JPH0221664A - 浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の製造方法

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JPH0221664A
JPH0221664A JP63170618A JP17061888A JPH0221664A JP H0221664 A JPH0221664 A JP H0221664A JP 63170618 A JP63170618 A JP 63170618A JP 17061888 A JP17061888 A JP 17061888A JP H0221664 A JPH0221664 A JP H0221664A
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silicon oxide
gate electrode
diffusion layer
oxide film
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中田 英俊
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特に浮遊ゲート型不揮
発性半導体記憶装置に関する。
〔従来の技術〕
第3図(a)及び(b)はそれぞれ従来の浮遊ゲート型
不揮発性半導体記憶装置の記憶セルの要部を示す平面図
およびそのB−B’断面図で、記憶トランジスタ2およ
び選択トランジスタ3は、例えば、P型シリコン基板1
上に一つのn型拡散層4を共用し互いに隣接して形成さ
れる。この場合、記憶トランジスタ2のトンネル注入領
域8は選択I・ランジスタ3と共用する一つのn型拡散
層4上のゲート絶縁膜5と等しい膜厚のシリコン酸化膜
を開口して設けられ、また、浮遊ゲート電極9および制
御ゲート電極10も同じようにゲート絶縁膜5と等しい
膜厚のシリコン酸化膜を介して2つのn型拡散層4およ
び6上を渡るように形成される。ここで、7は選択トラ
ンジスタ3の他方のn型拡散層、11は浮遊ゲート電極
つと制御ゲ−ト電極10を絶縁する絶縁膜、12は選択
トランジスタの選択ゲート電極、13.14はアルミ電
極配線、15および16はチャネル・ストッパーおよび
フィールド絶縁膜、また、17は層間絶縁膜をそれぞれ
示す。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、かかる構造の従来の浮遊ゲート型不揮発
性半導体記憶装置は、トンネル注入領域8をn型拡散層
4上に自己整合的手段では形成することが出来ず、n型
拡散R4の形成とトンネル注入領域8の開口にはそれぞ
れ独立のマスクが使用される為、n型拡散層4に対する
位置合せマージンLを大きく設定しなければならなくな
り、浮遊ゲート電極9とn型拡散層4との対向面積を大
きくして容量を増大せしめるようになる。通常、浮遊ゲ
ート型不揮発性半導体記憶装置においては、浮遊ゲート
電極と制御ゲート電極との間の容量と浮遊ゲート電極と
その直下のn型拡散層との間の容量との比で記憶セルの
動作速度が決定されるので、このように浮遊ゲート電極
つとn型拡散層4との間の容量を増大させる構造は好ま
しくない。
本発明の目的は、上記の情況に鑑み、記憶トランジスタ
の浮遊ゲート電極・拡散層間容量の低減化をはかり得る
構造を備えた浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置を提
供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明によれば、浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置
は、−導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に一つ
の逆導電型拡散層を共用し互いに隣接して形成されるト
ンネル注入機構をもつ浮遊ゲート型不揮発性記憶トラン
ジスタとMIS型選択トランジスタとを含んで成り、前
記浮遊ゲート型不揮発性記憶トランジスタは浮遊ゲート
