JPH09298247A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH09298247A
JPH09298247A JP8114577A JP11457796A JPH09298247A JP H09298247 A JPH09298247 A JP H09298247A JP 8114577 A JP8114577 A JP 8114577A JP 11457796 A JP11457796 A JP 11457796A JP H09298247 A JPH09298247 A JP H09298247A
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JP
Japan
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insulating film
interlayer insulating
semiconductor device
conductor layer
floating gate
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Application number
JP8114577A
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Japanese (ja)
Inventor
Akito Yamamoto
明人 山本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine semiconductor device with unvaried threshold voltage due to existence/absence of stored electrons in a floating gate in an adjacent monolithic cell, and a manufacturing method of the semiconductor device. SOLUTION: A monolithic cell 23 has a floating gate 25 and a control gate 26. A first interlayer insulating film 30 covers a gate electrode 24 in the monolithic cell 23 and another gate electrode 24 in an adjacent monolithic cell 23, and a conductive layer 31 is formed on the first interlayer insulating film 30. Further, a second interlayer insulating film 32 is formed on the conductor layer 31 so as to isolate the monolithic cells 23. The conductive layer 31 blocks an electric force line by electrons stored in the floating gate 25, and reduces the influence of the adjacent monolithic cell 23 on the floating gate 25. This suppresses a change in a threshold voltage and realizes a fine semiconductor device.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性メモリ等
に用いられる半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device used for a non-volatile memory or the like and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の通り、例えば半導体装置のうちの
不揮発性メモリにおいては、フローティングゲートに電
子を蓄積することによりコントロールゲートの電位を変
え、しきい値電圧を制御している。そして従来の不揮発
性メモリは図18に断面図を示すように構成されてお
り、図示の半導体装置1はNAND型EEPROM(E
lectrically Erasable Prog
rammable ROM)である。
2. Description of the Related Art As is well known, for example, in a nonvolatile memory of a semiconductor device, a threshold voltage is controlled by accumulating electrons in a floating gate to change the potential of the control gate. The conventional non-volatile memory is configured as shown in the sectional view of FIG. 18, and the semiconductor device 1 shown in FIG.
electrically Erasable Prog
It is a romable ROM).

【0003】半導体装置1は、半導体基板2上に複数の
単体セル3を設けるようにして構成されていて、4は単
体セル3のゲート電極部で、5はフローティングゲート
であり、6はコントロールゲートである。さらに、7は
トンネルゲート絶縁膜、8はインターPoly絶縁膜で
あり、9は半導体基板2の上部に形成されたソース/ド
レインを構成する拡散層であり、10は各単体セル3の
ゲート部4が所定距離を相互の間に設けて絶縁分離され
るよう形成された層間絶縁膜で、11は層間絶縁膜10
上に形成されたビット線である。
A semiconductor device 1 is constructed by providing a plurality of single cells 3 on a semiconductor substrate 2, 4 is a gate electrode portion of the single cell 3, 5 is a floating gate, and 6 is a control gate. Is. Further, 7 is a tunnel gate insulating film, 8 is an inter-poly insulating film, 9 is a diffusion layer forming a source / drain formed on the semiconductor substrate 2, and 10 is a gate portion 4 of each single cell 3. Is an interlayer insulating film formed so as to be insulated and separated by providing a predetermined distance therebetween, and 11 is an interlayer insulating film 10.
It is a bit line formed above.

【0004】また半導体装置1は、先ず半導体基板2上
の所定の位置に各単体セル3のトンネルゲート絶縁膜
7、フローティングゲート5、インターPoly絶縁膜
8、コントロールゲート6を順次積層してゲート部4を
形成し、さらに半導体基板2上部の各単体セル3のゲー
ト電極部4間に拡散層9を形成する。その後、単体セル
3上を覆うようにCVD法により層間絶縁膜10を形成
し、層間絶縁膜10上に金属膜を蒸着させてビット線1
1を形成する。
In the semiconductor device 1, first, the tunnel gate insulating film 7, the floating gate 5, the inter-poly insulating film 8 and the control gate 6 of each single cell 3 are sequentially laminated at a predetermined position on the semiconductor substrate 2 to form a gate portion. 4 are formed, and a diffusion layer 9 is formed between the gate electrode portions 4 of the single cells 3 on the semiconductor substrate 2. After that, an interlayer insulating film 10 is formed by a CVD method so as to cover the single cell 3, and a metal film is deposited on the interlayer insulating film 10 to form the bit line 1.
Form one.

【0005】このように構成された半導体装置1では、
フローティングゲート5を電子が蓄積された状態にする
か否かによりコントロールゲート6の電位が変えられ、
これによってしきい値電圧が制御されるようにしてい
る。そして、各単体セル3同士が十分に離れた状態で形
成され、単体セル3のゲート部4の間の距離が十分に離
れたものとなっているときには、単体セル3のフローテ
ィングゲート5に蓄積された電子による電場が、隣接す
る単体セル3に及ぼす影響は小さい。
In the semiconductor device 1 thus constructed,
The potential of the control gate 6 is changed depending on whether or not the floating gate 5 is made to store electrons.
This controls the threshold voltage. When the individual cells 3 are formed in a state where they are sufficiently separated from each other and the distance between the gate portions 4 of the single cells 3 is sufficiently large, they are accumulated in the floating gate 5 of the single cell 3. The influence of the electric field due to the electrons on the adjacent single cell 3 is small.

【0006】すなわち、通常、フローティングゲート5
に蓄積された電子による電場は、トンネルゲート絶縁膜
7及びインターPoly絶縁膜8側で強く、側面部から
横方向に漏れ出す電場は弱い。このような状態では、隣
接する単体セル3の電荷の影響は無視できる。つまり、
フローティングゲート5と半導体基板2間の静電容量C
s、フローティングゲート5とコントロールゲート6間
の静電容量Cc、隣接する単体セル3のフローティング
ゲート5間の静電容量Cnとの間に、Cs≧Cc>>>
Cnの関係が成立している限り、隣接する単体セル3に
及ぼす影響は無視できる。
That is, normally, the floating gate 5
The electric field due to the electrons accumulated in is strong on the side of the tunnel gate insulating film 7 and the inter-poly insulating film 8, and the electric field leaking laterally from the side surface is weak. In such a state, the influence of the charges of the adjacent single cell 3 can be ignored. That is,
Capacitance C between the floating gate 5 and the semiconductor substrate 2
s, the electrostatic capacitance Cc between the floating gate 5 and the control gate 6, and the electrostatic capacitance Cn between the floating gates 5 of the adjacent unit cells 3, Cs ≧ Cc >>>>
As long as the relationship of Cn is established, the influence on the adjacent single cell 3 can be ignored.

