JPH0750349A - Nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory

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JPH0750349A
JPH0750349A JP5215097A JP21509793A JPH0750349A JP H0750349 A JPH0750349 A JP H0750349A JP 5215097 A JP5215097 A JP 5215097A JP 21509793 A JP21509793 A JP 21509793A JP H0750349 A JPH0750349 A JP H0750349A
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JP
Japan
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film
polycrystalline
polycrystal
control gate
floating gate
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JP5215097A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideharu Nakajima
英晴 中嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0750349A publication Critical patent/JPH0750349A/en
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Abstract

PURPOSE:To decrease manufacturing cost by forming a control gate and a floating gate with a single layer conductive film. CONSTITUTION:On the side of a polycrystal Si film 14a, which is a control gate, a polycrystal Si film 14b which is a floating gate is arranged. Between the counter surfaces 34 of respective polycrystal Si films 14a and 14b, a polycrystal Si film 33 is embedded via a SiO2 film 32. Consequently, even though polycrystal Si films 14a and 14b are separate from each other planarily, there are large capacitance coupling coefficients of polycrystal Si films 14a and 14b. Hence, this enables a channel hot electron 36 generated on the drain side end of a channel 35 under the polycrystal Si film 14a to be injected only to the polycrystal Si film 14b.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、制御ゲート及び浮
遊ゲートを有する不揮発性半導体記憶装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a control gate and a floating gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、本願の発明の一従来例であるE
PROMの製造方法を示している。この一従来例を製造
するためには、図6(a)に示す様に、Si基板11の
表面に、膜厚が50nmであるパッド用のSiO2
(図示せず)と膜厚が100nmのSiN膜(図示せ
ず)とを順次に形成した後、このSiN膜上でレジスト
(図示せず)を素子活性領域のパターンに加工する。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a conventional example E of the present invention.
The manufacturing method of PROM is shown. In order to manufacture this conventional example, as shown in FIG. 6A, a SiO 2 film (not shown) for a pad having a film thickness of 50 nm and a film thickness of 100 nm are formed on the surface of the Si substrate 11. And the SiN film (not shown) are sequentially formed, and then a resist (not shown) is processed on the SiN film to form a pattern of the element active region.

【0003】その後、このレジストをマスクにしたRI
EでSiN膜をパターニングし、レジストを除去してか
ら、SiN膜をマスクにして、チャネルストッパを形成
するための不純物をSi基板11中にイオン注入する。
そして、SiN膜を酸化防止マスクにしたLOCOS酸
化で、素子分離領域の表面にSiO2 膜12を形成す
る。その後、SiN膜とパッド用のSiO2 膜とをエッ
チングで順次に除去し、膜厚が25nmであるゲート酸
化膜としてのSiO2 膜13を素子活性領域の表面に形
成する。
After that, RI using this resist as a mask
After patterning the SiN film with E and removing the resist, impurities for forming a channel stopper are ion-implanted into the Si substrate 11 using the SiN film as a mask.
Then, the SiO 2 film 12 is formed on the surface of the element isolation region by LOCOS oxidation using the SiN film as an oxidation prevention mask. Then, the SiN film and the SiO 2 film for the pad are sequentially removed by etching to form a SiO 2 film 13 as a gate oxide film having a film thickness of 25 nm on the surface of the element active region.

【0004】次に、図6(b)に示す様に、膜厚が15
nmの多結晶Si膜14を全面に堆積させ、POCl3
等の蒸気に曝してこの蒸気からリン等を多結晶Si膜1
4中へ熱拡散させるプレデポジション法を950℃の温
度で1時間に亙って行ってから、後に形成する制御ゲー
トの延在方向で多結晶Si膜14を分断するパターンに
多結晶Si膜14上でレジスト(図示せず)を加工す
る。そして、このレジストをマスクにしたRIEで多結
晶Si膜14をパターニングしてから、レジストを除去
する。
Next, as shown in FIG. 6B, the film thickness is 15
nm polycrystal Si film 14 is deposited on the entire surface, and POCl 3
Exposed to vapors such as phosphorus and phosphorus from the vapors
4 is performed for 1 hour at a temperature of 950 ° C., and then the polycrystalline Si film 14 is divided into patterns in the extending direction of the control gate to be formed later. A resist (not shown) is processed above. Then, the polycrystalline Si film 14 is patterned by RIE using this resist as a mask, and then the resist is removed.

