Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH10112511A - Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

Info

Publication number
JPH10112511A
JPH10112511A JP26573496A JP26573496A JPH10112511A JP H10112511 A JPH10112511 A JP H10112511A JP 26573496 A JP26573496 A JP 26573496A JP 26573496 A JP26573496 A JP 26573496A JP H10112511 A JPH10112511 A JP H10112511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
forming
gate
groove
substrate
oxide film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26573496A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nakagawa
眞 中川
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP26573496A priority Critical patent/JPH10112511A/en
Publication of JPH10112511A publication Critical patent/JPH10112511A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent metal wirings from breaking and improve the coverage of a layer insulation film by filling trenches of a semiconductor substrate with floating gates and control gates to reduce steps on the substrate. SOLUTION: Trenches 15 are formed in memory-forming regions of an Si semiconductor substrate 10, floating gates 3 composed of side walls are self- alignedly provided through a tunnel oxide film 2 on the side walls of the trenches 15. Source regions 1 are formed by a line-based resist pattern opened only at storage regions and source regions. Control gates 5 are buried through an insulation layer 8 between the floating gates 3 in the trenches 15 to form a select gate oxide film 9 on the control gates 5 and substrate surface and select gates 6 are provided thereon. In the bottoms of the trenches 15, drain regions 4 are formed by the gates 3 self-alignedly.

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】この発明は、フローティング
ゲートを持つ半導体不揮発性メモリに関し、特に消去時
の過消去を防止するとともに、集積度が高い半導体不揮
発性メモリ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 semiconductor nonvolatile memory having a floating gate and, more particularly, to a semiconductor nonvolatile memory having a high degree of integration while preventing over-erasing at the time of erasing, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に書き換え及び消去可能な半導体
不揮発性メモリ(以下、EEPROMという。)又は、
一括消去型電気的消去及び書き込み可能な読み出し専用
半導体不揮発性メモリ(以下、フラッシュメモリとい
う。)では、消去に際して過大な消去(オーバイレー
ズ)の現象が問題になる。この過消去による読み出し時
のリーク対策として、セレクトゲートを設けたスプリッ
トゲート型のメモリセルが存在する(例えば、米国特許
第5,029,130号参照)。
2. Description of the Related Art An electrically rewritable and erasable semiconductor nonvolatile memory (hereinafter referred to as an EEPROM) or
In a batch erasure type electrically erasable and writable read-only semiconductor non-volatile memory (hereinafter, referred to as a flash memory), a problem of excessive erasing (overwriting) at the time of erasing becomes a problem. As a countermeasure against leakage at the time of reading due to over-erasing, there is a split gate type memory cell provided with a select gate (for example, see US Pat. No. 5,029,130).

【0003】一方、特開平6−163925号公報に
は、平面面積を低減して高集積化を図った半導体不揮発
性メモリが提案されている。この半導体不揮発性メモリ
は、シリコン基板表面に溝(トレンチ)を形成し、この
溝内全域ににコントロールトゲートを埋設し、溝の底部
にソースを形成することにより、ソースに隣接したコン
トロールゲートによりチャネルを制御し、オーバーイレ
ーズを防止している。これにより、セレクトゲートを不
要としてその分の平面面積を低減するものである。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-163925 proposes a semiconductor non-volatile memory in which a planar area is reduced to achieve high integration. In this semiconductor nonvolatile memory, a trench is formed on the surface of a silicon substrate, a control gate is buried in the entire area of the trench, and a source is formed at the bottom of the trench. The channel is controlled to prevent over-erase. This eliminates the need for the select gate and reduces the planar area correspondingly.

【0004】また、特開平4−111470号公報、特
開平4−164372号公報、特開昭62−15947
2号公報には、段差を低滅するために、フローティング
ゲート、コントロールゲートを埋め込んだETOX型の
メモリセルが開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-111470, 4-164372, and 62-15947
Japanese Patent Application Laid-open No. 2 discloses an ETOX type memory cell in which a floating gate and a control gate are embedded to reduce a step.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のスプリットゲート型メモリセルでは、セルフア
ライン的にセレクトゲートのチャネル長が決定できない
ため、露光工程のアライメントずれを考慮して、大きめ
にセレクトゲートのチャネル長が設定されており、セル
の微細化の妨げになっていた。
However, in the above-mentioned conventional split gate type memory cell, the channel length of the select gate cannot be determined in a self-aligned manner. Is set, which hinders miniaturization of the cell.

