JPH07249702A - Nonvolatile semiconductor memory and its fabrication - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and its fabrication

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Publication number
JPH07249702A
JPH07249702A JP6066807A JP6680794A JPH07249702A JP H07249702 A JPH07249702 A JP H07249702A JP 6066807 A JP6066807 A JP 6066807A JP 6680794 A JP6680794 A JP 6680794A JP H07249702 A JPH07249702 A JP H07249702A
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JP
Japan
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film
forming
floating gate
semiconductor substrate
patterned
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JP6066807A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH07249702A publication Critical patent/JPH07249702A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize high density integration of memory cells in a noncontact cell type nonvolatile memory. CONSTITUTION:A first film is deposited on a tunnel oxide 2 and patterned into stripes extending perpendicularly to the longitudinal direction of channel of a memory transistor and then a diffusion layer 3 constituting a source-drain region is formed while being self-aligned with the first film. The first film is further patterned using a mask extending in the longitudinal direction of the channel to form a lower floating gate FGL and then a channel stop region 4 is formed while being self-aligned with the mask. Subsequently, a layer insulating film 5 is deposited between a word line and the diffusion layer 3 and a contact hole 5a is opened in the insulating film 5. A second film is then deposited on the entire surface and patterned thus forming an upper floating gate FGU connected with the lower floating gate FGL through the contact hole 5a.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、不揮発性半導体記憶
装置およびその製造方法に関し、特に、いわゆるコンタ
クトレスセル型の不揮発性半導体記憶装置に適用して好
適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the same, and is particularly suitable for application to a so-called contactless cell type nonvolatile semiconductor memory device.

【0002】[0002]

【従来の技術】メモリーセルの高集積密度化に適した不
揮発性メモリーとしてコンタクトレスセル型不揮発性メ
モリーが知られている(例えば、米国特許第43778
18号および特公昭63−42420号公報)。このコ
ンタクトレスセル型不揮発性メモリーの等価回路を図1
2に示す。図12に示すように、このコンタクトレスセ
ル型不揮発性メモリーにおいては、そのセルアーキテク
チャー上、ワード線(コントロールゲート)をメモリー
トランジスタのソース領域またはドレイン領域を構成す
る拡散層(ビット/VSS線Bit/VSSi〜Bit/V
SSl)上を横切って形成する必要がある。一方、不揮発
性メモリーでは、メモリートランジスタに対するデータ
の書き込み/消去時にワード線に例えば15V程度の電
圧を印加する必要がある。このため、ワード線とメモリ
ートランジスタのソース領域またはドレイン領域を構成
する拡散層との交差点は、15V程度の電圧印加に耐え
られる絶縁分離を行うことが必要となる。例えば、図1
2の中央のメモリートランジスタに対する書き込み時に
は、ビット/VSS線Bit/VSSkの電位を15V、ワ
ード線Wq の電位を0Vとする必要があるため、このビ
ット/VSS線Bit/VSSkとワード線Wq との交差点
(図12中aで示した点)は、15Vの電圧印加に耐え
られる絶縁分離を行う必要がある。したがって、ワード
線とソース領域またはドレイン領域を構成する拡散層と
の間の絶縁膜の形成方法が、メモリートランジスタを形
成する上でのキーポイントとなっている。
2. Description of the Related Art A contactless cell type non-volatile memory is known as a non-volatile memory suitable for increasing the integration density of memory cells (for example, US Pat. No. 43778).
18 and Japanese Patent Publication No. 63-42420). Figure 1 shows the equivalent circuit of this contactless cell nonvolatile memory.
2 shows. As shown in FIG. 12, in this contactless cell type nonvolatile memory, a word line (control gate) is used as a diffusion layer (bit / V SS line) which constitutes a source region or a drain region of a memory transistor due to its cell architecture. Bit / V SS i ~ Bit / V
It needs to be formed across SS l). On the other hand, in the non-volatile memory, it is necessary to apply a voltage of, for example, about 15 V to the word line when writing / erasing data to / from the memory transistor. Therefore, it is necessary to perform insulation isolation at the intersection of the word line and the diffusion layer forming the source region or the drain region of the memory transistor, which can withstand a voltage application of about 15V. For example, in FIG.
When writing to the memory transistor in the center of 2, it is necessary to set the potential of the bit / V SS line Bit / V SS k to 15 V and the potential of the word line W q to 0 V, so this bit / V SS line Bit / V SS At the intersection of k and the word line W q (the point indicated by a in FIG. 12), it is necessary to perform insulation isolation that can withstand a voltage application of 15V. Therefore, the method of forming the insulating film between the word line and the diffusion layer forming the source region or the drain region is a key point in forming the memory transistor.

【0003】そこで、上記の米国特許第4377818
号においては、ソース領域またはドレイン領域を構成す
るn+ 型拡散層を形成した後、このn+ 型拡散層上に熱
酸化法により絶縁分離用の厚い酸化膜を選択的に形成
し、その後にトンネル酸化膜およびフローティングゲー
トを形成する技術が開示されている。一方、上記の特公
昭63−42420号公報においては、フローティング
ゲート上にあらかじめSi3 4 膜を形成しておき、フ
ローティングゲートに対して自己整合的に、ソース領域
またはドレイン領域を構成するn+ 型拡散層およびチャ
ンネルストップ領域を形成した後、フローティングゲー
ト上に形成されたSi3 4 膜を酸化マスクにしてn+
型拡散層上に熱酸化法により絶縁分離用の厚い酸化膜を
選択的に形成する技術が開示されている。
Therefore, the above-mentioned US Pat. No. 4,377,818.
In the above publication, after forming an n + type diffusion layer forming a source region or a drain region, a thick oxide film for insulation isolation is selectively formed on this n + type diffusion layer by a thermal oxidation method, and thereafter, A technique for forming a tunnel oxide film and a floating gate is disclosed. On the other hand, in the above-mentioned Japanese Patent Publication 63-42420 discloses, formed in advance the Si 3 N 4 film on the floating gate, in a self-aligned manner with respect floating gate, forming the source region or the drain region n + After forming the type diffusion layer and the channel stop region, n 3 + is formed by using the Si 3 N 4 film formed on the floating gate as an oxidation mask.
A technique for selectively forming a thick oxide film for insulation separation on the mold diffusion layer by a thermal oxidation method is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
米国特許第4377818号および特公昭63−424
20号公報に開示されたいずれの技術においても、拡散
層を形成した後に熱酸化法により厚い酸化膜を形成する
必要があるため、この熱酸化時の熱披瀝により、拡散層
中の不純物の再拡散が発生してしまう。この不純物の再
拡散はメモリートランジスタのショートチャンネル効果
の増大などを引き起こすため、メモリートランジスタの
微細化、したがってメモリーセルの高集積密度化を図る
上で難点となっていた。
However, the above-mentioned U.S. Pat. No. 4,377,818 and Japanese Patent Publication No. 63-424.
In any of the techniques disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 20-1990, it is necessary to form a thick oxide film by a thermal oxidation method after forming the diffusion layer. Therefore, due to the thermal erasure during the thermal oxidation, the impurities in the diffusion layer are recovered. Diffusion occurs. The re-diffusion of the impurities causes an increase in the short channel effect of the memory transistor, which has been a problem in miniaturizing the memory transistor and thus increasing the integration density of the memory cell.

