JPH10229138A - Nonvolatile memory element - Google Patents

Nonvolatile memory element

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Publication number
JPH10229138A
JPH10229138A JP9031550A JP3155097A JPH10229138A JP H10229138 A JPH10229138 A JP H10229138A JP 9031550 A JP9031550 A JP 9031550A JP 3155097 A JP3155097 A JP 3155097A JP H10229138 A JPH10229138 A JP H10229138A
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JP
Japan
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memory element
nonvolatile memory
grooves
voltage
insulating film
Prior art date
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Application number
JP9031550A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Matsuno
知之 松野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH10229138A publication Critical patent/JPH10229138A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent static damage of a second insulating film from being caused and moreover, to enable write and erase in a control gate(CG) voltage by a method wherein a plurality of grooves are formed in the surface of a floating gate(FG). SOLUTION: Three grooves 202 are formed in the surface of an FG 201 of a nonvolatile memory element. Therefore, the total extension of the lower parts of steps in the grooves 202, in which an electric field is easy to concentrate, in the surface of the FG 201 is increased as many as the number of the grooves 202. Accordingly, the degree of the concentration of the electric field in the low parts of the steps due to application of a voltage is relaxed in comparison with the degree of the concentration of an electric field in the lower parts of steps in grooves in the surface of a conventional FG with one recess part provided in the central part thereof. Moreover, in the case where each roundness is given to the square parts extending from the bottoms of the grooves 202 to the sidewalls of the grooves 202, the degree of the concentration of the electric field is further relaxed. Furthermore, as the opposed area between the FG-CG of the memory element is made wider than the opposed area between the FG-CG of a nonvolatile memory element having the conventional FG, a CG voltage V CG for obtaining a prescribed FG voltage FG is further reduced. Accordingly, the static damage of a second insulating film 106 between the CG-FG can be prevent from being caused.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性記憶素子
に関し、特には半導体基板上部にフローティングゲート
とコントロールゲートとが積層され、コントロールゲー
トの両側における半導体基板の表面側にソース/ドレイ
ンを設けてなるフローティングゲート型の不揮発性記憶
素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile memory device, and more particularly, to a semiconductor device, in which a floating gate and a control gate are stacked on a semiconductor substrate, and a source / drain is provided on both sides of the control gate on the surface of the semiconductor substrate. The present invention relates to a floating gate type nonvolatile memory element.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5(1)はフローティングゲート(以
下、FGと記す)型の不揮発性記憶素子の平面図であ
り、図5(2)は図5(1)におけるA−A’部分の断
面図である。これらの図に示すFG型の不揮発性記憶素
子は、半導体基板101表面側の素子分離領域102で
分離された活性領域103に配置される。この不揮発性
記憶素子は、半導体基板101の上部に半導体基板10
1側から順に、第1絶縁膜104,FG105,第2絶
縁膜106,コントロールゲート(以下、CGと記す)
107を積層させた構成になっている。また、CG10
7両側における半導体基板101の活性領域103表面
側には、ソース108及びドレイン109が設けられて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 5A is a plan view of a floating gate (hereinafter referred to as FG) type nonvolatile memory element, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. It is sectional drawing. The FG type nonvolatile memory element shown in these figures is arranged in an active region 103 separated by an element isolation region 102 on the surface side of a semiconductor substrate 101. This non-volatile memory element has a semiconductor substrate 10
In order from the first side, a first insulating film 104, an FG 105, a second insulating film 106, and a control gate (hereinafter, referred to as CG)
107 are stacked. CG10
The source 108 and the drain 109 are provided on the surface of the active region 103 of the semiconductor substrate 101 on both sides of the semiconductor substrate 101.

