JPH1174383A - Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacture - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacture

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JPH1174383A
JPH1174383A JP9234166A JP23416697A JPH1174383A JP H1174383 A JPH1174383 A JP H1174383A JP 9234166 A JP9234166 A JP 9234166A JP 23416697 A JP23416697 A JP 23416697A JP H1174383 A JPH1174383 A JP H1174383A
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JP
Japan
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gate
floating gate
film
control gate
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP9234166A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Ono
正寛 小野
Tetsuya Kubota
徹哉 窪田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP9234166A priority Critical patent/JPH1174383A/en
Publication of JPH1174383A publication Critical patent/JPH1174383A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cause more easily electric field concentration at a tip end of a projection part and cause more frequency a tunneling current, by a method wherein a projection matter formed outside an upper part of a floating gate is formed so as to be enclosed with a control gate. SOLUTION: In order to form a projection part 23 so as to be exposed, a second gate oxide film and a control gate 9 are formed so as to cover the projection part 23. In other words, this leads to a state that the projection part 23 is enclosed with the second gate oxide film and the control gate 9. As the result, a distance between the projection part 23 of the floating gate and the control gate is made closer, a tip end of the projection part 23 is made acute, an interval of electric force rays caused in the control gate 9 from a tip end of the projection part 23 is narrowed, and electric field concentration is easy to occur. Thus, at a time of erase operations, if a source 11 is set 0 V and 15 V is applied to the control gate 9, a tunnel current is easy to occur in larger electric field concentration, whereby stabler erase operations are enabled.

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、保持された情報の
消去特性を向上させた不揮発性半導体記憶装置及びその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having improved erasing characteristics of retained information and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】不揮発性半導体メモリであるEEPRO
Mまたはフラッシュメモリでは、スタック型やスプリッ
トゲート型等が一般的に採用されている。このスプリッ
トゲート型のフラッシュメモリのメモリ構造は図11に
示されている。図11に示されるようにコントロールゲ
ート9が絶縁膜10を介してフローティングゲート8の
上部から側部にかけて延在されて形成されて成るスプリ
ットゲート型フラッシュメモリが知られている。このス
プリットゲート型フラッシュメモリは以下に説明する製
造方法によって形成され、製造方法を図8乃至図11を
用いて説明する。
2. Description of the Related Art EEPRO which is a nonvolatile semiconductor memory
In the M or flash memory, a stack type, a split gate type, or the like is generally adopted. FIG. 11 shows a memory structure of the split gate type flash memory. As shown in FIG. 11, there is known a split gate type flash memory in which a control gate 9 is formed extending from an upper portion to a side portion of a floating gate 8 with an insulating film 10 interposed therebetween. This split gate flash memory is formed by a manufacturing method described below, and the manufacturing method will be described with reference to FIGS.

【0003】まず、半導体基板1上に約100Åの膜厚
の第1のゲート酸化膜2を熱酸化により形成し、さらに
約1500Åの膜厚のシリコン膜3を例えばCVDで成
膜し形成する。シリコン膜3は、単結晶シリコン膜でも
適用可能であるが、ここではポリシリコン膜で説明す
る。さらにポリシリコン膜3上に約500Åの膜厚の耐
酸化膜(シリコン窒化膜)4を形成する。このシリコン
窒化膜4には、周知のパターニング技術により、図示し
ないホトレジストを介して約0.5〜0.7μmの開口
部が形成される。開口部の形成によりLOCOS酸化膜
の形成予定部のポリシリコン膜が露出される(以上、図
8参照)。
First, a first gate oxide film 2 having a thickness of about 100 ° is formed on a semiconductor substrate 1 by thermal oxidation, and a silicon film 3 having a thickness of about 1500 ° is formed by, eg, CVD. Although the silicon film 3 can be applied to a single crystal silicon film, a silicon film will be described here. Further, an oxidation resistant film (silicon nitride film) 4 having a thickness of about 500 ° is formed on the polysilicon film 3. An opening of about 0.5 to 0.7 μm is formed in the silicon nitride film 4 through a not-shown photoresist by a well-known patterning technique. By forming the opening, the polysilicon film at the portion where the LOCOS oxide film is to be formed is exposed (see FIG. 8).

