JPH06291329A - Preparation of virtual earthing type non-volatile semiconductor device - Google Patents

Preparation of virtual earthing type non-volatile semiconductor device

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JPH06291329A
JPH06291329A JP7488593A JP7488593A JPH06291329A JP H06291329 A JPH06291329 A JP H06291329A JP 7488593 A JP7488593 A JP 7488593A JP 7488593 A JP7488593 A JP 7488593A JP H06291329 A JPH06291329 A JP H06291329A
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JP
Japan
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film
laminated
insulating film
conductor
semiconductor substrate
Prior art date
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JP7488593A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihisa Arai
範久 新井
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Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To have the structure where the part of a floating gate is projected from a field insulating film to improve a coupling ratio while improving write speed and read speed by forming a stripe-shaped insulating film having a two- layer structure of the members having different etching rates. CONSTITUTION:A lamination film, where an insulating lower film containing a second conductive type impurity and an upper layer film having a different etching ratio from this lower layer film are laminated-formed, is formed on the first conductive type surface of a semiconductor substrate 101. The first conductor films 105 are buried-formed on the semiconductor substrate 101 in the gaps of these stripe-shaped laminated films through the first gate insulating film 104. Next, the second conductive type impurity is diffused in a solid phase, the upper layer film of the laminated film is etched off for projecting the first conductor film 105. Then, a second conductor film 108 is formed on the upper face and the sides through a second gate insulating film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カップリング比を容易
に確保することができ、微細化による大容量と、高速化
を実現する仮想接地型の不揮発性半導体装置の製造方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a virtual ground type non-volatile semiconductor device which can easily secure a coupling ratio, realize a large capacity by miniaturization and a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体記憶装置は電源を切って
もデータが消えない等の利点があるため、近年大幅に需
要が増大している。電気的に一括消去可能な不揮発性半
導体記憶装置であるフラッシュメモリは、2トランジス
タ型のバイト型不揮発性半導体記憶装置と異なり、1ト
ランジスタでメモリセルを構成することが出来る。この
中でも、ビット線コンタクトを大幅に削減するコンタク
トレス型の仮想接地型メモリの例が、IEDM87の5
48頁から554頁に詳細に記載されている。この結
果、実効的にメモリセルを小さくすることが可能とな
り、大容量の磁気ディスクの代替用途等が期待されてい
る。
2. Description of the Related Art Non-volatile semiconductor memory devices have the advantage that data cannot be erased even when the power is turned off, and therefore the demand for them has increased significantly in recent years. A flash memory, which is a non-volatile semiconductor memory device that can be electrically collectively erased, can configure a memory cell with one transistor, unlike a two-transistor byte type non-volatile semiconductor memory device. Among these, an example of a contactless virtual ground type memory that significantly reduces bit line contacts is 5 of IEDM87.
Details are provided on pages 48 to 554. As a result, it becomes possible to effectively reduce the size of the memory cell, and it is expected to be used as a substitute for a large-capacity magnetic disk.

【0003】ところで、積層ゲート型の不揮発性メモリ
セルの書き込み/消去特性を向上するためには、浮遊ゲ
ートと制御ゲートとの間の容量を浮遊ゲートと基板との
間の容量よりも大きくすることが必要である。この容量
比(以下、カップリング比と略記する)を大きくするた
めに、通常のNOR型フラッシュメモリ(仮想接地型で
無いもの)は、フィールド酸化膜上に浮遊ゲートを延在
させている。この例は、例えば、特開昭57−6959
2に詳細に記載されている。しかし、上述のコンタクト
レス型仮想接地型メモリは、浮遊ゲート形成後にフィー
ルド酸化膜を埋め込むプロセスを踏むため、フィールド
酸化膜上に浮遊ゲートを延在させるのが困難である。上
述のIEDM87の548頁から551頁では絶縁膜質
を異ならせることで対処しているが、カップリング比を
十分に確保することができない。
By the way, in order to improve the write / erase characteristics of the stacked gate type non-volatile memory cell, the capacitance between the floating gate and the control gate should be made larger than the capacitance between the floating gate and the substrate. is necessary. In order to increase this capacitance ratio (hereinafter abbreviated as a coupling ratio), a normal NOR flash memory (not a virtual ground type) has a floating gate extending over a field oxide film. This example is described, for example, in JP-A-57-6959.
2 in detail. However, in the above-mentioned contactless virtual ground type memory, it is difficult to extend the floating gate on the field oxide film because the field oxide film is buried after the floating gate is formed. The above-mentioned IEDM 87, pages 548 to 551, deal with it by making the insulating film quality different, but it is not possible to secure a sufficient coupling ratio.

