JPH10335501A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPH10335501A
JPH10335501A JP9147930A JP14793097A JPH10335501A JP H10335501 A JPH10335501 A JP H10335501A JP 9147930 A JP9147930 A JP 9147930A JP 14793097 A JP14793097 A JP 14793097A JP H10335501 A JPH10335501 A JP H10335501A
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JP
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floating gate
insulating film
forming
film
integrated circuit
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JP9147930A
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Fukuo Owada
福夫 大和田
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2層ゲートMOSトランジスタ構造のメモリ
セルを有する半導体集積回路装置において、浮遊ゲート
と制御ゲートとの間の層間膜を薄膜化させることなく、
浮遊ゲートと制御ゲートとの間の容量を増大させる。 【解決手段】 浮遊ゲート4fg上に層間膜4Liを介
して制御ゲート4cgを設けてなる2層ゲートMOS・
FET構造のメモリセル4を有する半導体集積回路装置
において、浮遊ゲート4fgを下部浮遊ゲート部4fg
1 と、その上に積み重ねられた上部浮遊ゲート部4fg
2 とで構成し、下部浮遊ゲート部4fg1の側面に設け
られたサイドウォール6の高さを、下部浮遊ゲート部4
fg1 の上面よりも高くして、上部浮遊ゲート部4fg
2 の上面に窪みが形成される構造とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、2層ゲートのMI
S・FET(Metal Insulator Semiconductor Field Ef
fect Transistor)構造の不揮発性メモリセルを備えた一
括消去型不揮発性メモリを有する半導体集積回路装置お
よびその製造方法に適用して有効な技術に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】電気的に書き込み・消去可能な不揮発性
メモリは、例えば配線基板上に組み込んだままでも情報
の書き換えが可能であり、使用し易いことからメモリを
必要とする種々の製品に幅広く使用されている。
【0003】特に、電気的一括消去型EEPROM(El
ectrically Erasable ProgrammableROM;以下、フラッ
シュメモリ(EEPROM)ともいう)は、メモリセル
のサイズを、DRAM(Dynamic Random Access Memor
y)よりも小さくすることができることからメモリカー
ドや磁気ディスクの代替用途の期待も大きい。
【0004】このフラッシュメモリ(EEPROM)
は、半導体チップに形成された全てのメモリセルのデー
タを一括して電気的に消去するか、又は半導体チップに
形成された複数のメモリセルのうち、あるひとまとまり
のメモリセル群のデータを一括して電気的に消去する機
能を持つ不揮発性メモリである。
【0005】このフラッシュメモリ(EEPROM)の
中でも1ビット/1MOS・FET構造のものは、1ビ
ット/2MOS・FET構造のものに比べて集積度を高
くできることから需要が急増している。
【0006】1ビット/1MOS・FET構造は、1個
のメモリセルが、例えば1個の2層ゲートMOS・FE
T構造で構成されている。その2層ゲートMOS・FE
Tは、半導体基板上にトンネル絶縁膜を介して浮遊ゲー
トを設け、その上に層間用の絶縁膜を介して制御ゲート
を積み重ねて構成されている。そして、この浮遊ゲート
に電子を注入したり、そこから電子を放出させることに
よって“1(High)”または“0(Low)”レベ
ルのデータを記憶する構造になっている。
【0007】この電子の注入は、チャネル・ホットエレ
クトロン注入もしくはFNトンネリングによるエレクト
ロン注入によって行う。この電子の注入を書き込みとす
る場合と、反対に電子の注入を消去とする場合とがある
が、いずれの場合も、通常、書き込みはバイト単位で行
い、消去はチップ単位またはブロック単位で行う。
【0008】なお、電気的一括消去型EEPROMに関
しては、例えば特開平7−176705号公報に記載さ
れている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、2層ゲート
MOS・FET構造のメモリセルにおいては、浮遊ゲー
トの電位が、トンネル絶縁膜で形成される容量と層間膜
で形成される容量との結合比により決定される。
【0010】例えば浮遊ゲートと基板との間のトンネル
絶縁膜で形成される容量をC1、浮遊ゲートと制御ゲー
トとの間の層間膜で形成される容量をC2とし、制御ゲ
ートの電位をVCG、基板の電位を0Vとすると浮遊ゲ
ートの電位は(C2/(C1+C2))×VCGで表わ
される。
【0011】すなわち、浮遊ゲートと制御ゲートとの間
の容量C2が大きければ大きいほど、小さい制御ゲート
電位VCGでメモリセルを動作させることが可能とな
る。したがって、浮遊ゲートと制御ゲートとの間の容量
は大きい方が良い。
【0012】この浮遊ゲートと制御ゲートとの間の容量
を増大させるには、層間膜を薄く形成することが考えら
れるが、層間膜の厚さを薄くするのは層間膜の耐圧確保
等の観点から形成プロセス上の負担が多くなり困難であ
る。
【0013】また、浮遊ゲートの面積を大きくすること
も考えられるが、浮遊ゲートの面積をただ単に大きくす
るとメモリセルの面積が増大してしまい半導体チップの
小形化や素子集積度の向上に逆行する。
【0014】すなわち、2層ゲートMOS・FET構造
のメモリセルを有する半導体集積回路装置においては、
層間膜を薄膜化することなく、また、メモリセルの面積
を増大させることなく、浮遊ゲートと制御ゲートとの間
の容量を増大させる新たな工夫が必要であるという課題
がある。
【0015】本発明の目的は、2層ゲートMOSトラン
ジスタ構造のメモリセルを有する半導体集積回路装置に
おいて、浮遊ゲートと制御ゲートとの間の層間膜を薄膜
化させることなく、浮遊ゲートと制御ゲートとの間の容
量を増大させることのできる技術を提供することにあ
る。
【0016】本発明の他の目的は、2層ゲートMOSト
ランジスタ構造のメモリセルを有する半導体集積回路装
置において、そのメモリセルの占有面積の増大を招くこ
となく、浮遊ゲートと制御ゲートとの間の容量を増大さ
せることのできる技術を提供することにある。
【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
