JPH0485883A - Nonvolatile semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and manufacture thereof

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JPH0485883A
JPH0485883A JP2200646A JP20064690A JPH0485883A JP H0485883 A JPH0485883 A JP H0485883A JP 2200646 A JP2200646 A JP 2200646A JP 20064690 A JP20064690 A JP 20064690A JP H0485883 A JPH0485883 A JP H0485883A
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JP
Japan
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forming
control electrode
oxide film
insulating film
film
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JP2200646A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kanazawa
賢一 金澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform high integration with causing no deterioration in the capacity ratio by forming two storage electrodes on a gate oxidation film between a pair of source.drain band region and forming a control electrode between storage electrodes through an insulating film and forming a word line in order to take contact with a control electrode through a contact hole. CONSTITUTION:Two floating gate 6a are formed on a gate oxidation film 3 between a pair of source/drain diffusion layer 8 band regions, therebetween a control gate 4 is formed through an insulating film 5, thereon the insulating film 5 having a contact hole 9 and a word line 10a is formed to take contact with the control gate 4 therethrough. In this way, since two memory transistors are formed, an integration degree is about doubled as compared with a case where one floating gate exists to a pair of source/drain diffusion layers as in the past so as to allow high integration. 2/3 times Vcc voltage is impressed on the floating gate so that deterioration in the capacity ratio is not caused as compared with the past.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法に関し、 容量比の劣化を生じさせることなく高集積化させること
ができる不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法を提
供することを目的とし、一対のソース・ドレイン帯状領
域間のゲート酸化膜上に2個の蓄積電極が形成され、該
蓄積電極間に絶縁膜を介して制御電極が形成され、該制
御電極上にコンタクトホールを有する絶縁膜が形成され
、該コンタクトホールを介して該制御電極とコンタクト
を取るようにワード線が形成されているように構成し、
又は基板上にフィールド酸化膜及びゲート酸化膜を順次
形成する工程と、該フィールド酸化膜及び該ゲート酸化
膜上に帯状に制御電極を形成する工程と、該制御電極を
覆うように第1の絶縁膜を形成する工程と、該制御電極
側壁に対応する第1の絶縁膜側壁に蓄積電極を形成する
工程と、該蓄積電極を覆うように第2の絶縁膜を形成す
る工程と、該第1の絶縁膜に該制御電極が露出されるコ
ンタクトホールを形成する工程と、該コンタクトホール
を介して該制御電極とコンタクトを取るようにワード線
を形成する工程とを含むように構成し、又は基板上にゲ
ート酸化膜を形成する工程と、該ゲート酸化膜上に帯状
に制御電極を形成する工程と、該制御電極を覆うように
第1の絶縁膜を形成する工程と、該制御電極側壁に対応
する該第1の絶縁膜側壁に蓄積電極を形成する工程と、
該蓄積電極を覆うように第2の絶縁膜を形成する工程と
、該第1の絶縁膜に該制御電極が露出されるコンタクト
ホールを形成する工程と、該コンタクトホールを介して
該制御電極とコンタクトを取るようにワード線を形成す
るとともに、制御電極を露出させる工程と、該制御電極
及び該基板を酸化してフィールド酸化膜を形成する工程
とを含むように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, it is an object of the present invention to provide a nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof that can be highly integrated without causing deterioration in capacity ratio. For the purpose of an insulating film is formed, and a word line is formed to make contact with the control electrode through the contact hole,
Alternatively, a step of sequentially forming a field oxide film and a gate oxide film on the substrate, a step of forming a strip-shaped control electrode on the field oxide film and the gate oxide film, and a step of forming a first insulating film so as to cover the control electrode. forming a storage electrode on a first insulating film sidewall corresponding to the control electrode sidewall; forming a second insulating film to cover the storage electrode; forming a contact hole through which the control electrode is exposed in the insulating film of the substrate; and forming a word line to make contact with the control electrode through the contact hole; a step of forming a gate oxide film on the gate oxide film, a step of forming a strip-shaped control electrode on the gate oxide film, a step of forming a first insulating film to cover the control electrode, and a step of forming a first insulating film on the sidewall of the control electrode. forming a storage electrode on the corresponding side wall of the first insulating film;
forming a second insulating film to cover the storage electrode; forming a contact hole through which the control electrode is exposed in the first insulating film; and connecting the control electrode to the first insulating film through the contact hole. The method is configured to include the steps of forming a word line to make contact, exposing a control electrode, and oxidizing the control electrode and the substrate to form a field oxide film.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、EEPROM等の不揮発性半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor device such as an EEPROM and a method for manufacturing the same.

近時、容量比の劣化を生じさせることなく高集積化させ
ることができる不揮発性半導体装置及びその製造方法が
要求されている。
In recent years, there has been a demand for nonvolatile semiconductor devices and methods for manufacturing the same that can be highly integrated without causing deterioration in capacitance ratio.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第7図は従来の不揮発性半導体記憶装置の一例を説明す
る図であり、第7図において、31はポリSi等からな
るフローティングゲート(蓄積電極)、32はポリSi
等からなるコントロールゲート(制御電極)、33はA
!等からなるビット線、34はドレインコンタクトホー
ル、35はSiO□等からなるフィールド酸化膜、36
はワード線である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a conventional nonvolatile semiconductor memory device. In FIG. 7, 31 is a floating gate (storage electrode) made of poly-Si, etc.;
Control gate (control electrode) consisting of etc., 33 is A
! 34 is a drain contact hole, 35 is a field oxide film made of SiO□, etc., 36
is the word line.