【0006】また、従来のスプリットゲート型メモリセ
ルでは、スプリットゲートのチャネル長がバラつくた
め、読み出し時のセル電流がバラつき、特性の劣化を引
き起こすという問題もあった。
Further, in the conventional split gate type memory cell, since the channel length of the split gate varies, there is also a problem that the cell current at the time of reading varies, causing deterioration of characteristics.

【0007】さらに、従来のスプリットゲート型のメモ
リセル構造では、2層または3層のポリシリコンが積層
された多層ポリシリコン構造が存在するため、チップ内
での段差が大きく、後工程での露光の焦点深度の確保が
難しく、メタル配線の細り、断線やパッシベーション膜
のカバレッジの悪化等からくる信頼性の低下といった問
題があった。
Further, in the conventional split gate type memory cell structure, since there is a multi-layer polysilicon structure in which two or three layers of polysilicon are stacked, a step in a chip is large, and exposure in a later step is performed. However, it is difficult to secure the depth of focus, and there is a problem in that the metal wiring becomes thinner, the wire breaks, the coverage of the passivation film deteriorates, and the reliability decreases.

【0008】また、上述した特開平6−163925号
公報の方法では、コントロールゲートを溝内全域に埋め
込んでいるため、セル面積が大きくなり、集積度が落ち
るという問題がある。
In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-163925, since the control gate is buried in the whole area of the trench, there is a problem that the cell area is increased and the degree of integration is reduced.

【0009】さらに、上記の特開平4−111470号
公報、特開平4−164372号公報、特開昭62−1
59472号公報のメモリセルでは、オーバーイレース
の問題が解決されていない。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 4-111470, 4-164372, and 62-1
The memory cell disclosed in Japanese Patent No. 59472 does not solve the problem of over-erase.

【0010】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたものにして、過消去問題のないスプ
リットゲート型メモリセルでありながら、そのセレクト
ゲートチャネル長をバラつきなく決定することができ、
さらにチップ内の段差をなくすことにより、後工程の配
線の断線、保護膜のカバレッジ不足といった問題から解
放できる半導体不揮発性メモリを提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is possible to determine a select gate channel length of a split gate memory cell without an overerasing problem without variation. Can,
It is another object of the present invention to provide a semiconductor non-volatile memory which can eliminate the steps such as disconnection of wiring in a later process and insufficient coverage of a protective film by eliminating steps in a chip.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体不揮発
性メモリは、半導体基板に形成された溝と、この溝の側
壁に形成されたサイドウォールからなるフローティング
ゲートと、前記溝内に前記フローティングゲートと絶縁
層を介して埋め込まれたコントロールゲートと、前記溝
と所定のゲート長を有して形成されたソース領域と、前
記溝の底部に設けられたドレイン領域と、前記基板上に
絶縁層を介して設けられたセレクトゲートと、を備えた
ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor nonvolatile memory, comprising: a trench formed in a semiconductor substrate; a floating gate comprising a sidewall formed on a side wall of the trench; and the floating gate in the trench. And a control gate embedded with an insulating layer interposed therebetween, a source region formed with the trench and a predetermined gate length, a drain region provided at the bottom of the trench, and an insulating layer on the substrate. And a select gate provided through the intermediary.

【0012】この発明では、フローティングゲートとコ
ントロールゲートを完全に埋め込んでいるため、基板上
の段差が小さくメタル配線の断線がない。また、層間絶
縁膜のカバレッジも良好で、信頼性が向上する。
In the present invention, since the floating gate and the control gate are completely buried, the step on the substrate is small and there is no disconnection of the metal wiring. In addition, the coverage of the interlayer insulating film is good, and the reliability is improved.

【0013】また、この発明は、前記溝の側壁に一対の
フローティングゲートを設け、前記溝内に2ビット分の
メモリ領域を形成したことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a pair of floating gates is provided on a side wall of the groove, and a memory area for 2 bits is formed in the groove.

【0014】上記のように、1つの溝に対し、2ビット
分のメモリ領域を形成することで、同じ底面積でスタッ
ク型のメモリセルを形成するより集積度が向上する。さ
らに、1つの溝で1つのメモリセルを形成するより集積
度が向上する。
As described above, by forming a memory area for two bits in one groove, the degree of integration is improved as compared with the case where a stacked memory cell is formed with the same bottom area. Further, the degree of integration is improved as compared to forming one memory cell with one groove.

