JPH08186183A - Non-volatile semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory device and its manufacture

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JPH08186183A
JPH08186183A JP6328631A JP32863194A JPH08186183A JP H08186183 A JPH08186183 A JP H08186183A JP 6328631 A JP6328631 A JP 6328631A JP 32863194 A JP32863194 A JP 32863194A JP H08186183 A JPH08186183 A JP H08186183A
Authority
JP
Japan
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diffusion layer
impurity diffusion
trench
memory device
semiconductor memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP6328631A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Nishihara
利幸 西原
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH08186183A publication Critical patent/JPH08186183A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a non-volatile semiconductor memory device which can effectively and simultaneously prevent the punch through between memory cell transistors and that between wiring layers consisted of an impurity diffusion layer and further can be miniaturized and its manufacturing method. CONSTITUTION: A non-volatile semiconductor memory device is provided with a semiconductor substrate 20 where a plurality of stripe-shaped trenches 26 are formed at a specific space, impurity diffusion layers 22a, 22b, and 22c which are formed nearly in parallel with the trench 26 on the surface of the semiconductor substrate between the trenches 26, and a control gate 34 which is extended in a direction nearly crossing the impurity diffusion layer through an insulation layer 24 on the impurity diffusion layer. Memory cell transistors 40a and 40b are formed at a part where the control gate 34 enters the trench 26. The memory cell transistors have a floating gate 30a.

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、不揮発性半導体メモリ
装置に係り、さらに詳しくは、メモリセルトランジスタ
間のパンチスルーおよび不純物拡散層で構成される配線
層間のパンチスルーを同時に効果的に防止し得る不揮発
性半導体メモリ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device, and more particularly, to effectively prevent punch-through between memory cell transistors and punch-through between wiring layers composed of impurity diffusion layers at the same time. The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device to be obtained.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用情報端末機器の普及および
発展に伴って、その外部記憶装置として、大容量フラッ
シュメモリの必要性が高まっている。ところで、フラッ
シュメモリのメモリセルサイズを縮小するため、ソース
・ドレイン領域の配線として、基板への不純物拡散層を
用いる方法が提案されている。この方法を採用した不揮
発性半導体メモリ装置の要部断面斜視図と要部平面図と
を、それぞれ図5,6に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread and development of portable information terminal equipment, the need for a large-capacity flash memory as an external storage device is increasing. By the way, in order to reduce the memory cell size of a flash memory, a method of using an impurity diffusion layer to a substrate as a wiring of a source / drain region has been proposed. 5 and 6 show a perspective sectional view and a plan view of a main portion of a nonvolatile semiconductor memory device adopting this method, respectively.

【0003】図5,6に示すように、この不揮発性半導
体メモリ装置では、半導体基板2の表面に、ストライプ
状に、N型不純物拡散層4を形成し、この不純物拡散層
4をメモリ装置のビット線またはソース線として用い
る。不純物拡散層4の上には、同じくストライプ状に酸
化シリコン膜6が形成してある。酸化シリコン膜6間に
位置する半導体基板2の表面には、ゲート絶縁膜8が成
膜してあり、その上に、フローティングゲート10が行
列状に形成してある。
As shown in FIGS. 5 and 6, in this non-volatile semiconductor memory device, N-type impurity diffusion layers 4 are formed in stripes on the surface of a semiconductor substrate 2, and the impurity diffusion layers 4 are used in the memory device. Used as a bit line or source line. A silicon oxide film 6 is formed on the impurity diffusion layer 4 in the same stripe shape. A gate insulating film 8 is formed on the surface of the semiconductor substrate 2 located between the silicon oxide films 6, and floating gates 10 are formed in a matrix thereon.

【0004】フローティングゲート10の上には、中間
絶縁膜12を介して、コントロールゲート14が不純物
拡散層4の長手方向と略直交するように、所定間隔でス
トライプ状に形成してある。コントロールゲート14間
に位置する半導体基板2のゲート絶縁膜8直下の表面に
は、拡散層4,4間の配線分離を行うための分離用不純
物拡散層13が形成してある。この分離用不純物拡散層
13の導電型は、P型である。この分離用不純物拡散層
13の平面側パターンは、図6に示す斜線部のパターン
である。
Control gates 14 are formed on the floating gate 10 via an intermediate insulating film 12 in stripes at predetermined intervals so as to be substantially orthogonal to the longitudinal direction of the impurity diffusion layer 4. On the surface of the semiconductor substrate 2 directly below the gate insulating film 8 located between the control gates 14, an isolation impurity diffusion layer 13 for isolating the wiring between the diffusion layers 4 and 4 is formed. The conductivity type of the separation impurity diffusion layer 13 is P type. The pattern on the plane side of the separation impurity diffusion layer 13 is the hatched pattern shown in FIG.

【0005】各メモリセルトランジスタのチャネルは、
各フローティングゲート10毎に、その直下に位置する
ゲート絶縁膜8直下の半導体基板2の表面に形成され
る。このような構造の不揮発性半導体メモリ装置では、
メモリセル内にビット線用コンタクトを形成する必要が
なく、メモリセル面積を、通常のフローティングゲート
を有する不揮発性半導体メモリ装置に比較して、約30
%以上縮小することができる。
The channel of each memory cell transistor is
For each floating gate 10, it is formed on the surface of the semiconductor substrate 2 directly below the gate insulating film 8 located directly below it. In the nonvolatile semiconductor memory device having such a structure,
It is not necessary to form a bit line contact in the memory cell, and the memory cell area is about 30 as compared with a non-volatile semiconductor memory device having a normal floating gate.
It can be reduced by more than%.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
最近提案されている不揮発性半導体メモリ装置では、ビ
ット線またはソース線となる不純物拡散層4,4間の配
線分離を、フィールド酸化膜ではなく、イオン打ち込み
法により形成された分離用不純物拡散層13のみで行っ
ている。このため、セル面積の縮小が容易になる一方、
デザインルールが微細化すると、不純物拡散層4,4間
パンチスルーが発生してしまうと言う課題があった。
However, in such a recently proposed non-volatile semiconductor memory device, the wiring isolation between the impurity diffusion layers 4 and 4 serving as the bit line or the source line is not provided by the field oxide film. , Only the separation impurity diffusion layer 13 formed by the ion implantation method. For this reason, it becomes easy to reduce the cell area, while
If the design rule is miniaturized, there is a problem that punch through occurs between the impurity diffusion layers 4 and 4.

