JP2000223596A - Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

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JP2000223596A
JP2000223596A JP11026246A JP2624699A JP2000223596A JP 2000223596 A JP2000223596 A JP 2000223596A JP 11026246 A JP11026246 A JP 11026246A JP 2624699 A JP2624699 A JP 2624699A JP 2000223596 A JP2000223596 A JP 2000223596A
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Japan
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conductive layer
forming
insulating film
region
gate
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JP11026246A
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Japanese (ja)
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Hiroyuki Moriya
博之 守屋
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a semiconductor nonvolatile storage device, which make possible high integration by shortening the gate length of a selection transistor having a floating gate structure, and a method for manufacturing the storage device. SOLUTION: A selective transistor region of a semiconductor substrate 10, in a floating gate type semiconductor nonvolatile storage device, has a gate insulating film 20 formed in an upper layer of a channel formation region, a first conductive layer 30a formed as separated for each selective transistor in an upper layer of the gate insulating film, a second conductive layer 31b formed in an upper layer of the first conductive layer, an intermediate insulating film 22a formed in an upper layer of the second conductive layer, a third conductive layer 35 formed in an upper layer of the intermediate insulating film, and a source/drain region formed in the semiconductor substrate at both sides of the first conductive layer, as connected to the channel formation region. Then the second and third conductive layers are connected via an opening CBSG made in the intermediate insulating film in a periphery of the selective transistor region.

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】本発明は半導体不揮発性記憶
装置およびその製造方法に関し、特に、フローティング
ゲートヘの電荷の蓄積により情報を判別する半導体不揮
発性記憶装置およ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 semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor nonvolatile memory device which determines information by accumulating charges in a floating gate and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、開発が盛んに行なわれているフラ
ッシュメモリは、ゲート絶縁膜中に埋設されたフローテ
ィングゲートや、ゲート絶縁膜中に離散化されたキャリ
ア捕獲準位などからなる電荷蓄積機構への電荷の蓄積量
により、情報を判別する半導体不揮発性メモリである。
上記の電荷蓄積機構がフローティングゲートの場合のメ
モリセルは、半導体基板上に形成されたトンネル酸化膜
と、フローティングゲートと、層間絶縁膜と、コントロ
ールゲートとが積層された構造になっている。コントロ
ールゲートに電圧を印加すると、コントロールゲートと
フローティングゲート間の容量結合によりフローティン
グゲートの電位が変化するので、これによって、書き込
み、読み出しの動作を行うことができる。
2. Description of the Related Art In recent years, flash memories, which have been actively developed, have a charge storage mechanism comprising a floating gate buried in a gate insulating film, a carrier trapping level discretized in the gate insulating film, and the like. This is a semiconductor non-volatile memory that determines information based on the amount of charge stored in the memory.
When the charge storage mechanism is a floating gate, the memory cell has a structure in which a tunnel oxide film formed on a semiconductor substrate, a floating gate, an interlayer insulating film, and a control gate are stacked. When a voltage is applied to the control gate, the potential of the floating gate changes due to capacitive coupling between the control gate and the floating gate, whereby writing and reading operations can be performed.

【0003】メモリセルを行列状に配置したメモリセル
アレイでは、メモリセルヘの情報の書き込み、読み出し
の動作を複数のセルを単位として行っている。このセル
の単位をブロックと呼ぶ。セルアレイの内、どのセルブ
ロックを活性化させるかを選択する役割をするのが選択
トランジスタである。選択トランジスタのゲート構造
は、製造プロセスの制約から、メモリセルと同様の積層
構造となっている。しかしながら、選択トランジスタに
おいてフローティングゲートが浮遊したままであると、
素子の動作時に閾値の変化を生ずることがあるので、選
択トランジスタの特性が不安定となってしまう。これを
防ぐために、選択トランジスタにおいては、選択ゲート
にフローティングゲートを接続して対応することが広く
行われている。
In a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix, writing and reading of information to and from a memory cell are performed in units of a plurality of cells. The unit of this cell is called a block. The selection transistor plays a role of selecting which cell block is activated in the cell array. The gate structure of the select transistor has a stacked structure similar to that of the memory cell due to restrictions on the manufacturing process. However, if the floating gate remains floating in the select transistor,
Since the threshold value may change during the operation of the element, the characteristics of the selection transistor become unstable. In order to prevent this, in a selection transistor, it is widely practiced to connect a floating gate to a selection gate.

【0004】また、メモリセルの集積度を向上させるた
めに、半導体基板に素子分離用溝を形成し、その溝内を
絶縁体で埋め込んで素子分離絶縁膜を形成するトレンチ
素子分離法(STI(Shallow Trench Isolation)法)
が用いられることがある。そして、トレンチ素子分離領
域をフローティングゲートの幅方向の端部に自己整合的
に形成するプロセスも提案されている。トレンチ素子分
離とフローティングゲートを別の露光工程を経て形成す
る場合には、トレンチ素子分離とフローティングゲート
に合わせずれが生じるため、合わせずれを見込んだ分ト
レンチ素子分離上にフローティングゲートを重ねて形成
しなければならない。フローティングゲートとトレンチ
素子分離を自己整合的に形成する方法では、上記の合わ
せずれがなくなり、トレンチ素子分離上にフローティン
グゲートを重ねて形成する必要がないので、集積度をさ
らに向上させることができる。
In order to improve the degree of integration of memory cells, a trench for element isolation is formed in a semiconductor substrate, and the trench is filled with an insulator to form an element isolation insulating film. Shallow Trench Isolation method)
May be used. In addition, a process has been proposed in which a trench element isolation region is formed at an end of the floating gate in the width direction in a self-aligned manner. When the trench isolation and the floating gate are formed through different exposure processes, misalignment occurs between the trench isolation and the floating gate. Therefore, the floating gate is formed on the trench isolation by an amount corresponding to the misalignment. There must be. In the method of forming the floating gate and the trench element isolation in a self-aligned manner, the misalignment described above is eliminated, and it is not necessary to form the floating gate on the trench element isolation, so that the integration degree can be further improved.

【0005】図14は、フローティングゲートとトレン
チ素子分離を自己整合的に形成する場合の半導体不揮発
性記憶装置の平面図である。トレンチ型の素子分離絶縁
膜STIで分離されたシリコン半導体基板の活性領域A
Rと、コントロールゲートであるワード線(WL1,W
L2,…,WL16)とが交差する領域(図中斜線部
分)において、ワード線(WL1,WL2,…,WL1
6)とシリコン半導体基板のチャネル形成領域の間に絶
縁膜に被覆されたフローティングゲートFGが形成され
ている。また、フローティングゲートFGの両側部の基
板中にはソース・ドレイン拡散層が形成されている。ワ
ード線(WL1,WL2,…,WL16)と半導体基板
中のチャネル形成領域の間に絶縁膜に被覆されたフロー
ティングゲートFGを有する電界効果トランジスタであ
るメモリトランジスタMTが複数個直列に接続され、N
AND列を構成している。
FIG. 14 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device when a floating gate and a trench element isolation are formed in a self-aligned manner. Active region A of silicon semiconductor substrate separated by trench type element isolation insulating film STI
R and a word line (WL1, W
L2,..., WL16) (in the hatched portion in the drawing), the word lines (WL1, WL2,.
6) and a floating gate FG covered with an insulating film is formed between the channel formation region of the silicon semiconductor substrate. Further, source / drain diffusion layers are formed in the substrate on both sides of the floating gate FG. A plurality of memory transistors MT, which are field effect transistors having a floating gate FG covered with an insulating film, are connected in series between the word lines (WL1, WL2,..., WL16) and the channel formation region in the semiconductor substrate.
An AND column is formed.

【0006】さらに、NAND列のビット線側の端部に
はビット線側選択ゲートBSGにより当該NAND列を
選択するためのビット線側選択MOSトランジスタBS
Tが形成されており、そのドレイン拡散層はビットコン
タクトBCを介して図示しないビット線に接続してい
る。一方、NAND列のソース線側の端部にもソース線
側選択ゲートSSGによりソース線側選択MOSトラン
ジスタSSTが形成されており、そのソース拡散層はソ
ース線SLに接続している。上記のビット線側選択ゲー
トBSGおよびソース線側選択ゲートSSGにおいて
は、製造プロセスの制約からメモリトランジスタと同様
にして、活性領域ARと交差する領域(図中斜線部分)
において、フローティングゲートFGが残されることに
なる。このため、(ビット線側およびソース線側)選択
トランジスタにおいて、トランジスターつずつに(ビッ
ト線側およびソース線側)選択ゲートとフローティング
ゲートFGとを接続する手段が必要である。図14に示
す半導体不揮発性記憶装置においては、ビット線側選択
ゲート用接続孔CBSG およびソース線側選択ゲート用接
続孔CSSG により、個々の選択トランジスタのフローテ
ィングゲートFGと接続している。
Further, a bit line side select MOS transistor BS for selecting the NAND line by a bit line side select gate BSG is provided at an end of the NAND line on the bit line side.
T is formed, and its drain diffusion layer is connected to a bit line (not shown) via a bit contact BC. On the other hand, a source line side select MOS transistor SST is also formed by a source line side select gate SSG at the source line side end of the NAND string, and its source diffusion layer is connected to the source line SL. In the above-mentioned bit line side selection gate BSG and source line side selection gate SSG, regions crossing the active region AR (shaded portions in the figure) in the same manner as the memory transistors due to limitations in the manufacturing process.
, The floating gate FG is left. Therefore, in the selection transistors (bit line side and source line side), means for connecting the selection gate and the floating gate FG for each transistor (bit line side and source line side) is required. In the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 14, the floating gate FG of each select transistor is connected to the bit line side select gate connection hole CBSG and the source line side select gate connection hole CSSG .