【0004】次に、シリコン窒化膜4をマスクにして、
開口部5に露出されるポリシリコン膜3を酸化してLO
COS酸化膜6を形成する。このLOCOS酸化膜6の
膜厚は、最大となる中央部が約1500Åとなり、その
外周部に向かって薄くなる。この外周部では、LOCO
S酸化膜6はシリコン窒化膜4を持ち上げながらその下
面にバーズビーク状に入り込む。その為、LOCOS酸
化膜6の周辺の膜厚は薄く形成される(図9参照)。
Next, using the silicon nitride film 4 as a mask,
The polysilicon film 3 exposed in the opening 5 is oxidized to
A COS oxide film 6 is formed. The thickness of the LOCOS oxide film 6 is about 1500 ° at the central portion where the LOCOS oxide film 6 is maximum, and becomes thinner toward the outer peripheral portion. In this outer part, LOCO
The S oxide film 6 enters the bird's beak on the lower surface while lifting the silicon nitride film 4. Therefore, the thickness around the LOCOS oxide film 6 is reduced (see FIG. 9).

【0005】続いて、シリコン窒化膜4をエッチング
し、除去する。次に、Bufferedフッ酸(例え
ば、HF:H2O:NH4F=1:40:20)でエッチ
ングし、このLOCOS酸化膜6の上面を約100Å〜
300Åだけ削り、露出したLOCOS酸化膜6をマス
クにして、露出されたポリシリコン膜6を異方性エッチ
ングにより除去する。これにより、図10のようなフロ
ーティングゲート8を得る。尚、上記のように加工され
たLOCOS酸化膜には異なる符号「7」を付している
(図10参照)。
Then, the silicon nitride film 4 is etched and removed. Next, etching is performed with buffered hydrofluoric acid (for example, HF: H2O: NH4F = 1: 40: 20), and the upper surface of the LOCOS oxide film 6 is formed with a thickness of about 100 [deg.]-.
The exposed polysilicon film 6 is removed by anisotropic etching using the exposed LOCOS oxide film 6 as a mask. Thus, a floating gate 8 as shown in FIG. 10 is obtained. The LOCOS oxide film processed as described above is given a different symbol “7” (see FIG. 10).

【0006】次いで、フッ酸でフローティングゲート7
直下以外の第1のゲート酸化膜をすライトエッチングし
た後、全面を例えばCVDによりシリコン酸化膜を成膜
し、第2のゲート絶縁膜10が形成される。最後に、1
500Åのドープしたポリシリコン膜、1500ÅのW
Six膜を順次形成し、第2のゲート絶縁膜10を介し
てフローティングゲート8の上部から側部にかけて延在
するようにコントロールゲート9を形成する。次いで、
フローティングゲート8及びコントロールゲート9をマ
スクにして不純物を半導体基板上に注入してソース領域
11を形成した後、さらにもう一度不純物を注入してド
レイン領域を形成し、図11のようなスプリットゲート
型フラッシュメモリが形成される。上述の如くフラッシ
ュメモリを生成することにより、図11の点線で囲まれ
た領域ではフローティングゲート8の先が突き出た形と
なる。
Then, the floating gate 7 is made of hydrofluoric acid.
After light etching of the first gate oxide film other than immediately below, a silicon oxide film is formed on the entire surface by, for example, CVD, and the second gate insulating film 10 is formed. Finally, 1
500 ° doped polysilicon film, 1500 ° W
Six films are sequentially formed, and the control gate 9 is formed so as to extend from the upper part to the side part of the floating gate 8 via the second gate insulating film 10. Then
Using the floating gate 8 and the control gate 9 as a mask, an impurity is implanted into the semiconductor substrate to form a source region 11, and then another impurity is implanted again to form a drain region. A memory is formed. By generating the flash memory as described above, the tip of the floating gate 8 protrudes in the region surrounded by the dotted line in FIG.

