JPS60254663A - Semiconductor memory device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor memory device and manufacture thereof

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Publication number
JPS60254663A
JPS60254663A JP11008384A JP11008384A JPS60254663A JP S60254663 A JPS60254663 A JP S60254663A JP 11008384 A JP11008384 A JP 11008384A JP 11008384 A JP11008384 A JP 11008384A JP S60254663 A JPS60254663 A JP S60254663A
Authority
JP
Japan
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region
gate
semiconductor substrate
oxide film
drain region
Prior art date
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Pending
Application number
JP11008384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Miyamoto
順一 宮本
Tetsuya Iizuka
飯塚 哲哉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11008384A priority Critical patent/JPS60254663A/en
Publication of JPS60254663A publication Critical patent/JPS60254663A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • H01L29/7881Programmable transistors with only two possible levels of programmation
    • H01L29/7883Programmable transistors with only two possible levels of programmation charging by tunnelling of carriers, e.g. Fowler-Nordheim tunnelling

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To contrive the reduction of chip size by a method wherein an oxide film which determines the capacitance between a control gate and a floating gate is formed on a semiconductor substrate. CONSTITUTION:A source region 10, a drain region 7 and an n type impurity region 9 as the control gate CG are formed on the p type semiconductor substrate 1. A floating gate 4 is C-shaped and is formed on the channel region between the regions 10 and 7 via a gate oxide film 12, and the other part of the gate 4 is formed on the regions 7 and 9 via ultrathin oxide films 5 and 6. An oxide film 16, an aluminum wiring 17, and a protection film 18 are formed on the gate 4. Then, capacitors C1 and C2 are formed between the gate 4 and the region 7 and between the gate 4 and the region 9, and information is written and erased by injecting and releasing electrons through the film 6 to the gate 4 by impressing electric fields on the region 9 and the gate CG.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体記憶装置、特に電気的消去可能なプログ
ラマブルメモリ(EEPROM)およびその製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a semiconductor memory device, and particularly to an electrically erasable programmable memory (EEPROM) and a method for manufacturing the same.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

EEPROMのセル構造については従来から多くの提案
がなされているが、このうち半導体基板上の極薄酸化膜
からのトンネル電流を用いてフローティングゲートに書
込み消去をおこなうものが知られている。
Many proposals have been made regarding the cell structure of an EEPROM, among which one is known in which writing and erasing is performed on a floating gate using a tunnel current from an extremely thin oxide film on a semiconductor substrate.

従来のEEPROMのセル構造の具体例としてI E 
E E jourrai of 5olid−slat
e circuits 。
IE is a specific example of a conventional EEPROM cell structure.
E E jourrai of 5 solid-slat
e circuits.

volsc−18、No、 5、p532に記載された
ものを第10図に示す。P型半導体基板Sub表面にソ
ース領域5およびドレイン領域りが形成され、さらにフ
ローティングゲートとしての第1ポリシリコン層Po1
yi、コントロールゲートとしての第2ポリシリコン層
Po1y2が形成されている。フローティンググーtl
oly1は、ソース領域Sとトレイン領域り間のチトネ
ル領域上にゲート酸化膜Qxideiを介し、かつドレ
イン領域り上に極薄酸化膜0xide2を介して形成さ
れる。]]ヒト0−ルゲートPo1Vは、70−ティン
グゲートPO1yI上にさらに酸化膜Oxide3を介
して形成されている。
What is described in Volsc-18, No. 5, p532 is shown in FIG. A source region 5 and a drain region are formed on the surface of the P-type semiconductor substrate Sub, and a first polysilicon layer Po1 as a floating gate is formed.
yi, a second polysilicon layer Po1y2 as a control gate is formed. floating goo tl
oly1 is formed on the chitnel region between the source region S and the train region via a gate oxide film Qxidei, and on the drain region via an extremely thin oxide film Oxide2. ]] The human gate Po1V is formed on the gate PO1yI via an oxide film Oxide3.