【0007】しかしながら、半導体装置1の高集積化が
要求され、微細化が進み、各単体セル3同士を十分に離
した状態で形成することができなくなり、これによって
単体セル3の間の距離が小さくなって隣接するゲート電
極部4間が近接したものとなる。そして、隣接するゲー
ト電極部4の間の距離が小さくなり、隣接する単体セル
3同士の離間距離に反比例し、フローティングゲート5
の厚さに比例して増えるフローティングゲート5間の静
電容量Cnが急激に増加してくる。こうした静電容量C
nの増加により、フローティングゲート5に蓄積された
電子が形成する電場を無視することができない状態にな
ると、隣接する単体セル3のフローティングゲート5に
電子が注入されているか否かでしきい値電圧が変わって
きてしまう。
However, as the semiconductor device 1 is required to be highly integrated and miniaturization progresses, it becomes impossible to form the individual cells 3 in a state where they are sufficiently separated from each other, whereby the distance between the individual cells 3 becomes small. It becomes smaller and the adjacent gate electrode portions 4 become closer to each other. Then, the distance between the adjacent gate electrode portions 4 decreases, and the distance between the adjacent single cell 3 is inversely proportional to the floating gate 5.
The capacitance Cn between the floating gates 5 that increases in proportion to the thickness of the abruptly increases. Such capacitance C
When the electric field formed by the electrons accumulated in the floating gate 5 cannot be ignored due to the increase of n, the threshold voltage depends on whether the electrons are injected into the floating gate 5 of the adjacent single cell 3. Will change.

【0008】すなわち、図19にフローティングゲート
5に電子が蓄積された状態の模式図に示すように、電気
力線Fは、電子が蓄積されたフローティングゲート5の
周囲に集中するように形成される。このように形成され
たもののうち、フローティングゲート5の側面部に形成
された電気力線Fは、離間距離が小さい場合には隣接す
るフローティングゲート5に至ることになる。
That is, as shown in the schematic view of FIG. 19 in which electrons are accumulated in the floating gate 5, the lines of electric force F are formed so as to be concentrated around the floating gate 5 in which electrons are accumulated. . Among those formed in this way, the lines of electric force F formed on the side surface of the floating gate 5 reach the adjacent floating gate 5 when the distance is small.

【0009】こうした隣接する単体セル3のフローティ
ングゲート5に電子が蓄積されているか否かでしきい値
電圧が変化する問題は、フローティングゲート5に電子
(電荷)を蓄積させるものにおいてはすべてに共通の問
題であり、このようなフローティングゲート5を有する
単体セル3を隣接させて設ける半導体装置1では、その
微細化を進める上で大きな障害となっている。
The problem that the threshold voltage changes depending on whether or not electrons are stored in the floating gates 5 of the adjacent single cells 3 is common to all of the ones in which electrons (charges) are stored in the floating gate 5. In the semiconductor device 1 in which the single cells 3 having the floating gates 5 are provided adjacent to each other, this is a major obstacle to further miniaturization.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにフローテ
ィングゲートを有する単体セルを複数備えた半導体装置
では、その構造が微細化され隣接する単体セル同士の離
間距離が小さい場合に、フローティングゲートに電子が
蓄積されることで隣接する単体セルのフローティングゲ
ートに影響がおよび、隣接する単体セルのフローティン
グゲートに電子が蓄積されているか否かでしきい値電圧
が変化してしまう。このような状況に鑑みて本発明はな
されたもので、その目的とするところは、隣接する単体
セルの電子が蓄積されたフローティングゲートの影響を
低減し、しきい値電圧の変化を抑制して微細化を可能に
した半導体装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
In a semiconductor device having a plurality of unit cells each having a floating gate as described above, when the structure is miniaturized and the distance between adjacent unit cells is small, an electron is applied to the floating gate. The influence on the floating gates of the adjacent single cells due to the accumulation of electrons, and the threshold voltage changes depending on whether or not electrons are accumulated on the floating gates of the adjacent single cells. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the influence of floating gates in which electrons of adjacent single cells are accumulated and to suppress a change in threshold voltage. An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can be miniaturized and a manufacturing method thereof.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置及び
その製造方法は、フローティングゲート及びコントロー
ルゲートを有する単体セルと、この単体セルを隣接する
単体セルと分離するように覆う層間絶縁膜とを備えた半
導体装置において、層間絶縁膜内に単体セルのゲート電
極部を覆うように少なくとも1つの導体層が設けられて
いることを特徴とする装置であり、また、フローティン
グゲート及びコントロールゲートを有する単体セルと、
この単体セルを隣接する単体セルと分離するように覆う
層間絶縁膜とを備えた半導体装置において、層間絶縁膜
内に単体セルのゲート電極部を覆うように少なくとも1
つの導体層が設けられていると共に、該導体層がフロー
ティングゲートに蓄積される電子よりも多くの自由キャ
リヤを有していることを特徴とする装置であり、さら
に、導体層が、フローティングゲートに蓄積される電子
よりも多くの自由キャリヤを有する導体部あるいは半導
体部に導通するように接続されていることを特徴とする
装置であり、さらに、導体層が、フローティングゲート
の上面位置よりも少なくとも下方側の位置に形成されて
いることを特徴とする装置であり、さらに、導体層が、
ドーパントを添加したシリコンにより形成されているこ
とを特徴とする装置であり、さらに、ドーパントが、り
ん、ひ素、ほう素のうちのいずれか1つであるをことを
特徴とする装置であり、さらに、導体層が、シリサイド
により形成されていることを特徴とする装置であり、ま
た、半導体基板の上方にフローティングゲートとコント
ロールゲートを形成した後に前記コントロールゲート及
び前記フローティングゲートを覆うように第1の層間絶
縁膜を形成する工程と、第1の層間絶縁膜の表面上に導
体層を積層する工程と、導体層の表面に第2の層間絶縁
膜を積層する工程とを備えた方法であり、さらに、第1
の層間絶縁膜の表面上に積層した導体層を、第2の層間
絶縁膜を積層する前に選択的に除去するようにしたこと
を特徴とする方法であり、また、半導体基板の上方にフ
ローティングゲートとコントロールゲートを形成した後
にコントロールゲート及びフローティングゲートを覆う
ように第1の層間絶縁膜を形成する工程と、第1の層間
絶縁膜の表面上に無ドーパントの多結晶シリコンまたは
無定型シリコンの堆積膜を積層する工程と、堆積膜の表
面にドーパントを含む第2の層間絶縁膜を積層する工程
と、加熱処理して第2の層間絶縁膜のドーパントを堆積
膜に熱拡散させる工程とを備えた方法であり、さらに、
第2の層間絶縁膜が、PSG、BPSG、AsSGのう
ちのいずれか1つにより形成されていることを特徴とす
る方法である。
A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to the present invention include a unit cell having a floating gate and a control gate, and an interlayer insulating film covering the unit cell so as to separate the unit cell from an adjacent unit cell. A semiconductor device provided with at least one conductor layer provided in an interlayer insulating film so as to cover a gate electrode portion of a single cell, and a single device having a floating gate and a control gate. Cells and
In a semiconductor device including an interlayer insulating film that covers this single cell so as to separate it from an adjacent single cell, at least 1 layer is formed in the interlayer insulating film so as to cover the gate electrode portion of the single cell.
A device characterized in that it is provided with two conductor layers and that the conductor layers have more free carriers than electrons stored in the floating gate. A device characterized by being electrically connected to a conductor portion or semiconductor portion having more free carriers than stored electrons, wherein the conductor layer is at least below the upper surface position of the floating gate. The device is characterized in that the conductor layer is formed in a position on the side,
A device characterized by being formed of silicon to which a dopant is added, and further characterized in that the dopant is any one of phosphorus, arsenic and boron. A conductor layer is formed of silicide, and the first and second floating gates are formed over the semiconductor substrate and then cover the control gate and the floating gate. A method comprising a step of forming an interlayer insulating film, a step of laminating a conductor layer on the surface of the first interlayer insulating film, and a step of laminating a second interlayer insulating film on the surface of the conductor layer, Furthermore, the first
The method is characterized in that the conductor layer laminated on the surface of the second interlayer insulating film is selectively removed before the second interlayer insulating film is laminated, and the conductor layer is floated above the semiconductor substrate. A step of forming a first interlayer insulating film so as to cover the control gate and the floating gate after forming the gate and the control gate, and a step of forming a dopant-free polycrystalline silicon or amorphous silicon on the surface of the first interlayer insulating film. A step of stacking the deposited film, a step of stacking a second interlayer insulating film containing a dopant on the surface of the deposited film, and a step of performing heat treatment to thermally diffuse the dopant of the second interlayer insulating film into the deposited film. It ’s a prepared method,
The method is characterized in that the second interlayer insulating film is formed of any one of PSG, BPSG, and AsSG.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】先ず、第1の実施形態を図1乃至図8を参
照して説明する。図1は断面図であり、図2は第1の工
程の断面図であり、図3は第2の工程の断面図であり、
図4は第3の工程の断面図であり、図5は第4の工程の
断面図であり、図6は第5の工程の断面図であり、図7
はフローティングゲートに電子が蓄積された状態を示す
模式図であり、図8は単体セル間の離間距離に対するし
きい値電圧の特性図である。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view, FIG. 2 is a sectional view of a first step, FIG. 3 is a sectional view of a second step,
4 is a sectional view of the third step, FIG. 5 is a sectional view of the fourth step, FIG. 6 is a sectional view of the fifth step, and FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state where electrons are accumulated in the floating gate, and FIG. 8 is a characteristic diagram of threshold voltage with respect to a distance between unit cells.