【0007】図14中の選択ゲート部分であるC−
C’、D−D’の断面図をそれぞれ図15(a)および
図15(b)に示す。トレンチ型の素子分離絶縁膜21
により分離された半導体基板10の活性領域上に、例え
ば薄膜の酸化シリコンからなるゲート絶縁膜20が形成
されており、その上層にポリシリコンなどかなるフロー
ティングゲート30aが形成されており、さらにその上
層に例えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶
縁膜)からなる中間絶縁膜22aが形成されている。中
間絶縁膜22aには、ビット線側選択ゲートとフローテ
ィングゲート30aとを接続するためのビット線側選択
ゲート用接続孔CBSG が開口されている。中間絶縁膜に
上層には例えばポリシリコン層(32a,33a)およ
びタングステンシリサイド層34aの積層体であるビッ
ト線側選択ゲート35が形成されており、上記のビット
線側選択ゲート用接続孔CBSG を介して、フローティン
グゲート30aと接続している。また、フローティング
ゲート30aの両側部の半導体基板10中には、不図示
のソース・ドレイン拡散層が形成されており、これによ
り、各トランジスタにおいてフローティングゲート30
aがビット線側選択ゲート35に接続している選択トラ
ンジスタが構成されている。一方、ソース線側選択ゲー
トにおいても上記と同様の構造により、フローティング
ゲートがソース線側選択ゲート用接続孔CSSG を介して
ソース線側選択ゲートに接続している構造を有してい
る。
C- which is a select gate portion in FIG.
FIGS. 15A and 15B are cross-sectional views of C ′ and DD ′, respectively. Trench type element isolation insulating film 21
A gate insulating film 20 made of, for example, a thin silicon oxide is formed on the active region of the semiconductor substrate 10 separated by the above process, and a floating gate 30a made of polysilicon or the like is formed on the gate insulating film 20. An intermediate insulating film 22a formed of, for example, an ONO film (laminated insulating film of oxide film-nitride film-oxide film) is formed. A connection hole CBSG for a bit line side select gate for connecting the bit line side select gate and the floating gate 30a is opened in the intermediate insulating film 22a. Upper layer, for example a polysilicon layer on the intermediate insulating film (32a, 33a) and a tungsten silicide layer 34a bit line side select gate 35 is a laminate of is formed, connecting said bit line side select gate hole C BSG Through the floating gate 30a. Source / drain diffusion layers (not shown) are formed in the semiconductor substrate 10 on both sides of the floating gate 30a.
A selection transistor in which a is connected to the bit line side selection gate 35 is formed. On the other hand, the source line side select gate also has a structure similar to the above, in which the floating gate is connected to the source line side select gate via the source line side select gate connection hole CSSG .

【0008】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
について、図面を参照して説明する。まず、図16
((a)は図14中C−C’における断面図、(b)は
図14中D−D’における断面図に相当する)に示すよ
うに、半導体基板10上に例えば熱酸化法によりゲート
絶緑膜20を形成する。その上に例えばCVD(Chemic
al Vapor Deposition )法によりポリシリコンあるいは
アモルファスシリコンを堆積させ、フローティングゲー
ト用層30を形成する。次に、フォトリソグラフィー工
程により、トレンチ素子分離を形成する領域を開口する
パターンのレジスト膜R1を形成する。
A method for manufacturing the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device will be described with reference to the drawings. First, FIG.
((A) corresponds to a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 14, and (b) corresponds to a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG. 14). An absolute green film 20 is formed. Further, for example, CVD (Chemic
The floating gate layer 30 is formed by depositing polysilicon or amorphous silicon by an Al Vapor Deposition method. Next, a resist film R1 having a pattern for opening a region where a trench element isolation is to be formed is formed by a photolithography process.

【0009】次に、図17((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、レジスト膜R1をマス
クにしてRIE(反応性イオンエッチング)などのエッ
チングを施し、フローティングゲート用層30、ゲート
絶縁膜20、半導体基板10を順にエッチングし、素子
分離用溝Tを形成する。
Next, FIG. 17 (a) shows a line CC 'in FIG.
14B, and FIG. 14B corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 14). Etching such as RIE (reactive ion etching) is performed using the resist film R1 as a mask to form a floating gate. The layer 30, the gate insulating film 20, and the semiconductor substrate 10 are sequentially etched to form a trench T for element isolation.

【0010】次に、図18((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、レジスト膜R1を除去
した後、例えばCVD法により全面に酸化シリコンなど
の絶縁体を堆積させ、RIEなどのエッチングによりエ
ッチバックして素子分離用溝の内部にのみ絶縁体を残
し、素子分離絶縁膜21を形成する。
Next, FIG. 18 (a) is a sectional view taken along the line CC 'in FIG.
14B, and FIG. 14B corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 14). After removing the resist film R1, an insulator such as silicon oxide is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method. Then, the element isolation insulating film 21 is formed by etching back by etching such as RIE to leave an insulator only inside the element isolation groove.

【0011】次に、図19((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、例えばCVD法により
ONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)から
なる中間絶縁膜22を形成する。次に、例えばCVD法
により、ポリシリコン層32を形成する。
Next, FIG. 19 ((a) shows CC ′ in FIG.
As shown in FIG. 14, (b) corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 14). An insulating film 22 is formed. Next, a polysilicon layer 32 is formed by, for example, a CVD method.

【0012】次に、図20((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、フォトリソグラフィー
工程によりビット線側選択ゲート用接続孔CBSG を開口
するパターンのレジスト膜R3を形成する。
Next, FIG. 20 ((a) shows CC ′ in FIG.
Sectional view of a resist film R3 of (b), as shown in a cross-sectional view) in FIG. 14 D-D ', the pattern of a connection hole C BSG bit line side select gate by a photolithography process Form.

【0013】次に、図21((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、レジスト膜R3をマス
クにしてRIEなどのエッチングを施し、ポリシリコン
層32、中間絶縁膜22を順にエッチングし、ビット線
側選択ゲート用接続孔CBSG を開口する。
Next, FIG. 21 ((a) is a sectional view taken along the line CC 'in FIG.
14B, and FIG. 14B corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 14). Etching such as RIE is performed using the resist film R3 as a mask to form the polysilicon layer 32 and the intermediate insulating film 22. Are sequentially etched to open a bit line side select gate connection hole CBSG .

【0014】次に、図22((a)は図14中C−C’
における断面図、(b)は図14中D−D’における断
面図に相当する)に示すように、レジスト膜R3を除去
した後、例えばCVD法によりビット線側選択ゲート用
接続孔CBSG 内を被覆して、ポリシリコン層33および
タングステンシリサイド層34を積層させる。
Next, FIG. 22 ((a) shows CC ′ in FIG.
14B, and FIG. 14B corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′ in FIG. 14). After the resist film R3 is removed, the inside of the bit line side select gate connection hole CBSG is removed, for example, by the CVD method. And a polysilicon layer 33 and a tungsten silicide layer 34 are laminated.

【0015】次に、フォトリソグラフィー工程によりビ
ット線側選択ゲートのパターンのレジスト膜(不図示)
を形成し、RIEなどのエッチングを施して、タングス
テンシリサイド層34、ポリシリコン層(32,3
3)、中間絶縁膜22およびフローティングゲート用層
30を順にパターン加工し、図15に示すように、ポリ
シリコン層(32a,33a)およびタングステンシリ
サイド層34aの積層体であるビット線側選択ゲート3
5と、ビット線側選択ゲート用接続孔CBSG を介してビ
ット線側選択ゲート35に接続するフローティングゲー
ト30aとする。以降の工程としては、例えば酸化シリ
コンなどの層間絶縁膜を形成し、ビットコンタクトなど
のコンタクトを開口してビット線などの上層配線を形成
し、所望の半導体不揮発性記憶装置を形成する。
Next, a resist film (not shown) having a pattern of a bit line side select gate is formed by a photolithography process.
Is formed, and etching such as RIE is performed to form a tungsten silicide layer 34 and a polysilicon layer (32, 3).
3), the intermediate insulating film 22 and the floating gate layer 30 are sequentially patterned, and as shown in FIG. 15, the bit line side select gate 3 which is a laminate of the polysilicon layers (32a, 33a) and the tungsten silicide layer 34a.
5 and a floating gate 30a connected to the bit line side select gate 35 via the bit line side select gate connection hole CBSG . In the subsequent steps, for example, an interlayer insulating film such as silicon oxide is formed, and a contact such as a bit contact is opened to form an upper layer wiring such as a bit line, thereby forming a desired semiconductor nonvolatile memory device.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
半導体不揮発性記憶装置においては、選択ゲートの形成
において、ビット線側選択ゲート用接続孔CBSG とビッ
ト線側選択ゲート35の合わせ余裕を大きくとる必要が
あり、このために半導体不揮発性記憶装置の高集積化が
妨げされてしまうという問題がある。
However, in the above-described semiconductor nonvolatile memory device, a margin for alignment between the bit line side select gate connection hole CBSG and the bit line side select gate 35 is increased in forming the select gate. Therefore, there is a problem that high integration of the semiconductor nonvolatile memory device is hindered.

【0017】上記の半導体不揮発性記憶装置において、
ビット線側選択ゲート用接続孔CBSG に対して、ビット
線側選択ゲート35のレイアウトパターン形成時のフォ
トレジストが合わせずれを生じた場合について、図面を
参照して説明する。図23(a)に示すように、ビット
線側選択ゲートのパターンのレジスト膜R4が合わせず
れを生じ、レジスト膜R4の端部がビット線側選択ゲー
ト用接続孔CBSG 内にかかっているとする。
In the above semiconductor nonvolatile memory device,
The case where the photoresist is misaligned when forming the layout pattern of the bit line side selection gate 35 with respect to the bit line side selection gate connection hole CBSG will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 23A, when the resist film R4 of the bit line side select gate pattern is misaligned, and the end of the resist film R4 is in the bit line side select gate connection hole CBSG . I do.

