JP2003060075A - Semiconductor device and manufacturing method therefor - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method therefor

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JP2003060075A JP2001244558A JP2001244558A JP2003060075A JP 2003060075 A JP2003060075 A JP 2003060075A JP 2001244558 A JP2001244558 A JP 2001244558A JP 2001244558 A JP2001244558 A JP 2001244558A JP 2003060075 A JP2003060075 A JP 2003060075A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device facilitating processes and a manufacturing method of the semiconductor device. SOLUTION: The manufacturing method of the semiconductor device provided with n-type and p-type gate electrodes is provided with a process of forming a first insulating film 12 on a semiconductor substrate 11; a process of forming a first electrode material to which impurities are not introduced on the first insulating film 12; a process of forming an element isolation region composed of an insulating film 15 for element isolation inside the first electrode material, the first insulating film 12, and the semiconductor substrate 11; a process of forming n-type first and second conductive layers 13b and 16b, and forming p-type first and second conductive layers 13c and 16c by performing ion implantation and heat treatment to the first electrode material; and a process of forming an n-type second electrode material on the second conductive layers 16b and 16c, and forming n-type third conductive layers 21b and 21c composed of the second conductive material.

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、浮遊ゲートと制御
ゲートとを有するメモリトランジスタと、このメモリト
ランジスタを制御するN型及びP型の周辺トランジスタ
とを備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a memory transistor having a floating gate and a control gate, and N-type and P-type peripheral transistors for controlling the memory transistor, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、低消費電力用の不揮発性メモ
リ又は高速動作を要求する高性能トランジスタにおいて
は、Dual Gate FunctionのCMOSトランジスタが用い
られている。このCMOSトランジスタには、NMOS
トランジスタとPMOSトランジスタが存在する。これ
らのトランジスタを形成する場合は、まず、予め不純物
が注入されていない電極材を堆積する。そして、NMO
Sトランジスタのゲート領域にはN型不純物であるAs
(砒素)又はP(リン)を注入し、PMOSトランジス
タのゲート領域にはP型不純物であるB(ボロン)を注
入する。このように、露光技術を用いてN型ゲート電極
とP型ゲート電極とで不純物を打ち分けて、Dual Gate
Function構造のゲート電極を形成していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a dual gate function CMOS transistor has been used as a nonvolatile memory for low power consumption or a high-performance transistor that requires high-speed operation. This CMOS transistor has an NMOS
There are transistors and PMOS transistors. In the case of forming these transistors, first, an electrode material in which impurities are not implanted is deposited in advance. And NMO
In the gate region of the S transistor, As which is an N-type impurity
(Arsenic) or P (phosphorus) is implanted, and B (boron), which is a P-type impurity, is implanted into the gate region of the PMOS transistor. In this way, by using the exposure technique, the impurities are separately implanted into the N-type gate electrode and the P-type gate electrode, and the Dual Gate
The gate electrode of the Function structure was formed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によるDual Gate Function構造のゲート電極の形
成では、工程が煩雑であり、コストが上昇するという問
題点があった。
However, in the formation of the gate electrode having the Dual Gate Function structure according to the above-mentioned conventional technique, there are problems that the process is complicated and the cost is increased.

【0004】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、プロセスを容
易にすることが可能な半導体装置及びその製造方法を提
供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of facilitating the process and a method of manufacturing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。
The present invention uses the following means in order to achieve the above object.

【0006】本発明の第1の視点による半導体装置は、
第1導電型のゲート電極を備えた半導体装置であって、
前記ゲート電極は、半導体基板上に形成された前記第1
導電型の第1の導電層と、この第1の導電層上に形成さ
れた第2導電型の第2の導電層とからなる。
A semiconductor device according to a first aspect of the present invention is
A semiconductor device having a gate electrode of a first conductivity type, comprising:
The gate electrode is formed on the semiconductor substrate.
It is composed of a first conductive type conductive layer and a second conductive type second conductive layer formed on the first conductive layer.

【0007】本発明の第2の視点による半導体装置の製
造方法は、第1及び第2の導電層からなる第1導電型の
ゲート電極を備えた半導体装置の製造方法であって、半
導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1
の絶縁膜上に不純物が導入されていない第1の電極材を
形成する工程と、前記第1の電極材、第1の絶縁膜及び
半導体基板内に素子分離用絶縁膜からなる素子分離領域
を形成する工程と、前記第1の電極材に対してイオン注
入及び熱処理を行うことにより、前記第1導電型の前記
第1の導電層を形成する工程と、前記第1の導電層及び
前記素子分離絶縁膜上に第2導電型の第2の電極材を形
成し、この第2の導電材からなる前記第2の導電層を形
成する工程とを含む。
A semiconductor device manufacturing method according to a second aspect of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a first conductive type gate electrode composed of first and second conductive layers, which is provided on a semiconductor substrate. A step of forming a first insulating film on the
A step of forming a first electrode material on which an impurity is not introduced on the insulating film, and an element isolation region including the element isolation insulating film in the first electrode material, the first insulating film and the semiconductor substrate. Forming step, forming the first conductive layer of the first conductivity type by performing ion implantation and heat treatment on the first electrode material, the first conductive layer and the element Forming a second electrode material of the second conductivity type on the isolation insulating film and forming the second conductive layer made of the second conductive material.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、
共通する部分には共通する参照符号を付す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. When explaining this,
Common parts are designated by common reference numerals.