フローティングゲートPo1V1への情報の書込み、消
去は、ドレイン領域りとコントロールゲートPo1y2
との間に電界を印加し、極N酸化模QXide2を通じ
て70−テインググートPo1y1とドレイン領域り間
のトンネル効果を利用して電子を注入又は放出させるこ
とによりおこなう。これによりこのフローティングゲー
トトランジスタのしきい値vthを変化させ、情報の記
憶をおこなう。
Writing and erasing information to the floating gate Po1V1 is performed using the drain region and the control gate Po1y2.
This is done by applying an electric field between the 70-Teinggut Po1y1 and the drain region to inject or emit electrons through the extreme N oxide model QXide2 using the tunneling effect between the 70-Teinggut Po1y1 and the drain region. This changes the threshold value vth of this floating gate transistor and stores information.

トンネル効果によるトンネル電流密度Jは、電界Eに強
(依存し次式であられせられる。
The tunnel current density J due to the tunnel effect strongly depends on the electric field E and is given by the following equation.

ただし、A、Eoは定数である。従って書込み時間を短
(し、しかも情報がII I 11と0″とのしきい値
vthの差を広くするためには、コントロールゲートP
o1y2に印加された電圧を効率よくフローティングゲ
ートPo1ylに伝える必要がある。
However, A and Eo are constants. Therefore, in order to shorten the writing time (and widen the difference in the threshold value vth between 11 and 0''), the control gate P
It is necessary to efficiently transmit the voltage applied to o1y2 to the floating gate Po1yl.

そのためには、コントロールゲートPo1y2および7
0一テイングゲートpo+y1間の容量C2と、〕〕O
−ティングゲートPo1yおよびドレイン領域り間の容
量Cとの比C2/C1を3倍以上にする必要があった。
For that purpose, control gates Po1y2 and 7
0 and the capacitance C2 between the tying gate po+y1 and 〕〕O
It was necessary to increase the ratio C2/C1 of the capacitance C between the gate Po1y and the drain region to three times or more.

容量C2を大ぎくとるためには、酸化% Q xide
−3を薄くすればよいが、一般にポリシリコン層上の酸
化膜は、ポリシリコン層の凹凸や酸化膜のグレイン成長
を制御覆ることが難かしく、半導体基板上の酸化膜に比
べて薄く形成することが困難であった。したがって容量
C2を大きくするためにはフローディングゲートPo1
y1と]ントロールゲートPOIV2とが重なり合う面
積を大きくせざるを得ずセル占有面積の増加を招いてい
た。一方、極薄酸化膜0xide2は、大きなトンネル
電流を得るため薄くなくてはならない。例えば極薄酸化
膜Qxide2を100 、Ilt化膜Oxide3を
800とすれば、フローティングゲートPo1y1とコ
ントロールゲートPo1y2とが重なり合う面積は、極
薄酸化膜0xide2の面積の2418が必要であった
In order to increase the capacitance C2, oxidation % Q xide
-3 can be made thinner, but in general, it is difficult to control and cover the unevenness of the polysilicon layer and the grain growth of the oxide film, so the oxide film on the polysilicon layer is formed thinner than the oxide film on the semiconductor substrate. It was difficult. Therefore, in order to increase the capacitance C2, the floating gate Po1
The overlapping area between y1 and control gate POIV2 has to be increased, resulting in an increase in the cell occupation area. On the other hand, the ultra-thin oxide film Oxide2 must be thin in order to obtain a large tunnel current. For example, if the ultra-thin oxide film Qxide2 is 100 and the Ilt film Oxide3 is 800, the area where the floating gate Po1y1 and the control gate Po1y2 overlap needs to be 2418, which is the area of the ultra-thin oxide film Oxide2.