【0015】また、この発明の半導体不揮発性メモリの
製造方法は、半導体基板表面にメモリ領域とソース領域
のみが開孔したレジストパターンを形成する工程と、前
記基板全面にレジストパターンをマスクとして、一導電
型不純物層を形成する工程と、前記半導体基板にメモリ
領域となる溝を形成する工程と、前記溝の側壁にフロー
ティングゲートとなるサイドウォールを形成する工程
と、前記溝の部分が開孔したレジストパターン形成し、
このレジストパターンをマスクとして一導電型不純物層
を形成する工程と、サイドウォール及び一導電型不純物
層上に酸化膜を形成した後、溝内にコントロールゲート
を埋め込む工程と、セレクトゲート酸化膜を形成した
後、基板表面にセレクトゲートを形成する工程と、を含
むことを特徴とする。
Further, according to a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory of the present invention, there is provided a method of forming a resist pattern in which only a memory region and a source region are formed on a surface of a semiconductor substrate, and forming the resist pattern as a mask over the entire surface of the substrate. Forming a conductive type impurity layer, forming a groove serving as a memory region in the semiconductor substrate, forming a sidewall serving as a floating gate on a side wall of the groove, and opening a portion of the groove. Forming a resist pattern,
Forming a one-conductivity-type impurity layer using the resist pattern as a mask, forming an oxide film on the sidewalls and the one-conductivity-type impurity layer, burying a control gate in the trench, and forming a select gate oxide film Forming a select gate on the surface of the substrate.

【0016】この発明の製造方法は、一度の写真製版で
ソース領域とメモリ領域の位置を決め、セルフアライン
的にセレクトゲートチャネル長を決定するように構成す
ることができる。
The manufacturing method of the present invention can be configured so that the positions of the source region and the memory region are determined by one photolithography, and the select gate channel length is determined in a self-aligned manner.

【0017】上記したように、セレクトゲート長がセル
フアライン的に形成されることで、メモリセルの微細化
が可能となり、また、セル間の特性のバラつきを抑制す
ることができる。
As described above, since the length of the select gate is formed in a self-aligned manner, the memory cell can be miniaturized, and the variation in characteristics between cells can be suppressed.

【0018】また、この発明は、前記フローティングゲ
ートを溝側壁にセルフアライン的に形成することができ
る。
Further, according to the present invention, the floating gate can be formed on the groove side wall in a self-aligned manner.

【0019】さらに、この発明は、基板全面にポリシリ
コン膜を化学気相成長法により形成した後、エッチバッ
クを行いコントロールゲートを形成することができる。
Further, according to the present invention, after a polysilicon film is formed on the entire surface of the substrate by a chemical vapor deposition method, the control gate can be formed by performing etch-back.

【0020】また、この発明は、ソース、ドレインの拡
散層上に増速酸化により厚い酸化膜を形成することがで
きる。
Further, according to the present invention, a thick oxide film can be formed on the source and drain diffusion layers by accelerated oxidation.

【0021】上記のように、厚い酸化膜を形成すること
で、ソース/セレクトゲート間、ドレイン/コントロー
ルゲート間の寄生容量が抑えられ、スピードの向上が図
れる。
As described above, by forming a thick oxide film, the parasitic capacitance between the source / select gate and the drain / control gate can be suppressed, and the speed can be improved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き、図1、図2に従い説明する。図1はこの発明の半導
体不揮発性メモリの実施の形態を示す断面図、図2は、
この発明の半導体不揮発性メモリを製造工程順に示す断
面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor nonvolatile memory according to the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the semiconductor nonvolatile memory of the present invention in the order of manufacturing steps.

【0023】図1に示すように、シリコン半導体基板1
0のメモリ領域となる箇所に溝15が形成されており、
この溝15の側壁にトンネル酸化膜2を介してセルフア
ライン的にサイドウォールからなるフローティングゲー
ト3が設けられている。
As shown in FIG. 1, a silicon semiconductor substrate 1
A groove 15 is formed at a location to be a memory area of 0,
A floating gate 3 composed of a sidewall is provided on the side wall of the groove 15 in a self-aligned manner with a tunnel oxide film 2 interposed therebetween.