上記した従来の不揮発性半導体記憶装置の高集積化にお
いては、第7図に示すように、各スペックのスケーリン
グによって行ってきたが、ドレインコンタクトホール3
4径と、ドレインコンタクトホール34とゲート電極を
兼ねたワード線36間とのマージン等を考えると限界が
生してきているという欠点がある。
High integration of the conventional nonvolatile semiconductor memory device described above has been achieved by scaling each specification, as shown in FIG.
4 diameter and the margin between the drain contact hole 34 and the word line 36 which also serves as the gate electrode, there is a drawback that a limit has been reached.

この欠点を解決するために、ソース・ドレインを平行に
形成し、このソース・ドレインに対してワード線を垂直
に形成するというものが提案されている。以下、具体的
に図面を用いて説明する。
In order to solve this drawback, it has been proposed to form the source and drain parallel to each other and form the word line perpendicular to the source and drain. Hereinafter, this will be explained in detail with reference to the drawings.

第8図は従来の不揮発性半導体記憶装置の他の一例を説
明する図であり、第8図において、第7図と同一符号は
同一または相当部分を示す。
FIG. 8 is a diagram illustrating another example of a conventional nonvolatile semiconductor memory device. In FIG. 8, the same reference numerals as in FIG. 7 indicate the same or corresponding parts.

上記した従来の不揮発性半導体記憶装置は、第8図に示
すように、ソース・ドレインを各々平行に形成し、この
ソース・ドレインに対してワード線36を垂直に形成す
ることにより、ドレインコンタクトホール34を第7図
に示す場合よりも実質的に少なくすることができ、高集
積化に有利であるという利点がある。
In the conventional non-volatile semiconductor memory device described above, as shown in FIG. 8, sources and drains are formed in parallel to each other, and word lines 36 are formed perpendicularly to the sources and drains to form drain contact holes. 34 can be substantially reduced compared to the case shown in FIG. 7, which is advantageous in that it is advantageous for high integration.

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

しかしながら、第8図に示す上記した従来の不揮発性半
導体記憶装置においても、近時の厳しい微細化の要求に
伴い、実効チャネル長の確保が今後難しくなってくるこ
とに変わりがなく、また新たに容量比が劣化するという
問題が発生する。
However, even in the conventional non-volatile semiconductor memory device shown in FIG. A problem arises in that the capacitance ratio deteriorates.

ここでの容量比は、具体的には第9図に示すように、 Co  +C であるので、 (2α十L)XW do        む となる。但し、do :ゲート酸化膜厚、dl :電極
間酸化膜厚である。
Specifically, as shown in FIG. 9, the capacitance ratio here is Co + C, so (2α+L)XW do . However, do: gate oxide film thickness, dl: interelectrode oxide film thickness.

ここで、do ==d+  とすると、C1ζC0した
がって、VCGの電圧の半分しかフローティングゲート
にかからなかった。
Here, if do==d+, C1ζC0, therefore, only half of the voltage of VCG was applied to the floating gate.

そこで本発明は、容量比の劣化を生じさせることなく高
集積化させることができる不揮発性半導体記憶装置及び
その製造方法を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device that can be highly integrated without causing deterioration in capacity ratio, and a method for manufacturing the same.

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

本発明による不揮発性半導体記憶装置は上記目的達成の
ため、一対のソース・ドレイン帯状領域間のゲート酸化
膜上に2個の蓄積電極が形成され、該蓄積電極間に絶縁
膜を介して制御電極が形成され、該制御電極上にコンタ
クトホールを有する絶縁膜が形成され、該コンタクトホ
ールを介して該制御電極とコンタクトを取るようにワー
ド線が形成されているものである。
In order to achieve the above object, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes two storage electrodes formed on a gate oxide film between a pair of source/drain strip regions, and a control electrode placed between the storage electrodes via an insulating film. is formed, an insulating film having a contact hole is formed on the control electrode, and a word line is formed to make contact with the control electrode via the contact hole.

本発明による不揮発性半導体記憶装置の製造方法は上記
目的達成のため、基板上にフィールド酸化膜及びゲート
酸化膜を順次形成する工程と、該フィールド酸化膜及び
該ゲート酸化膜上に帯状に制御電極を形成する工程と、
該制御電極を覆うように第1の絶縁膜を形成する工程と
、該制御電極側壁に対応する第1の絶縁膜側壁に蓄積電
極を形成する工程と、該蓄積電極を覆うように第2の絶
縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜に該制御電極が
露出されるコンタクトホールを形成する工程と、該コン
タクトホールを介して該制御電極とコンタクトを取るよ
うにワード線を形成する工程とを含むものである。
In order to achieve the above object, the method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to the present invention includes the steps of sequentially forming a field oxide film and a gate oxide film on a substrate, and forming control electrodes in a strip shape on the field oxide film and the gate oxide film. a step of forming;
forming a first insulating film to cover the control electrode; forming a storage electrode on the sidewall of the first insulating film corresponding to the sidewall of the control electrode; and forming a second insulating film to cover the storage electrode. forming an insulating film, forming a contact hole through which the control electrode is exposed in the first insulating film, and forming a word line to make contact with the control electrode through the contact hole. It includes a process.

