KR100276542B1 - Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소자 분리막 형성용 마스크와 플로팅 게이트 형성용 마스크 사이의 마스크 어긋남에 기인하는 불량의 발생을 억제하는 것이다.This invention suppresses generation | occurrence | production of the defect resulting from the mask shift | offset between the mask for element isolation film formation and the mask for floating gate formation.

본 발명에 따른 불휘발성 반도체 기억 장치와 그 제조 방법은, 일 도전형의 실리콘 기판(1)상에 형성되는 소자 분리막(2)과, 이 소자 분리막(2) 이외의 활성 영역에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막(2)의 협간에 배치되는 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트(34), 이 플로팅 게이트(34)를 피복하는 터널 산화막, 이 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트(34)의 일단부상에서 중첩하도록 형성되는 제어 게이트(36), 상기 플로팅 게이트(34) 및 상기 제어 게이트(36)에 인접하는 상기 실리콘 기판(1)의 표면에 형성되는 역도전형의 드레인 영역(37), 소스 영역(38)을 구비한 것이다.A nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention are formed in an element isolation film 2 formed on a silicon substrate 1 of one conductivity type and in an active region other than the element isolation film 2, Floating gate 34 having a sharp corner at an upper portion disposed in the narrow space of the adjacent device isolation film 2, a tunnel oxide film covering the floating gate 34, and one end of the floating gate 34 through the tunnel oxide film A control gate 36 formed so as to overlap in floating, the floating gate 34 and the drain region 37 of the reverse conductivity type formed on the surface of the silicon substrate 1 adjacent to the control gate 36, the source region (38) is provided.

Description

불휘발성 반도체 기억 장치와 그 제조 방법{NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method therefor {NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과 이 소자 분리막 이외의 활성 영역에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막을 통해 그 플로팅 게이트상에 중첩하여 형성되는 제어 게이트를 갖는 불휘발성 반도체 기억 장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device isolation film formed on a silicon substrate and an active region other than the device isolation film, which is formed in the narrow space of the device isolation film adjacent to each other, and through the tunnel oxide film covering the floating gate. A nonvolatile semiconductor memory device having a control gate formed overlying a phase and a manufacturing method thereof.

메모리 셀이 단일 트랜지스터로 이루어지는 전기적으로 소거 가능한 불휘발성 반도체 기억 장치, 특히 프로그래머블 ROM(EEPROM : Electrically Erasable and Programmable ROM)에 있어서는, 플로팅 게이트와 제어 게이트를 갖는 2중 게이트 구조의 트랜지스터에 의해 각 메모리 셀이 형성된다. 이와 같은 2중 게이트 구조의 메모리 셀 트랜지스터의 경우, 플로팅 게이트의 드레인 영역측에서 발생한 광전자를 가속하여 플로팅 게이트로 주입하는 것으로 데이타의 기입이 행해진다. 그리고, F-N 전도(Fowler-Nordheim tunnelling)에 의해 플로팅 게이트에서 제어 게이트로 전하를 추출함으로써 데이타의 소거가 행해진다.In an electrically erasable nonvolatile semiconductor memory device in which a memory cell is a single transistor, in particular, an electrically erasable and programmable ROM (EEPROM), each memory cell is formed by a transistor having a double gate structure having a floating gate and a control gate. Is formed. In a memory cell transistor having such a double gate structure, data is written by accelerating and injecting photoelectrons generated at the drain region side of the floating gate into the floating gate. Then, data is erased by extracting charge from the floating gate to the control gate by F-N conduction (Fowler-Nordheim tunneling).

도 8은 플로팅 게이트를 갖는 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 부분의 평면도이고, 도 9는 그 X2-X2선의 단면도이다. 이 도면에 있어서는, 제어 게이트가 플로팅 게이트와 나란히 배치되는 스플릿 게이트 구조를 나타내고 있다.8 is a plan view of a memory cell portion of a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the X2-X2 line thereof. In this figure, the split gate structure in which the control gate is arranged in parallel with the floating gate is shown.

P형 실리콘 기판(1)의 표면 영역에, LOCOS(Local Oxidation of Silicon)법에 의해 선택적으로 두껍게 형성되는 LOCOS 산화막으로 이루어지는 소자 분리막(2)이 직사각형 형태로 형성되어, 소자 영역이 구획된다. 실리콘 기판(1)상에, 산화막(3A)을 통해, 인접하는 소자 분리막(2)의 사이에 걸치도록 하여 플로팅 게이트(4)가 배치된다. 이 플로팅 게이트(14)는, 하나의 메모리 셀마다에 독립하여 배치된다. 또한, 플로팅 게이트(14)상의 선택 산화막(5)은, 선택 산화법에 의해 플로팅 게이트(4)의 중앙부에서 두껍게 형성되어, 플로팅 게이트(4)의 단부를 첨예하게 하고 있다. 이로써, 데이타의 소거 동작시에 플로팅 게이트(4)의 단부에서 전계 집중이 생기기 쉽도록 하고 있다.In the surface region of the P-type silicon substrate 1, an element isolation film 2 made of a LOCOS oxide film selectively formed by LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method is formed in a rectangular shape, and the element region is partitioned. On the silicon substrate 1, the floating gate 4 is arrange | positioned through the oxide film 3A so that it may span between the adjacent element isolation films 2. This floating gate 14 is arranged independently for each memory cell. In addition, the selective oxide film 5 on the floating gate 14 is thickly formed at the center of the floating gate 4 by the selective oxidation method to sharpen the end portion of the floating gate 4. As a result, electric field concentration is likely to occur at the end of the floating gate 4 during the data erasing operation.

복수의 플로팅 게이트(4)가 배치된 실리콘 기판(1)상에, 플로팅 게이트(4)의 각 열마다 대응하여 상기 산화막(3A)과 일체화된 터널 산화막(3)을 통해 제어 게이트(6)가 배치된다. 이 제어 게이트(6)는, 일부가 플로팅 게이트(4)상에서 중첩되고, 나머지 부분이 산화막(3A)을 통해 실리콘 기판(1)에 접하도록 배치된다. 또한, 이들 플로팅 게이트(4) 및 제어 게이트(6)는, 각각 서로 인접하는 열(列)이 서로 면대칭으로 되도록 배치된다.On the silicon substrate 1 on which the plurality of floating gates 4 are arranged, the control gate 6 is provided through the tunnel oxide film 3 integrated with the oxide film 3A corresponding to each column of the floating gate 4. Is placed. This control gate 6 is disposed so that a part thereof overlaps on the floating gate 4 and the remaining part is in contact with the silicon substrate 1 via the oxide film 3A. In addition, these floating gate 4 and the control gate 6 are arrange | positioned so that the mutually adjacent columns may surface-symmetrically mutually.

