JPH0964204A - Nonvolatile semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory and manufacture thereof

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JPH0964204A
JPH0964204A JP7211927A JP21192795A JPH0964204A JP H0964204 A JPH0964204 A JP H0964204A JP 7211927 A JP7211927 A JP 7211927A JP 21192795 A JP21192795 A JP 21192795A JP H0964204 A JPH0964204 A JP H0964204A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
region
isolation
semiconductor substrate
impurity region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7211927A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Oi
誠 大井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0964204A publication Critical patent/JPH0964204A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonvolatile semiconductor memory having a source region which is formed intentionally away from an isolated impurity region to improve the dielectric strength of the source region whereby the endurance characteristic is prevented from deteriorating to provide a high reliability. SOLUTION: A nonvolatile semiconductor memory comprises a p-type well region 1, isolated impurity region 6, isolation insulation films 5, source regions 57 and control gate electrodes 55. The region 6 is of p-type and distributed from a major surface of the region 1 to a specified depth. The films 5 are formed mutually separated with spacings on the region 6 laid on the region 1. The source regions 57 are of n-type and formed in the well region 1 between the films 5 above the region 6. The electrodes 55 are formed on the film 5.

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】この発明は、一般的には電気
的に書込および消去を行なうことが可能な不揮発性半導
体記憶装置およびその製造方法に関し、特にフラッシュ
メモリの構造およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing, and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure of a flash memory and a method of manufacturing the same. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】データを自由に書込むことができ、書込
まれた情報電荷を電気的に消去することが可能なメモリ
デバイスとしてフラッシュメモリが知られている。
2. Description of the Related Art A flash memory is known as a memory device capable of freely writing data and electrically erasing written information charges.

【0003】図32は、フラッシュメモリの一般的な構
成を示すブロック図である。図において、フラッシュメ
モリは行列状に配置されたメモリセルマトリクス100
と、Xアドレスデコーダ200と、Yゲート300と、
Yアドレスデコーダ400と、アドレスバッファ500
と、書込回路600と、センスアンプ700と、入出力
バッファ800と、コントロールロジック900とを含
む。
FIG. 32 is a block diagram showing a general structure of a flash memory. In the figure, the flash memory is a memory cell matrix 100 arranged in a matrix.
An X address decoder 200, a Y gate 300,
Y address decoder 400 and address buffer 500
A write circuit 600, a sense amplifier 700, an input / output buffer 800, and a control logic 900.

【0004】メモリセルマトリクス100は、行列状に
配置された複数個のメモリトランジスタをその内部に有
している。メモリセルマトリクス100の行および列を
選択するためにXアドレスデコーダ200とYゲート3
00とが接続されている。Yゲート300には、列の選
択情報を与えるYアドレスデコーダ400が接続されて
いる。Xアドレスデコーダ200とYアドレスデコーダ
400には、それぞれアドレス情報が一時格納されるア
ドレスバッファ500が接続されている。Yゲート30
0には、データ入力時に書込動作を行なうための書込回
路600と、データ出力時に流れる電流値から“0”と
“1”を判定するセンスアンプ700が接続されてい
る。書込回路600とセンスアンプ700にはそれぞ
れ、入出力データを一時格納する入出力バッファ800
が接続されている。アドレスバッファ500と入出力バ
ッファ800には、フラッシュメモリの動作制御を行な
うためのコントロールロジック900が接続されてい
る。コントロールロジック900は、チップイネーブル
信号、アウトプットイネーブル信号およびプログラム信
号に基づいた制御を行なう。
The memory cell matrix 100 has a plurality of memory transistors arranged in a matrix therein. An X address decoder 200 and a Y gate 3 for selecting rows and columns of the memory cell matrix 100.
00 is connected. The Y-gate 300 is connected to a Y-address decoder 400 which gives column selection information. An address buffer 500 for temporarily storing address information is connected to each of the X address decoder 200 and the Y address decoder 400. Y gate 30
A write circuit 600 for performing a write operation at the time of data input and a sense amplifier 700 for determining “0” or “1” from the value of a current flowing at the time of data output are connected to 0. Each of the write circuit 600 and the sense amplifier 700 has an input / output buffer 800 for temporarily storing input / output data.
Is connected. A control logic 900 for controlling the operation of the flash memory is connected to the address buffer 500 and the input / output buffer 800. The control logic 900 performs control based on the chip enable signal, the output enable signal and the program signal.

【0005】図33は、図32に示されたメモリセルマ
トリクス100の概略構成を示す等価回路図である。図
33において、行方向に延びる複数本のワード線W
1 ,WL2 ,…,WLi と、列方向に延びる複数本の
ビット線BL1 ,BL2 ,…,BLj とが互いに直交す
るように配置され、マトリクスを構成している。各ワー
ド線と各ビット線の交点には、それぞれフローティング
ゲートを有するメモリトランジスタQ11,Q12,…,Q
ijが配置されている。各メモリトランジスタのドレイン
は各ビット線に接続されている。メモリトランジスタの
ソースは各ソース線S1 ,S2 ,…に接続されている。
同一行に属するメモリトランジスタのソースは、図に示
されるように相互に接続されている。
FIG. 33 is an equivalent circuit diagram showing a schematic structure of the memory cell matrix 100 shown in FIG. In FIG. 33, a plurality of word lines W extending in the row direction
L 1, WL 2, ..., WL i and, a plurality of the bit lines BL 1 extending in the column direction, BL 2, ..., are arranged such that the BL j are orthogonal to each other to constitute a matrix. Memory transistors Q 11 , Q 12 , ..., Q each having a floating gate are provided at the intersections of the word lines and the bit lines.
ij is located. The drain of each memory transistor is connected to each bit line. The sources of the memory transistors are connected to the respective source lines S 1 , S 2 , ...
The sources of the memory transistors belonging to the same row are connected to each other as shown in the figure.

【0006】図34は、上記のようなフラッシュメモリ
を構成する1つのメモリトランジスタの断面構造を示す
部分断面図である。図34に示されるフラッシュメモリ
のトランジスタはスタックトゲート型と呼ばれる。
FIG. 34 is a partial cross-sectional view showing the cross-sectional structure of one memory transistor constituting the above flash memory. The transistor of the flash memory shown in FIG. 34 is called a stacked gate type.

【0007】図35は従来のスタックトゲート型フラッ
シュメモリの平面的な配置を示す概略断面図である。図
36は図35のXXXVI−XXXVI線に沿う部分断
面図である。これらの図を参照して、従来のフラッシュ
メモリの構造について説明する。
FIG. 35 is a schematic sectional view showing a planar arrangement of a conventional stacked gate type flash memory. 36 is a partial cross-sectional view taken along line XXXVI-XXXVI of FIG. The structure of the conventional flash memory will be described with reference to these drawings.

【0008】図36を参照して、p型ウェル領域113
内にp型の分離不純物領域156が形成されている。シ
リコン基板のp型ウェル領域113の主表面にn型の不
純物領域、たとえばn+ ドレイン領域184とn+ ソー
ス領域185とが間隔を隔てて形成されている。これら
のn+ ドレイン領域184とn+ ソース領域185との
間に挟まれた領域には、チャネル領域が形成されるよう
にコントロールゲート186とフローティングゲート1
87が形成されている。フローティングゲート187は
p型ウェル領域113の上に膜厚100Å程度の薄いゲ
ート酸化膜190を介在して形成されている。コントロ
ールゲート186はフローティングゲート187から電
気的に分離されるように、フローティングゲート187
の上に層間絶縁膜188を介在して形成されている。フ
ローティングゲート187は多結晶シリコン層から形成
されている。コントロールゲート186は多結晶シリコ
ン層あるいは多結晶シリコン層と高融点金属の積層膜か
ら形成されている。絶縁膜189は、シリコン基板とフ
ローティングゲート187やコントロールゲート186
を構成する多結晶シリコン層との上にCVD法(化学的
気相成長法)により堆積することによって形成されてい
る。さらに、フローティングゲート187やコントロー
ルゲート186を被覆するようにスムースコート膜19
5が形成されている。
Referring to FIG. 36, p type well region 113 is formed.
A p-type isolation impurity region 156 is formed therein. An n-type impurity region, for example, n + drain region 184 and n + source region 185, is formed at a main surface of p-type well region 113 of the silicon substrate with a space therebetween. In the region sandwiched between the n + drain region 184 and the n + source region 185, the control gate 186 and the floating gate 1 are formed so that a channel region is formed.
87 is formed. The floating gate 187 is formed on the p-type well region 113 with a thin gate oxide film 190 having a film thickness of about 100 Å interposed. The control gate 186 is electrically isolated from the floating gate 187 so that the floating gate 187 is
Is formed on the above with an interlayer insulating film 188 interposed. The floating gate 187 is formed of a polycrystalline silicon layer. The control gate 186 is formed of a polycrystalline silicon layer or a laminated film of a polycrystalline silicon layer and a refractory metal. The insulating film 189 is formed on the silicon substrate and the floating gate 187 and the control gate 186.
It is formed by depositing it by the CVD method (chemical vapor deposition method) on the polycrystalline silicon layer constituting the. Further, the smooth coat film 19 is formed so as to cover the floating gate 187 and the control gate 186.
5 are formed.

