JP2000260966A - Non-volatile semiconductor storage device and manufacture thereof - Google Patents

Non-volatile semiconductor storage device and manufacture thereof

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JP2000260966A
JP2000260966A JP11065108A JP6510899A JP2000260966A JP 2000260966 A JP2000260966 A JP 2000260966A JP 11065108 A JP11065108 A JP 11065108A JP 6510899 A JP6510899 A JP 6510899A JP 2000260966 A JP2000260966 A JP 2000260966A
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forming
film
transistor
insulating film
region
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JP11065108A
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Japanese (ja)
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Shigeki Teramoto
茂樹 寺本
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the thickness of an inter-gate insulating film by providing a gate electrode of a peripheral circuit transistor with a laminating structure, comprising first and second conductive layers starting from a substrate side, allowing a floating gate electrode of a memory transistor to be a first conductive layer, and providing a control gate electrode with a laminating structure which comprises third and second conductive layers starting from the substrate side. SOLUTION: A gate electrode of power-source voltage transistor 127 and high breakdown voltage transistor 126 of a peripheral circuit region comprise a laminating body of conductive polysilicon layers 118 and 120, and tungsten silicide layers 119 and 121. A floating gate electrode 112 of a memory transistor comprises a conductive polysilicon layer, and the control gate electrode 126 comprises a laminating body of a conductive polysilicon layer 123 and tungsten silicide layer 124. So, at formation of an insulating film of the lower part of a peripheral circuit transistor by oxidation, no effect of oxidation is applied on a silicon nitride film of an inter-gate insulating film of the memory transistor. Thus, a silicon nitride film of high quality and thin film is formed.

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、不揮発性半導体記
憶装置及び不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関し、
特に周辺回路トランジスタのゲート電極を基板側から第
1及び第2の導電層の積層構造とし、メモリトランジス
タの浮遊ゲート電極を第1の導電層からなり、かつ、メ
モリトランジスタの制御ゲート電極を基板側から第3及
び第2の導電層の積層構造とすることにより、浮遊ゲー
ト電極と制御ゲート電極との間のゲート間絶縁膜の薄膜
化を可能とした、スタックドゲート型不揮発性半導体記
憶装置及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device.
In particular, the gate electrode of the peripheral circuit transistor has a laminated structure of the first and second conductive layers from the substrate side, the floating gate electrode of the memory transistor is formed of the first conductive layer, and the control gate electrode of the memory transistor is the substrate side. And a stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device having a stacked structure of a third and a second conductive layer, whereby the thickness of the inter-gate insulating film between the floating gate electrode and the control gate electrode can be reduced. It relates to the manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的にデーターの書き込み及び消去が
可能な不揮発性半導体記憶装置として、半導体基板表面
部のソース領域とドレイン領域とで挟まれた領域上に、
第1のゲート絶縁膜を介して浮遊ゲート電極を設け、さ
らにその上に第2のゲート絶縁膜を介して、浮遊ゲート
電極と容量接合する制御ゲート電極を形成した電界効果
トランジスタを有する不揮発性半導体記憶装置が知られ
ている。
2. Description of the Related Art As a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing data, a nonvolatile semiconductor memory device is provided on a region between a source region and a drain region on a surface of a semiconductor substrate.
Nonvolatile semiconductor having a field effect transistor in which a floating gate electrode is provided via a first gate insulating film, and a control gate electrode which is capacitively connected to the floating gate electrode via a second gate insulating film is further formed thereon Storage devices are known.

【0003】この記憶素子に情報を書き込む場合には、
制御ゲート電極を正の高電位にして基板表面にチャネル
を形成し、ドレイン領域に正の電圧を印加する。このと
き、チャネル内を走行する電子は、チャネル上に発生し
た高電界によりエネルギーを受け、第1ゲート絶縁膜に
よるポテンシャル障壁を越えて浮遊ゲート電極に注入さ
れる。このように浮遊ゲート電極で電子が注入された状
態を書き込み状態としている。一方、書き込み情報の消
去は、F−Nトンネル電流により浮遊ゲート電極から電
子を放出することにより行っている。
When information is written to this storage element,
The control gate electrode is set to a positive high potential to form a channel on the substrate surface, and a positive voltage is applied to the drain region. At this time, electrons traveling in the channel receive energy due to the high electric field generated on the channel, and are injected into the floating gate electrode through the potential barrier formed by the first gate insulating film. The state where electrons are injected into the floating gate electrode in this manner is referred to as a write state. On the other hand, erase of written information is performed by discharging electrons from the floating gate electrode by FN tunnel current.

【0004】近年の半導体装置の集積度向上に伴って、
かかる不揮発性半導体記憶装置においてもそのセルサイ
ズの縮小化、書き込み電圧の低電圧化の要求が高まって
いる。そのためには、ゲート長の縮小化、トンネル酸化
膜及びゲート間絶縁膜の薄膜化を行う必要がある。
With the recent increase in the degree of integration of semiconductor devices,
In such a nonvolatile semiconductor memory device, there is an increasing demand for a reduction in the cell size and a reduction in the write voltage. For this purpose, it is necessary to reduce the gate length and reduce the thickness of the tunnel oxide film and the inter-gate insulating film.

【0005】従来、ゲート間絶縁膜の膜厚を制御(乃至
は薄膜化)することによって、不揮発性半導体記憶装置
の性能の向上を図るものとしては次のものが知られてい
る。
Conventionally, the following is known as a technique for improving the performance of a nonvolatile semiconductor memory device by controlling (or reducing) the thickness of an inter-gate insulating film.

【0006】(1)特開平5−63206号公報には、
図7に示すような不揮発性半導体記憶装置の製造方法が
記載されている。この製造方法は、シリコン基板201
上にフィールド酸化膜202、第1の酸化膜203、浮
遊ゲート電極204、第2の酸化膜205、制御ゲート
電極206を順次形成し、次いで、メモリセル不揮発性
半導体記憶装置のゲート部と周辺回路部とを覆う部分を
残存させて、制御ゲート電極206をパターニングし、
さらに、メモリセル部に不純物を導入し、ソース・ドレ
イン領域を形成し、その後、第1の層間絶縁膜210を
形成し、周辺回路部のみを露出させるようにパターニン
グを行い、周辺回路部に第3の酸化膜212、ゲート電
極213及びソース・ドレイン領域215.216を形
成するものである。
(1) JP-A-5-63206 discloses that
A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device as shown in FIG. 7 is described. This manufacturing method uses the silicon substrate 201
A field oxide film 202, a first oxide film 203, a floating gate electrode 204, a second oxide film 205, and a control gate electrode 206 are sequentially formed thereon, and then a gate portion and a peripheral circuit of the memory cell nonvolatile semiconductor memory device are formed. Patterning the control gate electrode 206 while leaving a portion covering the
Further, a source / drain region is formed by introducing an impurity into the memory cell portion. Thereafter, a first interlayer insulating film 210 is formed, and patterning is performed so as to expose only the peripheral circuit portion. 3 to form an oxide film 212, a gate electrode 213, and source / drain regions 215.216.

【0007】この製造方法は、メモリセル部のソース・
ドレイン領域208,209を形成するためのPR工程
を別途設けることなく、周辺回路部のソース・ドレイン
領域215,216とメモリセル部のソース・ドレイン
領域208,209とを別々の条件で形成することがで
きると共に、メモリセル部の浮遊ゲート電極204上の
酸化膜205と周辺回路部のトランジスタのゲート酸化
膜212とをそれぞれ所望の厚さに制御することができ
るというものである。
In this manufacturing method, the source / source of the memory cell portion is
The source / drain regions 215 and 216 in the peripheral circuit portion and the source / drain regions 208 and 209 in the memory cell portion are formed under different conditions without separately providing a PR process for forming the drain regions 208 and 209. In addition, the oxide film 205 on the floating gate electrode 204 in the memory cell portion and the gate oxide film 212 of the transistor in the peripheral circuit portion can be controlled to desired thicknesses.

【0008】(2)特開平9−107086号公報に
は、ゲート間層間膜(ゲート間絶縁膜)をONO膜と
し、下地による酸化珪素膜の成長の差を利用して、ゲー
ト間層間膜と周辺回路用MISFETのゲート絶縁膜
を、それぞれ膜厚を変えて最適の厚さに同一の工程で形
成する、不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法が記
載されている。
(2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-107086 discloses that an ONO film is used as an inter-gate interlayer film (inter-gate insulating film). A non-volatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same in which a gate insulating film of a MISFET for a peripheral circuit is formed to have an optimum thickness by changing the film thickness in the same step.

【0009】この製造方法によれば、ゲート間層間膜を
薄くすることができるので、半導体装置の特性が向上
し、また、メモリセルのサイズを縮小することが可能と
なるものである。
According to this manufacturing method, the thickness of the interlayer film between the gates can be reduced, so that the characteristics of the semiconductor device can be improved and the size of the memory cell can be reduced.

【0010】(3)また、特開平10−92957号公
報には、半導体基板の少なくとも2つ以上の領域に、酸
素原子をイオン注入法によって互いに異なる条件で選択
的に導入して、それぞれの領域に酸素導入層を形成する
工程と、該酸素導入層を酸化膜に変換する工程と、該酸
化膜をゲート酸化膜として、ゲート絶縁膜の膜厚が異な
る少なくとも2種類以上のMOS型電界効果トランジス
タを形成する工程とを有する半導体装置の製造方法が記
載されている。
(3) Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-92957 discloses that oxygen atoms are selectively introduced into at least two or more regions of a semiconductor substrate by ion implantation under different conditions. Forming an oxygen-introducing layer on the substrate, converting the oxygen-introducing layer to an oxide film, and using the oxide film as a gate oxide film, wherein at least two or more types of MOS field effect transistors having different gate insulating film thicknesses. And a step of forming a semiconductor device.

【0011】この製造方法は、同一基板上に厚さの異な
るゲート絶縁膜を有する少なくとも2種類以上のMOS
型素子を含む半導体装置の形成にあたって、ゲート絶縁
膜の形成を有機物等の汚染の影響を受けることなく行
い、素子間のバラツキ等のない優れた特性を有する半導
体装置を製造するものである。
In this manufacturing method, at least two types of MOS having gate insulating films having different thicknesses on the same substrate are used.
In forming a semiconductor device including a die element, a gate insulating film is formed without being affected by contamination of organic substances or the like, and a semiconductor device having excellent characteristics without variation between elements is manufactured.

【0012】(4)さらに、本発明に関連するものとし
て、以下に述べるスタクッドゲート型の不揮発性半導体
記憶装置が知られている。以下、この不揮発性半導体記
憶装置及びその従来の製造方法について、図面を用いな
がら説明する。図8(a)は、周辺回路領域に高耐圧ト
ランジスタ324と電源電圧トランジスタ325とを有
し、メモリセル領域にメモリセルトランジスタを有する
従来のスタックドゲート型のEPROMのワード線方向
の構造断面図であり、図8(b)は(a)のメモリセル
領域のD−D’方向における構造断面図である。
(4) Further, as related to the present invention, the following stacked-gate type nonvolatile semiconductor memory device is known. Hereinafter, this nonvolatile semiconductor memory device and its conventional manufacturing method will be described with reference to the drawings. FIG. 8A is a sectional view in the word line direction of a conventional stacked gate type EPROM having a high breakdown voltage transistor 324 and a power supply voltage transistor 325 in a peripheral circuit region and a memory cell transistor in a memory cell region. FIG. 8B is a structural cross-sectional view of the memory cell region of FIG.

【0013】このEPROMの周辺回路領域に形成され
た高耐圧トランジスタ324及び電源電圧トランジスタ
325のゲート電極は、導電性ポリシリコンからなる第
2の導電層318とタングテンシリサイドからなる第3
の導電層が積層された構造を有している。
The gate electrodes of the high breakdown voltage transistor 324 and the power supply voltage transistor 325 formed in the peripheral circuit area of the EPROM have a second conductive layer 318 made of conductive polysilicon and a third conductive layer made of tungsten.
Are laminated.

【0014】また、メモリセル領域に形成されたメモリ
セルトランジスタ326は、浮遊ゲート電極307と、
該浮遊ゲート電極307上に形成されたゲート間絶縁膜
308と、ゲート間絶縁膜308上に形成された制御ゲ
ート電極327からなっている。さらに浮遊ゲート電極
307は導電性ポリシリコンからなる第1の導電層から
形成されており、制御ゲート電極327は、導電性ポリ
シリコンからなる第2の導電層321とタングステンシ
リサイドからなる第3の導電層322が積層された構造
を有している。
The memory cell transistor 326 formed in the memory cell region has a floating gate electrode 307,
An inter-gate insulating film 308 formed on the floating gate electrode 307 and a control gate electrode 327 formed on the inter-gate insulating film 308. Further, the floating gate electrode 307 is formed of a first conductive layer made of conductive polysilicon, and the control gate electrode 327 is formed of a second conductive layer 321 made of conductive polysilicon and a third conductive layer made of tungsten silicide. It has a structure in which the layers 322 are stacked.

