JPH098158A - Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacture

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JPH098158A
JPH098158A JP7174197A JP17419795A JPH098158A JP H098158 A JPH098158 A JP H098158A JP 7174197 A JP7174197 A JP 7174197A JP 17419795 A JP17419795 A JP 17419795A JP H098158 A JPH098158 A JP H098158A
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JP
Japan
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insulating film
floating gate
semiconductor memory
film
nonvolatile semiconductor
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Application number
JP7174197A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Miyashita
勝 宮下
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH098158A publication Critical patent/JPH098158A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/10Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the top-view layout
    • 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

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE: To increase the integration density of a memory cell, to prevent an access speed from being lowered and to enhance the data holding characteristic of the memory cell in a stack gate-type nonvolatile semiconductor memory device. CONSTITUTION: Floating gates FG whose size is nearly equal to the channel length and the channel width of memory transistors are formed on a tunnel oxide film. Insulating films 5 whose thickness is nearly equal to the thickness of the floating gates FG and which are extended to the direction of the channel width are formed in parts between the flating gates FG of the memory transistors which are adjacent to each other in the direction of the channel length. Control gates CG are formed via interlayer insulating films so as to be passed directly above the floating gates FG and the insulating films 5.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、不揮発性半導体記憶
装置およ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 nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】フローティングゲート上にコントロール
ゲートが積層された、いわゆるスタックゲート型の不揮
発性半導体メモリが知られている。
2. Description of the Related Art A so-called stack gate type non-volatile semiconductor memory in which a control gate is stacked on a floating gate is known.

【0003】図57は、従来のスタックゲート型の不揮
発性半導体メモリを示し、特にそのNOR型のメモリセ
ルの構造を示す。ここで、図57Aは平面図、図57B
は図57AのB−B線に沿っての断面図である。
FIG. 57 shows a conventional stack gate type non-volatile semiconductor memory, and particularly shows the structure of its NOR type memory cell. Here, FIG. 57A is a plan view, and FIG.
FIG. 57B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 57A.

【0004】図57に示すように、この従来のスタック
ゲート型の不揮発性半導体メモリにおいては、p型シリ
コン(Si)基板101の表面に、LOCOS法により
二酸化シリコン(SiO2 )膜のようなフィールド絶縁
膜102が選択的に設けられ、これにより素子間分離が
行われている。このフィールド絶縁膜102の下側の部
分におけるp型Si基板101中には、p+ 型のチャネ
ルストッパ103が設けられている。また、フィールド
絶縁膜102で囲まれた活性領域の表面には、例えば熱
酸化法によりSiO2 膜からなるトンネル酸化膜104
が設けられている。
As shown in FIG. 57, in this conventional stack gate type nonvolatile semiconductor memory, a field such as a silicon dioxide (SiO 2 ) film is formed on the surface of a p-type silicon (Si) substrate 101 by the LOCOS method. The insulating film 102 is selectively provided, thereby separating the elements. A p + type channel stopper 103 is provided in the p type Si substrate 101 in the lower portion of the field insulating film 102. On the surface of the active region surrounded by the field insulating film 102, a tunnel oxide film 104 made of a SiO 2 film is formed by, for example, a thermal oxidation method.
Is provided.

【0005】トンネル酸化膜104上に、メモリトラン
ジスタのチャネル幅方向における両側のフィールド絶縁
膜102上に延在するようにフローティングゲートFG
´が設けられている。このフローティングゲートFG´
の表面には層間絶縁膜(カップリング絶縁膜)105が
設けられている。また、フローティングゲートFG´の
真上を通るようにメモリトランジスタのチャネル幅方向
に延在してコントロールゲートCG´が設けられてい
る。
A floating gate FG is formed on the tunnel oxide film 104 so as to extend on the field insulating film 102 on both sides in the channel width direction of the memory transistor.
'Is provided. This floating gate FG '
An interlayer insulating film (coupling insulating film) 105 is provided on the surface of the. Further, a control gate CG ′ is provided extending in the channel width direction of the memory transistor so as to pass directly above the floating gate FG ′.

【0006】また、フィールド絶縁膜102で囲まれた
活性領域のうち、チャネル長方向におけるフローティン
グゲートFG´およびコントロールゲートCG´の両側
の部分には、これらのフローティングゲートFG´およ
びコントロールゲートCG´に対して自己整合的にn+
型のソース領域106およびドレイン領域107が設け
られている。そして、フローティングゲートFG´およ
びその上に層間絶縁膜105を介して積層されたコント
ロールゲートCG´と、これらのソース領域106およ
びドレイン領域107とにより、一つのメモリトランジ
スタが構成されている。この場合、ソース領域106は
コントロールゲートCG´と平行に延在して設けられて
おり、ソース線を構成している。
Further, in the active region surrounded by the field insulating film 102, the floating gate FG ′ and the control gate CG ′ are formed on both sides of the floating gate FG ′ and the control gate CG ′ in the channel length direction. In contrast to n +
A mold source region 106 and a drain region 107 are provided. The floating gate FG ′, the control gate CG ′ stacked on the floating gate FG ′ via the interlayer insulating film 105, and the source region 106 and the drain region 107 constitute one memory transistor. In this case, the source region 106 is provided so as to extend parallel to the control gate CG ′, and constitutes a source line.

【0007】このような従来のスタックゲート型の不揮
発性半導体メモリにおいて、メモリトランジスタのチャ
ネル長は、コントロールゲートCG´の幅によって決ま
る。また、メモリトランジスタのチャネル幅は、フィー
ルド絶縁膜102で囲まれた活性領域のこのチャネル幅
方向における幅によって決まる。これらのうちチャネル
幅は、メモリトランジスタの能力を決める上で重要であ
る。
In such a conventional stack gate type non-volatile semiconductor memory, the channel length of the memory transistor is determined by the width of the control gate CG '. The channel width of the memory transistor is determined by the width of the active region surrounded by the field insulating film 102 in the channel width direction. Of these, the channel width is important in determining the capability of the memory transistor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
スタックゲート型の不揮発性半導体メモリにおいては、
LOCOS法によりフィールド絶縁膜102を形成する
際に酸化マスクとして用いられるSi3 4 膜(図示せ
ず)の端部にバーズビークが発生するため、その影響に
よって酸化マスクに比べて活性領域の実効的な幅が減少
してしまうという問題がある。このため、このバーズビ
ークの発生による活性領域の減少分をあらかじめ考慮し
て酸化マスクの幅を決定するという方法が採られてい
た。
However, in the above-mentioned conventional stack gate type non-volatile semiconductor memory,
Since bird's beaks are generated at the end portions of the Si 3 N 4 film (not shown) used as an oxidation mask when forming the field insulating film 102 by the LOCOS method, the effect of the effective area of the active region is higher than that of the oxidation mask. There is a problem that the width is reduced. For this reason, a method has been adopted in which the width of the oxidation mask is determined in consideration of the reduction amount of the active region due to the occurrence of the bird's beak.