상기 제어 게이트(6) 사이의 기판 영역 및 플로팅 게이트(14) 사이의 기판 영역에, N형의 드레인 영역(7) 및 소스 영역(8)이 형성된다. 드레인 영역(7)은, 제어 게이트(6)의 사이에서 소자 분리막(2)으로 둘러싸여 각각이 독립하고, 소스 영역(8)은 제어 게이트(6)의 연재하는 방향으로 연속한다. 이들 플로팅 게이트(4), 제어 게이트(6), 드레인 영역(7) 및 소스 영역(8)에 의해 메모리 셀 트랜지스터가 구성된다.An N-type drain region 7 and a source region 8 are formed in the substrate region between the control gate 6 and the substrate region between the floating gate 14. The drain region 7 is surrounded by the element isolation film 2 between the control gates 6 and is independent of each other, and the source region 8 is continuous in the extending direction of the control gate 6. These floating gates 4, the control gate 6, the drain region 7 and the source region 8 constitute a memory cell transistor.

그리고, 상기 제어 게이트(6)상에, 산화막(9)을 통해 알루미늄 배선(10)이 제어 게이트(6)와 교차하는 방향으로 배치된다. 이 알루미늄 배선(10)은 콘택트홀(11)을 통해 드레인 영역(7)에 접속된다. 그리고, 각 제어 게이트(6)는 워드선으로 되고, 제어 게이트(6)와 평행하게 연재하는 소스 영역(8)은 소스선으로 된다. 또한, 드레인 영역(7)에 접속되는 알루미늄 배선(10)은 비트선으로 된다.Then, on the control gate 6, the aluminum wiring 10 is disposed in the direction crossing the control gate 6 via the oxide film 9. The aluminum wiring 10 is connected to the drain region 7 through the contact hole 11. Each control gate 6 becomes a word line, and the source region 8 extending in parallel with the control gate 6 becomes a source line. In addition, the aluminum wiring 10 connected to the drain region 7 becomes a bit line.

이와 같은 2중 게이트 구조의 메모리 셀 트랜지스터일 경우, 플로팅 게이트(4)에 주입되는 전하의 양에 의해 소스, 드레인 사이의 온 저항값이 변동한다. 그래서, 플로팅 게이트(4)에 선택적으로 전하를 주입함으로써, 특정한 메모리 셀 트랜지스터의 온 저항값을 변동시키고, 이로써 생기는 각 메모리 셀 트랜지스터의 동작 특성의 차를 기억하는 데이타에 대응시키고 있다.In the case of such a double gate structure memory cell transistor, the on-resistance value between the source and the drain varies depending on the amount of charge injected into the floating gate 4. Therefore, by selectively injecting electric charge into the floating gate 4, the on-resistance value of a specific memory cell transistor is varied, and the data corresponding to the data storing the difference in the operating characteristics of each of the memory cell transistors thus generated is changed.

이상의 불휘발성 반도체 기억 장치에서의 데이타의 기입, 소거 및 판독의 각 동작은, 예를 들어 이하와 같이 하여 행해진다. 기입 동작에 있어서는, 제어 게이트(6)의 전위를 2V, 드레인 영역(7)의 전위를 0.5V, 소스 영역의 고전위를 12V로 한다. 이로써, 소스 영역(8)에 고전위를 인가함으로써, 소스 영역(8)과 플로팅 게이트(4) 사이의 커플링비에 의해 플로팅 게이트(14)의 전위를 9V 정도로 높일 수 있어, 드레인 영역(7) 부근에서 발생하는 열전자가 플로팅 게이트(4)측으로 가속되며, 산화막(3A)을 통해 플로팅 게이트(4)로 주입되어 데이타의 기입이 행해진다.Each operation of writing, erasing, and reading data in the nonvolatile semiconductor memory device described above is performed as follows, for example. In the write operation, the potential of the control gate 6 is 2V, the potential of the drain region 7 is 0.5V, and the high potential of the source region is 12V. Thus, by applying the high potential to the source region 8, the potential of the floating gate 14 can be increased to about 9V by the coupling ratio between the source region 8 and the floating gate 4, and the drain region 7 Hot electrons generated in the vicinity are accelerated toward the floating gate 4 side and injected into the floating gate 4 through the oxide film 3A to write data.

한편, 소거 동작에 있어서는, 드레인 영역(7) 및 소스 영역(8)의 전위를 0V로 하고, 제어 게이트(6)를 14V로 한다. 이로써, 플로팅 게이트(4) 내에 축적되어 있는 전하(전자)가 플로팅 게이트(14)의 각부의 예각 부분에서 F-N(Fowler-Nordheim tunnelling) 전도에 의해 상기 터널 산화막(3)을 통과하여 제어 게이트(6)로 방출되어 데이타가 소거된다.In the erase operation, on the other hand, the potentials of the drain region 7 and the source region 8 are set to 0V, and the control gate 6 is set to 14V. As a result, charges (electrons) accumulated in the floating gate 4 pass through the tunnel oxide film 3 by Fowler-Nordheim tunnelling (FN) conduction at an acute angle of each portion of the floating gate 14 to control gate 6. ) To erase the data.

