JP2003046005A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置及びその製造方法Info
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- semiconductor memory
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 チップ面積の増大を抑え且つセル電流の低下
等の素子の動作特性を犠牲にすることなく、特に消去動
作時のカップリングレシオの値を大きくすることによ
り、低電圧化を実現できるようにする。 【解決手段】 p型シリコンからなる半導体基板10上
には、素子分離領域13上に延びるように且つコントロ
ールゲート15と交差してこれを跨ぐように形成された
ポリシリコンからなる補助ゲート16が形成されてい
る。ドレイン領域11上で且つコントロールゲート15
におけるドレイン側の側面及び該側面と接続する補助ゲ
ート16の側面上には第2の誘電体膜17を介してフロ
ーティングゲート18が形成されている。
等の素子の動作特性を犠牲にすることなく、特に消去動
作時のカップリングレシオの値を大きくすることによ
り、低電圧化を実現できるようにする。 【解決手段】 p型シリコンからなる半導体基板10上
には、素子分離領域13上に延びるように且つコントロ
ールゲート15と交差してこれを跨ぐように形成された
ポリシリコンからなる補助ゲート16が形成されてい
る。ドレイン領域11上で且つコントロールゲート15
におけるドレイン側の側面及び該側面と接続する補助ゲ
ート16の側面上には第2の誘電体膜17を介してフロ
ーティングゲート18が形成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体記憶装置及
びその製造方法に関し、特に電気的に消去が可能な不揮
発性半導体記憶装置及びその製造方法に関する。
びその製造方法に関し、特に電気的に消去が可能な不揮
発性半導体記憶装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、不揮発性半導体記憶装置として、
EPROM(Erasable and Programmable Read Only Me
mory)装置、EEPROM(Electrically Erasable an
d Programmable Read Only Memory)装置又はFeRA
M(Ferro-electric Random Access Memory)装置等が
注目されている。
EPROM(Erasable and Programmable Read Only Me
mory)装置、EEPROM(Electrically Erasable an
d Programmable Read Only Memory)装置又はFeRA
M(Ferro-electric Random Access Memory)装置等が
注目されている。
【0003】このうちEPROM装置又はEEPROM
装置は、フローティングゲートに対して電荷の充放電を
行ない、該フローティングゲートの電荷の有無によるし
きい値電圧の変化をコントロールゲートによって検出す
ることにより、データの保持(記憶)を行なっている。
また、EEPROM装置には、チップ単位でデータの消
去が可能なフラッシュEEPROM装置がある。
装置は、フローティングゲートに対して電荷の充放電を
行ない、該フローティングゲートの電荷の有無によるし
きい値電圧の変化をコントロールゲートによって検出す
ることにより、データの保持(記憶)を行なっている。
また、EEPROM装置には、チップ単位でデータの消
去が可能なフラッシュEEPROM装置がある。
【0004】フラッシュEEPROM装置を構成するメ
モリセル(メモリトランジスタ)は、スタックゲート型
とスプリットゲート型とに大別される。
モリセル(メモリトランジスタ)は、スタックゲート型
とスプリットゲート型とに大別される。
【0005】スタックゲート型メモリセルを用いたフラ
ッシュEEPROM装置は、個々のメモリセルにセル自
体を選択する機能を持っていない。そのため、データ消
去時にフローティングゲートから電荷を引き抜く際に電
荷を過剰に抜き過ぎると、電荷が過剰に抜かれたメモリ
セルがデプレッションとなって非選択セルがリークする
という、いわゆる過剰消去の問題が発生する。
ッシュEEPROM装置は、個々のメモリセルにセル自
体を選択する機能を持っていない。そのため、データ消
去時にフローティングゲートから電荷を引き抜く際に電
荷を過剰に抜き過ぎると、電荷が過剰に抜かれたメモリ
セルがデプレッションとなって非選択セルがリークする
という、いわゆる過剰消去の問題が発生する。
【0006】この過剰消去を防止するには、消去手順に
工夫が必要となり、メモリデバイスの周辺回路により消
去手順を制御するか、又はメモリデバイスの外部回路に
より消去手順を制御する必要がある。
工夫が必要となり、メモリデバイスの周辺回路により消
去手順を制御するか、又はメモリデバイスの外部回路に
より消去手順を制御する必要がある。
【0007】この過剰消去を回避するために開発された
のが、スプリットゲート型メモリセルであり、例えば米
国特許第5,029,130号にその構成が開示されて
いる。
のが、スプリットゲート型メモリセルであり、例えば米
国特許第5,029,130号にその構成が開示されて
いる。
【0008】スプリットゲート型メモリセルを用いたフ
ラッシュEEPROM装置は、個々のメモリセルにセル
自体を選択する機能を有しており、そのため、過剰消去
が発生したとしても、メモリセルの導通又は非導通を制
御することができるので、過剰消去が問題とはならな
い。
ラッシュEEPROM装置は、個々のメモリセルにセル
自体を選択する機能を有しており、そのため、過剰消去
が発生したとしても、メモリセルの導通又は非導通を制
御することができるので、過剰消去が問題とはならな
い。
【0009】以下、従来のスタックゲート型メモリセル
又はスプリットゲート型メモリセルを用いた半導体不揮
発メモリ(フラッシュEEPROM)装置をそれぞれ図
面に基づいて説明する。
又はスプリットゲート型メモリセルを用いた半導体不揮
発メモリ(フラッシュEEPROM)装置をそれぞれ図
面に基づいて説明する。
【0010】まず、図14(a)及び図14(b)に示
すように、スタックゲート型メモリセルは、シリコンか
らなる半導体基板101の上部にドレイン領域102及
びソース領域103が形成されており、半導体基板10
1におけるドレイン領域102とソース領域103とに
挟まれてなるチャネル領域104の上には、第1の誘電
体膜105を介してフローティングゲート106が形成
されている。該フローティングゲート106の上には第
2の誘電体膜107を介してコントロールゲート108
が形成されている。
すように、スタックゲート型メモリセルは、シリコンか
らなる半導体基板101の上部にドレイン領域102及
びソース領域103が形成されており、半導体基板10
1におけるドレイン領域102とソース領域103とに
挟まれてなるチャネル領域104の上には、第1の誘電
体膜105を介してフローティングゲート106が形成
されている。該フローティングゲート106の上には第
2の誘電体膜107を介してコントロールゲート108
が形成されている。
【0011】一方、スプリットゲート型メモリセルは、
図15(a)及び図15(b)に示すように、シリコン
からなる半導体基板101の上部にドレイン領域102
及びソース領域103が形成されており、半導体基板1
01におけるドレイン領域102とソース領域103と
に挟まれてなるチャネル領域104の上には、比較的に
膜厚が小さい酸化シリコンからなる第1の誘電体膜10
5を介してコントロールゲート108が形成されてい
る。コントロールゲート108のドレイン領域102側
には第2の誘電体膜107を介してサイドウォール形状
のフローティングゲート106が形成されている。この
フローティングゲート106は、ドレイン領域102及
びフローティングゲート106の双方との重なりが小さ
く、微小なゲート長となる構成を有している。
図15(a)及び図15(b)に示すように、シリコン
からなる半導体基板101の上部にドレイン領域102
及びソース領域103が形成されており、半導体基板1
01におけるドレイン領域102とソース領域103と
に挟まれてなるチャネル領域104の上には、比較的に
膜厚が小さい酸化シリコンからなる第1の誘電体膜10
5を介してコントロールゲート108が形成されてい
る。コントロールゲート108のドレイン領域102側
には第2の誘電体膜107を介してサイドウォール形状
のフローティングゲート106が形成されている。この
フローティングゲート106は、ドレイン領域102及
びフローティングゲート106の双方との重なりが小さ
く、微小なゲート長となる構成を有している。
【0012】ところで、コントロールゲート108及び
フローティングゲート106間の静電容量Ccと、フロ
ーティングゲート106及びチャネル領域104(又は
ソース領域103若しくはドレイン領域102)間の静
電容量Cfとの比の値を大きくすること、特に、コント
ロールゲート108からのフローティングゲート106
への電位の伝播性を示すカップリングレシオの値を大き
くすることは、フラッシュEEPROM装置の動作電圧
を低減するための重要な要因となる。ここで、カップリ
ングレシオは、全静電容量(Cc+Cf)に対するコン
トロールゲート108とフローティングゲート106と
の間の静電容量Ccの比(=Cc/(Cc+Cf))と
して表わされる。
フローティングゲート106間の静電容量Ccと、フロ
ーティングゲート106及びチャネル領域104(又は
ソース領域103若しくはドレイン領域102)間の静
電容量Cfとの比の値を大きくすること、特に、コント
ロールゲート108からのフローティングゲート106
への電位の伝播性を示すカップリングレシオの値を大き
くすることは、フラッシュEEPROM装置の動作電圧
を低減するための重要な要因となる。ここで、カップリ
ングレシオは、全静電容量(Cc+Cf)に対するコン
トロールゲート108とフローティングゲート106と
の間の静電容量Ccの比(=Cc/(Cc+Cf))と
して表わされる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のスタック型メモリセル及びスプリットゲート型メモ
リセルを用いたEEPROM装置は、カップリングレシ
オを大きくするには、フローティングゲート106とコ
ントロールゲート108との対向面積を大きくし且つフ
ローティングゲート106とチャネル領域104等との
対向面積を小さくするか、又は第1の誘電体膜105と
第2の誘電体膜107との膜厚の比の値を変更するかが
必要となる。
来のスタック型メモリセル及びスプリットゲート型メモ
リセルを用いたEEPROM装置は、カップリングレシ
オを大きくするには、フローティングゲート106とコ
ントロールゲート108との対向面積を大きくし且つフ