【0014】図1において、21はNAND型EEPR
OMの半導体装置で、これはN型半導体基板のPウェル
22上に複数の単体セル23を隣接するもの同士の間に
所定の離間距離Lが設けられるように構成されており、
24はこれら単体セル23におけるゲート電極部であ
る。ゲート電極部24には、ポリシリコンで形成された
フローティングゲート25及びコントロールゲート26
が設けられ、半導体基板のPウェル22上面とフローテ
ィングゲート25との間には酸化シリコン(SiO2
で形成された10nm程度の厚さを有するトンネルゲー
ト絶縁膜27が、さらにフローティングゲート25とコ
ントロールゲート26との間にも酸化シリコンで形成さ
れた20nm程度の厚さを有するインターPoly絶縁
膜28が設けられている。また半導体基板22の上部の
隣接する単体セル23間には、ソース/ドレインを構成
するN型拡散層29が形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 21 is a NAND type EEPR.
An OM semiconductor device, which is configured such that a predetermined separation distance L is provided between adjacent ones of a plurality of single cells 23 on a P well 22 of an N-type semiconductor substrate,
Reference numeral 24 is a gate electrode portion in these unit cells 23. The gate electrode portion 24 has a floating gate 25 and a control gate 26 formed of polysilicon.
Is provided, and silicon oxide (SiO 2 ) is provided between the upper surface of the P well 22 of the semiconductor substrate and the floating gate 25.
The tunnel gate insulating film 27 having a thickness of about 10 nm formed between the floating gate 25 and the control gate 26, and the inter-poly insulating film 28 having a thickness of about 20 nm formed of silicon oxide. It is provided. Further, an N-type diffusion layer 29 forming a source / drain is formed between the adjacent single cells 23 on the upper part of the semiconductor substrate 22.

【0015】そして、半導体基板のPウェル22上に複
数形成された単体セル23のゲート電極部24の上面や
側面を、所定厚以上の膜厚でゲート電極部24の形状に
倣うように覆うと共に、各ゲート電極部24を絶縁分離
するように酸化シリコンで形成された第1の層間絶縁膜
30が設けられている。また、このように形成された第
1の層間絶縁膜30上には図示しないゲート電極取出し
部を除き、りんを含んだシリコンにより形成された導体
層31が、ゲート電極部24を第1の層間絶縁膜30を
間に介し、フローティングゲート25の上面よりも下方
側の位置までを覆う形で形成されている。
Then, the upper surface and the side surfaces of the gate electrode portions 24 of the single cells 23 formed in plural on the P well 22 of the semiconductor substrate are covered with a film thickness of a predetermined thickness or more so as to follow the shape of the gate electrode portions 24. A first interlayer insulating film 30 made of silicon oxide is provided so as to insulate and separate each gate electrode portion 24. Further, on the first interlayer insulating film 30 thus formed, the conductor layer 31 made of silicon containing phosphorus is formed on the first interlayer insulating film 30 except the gate electrode lead-out portion (not shown). The floating gate 25 is formed so as to cover a position below the upper surface of the floating gate 25 with the insulating film 30 interposed therebetween.

【0016】そして、このようにゲート電極部24を覆
う導体層31の層厚は、例えば隣接する単体セル23間
の離間距離Lが0.5μm程度以下の場合には数10n
m程度に形成されている。さらに導体層31は、フロー
ティングゲート25に蓄積される電子よりも多くの自由
キャリヤを有する十分な大きさとなるように形成されて
いる。
In this way, the layer thickness of the conductor layer 31 covering the gate electrode portion 24 is several tens of nanometers when the distance L between the adjacent unit cells 23 is about 0.5 μm or less.
m. Further, the conductor layer 31 is formed to be large enough to have more free carriers than electrons stored in the floating gate 25.