【0003】上記構成のFG型の不揮発性記憶素子で
は、CG107に正電圧を印加すると第1絶縁膜104
を介して半導体基板101からFG105に電子が注入
され蓄積される。一方、CG107に負電圧を印加する
と、上記FG105に蓄積された電荷が再び第1酸化膜
104を介して半導体基板101に放出される。また、
上記構成の不揮発性記憶素子は、CG107,FG10
5及びソース108/ドレイン109が自己整合的に形
成されることから、FGとドレインとの重なり部分を有
するFLOTOX(Floating Gate Tunnel Oxide)型の
不揮発性記憶素子と比較して微細化に適している。
In the FG type nonvolatile memory element having the above structure, when a positive voltage is applied to the CG 107, the first insulating film 104
, Electrons are injected from the semiconductor substrate 101 to the FG 105 and accumulated. On the other hand, when a negative voltage is applied to the CG 107, the charges accumulated in the FG 105 are released to the semiconductor substrate 101 via the first oxide film 104 again. Also,
The nonvolatile memory element having the above configuration includes CG107, FG10
5 and the source 108 / drain 109 are formed in a self-aligned manner, so that they are more suitable for miniaturization than a FLOTOX (Floating Gate Tunnel Oxide) type non-volatile memory element having an overlapping portion between the FG and the drain. .

【0004】ところが、上記構成の不揮発性記憶素子に
おいては、上記のようにFG105に電子を注入/放出
する場合に、約20Vという高いCG電圧VCGを印加す
る必要がある。このため、この不揮発性記憶素子で構成
される半導体記憶装置では、選択セルとワード線/ビッ
ト線を共有する他の非選択セルにも電圧印加の影響が及
び易い。これは、半導体記憶装置の誤動作や書き込み/
読み出し不良を引き起こす要因になっている。
However, in the nonvolatile memory element having the above configuration, when injecting / emitting electrons into / from the FG 105 as described above, it is necessary to apply a high CG voltage VCG of about 20 V. For this reason, in the semiconductor memory device constituted by this nonvolatile memory element, the influence of the voltage application easily affects other unselected cells sharing the word line / bit line with the selected cell. This is due to a malfunction or a write /
This is a factor that causes a read failure.

【0005】そこで、図6の断面図に示すように、FG
主要部111とこの周囲を囲む状態で配置されたサイド
ウォール112とで構成されるFG113構造が提案さ
れた。このFG113を形成する場合には、FG主要部
111とこの上面の絶縁膜(図示省略)との側壁にサイ
ドウォール112を形成した後、上記絶縁膜を除去する
ことで形成される。
Therefore, as shown in the sectional view of FIG.
There has been proposed an FG113 structure including a main part 111 and a sidewall 112 arranged so as to surround the main part 111. When the FG 113 is formed, the FG 113 is formed by forming a sidewall 112 on a side wall of the FG main portion 111 and an insulating film (not shown) on the upper surface thereof, and then removing the insulating film.

【0006】上記構成の不揮発性記憶素子では、FG1
13の表面に凹部分が設けられることによってFG11
3とCG107との対向面積が増加し、FG113−C
G107間の容量CFCが増加する。ここで、FG電圧V
FGは、VFG=VCG×{CFC/(CSF+CFC)}で示され
る。このことから、上記のようなFG構造にして容量C
FCを増加させることによって、所定のFG電圧VFGを得
るためのCG電圧VCGを小さくでき、不揮発性記憶素子
における動作不良を抑制することが可能になる。
In the nonvolatile memory element having the above configuration, FG1
13 is provided with a concave portion on the surface of the FG11.
3 and the CG 107 have an increased facing area, and the FG 113-C
The capacity CFC between G107 increases. Here, the FG voltage V
FG is represented by VFG = VCG × {CFC / (CSF + CFC)}. For this reason, the capacitance C
By increasing the FC, the CG voltage VCG for obtaining the predetermined FG voltage VFG can be reduced, and it is possible to suppress the malfunction in the nonvolatile memory element.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記図6で示
した構成の不揮発性記憶素子では、FG113表面にお
ける段差下部aに電界が集中し易い。特に、このFG1
13は、FG主要部111の周囲にサイドウォール11
2を設けて形成されることから、この段差下部aを覆う
第2絶縁膜106部分が角状に尖り、さらに電界が集中
し易くなっている。これは、FG113とCG107と
の間の第2絶縁膜106を静電破壊させる要因になる。
However, in the nonvolatile memory element having the structure shown in FIG. 6, the electric field tends to concentrate on the lower part a of the step on the surface of the FG 113. In particular, this FG1
13 is a side wall 11 around the FG main portion 111.
2, the portion of the second insulating film 106 covering the lower part a of the step is sharpened in a square shape, and the electric field is more easily concentrated. This causes electrostatic breakdown of the second insulating film 106 between the FG 113 and the CG 107.