【0015】なお、このEPROMは、半導体基板30
1の各ゲート電極下部周辺領域には、図示しない下層配
線層と図示しない層間絶縁膜中に形成された接続プラグ
により電気的に接続された構造を有しているが、便宜上
それらの図示を省略している。
The EPROM is composed of a semiconductor substrate 30
1 has a structure in which the lower peripheral region of each gate electrode is electrically connected to a lower wiring layer (not shown) and a connection plug formed in an interlayer insulating film (not shown), but these are not shown for convenience. are doing.

【0016】先ず、図9(a)に示すように、N型シリ
コン半導体基板301上に、フィールド酸化膜302と
酸化膜303’を常法により形成する。
First, as shown in FIG. 9A, a field oxide film 302 and an oxide film 303 'are formed on an N-type silicon semiconductor substrate 301 by an ordinary method.

【0017】次に、図9(b)に示すように、将来メモ
リトランジスタが形成される領域(「メモリトランジス
タ形成領域」という。)に、メモリトランジスタ用のP
型不純物が導入されたPウェル304を形成した後、酸
化膜 を剥離して、新たに第1の絶縁膜(トンネル酸化
膜)303を形成する。更に、図9(c)に示すよう
に、例えば、リンをin−situでドーピングしたポ
リシリコンをCVD法により堆積させて、第1の導電膜
305を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, a P for a memory transistor is formed in a region where a memory transistor will be formed in the future (referred to as a “memory transistor forming region”).
After forming the P well 304 into which the type impurity is introduced, the oxide film is peeled off, and a first insulating film (tunnel oxide film) 303 is newly formed. Further, as shown in FIG. 9C, for example, polysilicon doped with phosphorus in-situ is deposited by a CVD method to form a first conductive film 305.

【0018】次いで、図10(d)に示すように、メモ
リトランジスタの浮遊ゲート電極のワード線方向の幅を
決めるためのレジストパターニング306を行い、前記
第1の導電膜305をエッチングすることにより、浮遊
ゲート電極の第1の導電層307を形成し、図10
(e)に示す構造を得る。
Next, as shown in FIG. 10D, resist patterning 306 for determining the width of the floating gate electrode of the memory transistor in the word line direction is performed, and the first conductive film 305 is etched. After forming the first conductive layer 307 of the floating gate electrode, FIG.
The structure shown in (e) is obtained.

【0019】次に、図10(f)に示すように、前記第
1の導電膜305及び第1の導電層307上に、例え
ば、HTO法により酸化シリコン膜を膜厚8nm程度で
形成し、該酸化シリコン膜上にCVD法により窒化シリ
コン膜を膜厚10nm程度で形成し、さらに該窒化シリ
コン膜上にHTO法により酸化シリコン膜を形成するこ
とにより、3層の積層体からなるゲート間絶縁膜308
を形成する。
Next, as shown in FIG. 10F, a silicon oxide film having a thickness of about 8 nm is formed on the first conductive film 305 and the first conductive layer 307 by, for example, the HTO method. A silicon nitride film having a thickness of about 10 nm is formed on the silicon oxide film by a CVD method, and a silicon oxide film is formed on the silicon nitride film by an HTO method to form a three-layer inter-gate insulation. Membrane 308
To form

【0020】その後、図11(g)に示すように、メモ
リトランジスタ形成領域をレジストパターニング309
で覆い、図11(h)に示すように、将来周辺回路トラ
ンジスタが形成される領域(「周辺回路トランジスタ形
成領域」という。)にあるゲート間絶縁膜308、第1
の導電膜305及びトンネル酸化膜303を選択的に除
去し、レジスト膜を剥離する。
Thereafter, as shown in FIG. 11G, a memory transistor forming region is formed by resist patterning 309.
11H, the inter-gate insulating film 308 in the region where the peripheral circuit transistor is to be formed in the future (referred to as “peripheral circuit transistor forming region”), as shown in FIG.
The conductive film 305 and the tunnel oxide film 303 are selectively removed, and the resist film is stripped.

【0021】次いで、新たに酸化膜310’を、例え
ば、HTO法により膜厚20nm程度で形成する。以上
のようにして、図11(i)に示す構造を得る。
Next, a new oxide film 310 'is formed with a thickness of about 20 nm by, for example, the HTO method. As described above, the structure shown in FIG.

【0022】次いで、半導体基板301の周辺回路トラ
ンジスタ形成領域に、電源電圧トランジスタ用のウェル
311と高耐圧トランジスタ用のウェル312を、常法
により形成する。さらに、電源電圧トランジスタを形成
する領域Fのゲート酸化膜310’を剥離した後、再度
ゲート酸化膜310を形成する。その際、高耐圧トラン
ジスタのゲート酸化膜313は、酸化膜310’と酸化
膜310との合わせ酸化により形成される。
Next, a well 311 for a power supply voltage transistor and a well 312 for a high breakdown voltage transistor are formed in a peripheral circuit transistor formation region of the semiconductor substrate 301 by a conventional method. Further, after the gate oxide film 310 'in the region F where the power supply voltage transistor is formed is peeled off, the gate oxide film 310 is formed again. At this time, the gate oxide film 313 of the high breakdown voltage transistor is formed by the combined oxidation of the oxide film 310 ′ and the oxide film 310.

【0023】このようにして、図12(j)に示すよう
に、電源電圧トランジスタのゲート酸化膜310と高耐
圧トランジスタのゲート酸化膜313とを所望の膜厚で
作り分けることができる。
In this manner, as shown in FIG. 12 (j), the gate oxide film 310 of the power supply voltage transistor and the gate oxide film 313 of the high voltage transistor can be separately formed with a desired film thickness.

【0024】次に、図12(k)に示すように、例え
ば、リンをドープしたポリシリコンをCVD法により全
面に堆積させて、第2の導電膜314を形成する。さら
に第2の導電膜314上に、例えば、CVD法により、
タングステンシリサイドからなる第3の導電膜315を
積層する。
Next, as shown in FIG. 12K, for example, phosphorus-doped polysilicon is deposited on the entire surface by a CVD method to form a second conductive film 314. Further, on the second conductive film 314, for example, by a CVD method,
A third conductive film 315 made of tungsten silicide is stacked.

【0025】次いで、これを図12(l)に示すよう
に、先ず周辺回路トランジスタ(高耐圧トランジスタ及
び電源電圧トランジスタの両者)のゲート電極を形成す
るためのレジストパターニング320を行った後、加工
を行い、周辺回路トランジスタのゲート電極(318と
319、及び316と317)を形成する。
Next, as shown in FIG. 12 (l), a resist patterning 320 for forming a gate electrode of a peripheral circuit transistor (both a high withstand voltage transistor and a power supply voltage transistor) is first performed. Then, gate electrodes (318 and 319 and 316 and 317) of the peripheral circuit transistor are formed.

【0026】その後、図13(m)に示すように、メモ
リトランジスタのゲート電極を形成するためのレジスト
パターニング323を行ったのち、所定の加工を行い、
メモリトランジスタの制御ゲート電極(321,32
2)を形成する。この制御ゲート電極は、第2及び第3
の導電層の積層構造を有することになる。このときのG
−G’方向の断面図を図13(n)に示す。
Thereafter, as shown in FIG. 13 (m), after performing resist patterning 323 for forming a gate electrode of the memory transistor, predetermined processing is performed.
The control gate electrodes (321, 32) of the memory transistors
2) is formed. The control gate electrode includes the second and third
Of the conductive layer. G at this time
FIG. 13N shows a cross-sectional view in the −G ′ direction.

【0027】以上のようにして、図8に示すように、周
辺トランジスタ形成領域に高耐圧トランジスタ326及
び電源電圧トランジスタ327が、メモリトランジスタ
形成領域には、第1の導電層からなる浮遊ゲート電極3
07、並びにONO膜308を介して第2及び第3の導
電層の積層構造を有する制御ゲート電極327からなる
メモリトランジスタが形成されたスタックドゲート型の
不揮発性半導体記憶装置を製造することができる。な
お、上述したように、半導体基板のソース・ドレイン領
域等の形成工程及び図示を省略している。
As described above, as shown in FIG. 8, the high breakdown voltage transistor 326 and the power supply voltage transistor 327 are provided in the peripheral transistor formation region, and the floating gate electrode 3 made of the first conductive layer is provided in the memory transistor formation region.
07 and a stacked gate non-volatile semiconductor memory device in which a memory transistor including a control gate electrode 327 having a stacked structure of second and third conductive layers is formed with the ONO film 308 interposed therebetween. . As described above, the steps of forming the source / drain regions and the like of the semiconductor substrate and the drawings are omitted.

【0028】以上説明したように、図8に示す不揮発性
半導体記憶装置は、周辺回路トランジスタとメモリトラ
ンジスタとを同一半導体基板上に同一工程で形成するこ
とができる。又、書き込み電圧の低電圧化等の不揮発性
半導体記憶装置の性能向上を図るために、メモリトラン
ジスタをONO膜を介して浮遊ゲート電極と制御ゲート
電極からなる構造とし、かつ、周辺回路トランジスタの
ゲート電極及びメモリトランジスタの制御ゲート電極を
導電性ポリシリコン層とタングステンシリサイド層の積
層構造としている。
As described above, in the nonvolatile semiconductor memory device shown in FIG. 8, the peripheral circuit transistor and the memory transistor can be formed on the same semiconductor substrate in the same step. Further, in order to improve the performance of the nonvolatile semiconductor memory device such as lowering the write voltage, the memory transistor has a structure including a floating gate electrode and a control gate electrode via an ONO film, and a gate of a peripheral circuit transistor is provided. The electrode and the control gate electrode of the memory transistor have a stacked structure of a conductive polysilicon layer and a tungsten silicide layer.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】このように不揮発性半
導体記憶装置においては、その性能の向上を図る為にゲ
ート間絶縁膜として酸化シリコン膜/窒化シリコン膜/
酸化シリコン膜の3層積層膜(いわゆるONO膜)が一
般的に用いられている。かかる積層膜を用いるのは、積
層膜とすることによって、ピンホール等の欠陥存在確率
を下げると共に、比誘電率の高い窒化シリコン膜を酸化
シリコン膜の間に挟むことによって、実効膜厚を薄くす
ることができるからである。
As described above, in a nonvolatile semiconductor memory device, a silicon oxide film / silicon nitride film / silicon nitride film is used as an inter-gate insulating film in order to improve its performance.
A three-layer laminated film of a silicon oxide film (a so-called ONO film) is generally used. The use of such a laminated film reduces the probability of existence of defects such as pinholes by forming a laminated film, and reduces the effective film thickness by sandwiching a silicon nitride film having a high relative dielectric constant between silicon oxide films. Because you can.

【0030】ところで、通常、ボトムの(基板側の)酸
化シリコン膜は、浮遊ゲート電極のポリシリコンの酸
化、若しくはHigh Temperature Ch
emical Deposited Oxidatio
n法(以下、「HTO法」という。)によって、窒化シ
リコン膜は、Chemical Vapor Depo
sition法(以下、「CVD法」という。)によっ
て、又、トップの(窒化シリコン膜上の)の酸化シリコ
ン膜は、窒化シリコンの酸化若しくはHTO法によって
それぞれ形成している。そして、このゲート間絶縁膜
(ONO膜)においては、トップの酸化シリコン膜は制
御ゲート電極からHoleの注入を防ぎ、ボトムの酸化
シリコン膜は浮遊ゲート電極から電子が抜けるのを防止
している。
Usually, the bottom (substrate side) silicon oxide film is formed by oxidizing the polysilicon of the floating gate electrode or by using High Temperature Ch.
electronic Deposited Oxidatio
By the n method (hereinafter, referred to as “HTO method”), the silicon nitride film is formed into a Chemical Vapor Depo.
The top silicon oxide film (on the silicon nitride film) is formed by a sition method (hereinafter, referred to as a “CVD method”), or by oxidation of silicon nitride or an HTO method. In the inter-gate insulating film (ONO film), the top silicon oxide film prevents injection of Hole from the control gate electrode, and the bottom silicon oxide film prevents electrons from leaking from the floating gate electrode.

【0031】従って、ゲート間絶縁膜の薄膜化を行う場
合、トップ及びボトムの酸化シリコン膜の薄膜化には限
界があり、酸化シリコン膜間の窒化シリコン膜を出来る
だけ薄くすることが望ましいことになる。
Therefore, when thinning the inter-gate insulating film, there is a limit to thinning the top and bottom silicon oxide films, and it is desirable to make the silicon nitride film between the silicon oxide films as thin as possible. Become.

【0032】しかしながら、上記(1)〜(3)に記載
された方法は、酸化シリコンからなるゲート(間)絶縁
膜の膜厚を制御するものであり、窒化シリコン膜の膜厚
を薄くするための技術ではない。従って、ゲート間絶縁
膜であるONO膜の窒化シリコン膜の膜厚を出来る限り
薄く形成する技術が求められている。
However, the methods described in the above (1) to (3) are for controlling the thickness of the gate (inter) insulating film made of silicon oxide, and for reducing the thickness of the silicon nitride film. Not a technology. Therefore, there is a need for a technique for forming a silicon nitride film as an ONO film, which is an inter-gate insulating film, as thin as possible.