【0009】図35に示すように、コントロールゲート
186は相互に接続されて横方向(行方向)に延びるよ
うにワード線として形成されている。ビット線191は
ワード線186と直交するように配置され、縦方向(列
方向)に並ぶn+ ドレイン領域184を相互に接続す
る。ビット線191はドレインコンタクト196を通じ
て各n+ ドレイン領域184に電気的に接続する。図3
6に示すように、ビット線191はスムースコート膜1
95の上に形成されている。図35に示すように、n+
ソース領域185は、ワード線186が延びる方向に沿
って延在し、ワード線186とフィールド酸化膜192
によって囲まれた領域に形成されている。各n+ ドレイ
ン領域184もワード線186とフィールド酸化膜19
2とによって囲まれた領域に形成されている。
As shown in FIG. 35, control gates 186 are formed as word lines connected to each other and extending in the horizontal direction (row direction). Bit line 191 is arranged orthogonal to word line 186 and connects n + drain regions 184 arranged in the vertical direction (column direction) to each other. Bit line 191 is electrically connected to each n + drain region 184 through drain contact 196. FIG.
As shown in FIG. 6, the bit line 191 has a smooth coat film 1
It is formed on 95. As shown in FIG. 35, n +
The source region 185 extends along the direction in which the word line 186 extends, and the word line 186 and the field oxide film 192 are formed.
It is formed in the area surrounded by. Each n + drain region 184 also includes the word line 186 and the field oxide film 19.
It is formed in a region surrounded by 2 and.

【0010】上記のように構成されたフラッシュメモリ
の動作について図34を参照して、説明する。
The operation of the flash memory configured as described above will be described with reference to FIG.

【0011】まず、書込動作においては、n+ ドレイン
領域184に6〜8V程度の電圧V D 、コントロールゲ
ート186に10〜15V程度の電圧VG が印加され
る。さらに、n+ ソース領域185とp型ウェル領域1
13は接地電位に保たれる。このとき、メモリトランジ
スタのチャネルには数百μAの電流が流れる。ソースか
らドレインに流れた電子のうちドレイン近傍で加速され
た電子は、この近傍で高いエネルギを有する電子、いわ
ゆるチャネルホットエレクトロンとなる。この電子は、
コントロールゲート186に印加された電圧VG による
電界により、矢印に示されるように、フローティング
ゲート187に注入される。このようにして、フローテ
ィングゲート187に電子の蓄積が行なわれ、メモリト
ランジスタのしきい値電圧Vthが高くなる。このしきい
値電圧Vthが所定の値よりも高くなった状態が書込まれ
た状態、“0”と呼ばれる。
First, in the write operation, n+drain
The voltage V of about 6 to 8 V is applied to the region 184. D, Control
The voltage V of about 10 to 15V is applied to the gate 186.GIs applied
You. Furthermore, n+Source region 185 and p-type well region 1
13 is kept at ground potential. At this time, the memory transition
A current of several hundred μA flows through the channel of the star. Source
Of the electrons that flowed to the drain from the
The electrons that have high energy in this vicinity are,
It will be a loose channel hot electron. This electron
Voltage V applied to control gate 186Gby
Floating by electric field, as shown by the arrow
It is injected into the gate 187. In this way, the float
Electrons are accumulated in the swing gate 187, and
Transistor threshold voltage VthWill be higher. This threshold
Value voltage VthIs written higher than the specified value
The state is called "0".

【0012】次に、消去動作においては、n+ ソース領
域185に10〜12V程度の電圧VS が印加され、コ
ントロールゲート186とp型ウェル領域113は接地
電位に保持される。さらに、n+ ドレイン領域184は
開放される。n+ ソース領域185に印加された電圧V
S による電界により、矢印に示されるように、フロー
ティングゲート187中に電子は、薄いゲート酸化膜1
90をトンネル現象によって通過する。このようにし
て、フローティングゲート187中に電子が引抜かれる
ことによって、メモリトランジスタのしきい値電圧Vth
が低くなる。このしきい値電圧Vthが所定の値より低い
状態が、消去された状態、“1”と呼ばれる。各メモリ
トランジスタのソースは図33に示されるように接続さ
れているので、この消去動作によって、すべてのメモリ
セルは一括消去できる。
Next, in the erase operation, a voltage V S of about 10 to 12 V is applied to the n + source region 185, and the control gate 186 and the p-type well region 113 are held at the ground potential. Further, the n + drain region 184 is opened. The voltage V applied to the n + source region 185
Due to the electric field due to S , the electrons in the floating gate 187 become thin gate oxide film 1 as shown by the arrow.
Pass 90 by tunneling. In this way, the electrons are extracted into the floating gate 187, so that the threshold voltage V th of the memory transistor is increased.
Becomes lower. A state in which the threshold voltage V th is lower than a predetermined value is called an erased state, “1”. Since the sources of the memory transistors are connected as shown in FIG. 33, all the memory cells can be collectively erased by this erase operation.

【0013】さらに、読出動作において、コントロール
ゲート186に5V程度の電圧VG′、n+ ドレイン領
域184に1〜2V程度の電圧VD ′が印加される。こ
のとき、メモリトランジスタのチャネル領域に電流が流
れるかどうか、すなわちメモリトランジスタがオン状態
かオフ状態かによって上記の“1”、“0”の判定が行
なわれる。
Further, in the read operation, a voltage V G ′ of about 5 V is applied to the control gate 186 and a voltage V D ′ of about 1 to 2 V is applied to the n + drain region 184. At this time, the determination of "1" or "0" is made depending on whether or not a current flows in the channel region of the memory transistor, that is, whether the memory transistor is in the on state or the off state.

【0014】図37は、図35のXXXVII−XXX
VII線に沿う部分断面図である。図37を参照して、
シリコン基板のp型ウェル領域113の中に、p型の分
離不純物領域156が形成されている。p型の分離不純
物領域156の上に、n型の不純物領域、つまり、n+
ソース領域185が間隔を隔てて形成されている。p型
シリコン基板113の主表面上に膜厚6000〜700
0Åの分離絶縁膜105が形成されている。分離絶縁膜
105はソース領域185の間に形成されている。分離
絶縁膜105の上に層間絶縁膜188を介在させてコン
トロールゲート186が形成されている。コントロール
ゲート186は多結晶シリコン層あるいは多結晶シリコ
ン層と高融点金属の積層膜から形成されている。絶縁膜
189は、シリコン基板とコントロールゲート186を
構成する多結晶シリコン層との表面上にCVD法により
堆積されることによって形成されている。ソース領域1
85の上には、ソース領域185と電気的に接続された
ポリシリコン、または高融点金属をポリシリコン上に積
層した複合膜からなる導電層165が設けられている。
さらに、フローティングゲート187やコントロールゲ
ート186や導電層165を被覆するようにスムースコ
ート膜195が形成されている。スムースコート膜19
5は酸化膜195c、窒化膜195b、層間絶縁層19
5aの3層構造である。
FIG. 37 is a block diagram of XXXVII-XXX of FIG.
It is a fragmentary sectional view which follows the VII line. Referring to FIG. 37,
A p-type isolation impurity region 156 is formed in the p-type well region 113 of the silicon substrate. On the p-type isolation impurity region 156, an n-type impurity region, that is, n +
Source regions 185 are formed at intervals. A film thickness of 6000 to 700 is formed on the main surface of the p-type silicon substrate 113.
A 0Å isolation insulating film 105 is formed. The isolation insulating film 105 is formed between the source regions 185. A control gate 186 is formed on the isolation insulating film 105 with an interlayer insulating film 188 interposed. The control gate 186 is formed of a polycrystalline silicon layer or a laminated film of a polycrystalline silicon layer and a refractory metal. The insulating film 189 is formed by depositing by CVD on the surfaces of the silicon substrate and the polycrystalline silicon layer forming the control gate 186. Source area 1
A conductive layer 165 made of polysilicon electrically connected to the source region 185 or a composite film in which a refractory metal is laminated on the polysilicon is provided on the layer 85.
Further, a smooth coat film 195 is formed so as to cover the floating gate 187, the control gate 186 and the conductive layer 165. Smooth coat film 19
5 is an oxide film 195c, a nitride film 195b, an interlayer insulating layer 19
5a has a three-layer structure.

【0015】次に、図38〜図40を参照して、図37
に示す断面に沿った製造工程について説明する。
Next, referring to FIGS. 38 to 40, FIG.
The manufacturing process along the cross section shown in FIG.

【0016】まず、図38を参照して、p型シリコン基
板の上面にp型ウェル領域113を形成する。そして、
各列間ごとに分離絶縁膜105を形成する。p型ウェル
領域113にのみ分離絶縁膜105の酸化膜の膜厚とほ
ぼ等しい飛程を有するエネルギ(約250KeV)でボ
ロンを注入し、分離不純物領域156を形成する。
First, referring to FIG. 38, p-type well region 113 is formed on the upper surface of a p-type silicon substrate. And
The isolation insulating film 105 is formed for each column. Boron is implanted into only the p-type well region 113 at an energy (about 250 KeV) having a range approximately equal to the thickness of the oxide film of the isolation insulating film 105 to form the isolation impurity region 156.