【0018】ビット線側選択ゲートのエッチングは、中
間絶縁膜22がエッチングのストッパとなる。しかし、
レジストR4の端部がビット線側選択ゲート用接続孔C
BSGの中にかかっていると、図23(b)に示すよう
に、エッチングのストッパとなる中間絶縁膜22がない
ためにエッチングが進んでしまい、ビット線側選択ゲー
ト用接続孔CBSG の内部Xにおいてフローティングゲー
ト30までエッチングしてしまうことになる。
In the etching of the bit line side select gate, the intermediate insulating film 22 serves as an etching stopper. But,
The end of the resist R4 has a connection hole C for the bit line side select gate.
23B , the etching proceeds because there is no intermediate insulating film 22 serving as an etching stopper, as shown in FIG. 23B . In X, even the floating gate 30 is etched.

【0019】図24に示すように、メモリトランジスタ
領域においては、素子分離用溝Tの上部、即ちフローテ
ィングゲート用層30に挟まれた領域の上部においてポ
リシリコン層(32,33)およびタングステンシリサ
イド層34からなるコントロールゲート35の膜厚は、
フローティングゲート用層30上におけるコントロール
ゲート35の膜厚に比べて例えば2倍程度に厚くなって
いる。また、フローティングゲートをエッチング加工す
るときにも通常は更にオーバーエッチを加えることか
ら、上記のフローティングゲートがエッチングされる深
さはコントロールゲートの厚さ以上になってしまう。
As shown in FIG. 24, in the memory transistor region, a polysilicon layer (32, 33) and a tungsten silicide layer are formed above the element isolation trench T, that is, above a region sandwiched by the floating gate layer 30. The thickness of the control gate 35 made of
The thickness is, for example, about twice as large as the thickness of the control gate 35 on the floating gate layer 30. In addition, when the floating gate is etched, an over-etch is usually added, so that the depth at which the floating gate is etched becomes greater than the thickness of the control gate.

【0020】上記のように、ビット線側選択ゲート用接
続孔CBSG の内部Xにおいてフローティングゲート30
までエッチングされた状態から、さらに中間絶縁膜22
をエッチングした後、フローティングゲートをエッチン
グ加工する場合には、図23(c)に示すように、ビッ
ト線側選択ゲート用接続孔CBSG の内部Xにおけるフロ
ーティングゲート30が他の部分よりも薄くなっている
ので、他の厚い部分をエッチングしている間にビット線
側選択ゲート用接続孔CBSG の内部Xにおける薄い部分
のエッチングが終了してしまう。このため、露出したゲ
ート絶縁膜20、さらには半導体基板10までもエッチ
ングされてしまうことになる。
As described above, the floating gate 30 is located inside the connection hole C BSG for the bit line side select gate.
From the state etched to, the intermediate insulating film 22
When the floating gate is etched after etching, the floating gate 30 in the inside X of the bit line side select gate connection hole CBSG becomes thinner than other portions as shown in FIG. Therefore, while the other thick portion is being etched, the etching of the thin portion in the inside X of the bit line side select gate connection hole CBSG ends. Therefore, the exposed gate insulating film 20 and even the semiconductor substrate 10 are etched.

【0021】上記のように、ビット線側選択ゲートのパ
ターンのレジスト膜R4が合わせずれを生じても、半導
体基板10などがエッチングされてしまうことを防ぐた
めに、ビット線側選択ゲート用接続孔CBSG とビット線
側選択ゲート35の合わせ余裕を大きくとる必要があ
る。合わせずれをF/2(Fは最小設計寸法)とした
時、ビット線側選択ゲート用接続孔CBSG を最小設計寸
法で形成したとしても、ビット線側選択ゲートのゲート
長は2Fとなる。図14に示すNAND型の半導体不揮
発性記憶装置においては、ビット線側とソース線側にそ
れぞれ選択トランジスタを有するので、選択トランジス
タのゲートだけで4Fの寸法が必要となり、セルアレイ
の高集積化が大きく妨げられてしまう。
As described above, even if the resist film R4 of the bit line side select gate pattern is misaligned, the bit line side select gate connection hole C is formed to prevent the semiconductor substrate 10 and the like from being etched. It is necessary to increase the margin for matching between the BSG and the bit line side selection gate 35. When the misalignment is set to F / 2 (F is the minimum design size), the gate length of the bit line side select gate is 2F even if the bit line side select gate connection hole CBSG is formed with the minimum design size. In the NAND-type semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 14, since the selection transistor is provided on each of the bit line side and the source line side, the size of 4F is required only by the gate of the selection transistor, and the high integration of the cell array is greatly increased. It will be hindered.

【0022】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、フローティングゲート構造のメ
モリトランジスタを有する半導体不揮発性記憶装置の選
択トランジスタにおいて、フローティングゲートと選択
ゲートとが接続されており、選択トランジスタのゲート
長を短くすることができ、さらに高集積化が可能な半導
体不揮発性記憶装置およびその製造方法を提供すること
である。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a selection transistor of a semiconductor nonvolatile memory device having a floating gate structure memory transistor, in which the floating gate and the selection gate are connected. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a semiconductor nonvolatile memory device capable of shortening the gate length of a select transistor and achieving high integration, and a method of manufacturing the same.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体不揮発性記憶装置は、フローティン
グゲートを有するメモリトランジスタと、当該メモリト
ランジスタを選択するための選択トランジスタとを有す
る半導体不揮発性記憶装置であって、チャネル形成領域
を有する半導体基板の選択トランジスタ領域において、
前記チャネル形成領域の上層に形成されたゲート絶縁膜
と、前記ゲート絶縁膜の上層に前記選択トランジスタ毎
に分離して形成された第1導電層と、前記第1導電層の
上層に形成された第2導電層と、前記第2導電層の上層
に形成された中間絶縁膜と、前記中間絶縁膜の上層に形
成された第3導電層と、前記第1導電層の両側部におけ
る前記半導体基板中において前記チャネル形成領域に接
続して形成されたソース・ドレイン領域とを有し、前記
第2導電層と前記第3導電層が前記選択トランジスタ領
域の周辺領域において接続されている。
In order to achieve the above object, a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention comprises a memory transistor having a floating gate and a selection transistor for selecting the memory transistor. In a nonvolatile memory device, in a select transistor region of a semiconductor substrate having a channel formation region,
A gate insulating film formed on the channel forming region, a first conductive layer formed separately on the gate insulating film for each of the select transistors, and formed on the first conductive layer; A second conductive layer, an intermediate insulating film formed on the second conductive layer, a third conductive layer formed on the intermediate insulating film, and the semiconductor substrate on both sides of the first conductive layer And a source / drain region formed in connection with the channel forming region, wherein the second conductive layer and the third conductive layer are connected in a peripheral region of the select transistor region.

【0024】上記の半導体不揮発性記憶装置は、好適に
は、前記選択トランジスタ領域の周辺領域において前記
中間絶縁膜に開口部が形成されており、当該開口部によ
り前記第2導電層と前記第3導電層が接続されている。
In the above-described semiconductor nonvolatile memory device, preferably, an opening is formed in the intermediate insulating film in a peripheral region of the selection transistor region, and the opening is used to form the second conductive layer and the third conductive layer. The conductive layer is connected.

【0025】上記の半導体不揮発性記憶装置は、好適に
は、前記選択トランジスタが複数個隣接して形成されて
おり、前記隣接する複数個の選択トランジスタ間で前記
第2導電層が接続され、前記隣接する複数個の選択トラ
ンジスタ間で前記第3導電層が接続されている。
In the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device, preferably, a plurality of the select transistors are formed adjacent to each other, and the second conductive layer is connected between the plurality of the select transistors adjacent to each other. The third conductive layer is connected between a plurality of adjacent select transistors.

【0026】上記の半導体不揮発性記憶装置は、好適に
は、前記半導体基板に素子分離用溝が形成されており、
前記素子分離用溝内に絶縁体が埋め込まれて素子分離絶
縁膜が形成されている。さらに好適には、前記素子分離
用溝が前記第1導電層に対して自己整合的に形成されて
いる。
In the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device, preferably, an element isolation groove is formed in the semiconductor substrate,
An insulator is buried in the element isolation groove to form an element isolation insulating film. More preferably, the element isolation groove is formed in a self-aligned manner with the first conductive layer.

【0027】上記の半導体不揮発性記憶装置は、好適に
は、前記第1導電層よりも前記第2導電層の膜厚の方が
薄く形成されている。
In the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device, preferably, the thickness of the second conductive layer is smaller than that of the first conductive layer.

【0028】上記の半導体不揮発性記憶装置によれば、
トレンチ素子分離法などにより分離されたフローティン
グゲート型の半導体不揮発性記憶装置において、半導体
基板の選択トランジスタ領域において、チャネル形成領
域の上層に形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜の
上層に選択トランジスタ毎に分離して形成された第1導
電層(フローティングゲート)と、第1導電層の上層に
形成された第2導電層(フローティングゲート接続層)
と、第2導電層の上層に形成された中間絶縁膜と、中間
絶縁膜の上層に形成された第3導電層(選択ゲート)
と、第1導電層の両側部における前記半導体基板中にお
いてチャネル形成領域に接続して形成されたソース・ド
レイン領域とを有し、第2導電層と第3導電層が選択ト
ランジスタ領域の周辺領域において中間絶縁膜に形成さ
れた開口部を介して接続されている。
According to the above semiconductor nonvolatile memory device,
In a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device isolated by a trench element isolation method or the like, in a select transistor region of a semiconductor substrate, a gate insulating film formed over a channel formation region and a select transistor over a gate insulating film A first conductive layer (floating gate) formed separately for each, and a second conductive layer (floating gate connection layer) formed on the first conductive layer
And an intermediate insulating film formed on the second conductive layer, and a third conductive layer (select gate) formed on the intermediate insulating film
And a source / drain region formed in the semiconductor substrate on both sides of the first conductive layer so as to be connected to a channel formation region, and the second conductive layer and the third conductive layer are formed in a peripheral region of the select transistor region. Are connected via an opening formed in the intermediate insulating film.