【0005】その後、1100℃の温度の熱酸化で膜厚
が15nmのSiO2 膜を多結晶Si膜14の表面に形
成し、このSiO2 膜上に膜厚が15nmのSiN膜を
CVD法で形成し、更にこのSiN膜の表面を2〜3n
mの膜厚に酸化して、容量結合用の絶縁膜としてのON
O膜15を多結晶Si膜14の表面に形成する。
Thereafter, a SiO 2 film having a thickness of 15 nm is formed on the surface of the polycrystalline Si film 14 by thermal oxidation at a temperature of 1100 ° C., and a SiN film having a thickness of 15 nm is formed on the SiO 2 film by the CVD method. Formed on the surface of this SiN film for 2 to 3n.
ON as an insulating film for capacitive coupling after being oxidized to a film thickness of m
The O film 15 is formed on the surface of the polycrystalline Si film 14.

【0006】その後、膜厚が30nmの多結晶Si膜1
6を全面に堆積させ、POCl3 等の蒸気に曝してこの
蒸気からリン等を多結晶Si膜16中へ熱拡散させるプ
レデポジション法を950℃の温度で1時間に亙って行
ってから、制御ゲートのパターンに多結晶Si膜16上
でレジスト(図示せず)を加工する。
After that, a polycrystalline Si film 1 having a film thickness of 30 nm is formed.
6 is deposited on the entire surface and exposed to vapor such as POCl 3 to thermally diffuse phosphorus or the like into the polycrystalline Si film 16 from this vapor at a temperature of 950 ° C. for 1 hour. A resist (not shown) is processed on the polycrystalline Si film 16 to form a control gate pattern.

【0007】そして、このレジストをマスクにしたRI
Eで多結晶Si膜16、ONO膜15及び多結晶Si膜
14を順次にパターニングしてから、レジストを除去す
る。このパターニングによって、多結晶Si膜16で制
御ゲートを形成すると共に、多結晶Si膜14を各メモ
リセル毎に分離して浮遊ゲートを形成する。
RI using this resist as a mask
The polycrystalline Si film 16, the ONO film 15, and the polycrystalline Si film 14 are sequentially patterned with E, and then the resist is removed. By this patterning, a control gate is formed by the polycrystalline Si film 16, and the polycrystalline Si film 14 is separated for each memory cell to form a floating gate.

【0008】その後、多結晶Si膜16、14やSiO
2 膜12等をマスクにして、例えば100keV程度の
加速エネルギ及び1×1014cm-2程度のドーズ量でP
hos+ をSi基板11中へイオン注入する。そして、
1000℃の温度で30分間のアニールを行って、N-
型の拡散層17a、17bを形成する。
After that, the polycrystalline Si films 16 and 14 and SiO
2 With the film 12 or the like as a mask, P with an acceleration energy of about 100 keV and a dose amount of about 1 × 10 14 cm −2
Hos + is ion-implanted into the Si substrate 11. And
Annealing is performed at a temperature of 1000 ° C. for 30 minutes to obtain N −.
The diffusion layers 17a and 17b of the mold are formed.

【0009】次に、図6(c)に示す様に、膜厚が30
0nmのSiO2 膜21をCVD法で全面に堆積させ、
このSiO2 膜21の全面及び露出したSiO2 膜13
に対するRIEを行って、SiO2 膜21から成る側壁
を多結晶Si膜14、16等に形成する。そして、膜厚
が25nmのSiO2 膜22をCVD法で全面に堆積さ
せる。
Next, as shown in FIG. 6C, the film thickness is 30
A 0 nm SiO 2 film 21 is deposited on the entire surface by the CVD method,
The entire surface of the SiO 2 film 21 and the exposed SiO 2 film 13
RIE is performed to form sidewalls of the SiO 2 film 21 on the polycrystalline Si films 14, 16 and the like. Then, a SiO 2 film 22 having a film thickness of 25 nm is deposited on the entire surface by the CVD method.