本発明による不揮発性半導体記憶装置の製造方法は上記
目的達成のため、基板上にゲート酸化膜を形成する工程
と、該ゲート酸化膜上に帯状に制御電極を形成する工程
と、該制御電極を覆うように第1の絶縁膜を形成する工
程と、該制御電極側壁に対応する該第1の絶縁膜側壁に
蓄積電極を形成する工程と、該蓄積電極を覆うように第
2の絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜に該制御
電極が露出されるコンタクトホールを形成する工程と、
該コンタクトホールを介して該!IJ#を極とコンタク
トを取るようにワード線を形成するとともに、制御電極
を露出させる工程と、該制御電極及び該基板を酸化して
フィールド酸化膜を形成する工程とを含むものである。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes the steps of forming a gate oxide film on a substrate, forming a strip-shaped control electrode on the gate oxide film, and forming a control electrode on the gate oxide film. a step of forming a first insulating film so as to cover the control electrode, a step of forming a storage electrode on the side wall of the first insulating film corresponding to the side wall of the control electrode, and a step of forming a second insulating film so as to cover the storage electrode. forming a contact hole in the first insulating film through which the control electrode is exposed;
Through the contact hole! This step includes forming a word line so that IJ# is in contact with the pole, exposing a control electrode, and oxidizing the control electrode and the substrate to form a field oxide film.

〔作用〕[Effect]

本発明では、第1図に示すように、一対のソース/ドレ
イン拡散層8に対してフローティングゲート6aを2個
形成するようにして2個のメモリトランジスタを形成す
るようにしているため、従来の一対のソース/ドレイン
拡散層に対してフローティングゲートが1個の場合より
も集積度が約2倍となり高集積化させることができる。
In the present invention, as shown in FIG. 1, two floating gates 6a are formed for a pair of source/drain diffusion layers 8 to form two memory transistors. The degree of integration is approximately twice that of the case where one floating gate is provided for a pair of source/drain diffusion layers, and high integration can be achieved.

また、従来VCGの電圧の半分しかフローティングゲー
トにかからなかったのに対し、本発明ではVCGの電圧
の2/3倍がフローティングゲートにかかり従来よりも
容量比の劣化を生じないようにすることができる。
In addition, whereas conventionally only half of the VCG voltage was applied to the floating gate, in the present invention, 2/3 times the VCG voltage is applied to the floating gate, so that the capacitance ratio does not deteriorate more than in the past. I can do it.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図〜第5図は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
及びその製造方法の一実施例を説明する図であり、第1
図は一実施例の構造を示す主要図、第2図は一実施例の
セルアレイ図、第3図は一実施例の回路ブロック図、第
4図は一実施例の動作説明補足図、第5図は一実施例の
製造方法を説明する図である。なお、第1図(a)は装
置平面図、第1図(b)は第1図(a)に示すXl−X
2方向の断面図、第1図(C)は第1図(a)に示すY
l−Y2方向の断面図である。これらの図において、1
はSi等からなる基板、2はSiO□等からなるフィー
ルド酸化膜、3は5i02等からなるゲート酸化膜、4
はポリSi等からなるコントロールゲート(制a@極)
、5はSiO□等からなるシリコン酸化膜、6はポリシ
リコン膜、6aはポリSi等からなるフローティングゲ
ート(蓄積電極)、7は5iOz等からなるシリコン酸
化膜、8はソース/ドレイン拡散層、9はシリコン酸化
膜5に形成されたコンタクトホール、10はワード線と
なるポリシリコン膜、10aはポリSi等からなるワー
ド線、11はSing等からなるシリコン酸化膜、12
はPSG等からなる層間絶縁膜、13はA2等からなる
ビット線、14はPSGや5i=N4等からなるカバー
膜である。
1 to 5 are diagrams for explaining an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the same according to the present invention, and FIG.
The figure is a main diagram showing the structure of one embodiment, FIG. 2 is a cell array diagram of one embodiment, FIG. 3 is a circuit block diagram of one embodiment, FIG. 4 is a supplementary diagram for explaining the operation of one embodiment, and FIG. The figure is a diagram illustrating a manufacturing method of one embodiment. Note that FIG. 1(a) is a plan view of the device, and FIG. 1(b) is the Xl-X shown in FIG. 1(a).
A cross-sectional view in two directions, FIG. 1(C) is the Y shown in FIG. 1(a).
FIG. 2 is a cross-sectional view taken in the l-Y2 direction. In these figures, 1
is a substrate made of Si or the like, 2 is a field oxide film made of SiO□ or the like, 3 is a gate oxide film made of 5i02 or the like, 4
is a control gate (control a@pole) made of poly-Si, etc.
, 5 is a silicon oxide film made of SiO□ etc., 6 is a polysilicon film, 6a is a floating gate (storage electrode) made of polySi etc., 7 is a silicon oxide film made of 5iOz etc., 8 is a source/drain diffusion layer, 9 is a contact hole formed in the silicon oxide film 5; 10 is a polysilicon film serving as a word line; 10a is a word line made of poly-Si or the like; 11 is a silicon oxide film made of Sing or the like; 12
13 is an interlayer insulating film made of PSG or the like, 13 is a bit line made of A2 or the like, and 14 is a cover film made of PSG or 5i=N4 or the like.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第5図(a)に示すように、LOGO3により基
板1(図示せず)を酸化してトランジスタ絶縁領域とな
る膜厚が例えば6000人のフィールド酸化膜2を形成
するとともに、トランジスタ領域を形成し、例えば熱酸
化により基板1を酸化して膜厚が例えば200人のゲー
ト酸化膜3を形成した後、例えばボロン、50keV 
、  l XIO”Cl11−”のイオン注入によりゲ
ート酸化膜3を介して基板lチャネル部にボロンを導入
する。
First, as shown in FIG. 5(a), a substrate 1 (not shown) is oxidized by LOGO3 to form a field oxide film 2 having a thickness of, for example, 6000, which will become a transistor insulating region, and After oxidizing the substrate 1 by, for example, thermal oxidation to form a gate oxide film 3 having a film thickness of, for example, 200, for example, boron, 50 keV
, lXIO"Cl11-" ion implantation introduces boron into the substrate l channel portion through the gate oxide film 3.