【0007】次に図11のメモリセルの消去及び書き込
みの原理について簡単に説明する。図11のフラッシュ
メモリにおいて、書き込み対象のメモリセル(以下、選
択セルと称する)のトランジスタをオンさせて、電子を
フローティングゲート8に注入することによりプログラ
ムの書き込みを行っていた。また、図11の点線で囲ん
だ領域では、フローティングゲート8の上面のポリシリ
コン膜3を酸化して、ポリシリコン膜3上にLOCOS
酸化膜7を形成することにより、バーズビーク先端部に
突起部14を形成していた。フローティングゲート8に
蓄積された情報を消去する際、ソース11をアースし、
コントロールゲート9に例えば15Vの電圧を印加する
ことにより、この突起部14に電界集中を発生させ、こ
の電界集中を利用しフローティングゲート8からコント
ロールゲート9へ電子を引き抜き、消去を行っていた。
Next, the principle of erasing and writing of the memory cell shown in FIG. 11 will be briefly described. In the flash memory of FIG. 11, the transistor of a memory cell to be written (hereinafter, referred to as a selected cell) is turned on, and a program is written by injecting electrons into the floating gate 8. In the region surrounded by the dotted line in FIG. 11, the polysilicon film 3 on the upper surface of the floating gate 8 is oxidized, and the LOCOS
By forming the oxide film 7, the projection 14 was formed at the tip of the bird's beak. When erasing information stored in the floating gate 8, the source 11 is grounded,
When a voltage of, for example, 15 V is applied to the control gate 9, an electric field concentration is generated in the protrusion 14, and electrons are drawn from the floating gate 8 to the control gate 9 by utilizing the electric field concentration to perform erasing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにフローテ
ィングゲート8の上部外側に突起部14を形成すること
により電界集中を起こさせ、フローティングゲート8か
らコントロールゲート9へのトンネリング電流を流れや
すくさせていた。しかしながら、従来の製造方法で形成
された突起物14の形状ではトンネリング電流の流れが
不十分であった。つまり、従来の方法で突起物14を製
造すると、突起物14は図11のようにフローティング
ゲート8の幅がLOCOS酸化膜7より狭くなり、LO
COS酸化膜7を介するため、突起物14とコントロー
ルゲート9との間にある程度の距離ができる。電界強度
は電極間の距離に反比例するため、フローティングゲー
ト8及びコントロールゲート間の電界集中が十分に発生
せず、トンネリング電流も十分に発生するとは言えなか
った。
As described above, the formation of the projections 14 on the upper outer side of the floating gate 8 causes the electric field to be concentrated, thereby facilitating the flow of the tunneling current from the floating gate 8 to the control gate 9. Was. However, the flow of the tunneling current is insufficient with the shape of the projection 14 formed by the conventional manufacturing method. That is, when the projection 14 is manufactured by the conventional method, the width of the floating gate 8 of the projection 14 becomes narrower than that of the LOCOS oxide film 7 as shown in FIG.
Since the COS oxide film 7 is interposed, a certain distance is formed between the protrusion 14 and the control gate 9. Since the electric field strength is inversely proportional to the distance between the electrodes, the electric field concentration between the floating gate 8 and the control gate did not sufficiently occur, and the tunneling current was not sufficiently generated.

【0009】本発明の目的は、電界集中をより一層起こ
させ、トンネリング電流を発生させることにより、消去
動作を安定して動作させることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to stably perform an erasing operation by further causing electric field concentration and generating a tunneling current.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、フローティン
グゲートの上部外側に形成される突起物がコントロール
ゲートに囲まれるように形成されることを特徴とする。
また、LOCOS酸化膜を形成した後、LOCOS酸化
膜をマスクにして前記第1の酸化膜をエッチングしてフ
ローティングゲートを形成し、LOCOS酸化膜の形状
がフローティングゲートの形状より小さくなるようにエ
ッチングすることを特徴とする。
The present invention is characterized in that a projection formed outside the upper part of the floating gate is formed so as to be surrounded by the control gate.
After the LOCOS oxide film is formed, the first oxide film is etched using the LOCOS oxide film as a mask to form a floating gate, and the LOCOS oxide film is etched so that the shape of the LOCOS oxide film is smaller than the shape of the floating gate. It is characterized by the following.

