JPH08213572A - 不揮発性半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
不揮発性半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH08213572A JPH08213572A JP7281999A JP28199995A JPH08213572A JP H08213572 A JPH08213572 A JP H08213572A JP 7281999 A JP7281999 A JP 7281999A JP 28199995 A JP28199995 A JP 28199995A JP H08213572 A JPH08213572 A JP H08213572A
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- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-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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Abstract
(57)【要約】
【課題】異なる機能を支障なく発揮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。 【解決手段】メモリセルアレイは第1ブロックおよび第
2ブロックに分割されている。第1ブロックの第1型メ
モリセル14において、フローティングゲート26の上
に設けられたキャップ28は短く、第1型メモリセル1
4のゲートカップル比は小さく、マスクROM的な特性
を有する。一方、第2ブロックの第2型メモリセルにお
いてキャップは長く、第2型メモリセルのゲートカップ
ル比は大きく、プログラム特性に優れている。
体メモリ装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】メモリセルアレイは第1ブロックおよび第
2ブロックに分割されている。第1ブロックの第1型メ
モリセル14において、フローティングゲート26の上
に設けられたキャップ28は短く、第1型メモリセル1
4のゲートカップル比は小さく、マスクROM的な特性
を有する。一方、第2ブロックの第2型メモリセルにお
いてキャップは長く、第2型メモリセルのゲートカップ
ル比は大きく、プログラム特性に優れている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、不揮発性半導体メモリ
装置およびその製造方法に関する。
装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】メモリセルは、半導体メモリ装置におい
て情報を記憶する最小単位の回路をいう。メモリセル
は、トランジスタおよびキャパシタの組み合わせにより
構成される。通常の半導体メモリ装置では、記憶情報の
バラツキをできるだけ小さくするために、メモリセルア
レイでは、同一型および同一サイズのメモリセルをでき
る限り均一な特性を有するようにメモリセルを形成して
いる。
て情報を記憶する最小単位の回路をいう。メモリセル
は、トランジスタおよびキャパシタの組み合わせにより
構成される。通常の半導体メモリ装置では、記憶情報の
バラツキをできるだけ小さくするために、メモリセルア
レイでは、同一型および同一サイズのメモリセルをでき
る限り均一な特性を有するようにメモリセルを形成して
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
メモリ装置の集積度が高まるにつれて、半導体メモリ装
置は単なる記憶媒体からCPUと一体化したシステム的
な機能が要求されるようになっている。この傾向は、特
に、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等の
不揮発性半導体メモリ装置において顕著である。
メモリ装置の集積度が高まるにつれて、半導体メモリ装
置は単なる記憶媒体からCPUと一体化したシステム的
な機能が要求されるようになっている。この傾向は、特
に、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ等の
不揮発性半導体メモリ装置において顕著である。
【0004】かかる要望に応えて、例えば、インテル社
のブートブロック方式のように、半導体メモリ装置にお
けるメモリセルアレイを、複数のブロックに分割し、夫
々のブロックに異なる機能を持たせることが提案されて
いる。この方式では、ブロック毎に機能が異なるため、
メモリセルに要求される特性が異なっている。すなわ
ち、システム機動等の基本コードが入力されているブロ
ックは、データの書き換えが少ないのでマスクROM的
なメモリセルが要求される。一方、頻繁にデータの書き
換えが行われるブロックでは、プログラム特性が優れた
メモリセルが望ましい。
のブートブロック方式のように、半導体メモリ装置にお
けるメモリセルアレイを、複数のブロックに分割し、夫
々のブロックに異なる機能を持たせることが提案されて
いる。この方式では、ブロック毎に機能が異なるため、
メモリセルに要求される特性が異なっている。すなわ
ち、システム機動等の基本コードが入力されているブロ
ックは、データの書き換えが少ないのでマスクROM的
なメモリセルが要求される。一方、頻繁にデータの書き
換えが行われるブロックでは、プログラム特性が優れた
メモリセルが望ましい。
【0005】しかしながら、従来の半導体メモリ装置で
は、メモリセルアレイは全て同一特性を有するメモリセ
ルで構成されている。このため、上述のような多様な要
望には応えることができない。一つのブロックに適した
特性を有するようにメモリセセルを形成すると、他のブ
ロックで支障をきたすおそれがある。例えば、プログラ
ム特性を向上させるために、メモリセルアレイの全メモ
リセルをゲートカップル比が大きいメモリセルにする
と、基本コードを入力するためのブロックのメモリセル
では、ゲートディスターブやソフトライト等の問題が発
生しやすくなる。
は、メモリセルアレイは全て同一特性を有するメモリセ
ルで構成されている。このため、上述のような多様な要
望には応えることができない。一つのブロックに適した
特性を有するようにメモリセセルを形成すると、他のブ
ロックで支障をきたすおそれがある。例えば、プログラ
ム特性を向上させるために、メモリセルアレイの全メモ
リセルをゲートカップル比が大きいメモリセルにする
と、基本コードを入力するためのブロックのメモリセル
では、ゲートディスターブやソフトライト等の問題が発
生しやすくなる。
【0006】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、異なる機能を支障なく発揮できる不揮発性半導
体メモリ装置を提供する。
であり、異なる機能を支障なく発揮できる不揮発性半導
体メモリ装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1に、本発明は、複数
のメモリセルが並べられたメモリセルアレイを有する不
揮発性半導体メモリ装置であって、前記複数のメモリセ
ルが異なるゲートカップル比を有することを特徴とする
不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
のメモリセルが並べられたメモリセルアレイを有する不
揮発性半導体メモリ装置であって、前記複数のメモリセ
ルが異なるゲートカップル比を有することを特徴とする
不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
【0008】第1の発明において、メモリセルが異なる
ゲートカップル比を有するためには、メモリセルが、一
導電型の半導体基板の主面に互いに離間して設けられた
逆導電型のソース・ドレイン領域と、前記ソース・ドレ
イン領域の間のチャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を
介して設けられたフローティングゲートと、前記フロー
ティングゲートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設
けられたコントロールゲートとを具備し、前記複数のメ
モリセルの前記フローティングゲートおよび前記コント
ロールゲートが互いに重なり合う領域の面積が異なって
いても良い。
ゲートカップル比を有するためには、メモリセルが、一
導電型の半導体基板の主面に互いに離間して設けられた
逆導電型のソース・ドレイン領域と、前記ソース・ドレ
イン領域の間のチャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を
介して設けられたフローティングゲートと、前記フロー
ティングゲートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設
けられたコントロールゲートとを具備し、前記複数のメ