【0009】ところが、この方法によると、一つのメモ
リトランジスタ当たりの専有面積が大きくなるため、メ
モリセルの集積密度を高くするという点では望ましくな
い。
However, according to this method, the area occupied by one memory transistor becomes large, which is not desirable in terms of increasing the integration density of the memory cells.

【0010】また、フローティングゲートFG´はチャ
ネル幅方向においてフィールド絶縁膜102上に延在し
ており、その両端の角部が突起状になっているため、そ
の上に層間絶縁膜105を介して積層されたコントロー
ルゲートCG´はこの部分で段切れを起こしやすい。こ
のため、このメモリセル以外のメモリセルのコントロー
ルゲートCG´に電圧が印加されにくくなり、アクセス
速度の低下が生ずるおそれがあった。
Further, the floating gate FG 'extends on the field insulating film 102 in the channel width direction, and since the corners at both ends thereof are in the form of protrusions, the floating gate FG' has an interlayer insulating film 105 thereabove. The stacked control gates CG ′ are likely to cause step breaks at this portion. For this reason, it becomes difficult to apply a voltage to the control gates CG 'of the memory cells other than this memory cell, and the access speed may be reduced.

【0011】さらに、フィールド絶縁膜102上のフロ
ーティングゲートFG´の角部では電流リークが発生し
やすくなり、メモリセルのデータ保持特性の低下を招く
という不都合も存在する。
Further, there is a disadvantage that current leakage easily occurs at the corners of the floating gate FG 'on the field insulating film 102, resulting in deterioration of the data retention characteristic of the memory cell.

【0012】したがって、この発明の目的は、バーズビ
ークの発生による活性領域の実効的な幅の減少の問題が
ないことによりメモリセルの集積密度を高くすることが
できるスタックゲート型の不揮発性半導体記憶装置およ
びその製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the problem of the effective width reduction of the active region due to the occurrence of bird's beaks, and thus to increase the integration density of memory cells in a stack gate type non-volatile semiconductor memory device. And to provide a manufacturing method thereof.

【0013】この発明の他の目的は、フローティングゲ
ートの角部におけるコントロールゲートの段切れや電流
リークの問題がないことによりアクセス速度が速く、メ
モリセルのデータ保持特性が良好なスタックゲート型の
不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is a stack gate type non-volatile memory which has a high access speed and has a good data retention characteristic of a memory cell because there is no problem of breakage of the control gate and current leakage at the corners of the floating gate. To provide a conductive semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明における第1の発明は、フローティングゲ
ート上にコントロールゲートが積層された構造のメモリ
トランジスタを有する不揮発性半導体記憶装置におい
て、メモリトランジスタのチャネル長およびチャネル幅
がフローティングゲートのサイズによって決定されてい
ることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a nonvolatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate. The channel length and the channel width of the transistor are determined by the size of the floating gate.

【0015】この発明における第2の発明は、フローテ
ィングゲート上にコントロールゲートが積層された構造
のメモリトランジスタを有する不揮発性半導体記憶装置
において、メモリトランジスタのチャネル長方向におけ
るフローティングゲートの幅がチャネル長とほぼ等し
く、かつ、メモリトランジスタのチャネル幅方向におけ
るフローティングゲートの幅がチャネル幅とほぼ等しい
ことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in a nonvolatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate, the width of the floating gate in the channel length direction of the memory transistor is the channel length. It is characterized in that the widths of the floating gates of the memory transistor in the channel width direction are substantially equal to the channel width.

【0016】この発明における第1の発明の一実施形態
においては、第1のメモリトランジスタの第1のフロー
ティングゲートと、第1のメモリトランジスタに対して
チャネル長方向に隣接する第2のメモリトランジスタの
第2のフローティングゲートとの間の部分における半導
体基板中に、第1のフローティングゲートおよび第2の
フローティングゲートに対して自己整合的にソース領域
またはドレイン領域を構成する拡散層が設けられてい
る。
In one embodiment of the first invention of the present invention, the first floating gate of the first memory transistor and the second memory transistor adjacent to the first memory transistor in the channel length direction are provided. A diffusion layer forming a source region or a drain region in a self-aligned manner with the first floating gate and the second floating gate is provided in the semiconductor substrate in a portion between the second floating gate and the first floating gate.

【0017】この発明における第1の発明の一実施形態
においては、第1のメモリトランジスタの第1のフロー
ティングゲートと、第1のメモリトランジスタに対して
チャネル長方向に隣接する第2のメモリトランジスタの
第2のフローティングゲートとの間の部分が、絶縁膜に
より埋められている。この絶縁膜の厚さは、好適には、
フローティングゲートの厚さとほぼ等しく選ばれる。こ
の絶縁膜は、具体的には、例えば二酸化シリコン(Si
2 )膜である。
In one embodiment of the first invention of the present invention, a first floating gate of the first memory transistor and a second memory transistor adjacent to the first memory transistor in the channel length direction are provided. A portion between the second floating gate and the second floating gate is filled with an insulating film. The thickness of this insulating film is preferably
It is chosen to be approximately equal to the thickness of the floating gate. This insulating film is specifically, for example, silicon dioxide (Si
O 2 ) film.