【0033】また、上記(4)の製造法においても次の
ような問題がある。即ち、上記(4)のプロセスにおい
ては、周辺回路トランジスタの下部に形成されるゲート
絶縁膜は、酸化により行っている。しかし、この際に、
この酸化がゲート間絶縁膜に対してまで加わってしま
い、ONO膜の中間膜である窒化シリコン膜が完全に若
しくは局所的に酸化されてしまい、下地膜である第1の
導電性ポリシリコン膜まで酸化されてしまう場合があ
る。
Further, the manufacturing method (4) also has the following problem. That is, in the above process (4), the gate insulating film formed below the peripheral circuit transistor is oxidized. However, at this time,
This oxidation is added to the inter-gate insulating film, and the silicon nitride film, which is the intermediate film of the ONO film, is completely or locally oxidized to the first conductive polysilicon film, which is the base film. It may be oxidized.

【0034】上述したように窒化シリコン膜の膜厚を薄
くする要求があり、窒化シリコン膜の膜厚を薄くした場
合には、窒化シリコン膜の耐酸化性が低下し、さらに酸
化され易くなる。即ち、上述した(4)の製造法によれ
ば、窒化シリコン膜の薄膜化は、窒化シリコン膜の耐酸
化性によってその下限が決まることになり、それ以下に
は薄膜化できないことになる。
As described above, there is a demand for reducing the thickness of the silicon nitride film. If the thickness of the silicon nitride film is reduced, the oxidation resistance of the silicon nitride film is reduced, and the silicon nitride film is more easily oxidized. That is, according to the manufacturing method (4) described above, the lower limit of the thickness of the silicon nitride film is determined by the oxidation resistance of the silicon nitride film, and the lower limit cannot be obtained.

【0035】そこで、本発明はかかる問題点を解決すべ
く、上述した(4)の製造法に改良を加え、ゲート間絶
縁膜(特に窒化シリコン膜)に対して酸化が加えられる
ことなく、ゲート間絶縁膜の薄膜化を可能とした不揮発
性半導体記憶装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。
In order to solve such a problem, the present invention has improved the above-mentioned manufacturing method (4), and the gate insulating film (particularly, silicon nitride film) is not oxidized. It is an object of the present invention to provide a non-volatile semiconductor memory device capable of thinning an inter-insulating film and a method of manufacturing the same.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成すべく、
本発明は、(1)同一基板上に形成された周辺回路トラ
ンジスタとメモリトランジスタとを有するスタックドゲ
ート型の不揮発性半導体記憶装置であって、前記周辺回
路トランジスタは、基板上に絶縁膜を介して形成され、
基板側から第1の導電層及び第3の導電層の積層構造を
有する少なくとも一つのゲート電極を有し、前記メモリ
トランジスタは、基板上に絶縁膜を介して形成された第
1の導電層を有する浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート
電極上にゲート間絶縁膜を介して形成され、基板側から
第2の導電層及び第3の導電層の積層構造を有する制御
ゲート電極とを有する、不揮発性半導体記憶装置を提供
する。
In order to achieve the above object,
The present invention relates to (1) a stacked-gate nonvolatile semiconductor memory device having a peripheral circuit transistor and a memory transistor formed on the same substrate, wherein the peripheral circuit transistor is provided on a substrate via an insulating film. Formed
The memory transistor includes at least one gate electrode having a stacked structure of a first conductive layer and a third conductive layer from a substrate side, and the memory transistor includes a first conductive layer formed over a substrate with an insulating film interposed therebetween. Having a floating gate electrode and a control gate electrode formed on the floating gate electrode via an inter-gate insulating film and having a stacked structure of a second conductive layer and a third conductive layer from the substrate side. Provided is a semiconductor memory device.

【0037】前記本発明の不揮発性半導体記憶装置にお
いては、前記周辺回路トランジスタは、高耐圧トランジ
スタのゲート電極及び電源電圧トランジスタのゲート電
極を有するのが好ましい。
In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, it is preferable that the peripheral circuit transistor has a gate electrode of a high breakdown voltage transistor and a gate electrode of a power supply voltage transistor.

【0038】また、前記高耐圧トランジスタのゲート電
極、前記電源電圧トランジスタのゲート電極及び前記メ
モリトランジスタの浮遊ゲート電極は、それぞれ所定の
膜厚の絶縁膜上に形成されているのが好ましい。
Further, it is preferable that the gate electrode of the high breakdown voltage transistor, the gate electrode of the power supply voltage transistor, and the floating gate electrode of the memory transistor are formed on an insulating film having a predetermined thickness.

【0039】この場合において、前記高耐圧トランジス
タのゲート電極は、前記電源電圧トランジスタのゲート
電極下部の絶縁膜よりも厚い膜厚の絶縁膜上に形成され
ているのがより好ましい。
In this case, it is more preferable that the gate electrode of the high breakdown voltage transistor is formed on an insulating film having a thickness larger than that of the insulating film below the gate electrode of the power supply voltage transistor.

【0040】さらに、本発明の不揮発性半導体記憶装置
においては、前記第1の導電層は、導電性ポリシリコン
からなり、前記第2の導電層は、導電性ポリシリコンか
らなり、前記第3の導電層は、金属、金属合金又は金属
シリサイドからなるのが、それぞれ好ましい。
Further, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the first conductive layer is made of conductive polysilicon, the second conductive layer is made of conductive polysilicon, and the third conductive layer is made of conductive polysilicon. The conductive layer is preferably made of a metal, a metal alloy or a metal silicide.

【0041】また、前記ゲート間絶縁膜は、酸化シリコ
ン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる積層
構造を有するのが好ましい。
Further, it is preferable that the inter-gate insulating film has a laminated structure including a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film.

【0042】(2)前記本発明の不揮発性半導体記憶装
置は、同一基板上に周辺回路トランジスタとメモリトラ
ンジスタとを有するスタックドゲート型の不揮発性半導
体記憶装置であって、第1の導電型基板と、前記第1の
導電型基板上に形成されたフィールド酸化膜と、前記第
1の導電型基板の前記フィールド酸化膜により区画され
た周辺回路トランジスタ形成領域に形成された第2の導
電型の第1のウェルと、前記第1の導電型基板の前記フ
ィールド酸化膜により区画されたメモリトランジスタ形
成領域に形成された第2の導電型の第2のウェルと、前
記第1のウェル上に絶縁膜を介して形成され、基板側か
ら第1の導電層及び第3の導電層の積層構造を有する周
辺回路トランジスタのゲート電極と、前記第2のウェル
上に、絶縁膜を介して形成された第1の導電層を有する
メモリトランジスタの浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲー
ト電極上にゲート間絶縁膜を介して形成され、基板側か
ら第2の導電層及び第3の導電層の積層構造を有するメ
モリトランジスタの制御ゲート電極とを有するのが好ま
しい。
(2) The nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is a stacked-gate nonvolatile semiconductor memory device having a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate, wherein the first conductive type substrate A field oxide film formed on the first conductivity type substrate; and a second conductivity type formed in a peripheral circuit transistor forming region defined by the field oxide film on the first conductivity type substrate. A first well, a second well of a second conductivity type formed in a memory transistor formation region defined by the field oxide film of the first conductivity type substrate, and an insulating layer on the first well; A gate electrode of a peripheral circuit transistor formed from a substrate side and having a stacked structure of a first conductive layer and a third conductive layer from the substrate side; and an insulating film on the second well. A floating gate electrode of a memory transistor having a first conductive layer formed by forming a second conductive layer and a third conductive layer on the floating gate electrode with an inter-gate insulating film interposed therebetween. It is preferable to include a control gate electrode of a memory transistor having a stacked structure.

【0043】上記本発明の不揮発性半導体記憶装置にお
いては、前記周辺回路トランジスタは、高耐圧トランジ
スタのゲート電極及び電源電圧トランジスタのゲート電
極を有するのが好ましい。
In the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, it is preferable that the peripheral circuit transistor has a gate electrode of a high breakdown voltage transistor and a gate electrode of a power supply voltage transistor.

【0044】この場合において、前記高耐圧トランジス
タのゲート電極は、前記電源電圧トランジスタのゲート
電極下部の絶縁膜よりも厚い膜厚の絶縁膜上に形成され
ているのがより好ましい。
In this case, it is more preferable that the gate electrode of the high breakdown voltage transistor is formed on an insulating film having a larger thickness than the insulating film below the gate electrode of the power supply voltage transistor.

【0045】また、前記高耐圧トランジスタのゲート電
極、前記電源電圧トランジスタのゲート電極及び前記メ
モリトランジスタの浮遊ゲート電極は、それぞれ所定の
膜厚の絶縁膜上に形成されているのがより好ましい。
It is more preferable that the gate electrode of the high breakdown voltage transistor, the gate electrode of the power supply voltage transistor, and the floating gate electrode of the memory transistor are each formed on an insulating film having a predetermined thickness.

【0046】さらに、前記ゲート間絶縁膜は、酸化シリ
コン膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる積
層構造を有し、前記第1の導電層は、導電性ポリシリコ
ンからなり、前記第2の導電層は、導電性ポリシリコン
からなり、前記第3の導電層は、金属、金属合金又は金
属シリサイドからなるのがそれぞれ好ましい。
Further, the inter-gate insulating film has a laminated structure composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film, the first conductive layer is made of conductive polysilicon, and the second conductive layer is made of a conductive polysilicon. Preferably, the conductive layer is made of conductive polysilicon, and the third conductive layer is made of metal, metal alloy or metal silicide.

【0047】(3)また、本発明は、同一基板上に、周
辺回路トランジスタとメモリトランジスタとを形成する
工程を有するスタックドゲート型の不揮発性半導体記憶
装置の製造方法であって、基板上に、フィールド酸化膜
を形成する工程と、前記基板上の前記フィールド酸化膜
により区画された領域に、絶縁膜を形成する工程と、前
記第1の絶縁膜上に、第1の導電膜を形成する工程と、
少なくとも前記素子分離領域により区画されたメモリト
ランジスタ形成領域上の前記第1の導電膜をエッチング
して、浮遊ゲート電極の第1の導電層を形成する工程
と、前記第1の導電膜及び第1の導電層上に、ゲート間
絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート間絶縁膜上に、第
2の導電膜を形成する工程と、前記素子分離領域により
区画された周辺回路トランジスタ形成領域上の前記第2
の導電膜、前記ゲート間絶縁膜を除去する工程と、前記
素子分離領域により区画された周辺回路トランジスタ形
成領域上に、前記周辺回路トランジスタ形成領域の前記
第1の導電膜上及び前記メモリセルトランジスタ形成領
域のゲート間絶縁膜上に、第3の導電膜を形成する工程
と、前記第3の導電膜をエッチングして、前記周辺回路
トランジスタ及び前記制御ゲート電極の第3の導電層を
形成する工程とを有する、不揮発性半導体記憶装置の製
造方法を提供する。
(3) The present invention also relates to a method of manufacturing a stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device including a step of forming a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate. Forming a field oxide film, forming an insulating film in a region defined by the field oxide film on the substrate, and forming a first conductive film on the first insulating film. Process and
Forming a first conductive layer of a floating gate electrode by etching the first conductive film on at least the memory transistor formation region partitioned by the element isolation region; and forming the first conductive film and the first conductive film on the first conductive layer. Forming an inter-gate insulating film on the conductive layer, forming a second conductive film on the inter-gate insulating film, and forming a second conductive film on the peripheral circuit transistor forming region partitioned by the element isolation region. The second
Removing the conductive film and the inter-gate insulating film; and forming a peripheral circuit transistor forming region partitioned by the element isolation region on the first conductive film in the peripheral circuit transistor forming region and the memory cell transistor. Forming a third conductive film on the inter-gate insulating film in the formation region, and etching the third conductive film to form a third conductive layer of the peripheral circuit transistor and the control gate electrode And a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【0048】前記本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法においては、前記基板上にフィールド酸化膜を形
成する工程は、基板上にフィール酸化膜を形成すること
により、基板表面部を、高耐圧トランジスタを形成する
領域、電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリ
トランジスタを形成する領域に区画する工程を有するの
が好ましい。
In the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the step of forming a field oxide film on the substrate includes forming a field oxide film on the substrate so that the surface of the substrate has a high withstand voltage. It is preferable that the method further includes a step of partitioning into a region for forming a transistor, a region for forming a power supply voltage transistor, and a region for forming a memory transistor.

【0049】また、前記基板上の前記フィールド酸化膜
により区画された領域に絶縁膜を形成する工程は、前記
周辺回路トランジスタ形成領域上の絶縁膜と前記メモリ
トランジスタ形成領域上の絶縁膜とを、それぞれ所定の
膜厚で形成する工程を有するのが好ましい。
Further, the step of forming an insulating film in a region defined by the field oxide film on the substrate includes the steps of: forming an insulating film on the peripheral circuit transistor forming region and an insulating film on the memory transistor forming region; It is preferable to have a step of forming each with a predetermined film thickness.