また、容量C1を決定する極薄酸化IN!0xide2
と、容量C2を決定する酸化膜0Xide3とは別■程
で製造されるため、各工程の条件が異なると容量C1,
C2も予定の値にならず、ロット毎又はウェーハ毎に比
C/C1が大きく異なるという問題があった。このため
そのような製造工程上のバラツキも考慮してパターンを
設計する必要かあり、これもセル占有面積の増加を招い
ていた。
Also, ultra-thin oxide IN! which determines the capacitance C1! Oxide2
Since the oxide film 0Xide3, which determines the capacitance C2, is manufactured in a different process, if the conditions of each process are different, the capacitance C1,
There was a problem in that C2 did not reach the expected value, and the ratio C/C1 varied greatly from lot to lot or from wafer to wafer. For this reason, it is necessary to design a pattern taking into consideration such variations in the manufacturing process, which also causes an increase in the area occupied by the cell.

さらにフローティングゲートPo1y1のエツジの形状
の制御が困難であり、例えば第10図に示すようにエツ
ジeがとがることがある。するとこのエツジeに電界が
集中し、フローティングゲートPo1ylに蓄積された
電荷が徐々にもれ、記憶が失なわれるおそれがあった。
Furthermore, it is difficult to control the shape of the edge of the floating gate Po1y1, and for example, the edge e may become sharp as shown in FIG. Then, an electric field concentrates on this edge e, and the charge accumulated in the floating gate Po1yl gradually leaks, leading to a risk of memory loss.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情を考慮してなされたものでセル占有面
積が小さく製造条件によるバラツキの少ない半導体配憶
装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor storage device with a small cell occupation area and less variation due to manufacturing conditions, and a method of manufacturing the same.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するために本発明による半導体記憶装置
は、半導体基板表面に形成されたドレイン領域およびソ
ース領域と、前記半導体基板表面に形成されコントロー
ルゲートとして機能する前記半導体基板と逆導電型の不
純物領域と、この不純物領域および前記トレイン領域と
それぞれ極薄絶縁膜を介して形成され、かつ前記ドレイ
ン領域とソース領域間のチャネル領域上に絶縁膜を介し
て形成されたフローティングゲートとを有するフローテ
ィングゲートトランジスタを備えている。
In order to achieve the above object, a semiconductor memory device according to the present invention includes a drain region and a source region formed on a surface of a semiconductor substrate, and an impurity of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate formed on the surface of the semiconductor substrate and functioning as a control gate. a floating gate formed on the impurity region and the train region through an extremely thin insulating film, and formed on a channel region between the drain region and the source region through an insulating film. It has a transistor.

また、本発明による半導体記憶装置の製造方法は、半導
体基板表面の第1および第2の領域に不純物領域および
ドレイン領域を形成する第1の工程と、前記半導体基板
上に絶縁膜を形成する第2の工程と、前記第1の領域お
よび第2の領域上の絶縁膜をエツチングし、その上にそ
れぞれ第1および第2の極薄絶縁膜を同時に形成する第
3の工程と、前記絶縁膜上であって前記トレイン領域に
接する第3の領域上および前記第1および第2の極薄酸
化膜上に70−ティングゲートトランジスタを形成する
第4の工程と、前記第3の領域に隣接する前記半導体基
板表面の第4の領域にソース領域を形成する第5の工程
とを有している。
Further, the method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention includes a first step of forming an impurity region and a drain region in first and second regions on a surface of a semiconductor substrate, and a step of forming an insulating film on the semiconductor substrate. a third step of etching the insulating film on the first region and the second region, and simultaneously forming first and second ultra-thin insulating films thereon, respectively; a fourth step of forming a 70-gate transistor on a third region above and in contact with the train region and on the first and second ultra-thin oxide films; and a fifth step of forming a source region in the fourth region of the surface of the semiconductor substrate.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

本発明の一実施例による半導体記憶装置を第1図から第
4図に示す。この半導体装置のメモリセルは、第4図の
等価回路に示すようにフローティングゲートトランジス
タ1−4とヒレクトトランジスタT8が直接接続された
構成をしている。
A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 4. The memory cell of this semiconductor device has a structure in which a floating gate transistor 1-4 and a helical transistor T8 are directly connected, as shown in the equivalent circuit of FIG.