그리고, 판독 동작에 있어서는, 제어 게이트(6)의 전위를 4V로 하고, 드레인 영역(7)을 2V, 소스 영역(8)을 0V로 한다. 이 때, 플로팅 게이트(4)에 전하(전자)가 주입되어 있으면, 플로팅 게이트(14)의 전위가 낮아지기 때문에, 플로팅 게이트(4) 아래에는 터널이 형성되지 않아 드레인 전하가 흐르지 않는다. 반대로, 플로팅 게이트(4)에 전하(전자)가 주입되어 있지 않으면, 플로팅 게이트(4)의 전하가 높아지기 때문에, 플로팅 게이트(4) 아래에 채널이 형성되어 드레인 전류가 흐른다.In the read operation, the potential of the control gate 6 is 4V, the drain region 7 is 2V, and the source region 8 is 0V. At this time, when charge (electrons) are injected into the floating gate 4, the potential of the floating gate 14 is lowered, so that no tunnel is formed under the floating gate 4, and drain charges do not flow. On the contrary, when charge (electron) is not injected into the floating gate 4, the charge of the floating gate 4 increases, so that a channel is formed under the floating gate 4, and a drain current flows.

이하, 이와 같은 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 단, 도 10 내지 도 15에 있어서, (a)는 평면도이고, (b)는 A-A 단면도이며, (c)는 B-B 단면도이다.Hereinafter, a method of manufacturing such a nonvolatile semiconductor memory device will be described. 10-15, (a) is a top view, (b) is A-A sectional drawing, (c) is B-B sectional drawing.

도 10에 있어서, 실리콘 기판(1)상에 LOCOS법에 의해 소자 분리막(2)을 형성한다. 즉, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이 상기 실리콘 기판(1)상에 패드 산화막(21)과, 패드 폴리실리콘막(22)을 형성하고, 개구부를 갖는 실리콘 질화막(23)을 마스크로 하여 선택 산화해 소자 분리막(2)을 형성한다. 또, 패드 폴리실리콘막(22)이 반드시 필요하지는 않으므로 생략해도 된다.In Fig. 10, the element isolation film 2 is formed on the silicon substrate 1 by the LOCOS method. That is, as shown in Fig. 10B, a pad oxide film 21 and a pad polysilicon film 22 are formed on the silicon substrate 1, and a silicon nitride film 23 having an opening is used as a mask. Selective oxidation is performed to form the element isolation film 2. In addition, since the pad polysilicon film 22 is not necessarily required, you may abbreviate | omit.

다음에, 도 11에 도시하는 바와 같이 상기 패드 산화막(21), 패드 폴리실리콘막(22)을 제거한다.Next, as shown in FIG. 11, the pad oxide film 21 and the pad polysilicon film 22 are removed.

이어서, 도 12에 도시하는 바와 같이 실리콘 기판(1)상을 열산화하여 게이트 산화막(3A)을 형성하고, 그 위에 폴리실리콘막(24)을 형성한 후에, 개구부를 갖는 실리콘 질화막(25)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 12, the gate oxide film 3A is formed by thermally oxidizing the silicon substrate 1, and after the polysilicon film 24 is formed thereon, the silicon nitride film 25 having an opening is formed. Form.

다음에, 도 13에 도시하는 바와 같이 상기 실리콘 질화막(25)을 마스크로 하여 상기 폴리실리콘막(24)을 선택 산화하여 선택 산화막(5)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 13, the polysilicon film 24 is selectively oxidized using the silicon nitride film 25 as a mask to form a selective oxide film 5.

이어서, 도 14에 도시하는 바와 같이 상기 실리콘 질화막(25)을 제거한 후에, 선택 산화막(5)을 마스크로 하여 폴리실리콘막(24)을 에칭하여 플로팅 게이트(14)를 형성한다.Subsequently, after removing the silicon nitride film 25 as shown in FIG. 14, the polysilicon film 24 is etched using the selective oxide film 5 as a mask to form the floating gate 14.

그리고, 도 15에 도시하는 바와 같이 전면에 터널 산화막(3)을 형성한 후에, 폴리실리콘막 및 텅스텐 실리사이드막으로 이루어지는 도전막을 형성하고, 패터닝하여 제어 게이트(6)를 형성한다. 단, 상기 제어 게이트(6)는, 폴리실리콘막으로 이루어지는 단층막이어도 된다.After the tunnel oxide film 3 is formed on the entire surface as shown in FIG. 15, a conductive film made of a polysilicon film and a tungsten silicide film is formed and patterned to form the control gate 6. However, the control gate 6 may be a single layer film made of a polysilicon film.

이하, 설명은 생략하지만, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이 소스 영역(8) 및 드레인 영역(7)이 형성되어 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀이 형성된다.Hereinafter, although description is abbreviate | omitted, as shown to FIG. 8 and FIG. 9, the source area | region 8 and the drain area | region 7 are formed, and the memory cell of a nonvolatile semiconductor memory device is formed.

그러나, 도 16(도 15의 (b)의 일부 확대도)에 도시하는 바와 같이 소자 분리막(2)의 단부에 얹힌 플로팅 게이트(4)를 덮는 제어 게이트(6)가 각(角) 형상으로 뾰족하고(도 16에 도시하는 점선 원 내의 A 참조), 그 부분에 전계 집중이 생기기 때문에, 플로팅 게이트(4)와 제어 게이트(6) 사이의 내압이 저하하여, 소위 리버스 터널링 불량이 발생하기 쉽게 된다는 과제가 있었다.However, as shown in FIG. 16 (partially enlarged view of FIG. 15B), the control gate 6 covering the floating gate 4 placed on the end of the device isolation film 2 is sharp in an angular shape. (See A in the dotted line circle shown in Fig. 16), since electric field concentration occurs at the portion, the internal pressure between the floating gate 4 and the control gate 6 is lowered, so that a so-called reverse tunneling failure is likely to occur. There was a challenge.

또한, 플로팅 게이트(4)와 소자 분리막(2) 사이에 높은 접합 밀도가 요구된다는 과제도 있었다. 즉, 소자 분리 형성용 마스크와 플로팅 게이트 형성용 마스크와의 사이에서 마스크 어긋남이 발생하면, 소자 분리막(2)상에 플로팅 게이트(4)의 단부가 중첩되지 않거나, 혹은 중첩이 얕게 된다(도 17 참조).In addition, there has been a problem that a high bonding density is required between the floating gate 4 and the device isolation film 2. That is, when a mask shift occurs between the element isolation formation mask and the floating gate formation mask, the end portions of the floating gate 4 do not overlap or the overlap is shallow on the element isolation film 2 (FIG. 17). Reference).