【0029】従って、個々の選択トランジスタ毎に分離
された第1導電層の上層に形成された第2導電層が各第
1導電層に接続しており、第2導電層と第3導電層が選
択トランジスタ領域の周辺領域において中間絶縁膜に形
成された開口部を介して接続されているので、第3導電
層と第1導電層を個々に接続する必要がなくなる。第3
導電層と第2導電層は、選択トランジスタ領域の周辺領
域において一箇所で接続すれば十分であるので、個々の
選択トランジスタにおいては中間絶縁膜が残されたまま
の構造となる。このため、選択ゲートパターンの合わせ
ずれを生じても、半導体基板がエッチングされてしまう
ことはなく、選択ゲートを最小設計寸法で設計して選択
トランジスタのゲート長を短くすることができ、さらな
る高集積化が可能となる。
Therefore, the second conductive layer formed on the first conductive layer separated for each selection transistor is connected to each first conductive layer, and the second conductive layer and the third conductive layer are connected to each other. Since the connection is made through the opening formed in the intermediate insulating film in the peripheral region of the selection transistor region, it is not necessary to individually connect the third conductive layer and the first conductive layer. Third
It is sufficient that the conductive layer and the second conductive layer are connected at a single point in the peripheral region of the select transistor region, so that each select transistor has a structure in which the intermediate insulating film remains. Therefore, even if misalignment of the select gate pattern occurs, the semiconductor substrate is not etched, and the select gate can be designed with a minimum design dimension to shorten the gate length of the select transistor, thereby further increasing the integration. Is possible.

【0030】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、フローティン
グゲートを有するメモリトランジスタと、当該メモリト
ランジスタを選択するための選択トランジスタとを有す
る半導体不揮発性記憶装置の製造方法であって、チャネ
ル形成領域を有する半導体基板の選択トランジスタ形成
領域において、前記チャネル形成領域の上層にゲート絶
縁膜を形成する工程と、前記ゲート絶縁膜の上層に第1
導電層を形成する工程と、前記第1導電層の上層に第2
導電層を形成する工程と、前記第2導電層の上層に中間
絶縁膜を形成する工程と、前記選択トランジスタ形成領
域の周辺領域において第2導電層と接続するように、前
記選択トランジスタ形成領域において前記中間絶縁膜の
上層に第3導電層を形成する工程と、前記第1導電層の
両側部における前記半導体基板中において前記チャネル
形成領域に接続してソース・ドレイン領域を形成する工
程とを有する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, comprising: a memory transistor having a floating gate; and a selection transistor for selecting the memory transistor. A method of manufacturing a storage device, comprising: forming a gate insulating film on an upper layer of a channel formation region in a selection transistor formation region of a semiconductor substrate having a channel formation region;
Forming a conductive layer, and forming a second layer on the first conductive layer.
Forming a conductive layer, forming an intermediate insulating film on the second conductive layer, and forming a conductive layer in the select transistor forming region so as to connect to the second conductive layer in a peripheral region of the select transistor forming region. Forming a third conductive layer on the intermediate insulating film; and forming source / drain regions in the semiconductor substrate on both sides of the first conductive layer by connecting to the channel formation region. .

【0031】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
は、好適には、前記中間絶縁膜を形成する工程の後、前
記第3導電層を形成する工程の前に、前記選択トランジ
スタ形成領域の周辺領域において前記中間絶縁膜に開口
部を形成する工程をさらに有し、前記第3導電層を形成
する工程においては、前記開口部により前記第2導電層
と前記第3導電層が接続するように形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, preferably, after the step of forming the intermediate insulating film and before the step of forming the third conductive layer, the periphery of the select transistor formation region is formed. Forming an opening in the intermediate insulating film in the region; and forming the third conductive layer so that the opening connects the second conductive layer and the third conductive layer. Form.

【0032】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
は、好適には、前記選択トランジスタを複数個隣接して
形成し、第2導電層を形成する工程においては、前記隣
接する複数個の選択トランジスタ間で接続するように形
成し、第3導電層を形成する工程においては、前記隣接
する複数個の選択トランジスタ間で接続するように形成
する。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device described above, preferably, in the step of forming a plurality of select transistors adjacent to each other and forming a second conductive layer, the plurality of select transistors are adjacent to each other. In the step of forming the third conductive layer so as to be connected between the plurality of select transistors, the third conductive layer is formed so as to be connected between the plurality of adjacent select transistors.

【0033】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
は、好適には、前記第1導電層を形成する工程の後、前
記第2導電層を形成する工程の前に、前記第1導電層の
パターンに沿って前記半導体基板に素子分離用溝を形成
する工程と、前記素子分離用溝を絶縁体で埋め込んで素
子分離用絶縁膜を形成する工程とをさらに有する。さら
に好適には、前記素子分離用絶縁膜を形成する工程が、
前記素子分離用溝を埋め込んで全面に絶縁体を形成する
工程と、前記素子分離用溝の外部の絶縁体を除去する工
程とを含む。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, preferably, after the step of forming the first conductive layer, before the step of forming the second conductive layer, the step of forming the first conductive layer is performed. The method further includes forming a device isolation groove in the semiconductor substrate along the pattern, and forming an element isolation insulating film by filling the device isolation groove with an insulator. More preferably, the step of forming the element isolation insulating film includes:
A step of forming an insulator over the entire surface by burying the element isolation groove; and a step of removing the insulator outside the element isolation groove.

【0034】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
は、好適には、前記第2導電層を形成する工程において
は、前記第1導電層よりも薄く形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device described above, preferably, in the step of forming the second conductive layer, the second conductive layer is formed thinner than the first conductive layer.

【0035】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
は、トレンチ素子分離法などにより分離されたフローテ
ィングゲート型の半導体不揮発性記憶装置の製造方法で
あり、チャネル形成領域を有する半導体基板の選択トラ
ンジスタ形成領域において、チャネル形成領域の上層に
ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上層に第1導電
層を形成し、第1導電層の上層に第2導電層を形成し、
第2導電層の上層に中間絶縁膜を形成する。次に、選択
トランジスタ形成領域の周辺領域において中間絶縁膜に
開口部を形成した後、この開口部を介して第2導電層と
接続するように、選択トランジスタ形成領域において中
間絶縁膜の上層に第3導電層を形成する。次に、第1導
電層の両側部における半導体基板中においてチャネル形
成領域に接続してソース・ドレイン領域を形成する。
The method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device described above is a method of manufacturing a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device separated by a trench element isolation method or the like. Forming a gate insulating film over the channel formation region, forming a first conductive layer over the gate insulating film, forming a second conductive layer over the first conductive layer,
An intermediate insulating film is formed on the second conductive layer. Next, after an opening is formed in the intermediate insulating film in the peripheral region of the selection transistor formation region, a second layer is formed above the intermediate insulation film in the selection transistor formation region so as to be connected to the second conductive layer through the opening. Three conductive layers are formed. Next, source / drain regions are formed in the semiconductor substrate on both sides of the first conductive layer so as to be connected to the channel formation region.

【0036】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
によれば、第1導電層の上層に形成する第2導電層と中
間絶縁膜を介して形成する第3導電層を、選択トランジ
スタ形成領域の周辺領域において中間絶縁膜に形成され
た開口部を介して接続させることにより、第3導電層と
第1導電層を個々に接続する必要がなくなる。このた
め、個々の選択トランジスタにおいては中間絶縁膜が残
されたままの構造とすることが可能となり、選択ゲート
パターンの合わせずれを生じても、半導体基板がエッチ
ングされてしまうことはなく、選択ゲートを最小設計寸
法で設計して選択トランジスタのゲート長を短くするこ
とができ、さらなる高集積化が可能となる。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device described above, the second conductive layer formed on the first conductive layer and the third conductive layer formed with the intermediate insulating film interposed therebetween are formed in the select transistor formation region. By connecting via the opening formed in the intermediate insulating film in the peripheral region, it is not necessary to individually connect the third conductive layer and the first conductive layer. For this reason, it is possible to have a structure in which the intermediate insulating film remains in each of the select transistors, and even if misalignment of the select gate pattern occurs, the semiconductor substrate is not etched and the select gate Can be designed with the minimum design size to shorten the gate length of the select transistor, and further higher integration can be achieved.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】第1実施形態 本実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して
説明する。図1は本実施形態に係る半導体不揮発性記憶
装置の平面図である。トレンチ型の素子分離絶縁膜ST
Iで分離されたシリコン半導体基板の活性領域ARと、
コントロールゲートであるワード線(WL1,WL2,
…,WL16)とが交差する領域(図中斜線部分)にお
いて、ワード線(WL1,WL2,…,WL16)とシ
リコン半導体基板のチャネル形成領域の間に絶縁膜に被
覆されたフローティングゲートFGが形成されている。
また、フローティングゲートFGの両側部の基板中には
ソース・ドレイン拡散層が形成されている。ワード線
(WL1,WL2,…,WL16)と半導体基板中のチ
ャネル形成領域の間に絶縁膜に被覆されたフローティン
グゲートFGを有する電界効果トランジスタであるメモ
リトランジスタMTが複数個直列に接続され、NAND
列を構成している。
First Embodiment A semiconductor device according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment. Trench type element isolation insulating film ST
An active region AR of the silicon semiconductor substrate separated by I,
Word lines (WL1, WL2,
, WL16) (the hatched portions in the figure), a floating gate FG covered with an insulating film is formed between the word lines (WL1, WL2,..., WL16) and the channel formation region of the silicon semiconductor substrate. Have been.
Further, source / drain diffusion layers are formed in the substrate on both sides of the floating gate FG. A plurality of memory transistors MT, which are field-effect transistors having a floating gate FG covered with an insulating film, are connected in series between word lines (WL1, WL2,..., WL16) and a channel formation region in a semiconductor substrate.
Make up the columns.