70−ティングゲートトランジスタ1Fのレイアウトパ
ターンを第1図の上部に示し、断面構造を第2図に示す
。P型半導体基板1土にソース領域10、ドレイン領域
7が近接して形成されるとともに、コントロールゲート
CGとしてのn型不純物領域9がさらに形成されている
。フローティングゲート4はコ字形状をしており、ソー
ス領域10とドレイン領域7間のチャネル領域上にゲー
ト酸化膜12を介して形成されるとともに、フローティ
ングゲート4の他の部分が、極薄酸化膜5゜6を介して
それぞれドレイン領域7および不純物領域9上に形成さ
れている。ここで極薄酸化膜5の厚さは極薄酸化膜6と
同じまたはそれ以上であることが望ましい。これにより
70−ティングゲート4とドレイン領域7との間に容量
C1が、70−ティングゲート4と不純物領域9との間
に容量C2が形成される。さらに70−ティングゲート
4上に酸化膜16が形成される。ソース領域10は]ン
タクト15を介しくアルミニウム配線17によりソース
端子Sに接続されている。アルミニウム配線17十には
保II!18が形成される。
The layout pattern of the 70-gate transistor 1F is shown in the upper part of FIG. 1, and the cross-sectional structure is shown in FIG. A source region 10 and a drain region 7 are formed close to each other on a P-type semiconductor substrate 1, and an n-type impurity region 9 as a control gate CG is further formed. The floating gate 4 has a U-shape and is formed on the channel region between the source region 10 and the drain region 7 with a gate oxide film 12 in between, and the other part of the floating gate 4 is formed with an extremely thin oxide film. They are formed on drain region 7 and impurity region 9, respectively, with a 5.degree. Here, it is desirable that the thickness of the ultra-thin oxide film 5 be the same as or greater than the thickness of the ultra-thin oxide film 6. As a result, a capacitor C1 is formed between the 70-ring gate 4 and the drain region 7, and a capacitor C2 is formed between the 70-ring gate 4 and the impurity region 9. Furthermore, an oxide film 16 is formed on the 70-ring gate 4. The source region 10 is connected to the source terminal S by an aluminum wiring 17 via a contact 15 . Aluminum wiring 170 is safe! 18 is formed.

セレクトトランジスタ1−8のレイアウトパターンを第
1図の右−ト部に示し、断面構造を第3図に示す。P型
半導体基板1土にn型のソース領域7どドレイン領域1
1が近接して形成されている。
The layout pattern of the select transistor 1-8 is shown on the right side of FIG. 1, and the cross-sectional structure is shown in FIG. N-type source region 7 and drain region 1 on P-type semiconductor substrate 1
1 are formed close to each other.

このソース領域7は、フローディングゲートトランジス
タT、のドレイン領域7ど連続する不純物領域である。
This source region 7 is an impurity region that is continuous with the drain region 7 of the floating gate transistor T.

ソース領域7どトレイン領域11間のチャネル領域上に
はグー1−酸化膜13を介してセレクトゲート8が形成
されている。さらに70−デインググートトランジスタ
T、と同様に酸化膜16、アルミニ「クム配線19、保
護膜18が形成される。このアルミニウム配線19はコ
ンタクト14によりドレイン領域11に接続されている
A select gate 8 is formed on the channel region between the source region 7 and the train region 11 with a goo 1-oxide film 13 interposed therebetween. Further, an oxide film 16, an aluminum wiring 19, and a protective film 18 are formed in the same manner as in the case of the transistor T 70.This aluminum wiring 19 is connected to the drain region 11 through a contact 14.

このメモリセルの情報の西込み、消去は、ドレイン領域
7とコントロールグー)−CGに電界を印加し、極N酸
化ll!I6を通じてフローティングゲート4に電子を
注入又は放出させることによりおこなう。70−ティン
グゲ−1−4に電荷が蓄積されているか否かにより、フ
ローティングゲートトランジスタT、のしぎい値Vth
が変化し、情報の記憶がなされる。
To infiltrate and erase the information in this memory cell, an electric field is applied to the drain region 7 and the control group (CG), and the polar N oxidation is carried out. This is done by injecting or emitting electrons into the floating gate 4 through I6. The threshold value Vth of the floating gate transistor T depends on whether or not charges are accumulated in the 70-ting gates 1-4.
changes, and information is memorized.