【0050】この場合において、前記基板上の前記フィ
ールド酸化膜により区画された領域上に、絶縁膜を形成
する工程は、前記高耐圧トランジスタを形成する領域、
電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリトラン
ジスタを形成する領域上に、第1の絶縁膜を形成する工
程と、前記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメ
モリトランジスタを形成する領域上の第1の絶縁膜を除
去する工程と、前記電源電圧トランジスタを形成する領
域及びメモリトランジスタを形成する領域上に、第2の
絶縁膜を形成する工程を有するのがより好ましい。
In this case, the step of forming an insulating film on a region defined by the field oxide film on the substrate includes the step of forming the high breakdown voltage transistor,
Forming a first insulating film on a region for forming a power supply voltage transistor and a region for forming a memory transistor; and forming a first insulating film on a region for forming the power supply voltage transistor and a region for forming a memory transistor More preferably, and a step of forming a second insulating film on a region where the power supply voltage transistor is formed and a region where the memory transistor is formed.

【0051】また、前記第2の絶縁膜を形成する工程
は、前記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモ
リトランジスタを形成する領域上に第2の絶縁膜を形成
すると同時に、前記高耐圧トランジスタ形成領域上に、
前記第2の絶縁膜よりも厚い膜厚の第3の絶縁膜を形成
する工程をさらに有するのがより好ましい。
In the step of forming the second insulating film, the step of forming the second insulating film on the region for forming the power supply voltage transistor and the region for forming the memory transistor is performed simultaneously with the step of forming the high withstand voltage transistor. above,
More preferably, the method further includes a step of forming a third insulating film having a thickness larger than that of the second insulating film.

【0052】さらに、前記本発明の不揮発性半導体記憶
装置の製造方法においては、前記基板上の前記フィール
ド酸化膜により区画された領域に、第1の絶縁膜を形成
する工程は、基板の該領域上に熱酸化法又はHTO法に
より、酸化シリコン膜を形成する工程を有するのが好ま
しい。
Further, in the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, the step of forming a first insulating film in a region defined by the field oxide film on the substrate includes the step of: It is preferable to include a step of forming a silicon oxide film thereon by a thermal oxidation method or an HTO method.

【0053】また、前記第1の導電膜を形成する工程
は、珪素化合物及び不純物としてリン化合物を用いるC
VD法により、導電性ポリシリコン膜を形成する工程を
有し、前記ゲート間絶縁膜を形成する工程は、前記第1
の導電膜及び第1の導電層上に第1の酸化シリコン膜
と、前記第1の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜と及
び前記窒化シリコン膜上に第2の酸化シリコン膜を順次
積層する工程を有するのが、それぞれ好ましい。
In the step of forming the first conductive film, a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity may be used.
Forming a conductive polysilicon film by a VD method; and forming the inter-gate insulating film by the first method.
Sequentially stacking a first silicon oxide film on the conductive film and the first conductive layer, a silicon nitride film on the first silicon oxide film, and a second silicon oxide film on the silicon nitride film It is preferable that each has the following.

【0054】前記第2の導電膜を形成する工程は、前記
ゲート間絶縁膜上に珪素化合物及び不純物としてリン化
合物を用いるCVD法により、導電性ポリシリコン膜を
形成する工程を有し、前記第3の導電膜を形成する工程
は、前記周辺回路トランジスタ形成領域の前記第1の導
電膜上及び前記メモリトランジスタ形成領域のゲート間
絶縁膜上に、スパッタリング法、CVD法又は真空蒸着
法により、金属、金属合金又は金属シリサイド膜を形成
する工程を有するのがそれぞれ好ましい。
The step of forming the second conductive film includes a step of forming a conductive polysilicon film on the inter-gate insulating film by a CVD method using a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity. Forming the conductive film of Step 3 on the first conductive film in the peripheral circuit transistor formation region and on the inter-gate insulating film in the memory transistor formation region by sputtering, CVD, or vacuum evaporation. And a step of forming a metal alloy or a metal silicide film.

【0055】(4)また、前記本発明の不揮発性半導体
記憶装置の製造方法は、同一基板上に、周辺回路トラン
ジスタとメモリトランジスタとを形成する工程を有する
スタックドゲート型の不揮発性半導体記憶装置の製造方
法であって、第1導電型半導体基板上に、フィールド酸
化膜を形成する工程と、前記半導体基板の前記フィール
ド酸化膜により区画された周辺回路トランジスタ形成領
域に、第2の導電型の第1ウェルを形成する工程と、前
記半導体基板の前記フィールド酸化膜により区画された
領域のメモリトランジスタ形成領域に、第2の導電型の
第2ウェルを形成する工程と、前記半導体基板の前記フ
ィールド酸化膜により区画された領域上に、絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜上に、第1の導電膜を形成す
る工程と、少なくとも前記素子分離領域により区画され
たメモリトランジスタ形成領域上の前記第1の導電膜を
エッチングして、浮遊ゲート電極の第1の導電層を形成
する工程と、前記第1の導電膜及び第1の導電層上に、
ゲート間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート間絶縁膜
上に、第2の導電膜を形成する工程と、前記素子分離領
域により区画された周辺回路トランジスタ形成領域上
の、前記第2の導電膜及び前記ゲート間絶縁膜を除去す
る工程と、前記周辺回路トランジスタ形成領域上の前記
第1の導電膜上、及び前記メモリトランジスタ形成領域
上のゲート間絶縁膜上に、第3の導電膜を形成する工程
と、前記第3の導電膜をエッチングして、前記周辺回路
トランジスタ及び前記制御ゲート電極の第3の導電層を
形成する工程とを有する、不揮発性半導体記憶装置の製
造方法であるのが好ましい。
(4) A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention, wherein the stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device includes a step of forming a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate. Forming a field oxide film on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and forming a second conductivity type on a peripheral circuit transistor forming region of the semiconductor substrate defined by the field oxide film. Forming a first well, forming a second well of a second conductivity type in a memory transistor forming region of the semiconductor substrate defined by the field oxide film, and forming the field of the semiconductor substrate. A step of forming an insulating film over a region partitioned by the oxide film; and a step of forming a first conductive film over the insulating film. Forming a first conductive layer of a floating gate electrode by etching the first conductive film on the memory transistor forming region partitioned by the element isolation region; and forming the first conductive film and the first conductive film on the first conductive layer. On the conductive layer of
Forming an inter-gate insulating film; forming a second conductive film on the inter-gate insulating film; and forming the second conductive film on a peripheral circuit transistor forming region partitioned by the element isolation region. Removing a film and the inter-gate insulating film; and forming a third conductive film on the first conductive film on the peripheral circuit transistor forming region and on the inter-gate insulating film on the memory transistor forming region. Forming a third conductive film, and forming a third conductive layer of the peripheral circuit transistor and the control gate electrode by etching the third conductive film. Is preferred.

【0056】上記不揮発性半導体記憶装置の製造方法に
おいては、前記第2ウェルを形成する工程は、前記半導
体基板の前記フィールド酸化膜により区画された周辺回
路トランジスタ形成領域に、高耐圧トランジスタ用のウ
ェルを形成する工程と、電源電圧トランジスタ用のウェ
ルを形成する工程を有するのがより好ましい。
In the above-described method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, the step of forming the second well includes the step of forming a well for a high breakdown voltage transistor in a peripheral circuit transistor forming region of the semiconductor substrate defined by the field oxide film. And a step of forming a well for a power supply voltage transistor.

【0057】また、前記第1の導電型半導体基板上にフ
ィールド酸化膜を形成する工程は、基板上にフィール酸
化膜を形成することにより、基板表面部を、高耐圧トラ
ンジスタを形成する領域、電源電圧トランジスタを形成
する領域及びメモリトランジスタを形成する領域に区画
する工程を有するのがより好ましい。
In the step of forming a field oxide film on the first conductivity type semiconductor substrate, a field oxide film is formed on the substrate, so that the surface of the substrate is formed in a region for forming a high breakdown voltage transistor, a power supply, More preferably, the method includes a step of partitioning into a region where a voltage transistor is formed and a region where a memory transistor is formed.

【0058】さらに、前記第1の導電型半導体基板上の
前記フィールド酸化膜により区画された領域に絶縁膜を
形成する工程は、前記周辺回路トランジスタ形成領域上
の絶縁膜と前記メモリトランジスタ形成領域上の絶縁膜
とを、それぞれ所定の膜厚で形成する工程を有するのが
好ましい。
Further, the step of forming an insulating film on the first conductive type semiconductor substrate in a region defined by the field oxide film includes the steps of: forming an insulating film on the peripheral circuit transistor forming region; It is preferable to include a step of forming each of the insulating films with a predetermined film thickness.

【0059】この場合において、前記第1導電型半導体
基板上の前記フィールド酸化膜により区画された領域上
に絶縁膜を形成する工程は、前記高耐圧トランジスタを
形成する領域、電源電圧トランジスタを形成する領域及
びメモリトランジスタを形成する領域上に、第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記電源電圧トランジスタを形成
する領域及びメモリトランジスタを形成する領域上の第
1の絶縁膜を除去する工程と、前記電源電圧トランジス
タを形成する領域及びメモリトランジスタを形成する領
域上に、第2の絶縁膜を形成する工程を有するのがより
好ましい。
In this case, the step of forming an insulating film on a region defined by the field oxide film on the first conductivity type semiconductor substrate includes forming a region for forming the high breakdown voltage transistor and a power supply voltage transistor. Forming a first insulating film over the region and the region where the memory transistor is formed; removing the first insulating film over the region where the power supply voltage transistor is formed and the region where the memory transistor is formed; More preferably, the method further includes a step of forming a second insulating film over a region where the power supply voltage transistor is formed and a region where the memory transistor is formed.

【0060】上記においては、前記第2の絶縁膜を形成
する工程は、前記電源電圧トランジスタを形成する領域
及びメモリトランジスタを形成する領域上に第2の絶縁
膜を形成すると同時に、前記高耐圧トランジスタ形成領
域上に、前記第2の絶縁膜よりも厚い膜厚の第3の絶縁
膜を形成する工程をさらに有するのがより好ましい。
In the above, the step of forming the second insulating film includes forming the second insulating film on a region for forming the power supply voltage transistor and a region for forming the memory transistor, More preferably, the method further includes a step of forming a third insulating film having a thickness larger than the second insulating film on the formation region.

【0061】本発明のスタックドゲート型の不揮発性半
導体記憶装置は、同一基板上に絶縁膜を介して形成され
た周辺回路トランジスタとメモリトランジスタを有する
スタックドゲート型不揮発性半導体記憶装置であって、
周辺トランジスタのゲート電極が、基板側から第1及
び第3の導電層の積層構造を有する、メモリトランジ
スタの浮遊ゲート電極が第1の導電層からなり、かつ、
メモリトランジスタの制御ゲート電極が、基板側(ゲ
ート間絶縁膜側)から第2及び第3の導電層の積層構造
を有することを特徴とする。
The stacked gate nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is a stacked gate nonvolatile semiconductor memory device having a peripheral circuit transistor and a memory transistor formed on the same substrate via an insulating film. ,
The gate electrode of the peripheral transistor has a stacked structure of first and third conductive layers from the substrate side, the floating gate electrode of the memory transistor is formed of the first conductive layer, and
The control gate electrode of the memory transistor has a stacked structure of second and third conductive layers from the substrate side (the side of the inter-gate insulating film).

【0062】また、本発明のスタックドゲート型の不揮
発性半導体記憶装置の製造方法は、同一基板上に、絶縁
膜を介して周辺回路トランジスタとメモリトランジスタ
とを形成するものであって、第1の導電膜を形成後、
メモリトランジスタの浮遊ゲート電極の第1の導電層を
形成し、ゲート間絶縁膜を形成後、第2の導電層を形
成し、周辺回路形成領域上の第2の導電膜及びゲート
間絶縁膜のみをエッチング除去し、第3の導電膜を形
成し、次いで、周辺回路トランジスタのゲート電極及
びメモリトランジスタの制御ゲート電極を形成する工程
に特徴を有する。
Further, a method of manufacturing a stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device of the present invention includes forming a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate via an insulating film. After forming the conductive film of
Forming a first conductive layer of a floating gate electrode of a memory transistor, forming an inter-gate insulating film, forming a second conductive layer, and forming only a second conductive film and an inter-gate insulating film on a peripheral circuit formation region; , A third conductive film is formed, and then a gate electrode of a peripheral circuit transistor and a control gate electrode of a memory transistor are formed.

【0063】スタックドゲート型不揮発性半導体記憶装
置をこのように形成することによって、従来問題となっ
ていた周辺回路トランジスタ下部の絶縁膜を酸化により
形成する際に、メモリトランジスタのゲート間絶縁膜の
窒化シリコン膜に酸化の影響が加わることがなくなる。
従って、従来法に比して何ら工程数を増加させることな
く、高品質かつ薄い膜厚の窒化シリコン膜を形成するこ
とができる。また、周辺回路トランジスタに悪影響を及
ぼすこともない。
By forming the stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device in this manner, when the insulating film below the peripheral circuit transistor, which has conventionally been a problem, is formed by oxidation, the insulating film between the gates of the memory transistor is reduced. The influence of oxidation on the silicon nitride film is eliminated.
Therefore, a high-quality and thin silicon nitride film can be formed without increasing the number of steps at all as compared with the conventional method. Also, there is no adverse effect on peripheral circuit transistors.

【0064】また、本発明の製造方法により得られる不
揮発性半導体記憶装置は、高品質で薄い膜厚の窒化シリ
コン膜を有するゲート間絶縁膜を有する。従って、書き
込み電圧が低電圧化され、信頼性の高い不揮発性半導体
記憶装置である。
Further, the nonvolatile semiconductor memory device obtained by the manufacturing method of the present invention has an inter-gate insulating film having a high-quality thin silicon nitride film. Therefore, the writing voltage is reduced and the nonvolatile semiconductor memory device has high reliability.