【0039】さらに、NAND列のビット線側の端部に
はビット線側選択ゲートBSGにより当該NAND列を
選択するためのビット線側選択MOSトランジスタBS
Tが形成されており、そのドレイン拡散層はビットコン
タクトBCを介して図示しないビット線に接続してい
る。一方、NAND列のソース線側の端部にもソース線
側選択ゲートSSGによりソース線側選択MOSトラン
ジスタSSTが形成されており、そのソース拡散層はソ
ース線SLに接続している。上記のビット線側選択ゲー
トBSGおよびソース線側選択ゲートSSGにおいて
は、製造プロセスの制約からメモリトランジスタと同様
にして、活性領域ARと交差する領域(図中斜線部分)
において、フローティングゲートFG(第1導電層)が
残されている。各フローティングゲートFGは、その上
層のポリシリコンなどからなるフローティングゲート接
続層(第2導電層)に接続している。さらに、その上層
には例えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶
縁膜)からなる中間絶縁膜と、ポリシリコンおよびタン
グステンシリサイドのポリサイド構造の積層電極である
(ビット線側およびソース線側)選択ゲート(第3導電
層)が形成されている。ここで、フローティングゲート
接続層(第2導電層)と(ビット線側およびソース線
側)選択ゲート(第3導電層)は、ビット線側選択ゲー
ト用接続孔CBSG およびソース線側選択ゲート用接続孔
SSG によりそれぞれ接続している。これにより、個々
のフローティングゲート(第1導電層)FGと(ビット
線側およびソース線側)選択ゲート(第3導電層)とが
接続して形成されている。
Further, a bit line side select MOS transistor BS for selecting the NAND line by a bit line side select gate BSG is provided at the bit line side end of the NAND line.
T is formed, and its drain diffusion layer is connected to a bit line (not shown) via a bit contact BC. On the other hand, a source line side select MOS transistor SST is also formed by a source line side select gate SSG at the source line side end of the NAND string, and its source diffusion layer is connected to the source line SL. In the above-mentioned bit line side selection gate BSG and source line side selection gate SSG, regions crossing the active region AR (shaded portions in the figure) in the same manner as the memory transistors due to limitations in the manufacturing process.
, The floating gate FG (first conductive layer) is left. Each floating gate FG is connected to a floating gate connection layer (second conductive layer) made of polysilicon or the like above it. Furthermore, an intermediate insulating film made of, for example, an ONO film (a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film) and a stacked electrode having a polycide structure of polysilicon and tungsten silicide (bit line side and source line) are formed on the upper layer. Side) Select gate (third conductive layer) is formed. Here, the floating gate connection layer (second conductive layer) and the selection gate (third conductive layer) on the bit line side and the source line side are connected to the bit line side selection gate connection hole CBSG and the source line side selection gate. Each connection is made by a connection hole C SSG . As a result, each floating gate (first conductive layer) FG is connected to the selection gate (third conductive layer) on the bit line side and the source line side.

【0040】図1中の選択ゲート部分であるA−A’、
B−B’の断面図をそれぞれ図2(a)および図2
(b)に示す。トレンチ型の素子分離絶縁膜21により
分離された半導体基板10の活性領域上に、例えば薄膜
の酸化シリコンからなるゲート絶縁膜20が形成されて
おり、その上層にポリシリコンなどからなるフローティ
ングゲート(第1導電層)30aが形成されており、そ
の上層に例えばポリシリコンからなるフローティングゲ
ート接続層(第2導電層)31bが形成されており、さ
らにその上層に例えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化
膜の積層絶縁膜)からなる中間絶縁膜22aが形成され
ている。中間絶縁膜22aには、ビット線側選択ゲート
とフローティングゲート30aとを接続するためのビッ
ト線側選択ゲート用接続孔CBSG が開口されている。中
間絶縁膜の上層には例えばポリシリコン層(32a,3
3a)およびタングステンシリサイド層34aの積層体
であるポリサイド構造のビット線側選択ゲート(第3導
電層)35が形成されており、上記のビット線側選択ゲ
ート用接続孔CBSG を介して、フローティングゲート接
続層(第2導電層)31bと接続している。また、フロ
ーティングゲート(第1導電層)30aの両側部の半導
体基板10中には、不図示のソース・ドレイン拡散層が
形成されており、これにより、各トランジスタにおい
て、フローティングゲート接続層(第2導電層)31b
により、フローティングゲート(第1導電層)30aが
ビット線側選択ゲート(第3導電層)35に接続してい
る選択トランジスタが構成されている。一方、ソース線
側選択ゲートにおいても上記と同様の構造により、フロ
ーティングゲートがソース線側選択ゲート用接続孔C
SSG を介してソース線側選択ゲートに接続している構造
を有している。
AA ', which is a selection gate portion in FIG.
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views taken along the line BB ′.
(B). A gate insulating film 20 made of, for example, a thin silicon oxide is formed on the active region of the semiconductor substrate 10 separated by the trench-type element isolation insulating film 21, and a floating gate (the A first conductive layer) 30a is formed, a floating gate connection layer (second conductive layer) 31b made of, for example, polysilicon is formed thereon, and an ONO film (oxide film-nitride film) is further formed thereon. An intermediate insulating film 22a made of a stacked insulating film of an oxide film) is formed. A connection hole CBSG for a bit line side select gate for connecting the bit line side select gate and the floating gate 30a is opened in the intermediate insulating film 22a. As an upper layer of the intermediate insulating film, for example, a polysilicon layer (32a, 3
3a) and a bit line side select gate (third conductive layer) 35 having a polycide structure, which is a stacked body of the tungsten silicide layer 34a, is formed, and is floating through the bit line side select gate connection hole CBSG. It is connected to a gate connection layer (second conductive layer) 31b. Further, source / drain diffusion layers (not shown) are formed in the semiconductor substrate 10 on both sides of the floating gate (first conductive layer) 30a, so that the floating gate connection layer (second Conductive layer) 31b
As a result, a select transistor in which the floating gate (first conductive layer) 30a is connected to the bit line side select gate (third conductive layer) 35 is formed. On the other hand, in the source line side select gate, the floating gate is connected to the source line side select gate connection hole C by the same structure as described above.
It has a structure connected to the source line side select gate via SSG .

【0041】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
について、図面を参照して説明する。まず、図3
((a)は図1中A−A’における断面図、(b)は図
1中B−B’における断面図に相当する)に示すよう
に、半導体基板10上に例えば熱酸化法によりゲート絶
緑膜20を形成する。その上に例えばCVD(Chemical
Vapor Deposition )法によりポリシリコンあるいはア
モルファスシリコンを堆積させ、フローティングゲート
用層30を250nmの膜厚で形成する。次に、フォト
リソグラフィー工程により、トレンチ素子分離を形成す
る領域を開口するパターンのレジスト膜R1を形成す
る。
A method for manufacturing the above-described semiconductor nonvolatile memory device will be described with reference to the drawings. First, FIG.
((A) is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). An absolute green film 20 is formed. Furthermore, for example, CVD (Chemical
Polysilicon or amorphous silicon is deposited by a vapor deposition method, and a floating gate layer 30 is formed with a thickness of 250 nm. Next, a resist film R1 having a pattern for opening a region where a trench element isolation is to be formed is formed by a photolithography process.

【0042】次に、図4((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、レジスト膜R1をマスクにし
てRIE(反応性イオンエッチング)などのエッチング
を施し、フローティングゲート用層30、ゲート絶縁膜
20、半導体基板10を順にエッチングし、素子分離用
溝Tを形成する。
Next, as shown in FIG. 4 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1). Is used as a mask, etching such as RIE (reactive ion etching) is performed, and the layer 30 for the floating gate, the gate insulating film 20, and the semiconductor substrate 10 are sequentially etched to form the trench T for element isolation.

【0043】次に、図5((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、レジスト膜R1を除去した
後、例えばCVD法により全面に酸化シリコンなどの絶
縁体を堆積させ、RIEなどのエッチングによりエッチ
バックして素子分離用溝の内部にのみ絶縁体を残し、素
子分離絶縁膜21を形成する。
Next, as shown in FIG. 5 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). Is removed, an insulator such as silicon oxide is deposited on the entire surface by, for example, a CVD method, and etched back by etching such as RIE to leave the insulator only inside the element isolation groove, thereby forming an element isolation insulating film 21. I do.

【0044】次に、図6((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、例えばCVD法によりフロー
ティングゲート用層30を被覆して全面にポリシリコン
を堆積させ、フローティングゲート接続用層31を10
0nmの膜厚で形成する。次に、フォトリソグラフィー
工程により、図1中のパターンP1領域を保護するレジ
スト膜R2を形成する。このとき、レジスト膜R2によ
り保護される領域の少なくとも一部がビット線側選択ゲ
ートと重なり、メモリトランジスタ領域にはかからない
ように形成されていればよく、厳密な位置合わせは必要
ではないので、合わせ余裕はなくてよい。
Next, as shown in FIG. 6 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). To cover the floating gate layer 30 and deposit polysilicon over the entire surface.
It is formed with a thickness of 0 nm. Next, a resist film R2 that protects the pattern P1 region in FIG. 1 is formed by a photolithography process. At this time, it is sufficient that at least a part of the region protected by the resist film R2 overlaps the bit line side select gate and does not cover the memory transistor region, and strict alignment is not necessary. You don't have to.