モリセルの前記フローティングゲートおよび前記コント
ロールゲートが互いに重なり合う領域の面積が異なって
いても良い。
【0009】また、メモリセルが、一導電型の半導体基
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた
フローティングゲートと、前記フローティングゲートの
表面上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャ
ップの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、前記複数のメモリセルの
前記キャップの面積が異なっていても良い。
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた
フローティングゲートと、前記フローティングゲートの
表面上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャ
ップの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、前記複数のメモリセルの
前記キャップの面積が異なっていても良い。
【0010】また、メモリセルが、一導電型の半導体基
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部また
は全部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設け
られたフローティングゲートと、前記フローティングゲ
ートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、複数の前記メモリセルの
前記フローティングゲートの面積が異なっていてもよ
い。
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部また
は全部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設け
られたフローティングゲートと、前記フローティングゲ
ートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、複数の前記メモリセルの
前記フローティングゲートの面積が異なっていてもよ
い。
【0011】第2に、本発明は、複数のメモリセルが並
べられたメモリセルアレイを有する不揮発性半導体メモ
リ装置であって、前記メモリセルアレイが複数のメモリ
セルからなる第1メモリセル群と、前記メモリセル群の
メモリセルとゲートカップル比が異なる複数のメモリセ
ルからなる第2メモリセル群とを具備することを特徴と
する不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
べられたメモリセルアレイを有する不揮発性半導体メモ
リ装置であって、前記メモリセルアレイが複数のメモリ
セルからなる第1メモリセル群と、前記メモリセル群の
メモリセルとゲートカップル比が異なる複数のメモリセ
ルからなる第2メモリセル群とを具備することを特徴と
する不揮発性半導体メモリ装置を提供する。
【0012】第2の発明において、第1メモリセル群お
よび第2メモリセル群の間でメモリセルのゲートカップ
ル比を異なるためには、メモリセルが、一導電型の半導
体基板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソ
ース・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間
のチャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けら
れたフローティングゲートと、前記フローティングゲー
トの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコン
トロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群およ
び前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記フ
ローティングゲートおよび前記コントロールゲートが互
いに重なり合う領域の面積が異なっていても良い。
よび第2メモリセル群の間でメモリセルのゲートカップ
ル比を異なるためには、メモリセルが、一導電型の半導
体基板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソ
ース・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間
のチャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けら
れたフローティングゲートと、前記フローティングゲー
トの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコン
トロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群およ
び前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記フ
ローティングゲートおよび前記コントロールゲートが互
いに重なり合う領域の面積が異なっていても良い。
【0013】また、メモリセルが、一導電型の半導体基
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた
フローティングゲートと、前記フローティングゲートの
表面上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャ
ップの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群お
よび前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記
キャップの面積が異なっていても良い。
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられた
フローティングゲートと、前記フローティングゲートの
表面上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャ
ップの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群お
よび前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記
キャップの面積が異なっていても良い。
【0014】また、メモリセルが、一導電型の半導体基
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部また
は全部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設け
られたフローティングゲートと、前記フローティングゲ
ートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備するメモリセルを複数有する
不揮発性半導体メモリ装置であって、前記第1メモリセ
ル群および前記第2メモリセル群の間で前記メモリセル
の前記フローティングゲートの面積が異なっていても良
い。
板の主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース
・ドレイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチ
ャンネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部また
は全部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設け
られたフローティングゲートと、前記フローティングゲ
ートの表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコ
ントロールゲートとを具備するメモリセルを複数有する
不揮発性半導体メモリ装置であって、前記第1メモリセ
ル群および前記第2メモリセル群の間で前記メモリセル
の前記フローティングゲートの面積が異なっていても良
い。
【0015】第3に、複数のメモリセルが並べられたメ
モリセルアレイを有する不揮発性半導体メモリ装置であ
って、前記メモリセルアレイが複数のブロックに分割さ
れ、前記ブロック内に形成されたメモリセルが、他のブ
ロック内に形成されたメモリセルとゲートカップル比が
異なることを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置を提
供する。
モリセルアレイを有する不揮発性半導体メモリ装置であ
って、前記メモリセルアレイが複数のブロックに分割さ
れ、前記ブロック内に形成されたメモリセルが、他のブ
ロック内に形成されたメモリセルとゲートカップル比が