ローティングゲート106とチャネル領域104等との
対向面積を小さくするか、又は第1の誘電体膜105と
第2の誘電体膜107との膜厚の比の値を変更するかが
必要となる。
【0014】前者の場合は、例えば、フローティングゲ
ート106とコントロールゲート108との対向面積を
大きくするために、フローティングゲート106のゲー
ト幅Wfgを大きくすると、素子面積が増加して素子の集
積化に不適となる。また、フローティングゲート106
とチャネル領域104等との対向面積を小さくするため
に、例えばフローティングゲートのゲート長Lfgを小さ
くすることは、図15(a)及び図15(b)に示すス
プリットゲート型メモリセルにおいてのみ有効とはなる
が、微細加工の観点から困難である。また、チャネル領
域14のチャネル幅を小さくすることはセル電流が小さ
くなるため、メモリセルに対する読み出し速度の低下を
招く。
ート106とコントロールゲート108との対向面積を
大きくするために、フローティングゲート106のゲー
ト幅Wfgを大きくすると、素子面積が増加して素子の集
積化に不適となる。また、フローティングゲート106
とチャネル領域104等との対向面積を小さくするため
に、例えばフローティングゲートのゲート長Lfgを小さ
くすることは、図15(a)及び図15(b)に示すス
プリットゲート型メモリセルにおいてのみ有効とはなる
が、微細加工の観点から困難である。また、チャネル領
域14のチャネル幅を小さくすることはセル電流が小さ
くなるため、メモリセルに対する読み出し速度の低下を
招く。
【0015】一方、後者の場合は、第2の誘電体膜10
7の膜厚を小さくすることは信頼性の面からみて困難で
ある。
7の膜厚を小さくすることは信頼性の面からみて困難で
ある。
【0016】本発明は、前記従来の問題を解決し、チッ
プ面積の増大を抑え且つセル電流の低下等の素子の動作
特性を犠牲にすることなく、特に消去動作時のカップリ
ングレシオの値を大きくすることにより、低電圧化を実
現できるようにすることを目的とする。
プ面積の増大を抑え且つセル電流の低下等の素子の動作
特性を犠牲にすることなく、特に消去動作時のカップリ
ングレシオの値を大きくすることにより、低電圧化を実
現できるようにすることを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、素子分離領域上にコントロールゲートと
交差する補助ゲートを新たに形成し、形成した補助ゲー
トの側面又は下側にフローティングゲートを設ける構成
とする。
め、本発明は、素子分離領域上にコントロールゲートと
交差する補助ゲートを新たに形成し、形成した補助ゲー
トの側面又は下側にフローティングゲートを設ける構成
とする。
【0018】具体的に、本発明に係る第1の半導体記憶
装置は、半導体基板に形成され、該半導体基板を複数の
素子形成領域に分離する素子分離領域と、半導体基板の
上に、複数の素子形成領域と第1の誘電体膜を介して交
差すると共に、素子分離領域と交差するように形成され
た複数のコントロールゲートと、素子分離領域の上に延
び且つ各コントロールゲートと交差するように形成され
た複数の補助ゲートと、各素子形成領域の上で且つ各コ
ントロールゲートの一方の側面及び該一方の側面と接続
された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を介して形
成された複数のフローティングゲートとを備えている。
装置は、半導体基板に形成され、該半導体基板を複数の
素子形成領域に分離する素子分離領域と、半導体基板の
上に、複数の素子形成領域と第1の誘電体膜を介して交
差すると共に、素子分離領域と交差するように形成され
た複数のコントロールゲートと、素子分離領域の上に延
び且つ各コントロールゲートと交差するように形成され
た複数の補助ゲートと、各素子形成領域の上で且つ各コ
ントロールゲートの一方の側面及び該一方の側面と接続
された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を介して形
成された複数のフローティングゲートとを備えている。
【0019】第1の半導体記憶装置によると、素子分離
領域の上に延び且つ各コントロールゲートと交差するよ
うに形成された補助ゲートを備えており、フローティン
グゲートが、コントロールゲートの一方の側面及び該一
方の側面と接続された補助ゲートの側面上に形成されて
いるため、例えば消去動作時に補助ゲートに対してコン
トロールゲートと同等の制御電圧を印加すると、フロー
ティングゲートと補助ゲートとの対向面積が増加した分
だけコントロールゲートにおけるカップリングレシオの
値が増大する。その結果、素子分離領域上の空きスペー
スに補助ゲートを設けることにより、チップ面積の増大
を抑制し且つ素子の動作電圧、例えば消去電圧を低減す
ることができる。
領域の上に延び且つ各コントロールゲートと交差するよ
うに形成された補助ゲートを備えており、フローティン
グゲートが、コントロールゲートの一方の側面及び該一
方の側面と接続された補助ゲートの側面上に形成されて
いるため、例えば消去動作時に補助ゲートに対してコン
トロールゲートと同等の制御電圧を印加すると、フロー
ティングゲートと補助ゲートとの対向面積が増加した分
だけコントロールゲートにおけるカップリングレシオの
値が増大する。その結果、素子分離領域上の空きスペー
スに補助ゲートを設けることにより、チップ面積の増大
を抑制し且つ素子の動作電圧、例えば消去電圧を低減す
ることができる。
【0020】第1の半導体記憶装置において、各補助ゲ
ートがコントロールゲートが延びる方向に隣接する素子
同士の間で独立して設けられていることが好ましい。
ートがコントロールゲートが延びる方向に隣接する素子
同士の間で独立して設けられていることが好ましい。
【0021】第1の半導体記憶装置において、各補助ゲ
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で共有して設けられており、各フローティン
グゲートは、該各フローティングゲートが含まれる素子
形成領域と隣接する他の素子形成領域における補助ゲー
トの側面上には設けられていないことが好ましい。
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で共有して設けられており、各フローティン
グゲートは、該各フローティングゲートが含まれる素子
形成領域と隣接する他の素子形成領域における補助ゲー
トの側面上には設けられていないことが好ましい。
【0022】この場合に、素子形成領域は、補助ゲート
が延びる方向に拡散領域を共有しており、拡散領域を共
有する一のフローティングゲートと他のフローティング
ゲートとは、互いに隣接する補助ゲートの対向する側面
の一方にのみ交互に形成されていることが好ましい。
が延びる方向に拡散領域を共有しており、拡散領域を共
有する一のフローティングゲートと他のフローティング
ゲートとは、互いに隣接する補助ゲートの対向する側面
の一方にのみ交互に形成されていることが好ましい。
【0023】本発明に係る第2の半導体記憶装置は、半
導体基板に形成され、該半導体基板を複数の素子形成領
域に分離する素子分離領域と、半導体基板の上に、複数
の素子形成領域と第1の誘電体膜を介してそれぞれ交差
するように形成された複数の島状のフローティングゲー
トと、各フローティングゲートの上に第2の誘電体膜を
介して形成され、且つ素子分離領域の上にこれと交差す
るように形成された複数のコントロールゲートと、素子
分離領域の上に延びると共にコントロールゲートと交差
するように形成された複数の補助ゲートとを備え、各フ
ローティングゲートは、補助ゲートの下側部分に該補助
ゲートが延びる方向に屈曲する屈曲部を有している。
導体基板に形成され、該半導体基板を複数の素子形成領
域に分離する素子分離領域と、半導体基板の上に、複数
の素子形成領域と第1の誘電体膜を介してそれぞれ交差
するように形成された複数の島状のフローティングゲー
トと、各フローティングゲートの上に第2の誘電体膜を
介して形成され、且つ素子分離領域の上にこれと交差す
るように形成された複数のコントロールゲートと、素子
分離領域の上に延びると共にコントロールゲートと交差
するように形成された複数の補助ゲートとを備え、各フ
ローティングゲートは、補助ゲートの下側部分に該補助
ゲートが延びる方向に屈曲する屈曲部を有している。
【0024】第2の半導体記憶装置によると、素子分離
領域の上に延びると共にコントロールゲートと交差する
ように形成された複数の補助ゲートとを備えており、フ
ローティングゲートが補助ゲートの下側部分に該補助ゲ
ートが延びる方向に屈曲する屈曲部を有しているため、
例えば消去動作時に補助ゲートに対してコントロールゲ
ートと同等の制御電圧を印加すると、フローティングゲ
ートと補助ゲートとの対向面積が増加した分だけコント
ロールゲートにおけるカップリングレシオの値が増大す
る。このように、素子分離領域上の空きスペースに補助
ゲートを設けることにより、チップ面積の増大を抑制し
且つ素子の動作電圧、例えば消去電圧を低減することが
できる。
領域の上に延びると共にコントロールゲートと交差する
ように形成された複数の補助ゲートとを備えており、フ
ローティングゲートが補助ゲートの下側部分に該補助ゲ
ートが延びる方向に屈曲する屈曲部を有しているため、
例えば消去動作時に補助ゲートに対してコントロールゲ
ートと同等の制御電圧を印加すると、フローティングゲ
ートと補助ゲートとの対向面積が増加した分だけコント
ロールゲートにおけるカップリングレシオの値が増大す
る。このように、素子分離領域上の空きスペースに補助
ゲートを設けることにより、チップ面積の増大を抑制し
且つ素子の動作電圧、例えば消去電圧を低減することが
できる。
【0025】第2の半導体記憶装置において、各フロー
ティングゲートが平面クランク形状を有し、屈曲部の角
部外側の端面は、その面方向がコントロールゲートが延
びる方向と交差するように形成されていることが好まし
い。
ティングゲートが平面クランク形状を有し、屈曲部の角
部外側の端面は、その面方向がコントロールゲートが延
びる方向と交差するように形成されていることが好まし
い。
【0026】第2の半導体記憶装置において、各補助ゲ
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で独立して設けられていることが好ましい。
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で独立して設けられていることが好ましい。
【0027】第2の半導体記憶装置において、各補助ゲ
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で共有して設けられており、各フローティン
グゲートは、該各フローティングゲートが含まれる素子
形成領域と隣接する他の素子形成領域における補助ゲー
トの下側には設けられていないことが好ましい。
ートが、コントロールゲートが延びる方向に隣接する素
子同士の間で共有して設けられており、各フローティン