【0005】したがって、この発明の目的は、メモリー
セルの高集積密度化を図ることができる不揮発性半導体
記憶装置およびその製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device capable of achieving high integration density of memory cells and a manufacturing method thereof.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明は、メモリートランジスタの
ソース領域またはドレイン領域を構成する拡散層(3)
上にワード線(Wp 、Wq 、Wr など)が交差配置され
た構造を有する不揮発性半導体記憶装置において、絶縁
膜(5)に設けられた接続孔(5a)を介して互いに接
続された第1の膜(10)および第2の膜(14)によ
りフローティングゲート(FGL 、FGU)が形成され
ていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the first invention of the present invention is directed to a diffusion layer (3) constituting a source region or a drain region of a memory transistor.
In a nonvolatile semiconductor memory device having a structure in which word lines (W p , W q , W r, etc.) are arranged above each other, they are connected to each other through a connection hole (5a) provided in an insulating film (5). The floating gate (FG L , FG U ) is formed by the first film (10) and the second film (14).

【0007】第1の発明による不揮発性半導体記憶装置
の一実施形態においては、第1導電型の半導体基板
(1)中に、メモリートランジスタのチャンネル長方向
において第1の膜(10)に対して自己整合的に第2導
電型の拡散層(3)が設けられており、さらに、メモリ
ートランジスタのチャンネル長方向と交差する方向にお
いて第1の膜(10)に対して自己整合的に第1導電型
のチャンネルストップ領域(4)が設けられている。ま
た、第1の膜(10)および互いに隣接する第1の膜
(10)の間の部分の半導体基板(1)を覆うように絶
縁膜(5)が設けられており、第1の膜(10)の直上
の部分の絶縁膜(5)に設けられた接続孔(5a)を介
して第1の膜(10)と第2の膜(14)とが互いに接
続されている。さらに、メモリートランジスタのチャン
ネル長方向と交差する方向において第2の膜(14)は
ワード線(Wp 、Wq 、Wr など)に対して自己整合的
に形成されている。
In one embodiment of the non-volatile semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention, in the semiconductor substrate (1) of the first conductivity type, with respect to the first film (10) in the channel length direction of the memory transistor. A second conductive type diffusion layer (3) is provided in a self-aligned manner, and further, the first conductive layer is self-aligned with the first film (10) in a direction intersecting the channel length direction of the memory transistor. A channel stop region (4) of the mold is provided. Further, the insulating film (5) is provided so as to cover the semiconductor film (1) in the portion between the first film (10) and the first films (10) adjacent to each other. The first film (10) and the second film (14) are connected to each other through a connection hole (5a) provided in the insulating film (5) immediately above the film (10). Further, the second film (14) is formed in self-alignment with the word lines (W p , W q , W r, etc.) in the direction crossing the channel length direction of the memory transistor.

【0008】第1の発明による不揮発性半導体記憶装置
の典型的な一実施形態において、第1の膜(10)およ
び第2の膜(14)は、多結晶シリコン膜または高融点
金属シリサイド膜である。
In a typical embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first invention, the first film (10) and the second film (14) are polycrystalline silicon films or refractory metal silicide films. is there.

【0009】この発明の第2の発明は、メモリートラン
ジスタのソース領域またはドレイン領域を構成する拡散
層(3)上にワード線(Wp 、Wq 、Wr など)が交差
配置された構造を有する不揮発性半導体記憶装置の製造
方法において、第1導電型の半導体基板(1)上にトン
ネル酸化膜(2)およびフローティングゲート形成用の
第1の膜(10)を順次形成する工程と、第1の膜(1
0)を半導体基板(1)上の第1の方向に延在するスト
ライプ状の第1のマスク(11)を用いてパターニング
する工程と、パターニングされた第1の膜(10)に対
して自己整合的に半導体基板(1)中に第2導電型の不
純物を導入することにより第2導電型の拡散層(3)を
形成する工程と、パターニングされた第1の膜(10)
を第1の方向と交差する半導体基板(1)上の第2の方
向に延在するストライプ状の第2のマスク(12)を用
いてパターニングすることにより下部フローティングゲ
ート(FGL )を形成する工程と、第2のマスク(1
2)に対して自己整合的に半導体基板(1)中に第1導
電型の不純物を導入することにより第1の方向の互いに
隣接する下部フローティングゲート(FGL )の間の部
分の半導体基板(1)中に第1導電型のチャンネルスト
ップ領域(4)を形成する工程と、下部フローティング
ゲート(FGL )および互いに隣接する下部フローティ
ングゲート(FGL )の間の部分の半導体基板(1)を
覆うように絶縁膜(5)を形成する工程と、下部フロー
ティングゲート(FGL )の直上の部分の絶縁膜(5)
を選択的に除去することにより接続孔(5a)を形成す
る工程と、絶縁膜(5)上および接続孔(5a)の部分
の下部フローティングゲート(FGL )上にフローティ
ングゲート形成用の第2の膜(14)を形成する工程
と、第2の膜(14)を第1の方向に延在するストライ
プ状の第3のマスク(15)を用いてパターニングする
工程と、少なくともパターニングされた第2の膜(1
4)の上面および側面を覆うようにカップリング誘電体
膜(6)を形成する工程と、少なくともカップリング誘
電体膜(6)上にワード線形成用の第3の膜(16)を
形成する工程と、第3の膜(16)、カップリング誘電
体膜(6)およびパターニングされた第2の膜(14)
を第2の方向に延在するストライプ状の第4のマスク
(17)を用いて順次パターニングすることによりワー
ド線(Wp 、Wq 、Wr など)および接続孔(5a)を
介して下部フローティングゲート(FGL )と接続され
た上部フローティングゲート(FGU )を形成する工程
とを有することを特徴とするものである。
A second aspect of the present invention has a structure in which word lines (W p , W q , W r, etc.) are cross-arranged on a diffusion layer (3) forming a source region or a drain region of a memory transistor. In the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having, a step of sequentially forming a tunnel oxide film (2) and a first film (10) for forming a floating gate on a first conductivity type semiconductor substrate (1), 1 film (1
0) using a stripe-shaped first mask (11) extending in a first direction on the semiconductor substrate (1), and performing self-patterning on the patterned first film (10). Forming a second conductivity type diffusion layer (3) by introducing impurities of the second conductivity type into the semiconductor substrate (1) in a consistent manner, and the patterned first film (10)
Is patterned by using a stripe-shaped second mask (12) extending in a second direction on the semiconductor substrate (1) intersecting the first direction to form a lower floating gate (FG L ). Process and the second mask (1
2) Self-aligned with the semiconductor substrate (1) by introducing impurities of the first conductivity type into the semiconductor substrate (1) between the lower floating gates (FG L ) adjacent to each other in the first direction. 1) forming a channel stop region (4) of the first conductivity type in the semiconductor substrate (1) between the lower floating gate (FG L ) and the lower floating gates (FG L ) adjacent to each other. Forming the insulating film (5) so as to cover the insulating film (5) immediately above the lower floating gate (FG L ).
A step of forming a connection hole (5a) by selectively removing the metal, and a second step for forming a floating gate on the insulating film (5) and on the lower floating gate (FG L ) of the connection hole (5a). Forming the second film (14), patterning the second film (14) using the stripe-shaped third mask (15) extending in the first direction, and at least the patterned first film (14). 2 membranes (1
4) a step of forming a coupling dielectric film (6) so as to cover the upper surface and the side surface of the same, and forming a third film (16) for forming a word line on at least the coupling dielectric film (6). Process and third film (16), coupling dielectric film (6) and patterned second film (14)
Are sequentially patterned using a stripe-shaped fourth mask (17) extending in the second direction to form a lower portion through the word line (W p , W q , W r, etc.) and the connection hole (5a). And a step of forming an upper floating gate (FG U ) connected to the floating gate (FG L ).