異なることを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置を提
供する。
【0016】第4に、本発明は、複数のメモリセルが並
べられたメモリセルアレイを有し、前記複数のメモリセ
ルが異なるゲートカップル比を有する不揮発性半導体メ
モリ装置の製造方法であって、一導電型の半導体基板上
に第1ゲート絶縁膜を形成する工程、前記第1ゲート絶
縁膜上に第1導電膜を形成する工程、前記第1導電膜を
エッチングして複数のフローティングゲートとなる第1
導電膜を形成する工程、前記半導体基板の主面に各前記
メモリセルについてソース・ドレイン領域を形成する工
程、前記半導体基板上に前記フローティングゲートの表
面が露出するように層間絶縁膜を形成する工程、前記フ
ローティングゲートの表面を含む層間絶縁膜上に第2導
電膜を形成する工程、異なる面積を有する複数の開口部
が形成されたマスクを用いてフォトリソグラフィにより
前記第2導電膜をエッチングして前記フローティングゲ
ート上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有し異なる面積を有する複数のキャップを形成す
る工程、前記キャップ上に第2ゲート絶縁膜を形成する
工程、および、前記第2ゲート絶縁膜上にコントロール
ゲートとなる第3導電膜を形成する工程を具備すること
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置の製造方法を提
供する。
べられたメモリセルアレイを有し、前記複数のメモリセ
ルが異なるゲートカップル比を有する不揮発性半導体メ
モリ装置の製造方法であって、一導電型の半導体基板上
に第1ゲート絶縁膜を形成する工程、前記第1ゲート絶
縁膜上に第1導電膜を形成する工程、前記第1導電膜を
エッチングして複数のフローティングゲートとなる第1
導電膜を形成する工程、前記半導体基板の主面に各前記
メモリセルについてソース・ドレイン領域を形成する工
程、前記半導体基板上に前記フローティングゲートの表
面が露出するように層間絶縁膜を形成する工程、前記フ
ローティングゲートの表面を含む層間絶縁膜上に第2導
電膜を形成する工程、異なる面積を有する複数の開口部
が形成されたマスクを用いてフォトリソグラフィにより
前記第2導電膜をエッチングして前記フローティングゲ
ート上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな
面積を有し異なる面積を有する複数のキャップを形成す
る工程、前記キャップ上に第2ゲート絶縁膜を形成する
工程、および、前記第2ゲート絶縁膜上にコントロール
ゲートとなる第3導電膜を形成する工程を具備すること
を特徴とする不揮発性半導体メモリ装置の製造方法を提
供する。
【0017】また、第5に、本発明は、複数のメモリセ
ルが並べられたメモリセルアレイを有し、前記複数のメ
モリセルが異なるゲートカップル比を有する不揮発性半
導体メモリ装置の製造方法であって、一導電型の半導体
基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する工程、前記第1ゲ
ート絶縁膜上に第1導電膜を形成する工程、異なる面積
を有する複数の開口部が形成されたマスクを用いてフォ
トリソグラフィにより前記第1導電膜をエッチングして
異なる面積を有するフローティングゲートを形成する工
程、前記半導体基板の主面に各前記メモリセルについて
ソース・ドレイン領域を形成する工程、前記半導体基板
上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程、および、前記第
2ゲート絶縁膜上にコントロールゲートとなる第2導電
膜を形成する工程を具備することを特徴とする不揮発性
半導体メモリ装置の製造方法を提供する。
ルが並べられたメモリセルアレイを有し、前記複数のメ
モリセルが異なるゲートカップル比を有する不揮発性半
導体メモリ装置の製造方法であって、一導電型の半導体
基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する工程、前記第1ゲ
ート絶縁膜上に第1導電膜を形成する工程、異なる面積
を有する複数の開口部が形成されたマスクを用いてフォ
トリソグラフィにより前記第1導電膜をエッチングして
異なる面積を有するフローティングゲートを形成する工
程、前記半導体基板の主面に各前記メモリセルについて
ソース・ドレイン領域を形成する工程、前記半導体基板
上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程、および、前記第
2ゲート絶縁膜上にコントロールゲートとなる第2導電
膜を形成する工程を具備することを特徴とする不揮発性
半導体メモリ装置の製造方法を提供する。
【0018】本願の第1の発明は、メモリセルアレイの
中でメモリセルのゲートカップル比が異なっている。従
って、メモリセルアレイの中でメモリセルの特性が異な
っている。従って、異なる機能に適した特性を有するメ
モリセルを同一のメモリセルアレイ内が設けることが可
能である。
中でメモリセルのゲートカップル比が異なっている。従
って、メモリセルアレイの中でメモリセルの特性が異な
っている。従って、異なる機能に適した特性を有するメ
モリセルを同一のメモリセルアレイ内が設けることが可
能である。
【0019】例えば、メモリセルのフローティングゲー
トおよびコントロールゲートが互いに重なり合う領域の
面積(以下、重複面積という)を互いに異ならせること
で、メモリセルのゲートカップル比を互いに異ならせる
ことができる。フローティングゲートおよびコントロー
ル電極の重複面積は、フローティングゲートおよびコン
トロールゲートの間のキャパシタンスと互いに相関して
いる。重複面積が大きいほど、キャパシタンスが大き
い。従って、重複面積が大きいほどメモリセルのゲート
カップル比は大きい。
トおよびコントロールゲートが互いに重なり合う領域の
面積(以下、重複面積という)を互いに異ならせること
で、メモリセルのゲートカップル比を互いに異ならせる
ことができる。フローティングゲートおよびコントロー
ル電極の重複面積は、フローティングゲートおよびコン
トロールゲートの間のキャパシタンスと互いに相関して
いる。重複面積が大きいほど、キャパシタンスが大き
い。従って、重複面積が大きいほどメモリセルのゲート
カップル比は大きい。
【0020】上述の重複面積を変更する手段としては、
例えば、フローティングゲートの表面上にフローティン
グゲートの面積よりも大きな面積を有する導電性材料か
らなるキャップを設け、このキャップの面積を変更する
ことにより、キャップおよびコントロールゲート部の重
複面積が変更される。
例えば、フローティングゲートの表面上にフローティン
グゲートの面積よりも大きな面積を有する導電性材料か
らなるキャップを設け、このキャップの面積を変更する
ことにより、キャップおよびコントロールゲート部の重
複面積が変更される。
【0021】また、フローティングゲートを、ソース・
ドレイン領域の間のチャンネル領域上に少なくともソー
ス・ドレイン領域を覆うようにして形成する。このフロ
ーティングゲートの面積を変更することにより、キャッ
プおよびコントロールゲート部の重複面積が変更され
る。
ドレイン領域の間のチャンネル領域上に少なくともソー
ス・ドレイン領域を覆うようにして形成する。このフロ
ーティングゲートの面積を変更することにより、キャッ
プおよびコントロールゲート部の重複面積が変更され
る。
【0022】本願の第2の発明は、メモリセルアレイが
複数のメモリセルからなる第1メモリセル群と、メモリ
セル群のメモリセルとゲートカップル比が異なる複数の
メモリセルからなる第2メモリセル群とを具備する。従
って、第1メモリセル群および第2メモリセル群の夫々
異なるゲートカップル比に設定して、異なる機能に最適
な特性に設定することが可能である。
複数のメモリセルからなる第1メモリセル群と、メモリ
セル群のメモリセルとゲートカップル比が異なる複数の
メモリセルからなる第2メモリセル群とを具備する。従
って、第1メモリセル群および第2メモリセル群の夫々
異なるゲートカップル比に設定して、異なる機能に最適
な特性に設定することが可能である。
【0023】各メモリセル群のメモリセルのゲートカッ
プル比を変更するには、例えば、メモリセルのフローテ
ィングゲートおよびコントロールゲートの重複面積を互
いに異ならせる。
プル比を変更するには、例えば、メモリセルのフローテ
ィングゲートおよびコントロールゲートの重複面積を互
いに異ならせる。
【0024】フローティングゲートおよびコントロール
ゲートの重複面積を変更する手段としては、例えば、フ
ローティングゲートの表面上にフローティングゲートの
面積よりも大きな面積を有する導電性材料からなるキャ
ップを設け、このキャップの面積を変更することによ
り、キャップおよびコントロールゲート部の重複面積が
変更される。
ゲートの重複面積を変更する手段としては、例えば、フ
ローティングゲートの表面上にフローティングゲートの
面積よりも大きな面積を有する導電性材料からなるキャ