グゲートは、該各フローティングゲートが含まれる素子
形成領域と隣接する他の素子形成領域における補助ゲー
トの下側には設けられていないことが好ましい。
【0028】この場合に、素子形成領域は、補助ゲート
が延びる方向に拡散領域を共有しており、拡散領域を共
有する一のフローティングゲートと他のフローティング
ゲートとは、それぞれの屈曲部が互いに隣接する補助ゲ
ートの一方にのみ交互に形成されていることが好まし
い。
が延びる方向に拡散領域を共有しており、拡散領域を共
有する一のフローティングゲートと他のフローティング
ゲートとは、それぞれの屈曲部が互いに隣接する補助ゲ
ートの一方にのみ交互に形成されていることが好まし
い。
【0029】本発明に係る半導体装置の製造方法は、半
導体基板に素子分離領域を形成して、該半導体基板を複
数の素子形成領域に分離する工程と、半導体基板の上
に、複数の素子形成領域と第1の誘電体膜を介して交差
すると共に、素子分離領域と交差するように複数のコン
トロールゲートを形成する工程と、素子分離領域の上に
延び且つ各コントロールゲートと交差するように複数の
補助ゲートを形成する工程と、半導体基板上に補助ゲー
ト及びコントロールゲートを覆うように導体膜を堆積
し、堆積した導体膜に対してエッチバックを行なうこと
により、各コントロールゲートの側面及び該側面と接続
された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を介して導
体膜からなるサイドウォール膜を形成する工程と、各サ
イドウォール膜における補助ゲートの側面上の領域を部
分的に除去することにより、各サイドウォール膜から2
つのフローティングゲートを形成する工程とを備えてい
る。
導体基板に素子分離領域を形成して、該半導体基板を複
数の素子形成領域に分離する工程と、半導体基板の上
に、複数の素子形成領域と第1の誘電体膜を介して交差
すると共に、素子分離領域と交差するように複数のコン
トロールゲートを形成する工程と、素子分離領域の上に
延び且つ各コントロールゲートと交差するように複数の
補助ゲートを形成する工程と、半導体基板上に補助ゲー
ト及びコントロールゲートを覆うように導体膜を堆積
し、堆積した導体膜に対してエッチバックを行なうこと
により、各コントロールゲートの側面及び該側面と接続
された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を介して導
体膜からなるサイドウォール膜を形成する工程と、各サ
イドウォール膜における補助ゲートの側面上の領域を部
分的に除去することにより、各サイドウォール膜から2
つのフローティングゲートを形成する工程とを備えてい
る。
【0030】本発明の半導体記憶装置の製造方法による
と、素子分離領域の上に延び且つ各コントロールゲート
と交差するように複数の補助ゲートを形成しておき、半
導体基板上に堆積した導体膜に対してエッチバックを行
なうことにより、各コントロールゲートの側面及び該側
面と接続された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を
介して導体膜からなるサイドウォール膜を形成する。そ
の後、各サイドウォール膜における補助ゲートの側面上
の領域を部分的に除去することにより、各サイドウォー
ル膜から素子ごとにフローティングゲートを形成するた
め、本発明の第1の半導体記憶装置を確実に得ることが
できる。
と、素子分離領域の上に延び且つ各コントロールゲート
と交差するように複数の補助ゲートを形成しておき、半
導体基板上に堆積した導体膜に対してエッチバックを行
なうことにより、各コントロールゲートの側面及び該側
面と接続された補助ゲートの側面上に第2の誘電体膜を
介して導体膜からなるサイドウォール膜を形成する。そ
の後、各サイドウォール膜における補助ゲートの側面上
の領域を部分的に除去することにより、各サイドウォー
ル膜から素子ごとにフローティングゲートを形成するた
め、本発明の第1の半導体記憶装置を確実に得ることが
できる。
【0031】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)本発明の第1
の実施形態について図面を参照しながら説明する。
の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0032】図1(a)及び図1(b)は本発明の第1
の実施形態に係るスプリットゲート型の半導体記憶装置
であって、図1(a)は4セル分の平面構成を示し、図
1(b)は図1(a)のIb−Ib線における断面を含
む部分構成を示している。
の実施形態に係るスプリットゲート型の半導体記憶装置
であって、図1(a)は4セル分の平面構成を示し、図
1(b)は図1(a)のIb−Ib線における断面を含
む部分構成を示している。
【0033】図1(a)又は図1(b)に示すように、
例えば、p型シリコンからなる半導体基板10には、複
数の素子形成領域が、LOCOS分離又は浅いトレンチ
分離(STI)からなる素子分離領域13により絶縁分
離されて形成されている。ここで、素子形成領域は、n
型のドレイン領域11及びn型のソース領域12により
構成されている。
例えば、p型シリコンからなる半導体基板10には、複
数の素子形成領域が、LOCOS分離又は浅いトレンチ
分離(STI)からなる素子分離領域13により絶縁分
離されて形成されている。ここで、素子形成領域は、n
型のドレイン領域11及びn型のソース領域12により
構成されている。
【0034】半導体基板10の上には、ドレイン領域1
1とソース領域12との間をゲート絶縁膜となる第1の
誘電体膜14を介して交差すると共に素子分離領域13
とも交差するポリシリコンからなる複数のコントロール
ゲート15が互いに並行に形成されている。
1とソース領域12との間をゲート絶縁膜となる第1の
誘電体膜14を介して交差すると共に素子分離領域13
とも交差するポリシリコンからなる複数のコントロール
ゲート15が互いに並行に形成されている。
【0035】さらに、半導体基板10の上には、素子分
離領域13上に延びるように且つ各コントロールゲート
15と交差してこれを跨ぐように形成されたポリシリコ
ンからなる複数の補助ゲート16が形成されている。
離領域13上に延びるように且つ各コントロールゲート
15と交差してこれを跨ぐように形成されたポリシリコ
ンからなる複数の補助ゲート16が形成されている。
【0036】各ドレイン領域11上で且つ各コントロー
ルゲート15におけるドレイン側の側面及び該側面と接
続する補助ゲート16の側面上には、第2の誘電体膜1
7を介して複数のフローティングゲート18が形成され
ている。
ルゲート15におけるドレイン側の側面及び該側面と接
続する補助ゲート16の側面上には、第2の誘電体膜1
7を介して複数のフローティングゲート18が形成され
ている。
【0037】ここで、第2の誘電体膜は、コントロール
ゲート15の側面上及び補助ゲート16の側面上で容量
絶縁膜となり、ドレイン領域11上でトンネル絶縁膜と
なる。この第2の誘電体膜17は、酸化シリコン若しく
は窒化シリコン又はこれらの積層膜等からなり、フロー
ティングゲート18に注入された電荷がコントロールゲ
ート15に引き抜かれない耐圧を持つ材料を用いる。す
なわち、第2の誘電体膜17は、フローティングゲート
18に注入された電荷がコントロールゲート15に引き
抜かれない耐圧を有するように、その膜厚、材料及びプ
ロセス等を考慮して最適化すれば良い。
ゲート15の側面上及び補助ゲート16の側面上で容量
絶縁膜となり、ドレイン領域11上でトンネル絶縁膜と
なる。この第2の誘電体膜17は、酸化シリコン若しく
は窒化シリコン又はこれらの積層膜等からなり、フロー
ティングゲート18に注入された電荷がコントロールゲ
ート15に引き抜かれない耐圧を持つ材料を用いる。す
なわち、第2の誘電体膜17は、フローティングゲート
18に注入された電荷がコントロールゲート15に引き
抜かれない耐圧を有するように、その膜厚、材料及びプ
ロセス等を考慮して最適化すれば良い。
【0038】以下、第1の実施形態に係る半導体記憶装
置と従来例に係るスプリットゲート型メモリセルを有す
る半導体記憶装置と各カップリングレシオを比較する。
置と従来例に係るスプリットゲート型メモリセルを有す
る半導体記憶装置と各カップリングレシオを比較する。
【0039】図2(a)及び図2(b)はカップリング
レシオの値の算出に必要な構成部材の寸法を示すための
模式的な半導体記憶装置であって、図2(a)は第1の
実施形態に係る半導体記憶装置の平面構成を示し、図2
(b)は図15(b)に示した従来のスプリットゲート
型半導体記憶装置の平面構成を示している。図2(a)
及び図2(b)において、図1(a)及び図15(b)
にそれぞれ示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付している。
レシオの値の算出に必要な構成部材の寸法を示すための
模式的な半導体記憶装置であって、図2(a)は第1の
実施形態に係る半導体記憶装置の平面構成を示し、図2
(b)は図15(b)に示した従来のスプリットゲート
型半導体記憶装置の平面構成を示している。図2(a)
及び図2(b)において、図1(a)及び図15(b)
にそれぞれ示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付している。
【0040】まず、図2(a)に示す第1の実施形態に
係る半導体記憶装置において、コントロールゲート15
の高さhを0.2μmとし、ドレイン領域11及びソー
ス領域12の幅Wを0.44μmとし、フローティング
ゲート18のゲート長Lfgを0.1μmとし、フローテ
ィングゲート18における補助ゲート16の側面上の幅
Pegを0.25μmとする。
係る半導体記憶装置において、コントロールゲート15
の高さhを0.2μmとし、ドレイン領域11及びソー
ス領域12の幅Wを0.44μmとし、フローティング
ゲート18のゲート長Lfgを0.1μmとし、フローテ
ィングゲート18における補助ゲート16の側面上の幅
Pegを0.25μmとする。
【0041】さらに、図1(a)に示す第1の誘電体膜
14及び第2の誘電体膜17の膜厚及び材料を同一とす
ると、カップリングレシオCR1は、以下の式(1)で近
似することができる。
14及び第2の誘電体膜17の膜厚及び材料を同一とす
ると、カップリングレシオCR1は、以下の式(1)で近
似することができる。
【0042】
CR1=Cc/(Cc+Cf)
=h(Wfg+2Peg)/{h(Wfg+2Peg)+Lfg・W} …(1)
一方、図2(b)に示す従来の半導体記憶装置におい
て、コントロールゲート106の高さhを0.2μmと
し、ドレイン領域102及びソース領域103の幅Wを
0.44μmとし、フローティングゲート106のゲー
ト長Lfgを0.1μmとし、そのゲート幅Wfgを0.9
2μmとする。
て、コントロールゲート106の高さhを0.2μmと
し、ドレイン領域102及びソース領域103の幅Wを
0.44μmとし、フローティングゲート106のゲー