【0010】第2の発明による不揮発性半導体記憶装置
の製造方法の典型的な一実施形態において、第1の膜
(10)および第2の膜(14)は多結晶シリコン膜ま
たは高融点金属シリサイド膜である。
In a typical embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the second invention, the first film (10) and the second film (14) are a polycrystalline silicon film or a refractory metal silicide. It is a film.

【0011】[0011]

【作用】上述のように構成された第1の発明による不揮
発性半導体記憶装置によれば、ワード線とメモリートラ
ンジスタのソース領域またはドレイン領域を構成する拡
散層との絶縁分離用の絶縁膜を、このソース領域または
ドレイン領域を構成する拡散層を形成した後に熱酸化法
により厚い酸化膜を形成する方法を用いることなく形成
することができるため、このソース領域またはドレイン
領域を構成する拡散層中の不純物の再拡散によるメモリ
ートランジスタのショートチャンネル効果の増大を防止
することができる。これによって、メモリートランジス
タのサイズの縮小を図ることができ、メモリーセルの高
集積密度化を図ることができる。
According to the nonvolatile semiconductor memory device of the first aspect of the invention configured as described above, the insulating film for insulating and separating the word line and the diffusion layer constituting the source region or the drain region of the memory transistor from each other is provided. It can be formed without using a method of forming a thick oxide film by a thermal oxidation method after forming the diffusion layer forming the source region or the drain region. It is possible to prevent the short channel effect of the memory transistor from increasing due to the re-diffusion of impurities. As a result, the size of the memory transistor can be reduced, and the integration density of the memory cell can be increased.

【0012】同様に、ワード線とメモリートランジスタ
のソース領域またはドレイン領域を構成する拡散層との
絶縁分離用の絶縁膜を、チャンネルストップ領域を形成
した後に熱酸化法により厚い酸化膜を形成する工程を経
ることなく形成することができるため、チャンネルスト
ップ領域中の不純物の再拡散によるメモリートランジス
タのナローチャンネル効果の増大を防止することができ
る。したがって、この意味でもメモリートランジスタの
サイズの縮小を図ることができ、メモリーセルのより一
層の高集積密度化を図ることができる。
Similarly, a step of forming a thick oxide film by a thermal oxidation method after forming a channel stop region and an insulating film for insulating isolation between a word line and a diffusion layer forming a source region or a drain region of a memory transistor. Therefore, the narrow channel effect of the memory transistor can be prevented from increasing due to the re-diffusion of impurities in the channel stop region. Therefore, also in this sense, it is possible to reduce the size of the memory transistor and further increase the integration density of the memory cell.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら説明する。なお、実施例の全図において、同
一または対応する部分には同一の符号を付す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals.

【0014】図1はこの発明の一実施例によるコンタク
トレスセル型不揮発性メモリーを示し、図1Aはその平
面図、図1Bは図1AのB−B線に沿っての断面図、図
1Cは図1AのC−C線に沿っての断面図である。この
一実施例によるコンタクトレス型不揮発性メモリーの等
価回路は図12に示す通りである。
FIG. 1 shows a contactless cell type nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view thereof, FIG. 1B is a sectional view taken along line BB of FIG. 1A, and FIG. FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1A. An equivalent circuit of the contactless nonvolatile memory according to this embodiment is shown in FIG.

【0015】図1に示すように、この一実施例によるコ
ンタクトレスセル型不揮発性メモリーにおいては、例え
ば抵抗率が10Ωcmのp型Si基板のようなp型半導
体基板1上に例えば膜厚が約10nm程度のSiO2
のようなトンネル酸化膜2が設けられている。このトン
ネル酸化膜2上には、四角形状の下部フローティングゲ
ートFGL が互いに直交する方向(メモリートランジス
タのチャンネル長方向およびこれに垂直な方向)に所定
間隔でマトリクス状に設けられている。この下部フロー
ティングゲートFGL は、例えばPのようなn型不純物
がドープされた多結晶Si膜により形成される。
As shown in FIG. 1, in the contactless cell type non-volatile memory according to this embodiment, for example, the film thickness is approximately on a p-type semiconductor substrate 1 such as a p-type Si substrate having a resistivity of 10 Ωcm. A tunnel oxide film 2 such as a SiO 2 film having a thickness of about 10 nm is provided. This on the tunnel oxide film 2 is provided in a matrix at predetermined intervals in a square-shaped lower floating gate FG direction L are orthogonal to each other (the channel length direction and which in the direction perpendicular memory transistor). The lower floating gate FG L is formed by a polycrystalline Si film, for example, n-type impurities such as P-doped.