【0007】特に、不純物拡散層4の上に、熱酸化法に
より酸化シリコン膜6を成長させる過程で、不純物拡散
層4の不純物は増速拡散をうけて、メモリセルトランジ
スタのチャネル方向や基板方向に広がってしまう。その
ため、上記の課題がさらに増長されるのみでなく、メモ
リセルトランジスタ間においても、パンチスルーが生じ
るおそれがある。
In particular, in the process of growing the silicon oxide film 6 on the impurity diffusion layer 4 by the thermal oxidation method, the impurities of the impurity diffusion layer 4 are accelerated and diffused, so that the channel direction of the memory cell transistor and the substrate direction. Spread to. Therefore, not only the above problem is further increased, but also punch-through may occur between memory cell transistors.

【0008】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、メモリセルトランジスタ間のパンチスルーおよび不
純物拡散層で構成される配線層間のパンチスルーを同時
に効果的に防止し、しかも、さらに微細化を図ることが
できる不揮発性半導体メモリ装置およびその製造方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and effectively prevents punch-through between memory cell transistors and punch-through between wiring layers formed of impurity diffusion layers at the same time, and further miniaturization. An object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device that can be manufactured and a manufacturing method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置は、ストラ
イプ状のトレンチが所定間隔で複数形成された半導体基
板と、前記トレンチ間に挟まれた半導体基板の表面に前
記トレンチと略平行に形成してある不純物拡散層と、前
記不純物拡散層の上に、絶縁層を介して、前記不純物拡
散層と略直交する方向に伸びるコントロールゲートとを
有し、前記コントロールゲートが前記トレンチ内に入り
込む部分で、メモリセルトランジスタが形成されること
を特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is sandwiched between a semiconductor substrate having a plurality of stripe-shaped trenches formed at predetermined intervals and the trenches. An impurity diffusion layer formed substantially parallel to the trench on the surface of the semiconductor substrate, and a control gate extending on the impurity diffusion layer in a direction substantially orthogonal to the impurity diffusion layer via an insulating layer. A memory cell transistor is formed in a portion where the control gate enters the trench.

【0010】前記トレンチの内部には、ゲート絶縁膜を
介して、フローティングゲートが形成してあり、このフ
ローティングゲートの上に、中間絶縁膜を介して前記コ
ントロールゲートが形成してあることが好ましい。前記
トレンチの内周面には、メモリ用絶縁膜が形成してあ
り、そのメモリ用絶縁膜の上にコントロールゲートを形
成しても良い。
It is preferable that a floating gate is formed inside the trench via a gate insulating film, and the control gate is formed on the floating gate via an intermediate insulating film. A memory insulating film is formed on the inner peripheral surface of the trench, and a control gate may be formed on the memory insulating film.

【0011】前記メモリ用絶縁膜は電荷の蓄積および放
出が可能な膜で構成することができる。このような膜と
しては、窒素を含む絶縁膜を例示することができ、具体
的には、ONO膜(SiO2 /SiN/SiO2 )、O
N膜(SiN/SiO2 )、SiN膜などを例示するこ
とができる。
The memory insulating film may be formed of a film capable of storing and releasing charges. An example of such a film is an insulating film containing nitrogen. Specifically, an ONO film (SiO 2 / SiN / SiO 2 ), O
The N film (SiN / SiO 2 ), SiN film and the like can be exemplified.

【0012】前記メモリ用絶縁膜は、強誘電体薄膜で構
成することもできる。前記トレンチの側壁の一方にの
み、前記不純物拡散層と同じ導電型で不純物濃度が高い
領域が、不純物拡散層のトレンチ側壁下側に形成してあ
ることが好ましい。
The memory insulating film may be made of a ferroelectric thin film. It is preferable that a region having the same conductivity type as the impurity diffusion layer and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench below the trench sidewall of the impurity diffusion layer.

【0013】前記トレンチの一方の側壁に面する不純物
拡散層部分が、他方の側壁に面する不純物拡散層部分の
不純物濃度よりも高く成るように、前記トレンチで分離
された不純物拡散層を、トレンチ方向に伸びる低濃度不
純物拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に隣接
し且つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分とで構
成することもできる。
The impurity diffusion layer separated from the trench is formed so that the impurity diffusion layer portion facing one sidewall of the trench has a higher impurity concentration than the impurity diffusion layer portion facing the other sidewall. It may be composed of a low-concentration impurity diffusion layer portion extending in the direction and a high-concentration impurity diffusion layer portion adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portion.

【0014】前記コントロールゲートが形成されていな
いトレンチの底部には、前記不純物拡散層と反対の導電
型の配線間分離用不純物拡散層が形成してあることが好
ましい。前記不純物拡散層の導電型は、好ましくはN型
である。
It is preferable that an impurity diffusion layer for separating wirings having a conductivity type opposite to that of the impurity diffusion layer is formed at the bottom of the trench where the control gate is not formed. The conductivity type of the impurity diffusion layer is preferably N type.

【0015】本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置の
製造方法は、半導体基板のメモリセル領域の全面に、不
純物拡散層を形成する工程と、その後、半導体基板のメ
モリセル領域に、前記不純物拡散層を分離する深さで、
ストライプ状のトレンチを所定間隔で複数形成する工程
と、前記不純物拡散層の上に、絶縁層を介して、前記不
純物拡散層と略直交する方向にコントロールゲートを形
成し、前記コントロールゲートが前記トレンチ内に入り
込む部分で、メモリセルトランジスタを形成する工程と
を有する。
A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention comprises a step of forming an impurity diffusion layer on the entire surface of a memory cell region of a semiconductor substrate, and then the impurity diffusion layer in the memory cell region of the semiconductor substrate. At the depth to separate
Forming a plurality of stripe-shaped trenches at predetermined intervals; forming a control gate on the impurity diffusion layer through an insulating layer in a direction substantially orthogonal to the impurity diffusion layer, the control gate forming the trench; And a step of forming a memory cell transistor in a portion which enters inside.

【0016】前記コントロールゲートをマスクとして、
メモリセルトランジスタが形成される部分以外の前記ト
レンチ底部に、前記コントロールゲートおよびトレンチ
に対して自己整合的に、配線間分離用不純物拡散層を形
成する工程をさらに有することが好ましい。
Using the control gate as a mask,
It is preferable to further include a step of forming an impurity diffusion layer for inter-wiring isolation in a self-alignment with the control gate and the trench at the bottom of the trench other than the portion where the memory cell transistor is formed.