【0004】カップリング比を大きくするため、通常の
NOR型フラッシュメモリでは、浮遊ゲートの側壁を電
極の一部として用いている。これをさらに押し進めた例
が特開平4−215481に記載されている。しかし、
仮想接地型メモリについてはその構造を実現する手段と
しての製造方法、すなわち拡散層配線上にフィールド絶
縁膜を形成しつつ、その厚さを浮遊ゲートの膜厚よりも
薄くする製造方法が存在しなかったため、浮遊ゲートの
側壁を電極の一部として利用することができなかった。
従って、浮遊ゲートと制御ゲートとの間で容量として用
いることが可能な領域はチャネル上に限られてしまう。
In order to increase the coupling ratio, the normal NOR flash memory uses the sidewall of the floating gate as a part of the electrode. An example in which this is further advanced is described in Japanese Patent Laid-Open No. 215481/1992. But,
For the virtual ground type memory, there is no manufacturing method for realizing the structure, that is, a method for forming a field insulating film on the diffusion layer wiring and making the thickness thereof thinner than the film thickness of the floating gate. Therefore, the sidewall of the floating gate cannot be used as a part of the electrode.
Therefore, the region that can be used as a capacitance between the floating gate and the control gate is limited to the channel.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のコンタクトレス型の仮想接地型メモリでは、浮遊ゲー
トの側壁を電極の一部として利用することができなかっ
たため、十分なカップリング比を確保することができな
かった。このため、書き込み速度、消去速度及び読み出
し速度の減少につながっていた。
As described above, in the conventional contactless virtual ground type memory, the sidewall of the floating gate cannot be used as a part of the electrode, so that a sufficient coupling ratio is obtained. I could not secure. Therefore, the writing speed, the erasing speed, and the reading speed are reduced.

【0006】本発明は、上記欠点を除去し、コンタクト
レス型でありながら十分なカップリング比を確保し、書
き込み速度、消去速度及び読み出し速度を高めた仮想接
地型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and is a method of manufacturing a virtual ground type non-volatile semiconductor memory device which is a contactless type, secures a sufficient coupling ratio, and has improved write speed, erase speed and read speed. The purpose is to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、半導体基板の第1導電型の表面上に第
2導電型の不純物を含有し絶縁性のある下層膜とこの下
層膜とエッチング比が異なる上層膜とを積層形成した積
層膜をストライプ状に形成する工程と、ストライプ状の
積層膜の間隙の半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介
して第1の導電体膜を埋め込み形成する工程と、半導体
基板に下層膜から第2導電型の不純物を固相拡散させる
工程と、積層膜のうち上層膜をエッチング除去し第1の
導電体膜を突出させる工程と、ポリシリコン膜の上面及
び側面に第2のゲート絶縁膜を介して第2の導電体膜を
形成する工程とを具備する仮想接地型不揮発性半導体記
憶装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, according to the present invention, an insulating lower layer film containing an impurity of the second conductivity type on the surface of the first conductivity type of a semiconductor substrate and the lower layer. A step of forming a laminated film in which a film and an upper film having a different etching ratio are laminated, and a first conductor via a first gate insulating film on a semiconductor substrate in a gap between the stripe laminated films. A step of embedding a film, a step of solid-phase diffusing a second conductivity type impurity from a lower layer film to a semiconductor substrate, a step of etching away an upper layer film of a laminated film to protrude a first conductor film, And a step of forming a second conductor film on a top surface and a side surface of a polysilicon film via a second gate insulating film, to provide a method for manufacturing a virtual ground type nonvolatile semiconductor memory device.

