに形成され、その
領域においてはフローティングゲート電極eが拡散層C
側に突出するとともに、その下の絶縁膜dが薄層化され
てトンネル絶縁膜りとなっており、トンヱル効果により
拡散層Cとフロティングゲート電fieとの間でキャリ
アが移動するように構成されている。
This FLOTOX cell is composed of a memory transistor Tm and a selection transistor Ts as illustrated in FIG. ,c
, a floating gate electrode e attached thereon via a first insulating film d, and a control gate electrode g formed thereon with a second insulating film f interposed therebetween. By the way, the pole e of the floating gate is
It is formed to a size that reaches above one of the diffusion layers C, and in that region, the floating gate electrode e is formed in the diffusion layer C.
It protrudes to the side, and the underlying insulating film d is thinned to become a tunnel insulating film, so that carriers move between the diffusion layer C and the floating gate electrode fie due to the tunnel effect. has been done.

また、選択トランジスタTsは、半導体基板aの表層に
間隔をおいて設けられた2つの拡散層iJと、これらの
拡散層i、jの間の上に絶縁膜dを介して形成されたワ
ード線ゲート電極1とから構成されるもので、一方の拡
散層iはトンネル絶縁膜りの下の拡散層Cに隣接するよ
うに形成されている。
The selection transistor Ts also includes two diffusion layers iJ provided at intervals on the surface layer of the semiconductor substrate a, and a word line formed between these diffusion layers i and j with an insulating film d interposed therebetween. One diffusion layer i is formed adjacent to the diffusion layer C under the tunnel insulating film.

なお、qは素子分離用絶縁膜、rはカバー膜を示してい
る。
Note that q indicates an insulating film for element isolation, and r indicates a cover film.

このような構成を有するFLOTOXセルの等価回路を
示すと第5図に示すようになる。
The equivalent circuit of a FLOTOX cell having such a configuration is shown in FIG.

このFLOTOXセルの形成工程は、第4図(a)に例
示するように、まず、メモリトランジスタTmの2つの
拡散層す、cを形成した半導体基板aの上に第一の絶縁
膜dを積層した後、一方の拡散層Cの上の絶縁膜dを薄
層化してトンネル絶縁膜りを形成してから、この上に第
一の導電膜りを形成し、さらにこの上に第二の絶縁膜f
及び第二の導電膜Uを順に積層する(第4図(b))。
In the process of forming this FLOTOX cell, as illustrated in FIG. 4(a), first, a first insulating film d is laminated on a semiconductor substrate a on which two diffusion layers of a memory transistor Tm are formed. After that, the insulating film d on one of the diffusion layers C is thinned to form a tunnel insulating film, a first conductive film is formed on this, and a second insulating film is formed on this. membrane f
and a second conductive film U are sequentially laminated (FIG. 4(b)).

この後に、半導体基板aの上の4つの膜d、t、f、u
をパターニングすることによって、2つの拡散層す、c
の間からその一方の拡散層C上に到る第一の領域αと、
これから間隔をおいて設定される第二の領域βにそれら
の膜を残存させる(第4図(C))。
After this, four films d, t, f, u are formed on the semiconductor substrate a.
By patterning two diffusion layers, c
a first region α extending from between the regions onto one of the diffusion layers C;
These films are left in the second region β that is set at intervals from now on (FIG. 4(C)).

次に、第二の領域βに存在する第一の絶縁膜dから第二
の導電膜Uに到る膜をマスクにしてその両側の半導体基
板aに不純物イオンを注入し、これを拡散することによ
って自己整合的に選択トランジスタTs用の拡散層i、
jを形成することになる(第4図(d))。
Next, using the film extending from the first insulating film d to the second conductive film U existing in the second region β as a mask, impurity ions are implanted into the semiconductor substrate a on both sides thereof, and the impurity ions are diffused. Diffusion layer i for the selection transistor Ts in a self-aligned manner by
j (Fig. 4(d)).

このようにしてメモリトランジスタTmの拡散層す、c
の上に形成された第一及び第二の導t#t、uはそれぞ
れフローティングゲートe1コントロールゲートgとし
て使用され、また、他の領域の第一及び第二の導電膜t
、uは開示しないコンタクトホールによって短絡されて
選択トランジスタTsのワード線ゲート電極Iとして適
用される。
In this way, the diffusion layers S, c of the memory transistor Tm
The first and second conductive films t#t and u formed thereon are used as floating gates e1 and control gates g, respectively, and the first and second conductive films t#t in other regions are used as floating gates e1 and control gates g, respectively.
, u are short-circuited through a contact hole (not disclosed) and used as the word line gate electrode I of the selection transistor Ts.