このメモリセルでは、容量c、c2の大きさを決定する
酸化膜6,5が共に極薄酸化膜であるため、容量比C/
C1を3以上にするには、極薄酸化膜5を介して接する
70−ティングゲート4と不純物領域9どが重なり合う
面積S2を、極薄酸化1116を介し・て接するフロー
ティングゲート4とドレイン領域7とが重なり合う面積
S1の3倍以上にすればよい。このように本実施例では
容量C2を決定する酸化膜5を半導体基板1上に形成す
るようにしているため、極めて薄く形成することが可能
であり、容量C2の占有面積を小さくすることができる
In this memory cell, the oxide films 6 and 5 that determine the sizes of capacitances c and c2 are both extremely thin oxide films, so the capacitance ratio C/
In order to make C1 3 or more, the overlapping area S2 of the floating gate 4 and the impurity region 9, etc., which are in contact with each other through the ultra-thin oxide film 5, is reduced by the area S2 where the floating gate 4 and the drain region 7, which are in contact with each other through the ultra-thin oxide film 5, overlap. The overlapping area S1 may be made three times or more. In this embodiment, since the oxide film 5 that determines the capacitance C2 is formed on the semiconductor substrate 1, it can be formed extremely thin, and the area occupied by the capacitance C2 can be reduced. .

情報が“0″、“1″の場合のしきい値電圧の差Δ■t
hと書込み時間tとの関係は次のようになる。一般的に
トンネル電流密度Jは、印加電圧をEとすると次の如く
あられせられる。
Difference in threshold voltage Δ■t when information is “0” and “1”
The relationship between h and writing time t is as follows. Generally, the tunnel current density J is given as follows, where E is the applied voltage.

J、=AL2exp (−−−−’−為ここでフローテ
ィングゲート4どドレイン領域7間の電界をE 重なり
合う面積を8170−1 ディングゲート4と不純物領域9間の電界をE2、重な
り合う面積を82とJるど、70−ティングゲート4に
蓄積された電界Q、の時間的変化はとなり、しきい電圧
の差△vthは、 6 A=9.9X10 A/V2、 E=2.8x108V/α となる。上述した関係に基づいて、極薄酸化膜5゜6の
厚さを100人、書込み電圧を20Vとしてしきい値電
圧の差ΔVthと書込み時間どの関係を容量比C2/C
1をパラメータとして示したのが第5図である。ここで
破線はコントロールゲートとコントロールゲート間の酸
化膜が従来のように厚くトンネル効果を考慮する必要の
ない場合である。第5図かられかるように書込み時間t
が1m5ec以下であれば、実線と破線との差はほとん
どなくトンネル効果を無視してもよく、極薄酸化膜を用
いても問題がない。特に近年は書込み時間tを短縮する
ことが要求されていることを配慮すれば、本実施例の特
性は十分満足できるものである。
J, = AL2exp (-----'- Therefore, the electric field between the floating gate 4 and the drain region 7 is E, the overlapping area is 8170-1, the electric field between the floating gate 4 and the impurity region 9 is E2, and the overlapping area is 82). The temporal change in the electric field Q accumulated in the gate 4 is as follows, and the difference in threshold voltage Δvth is 6 A=9.9×10 A/V2, E=2.8×108 V/α. Based on the above relationship, when the thickness of the ultra-thin oxide film 5゜6 is 100, and the write voltage is 20V, what is the relationship between the threshold voltage difference ΔVth and the write time?
FIG. 5 shows 1 as a parameter. Here, the broken line indicates the case where the oxide film between the control gates is thick as in the conventional case and there is no need to consider the tunnel effect. As shown in Figure 5, the writing time t
If it is less than 1 m5ec, there is almost no difference between the solid line and the broken line, and the tunnel effect can be ignored, and there is no problem even if an extremely thin oxide film is used. In particular, the characteristics of this embodiment are sufficiently satisfactory, taking into account that in recent years there has been a demand for shortening the write time t.