【0011】本発明によれば、LOCOS酸化膜をフロ
ーティングゲートより小さくなるように形成することに
よって、フローティングゲートの上部外側の突起物がコ
ントロールゲートに囲まれるように形成されるので、こ
の形状により突起物とコントロールゲートとの間に電界
集中がより起こりやすくなる。
According to the present invention, since the LOCOS oxide film is formed to be smaller than the floating gate, the projection on the upper outer side of the floating gate is formed so as to be surrounded by the control gate. Electric field concentration is more likely to occur between the object and the control gate.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の不揮発性半導体記
憶装置の製造方法の第1の実施の形態について説明す
る。尚、図8の半導体基板1に第1のゲート酸化膜2を
形成する工程から図10のように予定されるフローティ
ングゲートの形状に合わせてポリシリコン膜3をエッチ
ングする工程までは従来と同一の工程になるので、説明
を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described. The steps from the step of forming the first gate oxide film 2 on the semiconductor substrate 1 of FIG. 8 to the step of etching the polysilicon film 3 according to the shape of the floating gate expected as shown in FIG. Since this is a process, the description is omitted.

【0013】図10のようにエッチング加工して形成さ
れたLOCOS酸化膜7をマスクして、ポリシリコン酸
化膜3をエッチングしてフローティングゲート8を形成
する工程の後、フッ酸(HF:H2O)で全面を等方性
エッチングし、フローティングゲート8の上のLOCO
S酸化膜7が削られるのと同時に、露出される第1のゲ
ート酸化膜2及びフローティングゲート8の下面の第1
のゲート酸化膜2の一部を削られる。このエッチングに
より、図1のように、LOCOS酸化膜7の形状がフロ
ーティングゲート8の形状よりも小さくなる。尚、上記
のように削られたフローティングゲート、その突起部及
びLOCOS酸化膜は従来の形状と異なるため、これよ
りフローティングゲート15、突起部16及びLOCO
S酸化膜17と称する(以上、図1参照)。次いで、全
面を例えばCVDによりシリコン酸化膜を全面に成膜
し、第2のゲート絶縁膜10が形成される(以上、図2
参照)。
After the step of forming the floating gate 8 by etching the polysilicon oxide film 3 using the LOCOS oxide film 7 formed by etching as shown in FIG. 10 as a mask, hydrofluoric acid (HF: H 2 O) Isotropically etched on the entire surface, and the LOCO
At the same time as the S oxide film 7 is shaved, the first gate oxide film 2 and the first
Of the gate oxide film 2 of FIG. By this etching, the shape of the LOCOS oxide film 7 becomes smaller than the shape of the floating gate 8, as shown in FIG. Note that the floating gate, the projection, and the LOCOS oxide film that have been cut as described above are different from the conventional shape.
This is referred to as an S oxide film 17 (see FIG. 1). Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface by, for example, CVD, and the second gate insulating film 10 is formed.
reference).

【0014】続いて、シリコン窒化膜を例えばCVDに
より成膜し、成膜されたシリコン窒化膜を異方性エッチ
ングする。異方性エッチングは、フローティングゲート
15及びLOCOS酸化膜17の上面に形成される第2
のゲート絶縁膜18と、シリコン基板1上の第2のゲー
ト絶縁膜10とが露出するように行われる。この異方性
エッチングによって、フローティングゲート15の側部
にスペーサー19が形成される(以上、図3参照)。
Subsequently, a silicon nitride film is formed by, for example, CVD, and the formed silicon nitride film is anisotropically etched. The second anisotropic etching is performed on the upper surfaces of the floating gate 15 and the LOCOS oxide film 17.
Is performed such that the gate insulating film 18 and the second gate insulating film 10 on the silicon substrate 1 are exposed. By this anisotropic etching, a spacer 19 is formed on the side of the floating gate 15 (see FIG. 3).