【0017】次に、フローティングゲートを形成した
後、図39を参照して、層間絶縁膜188上に所定の形
状のコントロールゲート186を形成する。
Next, after forming the floating gate, referring to FIG. 39, a control gate 186 having a predetermined shape is formed on interlayer insulating film 188.

【0018】図40を参照して、コントロールゲート1
86上に絶縁膜189を形成した後、分離絶縁膜105
と絶縁膜189の上に所定のピッチでパターニングされ
たレジスト膜173を形成する。レジスト膜173やコ
ントロールゲート186をマスクとして、ドライエッチ
ング法により、膜厚6000〜7000Åの分離絶縁膜
105を除去し、分離不純物領域156を露出させる。
次に、レジスト膜173、コントロールゲート186を
マスクとして自己整合的に砒素(As)を35KeV、
5×1015/cm2 の条件下でイオン注入する。そし
て、砒素を注入した直後にさらにリンを基板に対して完
全に垂直に50KeV、5×1014/cm 2 の条件下で
イオン注入し、後の熱処理で濃度1×1021/cm3
シード抵抗50Ω/□のn型不純物領域からなるソース
領域185を形成する。
Referring to FIG. 40, control gate 1
After forming the insulating film 189 on the film 86, the isolation insulating film 105 is formed.
And patterned on the insulating film 189 at a predetermined pitch.
A resist film 173 is formed. The resist film 173 and
Dry etching using the control gate 186 as a mask
Insulation film with a thickness of 6000-7000Å
105 is removed to expose the isolation impurity region 156.
Next, the resist film 173 and the control gate 186 are formed.
Arsenic (As) 35 KeV in a self-aligned manner as a mask,
5 × 10Fifteen/ Cm2Ion implantation is performed under the conditions of. Soshi
Immediately after implanting arsenic, phosphorus is further added to the substrate.
50 KeV, 5 × 10 vertically14/ Cm 2Under the conditions of
Ion implantation and concentration of 1 × 10 in subsequent heat treatmenttwenty one/ CmThree,
Source consisting of n-type impurity region with seed resistance of 50Ω / □
A region 185 is formed.

【0019】この後、レジスト膜173を除去し、コン
トロールゲート186や分離絶縁膜105を被覆するよ
うに、絶縁膜189を形成する。次に、ソース領域18
5と接するように、絶縁膜189の側壁に沿って、導電
層165を形成する。導電層165はリンなどのn型不
純物が添加されたポリシリコン、またはn型不純物を添
加したポリシリコン上に高融点金属層が積層された複合
膜によって形成されている。最後に、絶縁膜189の上
に導電層165を被覆するようにスムースコート膜19
5を形成する。以上の工程において、図37に示す断面
が形成される。
After that, the resist film 173 is removed, and an insulating film 189 is formed so as to cover the control gate 186 and the isolation insulating film 105. Next, the source region 18
5, a conductive layer 165 is formed along the sidewall of the insulating film 189. The conductive layer 165 is formed of polysilicon to which an n-type impurity such as phosphorus is added, or a composite film in which a refractory metal layer is laminated on polysilicon to which an n-type impurity is added. Finally, the smooth coat film 19 is formed on the insulating film 189 so as to cover the conductive layer 165.
5 is formed. Through the above steps, the cross section shown in FIG. 37 is formed.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】図37に示す領域を形
成する工程で生じる問題について説明する。
A problem that occurs in the step of forming the region shown in FIG. 37 will be described.

【0021】まず、図40に示す工程において、膜厚6
000〜7000Åの分離絶縁膜105を除去するため
には、長時間のエッチングが必要となる。このとき、マ
スクとして用いるコントロールゲート186が、長時間
のエッチングによりダメージを受けやすいという問題が
あった。
First, in the step shown in FIG.
In order to remove the isolation insulating film 105 having a thickness of 000 to 7,000 Å, etching for a long time is required. At this time, there is a problem that the control gate 186 used as a mask is easily damaged by etching for a long time.

【0022】また、長時間のエッチングにより、分離絶
縁膜105の下に位置する分離不純物領域156もエッ
チングされてしまう。そのため、分離不純物領域156
がダメージを受けやすく、信頼性上の問題があった。
Further, the isolation impurity region 156 located under the isolation insulating film 105 is also etched by the etching for a long time. Therefore, the isolation impurity region 156
Was susceptible to damage and had reliability problems.

【0023】さらに、ソース領域は、分離不純物領域1
56にイオン注入することにより形成される。そのた
め、分離不純物領域とソース領域とが重なって存在する
こととなる。よって、相反する導電層が重なるために、
ソース領域の耐圧が低下してしまうという問題があっ
た。ソース領域の耐圧が低下してしまうとエンデュラン
ス特性の劣化が発生するという問題点がある。
Further, the source region is the isolation impurity region 1
It is formed by implanting ions into 56. Therefore, the isolation impurity region and the source region overlap with each other. Therefore, since the conductive layers that are opposite to each other overlap,
There is a problem that the breakdown voltage of the source region is lowered. If the withstand voltage of the source region is lowered, the endurance characteristic is deteriorated.

【0024】図41は、データの消去時に発生するエン
デュランス特性の劣化を説明するための断面構造図であ
る。図41を参照して、従来のフラッシュメモリでは、
消去動作の際に、コントロールゲート186に0V、ソ
ース領域185に10〜12V程度の電圧を印加する。
この際、ソース領域185の近傍では、高電界によりバ
ンド間トンネリングが生じ、ホールが発生する。この発
生したホールがフローティングゲート電極187に位置
する酸化膜190にトラップされて酸化膜190の膜質
が劣化してしまうという不都合が生じていた。このよう
に酸化膜190の膜質が劣化すると、データの消去時に
フローティングゲート187から電子を引抜きにくくな
るという問題がある。このような現象は、「エンデュラ
ンス特性の劣化」と呼ばれており、たとえば、IEEE ELE
CTRON DEVICE LETTERS, VOL.10,No.3, March 1989, PP1
17-119 に開示されている。
FIG. 41 is a sectional structural view for explaining the deterioration of the endurance characteristic which occurs when erasing data. Referring to FIG. 41, in the conventional flash memory,
In the erase operation, a voltage of 0 V is applied to the control gate 186 and a voltage of about 10 to 12 V is applied to the source region 185.
At this time, in the vicinity of the source region 185, band-to-band tunneling occurs due to the high electric field, and holes are generated. The generated holes are trapped in the oxide film 190 located on the floating gate electrode 187, and the film quality of the oxide film 190 deteriorates. When the quality of the oxide film 190 deteriorates in this way, there is a problem that it becomes difficult to extract electrons from the floating gate 187 at the time of erasing data. Such a phenomenon is called "endurance characteristic deterioration". For example, IEEE ELE
CTRON DEVICE LETTERS, VOL.10, No.3, March 1989, PP1
17-119.

【0025】そこで、本発明の目的は、ソース領域と分
離不純物領域を離隔させ、ソース領域の耐圧向上を図
り、エンデュランス特性の劣化を防ぎ、信頼性の高い不
揮発性半導体記憶装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device in which the source region and the isolation impurity region are separated from each other, the withstand voltage of the source region is improved, the endurance characteristic is prevented from being deteriorated. is there.

【0026】また、本発明の別の目的は、コントロール
ゲートが損傷を受けない不揮発性半導体記憶装置の製造
方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device in which the control gate is not damaged.

【0027】また、本発明の別の目的は、分離不純物領
域が損傷を受けない不揮発性半導体記憶装置の製造方法
を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device in which an isolation impurity region is not damaged.

【0028】また、この発明の別の目的は、不揮発性半
導体記憶装置のソース領域の耐圧を容易に向上させ得る
不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device which can easily improve the breakdown voltage of the source region of the non-volatile semiconductor memory device.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置は、半導体基板と、分離不純物領域と、分離絶
縁膜と、ソース領域と、コントロールゲート電極とを備
えたものである。半導体基板は第1導電型であり、主表
面を有している。分離不純物領域は、第1導電型であ
り、半導体基板の主表面から所定の深さに分布するよう
に形成されている。分離絶縁膜は分離不純物領域の上で
半導体基板に互いに距離を隔てて複数個形成されてい
る。ソース領域は第2導電型であり、分離絶縁膜の間の
半導体基板内で分離不純物領域の上に分離不純物領域と
離隔して形成されている。コントロールゲート電極は、
分離絶縁膜上に形成されている。
A nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes a semiconductor substrate, an isolation impurity region, an isolation insulating film, a source region, and a control gate electrode. The semiconductor substrate is of the first conductivity type and has a main surface. The isolation impurity region is of the first conductivity type and is formed so as to be distributed at a predetermined depth from the main surface of the semiconductor substrate. A plurality of isolation insulating films are formed on the isolation impurity region on the semiconductor substrate at a distance from each other. The source region is of the second conductivity type and is formed on the isolation impurity region in the semiconductor substrate between the isolation insulating films and apart from the isolation impurity region. The control gate electrode is
It is formed on the isolation insulating film.