次にこの半導体記憶装置の製造方法を第6図により説明
する。ここで第6図は第2図の断面と同一断面である。
Next, a method for manufacturing this semiconductor memory device will be explained with reference to FIG. Here, FIG. 6 is the same cross section as the cross section of FIG. 2.

まず、P型半導体基板1に酸化膜20を形成し、後はど
ドレイン領vL7と不純物領域9が形成される領域でフ
ローティングゲートにおおわれる領域に不純物を拡散す
る(第6図(a))。
First, an oxide film 20 is formed on the P-type semiconductor substrate 1, and then impurities are diffused into the region covered by the floating gate where the drain region vL7 and the impurity region 9 will be formed (FIG. 6(a)). .

次のこの拡散された領域上の酸化膜20をエツチングし
、極S酸化膜5,6を形成する(第6図(b))。次に
これら極薄酸化膜5,6上およびチャネル領域となるべ
ぎ領域の上にポリシリコンのフ[1−ティングゲート4
を形成する(第6図(C))。
Next, the oxide film 20 on this diffused region is etched to form the extreme S oxide films 5 and 6 (FIG. 6(b)). Next, a polysilicon floating gate 4 is placed on these ultra-thin oxide films 5 and 6 and on the region that will become the channel region.
(Fig. 6(C)).

次にレジスト21を、ソース領tii!10、ドレイン
領域7、不純物領域9のパターンを画定するように形成
して、不純物を拡散する(第6図(d))。次に酸化膜
16を布積し、コンタクト15を形成しく第6図(e)
)、ざらにアルミニウム配線17、保護膜18を形成し
てフローティングトランジスタT、の製造が終了する(
第6図(f))。この製造方法では極薄酸化膜5,6を
同一工程で作るため、これら極薄酸化膜5.6の特性が
同じになる点に特徴がある。したがって面積比だけで確
実に容量比C2/C1を定めることができる。
Next, resist 21, source area tii! 10. The drain region 7 and the impurity region 9 are formed to define patterns, and the impurities are diffused (FIG. 6(d)). Next, an oxide film 16 is deposited and contacts 15 are formed as shown in FIG. 6(e).
), the aluminum wiring 17 and the protective film 18 are roughly formed, and the manufacturing of the floating transistor T is completed (
Figure 6(f)). This manufacturing method is characterized in that the ultra-thin oxide films 5 and 6 are made in the same process, so that the characteristics of these ultra-thin oxide films 5 and 6 are the same. Therefore, the capacitance ratio C2/C1 can be reliably determined only by the area ratio.

メモリセルのレイアウトパターンの変形例を第7図、第
8図、第9図に示す。第7図のレイアウトパターンは、
70−ティングゲート4を8字形状とし、その5字の先
端部がトレイン領域7を横切るようにしている。これに
よりメモリセル全体の横幅を小さくすることができる。
Modified examples of the memory cell layout pattern are shown in FIGS. 7, 8, and 9. The layout pattern in Figure 7 is
The 70-ting gate 4 is shaped like a figure 8, and the tip of the figure 5 crosses the train region 7. This allows the width of the entire memory cell to be reduced.

第8図のレイアウトパターンは、フローディングゲート
4をF字形状としている。これによりメモリセル全体の
縦の長さを短くすることができる。第9図のレイアウト
パターンは、70−ティングゲート4をコ字形状として
いる点は第1図と同じであるが、容量C1が極薄酸化膜
6の面積ではなく、70−ティングゲート4の先端部と
ドレイン領域7に設けられた突起部とが重なりあう面積
で決定されるため、極*m化膜6の寸法精度が厳しくな
いという利点がある。
In the layout pattern of FIG. 8, the floating gate 4 is F-shaped. This allows the vertical length of the entire memory cell to be shortened. The layout pattern of FIG. 9 is the same as that of FIG. 1 in that the 70-ting gate 4 is U-shaped, but the capacitance C1 is not the area of the ultra-thin oxide film 6 but the tip of the 70-ting gate 4. Since it is determined by the area where the projection part and the projection part provided in the drain region 7 overlap, there is an advantage that the dimensional accuracy of the polar*m film 6 is not strict.