【0015】スペーサー19の形成後、第2のゲート絶
縁膜10を介してフローティングゲート15の上部から
側部にかけて延在するようにコントロールゲート9を形
成する。さらに、フローティングゲート8及びコントロ
ールゲート9をマスクにして不純物を半導体基板上に注
入してソース領域11及びドレイン領域を形成する。図
4のようなスプリットゲート型フラッシュメモリが形成
される。
After the formation of the spacer 19, the control gate 9 is formed so as to extend from the upper part to the side part of the floating gate 15 via the second gate insulating film 10. Further, using the floating gate 8 and the control gate 9 as a mask, impurities are implanted into the semiconductor substrate to form a source region 11 and a drain region. A split gate flash memory as shown in FIG. 4 is formed.

【0016】本発明の製造方法では、突起部16が露出
するように形成されるため、第2のゲート酸化膜18及
びコントロールゲート9が突起部16を覆うように形成
される。つまり、突起部16の突出部を囲むように第2
ゲート酸化膜18及びコントロールゲート9が形成され
る。その結果、従来の第11図と比べ、フローティング
ゲート15の突起部とコントロールゲート9との距離が
近くなり、突起部16の突出部がより先鋭となるので、
突起部16の先端からコントロールゲート9に発生する
電気力線の間隔が狭くなり、電界集中がより起こりやす
くなる。よって、消去動作の際、ソースに0Vを、コン
トロールゲート9に15Vを印加すると、より大きな電
界集中によりトンネル電流が発生しやすくなる。その
為、フローティングゲート15からコントロールゲート
9へ電子を引き抜きやすくなり、より安定した消去動作
を行うことができる。
In the manufacturing method of the present invention, since the projection 16 is formed so as to be exposed, the second gate oxide film 18 and the control gate 9 are formed so as to cover the projection 16. That is, the second portion is formed so as to surround the protrusion of the protrusion 16.
The gate oxide film 18 and the control gate 9 are formed. As a result, the distance between the protrusion of the floating gate 15 and the control gate 9 becomes shorter and the protrusion of the protrusion 16 becomes sharper than in the conventional FIG.
The distance between the lines of electric force generated at the control gate 9 from the tip of the protruding portion 16 is reduced, and the electric field concentration is more likely to occur. Therefore, when 0 V is applied to the source and 15 V is applied to the control gate 9 at the time of the erase operation, a tunnel current is easily generated due to a larger electric field concentration. Therefore, electrons can be easily extracted from the floating gate 15 to the control gate 9, and a more stable erase operation can be performed.

【0017】また、フローティングゲート15の側面に
スペーサー19を形成することにより、コントロールゲ
ート8からフローティングゲート9へ電子が移動すると
いう誤動作、即ちリバーストンネリング現象を防止する
ことができる。つまり、図2において、フローティング
ゲート15の下部で第1のゲート絶縁膜2が削れた部分
(点線で囲まれた部分)では、第2のゲート絶縁膜18
が入り込んで形成されている。もしこの上に直接コント
ロールゲートを形成すると、コントロールゲートの一部
に先端が先鋭となる突起物が生成されるので、この突起
物に電界集中が発生し、この突起物からフローティング
ゲート8へ電子が移動する恐れがある。しかし、第1の
実施形態ではスペーサーを形成することにより、図2の
点線中の入り込んだ部分がスペーサーによって埋められ
る。その為、コントロールゲートを形成しても、コント
ロールゲート9の内部に突起物が生成されないので、電
界集中は発生せず、コントロールゲートからフローティ
ングゲートへの電子の移動は防止される。
Further, by forming the spacers 19 on the side surfaces of the floating gate 15, a malfunction in which electrons move from the control gate 8 to the floating gate 9, that is, a reverse tunneling phenomenon can be prevented. That is, in FIG. 2, in the portion where the first gate insulating film 2 is shaved below the floating gate 15 (the portion surrounded by the dotted line), the second gate insulating film 18 is formed.
Are formed. If the control gate is formed directly on this, a projection with a sharp tip is generated in a part of the control gate, and an electric field concentration occurs in the projection, and electrons are transferred from the projection to the floating gate 8. May move. However, in the first embodiment, by forming the spacer, the indented portion in the dotted line in FIG. 2 is filled with the spacer. Therefore, even when the control gate is formed, no projection is generated inside the control gate 9, so that no electric field concentration occurs, and the movement of electrons from the control gate to the floating gate is prevented.