【0016】また、p型半導体基板1中には、下部フロ
ーティングゲートFGL の一方の配列方向(メモリート
ランジスタのチャンネル長方向に垂直な方向)に延在す
る所定個数のn+ 型拡散層3が互いに平行に、かつ下部
フローティングゲートFGLの他方の配列方向(メモリ
ートランジスタのチャンネル長方向)において下部フロ
ーティングゲートFGL に対して自己整合的に設けられ
ている。このn+ 型拡散層3は、ビット線(ドレイン
線)または接地電源電圧VSSを供給する配線(ソース
線)となるビット/VSS線を構成し、図12に示すBi
t/VSSi、Bit/VSSj、Bit/VSSkなどに対
応するものである。さらに、下部フローティングゲート
FGL の上記一方の配列方向(メモリートランジスタの
チャンネル長方向に垂直な方向)の互いに隣接する下部
フローティングゲートFGL の間の部分のp型半導体基
板1中には、この一方の配列方向の互いに隣接するメモ
リートランジスタ間を電気的に分離するための例えばp
+ 型のチャンネルストップ領域4が設けられている。
Further, in the p-type semiconductor substrate 1, a predetermined number of n + -type diffusion layers 3 extending in one arrangement direction of the lower floating gates FG L (direction perpendicular to the channel length direction of the memory transistor) are formed. It is provided in a self-aligned manner with respect to the lower floating gate FG L in parallel to each other, and the other arrangement direction of the lower floating gate FG L (channel length direction of the memory transistor). The n + -type diffusion layer 3 constitutes a bit line (drain line) or a bit / V SS line which becomes a wiring (source line) for supplying the ground power supply voltage V SS , and Bi shown in FIG.
It corresponds to t / V SS i, Bit / V SS j, Bit / V SS k, and the like. Further, in the p-type semiconductor substrate 1 at a portion between the lower floating gates FG L adjacent to each other in the one direction of arrangement of the lower floating gates FG L (direction perpendicular to the channel length direction of the memory transistor), this one side For electrically separating the memory transistors adjacent to each other in the arrangement direction of
A + type channel stop region 4 is provided.

【0017】符号5は下部フローティングゲートFGL
および互いに隣接する下部フローティングゲートFGL
の間の部分のトンネル酸化膜2を覆うように設けられた
例えばSiO2 膜のような層間絶縁膜を示す。この層間
絶縁膜5のうちの下部フローティングゲートFGL の直
上の部分には接続孔5aが設けられている。そして、こ
の接続孔5aを介して互いに電気的に接続されるよう
に、下部フローティングゲートFGL 上に上部フローテ
ィングゲートFGU が設けられている。この上部フロー
ティングゲートFGU は、下部フローティングゲートF
L の上記一方の配列方向において後述のワード線に対
して自己整合的に設けられている。この上部フローティ
ングゲートFGU は、下部フローティングゲートFGL
と同様に、例えばPのようなn型不純物がドープされた
多結晶Si膜により形成される。この場合、互いに接続
されたこれらの上部フローティングゲートFGU および
下部フローティングゲートFGL の全体がフローティン
グゲートとして働く。
Reference numeral 5 is a lower floating gate FG L
And the lower floating gates FG L adjacent to each other
An interlayer insulating film such as a SiO 2 film provided so as to cover the tunnel oxide film 2 in a portion between the two is shown. Connection hole 5a is provided in a portion immediately above the lower floating gates FG L of the interlayer insulating film 5. An upper floating gate FG U is provided on the lower floating gate FG L so as to be electrically connected to each other through the connection hole 5a. The upper floating gate FG U is lower floating gate F
It is provided in a self-alignment manner with respect to a word line to be described later in the above one arrangement direction of G L. This upper floating gate FG U is lower floating gate FG L
In the same manner as described above, a polycrystalline Si film doped with an n-type impurity such as P is formed. In this case, the entire upper floating gate FG U and lower floating gate FG L connected to each other act as a floating gate.

【0018】符号6は例えばSiO2 膜/Si3 4
/SiO2 膜の三層構造から成るカップリング誘電体膜
を示す。このカップリング誘電体膜6の膜厚は、SiO
2 膜換算で例えば約20nmである。このカップリング
誘電体膜6は、上部フローティングゲートFGU の上面
および下部フローティングゲートFGL の上記他方の配
列方向(メモリートランジスタのチャンネル長方向)に
垂直な上部フローティングゲートFGU の両側面を覆う
ように設けられている。Wp 、Wq 、Wr などはワード
線(コントロールゲート)を示す。これらのワード線W
p 、Wq 、Wrなどは、カップリング誘電体膜6上に、
下部フローティングゲートFGL の上記他方の配列方向
(メモリートランジスタのチャンネル長方向)に延在し
て設けられている。これらのワード線Wp 、Wq 、Wr
などは、例えばPのようなn型不純物がドープされた多
結晶Si膜上にWシリサイド膜を積層した構造のWポリ
サイド膜などにより形成される。
Reference numeral 6 denotes a coupling dielectric film having a three-layer structure of, for example, SiO 2 film / Si 3 N 4 film / SiO 2 film. The thickness of this coupling dielectric film 6 is SiO
It is, for example, about 20 nm in terms of two films. The coupling dielectric film 6, so as to cover the both side surfaces of the upper floating gate FG U the upper and lower floating gates FG L of the other arrangement direction perpendicular upper floating on (the channel length direction of the memory transistor) gate FG U It is provided in. W p , W q , W r, etc. indicate word lines (control gates). These word lines W
p , W q , W r, etc. are formed on the coupling dielectric film 6 by
Extending the lower floating gates FG L of the other arrangement direction (channel length direction of the memory transistor) is provided. These word lines W p , W q , W r
Are formed of, for example, a W polycide film having a structure in which a W silicide film is laminated on a polycrystalline Si film doped with an n-type impurity such as P.

【0019】この場合、層間絶縁膜5に設けられた接続
孔5aを介して互いに接続された下部フローティングゲ
ートFGL および上部フローティングゲートFGU 、そ
の上にカップリング誘電体膜6を介して積層されたワー
ド線、および、下部フローティングゲートFGL の両側
にこの下部フローティングゲートFGL に対して自己整
合的に設けられたn+ 型拡散層3により一つのメモリー
トランジスタが構成されている。
In this case, the lower floating gate FG L and the upper floating gate FG U , which are connected to each other through the connection hole 5a provided in the interlayer insulating film 5, are stacked thereon with the coupling dielectric film 6 interposed therebetween. word lines, and one of the memory transistor is composed of the n + -type diffusion layer 3 provided in a self-aligned manner with respect to the lower floating gate FG L on both sides of the lower floating gate FG L.