【0017】また、導体層31の上には酸化シリコンで
形成された比較的厚い第2の層間絶縁膜32が、ゲート
電極部24周囲の凹凸部分を埋め込むように設けられて
おり、さらに、この第2の層間絶縁膜32の上にはアル
ミニウム等を被着しパターニングするようにして形成し
たビット線33などの配線が設けられている。なお、導
体層31については上記のりんをドーパントとして含ん
だシリコンの他に、ドーパントとしてひ素あるいはほう
素を含んだシリコンや、タングステンシリサイドあるい
はモリブデンシリサイド等のシリサイドなどの導電性を
有するもので構成してもよい。34はビット線33のコ
ンタクトである。
A relatively thick second interlayer insulating film 32 made of silicon oxide is provided on the conductor layer 31 so as to fill up the irregularities around the gate electrode portion 24. Wirings such as bit lines 33 formed by depositing aluminum or the like and patterning are provided on the second interlayer insulating film 32. The conductor layer 31 is made of a material having conductivity such as silicon containing arsenic or boron as a dopant, silicide such as tungsten silicide or molybdenum silicide in addition to silicon containing phosphorus as a dopant. May be. Reference numeral 34 is a contact for the bit line 33.

【0018】また、上記構成の半導体装置21は以下の
製造工程を経て形成される。すなわち、図2に示す第1
の工程において、N型半導体基板の上部に形成されたP
ウェル22上に、10nm程度の厚さのトンネルゲート
絶縁膜27を構成する酸化シリコン膜を熱酸化を行って
成膜し、この酸化シリコン膜上にCVD法(Chemi
cal Vapour Deposition法)によ
りフローティングゲート25を構成するポリシリコン層
を積層する。
Further, the semiconductor device 21 having the above structure is formed through the following manufacturing steps. That is, the first shown in FIG.
In the step of, the P formed on the N-type semiconductor substrate is formed.
A silicon oxide film forming a tunnel gate insulating film 27 having a thickness of about 10 nm is formed on the well 22 by thermal oxidation, and is formed on the silicon oxide film by the CVD method (Chemi).
A polysilicon layer forming the floating gate 25 is laminated by a cal vapor deposition method).

【0019】続いてポリシリコン層の上部を熱酸化して
層上部に20nm程度の厚さのインターPoly絶縁膜
28を構成する酸化シリコン膜を成膜し、この酸化シリ
コン膜上にCVD法によりコントロールゲート26を構
成するポリシリコン層を積層する。その後、フォトレジ
ストを最上層のポリシリコン層の上面に塗布し、PEP
(Photo Engraving Process)
により半導体基板のPウェル22上の酸化シリコン膜と
ポリシリコン層をエッチングし、さらにフォトレジスト
を除去して半導体基板のPウェル22上の所定の位置に
単体セル23のゲート電極部24を設ける。
Subsequently, the upper portion of the polysilicon layer is thermally oxidized to form a silicon oxide film forming an inter-poly insulating film 28 having a thickness of about 20 nm on the upper portion of the layer, and the silicon oxide film is controlled by the CVD method on the silicon oxide film. A polysilicon layer forming the gate 26 is laminated. After that, a photoresist is applied on the upper surface of the uppermost polysilicon layer, and PEP is applied.
(Photo Engraving Process)
Then, the silicon oxide film and the polysilicon layer on the P well 22 of the semiconductor substrate are etched, and the photoresist is removed to provide the gate electrode portion 24 of the unit cell 23 at a predetermined position on the P well 22 of the semiconductor substrate.

【0020】次に、図3に示す第2の工程において、前
工程でゲート電極部24を設けるようパターニングされ
た部分を用い、露出した半導体基板のPウェル22の上
部にイオン注入法により不純物を打ち込み、これによっ
て隣接するゲート電極部24間のPウェル22の上部に
N型拡散層29を形成して単体セル23を構成する。続
いて、半導体基板のPウェル22の拡散層29の上面
と、ゲート電極部24の形状に倣うようにしてゲート電
極部24の上面や側面とを所定膜厚以上の厚さで覆うよ
うに、第1の層間絶縁膜30をCVD法により形成す
る。
Next, in the second step shown in FIG. 3, using the portion patterned so as to provide the gate electrode portion 24 in the previous step, impurities are ion-implanted on the exposed upper portion of the P well 22 of the semiconductor substrate. Implanting, thereby forming an N-type diffusion layer 29 on the P well 22 between the adjacent gate electrode portions 24 to form a unit cell 23. Subsequently, the upper surface of the diffusion layer 29 of the P well 22 of the semiconductor substrate and the upper surface and side surfaces of the gate electrode portion 24 are covered with a thickness equal to or more than a predetermined thickness so as to follow the shape of the gate electrode portion 24. The first interlayer insulating film 30 is formed by the CVD method.

【0021】次に、図4に示す第3の工程において、第
1の層間絶縁膜30の上に、CVD法によるステップ・
カバーレッジ(step coverage)で堆積さ
せるようにしてりんが添加されたシリコンを成層し、導
体層31を形成する。形成された導体層31は層厚が、
例えば隣接する単体セル23間の離間距離Lが0.5μ
m程度以下のものでは数10nm程度に形成されてい
る。そしてゲート電極部24のフローティングゲート2
5は、その上面よりも下方側の側面部分も第1の層間絶
縁膜30を介して導体層31で覆われる。
Next, in the third step shown in FIG. 4, a step by a CVD method is formed on the first interlayer insulating film 30.
Conductor layer 31 is formed by depositing silicon to which phosphorus has been added so as to be deposited by cover coverage. The formed conductor layer 31 has a layer thickness
For example, the separation distance L between the adjacent single cells 23 is 0.5 μ.
If the thickness is about m or less, it is formed to about several tens of nm. The floating gate 2 of the gate electrode portion 24
5, the side surface portion below the upper surface thereof is also covered with the conductor layer 31 via the first interlayer insulating film 30.

【0022】次に、図5に示す第4の工程において、フ
ォトレジストを導体層31の上面に塗布し、PEPによ
り導体層31の上のフォトレジストによる所定パターン
を有するマスク34を形成する。そして、マスク34を
使って導体層31のゲート電極部24のフローティング
ゲート25の上面よりも下方側で、半導体基板のPウェ
ル22の面に沿って側方に延びる部分等を選択的にエッ
チングして除去する。なお、図示しないゲート電極取出
し部等についても導体層31の所定の部位を選択的にエ
ッチングして除去する。
Next, in a fourth step shown in FIG. 5, a photoresist is applied on the upper surface of the conductor layer 31, and a mask 34 having a predetermined pattern of the photoresist on the conductor layer 31 is formed by PEP. Then, using the mask 34, the portion of the gate electrode portion 24 of the conductor layer 31 that extends laterally along the surface of the P well 22 of the semiconductor substrate below the upper surface of the floating gate 25 is selectively etched. To remove. It should be noted that a predetermined portion of the conductor layer 31 is selectively etched and removed also in a gate electrode extraction portion and the like (not shown).