【0024】ソース領域1は、後述するように、メモリ
領域とソース領域のみが開孔したライン・スペースのレ
ジストパターンにより形成される。このため、セレクト
ゲート6のチャネル領域は、このレジストパターンによ
って決定され、例えば、0.35μmルールの場合、図
1で示すソース領域S、S、チャネル領域C、Cは0.
35μmになる。
As will be described later, the source region 1 is formed by a line / space resist pattern in which only the memory region and the source region are opened. Therefore, the channel region of the select gate 6 is determined by the resist pattern. For example, in the case of the 0.35 μm rule, the source regions S, S and the channel regions C, C shown in FIG.
35 μm.

【0025】前記溝15内のフローティングゲート3、
3間に絶縁層8を介してコントロールゲート5が埋め込
まれており、このコントロールゲート5と基板10のセ
レクトゲート長部分にセレクトゲート酸化膜9が形成さ
れ、この上にセレクトゲート6が設けられている。
The floating gate 3 in the groove 15
A control gate 5 is buried between 3 via an insulating layer 8, a select gate oxide film 9 is formed on the control gate 5 and a select gate length portion of the substrate 10, and a select gate 6 is provided thereon. I have.

【0026】また、溝15の底部にはドレイン領域4が
フローティングゲート3、3によりセルフアラインで形
成されている。従って、フローティングゲート3のゲー
ト長F及びドレイン領域Dは、フローティングゲート3
を形成する際のサイドウォールにより決定されることに
なる。
A drain region 4 is formed at the bottom of the groove 15 by the floating gates 3 and 3 in a self-aligned manner. Therefore, the gate length F and the drain region D of the floating gate 3
Will be determined by the side wall when forming.

【0027】さらに、ソース領域1及びドレイン領域4
上の酸化膜は増速酸化により厚い酸化膜を形成してい
る。
Further, the source region 1 and the drain region 4
The upper oxide film forms a thick oxide film by accelerated oxidation.

【0028】上記のように、フローティングゲート3と
コントロールゲート5は、シリコン基板10内に埋め込
まれているため、段差はセレクトゲート6とフィールド
酸化膜のみとなり、従来のEEPROM、フラッシュメ
モリに比べ段差が小さく、セレクトゲート6上に形成さ
れる層間絶縁膜上のメタル配線の断線を防ぐことができ
る。また、層間絶縁膜のカバレッジ不足の問題もなくな
る。
As described above, since the floating gate 3 and the control gate 5 are buried in the silicon substrate 10, the step is only the select gate 6 and the field oxide film, and the step is smaller than that of the conventional EEPROM and flash memory. It is possible to prevent disconnection of the metal wiring on the interlayer insulating film formed on the select gate 6. Further, the problem of insufficient coverage of the interlayer insulating film is eliminated.

【0029】セレクトゲート長がセルフアライン的に形
成されることで、メモリセルの微細化が可能となり、ま
た、メモリセル間の特性のバラつきを抑制することがで
きる。
Since the select gate length is formed in a self-aligned manner, it is possible to miniaturize the memory cells, and it is possible to suppress variations in characteristics between the memory cells.

【0030】1つの溝15に対し、2ビット分のメモリ
領域を形成するため、同じ底面積でスタック型のメモリ
セルを形成するより集積度が向上する。勿論、1つの溝
で1つのメモリセルを形成するより集積度が向上する。
Since a 2-bit memory area is formed in one groove 15, the integration degree is improved as compared with the case where a stacked memory cell is formed with the same bottom area. Of course, the degree of integration is improved as compared to forming one memory cell with one groove.

【0031】更に、増速酸化により形成された厚い酸化
膜により、ソース/セレクトゲート間、ドレイン/コン
トロールゲート間の寄生容量が抑えられ、スピードの向
上が図れる。
Further, the parasitic capacitance between the source / select gate and the drain / control gate can be suppressed by the thick oxide film formed by the accelerated oxidation, and the speed can be improved.

【0032】次に、図2に従いこの発明の製造方法につ
き説明する。図2(a)ないし(g)は、この発明の実
施の形態の製造方法を工程別に示す断面図である。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 2A to 2G are cross-sectional views showing the manufacturing method according to the embodiment of the present invention step by step.

