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JP2003060091A - Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory - Google Patents

Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory

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JP2003060091A
JP2003060091A JP2001244556A JP2001244556A JP2003060091A JP 2003060091 A JP2003060091 A JP 2003060091A JP 2001244556 A JP2001244556 A JP 2001244556A JP 2001244556 A JP2001244556 A JP 2001244556A JP 2003060091 A JP2003060091 A JP 2003060091A
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Japan
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gate electrode
memory cell
insulating film
electrode material
region
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JP2001244556A
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Masayuki Ichige
正之 市毛
Seiichi Mori
誠一 森
Riichiro Shirata
理一郎 白田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently manufacturing a flash memory having a surface channel type CMOS transistor in a peripheral circuit. SOLUTION: On a semiconductor substrate 3, a first gate electrode material film 8c to which impurities are not doped is formed through a first gate insulating film 7. An element isolation insulating film 4 getting to the inside of the semiconductor substrate 3 through the first gate insulating film 7 and the first gate electrode material film 8c is formed. On the first gate electrode material film 8c, a second gate electrode material film 9c to which the impurities are not doped is formed. By etching the first and second gate electrode material films 8c and 9c, a gate structure of NMOS and PMOS transistors 2a and 2b is formed. To the second gate electrode material film 9c in a memory cell region, the second gate electrode material film 9c in an NMOS region and the surface of the semiconductor substrate 3, N-type impurities are doped. To the second gate electrode material film 9c in a PMOS region and the surface of the semiconductor substrate 3, P-type impurities are doped.

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】本発明は、例えば不揮発性半
導体記憶装置の製造方法に係わり、特にメモリセルトラ
ンジスタ及び周辺トランジスタのゲート電極及び周辺ト
ランジスタの拡散層の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to, for example, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly to a method for forming gate electrodes of memory cell transistors and peripheral transistors and diffusion layers of peripheral transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、フラッシュメモリ等の不揮発性
メモリはチップ内部にメモリセルのほか、その動作に必
要なセンスアンプ回路やロウデコーダ回路及び各種遅延
回路、書き込み/消去用高電圧安定化回路等を周辺制御
系回路として有する。したがって、これらの周辺回路を
構成する抵抗、トランジスタ等の素子もチップ内部に形
成されている。このような不揮発性メモリを形成する
際、メモリセル、及び周辺回路を構成する素子等を同一
のプロセスで形成し、製造工程の効率化が図られてい
る。また、製造工程数をさらに削減し、より一層の製造
コストの低減による効率化が要求される。
2. Description of the Related Art Generally, a nonvolatile memory such as a flash memory has a memory cell inside a chip, a sense amplifier circuit, a row decoder circuit and various delay circuits necessary for its operation, a high voltage stabilizing circuit for writing / erasing, etc. As a peripheral control system circuit. Therefore, elements such as resistors and transistors that form these peripheral circuits are also formed inside the chip. At the time of forming such a non-volatile memory, the memory cell, the elements constituting the peripheral circuit, and the like are formed in the same process to improve the efficiency of the manufacturing process. Further, it is required to further reduce the number of manufacturing steps and further reduce the manufacturing cost to improve efficiency.

【0003】システムLSIとの混載型、或いはシステ
ムLSIとの接続性を考えた場合の不揮発性メモリにお
いて、低消費電力、または高速動作が要求されるような
周辺トランジスタとして、表面チャネル型のN型,P型
MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを
組み合わせたCMOS回路が使用される。また、N型M
OSトランジスタのゲート電極をN型多結晶シリコンで
形成し、P型MOSトランジスタのゲート電極をP型多
結晶シリコンで形成する。
In a non-volatile memory mixed with a system LSI or in the case of considering connectivity with a system LSI, a surface channel N-type is used as a peripheral transistor which requires low power consumption or high speed operation. , P-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors are used in combination with a CMOS circuit. Also, N type M
The gate electrode of the OS transistor is formed of N-type polycrystalline silicon, and the gate electrode of the P-type MOS transistor is formed of P-type polycrystalline silicon.

【0004】図21(a),(b)乃至図23(a),
(b)は、NOR型或いはNAND型に代表されるフラ
ッシュメモリの従来の製造方法の一例を順に示してい
る。図21(b)は図21(a)と直交する方向を断面
方向とする断面図である。同様に、図22(b),図2
3(b)は、図22(a),図23(b)と直交する方
向を断面方向とする断面図である。
21 (a), 21 (b) to 23 (a),
(B) sequentially shows an example of a conventional method of manufacturing a flash memory represented by a NOR type or a NAND type. 21B is a cross-sectional view in which the direction orthogonal to FIG. 21A is the cross-sectional direction. Similarly, FIG. 22B and FIG.
3B is a cross-sectional view in which the direction orthogonal to FIGS. 22A and 23B is the cross-sectional direction.

【0005】図21(a),(b)に示すように、シリ
コンからなる半導体基板41上に、ゲート絶縁膜42、
N型の不純物がドープされたN型の第1ゲート電極43
a、シリコン窒化膜44を順次堆積する。次に、シリコ
ン窒化膜44、N型の第1ゲート電極43a、第1のゲ
ート絶縁膜42を貫通して半導体基板41内に至るトレ
ンチを形成し、このトレンチをシリコン酸化膜で埋め込
み、素子分離絶縁膜45を形成する。
As shown in FIGS. 21A and 21B, on a semiconductor substrate 41 made of silicon, a gate insulating film 42,
N-type first gate electrode 43 doped with N-type impurities
a, the silicon nitride film 44 is sequentially deposited. Next, a trench that penetrates the silicon nitride film 44, the N-type first gate electrode 43a, and the first gate insulating film 42 and reaches the inside of the semiconductor substrate 41 is formed, and the trench is filled with a silicon oxide film to isolate the device. The insulating film 45 is formed.

【0006】次に、図22(a),(b)に示すよう
に、素子分離絶縁膜45の上部一部分を除去した後、シ
リコン窒化膜44を除去する。次に、メモリセル領域及
びNMOS領域のみフォトレジスト46を形成する。次
に、このフォトレジスト46をマスクとしてボロン等の
P型不純物をN型の第1ゲート電極43aに注入し、P
型の第1のゲート電極43bを形成する。
Next, as shown in FIGS. 22A and 22B, after removing a part of the upper portion of the element isolation insulating film 45, the silicon nitride film 44 is removed. Next, a photoresist 46 is formed only in the memory cell region and the NMOS region. Next, using the photoresist 46 as a mask, a P-type impurity such as boron is injected into the N-type first gate electrode 43a, and P
The first gate electrode 43b of the mold is formed.

【0007】次に、図23(a),(b)に示すよう
に、上記フォトレジスト46を除去した後、半導体装置
上の全面に第2のゲート絶縁膜47、第2のゲート電極
48を形成する。次に、この第2のゲート絶縁膜47及
び第2のゲート電極48エッチングしてメモリセルトラ
ンジスタ49の浮遊ゲートFG,制御ゲート電極CG、
及びMOSトランジスタ50a,50bのゲート電極5
1a,51bを形成する。次に、メモリセルトランジス
タ49、N型,P型MOSトランジスタ50a,50b
のソース・ドレイン領域52,53a,53bをそれぞ
れ形成する。
Next, as shown in FIGS. 23A and 23B, after removing the photoresist 46, a second gate insulating film 47 and a second gate electrode 48 are formed on the entire surface of the semiconductor device. Form. Next, the second gate insulating film 47 and the second gate electrode 48 are etched to etch the floating gate FG of the memory cell transistor 49, the control gate electrode CG,
And the gate electrode 5 of the MOS transistors 50a and 50b
1a and 51b are formed. Next, the memory cell transistor 49, N-type and P-type MOS transistors 50a and 50b
Source / drain regions 52, 53a and 53b are formed respectively.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うに、従来はP型の第1のゲート電極43bを形成する
際、N型の第1ゲート電極43aを形成し、このN型の
第1ゲート電極43aのPMOS領域にP型の不純物を
注入する。このため、以下のような問題を生じる。
By the way, as described above, when forming the P-type first gate electrode 43b in the related art, the N-type first gate electrode 43a is formed, and the N-type first gate electrode 43a is formed. P-type impurities are implanted into the PMOS region of the gate electrode 43a. Therefore, the following problems occur.

【0009】すなわち、N型の第1のゲート電極43a
をP型にするために、N型の第1のゲート電極43aの
不純物濃度の2倍以上の濃度のボロンを注入する必要が
ある。しかし、ボロンは原子番号が小さく、軽い原子で
あるため、後に行う熱拡散の際、大量に注入されたボロ
ンが第1のゲート絶縁膜42を貫通して半導体基板41
の表面に拡散する。このため、チャネル制御のために予
め所定値とした半導体基板41表面の不純物濃度になら
ずにデバイス特性が変動する可能性が高い。
That is, the N-type first gate electrode 43a
In order to make the P-type into P-type, it is necessary to implant boron with a concentration twice or more the impurity concentration of the N-type first gate electrode 43a. However, since boron has a small atomic number and is a light atom, a large amount of implanted boron penetrates the first gate insulating film 42 during the subsequent thermal diffusion, and the semiconductor substrate 41.
Diffuse to the surface of. Therefore, there is a high possibility that the device characteristics will change without the impurity concentration on the surface of the semiconductor substrate 41 being set to a predetermined value for channel control.

【0010】通常、P型の電極材料に対してP(リン)
或いはAs(砒素)を、その2倍以上の濃度イオン注入
し、N型にする技術は見受けられる。一方、N型の電極
材料に対してP型の不純物を注入する上記方法は、上記
B(ボロン)の外方への拡散の問題があるため、あまり
用いられない。しかし、例えばゲート酸化膜がB(ボロ
ン)の拡散に対してバリア性が高いものであるなどの工
夫があれば使用可能性がないわけではない。
Usually, P (phosphorus) is used for a P-type electrode material.
Alternatively, there is a technique in which As (arsenic) is ion-implanted at a concentration twice or more that of As to make it N-type. On the other hand, the above method of implanting P-type impurities into the N-type electrode material is not often used because of the problem of outward diffusion of B (boron). However, if the gate oxide film has a high barrier property against the diffusion of B (boron), the device is not unusable.

【0011】さらに、素子分離絶縁膜45を形成する
際、トレンチを形成した後、シリコン酸化膜によってト
レンチを充填する前に、通常、トレンチ内壁を熱酸化す
る。このとき、不純物がドープされた第1のゲート電極
43aは、シリコンからなる半導体基板41より酸化速
度が速い。このため、図24に示すように、トレンチの
内側において、第1のゲート電極43aの側壁に形成さ
れた熱酸化膜54が、トレンチの側壁に形成された熱酸
化膜55より突出する。このようなオーバーハング形状
の溝に酸化膜を埋め込むと溝中央にシーム(seam)或い
はボイド(void)と呼ばれる空隙が形成される。する
と、後工程のゲート電極加工時に、この部分に電極材の
一部が残り、隣接するゲート間が電気的に短絡してしま
う不良事例を引き起こすことにつながる。
Further, when the element isolation insulating film 45 is formed, the inner wall of the trench is usually thermally oxidized after forming the trench and before filling the trench with the silicon oxide film. At this time, the first gate electrode 43a doped with impurities has a higher oxidation rate than the semiconductor substrate 41 made of silicon. Therefore, as shown in FIG. 24, inside the trench, the thermal oxide film 54 formed on the side wall of the first gate electrode 43a projects from the thermal oxide film 55 formed on the side wall of the trench. When an oxide film is embedded in such an overhang-shaped groove, a void called a seam or a void is formed at the center of the groove. Then, when the gate electrode is processed in a later step, a part of the electrode material remains in this portion, which causes a defective case in which adjacent gates are electrically short-circuited.