【0009】[第1の実施形態]第1の実施形態は、P
型の第1の導電層とN型の第2の導電層とからなるPM
OSトランジスタを形成するにあたり、第1の導電層に
不純物の注入されていない電極材を用いた例である。
[First Embodiment] In the first embodiment, P
Made of an N-type first conductive layer and an N-type second conductive layer
This is an example of using an electrode material in which impurities are not implanted into the first conductive layer when forming the OS transistor.

【0010】図1、図2は、本発明の第1の実施形態に
係る半導体装置の断面図を示す。図1は、メモリセル領
域の素子分離領域に対して垂直な断面図を示し、図2
は、メモリセル領域のゲート電極に対して垂直な断面図
を示す。
1 and 2 are sectional views of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of the memory cell region perpendicular to the element isolation region.
Shows a cross-sectional view perpendicular to the gate electrode in the memory cell region.

【0011】図1に示すように、第1の実施形態に係る
半導体装置は、メモリセル領域と、NMOS領域及びP
MOS領域からなる周辺回路領域とを備える。PMOS
領域のPMOSトランジスタ25は、半導体基板11上
に形成されたP+型の第1及び第2の導電層13c、1
6cと、第2の導電層16c上に形成された開口部20
を有する絶縁膜19と、絶縁膜19及び第2の導電層1
6c上に形成されたN +型の第3の導電層21cとから
なる。NMOS領域のNMOSトランジスタ24は、半
導体基板11上に形成されたN+型の第1及び第2の導
電層13b、16bと、第2の導電層16b上に形成さ
れた開口部20を有する絶縁膜19と、絶縁膜19及び
第2の導電層16b上に形成されたN+型の第3の導電
層21bとからなる。メモリセル領域のメモリトランジ
スタ23は、半導体基板11上に形成されたN+型の第
1及び第2の導電層13a、16aと、第2の導電層1
6a上に形成された絶縁膜19と、絶縁膜19上に形成
されたN+型の第3の導電層21aとからなる。
As shown in FIG. 1, according to the first embodiment.
The semiconductor device has a memory cell region, an NMOS region, and a P region.
And a peripheral circuit region including a MOS region. PMOS
The PMOS transistor 25 in the region is on the semiconductor substrate 11.
Formed on P+Type first and second conductive layers 13c, 1
6c and the opening 20 formed on the second conductive layer 16c.
An insulating film 19 having a film, the insulating film 19 and the second conductive layer 1
N formed on 6c +From the third conductive layer 21c of the mold
Become. The NMOS transistor 24 in the NMOS region is a half
N formed on the conductor substrate 11+First and second leads of the mold
Formed on the conductive layers 13b and 16b and the second conductive layer 16b.
An insulating film 19 having an opening 20, and the insulating film 19 and
N formed on the second conductive layer 16b+Mold third conductivity
And a layer 21b. Memory transition of memory cell area
The star 23 is an N formed on the semiconductor substrate 11.+Type number
1 and 2nd conductive layer 13a, 16a, and 2nd conductive layer 1
6a formed on the insulating film 19 and the insulating film 19 formed on the insulating film 19
N done+Mold third conductive layer 21a.

【0012】上記周辺回路領域において、絶縁膜19
は、第2の導電層16b、16cと第3の導電層21
b、21c間の端部にのみ存在していればよい。このた
め、絶縁膜19の開口部20は、第2の導電層16b、
16cと第3の導電層21b、21c間の中央に位置す
ることが望ましい。また、絶縁膜19の開口部20は、
第1及び第2の導電層13b、13c、16b、16c
と第3の導電層21b、21cとを導通させるために設
けたものであるため、導通可能であれば開口部20の数
や形状は何でもよく、また開口部20は複数個設けても
よい。さらに、周辺回路領域の絶縁膜19は全て除去す
ることも可能である。
In the peripheral circuit area, the insulating film 19 is formed.
Are the second conductive layers 16b and 16c and the third conductive layer 21.
It only has to exist at the end between b and 21c. Therefore, the opening 20 of the insulating film 19 has the second conductive layer 16b,
It is desirable to be located at the center between 16c and the third conductive layers 21b and 21c. Further, the opening 20 of the insulating film 19 is
First and second conductive layers 13b, 13c, 16b, 16c
Since it is provided to electrically connect the third conductive layers 21b and 21c with each other, the number and shape of the openings 20 may be any number as long as they can be connected, and a plurality of openings 20 may be provided. Furthermore, the insulating film 19 in the peripheral circuit region can be entirely removed.

【0013】上記メモリセル領域において、第1及び第
2の導電層13a、16aはメモリトランジスタ23の
浮遊ゲートとして機能し、第3の導電層21aはメモリ
トランジスタ23の制御ゲートとして機能する。
In the memory cell region, the first and second conductive layers 13a and 16a function as the floating gate of the memory transistor 23, and the third conductive layer 21a functions as the control gate of the memory transistor 23.