【0017】前記トレンチの内部には、ゲート絶縁膜を
介して、フローティングゲートを形成し、このフローテ
ィングゲートの上に、中間絶縁膜を介して前記コントロ
ールゲートを形成することが好ましい。前記トレンチの
側壁の一方にのみ、前記不純物拡散層と同じ導電型で不
純物濃度が高い領域を、斜めイオン注入法により、不純
物拡散層のトレンチ側壁下側に形成することが好まし
い。
It is preferable that a floating gate is formed inside the trench via a gate insulating film, and the control gate is formed on the floating gate via an intermediate insulating film. It is preferable that a region having the same conductivity type as the impurity diffusion layer and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench below the trench side wall of the impurity diffusion layer by an oblique ion implantation method.

【0018】前記トレンチの一方の側壁に面する不純物
拡散層部分が、他方の側壁に面する不純物拡散層部分の
不純物濃度よりも高く成るように、前記トレンチで分離
された不純物拡散層を、トレンチ方向に伸びる低濃度不
純物拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に隣接
し且つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分とで構
成することもできる。
The impurity diffusion layer separated from the trench is formed so that the impurity diffusion layer portion facing one side wall of the trench has a higher impurity concentration than the impurity diffusion layer portion facing the other side wall. It may be composed of a low-concentration impurity diffusion layer portion extending in the direction and a high-concentration impurity diffusion layer portion adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portion.

【0019】[0019]

【作用】本発明に係る不揮発性半導体メモリ装置では、
半導体基板の表面に形成されたストライプ状の不純物拡
散層を、ビット線またはソース線として用いた構造であ
るので、メモリセルトランジスタ毎に、ビット線コンタ
クトのためのコンタクトが不要となり、メモリセルの縮
小が実現される。また、本発明では、メモリセルトラン
ジスタをトレンチ内に形成するので、この点でもメモリ
セルの縮小が容易になる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention,
Since the stripe-shaped impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate is used as a bit line or a source line, a contact for a bit line contact is not required for each memory cell transistor, which reduces the size of the memory cell. Is realized. Further, according to the present invention, since the memory cell transistor is formed in the trench, the memory cell can be easily reduced in this respect as well.

【0020】また、本発明に係る不揮発性半導体メモリ
装置では、ビット線またはソース線となる不純物拡散層
が、トレンチにより分離された形となるので、これらの
間の配線分離が確実となり、拡散層間でのパンチスルー
を確実に防止することができる。さらに、メモリセルト
ランジスタ間のパンチスルーも効果的に防止することが
できる。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, since the impurity diffusion layers to be the bit lines or the source lines are separated by the trenches, the wiring separation between them is ensured, and the diffusion layers are diffused. It is possible to reliably prevent punch through. Furthermore, punch through between memory cell transistors can be effectively prevented.

【0021】コントロールゲートが形成されていないト
レンチの底部に、不純物拡散層と反対の導電型の配線間
分離用不純物拡散層を形成すれば、拡散層間のパンチス
ルー防止およびメモリセルトランジスタ間のパンチスル
ー防止の作用が向上する。トレンチの側壁の一方にの
み、不純物拡散層と同じ導電型で不純物濃度が高い領域
を、不純物拡散層のトレンチ側壁下側に形成すれば、仮
想接地方式によるデータ書き込みの際に、書き込み対象
となるメモリセルトランジスタのドレイン近傍にのみ選
択的に高電界を発生させることができる。したがって、
隣接するメモリセルトランジスタへ誤書き込みすること
なく、目的とするメモリセルトランジスタへデータの書
き込みを行うことができる。
If an impurity diffusion layer for separating wirings of a conductivity type opposite to that of the impurity diffusion layer is formed at the bottom of the trench where the control gate is not formed, punch-through prevention between diffusion layers and punch-through between memory cell transistors are performed. Preventive action is improved. If a region having the same conductivity type as the impurity diffusion layer and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench below the side wall of the trench of the impurity diffusion layer, it becomes a write target when data is written by the virtual ground method. A high electric field can be selectively generated only in the vicinity of the drain of the memory cell transistor. Therefore,
Data can be written to a target memory cell transistor without erroneously writing to an adjacent memory cell transistor.

【0022】また、同様な作用は、トレンチで分離され
た不純物拡散層を、トレンチ方向に伸びる低濃度不純物
拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に隣接し且
つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分とで構成す
ることでも得られる。本発明に係る不揮発性半導体メモ
リ装置の製造方法では、上記の構造を有する不揮発性半
導体メモリ装置を比較的シンプルな製造プロセスで製造
することができる。
Further, the same effect is obtained by forming the impurity diffusion layer separated by the trench in a low-concentration impurity diffusion layer portion extending in the trench direction and a high-concentration impurity layer formed adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portion. It can also be obtained by configuring with the impurity diffusion layer portion. With the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure can be manufactured by a relatively simple manufacturing process.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明に係る不揮発性半導体メモリ装
置およびその製造方法を、図面に示す実施例に基づき、
詳細に説明する。第1実施例 図1,2に示す本発明の一実施例に係る不揮発性半導体
メモリ装置を製造するには、まず図1(A)に示すよう
に、半導体基板20を準備する。半導体基板20として
は、単結晶シリコン基板が用いられる。半導体基板20
の導電型は、P型およびN型のいずれでも良い。ただ
し、メモリセルトランジスタをN型MOSトランジスタ
で構成する場合には、メモリセル領域の基板表面がP型
となるように、P型基板あるいはN型基板にPウェルが
形成してあるものを用いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-volatile semiconductor memory device according to the present invention and a method of manufacturing the same will now be described with reference to the embodiments shown in the drawings
The details will be described. In manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention shown in the first embodiment Figure 1 and 2, first, as shown in FIG. 1 (A), a semiconductor substrate 20. A single crystal silicon substrate is used as the semiconductor substrate 20. Semiconductor substrate 20
The conductivity type may be P-type or N-type. However, when the memory cell transistor is composed of an N-type MOS transistor, a P-type substrate or an N-type substrate with a P well formed so that the substrate surface of the memory cell region is P-type is used.

【0024】半導体基板20のメモリセル領域の全面
に、イオン注入法により、AsなどのN型不純物を導入
し、N型の不純物拡散層22を形成する。不純物拡散層
22の表面には、熱酸化とCVDなどにより、基板の表
面に酸化シリコン膜などの絶縁膜24を成膜する。絶縁
膜24の膜厚は、特に限定されないが、たとえば50〜
200nm程度である。
An N-type impurity such as As is introduced into the entire surface of the memory cell region of the semiconductor substrate 20 by an ion implantation method to form an N-type impurity diffusion layer 22. An insulating film 24 such as a silicon oxide film is formed on the surface of the substrate by thermal oxidation, CVD or the like on the surface of the impurity diffusion layer 22. The thickness of the insulating film 24 is not particularly limited, but is, for example, 50 to
It is about 200 nm.