また酸化膜のかわりに、絶縁膜、例えばシリコン基板の
窒化膜あるいは窒素雰囲気下での酸化膜を用いてもよい
Further, instead of the oxide film, an insulating film such as a nitride film on a silicon substrate or an oxide film in a nitrogen atmosphere may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り本発明によればセル占有面積が小さく、製造
条件によるバラツキの少ない半導体記憶装置およびその
製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor memory device with a small cell occupation area and less variation due to manufacturing conditions, and a method of manufacturing the same.

セル占有面積に関しては、例えば従来は2μmルールで
約280μd必要であったのに対し、本発明では約14
0μ尻と半分に削減される。したがってビット密度を約
2倍にJ−ることができる。ま゛ た逆にセル面積を極
端に大きくすることなく容量1tC2/C1を大きくす
ることができ、書込み電圧を小さくすることができる。
Regarding the cell occupation area, for example, while the conventional 2μm rule required approximately 280μd, the present invention requires approximately 14μd.
It will be reduced in half to 0μ. Therefore, the bit density can be approximately doubled. On the other hand, the capacitance 1tC2/C1 can be increased without extremely increasing the cell area, and the write voltage can be decreased.

書込み電圧が小さくなれば信頼性が向上するとともに高
電圧の印加を考慮して形成した部分を小さくすることが
でき、全体のチップサイズの縮少が可能である。また極
薄酸化膜5,6を同時に製造するようにすれば、これら
の特性を同一にできるため、製造条件によるバラツキを
極めて少なくすることができる。
If the write voltage is reduced, reliability is improved and the portion formed in consideration of the application of high voltage can be made smaller, making it possible to reduce the overall chip size. Moreover, if the ultra-thin oxide films 5 and 6 are manufactured at the same time, their characteristics can be made the same, so that variations due to manufacturing conditions can be extremely reduced.