【0008】また、半導体基板の第1導電型の表面上に
第2導電型の不純物を含有し絶縁性のある下層膜とこの
下層膜上のエッチングストッパー膜とその上の上層膜と
を積層形成した積層膜をストライプ状に形成する工程
と、ストライプ状の積層膜の間隙の半導体基板上に第1
のゲート絶縁膜を介して第1の導電体膜を埋め込み形成
する工程と、半導体基板に下層膜から第2導電型の不純
物を固相拡散させる工程と、積層膜のうち上層膜をエッ
チングストッパー膜をエッチングストッパーとしてエッ
チング除去し第1の導電体膜を突出させる工程と、ポリ
シリコン膜の上面及び側面に第2のゲート絶縁膜を介し
て第2の導電体膜を形成する工程とを具備する仮想接地
型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供する。
Further, a lower layer film containing an impurity of the second conductivity type and having an insulating property, an etching stopper film on the lower layer film, and an upper layer film thereon are laminated on the surface of the first conductivity type of the semiconductor substrate. Forming the laminated laminated film in a stripe shape, and forming a first gap on the semiconductor substrate in the gap between the laminated laminated films.
Of the first conductor film via the gate insulating film, the step of solid-phase diffusing second conductivity type impurities from the lower layer film to the semiconductor substrate, and the etching stopper film for the upper layer film of the laminated film. Is used as an etching stopper to remove the first conductor film by etching, and a step of forming a second conductor film on the upper surface and the side surface of the polysilicon film via the second gate insulating film. A method of manufacturing a virtual ground type nonvolatile semiconductor memory device is provided.

【0009】[0009]

【作用】本発明で提供する手段を用いると、下層膜と上
層膜膜とのエッチングレートの異なる部材もしくはエッ
チングストッパー層を挟む2層構造のストライプ状の絶
縁膜を半導体基板上に形成したため、浮遊ゲートである
第1の導電膜厚よりも薄くなるよう、当該2層構造のう
ち一方(上層膜)のみをエッチングし掘り下げることが
できる。このため、浮遊ゲートの方がフィールド絶縁膜
よりも突出した構造となる。さらに、第2のゲート絶縁
膜を介して制御ゲートである第2の導電膜を形成してい
る。この結果、第1の導電膜の側壁も容量結合の電極と
して用いることができ、カップリング比が向上する。こ
の結果、コンタクトレス型の仮想接地型メモリでありな
がら、浮遊ゲートの側壁を制御ゲートとの容量結合の電
極として用いることが可能となり、従来の仮想接地型メ
モリセルに比較してカップリング比が向上する。これ
は、書き込み速度、読み出し速度及び消去速度の向上に
つながる。
When the means provided by the present invention is used, a stripe-shaped insulating film having a two-layer structure sandwiching a member having a different etching rate between the lower layer film and the upper layer film or an etching stopper layer is formed on the semiconductor substrate. Only one (upper layer film) of the two-layer structure can be etched and dug down so that it becomes thinner than the first conductive film thickness of the gate. Therefore, the floating gate has a structure protruding more than the field insulating film. Further, a second conductive film which is a control gate is formed through the second gate insulating film. As a result, the side wall of the first conductive film can also be used as an electrode for capacitive coupling, and the coupling ratio is improved. As a result, it is possible to use the sidewall of the floating gate as an electrode for capacitive coupling with the control gate, even though it is a contactless virtual ground memory, and the coupling ratio is higher than that of the conventional virtual ground memory cell. improves. This leads to an improvement in writing speed, reading speed and erasing speed.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の第1の実施例を[図1]乃至
[図6]を参照して説明する。[図1]に示すように、
P型シリコン基板101表面にLPCVD法により、膜
厚200nmのAsSG膜(ヒ素がドープされた酸化
膜)102を形成する。さらに、LPCVD法により膜
厚200nmのLPD膜(液層成長によるシリコン酸化
膜)103を積層形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6. As shown in [Fig. 1],
A 200 nm-thick AsSG film (arsenic-doped oxide film) 102 is formed on the surface of the P-type silicon substrate 101 by the LPCVD method. Further, an LPD film (silicon oxide film formed by liquid layer growth) 103 having a film thickness of 200 nm is laminated and formed by the LPCVD method.