【0025】次に、絶縁膜24および不純物拡散層22
が形成された半導体基板20の表面に、トレンチ26を
ストライプ状に所定間隔で形成し、不純物拡散層22
を、ストライプ状の不純物拡散層22a,22b,22
c… に分離する。トレンチ26の溝幅および深さは、
特に限定されないが、たとえば溝幅は、200〜500
nm程度であり、溝深さは、少なくとも不純物拡散層2
2を分離できる深さであり、たとえば200〜500n
mとする。分離された不純物拡散層22a,22b,2
2cがメモリ装置のビット線またはソース線となる。
Next, the insulating film 24 and the impurity diffusion layer 22.
The trenches 26 are formed in stripes at predetermined intervals on the surface of the semiconductor substrate 20 on which the impurity diffusion layers 22 are formed.
The stripe-shaped impurity diffusion layers 22a, 22b, 22
c ... The groove width and depth of the trench 26 are
Although not particularly limited, for example, the groove width is 200 to 500.
and the groove depth is at least the impurity diffusion layer 2
2 is a depth that can be separated, for example, 200 to 500 n
m. Separated impurity diffusion layers 22a, 22b, 2
2c becomes a bit line or a source line of the memory device.

【0026】次に、図1(C)に示すように、熱処理後
ゲート酸化を行い、トレンチ26内の内周面に、ゲート
絶縁膜28を成膜する。ゲート絶縁膜28の膜厚は、特
に限定されないが、たとえば10nm程度である。次
に、このゲート絶縁膜28の上に、フローティングゲー
トと成る第1導電層30を成膜する。この第1導電層3
0は、たとえばリンを導入したポリシリコンで構成さ
れ、その膜厚は、たとえば50〜200nmである。こ
の第1導電層30は、CVDなどで成膜されるが、成膜
後に、トレンチ方向にエッチング加工される。
Next, as shown in FIG. 1C, gate oxidation is performed after heat treatment to form a gate insulating film 28 on the inner peripheral surface of the trench 26. The thickness of the gate insulating film 28 is not particularly limited, but is about 10 nm, for example. Next, a first conductive layer 30 to be a floating gate is formed on the gate insulating film 28. This first conductive layer 3
0 is composed of, for example, polysilicon into which phosphorus is introduced, and its film thickness is, for example, 50 to 200 nm. The first conductive layer 30 is formed by CVD or the like, and is etched in the trench direction after the film is formed.

【0027】次に、図1(D)に示すように、全面に中
間絶縁膜32を成膜した後、コントロールゲート34と
成る第2導電層を成膜する。中間絶縁膜32は、たとえ
ばONO膜(SiO2 /SiN/SiO2 )または下層
酸化膜のない二層膜(SiN/SiO2 )などで構成さ
れる。ONO膜を成膜するには、第1導電層30の表面
を熱酸化し、14nm以下程度の酸化膜を成膜し、その
熱酸化膜上に、約11nm以下程度の窒化シリコン膜を
CVD法などで成膜し、その表面を熱酸化して、約2n
m以下程度の酸化膜を形成する。このような工程によ
り、三層構造のONO膜を形成することができる。この
ONO膜は、低リーク電流で膜厚制御性に優れている。
このONO膜の膜厚は、酸化シリコン膜換算で、22n
m以下程度である。
Next, as shown in FIG. 1D, after forming an intermediate insulating film 32 on the entire surface, a second conductive layer to be the control gate 34 is formed. The intermediate insulating film 32 is composed of, for example, an ONO film (SiO 2 / SiN / SiO 2 ) or a two-layer film (SiN / SiO 2 ) without a lower oxide film. To form the ONO film, the surface of the first conductive layer 30 is thermally oxidized to form an oxide film of about 14 nm or less, and a silicon nitride film of about 11 nm or less is formed on the thermal oxide film by the CVD method. The film is formed with
An oxide film of about m or less is formed. Through such steps, an ONO film having a three-layer structure can be formed. This ONO film has a low leak current and excellent film thickness controllability.
The film thickness of this ONO film is 22n in terms of silicon oxide film.
It is about m or less.

【0028】コントロールゲート34となる第2導電層
としては、特に限定されないが、たとえばポリシリコン
膜とシリサイド膜との積層膜であるポリサイド膜で構成
される。この第2導電層は、トレンチ26の長手方向と
略直角方向に所定間隔でRIE(反応性イオンエッチン
グ)などでエッチング加工し、コントロールゲート34
を形成する。そのエッチングに引続き、コントロールゲ
ート34のパターンで、中間絶縁膜32および第1導電
層30もエッチング加工し、トレンチ26内にフローテ
ィングゲート30aを形成する。なお、コントロールゲ
ート34は、メモリ装置のワード線を兼ねる。
The second conductive layer serving as the control gate 34 is not particularly limited, but is formed of, for example, a polycide film which is a laminated film of a polysilicon film and a silicide film. The second conductive layer is etched by RIE (reactive ion etching) or the like at predetermined intervals in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the trench 26, and the control gate 34 is formed.
To form. Subsequent to the etching, the intermediate insulating film 32 and the first conductive layer 30 are also etched with the pattern of the control gate 34 to form the floating gate 30a in the trench 26. The control gate 34 also serves as a word line of the memory device.

【0029】次に、図1(E)に示すように、コントロ
ールゲート34をマスクとして、イオン注入を行い、コ
ントロールゲートが形成されていないトレンチ26の底
部に、不純物拡散層22と反対の導電型の配線間分離用
不純物拡散層38を形成する。イオン注入に用いる不純
物としては、たとえばP型の不純物であるボロンが用い
られる。イオン注入の条件としては、特に限定されない
が、たとえば20〜50KeVの注入エネルギーで、ド
ーズ量が1×1012〜5×1012/cm2 程度である。
Next, as shown in FIG. 1E, ion implantation is performed using the control gate 34 as a mask, and the conductivity type opposite to that of the impurity diffusion layer 22 is formed at the bottom of the trench 26 where the control gate is not formed. An impurity diffusion layer 38 for separating wirings is formed. As an impurity used for ion implantation, for example, boron which is a P-type impurity is used. The conditions for ion implantation are not particularly limited, but the implantation energy is, for example, 20 to 50 KeV, and the dose amount is about 1 × 10 12 to 5 × 10 12 / cm 2 .