【0018】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。尚、第1の実施の形態とと同様に、半導体基
板1に第1のゲート酸化膜2を形成する工程から図10
のように予定されるフローティングゲートの形状に合わ
せてポリシリコン膜3をエッチングする工程までは従来
と同一の工程になるので、説明を省略する。図10のよ
うにエッチング加工して形成されたLOCOS酸化膜7
をマスクとして、ポリシリコン酸化膜3をエッチングし
てフローティングゲート8を形成する工程の後、露出さ
れた第1のゲート絶縁膜2と、LOCOS酸化膜7とを
異方性エッチングする。異方性エッチングにより、第1
のゲート絶縁膜が全て削られるとともに、LOCOS酸
化膜7はその幅サイズがフローティングゲート8の幅サ
イズよりも小さくなるように削られる。尚、上記のよう
に削られたフローティングゲート、その突起部及びLO
COS酸化膜は従来の形状と異なるため、これよりフロ
ーティングゲート20、突起部21及びLOCOS酸化
膜22と称する(以上、図5参照)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the same manner as in the first embodiment, the process of forming the first gate oxide film 2 on the semiconductor substrate 1 will be described with reference to FIG.
Since the steps up to the step of etching the polysilicon film 3 according to the expected shape of the floating gate as described above are the same as the conventional steps, the description is omitted. LOCOS oxide film 7 formed by etching as shown in FIG.
After the step of etching the polysilicon oxide film 3 to form the floating gate 8 using the mask as a mask, the exposed first gate insulating film 2 and the exposed LOCOS oxide film 7 are anisotropically etched. First anisotropic etching
Is removed, and the LOCOS oxide film 7 is removed so that its width is smaller than the width of the floating gate 8. In addition, the floating gate shaved as described above, its protruding portion and LO
Since the COS oxide film is different from the conventional shape, it is referred to as a floating gate 20, a protrusion 21, and a LOCOS oxide film 22 (refer to FIG. 5).

【0019】続いて、フッ酸(例えば、HF:H2O=
1:25)でフローティングゲート7直下以外の第1の
ゲート絶縁膜2をエッチングし、前の工程の異方性エッ
チングにより発生したダメージを除去した後、例えばC
VD法によりシリコン酸化膜を全面に成膜し、第2のゲ
ート絶縁膜23を形成する。最後に、1500Åのドー
プされたポリシリコン膜、1500ÅのWSix膜を順
次形成する(以上、図6参照)。
Subsequently, hydrofluoric acid (for example, HF: H 2 O =
1:25), the first gate insulating film 2 other than immediately below the floating gate 7 is etched to remove damage caused by the anisotropic etching in the previous step.
A silicon oxide film is formed on the entire surface by the VD method, and a second gate insulating film 23 is formed. Finally, a 1500 ° doped polysilicon film and a 1500 ° WSix film are sequentially formed (see FIG. 6).

【0020】次いで、第2のゲート絶縁膜23の形成
後、第2のゲート絶縁膜23を介してフローティングゲ
ート8の上部から側部にかけて延在するようにコントロ
ールゲート9を形成する。さらに、フローティングゲー
ト20及びコントロールゲート9をマスクにして不純物
を半導体基板上に注入してソース領域11及びドレイン
領域を形成し、図7のようなスプリットゲート型フラッ
シュメモリが形成される。
Next, after the formation of the second gate insulating film 23, the control gate 9 is formed so as to extend from the upper portion to the side portion of the floating gate 8 via the second gate insulating film 23. Further, using the floating gate 20 and the control gate 9 as a mask, impurities are implanted into the semiconductor substrate to form a source region 11 and a drain region, thereby forming a split gate flash memory as shown in FIG.