【0011】続いて、[図2]に示すように、AsSG
膜102とLPD膜103を図示しないレジストをマス
クにストライプ状にエッチング除去しP型シリコン基板
101を露出する。続いて、露出したP型シリコン基板
101を熱酸化することにより膜厚20nmの第1のゲ
ート絶縁膜104を形成する。
Then, as shown in FIG. 2, AsSG
The film 102 and the LPD film 103 are etched and removed in stripes using a resist (not shown) as a mask to expose the P-type silicon substrate 101. Then, the exposed P-type silicon substrate 101 is thermally oxidized to form a first gate insulating film 104 having a film thickness of 20 nm.

【0012】続いて、[図3]に示すように、ポリシリ
コン膜を全面に形成し、引き続いてエッチバックするこ
とによりAsSG膜102とLPD膜103とからなる
ストライプの間隙に第1のポリシリコン膜105を埋め
込む。続いて、POCl3 等の不純物ドーパントガスに
より当該ポリシリコン膜105をN型にドーピングする
と同時にAsSG膜102からP型シリコン基板101
へヒ素を固相拡散させることによりストライプ状のN型
拡散層106を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 3, a polysilicon film is formed on the entire surface and then etched back to form a first polysilicon film in a gap between stripes of the AsSG film 102 and the LPD film 103. The film 105 is embedded. Subsequently, the polysilicon film 105 is N-type doped with an impurity dopant gas such as POCl 3 and, at the same time, the AsSG film 102 is removed from the P-type silicon substrate 101.
Stripe-shaped N-type diffusion layer 106 is formed by solid-phase diffusing arsenic.

【0013】続いて、[図4]に示すように、AsSG
膜102上のLPD膜103をエッチング除去する。こ
の時、AsSG膜102はP型シリコン基板101へヒ
素不純物が移動したため、不純物含有量が少ないAsS
G膜に変わる。このため、AsSG膜102とAsSG
膜102上に形成したLPD膜はエッチング選択比が確
保でき、周知のようにエッチング速度が大きいLPD膜
103のみをCF4 とH2 の混合ガスで除去できる。こ
の場合選択比は1:3程度となり、AsSG膜102よ
りBPSG膜103の方がエッチング速度が大きい。
Then, as shown in FIG. 4, AsSG
The LPD film 103 on the film 102 is removed by etching. At this time, in the AsSG film 102, arsenic impurities have moved to the P-type silicon substrate 101, so that the AsS film having a small impurity content is used.
Change to G film. Therefore, the AsSG film 102 and AsSG
The LPD film formed on the film 102 can secure an etching selection ratio, and as is well known, only the LPD film 103 having a high etching rate can be removed by a mixed gas of CF 4 and H 2 . In this case, the selection ratio is about 1: 3, and the BPSG film 103 has a higher etching rate than the AsSG film 102.

【0014】続いて、[図5]に示すように、第2のゲ
ート絶縁膜107を少なくとも第1のポリシリコン膜1
05上に形成する。この第2のゲート酸化膜107はO
NOの3層構造であり、第1のポリシリコン膜105を
熱酸化して形成した膜厚12nmの酸化膜、LPCVD
法により形成した膜厚20nmの窒化膜、さらに熱酸化
法により膜厚6nmの酸化膜からなる3層構造である。
続いて、CVD法により膜厚500nmの第2のポリシ
リコン膜108を全面に形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 5, the second gate insulating film 107 is formed on at least the first polysilicon film 1.
Form on 05. This second gate oxide film 107 is O
A three-layer structure of NO, a 12 nm-thick oxide film formed by thermal oxidation of the first polysilicon film 105, LPCVD
It has a three-layer structure including a nitride film having a film thickness of 20 nm formed by a thermal oxidation method and an oxide film having a film thickness of 6 nm formed by a thermal oxidation method.
Subsequently, a second polysilicon film 108 having a film thickness of 500 nm is formed on the entire surface by the CVD method.

【0015】続いて、[図6]に示すように、第2のポ
リシリコン膜108をストライプ状のN型拡散層106
の方向と直行する方向に図示しないストライプ状のレジ
ストを形成し、これをマスクに第2のポリシリコン膜1
08、第2のゲート絶縁膜107、第1のポリシリコン
膜をエッチング除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the second polysilicon film 108 is formed into a stripe-shaped N-type diffusion layer 106.
A stripe-shaped resist (not shown) is formed in a direction perpendicular to the direction of, and the second polysilicon film 1 is formed using this as a mask.
08, the second gate insulating film 107, and the first polysilicon film are removed by etching.