ところで、メモリトランジスタTmの拡散層bCを最初
に形成する理由は、その構造上、フローティングゲート
eによって一方の拡散層Cが覆われるために、予めこれ
を形成しておく必要があるからである。この場合、他方
の拡散層すを自己整合的に形成することも考えられるが
、これによれば、マスク位置合わせのズレによって2つ
の拡散層す、cの間隔が変動することになってチャネル
長が一定とならず、トランジスタの特性が一定しないこ
とになるといった不都合がある。
Incidentally, the reason why the diffusion layer bC of the memory transistor Tm is formed first is that because one of the diffusion layers C is covered by the floating gate e due to its structure, it is necessary to form this in advance. In this case, it is possible to form the other diffusion layer in a self-aligned manner, but if this is done, the gap between the two diffusion layers will change due to misalignment of the mask, resulting in a channel length. is not constant, resulting in an inconvenience that the characteristics of the transistor are not constant.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従って、このような工程によってFLOTOXセルを形
成する場合には、ワード線ゲート電極1の位置ズレを考
慮して、メモリトランジスタTmの拡散層Cと選択トラ
ンジスタTsの拡散層1を接続させるためのマージンを
とる必要があり、また、トン矛ル絶縁膜りの位1ズレを
考慮してその下に位置する拡散層Cを広く形成する必要
があるため、セルの面積が大きくなって高密度化が回れ
ないといった問題がある。
Therefore, when forming a FLOTOX cell through such a process, a margin is required to connect the diffusion layer C of the memory transistor Tm and the diffusion layer 1 of the selection transistor Ts, taking into consideration the positional deviation of the word line gate electrode 1. In addition, it is necessary to form the diffusion layer C located below wide enough to take into account the deviation of the insulating film, which increases the area of the cell and makes it difficult to increase the density. There is a problem that it cannot be rotated.

しかも、このような工程によって形成されたフローティ
ングゲートe及びコントロールゲートgは平坦な膜によ
って構成されているために、セルの微細化にしたがって
これらの間の結合容量が小さくなり、書込み、読出しの
際にエラーが生じ易くなるとついた不都合がある。
Moreover, since the floating gate e and control gate g formed by such a process are made of flat films, the coupling capacitance between them decreases as the cell becomes finer, making it difficult to write and read data. An additional disadvantage is that errors are more likely to occur.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものテアって
、セルの微細化を図るとともに、フローティングゲート
電極とコントロールゲート電極の結合比を大きくするこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems.It is therefore an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can miniaturize cells and increase the coupling ratio between a floating gate electrode and a control gate electrode. With the goal.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記した課題は、第1図(g)に例示するように、半導
体層lの上に絶縁膜3を介して形成された第一及び第二
のゲート電極4.5と、前記第一及び第二のゲート電極
4.5の間の領域と両側の領域に自己整合的に形成され
た3つの拡散層6〜8と、前記第一及び第二のゲート電
極4.5と前記拡散層6〜8を覆う絶縁膜9と、前記第
一及び第二のゲート電極4.5の間の前記絶縁膜9に、
前記絶縁膜9よりも薄く形成されたトン茅ル絶縁膜13
と、前記第一のゲート電極4に接触した状態で前記絶縁
膜9の上に形成された第一の導電膜15と、絶縁膜16
を挟んで前記第一の導電膜】5に沿って形成された第二
の導電膜エフとを備えたことを特徴とする半導体記憶装
置、 または、第2図(e)に例示するように、前記第一の導
電膜15.23を断面櫛状に形成するとともに、前記第
二の導電117.26を断面櫛状に形成して前記第一の
導電膜15.23に絶縁膜9.16.21.24を介し
て対向させたことを特徴とする半導体記憶装置、 または、第1図に例示するように、メモリトランジスタ
T、のフローティングゲートFCを構成する第一のゲー
ト電極4と、選択トランジスタT2のゲートを構成する
第二のゲート電極5を、絶縁膜3を介して半導体層1の
上に形成する工程と、前記第一及び第二のゲート電極4
.5をマスクにして前記半導体層]に不純物イオンを圧
入するとにより、前記第一及び第二のゲート電極4.5
の間の領域と両側の領域に3つの拡散層6〜8を形成す
る工程と、全体に絶縁膜9を積層する工程と、前記第一
及び第二のゲート電極4.5の間の領域に存在する前記
絶縁膜9を薄層化してトン名ル絶縁膜13を形成する工
程と、前記第一のゲート電極4の上の前記絶縁膜9にコ
ンタクトホール14を形成した後、コンタクトホール1
4内部と前記絶縁膜9の上に、前記フローティングゲ)
FCとなる第一の導電膜15を形成する工程と、前記メ
モリトランジスタのコントロールゲートとなる第二の導
電膜17を、絶縁膜16を介して前記第一の導電膜15
に沿って形成する工程とを有する半導体記憶装置の製造
方法によって達成する。
The above-mentioned problem is solved by the first and second gate electrodes 4.5 formed on the semiconductor layer l via the insulating film 3 and the first and second gate electrodes 4.5, as illustrated in FIG. Three diffusion layers 6 to 8 formed in a self-aligned manner in the region between the second gate electrode 4.5 and the regions on both sides, and the first and second gate electrodes 4.5 and the diffusion layers 6 to 8. 8 and the insulating film 9 between the first and second gate electrodes 4.5,
A thick insulating film 13 formed thinner than the insulating film 9
, a first conductive film 15 formed on the insulating film 9 in contact with the first gate electrode 4, and an insulating film 16.
and a second conductive film F formed along the first conductive film [5], or as illustrated in FIG. 2(e), The first conductive film 15.23 is formed to have a comb-like cross section, and the second conductive film 117.26 is formed to have a comb-like cross section, so that the first conductive film 15.23 is covered with an insulating film 9.16. 21.24, or as illustrated in FIG. 1, a first gate electrode 4 constituting a floating gate FC of a memory transistor T and a selection transistor a step of forming the second gate electrode 5 constituting the gate of T2 on the semiconductor layer 1 via the insulating film 3; and a step of forming the second gate electrode 5 constituting the gate of T2, and
.. By press-injecting impurity ions into the semiconductor layer using 5 as a mask, the first and second gate electrodes 4.5
A step of forming three diffusion layers 6 to 8 in the region between them and regions on both sides, a step of laminating an insulating film 9 over the entire region, and a step of forming the insulating film 9 in the region between the first and second gate electrodes 4.5. After forming a tunnel insulating film 13 by thinning the existing insulating film 9 and forming a contact hole 14 in the insulating film 9 on the first gate electrode 4, the contact hole 1 is formed.
4 and on the insulating film 9, the floating gate)
A step of forming the first conductive film 15 which becomes the FC, and a step of forming the second conductive film 17 which becomes the control gate of the memory transistor through the insulating film 16.
This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor memory device, which includes a step of forming the semiconductor memory device along the steps of FIG.