【0023】次に、図6に示す第5の工程において、フ
ォトレジストのマスク34を除去した後、導体層31上
及び導体層31が選択的にエッチングされ除去された第
1の層間絶縁膜30上に、この第1の層間絶縁膜30よ
り厚い所定膜厚以上の比較的厚い酸化シリコンでなる第
2の層間絶縁膜32をCVD法により形成する。
Next, in a fifth step shown in FIG. 6, after the photoresist mask 34 is removed, the first interlayer insulating film 30 on the conductor layer 31 and on the conductor layer 31 is selectively etched and removed. A second interlayer insulating film 32 made of a relatively thick silicon oxide having a thickness equal to or larger than a predetermined film thickness that is thicker than the first interlayer insulating film 30 is formed thereon by a CVD method.

【0024】そして第2の層間絶縁膜32を形成した
後、第2の層間絶縁膜32上にアルミニウム等の金属膜
を蒸着法で被着させ、被着された金属膜をパターニング
することによってビット線33などの配線を設ける。
After the second interlayer insulating film 32 is formed, a metal film such as aluminum is deposited on the second interlayer insulating film 32 by a vapor deposition method, and the deposited metal film is patterned to form a bit. Wiring such as the line 33 is provided.

【0025】以上のようにして構成された半導体装置2
1では、これを動作させることで複数ある内の1つの単
体セル23のフローティングゲート25に電子が注入さ
れると、図7に電子が蓄積された状態の模式図に示すよ
うに、電気力線Fは、電子が蓄積されたフローティング
ゲート25の周囲に集中するように形成される。そし
て、形成された電気力線Fのうちのフローティングゲー
ト25の側面部に形成されたものについてみると、ゲー
ト電極部24を覆うように設けられた導体層31に電荷
が誘起され、導体層31外側への電気力線Fの漏れが極
めて少なくなる。このように電気力線Fの漏れが少なく
なることから隣接するゲート電極部24のフローティン
グゲート25との間が遮断された状態になって影響を及
ぼさなくなる。
The semiconductor device 2 configured as described above
In No. 1, when the electrons are injected into the floating gate 25 of one of the plurality of single cells 23 by operating this, as shown in the schematic diagram of the state in which the electrons are accumulated in FIG. F is formed so as to concentrate around the floating gate 25 in which electrons are accumulated. Regarding the electric field lines F formed on the side surface of the floating gate 25, electric charges are induced in the conductor layer 31 provided so as to cover the gate electrode portion 24, and the conductor layer 31 is formed. The leakage of the lines of electric force F to the outside is extremely reduced. Thus, the leakage of the lines of electric force F is reduced, so that the floating gates 25 of the adjacent gate electrode portions 24 are cut off from each other and have no influence.

【0026】この結果、横軸に単体セル23間の離間距
離Lを取り、縦軸にしきい値電圧Eを取って示す図8の
特性図のように、従来の導体層を設けていないものでは
離間距離Lが小さくなると、実線で示す特性曲線Aのご
とく離間距離Lがある値La以下になると、急激にしき
い値電圧Eが低下するのに対し、導体層31を設けた本
実施形態のものでは、離間距離Lが小さい範囲において
も点線で示す特性曲線Bのごとくしきい値電圧Eの変化
は少なく、しきい値電圧Eが急激に低下するような限界
的な離間距離Lがない。すなわち、離間距離Lが小さく
なっても隣接する単体セル23のしきい値電圧Eはほと
んど影響を受けなくなる。このため、半導体装置21は
単体セル23を微細化し、隣接する単体セル23間の離
間距離Lを狭くして十分に高集積化したものにすること
ができる。
As a result, as shown in the characteristic diagram of FIG. 8 in which the abscissa indicates the separation distance L between the unit cells 23 and the ordinate indicates the threshold voltage E, the conventional conductor layer is not provided. When the separation distance L becomes smaller, the threshold voltage E sharply decreases when the separation distance L becomes a certain value La or less as shown by the characteristic curve A shown by the solid line, whereas in the present embodiment in which the conductor layer 31 is provided. In the case where the distance L is small, the threshold voltage E hardly changes as shown by the characteristic curve B shown by the dotted line, and there is no critical distance L at which the threshold voltage E sharply decreases. That is, even if the distance L is reduced, the threshold voltage E of the adjacent single cell 23 is hardly affected. Therefore, the semiconductor device 21 can be made highly integrated by miniaturizing the single cells 23 and narrowing the separation distance L between the adjacent single cells 23.

【0027】なお、上記実施形態においてはりんを含ん
だシリコンでなる導体層31を形成するのに際し、予め
ドーパントとしてりんを含んだシリコンを堆積させるこ
とで成層するようにしたが、これとは別の形勢方法とし
て、ドーパントを含まないシリコンを先ず所定厚さとな
るよう第1の層間絶縁膜30の上に堆積させておき、堆
積後にイオンインプランテーション法によってドーパン
トとしてのりんを成層されているシリコンに導入するよ
うにして導体層31を形成してもよい。
In the above embodiment, when the conductor layer 31 made of silicon containing phosphorus was formed, the layer was formed by depositing silicon containing phosphorus as a dopant in advance. As a method of forming the above, first, silicon containing no dopant is first deposited on the first interlayer insulating film 30 so as to have a predetermined thickness, and after the deposition, phosphorus as a dopant is deposited on the silicon layered by ion implantation. The conductor layer 31 may be formed so as to be introduced.

【0028】あるいは、ドーパントを含まないシリコン
を先ず所定厚さとなるよう第1の層間絶縁膜30の上に
堆積させておき、その堆積された層上に酸化シリコンで
なる第2の層間絶縁膜32に代えてPSG(Phosp
ho−Silicate Glass)、BPSG(B
oron−doped Phospho−Silica
te Glass)、AsSG(Arsenic−Si
licate Glass)等を低温気相成長により所
定厚さとなるよう堆積させ、後に行われる製造工程の熱
処理過程で、先に堆積されているドーパントを含まない
シリコンに、PSGやBPSG、AsSG等に含まれて
いるドーパントを熱拡散させて導体層31を形成するよ
うにしてもよい。
Alternatively, silicon containing no dopant is first deposited on the first interlayer insulating film 30 to have a predetermined thickness, and the second interlayer insulating film 32 made of silicon oxide is formed on the deposited layer. Instead of PSG (Phosp
ho-Silicate Glass), BPSG (B
oron-doped Phospho-Silica
te Glass), AsSG (Arsenic-Si)
Ligate Glass) is deposited by low-temperature vapor deposition to a predetermined thickness, and in the heat treatment process of the manufacturing process that is performed later, the silicon containing no dopant is included in PSG, BPSG, AsSG, or the like. The conductor layer 31 may be formed by thermally diffusing the dopant.