【0010】その後、多結晶Si膜16、14やSiO
2 膜21、12等をマスクにすると共にSiO2 膜22
で金属汚染等を防止しつつ、70keV程度の加速エネ
ルギ及び8×1015cm-2程度のドーズ量でAs+ をS
i基板11中へイオン注入する。そして、乾燥酸素中に
おいて1000℃の温度で40分間のアニールを行っ
て、N+ 型の拡散層23a、23bを形成する。
After that, the polycrystalline Si films 16 and 14 and SiO
The 2 films 21, 12 and the like are used as a mask and the SiO 2 film 22 is used.
While preventing metal contamination, etc., As + S is added with an acceleration energy of about 70 keV and a dose amount of about 8 × 10 15 cm -2.
Ions are implanted into the i substrate 11. Then, annealing is performed in dry oxygen at a temperature of 1000 ° C. for 40 minutes to form N + type diffusion layers 23a and 23b.

【0011】次に、図6(d)に示す様に、膜厚が60
0nmである層間絶縁膜としてのSiO2 膜24をCV
D法で全面に堆積させ、ビット線及びソース線用のコン
タクト孔のパターンにSiO2 膜24上でレジスト(図
示せず)を加工する。そして、このレジストをマスクに
したRIEを行って、拡散層23a、23bに達するコ
ンタクト孔25をSiO2 膜24等に開孔してから、レ
ジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 6D, the film thickness is 60
The SiO 2 film 24 as an interlayer insulating film having a thickness of 0 nm is CV
After being deposited on the entire surface by the D method, a resist (not shown) is processed on the SiO 2 film 24 to form a pattern of contact holes for bit lines and source lines. Then, RIE is performed using this resist as a mask to open contact holes 25 reaching the diffusion layers 23a and 23b in the SiO 2 film 24 and the like, and then the resist is removed.

【0012】その後、膜厚が1.2μmのAl膜26を
全面に堆積させ、ビット線及びソース線等のパターンに
Al膜26上でレジスト(図示せず)を加工する。そし
て、このレジストをマスクにしたRIEでAl膜26を
パターニングしてから、レジストを除去する。
After that, an Al film 26 having a film thickness of 1.2 μm is deposited on the entire surface, and a resist (not shown) is processed on the Al film 26 to form a pattern of bit lines, source lines and the like. Then, the Al film 26 is patterned by RIE using this resist as a mask, and then the resist is removed.

【0013】その後、オーバコート膜としてのP−Si
N膜27を全面に堆積させ、電極パッド用の開口のパタ
ーンにP−SiN膜27上でレジスト(図示せず)を加
工する。そして、このレジストをマスクにしたRIEを
行って、電極パッド用の開口(図示せず)をP−SiN
膜27に形成してから、レジストを除去する。そして更
に、Al膜26に対するシンタを行って、この一従来例
を完成させる。
After that, P-Si as an overcoat film is formed.
An N film 27 is deposited on the entire surface, and a resist (not shown) is processed on the P-SiN film 27 to have a pattern of openings for electrode pads. Then, RIE is performed using this resist as a mask to form an opening (not shown) for the electrode pad in P-SiN.
After forming the film 27, the resist is removed. Then, the Al film 26 is further sintered to complete this conventional example.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の様に
して製造した一従来例では、図6からも明らかな様に、
制御ゲートと浮遊ゲートとが積層構造になっているの
で、これらの制御ゲート及び浮遊ゲートを2層の多結晶
Si膜16、14で形成する必要がある。従って、構造
が複雑であると共に製造工程も長く、歩留りが低くて、
製造コストが高かった。
However, in one conventional example manufactured as described above, as is clear from FIG.
Since the control gate and the floating gate have a laminated structure, it is necessary to form these control gate and the floating gate with the two-layer polycrystalline Si films 16 and 14. Therefore, the structure is complicated, the manufacturing process is long, the yield is low,
The manufacturing cost was high.