【0030】また、ソース領域は、分離絶縁膜から離隔
して形成されてもよい。また、この発明のもう1つの局
面に従った不揮発性半導体記憶装置は、半導体基板と、
電荷蓄積電極と、素子分離絶縁膜と、分離不純物領域
と、ワード線と、ドレイン領域と、ソース領域とを備え
たものである。半導体基板は第1導電型であり、主表面
を有している。電荷蓄積電極は、(m×n)個がm行n
列のマトリクス状に配置されており、半導体基板の主表
面上に第1の絶縁膜を介在させて形成されている。素子
分離絶縁膜は、電荷蓄積電極の2行にまたがり、各列ご
とに半導体基板に複数個が形成されている。分離不純物
領域は第1導電型であり、素子分離絶縁膜の下で半導体
基板の主表面から所定の深さに分布している。ワード線
は、電荷蓄積電極の上に第2の絶縁膜を介在させてm本
が各行ごとに前記素子分離絶縁膜上に形成されている。
ドレイン領域は第2導電型であり、素子分離絶縁膜とワ
ード線に囲まれ、半導体基板の主表面に形成されてい
る。ソース領域は第2導電型であり、素子分離絶縁膜の
間の半導体基板内で分離不純物領域の上で分離不純物領
域から離隔して形成されている。
The source region may be formed separately from the isolation insulating film. A nonvolatile semiconductor memory device according to another aspect of the present invention includes a semiconductor substrate,
The charge storage electrode, the element isolation insulating film, the isolation impurity region, the word line, the drain region, and the source region are provided. The semiconductor substrate is of the first conductivity type and has a main surface. (M × n) charge storage electrodes are m rows and n
They are arranged in a matrix of columns, and are formed on the main surface of the semiconductor substrate with a first insulating film interposed. The element isolation insulating film extends over two rows of the charge storage electrodes, and a plurality of element isolation insulating films are formed on each column of the semiconductor substrate. The isolation impurity region is of the first conductivity type and is distributed under the element isolation insulating film to a predetermined depth from the main surface of the semiconductor substrate. M word lines are formed on the element isolation insulating film for each row by interposing a second insulating film on the charge storage electrodes.
The drain region is of the second conductivity type, is surrounded by the element isolation insulating film and the word line, and is formed on the main surface of the semiconductor substrate. The source region is of the second conductivity type and is formed on the isolation impurity region in the semiconductor substrate between the element isolation insulating films and apart from the isolation impurity region.

【0031】このように構成された不揮発性半導体記憶
装置においては、第1導電型の分離不純物領域と、第2
導電型のソース領域が重なることがない。その結果、ソ
ース領域の耐圧が向上し、エンデュランス特性の劣化を
防ぐことができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device having the above structure, the first conductivity type isolation impurity region and the second conductivity type isolation impurity region are formed.
The conductive source regions do not overlap. As a result, the breakdown voltage of the source region is improved and the deterioration of the endurance characteristic can be prevented.

【0032】また、本発明の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法においては、絶縁膜を形成する工程と、分離不
純物領域を形成する工程と、コントロールゲート電極を
形成する工程と、ソース領域を形成する工程とを備えた
ものである。絶縁膜を形成する工程では、第1の厚みを
有する第1の絶縁膜部分と、その第1の厚みよりも大き
い第2の厚みを有する第2の絶縁膜部分とからなる絶縁
膜を第1導電型の半導体基板の主表面に形成する。分離
不純物領域を形成する工程では、絶縁膜を通じて半導体
基板に第1導電型の不純物イオンを注入することによ
り、第1の絶縁膜部分の下に第1の絶縁膜部分から離隔
した半導体基板の領域から、第2の絶縁膜部分の下で第
2の絶縁膜部分に接近した半導体基板の領域に連続して
延びるように、絶縁膜の下の半導体基板の領域に分離不
純物領域を形成する。分離絶縁膜を形成する工程では、
第1の絶縁膜部分を除去することにより、分離不純物領
域の上で互いに距離を隔てた複数個の分離絶縁膜を形成
する。コントロールゲート電極を形成する工程では、分
離絶縁膜上にコントロールゲート電極を形成する。ソー
ス領域を形成する工程では、分離不純物領域の間の半導
体基板内で分離不純物領域の上に第2導電型の不純物イ
オンを注入することにより、分離不純物領域と離隔して
ソース領域を形成する。
Further, in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, a step of forming an insulating film, a step of forming an isolation impurity region, a step of forming a control gate electrode, and a source region are formed. And a process. In the step of forming the insulating film, the first insulating film including a first insulating film portion having a first thickness and a second insulating film portion having a second thickness larger than the first thickness is formed. It is formed on the main surface of a conductive type semiconductor substrate. In the step of forming the isolation impurity region, a region of the semiconductor substrate that is separated from the first insulating film portion under the first insulating film portion by implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the insulating film. Then, an isolation impurity region is formed in the region of the semiconductor substrate below the insulating film so as to extend continuously to the region of the semiconductor substrate below the second insulating film portion and close to the second insulating film portion. In the step of forming the isolation insulating film,
By removing the first insulating film portion, a plurality of isolation insulating films spaced apart from each other are formed on the isolation impurity region. In the step of forming the control gate electrode, the control gate electrode is formed on the isolation insulating film. In the step of forming the source region, impurity ions of the second conductivity type are implanted into the isolation impurity region in the semiconductor substrate between the isolation impurity regions to form the source region separately from the isolation impurity region.

【0033】また、ソース領域を形成する工程では、分
離不純物領域と離隔してソース領域を形成してもよい。
In the step of forming the source region, the source region may be formed separately from the isolation impurity region.

【0034】このような工程を備えた不揮発性半導体記
憶装置の製造方法において、第2の厚みよりも小さい第
1の厚みを有する第1の絶縁膜部分を除去することによ
り、分離絶縁膜を形成する。よって、長時間のエッチン
グを行なう必要がなくマスクとして用いるコントロール
ゲートの品質を劣化させることがない。また、長時間の
エッチングを行なわないため、分離不純物領域をエッチ
ングすることがない。その結果、分離不純物領域の信頼
性を劣化させることはない。また、第1導電型の分離不
純物領域は、第2の導電型のソース領域と離隔して形成
される。よって、ソース領域の耐圧低下を防止すること
ができ、エンデュランス特性の劣化を防ぐことができ
る。
In the method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device including the above steps, the isolation insulating film is formed by removing the first insulating film portion having the first thickness smaller than the second thickness. To do. Therefore, it is not necessary to perform etching for a long time and the quality of the control gate used as a mask is not deteriorated. Further, since the etching is not performed for a long time, the isolation impurity region is not etched. As a result, the reliability of the isolation impurity region is not deteriorated. Further, the first conductivity type isolation impurity region is formed apart from the second conductivity type source region. Therefore, it is possible to prevent the breakdown voltage of the source region from decreasing and prevent the deterioration of the endurance characteristic.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】この発明に従った不揮発性半導体
記憶装置およびその製造方法について、図を参照して以
下に説明する。
A non-volatile semiconductor memory device according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described below with reference to the drawings.

【0036】図1はこの発明の一実施形態のフラッシュ
メモリの平面的な配置を示す概略平面図である。図1を
参照して、コントロールゲート55は相互に接続されて
横方向(行方向)に延びるようにワード線として形成さ
れている。ビット線62はワード線55と直交するよう
に配置され、縦方向(列方向)に並ぶn+ ドレイン領域
56を相互に接続する。ビット線62はドレインコンタ
クト60を通じて各n + ドレイン領域56に電気的に接
続する。n+ ソース領域57はワード線55が延びる方
向に沿って延在し、ワード線55と分離絶縁膜5とによ
って囲まれた領域に形成されている。各n+ ドレイン領
域56もワード線55と分離絶縁膜5とによって囲まれ
た領域に形成されている。
FIG. 1 shows a flash according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic plan view which shows the planar arrangement of a memory. Figure 1
For reference, the control gates 55 are connected to each other.
Formed as word lines so as to extend in the horizontal direction (row direction)
Have been. Bit line 62 should be orthogonal to word line 55
N arranged in the vertical direction (column direction)+Drain region
56 are connected to each other. Bit line 62 is a drain contact
Each n through Kuto 60 +Electrically connected to the drain region 56
Continue. n+Source region 57 is one in which word line 55 extends
The word line 55 and the isolation insulating film 5
It is formed in the area surrounded by. Each n+Drain territory
The region 56 is also surrounded by the word line 55 and the isolation insulating film 5.
Are formed in the area.