【0029】次に、第2の実施形態を図9乃至図17を
参照して説明する。図9は第1の工程の断面図であり、
図10は第2の工程の断面図であり、図11は第3の工
程の断面図であり、図12は第4の工程の断面図であ
り、図13は第5の工程の断面図であり、図14は第6
の工程の断面図であり、図15は第7の工程の断面図で
あり、図16は第8の工程の断面図であり、図17は第
9の工程の断面図である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 17. FIG. 9 is a sectional view of the first step,
10 is a sectional view of the second step, FIG. 11 is a sectional view of the third step, FIG. 12 is a sectional view of the fourth step, and FIG. 13 is a sectional view of the fifth step. Yes, FIG. 14 is the sixth
15 is a sectional view of the seventh step, FIG. 16 is a sectional view of the eighth step, and FIG. 17 is a sectional view of the ninth step.

【0030】そして、第2の実施形態に係る半導体装置
の製造工程は次の通りとなる。なお、図9に示す第1の
工程から図11に示す第3の工程までは、上記の第1の
実施形態の図2に示す第1の工程から図4に示す第3の
工程までと同様に行われる。
Then, the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment is as follows. Note that the first step shown in FIG. 9 to the third step shown in FIG. 11 are the same as the first step shown in FIG. 2 of the above first embodiment to the third step shown in FIG. To be done.

【0031】先ず、図9に示す第1の工程において、N
型半導体基板のPウェル22上に10nm程度の厚さの
トンネルゲート絶縁膜27を構成する熱酸化による酸化
シリコン膜を成膜し、この酸化シリコン膜上にCVD法
によりフローティングゲート25を構成するポリシリコ
ン層を積層する。続いて、ポリシリコン層上に20nm
程度の厚さのインターPoly絶縁膜28を構成する熱
酸化による酸化シリコン膜を成膜し、この酸化シリコン
膜上にCVD法によりコントロールゲート26を構成す
るポリシリコン層を積層する。その後、フォトレジスト
を最上層のポリシリコン層の上面に塗布し、PEPによ
り半導体基板のPウェル22上の酸化シリコン膜とポリ
シリコン層をエッチングし、さらにフォトレジストを除
去してPウェル22上の所定の位置に単体セル23のゲ
ート電極部24を設ける。
First, in the first step shown in FIG.
A silicon oxide film is formed on the P-well 22 of the semiconductor substrate by thermal oxidation to form a tunnel gate insulating film 27 having a thickness of about 10 nm, and a polysilicon film forming a floating gate 25 is formed on the silicon oxide film by a CVD method. Laminate a silicon layer. Then, 20 nm on the polysilicon layer
A silicon oxide film is formed by thermal oxidation to form an inter-poly insulating film 28 having a certain thickness, and a polysilicon layer forming the control gate 26 is laminated on this silicon oxide film by the CVD method. After that, a photoresist is applied to the upper surface of the uppermost polysilicon layer, the silicon oxide film and the polysilicon layer on the P well 22 of the semiconductor substrate are etched by PEP, and the photoresist is removed to remove the photoresist on the P well 22. The gate electrode portion 24 of the unit cell 23 is provided at a predetermined position.

【0032】次に、図10に示す第2の工程において、
前工程でゲート電極部24を設けるようパターニングさ
れた部分を用い、露出したPウェル22の上部にイオン
注入法により不純物を打ち込み、これによって隣接する
ゲート電極部24間の半導体基板のPウェル22の上部
にN型拡散層29を形成し、単体セル23を構成する。
続いて、半導体基板のPウェル22の拡散層29の上面
と、ゲート電極部24の形状に倣うようにしてゲート電
極部24の上面や側面とを所定厚以上の膜厚で覆うよう
に、第1の層間絶縁膜30をCVD法により形成する。
Next, in the second step shown in FIG.
An impurity is implanted into the upper portion of the exposed P well 22 by an ion implantation method by using a portion patterned so as to provide the gate electrode portion 24 in the previous step, whereby the P well 22 of the semiconductor substrate between the adjacent gate electrode portions 24 is formed. The N-type diffusion layer 29 is formed on the upper portion to form the unit cell 23.
Subsequently, the upper surface of the diffusion layer 29 of the P well 22 of the semiconductor substrate and the upper surface and the side surface of the gate electrode portion 24 are covered with a film thickness of a predetermined thickness or more so as to follow the shape of the gate electrode portion 24. The first interlayer insulating film 30 is formed by the CVD method.

【0033】次に、図11に示す第3の工程において、
CVD法によるステップ・カバーレッジで堆積させるこ
とで第1の層間絶縁膜30の上にりんが添加されたシリ
コンを成層し、導体層41を形成する。形成された導体
層41は層厚が、例えば隣接する単体セル23間の離間
距離Lが0.5μm程度以下のものでは数10nm程度
に形成されている。そしてゲート電極部24のフローテ
ィングゲート25は、その上面よりも下方側の側面部分
も第1の層間絶縁膜30を介して導体層41で覆われ
る。
Next, in the third step shown in FIG.
By depositing by step coverage by the CVD method, phosphorus-doped silicon is layered on the first interlayer insulating film 30 to form a conductor layer 41. The formed conductor layer 41 has a layer thickness of, for example, about several tens nm when the separation distance L between the adjacent single cells 23 is about 0.5 μm or less. Further, the floating gate 25 of the gate electrode portion 24 is also covered with the conductor layer 41 via the first interlayer insulating film 30 also on the side surface portion below the upper surface thereof.

【0034】次に、図12に示す第4の工程において、
導体層41上に第1の層間絶縁膜30よりも厚い比較的
厚い所定膜厚以上の酸化シリコンでなる第2の層間絶縁
膜42をCVD法により形成する。
Next, in the fourth step shown in FIG.
A second interlayer insulating film 42 made of silicon oxide, which is thicker than the first interlayer insulating film 30 and is thicker than a predetermined thickness, is formed on the conductor layer 41 by a CVD method.

【0035】次に、図13に示す第5の工程において、
ポリッシングあるいはガスエッチングによって、ゲート
電極部24のコントロールゲート26上を覆う導体層4
1の上面が露出するよう第2の層間絶縁膜42を上方側
から除去する。
Next, in the fifth step shown in FIG.
The conductor layer 4 covering the control gate 26 of the gate electrode portion 24 by polishing or gas etching.
The second interlayer insulating film 42 is removed from above so that the upper surface of 1 is exposed.