이 경우, 예를 들어 상술한 판독 동작시에, 플로팅 게이트(4)가 기입 상태(전자가 축적된 상태)이고, 본래 채널 영역에 드레인 전류(판독 전류)는 흐르지 않는 경우라도 소자 분리막(2)상에 플로팅 게이트(4)의 단부가 중첩되지 않는, 혹은 중첩이 얕게 되어 있는 채널 영역에 있어서는, 도 17에 도시하는 바와 같이 소스 영역(8)에서 드레인 영역(7)측으로 누설 전류가 흘러(도면 중 →IL 참조)버려, 결과적으로 소거 상태로 판정되어 버려 판독 불량이 발생한다는 과제가 있었다.In this case, for example, in the above-described read operation, even when the floating gate 4 is in a writing state (a state in which electrons are accumulated) and no drain current (read current) flows in the original channel region, the element isolation film 2 In the channel region where the ends of the floating gate 4 do not overlap or the overlap is shallow, leakage current flows from the source region 8 to the drain region 7 side as shown in FIG. (Refer to < RTI ID = 0.0 > IL >) < / RTI >

단, 이것에 대응하기 위해, 쓸데 없이 플로팅 게이트의 사이즈를 크게 하면, 도 8에 도시하는 바와 같이 인접하는 플로팅 게이트끼리의 간격이 좁기 때문에 플로팅 게이트끼리가 접해 버린다는 문제가 발생한다.In order to cope with this, however, if the size of the floating gates is unnecessarily increased, a problem arises in that floating gates come into contact with each other because the distance between adjacent floating gates is narrow as shown in FIG. 8.

따라서, 본 발명은 소자 분리막 형성용 마스크와 플로팅 게이트 형성용 마스크 사이의 마스크 어긋남에 기인하는 누설 전류의 발생을 억제함과 동시에, 리버스 터널링 불량의 발생을 억제하는 불휘발성 반도체 기억 장치와 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention suppresses the occurrence of leakage current due to mask misalignment between the mask for forming an isolation film and the mask for forming a floating gate, and at the same time suppresses the occurrence of a reverse tunneling defect and a manufacturing method thereof. The purpose is to provide.

그래서, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치는, 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트, 및 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 반도체 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 것이다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is self-aligned so that an element isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type and an end portion of the element isolation film coincide with each other. And a floating gate formed in an active region separated by the device isolation film and disposed in a narrow space between adjacent device isolation films, a tunnel oxide film covering the floating gate, and a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film. And a reversely-conductive diffusion region formed on a surface of the semiconductor substrate adjacent to the floating gate and the control gate.

또한, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치는, 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트와, 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 것이다.Further, the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is formed in an element isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type and in an active region self-aligned separated by the element isolation film so that an end portion thereof coincides with the element isolation film. And a floating gate having a sharp corner at an upper portion disposed in a narrow space between adjacent element isolation films, a tunnel oxide film covering the floating gate, and a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film. A gate, a floating gate, and a reverse conductive diffusion region formed on a surface of the silicon substrate adjacent to the control gate.

또, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법은, 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트와, 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 소자 분리막 및 플로팅 게이트와는 동일 막으로 형성되는 것이다.In addition, the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes an element isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type, and an active region separated by the element isolation film in a self-aligning manner so that an end portion thereof coincides with the element isolation film. A floating gate formed in the interstices of the device isolation films adjacent to each other, a tunnel oxide film covering the floating gate, a control gate formed to have a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film, and the floating gate. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a reverse conductivity type diffusion region formed on a surface of a silicon substrate adjacent to a gate and the control gate, wherein the element isolation film and the floating gate are formed of the same film.

또한, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법은, 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트, 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 반도체 기억 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 실리콘 기판상에 게이트 산화막 및 도전막을 형성하는 공정과, 상기 도전막상에 제1 개구부를 갖는 실리콘 질화막을 형성한 후에 그 실리콘 질화막을 마스크로 하여 상기 도전막을 LOCOS법에 의해 선택 산화하여 소자 분리막을 형성하는 공정과, 상기 실리콘 질화막상에 포토레지스트막을 형성한 후에 그 포토레지스트막을 마스크로 하여 서로 인접하는 소자 분리막의 협간상의 상기 실리콘 질화막을 제거하여 그 실리콘 질화막에 제2 개구부를 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트막을 제거한 후에 상기 실리콘 질화막을 마스크로 하여 상기 제2 개구부 아래의 도전막을 선택 산화하여 그 도전막상에 선택 산화막을 형성하는 공정과, 상기 실리콘 질화막을 제거한 후에 상기 선택 산화막을 마스크로 하여 상기 도전막을 이방성 에칭하여 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트를 형성하는 공정과, 상기 플로팅 게이트 및 상기 선택 산화막을 피복하도록 터널 산화막을 형성하는 공정과, 상기 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖는 제어 게이트를 형성하는 공정을 갖는 것이다.In addition, the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes an element isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type and an active region self-aligned separated by the element isolation film so that an end portion thereof coincides with the element isolation film. Formed to have a floating gate having a sharp corner at an upper portion disposed in a narrow space of an element isolation film adjacent to each other, a tunnel oxide film covering the floating gate, and a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film. A method of manufacturing a semiconductor memory device having a control gate, a floating gate, and a reverse conductive diffusion region formed on a surface of the silicon substrate adjacent to the control gate, wherein a gate oxide film and a conductive film are formed on the silicon substrate. And a silicon nitride film having a first opening on the conductive film. Thereafter, the silicon nitride film is used as a mask to selectively oxidize the conductive film by a LOCOS method to form an element isolation film, and after the photoresist film is formed on the silicon nitride film, the photoresist film is used as a mask. Removing the narrow silicon nitride film to form a second opening in the silicon nitride film; and removing the photoresist film, using the silicon nitride film as a mask, selectively oxidizing the conductive film under the second opening to form a second opening on the conductive film. Forming a selective oxide film, removing the silicon nitride film, and then anisotropically etching the conductive film using the selective oxide film as a mask to form a floating gate having sharp portions on the top, and forming the floating gate and the selective oxide film. Forming a tunnel oxide to cover Through the step, the tunnel oxide film to have a step of forming a control gate having the area which overlaps onto the floating gate.