ップを設け、このキャップの面積を変更することによ
り、キャップおよびコントロールゲート部の重複面積が
変更される。
【0025】また、フローティングゲートを、ソース・
ドレイン領域の間のチャンネル領域上に少なくともソー
ス・ドレイン領域を覆うようにして形成する。このフロ
ーティングゲートの面積を変更することにより、キャッ
プおよびコントロールゲート部の重複面積が変更され
る。
ドレイン領域の間のチャンネル領域上に少なくともソー
ス・ドレイン領域を覆うようにして形成する。このフロ
ーティングゲートの面積を変更することにより、キャッ
プおよびコントロールゲート部の重複面積が変更され
る。
【0026】第3の発明は、メモリセルアレイが複数の
ブロックに分割され、一つのブロック内に形成されたメ
モリセルが、他のブロック内に形成されたメモリセルと
ゲートカップル比が異なる。このため、ブロック毎に異
なる機能を持たせる場合に、このブロック内に形成され
たメモリセルが、機能に最も適した特性を有するように
ゲートカップル比を変更することが可能である。
ブロックに分割され、一つのブロック内に形成されたメ
モリセルが、他のブロック内に形成されたメモリセルと
ゲートカップル比が異なる。このため、ブロック毎に異
なる機能を持たせる場合に、このブロック内に形成され
たメモリセルが、機能に最も適した特性を有するように
ゲートカップル比を変更することが可能である。
【0027】以上説明したように、本願の第1の発明
は、メモリセルアレイの中でメモリセルのゲートカップ
ル比が異なっている。従って、メモリセルアレイの中で
メモリセルの特性が異なっている。従って、異なる機能
に適した特性を有するメモリセルを同一のメモリセルア
レイ内が設けることが可能である。この結果、同一の不
揮発性半導体メモリ装置により異なる機能を夫々支障な
く発揮することができる。
は、メモリセルアレイの中でメモリセルのゲートカップ
ル比が異なっている。従って、メモリセルアレイの中で
メモリセルの特性が異なっている。従って、異なる機能
に適した特性を有するメモリセルを同一のメモリセルア
レイ内が設けることが可能である。この結果、同一の不
揮発性半導体メモリ装置により異なる機能を夫々支障な
く発揮することができる。
【0028】本願の第2の発明は、メモリセルアレイが
複数のメモリセルからなる第1メモリセル群と、メモリ
セル群のメモリセルとゲートカップル比が異なる複数の
メモリセルからなる第2メモリセル群とを具備する。従
って、第1メモリセル群および第2メモリセル群の夫々
異なるゲートカップル比に設定して、異なる機能に最適
な特性に設定することが可能である。この結果、同一の
不揮発性半導体メモリ装置により、メモリセル群毎に異
なる機能を支障なく発揮することができる。
複数のメモリセルからなる第1メモリセル群と、メモリ
セル群のメモリセルとゲートカップル比が異なる複数の
メモリセルからなる第2メモリセル群とを具備する。従
って、第1メモリセル群および第2メモリセル群の夫々
異なるゲートカップル比に設定して、異なる機能に最適
な特性に設定することが可能である。この結果、同一の
不揮発性半導体メモリ装置により、メモリセル群毎に異
なる機能を支障なく発揮することができる。
【0029】また、本願の第3の発明は、メモリセルア
レイが複数のブロックに分割され、一つのブロック内に
形成されたメモリセルが、他のブロック内に形成された
メモリセルとゲートカップル比が異なる。このため、ブ
ロック毎に異なる機能を持たせる場合に、このブロック
内に形成されたメモリセルが、機能に最も適した特性を
有するようにゲートカップル比を変更することが可能で
ある。この結果、同一の不揮発性半導体メモリ装置によ
り、ブロック毎に異なる機能を支障なく発揮することが
できる。
レイが複数のブロックに分割され、一つのブロック内に
形成されたメモリセルが、他のブロック内に形成された
メモリセルとゲートカップル比が異なる。このため、ブ
ロック毎に異なる機能を持たせる場合に、このブロック
内に形成されたメモリセルが、機能に最も適した特性を
有するようにゲートカップル比を変更することが可能で
ある。この結果、同一の不揮発性半導体メモリ装置によ
り、ブロック毎に異なる機能を支障なく発揮することが
できる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【0031】図1は、本発明の不揮発性半導体メモリ装
置の第1実施形態を示す該略図である。図中11は、メ
モリセルアレイである。メモリセルアレイ11は、第1
ブロック12および第2ブロック13に分割されてい
る。
置の第1実施形態を示す該略図である。図中11は、メ
モリセルアレイである。メモリセルアレイ11は、第1
ブロック12および第2ブロック13に分割されてい
る。
【0032】第1ブロックには、第1型メモリセル14
がマトリックス状に複数形成されている。図2に第1型
メモリセル14の断面図を示す。図中21は、p型シリ
コン基板である。p型のシリコン基板21には、n型不
純物イオンをドープして形成した高濃度不純物拡散領域
(n+)からなるソース領域22およびドレイン領域2
3が形成されている。ソース領域22およびドレイン領
域23を含むシリコン基板21の表面上には、トンネル
酸化膜24が形成されている。トンネル酸化膜24の表
面上であって、ソース領域22およびドレイン領域23
の間のチャンネル領域25の上方には、ポリシリコン膜
からなるフローティングゲート26が形成されている。
フローティングゲート26が形成された領域を除くトン
ネル酸化膜24の表面上には、シリコン酸化物からなる
層間絶縁膜27が形成されている。
がマトリックス状に複数形成されている。図2に第1型
メモリセル14の断面図を示す。図中21は、p型シリ
コン基板である。p型のシリコン基板21には、n型不
純物イオンをドープして形成した高濃度不純物拡散領域
(n+)からなるソース領域22およびドレイン領域2
3が形成されている。ソース領域22およびドレイン領
域23を含むシリコン基板21の表面上には、トンネル
酸化膜24が形成されている。トンネル酸化膜24の表
面上であって、ソース領域22およびドレイン領域23
の間のチャンネル領域25の上方には、ポリシリコン膜
からなるフローティングゲート26が形成されている。
フローティングゲート26が形成された領域を除くトン
ネル酸化膜24の表面上には、シリコン酸化物からなる
層間絶縁膜27が形成されている。
【0033】フローティングゲート26の露出面を覆
い、且つ、層間絶縁膜27の表面上であってソース領域
22およびドレイン領域23の上方の領域まで覆うポリ
シリコンからなるキャップ(Cap)28が形成されて
いる。キャップ28は、ソース領域22およびドレイン
領域24が並ぶ方向に沿った長さ(以下、x方向長さと
いう)Lx1と、このソース領域22およびドレイン領
域24が並ぶ方向に対して直交方向に沿った長さ(以
下、y方向長さ)Ly1を有する。従って、略長方形の
キャップ28の面積S1は、Lx1×Ly1で表され
る。
い、且つ、層間絶縁膜27の表面上であってソース領域
22およびドレイン領域23の上方の領域まで覆うポリ
シリコンからなるキャップ(Cap)28が形成されて
いる。キャップ28は、ソース領域22およびドレイン
領域24が並ぶ方向に沿った長さ(以下、x方向長さと
いう)Lx1と、このソース領域22およびドレイン領
域24が並ぶ方向に対して直交方向に沿った長さ(以
下、y方向長さ)Ly1を有する。従って、略長方形の
キャップ28の面積S1は、Lx1×Ly1で表され
る。
【0034】キャップ28を含む層間絶縁膜27の表面
上には、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコンが
積層してなるONO膜29が形成されている。ONO膜
29の表面上にはポリシリコンからなるコントロールゲ
ート30が形成されている。
上には、酸化シリコン/窒化シリコン/酸化シリコンが
積層してなるONO膜29が形成されている。ONO膜
29の表面上にはポリシリコンからなるコントロールゲ
ート30が形成されている。
【0035】第2ブロックには、第2型メモリセル15
がマトリックス状に複数形成されている。図3に第2型
メモリセル15の断面図を示す。第2型メモリセル15
は、フローティングゲート26の露出面を覆い、且つ、
層間絶縁膜27の表面上であってソース領域22および
ドレイン領域23の上方の領域まで覆うように形成され
たポリシリコンからなるキャップ31のサイズが異なっ
ていることを除き、図2に示す第1型メモリセル14と
同様の構造からなる。
がマトリックス状に複数形成されている。図3に第2型
メモリセル15の断面図を示す。第2型メモリセル15
は、フローティングゲート26の露出面を覆い、且つ、
層間絶縁膜27の表面上であってソース領域22および
ドレイン領域23の上方の領域まで覆うように形成され
たポリシリコンからなるキャップ31のサイズが異なっ
ていることを除き、図2に示す第1型メモリセル14と
同様の構造からなる。
【0036】キャップ31は、x方向長さLx2が、第
1型メモリセル14のキャップ28のx方向長さLx1