〔作 用〕[For production]

第1.3の発明によれば、メモリトランジスタT1のフ
ローティングゲートFGに用いる第一のゲート電極4と
、選択トランジスタT2のゲートに用いる第二のゲート
電8ji5を半導体層1の上に形成し、これら2つのゲ
ート電極4.5の間の領域と両側の領域に自己整合的に
拡散層6〜8を形成するとともに、フローティングゲー
トFCとなる導電膜15を、選択トランジスタT2のゲ
ート電極5の上に延出させ、その上に絶縁膜16を介し
てコントロールゲート電極17を形成するようにしてい
る。
According to the invention 1.3, the first gate electrode 4 used for the floating gate FG of the memory transistor T1 and the second gate electrode 8ji5 used for the gate of the selection transistor T2 are formed on the semiconductor layer 1, Diffusion layers 6 to 8 are formed in a self-aligned manner in a region between these two gate electrodes 4.5 and regions on both sides, and a conductive film 15 that becomes a floating gate FC is formed on the gate electrode 5 of the selection transistor T2. A control gate electrode 17 is formed on the insulating film 16 with an insulating film 16 interposed therebetween.

このようなメモリトランジスタT、や選択トランジスタ
T2により形成されたFLOTOXセルにおいて、デー
タ書込を行う場合には、メモリトランジスタT1におけ
るトンネル酸化膜13の下の第一の拡散層6に電源電圧
を印加して、第二の拡散層7やコントロールゲート電極
CGの電位よりも所定の値だけ高くすると、第一の拡散
層6の電荷はトンネル効果によってトンネル酸化膜13
を通ってフローティングゲート電極FCに蓄積された電
子を第一の拡散層に放出することになる。
When writing data in a FLOTOX cell formed by such a memory transistor T or selection transistor T2, a power supply voltage is applied to the first diffusion layer 6 under the tunnel oxide film 13 in the memory transistor T1. Then, when the potential of the second diffusion layer 7 and the control gate electrode CG is made higher by a predetermined value, the charge of the first diffusion layer 6 is transferred to the tunnel oxide film 13 due to the tunnel effect.
The electrons accumulated in the floating gate electrode FC are emitted to the first diffusion layer through the first diffusion layer.

また、メモリを消去する場合には、コントロールゲート
電極CGに所定の電圧を印加するとともに、第一の拡散
層6の電位を所定の値まで低くして、フォローティング
ゲート電極FGにトンネル酸化膜13を通して第一の拡
散層6から電子を注入することになる。
When erasing the memory, a predetermined voltage is applied to the control gate electrode CG, and the potential of the first diffusion layer 6 is lowered to a predetermined value, and the tunnel oxide film 13 is applied to the following gate electrode FG. Electrons are injected from the first diffusion layer 6 through the first diffusion layer 6.

この場合、フローティングゲート電極FCを構成する第
一の導電膜15は、第二のゲート電極5を覆う絶縁膜1
6の上に形成されているために、その分だけ面積を大き
くでき、コントロールゲート電極CGとの対向面積を大
きくすると、これらによって蓄えられる結合容量が増加
して結合比が大きくなり、データの書込み、読出しを確
実に行うことができる。
In this case, the first conductive film 15 constituting the floating gate electrode FC is the insulating film 1 covering the second gate electrode 5.
6, the area can be increased accordingly, and when the area facing the control gate electrode CG is increased, the coupling capacitance stored by these increases, the coupling ratio increases, and data writing , reading can be performed reliably.

しかも、メモリトランジスタT、及び選択トランジスタ
T2の拡散層6〜8は自己整合的に形成されるために、
第一及び第二のゲート電極4.5との位置合わせ精度を
考慮する必要がなくなり、その分だけセルの面積が縮小
化することになる。
Moreover, since the diffusion layers 6 to 8 of the memory transistor T and the selection transistor T2 are formed in a self-aligned manner,
There is no need to consider the alignment accuracy with the first and second gate electrodes 4.5, and the area of the cell is reduced accordingly.