【0037】このフラッシュメモリのII−II線に沿
った断面を図2に示す。図2を参照して、シリコン基板
のp型ウェル領域1内に、p型の分離不純物領域6が形
成されている。シリコン基板のp型ウェル領域1の主表
面上に分離絶縁膜5が互いに距離を隔てて形成されてい
る。分離絶縁膜5の間のp型ウェル領域1の主表面上
で、分離不純物領域6の上に分離不純物領域6と離隔し
てn型のソース領域57が間隔を隔てて形成されてい
る。分離絶縁膜5の上に、第2の絶縁膜54を介在させ
てコントロールゲート55が形成されている。コントロ
ールゲート55や分離絶縁膜5を被覆するように、第3
の絶縁膜58が形成されている。第3の絶縁膜58や第
1の導電層59を被覆するように酸化膜81が形成され
ている。酸化膜81の上に窒化膜82が形成されてい
る。窒化膜82の上に層間絶縁膜61が形成されてい
る。
FIG. 2 shows a cross section taken along line II-II of this flash memory. Referring to FIG. 2, a p-type isolation impurity region 6 is formed in a p-type well region 1 of a silicon substrate. Isolation insulating films 5 are formed on the main surface of p type well region 1 of the silicon substrate at a distance from each other. On the main surface of p-type well region 1 between isolation insulating films 5, n-type source regions 57 are formed on isolation impurity region 6 at a distance from isolation impurity region 6. A control gate 55 is formed on the isolation insulating film 5 with a second insulating film 54 interposed. The third layer is formed so as to cover the control gate 55 and the isolation insulating film 5.
Insulating film 58 is formed. An oxide film 81 is formed so as to cover the third insulating film 58 and the first conductive layer 59. A nitride film 82 is formed on the oxide film 81. An interlayer insulating film 61 is formed on the nitride film 82.

【0038】図3は、図1のIII−III線に沿う部
分断面図である。図3を参照して、p型ウェル領域1内
にp型の分離不純物領域6が形成されている。また、p
型ウェル領域1の主表面から所定の深さで、p型の分離
不純物領域6の上で、それから離隔してn型のドレイン
領域56が形成されている。ドレイン領域56から所定
の間隔を隔てて、p型ウェル領域1の主表面から所定の
深さで、p型分離不純物領域6の上で、それから離隔し
てn型のソース領域57が形成されている。p型ウェル
領域1の主表面に第1の絶縁膜51を介在させてフロー
ティングゲート52が形成されている。フローティング
ゲート52の上に3層からなる第2の絶縁膜54を介在
させてコントロールゲート55が形成されている。さら
に、フローティングゲート52およびコントロールゲー
ト55を覆うように第3の絶縁膜58が形成されてい
る。
FIG. 3 is a partial sectional view taken along the line III-III in FIG. Referring to FIG. 3, p-type isolation impurity region 6 is formed in p-type well region 1. Also, p
An n-type drain region 56 is formed on the p-type isolation impurity region 6 at a predetermined depth from the main surface of the type well region 1 and apart from it. An n-type source region 57 is formed on the p-type isolation impurity region 6 at a predetermined depth from the main surface of the p-type well region 1 at a predetermined distance from the drain region 56, and at a distance from the n-type source region 57. There is. Floating gate 52 is formed on the main surface of p type well region 1 with first insulating film 51 interposed. A control gate 55 is formed on the floating gate 52 with a second insulating film 54 of three layers interposed. Further, a third insulating film 58 is formed so as to cover the floating gate 52 and the control gate 55.

【0039】ドレイン領域56の上には、第3の絶縁膜
58の側壁に沿うとともにドレイン領域56と電気的に
接続された、ポリシリコン、または高融点金属をポリシ
リコン上に積層した複合膜からなる第1の導電層59が
設けられている。第1の導電層59には、さらに上向き
に延びるように、たとえばタングステン(W)などの高
融点金属からなる第2の導電層60が電気的に接続され
ている。この第2の導電層60は、ビット線62に接続
されている。
On the drain region 56, a polysilicon film or a composite film in which a refractory metal is laminated on the polysilicon, which is electrically connected to the drain region 56 along the side wall of the third insulating film 58, is formed. The first conductive layer 59 is formed. A second conductive layer 60 made of a refractory metal such as tungsten (W) is electrically connected to the first conductive layer 59 so as to extend further upward. The second conductive layer 60 is connected to the bit line 62.

【0040】次に、図4ないし図31を参照して、この
実施形態の製造工程について説明する。図4ないし図1
0、図13ないし図20は図2の断面に沿った領域(以
下素子分離領域と称する。)、図21ないし図31は図
3の断面に沿った領域(以下活性領域と称する。)の製
造工程を示すものである。また、図11、図12は素子
分離領域と活性領域の両方を示す図である。
Next, the manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 1
0, FIGS. 13 to 20 are regions (hereinafter referred to as element isolation regions) along the cross section of FIG. 2, and FIGS. 21 to 31 are regions (hereinafter referred to as active regions) along the cross section of FIG. It shows a process. 11 and 12 are diagrams showing both the element isolation region and the active region.

【0041】まず、図4を参照して、p型ウェル領域1
の主表面上にシリコン酸化膜2を厚さ100〜200Å
で堆積する。
First, referring to FIG. 4, p-type well region 1
Oxide film 2 with a thickness of 100-200Å on the main surface of
Is deposited at.

【0042】図5を参照して、シリコン酸化膜2上に、
シリコン窒化膜3を厚さ1000〜1500Åで堆積す
る。シリコン窒化膜3の上にレジスト4を塗布し、レジ
スト4に所定の形状のパターニングを施す。
Referring to FIG. 5, on the silicon oxide film 2,
A silicon nitride film 3 is deposited with a thickness of 1000 to 1500 Å. A resist 4 is applied on the silicon nitride film 3, and the resist 4 is patterned into a predetermined shape.

【0043】図6を参照して、レジスト4をマスクとし
てシリコン窒化膜3を除去する。レジスト4の形状の上
面図を図7(A)〜(C)に示す。レジスト4の形状は
図7(A)〜(C)のいずれのものでもよい。レジスト
4は主にソース領域に堆積される。
Referring to FIG. 6, silicon nitride film 3 is removed using resist 4 as a mask. Top views of the shape of the resist 4 are shown in FIGS. The shape of the resist 4 may be any of those shown in FIGS. The resist 4 is mainly deposited on the source region.

【0044】図8を参照して、ウェット酸化法により1
100℃、1時間20分の条件でシリコン酸化膜2を成
長させ、分離絶縁膜5を形成する。このとき、分離絶縁
膜5の最大厚さは約7000Å、最小厚さは約300Å
が好ましい。
Referring to FIG. 8, 1 by wet oxidation method
The silicon oxide film 2 is grown under the conditions of 100 ° C. for 1 hour and 20 minutes to form the isolation insulating film 5. At this time, the maximum thickness of the isolation insulating film 5 is about 7,000Å and the minimum thickness is about 300Å.
Is preferred.

【0045】図9を参照して、分離絶縁膜5の最大膜厚
とほぼ等しい飛程を有するエネルギ(250KeV)で
ボロンをチャネルカットを目的としてp型ウェル領域1
に注入し、分離不純物領域6を形成する。
Referring to FIG. 9, p-type well region 1 is used for the purpose of channel-cutting boron with energy (250 KeV) having a range approximately equal to the maximum film thickness of isolation insulating film 5.
To form an isolation impurity region 6.

【0046】また同時に、図21を参照して、活性領域
にも分離不純物領域6が形成される。次に、活性領域上
に厚さ100Å程度の酸化膜よりなる第1の絶縁膜51
を形成する。ここで、第1の絶縁膜51として、厚さ1
00Å程度の酸化膜に窒化処理を施したものを用いても
よく、窒化処理を施した後さらに酸化処理を施したもの
を用いてもよい。次に、素子分離領域の分離絶縁膜5お
よび活性領域上の第1の絶縁膜51の上面にポリシリコ
ン層(フローティングゲート層)99を1000Å程度
の膜厚で堆積する。このポリシリコン層99の上面に
は、所定のピッチでパターニングされたレジスト膜70
を形成する。そして、このレジスト膜70をマスクとし
て異方性エッチングを行なうことによってポリシリコン
層99を所定のピッチを有するようにパターニングす
る。
At the same time, referring to FIG. 21, isolation impurity region 6 is also formed in the active region. Next, a first insulating film 51 made of an oxide film having a thickness of about 100Å is formed on the active region.
To form Here, the first insulating film 51 has a thickness of 1
An oxide film having a thickness of about 00Å may be subjected to nitriding treatment, or may be subjected to nitriding treatment and further subjected to oxidization treatment. Next, a polysilicon layer (floating gate layer) 99 having a film thickness of about 1000 Å is deposited on the upper surfaces of the isolation insulating film 5 in the element isolation region and the first insulating film 51 on the active region. A resist film 70 patterned at a predetermined pitch is formed on the upper surface of the polysilicon layer 99.
To form Then, anisotropic etching is performed using the resist film 70 as a mask to pattern the polysilicon layer 99 to have a predetermined pitch.