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

第1図は本発明の一実施例による半導体記憶装置の平面
図、第2図は同半導体記憶装置のA−A断面図、第3図
は同半導体記憶装置のB−8断面図、第4図は同半導体
記憶装置のメ七リセルの等価回路の回路図、第5図は同
半導体記憶装置の特性を示すグラフ、 第6図は本発明による半導体記憶装置の製造方法を示す
工程図、 第7図、第8図、第9図はそれぞれ本発明による半導体
製造装置の変形例を示す平面図、第10図は従来の半導
体記憶装置の部分断面図である。 1・・・半導体基板、4・・・70−テインググート、
5.6・・・極薄酸化膜、7・・・ドレイン領、域(ソ
ース領域)、8・・・セレクトゲート、9・・・不純物
領域、10・・・ソース領域、11・・・ドレイン領域
、12゜13・・・ゲート酸化膜、14.15・・・コ
ンタクト、16・・・酸化膜、1.7.19・・・アル
ミニウム配線、18・・・保護膜、 D・・・ドレイン、S・・・ソース、TS・・・セレク
トトランジスタ、T、・・・フローディングゲートトラ
ンジスタ、SG・・・セレクトゲート、CG・・・コン
トロールゲート。 出願人代理人 猪 股 清 第1区 第5図 第6図 第7図 第8図
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the same semiconductor memory device, FIG. 5 is a graph showing the characteristics of the semiconductor memory device. FIG. 6 is a process diagram showing the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present invention. 7, 8, and 9 are plan views showing modified examples of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, and FIG. 10 is a partial sectional view of a conventional semiconductor memory device. 1... Semiconductor substrate, 4... 70-Teinggut,
5.6... Ultra-thin oxide film, 7... Drain region, region (source region), 8... Select gate, 9... Impurity region, 10... Source region, 11... Drain Region, 12° 13... Gate oxide film, 14.15... Contact, 16... Oxide film, 1.7.19... Aluminum wiring, 18... Protective film, D... Drain , S... Source, TS... Select transistor, T... Floating gate transistor, SG... Select gate, CG... Control gate. Applicant's Representative Inomata Kiyoshi District 1 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 半導体基板表面に形成されたドレイン領域および
ソース領域と、 前記半導体基板表面に形成されコントロールゲートとし
て機能する前記半導体基板と逆導電型の不純物領域と、 この不純物領域および前記ドレイン領域とそれぞれ極薄
絶縁膜を介して形成され、かつ前記ドレイン領域とソー
ス領域間のチャネル領域上に絶縁膜を介して形成された
70−ティングゲートとを有する70−ティングゲート
トランジスタを備えた半導体記憶装置。 2、 半導体基板表面に形成されたドレイン領域および
ソース領域と、これらトレイン領域とソース領域間のチ
ャネル領域上に設けられたセレクトゲートとを有するセ
レクトトランジスタと、前記半導体基板表面に形成され
、前記セレクトトランジスタのソース領域に接続された
ドレイン ゛領域と、前記半導体基板表面に形成された
ソース領域と、前記半導体基板表面に形成されコントロ
ールゲートとして機能する不純物領域と、この不純物領
域および前記ドレイン領域とそれぞれ極薄絶縁膜を介し
て形成され、かつ前記トレイン領域とソース領域間のチ
ャネル領域上に絶縁膜を介して形成されたフローディン
グゲートとを有する70−ティングゲートトランジスタ
と を備えた半導体記憶装置。 3、 半導体基板表面の第1および第2の領域に不純物
領域およびドレイン領域を形成する第1の工程と、 前記半導体基板上に絶縁膜を形成する第2の工程と、 前記第1の領域および第2の領域上の絶縁膜をエツチン
グし、その上にそれぞれ第1および第2の極薄絶縁膜を
同時に形成する第3の工程と、前記絶縁股上であって前
記ドレイン領域に接する第3の領域上および前記第1お
°よび第2の極薄酸化股上に70−ティングゲートを形
成する第4の工程と、 前記第3の領域に隣接する前記半導体基板表面の第4の
領域にソース領域を形成する第5の工程と を有する半導体記憶装置の製造方法。
[Claims] 1. A drain region and a source region formed on the surface of a semiconductor substrate; an impurity region formed on the surface of the semiconductor substrate and having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate and functioning as a control gate; A 70-ting gate transistor having the drain region and a 70-ting gate formed through an extremely thin insulating film, respectively, and a 70-ting gate formed on a channel region between the drain region and the source region with an insulating film in between. semiconductor storage device. 2. A select transistor having a drain region and a source region formed on the surface of the semiconductor substrate, and a select gate provided on a channel region between the train region and the source region; a drain region connected to the source region of the transistor, a source region formed on the surface of the semiconductor substrate, an impurity region formed on the surface of the semiconductor substrate and functioning as a control gate, and the impurity region and the drain region, respectively. 1. A semiconductor memory device comprising: a floating gate transistor formed through an extremely thin insulating film, and a floating gate formed over a channel region between the train region and the source region through an insulating film. 3. A first step of forming an impurity region and a drain region in first and second regions on the surface of the semiconductor substrate; a second step of forming an insulating film on the semiconductor substrate; a third step of etching the insulating film on the second region and simultaneously forming first and second ultra-thin insulating films thereon; forming a source region in a fourth region of the semiconductor substrate surface adjacent to the third region; a fifth step of forming a semiconductor memory device.
JP11008384A 1984-05-30 1984-05-30 Semiconductor memory device and manufacture thereof Pending JPS60254663A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62206881A (en) * 1986-03-07 1987-09-11 Nec Corp Nonvolatle semiconductor memory and drive method thereof
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