次に、第5図(b)に示すように、例えばCVD法によ
り全面にポリSiを堆積して膜厚が例えば1000〜4
000人のポリシリコン膜を形成した後、例えばRIE
によりポリシリコン膜を選択的にエツチングして帯状の
コントロールゲート4を形成する。
Next, as shown in FIG. 5(b), poly-Si is deposited on the entire surface by, for example, the CVD method, and the film thickness is, for example, 1000 to 400.
After forming a polysilicon film of 1,000 people, for example, RIE
The polysilicon film is selectively etched to form a band-shaped control gate 4.

次に、第5図(C)に示すように、例えば熱酸化により
コントロールゲート4を酸化して膜厚が例えば200〜
400人のシリコン酸化膜5を形成する。
Next, as shown in FIG. 5(C), the control gate 4 is oxidized by, for example, thermal oxidation, and the film thickness is reduced to, for example, 200 mm.
A silicon oxide film 5 of 400 layers is formed.

次に、第5図(d)に示すように、例えばCVD法によ
り全面にポリSiを堆積して膜厚が例えば1000〜4
000人のポリシリコン膜6を形成する。
Next, as shown in FIG. 5(d), poly-Si is deposited on the entire surface by, for example, the CVD method, and the film thickness is, for example, 1000 to 400.
000 polysilicon film 6 is formed.

次に、第5図(e)に示すように、例えば1已によりポ
リシリコン膜6をエッチバンクしてコントロールゲート
4側壁に対応するシリコン酸化膜5側壁に側壁導電性膜
からなるフローティングゲー)6aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5(e), the polysilicon film 6 is etched, for example, by one step, and a floating gate (6a) consisting of a sidewall conductive film is formed on the sidewall of the silicon oxide film 5 corresponding to the sidewall of the control gate 4. form.

次に、第5図(f)に示すように、例えば熱酸化により
フローティングゲート6aを酸化してフローティングゲ
ート6a上に膜厚が例えば200〜400人のシリコン
酸化膜7を形成する。
Next, as shown in FIG. 5(f), the floating gate 6a is oxidized by, for example, thermal oxidation to form a silicon oxide film 7 having a thickness of, for example, 200 to 400 layers on the floating gate 6a.

次に、第5図(g)、(h)に示すように、例えばヒ素
、100keV、I Xl0I5CI−”のイオン注入
によりシリコン酸化膜5.7をマスクとしてゲート酸化
膜3を介して基板1内にヒ素を導入してソース/ドレイ
ン拡散層8を形成する。
Next, as shown in FIGS. 5(g) and 5(h), ions of, for example, arsenic, 100 keV, I Source/drain diffusion layer 8 is formed by introducing arsenic into.

次に、第5図(i)に示すように、例えばRIEにより
コントロールゲート4上のシリコン酸化膜5を選択的に
エツチングしてコンタクトホール9を形成するとともに
、コンタクトホール9内にコントロールゲート4を露出
させた後、例えばCVD法によりコンタクトホール9内
のコントロールゲート4とコンタクトを取るように全面
にポリSiを堆積して膜厚が例えば1000〜4000
人のワード線となるポリシリコン膜10を形成する。
Next, as shown in FIG. 5(i), the silicon oxide film 5 on the control gate 4 is selectively etched by, for example, RIE to form a contact hole 9, and the control gate 4 is inserted into the contact hole 9. After the exposure, poly-Si is deposited on the entire surface by, for example, the CVD method so as to make contact with the control gate 4 in the contact hole 9 to a film thickness of, for example, 1000 to 4000.
A polysilicon film 10 that will become a human word line is formed.

次に、第5図(j)に示すように、例えばRIEにより
フィールド酸化膜2上に対応するポリシリコン膜10、
コントロールゲート4及びフローティングゲ−1−6a
を選択的にエツチングしてワード線10aを形成すると
ともに、フィールド酸化膜2を露出させる。
Next, as shown in FIG. 5(j), a polysilicon film 10 corresponding to the field oxide film 2 is formed by, for example, RIE.
Control gate 4 and floating gate 1-6a
is selectively etched to form word line 10a and to expose field oxide film 2.

