JPH11330279A - Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the sameInfo
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- JPH11330279A JPH11330279A JP11064529A JP6452999A JPH11330279A JP H11330279 A JPH11330279 A JP H11330279A JP 11064529 A JP11064529 A JP 11064529A JP 6452999 A JP6452999 A JP 6452999A JP H11330279 A JPH11330279 A JP H11330279A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コントロールゲート104とゲート電極10
2との間の距離を縮小化できる不揮発性半導体記憶装置
の製造方法を提供すること。
【解決手段】 ポリシリコン膜24の上に、シリコン酸
化膜77を形成し、シリコン酸化膜77をマスクとして
ポリシリコン膜24を選択的にエッチング除去し、コン
トロールゲート104及びゲート電極102を同時に形
成する。そして、コントロールゲート104の上のシリ
コン酸化膜77をマスクとしてポリシリコン膜14を選
択的にエッチング除去し、フローティングゲート110
を形成する。
(57) [Summary] [Problem] Control gate 104 and gate electrode 10
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the distance between the semiconductor device and the nonvolatile semiconductor memory device. SOLUTION: A silicon oxide film 77 is formed on a polysilicon film 24, the polysilicon film 24 is selectively removed by etching using the silicon oxide film 77 as a mask, and a control gate 104 and a gate electrode 102 are simultaneously formed. . Then, the polysilicon film 14 is selectively etched away using the silicon oxide film 77 on the control gate 104 as a mask, and the floating gate 110 is removed.
To form
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、情報の記憶を電
荷の蓄積によりおこなう不揮発性半導体記憶装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特に、電界効果トラン
ジスタにより記憶素子を選択作動させる不揮発性半導体
記憶装置及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device which stores information by accumulating electric charges and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device in which a memory element is selectively operated by a field effect transistor. The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【背景技術】フローティングゲートとコントロールゲー
トを備えた記憶素子を有する不揮発性半導体記憶装置と
して、例えば、フラッシュメモリがある。フラッシュメ
モリには様々な型があり、電界効果トランジスタにより
記憶素子を選択作動させる型がある。このような型のフ
ラッシュメモリは、例えば、特開平6−275847号
公報に開示されている。以下、特開平6−275847
号公報に開示されたフラッシュメモリの製造方法を、図
23〜図31を用いて説明する。2. Description of the Related Art As a nonvolatile semiconductor memory device having a memory element having a floating gate and a control gate, for example, there is a flash memory. There are various types of flash memories, and there is a type in which a storage element is selectively operated by a field effect transistor. Such a type of flash memory is disclosed in, for example, JP-A-6-275847. Hereinafter, JP-A-6-275847
A method of manufacturing a flash memory disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260, will be described with reference to FIGS.
【0003】図23に示すように、半導体基板200の
主表面の上に、順に、トンネル酸化膜となるシリコン酸
化膜202、フローティングゲートとなるポリシリコン
膜204を形成する。図24に示すように、選択トラン
ジスタ形成領域232上のポリシリコン膜204を選択
的にエッチング除去し、記憶素子形成領域234上のポ
リシリコン膜204を残す。このポリシリコン膜204
を以下、ポリシリコン膜204aという。図25に示す
ように、ポリシリコン膜204aの上にONO膜20
6、選択トランジスタ形成領域232上にゲート酸化膜
となるシリコン酸化膜208をそれぞれ形成する。そし
てONO膜206及びシリコン酸化膜208の上にポリ
シリコン膜210を形成する。As shown in FIG. 23, on a main surface of a semiconductor substrate 200, a silicon oxide film 202 serving as a tunnel oxide film and a polysilicon film 204 serving as a floating gate are formed in this order. As shown in FIG. 24, the polysilicon film 204 on the select transistor formation region 232 is selectively etched away to leave the polysilicon film 204 on the storage element formation region 234. This polysilicon film 204
Hereinafter, this is referred to as a polysilicon film 204a. As shown in FIG. 25, the ONO film 20 is formed on the polysilicon film 204a.
6. A silicon oxide film 208 serving as a gate oxide film is formed on the select transistor formation region 232, respectively. Then, a polysilicon film 210 is formed on the ONO film 206 and the silicon oxide film 208.
【0004】図26に示すように、ポリシリコン膜21
0の上にレジスト212を形成し、レジスト212をマ
スクとしてポリシリコン膜210を選択的にエッチング
除去し、記憶素子形成領域234上のポリシリコン膜2
10を残した状態で、選択トランジスタ形成領域232
上にゲート電極214を形成する。記憶素子形成領域2
34上のポリシリコン膜210を以下、ポリシリコン膜
210aという。このエッチングにより、ゲート電極2
14と後に形成されるフローティングゲートとの間にあ
る半導体基板200の主表面236の上のシリコン酸化
膜208が露出する。図27に示すように、レジスト2
12を除去し、レジスト216を記憶素子形成領域23
4及び選択トランジスタ形成領域232上に形成する。
コントロールゲート形成のためのマスクとなるように、
レジスト216をパターンニングする。As shown in FIG. 26, a polysilicon film 21 is formed.
, A polysilicon film 210 is selectively removed by etching using the resist 212 as a mask, and the polysilicon film 2 on the storage element formation region 234 is formed.
10, the select transistor formation region 232 is left.
A gate electrode 214 is formed thereover. Storage element formation area 2
Hereinafter, the polysilicon film 210 on the reference numeral 34 is referred to as a polysilicon film 210a. By this etching, the gate electrode 2
The silicon oxide film 208 on the main surface 236 of the semiconductor substrate 200 between the semiconductor device 14 and a floating gate to be formed later is exposed. As shown in FIG.
12 is removed, and a resist 216 is formed in the storage element formation region 23.
4 and the select transistor formation region 232.
As a mask for forming the control gate,
The resist 216 is patterned.
【0005】なお、レジスト216は、ゲート電極21
4を覆い、かつその端面216aがポリシリコン膜20
4a,210aの上に重ならないようにパターンニング
される。ゲート電極214を覆うのは、ゲート電極21
4はコントロールゲート及びフローティングゲートと同
じ材料、すなわちポリシリコンで構成されているので、
この後のコントロールゲート及びフローティングゲート
形成のためのエッチングに際し、ゲート電極214がエ
ッチングされるのを防ぐためである。端面216aがポ
リシリコン膜204a、210aの上に重ならないよう
にパターンニングするのは、端面216aがポリシリコ
ン膜204a,210aの上に重なると、この後のコン
トロールゲート及びフローティングゲート形成のために
ポリシリコン膜210a、204aをエッチングする
際、不必要なポリシリコン膜210a、204aが半導
体基板200の主表面の上に残るからである。よって、
ゲート電極214と後に形成されるフローティングゲー
トとの間にある主表面236の上のシリコン酸化膜20
8が露出した状態のままで、レジスト216はパターン
ニングされることになる。Incidentally, the resist 216 is formed on the gate electrode 21.
4 and the end face 216a of the polysilicon film 20
4a and 210a are patterned so as not to overlap. The gate electrode 214 covers the gate electrode 21.
4 is made of the same material as the control gate and the floating gate, that is, polysilicon,
This is to prevent the gate electrode 214 from being etched in the subsequent etching for forming the control gate and the floating gate. The patterning is performed so that the end surface 216a does not overlap the polysilicon films 204a and 210a. When the end surface 216a overlaps the polysilicon films 204a and 210a, the polysilicon is formed for forming the control gate and the floating gate thereafter. This is because unnecessary portions of the polysilicon films 210a and 204a remain on the main surface of the semiconductor substrate 200 when the silicon films 210a and 204a are etched. Therefore,
The silicon oxide film 20 on the main surface 236 between the gate electrode 214 and the floating gate formed later
The resist 216 will be patterned while leaving the exposed portion 8.
【0006】レジスト216をマスクとして、まずポリ
シリコン膜210aを選択的にエッチング除去し、コン
トロールゲート218を形成する。図28に示すよう
に、レジスト216をマスクとして、次にONO膜20
6を選択的にエッチング除去する。このエッチングによ
り、露出しているシリコン酸化膜208もエッチングさ
れ、ゲート電極214と後に形成されるフローティング
ゲートとの間にある主表面236が露出する。Using the resist 216 as a mask, the polysilicon film 210a is first selectively etched away to form a control gate 218. As shown in FIG. 28, using the resist 216 as a mask,
6 is selectively removed by etching. By this etching, the exposed silicon oxide film 208 is also etched, and the main surface 236 between the gate electrode 214 and a floating gate formed later is exposed.
【0007】図29に示すように、レジスト216をマ
スクとして、さらにポリシリコン膜204aを選択的に
エッチング除去し、フローティングゲート220を形成
する。主表面236が露出しているので、このエッチン
グにより、主表面236もエッチングされ、主表面23
6に溝部222が不可避的に形成される。レジスト21
6をマスクとして、次に半導体基板200の主表面にイ
オン注入し、記憶素子形成領域234にソース/ドレイ
ン224を形成し、かつ溝部222にソース/ドレイン
224と電気的に接続する不純物領域226を形成す
る。As shown in FIG. 29, using the resist 216 as a mask, the polysilicon film 204a is selectively etched away to form a floating gate 220. Since the main surface 236 is exposed, the main surface 236 is also etched by this etching, and the main surface 236 is exposed.
6, a groove 222 is inevitably formed. Resist 21
Then, using the mask 6 as a mask, ions are implanted into the main surface of the semiconductor substrate 200 to form a source / drain 224 in the memory element formation region 234 and an impurity region 226 electrically connected to the source / drain 224 in the groove 222. Form.