【0036】次に、図14に示す第6の工程において、
導体層41のエッチングを行い、露出しているコントロ
ールゲート26上方の部分からインターPoly絶縁膜
28の厚さの中間に至るゲート電極部24の側面に沿っ
た部分の導体層41を除去し、フローティングゲート2
5の上面よりも下方側の部分に導体層41を残すように
する。
Next, in the sixth step shown in FIG.
The conductor layer 41 is etched to remove the conductor layer 41 in the portion along the side surface of the gate electrode portion 24 from the exposed portion above the control gate 26 to the middle of the thickness of the inter-poly insulating film 28, thereby floating. Gate 2
The conductor layer 41 is left in a portion below the upper surface of the conductor 5.

【0037】そして、このようにゲート電極部24の下
部を囲うように残された導体層41の層厚は、例えば隣
接する単体セル23間の離間距離Lが0.5μm程度以
下の場合には数10nm程度に形成されている。さらに
導体層41は、フローティングゲート25に蓄積される
電子よりも多くの自由キャリヤを有する十分な大きさと
なるように形成されている。
The layer thickness of the conductor layer 41 left so as to surround the lower portion of the gate electrode portion 24 is, for example, when the separation distance L between the adjacent unit cells 23 is about 0.5 μm or less. It is formed with a thickness of several tens of nm. Further, the conductor layer 41 is formed to be large enough to have more free carriers than electrons stored in the floating gate 25.

【0038】次に、図15に示す第7の工程において、
フォトレジストを導体層41が除去されたコントロール
ゲート26上方の第1の層間絶縁膜30の上面及び第2
の層間絶縁膜42の上面と、導体層41が除去された両
層間絶縁膜30,42間の溝状部分を埋め尽くすように
塗布し、PEPによりフォトレジストによる所定パター
ンを有するマスク43を形成する。そして、マスク43
を使って第2の層間絶縁膜42及び導体層41の半導体
基板のPウェル22の面に沿って側方に延びる部分等を
選択的にエッチングして除去する。なお、図示しないゲ
ート電極取出し部等についても導体層41の所定の部位
を選択的にエッチングして除去する。
Next, in the seventh step shown in FIG.
The photoresist is used to remove the conductor layer 41 from the upper surface of the first interlayer insulating film 30 above the control gate 26 and the second layer.
Is applied so as to fill the upper surface of the interlayer insulating film 42 and the groove-shaped portion between the two interlayer insulating films 30 and 42 from which the conductor layer 41 is removed, and a mask 43 having a predetermined pattern of photoresist is formed by PEP. . And the mask 43
Using, the portions of the second interlayer insulating film 42 and the conductor layer 41 that extend laterally along the surface of the P well 22 of the semiconductor substrate are selectively etched and removed. It should be noted that a gate electrode lead-out portion and the like (not shown) are also selectively etched and removed at predetermined portions of the conductor layer 41.

【0039】次に、図16に示す第8の工程において、
フォトレジストのマスク43を除去した後、露出した第
1の層間絶縁膜30や第2の層間絶縁膜42を覆うと共
に、導体層41が除去された両層間絶縁膜30,42間
の溝状部分を埋め尽くすように比較的厚い所定膜厚以上
の酸化シリコンでなる第3の層間絶縁膜44をCVD法
により形成する。
Next, in the eighth step shown in FIG.
After removing the photoresist mask 43, the exposed first interlayer insulating film 30 and the second interlayer insulating film 42 are covered, and the groove portion between the interlayer insulating films 30 and 42 in which the conductor layer 41 is removed A third interlayer insulating film 44 made of silicon oxide having a relatively thick predetermined film thickness or more is formed by a CVD method so as to completely fill the above.

【0040】その後、第3の層間絶縁膜44上にアルミ
ニウム等の金属膜を蒸着法で被着させ、被着された金属
膜をパターニングすることによってビット線33などの
配線を設けて半導体装置45を形成する。
Thereafter, a metal film of aluminum or the like is deposited on the third interlayer insulating film 44 by a vapor deposition method, and the deposited metal film is patterned to provide wirings such as the bit line 33 and the semiconductor device 45. To form.

【0041】以上のようにして構成された半導体装置4
5では、フローティングゲート25の上面よりも下方側
の側面部分が導体層41によって囲まれているため、第
1の実施形態と同様の作用、効果が得られると共に、コ
ントロールゲート26上を覆う導体層41がないため、
コントロールゲート26に高電圧がかかるような場合が
あっても導体層41との間に高電界が生じてリーク電流
が流れ、半導体装置45の動作を損なうことがない。ま
た、コントロールゲート26とこれを覆う導体層41と
の間の静電容量が大きくなって、動作速度を劣化させる
虞がない。
The semiconductor device 4 configured as described above
In Example 5, since the side surface portion below the upper surface of the floating gate 25 is surrounded by the conductor layer 41, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the conductor layer covering the control gate 26 is obtained. Because there is no 41,
Even if a high voltage is applied to the control gate 26, a high electric field is generated between the control gate 26 and the conductor layer 41, a leak current flows, and the operation of the semiconductor device 45 is not impaired. Further, there is no possibility that the electrostatic capacitance between the control gate 26 and the conductor layer 41 covering the control gate 26 becomes large and the operating speed is deteriorated.

【0042】尚、上記の各実施形態において導体層3
1,41は、フローティングゲート25に蓄積される電
子よりも多くの自由キャリヤを有する大きさとなるよう
にしたが、さらにフローティングゲート25に蓄積され
る電子よりも多くの自由キャリヤを有する図示しない導
体部、あるいは半導体部等に導通するように接続させて
もよい。
In each of the above embodiments, the conductor layer 3
1 and 41 are sized so as to have more free carriers than electrons stored in the floating gate 25, but conductor portions (not shown) further having more free carriers than electrons stored in the floating gate 25. Alternatively, it may be electrically connected to the semiconductor portion or the like.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、フローティングゲート及びコントロールゲートを有
する単体セルのゲート電極部と隣接する単体セルのゲー
ト電極部とを、層間絶縁膜内に導体層で設けて分離する
構成したことにより、隣接する単体セルの電子が蓄積さ
れたフローティングゲートの影響を低減してしきい値電
圧の変化を抑制し、装置の微細化を可能にすることがで
きる等の効果を奏する。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a gate electrode portion of a single cell having a floating gate and a control gate and a gate electrode portion of an adjacent single cell are provided in a conductor layer in an interlayer insulating film. By providing the above structure and separating the structure, it is possible to reduce the influence of the floating gate in which the electrons of the adjacent single cells are accumulated, suppress the change in the threshold voltage, and enable the miniaturization of the device. Produce the effect of.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態に係る第1の工程の断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a first step according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る第2の工程の断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a second step according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施形態に係る第3の工程の断
面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a third step according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施形態に係る第4の工程の断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a fourth step according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態に係る第5の工程の断
面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a fifth step according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1の実施形態でのフローティングゲ
ートに電子が蓄積された状態を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which electrons are accumulated in a floating gate according to the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1の実施形態における単体セル間の
離間距離に対するしきい値電圧の特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram of a threshold voltage with respect to a separation distance between single cells according to the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態に係る第1の工程の断
面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a first step according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態に係る第2の工程の
断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a second step according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施形態に係る第3の工程の
断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a third step according to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施形態に係る第4の工程の
断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a fourth step according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2の実施形態に係る第5の工程の
断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a fifth step according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2の実施形態に係る第6の工程の
断面図である。
FIG. 14 is a sectional view of a sixth step according to the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第2の実施形態に係る第7の工程の
断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a seventh step according to the second embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第2の実施形態に係る第8の工程の
断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of an eighth step according to the second embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第2の実施形態に係る第9の工程の
断面図である。
FIG. 17 is a sectional view of a ninth step according to the second embodiment of the present invention.