この場合、上記したように結合比を十分な大きさにする
ことができるために、セルの微細化に対応させることが
できるようになる。
In this case, since the coupling ratio can be made sufficiently large as described above, it becomes possible to cope with miniaturization of cells.

また、第2の発明によれば、メモリトランジスタT、の
コントロールゲート電極CGとフローティングゲート電
極FCを断面櫛形状に形成するとともに、これらを非接
触状態で相対向させているために、その対向面積を大き
くして結合容量を増加させることができ、FLOTOX
セルをさらに微細化しても結合比が低減することがなく
なる。
Further, according to the second invention, since the control gate electrode CG and the floating gate electrode FC of the memory transistor T are formed to have a comb-shaped cross section and are opposed to each other in a non-contact state, the opposing area The coupling capacity can be increased by increasing the FLOTOX
Even if the cells are further miniaturized, the coupling ratio will not decrease.

〔実施例〕〔Example〕

そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明する
Therefore, the details of the present invention will be explained below based on the drawings.

(a)本発明の第1実施例の説明 第1図は、本発明の第1実施例装置の形成工程を示す断
面図である。
(a) Description of First Embodiment of the Present Invention FIG. 1 is a sectional view showing the steps of forming a device according to the first embodiment of the present invention.

図中符号1は、シリコンよりなるP型半導体基板で、こ
の半導体基板1上の素子分離用絶縁膜2に囲まれた領域
の表面には、厚さが200〜1,000人程度量第一の
SiO□膜3が形成され、また、SiO□膜3の上には
、ドープトシリコンよりなる2つのゲート電極4.5が
1〜3μm程度の間隔をおいて形成されており、これら
のゲート電極4.5の両側の半導体基板1には、ゲート
電極4.5をマスクにして不純物イオンが注入されてお
り、自己整合的にN°型の拡散層6.7.8が形成され
ている(第1図(a))。
Reference numeral 1 in the figure indicates a P-type semiconductor substrate made of silicon, and the surface of the region surrounded by the element isolation insulating film 2 on the semiconductor substrate 1 has a thickness of about 200 to 1,000. A SiO□ film 3 is formed, and two gate electrodes 4.5 made of doped silicon are formed on the SiO□ film 3 with an interval of about 1 to 3 μm. Impurity ions are implanted into the semiconductor substrate 1 on both sides of the electrode 4.5 using the gate electrode 4.5 as a mask, and N° type diffusion layers 6.7.8 are formed in a self-aligned manner. (Figure 1(a)).

このような状態において、まず、全体に第二のSiO□
膜9を300〜1,000人程度量厚さに積層した後に
、フォトレジスト10を塗布し、これを露光、現像する
ことによって2つのゲート電極4.50間にゲート電極
4.5に沿った幅1μm程度の窓11を形成する(第1
図(b))。
In such a state, first, the second SiO□
After laminating the film 9 to a thickness of about 300 to 1,000 layers, a photoresist 10 is applied, exposed and developed to create a pattern between the two gate electrodes 4.50 along the gate electrode 4.5. A window 11 with a width of about 1 μm is formed (first
Figure (b)).

そして、窓11から露出したSiO□膜9とその下のS
iO□膜3を弗酸(IF)によってエンチングし、Si
O□膜3.9に開口部12を形成する(第1図(C))
Then, the SiO□ film 9 exposed through the window 11 and the S below it.
The iO□ film 3 is etched with hydrofluoric acid (IF) and Si
Form an opening 12 in the O□ film 3.9 (Fig. 1(C))
.

次に、フォトレジスト10を灰化した後に、開口部12
から露出した半導体基板1の表面を熱酸化することによ
り、その表面に5i02よりなるトンネル酸化膜13を
100人程度量厚さに形成する(第1図(d))。
Next, after the photoresist 10 is ashed, the opening 12 is
By thermally oxidizing the exposed surface of the semiconductor substrate 1, a tunnel oxide film 13 made of 5i02 is formed on the surface to a thickness of about 100 mm (FIG. 1(d)).

さらに、フォトリソグラフィー法により第二のSiO□
膜9をパターニングして、第一のゲート電極4の上にコ
ンタクトホール14を形成する(第1図(e))。
Furthermore, a second SiO□
The film 9 is patterned to form a contact hole 14 on the first gate electrode 4 (FIG. 1(e)).

この後に、燐等の不純物を含む第一の多結晶シリコン膜
15をCVD法によって1 、000人〜4 、000
人程度量厚さに成長し、さらに、この上にCVD法によ
って第三の5iOz膜16と、不純物を含有する第二の
多結晶シリコン膜17をそれぞれ1 、000人〜4 
、000人程度量厚さに堆積する(第1回(f))。
After this, the first polycrystalline silicon film 15 containing impurities such as phosphorus is deposited at 1,000 to 4,000 by CVD method.
A third 5iOz film 16 and a second polycrystalline silicon film 17 containing impurities are grown on this film to a thickness of 1,000 to 4000 μm each by CVD.
,000 people thick (first round (f)).