【0020】符号7は例えばBPSG膜のような平坦化
用絶縁膜を示す。この平坦化用絶縁膜7の平坦な表面上
には、例えばAlCuSi膜から成る金属配線8が設け
られている。この金属配線8は、n+ 型拡散層3だけで
はソース線またはドレイン線(ビット線)の抵抗が高く
なる場合があることから、これを防止する目的で設けら
れているものであり、下部フローティングゲートFGL
の上記一方の配列方向に配列された所定個数のメモリー
トランジスタ毎にn+ 型拡散層3にコンタクトしてい
る。符号9は表面保護用のパッシベーション膜を示す。
Reference numeral 7 indicates a flattening insulating film such as a BPSG film. On the flat surface of the flattening insulating film 7, a metal wiring 8 made of, for example, an AlCuSi film is provided. This metal wiring 8 is provided for the purpose of preventing the resistance of the source line or the drain line (bit line) from becoming high only with the n + type diffusion layer 3, so that the lower floating Gate FG L
A predetermined number of memory transistors arranged in one of the above arrangement directions are in contact with the n + type diffusion layer 3. Reference numeral 9 indicates a passivation film for surface protection.

【0021】次に、上述のように構成されたこの一実施
例によるコンタクトレスセル型不揮発性メモリーの製造
方法について、図2〜図11を参照しながら説明する。
ここで、図2A〜図11Aはそれぞれ図1Aに対応する
平面図、図2B〜図11Bはそれぞれ図2A〜図11A
のB−B線に沿っての断面図、図2C〜図11Cはそれ
ぞれ図2A〜図11AのC−C線に沿っての断面図であ
る。
Next, a method of manufacturing the contactless cell type non-volatile memory according to this embodiment constructed as described above will be described with reference to FIGS.
2A to 11A are plan views corresponding to FIG. 1A, and FIGS. 2B to 11B are FIGS. 2A to 11A, respectively.
2C to 11C are sectional views taken along the line BB of FIG. 2A to FIG. 11A, respectively.

【0022】この一実施例によるコンタクトレスセル型
不揮発性メモリーを製造するには、まず、図2に示すよ
うに、例えば抵抗率が10Ωcmのp型Si基板のよう
なp型半導体基板1上に例えば熱酸化法により例えば膜
厚が約10nmのSiO2 膜のようなトンネル酸化膜2
を形成した後、例えばCVD法により全面に下部フロー
ティングゲート形成用の多結晶Si膜10を形成し、こ
の多結晶Si膜10に例えばPのようなn型不純物を例
えばイオン注入法などによりドープする。この後、この
多結晶Si膜10上に、リソグラフィーにより、n+
拡散層3の反転パターン形状を有するストライプ状のレ
ジストパターン11を形成する。
In order to manufacture the contactless cell type nonvolatile memory according to this embodiment, first, as shown in FIG. 2, a p-type semiconductor substrate 1 such as a p-type Si substrate having a resistivity of 10 Ωcm is formed. For example, a tunnel oxide film 2 such as a SiO 2 film having a film thickness of about 10 nm is formed by a thermal oxidation method.
Then, a polycrystalline Si film 10 for forming a lower floating gate is formed on the entire surface by, for example, a CVD method, and the polycrystalline Si film 10 is doped with an n-type impurity such as P by, for example, an ion implantation method. . Thereafter, a stripe-shaped resist pattern 11 having an inverted pattern shape of the n + type diffusion layer 3 is formed on the polycrystalline Si film 10 by lithography.

【0023】次に、図3に示すように、このレジストパ
ターン11をマスクとして多結晶Si膜10をエッチン
グ法によりパターニングした後、引き続いてこのレジス
トパターン11をマスクとしてp型半導体基板1中に例
えばAsのようなn型不純物を例えばイオン注入法によ
り導入してソース領域またはドレイン領域を構成するn
+ 型拡散層3を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, the polycrystalline Si film 10 is patterned by an etching method using the resist pattern 11 as a mask, and then the resist pattern 11 is used as a mask in the p-type semiconductor substrate 1, for example. N for forming a source region or a drain region by introducing an n-type impurity such as As by, for example, an ion implantation method
A + type diffusion layer 3 is formed.

【0024】次に、レジストパターン11を除去した
後、図4に示すように、再びリソグラフィーにより、メ
モリートランジスタのチャンネル長方向に延在するスト
ライプ状のレジストパターン12を形成する。
Next, after removing the resist pattern 11, as shown in FIG. 4, a stripe-shaped resist pattern 12 extending in the channel length direction of the memory transistor is formed again by lithography.

【0025】次に、図5に示すように、このレジストパ
ターン12をマスクとして多結晶Si膜10をエッチン
グ法によりパターニングする。これによって、各メモリ
ートランジスタ形成部に四角形状の多結晶Si膜10か
ら成る下部フローティングゲートFGL が形成される。
この後、引き続いてこのレジストパターン12をマスク
としてp型半導体基板1中に例えばBのようなp型不純
物を例えばイオン注入法により導入して例えばp+ 型の
チャンネルストップ領域4を形成する。なお、このチャ
ンネルストップ領域4を形成するためのp型不純物のイ
オン注入のドーズ量は、n+ 型拡散層3を形成するため
のn型不純物のイオン注入のドーズ量に比べて十分に低
く選ばれ、したがってp型不純物がイオン注入された部
分のn+型拡散層3の不純物濃度は多少減少するに過ぎ
ない。
Next, as shown in FIG. 5, the polycrystalline Si film 10 is patterned by an etching method using the resist pattern 12 as a mask. Thus, the lower the floating gate FG L consisting of rectangular polycrystalline Si film 10 in the memory transistor forming portion is formed.
Then, subsequently, using the resist pattern 12 as a mask, a p-type impurity such as B is introduced into the p-type semiconductor substrate 1 by, for example, an ion implantation method to form a p + -type channel stop region 4, for example. The dose of ion implantation of p-type impurities for forming the channel stop region 4 is selected sufficiently lower than the dose of ion implantation of n-type impurities for forming the n + -type diffusion layer 3. Therefore, the impurity concentration of the n + -type diffusion layer 3 in the portion where the p-type impurities are ion-implanted is only slightly decreased.