【0030】このようにして形成された配線間分離用不
純物拡散層38は、拡散層22a,22b,22c間の
配線分離を補強すると共に、トレンチ26方向のメモリ
セルの素子分離を補強する。配線間分離用不純物拡散層
38のパターンは、図2に示す斜線部分で示される。
The inter-wiring isolation impurity diffusion layer 38 thus formed reinforces the wiring isolation between the diffusion layers 22a, 22b and 22c and the element isolation of the memory cell in the trench 26 direction. The pattern of the inter-wiring isolation impurity diffusion layer 38 is shown by the hatched portion in FIG.

【0031】なお、図1,2では省略してあるが、コン
トロールゲート34の上には、層間絶縁膜を介して、不
純物拡散層22a,22b,22cの抵抗を下げるため
のシャント用金属配線層が、これら拡散層と平行に設
け、所定のセル毎に、金属配線層と、拡散層とをコンタ
クトを通して接続することが好ましい。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, a shunt metal wiring layer for reducing the resistance of the impurity diffusion layers 22a, 22b, 22c is formed on the control gate 34 via an interlayer insulating film. However, it is preferable that the metal wiring layer and the diffusion layer are connected through a contact for each predetermined cell in parallel with the diffusion layer.

【0032】以上の製造プロセスで製造された本実施例
に係る不揮発性半導体メモリ装置では、コントロールゲ
ート34とトレンチ26との交点部分に位置するトレン
チ26の内部にメモリセルトランジスタ40a,40b
… が形成される。本実施例では、ビット線またはソー
ス線となる不純物拡散層22a,22b,22cで構成
される配線が、トレンチ26により分離されており、大
きな実効分離幅を有している。さらに、メモリセルトラ
ンジスタ40a,40b… がトレンチ内に形成されて
おり、トレンチ26の長手方向と直角方向にトレンチ2
6に沿って大きな実効チャネル長を有している。すなわ
ち、本実施例に係る構造を採用することで、メモリセル
トランジスタのパンチスルーと配線間のパンチスルーと
を同時に防止することができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to this embodiment manufactured by the above manufacturing process, the memory cell transistors 40a and 40b are provided inside the trench 26 located at the intersection of the control gate 34 and the trench 26.
... is formed. In the present embodiment, the wiring formed of the impurity diffusion layers 22a, 22b, 22c which will be the bit line or the source line is separated by the trench 26 and has a large effective separation width. Further, the memory cell transistors 40a, 40b ... Are formed in the trench, and the trench 2 is formed in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the trench 26.
6 has a large effective channel length. That is, by adopting the structure according to the present embodiment, it is possible to prevent punch through of the memory cell transistor and punch through between the wirings at the same time.

【0033】第2実施例 本発明の第2の実施例に係る不揮発性半導体メモリ装置
は、アクセスするメモリセルに応じて同一の配線(スト
ライプ状の不純物拡散層)が、ビット線とソース線とに
使い分けされる、いわゆる「仮想接地方式」を用いた不
揮発性半導体メモリ装置に関する。
Second Embodiment In a non-volatile semiconductor memory device according to a second embodiment of the present invention, the same wiring (striped impurity diffusion layer) is connected to a bit line and a source line according to a memory cell to be accessed. The present invention relates to a non-volatile semiconductor memory device using a so-called “virtual ground method” that is properly used.

【0034】以下、本実施例に係る不揮発性半導体メモ
リ装置について説明するが、前記第1実施例の不揮発性
半導体メモリ装置と共通する部材には、共通する符号を
付し、その重複する説明は、一部省略する。仮想接地方
式の不揮発性半導体メモリ装置では、たとえば図3
(B)に示すメモリセルトランジスタ40aにデータを
書き込む際には、不純物拡散層22aで構成された配線
を高電位にし、不純物拡散層22b,22cで構成され
る配線1層を接地電位に固定する。一方、メモリセルト
ランジスタ40bにデータを書き込む際には、不純物拡
散層22bで構成される配線を高電位に設定し、不純物
拡散層22a,22cで構成される配線を接地電位に固
定する。
The non-volatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described below. The same members as those of the non-volatile semiconductor memory device according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and overlapping description will be omitted. , Partly omitted. In the virtual ground type non-volatile semiconductor memory device, for example, FIG.
When writing data to the memory cell transistor 40a shown in (B), the wiring formed of the impurity diffusion layers 22a is set to a high potential, and the wiring one layer formed of the impurity diffusion layers 22b and 22c is fixed to the ground potential. . On the other hand, when writing data to the memory cell transistor 40b, the wiring formed of the impurity diffusion layers 22b is set to a high potential, and the wiring formed of the impurity diffusion layers 22a and 22c is fixed to the ground potential.

【0035】そこで、本実施例では、以下に示す構造お
よび製造方法を採用することにより、隣接するメモリセ
ルトランジスタへの誤書き込みを防止している。すなわ
ち、図3(A)に示すように、半導体基板20の表面
に、トレンチ26を形成した後、トレンチ26と直交す
る方向であって、45〜60度の傾きの斜め方向から、
イオン注入を行う。その結果、トレンチ26の側壁の一
方にのみ、不純物拡散層22a,22b,22cと同じ
導電型で不純物濃度が高い高濃度領域42を、不純物拡
散層22a,22b,22cのトレンチ側壁下側に形成
する。その高濃度領域を形成するためのイオン注入条件
としては、特に限定されないが、不純物として、リンを
用いた場合に、10〜30KeVの注入エネルギー、1
×1015〜5×1015/cm2 のドーズ量の条件であ
る。
Therefore, in this embodiment, by adopting the following structure and manufacturing method, erroneous writing to the adjacent memory cell transistor is prevented. That is, as shown in FIG. 3A, after forming the trench 26 on the surface of the semiconductor substrate 20, the direction orthogonal to the trench 26 and inclined from 45 to 60 degrees is obtained.
Ion implantation is performed. As a result, a high-concentration region 42 having the same conductivity type as the impurity diffusion layers 22a, 22b, 22c and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench 26 below the trench side walls of the impurity diffusion layers 22a, 22b, 22c. To do. The ion implantation conditions for forming the high concentration region are not particularly limited, but when phosphorus is used as the impurity, the implantation energy is 10 to 30 KeV, and 1
The condition is a dose amount of × 10 15 to 5 × 10 15 / cm 2 .