【0012】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、周辺回路に
表面チャネル型のCMOSトランジスタを有する半導体
記憶装置において、デバイス特性が変動することを防止
可能であるとともに、効率的な不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to change device characteristics in a semiconductor memory device having a surface channel type CMOS transistor in a peripheral circuit. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device that is preventable and efficient.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の不揮発性半導体
記憶装置の製造方法は、上記課題を解決するため、半導
体基板上に配設された、メモリセルトランジスタが形成
されるメモリセル領域と、第1,第2トランジスタが形
成される第1,第2周辺領域とを有する不揮発性半導体
記憶装置において、前記メモリセル領域及び前記第1,
第2周辺領域において、前記半導体基板上に第1ゲート
絶縁膜、第1ゲート電極材膜を順次形成する工程と、前
記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記第1ゲート絶縁膜、前記第1ゲート電極材膜を
貫通して前記半導体基板内に至る素子分離絶縁膜を形成
する工程と、前記メモリセル領域及び前記第1,第2周
辺領域において、前記第1ゲート電極材膜上に第2ゲー
ト電極材膜を形成する工程と、前記第1,第2周辺領域
において、前記第1,第2ゲート電極材膜をエッチング
し、前記第1,2トランジスタのゲート構造を形成する
とともに、前記半導体基板の表面を一部露出させる工程
と、前記メモリセル領域の前記第2ゲート電極材膜と、
前記第1周辺領域の前記第2ゲート電極材膜及び前記半
導体基板の表面と、に第1導電型の不純物を注入する工
程と、前記第2周辺領域の前記第2ゲート電極材膜及び
前記半導体基板の表面に第2導電型の不純物を注入する
工程と、前記メモリセル領域において、前記第2ゲート
電極材膜上に第2ゲート絶縁膜、導電膜を順次形成する
工程と、前記メモリセル領域において、前記導電膜、前
記第2ゲート電極、前記第2ゲート絶縁膜、前記第1ゲ
ート電極をエッチングして前記メモリセルトランジスタ
のゲート構造を形成する工程と、前記メモリセル領域に
おいて、前記半導体基板の表面に不純物を注入して前記
メモリセルトランジスタのソース・ドレイン領域を形成
する工程と、を具備する。
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell region formed on a semiconductor substrate in which a memory cell transistor is formed, In a nonvolatile semiconductor memory device having first and second peripheral regions in which first and second transistors are formed, the memory cell region and the first and second peripheral regions are provided.
A step of sequentially forming a first gate insulating film and a first gate electrode material film on the semiconductor substrate in a second peripheral region, and the first gate insulating film in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A film, a step of penetrating the first gate electrode material film to form an element isolation insulating film reaching the inside of the semiconductor substrate, and the first gate electrode material in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Forming a second gate electrode material film on the film, and etching the first and second gate electrode material films in the first and second peripheral regions to form gate structures of the first and second transistors And exposing a part of the surface of the semiconductor substrate, the second gate electrode material film in the memory cell region,
Implanting an impurity of the first conductivity type into the second gate electrode material film in the first peripheral region and the surface of the semiconductor substrate; and the second gate electrode material film and the semiconductor in the second peripheral region. Implanting a second conductivity type impurity into the surface of the substrate, sequentially forming a second gate insulating film and a conductive film on the second gate electrode material film in the memory cell region, and the memory cell region A step of etching the conductive film, the second gate electrode, the second gate insulating film, and the first gate electrode to form a gate structure of the memory cell transistor, and the semiconductor substrate in the memory cell region. Forming a source / drain region of the memory cell transistor by implanting impurities into the surface of the memory cell transistor.

【0014】本発明の別の観点によれば、半導体基板上
に配設された、メモリセルトランジスタが形成されるメ
モリセル領域と、第1,第2トランジスタが形成される
第1,第2周辺領域とを有する不揮発性半導体記憶装置
において、前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺
領域において、前記半導体基板上に第1ゲート絶縁膜、
ゲート電極材膜を順次形成する工程と、前記メモリセル
領域及び前記第1,第2周辺領域において、前記第1ゲ
ート絶縁膜、前記ゲート電極材膜を貫通して前記半導体
基板内に至る素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記メ
モリセル領域及び前記第1周辺領域において、前記ゲー
ト電極材膜に第1導電型の不純物を注入する工程と、前
記第2周辺領域において、前記ゲート電極材膜に第2導
電型の不純物を注入する工程と、前記メモリセル領域及
び前記第1,第2周辺領域において、前記ゲート電極材
膜上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1,
第2周辺領域において、前記第2ゲート絶縁膜の一部を
除去し、前記ゲート電極材膜に達する開口部を形成する
工程と、前記第2ゲート絶縁膜上と、前記開口部内と、
に導電膜を形成する工程と、前記メモリセル領域及び前
記第1,第2周辺領域において、前記導電膜、前記第2
ゲート絶縁膜、前記ゲート電極材膜をエッチングして前
記メモリセルトランジスタ及び前記第1,第2トランジ
スタのゲート構造を形成するとともに、前記半導体基板
の表面を一部露出させる工程と、前記メモリセル領域及
び前記第1,第2周辺領域において、前記半導体基板の
表面に不純物を注入して前記メモリセルトランジスタ及
び前記第1,第2トランジスタのソース・ドレイン領域
を形成する工程と、を具備することを特徴とする不揮発
性半導体装置の製造方法を提供できる。
According to another aspect of the present invention, a memory cell region formed on a semiconductor substrate in which a memory cell transistor is formed and first and second peripheral portions in which first and second transistors are formed are formed. A non-volatile semiconductor memory device having a region, a first gate insulating film on the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions,
A step of sequentially forming a gate electrode material film, and element isolation that penetrates the first gate insulating film and the gate electrode material film into the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Forming an insulating film; implanting an impurity of a first conductivity type into the gate electrode material film in the memory cell region and the first peripheral region; and forming the gate electrode material film in the second peripheral region. A step of injecting a second conductivity type impurity into the gate electrode material film, and a step of forming a second gate insulating film on the gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions;
A step of removing a part of the second gate insulating film in the second peripheral region to form an opening reaching the gate electrode material film, the second gate insulating film, and inside the opening.
Forming a conductive film on the conductive film, the conductive film and the second conductive film in the memory cell region and the first and second peripheral regions.
Etching the gate insulating film and the gate electrode material film to form the gate structure of the memory cell transistor and the first and second transistors, and exposing a part of the surface of the semiconductor substrate; and the memory cell region. And implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate in the first and second peripheral regions to form the memory cell transistor and the source / drain regions of the first and second transistors. A method for manufacturing a characteristic nonvolatile semiconductor device can be provided.

【0015】本発明の別の観点によれば、半導体基板上
に配設された、メモリセルトランジスタが形成されるメ
モリセル領域と、第1,第2トランジスタが形成される
第1,第2周辺領域とを有する不揮発性半導体記憶装置
において、前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺
領域において、前記半導体基板上に第1ゲート絶縁膜、
ゲート電極材膜を順次形成する工程と、前記メモリセル
領域及び前記第1,第2周辺領域において、前記第1ゲ
ート絶縁膜、前記ゲート電極材膜を貫通して前記半導体
基板内に至る素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記メ
モリセル領域及び前記第1周辺領域において、前記ゲー
ト電極材膜に第1導電型の不純物を注入する工程と、前
記第2周辺領域において、前記ゲート電極材膜に第2導
電型の不純物を注入する工程と、前記メモリセル領域及
び前記第1,第2周辺領域において、前記ゲート電極材
膜上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第1,
第2周辺領域の前記第2ゲート絶縁膜を除去する工程
と、前記メモリセル領域の前記第2ゲート絶縁膜上と、
前記第1,第2周辺領域の前記ゲート電極材上と、に導
電膜を形成する工程と、前記メモリセル領域及び前記第
1,第2周辺領域において、前記導電膜、前記第2ゲー
ト絶縁膜、前記ゲート電極材膜をエッチングして前記メ
モリセルトランジスタ及び前記第1,第2トランジスタ
のゲート構造を形成するとともに、前記半導体基板の表
面を一部露出させる工程と、前記メモリセル領域及び前
記第1,第2周辺領域において、前記半導体基板の表面
に不純物を注入して前記メモリセルトランジスタ及び前
記第1,第2トランジスタのソース・ドレイン領域を形
成する工程と、を具備することを特徴とする不揮発性半
導体装置の製造方法を提供できる。
According to another aspect of the present invention, a memory cell region formed on a semiconductor substrate in which a memory cell transistor is formed, and first and second peripheral portions in which first and second transistors are formed are formed. A non-volatile semiconductor memory device having a region, a first gate insulating film on the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions,
A step of sequentially forming a gate electrode material film, and element isolation that penetrates the first gate insulating film and the gate electrode material film into the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Forming an insulating film; implanting an impurity of a first conductivity type into the gate electrode material film in the memory cell region and the first peripheral region; and forming the gate electrode material film in the second peripheral region. A step of injecting a second conductivity type impurity into the gate electrode material film, and a step of forming a second gate insulating film on the gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions;
Removing the second gate insulating film in the second peripheral region, and on the second gate insulating film in the memory cell region,
Forming a conductive film on the gate electrode material in the first and second peripheral regions; and forming the conductive film and the second gate insulating film in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Etching the gate electrode material film to form the gate structures of the memory cell transistor and the first and second transistors, and exposing a part of the surface of the semiconductor substrate; 1. In a second peripheral region, implanting impurities into the surface of the semiconductor substrate to form the memory cell transistor and the source / drain regions of the first and second transistors. A method for manufacturing a non-volatile semiconductor device can be provided.

【0016】更に、本発明に係る実施の形態には種々の
段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件
における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され
得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾
つかの構成要件が省略されることで発明が抽出された場
合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が
周知慣用技術で適宜補われるものである。
Furthermore, the embodiments according to the present invention include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, when the invention is extracted by omitting some of the constituent elements shown in the embodiment, when omitting the extracted invention, the omitted part is appropriately supplemented by a well-known conventional technique. It is something that will be done.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】従来、セルトランジスタ及びトラ
ンジスタ等からなる周辺回路を有する半導体記憶装置に
おいて、以下のような製造方法が採用された。すなわ
ち、不純物がドープされていないゲート電極材を形成
し、後の工程でこのゲート電極材に不純物を注入して導
電化した後、この導電化されたゲート電極材を用いてセ
ルトランジスタ及び周辺トランジスタ等のゲート電極を
形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Conventionally, the following manufacturing method has been adopted in a semiconductor memory device having a cell transistor and a peripheral circuit including a transistor and the like. That is, a gate electrode material not doped with impurities is formed, impurities are injected into the gate electrode material in a later step to make it conductive, and then a cell transistor and a peripheral transistor are formed by using this conductive gate electrode material. And other gate electrodes are formed.

【0018】このような方法は、フラッシュメモリを製
造する際には採用されていなかった。これは、特にメモ
リセルトランジスタ部への不純物注入の際の加速エネル
ギー、及び注入量の調整が微妙であり、メモリセルデバ
イスの信頼性を確保することが難しいとされているため
である。
Such a method has not been adopted when manufacturing a flash memory. This is because adjustment of the acceleration energy and the amount of implantation at the time of implanting impurities into the memory cell transistor portion is particularly delicate, and it is difficult to ensure the reliability of the memory cell device.

【0019】しかし、近時、製造技術及び制御技術の進
歩により、上記方法をフラッシュメモリの製造方法に採
用することが可能となってきた。このような方法を、図
22を用いて簡単に説明する。
However, due to recent advances in manufacturing technology and control technology, it has become possible to apply the above method to a flash memory manufacturing method. Such a method will be briefly described with reference to FIG.