【0021】第2の実施形態においても、突起部21が
露出するように形成されるため、第2のゲート酸化膜2
3及びコントロールゲート9が突起部21を囲みかつ覆
うように形成される。これにより、従来よりも突起部2
1の先端で電界集中が起こりやすくなるので、フローテ
ィングゲート20からコントロールゲート9へのトンネ
ル電流が発生しやすくなる。その為、フローティングゲ
ート20からコントロールゲートへ電子を引き抜きやす
くなり、より安定した消去動作を行うことができる。
Also in the second embodiment, since the projection 21 is formed so as to be exposed, the second gate oxide film 2 is formed.
3 and the control gate 9 are formed so as to surround and cover the protrusion 21. As a result, the protrusions 2 can be formed more than before.
Since the electric field concentration is likely to occur at the tip of 1, the tunnel current from the floating gate 20 to the control gate 9 is easily generated. Therefore, electrons can be easily extracted from the floating gate 20 to the control gate, and a more stable erase operation can be performed.

【0022】第2の実施形態では、LOCOS酸化膜2
2を削る工程において、異方性エッチングするため、フ
ローティングゲート20の下部の第1のゲート絶縁膜2
の一部をエッチングするということは行われない。その
為、図4のように第2のゲート絶縁膜18がフローティ
ングゲート15の下部に入り込むことはない。その結
果、第2のゲート絶縁膜20の上に直接コントロールゲ
ート9を形成しても電界集中が発生しリバーストンネリ
ング現象を抑制することができる。よって、スペーサー
の形成を省略することができ、この場合スペーサーを形
成する工程を省略でき、工程を簡略化することができ
る。
In the second embodiment, the LOCOS oxide film 2
In the step of shaving the first gate insulating film 2 under the floating gate 20 for anisotropic etching,
Is not etched. Therefore, the second gate insulating film 18 does not enter the lower part of the floating gate 15 as shown in FIG. As a result, even if the control gate 9 is formed directly on the second gate insulating film 20, electric field concentration occurs and the reverse tunneling phenomenon can be suppressed. Therefore, the formation of the spacer can be omitted. In this case, the step of forming the spacer can be omitted, and the process can be simplified.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、LOCOS酸化膜をフ
ローティングゲートより小さくなるように形成すること
によって、フローティングゲートの上部外側の突起部が
コントロールゲートに入り込み、囲まれるように形成さ
れるので、前記突起部の先端に電界集中がより起こりや
すくなる。その為、トンネリング電流がより発生しやす
くなり、フローティングゲートからコントロールゲート
へ電子をより一層引き抜きやすくなる。よって、消去動
作を安定して起こさせ、消去特性を向上させることがで
きる。また、電界集中がより発生しやすくなるため、消
去の際、コントロールゲートに印加する電圧を低下させ
ることも可能になり、半導体記憶装置の耐圧特性も改善
することができる。
According to the present invention, the LOCOS oxide film is formed so as to be smaller than the floating gate, so that the upper outer projection of the floating gate enters the control gate and is surrounded by the control gate. Electric field concentration is more likely to occur at the tip of the protrusion. Therefore, a tunneling current is more easily generated, and electrons are more easily extracted from the floating gate to the control gate. Therefore, the erasing operation can be stably performed, and the erasing characteristics can be improved. Further, since the electric field concentration is more likely to occur, the voltage applied to the control gate during erasing can be reduced, and the withstand voltage characteristics of the semiconductor memory device can be improved.

【0024】また、フローティングゲートの側部にスペ
ーサーを形成するので、リバーストンネリング現象を防
止することができる。さらに、LOCOS酸化膜をフロ
ーティングゲートより小さくする工程を導入するだけ
で、簡単に前記突起部がコントロールゲートに入り込む
ように形成することができ、上記効果を奏することがで
きる。
Further, since the spacer is formed on the side of the floating gate, the reverse tunneling phenomenon can be prevented. Further, by simply introducing a step of making the LOCOS oxide film smaller than the floating gate, the projection can be easily formed so as to enter the control gate, and the above-mentioned effect can be obtained.

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

【図1】第1の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment.

【図2】第1の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment;

【図3】第1の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図4】第1の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.

【図6】第2の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.

【図7】第2の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.

【図8】第2の実施の形態である不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment.