そして、例えば熱酸化によりワード線10aを酸化して
膜厚が例えば200人のシリコン酸化膜11を形成し、
例えばCVD法によりシリコン酸化膜11上にPSG膜
を堆積して膜厚が例えば1μmの眉間絶縁膜12を形成
し、眉間絶縁膜12にコンタクトホールを形成し、例え
ばスパッタ法及びtEにより/lからなるビット線13
を形成した後、例えばCVD法により全面にPSGや5
i3Nsを堆積して膜厚が例えば1μmのカバー膜14
を形成することにより、第5図(k)に示すような不揮
発性半導体記憶装置を得ることができる。
Then, the word line 10a is oxidized by, for example, thermal oxidation to form a silicon oxide film 11 having a thickness of, for example, 200.
For example, a PSG film is deposited on a silicon oxide film 11 by a CVD method to form a glabellar insulating film 12 having a film thickness of, for example, 1 μm, a contact hole is formed in the glabellar insulating film 12, and a contact hole is formed from /l by, for example, sputtering and tE. bit line 13
After forming PSG or 5
A cover film 14 having a thickness of, for example, 1 μm is formed by depositing i3Ns.
By forming this, a nonvolatile semiconductor memory device as shown in FIG. 5(k) can be obtained.

次に、その動作原理について第3図及び第4図を用いて
説明する。ここでは第3図に示す■のセルを読み出す場
合のバイアス方法について説明する。なお、第3図は第
2図に示すセルアレイの回路ブロック図である。
Next, the principle of operation will be explained using FIGS. 3 and 4. Here, a biasing method for reading out the cell (■) shown in FIG. 3 will be explained. Note that FIG. 3 is a circuit block diagram of the cell array shown in FIG. 2.

まず、W2のワード線をHighにしてB3のビット線
をグランド(GND)として選択する。
First, the word line W2 is set to High and the bit line B3 is selected as the ground (GND).

B2のビット線から右のビット線については全てフロー
トかあるいはHighとしB4のビット線から左をすべ
てグランドとする。■のメモリトランジスタには第4図
に示すようなバイアスがかかっている。この状態で■の
メモリトランジスタは“0”状態、“1”状態に関わら
ず、つまり電子が入っていようがいなかろうが■のメモ
リトランジスタをセンスするドレイン電流に対してほと
んど影響を与えない。何故なら■のメモリトランジスタ
のフローティングゲートはMOS)ランジスタでいうと
ころのドレイン側にあるため、あまり負荷がかからない
からである。逆に■のメモリトランジスタのフローティ
ングゲートはMOS)ランジスタでいうところのソース
側にあり、これはドレイン電流に対して大きな影響を与
える。このため、第4図に示すトランジスタのドレイン
電流をセンスすると自然に■のメモリトランジスタの状
態をセンスしたことになる。書き込み時は逆に83のビ
ットラインをHighとして選択する。
All of the bit lines to the right of the B2 bit line are floated or set to High, and all of the bit lines to the left of the B4 bit line are grounded. The memory transistor (2) is biased as shown in FIG. In this state, regardless of whether the memory transistor (2) is in the "0" state or the "1" state, that is, whether electrons are present or not, it has almost no effect on the drain current that senses the memory transistor (2). This is because the floating gate of the memory transistor (2) is located on the drain side of a MOS transistor, so it does not receive much load. Conversely, the floating gate of the memory transistor (2) is located on the source side of a MOS transistor, and this has a large effect on the drain current. Therefore, when the drain current of the transistor shown in FIG. 4 is sensed, the state of the memory transistor (2) is sensed naturally. Conversely, during writing, bit line 83 is selected as High.

B2のビットラインから右のビットラインについてはグ
ランドとする。このバイアス条件によってHighとな
っている電極の近傍よりホットエレクトロンがフローテ
ィングゲートに注入される。
The bit line to the right of the B2 bit line is grounded. Due to this bias condition, hot electrons are injected into the floating gate from the vicinity of the high electrode.

すなわち、上記実施例では、一対のソース/ドレイン拡
散層8帯状領域間のゲート酸化膜3上に2個のフローテ
ィングゲー)6aを形成し、フローティングゲー)6a
間に絶縁膜5を介してコントロールゲート4を形成し、
コントロールゲート4上にコンタクトホール9を有する
絶縁膜5を形成し、コンタクトホール9を介してコント
ロールゲート4とコンタクトを取るようにワード線10
aを形成するようにしている。このように、一対のソー
ス/ドレイン拡散層8に対してフローティングゲート6
aを2個形成するようにして2個のメモリトランジスタ
を形成するようにしているため、従来の一対のソース/
ドレイン拡散層に対してフローティングゲートが1個の
場合よりも集積度が約2倍となり高集積化させることが
できる。また、従来VCGの電圧の半分しかフローティ
ングゲートにかからなかったのに対し、上記実施例では
V((。
That is, in the above embodiment, two floating gates 6a are formed on the gate oxide film 3 between the pair of source/drain diffusion layer 8 band regions, and the floating gates 6a are
A control gate 4 is formed with an insulating film 5 in between,
An insulating film 5 having a contact hole 9 is formed on the control gate 4, and a word line 10 is formed so as to make contact with the control gate 4 through the contact hole 9.
I am trying to form a. In this way, the floating gate 6 is connected to the pair of source/drain diffusion layers 8.
Since two memory transistors are formed by forming two a, the conventional pair of sources/
The degree of integration is approximately twice that of the case where there is one floating gate for each drain diffusion layer, and high integration can be achieved. Furthermore, while only half of the conventional VCG voltage was applied to the floating gate, in the above embodiment, V((.