【0019】本発明の半導体集積回路装置は、半導体基
板上に形成されたトンネル絶縁膜と、その上層に形成さ
れた浮遊ゲートと、その上層に層間膜を介して形成され
た制御ゲートとにより構成される複数個の不揮発性メモ
リセルを備える半導体集積回路装置であって、前記浮遊
ゲートは、前記トンネル絶縁膜上に形成された第1の浮
遊ゲート部と、前記第1の浮遊ゲート部に一部が接触さ
れた状態で前記第1の浮遊ゲート部およびその側面に形
成された側壁絶縁膜を被覆するように設けられた第2の
浮遊ゲート部とからなり、前記第1の浮遊ゲート部の高
さと、前記側壁絶縁膜の高さとが異なる構造としたもの
である。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
【0021】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態である半導体集積回路装置の要部断面図、図2は図
1の半導体集積回路装置の書き込み動作および消去動作
を説明するための説明図、図3〜図12は図1の半導体
集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
【0022】本実施の形態1においては、本発明を、例
えばAND形のフラッシュメモリ(EEPROM)に適
用した場合について説明する。
【0023】このフラッシュメモリ(EEPROM)
は、半導体チップ上の全てのメモリセルのデータを一括
して電気的に消去するか、又は半導体チップ上における
あるひとまとまりのメモリセル群のデータを一括して電
気的に消去する機能を持っている。このフラッシュメモ
リ(EEPROM)のメモリセルの断面構造を図1によ
って説明する。
【0024】半導体基板1は、例えばp形のシリコン
(Si)単結晶からなり、その上層部にはpウエル2p
およびnウエルが選択的に形成されている。
【0025】このpウエル2pは、半導体基板1の上層
部においてメモリ素子領域Mおよび周辺回路領域のnチ
ャネル形のMOS・FET(Metal Oxide Semiconducto
r Field Effect Transistor ;以下、nMOSと略す)
領域に形成されている。このpウエル2pには、例えば
p形不純物のホウ素が含有されている。
【0026】一方、上記したnウエルは、半導体基板1
の上層部において、周辺回路領域のpチャネル形のMO
S・FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor ;以下、pMOSと略す)領域に形成され
ている。このnウエルには、例えばn形不純物のリン等
が含有されている。
【0027】このような半導体基板1の上層部において
分離領域には、フィールド絶縁膜3が選択的に形成され
ている。このフィールド絶縁膜3は、例えば二酸化シリ
コン(SiO2)からなる。
【0028】なお、メモリ素子領域MおよびnMOS領
域におけるフィールド絶縁膜3の下層にはチャネルスト
ッパ領域が形成されている。このチャネルストッパ領域
には、例えばp形不純物のホウ素等が含有されている。
【0029】このフィールド絶縁膜3に囲まれたメモリ
セル領域、nMOS領域およびpMOS領域には、それ
ぞれメモリセル(不揮発性メモリセル)4、nMOSお
よびpMOSが形成されている。
【0030】メモリセル4は、2層ゲート構造のMOS
・FETを基本として、一対の半導体領域4da, 4d
bと、トンネル絶縁膜4Tiと、浮遊ゲート4fgと、
層間膜4Liと、制御ゲート4cgとを有している。
【0031】半導体領域4da, 4dbは、ソース・ド
レイン領域用の半導体領域4da1,4db1 と、配線領
域用の半導体領域4da2,4db2 とを有している。
【0032】ソース・ドレイン領域用の半導体領域4d
a1,4db1 は、例えばn形不純物のリンまたはヒ素
(As)が含有されてなり、半導体基板1の上層部に互
いに離間した状態で形成されている。この半導体領域4
da1,4db1 の間にメモリセル4のチャネル領域が形
成される。
【0033】この半導体領域4da1,4db1 の外側、
チャネル領域から離間する方向には、上記した配線領域
用の半導体領域4da2,4db2 が形成されている。こ
の半導体領域4da2,4db2 は、隣接するメモリセル
4のソース領域同士またはドレイン領域同士を電気的に
接続するための領域であり、例えばn形不純物のリンま
たはAsが導入されてなる。
【0034】この半導体領域4da, 4db間のチャネ
ル領域上には、例えばSiO2 等からなるトンネル絶縁
膜4Tiが形成されている。また、半導体領域4da,
4db上には、例えばSiO2 等からなる薄いフィール
ド絶縁膜5が形成されている。
【0035】この薄いフィールド絶縁膜5は、分離用の
フィールド絶縁膜3よりも薄く形成されており、浮遊ゲ
ート4fgの上部が半導体領域4da, 4dbに電気的
に接続されてしまうのを防止する機能および浮遊ゲート
4fgの上面の面積を増大させる機能等を有している。
【0036】浮遊ゲート4fgは、下部浮遊ゲート部
(第1の浮遊ゲート部)4fg1 と、その上層の上部浮
遊ゲート部(第2の浮遊ゲート部)4fg2 とを有して
いる。この下部浮遊ゲート部4fg1 および上部浮遊ゲ
ート部4fg2 は、例えば低抵抗ポリシリコンからな
り、互いに電気的に接続されている。
【0037】下部浮遊ゲート部4fg1 の側面にはサイ
ドウォール(側壁絶縁膜)6が形成されている。このサ
イドウォール6は、例えばSiO2 等からなり、本実施
の形態1においては、このサイドウォール6の高さが、
下部浮遊ゲート部4fg1 の上面高さよりも高く形成さ
れている。また、本実施の形態1においては、サイドウ
ォール6の断面形状が略円弧形状に形成されている。
【0038】この下部浮遊ゲート部4fg1 の上面に
は、上部浮遊ゲート部4fg2 が接触されている。この
接触部分を通じて下部浮遊ゲート部4fg1 と上部浮遊
ゲート部4fg2 とが電気的に接続されている。
【0039】この上部浮遊ゲート部4fg2 は、その幅
が下部浮遊ゲート部4fg1 の幅よりも広くなるように
形成されている。すなわち、上部浮遊ゲート部4fg2
のパターンは、サイドウォール6および薄いフィールド
絶縁膜5の上面を被覆するようにパターン形成されてい
る。これにより、浮遊ゲート4fgの表面積を増大させ
ることができるので、制御ゲート4cgとの間の容量を
増大させることが可能な構造となっている。
【0040】特に、本実施の形態1においては、上記し
たようにサイドウォール6の高さを下部浮遊ゲート部4
fg1 の上面高さよりも高くしたことにより、上部浮遊
ゲート部4fg2 の上面に窪みが形成されている。
【0041】このため、上部浮遊ゲート部4fg2 の上
面の面積を、メモリセル4の占有面積を増大させること
なく、上部浮遊ゲート部4fg2 の上面が平坦な場合よ
りも増大させることが可能となっている。
【0042】すなわち、チップサイズの増大を招くこと
もなく、また、困難な層間膜・薄膜化プロセス技術を導
入することもなく、浮遊ゲート4fgと制御ゲート4c
gとの間の容量を増大させることができ、浮遊ゲート4
fgと制御ゲート4cgとの容量結合比を改善すること
が可能となっている。
【0043】例えば浮遊ゲート4fgと半導体基板1と