도 1은 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀의 구조를 나타내는 평면도.1 is a plan view showing the structure of a memory cell of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 2는 도 1의 X1-X1선의 단면도.2 is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 of FIG.

도 3은 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제1도.3 is a first diagram showing a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 4는 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제2도.4 is a second diagram showing a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 5는 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제3도.5 is a third view showing a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 6은 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제4도.Fig. 6 is a diagram showing the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 7은 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제5도.Fig. 7 is a diagram showing the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

도 8은 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리의 구조를 나타내는 평면도.8 is a plan view showing the structure of a memory of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

도 9는 도 8의 X2-X2선의 단면도.9 is a cross-sectional view taken along the line X2-X2 of FIG. 8.

도 10은 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제1도.10 is a first diagram showing a conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

도 11은 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제2도.Fig. 11 is a second diagram showing a conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

도 12는 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제3도.12 is a third diagram showing a conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

도 13은 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제4도.13 is a fourth diagram showing a conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

도 14는 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제5도.Fig. 14 is a diagram showing the manufacturing method of the conventional nonvolatile semiconductor memory device.

도 15는 종래의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법을 나타내는 제6도.Fig. 15 is a diagram showing the manufacturing method of the conventional nonvolatile semiconductor memory device.

도 16은 종래의 과제를 설명하기 위한 도면.16 is a diagram for explaining a conventional problem.

도 17은 종래의 과제를 설명하기 위한 도면.17 is a diagram for explaining a conventional problem.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 : P형 실리콘 기판1: P-type silicon substrate

2 : 소자 분리막2: device separator

31 : 게이트 산화막31: gate oxide film

33 : 터널 산화막33: tunnel oxide film

34 : 플로팅 게이트34: floating gate

36 : 제어 게이트36: control gate

37 : 드레인 영역37: drain region

38 : 소스 영역38: source area

40 : 알루미늄 배선40: aluminum wiring

이하, 본 발명의 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법의 일 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 종래 구성과 마찬가지의 구성에는, 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of the manufacturing method of the nonvolatile semiconductor memory device of this invention is described, referring drawings. However, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to a conventional structure, and description is abbreviate | omitted.

도 1은 플로팅 게이트를 갖는 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀 부분의 평면도이고, 도 2는 그 X1-X1선의 단면도이다. 이 도면에 있어서는, 제어 게이트가 플로팅 게이트와 나란히 배치되는 스플릿 게이트 구조를 나타내고 있다.1 is a plan view of a memory cell portion of a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the X1-X1 line thereof. In this figure, the split gate structure in which the control gate is arranged in parallel with the floating gate is shown.

P형 실리콘 기판(1)의 표면 영역에, LOCOS(Local Oxidation Of Silicon)법에 의해 선택적으로 두껍게(예를 들어, 4000Å 내지 8000Å) 형성되는 LOCOS 산화막으로 이루어지는 복수의 소자 분리막(2)이 직사각형 형태로 형성되어, 소자 영역이 구획된다. 여기서, 소자 분리 영역의 폭 d1은 대략 0.5㎛ 내지 1.5㎛(미크론), 이들 인접하는 소자 분리 영역에서 끼워진 활성 영역의 폭 d2는 대략 0.5㎛ 내지 1.5㎛(미크론) 정도이다. 실리콘 기판(1)상에 게이트 산화막(31)을 통해, 인접하는 소자 분리막(2)의 협간으로 밀고 들어가게 하여 대략 1500Å 막 두께의 플로팅 게이트(34)가 배치된다. 이 플로팅 게이트(34)는, 하나의 메모리 셀마다 독립하여 배치된다. 또한, 플로팅 게이트(34)상의 선택 산화막(35)은, 선택 산화법에 의해 플로팅 게이트(34)의 중앙부에서 두껍게 형성되고, 플로팅 게이트(34)의 상부에 첨예한 각부를 형성하고 있다. 이로써, 데이타의 소거 동작시에 플로팅 게이트(34)의 단부에서 전계 집중이 생기기 쉽도록 하고 있다.In the surface region of the P-type silicon substrate 1, a plurality of element isolation films 2 made of LOCOS oxide films formed selectively thick (for example, 4000 to 8000 GPa) by LOCOS (Local Oxidation Of Silicon) method are rectangular in shape. The element region is partitioned. Here, the width d1 of the element isolation region is approximately 0.5 µm to 1.5 µm (microns), and the width d2 of the active region sandwiched in these adjacent element isolation regions is approximately 0.5 µm to 1.5 µm (microns). A floating gate 34 having a thickness of approximately 1500 kPa is disposed on the silicon substrate 1 through the gate oxide film 31 so as to be pushed into the narrow space of the adjacent device isolation film 2. This floating gate 34 is arranged independently for each memory cell. Further, the selective oxide film 35 on the floating gate 34 is formed thick at the center of the floating gate 34 by the selective oxidation method, and forms sharp corners on the floating gate 34. This makes it easy to cause electric field concentration at the end of the floating gate 34 during the data erasing operation.

복수의 플로팅 게이트(34)가 배치된 실리콘 기판(1)상에, 플로팅 게이트(34)의 각 열마다 대응하여 상기 게이트 산화막(31)과 일체화된 터널 산화막(33)을 통해 제어 게이트(36)가 배치된다. 이 제어 게이트(36)는, 일부가 플로팅 게이트(34)상에서 중첩하고, 남은 부분이 터널 산화막(33)을 통해 실리콘 기판(1)에 접하도록 배치된다. 또한, 이들 플로팅 게이트(34) 및 제어 게이트(36)는 각각 서로 인접하는 열이 서로 면대칭으로 되도록 배치된다.On the silicon substrate 1 on which the plurality of floating gates 34 are disposed, the control gate 36 is formed through the tunnel oxide layer 33 integrated with the gate oxide layer 31 corresponding to each column of the floating gate 34. Is placed. This control gate 36 is disposed so that a part thereof overlaps on the floating gate 34, and the remaining part is in contact with the silicon substrate 1 through the tunnel oxide film 33. In addition, these floating gates 34 and control gates 36 are arranged such that the columns adjacent to each other are face-symmetric with each other.