【0008】図30に示すように、半導体基板200の
主表面にシリコン酸化膜228を形成し、ソース/ドレ
イン224を露出させるコンタクトホール238をシリ
コン酸化膜228に形成する。図31に示すように、シ
リコン酸化膜228の上にアルミ配線230を形成す
る。アルミ配線230はコンタクトホール238内にも
形成され、ソース/ドレイン224と電気的に接続され
ている。記憶素子242は、コントロールゲート21
8、フローティングゲート220及びソース/ドレイン
224を備えている。選択トランジスタ244は、ゲー
ト電極214及びソース/ドレイン240を備えてい
る。As shown in FIG. 30, a silicon oxide film 228 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 200, and a contact hole 238 exposing the source / drain 224 is formed in the silicon oxide film 228. As shown in FIG. 31, aluminum wiring 230 is formed on silicon oxide film 228. Aluminum wiring 230 is also formed in contact hole 238 and is electrically connected to source / drain 224. The storage element 242 includes the control gate 21
8, a floating gate 220 and a source / drain 224. The selection transistor 244 includes a gate electrode 214 and a source / drain 240.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来は、コントロールゲート218とゲート電極214
とは、別の工程で作製していた。このためコントロール
ゲート218形成のためのマスクと、ゲート電極214
形成のためのマスクとのマスク合わせの余裕を考慮する
必要があり、コントロールゲート218とゲート電極2
14との間の距離を縮小できない理由となっていた。As described above,
Conventionally, the control gate 218 and the gate electrode 214
And had been made in a separate process. Therefore, a mask for forming the control gate 218 and the gate electrode 214
It is necessary to consider the margin of mask alignment with the mask for formation, and the control gate 218 and the gate electrode 2
This is the reason why the distance between the two cannot be reduced.
【0010】この発明は、かかる従来の問題を解決する
ためになされたものであり、コントロールゲートとゲー
ト電極との間の距離を縮小することができる不揮発性半
導体記憶装置及びその製造方法を提供することである。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and provides a nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the distance between a control gate and a gate electrode, and a method of manufacturing the same. That is.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に従う不揮発性
半導体記憶装置の製造方法は、第1の領域及び第2の領
域を含む主表面を有する半導体基板と、第1の領域の上
に形成されたフローティングゲート及びフローティング
ゲートの上に形成されたコントロールゲートを含む記憶
素子と、第2の領域の上に形成されたゲート電極を含
み、記憶素子を選択作動させる選択ゲートトランジスタ
と、を備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方法であっ
て、以下の工程を備える。A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention includes a semiconductor substrate having a main surface including a first region and a second region, and a semiconductor substrate formed on the first region. A storage element including a floating gate and a control gate formed on the floating gate, and a select gate transistor including a gate electrode formed on the second region and selectively operating the storage element. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device includes the following steps.
【0012】第1の領域の上にトンネル絶縁膜を形成す
る工程と、トンネル絶縁膜の上に、フローティングゲー
トとなる第1の導電体膜を形成する工程と、第1の導電
体膜の上に、誘電体膜を形成する工程と、第2の領域の
上に、ゲート絶縁膜を形成する工程と、誘電体膜及びゲ
ート絶縁膜の上に、第2の導電体膜を形成する工程と、
第2の導電体膜の上に、第1の導電体膜とエッチングレ
ートが異なり、第1の導電体膜を選択的にエッチング除
去する際に、マスクとなるマスク膜を形成する工程と、
マスク膜及び第2の導電体膜を選択的にエッチング除去
し、コントロールゲート及びゲート電極を同時に形成す
る工程と、を備える。コントロールゲートの上には、マ
スク膜が残っている。さらに、ゲート電極を覆うよう
に、第1のレジストを形成する工程と、コントロールゲ
ートの上のマスク膜及び第1のレジストをマスクとして
第1の導電体膜を選択的にエッチング除去し、フローテ
ィングゲートを形成する工程と、を備えている。Forming a tunnel insulating film on the first region, forming a first conductive film serving as a floating gate on the tunnel insulating film, forming a first conductive film on the first conductive film; Forming a dielectric film, forming a gate insulating film on the second region, forming a second conductive film on the dielectric film and the gate insulating film. ,
Forming, on the second conductor film, a mask film serving as a mask when the first conductor film has a different etching rate from that of the first conductor film and is selectively etched away;
Selectively etching away the mask film and the second conductor film to simultaneously form a control gate and a gate electrode. The mask film remains on the control gate. Forming a first resist so as to cover the gate electrode; selectively etching away the first conductor film using the mask film above the control gate and the first resist as a mask; And forming a.
【0013】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
製造方法は、コントロールゲートとゲート電極とを同時
に形成しているので、コントロールゲート形成のための
マスクとゲート電極形成のためのマスクとのマスク合わ
せの余裕を考慮する必要がない。したがって、コントロ
ールゲートとゲート電極との間の距離を縮小化できる。
なぜ、同時に形成できるかというと、コントロールゲー
トの上にマスク膜があるので、これをマスクとしてフロ
ーティングゲートを形成できる。よって、ゲート電極を
覆うように、第1のレジストを形成する工程において、
第1の領域の第2の導電体膜の上に、第1のレジストを
形成する必要がないからである。従来は、この第1のレ
ジストをマスクとして、第2及び第1の導電体膜を選択
的にエッチング除去し、コントロールゲート及びフロー
ティングゲートを形成していたのである。In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, since the control gate and the gate electrode are formed simultaneously, the mask for forming the control gate and the mask for forming the gate electrode are aligned. There is no need to consider the margin. Therefore, the distance between the control gate and the gate electrode can be reduced.
The reason why they can be formed at the same time is that the floating gate can be formed using the mask film as a mask because the mask film is provided on the control gate. Therefore, in the step of forming the first resist so as to cover the gate electrode,
This is because it is not necessary to form the first resist on the second conductive film in the first region. Conventionally, using the first resist as a mask, the second and first conductor films are selectively etched away to form a control gate and a floating gate.
【0014】マスク膜を形成する工程からコントロール
ゲート及びゲート電極を同時に形成する好ましい工程と
して、マスク膜の上に、第2のレジストを形成する工程
と、第2のレジストをマスクとしてマスク膜及び第2の
導電体膜を選択的にエッチング除去し、コントロールゲ
ート及びゲート電極を同時に形成する工程と、を含む工
程がある。As a preferable step of simultaneously forming a control gate and a gate electrode from the step of forming a mask film, a step of forming a second resist on the mask film, and a step of forming a mask film and a second resist using the second resist as a mask. And forming a control gate and a gate electrode simultaneously by selectively etching away the second conductive film.
【0015】マスク膜を形成する工程からコントロール
ゲート及びゲート電極を同時に形成するさらに好ましい
工程として、マスク膜の上に、第3のレジストを形成す
る工程と、第3のレジストをマスクとしてマスク膜を選
択的にエッチング除去する工程と、マスク膜をマスクと
して第2の導電体膜を選択的にエッチング除去し、コン
トロールゲート及びゲート電極を同時に形成する工程
と、を含む工程がある。As a more preferable step of simultaneously forming a control gate and a gate electrode from the step of forming a mask film, a step of forming a third resist on the mask film, and a step of forming a mask film using the third resist as a mask There is a step including a step of selectively etching and removing, and a step of selectively etching and removing the second conductor film using the mask film as a mask to simultaneously form a control gate and a gate electrode.
【0016】マスク膜は、絶縁膜を含むことが好まし
い。また、マスク膜は、シリコン酸化膜を含むことが好
ましい。また、マスク膜の厚みは200〜300nmで
あるのが好ましい。It is preferable that the mask film includes an insulating film. Preferably, the mask film includes a silicon oxide film. The thickness of the mask film is preferably 200 to 300 nm.
【0017】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
製造方法は、記憶素子及び選択ゲートトランジスタは複
数個あり、一個の選択ゲートトランジスタは、一個の記
憶素子のみを選択作動させる不揮発性半導体記憶装置の
製造方法に適用することが好ましい。According to a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, there is provided a nonvolatile semiconductor memory device in which a plurality of storage elements and select gate transistors are provided, and one select gate transistor selectively operates only one memory element. Preferably applied to the method.
【0018】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置
は、情報の記憶を電荷の蓄積によりおこなう不揮発性半
導体記憶装置であって、第1の領域及び第2の領域を含
む主表面を有する半導体基板と、第1の領域の上に形成
されたフローティングゲート及びフローティングゲート
の上に形成されたコントロールゲートを含む記憶素子
と、第2の領域の上に形成されたゲート電極を含み、記
憶素子を選択作動させる選択ゲートトランジスタと、コ
ントロールゲートと同じ幅であり、かつフローティング
ゲートと異なるエッチングレートであり、かつコントロ
ールゲート上に位置する第1の膜と、ゲート電極と同じ
幅であり、かつ第1の膜と同じ材料を含み、かつゲート
電極上に位置する第2の膜と、を備える。A non-volatile semiconductor memory device according to the present invention is a non-volatile semiconductor memory device that stores information by accumulating electric charges, comprising: a semiconductor substrate having a main surface including a first region and a second region; A storage element including a floating gate formed on the first region and a control gate formed on the floating gate, and a gate electrode formed on the second region, for selectively operating the storage element A first film having the same width as the select gate transistor, the control gate, and a different etching rate from the floating gate, and being located on the control gate, and having the same width as the gate electrode; A second film including the same material and located on the gate electrode.
【0019】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましい態様として、第1の膜の厚みは第2の膜の厚み
より小さい。In a preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the thickness of the first film is smaller than the thickness of the second film.