の電圧の2/3倍がフローティングゲートにかかり従来
よりも容量比の劣化を生じないようにすることができる
。ここでの容量比は具体的には、第1図に示すように、 C,+C。
Since 2/3 times the voltage is applied to the floating gate, it is possible to prevent the capacitance ratio from deteriorating more than in the conventional case. Specifically, the capacitance ratio here is C, +C, as shown in FIG.

なので、酸化膜厚が変わらないとすると、容量比は面積
比となり、 し0の+1[I積土し、の圓禎 2×00の面積≦01の面積なので、少なくともしたが
って、VCGの電圧の2/3倍がフローティングゲート
にかかる。
Therefore, assuming that the oxide film thickness does not change, the capacitance ratio becomes the area ratio, and the area of /3x will be applied to the floating gate.

なお、上記実施例では、トランジスタ絶縁領域となるフ
ィールド酸化膜2を、ゲート酸化膜3を形成する前に形
成する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、ワード線10a形成後に形成する場
合であってもよい。以下、具体的に図面を用いて説明す
る。
In the above embodiment, a case has been described in which the field oxide film 2, which becomes the transistor insulating region, is formed before forming the gate oxide film 3. However, the present invention is not limited to this, and the word line 10a It may be formed after the formation. Hereinafter, this will be explained in detail with reference to the drawings.

第6図は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方
法の他の実施例を説明する図であり、第6図において、
第5図と同一符号は同一または相当部分を示し、21は
5ixNa等からなるシリコン窒化膜である。
FIG. 6 is a diagram illustrating another embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
The same reference numerals as in FIG. 5 indicate the same or corresponding parts, and 21 is a silicon nitride film made of 5ixNa or the like.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第6図(a)〜(C)に示すように、例えば熱酸
化により基板1を酸化して膜厚が例えば200〜400
人のゲート酸化膜3を形成した後、例えばボロン、50
keν、I XIO”c′m−2のイオン注入によりゲ
ート酸化膜3を介して基板1チャネル部にボロンを導入
する。次いで、例えばCVD法により全面にポリSiを
堆積して膜厚が例えば1000〜4000人のポリシリ
コン膜を形成し、例えばRIEによりポリシリコン膜を
選択的にエツチングして帯状のコントロールゲート4を
ゲート酸化膜3上に形成した後、例えば熱酸化によりコ
ントロールゲート4を酸化して膜厚が例えば200〜4
00人のシリコン酸化膜5を形成する。
First, as shown in FIGS. 6(a) to 6(C), the substrate 1 is oxidized, for example, by thermal oxidation, so that the film thickness is, for example, 200 to 400.
After forming the gate oxide film 3, for example, boron, 50%
Boron is introduced into the channel portion of the substrate 1 through the gate oxide film 3 by ion implantation of keν, I After forming a polysilicon film of ~4,000 layers and selectively etching the polysilicon film by, for example, RIE to form a belt-shaped control gate 4 on the gate oxide film 3, the control gate 4 is oxidized by, for example, thermal oxidation. If the film thickness is, for example, 200 to 4
00 silicon oxide film 5 is formed.

次に、第6図(d)〜”(f )に示すように、例えば
CVD法により全面にポリSiを堆積して膜Kが例えば
1000〜4000人のポリシリコン膜を形成し、例え
ばRIEによりポリシリコン膜をエッチバックしてコン
トロールゲート4側壁に対応するシリコン酸化膜5側壁
にフローティングゲート6aを形成し、例えば熱酸化に
よりフローティングゲート6aを酸化してフローティン
グゲート6a上に膜厚が例えば200〜400人のシリ
コン酸化膜7を形成した後、例えばヒ素、100keV
、1×10I5■−2のイオン注入によりシリコン酸化
膜5.7をマスクとしてゲート酸化膜3を介して基板1
内にヒ素を導入してソース/ドレイン拡散層8を形成す
る。次いで、例えばRIEによりコントロールゲート4
上のシリコン酸化膜5を選択的にエツチングしてコンタ
クトホール9を形成するとともに、コンタクトホール9
内にコントロールゲート4を露出させ、例えばCVD法
によりコンタクトホール9内のコントロールゲート4と
コンタクトを取るように全面にポリSiを堆積して膜厚
が例えば1000〜4000人のポリシリコン膜10を
形成し、例えば熱酸化によりポリシリコン膜10を酸化
して膜厚が例えば200人のシリコン酸化膜11を形成
した後、例えばCVD法により全面にS i 2 N4
を堆積して膜厚が例えば2000人のシリコン窒化膜2
1を形成する。
Next, as shown in FIGS. 6(d) to 6(f), poly-Si is deposited over the entire surface by, for example, the CVD method to form a polysilicon film having a film K of, for example, 1,000 to 4,000 layers, and then by, for example, RIE. A floating gate 6a is formed on the side wall of the silicon oxide film 5 corresponding to the side wall of the control gate 4 by etching back the polysilicon film, and the floating gate 6a is oxidized by, for example, thermal oxidation to form a film on the floating gate 6a with a film thickness of, for example, 200 mm. After forming the silicon oxide film 7 of 400 layers, for example, arsenic, 100 keV
, 1×10I5■-2 ions are implanted into the substrate 1 through the gate oxide film 3 using the silicon oxide film 5.7 as a mask.
A source/drain diffusion layer 8 is formed by introducing arsenic into the structure. Then, the control gate 4 is removed by RIE, for example.
The upper silicon oxide film 5 is selectively etched to form a contact hole 9.
A polysilicon film 10 having a film thickness of, for example, 1,000 to 4,000 is formed by exposing the control gate 4 in the contact hole 9 and depositing poly-Si on the entire surface so as to make contact with the control gate 4 in the contact hole 9 by, for example, the CVD method. After oxidizing the polysilicon film 10 by, for example, thermal oxidation to form a silicon oxide film 11 having a thickness of, for example, 200, Si 2 N4 is applied to the entire surface by, for example, CVD.
A silicon nitride film 2 with a film thickness of, for example, 2000 is deposited.
form 1.