【0020】図22において、まず、第1のゲート絶縁
膜42上に、第1のゲート電極43aとして不純物がド
ープされていない多結晶シリコン等を形成する。次に、
NMOS領域及びメモリセル領域の第1のゲート電極4
3aにN型不純物を注入することにより、メモリセル領
域及びNMOS領域の第1のゲート電極43aを同時に
N型の導電層とする。次に、PMOS領域の第1のゲー
ト電極43aにP型不純物を注入することにより、PM
OS領域の第1のゲート電極43aをP型の導電層とす
る。
In FIG. 22, first, on the first gate insulating film 42, polycrystalline silicon or the like which is not doped with impurities is formed as the first gate electrode 43a. next,
First gate electrode 4 in NMOS region and memory cell region
By implanting an N-type impurity into 3a, the first gate electrode 43a in the memory cell region and the NMOS region simultaneously serves as an N-type conductive layer. Next, by injecting P-type impurities into the first gate electrode 43a in the PMOS region, PM
The first gate electrode 43a in the OS region is a P-type conductive layer.

【0021】上記方法によれば、不純物がドープされて
いないゲート電極材にN型,P型不純物をそれぞれ注入
するため、PMOS領域のN型の第1のゲート電極43
aにP型不純物を注入する際に起こる上記問題を回避で
きる。したがって、表面チャネル型のCMOSトランジ
スタを有するフラッシュメモリの製造に好適である。さ
らに、トレンチ部を拡大した図24に示すような、不純
物がドープされた多結晶シリコンとシリコンとの酸化速
度の差が原因の熱酸化膜54が形成される問題も回避で
きる。
According to the above method, N-type and P-type impurities are implanted into the gate electrode material not doped with impurities, so that the N-type first gate electrode 43 in the PMOS region is implanted.
It is possible to avoid the above problem that occurs when a P-type impurity is implanted into a. Therefore, it is suitable for manufacturing a flash memory having a surface channel type CMOS transistor. Further, it is possible to avoid the problem that the thermal oxide film 54 is formed due to the difference in the oxidation rate between the impurity-doped polycrystalline silicon and the silicon as shown in FIG. 24 in which the trench portion is enlarged.

【0022】しかしながら、上記方法によると、N型及
びP型それぞれの不純物を注入する工程が必要であるた
め、半導体装置の製造工程数が増大する。このため、製
造工程の効率化が図れない。
However, according to the above method, since the steps of implanting N-type and P-type impurities are required, the number of manufacturing steps of the semiconductor device increases. Therefore, the efficiency of the manufacturing process cannot be improved.

【0023】以下に、このような知見に基づいて構成さ
れた本発明の実施の形態について図面を参照して説明す
る。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成
を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説
明は必要な場合にのみ行う。
An embodiment of the present invention constructed on the basis of such knowledge will be described below with reference to the drawings. In the following description, constituent elements having substantially the same functions and configurations are designated by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

【0024】(第1の実施形態)図1(a)は、本発明
に係る不揮発性半導体記憶装置の第1の実施形態を示す
断面図であり、図1(b)は図1(a)と直交する方向
を断面方向とする断面図である。
(First Embodiment) FIG. 1A is a sectional view showing a first embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 1B is a sectional view of FIG. It is sectional drawing which makes a direction orthogonal to the cross-sectional direction.

【0025】図1(a)に示すように、本発明に係る半
導体記憶装置は、メモリセルを形成する複数のメモリセ
ルトランジスタ1が形成されるメモリセル領域と、周辺
回路を形成するN型MOSトランジスタ2aが形成され
るNMOS領域と、P型MOSトランジスタ2bが形成
されるPMOS領域と、を有する。
As shown in FIG. 1A, a semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell region in which a plurality of memory cell transistors 1 forming a memory cell are formed and an N-type MOS forming a peripheral circuit. It has an NMOS region in which the transistor 2a is formed and a PMOS region in which the P-type MOS transistor 2b is formed.

【0026】図1(a)において、3は半導体基板であ
り、この半導体基板3の表面の一部から突出して、素子
領域を分離する素子分離絶縁膜4が複数形成される。素
子分離絶縁膜4相互間の半導体基板3上に、第1のゲー
ト絶縁膜7が形成される。
In FIG. 1A, 3 is a semiconductor substrate, and a plurality of element isolation insulating films 4 which project from a part of the surface of the semiconductor substrate 3 and isolate element regions are formed. A first gate insulating film 7 is formed on the semiconductor substrate 3 between the element isolation insulating films 4.

【0027】上記メモリセル領域において、上記第1の
ゲート絶縁膜7上に例えばN型の不純物が注入されたN
型の第1のゲート電極8aが形成される。N型の第1の
ゲート電極8a上から素子分離絶縁膜4上に一部延在す
るように例えばN型の不純物が注入されたN型の第2の
ゲート電極9aが形成される。素子分離絶縁膜4の略中
央上で、N型の第2のゲート電極9a相互間には素子分
離絶縁膜4まで達する溝10が形成される。この溝10
により第2のゲート電極9cは隣接するメモリセルトラ
ンジスタのそれと相互に分離される。
In the memory cell region, an N-type impurity, such as an N-type impurity, is implanted on the first gate insulating film 7.
The first gate electrode 8a of the mold is formed. For example, an N-type second gate electrode 9a in which an N-type impurity is implanted is formed so as to partially extend from the N-type first gate electrode 8a to the element isolation insulating film 4. A groove 10 reaching the element isolation insulating film 4 is formed between the N-type second gate electrodes 9a substantially above the center of the element isolation insulating film 4. This groove 10
Thus, the second gate electrode 9c is separated from that of the adjacent memory cell transistor.

【0028】上記NMOS領域において、上記第1のゲ
ート絶縁膜7上に上記第1のゲート電極8aが形成され
る。また、P型MOS領域において、第1のゲート絶縁
膜7上にP型不純物が注入されたP型の第1のゲート電
極8bが形成される。N型及びP型の第1のゲート電極
8a,8b上から素子分離絶縁膜4上に亘って第2のゲ
ート電極9が形成される。この第2のゲート電極9は、
NMOS領域にN型不純物が注入されたN型の第2のゲ
ート電極9aと、PMOS領域にP型不純物が注入され
たP型の第2のゲート電極9bと、からなる。
In the NMOS region, the first gate electrode 8a is formed on the first gate insulating film 7. Further, in the P-type MOS region, the P-type first gate electrode 8b in which the P-type impurity is implanted is formed on the first gate insulating film 7. A second gate electrode 9 is formed over the N-type and P-type first gate electrodes 8a and 8b and the element isolation insulating film 4. This second gate electrode 9 is
It is composed of an N-type second gate electrode 9a having an N-type impurity implanted in the NMOS region and a P-type second gate electrode 9b having a P-type impurity implanted in the PMOS region.

【0029】上記第2のゲート電極9上、及び前記溝1
0の内壁に、例えば酸化膜、窒化膜、酸化膜(ONO
膜)からなる第2のゲート絶縁膜11が形成される。メ
モリセル領域において、この第2のゲート絶縁膜11上
に第3のゲート電極12が形成される。第3のゲート電
極12上にシリサイド13が形成される。
On the second gate electrode 9 and the groove 1
On the inner wall of 0, for example, an oxide film, a nitride film, an oxide film (ONO
A second gate insulating film 11 made of a film is formed. In the memory cell region, the third gate electrode 12 is formed on the second gate insulating film 11. The silicide 13 is formed on the third gate electrode 12.

【0030】図1(b)に示すように、メモリセル領域
において、半導体基板3上に複数のメモリセルトランジ
スタ1が形成される。メモリセルトランジスタ1は、半
導体基板3の表面上に順次形成された第1,第2のゲー
ト電極8a,9a、第2のゲート絶縁膜11、第3のゲ
ート電極12と、第1のゲート電極8aに隣接して半導
体基板3表面に形成されたソース・ドレイン領域5と、
により構成される。第1,第2のゲート電極8a,9a
はメモリセルトランジスタの浮遊ゲート電極FGとして
機能し、第3のゲート電極12は制御ゲート電極CGと
して機能する。第3のゲート電極12上にシリサイド1
3が形成される。
As shown in FIG. 1B, a plurality of memory cell transistors 1 are formed on the semiconductor substrate 3 in the memory cell region. The memory cell transistor 1 includes the first and second gate electrodes 8a and 9a, the second gate insulating film 11, the third gate electrode 12, and the first gate electrode, which are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate 3. Source / drain regions 5 formed on the surface of the semiconductor substrate 3 adjacent to 8a;
It is composed of First and second gate electrodes 8a and 9a
Functions as the floating gate electrode FG of the memory cell transistor, and the third gate electrode 12 functions as the control gate electrode CG. Silicide 1 on the third gate electrode 12
3 is formed.

【0031】また、NMOS領域において、半導体基板
3上にN型MOSトランジスタ2aが形成される。この
N型MOSトランジスタ2aは、半導体基板3表面上に
順次形成された第1,第2のゲート電極8a,9aと第
1のゲート電極8aに隣接して半導体基板3の表面に形
成されたソース・ドレイン領域6aとにより構成され
る。第1,第2のゲート電極8a,9aはN型MOSト
ランジスタ2aのゲート電極Gaを構成する。第3のゲ
ート電極12上にシリサイド13が形成される。
In the NMOS region, the N-type MOS transistor 2a is formed on the semiconductor substrate 3. The N-type MOS transistor 2a is a source formed on the surface of the semiconductor substrate 3 adjacent to the first and second gate electrodes 8a and 9a and the first gate electrode 8a which are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate 3. The drain region 6a. The first and second gate electrodes 8a and 9a form the gate electrode Ga of the N-type MOS transistor 2a. The silicide 13 is formed on the third gate electrode 12.

【0032】また、PMOS領域において、半導体基板
3上にP型MOSトランジスタ2bが形成される。この
P型MOSトランジスタ2bは、半導体基板3表面上に
順次形成された第1,第2のゲート電極8b,9bと第
1のゲート電極8bに隣接して半導体基板3の表面に形
成されたソース・ドレイン領域6bとにより構成され
る。第1,第2のゲート電極8b,9bはP型MOSト
ランジスタ2bのゲート電極Gbを構成する。第3のゲ
ート電極12上にシリサイド13が形成される。
In the PMOS region, the P-type MOS transistor 2b is formed on the semiconductor substrate 3. The P-type MOS transistor 2b is a source formed on the surface of the semiconductor substrate 3 adjacent to the first and second gate electrodes 8b and 9b and the first gate electrode 8b which are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate 3. And the drain region 6b. The first and second gate electrodes 8b and 9b form the gate electrode Gb of the P-type MOS transistor 2b. The silicide 13 is formed on the third gate electrode 12.

【0033】上記第2のゲート絶縁膜11は、ゲート電
極Ga,Gbの上面及び側面から、半導体基板3の表面
に亘って形成される。
The second gate insulating film 11 is formed from the top and side surfaces of the gate electrodes Ga and Gb to the surface of the semiconductor substrate 3.

【0034】図2(a),(b)乃至図11(a),
(b)は上記構成の半導体記憶装置の製造方法を順に示
している。図2(b)は、図2(a)と直交する方向を
断面方向とする断面図であり、図3(b)は、図3
(a)と直交する方向を断面方向とする断面図である。
以下、同様に、図4(b)乃至図11(b)は、同図番
号(a)と直交する方向を断面方向とする断面図であ
る。以下、図2(a),(b)乃至図13(a),
(b)を用いて、上記構成の本発明に係る半導体記憶装
置の製造方法について説明する。
2A, 2B to 11A,
(B) shows in sequence the method of manufacturing the semiconductor memory device having the above configuration. 2B is a cross-sectional view in which the direction orthogonal to FIG. 2A is the cross-sectional direction, and FIG.
It is sectional drawing which makes a direction orthogonal to (a) a sectional direction.
Hereinafter, similarly, FIGS. 4B to 11B are cross-sectional views in which the direction orthogonal to the reference numeral (a) in the drawing is the cross-sectional direction. Hereinafter, FIGS. 2 (a), 2 (b) to 13 (a),
A method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present invention having the above-described structure will be described with reference to FIG.