【図18】従来例を示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a conventional example.

【図19】従来例でのフローティングゲートに電子が蓄
積された状態を示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a state in which electrons are accumulated in a floating gate in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

23…単体セル 24…ゲート電極部 25…フローティングゲート 26…コントロールゲート 27…トンネルゲート絶縁膜 28…インターPoly絶縁膜 30…第1の層間絶縁膜 31,41…導体層 32,42…第2の層間絶縁膜 44…第3の層間絶縁膜 23 ... Single cell 24 ... Gate electrode part 25 ... Floating gate 26 ... Control gate 27 ... Tunnel gate insulating film 28 ... Inter Poly insulating film 30 ... First interlayer insulating film 31, 41 ... Conductor layer 32, 42 ... Second Interlayer insulating film 44 ... Third interlayer insulating film

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フローティングゲート及びコントロール
ゲートを有する単体セルと、この単体セルを隣接する単
体セルと分離するように覆う層間絶縁膜とを備えた半導
体装置において、前記層間絶縁膜内に前記単体セルのゲ
ート電極部を覆うように少なくとも1つの導体層が設け
られていることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising a unit cell having a floating gate and a control gate, and an interlayer insulating film covering the unit cell so as to separate the unit cell from an adjacent unit cell, wherein the unit cell is provided in the interlayer insulating film. At least one conductor layer is provided so as to cover the gate electrode part of the semiconductor device.
【請求項2】 フローティングゲート及びコントロール
ゲートを有する単体セルと、この単体セルを隣接する単
体セルと分離するように覆う層間絶縁膜とを備えた半導
体装置において、前記層間絶縁膜内に前記単体セルのゲ
ート電極部を覆うように少なくとも1つの導体層が設け
られていると共に、該導体層が前記フローティングゲー
トに蓄積される電子よりも多くの自由キャリヤを有して
いることを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device comprising a single cell having a floating gate and a control gate, and an interlayer insulating film covering the single cell so as to separate the single cell from an adjacent single cell, wherein the single cell is provided in the interlayer insulating film. At least one conductor layer is provided so as to cover the gate electrode part of the semiconductor device, and the conductor layer has more free carriers than electrons accumulated in the floating gate. .
【請求項3】 導体層が、フローティングゲートに蓄積
される電子よりも多くの自由キャリヤを有する導体部あ
るいは半導体部に導通するように接続されていることを
特徴とする請求項2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the conductor layer is electrically connected to a conductor portion or a semiconductor portion having more free carriers than electrons accumulated in the floating gate. .
【請求項4】 導体層が、フローティングゲートの上面
位置よりも少なくとも下方側の位置に形成されているこ
とを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の半導体
装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductor layer is formed at a position at least below the upper surface of the floating gate.
【請求項5】 導体層が、ドーパントを添加したシリコ
ンにより形成されていることを特徴とする請求項1ある
いは請求項2記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the conductor layer is formed of silicon to which a dopant is added.
【請求項6】 ドーパントが、りん、ひ素、ほう素のう
ちのいずれか1つであるをことを特徴とする請求項5記
載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the dopant is one of phosphorus, arsenic and boron.
【請求項7】 導体層が、シリサイドにより形成されて
いることを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の
半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductor layer is formed of silicide.
【請求項8】 半導体基板の上方にフローティングゲー
トとコントロールゲートを形成した後に前記コントロー
ルゲート及び前記フローティングゲートを覆うように第
1の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第1の層間絶縁
膜の表面上に導体層を積層する工程と、前記導体層の表
面に第2の層間絶縁膜を積層する工程とを備えた半導体
装置の製造方法。
8. A step of forming a floating gate and a control gate above a semiconductor substrate and then forming a first interlayer insulating film so as to cover the control gate and the floating gate, and a step of forming the first interlayer insulating film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of laminating a conductor layer on the surface; and a step of laminating a second interlayer insulating film on the surface of the conductor layer.
【請求項9】 第1の層間絶縁膜の表面上に積層した導
体層を、第2の層間絶縁膜を積層する前に選択的に除去
するようにしたことを特徴とする請求項8記載の半導体
装置の製造方法。
9. The conductor layer laminated on the surface of the first interlayer insulating film is selectively removed before laminating the second interlayer insulating film. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項10】 半導体基板の上方にフローティングゲ
ートとコントロールゲートを形成した後に前記コントロ
ールゲート及び前記フローティングゲートを覆うように
第1の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第1の層間絶
縁膜の表面上に無ドーパントの多結晶シリコンまたは無
定型シリコンの堆積膜を積層する工程と、前記堆積膜の
表面にドーパントを含む第2の層間絶縁膜を積層する工
程と、加熱処理して前記第2の層間絶縁膜のドーパント
を前記堆積膜に熱拡散させる工程とを備えた半導体装置
の製造方法。
10. A step of forming a floating gate and a control gate above a semiconductor substrate and then forming a first interlayer insulating film so as to cover the control gate and the floating gate, and a step of forming the first interlayer insulating film. A step of laminating a deposited film of polycrystalline silicon or amorphous silicon with no dopant on the surface; a step of laminating a second interlayer insulating film containing a dopant on the surface of the deposited film; And a step of thermally diffusing the dopant of the interlayer insulating film into the deposited film.
【請求項11】 第2の層間絶縁膜が、PSG、BPS
G、AsSGのうちのいずれか1つにより形成されてい
ることを特徴とする請求項10記載の半導体装置の製造
方法。
11. The second interlayer insulating film is PSG or BPS.
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10, wherein the semiconductor device is formed of any one of G and AsSG.
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