【0016】以上説明した製造方法により仮想接地型メ
モリのメモリセルが形成される。すなわち、ストライプ
状のAsSG膜はフィールド絶縁膜として、第1のポリ
シリコン膜105は電気的に浮遊状態とされ浮遊ゲート
として、ストライプ状のN型拡散層106が仮想接地線
もしくは仮想ビット線として、仮想接地線または仮想ビ
ット線に直行するストライプ状の第2のポリシリコン膜
はワード線として機能する。書き込み動作の詳細は上述
のIEDM87の548頁から551頁を参照された
い。
The memory cell of the virtual ground type memory is formed by the manufacturing method described above. That is, the striped AsSG film serves as a field insulating film, the first polysilicon film 105 is electrically floated to serve as a floating gate, and the striped N-type diffusion layer 106 serves as a virtual ground line or a virtual bit line. The stripe-shaped second polysilicon film perpendicular to the virtual ground line or virtual bit line functions as a word line. See IEDM 87, pages 548 to 551, for details of the write operation.

【0017】本発明を用いると、コンタクトレス型の仮
想接地型でありながら、浮遊ゲートの側壁を制御ゲート
との容量結合の電極として用いることが可能となり、従
来のコンタクトレス型の仮想接地型メモリセルに比較し
てカップリング比が向上する。これは、書き込み速度、
読み出し速度及び消去速度の向上につながる。
According to the present invention, it is possible to use the side wall of the floating gate as an electrode for capacitive coupling with the control gate, even though it is a contactless virtual ground type, and the conventional contactless virtual ground type memory. The coupling ratio is improved compared to the cell. This is the writing speed,
This leads to improvement in read speed and erase speed.

【0018】このように、本発明では、AsSG膜とL
PD膜とのエッチングレートの異なる部材からなる2層
構造のストライプ状の絶縁膜を半導体基板上に形成した
ため、浮遊ゲートである第1のポリシリコン膜厚よりも
薄くなるよう、当該2層構造のうち一方(LPD膜)の
みをエッチングし掘り下げることができる。これはAs
SG膜の不純物濃度が低下した後に前述のAsSG膜上
のLPD膜をエッチング除去することで選択比を確保し
たためである。このため、浮遊ゲートの方がフィールド
絶縁膜よりも突出した構造となる。さらに、薄い絶縁膜
を介して制御ゲートである第2のポリシリコン膜を形成
している。この結果、第1のポリシリコン膜の側壁も容
量結合の電極として用いることができ、カップリング比
が向上しているのである。また、ストライプ上の絶縁膜
はN型不純物がドープされているため、その後の熱拡散
により基板にN型不純物が固相拡散し、この結果ストラ
イプ上の仮想接地線及び仮想ビット線が形成される。
As described above, in the present invention, the AsSG film and L
Since the stripe-shaped insulating film having a two-layer structure made of a member having a different etching rate from that of the PD film is formed on the semiconductor substrate, the two-layer structure of the two-layer structure is made thinner than the first polysilicon film which is the floating gate. Only one of them (LPD film) can be etched and dug down. This is As
This is because the LPD film on the AsSG film was removed by etching after the impurity concentration of the SG film was lowered to ensure the selection ratio. Therefore, the floating gate has a structure protruding more than the field insulating film. Further, a second polysilicon film which is a control gate is formed via a thin insulating film. As a result, the side wall of the first polysilicon film can also be used as an electrode for capacitive coupling, and the coupling ratio is improved. Since the insulating film on the stripe is doped with N-type impurities, the N-type impurities are solid-phase diffused into the substrate by the subsequent thermal diffusion, and as a result, virtual ground lines and virtual bit lines on the stripes are formed. .