【0035】図2(a),(b)に示すように、半導体
基板3の表面に図示せぬウェルを形成し、メモリセル領
域、NMOS領域、PMOS領域の半導体基板3表面
に、チャネル制御に必要な所望のイオンを注入する。次
に、半導体基板3上の全面に例えば熱酸化により第1の
ゲート絶縁膜7を形成する。次に、この第1のゲート絶
縁膜7上の全面に、例えばCVD法を用いて、不純物が
ドープされていない例えばポリシリコンによる第1のゲ
ート電極材膜8cを形成する。次に、この第1のゲート
電極材膜8c上の全面に、例えばCVD法を用いて例え
ばシリコン窒化膜等のマスク材21を形成する。
As shown in FIGS. 2A and 2B, a well (not shown) is formed on the surface of the semiconductor substrate 3, and channel control is performed on the surface of the semiconductor substrate 3 in the memory cell region, the NMOS region and the PMOS region. Implant the required desired ions. Next, the first gate insulating film 7 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 3 by, for example, thermal oxidation. Next, a first gate electrode material film 8c made of, for example, polysilicon not doped with impurities is formed on the entire surface of the first gate insulating film 7 by using, for example, the CVD method. Next, a mask material 21 such as a silicon nitride film is formed on the entire surface of the first gate electrode material film 8c by using, for example, the CVD method.

【0036】次に、図3(a),(b)に示すように、
上記マスク材21上の全面に、図示せぬフォトレジスト
を形成し、このフォトレジストに、フォトリソグラフィ
工程を用いて素子領域のパターンを転写する。次に、こ
のフォトレジストをマスクとして例えばRIE法等の異
方性エッチングにより、上記マスク材21、第1のゲー
ト電極材膜8c、第1のゲート絶縁膜7、半導体基板3
の一部をエッチングする。こうすることにより、マスク
材21,第1のゲート電極材膜8c,第1のゲート絶縁
膜7を貫通して半導体基板3に至るトレンチを形成す
る。次に、トレンチ内壁に熱酸化膜を形成した後、半導
体装置上の全面に例えばCVD法により例えばシリコン
酸化膜を堆積することによりトレンチがシリコン酸化膜
により埋め込まれる。次に、マスク材21をストッパー
として、シリコン酸化膜を平坦化して素子分離絶縁膜4
を形成する。尚、この後シリコン酸化膜を一部エッチバ
ックし、素子分離絶縁膜4の高さを低くすることもでき
る。
Next, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b),
A photoresist (not shown) is formed on the entire surface of the mask material 21, and the pattern of the element region is transferred to the photoresist using a photolithography process. Next, using this photoresist as a mask, the mask material 21, the first gate electrode material film 8c, the first gate insulating film 7, and the semiconductor substrate 3 are anisotropically etched by, for example, the RIE method.
To etch a part of. By doing so, a trench that penetrates the mask material 21, the first gate electrode material film 8c, and the first gate insulating film 7 and reaches the semiconductor substrate 3 is formed. Next, after forming a thermal oxide film on the inner wall of the trench, the trench is filled with the silicon oxide film by depositing, for example, a silicon oxide film on the entire surface of the semiconductor device by, for example, the CVD method. Next, the silicon oxide film is planarized by using the mask material 21 as a stopper to flatten the element isolation insulating film 4
To form. After that, the silicon oxide film may be partially etched back to reduce the height of the element isolation insulating film 4.

【0037】次に、図4(a),(b)に示すように、
マスク材21を除去した後、半導体装置上の全面に例え
ばCVD法を用いて、不純物がドープされていない例え
ばポリシリコンによる第2のゲート電極材膜9cを形成
する。
Next, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b),
After removing the mask material 21, a second gate electrode material film 9c made of, for example, polysilicon not doped with impurities is formed on the entire surface of the semiconductor device by, for example, the CVD method.

【0038】次に、図5(a),(b)に示すように、
半導体装置上の全面に図示せぬフォトレジスタを形成す
る。次に、フォトリソグラフィ工程を用いて、メモリセ
ル領域の上記素子分離絶縁膜4上の略中央部に開口部を
有するとともに、N型,P型MOSトランジスタ2a,
2bのゲートパターンを有するパターンをフォトレジス
トに転写する。次に、このフォトレジストをマスクとし
て、例えばRIE法等の異方性エッチングを用いて、第
1,第2のゲート電極材膜8c,9cをエッチングす
る。こうすることにより、図5(a)に示すように、セ
ル領域において素子分離絶縁膜4上に溝10が形成され
るとともに、周辺領域においてN型,P型MOSトラン
ジスタ2a,2bのゲート構造が形成される。
Next, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b),
A photoresist (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, a photolithography process is used to form an N-type and P-type MOS transistor 2a with an opening in the memory cell region on the element isolation insulating film 4 at a substantially central portion.
The pattern having the gate pattern of 2b is transferred to the photoresist. Next, using this photoresist as a mask, the first and second gate electrode material films 8c and 9c are etched by anisotropic etching such as RIE. As a result, as shown in FIG. 5A, the trench 10 is formed on the element isolation insulating film 4 in the cell region, and the gate structures of the N-type and P-type MOS transistors 2a and 2b are formed in the peripheral region. It is formed.

【0039】次に、フォトレジストを除去する。尚、上
記フォトレジストを形成するに先立ち、第2のゲート電
極9上に、例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜
を堆積する工程を挿入することもできる。この場合、フ
ォトレジストを除去する前に、これらシリコン酸化膜ま
たはシリコン窒化膜を除去する。
Next, the photoresist is removed. It is also possible to insert a step of depositing, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film on the second gate electrode 9 before forming the photoresist. In this case, these silicon oxide film or silicon nitride film are removed before removing the photoresist.

【0040】次に、図6(a),(b)に示すように、
半導体装置上の全面にフォトレジスト22を形成する。
次に、フォトリソグラフィ工程を用いて、メモリセル領
域及びNMOS領域のみ開口部を有するパターンをフォ
トレジスト22に転写する。次に、このフォトレジスト
22をマスクとして、例えば加速電圧が数十Kev、注
入量が約1015cm−2の条件で、例えばリン(P)
またはヒ素(As)等の不純物を半導体装置全面に注入
する。こうすることによって、第2のゲート電極材膜9
cに不純物が注入されることにより、メモリセル領域及
びNMOS領域においてN型の第2のゲート電極9aが
形成されるとともに、NMOS領域にソース・ドレイン
領域6aが形成される。次に、フォトレジスト22を除
去する。
Next, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b),
A photoresist 22 is formed on the entire surface of the semiconductor device.
Next, using a photolithography process, a pattern having openings in only the memory cell region and the NMOS region is transferred to the photoresist 22. Next, using this photoresist 22 as a mask, for example, phosphorus (P) is used under the conditions of an accelerating voltage of several tens Kev and an implantation amount of about 10 15 cm −2.
Alternatively, impurities such as arsenic (As) are implanted into the entire surface of the semiconductor device. By doing so, the second gate electrode material film 9 is formed.
By implanting impurities into c, the N-type second gate electrode 9a is formed in the memory cell region and the NMOS region, and the source / drain region 6a is formed in the NMOS region. Next, the photoresist 22 is removed.

【0041】次に、図7(a),(b)に示すように、
半導体装置上の全面にフォトレジスト23を形成する。
次にフォトリソグラフィ工程を用いて、PMOS領域の
み開口部を有するパターンをフォトレジスト23に転写
する。次に、このフォトレジスト23をマスクとして、
例えば加速電圧が十数Kev、注入量が約1015cm
−2の条件で、例えばボロン等の不純物を半導体装置全
面に注入する。こうすることによって、第2のゲート電
極材膜9cに不純物が注入されることにより、PMOS
領域において、P型の第2のゲート電極9bが形成され
るとともに、PMOS領域にソース・ドレイン領域6b
が形成される。
Next, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b),
A photoresist 23 is formed on the entire surface of the semiconductor device.
Next, using a photolithography process, a pattern having openings only in the PMOS region is transferred to the photoresist 23. Next, using this photoresist 23 as a mask,
For example, the accelerating voltage is more than ten Kev and the injection amount is about 10 15 cm.
An impurity such as boron is implanted into the entire surface of the semiconductor device under the condition of -2 . By doing so, the impurities are implanted into the second gate electrode material film 9c, so that the PMOS
In the region, the P-type second gate electrode 9b is formed, and the source / drain region 6b is formed in the PMOS region.
Is formed.

【0042】次に、図8(a),(b)に示すように、
上記フォトレジスト23を除去した後、半導体装置を熱
処理して、メモリセル領域及びNMOS領域において、
N型の第2のゲート電極9a中の不純物を第1のゲート
電極材膜8cに拡散させる。また、同時に、PMOS領
域において、P型の第2のゲート電極9b中の不純物を
第1のゲート電極材膜8cに拡散させる。こうすること
により、N型、P型の第1のゲート電極8a,8bが形
成される。次に、半導体装置上の全面に例えばCVD法
を用いて、厚さが例えば20nmの第2のゲート絶縁膜
11を形成する。こうすることによって、メモリセル領
域のN型の第2のゲート電極9a上、及び溝10内に第
2のゲート絶縁膜11が形成される。また、N型MOS
トランジスタ2a及びP型MOSトランジスタ2bのゲ
ート電極Ga,Gbの上面、側面、及び露出した半導体
基板3表面上に第2のゲート絶縁膜11が形成される。
Next, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b),
After removing the photoresist 23, the semiconductor device is heat-treated to remove the photoresist in the memory cell region and the NMOS region.
Impurities in the N-type second gate electrode 9a are diffused into the first gate electrode material film 8c. At the same time, in the PMOS region, the impurities in the P-type second gate electrode 9b are diffused into the first gate electrode material film 8c. By doing so, the N-type and P-type first gate electrodes 8a and 8b are formed. Next, the second gate insulating film 11 having a thickness of, for example, 20 nm is formed on the entire surface of the semiconductor device by using, for example, the CVD method. By doing so, the second gate insulating film 11 is formed on the N-type second gate electrode 9a in the memory cell region and in the trench 10. In addition, N-type MOS
A second gate insulating film 11 is formed on the top and side surfaces of the gate electrodes Ga and Gb of the transistor 2a and the P-type MOS transistor 2b, and on the exposed surface of the semiconductor substrate 3.

【0043】次に、図9(a),(b)に示すように、
半導体装置上の全面に例えばCVD法を用いて、例えば
不純物が注入された多結晶シリコンからなる第3のゲー
ト電極材膜12aを形成する。次に、この第3のゲート
電極材膜12a上に例えばCVD法またはスパッタリン
グ法によりタングステンシリサイド(WSix)を堆積
し、シリサイド13を形成する。
Next, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b),
A third gate electrode material film 12a made of, for example, impurity-doped polycrystalline silicon is formed on the entire surface of the semiconductor device by, for example, the CVD method. Next, tungsten silicide (WSix) is deposited on the third gate electrode material film 12a by, for example, the CVD method or the sputtering method to form the silicide 13.

【0044】次に、図10(a),(b)に示すよう
に、半導体装置上の全面にフォトレジスト25を形成す
る。次に、フォトリソグラフィ工程を用いて、メモリセ
ル領域以外に開口部を有するパターンをフォトレジスト
25に転写する。次に、このフォトレジスト25をマス
クとして用いて、上記シリサイド13及び第3のゲート
電極材膜12aを上記第2のゲート絶縁膜11をストッ
パーとしてエッチングにより除去する。
Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, a photoresist 25 is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, a pattern having an opening other than the memory cell region is transferred to the photoresist 25 by using a photolithography process. Next, using the photoresist 25 as a mask, the silicide 13 and the third gate electrode material film 12a are removed by etching using the second gate insulating film 11 as a stopper.