【0018】この発明における第3の発明は、フローテ
ィングゲート上にコントロールゲートが積層された構造
のメモリトランジスタを有する不揮発性半導体記憶装置
の製造方法において、半導体基板上に形成されたゲート
絶縁膜上にメモリトランジスタのチャネル長方向におけ
る幅がチャネル長とほぼ等しいフローティングゲート形
成用の第1の導電膜を形成する工程と、第1の導電膜を
マスクとして半導体基板中に不純物を導入することによ
りソース領域またはドレイン領域を構成する拡散層を形
成する工程と、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
と、絶縁膜の表面が第1の導電膜の上面とほぼ一致する
ように絶縁膜を平坦化する工程と、第1の導電膜および
絶縁膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、層間絶縁膜上
にコントロールゲート形成用の第2の導電膜を形成する
工程と、第2の導電膜、層間絶縁膜および第1の導電膜
をメモリトランジスタのチャネル幅方向における幅がチ
ャネル幅とほぼ等しくなるようにパターニングすること
によりコントロールゲートおよびフローティングゲート
を形成する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
A third aspect of the present invention is a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is laminated on a floating gate, in a method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device on a gate insulating film formed on a semiconductor substrate. A step of forming a first conductive film for forming a floating gate whose width in the channel length direction of the memory transistor is substantially equal to the channel length; and a step of introducing an impurity into the semiconductor substrate by using the first conductive film as a mask Alternatively, the step of forming a diffusion layer forming a drain region, the step of forming an insulating film over a semiconductor substrate, and the step of planarizing the insulating film so that the surface of the insulating film is substantially aligned with the top surface of the first conductive film A step of forming an interlayer insulating film on the first conductive film and the insulating film, and a control gate on the interlayer insulating film. Forming a second conductive film for formation, and patterning the second conductive film, the interlayer insulating film, and the first conductive film so that the width of the memory transistor in the channel width direction is substantially equal to the channel width. And a step of forming a control gate and a floating gate.

【0019】この発明における第3の発明の一実施形態
においては、半導体基板上に形成された絶縁膜を研磨す
ることによりこの絶縁膜を平坦化する。この研磨には、
例えば化学的機械研磨法が用いられる。
In one embodiment of the third invention of the present invention, the insulating film formed on the semiconductor substrate is polished to planarize the insulating film. For this polishing,
For example, a chemical mechanical polishing method is used.

【0020】この発明における第3の発明の他の一実施
形態においては、半導体基板上に形成された絶縁膜をエ
ッチバックすることによりこの絶縁膜を平坦化する。こ
のエッチバックには、例えば反応性イオンエッチング法
などのプラズマエッチング法が用いられる。
In another embodiment of the third aspect of the present invention, the insulating film formed on the semiconductor substrate is etched back to flatten the insulating film. A plasma etching method such as a reactive ion etching method is used for this etch back.

【0021】[0021]

【作用】この発明による不揮発性半導体記憶装置におい
ては、メモリトランジスタのチャネル長およびチャネル
幅がフローティングゲートのサイズによって決定され
る。言い換えれば、メモリトランジスタのチャネル長方
向におけるフローティングゲートの幅がチャネル長とほ
ぼ等しく、かつ、メモリトランジスタのチャネル幅方向
におけるフローティングゲートの幅がチャネル幅とほぼ
等しいので、メモリトランジスタ、すなわちメモリセル
のサイズを加工精度によって決まる寸法まで縮小するこ
とができる。このため、メモリセルの集積密度を高くす
ることができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the channel length and channel width of the memory transistor are determined by the size of the floating gate. In other words, the width of the floating gate of the memory transistor in the channel length direction is substantially equal to the channel length, and the width of the floating gate of the memory transistor in the channel width direction is substantially equal to the channel width. Can be reduced to a dimension determined by processing accuracy. Therefore, the integration density of the memory cells can be increased.

【0022】また、第1のメモリトランジスタの第1の
フローティングゲートと、この第1のメモリトランジス
タに対してチャネル長方向に隣接する第2のメモリトラ
ンジスタの第2のフローティングゲートとの間の部分が
絶縁膜により埋められていることにより、コントロール
ゲートの下地表面が平坦化される。特に、その絶縁膜の
厚さをフローティングゲートの厚さとほぼ等しくするこ
とにより、コントロールゲートの下地表面をほぼ完全に
平坦化することができる。このため、コントロールゲー
トの段切れが生じることがなくなる。さらに、これによ
って、コントロールゲートに一様に電圧が印加されるた
め、アクセス速度の低下が避けられる。また、フローテ
ィングゲートの角部における電流リークが発生しないの
で、メモリセルのデータ保持特性が向上する。
Further, the portion between the first floating gate of the first memory transistor and the second floating gate of the second memory transistor adjacent to the first memory transistor in the channel length direction is By being filled with the insulating film, the underlying surface of the control gate is flattened. In particular, by setting the thickness of the insulating film to be substantially equal to the thickness of the floating gate, the underlying surface of the control gate can be almost completely flattened. For this reason, disconnection of the control gate does not occur. Furthermore, this allows a uniform voltage to be applied to the control gate, thus avoiding a reduction in access speed. In addition, since the current leakage does not occur at the corner of the floating gate, the data retention characteristic of the memory cell is improved.

【0023】この発明による不揮発性半導体記憶装置の
製造方法においては、上記の各工程を有することによ
り、上記の不揮発性半導体記憶装置を製造することがで
きる。
In the method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device according to the present invention, the non-volatile semiconductor memory device can be manufactured by including the above steps.

【0024】[0024]

【実施例】以下に、この発明の一実施例について図面を
参照しながら説明をする。図1〜図5はこの発明の一実
施例によるスタックゲート型の不揮発性半導体メモリを
示す。ここで、図1は平面図、図2は図1のII−II
線に沿っての断面図、図3は図1のIII−III線に
沿っての断面図、図4は図1のIV−IV線に沿っての
断面図、図5は図1のV−V線に沿っての断面図をそれ
ぞれ示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 show a stack gate type nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 is a plan view, and FIG. 2 is II-II of FIG.
1 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, and FIG. Cross-sectional views along the line V are respectively shown.

【0025】図1〜図5に示すように、この一実施例に
よる不揮発性半導体メモリにおいては、例えばp型Si
基板のようなp型半導体基板1の表面に、例えばSiO
2 膜のようなトンネル酸化膜2が設けられている。この
トンネル酸化膜2上には、例えばリン(P)のようなn
型不純物が高濃度にドープされた多結晶Siからなるフ
ローティングゲートFGが設けられている。このフロー
ティングゲートFGは、メモリトランジスタのチャネル
長方向における幅がチャネル長とほぼ等しく、かつ、メ
モリトランジスタのチャネル幅方向における幅がチャネ
ル幅とほぼ等しい。
As shown in FIGS. 1 to 5, in the nonvolatile semiconductor memory according to this embodiment, for example, p-type Si is used.
On the surface of the p-type semiconductor substrate 1 such as a substrate, for example, SiO
A tunnel oxide film 2 such as two films is provided. On the tunnel oxide film 2, for example, n such as phosphorus (P) is formed.
A floating gate FG made of polycrystalline Si heavily doped with type impurities is provided. In the floating gate FG, the width of the memory transistor in the channel length direction is substantially equal to the channel length, and the width of the memory transistor in the channel width direction is substantially equal to the channel width.