【0008】また、近年の半導体装置の微細化にともな
い、駆動電圧のさらなる低電圧化が要求されている。そ
こで本発明は、第2絶縁膜106の静電破壊を防止でき
しかもCG電圧で書き込みや消去が可能な微細化に適す
る不揮発性記憶素子を提供することを目的とする。
Further, with the recent miniaturization of semiconductor devices, there is a demand for further lowering the driving voltage. Therefore, an object of the present invention is to provide a nonvolatile memory element suitable for miniaturization, which can prevent electrostatic breakdown of the second insulating film 106 and can be written and erased with a CG voltage.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのものであり、半導体基板上部にFGとCG
とを備え、CGの両側における半導体基板の表面側にソ
ース/ドレインを設けてなる不揮発性記憶素子におい
て、上記FGの表面には少なくとも2本の溝が設けられ
たことを特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has FG and CG on a semiconductor substrate.
Wherein the source / drain is provided on the surface side of the semiconductor substrate on both sides of the CG, wherein at least two grooves are provided on the surface of the FG.

【0010】上記不揮発性記憶素子によれば、FG表面
に少なくとも2本の溝を設けたことで、FG表面におい
て電界が集中し易い段差下部の総延長が溝の本数だけ増
加する。したがって、中央部に1つの凹部分が設けられ
た従来のFGと比較して、電圧印加による段差下部での
電界の集中度合いが緩和される。しかも、上記従来のF
GよりもFG−CG間の対向面積が広げられることか
ら、所定のFG電圧を得るためのCG電圧がさらに小さ
くなる。
According to the nonvolatile memory element, since at least two grooves are provided on the FG surface, the total extension of the lower part of the step where the electric field tends to concentrate on the FG surface increases by the number of grooves. Therefore, the concentration of the electric field at the lower part of the step due to the application of the voltage is reduced as compared with the conventional FG in which one concave portion is provided in the center. Moreover, the conventional F
Since the facing area between FG and CG is wider than that of G, the CG voltage for obtaining a predetermined FG voltage is further reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、前述した従来の技術と同一の
構成要素については、同一符号を付して説明を簡略化も
しくは省略するものとする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same components as those in the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.

【0012】図1(1)は、本発明を適用した不揮発性
記憶素子における実施の形態を示す平面図であり、図1
(2)は図1(1)におけるA−A’断面図すなわちチ
ャネル幅方向の断面図である。これらの図に示す不揮発
性記憶素子と従来の技術で説明した不揮発性記憶素子と
の異なるところは、半導体基板101上に第1絶縁膜1
04を介して設けられるFG201の構成にある。すな
わち、本実施の形態で示す不揮発性記憶素子のFG20
1は、その表面にチャネル長方向にわたって3本の溝2
02を設けてなるものである。このため、FG201を
覆う第2絶縁膜106は溝202内においてはその内壁
に沿って設けられ、CG107は溝202内を埋め込む
状態で設けられている。そして、CG107の両側にお
ける半導体基板101の活性領域103表面側には、ソ
ース108とドレイン109とが設けられている。
FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of a nonvolatile memory element to which the present invention is applied.
FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1A, that is, a sectional view in the channel width direction. The difference between the nonvolatile memory element shown in these figures and the nonvolatile memory element described in the related art is that the first insulating film 1 is formed on the semiconductor substrate 101.
04 is provided through the FG 201. That is, the FG20 of the nonvolatile memory element shown in this embodiment
1 has three grooves 2 on its surface over the channel length direction.
02 is provided. For this reason, the second insulating film 106 covering the FG 201 is provided along the inner wall in the groove 202, and the CG 107 is provided so as to fill the groove 202. A source 108 and a drain 109 are provided on the surface of the active region 103 of the semiconductor substrate 101 on both sides of the CG 107.