ト長Lfgを0.1μmとし、そのゲート幅Wfgを0.9
2μmとする。
【0043】従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、図15(a)に示す第1の誘電体膜105及
び第2の誘電体膜107の膜厚及び材料を同一とし、本
実施形態のメモリセルと同一面積のメモリセルに適用す
るとすると、従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、以下の式(2)で近似することができる。
オCR0は、図15(a)に示す第1の誘電体膜105及
び第2の誘電体膜107の膜厚及び材料を同一とし、本
実施形態のメモリセルと同一面積のメモリセルに適用す
るとすると、従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、以下の式(2)で近似することができる。
【0044】
CR0=Cc/(Cc+Cf)
=h・Wfg/(h・Wfg+Lfg・W) …(2)
ここで、式(1)及び式(2)に上記の各寸法値をそれ
ぞれ代入すると、本実施形態のカップリングレシオCR1
の値は約0.87となり、従来例のカップリングレシオ
CR0の値は約0.81となる。
ぞれ代入すると、本実施形態のカップリングレシオCR1
の値は約0.87となり、従来例のカップリングレシオ
CR0の値は約0.81となる。
【0045】式(1)に示すように、第1の実施形態に
係る半導体記憶装置においては、フローティングゲート
18の幅がWfg+2Peg=1.42μmとなるため、こ
の場合のカップリングレシオCR1の値は、従来の半導体
記憶装置のカップリングレシオCR0の値の約1.1倍と
なる。
係る半導体記憶装置においては、フローティングゲート
18の幅がWfg+2Peg=1.42μmとなるため、こ
の場合のカップリングレシオCR1の値は、従来の半導体
記憶装置のカップリングレシオCR0の値の約1.1倍と
なる。
【0046】なお、第1の実施形態に係る半導体記憶装
置は、消去時において、コントロールゲート15及び補
助ゲート16に負の制御電位を印加し、且つドレイン領
域11に正の制御電位を印加することにより、フローテ
ィングゲート18中の電子を引き抜くようにしている。
一方、従来の半導体記憶装置は、消去時には、コントロ
ールゲート108を負電位とし、ドレイン領域102を
正電位としてフローティングゲート106中の電子を引
き抜く構成である。
置は、消去時において、コントロールゲート15及び補
助ゲート16に負の制御電位を印加し、且つドレイン領
域11に正の制御電位を印加することにより、フローテ
ィングゲート18中の電子を引き抜くようにしている。
一方、従来の半導体記憶装置は、消去時には、コントロ
ールゲート108を負電位とし、ドレイン領域102を
正電位としてフローティングゲート106中の電子を引
き抜く構成である。
【0047】このように、第1の実施形態によると、素
子分離領域13上にコントロールゲート15と交差する
補助ゲート16を備えているため、該コントロールゲー
ト15及び補助ゲート16は、所定の電位を伝播時の損
失がより少なくなるようにフローティングゲート18に
伝えることができる。その結果、フローティングゲート
18に対する電荷の注入動作又は放出動作を低電圧で行
なえるようになるので、低電圧であっても、不揮発性半
導体記憶装置を確実に動作させることができる。また、
この動作電圧の低電圧化により、素子分離領域13の面
積を縮小できると共に、チャージポンプ回路の回路規模
をも縮小できるようになる。
子分離領域13上にコントロールゲート15と交差する
補助ゲート16を備えているため、該コントロールゲー
ト15及び補助ゲート16は、所定の電位を伝播時の損
失がより少なくなるようにフローティングゲート18に
伝えることができる。その結果、フローティングゲート
18に対する電荷の注入動作又は放出動作を低電圧で行
なえるようになるので、低電圧であっても、不揮発性半
導体記憶装置を確実に動作させることができる。また、
この動作電圧の低電圧化により、素子分離領域13の面
積を縮小できると共に、チャージポンプ回路の回路規模
をも縮小できるようになる。
【0048】さらには、ランダムアクセスが可能となる
構成を採れば、フラッシュメモリ装置に限らず、EEP
ROM装置として動作させることも可能である。
構成を採れば、フラッシュメモリ装置に限らず、EEP
ROM装置として動作させることも可能である。
【0049】以下、前記のように構成された半導体記憶
装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0050】図3(a)〜図3(c)並びに図4(a)
及び図4(b)は本発明の第1の実施形態に係る半導体
記憶装置の製造方法の工程順の部分的な断面構成を示し
ている。
及び図4(b)は本発明の第1の実施形態に係る半導体
記憶装置の製造方法の工程順の部分的な断面構成を示し
ている。
【0051】まず、図3(a)に示すように、p型シリ
コンからなる半導体基板10の上部に、STI等からな
る素子分離領域13を形成して、半導体基板10を複数
の素子形成領域に分離する。その後、熱酸化法により素
子形成領域上に酸化シリコンからなる第1の誘電体膜1
4を形成し、続いて、CVD法等により、半導体基板1
0上の全面にポリシリコンからなるコントロールゲート
形成膜15Aを堆積する。
コンからなる半導体基板10の上部に、STI等からな
る素子分離領域13を形成して、半導体基板10を複数
の素子形成領域に分離する。その後、熱酸化法により素
子形成領域上に酸化シリコンからなる第1の誘電体膜1
4を形成し、続いて、CVD法等により、半導体基板1
0上の全面にポリシリコンからなるコントロールゲート
形成膜15Aを堆積する。
【0052】次に、図3(b)に示すように、リソグラ
フィ法及びエッチング法を用いて、コントロールゲート
形成膜15Aをパターニングすることにより、コントロ
ールゲート形成膜15Aから、素子形成領域上を第1の
誘電体膜14を介して交差し且つ素子分離領域13とも
交差するコントロールゲート15を形成する。続いて、
CVD法等により、半導体基板10上にコントロールゲ
ート15を含む全面にわたって、ポリシリコンからなる
補助ゲート形成膜を堆積し、堆積した補助ゲート形成膜
をパターニングすることにより該補助ゲート形成膜か
ら、素子分離領域の上に延びると共にコントロールゲー
ト15を跨ぐように複数の補助ゲート16を形成する。
フィ法及びエッチング法を用いて、コントロールゲート
形成膜15Aをパターニングすることにより、コントロ
ールゲート形成膜15Aから、素子形成領域上を第1の
誘電体膜14を介して交差し且つ素子分離領域13とも
交差するコントロールゲート15を形成する。続いて、
CVD法等により、半導体基板10上にコントロールゲ
ート15を含む全面にわたって、ポリシリコンからなる
補助ゲート形成膜を堆積し、堆積した補助ゲート形成膜
をパターニングすることにより該補助ゲート形成膜か
ら、素子分離領域の上に延びると共にコントロールゲー
ト15を跨ぐように複数の補助ゲート16を形成する。
【0053】次に、図3(c)に示すように、熱酸化法
等により、コントロールゲート15及び補助ゲート16
の各側面に第2の誘電体膜17を形成する。このとき、
第2の誘電体膜17は、フローティングゲート18に注
入された電荷がコントロールゲート15に引き抜かれな
い程度の耐圧を持つ膜厚に設定する。
等により、コントロールゲート15及び補助ゲート16
の各側面に第2の誘電体膜17を形成する。このとき、
第2の誘電体膜17は、フローティングゲート18に注
入された電荷がコントロールゲート15に引き抜かれな
い程度の耐圧を持つ膜厚に設定する。
【0054】次に、図4(a)に示すように、CVD法
等により、半導体基板10上にコントロールゲート15
及び補助ゲート16を含む全面にわたって、ポリシリコ
ン膜を堆積する。続いて、堆積したポリシリコン膜に対
してエッチバックを行なうことにより、該ポリシリコン
膜からなり、コントロールゲート15及び補助ゲート1
6の各側面上に、サイドウォール形状を持つフローティ
ングゲート形成膜18Aを第2の誘電体膜17を介して
自己整合的に形成する。このフローティングゲート形成
膜18Aはサイドウォール形状を有しているため、フロ
ーティングゲートとしてのゲート長Lfgを小さくできる
ので、カップリングレシオCR1の値を増大することがで
きる。その後、コントロールゲート15及びフローティ
ングゲート形成膜18Aをマスクとして、半導体基板1
0に対してn型の不純物イオンを注入することにより、
ドレイン領域11及びソース領域を形成する。
等により、半導体基板10上にコントロールゲート15
及び補助ゲート16を含む全面にわたって、ポリシリコ
ン膜を堆積する。続いて、堆積したポリシリコン膜に対
してエッチバックを行なうことにより、該ポリシリコン
膜からなり、コントロールゲート15及び補助ゲート1
6の各側面上に、サイドウォール形状を持つフローティ
ングゲート形成膜18Aを第2の誘電体膜17を介して
自己整合的に形成する。このフローティングゲート形成
膜18Aはサイドウォール形状を有しているため、フロ
ーティングゲートとしてのゲート長Lfgを小さくできる
ので、カップリングレシオCR1の値を増大することがで
きる。その後、コントロールゲート15及びフローティ
ングゲート形成膜18Aをマスクとして、半導体基板1
0に対してn型の不純物イオンを注入することにより、
ドレイン領域11及びソース領域を形成する。
【0055】次に、図4(b)に示すように、リソグラ
フィ法を用いて、フローティングゲート形成膜18Aに
おける補助ゲート16の側面上の領域であって、隣接す
る素子同士のほぼ中央部分を露出する開口パターン2を
持つマスクパターンを形成する。続いて、形成したマス
クパターンを用いてフローティングゲート形成膜18A
の露出部分をエッチング除去することにより、フローテ
ィングゲート形成膜18Aからフローティングゲート1
8をセルごとに形成する。
フィ法を用いて、フローティングゲート形成膜18Aに
おける補助ゲート16の側面上の領域であって、隣接す
る素子同士のほぼ中央部分を露出する開口パターン2を
持つマスクパターンを形成する。続いて、形成したマス
クパターンを用いてフローティングゲート形成膜18A
の露出部分をエッチング除去することにより、フローテ
ィングゲート形成膜18Aからフローティングゲート1
8をセルごとに形成する。
【0056】なお、ドレイン領域及びソース領域を形成
するイオン注入工程は、フローティングゲート18を形
成した後に行なってもよい。
するイオン注入工程は、フローティングゲート18を形
成した後に行なってもよい。
【0057】(第1の実施形態の第1変形例)以下、本
発明の第1の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。図5は第1の実施形態の第1変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図5において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