【0026】チャネル長方向に互いに隣接するメモリト
ランジスタのフローティングゲートFG間の部分におけ
るp型半導体基板1中には、これらのフローティングゲ
ートFGに対して自己整合的に、n+ 型のソース領域3
およびドレイン領域4が交互に設けられている。これら
のソース領域3およびドレイン領域4はチャネル長方向
に所定の幅を有し、チャネル幅方向に延在して設けられ
ている。これらのうち、ソース領域3は共通ソース線を
構成し、ドレイン領域4はビット線として用いられる。
In the p-type semiconductor substrate 1 in the portion between the floating gates FG of the memory transistors adjacent to each other in the channel length direction, the n + type source region 3 is self-aligned with these floating gates FG.
And drain regions 4 are alternately provided. These source region 3 and drain region 4 have a predetermined width in the channel length direction and are provided so as to extend in the channel width direction. Of these, the source region 3 constitutes a common source line, and the drain region 4 is used as a bit line.

【0027】また、このチャネル長方向に互いに隣接す
るメモリトランジスタのフローティングゲートFG間の
部分には、例えばSiO2 膜のような絶縁膜5がチャネ
ル幅方向に延在して設けられている。ここで、この絶縁
膜5の厚さは、フローティングゲートFGの厚さとほぼ
等しい。フローティングゲートFGおよび絶縁膜5上に
は層間絶縁膜(カップリング絶縁膜)6が設けられ、こ
の層間絶縁膜6上にコントロールゲートCGがフローテ
ィングゲートFGの真上を通るようにチャネル長方向に
延在して設けられている。この層間絶縁膜6は、例えば
SiO2 膜/窒化シリコン(Si3 4 )膜/SiO2
膜からなる三層構造を有する。コントロールゲートCG
は、チャネル幅方向における幅がフローティングゲート
FGと等しい。このコントロールゲートCGはワード線
を構成する。また、このコントロールゲートCGは、例
えばPのようなn型不純物がドープされた多結晶Si膜
上に例えばタングステンシリサイド(WSi2 )膜のよ
うな高融点金属シリサイド膜を積層したポリサイド膜に
より形成される。
An insulating film 5 such as a SiO 2 film is provided so as to extend in the channel width direction between the floating gates FG of the memory transistors adjacent to each other in the channel length direction. Here, the thickness of the insulating film 5 is substantially equal to the thickness of the floating gate FG. An interlayer insulating film (coupling insulating film) 6 is provided on the floating gate FG and the insulating film 5, and the control gate CG extends on the interlayer insulating film 6 in the channel length direction so as to pass directly above the floating gate FG. It is provided there. The interlayer insulating film 6 is, for example, a SiO 2 film / silicon nitride (Si 3 N 4 ) film / SiO 2 film.
It has a three-layer structure composed of a film. Control gate CG
Has the same width in the channel width direction as the floating gate FG. This control gate CG constitutes a word line. Further, the control gate CG is formed of a polycide film in which a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide (WSi 2 ) film is stacked on a polycrystalline Si film doped with an n-type impurity such as P. It

【0028】この一実施例においては、フローティング
ゲートFGおよびその上に層間絶縁膜6を介して積層さ
れたコントロールゲートCGと、これらに対して自己整
合的に設けられたソース領域3およびドレイン領域4に
より、一つのメモリトランジスタが構成されている。
In this embodiment, the floating gate FG, the control gate CG stacked on the floating gate FG via the interlayer insulating film 6, and the source region 3 and the drain region 4 provided in self alignment with the floating gate FG. One memory transistor is configured by.

【0029】次に、上述のように構成されたこの一実施
例による不揮発性半導体メモリの動作例について説明を
する。図6は、この一実施例による不揮発性半導体メモ
リの等価回路を示す。ここでは、メモリセルはNOR型
に構成されている。
Next, an operation example of the non-volatile semiconductor memory according to this embodiment configured as described above will be described. FIG. 6 shows an equivalent circuit of the nonvolatile semiconductor memory according to this embodiment. Here, the memory cell is configured as a NOR type.

【0030】図6において、共通ソース線SLはソース
領域3により構成されている。また、ビット線BL1、
BL2、BL3、BL4、…はそれぞれドレイン領域4
により構成されている。これらのビット線は、メモリト
ランジスタのチャネル長方向にm本配置されている。こ
の一実施例においては、全てのメモリトランジスタのソ
ース側は共通ソース線SLに接続され、また全てのドレ
イン側はいずれかのビット線に接続されている。ワード
線WL1、WL2、WL3、WL4、…はそれぞれコン
トロールゲートCGにより構成されている。これらのワ
ード線は、メモリトランジスタのチャネル幅方向にn本
配置されている。
In FIG. 6, the common source line SL is composed of the source region 3. In addition, the bit line BL1,
BL2, BL3, BL4, ... Are drain regions 4 respectively.
It consists of. These bit lines are arranged in the number of m in the channel length direction of the memory transistor. In this embodiment, the source sides of all memory transistors are connected to the common source line SL, and all drain sides are connected to any bit line. Each of the word lines WL1, WL2, WL3, WL4, ... Is composed of a control gate CG. These word lines are arranged in the number n in the channel width direction of the memory transistor.

【0031】メモリセルの選択は、これらのワード線W
L1、WL2、WL3、WL4、…のいずれか一つおよ
びビット線BL1、BL2、BL3、BL4、…のいず
れか一つを選択して所定の電圧を印加することにより行
う。
The memory cells are selected by selecting these word lines W
This is performed by selecting any one of L1, WL2, WL3, WL4, ... And any one of the bit lines BL1, BL2, BL3, BL4 ,.

【0032】ここで、図6中において丸で囲んだメモリ
セルに対して読み出しおよび書き込みを行う場合につい
て説明をする。
Here, a case where reading and writing are performed on the memory cell surrounded by a circle in FIG. 6 will be described.

【0033】まず、このメモリセルの情報を読み出す場
合には、ワード線WL2に例えば+5Vの電圧を印加
し、その他のワード線WL1、WL3、WL4、…は全
て0Vに設定する。また、ビット線BL2に例えば+1
Vの電圧を印加し、その他のビット線BL1、BL3、
BL4、…は全て0Vに設定する。共通ソース線SLは
接地し、0Vに設定する。
First, when reading information from this memory cell, a voltage of, for example, + 5V is applied to the word line WL2, and the other word lines WL1, WL3, WL4, ... Are all set to 0V. Also, for example, +1 is applied to the bit line BL2.
V voltage is applied to the other bit lines BL1, BL3,
BL4, ... Are all set to 0V. The common source line SL is grounded and set to 0V.