よりも長い。また、キャップ31のy方向長さLy2
は、第1型メモリセル14のキャップ28のy方向長さ
Lx2と同じである。従って、略長方形のキャップ31
の面積S2は、Lx2×Ly2で表され、第1型メモリ
セル14のキャップ28の面積S1よりも大きい。
1型メモリセル14のキャップ28のx方向長さLx1
よりも長い。また、キャップ31のy方向長さLy2
は、第1型メモリセル14のキャップ28のy方向長さ
Lx2と同じである。従って、略長方形のキャップ31
の面積S2は、Lx2×Ly2で表され、第1型メモリ
セル14のキャップ28の面積S1よりも大きい。
【0037】上述の第1型メモリセル14および第2型
メモリセル15のゲートカップル比は、チャンネル領域
25およびフローティングゲート26の間のキャパシタ
ンスおよびフローティングゲート26およびコントロー
ルゲート30の間のキャパシタンスが大きくなるほど大
きくなる。第1型メモリセル14および第2型メモリセ
ル15では、チャンネル領域25およびフローティング
ゲート26が互いに重なり合う面積が同一であるため、
チャンネル領域25およびフローティングゲート26の
間のキャパシタンスは一定である。これに対して、フロ
ーティングゲート26とコントロールゲート30の間の
キャパシタンスは、フローティングゲート26とコント
ロールゲート30の重複面積が大きいほど大きくなる。
第1型メモリセル14および第2型メモリセル15で
は、この重複面積は、コントロールゲート30がキャッ
プ28、31を全て覆っているので、キャップ28,3
1の面積S1,S2によって決定される。キャップ2
8,31のy方向長さLy1およびLy2は同一である
ので、面積S1,S2は、キャップ28,31のx方向
長さLx1およびLx2に比例して大きくなる。
メモリセル15のゲートカップル比は、チャンネル領域
25およびフローティングゲート26の間のキャパシタ
ンスおよびフローティングゲート26およびコントロー
ルゲート30の間のキャパシタンスが大きくなるほど大
きくなる。第1型メモリセル14および第2型メモリセ
ル15では、チャンネル領域25およびフローティング
ゲート26が互いに重なり合う面積が同一であるため、
チャンネル領域25およびフローティングゲート26の
間のキャパシタンスは一定である。これに対して、フロ
ーティングゲート26とコントロールゲート30の間の
キャパシタンスは、フローティングゲート26とコント
ロールゲート30の重複面積が大きいほど大きくなる。
第1型メモリセル14および第2型メモリセル15で
は、この重複面積は、コントロールゲート30がキャッ
プ28、31を全て覆っているので、キャップ28,3
1の面積S1,S2によって決定される。キャップ2
8,31のy方向長さLy1およびLy2は同一である
ので、面積S1,S2は、キャップ28,31のx方向
長さLx1およびLx2に比例して大きくなる。
【0038】従って、第1型メモリセル14では、キャ
ップ28の長さLx1が比較的短いため、キャップ28
の面積S1は小さくなる。従って、フローティングゲー
ト26の一部をなすキャップ28とコントロールゲート
30が互いに重なり合う重複面積は比較的小さいので、
フローティングゲート26およびコントロールゲート3
0の間のキャパシタンスは小さくなる。この結果、第1
型メモリセル14のゲートカップル比は小さくなるの
で、読出し優先のマスクROM的な特性を得ることがで
きる。
ップ28の長さLx1が比較的短いため、キャップ28
の面積S1は小さくなる。従って、フローティングゲー
ト26の一部をなすキャップ28とコントロールゲート
30が互いに重なり合う重複面積は比較的小さいので、
フローティングゲート26およびコントロールゲート3
0の間のキャパシタンスは小さくなる。この結果、第1
型メモリセル14のゲートカップル比は小さくなるの
で、読出し優先のマスクROM的な特性を得ることがで
きる。
【0039】一方、第2型メモリセル15では、キャッ
プ31の長さLx2が比較的長いため、キャップ30の
面積S2は大きくなる。従って、フローティングゲート
26の一部をなすキャップ28とコントロールゲート3
0が互いに重なり合う重複面積は比較的大きいので、フ
ローティングゲート26およびコントロールゲート30
の間のキャパシタンスは大きくなる。この結果、第2型
メモリセル15のゲートカップル比は小さくなるので、
優れたプログラム特性を得ることができる。
プ31の長さLx2が比較的長いため、キャップ30の
面積S2は大きくなる。従って、フローティングゲート
26の一部をなすキャップ28とコントロールゲート3
0が互いに重なり合う重複面積は比較的大きいので、フ
ローティングゲート26およびコントロールゲート30
の間のキャパシタンスは大きくなる。この結果、第2型
メモリセル15のゲートカップル比は小さくなるので、
優れたプログラム特性を得ることができる。
【0040】以上説明したように、第1実施形態の不揮
発性半導体メモリ装置では、第1ブロック12および第
2ブロック13に夫々違った特性を有する第1型メモリ
セル14および第2型メモリセル15を夫々形成されて
いる。従って、第1ブロック12では、第1型メモリセ
ル14は、マスクROM的な特性を有しているので、読
出しディスターブの発生を防止することができる。一
方、第2ブロック13では、書き換えが優先して行われ
るので、読出しディスターブのような長期的なエラーは
ほとんど問題にならない。そこで、第2型メモリセル1
5は、ゲートカップル比を大きくして、書き換え特性を
向上させることができる。
発性半導体メモリ装置では、第1ブロック12および第
2ブロック13に夫々違った特性を有する第1型メモリ
セル14および第2型メモリセル15を夫々形成されて
いる。従って、第1ブロック12では、第1型メモリセ
ル14は、マスクROM的な特性を有しているので、読
出しディスターブの発生を防止することができる。一
方、第2ブロック13では、書き換えが優先して行われ
るので、読出しディスターブのような長期的なエラーは
ほとんど問題にならない。そこで、第2型メモリセル1
5は、ゲートカップル比を大きくして、書き換え特性を
向上させることができる。
【0041】以下、第1実施形態の不揮発性半導体メモ
リ装置の製造方法の一例について図4〜図8を参照しな
がら説明する。図4,5,7,8において(A)は第1
ブロック12の第1型メモリセル14の製造工程を、
(B)は第2ブロックの第2型メモリセルの製造工程を
それぞれ示す。
リ装置の製造方法の一例について図4〜図8を参照しな
がら説明する。図4,5,7,8において(A)は第1
ブロック12の第1型メモリセル14の製造工程を、
(B)は第2ブロックの第2型メモリセルの製造工程を
それぞれ示す。
【0042】まず、図4に示すように、p型のシリコン
基板21の表面上にトンネル酸化膜24を形成し、その
上にフローティングゲート用の第1ポリシリコン膜を形
成する。この第1ポリシリコン膜を一般的なフォトリソ
グラフィ工程によりエッチングして各メモリセル14,
15に対応するフローティングゲート26を形成する。
次いで、イオン注入により、シリコン基板21の主面に
各メモリセル14,15のソース領域22およびドレイ
ン領域23を形成する。
基板21の表面上にトンネル酸化膜24を形成し、その
上にフローティングゲート用の第1ポリシリコン膜を形
成する。この第1ポリシリコン膜を一般的なフォトリソ
グラフィ工程によりエッチングして各メモリセル14,
15に対応するフローティングゲート26を形成する。
次いで、イオン注入により、シリコン基板21の主面に
各メモリセル14,15のソース領域22およびドレイ
ン領域23を形成する。
【0043】次に、図5に示すように、シリコン基板2
1の全面にシリコン酸化膜を形成した後、エッチバック
して各メモリセル14,15の隣り合うフローティング
ゲート26どうしの間に層間絶縁膜27を形成する。
1の全面にシリコン酸化膜を形成した後、エッチバック
して各メモリセル14,15の隣り合うフローティング
ゲート26どうしの間に層間絶縁膜27を形成する。
【0044】次に、第2ポリシリコン膜を、フローティ
ングゲート26の露出面を含む層間絶縁膜27の全面に
形成する。図6に示すような、各メモリセル14,15
のキャップ28,31に対応してそれぞれ面積すなわち
x方向長さが異なる複数の開口部61,62が形成され
たマスク60を用いて、フォトリソグラフィ工程により
第2ポリシリコン膜をエッチングして、図7に示すよう
に、面積の異なるキャップ28,31をフローティング
ゲート26から突出するように形成する。なお、マスク
60には、ロジック部を形成するためのマスクパターン
63も形成されている。
ングゲート26の露出面を含む層間絶縁膜27の全面に
形成する。図6に示すような、各メモリセル14,15
のキャップ28,31に対応してそれぞれ面積すなわち
x方向長さが異なる複数の開口部61,62が形成され
たマスク60を用いて、フォトリソグラフィ工程により
第2ポリシリコン膜をエッチングして、図7に示すよう
に、面積の異なるキャップ28,31をフローティング