の間の容量をC1、浮遊ゲート4fgと制御ゲート4c
gとの間の容量をC2とし、制御ゲート4cgの電位を
VCG、半導体基板1の電位を0Vとすると浮遊ゲート
4fgの電位VFGは(C2/(C1+C2))×VC
Gと表すことができる。
【0044】したがって、浮遊ゲート4fgと制御ゲー
ト4cgとの間の容量C2が大きければ大きいほど、制
御ゲート4cgの電位を有効に使用することが可能とな
る。すなわち、小さな制御ゲート電位VCGでメモリセ
ル4を動作させることが可能となる。
【0045】この浮遊ゲート4fg上には、層間膜4L
iを介して制御ゲート4cgが形成されている。この層
間膜4Liは、例えばSiO2 膜、窒化シリコン膜、S
iO2 膜および窒化シリコン膜が下層から順に積み重ね
られて形成されている。
【0046】制御ゲート4cgは、ワード線の一部を構
成しており、例えば低抵抗ポリシリコン上にタングステ
ンシリサイド(WSi2)またはモリブデンシリサイド
(MoSi2)等のようなシリサイド膜が堆積されて構成
されている。なお、制御ゲート4c上には、シリサイド
膜の剥離を防止するため、例えばSiO2 等からなるキ
ャップ絶縁膜が形成されている。
【0047】このような半導体基板1上には、例えばS
iO2 等からなる層間絶縁膜7が堆積されており、これ
によって制御ゲート4cgが被覆されている。
【0048】次に、本実施の形態1の半導体集積回路装
置の動作を図2によって説明する。
【0049】まず、データの書き込みに際しては、ソー
ス電極Sをオープンにした状態で、ドレイン電極に、例
えば4V程度、ゲート電極Gに、例えば−10V程度、
pウエル2pに、例えば接地電圧(0V)を印加するこ
とにより、浮遊ゲート4fgからエレクトロンをFNト
ンネリングによりドレイン領域に放出させてデータを書
き込む。
【0050】一方、データの消去に際しては、メモリセ
ル4のドレイン電極Dおよびソース電極Sに、例えば−
1.5V、ゲート電極Gに、例えば12.5V程度を印加す
ることにより、浮遊ゲート4fgにエレクトロンを注入
してデータを消去する。
【0051】次に、本実施の形態1の半導体集積回路装
置の製造方法を図3〜図12によって説明する。
【0052】図3は本実施の形態1の半導体集積回路装
置の製造工程中におけるメモリセル領域の断面図であ
る。半導体基板1は、例えばp形のSi単結晶からな
り、その上層部にはpウエル2pが形成されている。
【0053】このpウエル2pには、例えばp形不純物
のホウ素等が導入されている。このpウエル2pの上層
部には、例えばSiO2 等からなるフィールド絶縁膜3
がLOCOS酸化法等によって形成されている。
【0054】このフィールド絶縁膜3に囲まれた領域に
おいて半導体基板1の上面には、例えばSiO2 等から
なるトンネル絶縁膜4Tiが形成されている。このよう
な半導体基板1上には、下部浮遊ゲート部4fg1(図1
参照)を形成するための導体膜8が形成されている。
【0055】この導体膜8は、例えば低抵抗ポリシリコ
ンからなり、その上面には、例えば窒化シリコン等から
なる絶縁膜9がCVD法等によって堆積されている。こ
の絶縁膜9は、下部浮遊ゲート部4fg1(図1参照)が
その後の工程において酸化されるのを抑制する機能を有
している。
【0056】このような導体膜8および絶縁膜9をフォ
トリソグラフィ技術およびドライエッチング技術等によ
りパターニングすることにより、図4に示すように、ト
ンネル絶縁膜4Ti上に、下部浮遊ゲート部4fg1 を
形成するとともに、キャップ絶縁膜9aを形成する。
【0057】続いて、この下部浮遊ゲート部4fg1 お
よびキャップ絶縁膜9aをイオン注入マスクとして、半
導体基板1に対して、例えばn形不純物のリンまたはA
sをイオン注入法等によって導入した後、半導体基板1
に対して熱処理を施すことにより、半導体基板1の上層
部において下部浮遊ゲート部4fg1 の両側にソース・
ドレイン用の半導体領域4da1,4db1 を形成する。
【0058】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、
その絶縁膜をエッチバックすることにより、図5に示す
ように、下部浮遊ゲート部4fg1 およびキャップ絶縁
膜9aの側面にサイドウォール6を形成する。
【0059】本実施の形態1においては、サイドウォー
ル6の高さが、下部浮遊ゲート部4fg1 の上面高さよ
りも高くなるように形成されている。また、サイドウォ
ール6の断面形状が略円弧形状に形成されている。
【0060】次いで、下部浮遊ゲート部4fg1 、キャ
ップ絶縁膜9aおよびサイドウォール6をイオン注入マ
スクとして、半導体基板1に対して、例えばn形不純物
のリンまたはAsをイオン注入法等によって導入した
後、半導体基板1に対して熱処理を施すことにより、図
6に示すように、半導体基板1の上層部において下部浮
遊ゲート部4fg1 の両側に配線領域用の半導体領域4
da2,4db2 を形成する。
【0061】続いて、半導体基板1に対して熱酸化処理
を施すことにより、図7に示すように、半導体領域4d
a, 4db上に、例えばSiO2 等からなる薄いフィー
ルド絶縁膜5を形成する。
【0062】このフィールド絶縁膜5は、半導体領域4
da, 4dbと上部浮遊ゲート部4fg2(図1参照)と
を電気的に分離するための機能および上部浮遊ゲート部
4fg2 の上面の面積を増大させる機能を有している。
なお、この熱酸化処理の際、サイドウォール6は、下部
浮遊ゲート部4fg1 の端部が酸化されるのを抑制する
役割を果たしている。
【0063】その後、キャップ絶縁膜9aを熱リン酸等
により、図8に示すように除去した後、図9に示すよう
に、半導体基板1上に、例えば低抵抗ポリシリコンから
なる導体膜10をCVD法等によって堆積する。
【0064】次いで、その導体膜10をフォトリソグラ
フィ技術およびドライエッチング技術等によりパターニ
ングすることにより、図10に示すように、上部浮遊ゲ
ート部4fg2 をパターン形成する。上部浮遊ゲート部
4fg2 は、下部浮遊ゲート部4fg1 、サイドウォー
ル6および薄いフィールド絶縁膜5の上面を覆うように
パターン形成されている。
【0065】また、本実施の形態1においては、サイド
ウォール6の高さを下部浮遊ゲート部4fg1 の上面よ
りも高くしたことにより、上部浮遊ゲート部4fg2 の
上面中央には窪みが形成されている。これにより、上部
浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積を、上部浮遊ゲート
部の上面が平坦な場合よりも増大させるこ可能となって
いる。
【0066】続いて、図11に示すように、半導体基板
1上に、例えばSiO2 /窒化シリコン/SiO2 /窒
化シリコンをCVD法等によって下層から順に堆積する
ことにより、層間膜用の絶縁膜11を形成する。
【0067】本実施の形態1においては、層間膜4Li
(図1参照)を薄膜化しなくても浮遊ゲート4fgと制
御ゲート4cg間の容量を確保することができるので、
この層間膜用の絶縁膜11をさらに薄くしなくても現状
のプロセスで形成することができ、絶縁膜11を薄くす
る場合に生じるプロセス上の負担を軽減することが可能
となっている。