【0026】次に、レジストパターン12を除去した
後、図6に示すように、例えばCVD法により全面に例
えばSiO2 膜のような層間絶縁膜5を形成する。次
に、この層間絶縁膜5上に、リソグラフィーにより、各
メモリートランジスタの下部フローティングゲートFG
L の直上の部分に所定形状の開口を有するレジストパタ
ーン13を形成する。
Next, after removing the resist pattern 12, as shown in FIG. 6, an interlayer insulating film 5 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface by, eg, CVD. Next, the lower floating gate FG of each memory transistor is formed on the interlayer insulating film 5 by lithography.
A resist pattern 13 having an opening of a predetermined shape is formed on the portion just above L.

【0027】次に、図7に示すように、このレジストパ
ターン13をマスクとして層間絶縁膜5をエッチング
し、接続孔5aを形成する。
Next, as shown in FIG. 7, the interlayer insulating film 5 is etched using the resist pattern 13 as a mask to form a connection hole 5a.

【0028】次に、レジストパターン13を除去した
後、図8に示すように、例えばCVD法により全面に上
部フローティングゲート形成用の多結晶Si膜14を形
成し、この多結晶Si膜14に例えばPのようなn型不
純物を例えばイオン注入法などによりドープする。この
後、この多結晶Si膜14上に、リソグラフィーによ
り、メモリートランジスタのチャンネル長方向に垂直な
方向に延在するストライプ状のレジストパターン15を
形成する。
Then, after removing the resist pattern 13, a polycrystalline Si film 14 for forming an upper floating gate is formed on the entire surface by, eg, CVD method as shown in FIG. An n-type impurity such as P is doped by, for example, an ion implantation method. Thereafter, a stripe-shaped resist pattern 15 extending in a direction perpendicular to the channel length direction of the memory transistor is formed on the polycrystalline Si film 14 by lithography.

【0029】次に、図9に示すように、このレジストパ
ターン15をマスクとして多結晶Si膜14をエッチン
グ法によりパターニングする。これによって、メモリー
トランジスタのチャンネル長方向に垂直な方向に延在
し、かつチャンネル長方向に互いに分離したストライプ
状に多結晶Si膜14がパターニングされる。
Next, as shown in FIG. 9, the polycrystalline Si film 14 is patterned by an etching method using the resist pattern 15 as a mask. As a result, the polycrystalline Si film 14 is patterned in stripes extending in the direction perpendicular to the channel length direction of the memory transistor and separated from each other in the channel length direction.

【0030】次に、レジストパターン15を除去した
後、図10に示すように、例えばCVD法などにより全
面に例えばSiO2 膜/Si3 4 膜/SiO2 膜の三
層構造から成るカップリング誘電体膜6を形成する。次
に、このカップリング誘電体膜6上に例えばCVD法や
スパッタリング法などによりワード線形成用のWポリサ
イド膜16を形成する。この後、このWポリサイド膜1
6上に、リソグラフィーにより、メモリートランジスタ
のチャンネル長方向に延在するストライプ状のレジスト
パターン17を形成する。
Next, after removing the resist pattern 15, as shown in FIG. 10, a coupling having a three-layer structure of, for example, SiO 2 film / Si 3 N 4 film / SiO 2 film is formed on the entire surface by, eg, CVD method. The dielectric film 6 is formed. Then, a W polycide film 16 for forming a word line is formed on the coupling dielectric film 6 by, for example, the CVD method or the sputtering method. After this, this W polycide film 1
A stripe-shaped resist pattern 17 extending in the channel length direction of the memory transistor is formed on 6 by lithography.

【0031】次に、このレジストパターン17をマスク
として、Wポリサイド膜16、カップリング誘電体膜6
および多結晶Si膜14をエッチング法により順次パタ
ーニングする。これによって、図11に示すように、こ
のパターニングされたWポリサイド膜16から成るワー
ド線Wp 、Wq 、Wr などが形成される。また、このパ
ターニングされた多結晶Si膜14から成る上部フロー
ティングゲートFGUがメモリートランジスタのチャン
ネル長方向に垂直な方向においてワード線に対して自己
整合的に形成される。この上部フローティングゲートF
U は、層間絶縁膜5に形成された接続孔5aを介して
下部フローティングゲートFGL と接続されている。
Next, using the resist pattern 17 as a mask, the W polycide film 16 and the coupling dielectric film 6 are formed.
Then, the polycrystalline Si film 14 is sequentially patterned by an etching method. As a result, as shown in FIG. 11, word lines W p , W q , W r and the like made of the patterned W polycide film 16 are formed. The upper floating gate FG U consisting of the patterned polycrystalline Si film 14 is formed in self-alignment with the word lines in the direction perpendicular to the channel length direction of the memory transistor. This upper floating gate F
G U is connected to the lower floating gate FG L via a connection hole 5a formed in the interlayer insulating film 5.

【0032】次に、レジストパターン17を除去した
後、図1に示すように、例えばCVD法により全面に例
えばBPSG膜のような平坦化用絶縁膜7を形成し、表
面平坦化を行う。この後、この平坦化用絶縁膜7上にn
+ 型拡散層3と平行に延在する例えばAlCuSi膜か
ら成る金属配線8を形成し、さらにその上にパッシベー
ション膜9を形成して、目的とするコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーを完成させる。
Next, after removing the resist pattern 17, as shown in FIG. 1, a planarizing insulating film 7 such as a BPSG film is formed on the entire surface by, eg, CVD method to planarize the surface. After that, n is formed on the planarizing insulating film 7.
A metal wiring 8 made of, for example, an AlCuSi film extending in parallel with the + type diffusion layer 3 is formed, and a passivation film 9 is further formed on the metal wiring 8 to complete an intended contactless cell type nonvolatile memory.