【0015】特に、周辺回路部に論理回路を搭載してい
る半導体装置では、論理回路における多結晶Si膜が1
層であるので、EPROM部のみに第2層目の多結晶S
i配線を形成する必要があり、EPROMを搭載する半
導体装置における製造コストの上昇を避けることができ
なかった。また、多結晶Si膜が1層から2層になる
と、第2層目の多結晶Si膜をパターニングする際のダ
スト等による歩留りの低下も懸念され、このことも製造
コストを上昇させる要因になっていた。
Particularly, in a semiconductor device in which a logic circuit is mounted in the peripheral circuit portion, the polycrystalline Si film in the logic circuit is 1
Since it is a layer, the second-layer polycrystalline S
It is necessary to form the i-wiring, and it is inevitable to increase the manufacturing cost of the semiconductor device having the EPROM. Further, when the polycrystalline Si film is changed from one layer to two layers, there is a concern that the yield may be reduced due to dust or the like when patterning the second-layer polycrystalline Si film, which also causes an increase in manufacturing cost. Was there.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1の不揮発性半導
体記憶装置では、制御ゲート14aの側方に浮遊ゲート
14bが配置されており、前記制御ゲート14aと前記
浮遊ゲート14bとの夫々の対向面34同士の間が絶縁
膜32を介して導電膜33で埋められている。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, a floating gate 14b is arranged beside the control gate 14a, and the control gate 14a and the floating gate 14b are opposed to each other. A space between the surfaces 34 is filled with the conductive film 33 with the insulating film 32 interposed therebetween.

【0017】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
ゲート長方向に括れている括れ部37が前記制御ゲート
14aに設けられている。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
A constricted portion 37 constricted in the gate length direction is provided in the control gate 14a.

【0018】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
前記対向面34同士が嵌合した状態でこれらの対向面3
4が屈曲している。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
These facing surfaces 3 in a state where the facing surfaces 34 are fitted to each other.
4 is bent.

【0019】[0019]

【作用】請求項1の不揮発性半導体記憶装置では、制御
ゲート14aの側方に浮遊ゲート14bが配置されてい
るので、これらの制御ゲート14a及び浮遊ゲート14
bを単一層の導電膜で形成することができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first aspect, the floating gate 14b is arranged beside the control gate 14a. Therefore, the control gate 14a and the floating gate 14 are provided.
b can be formed of a single-layer conductive film.

【0020】そして、制御ゲート14aと浮遊ゲート1
4bとの夫々の対向面34同士の間が絶縁膜32を介し
て導電膜33で埋められているので、制御ゲート14a
と浮遊ゲート14bとが平面的に離間していても、これ
らの制御ゲート14aと浮遊ゲート14bとの容量結合
係数が大きい。このため、制御ゲート14a下のチャネ
ル35のドレイン側端部で発生させた電荷36を浮遊ゲ
ート14bのみへ注入することができる。
The control gate 14a and the floating gate 1
Since the space between the respective facing surfaces 34 of the control gate 14a and 4b is filled with the conductive film 33 with the insulating film 32 interposed therebetween,
Even if the floating gate 14b and the floating gate 14b are two-dimensionally separated from each other, the capacitive coupling coefficient between the control gate 14a and the floating gate 14b is large. Therefore, the charge 36 generated at the drain side end of the channel 35 under the control gate 14a can be injected only into the floating gate 14b.

【0021】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
制御ゲート14aに設けられている括れ部37に電界が
集中して、この括れ部37で電荷36が多く発生するの
で、電荷37を浮遊ゲート14bへ効率的に注入するこ
とができる。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
Since the electric field is concentrated on the constricted portion 37 provided in the control gate 14a and a large amount of the charge 36 is generated in the constricted portion 37, the charge 37 can be efficiently injected into the floating gate 14b.

【0022】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
制御ゲート14aと浮遊ゲート14bとの対向面34が
屈曲しているで対向面積が大きく、しかも対向面34同
士が嵌合しているので制御ゲート14aと浮遊ゲート1
4bとの容量結合係数が更に大きくて、電荷36を浮遊
ゲート14bへ効率的に注入することができる。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
Since the facing surface 34 between the control gate 14a and the floating gate 14b is bent, the facing area is large, and since the facing surfaces 34 are fitted together, the control gate 14a and the floating gate 1
The capacitive coupling coefficient with 4b is further large, and the charge 36 can be efficiently injected into the floating gate 14b.