【0065】さらに、本発明の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法によれば、欠陥発生率の低い絶縁膜を用いる
場合には、薄い膜厚の単層のゲート間絶縁膜を用いるこ
とが可能であるため、メモリセルのさらなる縮小化が可
能となる。
Further, according to the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, when an insulating film having a low defect occurrence rate is used, a single-layer thin inter-gate insulating film can be used. Therefore, the size of the memory cell can be further reduced.

【0066】本発明の不揮発性半導体記憶装置として
は、例えば、EPROM(Erasable Prog
rammable Read Only Memor
y)やEEPROM(Electrically−Er
asabale Programmable Read
Only Memory)等がある。
As the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, for example, an EPROM (Erasable Program)
ramble Read Only Memor
y) or EEPROM (Electrically-Er)
available Programmable Read
Only Memory).

【0067】[0067]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照にしながら説明する。第1実施形態 図1に示すのは、本実施形態の不揮発性半導体記憶装置
であるEPROMのメモリセル領域及び周辺回路領域の
構造断面図である。図1(a)は、EPROMのワード
線方向の構造断面図であり、図1(b)は、メモリセル
領域のA−A’方向における構造断面図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a structural sectional view of a memory cell region and a peripheral circuit region of an EPROM, which is a nonvolatile semiconductor memory device of the present embodiment. FIG. 1A is a structural sectional view of the EPROM in the word line direction, and FIG. 1B is a structural sectional view of the memory cell region in the AA ′ direction.

【0068】このEPROMは、周辺回路領域に、周辺
回路トランジスタとして、高耐圧トランジスタ123及
び電源電圧トランジスタ124とを有し、またメモリセ
ル領域には、メモリトランジスタとして、浮遊ゲート電
極112、ゲート間絶縁膜118及び制御ゲート電極1
26とを有するいわゆるスタックドゲート型のEPRO
Mである。
This EPROM has a high withstand voltage transistor 123 and a power supply voltage transistor 124 as peripheral circuit transistors in a peripheral circuit area, and a floating gate electrode 112 and an inter-gate insulating layer as memory transistors in a memory cell area. Film 118 and control gate electrode 1
Stacked-gate type EPRO having a thickness of 26.
M.

【0069】図1に示すEPROMは、N型シリコン半
導体基板101のフィールド酸化膜102により周辺回
路領域とメモリセル領域とに大きく区画され、それぞれ
のトランジスタが形成される領域のN型シリコン半導体
基板101には、Pウェル104,105及び106を
有している。また、周辺回路領域のPウェル105上に
は、絶縁膜108を介して電源電圧トランジスタ12
7、周辺回路領域のPウェル106上には、絶縁膜10
9を介して高耐圧トランジスタ126、及びメモリセル
領域のPウェル104上には、絶縁膜108を介してメ
モリトランジスタ128を有している。
The EPROM shown in FIG. 1 is largely divided into a peripheral circuit region and a memory cell region by a field oxide film 102 of an N-type silicon semiconductor substrate 101, and an N-type silicon semiconductor substrate 101 in a region where each transistor is formed. Have P-wells 104, 105 and 106. In addition, on the P well 105 in the peripheral circuit region, the power supply voltage transistor 12
7. The insulating film 10 is formed on the P well 106 in the peripheral circuit region.
9, a high voltage transistor 126 is provided, and a memory transistor 128 is provided on the P well 104 in the memory cell region via an insulating film 108.

【0070】そして、周辺回路領域の電源電圧トランジ
スタ127及び高耐圧トランジスタ126(両者を合わ
せて周辺回路トランジスタともいう。)のゲート電極
は、導電性ポリシリコン層(第1の導電層)とタングス
テンシリサイド層(第3の導電層)の積層体からなって
いる。また、メモリトランジスタの浮遊ゲート電極11
2は、導電性ポリシリコン層(第1の導電層)からな
り、制御ゲート電極126は、導電性ポリシリコン層
(第2の導電層)123とタングステンシリサイド層
(第3の導電層)124の積層体からなっている。
The gate electrodes of the power supply voltage transistor 127 and the high voltage transistor 126 (both are also referred to as peripheral circuit transistors) in the peripheral circuit region are made of a conductive polysilicon layer (first conductive layer) and tungsten silicide. It is composed of a laminate of layers (third conductive layer). Also, the floating gate electrode 11 of the memory transistor
Reference numeral 2 denotes a conductive polysilicon layer (first conductive layer), and the control gate electrode 126 includes a conductive polysilicon layer (second conductive layer) 123 and a tungsten silicide layer (third conductive layer) 124. It consists of a laminate.

【0071】即ち、このEPROMにおいては、周辺回
路トランジスタの導電性ポリシリコン層(118,12
0)とメモリトランジスタの浮遊ゲート電極112は同
じ材質からなる導電層(第1の導電層)であり、周辺回
路トランジスタの導電性ポリシリコン層120とメモリ
トランジスタの制御ゲート電極の導電性ポリシリコン層
124は同じ材質の導電層(第3の導電層)となってい
ることが特徴的である。
That is, in this EPROM, the conductive polysilicon layers (118, 12) of the peripheral circuit transistors are used.
0) and the floating gate electrode 112 of the memory transistor are a conductive layer (first conductive layer) made of the same material, the conductive polysilicon layer 120 of the peripheral circuit transistor and the conductive polysilicon layer of the control gate electrode of the memory transistor. Characteristically, 124 is a conductive layer (third conductive layer) of the same material.

【0072】また、各トランジスタ下部に形成されてい
る絶縁膜(108,109)の膜厚は、各トランジスタ
に要求される絶縁耐圧特性等に応じて、それぞれ所定の
膜厚に設定されている。
The thickness of the insulating film (108, 109) formed under each transistor is set to a predetermined thickness according to the withstand voltage characteristics required for each transistor.

【0073】さらに、浮遊ゲート電極と制御ゲート電極
との間に設けられたゲート間絶縁膜113は、図面上、
詳細な図示を省略しているが、酸化シリコン膜/窒化シ
リコン膜/酸化シリコン膜の3層からなる積層膜となっ
ている。そして、中間の窒化シリコン膜の膜厚は2nm
〜10nm程度と薄膜化されており、ゲート間絶縁膜全
体の膜厚も薄膜化されている。
Further, the inter-gate insulating film 113 provided between the floating gate electrode and the control gate electrode
Although not shown in detail, the laminated film has three layers of a silicon oxide film / a silicon nitride film / a silicon oxide film. The thickness of the intermediate silicon nitride film is 2 nm.
The thickness of the entire inter-gate insulating film is also reduced.

【0074】なお、実際には、Pウェル中にN型不純物
拡散領域(ソース・ドレイン領域)、層間絶縁膜、接続
プラグ、配線層等が形成されているが、便宜上、それら
の説明及び図示を省略している。
In practice, an N-type impurity diffusion region (source / drain region), an interlayer insulating film, a connection plug, a wiring layer, and the like are formed in a P well. Omitted.

【0075】本実施形態のEPROMは、ゲート間絶縁
膜が高品質でかつその膜厚が従来に比して薄く形成され
ている。また、高耐圧トランジスタ、電源電圧トランジ
スタ及びメモリトランジスタの絶縁膜(トンネル酸化
膜)が、それぞれ所定の膜厚で形成されている。
In the EPROM of this embodiment, the inter-gate insulating film has a high quality and a smaller thickness than the conventional one. Further, insulating films (tunnel oxide films) of the high breakdown voltage transistor, the power supply voltage transistor, and the memory transistor are each formed with a predetermined thickness.

【0076】従って、このEPROMは、書き込み電圧
が低電圧化された信頼性の極めて高いスタクッドゲート
型EPROMとなっている。
Therefore, this EPROM is a highly reliable stacked gate type EPROM in which the write voltage is reduced.

【0077】第2実施形態 次に、図1に示すEPROMの製造方法を詳細に説明す
る。先ず、図2(a)に示すように、N型シリコン半導
体基板101の所定の領域に、例えばLOCOS法(L
ocal Oxidation of Silicon
法)により、厚い膜厚のフィールド酸化膜102を形成
する。また、フィールド酸化膜102により区画された
領域の半導体基板101上に、酸化シリコン膜103
を、例えば、熱酸化法等により形成する。
Second Embodiment Next, a method of manufacturing the EPROM shown in FIG. 1 will be described in detail. First, as shown in FIG. 2A, a predetermined region of the N-type silicon semiconductor
ocal Oxidation of Silicon
Method), a thick field oxide film 102 is formed. A silicon oxide film 103 is formed on the semiconductor substrate 101 in a region defined by the field oxide film 102.
Is formed, for example, by a thermal oxidation method or the like.

【0078】なお、本実施形態においては、基板として
N型シリコン半導体基板を用いているが、P型シリコン
半導体基板や、他のガラス基板、セラミックス基板等を
用いることができる。
In this embodiment, an N-type silicon semiconductor substrate is used as a substrate, but a P-type silicon semiconductor substrate, another glass substrate, a ceramic substrate, or the like can be used.

【0079】次いで、図2(b)に示すように、フィー
ルド酸化膜により区画された高耐圧トランジスタ形成領
域B、電源電圧トランジスタ形成領域C及びメモリトラ
ンジスタを形成する領域に、ホウ素等のP型不純物を、
例えばイオン注入法により導入することにより、Pウェ
ル104,105及び106を形成する。
Then, as shown in FIG. 2B, a P-type impurity such as boron is formed in the high breakdown voltage transistor forming region B, the power supply voltage transistor forming region C, and the memory transistor forming region partitioned by the field oxide film. To
For example, P wells 104, 105, and 106 are formed by ion implantation.

【0080】その後、図2(c)に示すように、高耐圧
トランジスタを形成する領域のみをレジスト膜107で
覆い、電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリ
トランジスタを形成する領域上の酸化膜103を選択的
にエッチング除去し、レジスト膜107を除去後、図3
(d)に示すように、再度酸化シリコン膜(ゲート酸化
膜)108を、例えば、熱酸化法、HTO法等により、
膜厚3〜15nm程度で形成する。このとき、高耐圧ト
ランジスタ形成領域上の酸化膜103も合わせて酸化さ
れて、高耐圧トランジスタ形成領域上には相対的に厚い
膜厚の酸化膜109が形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 2C, only the region for forming the high breakdown voltage transistor is covered with the resist film 107, and the oxide film 103 on the region for forming the power supply voltage transistor and the region for forming the memory transistor is formed. After selectively removing the resist film 107 and removing the resist film 107, FIG.
As shown in (d), the silicon oxide film (gate oxide film) 108 is again formed by, for example, a thermal oxidation method, an HTO method, or the like.
It is formed with a film thickness of about 3 to 15 nm. At this time, the oxide film 103 on the high breakdown voltage transistor formation region is also oxidized, and a relatively thick oxide film 109 is formed on the high breakdown voltage transistor formation region.

【0081】次いで、図3(e)に示すように、第1の
導電性ポリシリコン膜110を形成する。第1の導電性
ポリシリコン膜110は、例えば、SiH4 又はSiH
2 Cl2 等のシラン化合物ガス及びPH3 ,POCl3
等のリン化合物を用いるCVD法により、膜厚80−1
50nm程度で堆積させることができる。
Next, as shown in FIG. 3E, a first conductive polysilicon film 110 is formed. The first conductive polysilicon film 110 is made of, for example, SiH 4 or SiH
Silane compound gas such as 2 Cl 2 and PH 3 , POCl 3
By a CVD method using a phosphorus compound such as
It can be deposited at about 50 nm.

【0082】本実施形態では、第1の導電層の材料とし
て導電性ポリシリコンを用いているが、他の導電性材
料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅
合金、タングステン、タングテン合金等を用いることも
できる。第2の導電層を形成する場合も同様である。
In this embodiment, the conductive polysilicon is used as the material of the first conductive layer. However, other conductive materials, for example, aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, tungsten, tungsten alloy, etc., may be used. It can also be used. The same applies to the case where the second conductive layer is formed.

【0083】続いて、図3(f)に示すように、メモリ
トランジスタの浮遊ゲート電極形成のためのレジストパ
ターニング111を行い、第1の導電性ポリシリコン膜
を選択的にエッチングして、浮遊ゲート電極112を形
成する。その後レジスト膜111を除去して図4(g)
に示す構造を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 3F, resist patterning 111 for forming a floating gate electrode of the memory transistor is performed, and the first conductive polysilicon film is selectively etched to form a floating gate. An electrode 112 is formed. Thereafter, the resist film 111 is removed, and FIG.
The structure shown in FIG.