【0068】その後、図12に示すように、絶縁膜11
上に、例えば低抵抗ポリシリコン、タングステンシリサ
イド(WSi2)およびSiO2 等をCVD法等によって
下層から順に堆積することにより、制御ゲート形成膜1
2を形成する。なお、このシリサイドは、例えばWSi
2 に限定されるものではなく種々変更可能であり、例え
ばMoSi2 等でも良い。
【0069】次いで、その絶縁膜11および制御ゲート
形成膜12をフォトリソグラフィ技術およびドライエッ
チング技術等によってパターニングすることにより図1
に示した制御ゲート4fcgおよび層間膜4Liを形成
する。
【0070】続いて、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる層間絶縁膜7をCVD法等によって堆積す
ることにより、制御ゲート4cgを被覆する。
【0071】その後、通常の半導体集積回路装置の製造
プロセスによって配線層、表面保護膜およびその一部に
配線層の一部が露出するような開口部を形成した後、個
々の半導体チップに分割し、さらにダイボンド工程、ワ
イヤボンディング工程等を経て、個々の半導体チップを
パッケージに封止して半導体集積回路装置を製造する。
【0072】このような本実施の形態1によれば、以下
の効果を得ることが可能となる。
【0073】(1).下部浮遊ゲート部4fg1 の側面のサ
イドウォール6の高さを下部浮遊ゲート部4fg1 の上
面の高さよりも高くしたことにより、上部浮遊ゲート部
4fg2 の上面の面積を増大させることができるので、
メモリセル4の占有面積を増大させることなく、また、
層間膜4Liを薄膜化させることなく、メモリセル4の
浮遊ゲート4fgと制御ゲート4cgとの全体容量を増
大させることができ、トンネル絶縁膜4Tiと層間膜4
Liとの容量結合比を改善することが可能となる。
【0074】(2).上記(1) により、半導体チップのサイ
ズ増大を招くこともなく、また、困難な層間膜薄膜化プ
ロセスを導入することなく、メモリセル4の動作電圧を
低下させることが可能となる。
【0075】(3).上記(2) により、メモリセル4のトン
ネル絶縁膜4Tiに印加される電圧を下げることができ
るので、メモリセル4の信頼性を向上させることが可能
となる。
【0076】(4).上記(2) により、周辺回路に印加され
る電圧を下げることができるので、周辺回路の信頼性を
向上させることが可能となる。
【0077】(5).上記(1) により、浮遊ゲート4fgと
制御ゲート4cgとの間の電界の状態を安定化させるこ
とができるので、メモリセル4の不揮発性能を向上させ
ることが可能となる。
【0078】(6).上記した(1) 、(2) 、(4) および(5)
により、フラッシュメモリ(EEPROM)全体の信頼
性および歩留りを向上させることが可能となる。
【0079】(7).上記(1) により、層間膜4Liの形成
上の負担を軽減することが可能となる。
【0080】(8).上記(1) により、層間膜4Liの耐圧
を確保することができるので、層間膜4Liの信頼性を
向上させることが可能となる。したがって、半導体集積
回路装置の歩留りおよび信頼性を向上させることが可能
となる。
【0081】(実施の形態2)図13は本発明の他の実
施の形態である半導体集積回路装置の要部断面図、図1
4〜図21は図13の半導体集積回路装置の製造工程中
における要部断面図である。
【0082】本実施の形態2においては、前記実施の形
態1と同様に、サイドウォール6の高さが第1浮遊ゲー
ト部4fg1 の上面よりも高く形成されており、これに
より第2浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積が大きくな
る構造となっている。
【0083】ただし、本実施の形態2においては、半導
体領域4da1,4db1 上に薄いフィールド絶縁膜が形
成されていない。これは、薄いフィールド絶縁膜を設け
なくても第2浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積を増大
させることができるからである。
【0084】半導体基板1の上層には、半導体領域4d
a1,4db1 のみが形成されている。この場合、半導体
領域4da1,4db1 は、ソース・ドレイン領域と、互
いに隣接するメモリセル4のソース同士およびドレイン
同士を電気的に接続する配線領域とを兼ねている。これ
は、本実施の形態2においては、薄いフィールド絶縁膜
を設けないので、ソース・ドレイン用の半導体領域4d
a1,4db1 の下層に新たに配線形成用の半導体領域を
設ける必要がないからである。
【0085】また、分離用のフィールド絶縁膜3の端部
は、ほぼサイドウォール6の端部に接するように形成さ
れている。これは、第2浮遊ゲート部4fg2 が半導体
領域4da1,4db1 に電気的に接続されてしまうのを
防止するためである。
【0086】さらに、第2浮遊ゲート部4fg2 は、そ
の端部が分離用のフィールド絶縁膜3の端部に重なる程
度の大きさになるようにパターン形成されている。
【0087】このような本実施の形態2においては、薄
いフィールド絶縁膜を無くした分、メモリセル4の占有
面積を縮小することができるので、半導体チップのサイ
ズを縮小することが可能となっている。
【0088】次に、本実施の形態2の半導体集積回路装
置の製造方法を図14〜図21によって説明する。
【0089】図14は本実施の形態2の半導体集積回路
装置の製造工程中におけるメモリセル領域の断面図であ
る。半導体基板1は、例えばp形のSi単結晶からな
り、その上層部にはpウエル2pが形成されている。
【0090】このpウエル2pには、例えばp形不純物
のホウ素等が導入されている。このpウエル2pの上層
部には、例えばSiO2 等からなるフィールド絶縁膜3
がLOCOS酸化法等によって形成されている。
【0091】このフィールド絶縁膜3に囲まれた領域に
おいて半導体基板1の上面には、例えばSiO2 等から
なるトンネル絶縁膜4Tiが形成されている。このよう
な半導体基板1上には、第1浮遊ゲート部4fg1(図1
3参照)を形成するための導体膜8が形成されている。
【0092】この導体膜8は、例えば低抵抗ポリシリコ
ンからなり、その上面には、例えば窒化シリコン等から
なる絶縁膜9がCVD法等によって堆積されている。こ
の絶縁膜9は、第1浮遊ゲート部4fg1(図13参照)
がその後の工程において酸化されるのを抑制する機能を
有している。
【0093】このような導体膜8および絶縁膜9をフォ
トリソグラフィ技術およびドライエッチング技術等によ
りパターニングすることにより、図15に示すように、
トンネル絶縁膜4Ti上に、第1浮遊ゲート部4fg1
を形成するとともに、キャップ絶縁膜9aを形成する。
【0094】続いて、この第1浮遊ゲート部4fg1 お
よびキャップ絶縁膜9aをイオン注入マスクとして、半
導体基板1に対して、例えばn形不純物のリンまたはA
sをイオン注入法等によって導入した後、半導体基板1
に対して熱処理を施すことにより、半導体基板1の上層
部において第1浮遊ゲート部4fg1 の両側にソース・
ドレイン領域および配線領域用の半導体領域4da1,4
db1 を形成する。
【0095】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、