상기 제어 게이트(36) 사이의 기판 영역 및 플로팅 게이트(34) 사이의 기판 영역에, N형의 드레인 영역(37) 및 소스 영역(38)이 형성된다. 드레인 영역(37)은, 제어 게이트(36)의 사이에서 소자 분리막(2)으로 둘러싸여 각각이 독립하고, 소스 영역(38)은 제어 게이트(36)의 연재하는 방향으로 연속한다. 이들 플로팅 게이트(34), 제어 게이트(36), 드레인 영역(37) 및 소스 영역(38)에 의해 메모리 셀 트랜지스터가 구성된다.An N-type drain region 37 and a source region 38 are formed in the substrate region between the control gate 36 and the substrate region between the floating gate 34. The drain region 37 is surrounded by the device isolation film 2 between the control gates 36 and is independent of each other, and the source region 38 is continuous in the extending direction of the control gate 36. The floating cell 34, the control gate 36, the drain region 37, and the source region 38 constitute a memory cell transistor.

그리고, 상기 제어 게이트(36)상에, 산화막(39)을 통해 알루미늄 배선(40)이 제어 게이트(36)와 교차하는 방향으로 배치된다. 이 알루미늄 배선(40)은, 콘택트홀(41)을 통해 드레인 영역(37)에 접속된다. 그리고, 각 제어 게이트(36)는 워드선으로 되고, 제어 게이트(36)와 평행하게 연재하는 소스 영역(38)은 소스선으로 된다. 또한, 드레인 영역(37)에 접속되는 알루미늄 배선(40)은 비트선으로 된다.Then, on the control gate 36, the aluminum wiring 40 is disposed in the direction crossing the control gate 36 via the oxide film 39. This aluminum wiring 40 is connected to the drain region 37 via the contact hole 41. Each control gate 36 becomes a word line, and the source region 38 extending in parallel with the control gate 36 becomes a source line. In addition, the aluminum wiring 40 connected to the drain region 37 becomes a bit line.

이하, 이와 같은 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀의 제조 방법에 대해 설명한다. 단, 도 3 내지 도 7에 있어서, (a)는 평면도를, (b)는 A-A 단면도를, (c)는 B-B 단면도를 나타낸다.Hereinafter, a method of manufacturing a memory cell of such a nonvolatile semiconductor memory device will be described. 3-7, (a) is a top view, (b) is A-A sectional drawing, (c) is B-B sectional drawing.

먼저, 도 3에 있어서, 실리콘 기판(1)상에 LOCOS법에 의해 소자 분리막(2)을 형성한다. 즉, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이 상기 실리콘 기판(1)상에 게이트 산화막(31), 폴리실리콘막(32)을 형성하고, 개구부를 갖는 실리콘 질화막(23)을 마스크로 하여 선택 산화하여 소자 분리막(2)을 형성한다. 이 공정에서, 폴리실리콘막(32)의 실리콘 질화막(23)에서 노정(露呈)하는 영역이 산화되어 소자 분리막(2)으로 되고, 실리콘 질화막(23) 아래에서 산화되지 않고 남은 영역이 플로팅 게이트(34)로 되며, 따라서 소자 분리막(2)과 플로팅 게이트(34)는 연속적으로 형성되고, 계면은 자기 정합적으로 된다.First, in FIG. 3, the element isolation film 2 is formed on the silicon substrate 1 by the LOCOS method. That is, as shown in Fig. 3B, a gate oxide film 31 and a polysilicon film 32 are formed on the silicon substrate 1, and the silicon nitride film 23 having an opening is selected as a mask. Oxidation is performed to form the device isolation film 2. In this process, the region exposed in the silicon nitride film 23 of the polysilicon film 32 is oxidized to become the device isolation film 2, and the region left unoxidized under the silicon nitride film 23 is the floating gate ( 34, so that the device isolation film 2 and the floating gate 34 are formed continuously, and the interface becomes self-aligning.

다음에, 도 4에 도시하는 바와 같이 상기 실리콘 질화막(23)상에 도시하지 않은 포토레지스트막을 형성한 후에, 그 포토레지스트막을 마스크로 하여 서로 인접하는 소자 분리막(2)의 협간 위치의 실리콘 질화막(23)을 에칭하여 개구부(23A)를 형성한다. 단, 상기 개구부(23A) 아래의 폴리실리콘막(23) 위가 후 공정에서 플로팅 게이트(34)로 된다.Next, as shown in FIG. 4, after the photoresist film (not shown) is formed on the silicon nitride film 23, the silicon nitride film at the narrow position of the element isolation film 2 adjacent to each other (the photoresist film as a mask) is formed. 23 is etched to form openings 23A. However, the polysilicon film 23 below the opening 23A becomes the floating gate 34 in a later step.

이어서, 도 5에 도시하는 바와 같이 실리콘 질화막(23)을 마스크로 하여 상기 개구부(23A) 아래의 폴리실리콘막(32)을 선택 산화하여 선택 산화막(35)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 5, the polysilicon film 32 under the said opening part 23A is selectively oxidized using the silicon nitride film 23 as a mask, and the selective oxide film 35 is formed.

다음에, 도 6에 도시하는 바와 같이 상기 폴리실리콘 질화막(23)을 제거한 후에, 선택 산화막(35)을 마스크로 하여 폴리실리콘막(32)을 에칭하여 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트(34)를 형성한다. 이로써, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이 인접하는 소자 분리막(2)의 협간으로 밀쳐 들어가도록 플로팅 게이트(34)가 배치된다.Next, as shown in FIG. 6, after the polysilicon nitride film 23 is removed, the polysilicon film 32 is etched using the selective oxide film 35 as a mask, and the floating gate 34 having sharp corner portions on the top thereof is etched. ). Thereby, the floating gate 34 is arrange | positioned so that it may push into the narrow space of the adjacent element isolation film 2 as shown to FIG. 6 (a).

그리고, 도 7에 도시하는 바와 같이 전면에 터널 산화막(33)을 형성한 후에, 폴리실리콘막 및 텅스텐 실리사이드막으로 이루어지는 도전막을 형성하고, 패터닝하여 제어 게이트(36)를 형성한다. 단, 상기 제어 게이트(36)는, 폴리실리콘막으로 이루어지는 단층막이어도 된다.Then, as shown in FIG. 7, after the tunnel oxide film 33 is formed on the entire surface, a conductive film made of a polysilicon film and a tungsten silicide film is formed and patterned to form a control gate 36. However, the control gate 36 may be a single layer film made of a polysilicon film.