【0047】これにより、図11に示した平面配置が完
成する。図12は図11におけるXII−XII線に沿
った断面を示す図である。図9と図21は図11のIX
−IX線およびXXI−XXI線の各々の線に沿った断
面を示す図である。また、図9と図21は図12のIX
−IX線およびXXI−XXI線に沿った断面を示す図
である。なお、ポリシリコン層52の代わりにアモルフ
ァスシリコン層、または、不純物の添加されていないポ
リシリコンもしくはアモルファスシリコン層上にリンを
堆積して高温拡散させることによって低抵抗効果を示し
たポリシリコンもしくはアモルファスシリコンを用いて
もよい。また、CVD法を用いて堆積する際にリンや砒
素などの不純物を含むガスを流すことによって堆積時に
既に不純物が添加されているいわゆるドープトポリシリ
コンを用いてもよい。
As a result, the plane arrangement shown in FIG. 11 is completed. FIG. 12 is a view showing a cross section taken along line XII-XII in FIG. 9 and 21 are IX of FIG.
It is a figure which shows the cross section along each line of -IX line and XXI-XXI line. Also, FIGS. 9 and 21 show IX of FIG.
It is a figure which shows the cross section along the -IX line and the XXI-XXI line. It should be noted that, instead of the polysilicon layer 52, phosphorus is deposited on the amorphous silicon layer or on the polysilicon or amorphous silicon layer to which no impurity is added, and polysilicon or amorphous silicon exhibiting a low resistance effect is obtained by high-temperature diffusion. May be used. Alternatively, so-called doped polysilicon may be used in which impurities are already added at the time of deposition by flowing a gas containing impurities such as phosphorus and arsenic at the time of depositing using the CVD method.

【0048】次に、図10と図22を参照して、レジス
ト膜70を除去し、シリコン基板上の全面に第2の絶縁
膜54を形成する。この第2の絶縁膜54は、三層の積
層膜となっており、膜厚100Å程度の酸化膜54a
と、その上にCVD法により形成された膜厚100Å程
度の窒化膜53bと、さらに、その窒化膜54bの上に
形成された膜厚100Å程度の酸化膜54cとによって
構成される。第2の絶縁膜54は、周辺回路(図示せ
ず)において、上面の酸化膜54cと窒化膜54bとの
所定部分を除去する。そして、周辺回路を構成するMO
SトランジスタのV th制御のためのボロン注入を行な
う。その後、周辺回路領域の酸化膜54aを除去する。
上記した工程は、周辺回路に存在する2種類以上のMO
Sトランジスタを形成する際に繰返される。なお、注入
するイオンとしてボロンの他に砒素を併用してもよい。
その後、周辺MOSトランジスタのゲート酸化膜(図示
せず)を必要な膜厚の種類だけ(たとえば、300Åの
ゲート電極と150Åのゲート酸化膜の2種類)を形成
する。
Next, referring to FIGS. 10 and 22, the register
Film 70 is removed, and a second insulating film is formed on the entire surface of the silicon substrate.
The film 54 is formed. This second insulating film 54 is a product of three layers.
It is a layered film and has an oxide film 54a with a film thickness of about 100Å
And a film thickness of 100Å formed on it by the CVD method
On the nitride film 53b, and further on the nitride film 54b.
The formed oxide film 54c having a film thickness of about 100Å
Be composed. The second insulating film 54 is a peripheral circuit (not shown).
Of the oxide film 54c and the nitride film 54b on the upper surface.
Remove the specified part. Then, the MO that constitutes the peripheral circuit
V of S transistor thInject boron for control
U. After that, the oxide film 54a in the peripheral circuit region is removed.
The above-mentioned process is carried out by using two or more types of MO existing in the peripheral circuit.
This is repeated when forming the S transistor. Injection
As ions to be used, arsenic may be used together with boron.
After that, the gate oxide film of the peripheral MOS transistor (illustration
Only the required type of film thickness (for example, 300Å
Forming a gate electrode and a 150Å gate oxide film)
I do.

【0049】次に、第2の絶縁膜54の上と周辺回路の
MOSトランジスタのゲート酸化膜上(図示せず)とに
同一工程で約2000Å〜3000Å程度の膜厚を有す
る第2のポリシリコン層62を形成する。第2のポリシ
リコン層62上に第3の絶縁膜58を形成する。第2の
ポリシリコン層62は、リンなどのn型の不純物を添加
したポリシリコンまたは、n型の不純物を添加したポリ
シリコン上に高融点金属層が積層された複合膜によって
形成されてもよい。その後、周辺回路を構成するMOS
トランジスタのゲート電極を形成する領域にパターニン
グされたレジスト(図示せず)を形成する。このレジス
トをマスクとし異方性エッチングを行なうことによって
第3の絶縁膜58と第2のポリシリコン層55とを順次
パターニングする。これにより、周辺MOSトランジス
タのゲート電極(図示せず)が形成される。次に、周辺
回路のMOSトランジスタのLDD構造の低濃度領域を
形成するための必要部分のみを開口したレジストとゲー
ト電極とをマスクとして自己整合的に不純物を注入す
る。周辺回路領域に2種類のMOSトランジスタがある
場合には、上記した工程を繰返す。
Next, the second polysilicon having a film thickness of about 2000Å to 3000Å is formed on the second insulating film 54 and on the gate oxide film (not shown) of the MOS transistor of the peripheral circuit in the same step. Form layer 62. A third insulating film 58 is formed on the second polysilicon layer 62. The second polysilicon layer 62 may be formed of polysilicon doped with an n-type impurity such as phosphorus, or a composite film in which a refractory metal layer is laminated on polysilicon doped with an n-type impurity. . After that, the MOS that constitutes the peripheral circuit
A patterned resist (not shown) is formed in a region where a gate electrode of the transistor is formed. Anisotropic etching is performed using this resist as a mask to sequentially pattern the third insulating film 58 and the second polysilicon layer 55. As a result, the gate electrode (not shown) of the peripheral MOS transistor is formed. Next, impurities are implanted in a self-aligned manner using the resist and the gate electrode, which are opened only in the necessary portions for forming the low concentration region of the LDD structure of the MOS transistor of the peripheral circuit, as a mask. If there are two types of MOS transistors in the peripheral circuit area, the above steps are repeated.

【0050】その後、メモリセルにおいて、コントロー
ルゲートとフローティングゲートを形成するためのパタ
ーニングされたレジスト71を形成する。このようにし
て、図10または図22に示した構造が形成される。な
お、図22の状態で周辺回路領域はレジスト膜71によ
ってその全面が覆われている。
After that, in the memory cell, a patterned resist 71 for forming a control gate and a floating gate is formed. In this way, the structure shown in FIG. 10 or FIG. 22 is formed. In the state of FIG. 22, the peripheral circuit region is entirely covered with the resist film 71.

【0051】図13、図23を参照して、レジスト膜7
1をマスクとして異方性エッチングを行なうことによっ
て第3の絶縁膜58と第2のポリシリコン層55と第2
の絶縁膜54と第1のポリシリコン層52と第1の絶縁
膜51とを順次エッチングする。これにより、図13と
図23に示すコントロールゲート55と、図23に示す
フローティングゲート52を形成する。この後、等方性
エッチングを行ないフローティングゲート52の側面部
分をわずかにエッチングしてもよい。この後、レジスト
膜71を除去する。
Referring to FIGS. 13 and 23, resist film 7
1 is used as a mask to perform anisotropic etching, thereby removing the third insulating film 58, the second polysilicon layer 55 and the second insulating film 58.
The insulating film 54, the first polysilicon layer 52, and the first insulating film 51 are sequentially etched. As a result, the control gate 55 shown in FIGS. 13 and 23 and the floating gate 52 shown in FIG. 23 are formed. After this, isotropic etching may be performed to slightly etch the side surface portion of the floating gate 52. After that, the resist film 71 is removed.

【0052】図23を参照して、ソース領域となる基板
上にレジスト膜72を形成する。レジスト膜72、コン
トロールゲート55およびフローティングゲート52を
マスクとして自己整合的に砒素(As)を35KeV、
5×1014/cm2 の条件下で基板に対して垂直方向に
イオン注入する。そして、砒素を注入した直後に、さら
にボロンを基板に対して完全に垂直、またはその垂線か
ら40°以下の角度で50KeV、3×1013/cm2
の条件下でイオン注入する。そして、後の熱処理によっ
て、濃度5×1019/cm3 、シード抵抗80Ω/□の
n型不純物領域からなるドレイン領域56を形成する。
ここで、ボロンを注入した直後にBF2を約30Ke
V、1×1013/cm2 程度の条件下でイオン注入して
もよい。この後、レジスト膜72を除去する。
Referring to FIG. 23, a resist film 72 is formed on the substrate which will be the source region. Arsenic (As) is self-aligned with 35 KeV using the resist film 72, the control gate 55 and the floating gate 52 as a mask,
Ions are implanted perpendicularly to the substrate under the condition of 5 × 10 14 / cm 2 . Immediately after the implantation of arsenic, boron is completely perpendicular to the substrate or at an angle of 40 ° or less from the vertical line of 50 KeV, 3 × 10 13 / cm 2.
The ion implantation is performed under the following conditions. Then, by a subsequent heat treatment, a drain region 56 formed of an n-type impurity region having a concentration of 5 × 10 19 / cm 3 and a seed resistance of 80Ω / □ is formed.
Immediately after injecting boron, BF 2 is added to about 30 Ke.
Ions may be implanted under the condition of V, 1 × 10 13 / cm 2 . After that, the resist film 72 is removed.