【0020】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましい他の態様として、記憶素子は、第1の領域に形
成された第1のソース/ドレインと、フローティングゲ
ート及びコントロールゲートを挟むように第1のソース
/ドレインと間隔をあけて第1の領域に形成された第2
のソース/ドレインと、を含み、選択ゲートトランジス
タは、第2の領域に形成された第3のソース/ドレイン
と、ゲート電極を挟むように第3のソース/ドレインと
間隔をあけて第2の領域に形成された第4のソース/ド
レインと、を含み、フローティングゲートとゲート電極
との間にある主表面には、溝部が不可避的に形成され、
不揮発性半導体記憶装置は、さらに、溝部を覆うように
主表面に形成され、かつ第2のソース/ドレインと第3
のソース/ドレインとを電気的に接続する不純物領域を
備える。In another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the storage element includes a first source / drain formed in a first region, a first source / drain formed between the first source / drain and a control gate. A second region formed in the first region at an interval from the source / drain;
The select gate transistor includes a third source / drain formed in the second region and a second source / drain spaced from the third source / drain so as to sandwich the gate electrode. And a fourth source / drain formed in the region, a groove is inevitably formed in a main surface between the floating gate and the gate electrode,
The non-volatile semiconductor memory device is further formed on the main surface so as to cover the trench, and has the second source / drain and the third
Impurity region electrically connecting the source / drain of the semiconductor device.
【0021】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましいさらに他の態様として、不純物領域は第1及び
第4のソース/ドレインより不純物濃度が高い。In still another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the impurity region has a higher impurity concentration than the first and fourth source / drain.
【0022】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましいさらに他の態様として、第1及び第2の膜は絶
縁膜を含む。In still another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first and second films include an insulating film.
【0023】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましいさらに他の態様として、第1及び第2の膜はシ
リコン酸化膜を含む。As still another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first and second films include a silicon oxide film.
【0024】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましいさらに他の態様として、第1の膜の厚みは80
〜200nm、第2の膜の厚みは200〜300nmで
ある。In still another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first film has a thickness of 80%.
To 200 nm, and the thickness of the second film is 200 to 300 nm.
【0025】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の
好ましいさらに他の態様として、記憶素子及び選択ゲー
トトランジスタは複数個あり、一個の選択ゲートトラン
ジスタは、一個の記憶素子のみを選択作動させる。In still another preferred embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, there are a plurality of storage elements and a plurality of selection gate transistors, and one selection gate transistor selectively operates only one storage element.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下説明する、この発明の実施の
形態は、記憶素子が複数個あり、記憶素子を選択作動さ
せる複数の選択トランジスタを備え、各選択トランジス
タは1個の記憶素子のみを選択作動させる不揮発性半導
体記憶装置にこの発明を適用したものである。ただし、
この発明はこれに限定されることはなく、例えば、NO
R型、NAND型、DINOR型のような選択トランジ
スタで記憶素子を選択作動させる不揮発性半導体記憶装
置にもこの発明を適用することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention, which will be described below, has a plurality of storage elements and includes a plurality of selection transistors for selecting and operating the storage elements, and each selection transistor uses only one storage element. The present invention is applied to a nonvolatile semiconductor memory device to be selectively operated. However,
The present invention is not limited to this.
The present invention can be applied to a nonvolatile semiconductor memory device in which a storage element is selectively operated by a selection transistor such as an R type, a NAND type, and a DINOR type.
【0027】まず、記憶素子が複数個あり、記憶素子を
選択作動させる複数の選択トランジスタを備え、各選択
トランジスタは1個の記憶素子のみを選択作動させる不
揮発性半導体記憶装置について、図3、4及び5を用い
て説明する。図3は、このフラッシュメモリのメモリセ
ル400の概略図である。メモリセル400は、選択ト
ランジスタ401と記憶素子であるメモリトランジスタ
402を有している。選択トランジスタ401は、ゲー
ト401Aを有し、メモリトランジスタ402はフロー
ティングゲート403とコントロールゲート404を有
している。選択トランジスタ401は、NチャネルMO
SFETであり、そのしきい値電圧は約0.7Vであ
る。First, a nonvolatile semiconductor memory device having a plurality of storage elements, a plurality of selection transistors for selecting and operating the storage elements, and each selection transistor for selectively operating only one storage element will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a schematic diagram of a memory cell 400 of the flash memory. The memory cell 400 includes a selection transistor 401 and a memory transistor 402 which is a storage element. The selection transistor 401 has a gate 401A, and the memory transistor 402 has a floating gate 403 and a control gate 404. The selection transistor 401 is an N-channel MO
It is an SFET and its threshold voltage is about 0.7V.
【0028】メモリセル400をチャネルホットエレク
トロンにより、プログラムするには、正のプログラム高
電圧Vpp、例えば5〜12Vを選択トランジスタ401
のゲート401Aに、12Vをメモリトランジスタ40
2のコントロールゲート404に印加し、同時にメモリ
トランジスタ402のソース408を接地電位Vssに保
持し、選択トランジスタ401のドレイン406に、正
のプログラム用パルスを印加することで達成される。例
えば、約5Vのプログラム用パルスを、100マイクロ
秒印加する。図4において、メモリトランジスタ402
のドレイン407(選択トランジスタ401のソースで
もある)は、基板に高濃度ドーピング510をすること
によって形成される。このドレインのイオン注入は、ド
レイン407に近いチャネル領域511の部分の電界を
強化する。これによって電子を加速し、電子が薄いトン
ネル膜を通過しフローティングゲート403へと移動す
る、電位エネルギー障壁を克服するに十分なほど活発
な、高エネルギー電子の分布を生成する(例えばホット
エレクトロン注入)。このドレイン407を高濃度にド
ーピングするイオン注入によって、プログラムの速度は
一桁増加する。メモリトランジスタ402の幅が0.2
5〜1.5μmであるのに比較して、選択トランジスタ
401の幅は典型的に、1.0〜5.0μmであるの
で、選択トランジスタ401は、印加されたドレインの
パルス電圧の微小部分を使う。To program the memory cell 400 by channel hot electrons, a positive program high voltage V pp , for example, 5 to 12 V, is applied to the selection transistor 401.
12V is applied to the memory transistor 40
2 and the source 408 of the memory transistor 402 is held at the ground potential V ss at the same time, and a positive programming pulse is applied to the drain 406 of the selection transistor 401. For example, a programming pulse of about 5 V is applied for 100 microseconds. In FIG. 4, the memory transistor 402
(Which is also the source of the select transistor 401) is formed by heavily doping 510 the substrate. This ion implantation of the drain enhances the electric field in the portion of the channel region 511 near the drain 407. This accelerates the electrons and creates a distribution of high-energy electrons that is active enough to overcome the potential energy barrier, where the electrons move through the thin tunnel film to the floating gate 403 (eg, hot electron injection). . The speed of the program is increased by an order of magnitude by the ion implantation for heavily doping the drain 407. The width of the memory transistor 402 is 0.2
Since the width of the select transistor 401 is typically 1.0 to 5.0 μm, as compared to 5 to 1.5 μm, the select transistor 401 can reduce a small portion of the applied drain pulse voltage. use.
【0029】メモリセル400の消去は、メモリトラン
ジスタ402のソース408に5Vを印加し、その一方
で、コントロールゲート404を−7Vに保持すること
によって達成される。図4に示すトンネル酸化膜405
に高電界が生じ、それによりフローティングゲート40
3に集まった電子が電位エネルギー障壁を克服し、トン
ネル酸化膜405を抜けて(例えば、ファウラーノルド
ハイムトンネルによって)メモリトランジスタ402の
ソース408へと移動する。消去中は、ゲート401A
には5〜12Vの電圧が印加され、ドレイン406は浮
遊状態に保たれている。Erasing the memory cell 400 is accomplished by applying 5 V to the source 408 of the memory transistor 402, while holding the control gate 404 at -7V. Tunnel oxide film 405 shown in FIG.
A high electric field is generated at the floating gate 40
The electrons collected at 3 overcome the potential energy barrier and move through the tunnel oxide 405 (eg, via a Fowler-Nordheim tunnel) to the source 408 of the memory transistor 402. During erasing, the gate 401A
, A voltage of 5 to 12 V is applied, and the drain 406 is kept in a floating state.
【0030】メモリトランジスタ402のソース408
は、基板を高濃度にドーピング512することにより形
成される。この高濃度ドーピングは、ジャンクションの
絶縁破壊を増加させ、これによって消去中にフローティ
ングゲートからの電子の移動を著しく加速する。このよ
うにして、消去動作中にメモリトランジスタ402はそ
のしきい値電圧が負となる程度まで消去が進む。このた
め、メモリトランジスタ402はコントロールゲート4
04によってターンオフできない。しかしながら選択ト
ランジスタ401は、この過剰消去がセルの作動に影響
を与えることを防止する。具体的にいえば、選択トラン
ジスタ401はフローティングゲートの状態によってコ
ントロールされることがないので、選択トランジスタ4
01のしきい値電圧は約0.7Vに維持される。The source 408 of the memory transistor 402
Is formed by heavily doping 512 the substrate. This heavy doping increases junction breakdown, thereby significantly accelerating the transfer of electrons from the floating gate during erasure. In this manner, the erase operation of the memory transistor 402 proceeds to the extent that the threshold voltage of the memory transistor 402 becomes negative during the erase operation. Therefore, the memory transistor 402 is connected to the control gate 4
Can't be turned off by 04. However, select transistor 401 prevents this over-erase from affecting the operation of the cell. Specifically, since the selection transistor 401 is not controlled by the state of the floating gate, the selection transistor 4
The threshold voltage of 01 is maintained at about 0.7V.
【0031】上記のプログラム/消去動作以外にも、動
作条件は様々に設定できる。例えば、プログラム、消去
動作ともファウラーノルドハイムトンネリングによると
きには、以下のような条件でもよい。プログラム時に
は、コントロールゲートを−8V、ソースを浮遊状態、
ドレインを8V、選択トランジスタのゲートを8Vとす
る。消去時には、コントロールゲートを8V、ソースを
−8V、ドレインを浮遊状態、選択トランジスタのゲー
トを8Vとする。In addition to the program / erase operation described above, various operating conditions can be set. For example, when both the program and erase operations are based on Fowler-Nordheim tunneling, the following conditions may be satisfied. During programming, the control gate is -8V, the source is floating,
The drain is 8 V, and the gate of the selection transistor is 8 V. At the time of erasing, the control gate is 8 V, the source is -8 V, the drain is in a floating state, and the gate of the selection transistor is 8 V.