【0033】以上のように、この一実施例によるコンタ
クトレスセル型不揮発性メモリーによれば、メモリート
ランジスタのソース領域またはドレイン領域を構成する
+型拡散層3(ビット/VSS線)とワード線とを、従
来のようにn+ 型拡散層3を形成した後に熱酸化法によ
り厚い酸化膜を形成することなく、下部フローティング
ゲートFGL 形成後にCVD法により形成される層間絶
縁膜5により絶縁分離することができる。このため、n
+ 型拡散層3中のn型不純物の再拡散によるメモリート
ランジスタのショートチャンネル効果の増大を防止する
ことができ、したがってメモリートランジスタのサイズ
の縮小を図り、メモリーセルの高集積密度化を図ること
ができる。同様に、チャンネルストップ領域4を形成し
た後に熱酸化法により厚い酸化膜を形成する工程を経る
ことなくn+ 型拡散層3とワード線とを絶縁分離するこ
とができるため、チャンネルストップ領域4中のp型不
純物の再拡散によるメモリートランジスタのナローチャ
ンネル効果の増大を防止することができる。このため、
これによってもメモリートランジスタのサイズの縮小を
図ることができ、メモリーセルのより一層の高集積密度
化を図ることができる。
As described above, according to the contactless cell type non-volatile memory according to this embodiment, the n + type diffusion layer 3 (bit / V SS line) and the word forming the source region or the drain region of the memory transistor are formed. a line, without forming a thick oxide film by a conventional thermal oxidation after the formation of the n + -type diffusion layer 3 as an insulating the interlayer insulating film 5 is formed by a CVD method after the lower floating gate FG L form Can be separated. Therefore, n
It is possible to prevent the short channel effect of the memory transistor from increasing due to the re-diffusion of the n-type impurities in the + type diffusion layer 3, so that it is possible to reduce the size of the memory transistor and increase the integration density of the memory cell. it can. Similarly, since the n + -type diffusion layer 3 and the word line can be insulated and separated without the step of forming a thick oxide film by the thermal oxidation method after forming the channel stop region 4, It is possible to prevent the narrow channel effect of the memory transistor from increasing due to the re-diffusion of the p-type impurity. For this reason,
This also makes it possible to reduce the size of the memory transistor and further increase the integration density of the memory cell.

【0034】さらに、下部フローティングゲートFGL
および上部フローティングゲートFGU から成るフロー
ティングゲートとワード線(コントロールゲート)とに
より構成されるカップリングキャパシターの形成をメモ
リートランジスタのチャンネル長の設定と独立に行うこ
とができるため、カップリングキャパシターの容量設定
の自由度が大きいという利点もある。また、この場合、
上部フローティングゲートFGU のメモリートランジス
タのチャンネル長方向に垂直な両側面にもカップリング
誘電体膜6およびワード線が積層されていてこの部分に
もキャパシターが形成されているので、カップリングキ
ャパシターの実効的な面積が増大し、カップリングキャ
パシターの容量を大きくしたい場合に有利である。
Further, the lower floating gate FG L
And it is possible to carry out the floating gate and the word line consisting of the upper floating gate FG U and by the formation of a coupling capacitor configured (control gate) independently of the channel length setting of the memory transistors, capacitance setting of the coupling capacitor There is also an advantage that the degree of freedom is large. Also in this case,
Since the capacitor to the upper floating gate FG U memory the portion coupling the dielectric film 6 and the word line in the channel length direction perpendicular to both side surfaces be laminated of the transistors are formed, the effective coupling capacitor This is advantageous when the desired area is increased and it is desired to increase the capacitance of the coupling capacitor.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、メモリートランジスタのソース領域またはドレイン
領域を構成する拡散層とワード線との絶縁分離用の絶縁
膜を、このソース領域またはドレイン領域を構成する拡
散層を形成した後に熱酸化法により厚い酸化膜を形成す
る方法を用いることなく形成することができるため、メ
モリートランジスタのサイズの縮小を図り、メモリーセ
ルの高集積密度化を図ることができる。同様に、チャン
ネルストップ領域を形成した後に熱酸化法により厚い酸
化膜を形成する工程を経ることなくメモリートランジス
タのソース領域またはドレイン領域を構成する拡散層と
ワード線とを絶縁分離することができることにより、メ
モリートランジスタのサイズの縮小を図り、メモリーセ
ルのより一層の高集積密度化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, an insulating film for insulating and isolating a diffusion layer forming a source region or a drain region of a memory transistor from a word line is provided. Since it can be formed without using a method of forming a thick oxide film by a thermal oxidation method after forming a diffusion layer to be formed, it is possible to reduce the size of a memory transistor and achieve high integration density of a memory cell. it can. Similarly, the diffusion layer forming the source region or the drain region of the memory transistor and the word line can be insulated and separated without performing the step of forming a thick oxide film by the thermal oxidation method after forming the channel stop region. The size of the memory transistor can be reduced, and the density of the memory cell can be further increased.

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

【図1】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーを示す平面図、そのB−B線に沿っ
ての断面図およびC−C線に沿っての断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a contactless cell non-volatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC.

【図2】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 2 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view taken along line BB and a cross-section taken along line CC of FIG. It is a figure.

【図3】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 3 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view taken along line BB and a cross-section taken along line CC of FIG. It is a figure.

【図4】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 4 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell non-volatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図5】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 5 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a cross-sectional view taken along line BB and a cross-section taken along line CC of FIG. It is a figure.

【図6】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 6 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell type nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図7】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 7 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell type nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図8】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 8 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell type nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図9】この発明の一実施例によるコンタクトレスセル
型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 9 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell non-volatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図10】この発明の一実施例によるコンタクトレスセ
ル型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 10 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図11】この発明の一実施例によるコンタクトレスセ
ル型不揮発性メモリーの製造方法を説明するための平面
図、そのB−B線に沿っての断面図およびC−C線に沿
っての断面図である。
FIG. 11 is a plan view for explaining a method of manufacturing a contactless cell nonvolatile memory according to an embodiment of the present invention, a sectional view taken along the line BB and a sectional view taken along the line CC. It is a figure.

【図12】コンタクトレスセル型不揮発性メモリーの等
価回路図である。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a contactless cell nonvolatile memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 トンネル酸化膜 3 n+ 型拡散層 4 チャンネルストップ領域 5 層間絶縁膜 5a 接続孔 6 カップリング誘電体膜 10、14 多結晶Si膜 11、12、13、15、17 レジストパターン 16 ポリサイド膜 FGL 下部フローティングゲート FGU 上部フローティングゲート Wp 、Wq 、Wr ワード線1 p-type semiconductor substrate 2 tunnel oxide film 3 n + type diffusion layer 4 channel stop region 5 interlayer insulating film 5a connection hole 6 coupling dielectric film 10, 14 polycrystalline Si film 11, 12, 13, 15, 17 resist pattern 16 Polycide film FG L Lower floating gate FG U Upper floating gate W p , W q , W r Word line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/115 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 27/115