【0045】次に、図11(a),(b)に示すよう
に、上記フォトレジスト25を除去する。次に、半導体
装置上の全面にフォトレジスト26を形成する。次にフ
ォトリソグラフィ工程を用いて、フォトレジスト26
に、メモリセル領域にメモリセルのゲートパターンを転
写する。次に、このフォトレジストをマスクとして、例
えばRIE法等の異方性エッチングを用いて、上記シリ
サイド13,第3のゲート電極材膜12a、第2のゲー
ト絶縁膜11、N型の第2,第1のゲート電極9a,8
aをエッチングする。こうすることにより、メモリセル
トランジスタ1の制御ゲート電極CG及び浮遊ゲート電
極FGを形成する。この後、フォトレジストを除去す
る。
Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, the photoresist 25 is removed. Next, a photoresist 26 is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, using a photolithography process, the photoresist 26
Then, the gate pattern of the memory cell is transferred to the memory cell region. Next, using the photoresist as a mask, the silicide 13, the third gate electrode material film 12a, the second gate insulating film 11, the N-type second film 2, and the like are formed by anisotropic etching such as RIE. First gate electrodes 9a, 8
Etch a. By doing so, the control gate electrode CG and the floating gate electrode FG of the memory cell transistor 1 are formed. After that, the photoresist is removed.

【0046】次に、図1(a),(b)に示すように、
N型,P型MOSトランジスタのゲート電極Ga,Gb
の側壁に、例えば酸化膜等の図示せぬゲート側壁を形成
する。次に、半導体装置上の全面に図示せぬフォトレジ
ストを形成し、フォトリソグラフィ工程を用いて、この
フォトレジストにメモリセル領域に開口部を有するパタ
ーンを転写する。次に、このフォトレジストをマスクと
して、不純物を注入してメモリセルトランジスタ1のソ
ース・ドレイン領域5を形成する。この後、例えばCV
D法を用いて、図示せぬ絶縁膜を半導体装置上の全面に
堆積する。次に、この絶縁膜に、フォトリソグラフィ工
程及びエッチングにより、図示せぬコンタクトホールを
適宜形成する。次に、このコンタクトホールを例えばタ
ングステン等の金属により埋め込み、図示せぬ配線を形
成する。次に、絶縁膜上に周知の技術を用いて例えば金
属による配線を形成し、素子として完成する。
Next, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b),
Gate electrodes Ga and Gb of N-type and P-type MOS transistors
An unillustrated gate sidewall such as an oxide film is formed on the sidewall of the gate. Next, a photoresist (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor device, and a pattern having an opening in a memory cell region is transferred to this photoresist by using a photolithography process. Next, using the photoresist as a mask, impurities are implanted to form the source / drain regions 5 of the memory cell transistor 1. After this, for example, CV
Using the D method, an insulating film (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor device. Next, a contact hole (not shown) is appropriately formed in the insulating film by a photolithography process and etching. Next, this contact hole is filled with a metal such as tungsten to form a wiring (not shown). Next, a wiring made of, for example, a metal is formed on the insulating film using a well-known technique to complete an element.

【0047】上記第1の実施形態によれば、不純物がド
ープされていない第1,第2のゲート電極材膜8c,9
cを形成する。次に、この第1,第2のゲート電極材膜
8c,9cをエッチングして、メモリセル領域において
相互に隣接するメモリセルトランジスタ1を分離するた
めのスリット10を形成するとともに、NMOS,PM
OS領域においてN型,P型MOSトランジスタ2a,
2bのゲート構造を形成する。このため、リソグラフィ
工程、エッチング工程を削減でき、製造工程数を削減で
きる。
According to the first embodiment described above, the first and second gate electrode material films 8c and 9 not doped with impurities.
form c. Next, the first and second gate electrode material films 8c and 9c are etched to form slits 10 for separating the memory cell transistors 1 adjacent to each other in the memory cell region, and to form NMOS, PM.
In the OS region, N-type and P-type MOS transistors 2a,
The gate structure of 2b is formed. Therefore, the lithography process and the etching process can be reduced, and the number of manufacturing processes can be reduced.

【0048】また、スリット10、及びNMOS,PM
OSトランジスタのゲート構造を形成後、第2のゲート
電極材膜9cにN型不純物を注入することによりN型の
第2のゲート電極9aを形成して、この第2のゲート電
極9aをメモリセルセルトランジスタ1の浮遊ゲートと
して用い、NMOSトランジスタ2aのゲート電極Ga
として用いる。次に、第2のゲート電極材膜9cにP型
不純物を注入することによりP型の第2のゲート電極9
bを形成して、この第2のゲート電極9bをPMOSト
ランジスタ2bのゲート電極Gbとして用いる。このた
め、図22に示す従来のような、N型に第1のゲート電
極43aにP型不純物を多量に注入して一部反対導電型
とする工程を行うことが不要となる。したがって、P型
不純物が半導体基板3まで注入される問題を回避でき
る。
Further, the slit 10, the NMOS, and the PM
After forming the gate structure of the OS transistor, an N-type second gate electrode 9a is formed by injecting an N-type impurity into the second gate electrode material film 9c, and the second gate electrode 9a is used as a memory cell cell. It is used as the floating gate of the transistor 1 and is used as the gate electrode Ga of the NMOS transistor 2a.
Used as. Next, by implanting P-type impurities into the second gate electrode material film 9c, the P-type second gate electrode 9 is formed.
b is formed, and this second gate electrode 9b is used as the gate electrode Gb of the PMOS transistor 2b. Therefore, it is not necessary to perform the step of implanting a large amount of P-type impurities into the N-type first gate electrode 43a to partially change the conductivity type to the opposite type as shown in FIG. Therefore, it is possible to avoid the problem that P-type impurities are implanted into the semiconductor substrate 3.

【0049】また、不純物がドープされていない第2の
ゲート電極9cに、N型,P型の不純物をそれぞれ注入
しているため、不純物濃度の制御が容易である。したが
って、本発明は、表面チャネル型のCMOSトランジス
タの形成に最適である。
Further, since the N-type and P-type impurities are respectively injected into the second gate electrode 9c which is not doped with impurities, the impurity concentration can be easily controlled. Therefore, the present invention is most suitable for forming a surface channel type CMOS transistor.

【0050】さらに、トレンチの内壁に熱酸化膜を形成
する際に、第1,第2のゲート電極材膜8c,9cに不
純物がドープされていないので、トレンチの内壁の酸化
膜の一部が突出することを防止できる。
Further, when the thermal oxide film is formed on the inner wall of the trench, since the first and second gate electrode material films 8c and 9c are not doped with impurities, part of the oxide film on the inner wall of the trench is partially removed. It can be prevented from protruding.

【0051】また、メモリセル領域及びNMOS領域の
第2のゲート電極材膜9cにN型不純物を注入する際、
同時にN型MOSトランジスタ2aのソース・ドレイン
領域6aを形成し、PMOS領域の第2のゲート電極材
膜9cにP型不純物を注入する際、同時にP型MOSト
ランジスタ2bのソース・ドレイン領域6bを形成す
る。このため、第2のゲート電極材膜9cに不純物を注
入後、改めてソース・ドレイン領域6a,6bを注入す
る工程が不要となり、製造工程数を削減できる。
When implanting N-type impurities into the second gate electrode material film 9c in the memory cell region and the NMOS region,
At the same time, the source / drain regions 6a of the N-type MOS transistor 2a are formed, and when the P-type impurities are implanted into the second gate electrode material film 9c in the PMOS region, the source / drain regions 6b of the P-type MOS transistor 2b are simultaneously formed. To do. Therefore, the step of implanting the source / drain regions 6a and 6b again after implanting the impurities into the second gate electrode material film 9c becomes unnecessary, and the number of manufacturing steps can be reduced.

【0052】(第2の実施形態)上記第1の実施形態で
は、メモリセル領域において、各メモリセルトランジス
タ1の第2のゲート電極9aの一部が素子分離絶縁膜4
上に形成される。このため、この部分を考慮して素子分
離絶縁膜4を形成する必要があり、素子分離絶縁膜4の
幅をさらに小さくすることができない。したがって、半
導体素子を微細化することが困難である。
(Second Embodiment) In the first embodiment, part of the second gate electrode 9a of each memory cell transistor 1 in the memory cell region is the element isolation insulating film 4.
Formed on. Therefore, it is necessary to form the element isolation insulating film 4 in consideration of this portion, and the width of the element isolation insulating film 4 cannot be further reduced. Therefore, it is difficult to miniaturize the semiconductor element.

【0053】第2の実施形態は、不純物がドープされて
いないゲート電極材膜に、N型,P型不純物を注入する
点は、第1の実施形態と同様である。しかし、メモリセ
ルトランジスタの浮遊ゲート電極が、素子分離絶縁膜と
自己整合的に形成される点と、メモリセルトランジスタ
及びNMOS,PMOSトランジスタのゲート構造を同
一の工程で形成する点と、が第1の実施形態と異なる。
The second embodiment is similar to the first embodiment in that N-type and P-type impurities are implanted into the gate electrode material film which is not doped with impurities. However, the first point is that the floating gate electrode of the memory cell transistor is formed in a self-aligned manner with the element isolation insulating film, and that the gate structures of the memory cell transistor and the NMOS and PMOS transistors are formed in the same step. Different from the embodiment.

【0054】図12(a)は、本発明に係る不揮発性半
導体記憶装置の第2の実施形態を示す断面図であり、図
12(b)は図12(a)と直交する方向を断面方向と
する断面図である。
FIG. 12A is a sectional view showing a second embodiment of the non-volatile semiconductor memory device according to the present invention, and FIG. 12B is a sectional direction in a direction orthogonal to FIG. 12A. FIG.

【0055】図12(a)に示すように、半導体基板3
の表面の一部から突出して、素子分離絶縁膜4が複数形
成される。素子分離絶縁膜4相互間の基板1上に、第1
のゲート絶縁膜7が形成される。メモリセル領域及びN
MOS領域の素子分離絶縁膜4相互間の半導体基板3表
面上に、第1のゲート絶縁膜7を介してN型の第1のゲ
ート電極8aが形成される。また、PMOS領域の素子
分離絶縁膜4相互間の半導体基板3表面上に、第1のゲ
ート絶縁膜7を介してP型の第1のゲート電極8bが形
成される。第1のゲート電極8a,8bの上端は、素子
分離絶縁膜4より高く形成される。
As shown in FIG. 12A, the semiconductor substrate 3
A plurality of element isolation insulating films 4 are formed so as to project from a part of the surface of the element isolation insulating film 4. On the substrate 1 between the element isolation insulating films 4, the first
The gate insulating film 7 is formed. Memory cell area and N
An N-type first gate electrode 8a is formed on the surface of the semiconductor substrate 3 between the element isolation insulating films 4 in the MOS region via the first gate insulating film 7. Further, a P-type first gate electrode 8b is formed on the surface of the semiconductor substrate 3 between the element isolation insulating films 4 in the PMOS region with the first gate insulating film 7 interposed therebetween. The upper ends of the first gate electrodes 8a and 8b are formed higher than the element isolation insulating film 4.

【0056】上記N型,P型の第1のゲート電極8a,
8b上から上記素子分離絶縁膜4上に亘って第2のゲー
ト絶縁膜11が形成される。この第2のゲート絶縁膜1
1上に第3のゲート電極12が形成される。この第3の
ゲート電極12は、メモリセル領域と周辺領域との境界
の素子分離絶縁膜4上に、素子分離絶縁膜4に達する溝
31を有している。この溝31は、図示せぬ絶縁膜によ
り埋め込まれる。第3のゲート電極12上にシリサイド
32が形成される。
The N-type and P-type first gate electrodes 8a,
A second gate insulating film 11 is formed from above 8b to above the element isolation insulating film 4. This second gate insulating film 1
A third gate electrode 12 is formed on the first electrode 1. The third gate electrode 12 has a groove 31 reaching the element isolation insulating film 4 on the element isolation insulating film 4 at the boundary between the memory cell region and the peripheral region. The groove 31 is filled with an insulating film (not shown). A silicide 32 is formed on the third gate electrode 12.