【0084】次いで、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜
及び酸化シリコン膜の3層からなるゲート間絶縁膜11
3(ONO膜)を、前記浮遊ゲート電極107及び第1
のポリシリコン膜110を覆うように全面に形成する。
酸化シリコン膜は、例えば、熱酸化法又はHTO法によ
り、又、窒化シリコン膜は、例えば、SiH4 −NH 3
ガスを用いるCVD法によりそれぞれ形成することがで
きる。
Next, a silicon oxide film and a silicon nitride film
And gate insulating film 11 composed of three layers of silicon oxide film
3 (ONO film) with the floating gate electrode 107 and the first
Over the entire surface so as to cover the polysilicon film 110.
The silicon oxide film is formed by, for example, a thermal oxidation method or an HTO method.
The silicon nitride film is made of, for example, SiHFour-NH Three
Each can be formed by a CVD method using a gas.
Wear.

【0085】なお、本実施形態においてはゲート間絶縁
膜としてONO膜を形成しているが、ゲート間絶縁膜と
しては、欠陥発生率の低い単層の絶縁膜、例えば、HT
O法等により形成される酸化シリコン膜の単層、或い
は、ONO膜の上にさらに窒化シリコン膜が積層された
いわゆるONON膜等の他の積層膜であってもよい。特
に、酸化シリコン膜等の単層で形成する場合には、さら
なる薄膜化が可能である。
In this embodiment, the ONO film is formed as an inter-gate insulating film. However, as the inter-gate insulating film, a single-layer insulating film having a low defect occurrence rate, for example, HT
It may be a single layer of a silicon oxide film formed by an O method or the like, or another laminated film such as a so-called ONON film in which a silicon nitride film is further laminated on an ONO film. In particular, in the case of forming a single layer such as a silicon oxide film, further thinning is possible.

【0086】その後、第2の絶縁膜109上に、第2の
導電性ポリシリコン膜114を形成する。第2の導電性
ポリシリコン膜114は、例えば、SiH4 又はSiH
2 Cl2 等のシラン化合物ガス及びPH3 ,POCl3
等のリン化合物を用いるCVD法により、膜厚80−1
20nm程度で堆積させることができる。以上のように
して図4(h)に示す構造を得る。
Thereafter, a second conductive polysilicon film 114 is formed on the second insulating film 109. The second conductive polysilicon film 114 is made of, for example, SiH 4 or SiH
Silane compound gas such as 2 Cl 2 and PH 3 , POCl 3
By a CVD method using a phosphorus compound such as
It can be deposited at about 20 nm. As described above, the structure shown in FIG.

【0087】次に、図4(i)に示すように、メモリセ
ル領域のみレジスト膜115で覆って、図5(j)に示
すように、該レジストパターンをマスクに、周辺回路領
域のゲート間絶縁膜113を選択的にエッチング除去す
る。
Next, as shown in FIG. 4I, only the memory cell region is covered with the resist film 115, and as shown in FIG. The insulating film 113 is selectively removed by etching.

【0088】次いで、レジスト膜115を除去した後、
図5(k)に示すように、タングステンシリサイドから
なる第3の導電膜116を、第1の導電膜110及び第
2の導電膜114の上に形成する。タングステンシリサ
イド膜116は、例えば、タングステン、モリブデン、
白金、パラジウム、チタニウム、タンタル等のリフラク
トメタルとシリコンの化合物である金属シリサイドから
なる層を、例えば、CVD法により、膜厚80〜120
nmで形成することができる。このように導電性ポリシ
リコン膜上に金属シリサイド膜を形成するのは、導電性
ポリシリコンと金属シリサイドからなる積層体(いわゆ
るポリサイド層)を形成せしめることによって、ゲート
電極層全体の導電性を高めるためである。
Next, after removing the resist film 115,
As shown in FIG. 5K, a third conductive film 116 made of tungsten silicide is formed on the first conductive film 110 and the second conductive film 114. The tungsten silicide film 116 includes, for example, tungsten, molybdenum,
A layer made of a metal silicide which is a compound of silicon and a refraction metal such as platinum, palladium, titanium, and tantalum is formed to a thickness of 80 to 120 by, for example, a CVD method.
nm. The formation of the metal silicide film on the conductive polysilicon film in this manner increases the conductivity of the entire gate electrode layer by forming a laminate (so-called polycide layer) composed of conductive polysilicon and metal silicide. That's why.

【0089】さらに、図5(l)に示すように、周辺回
路領域の高耐圧トランジスタ及び電源電圧トランジスタ
のゲート電極形成のためのレジストパターニング117
を行い、該レジストパターンをマスクに第1の導電膜1
10及び第3の導電膜116をエッチングして、高耐圧
トランジスタ126のゲート電極(120,121)及
び電源電圧トランジスタ127のゲート電極(118,
119)を形成する。
Further, as shown in FIG. 5 (l), resist patterning 117 for forming the gate electrodes of the high breakdown voltage transistor and the power supply voltage transistor in the peripheral circuit region is performed.
Is performed, and the first conductive film 1 is formed using the resist pattern as a mask.
10 and the third conductive film 116 are etched to form the gate electrodes (120, 121) of the high voltage transistor 126 and the gate electrodes (118, 118) of the power supply voltage transistor 127.
119) is formed.

【0090】その後、レジスト膜117を除去し、図6
(m)に示すように、メモリトランジスタの制御ゲート
電極形成のためのレジストパターンニングを行い、該レ
ジストパターン122をマスクに第3の導電膜116及
び第2の導電膜114をエッチングすることにより、第
2の導電層123及び第3の導電層124からなる制御
ゲート電極126を形成する。図6(m)のメモリセル
領域のA−A’における構造断面図を図6(n)に示
す。
After that, the resist film 117 is removed, and FIG.
As shown in (m), resist patterning for forming a control gate electrode of the memory transistor is performed, and the third conductive film 116 and the second conductive film 114 are etched using the resist pattern 122 as a mask. A control gate electrode 126 including the second conductive layer 123 and the third conductive layer 124 is formed. FIG. 6 (n) is a structural cross-sectional view taken along line AA ′ of the memory cell region in FIG. 6 (m).

【0091】その後は、詳細な説明及び図示を省略する
が、図示しない層間絶縁膜を形成し、図示しないソース
・ドレイン領域と配線層を電気的に接続するための接続
プラグ形成のための接続孔を開口し、該接続孔内にタン
グステン等の導電性材料を埋め込み、配線層を形成する
等の工程を経て、所望のEPROMを製造することがで
きる。
Thereafter, although not described and shown in detail, an interlayer insulating film (not shown) is formed, and a connection hole for forming a connection plug for electrically connecting the source / drain region and the wiring layer (not shown) is formed. Then, a desired EPROM can be manufactured through a process of forming a wiring layer by burying a conductive material such as tungsten in the connection hole and forming a wiring layer.

【0092】以上説明したように、本実施形態のEPR
OMの製造方法によれば、従来問題となっていた周辺回
路トランジスタ下部の絶縁膜を酸化により形成する際
に、メモリトランジスタのゲート間絶縁膜の窒化シリコ
ン膜に酸化の影響が加わることがなくなる。従って、従
来法に比して何ら工程数を増加させることなく、高品質
かつ薄い膜厚の窒化シリコン膜を形成することができ
る。また、周辺回路トランジスタに悪影響を及ぼすこと
もない。
As described above, the EPR of this embodiment is
According to the OM manufacturing method, when the insulating film below the peripheral circuit transistor, which has conventionally been a problem, is formed by oxidation, the influence of the oxidation is not added to the silicon nitride film as the inter-gate insulating film of the memory transistor. Therefore, a high-quality and thin silicon nitride film can be formed without increasing the number of steps at all as compared with the conventional method. Also, there is no adverse effect on peripheral circuit transistors.

【0093】さらに、本実施形態によれば、欠陥発生率
の低い絶縁膜を用いる場合には、薄い膜厚の単層のゲー
ト間絶縁膜を用いることが可能であるため、メモリセル
のさらなる縮小化が可能となる。
Further, according to the present embodiment, when an insulating film having a low defect occurrence rate is used, a single-layer thin inter-gate insulating film can be used, so that the memory cell can be further reduced. Is possible.

【0094】従って、本実施形態によれば、高品質で薄
い膜厚の窒化シリコン膜を有するゲート間絶縁膜を有す
る。従って、書き込み電圧が低電圧化され、信頼性の高
い不揮発性半導体記憶装置を歩留りよく製造することが
できる。
Therefore, according to the present embodiment, an inter-gate insulating film having a high-quality and thin silicon nitride film is provided. Therefore, the write voltage is reduced, and a highly reliable nonvolatile semiconductor memory device can be manufactured with high yield.

【0095】なお、本実施形態は、あくまで本発明の一
実施形態であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、自
由に設計・変更を行うことによって、本発明を適用する
ことができる。例えば、LDD(Lightly Do
ped Drain)構造を有するトランジスタのEP
ROMや、EEPROM等の他のスタックドゲート型の
不揮発性半導体記憶装置にも同様に適用することができ
る。
The present embodiment is merely an embodiment of the present invention, and the present invention can be applied by freely designing and changing without departing from the gist of the present invention. For example, LDD (Lightly Do
EP of a transistor having a ped drain structure
The present invention can be similarly applied to other stacked gate type nonvolatile semiconductor memory devices such as a ROM and an EEPROM.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のスタック
ドゲート型不揮発性半導体記憶装置は、高品質で薄い膜
厚ゲート間絶縁膜を有する。従って、書き込み電圧が低
電圧化され、信頼性の高い不揮発性半導体記憶装置であ
る。
As described above, the stacked gate type non-volatile semiconductor memory device of the present invention has a high quality and thin inter-gate insulating film. Therefore, the writing voltage is reduced and the nonvolatile semiconductor memory device has high reliability.

【0097】また本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法によれば、従来問題となっていた周辺回路トラン
ジスタ下部の絶縁膜を酸化により形成する際に、メモリ
トランジスタのゲート間絶縁膜の窒化シリコン膜に酸化
の影響が加わることがなくなる。従って、従来法に比し
て何ら工程数を増加させることなく、高品質かつ薄い膜
厚の窒化シリコン膜を形成することができる。また、周
辺回路トランジスタに悪影響を及ぼすこともない。
Further, according to the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, when the insulating film below the peripheral circuit transistor, which has been a problem in the past, is formed by oxidation, the silicon nitride of the inter-gate insulating film of the memory transistor is formed. The film is not affected by oxidation. Therefore, a high-quality and thin silicon nitride film can be formed without increasing the number of steps at all as compared with the conventional method. Also, there is no adverse effect on peripheral circuit transistors.

【0098】さらに、本発明の不揮発性半導体記憶装置
の製造方法によれば、欠陥発生率の低い絶縁膜を用いる
場合には、薄い膜厚の単層のゲート間絶縁膜を用いるこ
とが可能であるため、メモリセルのさらなる縮小化が可
能となる。
Further, according to the method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention, when an insulating film having a low defect occurrence rate is used, a single-layer thin inter-gate insulating film can be used. Therefore, the size of the memory cell can be further reduced.

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

【図1】図1は、本発明の不揮発性半導体記憶装置(E
PROM)の周辺回路領域及びメモリセル領域の構造断
面図である。
FIG. 1 shows a nonvolatile semiconductor memory device (E) of the present invention.
FIG. 3 is a structural cross-sectional view of a peripheral circuit region and a memory cell region of a PROM.

【図2】図2は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a main process in a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図3】図3は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図4】図4は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図5】図5は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図6】図6は、本発明の不揮発性半導体記憶装置の製
造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of the present invention.

【図7】図7は、従来の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法により製造される不揮発性半導体記憶装置の構造断
面図である。
FIG. 7 is a structural sectional view of a nonvolatile semiconductor memory device manufactured by a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図8】図8は、従来の不揮発性半導体記憶装置の周辺
回路領域及びメモリセル領域の構造断面図である。
FIG. 8 is a structural sectional view of a peripheral circuit region and a memory cell region of a conventional nonvolatile semiconductor memory device.