【0023】[0023]

【実施例】以下、EPROMに適用した本願の発明の第
1〜第4実施例を、図1〜5を参照しながら説明する。
なお、図6に示した一従来例と対応する構成部分には、
同一の符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First to fourth embodiments of the present invention applied to an EPROM will be described below with reference to FIGS.
The components corresponding to the conventional example shown in FIG.
The same reference numerals are attached.

【0024】図2が第1実施例を示しており、図1がそ
の製造方法を示している。この第1実施例の製造に際し
ても、図1(a)に示す様にゲート酸化膜としてのSi
2膜13を形成し、更に、全面に堆積させた多結晶S
i膜に対してプレデポジション法を行うまでは、図6に
示した一従来例を製造する場合と同様の工程を実行す
る。
FIG. 2 shows the first embodiment, and FIG. 1 shows the manufacturing method thereof. Also in the manufacture of the first embodiment, as shown in FIG. 1A, Si as a gate oxide film is used.
An O 2 film 13 is formed and then polycrystalline S is deposited on the entire surface.
Until the pre-deposition method is performed on the i film, the same steps as in the case of manufacturing the conventional example shown in FIG. 6 are performed.

【0025】しかし、この第1実施例を製造するために
は、その後、互いの側方で延在する制御ゲート及び浮遊
ゲートのパターンに多結晶Si膜上でレジストを加工す
る。そして、このレジストをマスクにしたRIEで多結
晶Si膜をパターニングして、図1(b)及び図2に示
す様に、制御ゲートとしての多結晶Si膜14aと浮遊
ゲートとしての多結晶Si膜14bとを形成する。
However, in order to manufacture the first embodiment, thereafter, a resist is processed on the polycrystalline Si film to form a pattern of control gates and floating gates extending laterally of each other. Then, the polycrystalline Si film is patterned by RIE using this resist as a mask, and as shown in FIGS. 1B and 2, the polycrystalline Si film 14a as a control gate and the polycrystalline Si film as a floating gate are patterned. 14b.

【0026】その後、レジストを除去し、多結晶Si膜
14a、14b同士の間の素子活性領域を覆う別のレジ
スト31を再びパターニングする。そして、多結晶Si
膜14a、14b、レジスト31及びSiO2 膜12を
マスクにして、上述の一従来例を製造する場合と同様の
イオン注入を行い、更にレジスト31を除去してからア
ニールを行って、N- 型の拡散層17a、17bを形成
する。
After that, the resist is removed, and another resist 31 covering the element active region between the polycrystalline Si films 14a and 14b is patterned again. And polycrystalline Si
Using the films 14a and 14b, the resist 31 and the SiO 2 film 12 as a mask, the same ion implantation as in the case of manufacturing the conventional example described above is performed, and the resist 31 is further removed and annealed to obtain an N -type. Diffusion layers 17a and 17b are formed.

【0027】次に、図1(c)に示す様に、薄いSiO
2 膜32と膜厚が400nm程度の多結晶Si膜33と
を順次に全面に堆積させ、多結晶Si膜33の全面と露
出したSiO2 膜32、13とに対するRIEを行っ
て、多結晶Si膜33及びSiO2 膜32から成る側壁
を多結晶Si膜14a、14bに形成すると共に、Si
2 膜32を介して多結晶Si膜14a、14bの夫々
の対向面34同士の間を多結晶Si膜33で埋める。
Next, as shown in FIG. 1C, thin SiO
The second film 32 and the polycrystalline Si film 33 having a film thickness of about 400 nm are sequentially deposited on the entire surface, and RIE is performed on the entire surface of the polycrystalline Si film 33 and the exposed SiO 2 films 32 and 13 to obtain the polycrystalline Si film. The sidewalls composed of the film 33 and the SiO 2 film 32 are formed on the polycrystalline Si films 14a and 14b, and
The polycrystalline Si film 33 fills the space between the facing surfaces 34 of the polycrystalline Si films 14a and 14b with the O 2 film 32 interposed therebetween.