【0033】まず、図2(a)のように、通常のMOS
プロセスに従いフィールド酸化膜を形成した後、シリコ
ン基板10全面にバッファ酸化を行い、例えば、膜厚2
50オングストロームの二酸化シリコン膜(SiO2
11を形成する。そして、写真製版により、メモリ領域
とソース領域のみが開孔したライン・スペースのレジス
トパターン12を形成する。セレクトゲートのチャネル
領域は、このレジストパターン12によって決定され
る。例えば、0.35μmルールの場合、図1で示すソ
ース領域S、S、チャネル領域C、Cは0.35μmに
なる。
First, as shown in FIG.
After forming a field oxide film according to the process, buffer oxidation is performed on the entire surface of the silicon
50 Å silicon dioxide film (SiO 2 )
11 is formed. Then, by photolithography, a resist pattern 12 of a line / space in which only the memory region and the source region are opened is formed. The channel region of the select gate is determined by the resist pattern 12. For example, in the case of the 0.35 μm rule, the source regions S and S and the channel regions C and C shown in FIG.

【0034】続いて、図2(b)に示すように、基板1
0全面にレジストパターン12をマスクとして、例え
ば、砒素(As)のようなN型不純物をイオン注入し、
N型不純物層13を形成する。
Subsequently, as shown in FIG.
Using the resist pattern 12 as a mask, an N-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted over the entire surface,
An N-type impurity layer 13 is formed.

【0035】次に、図2(c)に示すように、レジスト
14をダブルコートに技術により、メモリー領域以外を
ふさぐように形成する。このとき、ソース領域S、チャ
ネル領域Cは0.35μm程度の幅があるためアライン
メントマージンは十分である。そして、レジスト14の
開孔部のSiO2膜11を除去し、シリコンエッチング
ににより基板10に溝15を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist 14 is formed by a double coating technique so as to cover the area other than the memory area. At this time, since the source region S and the channel region C have a width of about 0.35 μm, the alignment margin is sufficient. Then, the SiO 2 film 11 at the opening of the resist 14 is removed, and a groove 15 is formed in the substrate 10 by silicon etching.

【0036】その後、図2(d)に示すように、レジス
ト12、14を除去後、バッファ酸化層11を除去し、
プリゲート酸化、酸化膜除去後、熱酸化により膜厚約1
00オングストロームのトンネル酸化膜2を形成する。
この時、この熱処理により、ソース領域にイオン注入さ
れたN型不純物層が活性化されソース領域1が形成され
ると共に、このソース領域1上の酸化膜は増速酸化によ
り厚い酸化膜が形成される。そして、その上にLPCV
D方等により、第1のポリシリコン膜16を堆積させ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, after removing the resists 12 and 14, the buffer oxide layer 11 is removed.
After pre-gate oxidation and removal of the oxide film, thermal oxidation
A tunnel oxide film 2 of 00 Å is formed.
At this time, the heat treatment activates the N-type impurity layer ion-implanted into the source region to form the source region 1, and the oxide film on the source region 1 is formed as a thick oxide film by accelerated oxidation. You. And on top of that LPCV
The first polysilicon film 16 is deposited by the D method or the like.

【0037】次に、図2(e)に示すように、基板10
全面をエッチバックし、溝15の側壁にポリシリコンの
サイドウォールを形成する。このサイドウォールがフロ
ーティングゲート3になる。そして、メモリ領域上のみ
ライン状に開孔したレジストパターン17を造り、基板
10全面にレジストパターン17をマスクとして、再
び、例えば、砒素(As)のようなN型不純物をイオン
注入し、ドレイン領域4となる箇所にN型不純物層18
を形成する。このとき、写真製版のアライメントずれ
は、0.20μm以内であるため、ポリシリコンのサイ
ドウォールの幅(F)が0.3μm程度であれば、トラ
ンジスタの製造バラつきは問題ない。
Next, as shown in FIG.
The entire surface is etched back to form a polysilicon sidewall on the sidewall of the groove 15. This sidewall becomes the floating gate 3. Then, a resist pattern 17 having a linear opening only in the memory region is formed, and an N-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted again using the resist pattern 17 as a mask over the entire surface of the substrate 10 to form a drain region. The N-type impurity layer 18 is formed at a location where
To form At this time, the misalignment of the photolithography is within 0.20 μm. Therefore, if the width (F) of the sidewall of the polysilicon is about 0.3 μm, there is no problem in manufacturing variation of the transistor.