【0032】図5は、メモリセル400A−400Dを
含むメモリアレイ600の概略図を示す。それぞれのメ
モリセルはメモリセル400と同一である。セル400
A、400Bの選択トランジスタ401のドレイン40
6は金属のドレインビットライン631に結合されてお
り、セル400A、400Bのメモリトランジスタ40
2のソース408は金属ソースビットライン630に結
合されている。メモリセル400Aとメモリセル400
Dの選択トランジスタ401のゲート401Aは、ワー
ド線520に結合されており、メモリセル400Aとメ
モリセル400Dのコントロールゲート404は、コン
トロールライン521に結合されている。FIG. 5 shows a schematic diagram of a memory array 600 including memory cells 400A-400D. Each memory cell is the same as the memory cell 400. Cell 400
A, drain 40 of 400B select transistor 401
6 is coupled to the metal drain bit line 631 and is connected to the memory transistor 40 of the cell 400A, 400B.
The two sources 408 are coupled to a metal source bit line 630. Memory cell 400A and memory cell 400
The gate 401A of the D select transistor 401 is coupled to a word line 520, and the control gates 404 of the memory cells 400A and 400D are coupled to a control line 521.
【0033】図5において、メモリセル400、例えば
メモリセル400Aの読み出しを行うには、ワード線5
20を介してゲート401A、コントロールライン52
1を介してコントロールゲート404にそれぞれ標準電
圧Vcc(一般的には5V)を印加し、それと同時にドレ
インビットライン631につながれた従来のセンスアン
プ(図示せず)によってメモリセル400Aを流れる読
み出し電流を検知することによって達成することができ
る。もしメモリセル400Aが消去された場合(すなわ
ち、フローティングゲート403の電荷が0あるいは相
対的に正となっている場合)、選択トランジスタ401
とメモリトランジスタ402は両方ともターンオンさ
れ、センスアンプによって検知することのできる電流
が、メモリセル400A中を流れる。もし、メモリセル
400Aがプログラムされる場合(すなわち、フローテ
ィングゲート402が相対的に負の電荷を持っている場
合)は、メモリトランジスタ402のしきい値電圧が供
給電圧Vccを上回るまで上昇し、それによってメモリセ
ル400A中に電流が流れるのを防ぐ。In FIG. 5, in order to read data from the memory cell 400, for example, the memory cell 400A, the word line 5
20 through the gate 401A, the control line 52
1, a standard voltage Vcc (typically 5 V) is applied to the control gate 404, and at the same time, a read current flowing through the memory cell 400A by a conventional sense amplifier (not shown) connected to the drain bit line 631. Can be achieved by detecting If the memory cell 400A is erased (that is, the charge of the floating gate 403 is 0 or relatively positive), the selection transistor 401
And the memory transistor 402 are both turned on, and a current that can be detected by the sense amplifier flows through the memory cell 400A. If the memory cell 400A is programmed (ie, if the floating gate 402 has a relatively negative charge), the threshold voltage of the memory transistor 402 will increase until it exceeds the supply voltage Vcc , This prevents a current from flowing through the memory cell 400A.
【0034】この構成よって、ドレインのビットライン
の電圧を受けるセンスアンプは、ソースのビットライン
630へのフィードバック電圧を発生する。それによっ
て、読み取り作動中のソースのビットライン630の電
圧を増加させる。このようにして、ドレインのビットラ
イン631の電圧降下が減速される。そのため、このメ
モリセルアレイによれば、従来のメモリセルアレイに比
較して、次の論理状態サイクル中に検知が行えるようビ
ットラインが、元の状態に復帰する時間が著しく減少す
る。According to this configuration, the sense amplifier receiving the voltage of the drain bit line generates a feedback voltage to the source bit line 630. Accordingly, the voltage of the source bit line 630 during the read operation is increased. In this way, the voltage drop on the drain bit line 631 is reduced. Therefore, according to this memory cell array, compared with the conventional memory cell array, the time required for the bit line to return to the original state so that the detection can be performed during the next logic state cycle is significantly reduced.
【0035】メモリトランジスタ402をスケーリング
する上で主な制限となるのは、パンチスルーに対する要
求である。ドレイン407とフローティングゲート40
3の容量接合により、メモリトランジスタ402は典型
的にドレイン407との結合によってターオンする。こ
の容量接合はチャネル長511(図4)のスケーラビリ
ティを制限し、それによって5Vプログラミング性能に
要するプログラミングスピードが向上しないよう制限し
てしまう。具体的には、ドレイン407からフローティ
ングゲート403への容量接合は、メモリトランジスタ
402のパンチスルーに対する許容度を悪化させ、その
ためメモリトランジスタ402のドレイン電圧を扱う能
力を制限してしまう。フリンジング容量、すなわち平行
面容量以外の容量、の強い効果によって容量接合の効果
はメモリトランジスタ402のゲートライン幅には比例
しない。従って、このドレイン接合の効果は構造が小さ
くなるほど支配的になり、アクセスゲートのない従来の
EEPROMやフラッシュメモリにおいては、重大なス
ケーリング上の制約となる。ところで、プログラミング
の速度は、有効チャネル長の逆数に対して指数的に増大
する。A major limitation in scaling memory transistor 402 is the requirement for punch-through. Drain 407 and floating gate 40
With a capacitive junction of 3, the memory transistor 402 is typically turned on by coupling to the drain 407. This capacitive junction limits the scalability of the channel length 511 (FIG. 4), thereby limiting the programming speed required for 5V programming performance. Specifically, the capacitive junction from the drain 407 to the floating gate 403 degrades the tolerance of the memory transistor 402 for punch-through, thereby limiting the ability of the memory transistor 402 to handle the drain voltage. The effect of the capacitance junction is not proportional to the gate line width of the memory transistor 402 due to the strong effect of the fringing capacitance, that is, the capacitance other than the parallel plane capacitance. Therefore, the effect of this drain junction becomes more dominant as the structure becomes smaller, and in a conventional EEPROM or flash memory without an access gate, it becomes a serious scaling constraint. By the way, the programming speed increases exponentially with the reciprocal of the effective channel length.
【0036】このメモリセルは、このスケーリングの問
題を、メモリセル400中に選択トランジスタ401を
挿入することによって解決している。このメモリセルに
よれば、プログラムモードにおけるメモリトランジスタ
402のパンチスルーを除去するので、チャネル長51
1をスケールすることができる。このスケーラビリティ
によって、チャネル長511を短くすることができ、こ
れにより、従来に比較して、メモリセルのプログラミン
グ速度を著しく向上することができる。さらに、ドレイ
ン407にドープを施すことにより、メモリセル400
は5Vでのプログラム性能を十分に達成することができ
る。This memory cell solves this scaling problem by inserting a select transistor 401 into the memory cell 400. According to this memory cell, punch-through of the memory transistor 402 in the program mode is removed, so that the channel length 51
One can be scaled. Due to this scalability, the channel length 511 can be shortened, so that the programming speed of the memory cell can be remarkably improved as compared with the related art. Further, by doping the drain 407, the memory cell 400
Can sufficiently achieve the program performance at 5V.
【0037】(第1形態)図1は、この発明に従う不揮
発性半導体記憶装置の製造方法の第1形態により製造さ
れた不揮発性半導体記憶装置の部分断面図である。半導
体基板の一例であるシリコン基板10の主表面は、記憶
素子の一例であるメモリセル15が形成された第1の領
域11と選択ゲートトランジスタ17が形成された第2
の領域13とに分けられている。第1の領域11の上に
は、トンネル絶縁膜の一例であるシリコン酸化膜12、
シリコン酸化膜12の上には、フローティングゲート8
8、フローティングゲート88の上には、誘電体膜の一
例であるONO膜16、ONO膜16の上には、コント
ロールゲート84が形成されている。コントロールゲー
ト84の上には、マスク膜の一例であるシリコン酸化膜
76(厚さ80〜200nm)が形成されている。第1
の領域11には、コントロールゲート84及びフローテ
ィングゲート88を挟むように、間隔をあけてソース/
ドレイン96、97が形成されている。(First Embodiment) FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a nonvolatile semiconductor memory device manufactured by a first embodiment of a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention. A main surface of a silicon substrate 10 as an example of a semiconductor substrate has a first region 11 in which a memory cell 15 as an example of a storage element is formed and a second region 11 in which a select gate transistor 17 is formed.
Area 13. On the first region 11, a silicon oxide film 12, which is an example of a tunnel insulating film,
On the silicon oxide film 12, a floating gate 8
8. On the floating gate 88, an ONO film 16 which is an example of a dielectric film, and on the ONO film 16, a control gate 84 is formed. On the control gate 84, a silicon oxide film 76 (thickness: 80 to 200 nm), which is an example of a mask film, is formed. First
In the region 11 of the source / drain, the source / drain is spaced apart so as to sandwich the control gate 84 and the floating gate 88.
Drains 96 and 97 are formed.
【0038】第2の領域13の上には、ゲート絶縁膜の
一例であるゲート酸化膜20、ゲート酸化膜20の上に
は、ゲート電極82が形成されている。ゲート電極82
の上には、シリコン酸化膜76(厚さ200〜300n
m)が形成されている。第2の領域13には、ゲート電
極82を挟むように、間隔をあけてソース/ドレイン9
9、100が形成されている。A gate oxide film 20 which is an example of a gate insulating film is formed on the second region 13, and a gate electrode 82 is formed on the gate oxide film 20. Gate electrode 82
A silicon oxide film 76 (200 to 300 n thick)
m) is formed. In the second region 13, the source / drain 9 is spaced apart so as to sandwich the gate electrode 82.