【0028】その後、多結晶Si膜14a、14b、3
3及びSiO2 膜12をマスクにして、80keV程度
の加速エネルギ及び7×1015cm-2程度のドーズ量で
As+ をSi基板11中へイオン注入して、N+ 型の拡
散層23a、23bを形成する。そして、膜厚が25n
mのSiO2 膜22をCVD法で全面に堆積させ、乾燥
酸素中において1000℃の温度で40分間の熱処理を
行って、SiO2 膜22をデンシファイする。その後、
図1(d)に示す様に、再び、上述の一従来例を製造す
る場合と同様の工程を実行して、この第1実施例を完成
させる。
After that, the polycrystalline Si films 14a, 14b, 3
3 and the SiO 2 film 12 as a mask, As + is ion-implanted into the Si substrate 11 with an acceleration energy of about 80 keV and a dose amount of about 7 × 10 15 cm -2 , and an N + type diffusion layer 23a, 23b is formed. And the film thickness is 25n
The SiO 2 film 22 of m is deposited on the entire surface by the CVD method, and heat treatment is performed in dry oxygen at a temperature of 1000 ° C. for 40 minutes to densify the SiO 2 film 22. afterwards,
As shown in FIG. 1D, the same steps as those for manufacturing the above-mentioned conventional example are executed again to complete the first example.

【0029】以上の製造方法の説明からも明らかな様
に、この第1実施例では、多結晶Si膜14a、14b
を1層しか用いていないので、通常のMOSトランジス
タの製造方法との整合性がよい。このため、MOSIC
の生産ラインにEPROMの生産を導入することが容易
であり、新規な工程を導入するための検討が殆ど不要で
あると共に、生産立ち上げコストを低減させることがで
きる。また、多結晶Si膜14a、14bを1層しか用
いていないので、Al膜26の下地の段差が小さい。こ
のため、Al膜26の段差被覆性が良好で、歩留り及び
信頼性が高い。
As is apparent from the above description of the manufacturing method, in the first embodiment, the polycrystalline Si films 14a and 14b are formed.
Since only one layer is used, the compatibility with the normal MOS transistor manufacturing method is good. Therefore, MOSIC
The production of the EPROM can be easily introduced into the production line, the examination for introducing a new process is almost unnecessary, and the production start-up cost can be reduced. Moreover, since only one layer of the polycrystalline Si films 14a and 14b is used, the step difference of the base of the Al film 26 is small. Therefore, the step coverage of the Al film 26 is good, and the yield and reliability are high.

【0030】この第1実施例における書き込み動作で
は、制御ゲートである多結晶Si膜14aに8V、ソー
スである拡散層23aに0V、ドレインである拡散層2
3bに10Vの電圧を夫々印加する。すると、多結晶S
i膜14a下にチャネル35が形成されて、このチャネ
ル35の拡散層23b側の端部でチャネルホットエレク
トロン36が発生すると共に、浮遊ゲートである多結晶
Si膜14bが多結晶Si膜14aと容量結合される。
この結果、チャネルホットエレクトロン36が多結晶S
i膜14bに注入される。
In the write operation in the first embodiment, 8 V is applied to the polycrystalline Si film 14a which is the control gate, 0 V is applied to the diffusion layer 23a which is the source, and the diffusion layer 2 which is the drain.
A voltage of 10V is applied to 3b. Then, the polycrystalline S
A channel 35 is formed under the i film 14a, channel hot electrons 36 are generated at the end of the channel 35 on the side of the diffusion layer 23b, and the polycrystalline Si film 14b, which is a floating gate, forms a capacitance with the polycrystalline Si film 14a. Be combined.
As a result, the channel hot electrons 36 become polycrystalline S
It is injected into the i film 14b.