【0038】続いて、熱処理により、ポリシリコンサイ
ドウォール3及びN型不純物層18上に酸化膜を形成し
た後、CVD等により第2のポリシリコン膜を堆積さ
せ、エッチバック等により、ポリシリコンサイドウォー
ル3、3に挟まれた、溝15中のポリシリコン5以外の
ポリシリコン膜を除去する。溝15中のポリシリコン5
がコントロールゲート5となる。また、上記熱処理によ
り、ドレイン領域にイオン注入されたN型不純物層が活
性化されドレイン領域4が形成されると共に、このドレ
イン領域4上の酸化膜は増速酸化により厚い酸化膜が形
成される。
Subsequently, after an oxide film is formed on the polysilicon sidewall 3 and the N-type impurity layer 18 by heat treatment, a second polysilicon film is deposited by CVD or the like, and the polysilicon side is deposited by etch back or the like. The polysilicon film other than the polysilicon 5 in the groove 15 sandwiched between the walls 3 and 3 is removed. Polysilicon 5 in groove 15
Becomes the control gate 5. The heat treatment activates the N-type impurity layer ion-implanted into the drain region to form the drain region 4, and the oxide film on the drain region 4 is formed as a thick oxide film by accelerated oxidation. .

【0039】その後、セレクトゲート酸化膜を約100
オングストローム成長させ、その上にCVD等により第
3のポリシリコン膜を堆積、写真、エッチングによりセ
レクトゲート(ワードライン)6をパターニングする。
Thereafter, the select gate oxide film is
A third polysilicon film is deposited thereon by CVD or the like, and a select gate (word line) 6 is patterned by photography and etching.

【0040】以下、通常のプロセスに従い、層間絶縁
膜、メタル配線を形成して、この発明に係る半導体不揮
発性メモリが得られる。
Thereafter, an interlayer insulating film and a metal wiring are formed in accordance with a normal process to obtain a semiconductor nonvolatile memory according to the present invention.

【0041】このとき、第1のポリシリコン(フローテ
ィングゲート3)、第2のポリシリコン(コントロール
ゲート5)は、シリコン基板10内に埋め込まれている
ため、図2(g)以降の段差は第3のポリシリコン3
(セレクトゲート6)とフィールド酸化膜のみとなり、
従来のEEPROM、フラッシュメモリに比べ段差が小
さく、セレクトゲート6上に形成される層間絶縁膜上の
メタル配線の断線を防ぐことができる。また、層間絶縁
膜のカバレッジ不足の問題もなくなる。
At this time, since the first polysilicon (floating gate 3) and the second polysilicon (control gate 5) are embedded in the silicon substrate 10, the steps after FIG. 3 polysilicon 3
(Select gate 6) and only the field oxide film,
The steps are smaller than those of the conventional EEPROM and flash memory, and disconnection of the metal wiring on the interlayer insulating film formed on the select gate 6 can be prevented. Further, the problem of insufficient coverage of the interlayer insulating film is eliminated.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、この発明のメモリ
セルでは、フローティングゲートコントロールゲートを
完全に埋め込んでいるため、基板上の段差が小さくメタ
ル配線の断線がない。また、層間絶縁膜のカバレッジも
良好で、信頼性が向上する。
As described above, in the memory cell of the present invention, since the floating gate control gate is completely buried, the step on the substrate is small and there is no disconnection of the metal wiring. In addition, the coverage of the interlayer insulating film is good, and the reliability is improved.

【0043】セレクトゲート長がセルフアライン的に形
成されることで、メモリセルの微細化が可能となり、ま
た、セル間の特性のバラつきを抑制することができる。
Since the select gate length is formed in a self-aligned manner, memory cells can be miniaturized, and variations in characteristics between cells can be suppressed.

【0044】1つの溝に対し、2ビット分のメモリ領域
を形成するため、同じ底面積でスタック型のメモリセル
を形成するより集積度が向上する。さらに、1つの溝で
1つのメモリセルを形成するより集積度が向上する。
Since a 2-bit memory area is formed for one groove, the degree of integration is improved as compared with the case where a stacked memory cell is formed with the same bottom area. Further, the degree of integration is improved as compared to forming one memory cell with one groove.

【0045】また、厚い酸化膜により、ソース/セレク
トゲート間、ドレイン/コントロールゲート間の寄生容
量が抑えられ、スピードの向上が図れる。
The thick oxide film suppresses the parasitic capacitance between the source / select gate and the drain / control gate, thereby improving the speed.