【0019】続いて、本発明の第2の実施例を[図7]
乃至[図12]を参照して説明する。[図7]に示すよ
うに、P型シリコン基板201表面にLPCVD法によ
り、膜厚200nmのAsSG膜(ヒ素がドープされた
酸化膜)202を形成する。さらに、LPCVD法によ
り膜厚20nmの窒化膜220を形成するした後、LP
CVD法により膜厚200nmのBPSG膜(ポロン及
びリンがドープされた酸化膜)203を積層形成する。
Next, a second embodiment of the present invention [FIG. 7].
Through [FIG. 12]. As shown in FIG. 7, a 200 nm-thick AsSG film (arsenic-doped oxide film) 202 is formed on the surface of the P-type silicon substrate 201 by the LPCVD method. Further, after forming a nitride film 220 with a film thickness of 20 nm by the LPCVD method, LP
A 200-nm-thick BPSG film (an oxide film doped with boron and phosphorus) 203 is laminated by a CVD method.

【0020】続いて、[図8]に示すように、AsSG
膜202とBPSG膜203を図示しないレジストをマ
スクにストライプ状にエッチング除去しP型シリコン基
板201を露出する。続いて、露出したP型シリコン基
板201を熱酸化することにより膜厚20nmの第1の
ゲート絶縁膜204を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 8, AsSG
The film 202 and the BPSG film 203 are stripped by etching using a resist (not shown) as a mask to expose the P-type silicon substrate 201. Then, the exposed P-type silicon substrate 201 is thermally oxidized to form a first gate insulating film 204 having a film thickness of 20 nm.

【0021】続いて、[図9]に示すように、ポリシリ
コン膜を全面に形成し、引き続いてエッチバックするこ
とによりAsSG膜202とBPSG膜203とからな
るストライプの間隙に第1のポリシリコン膜205を埋
め込む。続いて、POCl3等の不純物ドーパントガス
により当該ポリシリコン膜205をN型にドーピングす
ると同時にAsSG膜202からP型シリコン基板20
1へヒ素を固相拡散させることによりストライプ状のN
型拡散層206を形成する。
Then, as shown in FIG. 9, a polysilicon film is formed on the entire surface and is subsequently etched back to form the first polysilicon in the gap between the stripes of the AsSG film 202 and the BPSG film 203. The film 205 is embedded. Then, the polysilicon film 205 is N-type doped with an impurity dopant gas such as POCl 3 and, at the same time, the AsSG film 202 is removed from the P-type silicon substrate 20.
Stripe-shaped N by arsenic solid-phase diffusion into 1
The mold diffusion layer 206 is formed.

【0022】続いて、[図10]に示すように、AsS
G膜202上のBPSG膜203をエッチング除去す
る。この時、窒化膜220をエッチングストッパーとし
て用いる。このため、NH4 Fによるウエットエッチン
グが可能となった。
Then, as shown in FIG. 10, AsS
The BPSG film 203 on the G film 202 is removed by etching. At this time, the nitride film 220 is used as an etching stopper. Therefore, wet etching with NH 4 F has become possible.

【0023】続いて、[図11]に示すように、第2の
ゲート絶縁膜207を少なくとも第1のポリシリコン膜
205上に形成する。この第2のゲート酸化膜207は
ONOの3層構造であり、第1のポリシリコン膜205
を熱酸化して形成した膜厚12nmの酸化膜、LPCV
D法により形成した膜厚20nmの窒化膜、さらに熱酸
化法により膜厚6nmの酸化膜からなる3層構造であ
る。続いて、CVD法により膜厚500nmの第2のポ
リシリコン膜208を全面に形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 11, a second gate insulating film 207 is formed on at least the first polysilicon film 205. This second gate oxide film 207 has a three-layer structure of ONO, and the first polysilicon film 205
12 nm thick oxide film formed by thermal oxidation of LPCV
It has a three-layer structure of a 20 nm-thick nitride film formed by the D method and a 6 nm-thick oxide film by the thermal oxidation method. Then, a second polysilicon film 208 having a film thickness of 500 nm is formed on the entire surface by the CVD method.

【0024】続いて、[図12]に示すように、第2の
ポリシリコン膜208をストライプ状のN型拡散層20
6の方向と直行する方向に図示しないストライプ状のレ
ジストを形成し、これをマスクに第2のポリシリコン膜
208、第2のゲート絶縁膜207、第1のポリシリコ
ン膜をエッチング除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 12, the second polysilicon film 208 is formed into a stripe-shaped N-type diffusion layer 20.
A stripe-shaped resist (not shown) is formed in a direction orthogonal to the direction of 6, and the second polysilicon film 208, the second gate insulating film 207, and the first polysilicon film are removed by etching using this as a mask.