次に、フォトレジスト1日を塗布し、これを露光、現像
することにより、2つのゲート電極4.5とその間の領
域にフォトレジスト18を残存し、これをマスクにして
反応性イオンエツチング法により、2つの多結晶シリコ
ン膜15.17及び第三のSiO□膜16をパターニン
グする(第1[iJ(g))。
Next, a photoresist 18 is applied, exposed and developed to leave a photoresist 18 in the area between the two gate electrodes 4.5, and using this as a mask, reactive ion etching is performed. , the two polycrystalline silicon films 15 and 17 and the third SiO□ film 16 are patterned (first [iJ(g)).

これにより、コンタクトホール14を通して第一のゲー
ト電極4に導通する第プの多結晶シリコン膜15が、第
二のゲート電極を覆う領域まで形成されることになる。
As a result, the second polycrystalline silicon film 15, which is electrically connected to the first gate electrode 4 through the contact hole 14, is formed up to the region covering the second gate electrode.

その後に、PSG等のカバーW1.19によって全体を
覆うことになる。
After that, the whole will be covered with a cover W1.19 such as PSG.

このように形成されたFLOTOXセルは、第一のゲー
ト電極4の両脇に形成された拡散層6.7をメモリトラ
ンジスタT、のソース、ドレインとして適用することに
なり、また、第一のゲート電極4及びこれに接続された
第一の多結晶シリコン膜15はメモリトランジスタT、
のフローティングゲート電極FGとして使用され、さら
に、第一の多結晶シリコン膜15の上方に設けた第二の
多結晶シリコン膜はコントロールゲート電極CGとして
用いられることになる。
In the FLOTOX cell formed in this way, the diffusion layers 6.7 formed on both sides of the first gate electrode 4 are used as the source and drain of the memory transistor T. The electrode 4 and the first polycrystalline silicon film 15 connected thereto are connected to a memory transistor T,
Furthermore, the second polycrystalline silicon film provided above the first polycrystalline silicon film 15 is used as the control gate electrode CG.

また、第二のゲート電極5は、選択トランジスタT2の
ワード線ゲート電極WGとして使用され、その両脇の拡
散層6.8は、選択トランジスタ下2ソース、ドレイン
として適用されることになる。
Further, the second gate electrode 5 is used as the word line gate electrode WG of the selection transistor T2, and the diffusion layers 6.8 on both sides thereof are used as the lower two sources and drains of the selection transistor.

次に、このFLOTOXセルの作用について説明する。Next, the operation of this FLOTOX cell will be explained.

以上のような方法によって形成されたFLOTOXセル
において、データ書込を行う場合には、メモリトランジ
スタT1におけるトン矛ル酸化膜13の下の第一の拡散
層6に電圧vppを印加して、第二の拡散層7やコント
ロールゲート電極CGの電位よりも所定の値だけ高くす
ると、フローティングゲート電極F、の電子はトンネル
効果によってトン2ル酸化膜13を通って第一の拡散層
6に放出されることになる。
In the FLOTOX cell formed by the above method, when writing data, voltage vpp is applied to the first diffusion layer 6 under the oxide film 13 in the memory transistor T1. When the potential of the second diffusion layer 7 and the control gate electrode CG is increased by a predetermined value, the electrons of the floating gate electrode F are emitted into the first diffusion layer 6 through the tunnel oxide film 13 due to the tunnel effect. That will happen.

また、メモリを消去する場合には、コントロールゲート
電極CGに電圧V22を印加するとともに、第一の拡散
層6の電位を所定の値まで低くして、フォローティング
ゲート電極FCにトンネル酸化膜13を通して第一の拡
散層6から電子を注入する。
In addition, when erasing the memory, the voltage V22 is applied to the control gate electrode CG, the potential of the first diffusion layer 6 is lowered to a predetermined value, and the tunnel oxide film 13 is passed through the following gate electrode FC. Electrons are injected from the first diffusion layer 6.

この場合、フローティングゲート電極FGを構成する第
一の多結晶シリコン膜15は、第二のゲート電極5を覆
う領域まで延出されているために、その上のコントロー
ルゲート電極CGとの対向面積が大きくなり、これらに
よって蓄えられる結合容量が増加するために、結合比が
大きくなってデータの書込み、続出しを確実に行うこと
ができる。
In this case, since the first polycrystalline silicon film 15 constituting the floating gate electrode FG extends to a region covering the second gate electrode 5, the area facing the control gate electrode CG thereon is Since the coupling capacitance stored by these increases, the coupling ratio increases and data writing and subsequent output can be performed reliably.

しかも、メモリトランジスタT1及び選択トランジスタ
T2の拡散層6〜8は自己整合的に形成されるために、
ゲート電極4.5との位置合わせ精度を考慮する必要が
なくなり、その分だけセルの面積が縮小化することにな
る。この場合、上記したように結合比を十分な大きさに
することができるために、微細化に対応させることがで
きるようになる。
Moreover, since the diffusion layers 6 to 8 of the memory transistor T1 and the selection transistor T2 are formed in a self-aligned manner,
There is no need to consider alignment accuracy with the gate electrode 4.5, and the area of the cell is reduced accordingly. In this case, since the coupling ratio can be made sufficiently large as described above, it becomes possible to correspond to miniaturization.