電極に対するトンネル注入領域を前記拡散層上の厚いシ
リコン酸化膜が取囲み規定する島状領域内に設け、且つ
前記浮遊ゲート電極および制御ゲート電極を前記厚いシ
リコン酸化膜と他方の拡散層上に形成される厚いシリコ
ン酸化膜上に前記島状領域をそれぞれ覆うように絶縁膜
を介し積層して形成することを含んて構成される。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の一実施例を
示す記憶セルの要部平面図及びそのA−A′断面図であ
る。本実施例によれば、本発明の浮遊ゲート型不揮発性
半導体記憶装置は、P型シリコン基板1と、このP型シ
リコン基板1上に互いに離間して形成される2つのn型
拡散層4および6の一方のn型拡散層4上に、トンネル
注入領域8を厚いシリコン酸化M 18 aが取囲み規
定する島状領域内に設けると共に、他方のn型拡散層6
上にも部分的に厚いシリコン酸化膜18bを形成し、こ
れら2つの厚いシリコン酸化膜18a。
18bと重ね合わすように浮遊ゲート電極9および制御
ゲート電極10をトンネル注入領域8を含む2つのn型
拡散層4および6間に設けた記憶トランジスタ2と、一
方のn型拡散R4を共用して記憶トランジスタ2に隣接
して設けられる選択トランジスタ3とを含む。ここで、
5は記憶I・ランジスタ2およびjハ択トランジスタ3
それぞれのゲート絶縁膜、7および12はそれぞれ選択
トランジスタ3の他方のn型拡散層および選択ゲート電
極、11は記憶トランジスタ2の浮遊ゲート電極つと制
御ゲート電極10との間に介在される絶縁膜、13およ
び14は記憶トランジスタ2および選択トランジスタ3
それぞれのアルミ電極配線、15および16はそれぞれ
チャネル・ストッパーおよびフィールド絶縁膜、17は
層間絶縁膜、また19はn型拡散層4および6の端部と
重なるようにそれぞれ設けられたn型拡散層である。
本実施例から明らかなように、本発明の浮遊ゲート型不
揮発性半導体記憶装置は、トンネル注入領域を厚いシリ
コン酸化膜で取囲まれた規定位置の島状領域内に形成し
、また、浮遊ゲート電極および制御ゲート電極を同じく
厚いシリコン酸化膜を介してn型拡散層上に設けた構造
の記憶トランジスタを有する。記憶トランジスタをかか
る構造に設定すると、トンネル注入領域を厚いシリコン
酸化膜の壁を利用して自己整合的に形成することができ
、下部の拡散層に位置合わせマージン分の余裕長を設定
する必要がなくなるので、浮遊ゲート電極と拡散層との
対向面積が小さくなり、同時に容量成分を減少せしめ得
るようになる。すなわち、浮遊ゲート電極・制御ゲート
間容量と浮遊ゲート・拡散層間容量との比率を大幅に高
めて記憶セルの動作速度を格段に向上せしめ得るように
なる。かかる構造上の利点は基本的には従来法との製法
上の違いから生じているので以下これを明らかにする。
第2図(a)〜(f>は本発明の上記実施例の製造方法
の一つを示す工程順序図である。こ製造方法によれば、
−主面上にシリコン酸化膜20を形成し、素子領域をチ
ャネル・ストッパー15およびフィールド絶縁膜16で
取囲んだP型シリコン基板1をまず準備し、ついでこの
基板1の全面にシリコン窒化膜21を化学気相成長法(
CVD法)等により厚さ500〜5000人程度被着さ
せ変成ォトレジスト22をマスクとしてシリコン窒化膜
21を選択的にプラズマ・エツチング法で除去する。こ
のエツチング工程は記憶トランジスタ2のn型拡MIJ
を形成するために行うものであって、トンネル注入領域
8を形成すべき領域上にシリコン窒化膜21を残した状
態でn型不純物(例えば燐またはヒ素)がイオン注入さ
れる〔第2図(a)参照〕。つぎにフォトレジスト22
を除去しシリコン窒化膜21のパターンをマスクとする
熱酸化を行い、注入イオンを深く押込んでn型拡散層4
および6を形成すると共にこの拡散層上に厚さ1000
〜8000人の厚いシリコン酸化膜18aおよび18b
をそれぞれ形成する〔第2図(b)参照〕。ここで、不
要となったシリコン窒化11g21およびシリコン酸化
膜20を順次除去し、再び熱酸化法を用いて厚さ200
〜800人のゲート絶縁膜5を形成した後、フォトレジ
スト23をマスクに厚いシリコン酸化膜18aが収囲む