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリートランジスタのソース領域また
はドレイン領域を構成する拡散層上にワード線が交差配
置された構造を有する不揮発性半導体記憶装置におい
て、 絶縁膜に設けられた接続孔を介して互いに接続された第
1の膜および第2の膜によりフローティングゲートが形
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。
1. A non-volatile semiconductor memory device having a structure in which word lines are cross-arranged on a diffusion layer which constitutes a source region or a drain region of a memory transistor, and is connected to each other through a connection hole provided in an insulating film. A non-volatile semiconductor memory device in which a floating gate is formed by the first film and the second film thus formed.
【請求項2】 第1導電型の半導体基板中に、上記メモ
リートランジスタのチャンネル長方向において上記第1
の膜に対して自己整合的に第2導電型の上記拡散層が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の不揮発性
半導体記憶装置。
2. A semiconductor substrate of the first conductivity type, wherein the first transistor is formed in the channel length direction of the memory transistor.
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the diffusion layer of the second conductivity type is provided in a self-aligning manner with respect to the film of FIG.
【請求項3】 第1導電型の半導体基板中に、上記メモ
リートランジスタのチャンネル長方向と交差する方向に
おいて上記第1の膜に対して自己整合的に第1導電型の
チャンネルストップ領域が設けられていることを特徴と
する請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. A first-conductivity-type channel stop region is provided in a first-conductivity-type semiconductor substrate in self-alignment with the first film in a direction intersecting a channel length direction of the memory transistor. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein
【請求項4】 上記第1の膜および互いに隣接する上記
第1の膜の間の部分の半導体基板を覆うように上記絶縁
膜が設けられており、上記第1の膜の直上の部分の上記
絶縁膜に設けられた上記接続孔を介して上記第1の膜と
上記第2の膜とが互いに接続されていることを特徴とす
る請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The insulating film is provided so as to cover the first film and a part of the semiconductor substrate between the first films adjacent to each other, and the part of the insulating film is provided directly above the first film. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first film and the second film are connected to each other through the connection hole provided in the insulating film.
【請求項5】 上記メモリートランジスタのチャンネル
長方向と交差する方向において上記第2の膜は上記ワー
ド線に対して自己整合的に形成されていることを特徴と
する請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
5. The non-volatile semiconductor according to claim 1, wherein the second film is formed in self-alignment with the word line in a direction intersecting a channel length direction of the memory transistor. Storage device.
【請求項6】 上記第1の膜および上記第2の膜は多結
晶シリコン膜または高融点金属シリサイド膜であること
を特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the first film and the second film are polycrystalline silicon films or refractory metal silicide films.
【請求項7】 メモリートランジスタのソース領域また
はドレイン領域を構成する拡散層上にワード線が交差配
置された構造を有する不揮発性半導体記憶装置の製造方
法において、 第1導電型の半導体基板上にトンネル酸化膜およびフロ
ーティングゲート形成用の第1の膜を順次形成する工程
と、 上記第1の膜を上記半導体基板上の第1の方向に延在す
るストライプ状の第1のマスクを用いてパターニングす
る工程と、 上記パターニングされた上記第1の膜に対して自己整合
的に上記半導体基板中に第2導電型の不純物を導入する
ことにより第2導電型の上記拡散層を形成する工程と、 上記パターニングされた上記第1の膜を上記第1の方向
と交差する上記半導体基板上の第2の方向に延在するス
トライプ状の第2のマスクを用いてパターニングするこ
とにより下部フローティングゲートを形成する工程と、 上記第2のマスクに対して自己整合的に上記半導体基板
中に第1導電型の不純物を導入することにより上記第1
の方向の互いに隣接する上記下部フローティングゲート
の間の部分の上記半導体基板中に第1導電型のチャンネ
ルストップ領域を形成する工程と、 上記下部フローティングゲートおよび互いに隣接する上
記下部フローティングゲートの間の部分の上記半導体基
板を覆うように絶縁膜を形成する工程と、 上記下部フローティングゲートの直上の部分の上記絶縁
膜を選択的に除去することにより接続孔を形成する工程
と、 上記絶縁膜上および上記接続孔の部分の上記下部フロー
ティングゲート上にフローティングゲート形成用の第2
の膜を形成する工程と、 上記第2の膜を上記第1の方向に延在するストライプ状
の第3のマスクを用いてパターニングする工程と、 少なくとも上記パターニングされた上記第2の膜の上面
および側面を覆うようにカップリング誘電体膜を形成す
る工程と、 少なくとも上記カップリング誘電体膜上にワード線形成
用の第3の膜を形成する工程と、 上記第3の膜、上記カップリング誘電体膜および上記パ
ターニングされた上記第2の膜を上記第2の方向に延在
するストライプ状の第4のマスクを用いて順次パターニ
ングすることにより上記ワード線および上記接続孔を介
して上記下部フローティングゲートと接続された上部フ
ローティングゲートを形成する工程とを有することを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
7. A method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device having a structure in which word lines are cross-arranged on a diffusion layer forming a source region or a drain region of a memory transistor, wherein a tunnel is formed on a semiconductor substrate of a first conductivity type. A step of sequentially forming an oxide film and a first film for forming a floating gate; and patterning the first film using a stripe-shaped first mask extending in a first direction on the semiconductor substrate. Forming a diffusion layer of the second conductivity type by introducing impurities of the second conductivity type into the semiconductor substrate in a self-aligned manner with respect to the patterned first film; The patterned first film is patterned using a stripe-shaped second mask extending in a second direction on the semiconductor substrate intersecting the first direction. Forming a lower floating gate by bridging, the first by introducing a first conductivity type in a self-aligning manner in the semiconductor substrate an impurity with respect to the second mask
Forming a channel stop region of the first conductivity type in the semiconductor substrate in a portion between the lower floating gates adjacent to each other in the direction of, and a portion between the lower floating gate and the lower floating gates adjacent to each other. Forming an insulating film so as to cover the semiconductor substrate; forming a connection hole by selectively removing the insulating film directly above the lower floating gate; A second floating gate is formed on the lower floating gate in the connection hole portion.
The step of forming the film, the step of patterning the second film using the stripe-shaped third mask extending in the first direction, and at least the upper surface of the patterned second film. And a step of forming a coupling dielectric film so as to cover the side surface, a step of forming a third film for forming a word line on at least the coupling dielectric film, the third film, the coupling The dielectric film and the patterned second film are sequentially patterned using a stripe-shaped fourth mask extending in the second direction to form the lower portion through the word line and the connection hole. A step of forming an upper floating gate connected to the floating gate, the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項8】 上記第1の膜および上記第2の膜は多結
晶シリコン膜または高融点金属シリサイド膜であること
を特徴とする請求項7記載の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法。
8. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, wherein the first film and the second film are polycrystalline silicon films or refractory metal silicide films.
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