【0013】図2は、上記不揮発性記憶素子の製造手順
の一例を示す工程図である。以下にこの図を用いて上記
不揮発性記憶素子の詳細な構成を製造工程順に説明す
る。先ず、図2(1)に示すように、単結晶シリコンか
らなる半導体基板101の表面側にLOCOS法により
素子分離領域102を形成し、半導体基板101の表面
側の各活性領域103を分離する。その後、イオン注入
及び活性化熱処理を行うことによって、活性領域103
の表面側にウェル拡散層(図示せず)を形成したり、し
きい電圧調整用の不純物を導入し、半導体基板101表
面側の導電型及び不純物濃度の調整を行う。
FIG. 2 is a process chart showing an example of a procedure for manufacturing the nonvolatile memory element. The detailed configuration of the nonvolatile memory element will be described below in the order of manufacturing steps with reference to FIG. First, as shown in FIG. 2A, an element isolation region 102 is formed on the surface side of a semiconductor substrate 101 made of single crystal silicon by a LOCOS method, and each active region 103 on the surface side of the semiconductor substrate 101 is separated. Thereafter, by performing ion implantation and activation heat treatment, the active region 103 is formed.
A well diffusion layer (not shown) is formed on the surface of the semiconductor substrate 101, impurities for adjusting a threshold voltage are introduced, and the conductivity type and impurity concentration on the surface of the semiconductor substrate 101 are adjusted.

【0014】次に、半導体基板101の表面を熱酸化処
理することによって、当該半導体基板101の露出表面
層に酸化シリコンからなる第1絶縁膜104を形成す
る。この第1絶縁膜104は、電子と共に正孔がトンネ
リング可能な膜厚(例えば2nm〜3nm程度)である
こととする。その後、素子分離領域102及び第1絶縁
膜104上に、導電性ポリシリコンからなるFG形成層
201aを1.0μm程度の膜厚で成膜する。このFG
形成層201aは、CVD法によって形成されたドープ
ドポリシリコンか、またはCVD法で成膜したポリシリ
コンに不純物を導入してなるものとする。
Next, a first insulating film 104 made of silicon oxide is formed on the exposed surface layer of the semiconductor substrate 101 by subjecting the surface of the semiconductor substrate 101 to a thermal oxidation treatment. The first insulating film 104 has a thickness (for example, about 2 nm to 3 nm) that allows holes to tunnel with electrons. Thereafter, an FG forming layer 201a made of conductive polysilicon is formed on the element isolation region 102 and the first insulating film 104 to a thickness of about 1.0 μm. This FG
The formation layer 201a is formed by introducing impurities into doped polysilicon formed by a CVD method or polysilicon formed by a CVD method.

【0015】次いで、図2(2)に示すように、FG形
成層201aの上部にレジストパターン203を形成す
る。その後、このレジストパターン203をマスクに用
いたエッチングによってFG形成層201aの表面に深
さ0.5μm程度の溝202を形成する。この溝202
は、得られるFGのチャネル長方向にわたって3本配置
されるように形成する。また、上記エッチングの最終段
階では異方性エッチングから等方性エッチングに切り換
えることによって、エッチング底部からエッチング側壁
にかけての角部に丸みを持たせても良い。
Next, as shown in FIG. 2B, a resist pattern 203 is formed on the FG forming layer 201a. Thereafter, a groove 202 having a depth of about 0.5 μm is formed on the surface of the FG forming layer 201a by etching using the resist pattern 203 as a mask. This groove 202
Are formed so as to be arranged three in the channel length direction of the obtained FG. In the final stage of the etching, the corner from the etching bottom to the etching side wall may be rounded by switching from anisotropic etching to isotropic etching.

【0016】次に、上記レジストパターン203を除去
した後、図2(3)に示すように、FG形成層201a
上に新たなレジストパターン204を形成する。その
後、このレジストパターン204をマスクに用いたエッ
チングによって、FG形成層201aのチャネル幅方向
のパターニングを行う。
Next, after removing the resist pattern 203, as shown in FIG. 2C, the FG forming layer 201a is formed.
A new resist pattern 204 is formed thereon. Thereafter, patterning in the channel width direction of the FG forming layer 201a is performed by etching using the resist pattern 204 as a mask.