その絶縁膜をエッチバックすることにより、図16に示
すように、第1浮遊ゲート部4fg1 およびキャップ絶
縁膜9aの側面にサイドウォール6を形成する。
【0096】本実施の形態2においても、サイドウォー
ル6の高さが、第1浮遊ゲート部4fg1 の上面高さよ
りも高くなるように形成されている。また、サイドウォ
ール6の断面形状は略円形状に形成されている。さら
に、サイドウォール6の幅方向端部はフィールド絶縁膜
3の端部に接している。
【0097】次いで、キャップ絶縁膜9aを熱リン酸等
により、図17に示すように除去した後、図18に示す
ように、半導体基板1上に、例えば低抵抗ポリシリコン
からなる導体膜10をCVD法等によって堆積する。
【0098】次いで、その導体膜10をフォトリソグラ
フィ技術およびドライエッチング技術等によりパターニ
ングすることにより、図19に示すように、第2浮遊ゲ
ート部4fg2 をパターン形成する。この第2浮遊ゲー
ト部4fg2 は、その端部がフィールド絶縁膜3の端部
上に形成される程度の大きさにパターン形成されてい
る。
【0099】また、本実施の形態2においても、サイド
ウォール6の高さを第1浮遊ゲート部4fg1 の上面よ
りも高くしたことにより、第2浮遊ゲート部4fg2 の
上面中央には窪みが形成されている。これにより、第2
浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積を、第2浮遊ゲート
部の上面が平坦な場合よりも増大させることが可能とな
っている。
【0100】続いて、図20に示すように、半導体基板
1上に、例えばSiO2 /窒化シリコン/SiO2 /窒
化シリコンをCVD法等によって下層から順に堆積する
ことにより、層間膜用の絶縁膜11を形成する。
【0101】その後、図21に示すように、絶縁膜11
上に、例えば低抵抗ポリシリコン、WSi2 およびSi
2 等をCVD法等によって下層から順に堆積すること
により、制御ゲート形成膜12を形成する。なお、この
シリサイドは、例えばWSi2 に限定されるものではな
く種々変更可能であり、例えばMoSi2 等でも良い。
【0102】次いで、その絶縁膜11および制御ゲート
形成膜12をフォトリソグラフィ技術およびドライエッ
チング技術等によってパターニングすることにより図1
3に示した制御ゲート4fcgおよび層間膜4Liを形
成する。
【0103】続いて、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる層間絶縁膜7をCVD法等によって堆積す
ることにより、制御ゲート4cgを被覆する。
【0104】その後、通常の半導体集積回路装置の製造
プロセスによって配線層、表面保護膜およびその一部に
配線層の一部が露出するような開口部を形成した後、個
々の半導体チップに分割し、さらにダイボンド工程、ワ
イヤボンディング工程等を経て、個々の半導体チップを
パッケージに封止して半導体集積回路装置を製造する。
【0105】このような本実施の形態2においては、前
記実施の形態1で得られた効果の他に以下の効果を得る
ことが可能となる。
【0106】(1).浮遊ゲート4fgの両側の薄いフィー
ルド絶縁膜を無くした分、個々のメモリセル4の占有面
積を縮小することができるので、メモリ領域全体のサイ
ズを大幅に縮小することが可能となる。したがって、フ
ラッシュメモリ(EEPROM)を有する半導体チップ
のサイズを縮小することが可能となる。
【0107】(2).浮遊ゲート4fgの両側の薄いフィー
ルド絶縁膜を無くし、かつ、半導体領域4da1,4db
1 がソース・ドレイン領域および配線形成領域を兼ねる
ことにより、半導体集積回路装置の製造工程を前記実施
の形態1よりも少なくすることが可能となる。
【0108】(3).上記(2) により、半導体集積回路装置
の製造時間を短縮することが可能となる。
【0109】(4).上記(2) により、半導体領域形成工程
および熱酸化処理工程等のような熱を伴う工程を削減す
ることができるので、半導体集積回路装置の歩留りおよ
び信頼性を向上させることが可能となる。
【0110】(実施の形態3)図22は本発明の他の実
施の形態である半導体集積回路装置の要部断面図、図2
3〜図30は図22の半導体集積回路装置の製造工程中
における要部断面図である。
【0111】本実施の形態3においては、図22に示す
ように、第1浮遊ゲート部4fg1の厚さが前記実施の
形態1の場合よりも厚く形成され、かつ、サイドウォー
ル6の高さが第1浮遊ゲート部4fg1 の上面高さより
も低くなるように設定されている。これにより、第2浮
遊ゲート部4fg2 の上面の面積を増大させる構造とな
っている。
【0112】なお、サイドウォール6の断面形状は、前
記実施の形態1の場合と同じである。また、上部浮遊ゲ
ート部4fg2 は、下部浮遊ゲート部4fg1 の上面お
よび上部側面と接触され、その接触部を通じて電気的に
接続されている。
【0113】次に、本実施の形態3の半導体集積回路装
置の製造方法を図23〜図30によって説明する。
【0114】図23は本実施の形態3の半導体集積回路
装置の製造工程中におけるメモリセル形成領域の断面図
である。半導体基板1は、例えばp形のSi単結晶から
なり、その上層部にはpウエル2pが形成されている。
【0115】このpウエル2pには、例えばp形不純物
のホウ素等が導入されている。このpウエル2pの上層
部には、例えばSiO2 等からなるフィールド絶縁膜3
がLOCOS酸化法等によって形成されている。
【0116】このフィールド絶縁膜3に囲まれた領域に
おいて半導体基板1の上面には、例えばSiO2 等から
なるトンネル絶縁膜4Tiが形成されている。このよう
な半導体基板1上には、第1浮遊ゲート部4fg1(図2
2参照)を形成するための導体膜8が形成されている。
【0117】この導体膜8は、例えば低抵抗ポリシリコ
ンからなり、前記実施の形態1の場合よりも厚く形成さ
れている。この導体膜8の上面には、例えば窒化シリコ
ン等からなる絶縁膜9がCVD法等によって堆積されて
いる。この絶縁膜9は、第1浮遊ゲート部4fg1(図2
2参照)がその後の工程において酸化されるのを抑制す
る機能を有している。
【0118】このような導体膜8および絶縁膜9をフォ
トリソグラフィ技術およびドライエッチング技術等によ
りパターニングすることにより、図24に示すように、
トンネル絶縁膜4Ti上に、第1浮遊ゲート部4fg1
を形成するとともに、キャップ絶縁膜9aを形成する。
【0119】続いて、この第1浮遊ゲート部4fg1 お
よびキャップ絶縁膜9aをイオン注入マスクとして、半
導体基板1に対して、例えばn形不純物のリンまたはA
sをイオン注入法等によって導入した後、半導体基板1
に対して熱処理を施すことにより、半導体基板1の上層
部において第1浮遊ゲート部4fg1 の両側にソース・
ドレイン用の半導体領域4da1,4db1 を形成する。
【0120】その後、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる絶縁膜をCVD法等によって堆積した後、
その絶縁膜をエッチバックすることにより、図25に示
すように、第1浮遊ゲート部4fg1 およびキャップ絶