【0025】以上説明した製造方法により第1の実施例
と同様に仮想接地型メモリのメモリセルが形成される。
第2の実施例では、AsSG膜とLPD膜とのエッチン
グレートの差を利用して絶縁膜を浮遊ゲートの膜厚より
も掘り下げているのではなく、両絶縁膜の間の窒化膜を
エッチングストッパとして用いている。従って、浮遊ゲ
ートである第1のポリシリコン膜厚よりも薄くなるよ
う、当該2層構造のうち一方(BPSG膜)のみを容易
にエッチングし掘り下げることができる。このため、浮
遊ゲートの方がフィールド絶縁膜よりも突出した構造と
なる。さらに、薄い絶縁膜を介して制御ゲートである第
2のポリシリコン膜を形成している。この結果、第1の
ポリシリコン膜の側壁も容量結合の電極として用いるこ
とができ、カップリング比が向上しているのである。
By the manufacturing method described above, the memory cell of the virtual ground type memory is formed as in the first embodiment.
In the second embodiment, the insulating film is not dug deeper than the film thickness of the floating gate by utilizing the difference in etching rate between the AsSG film and the LPD film, but the nitride film between both insulating films is used as an etching stopper. Used as. Therefore, only one (BPSG film) of the two-layer structure can be easily etched and dug down so as to be thinner than the first polysilicon film thickness of the floating gate. Therefore, the floating gate has a structure protruding more than the field insulating film. Further, a second polysilicon film which is a control gate is formed via a thin insulating film. As a result, the side wall of the first polysilicon film can also be used as an electrode for capacitive coupling, and the coupling ratio is improved.

【0026】以上、第1及び第2の実施例を説明してき
たが、本発明の主旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可
能である。例えば、第1の実施例に於いて、LPD膜を
2層目の絶縁膜として用いたが、1層目の絶縁膜とエッ
チング比をとることが可能で、なおかつ浮遊ゲートの部
材とエッチング比をとることが可能であればよく、例え
ばBPSG膜、PSG膜等を用いても良い。この場合で
も、1:2程度の選択比は確保できる。また、これらの
他に窒化膜等の材料を用いることができる。また、第2
の実施例において、窒化膜をエッチングストッパーとし
て用いたが、これは薄いポリシリコンでも良い。ただ、
浮遊ゲートと接するため絶縁膜である必要があるため、
ポリシリコンは不純物をドープしないものを用いるか、
もしくは完全に酸化してもよい。また、第2の実施例で
は、下層膜と上層膜とでエッチング速度を異ならせる必
要がない。これは、エッチングストッパー層が下層膜と
上層膜との間に存在するためである。従って、上層膜及
び下層膜とも同じ部材、例えばAsSG膜を用いても良
い。また、両実施例とも第2のゲート絶縁膜としてON
O膜を用いたが、シリコンの熱酸化膜のみを用いても良
い。
Although the first and second embodiments have been described above, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, the LPD film is used as the insulating film of the second layer, but it is possible to obtain an etching ratio with the insulating film of the first layer and the etching ratio of the floating gate member and that of the floating gate member. As long as it is possible, a BPSG film, a PSG film, or the like may be used. Even in this case, a selection ratio of about 1: 2 can be secured. In addition to these, a material such as a nitride film can be used. Also, the second
In the above embodiment, the nitride film was used as the etching stopper, but it may be thin polysilicon. However,
Since it needs to be an insulating film because it contacts the floating gate,
Use polysilicon that is not doped with impurities, or
Alternatively, it may be completely oxidized. Further, in the second embodiment, it is not necessary to make the etching rates different between the lower layer film and the upper layer film. This is because the etching stopper layer exists between the lower layer film and the upper layer film. Therefore, the same member, for example, an AsSG film, may be used for both the upper layer film and the lower layer film. Further, in both of the examples, the second gate insulating film is turned on.
Although the O film is used, only a thermal oxide film of silicon may be used.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明を用いると、十分なカップリング
比を確保し、書き込み速度、消去速度及び読み出し速度
を高めた仮想接地型不揮発性半導体記憶装置の製造方法
を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a virtual ground type non-volatile semiconductor memory device which secures a sufficient coupling ratio and increases the write speed, erase speed and read speed.