【0034】次に、このメモリセルに情報の書き込みを
行う場合には、ワード線WL2に例えば+12Vの電圧
を印加し、その他のワード線WL1、WL3、WL4、
…は全て0Vに設定する。また、ビット線BL2に例え
ば+5Vの電圧を印加し、その他のビット線BL1、B
L3、BL4、…は全て0Vに設定する。共通ソース線
SLは接地し、0Vに設定する。
Next, when writing information to this memory cell, a voltage of, for example, +12 V is applied to the word line WL2, and the other word lines WL1, WL3, WL4,
All are set to 0V. Further, for example, a voltage of + 5V is applied to the bit line BL2, and the other bit lines BL1 and B
L3, BL4, ... Are all set to 0V. The common source line SL is grounded and set to 0V.

【0035】また、消去に関しては、ワード線単位で消
去を行う場合と、全てのメモリセルを一括して消去する
場合とがある。まず、ワード線単位で消去を行う場合に
は、ワード線WL2に例えば−12Vの電圧を印加し、
その他のワード線WL1、WL3、WL4、…は全て0
Vに設定する。また、全てのビット線BL1、BL2、
BL3、BL4、…はオープン(フローティング)と
し、共通ソース線SLは例えば+5Vに設定する。一
方、全てのメモリセルの情報を一括消去する場合には、
全てのワード線WL1、WL2、WL3、WL4、…を
例えば−12Vに設定し、他はワード線単位で消去を行
う場合と同様とする。
Regarding erasing, there are cases of erasing in units of word lines and cases of erasing all memory cells at once. First, when erasing is performed in word line units, a voltage of, for example, −12 V is applied to the word line WL2
All other word lines WL1, WL3, WL4, ... Are 0
Set to V. In addition, all bit lines BL1, BL2,
BL3, BL4, ... Are open (floating), and the common source line SL is set to + 5V, for example. On the other hand, when erasing the information of all memory cells at once,
All the word lines WL1, WL2, WL3, WL4, ... Are set to, for example, −12 V, and the rest is the same as the case of erasing in word line units.

【0036】次に、上述のように構成されたこの一実施
例による不揮発性半導体メモリの製造方法について図7
〜図56を参照しながら説明をする。ここで、図7、図
12、図17、図22、図27、図32、図37、図4
2、図47および図52は図1に対応した平面図、図
8、図13、図18、図23、図28、図33、図3
8、図43、図48および図53は図2に対応した断面
図、図9、図14、図19、図24、図29、図34、
図39、図44、図49および図54は図3に対応した
断面図、図10、図15、図20、図25、図30、図
35、図40、図45、図50および図55は図4に対
応した断面図、図11、図16、図21、図26、図3
1、図36、図41、図46、図51および図56は図
5に対応した断面図である。
Next, a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to this embodiment having the above-described structure will be described with reference to FIG.
~ It will be described with reference to FIG. Here, FIG. 7, FIG. 12, FIG. 17, FIG. 22, FIG. 27, FIG. 32, FIG.
2, FIG. 47 and FIG. 52 are plan views corresponding to FIG. 1, FIG. 8, FIG. 13, FIG. 18, FIG. 23, FIG.
8, FIG. 43, FIG. 48 and FIG. 53 are sectional views corresponding to FIG. 2, FIG. 9, FIG. 14, FIG. 19, FIG. 24, FIG. 29, FIG.
39, 44, 49 and 54 are sectional views corresponding to FIG. 3, FIG. 10, FIG. 15, FIG. 20, FIG. 25, FIG. 30, FIG. 35, FIG. 40, FIG. 45, FIG. Sectional view corresponding to FIG. 4, FIG. 11, FIG. 16, FIG. 21, FIG.
1, FIG. 36, FIG. 41, FIG. 46, FIG. 51 and FIG. 56 are sectional views corresponding to FIG.

【0037】すなわち、この一実施例による不揮発性半
導体メモリを製造するには、図7〜図11に示すよう
に、まず、例えばp型Si基板のようなp型半導体基板
1の表面に、例えば熱酸化法によりSiO2 膜のような
トンネル酸化膜2を形成する。次に、フローティングゲ
ートFG形成用の多結晶Si膜11を、例えばCVD法
により全面に形成する。次に、この多結晶Si膜11
に、例えばPなどのn型不純物をイオン注入法や熱拡散
法によりドープする。次に、この多結晶Si膜11上
に、メモリトランジスタのチャネル幅方向に延在する所
定形状のレジストパターン12をリソグラフィー法によ
り形成する。
That is, in order to manufacture the nonvolatile semiconductor memory according to this embodiment, as shown in FIGS. 7 to 11, first, for example, on the surface of a p-type semiconductor substrate 1 such as a p-type Si substrate, for example, A tunnel oxide film 2 such as a SiO 2 film is formed by a thermal oxidation method. Next, the polycrystalline Si film 11 for forming the floating gate FG is formed on the entire surface by, eg, CVD method. Next, this polycrystalline Si film 11
Then, an n-type impurity such as P is doped by an ion implantation method or a thermal diffusion method. Next, a resist pattern 12 having a predetermined shape extending in the channel width direction of the memory transistor is formed on the polycrystalline Si film 11 by a lithography method.

【0038】次に、図12〜図16に示すように、この
レジストパターン12をマスクとして多結晶Si膜11
をエッチングし、パターニングする。このパターニング
後の多結晶Si膜11の幅によってメモリトランジスタ
のチャネル長が決定される。
Next, as shown in FIGS. 12 to 16, a polycrystalline Si film 11 is formed by using this resist pattern 12 as a mask.
Are etched and patterned. The width of the polycrystalline Si film 11 after this patterning determines the channel length of the memory transistor.

【0039】次に、図17〜図21に示すように、多結
晶Si膜11およびレジストパターン12をマスクとし
て、p型半導体基板1中にイオン注入法により、例えば
ヒ素(As)のようなn型不純物をドープする。この
後、必要に応じて、レジストパターン12を除去してか
ら注入不純物の電気的活性化のためのアニールを行う。
これによって、フローティングゲートFG形成用の多結
晶Si膜11に対して自己整合的にn+ 型のソース領域
3およびドレイン領域4が形成される。
Next, as shown in FIGS. 17 to 21, using the polycrystalline Si film 11 and the resist pattern 12 as a mask, an n-type such as arsenic (As) is implanted into the p-type semiconductor substrate 1 by an ion implantation method. Dope impurities. Thereafter, if necessary, the resist pattern 12 is removed and then annealing for electrically activating the implanted impurities is performed.
As a result, the n + type source region 3 and the drain region 4 are formed in self-alignment with the polycrystalline Si film 11 for forming the floating gate FG.