【0053】図14を参照して、レジスト膜73でドレ
イン領域と周辺回路領域を覆い、ソース領域の分離絶縁
膜5を自己整合的に異方性によりエッチングする。ここ
で、分離絶縁膜5が特に薄い場合は、上記エッチングを
しなくてもよい。さらに、分離絶縁膜5のエッチング時
にコントロールゲートの側壁が損傷を受けないように保
護膜として数100Åの絶縁膜を形成しておいてもよ
い。
Referring to FIG. 14, the drain region and the peripheral circuit region are covered with a resist film 73, and the isolation insulating film 5 in the source region is anisotropically etched in a self-aligned manner. Here, if the isolation insulating film 5 is particularly thin, the etching may not be performed. Further, an insulating film of several hundred liters may be formed as a protective film so that the side wall of the control gate is not damaged when the isolation insulating film 5 is etched.

【0054】図15、図24を参照して、ドレイン領域
の表面をレジスト膜73で覆う。レジスト膜73、コン
トロールゲート55をマスクとして自己整合的に砒素
(As)を35KeV、5×1015/cm2 の条件下で
イオン注入する。そして、砒素を注入した直後にさらに
リンを基板に対して完全に垂直に50KeV、5×10
14/cm2 の条件下でイオン注入し、後の熱処理で濃度
1×1021/cm3 、シード抵抗50Ω/□のn型不純
物領域からなるソース領域57を形成する。この後、レ
ジスト膜73を除去する。そして、950℃の温度条件
下で酸素を供給しながら10分程度、基板表面をドライ
酸化する。
With reference to FIGS. 15 and 24, the drain region
Is covered with a resist film 73. Resist film 73,
Arsenic in a self-aligned manner using the troll gate 55 as a mask
(As) 35 KeV, 5 × 10Fifteen/ Cm2Under the conditions of
Ions are implanted. Immediately after implanting arsenic,
Phosphorus is completely vertical to the substrate, 50 KeV, 5 × 10
14/ Cm2Ion implantation under the conditions of
1 × 10twenty one/ CmThree, Seed resistance 50Ω / □ n-type impurity
A source region 57 composed of an object region is formed. After this,
The distant film 73 is removed. And the temperature condition of 950 ° C
Dry the substrate surface for about 10 minutes while supplying oxygen underneath.
Oxidize.

【0055】次に、図16、図25を参照して、基板上
全面に酸化膜63を形成する。その後、異方性エッチン
グにより酸化膜63をエッチングする。これにより、図
17、図26に示す第3の絶縁膜58が完成される。
Next, referring to FIGS. 16 and 25, an oxide film 63 is formed on the entire surface of the substrate. Then, the oxide film 63 is etched by anisotropic etching. As a result, the third insulating film 58 shown in FIGS. 17 and 26 is completed.

【0056】次に、図18、図27を参照して、シリコ
ン基板表面の全面上にポリシリコン64を堆積する。こ
のポリシリコン64の上面に所定形状にパターニングし
たレジスト膜74を形成する。ここで、ポリシリコン6
4はリンなどのn型不純物が添加されたポリシリコンを
用いる。この場合、ポリシリコンの代わりにn型不純物
を添加したポリシリコン上に高融点金属層が積層された
複合膜によって形成されてもよい。次に、レジスト膜7
4をマスクとして異方性エッチングによりポリシリコン
64をエッチングする。
Next, referring to FIGS. 18 and 27, polysilicon 64 is deposited on the entire surface of the silicon substrate. A resist film 74 patterned into a predetermined shape is formed on the upper surface of the polysilicon 64. Where polysilicon 6
4 uses polysilicon to which an n-type impurity such as phosphorus is added. In this case, it may be formed by a composite film in which a refractory metal layer is laminated on polysilicon added with an n-type impurity instead of polysilicon. Next, the resist film 7
Using the mask 4 as a mask, the polysilicon 64 is etched by anisotropic etching.

【0057】そして、図19、図28に示すように、そ
の底部においてドレイン領域56およびソース領域57
の各々を電気的に接続し、第3の絶縁膜58の側面に沿
った第1の導電層59を形成する。第1の導電層59は
ドレイン領域56のみと接続されてもよい。
Then, as shown in FIGS. 19 and 28, the drain region 56 and the source region 57 are formed at the bottom.
Are electrically connected to each other to form a first conductive layer 59 along the side surface of the third insulating film 58. The first conductive layer 59 may be connected only to the drain region 56.

【0058】次に、図2、図29を参照して、酸化膜8
1を1500Å程度の厚みで形成する。そして、酸化膜
81上に窒化膜82を500Å程度の厚みで形成する。
窒化膜82の全面にBPSG膜などからなる層間絶縁膜
61を形成する。約900℃のウェットまたはドライリ
フローを30分行なった後、エッチバックを行なう。こ
れにより、図2、図30に示すような形状を有する層間
絶縁膜61を形成する。
Next, referring to FIGS. 2 and 29, oxide film 8 is formed.
1 is formed with a thickness of about 1500Å. Then, a nitride film 82 is formed on the oxide film 81 with a thickness of about 500 Å.
An interlayer insulating film 61 made of a BPSG film or the like is formed on the entire surface of the nitride film 82. After performing wet or dry reflow at about 900 ° C. for 30 minutes, etch back is performed. As a result, the interlayer insulating film 61 having the shape shown in FIGS. 2 and 30 is formed.

【0059】次に、図31を参照して、活性領域上で層
間絶縁膜61上に、ドレイン領域56の上方にホールパ
ターンを有するレジスト膜74を形成する。レジスト膜
74をマスクとして異方性エッチングすることによって
コンタクトホール65を形成する。
Then, referring to FIG. 31, a resist film 74 having a hole pattern is formed above drain region 56 on interlayer insulating film 61 on the active region. The contact hole 65 is formed by anisotropically etching using the resist film 74 as a mask.

【0060】最後に、コンタクトホール65の内部に、
たとえばタングステンなどの高融点金属からなる第2の
導電層60を形成する。その後、アルミニウムまたはケ
イ素や銅などを含むアルミニウムからなるビット線62
を形成する。
Finally, inside the contact hole 65,
For example, the second conductive layer 60 made of a refractory metal such as tungsten is formed. Then, a bit line 62 made of aluminum or aluminum containing silicon, copper, or the like.
To form

【0061】以上の工程により、本発明に基づいた不揮
発性半導体記憶装置が完成される。ここで、コンタクト
ホール65の内部に形成した第2の導電層60は、CV
D法を用いて全面に形成した後、パターニングすること
によってビット線として用いてもよい。さらに、その上
方にパッシベーション膜を形成するようにしてもよい。
Through the above steps, the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is completed. Here, the second conductive layer 60 formed inside the contact hole 65 is CV
It may be used as a bit line by patterning after being formed on the entire surface by the D method. Further, a passivation film may be formed thereabove.

【0062】また、図15に示すソース領域57を形成
する工程において、ソース領域57を分離絶縁膜5から
離隔して形成するようにしてもよい。このとき、本発明
の不揮発性半導体記憶装置は図20に示すものとなる。
In the step of forming the source region 57 shown in FIG. 15, the source region 57 may be formed separately from the isolation insulating film 5. At this time, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is as shown in FIG.

【0063】今回開示された実施形態はすべての点で例
示であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

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

【図1】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の平面的な
配置を示す概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a planar arrangement of a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図2】 図1のII−II線に沿った断面図であり、
本発明の不揮発性半導体記憶装置の第1の実施形態を示
す断面図である。
2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.
1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図3】 図1のIII−III線に沿った断面図であ
り、本発明の不揮発性半導体記憶装置の第1の実施形態
を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, showing the first embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図4】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
として図2の断面に沿った第1工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図5】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
として図2の断面に沿った第2工程を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図6】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
として図2の断面に沿った第3工程を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図7】 図6に対応する上面図である。FIG. 7 is a top view corresponding to FIG.

【図8】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
として図2の断面に沿った第4工程を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view showing a fourth step along the section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図9】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方法
として図2の断面に沿った第5工程を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fifth step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図10】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第6工程を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view showing a sixth step along the section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図11】 図9に対応する上面図である。11 is a top view corresponding to FIG. 9. FIG.

【図12】 図11のXII−XII線に沿った断面図
である。
FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII in FIG. 11;

【図13】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第7工程を示す断面図であ
る。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a seventh step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図14】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第8工程を示す断面図であ
る。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an eighth step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図15】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第9工程を示す断面図であ
る。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a ninth step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図16】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第10工程を示す断面図で
ある。
16 is a cross sectional view showing a tenth step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. FIG.