【0045】次に、図7((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、レジスト膜R2をマスクにし
てRIEなどのエッチングを施し、図1中のパターンP
1にフローティングゲート接続用層31aを加工する。
この後、レジスト膜R2を除去する。
Next, as shown in FIG. 7 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). Is etched using RIE as a mask, and the pattern P in FIG.
Then, the floating gate connection layer 31a is processed into a single layer.
After that, the resist film R2 is removed.

【0046】次に、図8((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、例えばCVD法によりフロー
ティングゲート接続用層31aを被覆してONO膜(酸
化膜−窒化膜−酸化膜の積層絶縁膜)からなる中間絶縁
膜22を形成する。次に、例えばCVD法により、ポリ
シリコン層32を形成する。
Next, as shown in FIG. 8 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). To cover the floating gate connecting layer 31a to form an intermediate insulating film 22 made of an ONO film (a stacked insulating film of an oxide film-nitride film-oxide film). Next, a polysilicon layer 32 is formed by, for example, a CVD method.

【0047】次に、図9((a)は図1中A−A’にお
ける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図に
相当する)に示すように、フォトリソグラフィー工程に
より選択トランジスタ領域の周辺領域においてビット線
側選択ゲート用接続孔CBSGを開口するパターンのレジ
スト膜R3を形成する。次に、レジスト膜R3をマスク
にしてRIEなどのエッチングを施し、ポリシリコン層
32、中間絶縁膜22を順にエッチングし、ビット線側
選択ゲート用接続孔CBSG を開口する。
Next, as shown in FIG. 9 ((a) is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. 1, and (b) is a sectional view taken along the line BB' in FIG. 1). Thereby, a resist film R3 having a pattern that opens the bit line side select gate connection hole CBSG in the peripheral region of the select transistor region is formed. Next, etching such as RIE is performed using the resist film R3 as a mask, and the polysilicon layer 32 and the intermediate insulating film 22 are etched in this order to open the bit line side select gate connection hole CBSG .

【0048】次に、図10((a)は図1中A−A’に
おける断面図、(b)は図1中B−B’における断面図
に相当する)に示すように、レジスト膜R3を除去した
後、例えばCVD法によりビット線側選択ゲート用接続
孔CBSG 内を被覆して、ポリシリコン層33およびタン
グステンシリサイド層34を積層させる。次に、フォト
リソグラフィー工程により図1中のパターンP2領域を
保護するビット線側選択ゲートのパターンのレジスト膜
R4を形成する。
Next, as shown in FIG. 10 ((a) is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG. 1). Then, the polysilicon layer 33 and the tungsten silicide layer 34 are stacked by covering the inside of the bit line side select gate connection hole CBSG by, for example, the CVD method. Next, a resist film R4 having a bit line side select gate pattern for protecting the pattern P2 region in FIG. 1 is formed by a photolithography process.

【0049】次に、レジスト膜R4をマスクとしてRI
Eなどのエッチングを施して、タングステンシリサイド
層34、ポリシリコン層(32,33)、中間絶縁膜2
2、フローティングゲート接続用層31aおよびフロー
ティングゲート用層30を順にパターン加工し、図2に
示すように、ポリシリコン層(32a,33a)および
タングステンシリサイド層34aの積層体であるポリサ
イド構造のビット線側選択ゲート35と、ビット線側選
択ゲート用接続孔CBSG を介してビット線側選択ゲート
35に接続するフローティングゲート接続層31bおよ
びフローティングゲート30aとする。以降の工程とし
ては、例えば酸化シリコンなどの層間絶縁膜を形成し、
ビットコンタクトなどのコンタクトを開口してビット線
などの上層配線を形成し、所望の半導体不揮発性記憶装
置を形成する。
Next, RI is performed using the resist film R4 as a mask.
Etching such as E, the tungsten silicide layer 34, the polysilicon layers (32, 33), the intermediate insulating film 2
2. The floating gate connection layer 31a and the floating gate layer 30 are sequentially patterned, and as shown in FIG. 2, a bit line having a polycide structure, which is a laminate of a polysilicon layer (32a, 33a) and a tungsten silicide layer 34a. The floating gate connecting layer 31b and the floating gate 30a are connected to the side selection gate 35 and the bit line side selection gate 35 via the bit line side selection gate connection hole CBSG . In the subsequent steps, for example, an interlayer insulating film such as silicon oxide is formed,
Opening a contact such as a bit contact to form an upper layer wiring such as a bit line, thereby forming a desired semiconductor nonvolatile memory device.

【0050】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置においては、個々の選択トランジスタ毎に分離された
第1導電層の上層に形成された第2導電層が各第1導電
層に接続しており、第2導電層と第3導電層が選択トラ
ンジスタ領域の周辺領域において中間絶縁膜に形成され
た開口部を介して接続されているので、第3導電層と第
2導電層は、選択トランジスタ領域の周辺領域において
一箇所で接続すれば十分であり、第3導電層と第1導電
層を個々に接続する必要がなくなる。上記の構造におい
ては、個々の選択トランジスタにおいては中間絶縁膜が
残されたままの構造となるので、図11(a)に示すよ
うに選択ゲートパターンのレジスト膜の形成時に合わせ
ずれを生じても、エッチングが中間絶縁膜で一度停止
し、続いて行われるエッチングにより第2導電層と第1
導電層がエッチング加工される。このとき、合わせずれ
を起こした場合には第2導電層の膜厚の分ポリシリコン
の厚さが異なる領域をエッチングする必要があるが、例
えば250nmの膜厚の第1導電層(フローティングゲ
ート)30aに対して第2導電層(フローティングゲー
ト接続層)31bの膜厚は100nmと薄く形成するの
で、相対的な膜厚の差は小さく、これにより半導体基板
がエッチングされてしまうことはなく、選択ゲートを最
小設計寸法で設計して選択トランジスタのゲート長を短
くすることができ、さらなる高集積化が可能となる。
In the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, the second conductive layer formed on the first conductive layer separated for each selection transistor is connected to each first conductive layer. Since the second conductive layer and the third conductive layer are connected through an opening formed in the intermediate insulating film in a peripheral region of the select transistor region, the third conductive layer and the second conductive layer are connected to each other by the select transistor. It is sufficient to make a connection at one point in the peripheral region of the region, and there is no need to individually connect the third conductive layer and the first conductive layer. In the above-described structure, since the intermediate insulating film is left as it is in each of the select transistors, the misalignment may occur even when the resist film of the select gate pattern is formed as shown in FIG. The etching stops once at the intermediate insulating film, and the second conductive layer and the first
The conductive layer is etched. At this time, when misalignment occurs, it is necessary to etch a region having a different thickness of polysilicon by the thickness of the second conductive layer. For example, a first conductive layer (floating gate) having a thickness of 250 nm is required. Since the thickness of the second conductive layer (floating gate connection layer) 31b is formed to be as thin as 100 nm with respect to 30a, the difference in relative film thickness is small. The gate can be designed with the minimum design size to shorten the gate length of the select transistor, and further high integration can be achieved.

【0051】また、上記の実施形態においては、図12
に示すように、ビット線側選択ゲートのパターンとして
は、フローティングゲート接続層31aよりも広くして
もよい。フローティングゲート接続層31aは、個々の
フローティングゲート30aに接続して、ビット線側選
択ゲート用接続孔CBSG を介してビット線側選択ゲート
35に接続していれば、そのパターンに制限はない。
Further, in the above embodiment, FIG.
As shown in (1), the pattern of the bit line side select gate may be wider than the floating gate connection layer 31a. The pattern of the floating gate connection layer 31a is not limited as long as it is connected to each floating gate 30a and connected to the bit line side selection gate 35 via the bit line side selection gate connection hole CBSG .

【0052】第2実施形態 本実施形態に係る半導体装置について、図面を参照して
説明する。図13は本実施形態に係る半導体不揮発性記
憶装置の平面図である。本実施形態に係る半導体不揮発
性記憶装置は、第1実施形態に係る半導体不揮発性記憶
装置とほぼ同様であるが、メモリトランジスタMTが複
数個直列に接続された2本のNAND列が1つのビット
コンタクトBCを共有するシェアードビットライン構造
となっている。2本のNANDストリングの内、どちら
を選択するかを決めるために、ビット線側には選択トラ
ンジスタ(BSGa,BSGb)が2つ直列につなげら
れており、1つのNAND列について一方の選択トラン
ジスタがデプレッション型トランジスタDTとなってい
る。選択トランジスタ(BSGa,BSGb)のどちら
かを選択することで、それぞれに対応するNAND列を
選択することが可能となっている。
Second Embodiment A semiconductor device according to this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a plan view of the semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment. The semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment is almost the same as the semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment, except that two NAND strings in which a plurality of memory transistors MT are connected in series have one bit. It has a shared bit line structure sharing the contact BC. In order to determine which of the two NAND strings is to be selected, two select transistors (BSGa, BSGb) are connected in series on the bit line side, and one select transistor is connected to one NAND string. It is a depression type transistor DT. By selecting one of the selection transistors (BSGa, BSGb), it is possible to select a NAND string corresponding to each of them.

【0053】上記の構造の半導体不揮発性記憶装置にお
いては、フローティングゲート接続用層を図13中のパ
ターンP1に沿ってパターン形成し、後工程で2本の選
択トランジスタのパターン(P2a,P2b)に沿って
ビット線側選択ゲートを加工することで、第1実施形態
を同様に製造することができる。
In the semiconductor non-volatile memory device having the above structure, the floating gate connection layer is patterned along the pattern P1 in FIG. 13, and is changed to the two select transistor patterns (P2a, P2b) in a later step. The first embodiment can be manufactured in the same manner by processing the bit line-side selection gate along.