【0040】次に、図22〜図26に示すように、例え
ばCVD法によりSiO2 膜のような絶縁膜5を全面に
形成する。この絶縁膜5の厚さは、少なくとも多結晶S
i膜11よりも厚くする。
Next, as shown in FIGS. 22 to 26, an insulating film 5 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface by, eg, CVD. This insulating film 5 has a thickness of at least polycrystalline S.
It is made thicker than the i film 11.

【0041】次に、絶縁膜5上に、例えばレジストなど
の塗布膜(図示せず)を形成し、表面を平坦化する。次
に、この塗布膜および絶縁膜5を、例えば反応性イオン
エッチング(RIE)法などにより基板表面に対して垂
直方向にエッチバックする。このエッチバックは、多結
晶Si膜11の上面が露出するまで行う。これによっ
て、図27〜図31に示すように、絶縁膜5の表面が多
結晶Si膜11の上面と一致し、表面がほぼ完全に平坦
化される。
Next, a coating film (not shown) such as a resist is formed on the insulating film 5 to flatten the surface. Next, the coating film and the insulating film 5 are etched back in the direction perpendicular to the substrate surface by, for example, the reactive ion etching (RIE) method. This etch back is performed until the upper surface of the polycrystalline Si film 11 is exposed. As a result, as shown in FIGS. 27 to 31, the surface of insulating film 5 coincides with the upper surface of polycrystalline Si film 11, and the surface is almost completely flattened.

【0042】次に、図32〜図36に示すように、熱酸
化法やCVD法などにより全面に、例えばSiO2 膜/
Si3 4 膜/SiO2 膜の三層構造を有する層間絶縁
膜6を形成する。
Next, as shown in FIGS. 32 to 36, for example, a SiO 2 film / is formed on the entire surface by a thermal oxidation method or a CVD method.
An interlayer insulating film 6 having a three-layer structure of Si 3 N 4 film / SiO 2 film is formed.

【0043】次に、図37〜図41に示すように、コン
トロールゲートCG形成用に、例えばポリサイド膜13
を全面に形成する。このポリサイド膜13は、例えばC
VD法により多結晶Si膜を形成し、この多結晶Si膜
に例えばPのようなn型不純物をドープした後、例えば
スパッタリング法によりこの多結晶Si膜上に高融点金
属シリサイド膜を形成することにより形成する。次に、
メモリトランジスタのチャネル長方向に延在する所定形
状のレジストパターン14をリソグラフィー法により形
成する。
Next, as shown in FIGS. 37 to 41, for example, a polycide film 13 is formed for forming the control gate CG.
Is formed on the entire surface. This polycide film 13 is, for example, C
Forming a polycrystalline Si film by a VD method, doping the polycrystalline Si film with an n-type impurity such as P, and then forming a refractory metal silicide film on the polycrystalline Si film by, for example, a sputtering method. Formed by. next,
A resist pattern 14 having a predetermined shape extending in the channel length direction of the memory transistor is formed by the lithography method.

【0044】次に、このレジストパターン14をマスク
としてポリサイド膜15をエッチングし、パターニング
する。これによって、図42〜図46に示すように、コ
ントロールゲートCGが形成される。
Next, using the resist pattern 14 as a mask, the polycide film 15 is etched and patterned. As a result, the control gate CG is formed as shown in FIGS.

【0045】次に、図47〜図51に示すように、レジ
ストパターン14およびコントロールゲートCGをマス
クとして層間絶縁膜6を、例えばRIE法によりエッチ
ングする。
Next, as shown in FIGS. 47 to 51, the interlayer insulating film 6 is etched by, for example, the RIE method using the resist pattern 14 and the control gate CG as a mask.

【0046】次に図52〜図56に示すように、レジス
トパターン14、コントロールゲートCGおよび層間絶
縁膜6をマスクとして、絶縁膜5に対して多結晶Si膜
11のみが選択的にエッチングされるようなエッチング
条件で、多結晶Si膜11をエッチングする。これによ
って、フローティングゲートFGがコントロールゲート
CGと同一の幅で形成されるとともに、メモリトランジ
スタのチャネル幅が、フローティングゲートFGのチャ
ネル幅方向における幅とほぼ等しく決定される。この
後、レジストパターン14を除去する。
52 to 56, only the polycrystalline Si film 11 is selectively etched with respect to the insulating film 5 by using the resist pattern 14, the control gate CG and the interlayer insulating film 6 as a mask. The polycrystalline Si film 11 is etched under such etching conditions. As a result, the floating gate FG is formed with the same width as the control gate CG, and the channel width of the memory transistor is determined to be substantially equal to the width of the floating gate FG in the channel width direction. After that, the resist pattern 14 is removed.

【0047】以上により、目的とする不揮発性半導体メ
モリが完成する。
Through the above steps, the desired nonvolatile semiconductor memory is completed.

【0048】以上述べたように、この一実施例による不
揮発性半導体メモリによれば、メモリトランジスタのチ
ャネル長およびチャネル幅はそれぞれフローティングゲ
ートFGのチャネル長方向における幅およびチャネル幅
方向における幅によって決定されているので、従来のよ
うにバーズビークによる活性領域の実効的な幅の減少の
問題がなく、メモリトランジスタ、すなわちメモリセル
のサイズを加工精度によって決まる最小寸法まで縮小す
ることができる。このため、メモリセルの高集積密度化
が可能である。
As described above, in the non-volatile semiconductor memory according to this embodiment, the channel length and the channel width of the memory transistor are determined by the width in the channel length direction and the width in the channel width direction of the floating gate FG, respectively. Therefore, there is no problem of reducing the effective width of the active region due to the bird's beak as in the conventional case, and the size of the memory transistor, that is, the memory cell can be reduced to the minimum dimension determined by the processing accuracy. Therefore, high integration density of memory cells can be achieved.