【図9】図9は、従来の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法における、主要工程断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a main step in a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図10】図10は、従来の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main step in a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図11】図11は、従来の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 11 is a sectional view of a main step in a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図12】図12は、従来の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main step in a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【図13】図13は、従来の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法における、主要工程断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a main step in a conventional method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,301…N型シリコン半導体基板、102,2
02,302…フィールド酸化膜、103,108,1
09,203,212,303,303’,313,3
10,310’,313…ゲート酸化膜、104,10
5,106,304,311,312…Pウェル、10
7,111,115,117,122,306,30
9,320,323…レジストパターン、110,30
5…第1の導電膜、112,204,307…浮遊ゲー
ト電極、113,205,308…ゲート間絶縁膜、1
14,314…第2の導電膜、116,315…第3の
導電膜、118…ゲート電極(電源電圧トランジスタ)
の第1の導電層、119,317…ゲート電極(電源電
圧トランジスタ)の第3の導電層、120,319…ゲ
ート電極(高耐圧トランジスタ)の第1の導電層、12
1…ゲート電極(高耐圧トランジスタ)の第3の導電
層、126,324…高耐圧トランジスタ、127,3
25…電源電圧トランジスタ、128,326…メモリ
トランジスタ、126…制御ゲート電極、316…ゲー
ト電極(電源電圧トランジスタ)の第2の導電層、31
8…ゲート電極(電源電圧トランジスタ)の第2の導電
層、123,321…制御ゲート電極の第2の導電層、
124,322…制御ゲート電極の第3の導電層、20
1…シリコン基板、206…制御ゲート電極、208…
接続孔、210…第1の層間絶縁膜、213…周辺回路
トランジスタのゲート電極、215,216,218,
219…ソース・ドレイン領域、217…第2の層間絶
縁膜、219…金属配線、B,E…高耐圧トランジスタ
形成領域、C,F…電源電圧トランジスタ形成領域
101, 301... N-type silicon semiconductor substrate, 102, 2
02, 302... Field oxide film, 103, 108, 1
09, 203, 212, 303, 303 ', 313, 3
10, 310 ′, 313: gate oxide film, 104, 10
5,106,304,311,312 ... P well, 10
7, 111, 115, 117, 122, 306, 30
9, 320, 323 resist pattern, 110, 30
5: first conductive film, 112, 204, 307: floating gate electrode, 113, 205, 308: inter-gate insulating film, 1
14, 314: second conductive film, 116, 315: third conductive film, 118: gate electrode (power supply voltage transistor)
The first conductive layers of the gate electrodes (power supply voltage transistors); 120, 319 the first conductive layers of the gate electrodes (high breakdown voltage transistors);
1: third conductive layer of gate electrode (high breakdown voltage transistor), 126, 324: high breakdown voltage transistor, 127, 3
25: power supply voltage transistor, 128, 326: memory transistor, 126: control gate electrode, 316: second conductive layer of gate electrode (power supply voltage transistor), 31
8 ... second conductive layer of gate electrode (power supply voltage transistor), 123, 321 ... second conductive layer of control gate electrode
124, 322... Third conductive layer of control gate electrode, 20
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 206 ... Control gate electrode, 208 ...
Connection holes, 210: first interlayer insulating film, 213: gate electrodes of peripheral circuit transistors, 215, 216, 218,
219: Source / drain region, 217: Second interlayer insulating film, 219: Metal wiring, B, E: High breakdown voltage transistor formation region, C, F: Power supply voltage transistor formation region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F001 AA06 AA09 AA43 AA60 AA63 AB08 AB09 AD44 AD62 AF07 AG02 AG12 AG21 AG40 5F083 EP02 EP23 EP52 EP55 EP56 EP57 EP63 ER21 GA05 GA09 GA21 GA22 GA30 HA02 JA04 JA36 JA37 JA39 NA02 PR21 PR43 PR44 PR46 PR53 PR54 PR56 ZA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) PR46 PR53 PR54 PR56 ZA07