【0054】上記のシェアードビットライン構造の場
合、従来のような選択ゲートの中に接続孔を設ける方法
では、ビット側とソース側の合わせて3本の選択トラン
ジスタのそれぞれが2F(Fは最小設計寸法)必要とな
るので、選択トランジスタだけで6Fの長さが必要とな
るが、本実施形態においては、フローティングゲート接
続層を介して選択ゲートとフローティングゲートを接続
するので、3本の選択トランジスタで3Fの長さとな
り、さらに高集積化が可能となる。
In the case of the above-mentioned shared bit line structure, in the conventional method of providing a connection hole in the selection gate, each of the three selection transistors on the bit side and the source side has 2F (F is a minimum design). Dimensions) are required, so a length of 6F is required only for the selection transistor. In the present embodiment, the selection gate and the floating gate are connected via the floating gate connection layer. The length is 3F, and higher integration is possible.

【0055】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、フローティングゲート(第1導電層)、フ
ローティングゲート接続層(第2導電層)あるいは選択
ゲート(第3導電層)は、それぞれ単層構成でも多層構
成でもよい。また、記憶装置としてはNAND型に限定
されず、例えばDINOR型にも適用可能である。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行う
ことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the floating gate (first conductive layer), the floating gate connection layer (second conductive layer), or the select gate (third conductive layer) may have a single-layer structure or a multilayer structure. Further, the storage device is not limited to the NAND type, but can be applied to, for example, a DINOR type. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体不
揮発性記憶装置によれば、選択トランジスタのゲート長
を短くしてさらに高集積化が可能な半導体不揮発性記憶
装置を提供することが可能である。
As described above, according to the semiconductor non-volatile memory device of the present invention, it is possible to provide a semiconductor non-volatile memory device in which the gate length of the select transistor can be shortened and higher integration can be achieved. It is.

【0057】また、本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、本発明の半導体不揮発性記憶装置を
容易に製造可能で、選択トランジスタのゲート長を短く
してさらに高集積化が可能な半導体不揮発性記憶装置を
製造することが可能である。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention can be easily manufactured, and the gate length of the select transistor can be shortened to achieve higher integration. It is possible to manufacture a simple semiconductor nonvolatile memory device.

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

【図1】図1は第1実施形態に係る半導体不揮発性記憶
装置の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a first embodiment.

【図2】図2(a)は図1中A−A’における断面図、
図2(b)は図1中B−B’における断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG.

【図3】図3は第1実施形態に係る半導体不揮発性記憶
装置の製造方法においてトレンチ素子分離のパターンの
レジスト膜を形成する工程までの断面図であり、(a)
は図1中A−A’、(b)はB−B’における断面図に
相当する。
FIG. 3 is a sectional view up to a step of forming a resist film having a trench element isolation pattern in the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment;
1 corresponds to a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG.

【図4】図4は図3の続き工程である素子分離用溝の形
成工程までの断面図であり、(a)は図1中A−A’、
(b)はB−B’における断面図に相当する。
FIG. 4 is a cross-sectional view up to the step of forming an element isolation groove, which is a continuation step of FIG. 3, and (a) is AA ′ in FIG. 1;
(B) is equivalent to the sectional view in BB '.

【図5】図5は図4の続き工程である素子分離絶縁膜の
形成工程までの断面図であり、(a)は図1中A−
A’、(b)はB−B’における断面図に相当する。
FIG. 5 is a cross-sectional view up to the step of forming an element isolation insulating film, which is a continuation step of FIG. 4, and FIG.
A ′ and (b) correspond to a cross-sectional view taken along line BB ′.

【図6】図6は図5の続き工程であるフローティングゲ
ート接続用層のパターンのレジスト膜の形成工程までの
断面図であり、(a)は図1中A−A’、(b)はB−
B’における断面図に相当する。
6 is a cross-sectional view up to the step of forming a resist film having a pattern of a floating gate connection layer, which is a continuation step of FIG. 5, (a) is AA ′ in FIG. 1, (b) is B-
This corresponds to a cross-sectional view at B ′.

【図7】図7は図6の続き工程であるフローティングゲ
ート接続用層のパターン加工工程までの断面図であり、
(a)は図1中A−A’、(b)はB−B’における断
面図に相当する。
FIG. 7 is a cross-sectional view up to the step of patterning the floating gate connecting layer, which is a continuation step of FIG. 6,
1A corresponds to a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 1B corresponds to a cross-sectional view taken along line BB ′.

【図8】図8は図7の続き工程である選択ゲートの一部
となるポリシリコン層の形成工程までの断面図であり、
(a)は図1中A−A’、(b)はB−B’における断
面図に相当する。
FIG. 8 is a cross-sectional view up to the step of forming a polysilicon layer that is a part of the select gate, which is a continuation step of FIG. 7,
1A corresponds to a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 1B corresponds to a cross-sectional view taken along line BB ′.

【図9】図9は図8の続き工程である選択ゲート用接続
孔の開口工程までの断面図であり、(a)は図1中A−
A’、(b)はB−B’における断面図に相当する。
FIG. 9 is a cross-sectional view up to the step of opening a connection hole for a select gate, which is a continuation step of FIG. 8, and FIG.
A ′ and (b) correspond to a cross-sectional view taken along line BB ′.

【図10】図10は図9の続き工程である選択ゲートの
形成工程までの断面図であり、(a)は図1中A−
A’、(b)はB−B’における断面図に相当する。
10 is a cross-sectional view up to a step of forming a select gate, which is a continuation step of FIG. 9, and FIG.
A ′ and (b) correspond to a cross-sectional view taken along line BB ′.

【図11】図11は選択ゲートパターンのレジスト膜が
合わせずれを生じた場合の(a)選択ゲートパターンの
レジスト膜の形成工程まで、(b)選択ゲートのパター
ン加工工程までを示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing (a) a process of forming a resist film of a select gate pattern and (b) a process of patterning a select gate when a resist film of a select gate pattern is misaligned. is there.

【図12】図12はフローティングゲート接続層よりも
選択ゲートのパターンが広い場合の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view when the pattern of the selection gate is wider than the floating gate connection layer.

【図13】図13は第2実施形態に係る半導体不揮発性
記憶装置の平面図である。
FIG. 13 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device according to a second embodiment.

【図14】図14は従来例に係る半導体不揮発性記憶装
置の平面図である。
FIG. 14 is a plan view of a conventional semiconductor nonvolatile memory device.

【図15】図15(a)は図14中C−C’における断
面図、図15(b)は図14中D−D’における断面図
である。
15A is a sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 14, and FIG. 15B is a sectional view taken along the line DD ′ in FIG.

【図16】図16は従来例に係る半導体不揮発性記憶装
置の製造方法においてトレンチ素子分離のパターンのレ
ジスト膜を形成する工程までの断面図であり、(a)は
図1中C−C’、(b)はD−D’における断面図に相
当する。
FIG. 16 is a cross-sectional view up to a step of forming a resist film having a trench element isolation pattern in a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a conventional example, and FIG. , (B) correspond to a cross-sectional view along DD ′.

【図17】図17は図16の続き工程である素子分離用
溝の形成工程までの断面図であり、(a)は図14中C
−C’、(b)はD−D’における断面図に相当する。
17 is a cross-sectional view up to a step of forming an element isolation groove, which is a continuation step of FIG. 16; FIG.
-C 'and (b) correspond to a cross-sectional view along DD'.

【図18】図18は図17の続き工程である素子分離絶
縁膜の形成工程までの断面図であり、(a)は図14中
C−C’、(b)はD−D’における断面図に相当す
る。
18 is a cross-sectional view up to the step of forming an element isolation insulating film, which is a continuation step of FIG. 17; FIG. 18A is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. FIG.

【図19】図19は図18の続き工程である選択ゲート
の一部となるポリシリコン層の形成工程までの断面図で
あり、(a)は図14中C−C’、(b)はD−D’に
おける断面図に相当する。
19 is a cross-sectional view up to the step of forming a polysilicon layer which is a part of a select gate, which is a continuation step of FIG. 18, (a) is CC ′ in FIG. 14, and (b) is This corresponds to a cross-sectional view taken along line DD ′.

【図20】図20は図19の続き工程である選択ゲート
用接続孔の開口パターンのレジスト膜の形成工程までの
断面図であり、(a)は図14中C−C’、(b)はD
−D’における断面図に相当する。
20 is a cross-sectional view up to the step of forming a resist film of an opening pattern of a connection hole for a select gate, which is a step subsequent to that of FIG. 19, and (a) is CC ′ in FIG. 14, (b) Is D
This corresponds to a cross-sectional view at -D '.

【図21】図21は図20の続き工程である選択ゲート
用接続孔の開口工程までの断面図であり、(a)は図1
4中C−C’、(b)はD−D’における断面図に相当
する。
21 is a cross-sectional view up to the step of opening a connection hole for a select gate, which is a continuation step of FIG. 20, and FIG.
4, CC ′ and (b) correspond to cross-sectional views along DD ′.

【図22】図22は図20の続き工程である選択ゲート
の形成工程までの断面図であり、(a)は図14中C−
C’、(b)はD−D’における断面図に相当する。
FIG. 22 is a cross-sectional view up to the step of forming a select gate, which is a continuation step of FIG. 20, and FIG.
C ′ and (b) correspond to a cross-sectional view taken along line DD ′.