【図17】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第11工程を示す断面図で
ある。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an eleventh step along the cross section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図18】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第12工程を示す断面図で
ある。
FIG. 18 is a sectional view showing a twelfth step along the section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図19】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図2の断面に沿った第13工程を示す断面図で
ある。
FIG. 19 is a sectional view showing a thirteenth step along the section of FIG. 2 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図20】 図1のII−II線に沿った断面図であ
り、本発明の不揮発性半導体記憶装置の第2の実施形態
を示す断面図である。
20 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, showing a second embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention. FIG.

【図21】 図11、図12のXXI−XXI線に沿っ
た断面図であり、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法として図3の断面に沿った第1工程を示す断面図
である。
21 is a cross-sectional view taken along line XXI-XXI of FIGS. 11 and 12, showing a first step along the cross-section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention. .

【図22】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第2工程を示す断面図であ
る。
22 is a sectional view showing a second step along the section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention. FIG.

【図23】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第3工程を示す断面図であ
る。
23 is a cross-sectional view showing a third step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention. FIG.

【図24】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第4工程を示す断面図であ
る。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a fourth step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図25】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第5工程を示す断面図であ
る。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a fifth step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図26】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第6工程を示す断面図であ
る。
FIG. 26 is a sectional view showing a sixth step along the section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図27】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第7工程を示す断面図であ
る。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a seventh step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図28】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第8工程を示す断面図であ
る。
FIG. 28 is a sectional view showing an eighth step along the section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図29】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第9工程を示す断面図であ
る。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a ninth step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図30】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第10工程を示す断面図で
ある。
30 is a sectional view showing a tenth step along the section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. FIG.

【図31】 本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法として図3の断面に沿った第11工程を示す断面図で
ある。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing an eleventh step along the cross section of FIG. 3 as a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図32】 フラッシュメモリの一般的な構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing a general configuration of a flash memory.

【図33】 図32に示されたメモリセルマトリクスの
概略構成を示す等価回路図である。
FIG. 33 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration of the memory cell matrix shown in FIG. 32.

【図34】 フラッシュメモリを構成する1つのメモリ
トランジスタの断面構造を示す部分断面図である。
FIG. 34 is a partial cross-sectional view showing the cross-sectional structure of one memory transistor forming the flash memory.

【図35】 従来のフラッシュメモリの平面的な配置を
示す概略平面図である。
FIG. 35 is a schematic plan view showing a planar arrangement of a conventional flash memory.

【図36】 図35のXXXVI−XXXVI線に沿っ
た断面図である。
36 is a cross-sectional view taken along the line XXXVI-XXXVI of FIG. 35.

【図37】 図35のXXXVII−XXXVII線に
沿った断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view taken along the line XXXVII-XXXVII of FIG. 35.

【図38】 従来のフラッシュメモリの製造方法として
図37の断面に沿った第1工程を示す断面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view showing a first step along the cross section of FIG. 37 as a method for manufacturing a conventional flash memory.

【図39】 従来のフラッシュメモリの製造方法として
図37の断面に沿った第2工程を示す断面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view showing a second step along the cross section of FIG. 37 as a method for manufacturing a conventional flash memory.

【図40】 従来のフラッシュメモリの製造方法として
図37の断面に沿った第3工程を示す断面図である。
FIG. 40 is a cross-sectional view showing a third step along the cross section of FIG. 37 as a method for manufacturing a conventional flash memory.

【図41】 データの消去時に発生するエンデュランス
特性の劣化を説明するための断面構造図である。
FIG. 41 is a cross-sectional structural diagram for explaining deterioration of endurance characteristics that occurs when data is erased.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型ウェル領域、5 分離絶縁膜、6 分離不純物
領域、55 コントロールゲート電極、57 n型ソー
ス領域。
1 p-type well region, 5 isolation insulating film, 6 isolation impurity region, 55 control gate electrode, 57 n-type source region.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主表面を有する第1導電型の半導体基板
と、 前記半導体基板の前記主表面から所定の深さに分布する
第1導電型の分離不純物領域と、 前記分離不純物領域の上で前記半導体基板に互いに距離
を隔てて形成された複数個の分離絶縁膜と、 前記分離絶縁膜の間の前記半導体基板内で前記分離不純
物領域の上に前記分離不純物領域から離隔して形成され
た第2導電型のソース領域と、 前記分離絶縁膜上に形成されるコントロールゲート電極
とを備えた、不揮発性半導体記憶装置。
1. A first-conductivity-type semiconductor substrate having a main surface, a first-conductivity-type isolation impurity region distributed at a predetermined depth from the main surface of the semiconductor substrate, and on the isolation-impurity region. A plurality of isolation insulating films formed on the semiconductor substrate at a distance from each other, and formed on the isolation impurity region in the semiconductor substrate between the isolation insulating films and spaced apart from the isolation impurity region. A non-volatile semiconductor memory device comprising a second conductivity type source region and a control gate electrode formed on the isolation insulating film.
【請求項2】 前記ソース領域は、前記分離絶縁膜から
離隔して形成されている、請求項1に記載の不揮発性半
導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the source region is formed apart from the isolation insulating film.
【請求項3】 主表面を有する第1導電型の半導体基板
と、 前記半導体基板の主表面上に第1の絶縁膜を介在させて
m行n列のマトリクス状に配置された(m×n)個の電
荷蓄積電極と、 前記電荷蓄積電極の2行にまたがり、各列ごとに前記半
導体基板に形成される複数個の素子分離絶縁膜と、 前記素子分離絶縁膜の下で前記半導体基板の主表面から
所定の深さに分布する第1導電型の分離不純物領域と、 前記電荷蓄積電極の上に第2の絶縁膜を介在させて各行
ごとに前記素子分離絶縁膜上に形成されたm本のワード
線と、 前記素子分離絶縁膜と前記ワード線に囲まれ、前記半導
体基板の主表面に形成された第2導電型のドレイン領域
と、 前記素子分離絶縁膜の間の前記半導体基板内で前記分離
不純物領域の上で前記分離不純物領域から離隔して形成
された第2導電型のソース領域とを備えた、不揮発性半
導体記憶装置。
3. A first conductivity type semiconductor substrate having a main surface, and a first insulating film disposed on the main surface of the semiconductor substrate in a matrix of m rows and n columns (m × n). ) A plurality of charge storage electrodes, a plurality of device isolation insulating films formed on the semiconductor substrate in each column, extending over two rows of the charge storage electrodes, and a plurality of device isolation insulating films below the device isolation insulating film. An isolation impurity region of the first conductivity type distributed to a predetermined depth from the main surface, and a second insulating film interposed on the charge storage electrode and formed on the element isolation insulating film for each row. A word line, a drain region of the second conductivity type surrounded by the element isolation insulating film and the word line and formed on the main surface of the semiconductor substrate, and inside the semiconductor substrate between the element isolation insulating films. Above the isolation impurity region and away from the isolation impurity region. And with the source region of the second conductivity type formed, nonvolatile semiconductor memory device.
【請求項4】 第1の厚みを有する第1の絶縁膜部分
と、その第1の厚みより大きい第2の厚みを有する第2
の絶縁膜部分とからなる絶縁膜を第1導電型の半導体基
板の主表面に形成する工程と、 前記絶縁膜を通じて前記半導体基板に第1導電型の不純
物イオンを注入することにより、前記第1の絶縁膜部分
の下に前記第1の絶縁膜部分から離隔した前記半導体基
板の領域から、前記第2の絶縁膜部分の下で前記第2の
絶縁膜部分に接近した前記半導体基板の領域に連続して
延びるように、前記絶縁膜の下の前記半導体基板の領域
に分離不純物領域を形成する工程と、 前記絶縁膜の上にコントロールゲート電極を形成する工
程と、 前記コントロールゲート電極をマスクとして用いて前記
第1の絶縁膜部分を除去することにより、前記分離不純
物領域の上で互いに距離を隔てた複数個の分離絶縁膜を
形成する工程と、 前記分離絶縁膜の間の前記半導体基板内で前記分離不純
物領域の上に第2導電型の不純物イオンを注入すること
により、前記分離不純物領域から離隔してソース領域を
形成する工程とを備えた、不揮発性半導体記憶装置の製
造方法。
4. A first insulating film portion having a first thickness and a second insulating film portion having a second thickness larger than the first thickness.
Forming an insulating film composed of the insulating film portion on the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, and implanting impurity ions of the first conductivity type into the semiconductor substrate through the insulating film, From a region of the semiconductor substrate that is separated from the first insulating film portion below the second insulating film portion to a region of the semiconductor substrate that is close to the second insulating film portion below the second insulating film portion. Forming an isolation impurity region in a region of the semiconductor substrate below the insulating film so as to extend continuously; forming a control gate electrode on the insulating film; and using the control gate electrode as a mask Forming a plurality of isolation insulating films spaced apart from each other on the isolation impurity region by removing the first insulating film portion using the semiconductor between the isolation insulating films. A step of implanting a second conductivity type impurity ion on the isolation impurity region in a substrate to form a source region separated from the isolation impurity region. .
【請求項5】 前記ソース領域を形成する工程は、前記
分離絶縁膜から離隔して前記ソース領域を形成すること
を含む、請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法。
5. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein the step of forming the source region includes forming the source region apart from the isolation insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006165451A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its manufacturing method

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