【図9】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示
す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図10】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図11】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図12】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板上のゲート絶縁膜
上に形成されたシリコン膜より成るフローティングゲー
トと、前記フローティングゲート上に形成されたLOC
OS酸化膜と、フローティングゲートの一部に重なって
下方へ延在されるコントロールゲートと、前記コントロ
ールゲートの端部及び前記フローティングゲートの端部
とオーバーラップするように前記半導体基板上に形成さ
れた逆導電型の拡散領域とを有する不揮発性半導体記憶
装置において、 前記フローティングゲートの上部外側に形成される突起
物が前記コントロールゲートに囲まれるように形成され
ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A floating gate formed of a silicon film formed on a gate insulating film on a semiconductor substrate of one conductivity type; and a LOC formed on the floating gate.
An OS oxide film, a control gate overlapping part of the floating gate and extending downward, and formed on the semiconductor substrate so as to overlap an end of the control gate and an end of the floating gate. A nonvolatile semiconductor memory device having a diffusion region of a reverse conductivity type, wherein a protrusion formed on an upper outer side of the floating gate is formed so as to be surrounded by the control gate. .
【請求項2】 前記コントロールゲートの側面にスペー
サーを形成す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。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein a spacer is formed on a side surface of said control gate.
【請求項3】 前記LOCOS膜の形状を前記フローテ
ィングゲートより小さくすることを特徴とする請求項1
または2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The floating gate according to claim 1, wherein said LOCOS film is smaller in size than said floating gate.
Or the nonvolatile semiconductor memory device according to 2.
【請求項4】 一導電型の半導体基板にゲート絶縁膜を
形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に第1のシリコン膜を形成する工程
と、 予定のフローティングゲートに対応する前記第1のシリ
コン膜を露出した耐酸化膜を形成する工程と、 前記耐酸化膜を介して前記第1のシリコン膜を酸化しL
OCOS酸化膜を形成する工程と、 前記LOCOS酸化膜をマスクにして前記第1のシリコ
ン膜をエッチングしてフローティングゲートを形成する
工程と、 前記LOCOS酸化膜の形状を前記フローティングゲー
トの形状より小さくするエッチング工程と、 全面に第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記第2のゲート絶縁膜を介して、前記フローティング
ゲートと重なって下方へ延在されるコントロールゲート
を形成する工程と、 前記コントロールゲートの端部及び前記フローティング
ゲートの端部とにオーバーラップするように前記半導体
基板拡散領域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。
4. A step of forming a gate insulating film on a semiconductor substrate of one conductivity type; a step of forming a first silicon film on the gate insulating film; and the first silicon corresponding to a predetermined floating gate Forming an oxidation-resistant film with the film exposed; and oxidizing the first silicon film through the oxidation-resistant film to reduce
Forming an OCOS oxide film; etching the first silicon film using the LOCOS oxide film as a mask to form a floating gate; and making the shape of the LOCOS oxide film smaller than the shape of the floating gate An etching step, a step of forming a second gate insulating film on the entire surface, and a step of forming a control gate that extends downward by overlapping with the floating gate via the second gate insulating film; Forming the semiconductor substrate diffusion region so as to overlap an end of the control gate and an end of the floating gate.
【請求項5】 前記第2ゲート絶縁膜を形成した後、さ
らに、スペーサーを形成する工程を設けたことを特徴と
する請求項4記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法。
5. The method according to claim 4, further comprising a step of forming a spacer after forming the second gate insulating film.
【請求項6】 前記エッチング工程は異方性エッチング
することを特徴とする請求項4記載の不揮発性半導体記
憶装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein said etching step performs anisotropic etching.
【請求項7】 前記エッチング工程は等方性エッチング
することを特徴とする請求項4記載の不揮発性半導体記
憶装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein said etching step is isotropically etching.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100665834B1 (en) * 2000-12-06 2007-01-09 삼성전자주식회사 Method for fabricating split gate type flash memory device
KR100824400B1 (en) 2005-07-08 2008-04-22 삼성전자주식회사 Non-volatile memory devices and methods of forming the same

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