ゲート26から突出するように形成する。なお、マスク
60には、ロジック部を形成するためのマスクパターン
63も形成されている。
【0045】次に、図8に示すように、キャップ28,
31を含む層間絶縁膜27上に、ONO膜29を形成
し、さらにONO膜29上にポリシリコンからなるコン
トロールゲート30を形成する。
31を含む層間絶縁膜27上に、ONO膜29を形成
し、さらにONO膜29上にポリシリコンからなるコン
トロールゲート30を形成する。
【0046】以上の工程により、異なるゲートカップル
比を有する第1メモリセル14,第2メモリセル15を
具備する不揮発性半導体メモリ装置を形成することがで
きる。
比を有する第1メモリセル14,第2メモリセル15を
具備する不揮発性半導体メモリ装置を形成することがで
きる。
【0047】このように、本実施形態の不揮発性半導体
メモリ装置の製造方法では、メモリセルのフローティン
グゲート26の上に設けられたキャップのx方向長さを
変化させることにより、メモリセルのゲートカップル比
を変化させることができる。従って、キャップ28,3
1を形成する際に使用するマスク60のキャップ28,
31に対応する開口部のx方向長さを第1ブロック12
と第2ブロック13とで異なるものを使用することによ
り、通常のメモリセルの製造工程を増加することなく、
第1ブロック12および第2ブロック13に異なる特性
を有するメモリセルを夫々形成することが可能である。
メモリ装置の製造方法では、メモリセルのフローティン
グゲート26の上に設けられたキャップのx方向長さを
変化させることにより、メモリセルのゲートカップル比
を変化させることができる。従って、キャップ28,3
1を形成する際に使用するマスク60のキャップ28,
31に対応する開口部のx方向長さを第1ブロック12
と第2ブロック13とで異なるものを使用することによ
り、通常のメモリセルの製造工程を増加することなく、
第1ブロック12および第2ブロック13に異なる特性
を有するメモリセルを夫々形成することが可能である。
【0048】上述のキャップ28,31を有する第1型
および第2型メモリセル14,15に代えて、図9に示
すようなフローティングゲートの大きさを変更すること
によりゲートカップル比を変化させるメモリセルであっ
ても良い。メモリセル92では、シリコン基板93の表
面にフィールド酸化膜94が形成されている。このフィ
ールド酸化膜94の下側には、シリコン基板93の表面
にその一部が露出するようにソース領域95およびドレ
イン領域96が夫々形成されている。ソース領域95お
よびドレイン領域96により規定されるチャンネル領域
97の表面上には、ソース領域95およびドレイン領域
96の露出面並びにフィールド酸化膜94の一部を覆う
ようにして、ポリシリコンからなるフローティングゲー
ト98がトンネル酸化膜99を介して形成されている。
フローティングゲート98およびフィールド酸化膜94
の表面上には、ONO膜100が形成されている。ON
O膜100の表面上には、コントロールゲート101が
形成されている。
および第2型メモリセル14,15に代えて、図9に示
すようなフローティングゲートの大きさを変更すること
によりゲートカップル比を変化させるメモリセルであっ
ても良い。メモリセル92では、シリコン基板93の表
面にフィールド酸化膜94が形成されている。このフィ
ールド酸化膜94の下側には、シリコン基板93の表面
にその一部が露出するようにソース領域95およびドレ
イン領域96が夫々形成されている。ソース領域95お
よびドレイン領域96により規定されるチャンネル領域
97の表面上には、ソース領域95およびドレイン領域
96の露出面並びにフィールド酸化膜94の一部を覆う
ようにして、ポリシリコンからなるフローティングゲー
ト98がトンネル酸化膜99を介して形成されている。
フローティングゲート98およびフィールド酸化膜94
の表面上には、ONO膜100が形成されている。ON
O膜100の表面上には、コントロールゲート101が
形成されている。
【0049】このような構造のメモリセル102におい
て、フローティングゲート98のフィールド酸化膜94
が並ぶ方向に沿った長さLx3を変更することにより、
ゲートカップル比を変化させることができる。すなわ
ち、フローティングゲート98は、チャンネル領域97
を全て覆っているので、フローティングゲート98の長
さLx3に関らず、フローティングゲート98およびチ
ャンネル領域97が重なり合う面積は一定である。従っ
て、フローティングゲート98およびチャンネル領域9
7の間のキャパシタンスは一定になる。一方、フローテ
ィングゲート98の長さLx3を変化させると、フロー
ティングゲート98およびコントロールゲート101が
互いに重なり合う面積が変化する。このため、フローテ
ィングゲート98およびコントロールゲート101の間
のキャパシタンスが変化する。このように、フローティ
ングゲート98の長さLx3を変更することにより、フ
ローティングゲート98およびコントロールゲート10
1の間のキャパシタンスを変化させ、メモリセル92の
ゲートカップル比を変更することができる。
て、フローティングゲート98のフィールド酸化膜94
が並ぶ方向に沿った長さLx3を変更することにより、
ゲートカップル比を変化させることができる。すなわ
ち、フローティングゲート98は、チャンネル領域97
を全て覆っているので、フローティングゲート98の長
さLx3に関らず、フローティングゲート98およびチ
ャンネル領域97が重なり合う面積は一定である。従っ
て、フローティングゲート98およびチャンネル領域9
7の間のキャパシタンスは一定になる。一方、フローテ
ィングゲート98の長さLx3を変化させると、フロー
ティングゲート98およびコントロールゲート101が
互いに重なり合う面積が変化する。このため、フローテ
ィングゲート98およびコントロールゲート101の間
のキャパシタンスが変化する。このように、フローティ
ングゲート98の長さLx3を変更することにより、フ
ローティングゲート98およびコントロールゲート10
1の間のキャパシタンスを変化させ、メモリセル92の
ゲートカップル比を変更することができる。
【0050】従って、第1ブロック12では、読出し優
先のマスクROM的な特性のメモリセルにするために、
上述のフローティングゲート98の長さLx3を短くし
て、ゲートカップル比を小さくする。一方、第2ブロッ
ク13では、書き換え優先のプログラム特性が優れたメ
モリセルにするために、フローティングゲート98の長
さLx3を長くして、ゲートカップル比を大きくする。
このように、この変形例のメモリセルを用いた場合で
も、異なる機能に適した特性を有するメモリセルをブロ
ック毎に形成することが可能である。
先のマスクROM的な特性のメモリセルにするために、
上述のフローティングゲート98の長さLx3を短くし
て、ゲートカップル比を小さくする。一方、第2ブロッ
ク13では、書き換え優先のプログラム特性が優れたメ
モリセルにするために、フローティングゲート98の長
さLx3を長くして、ゲートカップル比を大きくする。
このように、この変形例のメモリセルを用いた場合で
も、異なる機能に適した特性を有するメモリセルをブロ
ック毎に形成することが可能である。
【0051】上述の第2の実施形態の不揮発性半導体メ
モリ装置も、フローティングゲートを形成する際に、上
述したように、第1ブロック12および第2ブロック1
2の各メモリセルのフローティングゲートに対応してそ
れぞれのx方向長さ、すなわち面積が異なる複数の開口
部が形成されたマスクを用いれば良く、それ以上の複雑
な手段を用いる必要はない。
モリ装置も、フローティングゲートを形成する際に、上
述したように、第1ブロック12および第2ブロック1
2の各メモリセルのフローティングゲートに対応してそ
れぞれのx方向長さ、すなわち面積が異なる複数の開口
部が形成されたマスクを用いれば良く、それ以上の複雑
な手段を用いる必要はない。
【0052】すなわち、まず、p型のシリコン基板93
の表面上にトンネル酸化膜99を形成し、その上にフロ
ーティングゲート用の第1ポリシリコン膜を形成する。
この第1ポリシリコン膜を、第1ブロックおよび第2ブ
ロックの各メモリセル92のフローティングゲートに対
応してそれぞれ面積すなわちx方向長さが異なる複数の
開口部が形成されたマスクを用いて、フォトリソグラフ
ィ工程によりエッチングして各メモリセルに対応するフ
ローティングゲート98を形成する。
の表面上にトンネル酸化膜99を形成し、その上にフロ
ーティングゲート用の第1ポリシリコン膜を形成する。
この第1ポリシリコン膜を、第1ブロックおよび第2ブ
ロックの各メモリセル92のフローティングゲートに対
応してそれぞれ面積すなわちx方向長さが異なる複数の
開口部が形成されたマスクを用いて、フォトリソグラフ
ィ工程によりエッチングして各メモリセルに対応するフ
ローティングゲート98を形成する。
【0053】次いで、拡散領域の形成、層間絶縁膜の形
成およびコントロールゲートの形成を一般的な工程を用
いて行うことにより、本実施形態の不揮発性半導体メモ
リ装置が形成される。