【0017】次に、レジストパターン204を除去した
後、図2(4)に示すように、FG形成層201aの表
面上を第2絶縁膜106で覆う。この第2絶縁膜106
は、耐圧を考慮して酸化シリコン膜/窒化シリコン膜/
酸化シリコン膜の3層構造にしても良い。この場合、先
ず、水蒸気雰囲気中での熱酸化処理によってFG形成層
201aの露出表面を酸化させて酸化シリコン膜を成膜
する。次に、CVD法によって、この酸化シリコン膜上
に10nm程度の膜厚の窒化シリコン膜を成膜する。そ
の後、さらに水蒸気雰囲気中での熱酸化処理を行うこと
によって、上記窒化シリコン膜の露出表面を酸化させて
酸化シリコン膜を成膜する。
Next, after the resist pattern 204 is removed, as shown in FIG. 2D, the surface of the FG forming layer 201a is covered with the second insulating film 106. This second insulating film 106
Means silicon oxide film / silicon nitride film /
A three-layer structure of a silicon oxide film may be used. In this case, first, the exposed surface of the FG formation layer 201a is oxidized by a thermal oxidation treatment in a steam atmosphere to form a silicon oxide film. Next, a silicon nitride film having a thickness of about 10 nm is formed on the silicon oxide film by a CVD method. Thereafter, the exposed surface of the silicon nitride film is oxidized by further performing a thermal oxidation treatment in a steam atmosphere to form a silicon oxide film.

【0018】次に、図2(5)に示すように、第2絶縁
膜106を覆う状態で、半導体基板101上に導電性ポ
リシリコンからなるCG形成層107aを成膜する。こ
のCG形成層107aは、上記FG形成層201aと同
様にして成膜することとする。その後、ここでは図示を
省略したレジストパターンをマスクに用いたエッチング
を行い、CG形成層107a、第2絶縁膜106、FG
形成層201aのチャネル長方向のパターニングを行
う。これによって、半導体基板101上に第1絶縁膜1
04を介してFG201を設け、FG201上に第2絶
縁膜106を介してCG107を設ける。
Next, as shown in FIG. 2 (5), a CG forming layer 107a made of conductive polysilicon is formed on the semiconductor substrate 101 so as to cover the second insulating film 106. The CG forming layer 107a is formed in the same manner as the FG forming layer 201a. Thereafter, etching is performed using a resist pattern (not shown) as a mask, and the CG forming layer 107a, the second insulating film 106, and the FG
The formation layer 201a is patterned in the channel length direction. Thereby, the first insulating film 1 is formed on the semiconductor substrate 101.
The FG 201 is provided via the first insulating film 104, and the CG 107 is provided on the FG 201 via the second insulating film 106.

【0019】しかる後、上記レジストパターンを除去
し、CG107をマスクにしたイオン注入を行い、さら
に活性化熱処理を行うことによってCG107の両側に
おける半導体基板101の活性領域103表面側にソー
ス/ドレイン(図示せず)を形成する。
After that, the resist pattern is removed, ion implantation is performed using the CG 107 as a mask, and activation heat treatment is performed. As a result, the source / drain (see FIG. (Not shown).

【0020】以上のようにして、図1で示した不揮発性
記憶素子を形成する。この不揮発性記憶素子は、FG2
01表面に3本の溝202を設けたことで、FG201
表面において電界が集中し易い溝202内の段差下部a
の総延長が溝202の本数だけ増加する。したがって、
中央部に1つの凹部が設けられた従来のFGと比較し
て、電圧印加による段差下部での電界の集中度合いが緩
和される。また、溝202の底部から側壁にかけての角
部に丸みを持たせた場合には、さらに電荷の集中度合い
が緩和される。しかも、従来のFGを有する不揮発性記
憶素子よりもFG−CG間の対向面積が広げられること
から、所定のFG電圧VFGを得るためのCG電圧VCGが
さらに小さくなる。
As described above, the nonvolatile memory element shown in FIG. 1 is formed. This nonvolatile memory element is FG2
By providing three grooves 202 on the surface of the FG 201
The lower part of the step a in the groove 202 where the electric field tends to concentrate on the surface
Is increased by the number of grooves 202. Therefore,
Compared with the conventional FG in which one concave portion is provided in the center, the degree of concentration of the electric field below the step due to the application of the voltage is reduced. Further, when the corners from the bottom to the side walls of the groove 202 are rounded, the degree of concentration of charges is further reduced. Moreover, since the facing area between the FG and the CG is larger than that of the conventional nonvolatile memory element having the FG, the CG voltage VCG for obtaining the predetermined FG voltage VFG is further reduced.