이하, 설명은 생략하지만, 도 1 내지 도 2에 도시하는 바와 같이 소스 영역(38) 및 드레인 영역(37)이 형성되어지는 불휘발성 반도체 기억 장치의 메모리 셀이 형성된다.Hereinafter, although description is abbreviate | omitted, the memory cell of the nonvolatile semiconductor memory device by which the source area | region 38 and the drain area | region 37 are formed is formed as shown in FIGS.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에서는, 소자 분리막(2) 형성용 폴리실리콘막(32 ; 종래의 패드 폴리실리콘막(3)에 상당)을 소자 분리막(2) 형성 후, 제거하지 않고 후 공정을 거쳐 플로팅 게이트(34) 형성막으로서 사용하는 것으로, 종래에 비해 제조 공정을 간략화할 수 있다.As described above, in the present invention, the polysilicon film 32 for forming the element isolation film 2 (corresponding to the conventional pad polysilicon film 3) is not removed after the element isolation film 2 is formed and then subjected to a subsequent step. By using it as a floating gate 34 formation film, a manufacturing process can be simplified compared with the past.

또한, 도 1, 도 7 등에 도시하는 바와 같이, 플로팅 게이트(34)와 소자 분리막(2)은 자기 정합적으로 형성되어 있기 때문에, 종래와 같은 플로팅 게이트(4)와 소자 분리막(2) 사이에 높은 접합 밀도가 불필요하게 되고, 누설 전류가 흐름으로써 판독 불량이 발생한다는 과제가 해소된다.In addition, as shown in FIG. 1, FIG. 7 and the like, since the floating gate 34 and the element isolation film 2 are formed in a self-aligning manner, the floating gate 4 and the element isolation film 2 are conventionally separated. This eliminates the need for high junction density and eliminates the problem of poor readability due to the leakage current.

또, 본 발명의 구조는, 종래(도 16)와 같이 소자 분리막(2)의 단부에 플로팅 게이트(4)가 얹히는 구조는 아니기 때문에, 그 플로팅 게이트(4)를 덮는 제어 게이트(6)가 각 형태로 뾰족하고, 그 부분에 전계 집중이 생기기 때문에, 플로팅 게이트(4)와 제어 게이트(6) 사이의 내압이 저하하여, 소위 리버스 터널링 불량이 발생하기 쉽다는 과제도 해소된다. 또한, 소자 분리막(2)의 단부에 플로팅 게이트(4)가 얹히는 구조가 아니기 때문에, 평탄화가 도모된다.In addition, since the structure of the present invention is not a structure in which the floating gate 4 is placed on the end of the device isolation film 2 as in the prior art (FIG. 16), the control gate 6 covering the floating gate 4 is provided. Since it is sharp in each form and electric field concentration arises in the part, the problem that the internal pressure between the floating gate 4 and the control gate 6 falls, and the so-called reverse tunneling defect is easy to occur is also eliminated. In addition, since the floating gate 4 is not mounted on the end of the device isolation film 2, planarization can be achieved.

또, 본 발명의 일 실시 형태에서는 폴리실리콘막(32)상에 선택 산화막(35)을 형성하고, 그 선택 산화막(35)을 마스크로 하여 그 폴리실리콘막(32)을 에칭하여 플로팅 게이트(34)를 형성하여지는 것이지만, 본 발명은 이에 한하지 않고, 통상의 폴리실리콘막을 형성한 후에, 그 폴리실리콘막을 포토리소그래피 공정에 의해 패터닝하여 이루어지는 플로팅 게이트를 갖는 구성의 불휘발성 반도체 기억 장치에 적용해도 된다.Further, in one embodiment of the present invention, the selective oxide film 35 is formed on the polysilicon film 32, the polysilicon film 32 is etched using the selective oxide film 35 as a mask, and the floating gate 34 is etched. The present invention is not limited thereto, and the present invention is not limited thereto, and the polysilicon film may be applied to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate formed by patterning the polysilicon film by a photolithography process. do.

한편, 본 실시 형태에서도 플로팅 게이트를 폴리실리콘막으로 구성했지만, 단결정막이나 아몰퍼스 실리콘막이나 이들의 적층막 등으로 구성해도 된다.In addition, although the floating gate was comprised with the polysilicon film also in this embodiment, you may comprise with a single crystal film, an amorphous silicon film, these laminated films, etc.

본 발명에 의하면, 소자 분리막 형성용 폴리실리콘막을 소자 분리막 형성 후, 제거하지 않고 후 공정을 거쳐 플로팅 게이트 형성막으로서 사용하는 것으로, 종래에 비해 제조 공정을 간략화할 수 있다.According to the present invention, a polysilicon film for forming an element isolation film is used as a floating gate forming film after the formation of an element isolation film and then removed, and then the manufacturing process can be simplified.

또한, 플로팅 게이트와 소자 분리막과는 자기 정합적으로 형성되어 있기 때문에, 종래와 같은 플로팅 게이트와 소자 분리막 사이에 높은 접합 밀도가 불필요하게 되고, 누설 전류가 흐름으로써 판독 불량이 발생한다는 과제를 해결할 수 있다.In addition, since the floating gate and the device isolation film are formed in a self-aligning manner, the conventional high gate density between the floating gate and the device isolation film is unnecessary, and the problem that a read failure occurs due to the leakage current flows can be solved. have.

또, 본 발명의 구조는, 종래와 같이 소자 분리막의 단부에 플로팅 게이트가 얹히는 구조는 아니기 때문에, 그 플로팅 게이트를 덮는 제어 게이트가 각 형태로 뾰족하고, 그 부분에 전계 집중이 생기기 때문에, 플로팅 게이트와 제어 게이트 사이의 내압이 저하하여, 소위 리버스 터널링 불량이 발생하기 쉽게 된다는 과제도 해결할 수 있다. 또한, 소자 분리막의 단부에 플로팅 게이트가 얹히는 구조는 아니기 때문에 평탄화가 도모된다.In addition, since the structure of the present invention is not a structure in which the floating gate is placed on the end of the device isolation film as in the prior art, since the control gate covering the floating gate is sharp in each shape, and electric field concentration occurs in the portion, the floating The problem that the breakdown voltage between the gate and the control gate is lowered and so-called reverse tunneling defects are easily generated can also be solved. In addition, since the floating gate is not mounted on the end of the device isolation film, planarization can be achieved.