9, 100 are formed.
【0039】フローティングゲート88とゲート電極8
2との間のシリコン基板10の主表面には、不可避的に
形成された溝部90がある。溝部90を覆うように、N
+型領域94及び98が形成され、N+型領域94とN+
型領域98とが、溝部90で重なるように形成されてい
る。N+型領域94は、N+型領域98よりシリコン基板
10中に深く形成されている。第1の領域11側にある
N+型領域94及び98で、ソース/ドレイン97が構
成されている。第2の領域13側にあるN+型領域98
でソース/ドレイン99が構成されている。N+型領域
94及びN+型領域98により構成される不純物領域
は、ソース/ドレイン96、99、100より高濃度で
ある。Floating gate 88 and gate electrode 8
On the main surface of the silicon substrate 10 between the two, there is a groove 90 unavoidably formed. N to cover the groove 90
+ Type regions 94 and 98 are formed, and N + type regions 94 and N +
The mold region 98 is formed so as to overlap with the groove 90. N + type region 94 is formed deeper in silicon substrate 10 than N + type region 98. The source / drain 97 is formed by the N + -type regions 94 and 98 on the first region 11 side. N + -type region 98 on the second region 13 side
Constitute the source / drain 99. The impurity region constituted by the N + type region 94 and the N + type region 98 has a higher concentration than the source / drain 96, 99, 100.
【0040】シリコン基板10の主表面は、メモリセル
15及び選択ゲートトランジスタ17を覆うように、シ
リコン酸化膜44が形成されている。シリコン酸化膜4
4には、ソース/ドレイン96を露出させるコンタクト
ホール46a及びソース/ドレイン100を露出させる
コンタクトホール46bが形成されている。シリコン酸
化膜44の上には、アルミ配線48a及び48bが形成
されている。アルミ配線48aは、コンタクトホール4
6a内にも形成され、ソース/ドレイン96と電気的に
接続されている。同様に、アルミ配線48bは、コンタ
クトホール46b内にも形成され、ソース/ドレイン1
00と電気的に接続されている。A silicon oxide film 44 is formed on the main surface of silicon substrate 10 so as to cover memory cell 15 and select gate transistor 17. Silicon oxide film 4
4, a contact hole 46a exposing the source / drain 96 and a contact hole 46b exposing the source / drain 100 are formed. On the silicon oxide film 44, aluminum wirings 48a and 48b are formed. Aluminum wiring 48a is in contact hole 4
6a, and is electrically connected to the source / drain 96. Similarly, an aluminum interconnection 48b is also formed in the contact hole 46b, and the source / drain 1
00 and is electrically connected.
【0041】図2は、図5の400Aの部分における不
揮発性半導体記憶装置の平面図であり、図1は、図2を
A−A線矢印方向から切断した断面図である。縦方向に
間隔をあけて、コントロールゲート37、アルミ配線4
8a、コントロールゲート84、溝部90、ゲート電極
82、アルミ配線48bが形成されている。コントロー
ルゲート84、ゲート電極82が、それぞれ図5に示す
コントロールゲート404、ゲート401Aに対応して
いる。FIG. 2 is a plan view of the nonvolatile semiconductor memory device at a portion 400A in FIG. 5, and FIG. 1 is a cross-sectional view of FIG. 2 taken along the line AA. The control gate 37 and the aluminum wiring 4 are spaced apart in the vertical direction.
8a, a control gate 84, a trench 90, a gate electrode 82, and an aluminum wiring 48b are formed. The control gate 84 and the gate electrode 82 correspond to the control gate 404 and the gate 401A shown in FIG. 5, respectively.
【0042】次に、この発明に従う不揮発性半導体記憶
装置の製造方法の第1形態を説明する。図6に示すよう
に、シリコン基板10の主表面の上に、例えば熱酸化法
によって厚さ7〜10nmのトンネル絶縁膜となるシリ
コン酸化膜12を形成する。シリコン酸化膜12の上
に、例えばCVD法によって、第1の導電体膜の一例で
ある厚さ100〜200nmのポリシリコン膜14を形
成する。Next, a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described. As shown in FIG. 6, a silicon oxide film 12 serving as a tunnel insulating film having a thickness of 7 to 10 nm is formed on the main surface of the silicon substrate 10 by, for example, a thermal oxidation method. On the silicon oxide film 12, a polysilicon film 14 having a thickness of 100 to 200 nm, which is an example of a first conductor film, is formed by, for example, a CVD method.
【0043】図7に示すように、例えばフォトエッチン
グ法により、第2の領域13の上のポリシリコン膜14
を選択的にエッチング除去する。そして、第1の領域1
1の上にあるポリシリコン膜14を覆うように、ONO
膜16を、シリコン基板10の主表面に形成する。ON
O膜16のO膜の部分は、例えばCVD法又は熱酸化法
により形成され、N膜の部分は、例えばCVD法により
形成される。As shown in FIG. 7, the polysilicon film 14 on the second region 13 is formed by, for example, photo etching.
Is selectively removed by etching. And the first area 1
ONO so as to cover the polysilicon film 14 on
The film 16 is formed on the main surface of the silicon substrate 10. ON
The O film portion of the O film 16 is formed by, for example, a CVD method or a thermal oxidation method, and the N film portion is formed by, for example, a CVD method.
【0044】図8に示すように、シリコン基板10の主
表面の上に、レジスト18を形成する。そして、第2の
領域13上のレジスト18を除去する。レジスト18を
マスクとして、第2の領域13の上のONO膜16、シ
リコン酸化膜12をエッチング除去し、シリコン基板1
0の主表面を露出させる。図9に示すように、例えば熱
酸化法によって、第2の領域13の上に、厚さ5〜20
nmのゲート酸化膜20を形成する。As shown in FIG. 8, a resist 18 is formed on the main surface of the silicon substrate 10. Then, the resist 18 on the second region 13 is removed. By using the resist 18 as a mask, the ONO film 16 and the silicon oxide film 12 on the second region 13 are removed by etching.
0 main surface is exposed. As shown in FIG. 9, a thickness of 5 to 20 is formed on the second region 13 by, for example, a thermal oxidation method.
A gate oxide film 20 of nm is formed.
【0045】図10に示すように、シリコン基板10の
主表面全面に、例えばCVD法を用いて、第2の導電体
膜の一例である厚さ200〜400nmのポリシリコン
膜24を形成する。なお、第2の導電体膜の他の例とし
て、厚さ80〜200nmのポリシリコン膜と、その上
に形成された厚さ80〜200nmのWSi2、MoS
i2、CoSi2、TiSi2などからなるシリサイドの
積層構造がある。ポリシリコン膜24の上に、例えばC
VD法を用いて厚さ200〜300nmのシリコン酸化
膜76を形成する。このシリコン酸化膜76が、マスク
膜の一例である。シリコン酸化膜76の上に、レジスト
80を形成する。レジスト80が第2のレジストであ
る。そしてレジスト80を、コントロールゲート及びゲ
ート電極のパターンにパターニングする。As shown in FIG. 10, a polysilicon film 24 having a thickness of 200 to 400 nm, which is an example of the second conductor film, is formed on the entire main surface of the silicon substrate 10 by using, for example, the CVD method. As another example of the second conductor film, a polysilicon film having a thickness of 80 to 200 nm and WSi 2 and MoS having a thickness of 80 to 200 nm formed thereon are provided.
There is a laminated structure of silicide made of i 2 , CoSi 2 , TiSi 2 or the like. On the polysilicon film 24, for example, C
A silicon oxide film 76 having a thickness of 200 to 300 nm is formed by using the VD method. This silicon oxide film 76 is an example of a mask film. A resist 80 is formed on the silicon oxide film 76. The resist 80 is a second resist. Then, the resist 80 is patterned into a pattern of a control gate and a gate electrode.
【0046】図11に示すように、レジスト80をマス
クとして、シリコン酸化膜76及びポリシリコン膜24
を順に選択的にエッチング除去し、コントロールゲート
84及びゲート電極82を同時に形成する。そして、レ
ジスト80を除去する。As shown in FIG. 11, using the resist 80 as a mask, the silicon oxide film 76 and the polysilicon film 24 are formed.
Are sequentially removed by etching to form a control gate 84 and a gate electrode 82 at the same time. Then, the resist 80 is removed.
【0047】図12に示すように、シリコン基板10の
主表面の上にレジスト86を形成する。レジスト86
を、ゲート電極82を覆うパターンにパターニングす
る。このレジスト86が第1のレジストである。As shown in FIG. 12, a resist 86 is formed on the main surface of the silicon substrate 10. Resist 86
Is patterned into a pattern covering the gate electrode 82. This resist 86 is the first resist.
【0048】図13に示すように、コントロールゲート
84の上のシリコン酸化膜76及びレジスト86をマス
クとして、ONO膜16を選択的にエッチング除去し、
コントロールゲート84の下に位置するONO膜16を
残す。このONO膜16の選択的エッチング除去によ
り、フローティングゲートとゲート電極との間にあるシ
リコン基板10の主表面の上にあるシリコン酸化膜20
もエッチングされ、シリコン基板10の主表面が露出す
る。続いて、ポリシリコン膜14を選択的にエッチング
除去し、フローティングゲート88を形成する。このエ
ッチングにより、シリコン基板10の主表面の露出部分
もエッチングされ、シリコン基板10に溝部90が形成
される。溝部90の深さは、100〜300nmであ
る。As shown in FIG. 13, the ONO film 16 is selectively removed by etching using the silicon oxide film 76 and the resist 86 on the control gate 84 as a mask.