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

【図1】この発明半導体不揮発性メモリの実施の形態を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor nonvolatile memory of the present invention.

【図2】この発明の半導体不揮発性メモリを製造工程順
に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor nonvolatile memory according to the present invention in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ソース領域 3 フローティングゲート 4 ドレイン領域 5 コントロールゲート 6 セレクトゲート Reference Signs List 1 source region 3 floating gate 4 drain region 5 control gate 6 select gate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に形成された溝と、この溝の
側壁に形成されたサイドウォールからなるフローティン
グゲートと、前記溝内に前記フローティングゲートと絶
縁層を介して埋め込まれたコントロールゲートと、前記
溝と所定のゲート長を有して形成されたソース領域と、
前記溝の底部に設けられたドレイン領域と、前記基板上
に絶縁層を介して設けられたセレクトゲートと、を備え
たことを特徴とする半導体不揮発性メモリ。
A floating gate comprising a trench formed in a semiconductor substrate, a sidewall formed on a side wall of the trench, a control gate embedded in the trench via the floating gate and an insulating layer; A source region formed with the trench and a predetermined gate length;
A non-volatile semiconductor memory, comprising: a drain region provided at a bottom of the groove; and a select gate provided on the substrate via an insulating layer.
【請求項2】 前記溝の側壁に一対のフローティングゲ
ートを設け、前記溝内に2ビット分のメモリ領域を形成
したことを特徴とする請求項1に記載の半導体不揮発性
メモリ。
2. The semiconductor nonvolatile memory according to claim 1, wherein a pair of floating gates is provided on a side wall of said groove, and a memory area for 2 bits is formed in said groove.
【請求項3】 半導体基板表面にメモリ領域とソース領
域のみが開孔したレジストパターンを形成する工程と、
前記基板全面にレジストパターンをマスクとして、一導
電型不純物層を形成する工程と、前記半導体基板にメモ
リ領域となる溝を形成する工程と、前記溝の側壁にフロ
ーティングゲートとなるサイドウォールを形成する工程
と、前記溝の部分が開孔したレジストパターン形成し、
このレジストパターンをマスクとして一導電型不純物層
を形成する工程と、サイドウォール及び一導電型不純物
層上に酸化膜を形成した後、溝内にコントロールゲート
を埋め込む工程と、セレクトゲート酸化膜を形成した
後、基板表面にセレクトゲートを形成する工程と、を含
むことを特徴とする半導体不揮発性メモリの製造方法。
Forming a resist pattern in which only a memory region and a source region are formed on the surface of the semiconductor substrate;
Forming a one-conductivity-type impurity layer on the entire surface of the substrate using a resist pattern as a mask, forming a groove to be a memory region in the semiconductor substrate, and forming a sidewall to be a floating gate on a side wall of the groove; Forming a resist pattern in which the groove portion is opened,
Forming a one-conductivity-type impurity layer using the resist pattern as a mask, forming an oxide film on the sidewalls and the one-conductivity-type impurity layer, burying a control gate in the trench, and forming a select gate oxide film Forming a select gate on the surface of the substrate after performing the method.
【請求項4】 一度の写真製版でソース領域とメモリ領
域の位置を決め、セルフアライン的にセレクトゲートチ
ャネル長を決定することを特徴とする請求項3に記載の
半導体不揮発性メモリの製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the positions of the source region and the memory region are determined by one photolithography, and the length of the select gate channel is determined in a self-aligned manner.
【請求項5】 前記フローティングゲートを溝側壁にセ
ルフアライン的に形成することを特徴とする請求項3に
記載の半導体不揮発性メモリの製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the floating gate is formed on the side wall of the groove in a self-aligned manner.
【請求項6】 前記基板全面にポリシリコン膜を化学気
相成長法により形成した後、エッチバックを行い前記コ
ントロールゲートを形成することを特徴とする請求項3
に記載の半導体不揮発性メモリの製造方法。
6. A control gate is formed by forming a polysilicon film over the entire surface of the substrate by a chemical vapor deposition method and then performing an etch back.
3. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory according to 1.
【請求項7】 ソース、ドレインの拡散層上に増速酸化
により厚い酸化膜を形成することを特徴とする請求項3
に記載の半導体不揮発性メモリの製造方法。
7. A thick oxide film is formed on the source and drain diffusion layers by accelerated oxidation.
3. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory according to 1.
JP26573496A 1996-10-07 1996-10-07 Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture Pending JPH10112511A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26573496A JPH10112511A (en) 1996-10-07 1996-10-07 Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26573496A JPH10112511A (en) 1996-10-07 1996-10-07 Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10112511A true JPH10112511A (en) 1998-04-28