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

【図1】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view showing a manufacturing process of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing a manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view showing a manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 5 is a perspective view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view showing a manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 8 is a perspective view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視図
である。
FIG. 9 is a perspective view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視
図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視
図である。
FIG. 11 is a perspective view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施例の製造工程を示す斜視
図である。
FIG. 12 is a perspective view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 P型シリコン基板 102 AsSG膜(フィールド絶縁膜) 104 第1のゲート絶縁膜 105 第1のポリシリコン膜(浮遊ゲート) 106 N型拡散層(仮想接地線または仮想ビット
線) 107 第2のゲート酸化膜 108 第2のポリシリコン膜(制御ゲート)
101 P-type silicon substrate 102 AsSG film (field insulating film) 104 First gate insulating film 105 First polysilicon film (floating gate) 106 N-type diffusion layer (virtual ground line or virtual bit line) 107 Second gate Oxide film 108 Second polysilicon film (control gate)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の第1導電型の表面上に第2
導電型の不純物を含有する絶縁性の下層膜とこの下層膜
とエッチング比が異なる上層膜とを積層形成した積層膜
をストライプ状に形成する工程と、 ストライプ状の前記積層膜の間隙の前記半導体基板上に
第1のゲート絶縁膜を介して第1の導電体膜を埋め込み
形成する工程と、 前記半導体基板上に前記下層膜より第2導電型の不純物
を固相拡散させる工程と、 前記積層膜のうち上層膜をエッチング除去し前記第1の
導電体膜を突出させる工程と、 前記ポリシリコン膜の上面及び側面に第2のゲート絶縁
膜を介して第2の導電体膜を形成する工程とを具備する
仮想接地型不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
1. A second conductivity type is formed on the surface of the first conductivity type of the semiconductor substrate.
A step of forming a laminated film in which an insulating lower layer film containing a conductivity type impurity and an upper layer film having a different etching ratio from this lower layer film are formed in a stripe shape; and the semiconductor in the gap between the stripe-shaped laminated film A step of burying and forming a first conductor film on a substrate via a first gate insulating film; a step of solid-phase diffusing second conductivity type impurities from the lower layer film on the semiconductor substrate; A step of etching away an upper layer film of the film to project the first conductor film, and a step of forming a second conductor film on the upper surface and the side surface of the polysilicon film through a second gate insulating film. A method of manufacturing a virtual ground type nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
【請求項2】 半導体基板の第1導電型の表面上に絶縁
性のある下層膜とこの下層膜上にエッチングストッパー
膜を介して上層膜を積層形成した積層膜をストライプ状
に形成する工程と、 ストライプ状の前記積層膜の間隙の前記半導体基板上に
第1のゲート絶縁膜を介して第1の導電体膜を埋め込み
形成する工程と、 前記半導体基板上に前記下層膜より第2導電型の不純物
を固相拡散させる工程と、 前記積層膜のうち上層膜を前記エッチングストッパー膜
をエッチングストッパーとしてエッチング除去し前記第
1の導電体膜を突出させる工程と、 前記ポリシリコン膜の上面及び側面に第2のゲート絶縁
膜を介して第2の導電体膜を形成する工程とを具備する
仮想接地型不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
2. A step of forming a laminated film in which an insulating lower layer film is laminated on the surface of the first conductivity type of a semiconductor substrate and an upper layer film is laminated on the lower layer film via an etching stopper film in a stripe shape. A step of embedding a first conductor film on the semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed between the stripe-shaped laminated films, and a second conductivity type from the lower layer film on the semiconductor substrate. Solid-phase diffusing the impurities of the above step, a step of etching away the upper layer film of the laminated film by using the etching stopper film as an etching stopper to project the first conductor film, and an upper surface and a side surface of the polysilicon film. And a step of forming a second conductor film via a second gate insulating film, the method of manufacturing a virtual ground type nonvolatile semiconductor memory device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6040234A (en) * 1996-07-30 2000-03-21 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device without bird beak effect
US7592664B2 (en) 2006-09-08 2009-09-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Nonvolatile memory structure and method of forming the same

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