n型拡散層4の島状領域上からゲート絶縁膜5を取除く
〔第2図(c)参照〕。ついで、フォトレジスト23を
除去し、熱酸化法を用いてこのn型拡散層4上の島状領
域内にトンネル注入領域8の薄いシリコン酸化膜8′を
自己整合的に形成し、更にこの薄いシリコン酸化膜8′
と厚いシリコン酸化膜18a、18bを共に覆うように
浮遊ゲート型8i!9を多結晶シリコン層のパターニン
グによって形成する〔第2図(d)参照〕。つぎに浮遊
ゲート電極9の全面を絶縁膜11で被覆した後、制御ゲ
ート電極10を選択トランジスタ3の選択ゲート電極1
2と共にそれぞれ多結晶シリコン材を用いて形成し〔第
2図(e)参照〕、最後に選択ゲート電極12、制御ゲ
ート電極10およびフィールド絶縁膜16をそれぞれマ
スクとしてn型不純物(例えば、燐またはヒ素)をイオ
ン注入しn型拡散層7及び19をそれぞれ形成すれば〔
第2図(f)参照〕、第1図(a)、(b)と同じ構造
をもつ浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の記憶セル
を得る。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、記憶トラ
ンジスタのトンネル注入領域が拡散層に対して自己整合
的に形成出来る構造を備えるので、拡散層に位置合せ余
裕長を設ける必要がなく、従って、浮遊ゲート電極と拡
散層の対向面積を縮小して浮遊ゲート電極と拡散層間の
容量を格段に減らすことができる。また、トンネル注入
領域周辺の拡散層上には厚い絶縁膜が形成されている為
、従来より更に浮遊ゲート電極と拡散層間の容量が減少
する。従って、記憶トランジスタの構造が小さくなると
共に更にその記憶性能を改善することができる。すなわ
ち、本発明を実施すれば装置の小型化と性能向上を同時
に実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)及び(b)はそれぞれ本発明の一実施例を
示す記憶セルの要部平面図及びそのA−A′断面図、第
2図(a)〜(f)は本発明の上記実施例の製造方法の
一つを示す工程順序図、第3図(a)及び(b)は従来
の浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の記憶セルの要
部を示す平面図およびそのB−B’断面図である。 1・・・P型シリコン基板、2・・・記憶トランジスタ
、3・・・選択トランジスタ、4,6,7.19・・・
n型拡散層、5・・・ゲート絶縁膜、8・・・トンネル
注入領域、8′・・・トンネル注入領域の薄いシリコン
酸化膜、9・・・浮遊ゲート電極、10・・・制御ゲー
ト電極、11・・・絶縁膜、12・・・選択ゲート電極
、1314・・・アルミ電極配線、15・・・チャネル
・スlヘツパー、16・・・フィールド絶縁膜、17・
・・層間絶縁膜、18a、18b・・・厚いシリコン酸
化膜、20,22.23・・・フォトレジスト、21・
・・シリコン窒化膜。 〜) わ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に一つの
    逆導電型拡散層を共用し互いに隣接して形成されるトン
    ネル注入機構をもつ浮遊ゲート型不揮発性記憶トランジ
    スタとMIS型選択トランジスタとを含んで成り、前記
    浮遊ゲート型不揮発性記憶トランジスタは浮遊ゲート電
    極に対するトンネル注入領域を前記拡散層上の厚いシリ
    コン酸化膜が取囲み規定する島状領域内に設け、且つ前
    記浮遊ゲート電極および制御ゲート電極を前記厚いシリ
    コン酸化膜と他方の拡散層上に形成される厚いシリコン
    酸化膜上に前記島状領域をそれぞれ覆うように絶縁膜を
    介し積層して形成することを特徴とする浮遊ゲート型不
    揮発性半導体記憶装置。
JP63170618A 1988-07-08 1988-07-08 浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2701332B2 (ja)

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