【0031】また、読み出し動作では、多結晶Si膜1
4aに5V、拡散層23aに0V、拡散層23bに1V
の電圧を夫々印加する。すると、多結晶Si膜14a下
にチャネルが形成されると共に、多結晶Si膜14bが
多結晶Si膜14aと容量結合される。この結果、多結
晶Si膜14bに電子が注入されていなければ、多結晶
Si膜14b下にもチャネルが形成されて電流が流れる
が、多結晶Si膜14bに電子が注入されていれば、多
結晶Si膜14b下にはチャネルが形成されなくて電流
が流れないので、記憶情報を判定することができる。
In the read operation, the polycrystalline Si film 1 is also used.
5V for 4a, 0V for diffusion layer 23a, 1V for diffusion layer 23b
Are applied respectively. Then, a channel is formed under the polycrystalline Si film 14a, and the polycrystalline Si film 14b is capacitively coupled with the polycrystalline Si film 14a. As a result, if electrons are not injected into the polycrystalline Si film 14b, a channel is formed under the polycrystalline Si film 14b and a current flows, but if electrons are injected into the polycrystalline Si film 14b, a large amount of electrons are injected into the polycrystalline Si film 14b. Since no channel is formed under the crystalline Si film 14b and no current flows, the stored information can be determined.

【0032】また、消去動作では、多結晶Si膜14b
に紫外線を照射するが、図6に示した一従来例とは異な
って、この第1実施例では多結晶Si膜14b上に多結
晶Si膜14aが積層されていないので、多結晶Si膜
14bに紫外線を効率的に照射することができて、消去
特性が優れている。
In the erase operation, the polycrystalline Si film 14b is also used.
However, unlike the conventional example shown in FIG. 6, since the polycrystalline Si film 14a is not laminated on the polycrystalline Si film 14b in this first embodiment, the polycrystalline Si film 14b is not formed. It can be efficiently irradiated with ultraviolet rays and has excellent erasing characteristics.

【0033】図3は、第2実施例を示している。この第
2実施例は、ゲート長方向に括れている括れ部37が多
結晶Si膜14aに設けられていることを除いて、図
1、2に示した第1実施例と実質的に同様の構成を有し
ている。
FIG. 3 shows a second embodiment. The second embodiment is substantially the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that the constricted portion 37 constricted in the gate length direction is provided in the polycrystalline Si film 14a. Have a configuration.

【0034】図4は、第3実施例を示している。この第
3実施例は、対向面34同士が嵌合した状態でこれらの
対向面34が屈曲していることを除いて、図1、2に示
した第1実施例と実質的に同様の構成を有している。対
向面34の屈曲状態としては、図4(a)に示す様に、
多結晶Si膜14aの対向面34が凸型の場合と、図4
(b)に示す様に、多結晶Si膜14aの対向面34が
凹型の場合とがある。
FIG. 4 shows a third embodiment. The third embodiment has substantially the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 except that the facing surfaces 34 are bent with the facing surfaces 34 fitted to each other. have. As the bent state of the facing surface 34, as shown in FIG.
In the case where the facing surface 34 of the polycrystalline Si film 14a has a convex shape,
As shown in (b), the facing surface 34 of the polycrystalline Si film 14a may be concave.

【0035】図5は、第4実施例を示している。この第
4実施例では、SiO2 膜12に囲まれている素子活性
領域中にも島状のSiO2 膜12が設けられており、T
字型の多結晶Si膜14bの基端部38が島状のSiO
2 膜12に乗り上げており、多結晶Si膜14bが基端
部38の両側に分断されると共に島状のSiO2 膜12
に乗り上げていることを除いて、図1、2に示した第1
実施例と実質的に同様の構成を有している。但し、分断
されている多結晶Si膜14a同士も電気的には互いに
接続されている。
FIG. 5 shows a fourth embodiment. In the fourth embodiment, SiO 2 film SiO 2 film 12 also in the element active region which is island-like, surrounded by 12 is provided, T
The base end portion 38 of the V-shaped polycrystalline Si film 14b is made of island-shaped SiO 2.
And rides on 2 film 12, a polycrystalline Si island SiO 2 film 12 with film 14b is divided on both sides of the base end portion 38
No. 1 shown in Figures 1 and 2 except that
The structure is substantially similar to that of the embodiment. However, the divided polycrystalline Si films 14a are also electrically connected to each other.