次に、第6図(g)〜(i)に示すように、例えばRI
Eによりシリコン窒化膜21、シリコン酸化膜11、ポ
リシリコン膜10、シリコン酸化膜5を選択的にエツチ
ングしてワード線10aを形成するとともに、コントロ
ールゲート4を露出させる。
Next, as shown in FIGS. 6(g) to (i), for example, RI
Silicon nitride film 21, silicon oxide film 11, polysilicon film 10, and silicon oxide film 5 are selectively etched using E to form word line 10a and expose control gate 4.

次に、第6図N)〜(I2)に示すように、Lacos
によりシリコン窒化膜21をマスクとしてコントロール
ゲート4及び基板1を選択的に酸化して膜厚が例えば2
000〜5000人のフィールド酸化膜2を形成する。
Next, as shown in Figure 6 N) to (I2),
By using the silicon nitride film 21 as a mask, the control gate 4 and the substrate 1 are selectively oxidized to a film thickness of, for example, 2.
A field oxide film 2 of 000 to 5000 layers is formed.

そして、マスクとして用いたシリコン窒化膜21を除去
し、例えばCVD法番こより全面にPSGを堆積して膜
厚が例えば1μmの眉間絶縁膜12を形成し、眉間絶縁
膜12にコンタクトホールを形成し、例えばスパッタ法
及びRIEによりA!からなるビット線13を形成した
後、例えばCVD法により全面に513Naを堆積して
膜厚が例えば1μmのカバー膜14を形成することによ
り、第6図(m)〜(0)に示すような不揮発性半導体
記憶装置を得ることができる。
Then, the silicon nitride film 21 used as a mask is removed, and PSG is deposited on the entire surface using, for example, a CVD method to form a glabellar insulating film 12 with a film thickness of, for example, 1 μm, and a contact hole is formed in the glabellar insulating film 12. , for example, by sputtering and RIE. After forming the bit line 13 consisting of the following, 513Na is deposited on the entire surface by, for example, the CVD method to form the cover film 14 having a thickness of, for example, 1 μm, as shown in FIGS. 6(m) to (0). A nonvolatile semiconductor memory device can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、容量比の劣化を生じさせることなく高
集積化させることができるという効果がある。
According to the present invention, there is an effect that high integration can be achieved without causing deterioration of the capacitance ratio.

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

第1図〜第5図は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置
及びその製造方法の一実施例を説明する図、 第1図は一実施例の構造を示す主要図、第2図は一実施
例のセルアレイ図、 第3図は一実施例の回路ブロック図、 第4図は一実施例の動作説明補正図、 第5図は一実施例の製造方法を説明する図、第6図は他
の実施例の製造方法を説明する図、第7図は従来例の一
例のセルアレイ図、第8図は従来例の他の一例のセルア
レイ図、第9図は従来例の課題を説明する図である。 5・・・・・・シリコン酸化膜、 6・・・・・・ポリシリコン膜、 6a・・・・・・フローティングゲート、7・・・・・
・シリコン酸化膜、 8・・・・・・ソース/ドレイン拡散層、9・・・・・
・コンタクトホール、 10・・・・・・ポリシリコン膜、 10a・・・・・・ワード線、 11・・・・・・シリコン酸化膜、 12・・・・・・層間絶縁膜、 13・・・・・・ビット線、 14・・・・・・カバー膜。 1・・・・−・基板、 2・・・−・・フィールド酸化膜、 3・・・・・・ゲート酸化膜、 4・・・・・・コントロールケート、 第1図 一実施例の製造方法を説明する図 第5図 6:ポリシリコン腰 一実施例の製造方法を説明する図 他の実施例の製造方法を説明する図 第6図 他の実施例の製造方法を説明する図 第6図 従来例の→のセルアレイ図 第7図 従来例の他の一例のセルアレイ図 9J8図 従来例J諌題を説明する図 第9図
1 to 5 are diagrams illustrating an embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method according to the present invention, FIG. 1 is a main diagram showing the structure of one embodiment, and FIG. 2 is an implementation example. FIG. 3 is a circuit block diagram of one embodiment; FIG. 4 is a corrected diagram for explaining the operation of one embodiment; FIG. 5 is a diagram explaining the manufacturing method of one embodiment; FIG. 6 is a diagram of another embodiment. 7 is a diagram illustrating the manufacturing method of the embodiment, FIG. 7 is a diagram of a cell array of an example of the conventional example, FIG. 8 is a diagram of a cell array of another example of the conventional example, and FIG. 9 is a diagram illustrating the problems of the conventional example. be. 5...Silicon oxide film, 6...Polysilicon film, 6a...Floating gate, 7...
・Silicon oxide film, 8...Source/drain diffusion layer, 9...
・Contact hole, 10...Polysilicon film, 10a...Word line, 11...Silicon oxide film, 12...Interlayer insulating film, 13... ...Bit line, 14...Cover film. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Substrate, 2...Field oxide film, 3...Gate oxide film, 4...Control case, Manufacturing method of the embodiment shown in FIG. Figure 5 to explain the polysilicon waist Figure 6 to explain the manufacturing method of one embodiment Figure to explain the manufacturing method to another embodiment Figure 6 to explain the manufacturing method to another embodiment Figure 7: Cell array diagram of conventional example →Cell array diagram of another example of conventional example Figure 9J8 Figure 9: Diagram explaining conventional example J