【0036】その後の工程は、図1に示す第1実施例の
場合と同様である。そのプロセスの結果、作製された不
揮発性半導体メモリ装置の要部断面斜視図を図3(B)
に示す。コントロールゲート34とトレンチ26との交
点部に位置するトレンチ26内にメモリセルトランジス
タ40a,40bが形成されるのは、図1に示す場合と
同様である。
The subsequent steps are the same as in the case of the first embodiment shown in FIG. As a result of the process, a cross-sectional perspective view of a main part of the manufactured nonvolatile semiconductor memory device is shown in FIG.
Shown in As in the case shown in FIG. 1, the memory cell transistors 40a and 40b are formed in the trench 26 located at the intersection of the control gate 34 and the trench 26.

【0037】本実施例に係る不揮発性半導体メモリ装置
では、高濃度領域42が、それぞれメモリセルトランジ
スタ40a,40bへのデータの書き込みの際、書き込
み対象となるトランジスタのドレイン近傍にのみに選択
的に高電界を発生させ、ホットキャリアによるデータの
書き込みを可能にする。それによって、たとえば拡散層
22bを高電位、拡散層22a,22cを接地電位にし
た時には、メモリセルトランジスタ40aに誤書き込み
することなく、メモリセルトランジスタ40bにデータ
を書き込むことができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment, the high concentration region 42 is selectively written only near the drain of the transistor to be written when writing data to the memory cell transistors 40a and 40b. A high electric field is generated and data can be written by hot carriers. Thereby, for example, when the diffusion layer 22b is set to a high potential and the diffusion layers 22a and 22c are set to the ground potential, data can be written in the memory cell transistor 40b without erroneous writing in the memory cell transistor 40a.

【0038】その他の作用は、前記第1実施例と同様で
ある。第3実施例 本発明の第3の実施例に係る不揮発性半導体メモリ装置
も、いわゆる「仮想接地方式」を用いた不揮発性半導体
メモリ装置に関する。
The other operation is the same as that of the first embodiment. Third Embodiment A non-volatile semiconductor memory device according to a third embodiment of the present invention also relates to a non-volatile semiconductor memory device using a so-called “virtual ground method”.

【0039】以下、本実施例に係る不揮発性半導体メモ
リ装置について説明するが、前記第1実施例の不揮発性
半導体メモリ装置と共通する部材には、共通する符号を
付し、その重複する説明は、一部省略する。本実施例で
は、図4に示すように、トレンチ26で分離された不純
物拡散層48a,48b,48c… を、それぞれ、ト
レンチ方向に伸びる低濃度不純物拡散層部分44と、こ
の低濃度不純物拡散層部分44に隣接し且つ平行に形成
される高濃度不純物拡散層部分46とで構成する。これ
ら不純物拡散層部分44,46は、同じ導電型であり、
たとえばN型で構成される。
The non-volatile semiconductor memory device according to the present embodiment will be described below. The members common to those of the non-volatile semiconductor memory device according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the overlapping description will be omitted. , Partly omitted. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the impurity diffusion layers 48a, 48b, 48c ... Separated by the trench 26 are respectively formed into a low-concentration impurity diffusion layer portion 44 extending in the trench direction and the low-concentration impurity diffusion layer. The high-concentration impurity diffusion layer portion 46 is formed adjacent to and parallel to the portion 44. These impurity diffusion layer portions 44 and 46 have the same conductivity type,
For example, it is of N type.

【0040】不純物濃度が相違する拡散層部分44,4
6をストライプ状に形成するには、たとえば図1(A)
に示す工程で、イオン注入工程を少なくとも二回行い、
拡散層部分44,46をストライプ状に形成する。その
後、トレンチを形成する。これらの結果、トレンチ26
の一方の側壁に面する不純物拡散層部分46が、他方の
側壁に面する不純物拡散層部分44の不純物濃度よりも
高く成る。
Diffusion layer portions 44 and 4 having different impurity concentrations
To form 6 in a stripe shape, for example, as shown in FIG.
In the step shown in, the ion implantation step is performed at least twice,
The diffusion layer portions 44 and 46 are formed in stripes. Then, a trench is formed. As a result of these, the trench 26
The impurity diffusion layer portion 46 facing one side wall has a higher impurity concentration than the impurity diffusion layer portion 44 facing the other side wall.

【0041】この構造を採用することにより、高濃度不
純物拡散層部分46のジャンクション近傍に加わる電界
が選択的に強くなる。したがって、不純物拡散層48b
を高電位、拡散層46a,46cを接地電位にした時に
は、メモリセルトランジスタ40aに誤書き込みするこ
となく、メモリセルトランジスタ40bにデータを書き
込むことができる。
By adopting this structure, the electric field applied near the junction of the high-concentration impurity diffusion layer portion 46 is selectively strengthened. Therefore, the impurity diffusion layer 48b
Is set to a high potential and the diffusion layers 46a and 46c are set to the ground potential, data can be written in the memory cell transistor 40b without erroneous writing in the memory cell transistor 40a.

【0042】その他の作用は、前記第1実施例と同様で
ある。なお、本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲内で種々に改変することがで
きる。たとえば、上記実施例では、トレンチ内に設けら
れるメモリセルトランジスタを、フローティングゲート
を有するダブルゲート型としたが、本発明は、これに限
定されず、たとえばONO膜あるいはON膜あるいはS
iN膜をメモリ膜として有するMONOS型、MONS
型、MNS型のシングルゲート型のメモリセルとしても
よい。または、分極状態のヒステリスを持つ強誘電体薄
膜をメモリ膜として有する構造のメモリセルトランジス
タであっても良い。
The other operations are similar to those of the first embodiment. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the memory cell transistor provided in the trench is of the double gate type having a floating gate, but the present invention is not limited to this, and for example, an ONO film, an ON film or an S film.
MONOS type having an iN film as a memory film, MONS
Type, MNS type single gate type memory cells may be used. Alternatively, it may be a memory cell transistor having a structure in which a ferroelectric thin film having hysteris in a polarized state is used as a memory film.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、半導体基板の表面に形成されたストライプ状の不純
物拡散層を、ビット線またはソース線として用いた構造
であるので、メモリセルトランジスタ毎に、ビット線コ
ンタクトのためのコンタクトが不要となり、メモリセル
の縮小が実現される。また、本発明では、メモリセルト
ランジスタをトレンチ内に形成するので、この点でもメ
モリセルの縮小が容易になる。
As described above, according to the present invention, since the stripe-shaped impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate is used as the bit line or the source line, the memory cell transistor is formed. Each time, the contact for the bit line contact is not required, and the memory cell can be reduced. Further, according to the present invention, since the memory cell transistor is formed in the trench, the memory cell can be easily reduced in this respect as well.