成およびコントロールゲートの形成を一般的な工程を用
いて行うことにより、本実施形態の不揮発性半導体メモ
リ装置が形成される。
【0054】このように、フローティングゲート98を
パターニングする際に使用するマスクとして、フローテ
ィングゲート98の長さLx3が第1ブロック12と第
2ブロック13とで異なるものを使用することにより、
通常のメモリセルの製造工程を増加することなく、第1
ブロック12および第2ブロック13に異なる特性を有
するメモリセルを夫々形成することが可能である。
パターニングする際に使用するマスクとして、フローテ
ィングゲート98の長さLx3が第1ブロック12と第
2ブロック13とで異なるものを使用することにより、
通常のメモリセルの製造工程を増加することなく、第1
ブロック12および第2ブロック13に異なる特性を有
するメモリセルを夫々形成することが可能である。
【0055】メモリセルアレイ11は、上述のように2
つのブロックに分割するだけでなく、要求される機能に
応じて3以上のブロックに分割することが可能である。
また、図10に示すように、メモリセルアレイ111
を、2つの第1〜2ブロック112,113に分割し、
さらに、第2ブロック113内にサブブロック114を
形成することも可能である。第1〜2ブロック112,
113およびサブブロック114内にマトリックス状に
形成されたメモリセル115,116,117は、図2
に示すキャップ28を有する第1型メモリセル14と同
様の構成からなる。第1ブロック112のメモリセル1
14は、読出し優先のマスクROM的な特性を得るため
に、キャップの長さが比較的短く、ゲートカップル比が
小さいものである。第2ブロック113内であってサブ
ブロック114以外に形成されたメモリセル116は、
書き換え優先のプログラム特性を得るために、キャップ
の長さが比較的長く、ゲートカップル比が大きいもので
ある。サブブロック117に形成されたメモリセル11
7は、第1ブロック112および第2ブロック113の
メモリセル115,116の中間の特性を有するもので
ある。従って、メモリセル117のキャップの長さは両
者の中間であり、ゲートカップル比も中間である。
つのブロックに分割するだけでなく、要求される機能に
応じて3以上のブロックに分割することが可能である。
また、図10に示すように、メモリセルアレイ111
を、2つの第1〜2ブロック112,113に分割し、
さらに、第2ブロック113内にサブブロック114を
形成することも可能である。第1〜2ブロック112,
113およびサブブロック114内にマトリックス状に
形成されたメモリセル115,116,117は、図2
に示すキャップ28を有する第1型メモリセル14と同
様の構成からなる。第1ブロック112のメモリセル1
14は、読出し優先のマスクROM的な特性を得るため
に、キャップの長さが比較的短く、ゲートカップル比が
小さいものである。第2ブロック113内であってサブ
ブロック114以外に形成されたメモリセル116は、
書き換え優先のプログラム特性を得るために、キャップ
の長さが比較的長く、ゲートカップル比が大きいもので
ある。サブブロック117に形成されたメモリセル11
7は、第1ブロック112および第2ブロック113の
メモリセル115,116の中間の特性を有するもので
ある。従って、メモリセル117のキャップの長さは両
者の中間であり、ゲートカップル比も中間である。
【0056】この場合、各ブロック112,113でウ
エルまたはソースを共有することで各ブロック112,
113を独立した領域として扱える。このため、メモリ
セル115の型をブロック112,113毎に変える必
要がない。
エルまたはソースを共有することで各ブロック112,
113を独立した領域として扱える。このため、メモリ
セル115の型をブロック112,113毎に変える必
要がない。
【0057】しかし、ウエル分離領域やブロック分離領
域が増加し、チップの面積が増加する不都合も考えられ
る。特に一つのブロックの大きさが小さくなるとさらに
問題が深刻になる。そこで、ウエルやソースを共有する
メモリセル群を一つの単位としてメモリセルアレイ11
1を各ブロックに分割するのではなく、必要な特性を有
するメモリセル群を一つの単位としてメモリセルアレイ
111を各ブロックに分割すれば、ウエル分離領域やブ
ロック分離領域が増加することがない。上述のサブブロ
ック114は、第2ブロック113とウエルやソースを
共通しており、ウエル分離領域やブロック分離領域は不
要である。
域が増加し、チップの面積が増加する不都合も考えられ
る。特に一つのブロックの大きさが小さくなるとさらに
問題が深刻になる。そこで、ウエルやソースを共有する
メモリセル群を一つの単位としてメモリセルアレイ11
1を各ブロックに分割するのではなく、必要な特性を有
するメモリセル群を一つの単位としてメモリセルアレイ
111を各ブロックに分割すれば、ウエル分離領域やブ
ロック分離領域が増加することがない。上述のサブブロ
ック114は、第2ブロック113とウエルやソースを
共通しており、ウエル分離領域やブロック分離領域は不
要である。
【図1】本発明の不揮発性半導体メモリ装置の第1実施
形態を示す該略図。
形態を示す該略図。
【図2】図1に示す不揮発性半導体メモリ装置の第1型
メモリセルを示す断面図。
メモリセルを示す断面図。
【図3】図1に示す不揮発性半導体メモリ装置の第2型
メモリセルを示す断面図。
メモリセルを示す断面図。
【図4】(A)および(B)は、第1実施形態の不揮発
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
【図5】(A)および(B)は、第1実施形態の不揮発
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
【図6】第1実施形態の不揮発性半導体メモリ装置の製
造方法に用いるマスクを示す平面図。
造方法に用いるマスクを示す平面図。
【図7】(A)および(B)は、第1実施形態の不揮発
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
【図8】(A)および(B)は、第1実施形態の不揮発
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
性半導体メモリ装置の製造方法の一工程における第1ブ
ロックおよび第2ブロックのそれぞれのメモリセルを示
す断面図。
【図9】図1に示す不揮発性半導体メモリ装置の第2実
施形態のメモリセルを示す断面図。
施形態のメモリセルを示す断面図。
【図10】本発明の不揮発性半導体メモリ装置の第3実
施形態を示す該略図。
施形態を示す該略図。
11…メモリセルアレイ、12…第1ブロック、13…
第2ブロック、14…第1型メモリセル、15…第2型
メモリセル、21…シリコン基板、22…ソース領域、
23…ドレイン領域、24…トンネル酸化膜、25…チ
ャンネル領域、26…フローティングゲート、27…層
間絶縁膜、28,31…キャップ、29…ONO膜、3
0…コントロールゲート。
第2ブロック、14…第1型メモリセル、15…第2型
メモリセル、21…シリコン基板、22…ソース領域、
23…ドレイン領域、24…トンネル酸化膜、25…チ
ャンネル領域、26…フローティングゲート、27…層
間絶縁膜、28,31…キャップ、29…ONO膜、3
0…コントロールゲート。
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/792
Claims (12)
- 【請求項1】 複数のメモリセルが並べられたメモリセ
ルアレイを有する不揮発性半導体メモリ装置であって、
前記複数のメモリセルが異なるゲートカップル比を有す
ることを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。 - 【請求項2】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられたフロ
ーティングゲートと、前記フローティングゲートの表面
上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコントロール
ゲートとを具備し、前記複数のメモリセルの前記フロー
ティングゲートおよび前記コントロールゲートが互いに
重なり合う領域の面積が異なっている請求項1記載の不
揮発性半導体メモリ装置。 - 【請求項3】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられたフロ
ーティングゲートと、前記フローティングゲートの表面
上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな面積
を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャップ
の表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコント
ロールゲートとを具備し、前記複数のメモリセルの前記
キャップの面積が異なっている請求項2記載の不揮発性