Family

ID=17421262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26573496A Pending JPH10112511A (en) 1996-10-07 1996-10-07 Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10112511A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442090B1 (en) * 2002-03-28 2004-07-27 삼성전자주식회사 Non-volatile memory cells having a split gate structure and methods of fabricating the same
JP2004312020A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Silicon Storage Technology Inc Bidirectional reading/programming nonvolatile floating gate memory cell, its array and fabricating method
JP2009503856A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Split gate storage device including first lateral gate and second vertical gate in groove
JP2009505380A (en) * 2005-07-25 2009-02-05 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Electronic device including discontinuous memory elements
JP2010504644A (en) * 2006-09-19 2010-02-12 サンディスク コーポレイション Nonvolatile memory cell array having floating gate formed from spacer in substrate trench
CN102637695A (en) * 2012-04-06 2012-08-15 上海华力微电子有限公司 Embedded type programmable flash memory device and control method thereof
JP2021509773A (en) * 2018-01-05 2021-04-01 シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. Twin-bit non-volatile memory cell with floating gate in substrate trench

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100442090B1 (en) * 2002-03-28 2004-07-27 삼성전자주식회사 Non-volatile memory cells having a split gate structure and methods of fabricating the same
JP2004312020A (en) * 2003-04-07 2004-11-04 Silicon Storage Technology Inc Bidirectional reading/programming nonvolatile floating gate memory cell, its array and fabricating method
JP2009503856A (en) * 2005-07-25 2009-01-29 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Split gate storage device including first lateral gate and second vertical gate in groove
JP2009505380A (en) * 2005-07-25 2009-02-05 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Electronic device including discontinuous memory elements
JP2010504644A (en) * 2006-09-19 2010-02-12 サンディスク コーポレイション Nonvolatile memory cell array having floating gate formed from spacer in substrate trench
CN102637695A (en) * 2012-04-06 2012-08-15 上海华力微电子有限公司 Embedded type programmable flash memory device and control method thereof
CN102637695B (en) * 2012-04-06 2014-11-05 上海华力微电子有限公司 Embedded type programmable flash memory device and control method thereof
JP2021509773A (en) * 2018-01-05 2021-04-01 シリコン ストーリッジ テクノロージー インコーポレイテッドSilicon Storage Technology, Inc. Twin-bit non-volatile memory cell with floating gate in substrate trench

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0642168B1 (en) Non-volatile semiconductor memory device
US6784481B2 (en) Flash memory device with isolation regions and a charge storage dielectric layer formed only on an active region
US6917076B2 (en) Semiconductor device, a method of manufacturing the semiconductor device and a method of deleting information from the semiconductor device
US5640032A (en) Non-volatile semiconductor memory device with improved rewrite speed
US6403494B1 (en) Method of forming a floating gate self-aligned to STI on EEPROM
KR100239459B1 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US6730565B2 (en) Method of forming flash memory
US7671406B2 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP3389112B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JPH11103033A (en) Manufacture of nonvolatile semiconductor memory device
JPH11261038A (en) Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture
US7473601B2 (en) Method of fabricating flash memory device using sidewall process
US6284597B1 (en) Method of fabricating flash memory
US8288227B2 (en) Semiconductor memory device with bit line of small resistance and manufacturing method thereof
US20070102752A1 (en) Flash memory device and method of fabricating the same
KR0142601B1 (en) Manufacturing method of flash Y pyrom cell
JPH10112511A (en) Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture
JPH10289990A (en) Manufacture of semiconductor device
US20040014323A1 (en) Method of fabricating semiconductor device
JP2001332637A (en) Semiconductor memory device and its manufacturing method
US6559010B1 (en) Method for forming embedded non-volatile memory
US7183158B2 (en) Method of fabricating a non-volatile memory
US7279381B2 (en) Method for fabricating cell transistor of flash memory
US7645693B2 (en) Semiconductor device and programming method therefor
US6511882B1 (en) Method for preventing the leakage path in embedded non-volatile memory