【0021】図3は、本発明を適用した他の不揮発性記
憶素子の平面図である。この図に示す不揮発性記憶素子
と、上記図1を用いて説明した不揮発性記憶素子との異
なるところは、FG表面に設けられる溝の配置状態にあ
る。すなわち、この図に示す不揮発性記憶素子のFG3
01表面には、チャネル幅方向にわたって2本の溝20
2が設けられている。その他の構成は、上記図1を用い
て説明した不揮発性記憶素子と同様である。
FIG. 3 is a plan view of another nonvolatile memory element to which the present invention is applied. The difference between the nonvolatile memory element shown in this figure and the nonvolatile memory element described with reference to FIG. 1 lies in the arrangement of grooves provided on the FG surface. That is, the nonvolatile memory element FG3 shown in FIG.
01 surface, two grooves 20 are formed over the channel width direction.
2 are provided. Other configurations are the same as those of the nonvolatile memory element described with reference to FIG.

【0022】このような構成の不揮発性記憶素子であっ
ても、上記図1を用いて説明した不揮発性記憶素子と同
様の効果を得ることができる。
Even with the nonvolatile memory element having such a configuration, the same effect as that of the nonvolatile memory element described with reference to FIG. 1 can be obtained.

【0023】図4は、本発明を適用したさらに他の不揮
発性記憶素子の平面図である。この図に示す不揮発性記
憶素子では、FG401表面にチャネル長方向にわたっ
て3本の溝202が設けられチャネル幅方向にわたって
2本の溝202が設けられている。その他の構成は、上
記図1を用いて説明した不揮発性記憶素子及び上記図3
を用いて説明した不揮発性記憶素子と同様である。
FIG. 4 is a plan view of still another nonvolatile memory element to which the present invention is applied. In the nonvolatile memory element shown in this figure, three grooves 202 are provided on the surface of the FG 401 over the channel length direction, and two grooves 202 are provided over the channel width direction. Other configurations are the same as those of the nonvolatile memory element described with reference to FIG.
This is the same as the non-volatile memory element described with reference to FIG.

【0024】上記構成の不揮発性素子では、上記図1,
図3で示した各不揮発性記憶素子よりも溝202,30
2内の段差下部の総延長をさらに長くすることができ
る。したがって、図1,図3で示した不揮発性記憶素子
よりもさらに電界の緩和能力が高くなる。しかも、FG
401とCG107との対向面積も図1,図3で示した
不揮発性記憶素子よりも広くなるため、所定のFG電圧
VFGを得るためのCG電圧VCGをさらに小さくすること
ができる。
In the non-volatile element having the above-mentioned structure,
The grooves 202 and 30 are smaller than the nonvolatile memory elements shown in FIG.
The total extension of the lower part of the step in 2 can be further lengthened. Therefore, the capability of alleviating the electric field is higher than that of the nonvolatile memory element shown in FIGS. And FG
Since the facing area between 401 and CG 107 is also wider than that of the nonvolatile memory element shown in FIGS. 1 and 3, the CG voltage VCG for obtaining a predetermined FG voltage VFG can be further reduced.