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一基板上に形成された周辺回路トランジ
スタとメモリトランジスタとを有するスタックドゲート
型の不揮発性半導体記憶装置であって、 前記周辺回路トランジスタは、基板上に絶縁膜を介して
形成され、基板側から第1の導電層及び第3の導電層の
積層構造を有する少なくとも一つのゲート電極を有し、 前記メモリトランジスタは、基板上に絶縁膜を介して形
成された第1の導電層を有する浮遊ゲート電極と、前記
浮遊ゲート電極上にゲート間絶縁膜を介して形成され、
基板側から第2の導電層及び第3の導電層の積層構造を
有する制御ゲート電極とを有する、 不揮発性半導体記憶装置。
1. A stacked-gate nonvolatile semiconductor memory device having a peripheral circuit transistor and a memory transistor formed on the same substrate, wherein the peripheral circuit transistor is formed on a substrate via an insulating film. And at least one gate electrode having a stacked structure of a first conductive layer and a third conductive layer from a substrate side, wherein the memory transistor has a first conductive layer formed on a substrate via an insulating film. A floating gate electrode having a layer, formed on the floating gate electrode via an inter-gate insulating film;
A nonvolatile semiconductor memory device, comprising: a control gate electrode having a stacked structure of a second conductive layer and a third conductive layer from the substrate side.
【請求項2】前記周辺回路トランジスタは、高耐圧トラ
ンジスタのゲート電極及び電源電圧トランジスタのゲー
ト電極を有する、 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said peripheral circuit transistor has a gate electrode of a high voltage transistor and a gate electrode of a power supply voltage transistor.
【請求項3】前記高耐圧トランジスタのゲート電極は、
前記電源電圧トランジスタのゲート電極下部の絶縁膜よ
りも厚い膜厚の絶縁膜上に形成されている、 請求項2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. A gate electrode of the high breakdown voltage transistor,
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein said non-volatile semiconductor memory device is formed on an insulating film having a thickness larger than an insulating film below a gate electrode of said power supply voltage transistor.
【請求項4】前記高耐圧トランジスタのゲート電極、前
記電源電圧トランジスタのゲート電極及び前記メモリト
ランジスタの浮遊ゲート電極は、それぞれ所定の膜厚の
絶縁膜上に形成されている、 請求項3記載の不揮発性半導体記憶装置。
4. The device according to claim 3, wherein the gate electrode of the high breakdown voltage transistor, the gate electrode of the power supply voltage transistor, and the floating gate electrode of the memory transistor are formed on insulating films each having a predetermined thickness. Non-volatile semiconductor storage device.
【請求項5】前記第1の導電層は、導電性ポリシリコン
からなる、 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first conductive layer is made of conductive polysilicon.
【請求項6】前記第3の導電層は、金属、金属合金又は
金属シリサイドからなる、 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
6. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said third conductive layer is made of a metal, a metal alloy, or a metal silicide.
【請求項7】前記第2の導電層は、導電性ポリシリコン
からなる、 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
7. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said second conductive layer is made of conductive polysilicon.
【請求項8】前記ゲート間絶縁膜は、酸化シリコン膜、
窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる積層構造を
有する、 請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置。
8. The inter-gate insulating film is a silicon oxide film,
2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the nonvolatile semiconductor memory device has a stacked structure including a silicon nitride film and a silicon oxide film.
【請求項9】同一基板上に周辺回路トランジスタとメモ
リトランジスタとを有するスタックドゲート型の不揮発
性半導体記憶装置であって、 第1の導電型基板と、 前記第1の導電型基板上に形成されたフィールド酸化膜
と、 前記第1の導電型基板の前記フィールド酸化膜により区
画された周辺回路トランジスタ形成領域に形成された第
2の導電型の第1のウェルと、 前記第1の導電型基板の前記フィールド酸化膜により区
画されたメモリトランジスタ形成領域に形成された第2
の導電型の第2のウェルと、 前記第1のウェル上に絶縁膜を介して形成され、基板側
から第1の導電層及び第3の導電層の積層構造を有する
周辺回路トランジスタのゲート電極と、 前記第2のウェル上に、絶縁膜を介して形成された第1
の導電層を有するメモリトランジスタの浮遊ゲート電極
と、 前記浮遊ゲート電極上にゲート間絶縁膜を介して形成さ
れ、基板側から第2の導電層及び第3の導電層の積層構
造を有するメモリトランジスタの制御ゲート電極とを有
する、 不揮発性半導体記憶装置。
9. A stacked gate non-volatile semiconductor memory device having a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate, comprising: a first conductive type substrate; and a first conductive type substrate formed on the first conductive type substrate. A field oxide film, a first well of a second conductivity type formed in a peripheral circuit transistor forming region defined by the field oxide film of the first conductivity type substrate, and a first conductivity type. A second region formed in a memory transistor forming region defined by the field oxide film on the substrate;
And a gate electrode of a peripheral circuit transistor formed on the first well with an insulating film interposed therebetween and having a stacked structure of a first conductive layer and a third conductive layer from the substrate side A first well formed on the second well via an insulating film;
A floating gate electrode of a memory transistor having a conductive layer of: a memory transistor formed on the floating gate electrode via an inter-gate insulating film, and having a stacked structure of a second conductive layer and a third conductive layer from the substrate side And a control gate electrode.
【請求項10】前記周辺回路トランジスタは、高耐圧ト
ランジスタのゲート電極及び電源電圧トランジスタのゲ
ート電極を有する、 請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
10. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said peripheral circuit transistor has a gate electrode of a high voltage transistor and a gate electrode of a power supply voltage transistor.
【請求項11】前記高耐圧トランジスタのゲート電極、
前記電源電圧トランジスタのゲート電極及び前記メモリ
トランジスタの浮遊ゲート電極は、それぞれ所定の膜厚
の絶縁膜上に形成されている、 請求項10記載の不揮発性半導体記憶装置。
11. A gate electrode of the high breakdown voltage transistor,
11. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 10, wherein a gate electrode of said power supply voltage transistor and a floating gate electrode of said memory transistor are respectively formed on an insulating film having a predetermined thickness.
【請求項12】前記高耐圧トランジスタのゲート電極
は、前記電源電圧トランジスタのゲート 電極下部の絶縁膜よりも厚い膜厚の絶縁膜上に形成され
ている、請求項11記載の不揮発性半導体記憶装置。
12. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 11, wherein a gate electrode of said high breakdown voltage transistor is formed on an insulating film having a thickness larger than an insulating film below a gate electrode of said power supply voltage transistor. .
【請求項13】前記ゲート間絶縁膜は、酸化シリコン
膜、窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜からなる積層構
造を有する、 請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
13. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said inter-gate insulating film has a laminated structure including a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film.
【請求項14】前記第1の導電層は、導電性ポリシリコ
ンからなる、 請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
14. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said first conductive layer is made of conductive polysilicon.
【請求項15】前記第2の導電層は、金属、金属合金又
は金属シリサイドからなる、 請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
15. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said second conductive layer is made of a metal, a metal alloy, or a metal silicide.
【請求項16】前記第3の導電層は、導電性ポリシリコ
ンからなる、 請求項9記載の不揮発性半導体記憶装置。
16. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 9, wherein said third conductive layer is made of conductive polysilicon.
【請求項17】同一基板上に、周辺回路トランジスタと
メモリトランジスタとを形成する工程を有するスタック
ドゲート型の不揮発性半導体記憶装置の製造方法であっ
て、 基板上に、フィールド酸化膜を形成する工程と、 前記基板上の前記フィールド酸化膜により区画された領
域に、絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に、第1の導電膜を形成する工程
と、 少なくとも前記素子分離領域により区画されたメモリト
ランジスタ形成領域上の前記第1の導電膜をエッチング
して、浮遊ゲート電極の第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電膜及び第1の導電層上に、ゲート間絶縁
膜を形成する工程と、 前記ゲート間絶縁膜上に、第2の導電膜を形成する工程
と、 前記素子分離領域により区画された周辺回路トランジス
タ形成領域上の前記第2の導電膜、前記ゲート間絶縁膜
を除去する工程と、 前記素子分離領域により区画された周辺回路トランジス
タ形成領域上に前記周辺回路トランジスタ形成領域の前
記第1の導電膜上及び前記メモリセルトランジスタ形成
領域のゲート間絶縁膜上に、第3の導電膜を形成する工
程と、 前記第3の導電膜をエッチングして、前記周辺回路トラ
ンジスタ及び前記制御ゲート電極の第3の導電層を形成
する工程とを有する、 不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
17. A method for manufacturing a stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device, comprising the steps of forming a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate, wherein a field oxide film is formed on the substrate. A step of forming an insulating film in a region defined by the field oxide film on the substrate; a step of forming a first conductive film on the first insulating film; Forming a first conductive layer of a floating gate electrode by etching the first conductive film on the memory transistor formation region defined by the region; and on the first conductive film and the first conductive layer Forming an inter-gate insulating film; forming a second conductive film on the inter-gate insulating film; forming a peripheral circuit transistor partitioned by the element isolation region Removing the second conductive film and the inter-gate insulating film on a region; and forming a peripheral circuit transistor on the first conductive film on the peripheral circuit transistor forming region partitioned by the element isolation region. Forming a third conductive film on the inter-gate insulating film in the memory cell transistor formation region; and etching the third conductive film to form a third conductive film on the peripheral circuit transistor and the control gate electrode. Forming a conductive layer.
【請求項18】前記基板上にフィールド酸化膜を形成す
る工程は、基板上にフィール酸化膜を形成することによ
り、基板表面部を、高耐圧トランジスタを形成する領
域、電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリト
ランジスタを形成する領域に区画する工程を有する、 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
18. A process for forming a field oxide film on a substrate, comprising forming a field oxide film on the substrate to form a region for forming a high-voltage transistor and a region for forming a power supply voltage transistor on the substrate surface. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of partitioning into a region where a memory transistor is formed.
【請求項19】前記基板上の前記フィールド酸化膜によ
り区画された領域に絶縁膜を形成する工程は、前記周辺
回路トランジスタ形成領域上の絶縁膜と前記メモリトラ
ンジスタ形成領域上の絶縁膜とを、それぞれ所定の膜厚
で形成する工程を有する、 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
19. The step of forming an insulating film in a region defined by the field oxide film on the substrate includes the steps of: forming an insulating film on the peripheral circuit transistor forming region and an insulating film on the memory transistor forming region; The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of forming each with a predetermined film thickness.
【請求項20】前記基板上の前記フィールド酸化膜によ
り区画された領域上に、絶縁膜を形成する工程は、前記
高耐圧トランジスタを形成する領域、電源電圧トランジ
スタを形成する領域及びメモリトランジスタを形成する
領域上に、第1の絶縁膜を形成する工程と、前記電源電
圧トランジスタを形成する領域及びメモリトランジスタ
を形成する領域上の第1の絶縁膜を除去する工程と、前
記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリトラ
ンジスタを形成する領域上に、第2の絶縁膜を形成する
工程を有する、 請求項18記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
20. A step of forming an insulating film on a region defined by the field oxide film on the substrate, comprising forming a region for forming the high breakdown voltage transistor, a region for forming a power supply voltage transistor, and a memory transistor. Forming a first insulating film on a region to be formed, removing the first insulating film on a region for forming the power supply voltage transistor and a region for forming the memory transistor, and forming the power supply voltage transistor 19. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 18, further comprising a step of forming a second insulating film over the region where the memory transistor is formed and the region where the memory transistor is formed.
【請求項21】前記第2の絶縁膜を形成する工程は、前
記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリトラ
ンジスタを形成する領域上に第2の絶縁膜を形成すると
同時に、前記高耐圧トランジスタ形成領域上に、前記第
2の絶縁膜よりも厚い膜厚の第3の絶縁膜を形成する工
程をさらに有する、 請求項20記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
21. The step of forming the second insulating film includes forming a second insulating film on a region where the power supply voltage transistor is formed and a region where a memory transistor is formed, and simultaneously forming the high breakdown voltage transistor forming region. 21. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 20, further comprising a step of forming a third insulating film having a thickness larger than that of the second insulating film.
【請求項22】前記基板上の前記フィールド酸化膜によ
り区画された領域に、第1の絶縁膜を形成する工程は、
基板の該領域上に、熱酸化法又はHTO(High T
emperature Chemical Depos
ited Oxidation)法により、酸化シリコ
ン膜を形成する工程を有する、 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
22. A step of forming a first insulating film on a region defined by the field oxide film on the substrate,
On the area of the substrate, a thermal oxidation method or HTO (High T
emperature Chemical Depos
The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of forming a silicon oxide film by an iterated oxidation method.
【請求項23】前記第1の導電膜を形成する工程は、珪
素化合物及び不純物としてリン化合物を用いるCVD
(Chemical Vapor Depositio
n)法により、導電性ポリシリコン膜を形成する工程を
有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
23. The step of forming the first conductive film, comprising: CVD using a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity.
(Chemical Vapor Deposition
28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming a conductive polysilicon film by an n) method.
【請求項24】前記ゲート間絶縁膜を形成する工程は、
前記第1の導電膜及び第1の導電層上に第1の酸化シリ
コン膜と、前記第1の酸化シリコン膜上に窒化シリコン
膜と、及び前記窒化シリコン膜上に第2の酸化シリコン
膜を順次積層する工程を有する、請求項17記載の不揮
発性半導体記憶装置の製造方法。
24. The step of forming the inter-gate insulating film,
A first silicon oxide film over the first conductive film and the first conductive layer; a silicon nitride film over the first silicon oxide film; and a second silicon oxide film over the silicon nitride film. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of sequentially stacking.
【請求項25】前記第2の導電膜を形成する工程は、前
記ゲート間絶縁膜上に、珪素化合物及び不純物としてリ
ン化合物を用いるCVD(Chemical Vapo
r Deposition)法により、導電性ポリシリ
コン膜を形成する工程を有する、 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
25. The step of forming the second conductive film, wherein the CVD (Chemical Vapo) using a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity is performed on the inter-gate insulating film.
The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of forming a conductive polysilicon film by an r Deposition method.
【請求項26】前記第3の導電膜を形成する工程は、前
記周辺回路トランジスタ形成領域の前記第1の導電膜上
及び前記メモリトランジスタ形成領域のゲート間絶縁膜
上に、スパッタリング法、CVD(Chemical
Vapor Deposition)法又は真空蒸着法
により、金属、金属合金又は金属シリサイド膜を形成す
る工程を有する、 請求項17記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
26. A step of forming the third conductive film, comprising: sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition) on the first conductive film in the peripheral circuit transistor formation region and on the inter-gate insulating film in the memory transistor formation region. Chemical
The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 17, further comprising a step of forming a metal, a metal alloy, or a metal silicide film by a vapor deposition method or a vacuum evaporation method.
【請求項27】同一基板上に、周辺回路トランジスタと
メモリトランジスタとを形成する工程を有するスタック
ドゲート型の不揮発性半導体記憶装置の製造方法であっ
て、 第1導電型半導体基板上に、フィールド酸化膜を形成す
る工程と、 前記半導体基板の前記フィールド酸化膜により区画され
た周辺回路トランジスタ形成領域に、第2の導電型の第
1ウェルを形成する工程と、 前記半導体基板の前記フィールド酸化膜により区画され
た領域のメモリトランジスタ形成領域に、第2の導電型
の第2ウェルを形成する工程と、 前記半導体基板の前記フィールド酸化膜により区画され
た領域上に、絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜上に、第1の導電膜を形成する工程と、 少なくとも前記素子分離領域により区画されたメモリト
ランジスタ形成領域上の前記第1の導電膜をエッチング
して、浮遊ゲート電極の第1の導電層を形成する工程
と、 前記第1の導電膜及び第1の導電層上に、ゲート間絶縁
膜を形成する工程と、 前記ゲート間絶縁膜上に、第2の導電膜を形成する工程
と、 前記素子分離領域により区画された周辺回路トランジス
タ形成領域上の、前記第2の導電膜及び前記ゲート間絶
縁膜を除去する工程と、 前記周辺回路トランジスタ形成領域上の前記第1の導電
膜上、及び前記メモリトランジスタ形成領域上のゲート
間絶縁膜上に、第3の導電膜を形成する工程と、 前記第3の導電膜をエッチングして、前記周辺回路トラ
ンジスタ及び前記制御ゲート電極の第3の導電層を形成
する工程とを有する、 不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
27. A method of manufacturing a stacked gate type nonvolatile semiconductor memory device, comprising the steps of forming a peripheral circuit transistor and a memory transistor on the same substrate, comprising the steps of: Forming an oxide film; forming a first well of a second conductivity type in a peripheral circuit transistor forming region defined by the field oxide film on the semiconductor substrate; and forming the field oxide film on the semiconductor substrate. Forming a second well of the second conductivity type in the memory transistor formation region defined by the above, and forming an insulating film on the region of the semiconductor substrate defined by the field oxide film. Forming a first conductive film on the insulating film; and at least a memory transistor partitioned by the element isolation region Forming a first conductive layer of the floating gate electrode by etching the first conductive film on the formation region; and forming an inter-gate insulating film on the first conductive film and the first conductive layer. Forming; forming a second conductive film on the inter-gate insulating film; and forming a second conductive film between the second conductive film and the gate on a peripheral circuit transistor forming region partitioned by the element isolation region. Removing an insulating film; forming a third conductive film on the first conductive film on the peripheral circuit transistor forming region and on an inter-gate insulating film on the memory transistor forming region; Forming the third conductive layer of the peripheral circuit transistor and the control gate electrode by etching the third conductive film.
【請求項28】前記第2の導電型の第1ウェルを形成す
る工程は、前記半導体基板の前記フィールド酸化膜によ
り区画された周辺回路トランジスタ形成領域に、高耐圧
トランジスタ用のウェルを形成する工程と、電源電圧ト
ランジスタ用のウェルを形成する工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
28. The step of forming a first well of the second conductivity type includes forming a well for a high breakdown voltage transistor in a peripheral circuit transistor forming region defined by the field oxide film of the semiconductor substrate. 28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising: forming a well for a power supply voltage transistor.
【請求項29】前記第1の導電型半導体基板上にフィー
ルド酸化膜を形成する工程は、基板上にフィール酸化膜
を形成することにより、基板表面部を、高耐圧トランジ
スタを形成する領域、電源電圧トランジスタを形成する
領域及びメモリトランジスタを形成する領域に区画する
工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
29. The step of forming a field oxide film on the first conductivity type semiconductor substrate includes forming a field oxide film on the substrate to form a field oxide film on a substrate surface, a region for forming a high breakdown voltage transistor, and a power supply. 28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of partitioning a region where a voltage transistor is formed and a region where a memory transistor is formed.
【請求項30】前記第1の導電型半導体基板上の前記フ
ィールド酸化膜により区画された領域に絶縁膜を形成す
る工程は、前記周辺回路トランジスタ形成領域上の絶縁
膜と前記メモリトランジスタ形成領域上の絶縁膜とを、
それぞれ所定の膜厚で形成する工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
30. A step of forming an insulating film on the first conductive type semiconductor substrate in a region defined by the field oxide film, the method comprising the steps of: forming an insulating film on the peripheral circuit transistor forming region and forming a insulating film on the memory transistor forming region; And the insulating film of
28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming each with a predetermined film thickness.
【請求項31】前記第1導電型半導体基板上の前記フィ
ールド酸化膜により区画された領域上に、絶縁膜を形成
する工程は、前記高耐圧トランジスタを形成する領域、
電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリトラン
ジスタを形成する領域上に、第1の絶縁膜を形成する工
程と、前記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメ
モリトランジスタを形成する領域上の第1の絶縁膜を除
去する工程と、前記電源電圧トランジスタを形成する領
域及びメモリトランジスタを形成する領域上に、第2の
絶縁膜を形成する工程を有する、 請求項29記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
31. A step of forming an insulating film on a region defined by the field oxide film on the first conductivity type semiconductor substrate, wherein the step of forming an insulating film comprises:
Forming a first insulating film on a region for forming a power supply voltage transistor and a region for forming a memory transistor; and forming a first insulating film on a region for forming the power supply voltage transistor and a region for forming a memory transistor 30. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 29, further comprising: removing a semiconductor device; and forming a second insulating film on a region where the power supply voltage transistor is formed and a region where the memory transistor is formed.
【請求項32】前記第2の絶縁膜を形成する工程は、前
記電源電圧トランジスタを形成する領域及びメモリトラ
ンジスタを形成する領域上に第2の絶縁膜を形成すると
同時に、前記高耐圧トランジスタ形成領域上に、前記第
2の絶縁膜よりも厚い膜厚の第3の絶縁膜を形成する工
程をさらに有する、 請求項31記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
32. The step of forming the second insulating film comprises forming a second insulating film on a region for forming the power supply voltage transistor and a region for forming a memory transistor, and simultaneously forming the high withstand voltage transistor forming region. 32. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 31, further comprising a step of forming a third insulating film having a thickness larger than that of the second insulating film.
【請求項33】前記半導体基板上の前記フィールド酸化
膜により区画された領域に絶縁膜を形成する工程は、基
板の前記領域上に、熱酸化法又はHTO(High T
emperature Chemical Depos
ited Oxidation)法により、酸化シリコ
ン膜を形成する工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
33. A step of forming an insulating film on a region of the semiconductor substrate defined by the field oxide film, the method comprises the steps of: using a thermal oxidation method or an HTO (High T
emperature Chemical Depos
28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming a silicon oxide film by an iterated oxidation method.
【請求項34】前記第1の導電膜を形成する工程は、珪
素化合物及び不純物としてリン化合物を用いるCVD
(Chemical Vapor Depositio
n)法により、導電性ポリシリコン膜を形成する工程を
有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
34. The step of forming the first conductive film is performed by CVD using a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity.
(Chemical Vapor Deposition
28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming a conductive polysilicon film by an n) method.
【請求項35】前記ゲート間絶縁膜を形成する工程は、
前記第1の導電膜及び第1の導電層上に、第1の酸化シ
リコン膜と、前記第1の酸化シリコン膜上に窒化シリコ
ン膜と、及び前記窒化シリコン膜上に第2の酸化シリコ
ン膜を順次積層する工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
35. The step of forming the inter-gate insulating film,
A first silicon oxide film on the first conductive film and the first conductive layer, a silicon nitride film on the first silicon oxide film, and a second silicon oxide film on the silicon nitride film 28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of sequentially laminating the semiconductor devices.
【請求項36】前記第2の導電膜を形成する工程は、前
記ゲート間絶縁膜上に、珪素化合物と不純物としてリン
化合物を用いるCVD(Chemical Vapor
Deposition)法により、導電性ポリシリコ
ン膜を形成する工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
36. A step of forming the second conductive film, wherein the step of forming the second conductive film uses a CVD (Chemical Vapor) method using a silicon compound and a phosphorus compound as an impurity on the inter-gate insulating film.
28. The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming a conductive polysilicon film by a Deposition method.
【請求項37】前記第3の導電膜を形成する工程は、前
記周辺回路トランジスタ形成領域の前記第1の導電膜上
及び前記メモリトランジスタ形成領域のゲート間絶縁膜
上に、スパッタリング法、CVD(Chemical
Vapor Deposition)法又は真空蒸着法
により、金属、金属合金又は金属シリサイド膜を形成す
る工程を有する、 請求項27記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
37. A step of forming the third conductive film, the step of forming the third conductive film on the first conductive film in the peripheral circuit transistor forming region and on the inter-gate insulating film in the memory transistor forming region by sputtering, CVD ( Chemical
The method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 27, further comprising a step of forming a metal, a metal alloy, or a metal silicide film by a vapor deposition method or a vacuum evaporation method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375220B1 (en) * 2000-10-12 2003-03-07 삼성전자주식회사 Method of Making Flash Memory Devices
KR100406177B1 (en) * 2001-11-23 2003-11-17 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a flash memory device
JP2007042740A (en) * 2005-08-01 2007-02-15 Hitachi Cable Ltd Piezoelectric thin film element

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