(b)本発明の第2実施例の説明 上記した実施例では、コントロールゲート電極CGとフ
ォローティングゲート電極FGとを一層にして相対向さ
せるようにしたが、第2図に示すように、多層構造にし
て容量を大きくすることができる。
(b) Description of the second embodiment of the present invention In the embodiments described above, the control gate electrode CG and the following gate electrode FG were formed in a single layer and faced each other, but as shown in FIG. The structure can be modified to increase capacity.

第2図は、本発明の第2実施例装置の形成工程を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing the process of forming a device according to a second embodiment of the present invention.

まず、第1図(e)に示した状態から、不純物を含む第
一の多結晶シリコン膜15を積層し、これをフォトリソ
グラフィー法によりパターニングすることにより、2つ
のゲート電極4.5及びトンネル酸化膜13を跨く領域
に第一の多結晶シリコン膜15を残存させ、これをコン
タクトホール14を通して第一のゲート電極4に接続す
る。ついで、その上に第三のSiO□膜16と、不純物
を含有する第二の多結晶シリコン膜17を順に積層する
(第2図(a))。
First, from the state shown in FIG. 1(e), a first polycrystalline silicon film 15 containing impurities is laminated and patterned by photolithography to form two gate electrodes 4.5 and tunnel oxide. The first polycrystalline silicon film 15 is left in the region spanning the film 13 and is connected to the first gate electrode 4 through the contact hole 14. Then, a third SiO□ film 16 and a second polycrystalline silicon film 17 containing impurities are sequentially laminated thereon (FIG. 2(a)).

この後に、第一の多結晶シリコン膜15と同様に、第二
の多結晶シリコン膜17をパターニングし、これを第二
のゲート電極5とトンネル酸化膜13を覆う領域に残存
させる。ついで、全体に第四の5i(h膜21を積層す
る(第2回(b))。
After this, the second polycrystalline silicon film 17 is patterned in the same manner as the first polycrystalline silicon film 15, and is left in the region covering the second gate electrode 5 and tunnel oxide film 13. Then, a fourth 5i (h film 21) is laminated on the entire surface (second step (b)).

この後に、第三及び第四のSiO□膜16.21をパタ
ーニングすることにより、第一のゲート電極4、の上に
第二のコンタクトホール22を形成し、ついで、不純物
を含む第三の多結晶ソリコン膜23を積層し、この膜2
3を第二のコンタクトホール22を通して第一の多結晶
シリコン膜15に接続させる(第2聞(C))。
Thereafter, a second contact hole 22 is formed on the first gate electrode 4 by patterning the third and fourth SiO□ films 16.21, and then a third contact hole 22 containing impurities is formed on the first gate electrode 4. A crystalline solicon film 23 is laminated, and this film 2
3 is connected to the first polycrystalline silicon film 15 through the second contact hole 22 (second stage (C)).

次に、第三の多結晶シリコン膜23をパターニングし、
第一のゲート電極4とトンネル酸化M13を覆う領域に
第三の多結晶シリコン膜23を残存させる。
Next, the third polycrystalline silicon film 23 is patterned,
Third polycrystalline silicon film 23 is left in a region covering first gate electrode 4 and tunnel oxide M13.

さらに、この上に第五のSiO□膜24を積層した後、
第四及び第五の5iO7膜21.24をパターニングし
て第二のゲート電極5の上方領域にコンタクトホール2
5を形成し、ついでその上に、不純物を含む第四の多結
晶シリコン膜26を積層し、これをパターニングして第
1及び第二のゲート電極4.5を跨く領域に残存させる
Furthermore, after laminating the fifth SiO□ film 24 on top of this,
The fourth and fifth 5iO7 films 21 and 24 are patterned to form contact holes 2 in the area above the second gate electrode 5.
5 is formed, and then a fourth polycrystalline silicon film 26 containing impurities is laminated thereon, and this is patterned to remain in the region spanning the first and second gate electrodes 4.5.

この後に、全体を図示しないカバー膜によって覆うこと
になる。
After this, the entire structure is covered with a cover film (not shown).

これによれば、素子分離用絶縁膜2により囲まれたFL
OTOXセル形成領域内において、メモリトランジスタ
T1のコントロールゲート電極CGとフローティングゲ
ート電極FGを断面櫛形状に形成するとともに、これら
を非接触状態で相対向させることになるため、その対向
面積が大きくなって第1実施例装置よりも結合容量が増
えることになり、FLOTOXセルをさらに微細化して
も結合比が低減することがなくなる。
According to this, the FL surrounded by the element isolation insulating film 2
In the OTOX cell formation region, the control gate electrode CG and floating gate electrode FG of the memory transistor T1 are formed to have a comb-shaped cross section and are opposed to each other in a non-contact state, so that the opposing area becomes large. The coupling capacitance is increased compared to the device of the first embodiment, and the coupling ratio does not decrease even if the FLOTOX cell is further miniaturized.