【0057】図12(b)に示すように、メモリセル領
域において、半導体基板3上に複数のメモリセルトラン
ジスタ1が形成される。メモリセルトランジスタ1は、
半導体基板3表面上に順次形成された第1のゲート電極
8a、第2のゲート絶縁膜11、第3のゲート電極12
と第1のゲート電極8aに隣接して半導体基板3表面に
形成されたソース・ドレイン領域5とにより構成され
る。第1のゲート電極8aはメモリセルトランジスタの
浮遊ゲート電極FGとして機能し、第3のゲート電極1
2は制御ゲート電極CGとして機能する。第3のゲート
電極12上にシリサイド32が形成される。
As shown in FIG. 12B, a plurality of memory cell transistors 1 are formed on the semiconductor substrate 3 in the memory cell region. The memory cell transistor 1 is
A first gate electrode 8a, a second gate insulating film 11, and a third gate electrode 12 which are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate 3.
And a source / drain region 5 formed on the surface of the semiconductor substrate 3 adjacent to the first gate electrode 8a. The first gate electrode 8a functions as the floating gate electrode FG of the memory cell transistor, and the third gate electrode 1a
2 functions as a control gate electrode CG. A silicide 32 is formed on the third gate electrode 12.

【0058】また、NMOS領域において、半導体基板
3上にNMOSトランジスタ2aが形成される。このN
MOSトランジスタ2aは、半導体基板上に順次形成さ
れた第1のゲート電極8a、第2のゲート絶縁膜11、
第3のゲート電極12からなるゲート電極Gaとゲート
電極Gaに隣接して半導体基板3の表面に形成されたソ
ース・ドレイン領域6aとにより構成される。第2のゲ
ート絶縁膜11は、ゲート電極Gaの略中央部に開口部
33を有し、この開口部33を介して第1のゲート電極
8aと第3のゲート電極12とが電気的に接続される。
第3のゲート電極12上にシリサイド32が形成され
る。
In the NMOS region, the NMOS transistor 2a is formed on the semiconductor substrate 3. This N
The MOS transistor 2a includes a first gate electrode 8a, a second gate insulating film 11, and a second gate insulating film 11, which are sequentially formed on a semiconductor substrate.
The gate electrode Ga is composed of the third gate electrode 12, and the source / drain regions 6a are formed adjacent to the gate electrode Ga on the surface of the semiconductor substrate 3. The second gate insulating film 11 has an opening 33 at a substantially central portion of the gate electrode Ga, and the first gate electrode 8a and the third gate electrode 12 are electrically connected to each other through the opening 33. To be done.
A silicide 32 is formed on the third gate electrode 12.

【0059】また、PMOS領域において、半導体基板
3上にPMOSトランジスタ2bが形成される。このP
MOSトランジスタ2bは、半導体基板上に順次形成さ
れた第1のゲート電極8b、第2のゲート絶縁膜11、
第3のゲート電極12からなるゲート電極Gbとゲート
電極Gbに隣接して半導体基板3の表面に形成されたソ
ース・ドレイン領域6bとにより構成される。第2のゲ
ート絶縁膜11は、ゲート電極Gbの略中央部に開口部
33を有し、この開口部33を介して第1のゲート電極
8bと第3のゲート電極12とが電気的に接続される。
第3のゲート電極12上にシリサイド32が形成され
る。
In the PMOS region, the PMOS transistor 2b is formed on the semiconductor substrate 3. This P
The MOS transistor 2b includes a first gate electrode 8b, a second gate insulating film 11, and a second gate insulating film 11, which are sequentially formed on a semiconductor substrate.
The gate electrode Gb is formed of the third gate electrode 12, and the source / drain region 6b is formed on the surface of the semiconductor substrate 3 adjacent to the gate electrode Gb. The second gate insulating film 11 has an opening 33 at a substantially central portion of the gate electrode Gb, and the first gate electrode 8b and the third gate electrode 12 are electrically connected to each other through the opening 33. To be done.
A silicide 32 is formed on the third gate electrode 12.

【0060】図13(a),(b)乃至図20(a),
(b)は上記構成の半導体記憶装置の製造方法を順に示
している。図13(b)は、図13(a)と直交する方
向を断面方向とする断面図であり、図14(b)は、図
14(a)と直交する方向を断面方向とする断面図であ
る。以下、同様に、図15(b)乃至図20(b)は、
同図番号(a)と直交する方向を断面方向とする断面図
である。
FIGS. 13 (a), 13 (b) through 20 (a),
(B) shows in sequence the method of manufacturing the semiconductor memory device having the above configuration. 13B is a cross-sectional view in which the cross-sectional direction is the direction orthogonal to FIG. 13A, and FIG. 14B is a cross-sectional view in which the cross-sectional direction is the direction orthogonal to FIG. 14A. is there. Hereinafter, similarly, FIG. 15B to FIG.
It is sectional drawing which makes a direction orthogonal to the figure number (a) a sectional direction.

【0061】図13(a),(b)に示すように、半導
体基板3の表面に図示せぬウェルを形成し、メモリセル
領域、NMOS領域、PMOS領域の半導体基板3表面
に、チャネル制御に必要な所望のイオンを注入する。次
に、半導体基板3上の全面に例えば熱酸化により第1の
ゲート絶縁膜7を形成する。次に、この第1のゲート絶
縁膜7上の全面に、例えばCVD法を用いて第1のゲー
ト電極材膜8cを形成する。次に、この第1のゲート電
極材膜8c上の全面に、例えばCVD法を用いて例えば
シリコン窒化膜等のマスク材21を形成する。
As shown in FIGS. 13A and 13B, a well (not shown) is formed on the surface of the semiconductor substrate 3, and channel control is performed on the surface of the semiconductor substrate 3 in the memory cell region, the NMOS region, and the PMOS region. Implant the required desired ions. Next, the first gate insulating film 7 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 3 by, for example, thermal oxidation. Next, a first gate electrode material film 8c is formed on the entire surface of the first gate insulating film 7 by using, for example, the CVD method. Next, a mask material 21 such as a silicon nitride film is formed on the entire surface of the first gate electrode material film 8c by using, for example, the CVD method.

【0062】次に、図14(a),(b)に示すよう
に、上記マスク材21上の全面に、図示せぬフォトレジ
ストを形成し、このフォトレジストに、フォトリソグラ
フィ工程を用いて素子領域のパターンを転写する。次
に、このフォトレジストをマスクとして例えばRIE法
等の異方性エッチングにより、上記マスク材21、第1
のゲート電極材膜8c、第1のゲート絶縁膜7、半導体
基板3の一部をエッチングする。こうすることにより、
マスク材21、第1のゲート電極材膜8c、第1のゲー
ト絶縁膜7を貫通して半導体基板3に至るトレンチを形
成する。次に、半導体装置上の全面に例えばCVD法に
より例えばシリコン酸化膜を堆積する。こうすることに
よりトレンチがシリコン酸化膜により埋め込まれる。次
に、マスク材21をストッパーとして、シリコン酸化膜
を平坦化し、素子分離絶縁膜4を形成する。
Next, as shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), a photoresist (not shown) is formed on the entire surface of the mask material 21, and an element is formed on this photoresist by a photolithography process. Transfer the pattern of the area. Next, by using this photoresist as a mask, the mask material 21 and the first
The gate electrode material film 8c, the first gate insulating film 7, and a part of the semiconductor substrate 3 are etched. By doing this,
A trench that penetrates the mask material 21, the first gate electrode material film 8c, and the first gate insulating film 7 and reaches the semiconductor substrate 3 is formed. Next, for example, a silicon oxide film is deposited on the entire surface of the semiconductor device by, for example, the CVD method. By doing so, the trench is filled with the silicon oxide film. Next, the silicon oxide film is flattened by using the mask material 21 as a stopper to form the element isolation insulating film 4.

【0063】次に、図15(a),(b)に示すよう
に、上記素子分離絶縁膜4をエッチバックすることによ
り素子分離絶縁膜4の高さを低くした後、上記マスク材
21を除去する。
Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, the height of the element isolation insulating film 4 is lowered by etching back the element isolation insulating film 4, and then the mask material 21 is removed. Remove.

【0064】次に、図16(a),(b)に示すよう
に、半導体装置上の全面にフォトレジスト34を形成す
る。次に、フォトリソグラフィ工程を用いて、このフォ
トレジスト34に、メモリセル領域及びNMOS領域に
開口部を有するパターンを転写する。次に、このフォト
レジスト34をマスクとして、例えば加速電圧が数十K
eV、注入量が約1015cm−2の条件で、例えばリ
ンまたはヒ素等の不純物を半導体装置全面に注入する。
この結果、第1のゲート電極材膜8cに不純物が注入さ
れることにより、メモリセル領域及びNMOS領域にN
型の第1のゲート電極材膜8dを形成する。
Next, as shown in FIGS. 16A and 16B, a photoresist 34 is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, using a photolithography process, a pattern having openings in the memory cell region and the NMOS region is transferred to the photoresist 34. Next, using this photoresist 34 as a mask, for example, the acceleration voltage is several tens of K.
Impurities such as phosphorus or arsenic are implanted into the entire surface of the semiconductor device under the conditions of eV and the implantation amount of about 10 15 cm −2 .
As a result, the impurities are implanted into the first gate electrode material film 8c, so that the memory cell region and the NMOS region are N-doped.
The first gate electrode material film 8d of the mold is formed.

【0065】次に、図17(a),(b)に示すよう
に、上記フォトレジスト34を除去した後、半導体装置
上の全面にフォトレジスト35を形成する。次に、フォ
トリソグラフィ工程を用いて、このフォトレジスト35
に、PMOS領域に開口部を有するパターンを転写す
る。次に、このフォトレジスト35をマスクとして、例
えば加速電圧が十数KeV、注入量が約1015cm
−2の条件で、例えばボロン等の不純物を半導体装置全
面に注入する。この結果、第1のゲート電極材膜8cに
不純物が注入されることにより、PMOS領域にP型の
第1のゲート電極材膜8eを形成する。
Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, after removing the photoresist 34, a photoresist 35 is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, using a photolithography process, this photoresist 35 is used.
Then, a pattern having an opening in the PMOS region is transferred. Next, using this photoresist 35 as a mask, for example, the acceleration voltage is a dozen KeV and the implantation amount is about 10 15 cm.
An impurity such as boron is implanted into the entire surface of the semiconductor device under the condition of -2 . As a result, impurities are implanted into the first gate electrode material film 8c to form the P-type first gate electrode material film 8e in the PMOS region.

【0066】次に、図18(a),(b)に示すよう
に、上記フォトレジスト35を除去した後、半導体装置
上の全面に例えばCVD法を用いて、厚さが例えば20
nmの第2のゲート絶縁膜11を形成する。こうするこ
とによって、N型,P型の第1のゲート電極材膜8d,
8e上から素子分離絶縁膜4上に亘って第2のゲート絶
縁膜11が形成される。次に、第2のゲート絶縁膜11
上に、図示せぬフォトレジストを形成する。次に、フォ
トリソグラフィ工程を用いて、フォトレジストに、MO
Sトランジスタ2a,2bのゲート構造が形成される領
域の略中央部にそれぞれ開口部を有するパターンを転写
する。次に、このフォトレジストをマスクとして、例え
ばRIE法等の異方性エッチングを用いて、第2のゲー
ト絶縁膜11をエッチングする。こうすることにより、
第2のゲート絶縁膜11に、前記フォトレジストに対応
して開口部33を形成する。なお、この技術は、特願2
000−291910に開示される。次に、フォトレジ
ストを除去する。
Next, as shown in FIGS. 18 (a) and 18 (b), after removing the photoresist 35, the entire surface of the semiconductor device is subjected to, for example, the CVD method to have a thickness of, for example, 20.
A second gate insulating film 11 having a thickness of nm is formed. By doing so, the N-type and P-type first gate electrode material films 8d,
The second gate insulating film 11 is formed from above 8e to above the element isolation insulating film 4. Next, the second gate insulating film 11
A photoresist (not shown) is formed thereon. Then, using a photolithography process, the MO is applied to the photoresist.
A pattern having an opening in each of the substantially central portions of the regions where the gate structures of the S transistors 2a and 2b are formed is transferred. Next, using this photoresist as a mask, the second gate insulating film 11 is etched by anisotropic etching such as RIE. By doing this,
An opening 33 is formed in the second gate insulating film 11 corresponding to the photoresist. In addition, this technology is Japanese Patent Application 2
000-291910. Next, the photoresist is removed.