半導体メモリ装置。 - 【請求項4】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部または全
部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設けられ
たフローティングゲートと、前記フローティングゲート
の表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコント
ロールゲートとを具備し、複数の前記メモリセルの前記
フローティングゲートの面積が異なっている請求項2記
載の不揮発性半導体メモリ装置。 - 【請求項5】 複数のメモリセルが並べられたメモリセ
ルアレイを有する不揮発性半導体メモリ装置であって、
前記メモリセルアレイが複数のメモリセルからなる第1
メモリセル群と、前記メモリセル群のメモリセルとゲー
トカップル比が異なる複数のメモリセルからなる第2メ
モリセル群とを具備することを特徴とする不揮発性半導
体メモリ装置。 - 【請求項6】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられたフロ
ーティングゲートと、前記フローティングゲートの表面
上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコントロール
ゲートとを具備し、前記第1メモリセル群および前記第
2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記フローティ
ングゲートおよび前記コントロールゲートが互いに重な
り合う領域の面積が異なっている請求項5記載の不揮発
性半導体メモリ装置。 - 【請求項7】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に第1ゲート絶縁膜を介して設けられたフロ
ーティングゲートと、前記フローティングゲートの表面
上に前記フローティングゲートの面積よりも大きな面積
を有する導電性材料からなるキャップと、前記キャップ
の表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコント
ロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群および
前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記キャ
ップの面積が異なっている請求項5記載の不揮発性半導
体メモリ装置。 - 【請求項8】 メモリセルが、一導電型の半導体基板の
主面に互いに離間して設けられた逆導電型のソース・ド
レイン領域と、前記ソース・ドレイン領域の間のチャン
ネル領域上に前記ソース・ドレイン領域の一部または全
部を覆うようにして第1ゲート絶縁膜を介して設けられ
たフローティングゲートと、前記フローティングゲート
の表面上に第2ゲート絶縁膜を介して設けられたコント
ロールゲートとを具備し、前記第1メモリセル群および
前記第2メモリセル群の間で前記メモリセルの前記フロ
ーティングゲートの面積が異なっている請求項5記載の
不揮発性半導体メモリ装置。 - 【請求項9】 複数のメモリセルが並べられたメモリセ
ルアレイを有する不揮発性半導体メモリ装置であって、
前記メモリセルアレイが複数のブロックに分割され、前
記ブロック内に形成されたメモリセルが、他のブロック
内に形成されたメモリセルとゲートカップル比が異なる
ことを特徴とする不揮発性半導体メモリ装置。 - 【請求項10】 複数のメモリセルが並べられたメモリ
セルアレイを有し、前記複数のメモリセルが異なるゲー
トカップル比を有する不揮発性半導体メモリ装置の製造
方法であって、 一導電型の半導体基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する
工程、 前記第1ゲート絶縁膜上に第1導電膜を形成する工程、 前記第1導電膜をエッチングして複数のフローティング
ゲートとなる第1導電膜を形成する工程、 前記半導体基板の主面に各前記メモリセルについてソー
ス・ドレイン領域を形成する工程、 前記半導体基板上に前記フローティングゲートの表面が
露出するように層間絶縁膜を形成する工程、 前記フローティングゲートの表面を含む層間絶縁膜上に
第2導電膜を形成する工程、 異なる面積を有する複数の開口部が形成されたマスクを
用いてフォトリソグラフィにより前記第2導電膜をエッ
チングして前記フローティングゲート上に前記フローテ
ィングゲートの面積よりも大きな面積を有し異なる面積
を有する複数のキャップを形成する工程、 前記キャップ上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程、お
よび、 前記第2ゲート絶縁膜上にコントロールゲートとなる第
3導電膜を形成する工程を具備することを特徴とする不
揮発性半導体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項11】 複数のメモリセルが並べられたメモリ
セルアレイを有し、前記複数のメモリセルが異なるゲー
トカップル比を有する不揮発性半導体メモリ装置の製造
方法であって、 一導電型の半導体基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する
工程、 前記第1ゲート絶縁膜上に第1導電膜を形成する工程、 異なる面積を有する複数の開口部が形成されたマスクを
用いてフォトリソグラフィにより前記第1導電膜をエッ
チングして異なる面積を有するフローティングゲートを
形成する工程、 前記半導体基板の主面に各前記メモリセルについてソー
ス・ドレイン領域を形成する工程、 前記半導体基板上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程、
および、 前記第2ゲート絶縁膜上にコントロールゲートとなる第
2導電膜を形成する工程を具備することを特徴とする不
揮発性半導体メモリ装置の製造方法。 - 【請求項12】 マスクに形成された複数の開口部が少
なくとも2つの群に別れ、任意の群に属する開口部の面
積が他の群に属する開口部の面積と異なっている請求項
10または11記載の不揮発性半導体メモリ装置の製造
方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7281999A JPH08213572A (ja) | 1994-11-30 | 1995-10-30 | 不揮発性半導体装置およびその製造方法 |
US08/859,775 US5793078A (en) | 1994-11-30 | 1997-05-21 | Non-volatile semiconductor memory device and method of fabricating thereof |
US08/889,192 US5953610A (en) | 1994-11-30 | 1997-07-08 | Method of fabricating non volatile memory device with memory cells which differ in gate couple ratio |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29622994 | 1994-11-30 | ||
JP6-296229 | 1994-11-30 | ||
JP7281999A JPH08213572A (ja) | 1994-11-30 | 1995-10-30 | 不揮発性半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213572A true JPH08213572A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=26554425
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7281999A Pending JPH08213572A (ja) | 1994-11-30 | 1995-10-30 | 不揮発性半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5793078A (ja) |
JP (1) | JPH08213572A (ja) |
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-
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- 1997-05-21 US US08/859,775 patent/US5793078A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-08 US US08/889,192 patent/US5953610A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031125 |