【0044】また、本発明に係る不揮発性半導体メモリ
装置では、ビット線またはソース線となる不純物拡散層
が、トレンチにより分離された形となるので、これらの
間の配線分離が確実となり、拡散層間でのパンチスルー
を確実に防止することができる。さらに、メモリセルト
ランジスタ間のパンチスルーも効果的に防止することが
できる。
Further, in the non-volatile semiconductor memory device according to the present invention, since the impurity diffusion layers which become the bit lines or the source lines are separated by the trenches, the wiring between them is surely secured and the diffusion layers It is possible to reliably prevent punch through. Furthermore, punch through between memory cell transistors can be effectively prevented.

【0045】コントロールゲートが形成されていないト
レンチの底部に、不純物拡散層と反対の導電型の配線間
分離用不純物拡散層を形成すれば、拡散層間のパンチス
ルー防止およびメモリセルトランジスタ間のパンチスル
ー防止の効果が向上する。トレンチの側壁の一方にの
み、不純物拡散層と同じ導電型で不純物濃度が高い領域
を、不純物拡散層のトレンチ側壁下側に形成すれば、仮
想接地方式によるデータ書き込みの際に、書き込み対象
となるメモリセルトランジスタのドレイン近傍にのみ選
択的に高電界を発生させることができる。したがって、
隣接するメモリセルトランジスタへ誤書き込みすること
なく、目的とするメモリセルトランジスタへデータの書
き込みを行うことができる。
By forming an impurity diffusion layer for separating wirings of a conductivity type opposite to that of the impurity diffusion layer at the bottom of the trench where the control gate is not formed, punch-through between diffusion layers and punch-through between memory cell transistors are prevented. The prevention effect is improved. If a region having the same conductivity type as the impurity diffusion layer and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench below the side wall of the trench of the impurity diffusion layer, it becomes a write target when data is written by the virtual ground method. A high electric field can be selectively generated only in the vicinity of the drain of the memory cell transistor. Therefore,
Data can be written to a target memory cell transistor without erroneously writing to an adjacent memory cell transistor.

【0046】また、同様な効果は、トレンチで分離され
た不純物拡散層を、トレンチ方向に伸びる低濃度不純物
拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に隣接し且
つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分とで構成す
ることでも得られる。本発明に係る不揮発性半導体メモ
リ装置の製造方法では、上記の構造を有する不揮発性半
導体メモリ装置を比較的シンプルな製造プロセスで製造
することができる。
Further, the same effect is obtained by forming the impurity diffusion layers separated by the trenches in the low-concentration impurity diffusion layer portions extending in the trench direction and the high-concentration impurities formed adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portions. It can also be obtained by configuring with the impurity diffusion layer portion. With the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure can be manufactured by a relatively simple manufacturing process.

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

【図1】図1(A)〜(E)は本発明の一実施例に係る
不揮発性半導体メモリ装置の製造過程を示す要部断面斜
視図である。
1A to 1E are cross-sectional perspective views of relevant parts showing a manufacturing process of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1に示す製造プロセスで得られた不揮
発性半導体メモリ装置の要部平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a main part of a nonvolatile semiconductor memory device obtained by the manufacturing process shown in FIG.

【図3】図3(A),(B)は本発明のその他の実施例
に係る不揮発性半導体メモリ装置の製造過程を示す要部
断面斜視図である。
3 (A) and 3 (B) are cross-sectional perspective views of relevant parts showing a manufacturing process of a nonvolatile semiconductor memory device according to another embodiment of the present invention.

【図4】図4は本発明のさらにその他の実施例に係る不
揮発性半導体メモリ装置の要部断面斜視図である。
FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of essential parts of a nonvolatile semiconductor memory device according to still another embodiment of the present invention.

【図5】図5は従来例に係る不揮発性半導体メモリ装置
の要部断面斜視図である。
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of essential parts of a non-volatile semiconductor memory device according to a conventional example.

【図6】図6は図5に示す従来例に係る不揮発性半導体
メモリ装置の要部平面図である。
6 is a plan view of relevant parts of the conventional nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20… 半導体基板 22… 不純物拡散層 22a,22b,22c,48a,48b,48c…
不純物拡散層 24… 絶縁膜 26… トレンチ 28… ゲート絶縁膜 30… 第1導電層 30a… フローティングゲート 32… 中間絶縁膜 34… コントロールゲート(ワード線) 38… 配線間分離用不純物拡散層 40a,40b… メモリセルトランジスタ 42… 高濃度領域 44… 低濃度不純物拡散層部分 46… 高濃度不純物拡散層部分
20 ... Semiconductor substrate 22 ... Impurity diffusion layer 22a, 22b, 22c, 48a, 48b, 48c ...
Impurity diffusion layer 24 ... Insulating film 26 ... Trench 28 ... Gate insulating film 30 ... First conductive layer 30a ... Floating gate 32 ... Intermediate insulating film 34 ... Control gate (word line) 38 ... Wiring isolation impurity diffusion layers 40a, 40b Memory cell transistor 42 High concentration region 44 Low concentration impurity diffusion layer portion 46 High concentration impurity diffusion layer portion