【0067】次に、図19(a),(b)に示すよう
に、上記第2のゲート絶縁膜11上に第3のゲート電極
材膜12aを形成する。このとき、この第3のゲート電
極材膜12aにより上記開口部33が埋め込まれる。次
に、この第3のゲート電極材膜12a上に例えばCVD
法またはスパッタリング法によりタングステンシリサイ
ドを堆積し、シリサイド32を形成する。
Next, as shown in FIGS. 19A and 19B, a third gate electrode material film 12a is formed on the second gate insulating film 11. At this time, the opening 33 is filled with the third gate electrode material film 12a. Next, for example, CVD is performed on the third gate electrode material film 12a.
Method or sputtering method to deposit tungsten silicide to form the silicide 32.

【0068】次に、図20(a),(b)に示すよう
に、半導体装置上の全面にフォトレジスタ36を形成す
る。次に、フォトリソグラフィ工程を用いて、このフォ
トレジスタ36に、メモリセルトランジスタ1、及びN
MOS,PMOSトランジスタ2a,2bのゲートパタ
ーンと、メモリセル領域とNMOS領域との境界の素子
分離絶縁膜4上の略中央部に開口部を有するパターン
と、を転写する。次に、このフォトレジスト36をマス
クとして、上記第3のゲート電極材膜12a、第2のゲ
ート絶縁膜11、N型,P型の第1のゲート電極8d,
8eを例えばRIE法等の異方性エッチングを用いてエ
ッチングする。こうすることにより、メモリセルトラン
ジスタ1の制御ゲート電極CG及び浮遊ゲート電極FG
を形成するとともに、NMOS,PMOSトランジスタ
2a,2bのゲート電極Ga,Gbを形成する。また同
時に、メモリセル領域とNMOS領域との境界の素子分
離絶縁膜4上の略中央部に溝31を形成する。
Next, as shown in FIGS. 20A and 20B, a photoresist 36 is formed on the entire surface of the semiconductor device. Next, by using a photolithography process, the memory cell transistor 1 and the N
The gate patterns of the MOS and PMOS transistors 2a and 2b and the pattern having an opening at the substantially central portion on the element isolation insulating film 4 at the boundary between the memory cell region and the NMOS region are transferred. Next, using the photoresist 36 as a mask, the third gate electrode material film 12a, the second gate insulating film 11, the N-type and P-type first gate electrodes 8d,
8e is etched using anisotropic etching such as RIE. By doing so, the control gate electrode CG and the floating gate electrode FG of the memory cell transistor 1 are
And the gate electrodes Ga and Gb of the NMOS and PMOS transistors 2a and 2b are formed. At the same time, a groove 31 is formed in the center of the element isolation insulating film 4 at the boundary between the memory cell region and the NMOS region.

【0069】次に、図12(a),(b)に示すよう
に、上記フォトレジスト36を除去する。次に、NMO
S,PMOSトランジスタのゲート電極Ga,Gbの側
壁に、例えば酸化膜等の図示せぬゲート側壁を形成す
る。次に、半導体装置上の全面に図示せぬフォトレジス
トを形成し、フォトリソグラフィ工程を用いて、このフ
ォトレジストにメモリセル領域に開口部を有するパター
ンを転写する。次に、このフォトレジストをマスクとし
て、不純物を注入してメモリセルトランジスタ1のソー
ス・ドレイン領域5を形成する。次に、このフォトレジ
ストを除去する。
Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, the photoresist 36 is removed. Next, NMO
On the side walls of the gate electrodes Ga and Gb of the S and PMOS transistors, a gate side wall (not shown) such as an oxide film is formed. Next, a photoresist (not shown) is formed on the entire surface of the semiconductor device, and a pattern having an opening in a memory cell region is transferred to this photoresist by using a photolithography process. Next, using the photoresist as a mask, impurities are implanted to form the source / drain regions 5 of the memory cell transistor 1. Next, this photoresist is removed.

【0070】次に、半導体装置上の全面に図示せぬフォ
トレジストを堆積する。次に、フォトリソグラフィ工程
を用いて、このフォトレジストに、NMOS領域に開口
部を有するパターンを転写する。次に、このフォトレジ
ストをマスクとして、例えばリン、ヒ素等の不純物を半
導体装置全面に注入して、NMOSトランジスタ2aの
ソース・ドレイン領域6aを形成する。
Next, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor device. Next, using a photolithography process, a pattern having openings in the NMOS region is transferred to this photoresist. Next, using the photoresist as a mask, impurities such as phosphorus and arsenic are implanted into the entire surface of the semiconductor device to form the source / drain regions 6a of the NMOS transistor 2a.

【0071】次に、半導体装置上の全面に図示せぬフォ
トレジストを堆積する。次に、フォトリソグラフィ工程
を用いて、このフォトレジストに、PMOS領域に開口
部を有するパターンを転写する。次に、このフォトレジ
ストをマスクとして、例えばボロン等の不純物を半導体
装置全面に注入して、PMOSトランジスタ2bのソー
ス・ドレイン領域6bを形成する。
Next, a photoresist (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor device. Next, using a photolithography process, a pattern having openings in the PMOS region is transferred to this photoresist. Next, using this photoresist as a mask, impurities such as boron are implanted into the entire surface of the semiconductor device to form the source / drain regions 6b of the PMOS transistor 2b.

【0072】次に、例えばCVD法を用いて、図示せぬ
絶縁膜を半導体装置上の全面に堆積する。次に、この絶
縁膜に、フォトリソグラフィ工程及びエッチングによ
り、図示せぬコンタクトホールを適宜形成する。次に、
このコンタクトホールを例えばタングステン等の金属に
より埋め込み、図示せぬ配線を形成する。次に、絶縁膜
上に周知の技術を用いて例えば金属による配線を形成
し、素子として完成する。
Next, an insulating film (not shown) is deposited on the entire surface of the semiconductor device by using, for example, the CVD method. Next, a contact hole (not shown) is appropriately formed in the insulating film by a photolithography process and etching. next,
This contact hole is filled with a metal such as tungsten to form a wiring (not shown). Next, a wiring made of, for example, a metal is formed on the insulating film using a well-known technique to complete an element.

【0073】上記第2の実施形態によれば、周辺回路に
表面チャネル型のCMOSトランジスタを有する半導体
記憶装置において、第1の実施形態と同様に、P型不純
物を多量に注入する工程が不要となり、P型不純物が半
導体基板3まで注入される問題を回避できる。さらに、
熱拡散の際、トレンチ22の内壁の酸化膜の一部が突出
することを防止できる。
According to the second embodiment, in the semiconductor memory device having the surface channel type CMOS transistor in the peripheral circuit, the step of implanting a large amount of P-type impurities becomes unnecessary as in the first embodiment. It is possible to avoid the problem that P-type impurities are implanted into the semiconductor substrate 3. further,
At the time of thermal diffusion, it is possible to prevent a part of the oxide film on the inner wall of the trench 22 from protruding.

【0074】さらに、メモリセルトランジスタ1の浮遊
ゲート電極FGを、素子分離絶縁膜4と自己整合的に形
成するため、浮遊ゲート電極FGが素子分離絶縁膜4上
に延出しない。このため、素子分離絶縁膜4を、浮遊ゲ
ート電極FGの延出分を考慮することなく微細化でき
る。したがって、半導体素子をさらに小型化できる。
尚、上記実施形態において、図18に示すように、NM
OS,PMOS領域の第2のゲート絶縁膜11に開口部
33を形成し、この開口部33を介してN型,P型の第
1のゲート電極材膜8d,8eと第3のゲート電極12
を電気的に接続する製造工程とした。しかし、これに限
らず、例えば、NMOS,PMOS領域の第2のゲート
絶縁膜11を全て除去する工程とすることもできる。
Further, since the floating gate electrode FG of the memory cell transistor 1 is formed in self-alignment with the element isolation insulating film 4, the floating gate electrode FG does not extend onto the element isolation insulating film 4. Therefore, the element isolation insulating film 4 can be miniaturized without considering the extension of the floating gate electrode FG. Therefore, the semiconductor element can be further downsized.
In the above embodiment, as shown in FIG.
An opening 33 is formed in the second gate insulating film 11 in the OS and PMOS regions, and the N-type and P-type first gate electrode material films 8d and 8e and the third gate electrode 12 are formed through the opening 33.
Was electrically connected. However, the present invention is not limited to this, and, for example, a step of removing all the second gate insulating film 11 in the NMOS and PMOS regions can be performed.

【0075】また、第1,第2の実施形態において、メ
モリセルトランジスタ1の浮遊ゲート電極をN型とした
が、P型とすることもできる。この場合、メモリセル領
域及びPMOS領域のゲート電極材膜8c,9cに同時
にP型不純物を注入すればよい。
Although the floating gate electrode of the memory cell transistor 1 is of N type in the first and second embodiments, it may be of P type. In this case, P-type impurities may be simultaneously implanted into the gate electrode material films 8c and 9c in the memory cell region and the PMOS region.

【0076】その他、本発明の思想の範疇において、当
業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るも
のであり、それら変更例及び修正例についても本発明の
範囲に属するものと了解される。
In addition, within the scope of the idea of the present invention, those skilled in the art can come up with various modified examples and modified examples, and these modified examples and modified examples also belong to the scope of the present invention. Understood.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
不純物が半導体基板まで注入されることによって半導体
基板表面の不純物濃度が変動することなく、製造工程を
削減可能な不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供で
きる。
As described above in detail, according to the present invention,
It is possible to provide a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device in which the impurity concentration on the surface of the semiconductor substrate does not change due to the impurities being injected into the semiconductor substrate and the number of manufacturing steps can be reduced.

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

【図1】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第1の
実施形態を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】図1に示す不揮発性半導体記憶装置の製造方法
を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.

【図3】図2に続く工程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図4】図3に続く工程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図5】図4に続く工程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図6】図5に続く工程を示す断面図。6 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図7】図6に続く工程を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図8】図7に続く工程を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図9】図8に続く工程を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図10】図9に続く工程を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図11】図10に続く工程を示す断面図。11 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図12】本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の第2
の実施形態を示す断面図。
FIG. 12 is a second non-volatile semiconductor memory device according to the present invention.
Sectional drawing which shows the embodiment of FIG.

【図13】図12に示す不揮発性半導体記憶装置の製造
方法を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG.

【図14】図13に続く工程を示す断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図15】図14に続く工程を示す断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図16】図15に続く工程を示す断面図。16 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図17】図16に続く工程を示す断面図。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 16.

【図18】図17に続く工程を示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図19】図18に続く工程を示す断面図。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図20】図19に続く工程を示す断面図。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図21】不揮発性半導体記憶装置の従来の製造方法を
示す断面図。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図22】図21に続く工程を示す断面図。22 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.

【図23】図22に続く工程を示す断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 22.