【0036】図4に示した第3実施例は、図1、2に示
した第1実施例及び図3に示した第2実施例よりも対向
面34同士の対向面積が大きく、図5に示した第4実施
例は、図4に示した第3実施例よりも対向面34同士の
対向面積が更に大きい。
The third embodiment shown in FIG. 4 has a larger facing area between the facing surfaces 34 than the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and the second embodiment shown in FIG. In the shown fourth embodiment, the facing area of the facing surfaces 34 is larger than that in the third embodiment shown in FIG.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1の不揮発性半導体記憶装置で
は、制御ゲート及び浮遊ゲートを単一層の導電膜で形成
することができるので、構造が簡単であると共に製造工
程も短く、歩留りが高くて、製造コストが低い。
In the non-volatile semiconductor memory device according to the first aspect of the present invention, since the control gate and the floating gate can be formed of a single-layer conductive film, the structure is simple, the manufacturing process is short, and the yield is high. , The manufacturing cost is low.

【0038】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
電荷を浮遊ゲートへ効率的に注入することができるの
で、注入状態と非注入状態との閾値電圧の差が大きい。
従って、記憶情報の判定が容易で、信頼性が高い。
In the non-volatile semiconductor memory device according to claim 2,
Since the charges can be efficiently injected into the floating gate, the difference in threshold voltage between the injected state and the non-injected state is large.
Therefore, the stored information can be easily determined and the reliability is high.

【0039】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
電荷を浮遊ゲートへ効率的に注入することができるの
で、注入状態と非注入状態との閾値電圧の差が大きい。
しかも、制御ゲートと浮遊ゲートとの容量結合係数が大
きいので、浮遊ゲートの電位を容易に制御することがで
きて、制御ゲートの側方に浮遊ゲートが配置されていて
も、オン電流が大きい。従って、記憶情報の判定が更に
容易で、信頼性が更に高い。
In the non-volatile semiconductor memory device according to claim 3,
Since the charges can be efficiently injected into the floating gate, the difference in threshold voltage between the injected state and the non-injected state is large.
Moreover, since the capacitance coupling coefficient between the control gate and the floating gate is large, the potential of the floating gate can be easily controlled, and the on-current is large even if the floating gate is arranged on the side of the control gate. Therefore, the determination of the stored information is easier and the reliability is higher.

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

【図1】本願の発明の第1実施例の製造方法を工程順に
示しており、図2のI−I線に沿う位置における側断面
図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a manufacturing method of a first embodiment of the invention of the present application in the order of steps and taken along a line I-I in FIG.

【図2】第1実施例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the first embodiment.

【図3】第2実施例の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the second embodiment.

【図4】第3実施例の平面図である。FIG. 4 is a plan view of a third embodiment.

【図5】第4実施例の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a fourth embodiment.

【図6】本願の発明の一従来例の製造方法を工程順に示
す側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a manufacturing method of a conventional example of the present invention in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14a 多結晶Si膜 14b 多結晶Si膜 32 SiO2 膜 33 多結晶Si膜 34 対向面 37 括れ部14a Polycrystalline Si film 14b Polycrystalline Si film 32 SiO 2 film 33 Polycrystalline Si film 34 Opposing surface 37 Constricted portion

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御ゲートの側方に浮遊ゲートが配置さ
れており、 前記制御ゲートと前記浮遊ゲートとの夫々の対向面同士
の間が絶縁膜を介して導電膜で埋められている不揮発性
半導体記憶装置。
1. A non-volatile structure in which a floating gate is arranged beside the control gate, and a space between the respective facing surfaces of the control gate and the floating gate is filled with a conductive film via an insulating film. Semiconductor memory device.
【請求項2】 ゲート長方向に括れている括れ部が前記
制御ゲートに設けられている請求項1記載の不揮発性半
導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a constricted portion constricted in the gate length direction is provided in the control gate.
【請求項3】 前記対向面同士が嵌合した状態でこれら
の対向面が屈曲している請求項1記載の不揮発性半導体
記憶装置。
3. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the facing surfaces are bent while the facing surfaces are fitted to each other.
JP5215097A 1993-08-06 1993-08-06 Nonvolatile semiconductor memory Pending JPH0750349A (en)

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