発明の第1の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。図5は第1の実施形態の第1変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図5において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
【0058】第1変形例は、補助ゲート16がコントロ
ールゲート15が延びる方向に隣接するセル同士の間で
独立して設けられていることを特徴とする。すなわち、
図5に示すように、第1のセル領域1Aにはドレイン領
域11及びソース領域12を挟む2本の第1の補助ゲー
ト16Aが設けられ、該第1の補助ゲート16Aのコン
トロールゲート15が延びる方向に隣接する第2のセル
領域1Bには、2本の第2の補助ゲート16Bが第1の
補助ゲート16Aと並行して設けられている。
ールゲート15が延びる方向に隣接するセル同士の間で
独立して設けられていることを特徴とする。すなわち、
図5に示すように、第1のセル領域1Aにはドレイン領
域11及びソース領域12を挟む2本の第1の補助ゲー
ト16Aが設けられ、該第1の補助ゲート16Aのコン
トロールゲート15が延びる方向に隣接する第2のセル
領域1Bには、2本の第2の補助ゲート16Bが第1の
補助ゲート16Aと並行して設けられている。
【0059】この構成により、一例として、第1の補助
ゲート16Aを電位を負電位とし、ドレイン領域11の
電位を正電位として、第1の補助ゲート16Aと対向す
るフローティングゲート18に蓄積されていた電子をド
レイン領域11に選択的に引き抜くことができる。これ
により、第1の実施形態と異なり、各ビット線ごとの選
択的な消去が可能となるので、EEPROM装置として
動作させることができる。
ゲート16Aを電位を負電位とし、ドレイン領域11の
電位を正電位として、第1の補助ゲート16Aと対向す
るフローティングゲート18に蓄積されていた電子をド
レイン領域11に選択的に引き抜くことができる。これ
により、第1の実施形態と異なり、各ビット線ごとの選
択的な消去が可能となるので、EEPROM装置として
動作させることができる。
【0060】(第1の実施形態の第2変形例)以下、本
発明の第1の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。図6は第1の実施形態の第2変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図6において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
発明の第1の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。図6は第1の実施形態の第2変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図6において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
【0061】図6に示すように、第1の実施形態と同様
に、各補助ゲート16は、コントロールゲート15が延
びる方向に隣接するセル同士の間で共有して設けられて
おり、各フローティングゲート18Bは、該各フローテ
ィングゲート18Bが含まれるドレイン領域11及びソ
ース領域12と隣接する他のドレイン領域11及びソー
ス領域12における補助ゲート16の側面上には設けら
れていないことを特徴とする。
に、各補助ゲート16は、コントロールゲート15が延
びる方向に隣接するセル同士の間で共有して設けられて
おり、各フローティングゲート18Bは、該各フローテ
ィングゲート18Bが含まれるドレイン領域11及びソ
ース領域12と隣接する他のドレイン領域11及びソー
ス領域12における補助ゲート16の側面上には設けら
れていないことを特徴とする。
【0062】これにより、コントロールゲート15が延
びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積を低減する
ことができる。但し、第1の実施形態の場合と比べて、
カップリングレシオの値が低下するが、各フローティン
グゲート18Bにおける補助ゲート16の側面上部分の
寸法を拡大することにより、カップリングレシオの値の
低下を補うことができる。
びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積を低減する
ことができる。但し、第1の実施形態の場合と比べて、
カップリングレシオの値が低下するが、各フローティン
グゲート18Bにおける補助ゲート16の側面上部分の
寸法を拡大することにより、カップリングレシオの値の
低下を補うことができる。
【0063】(第1の実施形態の第3変形例)以下、本
発明の第1の実施形態の第3変形例について図面を参照
しながら説明する。図7は第1の実施形態の第3変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図7において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
発明の第1の実施形態の第3変形例について図面を参照
しながら説明する。図7は第1の実施形態の第3変形例
に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示してい
る。図7において、図1(a)に示す構成部材と同一の
構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略す
る。
【0064】図7に示すように、第3変形例は、互いに
対向するフローティングゲート18B、18Cのうち、
第1のフローティングゲート18Bの一端部は第1の補
助ゲート16Cの側面上にのみ設けられ、且つ、第2の
フローティングゲート18Cの一端部は第1の補助ゲー
ト16Cと隣接する第2の補助ゲート16Dの側面上に
のみ設けられている。
対向するフローティングゲート18B、18Cのうち、
第1のフローティングゲート18Bの一端部は第1の補
助ゲート16Cの側面上にのみ設けられ、且つ、第2の
フローティングゲート18Cの一端部は第1の補助ゲー
ト16Cと隣接する第2の補助ゲート16Dの側面上に
のみ設けられている。
【0065】すなわち、コントロールゲート15が延び
る方向と交差する方向にドレイン領域11を共有する第
1のフローティングゲート18Bと第2のフローティン
グゲート18Cとは、各コントロールゲート15の側面
並びに互いに隣接する第1及び第2の補助ゲート16
C、16Dの対向する側面の一方にのみ交互に形成され
ている。
る方向と交差する方向にドレイン領域11を共有する第
1のフローティングゲート18Bと第2のフローティン
グゲート18Cとは、各コントロールゲート15の側面
並びに互いに隣接する第1及び第2の補助ゲート16
C、16Dの対向する側面の一方にのみ交互に形成され
ている。
【0066】これまで説明した、第1の実施形態に係る
半導体記憶装置及び第1〜第2変形例は、ドレイン領域
11を共有するセル同士において、電位の印加方法によ
って一方のセルの消去動作時に他方のセルまで消去され
たり、消去されないまでも、軽い消去(ディスターブ)
を受けたりする虞がある。
半導体記憶装置及び第1〜第2変形例は、ドレイン領域
11を共有するセル同士において、電位の印加方法によ
って一方のセルの消去動作時に他方のセルまで消去され
たり、消去されないまでも、軽い消去(ディスターブ)
を受けたりする虞がある。
【0067】しかしながら、第3変形例によると、第1
及び第2のフローティングゲート18B、18Cを隣接
間で異なる第1及び第2の補助ゲート16C、16Dの
側面上に交互に設けているため、例えば消去動作時に、
消去対象のセルと隣接する消去対象でないセルに対する
消去又はディスターブを防止することができる。
及び第2のフローティングゲート18B、18Cを隣接
間で異なる第1及び第2の補助ゲート16C、16Dの
側面上に交互に設けているため、例えば消去動作時に、
消去対象のセルと隣接する消去対象でないセルに対する
消去又はディスターブを防止することができる。
【0068】(第2の実施形態)以下、本発明の第2の
実施形態について図面を参照しながら説明する。
実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0069】図8(a)及び図8(b)は本発明の第2
の実施形態に係るスタックゲート型の半導体記憶装置で
あって、図8(a)は4セル分の平面構成を示し、図8
(b)は図8(a)のVIIIb−VIIIb線における断面を含
む部分構成を示している。
の実施形態に係るスタックゲート型の半導体記憶装置で
あって、図8(a)は4セル分の平面構成を示し、図8
(b)は図8(a)のVIIIb−VIIIb線における断面を含
む部分構成を示している。
【0070】図8(a)又は図8(b)に示すように、
例えば、p型シリコンからなる半導体基板20には、複
数のドレイン領域21及びソース領域22が、LOCO
S分離又はSTIからなる素子分離領域23により絶縁
分離されて形成されている。
例えば、p型シリコンからなる半導体基板20には、複
数のドレイン領域21及びソース領域22が、LOCO
S分離又はSTIからなる素子分離領域23により絶縁
分離されて形成されている。
【0071】半導体基板20の上には、ドレイン領域2
1とソース領域22との間をゲート絶縁膜となる第1の
誘電体膜24を介して交差するポリシリコンからなる複
数の島状のフローティングゲート25が形成されてい
る。
1とソース領域22との間をゲート絶縁膜となる第1の
誘電体膜24を介して交差するポリシリコンからなる複
数の島状のフローティングゲート25が形成されてい
る。
【0072】また、半導体基板20上には、各フローテ
ィングゲート25の上に容量絶縁膜となる第2の誘電体
膜26を介して形成され、且つ素子分離領域23の上に
該素子分離領域23とも交差するように、ポリシリコン
からなる複数のコントロールゲート27が形成されてい
る。
ィングゲート25の上に容量絶縁膜となる第2の誘電体
膜26を介して形成され、且つ素子分離領域23の上に
該素子分離領域23とも交差するように、ポリシリコン
からなる複数のコントロールゲート27が形成されてい
る。
【0073】さらに、半導体基板20上には、素子分離
領域23の上に延びると共に、各コントロールゲート2
7を跨ぐように複数の補助ゲート28が形成されてい
る。
領域23の上に延びると共に、各コントロールゲート2
7を跨ぐように複数の補助ゲート28が形成されてい
る。
【0074】第2の実施形態の特徴として、各フローテ
ィングゲート25は、補助ゲート28の下側部分に該補
助ゲート28が延びる方向に屈曲する屈曲部25aを有
している。
ィングゲート25は、補助ゲート28の下側部分に該補
助ゲート28が延びる方向に屈曲する屈曲部25aを有