The ONO film 16 located below the control gate 84 is left. By selectively removing the ONO film 16 by etching, the silicon oxide film 20 on the main surface of the silicon substrate 10 between the floating gate and the gate electrode is removed.
Is also etched, and the main surface of the silicon substrate 10 is exposed. Subsequently, the polysilicon film 14 is selectively removed by etching to form a floating gate 88. By this etching, the exposed portion of the main surface of the silicon substrate 10 is also etched, and a groove 90 is formed in the silicon substrate 10. The depth of the groove 90 is 100 to 300 nm.
【0049】図13で示す工程で説明したように、ON
O膜16の選択的エッチング除去及びポリシリコン膜1
4の選択的エッチング除去に、コントロールゲート84
の上のシリコン酸化膜76がマスクとして用いられる。
このエッチングによりシリコン酸化膜76も削られる。
よって、コントロールゲート84の上のシリコン酸化膜
76の厚みは、ゲート電極82の上のシリコン酸化膜7
6の厚みより小さい。As described in the step shown in FIG.
Selective etching removal of O film 16 and polysilicon film 1
4 to remove the control gate 84
Is used as a mask.
This etching also removes the silicon oxide film 76.
Therefore, the thickness of the silicon oxide film 76 on the control gate 84 depends on the thickness of the silicon oxide film 7 on the gate electrode 82.
6 smaller than the thickness.
【0050】図14に示すように、シリコン基板10の
主表面の上にレジスト92を形成する。レジスト92
は、ソース/ドレイン96が形成される第1の領域11
を覆い、かつその端面92aがコントロールゲート84
の上に位置するように及びソース/ドレイン100が形
成される第2の領域13を覆い、かつその端面92bが
ゲート電極82と溝部90との間に位置するようにパタ
ーニングされる。As shown in FIG. 14, a resist 92 is formed on the main surface of the silicon substrate 10. Resist 92
Is the first region 11 where the source / drain 96 is formed.
And the end surface 92a of the control gate 84
Is patterned so as to cover the second region 13 where the source / drain 100 is to be formed and the end face 92 b thereof is located between the gate electrode 82 and the trench 90.
【0051】レジスト92をマスクとして、溝部90を
覆うようにシリコン基板10の主表面に40〜120K
eV、1E14〜6E15/cm2の条件でリンのイオ
ン注入をする。次に30〜80KeV、1E15〜6E
15/cm2の条件でリン又はヒ素のイオン注入をす
る。イオン注入後、注入されたイオンを熱処理し、N+
型領域94を形成する。N+型領域94の深さは、20
0〜600nm、不純物濃度は、1E18〜1E21/
cm3である。N+型領域94を形成する熱処理の条件
は、雰囲気がN2又はN2/O2、温度が900〜950
度、時間が30〜180分である。上記したイオン注入
及び熱処理により、溝部90を覆うようにシリコン基板
10の主表面には、N+型領域94が形成される。Using the resist 92 as a mask, the main surface of the silicon substrate 10 is covered with 40 to 120 K so as to cover the groove 90.
Phosphorus ions are implanted under the conditions of eV, 1E14 to 6E15 / cm 2 . Next, 30-80 KeV, 1E15-6E
Ion implantation of phosphorus or arsenic is performed under the condition of 15 / cm 2 . After the ion implantation, the implanted ions are heat-treated and N +
A mold region 94 is formed. The depth of the N + type region 94 is 20
0 to 600 nm, the impurity concentration is 1E18 to 1E21 /
cm 3 . The conditions of the heat treatment for forming the N + type region 94 are as follows: atmosphere is N 2 or N 2 / O 2 , and temperature is 900 to 950.
The degree and time are 30 to 180 minutes. By the above-described ion implantation and heat treatment, an N + type region 94 is formed on the main surface of the silicon substrate 10 so as to cover the groove 90.
【0052】図15に示すように、コントロールゲート
84の上のシリコン酸化膜76及びゲート電極82の上
のシリコン酸化膜76をマスクとして、シリコン基板1
0の主表面に、40〜120KeV、5E12〜5E1
4/cm2の条件でリンのイオン注入をする。次に30
〜80KeV、1E15〜6E15/cm2の条件でリ
ン又はヒ素のイオン注入をする。これらのイオン注入を
し、熱処理することによりソース/ドレイン96、N+
型領域98及びソース/ドレイン100を形成する。N
+型領域98の深さは、100〜400nm、不純物濃
度は、1E17〜1E21/cm3である。As shown in FIG. 15, using the silicon oxide film 76 on the control gate 84 and the silicon oxide film 76 on the gate electrode 82 as a mask, the silicon substrate 1
0 to the main surface, 40 to 120 KeV, 5E12 to 5E1
Phosphorus ions are implanted under the condition of 4 / cm 2 . Then 30
The ions of phosphorus or arsenic are implanted under the conditions of 80 KeV and 1E15〜6E15 / cm 2 . The source / drain 96, N +
A mold region 98 and a source / drain 100 are formed. N
The depth of the + type region 98 is 100 to 400 nm, and the impurity concentration is 1E17 to 1E21 / cm 3 .
【0053】図1に示すように、シリコン基板10の主
表面全面に、例えばCVD法により層間絶縁膜となるシ
リコン酸化膜44を形成する。層間絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜の代わりに、PSG膜、SOG膜またはBPS
G膜を用いてもよい。PSG膜、SOG膜またはBPS
G膜を単独に用いた一層構造でもよいし、または、シリ
コン酸化膜、PSG膜、SOG膜またはBPSG膜を組
み合わせた多層構造でもよい。次に、パターニングされ
たレジストを用いて、シリコン酸化膜44を選択的にエ
ッチング除去し、ソース/ドレイン96を露出させるコ
ンタクトホール46a、ソース/ドレイン100を露出
させるコンタクトホール46bを形成する。そして、シ
リコン酸化膜44の上に例えばスパッタリング法を用い
てアルミニウム膜を形成する。このアルミニウム膜にパ
ターニングを施し、アルミ配線48a、48bを形成す
る。なお、アルミ配線の代わりに、アルミニウムに銅等
を含んだアルミ合金配線でもよい。As shown in FIG. 1, a silicon oxide film 44 serving as an interlayer insulating film is formed on the entire main surface of the silicon substrate 10 by, for example, a CVD method. PSG film, SOG film or BPS instead of silicon oxide film as interlayer insulating film
A G film may be used. PSG film, SOG film or BPS
It may have a single-layer structure using a G film alone, or may have a multilayer structure in which a silicon oxide film, a PSG film, an SOG film, or a BPSG film is combined. Next, using the patterned resist, the silicon oxide film 44 is selectively etched away to form a contact hole 46a exposing the source / drain 96 and a contact hole 46b exposing the source / drain 100. Then, an aluminum film is formed on the silicon oxide film 44 by using, for example, a sputtering method. This aluminum film is patterned to form aluminum wirings 48a and 48b. Instead of the aluminum wiring, an aluminum alloy wiring containing copper or the like in aluminum may be used.
【0054】この第1形態では、図11に示すように、
コントロールゲート84とゲート電極82とを同時に形
成しているので、コントロールゲート84形成のための
マスクとゲート電極82形成のためのマスクとのマスク
あわせの余裕を考慮する必要がない。このため、コント
ロールゲート84とゲート電極82との間の距離を小さ
くすることができ、不揮発性半導体記憶装置の微細化を
図ることができる。In the first embodiment, as shown in FIG.
Since the control gate 84 and the gate electrode 82 are formed at the same time, it is not necessary to consider a margin for mask alignment between the mask for forming the control gate 84 and the mask for forming the gate electrode 82. For this reason, the distance between the control gate 84 and the gate electrode 82 can be reduced, and miniaturization of the nonvolatile semiconductor memory device can be achieved.
【0055】また、溝部90のN+型領域94及び98
から構成される不純物領域は、図14で説明したイオン
注入及び図15で説明したイオン注入という2回のイオ
ン注入により形成される。一方、ソース/ドレイン9
6、99及び100は、図15で説明したイオン注入で
形成され、このイオン注入は、ソース/ドレイン96、
99及び100に要求される不純物濃度及び深さの条件
で行われる。よって、溝部90の不純物領域の拡散抵抗
を下げつつ、かつソース/ドレイン96、99及び10
0はそれらの要求される不純物濃度及び深さで形成する
ことができる。また、コントロールゲート84と溝部9
0との間にレジスト92の端面92aが位置していない
ので、コントロールゲートと溝部との間は、マスク合わ
せの余裕を考慮する必要がなく、コントロールゲートと
溝部との間の距離を短くでき、よって、不揮発性半導体
記憶装置の高密度及び高集積化を達成できる。Further, the N + type regions 94 and 98 of the groove 90 are formed.
Is formed by two ion implantations of the ion implantation described in FIG. 14 and the ion implantation described in FIG. On the other hand, source / drain 9
6, 99 and 100 are formed by the ion implantation described with reference to FIG.
This is performed under the conditions of impurity concentration and depth required for 99 and 100. Therefore, the source / drain 96, 99, and 10 can be formed while lowering the diffusion resistance of the impurity region of the trench 90.
0 can be formed with their required impurity concentration and depth. The control gate 84 and the groove 9
Since the end face 92a of the resist 92 is not located between the control gate and the groove, there is no need to consider a margin for mask alignment between the control gate and the groove, and the distance between the control gate and the groove can be shortened. Therefore, high density and high integration of the nonvolatile semiconductor memory device can be achieved.