【0049】また、この一実施例による不揮発性半導体
メモリによれば、チャネル長方向において互いに隣接す
るメモリトランジスタのフローティングゲートFG間の
部分が、このフローティングゲートFGの厚さとほぼ等
しい厚さの絶縁膜8により埋められているため、コント
ロールゲートCGの下地表面はほぼ完全に平坦化されて
いる。このため、コントロールゲートCGの段切れが生
じることがない。さらに、これによって、コントロール
ゲートCGに一様に電圧が印加されるため、アクセス速
度の低下が避けられる。また、フローティングゲートF
Gの角部における電流リークが発生しないので、メモリ
セルのデータ保持特性が良好である。
Further, according to the non-volatile semiconductor memory according to this embodiment, the portion between the floating gates FG of the memory transistors adjacent to each other in the channel length direction has an insulating film whose thickness is substantially equal to the thickness of the floating gate FG. Since it is filled with 8, the underlying surface of the control gate CG is almost completely flattened. Therefore, the disconnection of the control gate CG does not occur. Further, as a result, a voltage is uniformly applied to the control gate CG, so that a reduction in access speed can be avoided. In addition, the floating gate F
Since the current leakage does not occur at the corner of G, the data retention characteristic of the memory cell is good.

【0050】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. .

【0051】例えば、上述の一実施例において挙げた数
値は、あくまで例に過ぎず、これらに限定されるもので
はない。
For example, the numerical values given in the above-mentioned embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these.

【0052】また、上述の一実施例における層間絶縁膜
6は、SiO2 膜単層のものでもよい。
The interlayer insulating film 6 in the above-described embodiment may be a single layer of SiO 2 film.

【0053】また、上述の一実施例においては、絶縁膜
5を平坦化する方法として、絶縁膜5上に塗布膜を形成
した後、これらをRIE法によりエッチバックする方法
を用いているが、この絶縁膜5を化学的機械研磨法によ
り研磨する方法を用いてもよい。
Further, in the above-described embodiment, as a method of flattening the insulating film 5, a method of forming a coating film on the insulating film 5 and then etching back these by the RIE method is used. A method of polishing the insulating film 5 by a chemical mechanical polishing method may be used.

【0054】さらに、上述の一実施例においては、メモ
リセルの構造をNOR型のものとしたが、この発明によ
る不揮発性半導体記憶装置におけるメモリセルの構造
は、DINOR型、AND型、NAND型などのいずれ
の論理型のメモリセルであってもよい。
Further, in the above-mentioned embodiment, the structure of the memory cell is of NOR type, but the structure of the memory cell in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is DINOR type, AND type, NAND type or the like. Any of the logic type memory cells may be used.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、この発明による不
揮発性半導体記憶装置によれば、メモリトランジスタの
チャネル長およびチャネル幅がフローティングゲートの
サイズによって決定され、換言すれば、メモリトランジ
スタのチャネル長方向におけるフローティングゲートの
幅がこのチャネル長とほぼ等しく、かつ、メモリトラン
ジスタのチャネル幅方向におけるフローティングゲート
の幅がこのチャネル幅とほぼ等しいので、メモリトラン
ジスタ、すなわちメモリセルのサイズを加工精度によっ
て決まる最小寸法まで縮小することができる。このた
め、メモリセルの集積密度を高くすることができる。
As described above, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the channel length and the channel width of the memory transistor are determined by the size of the floating gate. In other words, in the channel length direction of the memory transistor. Since the width of the floating gate at is substantially equal to this channel length, and the width of the floating gate in the channel width direction of the memory transistor is almost equal to this channel width, the size of the memory transistor, that is, the memory cell, is the minimum dimension determined by the processing accuracy. Can be reduced to. Therefore, the integration density of the memory cells can be increased.

【0056】また、この発明による不揮発性半導体記憶
装置によれば、一つのメモリトランジスタのフローティ
ングゲートと、このメモリトランジスタに対してチャネ
ル長方向に隣接するメモリトランジスタのフローティン
グゲートとの間の部分が絶縁膜により埋められているこ
とにより、コントロールゲートの下地表面が平坦化され
る。特に、この絶縁膜の厚さをフローティングゲートの
厚さとほぼ等しくすることにより、コントロールゲート
の下地表面をほぼ完全に平坦化することができる。この
ため、コントロールゲートの段切れが生じることがな
い。さらに、これによって、コントロールゲートに一様
に電圧が印加されるため、アクセス速度の低下が避けら
れる。また、フローティングゲートの角部における電流
リークが発生しないので、メモリセルのデータ保持特性
が向上する。
Further, according to the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, the portion between the floating gate of one memory transistor and the floating gate of the memory transistor adjacent to this memory transistor in the channel length direction is insulated. By being filled with the film, the underlying surface of the control gate is flattened. In particular, by making the thickness of this insulating film substantially equal to the thickness of the floating gate, the underlying surface of the control gate can be almost completely flattened. Therefore, the step break of the control gate does not occur. Furthermore, this allows a uniform voltage to be applied to the control gate, thus avoiding a reduction in access speed. In addition, since the current leakage does not occur at the corner of the floating gate, the data retention characteristic of the memory cell is improved.

【0057】また、この発明による不揮発性半導体記憶
装置の製造方法によれば、上述したような、メモリセル
の集積密度が高く、かつ、アクセス速度が速く、メモリ
セルのデータ保持特性も良好な不揮発性半導体記憶装置
を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, as described above, the nonvolatile density of the memory cells is high, the access speed is fast, and the data retention characteristics of the memory cells are good. Semiconductor memory device can be manufactured.

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

【図1】この発明の一実施例による不揮発性半導体メモ
リを示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線に沿っての断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.

【図3】図1のIII−III線に沿っての断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1;

【図4】図1のIV−IV線に沿っての断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1;

【図5】図1のV−V線に沿っての断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV of FIG.

【図6】この発明の一実施例による不揮発性半導体メモ
リの等価回路図である。
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a nonvolatile semiconductor memory according to an embodiment of the present invention.

【図7】この発明の一実施例による不揮発性半導体メモ
リの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 7 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図8】この発明の一実施例による不揮発性半導体メモ
リの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図9】この発明の一実施例による不揮発性半導体メモ
リの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図10】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図11】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図12】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 12 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図13】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図14】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図15】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図16】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図17】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 17 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図18】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図19】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図20】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図21】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図22】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 22 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図23】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図24】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図25】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図26】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図27】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 27 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図28】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 28 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図29】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図30】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図31】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図32】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 32 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図33】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図34】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図35】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図36】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図37】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 37 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図38】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図39】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図40】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 40 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図41】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 41 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図42】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 42 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図43】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図44】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 44 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図45】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 45 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図46】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 46 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図47】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 47 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図48】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 48 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図49】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 49 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図50】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 50 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図51】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 51 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図52】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための平面図である。
FIG. 52 is a plan view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図53】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 53 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図54】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 54 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図55】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 55 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図56】この発明の一実施例による不揮発性半導体メ
モリの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 56 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory according to the embodiment of the present invention.