【図23】図23は選択ゲートパターンのレジスト膜が
合わせずれを生じた場合の(a)選択ゲートパターンの
レジスト膜の形成工程まで、(b)選択ゲートのパター
ン加工工程まで、(c)フローティングゲートのパター
ン加工工程までを示す断面図である。
FIGS. 23A and 23B are (a) up to a step of forming a resist film of a select gate pattern and (b) a step of processing a select gate pattern when a resist film of a select gate pattern is misaligned, and (c) floating. FIG. 4 is a cross-sectional view showing up to a gate pattern processing step.

【図24】図24はメモリトランジスタ領域における図
14中C−Cと平行な面における断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of a memory transistor region in a plane parallel to CC in FIG. 14;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、20…ゲート絶縁膜、21…素子分
離絶縁膜、22,22a…中間絶縁膜、30…フローテ
ィングゲート用層、30a…フローティングート、3
1,31a…フローティングート接続用層、31b…フ
ローティングート接続層、32,32a,33,33a
…ポリシリコン層、34,34a…タングステンシリサ
イド層、35…選択ゲート、CBSG ,CSSG …選択ゲー
ト接続孔、BSG,SSG…選択ゲート、WL1〜16
…ワード線、SL…ソース線、AR…活性領域、STI
…トレンチ素子分離領域、BC…ビットコンタクト、B
ST,SST…選択トランジスタ、MT…メモリトラン
ジスタ、FG…フローティングゲート、T…素子分離用
溝、DT…デプレッション型トランジスタ。
Reference Signs List 10: semiconductor substrate, 20: gate insulating film, 21: element isolation insulating film, 22, 22a: intermediate insulating film, 30: floating gate layer, 30a: floating gate, 3
1, 31a: floating layer, 31b: floating layer, 32, 32a, 33, 33a
... polysilicon layer, 34, 34a ... tungsten silicide layer, 35 ... select gate, C BSG, C SSG ... select gate contact hole, BSG, SSG ... select gate, WL1~16
... word line, SL ... source line, AR ... active region, STI
... Trench element isolation region, BC ... Bit contact, B
ST, SST: selection transistor, MT: memory transistor, FG: floating gate, T: trench for element isolation, DT: depletion type transistor.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フローティングゲートを有するメモリトラ
ンジスタと、当該メモリトランジスタを選択するための
選択トランジスタとを有する半導体不揮発性記憶装置で
あって、 チャネル形成領域を有する半導体基板の選択トランジス
タ領域において、 前記チャネル形成領域の上層に形成されたゲート絶縁膜
と、 前記ゲート絶縁膜の上層に前記選択トランジスタ毎に分
離して形成された第1導電層と、 前記第1導電層の上層に形成された第2導電層と、 前記第2導電層の上層に形成された中間絶縁膜と、 前記中間絶縁膜の上層に形成された第3導電層と、 前記第1導電層の両側部における前記半導体基板中にお
いて前記チャネル形成領域に接続して形成されたソース
・ドレイン領域とを有し、 前記第2導電層と前記第3導電層が前記選択トランジス
タ領域の周辺領域において接続されている 半導体不揮発性記憶装置。
1. A semiconductor non-volatile memory device comprising: a memory transistor having a floating gate; and a selection transistor for selecting the memory transistor, wherein the channel is formed in a selection transistor region of a semiconductor substrate having a channel formation region. A gate insulating film formed above the formation region; a first conductive layer formed separately for each of the select transistors above the gate insulating film; and a second conductive layer formed above the first conductive layer A conductive layer; an intermediate insulating film formed on the second conductive layer; a third conductive layer formed on the intermediate insulating film; and a semiconductor substrate on both sides of the first conductive layer. A source / drain region formed so as to be connected to the channel formation region, wherein the second conductive layer and the third conductive layer are formed by the selection. The semiconductor nonvolatile memory device is connected in the peripheral region of the transistor region.
【請求項2】前記選択トランジスタ領域の周辺領域にお
いて前記中間絶縁膜に開口部が形成されており、当該開
口部により前記第2導電層と前記第3導電層が接続され
ている請求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an opening is formed in the intermediate insulating film in a peripheral region of the selection transistor region, and the opening connects the second conductive layer and the third conductive layer. Semiconductor nonvolatile memory device.
【請求項3】前記選択トランジスタが複数個隣接して形
成されており、 前記隣接する複数個の選択トランジスタ間で前記第2導
電層が接続され、 前記隣接する複数個の選択トランジスタ間で前記第3導
電層が接続されている請求項1記載の半導体不揮発性記
憶装置。
3. The plurality of select transistors are formed adjacent to each other, the second conductive layer is connected between the plurality of select transistors adjacent to each other, and the second conductive layer is connected between the plurality of select transistors adjacent to each other. 2. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein three conductive layers are connected.
【請求項4】前記半導体基板に素子分離用溝が形成され
ており、 前記素子分離用溝内に絶縁体が埋め込まれて素子分離絶
縁膜が形成されている請求項1記載の半導体不揮発性記
憶装置。
4. The nonvolatile semiconductor memory according to claim 1, wherein an element isolation groove is formed in said semiconductor substrate, and an element is buried in said element isolation groove to form an element isolation insulating film. apparatus.
【請求項5】前記素子分離用溝が前記第1導電層に対し
て自己整合的に形成されている請求項4記載の半導体不
揮発性記憶装置。
5. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 4, wherein said isolation trench is formed in a self-aligned manner with respect to said first conductive layer.
【請求項6】前記第1導電層よりも前記第2導電層の膜
厚の方が薄く形成されている請求項1記載の半導体不揮
発性記憶装置。
6. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein said second conductive layer is formed to be thinner than said first conductive layer.
【請求項7】フローティングゲートを有するメモリトラ
ンジスタと、当該メモリトランジスタを選択するための
選択トランジスタとを有する半導体不揮発性記憶装置の
製造方法であって、 チャネル形成領域を有する半導体基板の選択トランジス
タ形成領域において、 前記チャネル形成領域の上層にゲート絶縁膜を形成する
工程と、 前記ゲート絶縁膜の上層に第1導電層を形成する工程
と、 前記第1導電層の上層に第2導電層を形成する工程と、 前記第2導電層の上層に中間絶縁膜を形成する工程と、 前記選択トランジスタ形成領域の周辺領域において第2
導電層と接続するように、前記選択トランジスタ形成領
域において前記中間絶縁膜の上層に第3導電層を形成す
る工程と、 前記第1導電層の両側部における前記半導体基板中にお
いて前記チャネル形成領域に接続してソース・ドレイン
領域を形成する工程とを有する半導体不揮発性記憶装置
の製造方法。
7. A method for manufacturing a semiconductor non-volatile memory device having a memory transistor having a floating gate and a select transistor for selecting the memory transistor, wherein the select transistor forming region of a semiconductor substrate having a channel forming region A step of forming a gate insulating film over the channel formation region; a step of forming a first conductive layer over the gate insulating film; and forming a second conductive layer over the first conductive layer. Forming an intermediate insulating film on the second conductive layer; and forming a second insulating film on a peripheral region of the select transistor forming region.
Forming a third conductive layer on the intermediate insulating film in the select transistor formation region so as to be connected to the conductive layer; and forming the third conductive layer on both sides of the first conductive layer in the semiconductor substrate in the channel formation region. Forming a source / drain region by connecting to each other.
【請求項8】前記中間絶縁膜を形成する工程の後、前記
第3導電層を形成する工程の前に、前記選択トランジス
タ形成領域の周辺領域において前記中間絶縁膜に開口部
を形成する工程をさらに有し、 前記第3導電層を形成する工程においては、前記開口部
により前記第2導電層と前記第3導電層が接続するよう
に形成する請求項7記載の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法。
8. A step of forming an opening in the intermediate insulating film in a peripheral region of the select transistor forming region after the step of forming the intermediate insulating film and before the step of forming the third conductive layer. 8. The method according to claim 7, further comprising: forming the third conductive layer so that the opening connects the second conductive layer and the third conductive layer. Method.
【請求項9】前記選択トランジスタを複数個隣接して形
成し、 第2導電層を形成する工程においては、前記隣接する複
数個の選択トランジスタ間で接続するように形成し、 第3導電層を形成する工程においては、前記隣接する複
数個の選択トランジスタ間で接続するように形成する 請求項7記載の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
9. A step of forming a plurality of said select transistors adjacent to each other and forming a second conductive layer, wherein said step of forming said second conductive layer includes connecting said plurality of select transistors and forming a third conductive layer. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to claim 7, wherein in the forming step, the plurality of select transistors are formed so as to be connected to each other.
【請求項10】前記第1導電層を形成する工程の後、前
記第2導電層を形成する工程の前に、前記第1導電層の
パターンに沿って前記半導体基板に素子分離用溝を形成
する工程と、前記素子分離用溝を絶縁体で埋め込んで素
子分離用絶縁膜を形成する工程とをさらに有する請求項
7記載の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
10. After the step of forming the first conductive layer and before the step of forming the second conductive layer, an element isolation groove is formed in the semiconductor substrate along the pattern of the first conductive layer. 8. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to claim 7, further comprising: a step of forming the element isolation insulating film by filling the element isolation groove with an insulator.
【請求項11】前記素子分離用絶縁膜を形成する工程
が、前記素子分離用溝を埋め込んで全面に絶縁体を形成
する工程と、前記素子分離用溝の外部の絶縁体を除去す
る工程とを含む請求項10記載の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。
11. The step of forming the element isolation insulating film includes: a step of forming an insulator over the entire surface by burying the element isolation groove; and a step of removing an insulator outside the element isolation groove. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to claim 10, comprising:
【請求項12】前記第2導電層を形成する工程において
は、前記第1導電層よりも薄く形成する請求項7記載の
半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
12. The method according to claim 7, wherein, in the step of forming the second conductive layer, the second conductive layer is formed thinner than the first conductive layer.
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