───────────────────────────────────────────────────── 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 (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ストライプ状のトレンチが所定間隔で複
数形成された半導体基板と、 前記トレンチ間に挟まれた半導体基板の表面に前記トレ
ンチと略平行に形成してある不純物拡散層と、 前記不純物拡散層の上に、絶縁層を介して、前記不純物
拡散層と略直交する方向に伸びるコントロールゲートと
を有し、 前記コントロールゲートが前記トレンチ内に入り込む部
分で、メモリセルトランジスタが形成される不揮発性半
導体メモリ装置。
1. A semiconductor substrate having a plurality of stripe-shaped trenches formed at predetermined intervals, an impurity diffusion layer formed substantially parallel to the trench on a surface of the semiconductor substrate sandwiched between the trenches, and the impurity. A control gate extending on the diffusion layer in a direction substantially orthogonal to the impurity diffusion layer via an insulating layer, wherein a memory cell transistor is formed in a portion where the control gate enters the trench; Semiconductor memory device.
【請求項2】 前記トレンチの内部には、ゲート絶縁膜
を介して、フローティングゲートが形成してあり、この
フローティングゲートの上に、中間絶縁膜を介して前記
コントロールゲートが形成してある請求項1に記載の不
揮発性半導体メモリ装置。
2. A floating gate is formed inside the trench via a gate insulating film, and the control gate is formed on the floating gate via an intermediate insulating film. 1. The nonvolatile semiconductor memory device according to 1.
【請求項3】 前記トレンチの内周面には、メモリ用絶
縁膜が形成してあり、そのメモリ用絶縁膜の上にコント
ロールゲートが積層してある請求項2に記載の不揮発性
半導体メモリ装置。
3. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein an insulating film for memory is formed on an inner peripheral surface of the trench, and a control gate is laminated on the insulating film for memory. .
【請求項4】 前記メモリ用絶縁膜が電荷の蓄積および
放出が可能な膜である請求項3に記載の不揮発性半導体
メモリ装置。
4. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the memory insulating film is a film capable of storing and releasing charges.
【請求項5】 前記メモリ用絶縁膜が強誘電体薄膜であ
る請求項3に記載の不揮発性半導体メモリ装置。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the memory insulating film is a ferroelectric thin film.
【請求項6】 前記トレンチの側壁の一方にのみ、前記
不純物拡散層と同じ導電型で不純物濃度が高い領域が、
不純物拡散層のトレンチ側壁下側に形成してある請求項
1〜5のいずれかに記載の不揮発性半導体メモリ装置。
6. A region of the same conductivity type as the impurity diffusion layer and having a high impurity concentration is provided on only one side wall of the trench,
The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the non-volatile semiconductor memory device is formed below the sidewall of the trench of the impurity diffusion layer.
【請求項7】 前記トレンチの一方の側壁に面する不純
物拡散層部分が、他方の側壁に面する不純物拡散層部分
の不純物濃度よりも高く成るように、前記トレンチで分
離された不純物拡散層が、トレンチ方向に伸びる低濃度
不純物拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に隣
接し且つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分とで
構成される請求項1〜5のいずれかに記載の不揮発性半
導体メモリ装置。
7. The impurity diffusion layer separated by the trench is formed so that an impurity diffusion layer portion facing one sidewall of the trench has a higher impurity concentration than an impurity diffusion layer portion facing the other sidewall. 6. A low-concentration impurity diffusion layer portion extending in the trench direction, and a high-concentration impurity diffusion layer portion adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portion. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項8】 前記コントロールゲートが形成されてい
ないトレンチの底部には、前記不純物拡散層と反対の導
電型の配線間分離用不純物拡散層が形成してある請求項
1〜7のいずれかに記載の不揮発性半導体メモリ装置。
8. The impurity diffusion layer for separating wirings of a conductivity type opposite to that of the impurity diffusion layer is formed at the bottom of the trench in which the control gate is not formed. A nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
【請求項9】 前記不純物拡散層の導電型がN型である
請求項1〜8のいずれかに記載の不揮発性半導体メモリ
装置。
9. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the conductivity type of the impurity diffusion layer is N type.
【請求項10】 半導体基板のメモリセル領域の全面
に、不純物拡散層を形成する工程と、 その後、半導体基板のメモリセル領域に、前記不純物拡
散層を分離する深さで、ストライプ状のトレンチを所定
間隔で複数形成する工程と、 前記不純物拡散層の上に、絶縁層を介して、前記不純物
拡散層と略直交する方向にコントロールゲートを形成
し、前記コントロールゲートが前記トレンチ内に入り込
む部分で、メモリセルトランジスタを形成する工程とを
有する不揮発性半導体メモリ装置の製造方法。
10. A step of forming an impurity diffusion layer on the entire surface of a memory cell region of a semiconductor substrate, and thereafter, forming a stripe-shaped trench in the memory cell region of the semiconductor substrate at a depth for separating the impurity diffusion layer. Forming a plurality of control gates at predetermined intervals, and forming a control gate on the impurity diffusion layer in a direction substantially orthogonal to the impurity diffusion layer via an insulating layer, and at a portion where the control gate enters the trench. And a step of forming a memory cell transistor, a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項11】 前記コントロールゲートをマスクとし
て、メモリセルトランジスタが形成される部分以外の前
記トレンチ底部に、前記コントロールゲートおよびトレ
ンチに対して自己整合的に、配線間分離用不純物拡散層
を形成する工程をさらに有する請求項10に記載の不揮
発性半導体メモリ装置の製造方法。
11. An impurity diffusion layer for separating wirings is formed in the bottom of the trench other than a portion where a memory cell transistor is formed, in a self-aligned manner with the control gate and the trench, using the control gate as a mask. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, further comprising a step.
【請求項12】 前記トレンチの内部には、ゲート絶縁
膜を介して、フローティングゲートを形成し、このフロ
ーティングゲートの上に、中間絶縁膜を介して前記コン
トロールゲートを形成することを特徴する請求項10ま
たは11に記載の不揮発性半導体メモリ装置の製造方
法。
12. The floating gate is formed inside the trench via a gate insulating film, and the control gate is formed on the floating gate via an intermediate insulating film. 12. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to 10 or 11.
【請求項13】 前記トレンチの側壁の一方にのみ、前
記不純物拡散層と同じ導電型で不純物濃度が高い領域
を、斜めイオン注入法により、不純物拡散層のトレンチ
側壁下側に形成することを特徴とする請求項10〜12
のいずれかに記載の不揮発性半導体メモリ装置の製造方
法。
13. A region having the same conductivity type as the impurity diffusion layer and a high impurity concentration is formed on one side wall of the trench below the trench side wall of the impurity diffusion layer by an oblique ion implantation method. Claims 10 to 12
9. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to any one of 1.
【請求項14】 前記トレンチの一方の側壁に面する不
純物拡散層部分が、他方の側壁に面する不純物拡散層部
分の不純物濃度よりも高く成るように、前記トレンチで
分離された不純物拡散層を、トレンチ方向に伸びる低濃
度不純物拡散層部分と、この低濃度不純物拡散層部分に
隣接し且つ平行に形成される高濃度不純物拡散層部分と
で構成する請求項10〜12のいずれかに記載の不揮発
性半導体メモリ装置の製造方法。
14. An impurity diffusion layer separated by the trench is formed so that an impurity diffusion layer portion facing one sidewall of the trench has a higher impurity concentration than an impurity diffusion layer portion facing the other sidewall. 13. The low-concentration impurity diffusion layer portion extending in the trench direction, and the high-concentration impurity diffusion layer portion adjacent to and parallel to the low-concentration impurity diffusion layer portion, according to claim 10. Manufacturing method of non-volatile semiconductor memory device.
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