している。
【0075】以下、第2の実施形態に係る半導体記憶装
置と従来例に係るスタックゲート型メモリセルを有する
半導体記憶装置と各カップリングレシオを比較する。
置と従来例に係るスタックゲート型メモリセルを有する
半導体記憶装置と各カップリングレシオを比較する。
【0076】図9(a)及び図9(b)はカップリング
レシオの値の算出に必要な構成部材の寸法を示すための
模式的な半導体記憶装置であって、図9(a)は第2の
実施形態に係る半導体記憶装置の平面構成を示し、図9
(b)は図14(b)に示した従来のスタックゲート型
半導体記憶装置の平面構成を示している。図9(a)及
び図9(b)において、図8(a)及び図14(b)に
それぞれ示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号
を付している。
レシオの値の算出に必要な構成部材の寸法を示すための
模式的な半導体記憶装置であって、図9(a)は第2の
実施形態に係る半導体記憶装置の平面構成を示し、図9
(b)は図14(b)に示した従来のスタックゲート型
半導体記憶装置の平面構成を示している。図9(a)及
び図9(b)において、図8(a)及び図14(b)に
それぞれ示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号
を付している。
【0077】まず、図9(a)に示す第2の実施形態に
係る半導体記憶装置において、ドレイン領域21及びソ
ース領域22の幅Wを0.44μmとし、フローティン
グゲート25とコントロールゲート27とが対向するオ
ーバーラップ幅Wfgを0.84μmとし、フローティン
グゲート27のゲート長Lを0.5μmとし、フローテ
ィングゲート25の屈曲部25aの幅Wpfg を0.25
μmとし、屈曲部25aにおける補助ゲート28が延び
る方向への突き出し部分の長さPegを0.25μmとす
る。
係る半導体記憶装置において、ドレイン領域21及びソ
ース領域22の幅Wを0.44μmとし、フローティン
グゲート25とコントロールゲート27とが対向するオ
ーバーラップ幅Wfgを0.84μmとし、フローティン
グゲート27のゲート長Lを0.5μmとし、フローテ
ィングゲート25の屈曲部25aの幅Wpfg を0.25
μmとし、屈曲部25aにおける補助ゲート28が延び
る方向への突き出し部分の長さPegを0.25μmとす
る。
【0078】さらに、図8(a)に示す第1の誘電体膜
24及び第2の誘電体膜26の膜厚及び材料を同一とす
ると、カップリングレシオCR1は、以下の式(3)で近
似することができる。
24及び第2の誘電体膜26の膜厚及び材料を同一とす
ると、カップリングレシオCR1は、以下の式(3)で近
似することができる。
【0079】
CR1=Cc/(Cc+Cf)
=(L・Wfg+2Wpfg・Peg)
/(L・Wfg+2Wpfg ・Peg+L・W) …(3)
一方、図9(b)に示す従来例の半導体記憶装置におい
て、ドレイン領域102及びソース領域103の幅Wを
0.44μmとし、フローティングゲート106のゲー
ト長Lを0.5μmとし、フローティングゲート106
とコントロールゲート108とが対向するオーバーラッ
プ幅Wfgを0.84μmとする。
て、ドレイン領域102及びソース領域103の幅Wを
0.44μmとし、フローティングゲート106のゲー
ト長Lを0.5μmとし、フローティングゲート106
とコントロールゲート108とが対向するオーバーラッ
プ幅Wfgを0.84μmとする。
【0080】従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、図14(a)に示す第1の誘電体膜105及
び第2の誘電体膜107の膜厚及び材料を同一とし、本
実施形態のメモリセルと同一面積のメモリセルに適用す
るとすると、従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、以下の式(4)で近似することができる。
オCR0は、図14(a)に示す第1の誘電体膜105及
び第2の誘電体膜107の膜厚及び材料を同一とし、本
実施形態のメモリセルと同一面積のメモリセルに適用す
るとすると、従来の半導体記憶装置のカップリングレシ
オCR0は、以下の式(4)で近似することができる。
【0081】
CR0=Cc/(Cc+Cf)
=L・Wfg/(L・Wfg+L・W) …(4)
ここで、式(3)及び式(4)に上記の各寸法値をそれ
ぞれ代入すると、本実施形態のカップリングレシオCR1
の値は約0.71となり、従来例のカップリングレシオ
CR0の値は約0.66となる。。従って、第2の実施形
態に係る半導体記憶装置におけるカップリングレシオC
R1の値は、従来の半導体記憶装置のカップリングレシオ
CR0の値の約1.1倍となる。
ぞれ代入すると、本実施形態のカップリングレシオCR1
の値は約0.71となり、従来例のカップリングレシオ
CR0の値は約0.66となる。。従って、第2の実施形
態に係る半導体記憶装置におけるカップリングレシオC
R1の値は、従来の半導体記憶装置のカップリングレシオ
CR0の値の約1.1倍となる。
【0082】このように、第2の実施形態によると、コ
ントロールゲート27と交差し、且つフローティングゲ
ート25の両端部を覆う補助ゲート28を備え、さらに
フローティングゲート25の両端部に補助ゲート28が
延びる方向に屈曲する屈曲部25aを設けているため、
コントロールゲート27及び補助ゲート28は、所定の
電位を伝播時の損失がより少なくなるようにフローティ
ングゲート25に伝えることができる。その結果、フロ
ーティングゲート25に対する電荷の注入動作又は放出
動作を低電圧で行なえるようになるので、低電圧であっ
ても、不揮発性半導体記憶装置を確実に動作させること
ができる。また、この動作電圧の低電圧化により、素子
分離領域を縮小できると共に、チャージポンプ回路の回
路規模をも縮小できるようになる。
ントロールゲート27と交差し、且つフローティングゲ
ート25の両端部を覆う補助ゲート28を備え、さらに
フローティングゲート25の両端部に補助ゲート28が
延びる方向に屈曲する屈曲部25aを設けているため、
コントロールゲート27及び補助ゲート28は、所定の
電位を伝播時の損失がより少なくなるようにフローティ
ングゲート25に伝えることができる。その結果、フロ
ーティングゲート25に対する電荷の注入動作又は放出
動作を低電圧で行なえるようになるので、低電圧であっ
ても、不揮発性半導体記憶装置を確実に動作させること
ができる。また、この動作電圧の低電圧化により、素子
分離領域を縮小できると共に、チャージポンプ回路の回
路規模をも縮小できるようになる。
【0083】なお、本実施形態に係るスタックゲート型
の半導体記憶装置は、従来の半導体記憶装置の製造工程
に、フローティングゲート25の両端部に屈曲部25a
を持つようにパターニングを行ない、さらに補助ゲート
28を形成する工程を追加するだけで実現することがで
きる。
の半導体記憶装置は、従来の半導体記憶装置の製造工程
に、フローティングゲート25の両端部に屈曲部25a
を持つようにパターニングを行ない、さらに補助ゲート
28を形成する工程を追加するだけで実現することがで
きる。
【0084】(第2の実施形態の第1変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。図10は第2の実施形態の第1変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図10において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
発明の第2の実施形態の第1変形例について図面を参照
しながら説明する。図10は第2の実施形態の第1変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図10において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
【0085】図10に示すように、第1変形例は、各フ
ローティングゲート25Aが平面クランク形状にパター
ニングされており、屈曲部25aの角部外側の端面の面
方向は、コントロールゲート27が延びる方向と交差す
るように形成されていることを特徴とする。
ローティングゲート25Aが平面クランク形状にパター
ニングされており、屈曲部25aの角部外側の端面の面
方向は、コントロールゲート27が延びる方向と交差す
るように形成されていることを特徴とする。
【0086】これにより、第2の実施形態の場合と比べ
て、コントロールゲート27が延びる方向及び補助ゲー
ト28が延びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積
を低減することができる。
て、コントロールゲート27が延びる方向及び補助ゲー
ト28が延びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積
を低減することができる。
【0087】なお、フローティングゲート25Aのマス
クパターンのパターン形状を変更するだけで良く、マス
クの構成及び製造工程は第2の実施形態と同一である。
クパターンのパターン形状を変更するだけで良く、マス
クの構成及び製造工程は第2の実施形態と同一である。
【0088】(第2の実施形態の第2変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。図11は第2の実施形態の第2変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図11において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
発明の第2の実施形態の第2変形例について図面を参照
しながら説明する。図11は第2の実施形態の第2変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図11において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
【0089】第2変形例は、補助ゲート28がコントロ
ールゲート27が延びる方向に隣接するセル同士の間で
独立して設けられていることを特徴とする。すなわち、
図11に示すように、第1のセル領域1Aにはドレイン
領域21及びソース領域22を挟む2本の第1の補助ゲ
ート28Aを設け、該第1の補助ゲート28Aのコント
ロールゲート27が延びる方向に隣接する第2のセル領
域1Bには、2本の第2の補助ゲート28Bを第1の補
助ゲート28Aと並行に設ける。
ールゲート27が延びる方向に隣接するセル同士の間で
独立して設けられていることを特徴とする。すなわち、
図11に示すように、第1のセル領域1Aにはドレイン
領域21及びソース領域22を挟む2本の第1の補助ゲ
ート28Aを設け、該第1の補助ゲート28Aのコント
ロールゲート27が延びる方向に隣接する第2のセル領
域1Bには、2本の第2の補助ゲート28Bを第1の補