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一対のソース・ドレイン(8)帯状領域間のゲート
酸化膜(3)上に2個の蓄積電極(6a)が形成され、 該蓄積電極(6a)間に絶縁膜(5)を介して制御電極
(4)が形成され、 該制御電極(4)上にコンタクトホール(9)を有する
絶縁膜(5)が形成され、 該コンタクトホール(9)を介して該制御電極(4)と
コンタクトを取るようにワード線(10a)が形成され
ていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 2、基板(1)上にフィールド酸化膜(2)及びゲート
酸化膜(3)を順次形成する工程と、該フィールド酸化
膜(2)及び該ゲート酸化膜(3)上に帯状に制御電極
(4)を形成する工程と、 該制御電極(4)を覆うように第1の絶縁膜(5)を形
成する工程と、 該制御電極(4)側壁に対応する第1の絶縁膜(5)側
壁に蓄積電極(6a)を形成する工程と、 該蓄積電極(6a)を覆うように第2の絶縁膜(7)を
形成する工程と、 該第1の絶縁膜(5)に該制御電極(4)が露出される
コンタクトホール(9)を形成する工程と、 該コンタクトホール(9)を介して該制御電極(4)と
コンタクトを取るようにワード線(10a)を形成する
工程とを含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置
の製造方法。 3、基板(1)上にゲート酸化膜(3)を形成する工程
と、 該ゲート酸化膜(3)上に帯状に制御電極 (4)を形成する工程と、 該制御電極(4)を覆うように第1の絶縁膜(5)を形
成する工程と、 該制御電極(4)側壁に対応する該第1の絶縁膜(5)
側壁に蓄積電極(6a)を形成する工程と、 該蓄積電極(6a)を覆うように第2の絶縁膜(7)を
形成する工程と、 該第1の絶縁膜(5)に該制御電極(4)が露出される
コンタクトホール(9)を形成する工程と、 該コンタクトホール(9)を介して該制御電極(4)と
コンタクトを取るようにワード線(10a)を形成する
とともに、制御電極(4)を露出させる工程と、 該制御電極(4)及び該基板(1)を酸化してフィール
ド酸化膜(2)を形成する工程とを含むことを特徴とす
る不揮発性半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. Two storage electrodes (6a) are formed on a gate oxide film (3) between a pair of source/drain (8) strip regions, and an insulating film is formed between the storage electrodes (6a). A control electrode (4) is formed through the control electrode (5), an insulating film (5) having a contact hole (9) is formed on the control electrode (4), and a control electrode (4) is formed through the contact hole (9). A nonvolatile semiconductor memory device characterized in that a word line (10a) is formed so as to make contact with an electrode (4). 2. The step of sequentially forming a field oxide film (2) and a gate oxide film (3) on the substrate (1), and forming a control electrode (in a strip shape) on the field oxide film (2) and the gate oxide film (3). 4), a step of forming a first insulating film (5) to cover the control electrode (4), and a first insulating film (5) corresponding to the sidewall of the control electrode (4). forming a storage electrode (6a) on a side wall; forming a second insulating film (7) to cover the storage electrode (6a); and forming a control electrode on the first insulating film (5). (4) to expose the contact hole (9), and forming a word line (10a) so as to make contact with the control electrode (4) through the contact hole (9). A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: 3. Forming a gate oxide film (3) on the substrate (1); Forming a strip-shaped control electrode (4) on the gate oxide film (3); Covering the control electrode (4). a step of forming a first insulating film (5) as shown in FIG.
forming a storage electrode (6a) on a side wall; forming a second insulating film (7) to cover the storage electrode (6a); and forming a control electrode on the first insulating film (5). (4) to expose the contact hole (9), forming a word line (10a) so as to make contact with the control electrode (4) through the contact hole (9), and controlling the control electrode (4). Manufacturing a non-volatile semiconductor device, comprising: exposing an electrode (4); and oxidizing the control electrode (4) and the substrate (1) to form a field oxide film (2). Method.
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