【図57】従来のスタックゲート型の不揮発性半導体メ
モリを示す平面図および断面図である。
FIG. 57 is a plan view and a cross-sectional view showing a conventional stack gate type nonvolatile semiconductor memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 トンネル酸化膜 3 ソース領域 4 ドレイン領域 5 絶縁膜 6 層間絶縁膜 11 多結晶Si膜 12、14 レジストパターン 13 ポリサイド膜 FG フローティングゲート CG コントロールゲート WL1、WL2、WL3、WL4 ワード線 BL1、BL2、BL3、BL4 ビット線 SL 共通ソース線 1 p-type semiconductor substrate 2 tunnel oxide film 3 source region 4 drain region 5 insulating film 6 interlayer insulating film 11 polycrystalline Si film 12, 14 resist pattern 13 polycide film FG floating gate CG control gate WL1, WL2, WL3, WL4 word line BL1, BL2, BL3, BL4 Bit line SL Common source line

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フローティングゲート上にコントロール
ゲートが積層された構造のメモリトランジスタを有する
不揮発性半導体記憶装置において、 上記メモリトランジスタのチャネル長およびチャネル幅
が上記フローティングゲートのサイズによって決定され
ていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
1. A nonvolatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate, wherein a channel length and a channel width of the memory transistor are determined by the size of the floating gate. A characteristic non-volatile semiconductor memory device.
【請求項2】 フローティングゲート上にコントロール
ゲートが積層された構造のメモリトランジスタを有する
不揮発性半導体記憶装置において、 上記メモリトランジスタのチャネル長方向における上記
フローティングゲートの幅が上記チャネル長とほぼ等し
く、かつ、上記メモリトランジスタのチャネル幅方向に
おける上記フローティングゲートの幅が上記チャネル幅
とほぼ等しいことを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。
2. A nonvolatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate, wherein the width of the floating gate in the channel length direction of the memory transistor is substantially equal to the channel length. A nonvolatile semiconductor memory device, wherein the width of the floating gate in the channel width direction of the memory transistor is substantially equal to the channel width.
【請求項3】 第1のメモリトランジスタの第1のフロ
ーティングゲートと、上記第1のメモリトランジスタに
対して上記チャネル長方向に隣接する第2のメモリトラ
ンジスタの第2のフローティングゲートとの間の部分に
おける半導体基板中に、上記第1のフローティングゲー
トおよび上記第2のフローティングゲートに対して自己
整合的にソース領域またはドレイン領域を構成する拡散
層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の不
揮発性半導体記憶装置。
3. A portion between a first floating gate of a first memory transistor and a second floating gate of a second memory transistor adjacent to the first memory transistor in the channel length direction. 2. The semiconductor substrate according to claim 1 is provided with a diffusion layer forming a source region or a drain region in a self-aligned manner with respect to the first floating gate and the second floating gate. Non-volatile semiconductor memory device.
【請求項4】 第1のメモリトランジスタの第1のフロ
ーティングゲートと、上記第1のメモリトランジスタに
対して上記チャネル長方向に隣接する第2のメモリトラ
ンジスタの第2のフローティングゲートとの間の部分
が、絶縁膜により埋められていることを特徴とする請求
項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. A portion between a first floating gate of a first memory transistor and a second floating gate of a second memory transistor adjacent to the first memory transistor in the channel length direction. 2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein is filled with an insulating film.
【請求項5】 上記絶縁膜の厚さは上記フローティング
ゲートの厚さとほぼ等しいことを特徴とする請求項4記
載の不揮発性半導体記憶装置。
5. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein the thickness of the insulating film is substantially equal to the thickness of the floating gate.
【請求項6】 上記絶縁膜は二酸化シリコン膜であるこ
とを特徴とする請求項4の不揮発性半導体記憶装置。
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein the insulating film is a silicon dioxide film.
【請求項7】 フローティングゲート上にコントロール
ゲートが積層された構造のメモリトランジスタを有する
不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、 半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上に上記メモリ
トランジスタのチャネル長方向における幅が上記チャネ
ル長とほぼ等しいフローティングゲート形成用の第1の
導電膜を形成する工程と、 上記第1の導電膜をマスクとして上記半導体基板中に不
純物を導入することによりソース領域またはドレイン領
域を構成する拡散層を形成する工程と、 上記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、 上記絶縁膜の表面が上記第1の導電膜の上面とほぼ一致
するように上記絶縁膜を平坦化する工程と、 上記第1の導電膜および上記絶縁膜上に層間絶縁膜を形
成する工程と、 上記層間絶縁膜上にコントロールゲート形成用の第2の
導電膜を形成する工程と、 上記第2の導電膜、上記層間絶縁膜および上記第1の導
電膜を上記メモリトランジスタのチャネル幅方向におけ
る幅が上記チャネル幅とほぼ等しくなるようにパターニ
ングすることにより上記コントロールゲートおよび上記
フローティングゲートを形成する工程とを有することを
特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device having a memory transistor having a structure in which a control gate is laminated on a floating gate, wherein a channel length direction of the memory transistor is formed on a gate insulating film formed on a semiconductor substrate. A first conductive film for forming a floating gate having a width substantially equal to the channel length, and a source region or a drain region by introducing impurities into the semiconductor substrate using the first conductive film as a mask. A step of forming a diffusion layer forming the insulating film, a step of forming an insulating film on the semiconductor substrate, and a step of flattening the insulating film so that the surface of the insulating film substantially matches the upper surface of the first conductive film. A step of forming an interlayer insulating film on the first conductive film and the insulating film, and A step of forming a second conductive film for forming a control gate, the second conductive film, the interlayer insulating film and the first conductive film having a width in the channel width direction of the memory transistor as the channel width. And a step of forming the control gate and the floating gate by patterning them to be substantially equal to each other.
【請求項8】 上記絶縁膜を研磨することにより上記絶
縁膜を平坦化するようにしたことを特徴とする請求項7
記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
8. The insulating film is flattened by polishing the insulating film.
A method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device described.
【請求項9】 上記絶縁膜上に塗布膜を形成し、上記塗
布膜および上記絶縁膜をエッチバックすることにより上
記絶縁膜を平坦化するようにしたことを特徴とする請求
項7記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
9. The non-volatile according to claim 7, wherein a coating film is formed on the insulating film, and the insulating film is flattened by etching back the coating film and the insulating film. Of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001168303A (en) * 1998-08-27 2001-06-22 Stmicroelectronics Srl Electronic virtual ground memory device and method of manufacturing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001168303A (en) * 1998-08-27 2001-06-22 Stmicroelectronics Srl Electronic virtual ground memory device and method of manufacturing the same

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