助ゲート28Aと並行に設ける。
【0090】この構成により、一例として、第1の補助
ゲート28Aを電位を負電位とし、ドレイン領域21の
電位を正電位として、第1の補助ゲート28Aと接触す
るフローティングゲート25に蓄積されていた電子をド
レイン領域21に選択的に引き抜くことができる。これ
により、第2の実施形態と異なり、各ビット線ごとの選
択的な消去が可能となるので、EEPROM装置として
動作させることができる。
ゲート28Aを電位を負電位とし、ドレイン領域21の
電位を正電位として、第1の補助ゲート28Aと接触す
るフローティングゲート25に蓄積されていた電子をド
レイン領域21に選択的に引き抜くことができる。これ
により、第2の実施形態と異なり、各ビット線ごとの選
択的な消去が可能となるので、EEPROM装置として
動作させることができる。
【0091】(第2の実施形態の第3変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第3変形例について図面を参照
しながら説明する。図12は第2の実施形態の第3変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図12において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
発明の第2の実施形態の第3変形例について図面を参照
しながら説明する。図12は第2の実施形態の第3変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図12において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
【0092】図12に示すように、第2の実施形態と同
様に、各補助ゲート28は、コントロールゲート27が
延びる方向に隣接するセル同士の間で共有して設けられ
ており、各フローティングゲート25Aは、該各フロー
ティングゲート25Aが含まれるドレイン領域21及び
ソース領域22と隣接する他の領域21、22における
補助ゲート28の側面上には設けられていないことを特
徴とする。
様に、各補助ゲート28は、コントロールゲート27が
延びる方向に隣接するセル同士の間で共有して設けられ
ており、各フローティングゲート25Aは、該各フロー
ティングゲート25Aが含まれるドレイン領域21及び
ソース領域22と隣接する他の領域21、22における
補助ゲート28の側面上には設けられていないことを特
徴とする。
【0093】これにより、コントロールゲート17が延
びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積を低減する
ことができる。但し、第2の実施形態の場合と比べて、
カップリングレシオの値が低下するが、各フローティン
グゲート25Aにおける屈曲部25aの寸法を拡大する
ことにより、カップリングレシオの値の低下を補うこと
ができる。
びる方向の寸法を縮小できるため、セル面積を低減する
ことができる。但し、第2の実施形態の場合と比べて、
カップリングレシオの値が低下するが、各フローティン
グゲート25Aにおける屈曲部25aの寸法を拡大する
ことにより、カップリングレシオの値の低下を補うこと
ができる。
【0094】(第2の実施形態の第4変形例)以下、本
発明の第2の実施形態の第4変形例について図面を参照
しながら説明する。図13は第2の実施形態の第4変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図13において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
発明の第2の実施形態の第4変形例について図面を参照
しながら説明する。図13は第2の実施形態の第4変形
例に係る半導体記憶装置の4セル分の平面構成を示して
いる。図13において、図8(a)に示す構成部材と同
一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省
略する。
【0095】図13に示すように、第4変形例は、互い
に対向するフローティングゲート25A、25Bのう
ち、第1のフローティングゲート25Aの屈曲部25a
は第1の補助ゲート28Cの下側にのみ設けられ、且
つ、第2のフローティングゲート25Bの屈曲部25a
は第1の補助ゲート28Cと隣接する第2の補助ゲート
28Dの下側にのみ設けられている。
に対向するフローティングゲート25A、25Bのう
ち、第1のフローティングゲート25Aの屈曲部25a
は第1の補助ゲート28Cの下側にのみ設けられ、且
つ、第2のフローティングゲート25Bの屈曲部25a
は第1の補助ゲート28Cと隣接する第2の補助ゲート
28Dの下側にのみ設けられている。
【0096】すなわち、ドレイン領域21を共有する第
1のフローティングゲート25A及び第2のフローティ
ングゲート25Bの各屈曲部25aは、互いに隣接する
第1及び第2の補助ゲート28C、28Dの下側の一方
にのみ交互に形成されている。
1のフローティングゲート25A及び第2のフローティ
ングゲート25Bの各屈曲部25aは、互いに隣接する
第1及び第2の補助ゲート28C、28Dの下側の一方
にのみ交互に形成されている。
【0097】これまで説明した、第2の実施形態に係る
半導体記憶装置及び第1〜第3変形例においては、ドレ
イン領域21を共有するセル同士において、電位の印加
方法によっては、一方のセルの消去動作時に他方のセル
まで消去されたり、消去されないまでも、ディスターブ
を受けたりする虞がある。
半導体記憶装置及び第1〜第3変形例においては、ドレ
イン領域21を共有するセル同士において、電位の印加
方法によっては、一方のセルの消去動作時に他方のセル
まで消去されたり、消去されないまでも、ディスターブ
を受けたりする虞がある。
【0098】しかしながら、第4変形例によると、第1
及び第2のフローティングゲート25A、25Bを隣接
間で異なる第1及び第2の補助ゲート28C、28Dの
下側に交互に設けているため、例えば消去動作時に、消
去対象のセルと隣接する消去対象でないセルに対する消
去又はディスターブを防止することができる。
及び第2のフローティングゲート25A、25Bを隣接
間で異なる第1及び第2の補助ゲート28C、28Dの
下側に交互に設けているため、例えば消去動作時に、消
去対象のセルと隣接する消去対象でないセルに対する消
去又はディスターブを防止することができる。
【0099】
【発明の効果】本発明に係る半導体記憶装置によると、
フローティングゲートの一部と誘電体膜を介して対向す
る補助ゲートを素子分離領域上に設けるため、フローテ
ィングゲートとの対向面積が増加した分だけコントロー
ルゲートにおけるカップリングレシオの値が増大するの
で、チップ面積の増大を抑制しながら、素子の動作電圧
を低減することができる。
フローティングゲートの一部と誘電体膜を介して対向す
る補助ゲートを素子分離領域上に設けるため、フローテ
ィングゲートとの対向面積が増加した分だけコントロー
ルゲートにおけるカップリングレシオの値が増大するの
で、チップ面積の増大を抑制しながら、素子の動作電圧
を低減することができる。
【図1】(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に
係るスプリットゲート型の半導体記憶装置を示し、
(a)は部分的な平面図であり、(b)は(a)のIb
−Ib線における断面を含む斜視図である。
係るスプリットゲート型の半導体記憶装置を示し、
(a)は部分的な平面図であり、(b)は(a)のIb
−Ib線における断面を含む斜視図である。
【図2】(a)は本発明の第1の実施形態に係る半導体
記憶装置であって、カップリングレシオの値の算出に必
要な構成部材の寸法を示すための模式的な平面図であ
る。(b)は比較用であって、従来のスプリットゲート
型半導体記憶装置の模式的な平面図である。
記憶装置であって、カップリングレシオの値の算出に必
要な構成部材の寸法を示すための模式的な平面図であ
る。(b)は比較用であって、従来のスプリットゲート
型半導体記憶装置の模式的な平面図である。
【図3】(a)〜(c)は本発明の第1の実施形態に係
るスプリットゲート型の半導体記憶装置の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。
るスプリットゲート型の半導体記憶装置の製造方法を示
す工程順の構成断面図である。
【図4】(a)及び(b)は本発明の第1の実施形態に
係るスプリットゲート型の半導体記憶装置の製造方法を
示す工程順の構成断面図である。
係るスプリットゲート型の半導体記憶装置の製造方法を
示す工程順の構成断面図である。
【図5】本発明の第1の実施形態の第1変形例に係るス
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図6】本発明の第1の実施形態の第2変形例に係るス
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図7】本発明の第1の実施形態の第3変形例に係るス
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
プリットゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図8】(a)及び(b)は本発明の第2の実施形態に
係るスタックゲート型の半導体記憶装置を示し、(a)
は部分的な平面図であり、(b)は(a)のVIIIb−VII
Ib線における断面を含む斜視図である。
係るスタックゲート型の半導体記憶装置を示し、(a)
は部分的な平面図であり、(b)は(a)のVIIIb−VII
Ib線における断面を含む斜視図である。
【図9】(a)は本発明の第2の実施形態に係る半導体
記憶装置であって、カップリングレシオの値の算出に必
要な構成部材の寸法を示すための模式的な平面図であ
る。(b)は比較用であって、従来のスタックゲート型
半導体記憶装置の模式的な平面図である。
記憶装置であって、カップリングレシオの値の算出に必
要な構成部材の寸法を示すための模式的な平面図であ
る。(b)は比較用であって、従来のスタックゲート型
半導体記憶装置の模式的な平面図である。
【図10】本発明の第2の実施形態の第1変形例に係る
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図11】本発明の第2の実施形態の第2変形例に係る
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図12】本発明の第2の実施形態の第3変形例に係る
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図13】本発明の第2の実施形態の第4変形例に係る
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
スタックゲート型の半導体記憶装置を示す部分的な平面
図である。