縁膜9aの側面にサイドウォール6を形成する。本実施
の形態3においては、サイドウォール6の高さが、第1
浮遊ゲート部4fg1 の上面高さよりも低くなるように
形成されている。また、その断面形状は略円弧形状に形
成されている。
【0121】次いで、第1浮遊ゲート部4fg1 、キャ
ップ絶縁膜9aおよびサイドウォール6をイオン注入マ
スクとして、半導体基板1に対して、例えばn形不純物
のリンまたはAsをイオン注入法等によって導入した
後、半導体基板1に対して熱処理を施すことにより、半
導体基板1の上層部において第1浮遊ゲート部4fg1
の両側に配線領域用の半導体領域4da2,4db2 を形
成する。
【0122】続いて、半導体基板1に対して熱酸化処理
を施すことにより、図26に示すように、半導体領域4
da, 4db上に、例えばSiO2 等からなる薄いフィ
ールド絶縁膜5を形成する。このフィールド絶縁膜5
は、半導体領域4da, 4dbと第2浮遊ゲート部4f
g2(図22参照)とを電気的に分離するための機能およ
び第2浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積を増大させる
機能を有している。なお、この熱酸化処理の際、サイド
ウォール6は、第1浮遊ゲート部4fg1 の端部が酸化
されるのを抑制する役割を果たしている。
【0123】その後、キャップ絶縁膜9aを熱リン酸等
により、図27に示すように除去した後、図28に示す
ように、半導体基板1上に、例えば低抵抗ポリシリコン
からなる導体膜10をCVD法等によって堆積する。
【0124】次いで、その導体膜10をフォトリソグラ
フィ技術およびドライエッチング技術等によりパターニ
ングすることにより、図29に示すように、第2浮遊ゲ
ート部4fg2 をパターン形成する。第2浮遊ゲート部
4fg2 は、第1浮遊ゲート部4fg1 、サイドウォー
ル6および薄いフィールド絶縁膜5の上面を覆うように
パターン形成されている。
【0125】また、本実施の形態3においては、サイド
ウォール6の高さを第1浮遊ゲート部4fg1 の上面よ
りも低くしたことにより、第2浮遊ゲート部4fg2 の
上面の面積を増大させることが可能となっている。
【0126】続いて、図30に示すように、半導体基板
1上に、例えばSiO2 /窒化シリコン/SiO2 /窒
化シリコンをCVD法等によって下層から順に堆積する
ことにより、層間膜用の絶縁膜11を形成する。
【0127】その後、絶縁膜11上に、例えば低抵抗ポ
リシリコン、WSi2 およびSiO2 等をCVD法等に
よって下層から順に堆積することにより、制御ゲート形
成膜を形成する。なお、このシリサイドは、例えばWS
2 に限定されるものではなく種々変更可能であり、例
えばMoSi2 等でも良い。
【0128】次いで、その絶縁膜11および制御ゲート
形成膜をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチン
グ技術等によってパターニングすることにより図22に
示した制御ゲート4fcgおよび層間膜4Liを形成す
る。
【0129】続いて、半導体基板1上に、例えばSiO
2 等からなる層間絶縁膜7をCVD法等によって堆積す
ることにより、制御ゲート4cgを被覆する。
【0130】その後、通常の半導体集積回路装置の製造
プロセスによって配線層、表面保護膜およびその一部に
配線層の一部が露出するような開口部を形成した後、個
々の半導体チップに分割し、さらにダイボンド工程、ワ
イヤボンディング工程等を経て、個々の半導体チップを
パッケージに封止して半導体集積回路装置を製造する。
【0131】このような本実施の形態3によれば、第1
浮遊ゲート部4fg1 の上面高さを前期実施の形態1の
場合よりも高くし、かつ、その高さよりもサイドウォー
ル6の高さを低くしたことにより、第2浮遊ゲート部4
fg2 の表面の面積を増大させることができるので、前
期実施の形態1と同様の効果を得ることが可能となる。
【0132】(実施の形態4)図31は本発明の他の実
施の形態である半導体集積回路装置の平面図である。
【0133】本実施の形態4においては、本発明を、前
記実施の形態1〜3のいずれかのフラッシュメモリ(E
EPROM)を半導体チップに有するワンチップのマイ
クロコンピュータ(以下、単にワンチップマイコンとい
う)に適用した場合を説明する。このワンチップマイコ
ン13の平面図を図31に示す。
【0134】ワンチップマイコン13は、1つの半導体
チップ1C内に、中央演算処理部CPU(Cemtral Proc
essor Unit)を中心として、メモリMと、割込みコント
ローラINTC(Interrupt Controller)と、入出力ポ
ートI/Oと、タイマTと、アナログ・デジタル変換器
A/D等のような各種の周辺回路等とを有している。
【0135】ワンチップマイコン13の中央演算処理部
CPUは、演算処理を行い、かつ、ワンチップマイコン
13の全体の動作を制御する回路である。メモリMは、
プログラムを記憶する回路であり、前記実施の形態1〜
3のいずれかのフラッシュメモリ(EEPROM)等が
用いられている。
【0136】割込みコントローラINTCは、プログラ
ムの実行途中で他のプログラムを実行する回路である。
入出力ポートI/Oは、外部の周辺機器との接続を行
い、データの読み込みおよび演算結果等の外部への伝達
等を行う回路である。
【0137】タイマTは、各動作の同期を取るためのタ
イミング信号を発生したり、時間経過を測定したりする
ための回路である。アナログ・デジタル変換器A/D
は、アナログ信号とデジタル信号との変換を行う回路で
ある。
【0138】このような本実施の形態4によれば、前記
実施の形態1で得られた効果を得ることが可能となる。
特に、メモリMの占有面積を小さくできるので、半導体
チップのサイズの小形化を推進することができる。ま
た、半導体チップ内に配置可能な集積回路素子の集積度
を向上させることができるので、ワンチップマイコンの
性能向上を推進することが可能となる。
【0139】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0140】例えば前記実施の形態1〜4においては、
サイドウォールの断面形状を略円弧形状とした場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、例え
ば図32に示すように、サイドウォール6の断面形状を
略長方形としても良い。このようにすることにより、第
2浮遊ゲート部4fg2 の上面の面積を前期実施の形態
1〜3の場合よりも増大させることができる。
【0141】また、前記実施の形態1〜4においては、
AND形のフラッシュメモリ(EEPROM)に適用し
た場合について説明したが、これに限定されるものでは
なく種々変更可能であり、例えばNAND形、NOR形
またはNOR形のビット線をメインとサブとに階層化し
た、いわゆるDINOR形のフラッシュメモリ(EEP
ROM)に適用しても良い。
【0142】また、前記実施の形態1〜3においては、
制御ゲートを低抵抗ポリシリコン膜とシリサイド膜との
積層構造とした場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく種々変更可能であり、例えば制御ゲー