Claims (6)

일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막;An isolation layer formed on the silicon substrate of one conductivity type; 상기 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간(挾間)에 배치되는 플로팅 게이트;A floating gate formed in an active region self-aligned separated by the device isolation layer so that an end portion of the device isolation layer coincides with the device isolation layer, and disposed in a narrow space of the device isolation layer adjacent to each other; 상기 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막;A tunnel oxide film covering the floating gate; 상기 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트; 및A control gate formed to have a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film; And 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 반도체 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역A reverse conductive diffusion region formed on a surface of the semiconductor substrate adjacent to the floating gate and the control gate. 을 구비한 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.And a nonvolatile semiconductor memory device. 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막;An isolation layer formed on the silicon substrate of one conductivity type; 상기 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 상부에 첨예한 각부(角部)를 갖는 플로팅 게이트;A floating gate formed in an active region self-aligned with the device isolation layer so that an end portion of the device isolation layer is coincident with the device isolation layer, and having a sharp portion at an upper portion of the device isolation layer adjacent to each other; 상기 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막;A tunnel oxide film covering the floating gate; 상기 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트; 및A control gate formed to have a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film; And 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역A reverse conductive diffusion region formed on a surface of the silicon substrate adjacent to the floating gate and the control gate. 을 구비한 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치.And a nonvolatile semiconductor memory device. 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트와, 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법에 있어서,A device isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type, and floating in a narrow region of the device isolation film adjacent to each other, formed in an active region separated by the device isolation film so as to coincide with the device isolation film at an end thereof. A control gate formed to have a gate, a tunnel oxide film covering the floating gate, a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film, and formed on a surface of the silicon substrate adjacent to the floating gate and the control gate. In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a reverse conductivity type diffusion region, 상기 소자 분리막 및 플로팅 게이트는 동일 막으로 형성된 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법.And the device isolation film and the floating gate are formed of the same film. 제3항에 있어서, 상기 동일 막이 폴리실리콘막이나 단결정 실리콘막이나 아몰퍼스 실리콘막이나 그들의 적층막인 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법.The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 3, wherein the same film is a polysilicon film, a single crystal silicon film, an amorphous silicon film, or a laminated film thereof. 일 도전형의 실리콘 기판상에 형성되는 소자 분리막과, 이 소자 분리막과 단부가 일치하도록, 자기 정합적으로 상기 소자 분리막으로 분리된 활성 영역 내에 형성되며, 서로 인접하는 소자 분리막의 협간에 배치되는 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트와, 이 플로팅 게이트를 피복하는 터널 산화막과, 이 터널 산화막을 통해 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖도록 형성되는 제어 게이트와, 상기 플로팅 게이트 및 상기 제어 게이트에 인접하는 상기 실리콘 기판의 표면에 형성되는 역도전형의 확산 영역을 구비한 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법에 있어서,A device isolation film formed on a silicon substrate of one conductivity type, and an upper portion formed in an active region separated by the device isolation film so as to coincide with the device isolation film, and arranged in a narrow space between adjacent device isolation films. A control gate formed to have a floating gate having a sharp corner portion, a tunnel oxide film covering the floating gate, a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film, and adjacent to the floating gate and the control gate. In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a reverse conductivity type diffusion region formed on a surface of the silicon substrate, 상기 실리콘 기판상에 게이트 산화막 및 도전막을 형성하는 공정;Forming a gate oxide film and a conductive film on the silicon substrate; 상기 도전막상에 제1 개구부를 갖는 실리콘 질화막을 형성한 후에 그 실리콘 질화막을 마스크로 하여 상기 도전막을 LOCOS법에 의해 선택 산화하여 소자 분리막을 형성하는 공정;Forming a silicon nitride film having a first opening on the conductive film and then selectively oxidizing the conductive film by a LOCOS method using the silicon nitride film as a mask to form an element isolation film; 상기 실리콘 질화막상에 포토레지스트막을 형성한 후에 그 포토레지스트막을 마스크로 하여 서로 인접하는 소자 분리막의 협간 상부의 상기 실리콘 질화막을 제거하고 그 실리콘 질화막에 제2 개구부를 형성하는 공정;Forming a photoresist film on the silicon nitride film, and then removing the silicon nitride film in the upper part of the narrow space between adjacent device isolation films by using the photoresist film as a mask and forming a second opening in the silicon nitride film; 상기 포토레지스트막을 제거한 후에 상기 실리콘 질화막을 마스크로 하여 상기 제2 개구부 아래의 도전막을 선택 산화하고 그 도전막상에 선택 산화막을 형성하는 공정;Removing the photoresist film and then selectively oxidizing the conductive film under the second opening using the silicon nitride film as a mask and forming a selective oxide film on the conductive film; 상기 실리콘 질화막을 제거한 후에 상기 선택 산화막을 마스크로 하여 상기 도전막을 이방성 에칭하여 상부에 첨예한 각부를 갖는 플로팅 게이트를 형성하는 공정;Anisotropically etching the conductive film using the selective oxide film as a mask after removing the silicon nitride film to form a floating gate having sharp portions on the top; 상기 플로팅 게이트 및 상기 선택 산화막을 피복하도록 터널 산화막을 형성하는 공정; 및Forming a tunnel oxide film so as to cover said floating gate and said selective oxide film; And 상기 터널 산화막을 통해 상기 플로팅 게이트상에 중첩하는 영역을 갖는 제어 게이트를 형성하는 공정Forming a control gate having a region overlapping the floating gate through the tunnel oxide film 을 포함하는 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법.A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: 제5항에 있어서, 상기 도전막이 폴리실리콘막이나 단결정 실리콘막이나 아몰퍼스 실리콘막이나 그들의 적층막인 것을 특징으로 하는 불휘발성 반도체 기억 장치의 제조 방법.The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, wherein the conductive film is a polysilicon film, a single crystal silicon film, an amorphous silicon film, or a laminated film thereof.
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