[発明の効果〕 第1.3の発明によれば、メモリトランジスタのフロー
ティングゲートに用いる第一のゲート電極と、選択トラ
ンジスタのゲートに用いる第二のゲート電極を半導体層
の上に形成し、これら2つのゲート電極の間の領域と両
側の領域に自己整合的に拡散層を形成するとともに、フ
ローティングゲートとなる導電膜を、選択トランジスタ
のゲート電極の上に延出させ、その上に絶縁膜を介して
コントロールゲート電極を形成するようにしているので
、フローティングゲート電極を構成する第一のR電膜は
、第二のゲート電極を覆う絶縁膜の上に形成されている
ために、面積を大きくすることにより、コントロールゲ
ート電極との対向面積を増加することができ、これらに
よって蓄えられる結合容量が増加するために、結合比が
大きくなってデータの書込み、読出しを確実に行うこと
が可能になる。
[Effects of the Invention] According to the invention 1.3, the first gate electrode used for the floating gate of the memory transistor and the second gate electrode used for the gate of the selection transistor are formed on the semiconductor layer. A diffusion layer is formed in a self-aligned manner in the region between the two gate electrodes and the regions on both sides, and a conductive film that will become a floating gate is extended over the gate electrode of the selection transistor, and an insulating film is formed on it. Since the control gate electrode is formed through the gate electrode, the area of the first R electric film constituting the floating gate electrode is increased because it is formed on the insulating film that covers the second gate electrode. By doing so, the area facing the control gate electrode can be increased, and since the coupling capacitance stored by these increases, the coupling ratio becomes larger, making it possible to write and read data reliably. .

しかも、メモリトランジスタ及び選択トランジスタの拡
散層は自己整合的に形成されるために、第一及び第二の
ゲート電極との位置合わせ精度を考慮する必要がなくな
り、その分だけセルの面積を縮小化することが可能にな
る。しかも、上記したようにフォローティングゲートと
コントロールゲートの面積を大きくして結合比を十分な
大きさにすることができるために、セルの微細化に対応
させることが可能になる。
Moreover, since the diffusion layers of the memory transistor and selection transistor are formed in a self-aligned manner, there is no need to consider alignment accuracy with the first and second gate electrodes, and the area of the cell can be reduced accordingly. It becomes possible to do so. Furthermore, as described above, since the areas of the following gate and the control gate can be increased to make the coupling ratio sufficiently large, it becomes possible to correspond to miniaturization of cells.

また、第2の発明によれば、メモリトランジスタのコン
トロールゲート電極とフローティングゲ−上電極を断面
櫛形状に形成するとともに、これらを非接触状態で相対
向させているために、その対向面積を大きくして結合容
量を増加させることができ、FLOTOχセルをさらに
微細化摩る場合に、結合比の低減を抑制することができ
る。
Further, according to the second invention, the control gate electrode and the floating gate upper electrode of the memory transistor are formed to have a comb-shaped cross section and are opposed to each other in a non-contact state, so that the opposing area can be increased. When the FLOTOχ cell is further miniaturized, the reduction in the coupling ratio can be suppressed.

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

第1図は、本発明の第1実施例装置の形成工程を示す断
面図、 第2図は、本発明の第2実施例装置の形成工程を示す断
面図、 第3図は、従来装置の一例を示す断面図、第4図は、従
来装置の形成方法の一例を示す断面図、 第5図は、FLOTOXセルの等価回路図である。 (符号の説明) 1・・・半導体基板(半導体N)、 3.9.16.2J、24・・・SiO□膜(絶縁膜)
、4.5・・・ゲート電極、 6.7.8・・・拡散層、 13・・・トンネル酸化膜(トンネル絶縁膜)、14.
22.25・・・コンタクトホール、15.17.23
.26・・・多結晶シリコン膜(導電膜)、FG・・・
フローティングゲート電極、CG・・・コントロールゲ
ート’Rh、T1・・・メモリトランジスタ、 T2・・・選択トランジスタ。 出 願 人  富士通株式会社
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the forming process of a device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the forming process of a device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a method of forming a conventional device, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a FLOTOX cell. (Explanation of symbols) 1...Semiconductor substrate (semiconductor N), 3.9.16.2J, 24...SiO□ film (insulating film)
, 4.5... Gate electrode, 6.7.8... Diffusion layer, 13... Tunnel oxide film (tunnel insulating film), 14.
22.25...Contact hole, 15.17.23
.. 26... Polycrystalline silicon film (conductive film), FG...
Floating gate electrode, CG...control gate 'Rh, T1...memory transistor, T2...selection transistor. Applicant Fujitsu Limited