トを白金の単体膜で形成しても良い。
【0143】また、前記実施の形態3においては、浮遊
ゲートの両側に薄いフィールド絶縁膜を設けた場合につ
いて説明したが、前記実施の形態3の場合も前記実施の
形態2と同様に薄いフィールド絶縁膜を無くした構造と
することもできる。この場合、前記実施の形態2と同様
にメモリセルサイズを縮小することが可能となる。
【0144】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるフラッ
シュメモリ(EEPROM)に適用した場合について説
明したが、それに限定されるものではなく、例えば通常
の2層ゲートMOS・FET構造のEEPROMまたは
紫外線によりプラグラム内容を消去する二層ゲートMO
S・FET構造のEPROM(Erasable Programmable
ROM)等に適用できる。
【0145】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0146】(1).本発明の半導体集積回路装置によれ
ば、第1の浮遊ゲート部の高さと、その側面の側壁絶縁
膜の高さとが異なる構造としたことにより、第2の浮遊
ゲート部における層間膜形成面の面積を第1の浮遊ゲー
ト部と側壁絶縁膜との高さの違いによる段差により増大
させることができるので、不揮発性メモリセル自体の面
積を増やしたり、層間膜を薄膜化したりすることなく、
不揮発性メモリセルの浮遊ゲートと制御ゲートとの全体
容量を増大させることができ、トンネル絶縁膜と層間膜
とで形成される容量結合比を改善することが可能とな
る。
【0147】(2).上記(1) により、不揮発性メモリセル
自体の面積を増やしたり、層間膜を薄膜化したりするこ
となく、不揮発性メモリセルを有する半導体集積回路装
置の動作電圧を低下させることが可能となる。
【0148】(3).上記(2) により、半導体集積回路装置
のトンネル絶縁膜や周辺回路に印加される電圧を下げる
ことができるので、不揮発性メモリセルおよび周辺回路
素子の劣化や破壊を抑制することができる。したがっ
て、不揮発性メモリセルを有する半導体集積回路装置の
歩留りおよび信頼性を向上させることが可能となる。
【0149】(4).上記(1) により、不揮発性メモリセル
の層間膜を薄くする必要がないので、厚めに形成するこ
とができる。また、その層間膜の形成プロセス上の負担
を軽減することができるので、層間膜の膜質を向上させ
ることが可能となる。このため、層間膜の耐圧を確保す
ることができるので、層間膜の信頼性を向上させること
ができる。したがって、不揮発性メモリセルを有する半
導体集積回路装置の歩留りおよび信頼性を向上させるこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の要部断面図である。
【図2】図1の半導体集積回路装置の動作を説明するた
めの説明図である。
【図3】図1の半導体集積回路装置の製造工程中におけ
る要部断面図である。
【図4】図1の半導体集積回路装置の図3に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図5】図1の半導体集積回路装置の図4に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図6】図1の半導体集積回路装置の図5に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図7】図1の半導体集積回路装置の図6に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図8】図1の半導体集積回路装置の図7に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図9】図1の半導体集積回路装置の図8に続く製造工
程中における要部断面図である。
【図10】図1の半導体集積回路装置の図9に続く製造
工程中における要部断面図である。
【図11】図1の半導体集積回路装置の図10に続く製
造工程中における要部断面図である。
【図12】図1の半導体集積回路装置の図11に続く製
造工程中における要部断面図である。
【図13】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の要部断面図である。
【図14】図13の半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
【図15】図13の半導体集積回路装置の図14に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図16】図13の半導体集積回路装置の図15に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図17】図13の半導体集積回路装置の図16に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図18】図13の半導体集積回路装置の図17に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図19】図13の半導体集積回路装置の図18に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図20】図13の半導体集積回路装置の図19に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図21】図13の半導体集積回路装置の図20に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図22】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の要部断面図である。
【図23】図22の半導体集積回路装置の製造工程中に
おける要部断面図である。
【図24】図22の半導体集積回路装置の図23に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図25】図22の半導体集積回路装置の図24に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図26】図22の半導体集積回路装置の図25に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図27】図22の半導体集積回路装置の図26に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図28】図22の半導体集積回路装置の図27に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図29】図22の半導体集積回路装置の図28に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図30】図22の半導体集積回路装置の図29に続く
製造工程中における要部断面図である。
【図31】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の平面図である。
【図32】本発明の他の実施の形態である半導体集積回