【0025】上記各実施形態のFGは、FG形成層の表
面をエッチングすることで形成した。しかし、本発明の
不揮発性記憶素子におけるFGは、島状にパターニング
された複数の第1のFG層を第2のFG層で覆うことに
よって形成しても良い。この場合、第1のFG層間に溝
が形成される。このようにして形成されたFGの表面
は、第2のFG層の成膜表面からなるため、溝内の段差
底部は丸み有する形状に成形されることになり、電界を
緩和し易くなる。
The FG of each of the above embodiments was formed by etching the surface of the FG forming layer. However, the FG in the nonvolatile memory element of the present invention may be formed by covering the plurality of first FG layers patterned in an island shape with the second FG layer. In this case, a groove is formed between the first FG layers. Since the surface of the FG thus formed is formed of the surface on which the second FG layer is formed, the bottom of the step in the groove is formed into a round shape, and the electric field is easily alleviated.

【0026】また、FG−CG間の容量は、溝の深さに
よって調整可能である。したがって、溝の深さは所定の
CG電圧が得られる様に設定することとする。
The capacitance between FG and CG can be adjusted by the depth of the groove. Therefore, the depth of the groove is set so as to obtain a predetermined CG voltage.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明の不揮発性記
憶素子によれば、CGNO両側における半導体基板の表
面側にソース/ドレインを設けてなる不揮発性記憶素子
において、FG表面に少なくとも2本の溝を設けたこと
で、FG表面における部分的な電荷の集中を緩和しなが
らもFG−CG間の容量を増加させてCG電圧をさらに
低下させることができる。したがって、CG−FG間の
第2絶縁膜の静電破壊を防止できしかもより低いCG電
圧で書き込みや消去が可能な不揮発性記憶素子を得るこ
とができる。
As described above, according to the nonvolatile memory element of the present invention, in the nonvolatile memory element having the source / drain provided on the surface side of the semiconductor substrate on both sides of the CGNO, at least two nonvolatile memory elements are provided on the FG surface. By providing the groove, it is possible to further reduce the CG voltage by increasing the capacitance between the FG and the CG while alleviating the partial charge concentration on the FG surface. Therefore, it is possible to obtain a nonvolatile memory element that can prevent electrostatic breakdown of the second insulating film between CG and FG and that can perform writing and erasing with a lower CG voltage.

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

【図1】本発明を適用した不揮発性記憶素子の構造図で
ある。
FIG. 1 is a structural diagram of a nonvolatile memory element to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用した不揮発性記憶素子の製造工程
図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a nonvolatile memory element to which the present invention is applied.

【図3】本発明を適用した他の不揮発性記憶素子の平面
図である。
FIG. 3 is a plan view of another nonvolatile memory element to which the present invention is applied.

【図4】本発明を適用したさらに他の不揮発性記憶素子
の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of still another nonvolatile memory element to which the present invention is applied.

【図5】従来の技術を適用した不揮発性記憶素子の構造
図である。
FIG. 5 is a structural diagram of a nonvolatile memory element to which a conventional technique is applied.

【図6】従来の技術を適用した他の不揮発性記憶素子の
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of another nonvolatile memory element to which a conventional technique is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体基板 104 第1絶縁膜 106
第2絶縁膜 107 CG(コントロールゲート) 108 ソー
ス 109 ドレイン 201,301,401 FG(フローティングゲー
ト) 202 溝
101 semiconductor substrate 104 first insulating film 106
Second insulating film 107 CG (control gate) 108 source 109 drain 201, 301, 401 FG (floating gate) 202 groove

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、当該半導体基板上に第1
絶縁膜を介して設けられたフローティングゲートと、当
該フローティングゲート上に第2絶縁膜を介して設けら
れたコントロールゲートと、当該コントロールゲートの
両側における前記半導体基板の表面側に設けられたソー
ス/ドレインと、を備えた不揮発性記憶素子において、 前記フローティングゲートの表面には、少なくとも2本
の溝が設けられたことを特徴とする不揮発性記憶素子。
A semiconductor substrate and a first substrate on the semiconductor substrate;
A floating gate provided via an insulating film, a control gate provided on the floating gate via a second insulating film, and a source / drain provided on the surface side of the semiconductor substrate on both sides of the control gate Wherein at least two grooves are provided on the surface of the floating gate.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6593186B1 (en) 1998-04-30 2003-07-15 Nec Electronics Corporation Method for manufacturing non-volatile semiconductor memory device
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KR100841854B1 (en) 2006-12-27 2008-06-27 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for forming a floating gate in a semiconductor element
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