【図24】トレンチ部を拡大して示す断面図。FIG. 24 is an enlarged sectional view showing a trench portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルトランジスタ、 2a,2b…NMOS,PMOSトランジスタ、 3…半導体基板、 4…素子分離絶縁膜、 5,6a,6b…ソース・ドレイン領域、 7,11…第1,第2のゲート絶縁膜、 8c,9c…第1,第2のゲート電極材膜、 8a,9a…N型の第1,第2のゲート電極、 9a,9b…P型の第1,第2のゲート電極、 12…第3のゲート電極、 13…シリサイド。 1 ... memory cell transistor, 2a, 2b ... NMOS, PMOS transistors, 3 ... Semiconductor substrate, 4 ... Element isolation insulating film, 5, 6a, 6b ... Source / drain regions, 7, 11 ... First and second gate insulating films, 8c, 9c ... First and second gate electrode material films, 8a, 9a ... N-type first and second gate electrodes, 9a, 9b ... P-type first and second gate electrodes, 12 ... Third gate electrode, 13 ... Silicide.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/788 29/792 (72)発明者 白田 理一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F048 AA04 AA08 AB01 AC03 BA01 BB06 BB07 BB08 BB12 BB13 BE03 BG13 DA25 5F083 EP03 EP04 EP23 ER22 GA28 JA35 JA39 JA53 MA06 MA19 NA01 PR07 PR29 PR36 PR43 PR44 PR45 PR53 PR54 PR55 ZA05 5F101 BA06 BA12 BB05 BD02 BD24 BD35 BD36 BH09 BH19 BH21Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/788 29/792 (72) Inventor Riichiro Shirata 8 Shinsita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock company Toshiba Yokohama business In-house F-term (reference) 5F048 AA04 AA08 AB01 AC03 BA01 BB06 BB07 BB08 BB12 BB13 BE03 BG13 DA25 5F083 EP03 EP04 EP23 ER22 GA28 JA35 JA39 JA53 MA06 MA19 NA01 PR07 PR29 PR36 PR24 PR55 PR36 PR05 PR05 BB05 ZA05 512 ZA05 512 BH09 BH19 BH21

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に配設された、メモリセルト
ランジスタが形成されるメモリセル領域と、第1,第2
トランジスタが形成される第1,第2周辺領域とを有す
る不揮発性半導体記憶装置において、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記半導体基板上に第1ゲート絶縁膜、第1ゲート
電極材膜を順次形成する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記第1ゲート絶縁膜、前記第1ゲート電極材膜を
貫通して前記半導体基板内に至る素子分離絶縁膜を形成
する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記第1ゲート電極材膜上に第2ゲート電極材膜を
形成する工程と、 前記第1,第2周辺領域において、前記第1,第2ゲー
ト電極材膜をエッチングし、前記第1,2トランジスタ
のゲート構造を形成するとともに、前記半導体基板の表
面を一部露出させる工程と、 前記メモリセル領域の前記第2ゲート電極材膜と、前記
第1周辺領域の前記第2ゲート電極材膜及び前記半導体
基板の表面と、に第1導電型の不純物を注入する工程
と、 前記第2周辺領域の前記第2ゲート電極材膜及び前記半
導体基板の表面に第2導電型の不純物を注入する工程
と、 前記メモリセル領域において、前記第2ゲート電極材膜
上に第2ゲート絶縁膜、導電膜を順次形成する工程と、 前記メモリセル領域において、前記導電膜、前記第2ゲ
ート電極、前記第2ゲート絶縁膜、前記第1ゲート電極
をエッチングして前記メモリセルトランジスタのゲート
構造を形成する工程と、 前記メモリセル領域において、前記半導体基板の表面に
不純物を注入して前記メモリセルトランジスタのソース
・ドレイン領域を形成する工程と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の
製造方法。
1. A memory cell region on a semiconductor substrate, in which a memory cell transistor is formed, and first and second memory cell regions.
A non-volatile semiconductor memory device having first and second peripheral regions in which transistors are formed, a first gate insulating film, a first gate insulating film on the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A step of sequentially forming a gate electrode material film, and penetrating the first gate insulating film and the first gate electrode material film to reach the inside of the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Forming an element isolation insulating film; forming a second gate electrode material film on the first gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions; Etching the first and second gate electrode material films in the second peripheral region to form the gate structures of the first and second transistors and exposing a part of the surface of the semiconductor substrate. And implanting an impurity of a first conductivity type into the second gate electrode material film in the memory cell region, and the second gate electrode material film in the first peripheral region and the surface of the semiconductor substrate, Implanting an impurity of a second conductivity type into the surface of the second gate electrode material film in the second peripheral region and the semiconductor substrate; and forming a second gate on the second gate electrode material film in the memory cell region. A step of sequentially forming an insulating film and a conductive film, and etching the conductive film, the second gate electrode, the second gate insulating film, and the first gate electrode in the memory cell region to gate the memory cell transistor. Forming a structure; and in the memory cell region, implanting an impurity into a surface of the semiconductor substrate to form a source / drain region of the memory cell transistor, Method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device characterized by comprising.
【請求項2】前記第1,第2ゲート電極材膜を形成する
工程は、不純物がドープされていない多結晶シリコン膜
を形成する工程であることを特徴とする請求項1記載の
不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
2. The non-volatile semiconductor according to claim 1, wherein the step of forming the first and second gate electrode material films is a step of forming a polycrystalline silicon film not doped with impurities. Storage device manufacturing method.
【請求項3】前記素子分離絶縁膜を形成後、この素子分
離絶縁膜を一部エッチングして高さを低くする工程をさ
らに具備することを特徴とする請求項1記載の不揮発性
半導体記憶装置の製造方法。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a step of forming the element isolation insulating film and then partially etching the element isolation insulating film to reduce the height. Manufacturing method.
【請求項4】前記第2周辺領域の前記第2ゲート電極材
膜に第2導電型の不純物を注入後、熱処理により前記メ
モリセル領域、前記第1,第2周辺領域の前記第2ゲー
ト電極材膜の不純物を前記メモリセル領域、前記第1,
第2周辺領域の前記第1ゲート電極材膜に拡散させる工
程をさらに具備することを特徴とする請求項1記載の不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。
4. The second gate electrode in the memory cell region and in the first and second peripheral regions by heat treatment after implanting a second conductivity type impurity into the second gate electrode material film in the second peripheral region. The impurities of the material film are removed from the memory cell region, the first,
The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, further comprising a step of diffusing into the first gate electrode material film in a second peripheral region.
【請求項5】半導体基板上に配設された、メモリセルト
ランジスタが形成されるメモリセル領域と、第1,第2
トランジスタが形成される第1,第2周辺領域とを有す
る不揮発性半導体記憶装置において、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記半導体基板上に第1ゲート絶縁膜、ゲート電極
材膜を順次形成する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記第1ゲート絶縁膜、前記ゲート電極材膜を貫通
して前記半導体基板内に至る素子分離絶縁膜を形成する
工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1周辺領域において、前
記ゲート電極材膜に第1導電型の不純物を注入する工程
と、 前記第2周辺領域において、前記ゲート電極材膜に第2
導電型の不純物を注入する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記ゲート電極材膜上に第2ゲート絶縁膜を形成す
る工程と、 前記第1,第2周辺領域において、前記第2ゲート絶縁
膜の一部を除去し、前記ゲート電極材膜に達する開口部
を形成する工程と、 前記第2ゲート絶縁膜上と、前記開口部内と、に導電膜
を形成する工程と、前記メモリセル領域及び前記第1,
第2周辺領域において、前記導電膜、前記第2ゲート絶
縁膜、前記ゲート電極材膜をエッチングして前記メモリ
セルトランジスタ及び前記第1,第2トランジスタのゲ
ート構造を形成するとともに、前記半導体基板の表面を
一部露出させる工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記半導体基板の表面に不純物を注入して前記メモ
リセルトランジスタ及び前記第1,第2トランジスタの
ソース・ドレイン領域を形成する工程と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体装置の製造
方法。
5. A memory cell region on a semiconductor substrate in which a memory cell transistor is formed, and first and second memory cell regions.
A non-volatile semiconductor memory device having first and second peripheral regions in which transistors are formed, a first gate insulating film and a gate electrode on the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A step of sequentially forming a material film, and an element isolation insulating film that penetrates the first gate insulating film and the gate electrode material film to reach the inside of the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A step of implanting an impurity of a first conductivity type into the gate electrode material film in the memory cell region and the first peripheral region; and a step of implanting a first conductive type impurity into the gate electrode material film in the second peripheral region. Two
Implanting a conductivity type impurity; forming a second gate insulating film on the gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions; and the first and second peripheral regions A part of the second gate insulating film is removed in the region to form an opening reaching the gate electrode material film, and a conductive film is formed on the second gate insulating film and in the opening. And the memory cell region and the first,
In the second peripheral region, the conductive film, the second gate insulating film, and the gate electrode material film are etched to form the gate structures of the memory cell transistor and the first and second transistors, and the semiconductor substrate of the semiconductor substrate is formed. Exposing a part of the surface, and implanting an impurity into the surface of the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions to form the source / source of the memory cell transistor and the first and second transistors. A method of manufacturing a non-volatile semiconductor device, comprising: forming a drain region.
【請求項6】半導体基板上に配設された、メモリセルト
ランジスタが形成されるメモリセル領域と、第1,第2
トランジスタが形成される第1,第2周辺領域とを有す
る不揮発性半導体記憶装置において、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記半導体基板上に第1ゲート絶縁膜、ゲート電極
材膜を順次形成する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記第1ゲート絶縁膜、前記ゲート電極材膜を貫通
して前記半導体基板内に至る素子分離絶縁膜を形成する
工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1周辺領域において、前
記ゲート電極材膜に第1導電型の不純物を注入する工程
と、 前記第2周辺領域において、前記ゲート電極材膜に第2
導電型の不純物を注入する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記ゲート電極材膜上に第2ゲート絶縁膜を形成す
る工程と、 前記第1,第2周辺領域の前記第2ゲート絶縁膜を除去
する工程と、 前記メモリセル領域の前記第2ゲート絶縁膜上と、前記
第1,第2周辺領域の前記ゲート電極材上と、に導電膜
を形成する工程と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記導電膜、前記第2ゲート絶縁膜、前記ゲート電
極材膜をエッチングして前記メモリセルトランジスタ及
び前記第1,第2トランジスタのゲート構造を形成する
とともに、前記半導体基板の表面を一部露出させる工程
と、 前記メモリセル領域及び前記第1,第2周辺領域におい
て、前記半導体基板の表面に不純物を注入して前記メモ
リセルトランジスタ及び前記第1,第2トランジスタの
ソース・ドレイン領域を形成する工程と、 を具備することを特徴とする不揮発性半導体装置の製造
方法。
6. A memory cell region formed on a semiconductor substrate in which a memory cell transistor is formed, and first and second memory cell regions.
A non-volatile semiconductor memory device having first and second peripheral regions in which transistors are formed, a first gate insulating film and a gate electrode on the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A step of sequentially forming a material film, and an element isolation insulating film that penetrates the first gate insulating film and the gate electrode material film to reach the inside of the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. A step of implanting an impurity of a first conductivity type into the gate electrode material film in the memory cell region and the first peripheral region; and a step of implanting a first conductive type impurity into the gate electrode material film in the second peripheral region. Two
Implanting a conductivity type impurity; forming a second gate insulating film on the gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions; and the first and second peripheral regions Removing the second gate insulating film in the region, and forming a conductive film on the second gate insulating film in the memory cell region and on the gate electrode material in the first and second peripheral regions. And a step of etching the conductive film, the second gate insulating film, and the gate electrode material film in the memory cell region and the first and second peripheral regions to form the memory cell transistor and the first and second transistors. Forming a gate structure and exposing a part of the surface of the semiconductor substrate, and injecting impurities into the surface of the semiconductor substrate in the memory cell region and the first and second peripheral regions. Method of manufacturing a nonvolatile semiconductor device which is characterized by comprising the steps of forming the memory cell transistor and the first source-drain region of the second transistor and.
【請求項7】前記ゲート電極材膜を形成する工程は、不
純物がドープされていない多結晶シリコン膜を形成する
工程であることを特徴とする請求項5または6のいずれ
かに記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
7. The non-volatile according to claim 5, wherein the step of forming the gate electrode material film is a step of forming a polycrystalline silicon film not doped with impurities. Manufacturing method of semiconductor memory device.
【請求項8】前記素子分離絶縁膜を形成後、この素子分
離絶縁膜を一部エッチングして高さを低くする工程をさ
らに具備することを特徴とする請求項5または6のいず
れかに記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
8. The method according to claim 5, further comprising the step of reducing the height by partially etching the element isolation insulating film after forming the element isolation insulating film. Non-volatile semiconductor memory device manufacturing method.
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