路装置の要部断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2p pウエル 3 フィールド絶縁膜 4 メモリセル(不揮発性メモリセル) 4da 半導体領域 4da1,4da2 半導体領域 4db 半導体領域 4db1,4db2 半導体領域 4Ti トンネル絶縁膜 4fg 浮遊ゲート 4fg1 下部浮遊ゲート部(第1の浮遊ゲート部) 4fg2 上部浮遊ゲート部(第2の浮遊ゲート部) 4Li 層間膜 4cg 制御ゲート 5 薄いフィールド絶縁膜 6 サイドウォール(側壁絶縁膜) 7 層間絶縁膜 8 導体膜 9 絶縁膜 9a キャップ絶縁膜 10 導体膜 11 絶縁膜 12 制御ゲート形成膜 13 ワンチップのマイクロコンピュータ(半導体集積
回路装置) S ソース電極 D ドレイン電極 G ゲート電極 CPU 中央演算処理部 INTC 割込みコントローラ A/D アナログ・デジタル変換器 I/O 入出力ポート M メモリ T タイマ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成されたトンネル絶縁
    膜と、その上層に形成された浮遊ゲートと、その上層に
    層間膜を介して形成された制御ゲートとにより構成され
    る複数個の不揮発性メモリセルを備える半導体集積回路
    装置であって、 前記浮遊ゲートは、前記トンネル絶縁膜上に形成された
    第1の浮遊ゲート部と、前記第1の浮遊ゲート部に一部
    が接触された状態で前記第1の浮遊ゲート部およびその
    側面に形成された側壁絶縁膜を被覆するように設けられ
    た第2の浮遊ゲート部とからなり、 前記第1の浮遊ゲート部の高さと、前記側壁絶縁膜の高
    さとが異なる構造としたことを特徴とする半導体集積回
    路装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
    いて、前記第1の浮遊ゲート部の高さを、前記側壁絶縁
    膜の高さよりも低くしたことを特徴とする半導体集積回
    路装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
    いて、前記第1の浮遊ゲート部の高さを、前記側壁絶縁
    膜の高さよりも高くしたことを特徴とする半導体集積回
    路装置。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
    回路装置において、前記複数の不揮発性メモリセルの回
    路構成が、AND形、NOR形、NAND形またはDI
    NOR形であることを特徴とする半導体集積回路装置。
  5. 【請求項5】 請求項1、2、3または4記載の半導体
    集積回路装置において、前記半導体基板上の複数個の不
    揮発性メモリセルで構成される不揮発性メモリセル群の
    データを一括して消去する機能を有することを特徴とす
    る半導体集積回路装置。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の半
    導体集積回路装置において、前記半導体基板上に中央演
    算処理部を有するマイクロコンピュータを構成したこと
    を特徴とする半導体集積回路装置。
  7. 【請求項7】 半導体基板上に形成されたトンネル絶縁
    膜と、その上層に形成された浮遊ゲートと、その上層に
    層間膜を介して形成された制御ゲートとにより構成され
    る複数個の不揮発性メモリセルを備える半導体集積回路
    装置の製造方法であって、 前記半導体基板上に前記トンネル絶縁膜を形成する工程
    と、 前記トンネル絶縁膜上に第1の浮遊ゲート部形成用の導
    体膜を堆積する工程と、 前記導体膜上に絶縁膜を堆積する工程と、 前記導体膜および絶縁膜をパターニングすることによ
    り、第1の浮遊ゲート部およびキャップ絶縁膜を形成す
    る工程と、 前記第1の浮遊ゲート部およびキャップ絶縁膜を形成し
    た後、前記半導体基板上に絶縁膜を堆積した後、その絶
    縁膜をエッチバックすることにより、前記第1の浮遊ゲ
    ート部および前記キャップ絶縁膜の側面に、前記第1の
    浮遊ゲート部の上面高さよりも高い側壁絶縁膜を形成す
    る工程と、 前記側壁絶縁膜を形成した後、前記キャップ絶縁膜を除
    去する工程と、 前記キャップ絶縁膜を除去した後、前記半導体基板上に
    第2の浮遊ゲート部形成用の導体膜を堆積する工程と、 前記第2の浮遊ゲート部形成用の導体膜をパターニング
    することにより、前記浮遊ゲートを形成する工程と、 前記浮遊ゲート上に前記層間膜を形成した後、その層間
    膜上に前記制御ゲート形成用の導体膜を堆積する工程
    と、 前記制御ゲート形成用の導体膜および層間膜をパターニ
    ングする工程とを有することを特徴とする半導体集積回
    路装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 半導体基板上に形成されたトンネル絶縁
    膜と、その上層に形成された浮遊ゲートと、その上層に
    層間膜を介して形成された制御ゲートとにより構成され
    る複数個の不揮発性メモリセルを備える半導体集積回路
    装置の製造方法であって、 前記半導体基板上に前記トンネル絶縁膜を形成する工程
    と、 前記トンネル絶縁膜上に第1の浮遊ゲート部形成用の導
    体膜を堆積する工程と、 前記導体膜上に絶縁膜を堆積する工程と、 前記導体膜および絶縁膜をパターニングすることによ
    り、第1の浮遊ゲート部およびキャップ絶縁膜を形成す
    る工程と、 前記第1の浮遊ゲート部およびキャップ絶縁膜を形成し
    た後、前記半導体基板上に絶縁膜を堆積した後、その絶
    縁膜をエッチバックすることにより、前記第1の浮遊ゲ
    ート部の側面に、その第1の浮遊ゲート部の高さよりも
    低く形成された側壁絶縁膜を形成する工程と、 前記側壁絶縁膜を形成した後、前記キャップ絶縁膜を除
    去する工程と、 前記キャップ絶縁膜を除去した後、前記半導体基板上に
    第2の浮遊ゲート部形成用の導体膜を堆積する工程と、 前記第2の浮遊ゲート部形成用の導体膜をパターニング
    することにより、前記浮遊ゲートを形成する工程と、 前記浮遊ゲート上に前記層間膜を形成した後、その層間
    膜上に前記制御ゲート形成用の導体膜を堆積する工程
    と、 前記制御ゲート形成用の導体膜および層間膜をパターニ
    ングする工程とを有することを特徴とする半導体集積回
    路装置の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313966A (ja) * 2001-04-16 2002-10-25 Yasuo Tarui トランジスタ型強誘電体不揮発性記憶素子とその製造方法
KR100943482B1 (ko) 2002-12-30 2010-02-22 동부일렉트로닉스 주식회사 플래시메모리 셀을 갖는 반도체소자의 제조방법

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