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体層の上に絶縁膜を介して形成された第一及
び第二のゲート電極と、 前記第一及び第二のゲート電極の間の領域と両側の領域
に自己整合的に形成された3つの拡散層と、 前記第一及び第二のゲート電極と前記拡散層を覆う絶縁
膜と、 前記第一及び第二のゲート電極の間の前記絶縁膜に、前
記絶縁膜よりも薄く形成されたトンネル絶縁膜と、 前記第一のゲート電極に接触した状態で前記絶縁膜の上
に形成された第一の導電膜と、 絶縁膜を挟んで前記第一の導電膜に沿って形成された第
二の導電膜とを備えたことを特徴とする半導体記憶装置
(1) First and second gate electrodes formed on the semiconductor layer via an insulating film, and self-aligned gate electrodes formed in a region between and on both sides of the first and second gate electrodes. three diffusion layers; an insulating film covering the first and second gate electrodes and the diffusion layer; and an insulating film formed between the first and second gate electrodes to be thinner than the insulating film. a first conductive film formed on the insulating film in contact with the first gate electrode; and a first conductive film formed along the first conductive film with the insulating film in between. A semiconductor memory device comprising a second conductive film.
(2)請求項1において、前記第一の導電膜を断面櫛状
に形成するとともに、前記第二の導電膜を断面櫛状に形
成して前記第一の導電膜に絶縁膜を介して対向させたこ
とを特徴とする半導体記憶装置。
(2) In claim 1, the first conductive film is formed to have a comb-like cross-section, and the second conductive film is formed to have a comb-like cross-section and faces the first conductive film with an insulating film interposed therebetween. A semiconductor memory device characterized by:
(3)メモリトランジスタのフローティングゲートを構
成する第一のゲート電極と、選択トランジスタのゲート
を構成する第二のゲート電極を、絶縁膜を介して半導体
層の上に形成する工程と、前記第一及び第二のゲート電
極をマスクにして前記半導体層に不純物イオンを注入す
るとにより、前記第一及び第二のゲート電極の間の領域
と両側の領域に3つの拡散層を形成する工程と、 全体に絶縁膜を積層する工程と、 前記第一及び第二のゲート電極の間の領域に存在する前
記絶縁膜を薄層化してトンネル絶縁膜を形成する工程と
、 前記第一のゲート電極の上の前記絶縁膜にコンタクトホ
ールを形成した後、コンタクトホール内部と前記絶縁膜
の上に、前記フローティングゲートとなる第一の導電膜
を形成する工程と、 前記メモリトランジスタのコントロールゲートとなる第
二の導電膜を、絶縁膜を介して前記第一の導電膜に沿っ
て形成する工程とを有する半導体記憶装置の製造方法。
(3) forming a first gate electrode constituting the floating gate of the memory transistor and a second gate electrode constituting the gate of the selection transistor on the semiconductor layer via an insulating film; and forming three diffusion layers in a region between the first and second gate electrodes and regions on both sides by implanting impurity ions into the semiconductor layer using the second gate electrode as a mask; forming a tunnel insulating film by thinning the insulating film existing in the region between the first and second gate electrodes; and forming a tunnel insulating film on the first gate electrode. after forming a contact hole in the insulating film, forming a first conductive film that will become the floating gate inside the contact hole and on the insulating film; and a second conductive film that will become the control gate of the memory transistor. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of forming a conductive film along the first conductive film with an insulating film interposed therebetween.
JP11742090A 1990-05-07 1990-05-07 Semiconductor storage device and its manufacture Pending JPH0414265A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11742090A JPH0414265A (en) 1990-05-07 1990-05-07 Semiconductor storage device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11742090A JPH0414265A (en) 1990-05-07 1990-05-07 Semiconductor storage device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0414265A true JPH0414265A (en) 1992-01-20

Family

ID=14711207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11742090A Pending JPH0414265A (en) 1990-05-07 1990-05-07 Semiconductor storage device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0414265A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003289115A (en) * 2002-01-04 2003-10-10 Samsung Electronics Co Ltd Non-volatile memory element and method for manufacturing the same
GB2538057A (en) * 2015-04-25 2016-11-09 Blackwell Oliver A cable reel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003289115A (en) * 2002-01-04 2003-10-10 Samsung Electronics Co Ltd Non-volatile memory element and method for manufacturing the same
GB2538057A (en) * 2015-04-25 2016-11-09 Blackwell Oliver A cable reel
GB2538057B (en) * 2015-04-25 2020-11-18 Smj Uk Ltd A cable reel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2600301B2 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP2921653B2 (en) Trench memory structure and method of manufacturing the same
US5053840A (en) Semiconductor device having a gate electrode consisting of a plurality of layers
KR100354800B1 (en) Method for producing non-volatile semiconductor memory device and the device
JPH10223867A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH06112503A (en) Semiconductor storage device and manufacture thereof
JP3060272B2 (en) Method for manufacturing semiconductor memory device
JPH05218358A (en) Semiconductor non-volatile storage device and manufacture of the same
JPH01309382A (en) Manufacture of semiconductor memory device
JP3049100B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS61107762A (en) Manufacture of semiconductor memory device
JP2945969B2 (en) Nonvolatile memory device and method of manufacturing the same
JPH11512568A (en) Method for forming a minimum pattern width on a semiconductor substrate
JPH0334578A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof
JPH0414265A (en) Semiconductor storage device and its manufacture
JPH07106447A (en) Nonvolatile semiconductor memory and fabrication thereof
KR100417029B1 (en) Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory with narrow variation in threshold voltages of memory cells
JPH06163916A (en) Non-volatile semiconductor memory and fabrication thereof
JP3226589B2 (en) Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device
JPH0485883A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacture thereof
JPH03224265A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacture thereof
JP3109539B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP3151772B2 (en) Flash memory and manufacturing method thereof
JP2809547B2 (en) Nonvolatile memory and method of manufacturing the same
JPH08204031A (en) Manufacture of nonvolatile semiconductor memory element