【図14】(a)及び(b)は従来のスタックゲート型
の半導体記憶装置を示し、(a)は1セル分の構成断面
図であり、(b)は4セル分を示す平面図である。
の半導体記憶装置を示し、(a)は1セル分の構成断面
図であり、(b)は4セル分を示す平面図である。
【図15】(a)及び(b)は従来のスプリットゲート
型の半導体記憶装置を示し、(a)は1セル分の構成断
面図であり、(b)は4セル分を示す平面図である。
型の半導体記憶装置を示し、(a)は1セル分の構成断
面図であり、(b)は4セル分を示す平面図である。
10 半導体基板
11 ドレイン領域
12 ソース領域
13 素子分離領域
14 第1の誘電体膜
15 コントロールゲート
15A コントロールゲート形成膜
16 補助ゲート
17 第2の誘電体膜
18 フローティングゲート
18A フローティングゲート形成膜
18B フローティングゲート
18C 第1のフローティングゲート
18D 第2のフローティングゲート
20 半導体基板
21 ドレイン領域
22 ソース領域
23 素子分離領域
24 第1の誘電体膜
25 フローティングゲート
25a 屈曲部
26 第2の誘電体膜
27 コントロールゲート
28 補助ゲート
28A 第1の補助ゲート
28B 第2の補助ゲート
28C 第1の補助ゲート
28D 第2の補助ゲート
1A 第1のセル領域
1B 第2のセル領域
2 開口パターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 土岐 和啓
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 小椋 正気
アメリカ合衆国,ニューヨーク州 12590,
ワッピンジャーズ フォールス,オールド
ホープウェル ロード 140,ヘイロー
エルエスアイ デザイン アンド デバ
イス テクノロジー インコーポレイテッ
ド内
Fターム(参考) 5F083 EP03 EP14 EP23 EP24 EP40
EP53 EP56 ER15 ER22 ER30
GA05 GA09 GA22 JA04 JA19
NA01 PR09 PR29
5F101 BA03 BA06 BA12 BA14 BA29
BA36 BB04 BB05 BC01 BD02
BD35 BD37 BE05 BE07 BH19
Claims (10)
- 【請求項1】 半導体基板に形成され、該半導体基板を
複数の素子形成領域に分離する素子分離領域と、 前記半導体基板の上に、前記複数の素子形成領域と第1
の誘電体膜を介して交差すると共に、前記素子分離領域
と交差するように形成された複数のコントロールゲート
と、 前記素子分離領域の上に延び且つ前記各コントロールゲ
ートと交差するように形成された複数の補助ゲートと、 前記各素子形成領域の上で且つ前記各コントロールゲー
トの一方の側面及び該一方の側面と接続された前記補助
ゲートの側面上に第2の誘電体膜を介して形成された複
数のフローティングゲートとを備えていることを特徴と
する半導体記憶装置。 - 【請求項2】 前記各補助ゲートは、前記コントロール
ゲートが延びる方向に隣接する素子同士の間で独立して
設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半導
体記憶装置。 - 【請求項3】 前記各補助ゲートは、前記コントロール
ゲートが延びる方向に隣接する素子同士の間で共有して
設けられており、 前記各フローティングゲートは、該各フローティングゲ
ートが含まれる素子形成領域と隣接する他の素子形成領
域における前記補助ゲートの側面上には設けられていな
いことを特徴とする請求項1に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記素子形成領域は、前記補助ゲートが
延びる方向に拡散領域を共有しており、 前記拡散領域を共有する一のフローティングゲートと他
のフローティングゲートとは、互いに隣接する補助ゲー
トの対向する側面の一方にのみ交互に形成されているこ
とを特徴とする請求項3に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項5】 半導体基板に形成され、該半導体基板を
複数の素子形成領域に分離する素子分離領域と、 前記半導体基板の上に、前記複数の素子形成領域と第1
の誘電体膜を介してそれぞれ交差するように形成された
複数の島状のフローティングゲートと、 前記各フローティングゲートの上に第2の誘電体膜を介
して形成され、且つ前記素子分離領域の上にこれと交差
するように形成された複数のコントロールゲートと、 前記素子分離領域の上に延びると共に前記コントロール
ゲートと交差するように形成された複数の補助ゲートと
を備え、 前記各フローティングゲートは、前記補助ゲートの下側
部分に該補助ゲートが延びる方向に屈曲する屈曲部を有
していることを特徴とする半導体記憶装置。 - 【請求項6】 前記各フローティングゲートは、平面ク
ランク形状を有し、前記屈曲部の角部外側の端面は、そ
の面方向が前記コントロールゲートが延びる方向と交差
するように形成されていることを特徴とする請求項5に
記載の半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記各補助ゲートは、前記コントロール
ゲートが延びる方向に隣接する素子同士の間で独立して
設けられていることを特徴とする請求項5に記載の半導
体記憶装置。 - 【請求項8】 前記各補助ゲートは、前記コントロール
ゲートが延びる方向に隣接する素子同士の間で共有して
設けられており、 前記各フローティングゲートは、該各フローティングゲ
ートが含まれる素子形成領域と隣接する他の素子形成領
域における前記補助ゲートの下側には設けられていない
ことを特徴とする請求項5に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項9】 前記素子形成領域は、前記補助ゲートが
延びる方向に拡散領域を共有しており、 前記拡散領域を共有する一のフローティングゲートと他
のフローティングゲートとは、それぞれの屈曲部が互い
に隣接する補助ゲートの一方にのみ交互に形成されてい
ることを特徴とする請求項8に記載の半導体記憶装置。 - 【請求項10】 半導体基板に素子分離領域を形成し
て、該半導体基板を複数の素子形成領域に分離する工程
と、 前記半導体基板の上に、前記複数の素子形成領域と第1
の誘電体膜を介して交差すると共に、前記素子分離領域
と交差するように複数のコントロールゲートを形成する
工程と、 前記素子分離領域の上に延び且つ前記各コントロールゲ
ートと交差するように複数の補助ゲートを形成する工程
と、 前記半導体基板上に前記補助ゲート及びコントロールゲ
ートを覆うように導体膜を堆積し、堆積した導体膜に対
してエッチバックを行なうことにより、前記各コントロ
ールゲートの側面及び該側面と接続された前記補助ゲー
トの側面上に第2の誘電体膜を介して前記導体膜からな
るサイドウォール膜を形成する工程と、 前記各サイドウォール膜における前記補助ゲートの側面
上の領域を部分的に除去することにより、前記各サイド
ウォール膜から素子ごとにフローティングゲートを形成
する工程とを備えていることを特徴とする半導体記憶装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001233355A JP2003046005A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001233355A JP2003046005A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003046005A true JP2003046005A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=19065138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001233355A Pending JP2003046005A (ja) | 2001-08-01 | 2001-08-01 | 半導体記憶装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003046005A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006504280A (ja) * | 2002-10-28 | 2006-02-02 | サンディスク コーポレイション | メモリセル電荷記憶素子あたりに二重のコントロールゲートを有するフラッシュメモリセルアレイ |
US7951669B2 (en) | 2006-04-13 | 2011-05-31 | Sandisk Corporation | Methods of making flash memory cell arrays having dual control gates per memory cell charge storage element |
-
2001
- 2001-08-01 JP JP2001233355A patent/JP2003046005A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006504280A (ja) * | 2002-10-28 | 2006-02-02 | サンディスク コーポレイション | メモリセル電荷記憶素子あたりに二重のコントロールゲートを有するフラッシュメモリセルアレイ |
US7994004B2 (en) | 2002-10-28 | 2011-08-09 | Sandisk Technologies Inc. | Flash memory cell arrays having dual control gates per memory cell charge storage element |
JP4933048B2 (ja) * | 2002-10-28 | 2012-05-16 | サンディスク コーポレイション | メモリセル電荷記憶素子あたりに二重のコントロールゲートを有するフラッシュメモリセルアレイ |
US8334180B2 (en) | 2002-10-28 | 2012-12-18 | Sandisk Technologies Inc | Flash memory cell arrays having dual control gates per memory cell charge storage element |
US7951669B2 (en) | 2006-04-13 | 2011-05-31 | Sandisk Corporation | Methods of making flash memory cell arrays having dual control gates per memory cell charge storage element |
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