【0056】(第2形態)この発明に従う不揮発性半導
体記憶装置の製造方法の第2形態を説明する。図16に
示すように、第1形態と同じ方法でポリシリコン膜24
を形成するまでの工程を行う。そして、ポリシリコン膜
24の上に、例えばCVD法を用いて厚さ200〜30
0nmのシリコン酸化膜77を形成する。このシリコン
酸化膜77が、マスク膜の一例である。シリコン酸化膜
77の上に、レジスト81を形成し、レジスト81をパ
ターニングする。このレジスト81が第3のレジストで
ある。図17に示すように、まずレジスト81をマスク
として、シリコン酸化膜77を選択的にエッチング除去
する。図18に示すように、レジスト81を除去し、シ
リコン酸化膜77をマスクとして、ポリシリコン膜24
を選択的にエッチング除去し、コントロールゲート10
4及びゲート電極102を同時に形成する。(Second Embodiment) A second embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention will be described. As shown in FIG. 16, the polysilicon film 24 is formed in the same manner as in the first embodiment.
Steps up to the formation of Then, a thickness of 200 to 30 is formed on the polysilicon film 24 by using, for example, a CVD method.
A 0 nm silicon oxide film 77 is formed. This silicon oxide film 77 is an example of a mask film. A resist 81 is formed on the silicon oxide film 77, and the resist 81 is patterned. This resist 81 is a third resist. As shown in FIG. 17, first, silicon oxide film 77 is selectively etched away using resist 81 as a mask. As shown in FIG. 18, the resist 81 is removed, and the polysilicon film 24 is
Is selectively removed by etching, and the control gate 10 is removed.
4 and the gate electrode 102 are formed simultaneously.
【0057】図19に示すように、シリコン基板10の
主表面にレジスト106を形成する。そしてゲート電極
102を覆うパターンにレジスト106をパターニング
する。このレジストが第1のレジストである。図20に
示すように、コントロールゲート104の上のシリコン
酸化膜77及びレジスト106をマスクとして、ONO
膜16、ポリシリコン膜14を順に選択的にエッチング
除去し、フローティングゲート110を形成する。第1
形態で説明した同じ理由で、フローティングゲート11
0とゲート電極102との間のシリコン基板10の主表
面には不可避的に溝部108が形成される。As shown in FIG. 19, a resist 106 is formed on the main surface of the silicon substrate 10. Then, the resist 106 is patterned into a pattern covering the gate electrode 102. This resist is the first resist. As shown in FIG. 20, using the silicon oxide film 77 on the control gate 104 and the resist 106 as a mask, the ONO
The film 16 and the polysilicon film 14 are selectively etched and removed in this order to form a floating gate 110. First
For the same reason as described in the embodiment, the floating gate 11
A groove 108 is inevitably formed in the main surface of the silicon substrate 10 between 0 and the gate electrode 102.
【0058】図20で示す工程で説明したように、ON
O膜16の選択的エッチング除去及びポリシリコン膜1
4の選択的エッチング除去に、コントロールゲート10
4の上のシリコン酸化膜77がマスクとして用いられ
る。このエッチングによりシリコン酸化膜77も削られ
る。よって、コントロールゲート104の上のシリコン
酸化膜77の厚みは、ゲート電極102の上のシリコン
酸化膜77の厚みより小さい。As described in the step shown in FIG.
Selective etching removal of O film 16 and polysilicon film 1
Control gate 10 for selective etching removal of 4
4 is used as a mask. This etching also removes the silicon oxide film 77. Therefore, the thickness of silicon oxide film 77 on control gate 104 is smaller than the thickness of silicon oxide film 77 on gate electrode 102.
【0059】図21に示すように、シリコン基板10の
主表面にレジスト92を形成する。レジスト92は、ソ
ース/ドレイン96が形成される第1の領域11を覆
い、かつその端面92aがコントロールゲート104の
上に位置するように及びソース/ドレイン100が形成
される第2の領域13を覆い、かつその端面92bがゲ
ート電極102と溝部108との間に位置するようにパ
ターニングされる。レジスト92をマスクとして、シリ
コン基板10に第1のイオン注入をし、かつ熱処理する
ことにより、溝部108を覆うN+型領域94を形成す
る。イオン注入及び熱処理の条件は第1形態と同じであ
る。As shown in FIG. 21, a resist 92 is formed on the main surface of silicon substrate 10. The resist 92 covers the first region 11 where the source / drain 96 is formed, and the second surface 13 where the end face 92 a is located above the control gate 104 and where the source / drain 100 is formed. It is patterned so that it covers and its end face 92b is located between the gate electrode 102 and the groove 108. Using the resist 92 as a mask, first ion implantation is performed on the silicon substrate 10 and heat treatment is performed to form an N + type region 94 that covers the groove 108. The conditions of ion implantation and heat treatment are the same as in the first embodiment.
【0060】図22に示すように、コントロールゲート
104の上のシリコン酸化膜77及びゲート電極102
の上のシリコン酸化膜77をマスクとして、シリコン基
板10の主表面に第2のイオン注入をし、かつ熱処理す
ることにより、ソース/ドレイン96、100及び溝部
108を覆うN+型領域98を形成する。イオン注入の
条件は第1形態と同じである。第1の領域11側にある
N+型領域94及び98で、ソース/ドレイン97が構
成される。また、第2の領域13側にあるN+型領域9
8でソース/ドレイン99が構成される。以下の工程は
第1形態と同じである。As shown in FIG. 22, the silicon oxide film 77 on the control gate 104 and the gate electrode 102
Using the silicon oxide film 77 above the mask as a mask, a second ion implantation is performed on the main surface of the silicon substrate 10 and heat treatment is performed to form an N + type region 98 covering the source / drain 96 and 100 and the groove 108. I do. The conditions for ion implantation are the same as in the first embodiment. N + -type regions 94 and 98 on the first region 11 side constitute a source / drain 97. The N + type region 9 on the second region 13 side
8, the source / drain 99 is formed. The following steps are the same as in the first embodiment.
【0061】この発明の第2形態は、第1形態と同じ効
果を有するほか、さらに次の効果を有する。図18に示
すように、第2形態は、シリコン酸化膜77をマスクと
して、コントロールゲート104及びゲート電極102
を形成している。従って、レジストをマスクとしてコン
トロールゲート及びゲート電極を形成する場合に比べ、
コントロールゲート及びゲート電極の形状を正確にする
ことができる。The second embodiment of the present invention has the same effects as the first embodiment, and further has the following effects. As shown in FIG. 18, in the second embodiment, a control gate 104 and a gate electrode 102 are formed using a silicon oxide film 77 as a mask.
Is formed. Therefore, compared with the case where the control gate and the gate electrode are formed using the resist as a mask,
The shapes of the control gate and the gate electrode can be made precise.
【図1】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態により製造された不揮発性半導体記憶装
置の部分断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a nonvolatile semiconductor memory device manufactured by a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図2】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態により製造された不揮発性半導体記憶装
置の部分平面図である。FIG. 2 is a partial plan view of a nonvolatile semiconductor memory device manufactured according to a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention;
【図3】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態を適用したフラッシュメモリのメモリセ
ルの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a memory cell of a flash memory to which a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is applied;
【図4】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態を適用したフラッシュメモリのメモリセ
ルの概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a memory cell of a flash memory to which a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is applied;
【図5】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態を適用したフラッシュメモリのメモリセ
ルアレイの概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of a memory cell array of a flash memory to which a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention is applied;
【図6】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態の第1工程を説明するための部分断面図
である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view for illustrating a first step of a first embodiment of a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図7】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態の第2工程を説明するための部分断面図
である。FIG. 7 is a partial cross-sectional view for illustrating a second step of the first embodiment of the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図8】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態の第3工程を説明するための部分断面図
である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view for illustrating a third step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図9】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製造
方法の第1形態の第4工程を説明するための部分断面図
である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view for illustrating a fourth step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図10】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第5工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 10 is a partial cross-sectional view for illustrating a fifth step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図11】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第6工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 11 is a partial cross sectional view for illustrating a sixth step of the first embodiment of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図12】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第7工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 12 is a partial cross-sectional view for illustrating a seventh step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図13】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第8工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 13 is a partial cross-sectional view for illustrating an eighth step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図14】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第9工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 14 is a partial cross-sectional view for illustrating a ninth step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図15】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第1形態の第10工程を説明するための部分断
面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view for illustrating a tenth step of the first embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図16】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第1工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 16 is a partial cross-sectional view for illustrating a first step of a second embodiment of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図17】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第2工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 17 is a partial cross sectional view for illustrating a second step of the second embodiment of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図18】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第3工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 18 is a partial cross-sectional view for illustrating a third step of the second embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図19】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第4工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 19 is a partial cross-sectional view for illustrating a fourth step of the second embodiment of the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図20】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第5工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 20 is a partial cross-sectional view for illustrating a fifth step of the second embodiment of the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図21】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第6工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 21 is a partial cross sectional view for illustrating a sixth step of the second embodiment of the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図22】この発明に従う不揮発性半導体記憶装置の製
造方法の第2形態の第7工程を説明するための部分断面
図である。FIG. 22 is a partial cross-sectional view for illustrating a seventh step of the second embodiment of the method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
【図23】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第1工程を説明するための部分断面図である。FIG. 23 is a partial cross-sectional view for describing a first step of an example of a conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図24】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第2工程を説明するための部分断面図である。FIG. 24 is a partial cross-sectional view for describing a second step of the example of the method for manufacturing the conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図25】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第3工程を説明するための部分断面図である。FIG. 25 is a partial cross-sectional view for describing a third step of the example of the method for manufacturing the conventional nonvolatile semiconductor memory device.
【図26】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第4工程を説明するための部分断面図である。FIG. 26 is a partial cross-sectional view for explaining a fourth step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図27】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第5工程を説明するための部分断面図である。FIG. 27 is a partial cross-sectional view for describing a fifth step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図28】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第6工程を説明するための部分断面図である。FIG. 28 is a partial cross-sectional view for describing a sixth step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図29】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第7工程を説明するための部分断面図である。FIG. 29 is a partial cross-sectional view for describing a seventh step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図30】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第8工程を説明するための部分断面図である。FIG. 30 is a partial cross-sectional view for explaining an eighth step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
【図31】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法の
一例の第9工程を説明するための部分断面図である。FIG. 31 is a partial cross-sectional view for explaining a ninth step of an example of the conventional method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
10 シリコン基板 11 第1の領域 12 トンネル酸化膜 13 第2の領域 14、24 ポリシリコン膜 15 メモリセル 16 ONO膜 17 選択ゲートトランジスタ 20 ゲート酸化膜 37、84、104 コントロールゲート 80、81、86、106 レジスト 88、110 フローティングゲート 96、97、99、100 ソース/ドレイン Reference Signs List 10 silicon substrate 11 first region 12 tunnel oxide film 13 second region 14, 24 polysilicon film 15 memory cell 16 ONO film 17 select gate transistor 20 gate oxide film 37, 84, 104 control gate 80, 81, 86, 106 resist 88,110 floating gate 96,97,99,100 source / drain
Claims (15)
を有する半導体基板と、 前記第1の領域の上に形成されたフローティングゲート
及び前記フローティングゲートの上に形成されたコント
ロールゲートを含む記憶素子と、 前記第2の領域の上に形成されたゲート電極を含み、前
記記憶素子を選択作動させる選択ゲートトランジスタ
と、 を備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、 前記第1の領域の上にトンネル絶縁膜を形成する工程
と、 前記トンネル絶縁膜の上に、前記フローティングゲート
となる第1の導電体膜を形成する工程と、 前記第1の導電体膜の上に、誘電体膜を形成する工程
と、 前記第2の領域の上に、ゲート絶縁膜を形成する工程
と、 前記誘電体膜及び前記ゲート絶縁膜の上に、第2の導電
体膜を形成する工程と、 前記第2の導電体膜の上に、前記第1の導電体膜とエッ
チングレートが異なり、前記第1の導電体膜を選択的に
エッチング除去する際に、マスクとなるマスク膜を形成
する工程と、 前記マスク膜及び前記第2の導電体膜を選択的にエッチ
ング除去し、前記コントロールゲート及び前記ゲート電
極を同時に形成する工程と、 を備え、 前記コントロールゲートの上には、前記マスク膜が残っ
ており、 さらに、 前記ゲート電極を覆うように、第1のレジストを形成す
る工程と、 前記コントロールゲートの上の前記マスク膜及び前記第
1のレジストをマスクとして前記第1の導電体膜を選択
的にエッチング除去し、前記フローティングゲートを形
成する工程と、 を備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方法。A semiconductor substrate having a main surface including a first region and a second region; a floating gate formed on the first region; and a control gate formed on the floating gate. And a selection gate transistor including a gate electrode formed on the second region and selectively operating the storage element. Forming a tunnel insulating film on the first region, forming a first conductive film serving as the floating gate on the tunnel insulating film, and forming a first conductive film on the first conductive film. Forming a dielectric film; forming a gate insulating film on the second region; forming a second conductive film on the dielectric film and the gate insulating film. The etching rate is different from that of the first conductive film on the second conductive film. When selectively removing the first conductive film by etching, a mask film serving as a mask is formed. Forming, and selectively removing the mask film and the second conductor film by etching to form the control gate and the gate electrode at the same time. Forming a first resist so as to cover the gate electrode; and forming the first conductive film using the mask film and the first resist on the control gate as a mask. Forming a floating gate by selectively removing a body film by etching. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
ト及び前記ゲート電極を同時に形成する工程は、 前記マスク膜の上に、第2のレジストを形成する工程
と、 前記第2のレジストをマスクとして前記マスク膜及び前
記第2の導電体膜を選択的にエッチング除去し、前記コ
ントロールゲート及び前記ゲート電極を同時に形成する
工程と、 を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein, from the step of forming the mask film, the step of simultaneously forming the control gate and the gate electrode includes the steps of: forming a second resist on the mask film; Selectively etching and removing the mask film and the second conductor film using a second resist as a mask to simultaneously form the control gate and the gate electrode. .
ト及び前記ゲート電極を同時に形成する工程は、 前記マスク膜の上に、第3のレジストを形成する工程
と、 前記第3のレジストをマスクとして前記マスク膜を選択
的にエッチング除去する工程と、 前記マスク膜をマスクとして前記第2の導電体膜を選択
的にエッチング除去し、前記コントロールゲート及び前
記ゲート電極を同時に形成する工程と、 を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein, from the step of forming the mask film, the step of simultaneously forming the control gate and the gate electrode includes the steps of: forming a third resist on the mask film; Selectively etching and removing the mask film using a third resist as a mask; and selectively etching and removing the second conductor film using the mask film as a mask to simultaneously remove the control gate and the gate electrode. Forming a non-volatile semiconductor storage device.
の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the mask film includes an insulating film.
記憶装置の製造方法。5. The method according to claim 4, wherein the mask film includes a silicon oxide film.
発性半導体記憶装置の製造方法。6. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said mask film has a thickness of 200 to 300 nm.
あり、一個の前記選択ゲートトランジスタは、一個の前
記記憶素子のみを選択作動させる不揮発性半導体記憶装
置の製造方法。7. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein there are a plurality of said memory elements and said plurality of select gate transistors, and one select gate transistor selectively operates only one said memory element. Device manufacturing method.
不揮発性半導体記憶装置であって、 第1の領域及び第2の領域を含む主表面を有する半導体
基板と、 前記第1の領域の上に形成されたフローティングゲート
及び前記フローティングゲートの上に形成されたコント
ロールゲートを含む記憶素子と、 前記第2の領域の上に形成されたゲート電極を含み、前
記記憶素子を選択作動させる選択ゲートトランジスタ
と、 前記コントロールゲートと同じ幅であり、かつ前記フロ
ーティングゲートと異なるエッチングレートであり、か
つ前記コントロールゲート上に位置する第1の膜と、 前記ゲート電極と同じ幅であり、かつ前記第1の膜と同
じ材料を含み、かつ前記ゲート電極上に位置する第2の
膜と、 を備えた不揮発性半導体記憶装置。8. A nonvolatile semiconductor memory device which stores information by accumulating electric charges, comprising: a semiconductor substrate having a main surface including a first region and a second region; A storage element including a formed floating gate and a control gate formed on the floating gate; and a select gate transistor including a gate electrode formed on the second region and selectively operating the storage element. A first film having the same width as the control gate, having a different etching rate from the floating gate, and being located on the control gate, and having the same width as the gate electrode; And a second film including the same material as above and located on the gate electrode.
不揮発性半導体記憶装置。9. The method according to claim 8, wherein the thickness of the first film is smaller than the thickness of the second film.
Non-volatile semiconductor storage device.
ース/ドレインと、前記フローティングゲート及び前記
コントロールゲートを挟むように前記第1のソース/ド
レインと間隔をあけて前記第1の領域に形成された第2
のソース/ドレインと、を含み、 前記選択ゲートトランジスタは、前記第2の領域に形成
された第3のソース/ドレインと、前記ゲート電極を挟
むように前記第3のソース/ドレインと間隔をあけて前
記第2の領域に形成された第4のソース/ドレインと、
を含み、 前記フローティングゲートと前記ゲート電極との間にあ
る前記主表面には、溝部が不可避的に形成され、 前記不揮発性半導体記憶装置は、さらに、 前記溝部を覆うように前記主表面に形成され、かつ前記
第2のソース/ドレインと前記第3のソース/ドレイン
とを電気的に接続する不純物領域を備える、不揮発性半
導体記憶装置。10. The storage element according to claim 8, wherein the storage element includes a first source / drain formed in the first region and the first source / drain sandwiching the floating gate and the control gate. / The second region formed in the first region at an interval from the drain
Wherein the select gate transistor has a third source / drain formed in the second region and an interval between the third source / drain so as to sandwich the gate electrode. A fourth source / drain formed in the second region,
A groove is inevitably formed on the main surface between the floating gate and the gate electrode; and the nonvolatile semiconductor memory device is further formed on the main surface so as to cover the groove. A non-volatile semiconductor memory device, further comprising an impurity region electrically connecting the second source / drain and the third source / drain.
インより不純物濃度が高い、不揮発性半導体記憶装置。11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein said impurity region has a higher impurity concentration than said first and fourth source / drain.
導体記憶装置。12. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 8, wherein said first and second films include an insulating film.
揮発性半導体記憶装置。13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 12, wherein said first and second films include a silicon oxide film.
の厚みは200〜300nmである、不揮発性半導体記
憶装置。14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 8, wherein said first film has a thickness of 80 to 200 nm, and said second film has a thickness of 200 to 300 nm.
あり、一個の前記選択ゲートトランジスタは、一個の前
記記憶素子のみを選択作動させる不揮発性半導体記憶装
置。15. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 8, wherein there are a plurality of said storage elements and said plurality of select gate transistors, and one of said select gate transistors selectively operates only one of said storage elements. apparatus.
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JP9249098 | 1998-03-20 | ||
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008258462A (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device |
US7800158B2 (en) | 2005-11-17 | 2010-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method of forming the same |
JP2012248872A (en) * | 2002-11-14 | 2012-12-13 | Abedneja Assets Ag L L C | Monolithic, combo nonvolatile memory allowing byte, page, and block writing with no disturb and divided-well in cell array using unified cell structure and technology with new scheme of decoder and layout |
JP2016122698A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
-
1999
- 1999-03-11 JP JP06452999A patent/JP3821192B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012248872A (en) * | 2002-11-14 | 2012-12-13 | Abedneja Assets Ag L L C | Monolithic, combo nonvolatile memory allowing byte, page, and block writing with no disturb and divided-well in cell array using unified cell structure and technology with new scheme of decoder and layout |
US7800158B2 (en) | 2005-11-17 | 2010-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and method of forming the same |
JP2008258462A (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device |
JP2016122698A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
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