【0014】尚、通常、PMOSトランジスタはP型の
導電層からなるが、第1の実施形態に係るPMOSトラ
ンジスタ25の第3の導電層21cはN+型の導電層と
なっている。そこで、PMOSトランジスタ25のゲー
トとして十分な機能を果たすためには、第1乃至第3の
導電層13a、13b、13c、16a、16b、16
c、21a、21b、21cの不純物濃度を各々1×1
18cm-3以上にすることが望ましい。
Normally, the PMOS transistor is composed of a P-type conductive layer, but the third conductive layer 21c of the PMOS transistor 25 according to the first embodiment is an N + -type conductive layer. Therefore, in order to sufficiently function as the gate of the PMOS transistor 25, the first to third conductive layers 13a, 13b, 13c, 16a, 16b, 16 are provided.
c, 21a, 21b, 21c have an impurity concentration of 1 × 1
It is desirable to set it to 0 18 cm -3 or more.

【0015】図2に示すように、第1の実施形態に係る
半導体装置では、NMOS領域及びPMOS領域の第3
の導電層21b、21cを同一導電型(N+型)の同一
層で形成することができる。従って、NMOSトランジ
スタ24の第3の導電層21bとPMOSトランジスタ
25の第3の導電層21cとを素子分離絶縁膜15上で
分離しなくてもよい。つまり、第3の導電層21bと第
3の導電層21cは、素子分離絶縁膜15上で連続して
形成される。
As shown in FIG. 2, in the semiconductor device according to the first embodiment, the third region of the NMOS region and the PMOS region is formed.
The conductive layers 21b and 21c can be formed by the same layer of the same conductivity type (N + type). Therefore, the third conductive layer 21b of the NMOS transistor 24 and the third conductive layer 21c of the PMOS transistor 25 do not have to be separated on the element isolation insulating film 15. That is, the third conductive layer 21 b and the third conductive layer 21 c are continuously formed on the element isolation insulating film 15.

【0016】図3乃至図10は、本発明の第1の実施形
態に係る半導体装置の製造工程の断面図を示す。以下
に、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法につい
て説明する。
3 to 10 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described below.

【0017】まず、図3に示すように、半導体基板11
上にゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜12が形成され、
この第1の絶縁膜12上に第1の電極材13が形成され
る。この第1の電極材13は、不純物が注入されていな
いポリシリコンからなる。次に、第1の電極材13上に
例えばシリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜14が堆積
される。
First, as shown in FIG.
A first insulating film 12 serving as a gate insulating film is formed thereon,
The first electrode material 13 is formed on the first insulating film 12. The first electrode material 13 is made of polysilicon in which impurities are not implanted. Next, the second insulating film 14 made of, for example, a silicon nitride film is deposited on the first electrode material 13.

【0018】次に、図4に示すように、第2の絶縁膜1
4、第1の電極材13、第1の絶縁膜12及び半導体基
板11が選択的に除去され、素子分離用溝が形成され
る。この素子分離用溝内に例えば酸化膜からなる素子分
離用絶縁膜15が堆積され、この素子分離用絶縁膜15
が第2の絶縁膜14の表面が露出するまで平坦化され
る。つまり、第2の絶縁膜14は、素子分離用絶縁膜1
5の平坦化の際、ストッパー膜として機能する。このよ
うにして、素子分離用絶縁膜15からなるSTI(Shal
low Trench Isolation)構造の素子分離領域が形成され
る。その後、第2の絶縁膜14が剥離される。
Next, as shown in FIG. 4, the second insulating film 1
4, the first electrode material 13, the first insulating film 12 and the semiconductor substrate 11 are selectively removed to form an element isolation groove. An element isolation insulating film 15 made of, for example, an oxide film is deposited in the element isolation groove, and the element isolation insulating film 15 is formed.
Is planarized until the surface of the second insulating film 14 is exposed. That is, the second insulating film 14 is the element isolation insulating film 1
At the time of flattening of No. 5, it functions as a stopper film. In this way, the STI (Shal
An element isolation region having a low Trench Isolation structure is formed. Then, the second insulating film 14 is peeled off.

【0019】次に、図5に示すように、第1の電極材1
3及び素子分離絶縁膜15上に、不純物が注入されてい
ないポリシリコンからなる第2の電極材16が形成され
る。次に、素子分離絶縁膜15の表面が露出するまで、
第2の電極材16が除去される。
Next, as shown in FIG. 5, the first electrode material 1
A second electrode material 16 made of polysilicon not implanted with impurities is formed on the element 3 and the element isolation insulating film 15. Next, until the surface of the element isolation insulating film 15 is exposed,
The second electrode material 16 is removed.

【0020】次に、図6に示すように、第2の電極材1
6及び素子分離絶縁膜15上にレジスト17が形成さ
れ、このレジスト17がPMOS領域上にのみ残るよう
にパターニングされる。このパターニングされたレジス
ト17をマスクとして、メモリセル領域及びNMOS領
域の第2の電極材16に対してイオン注入が行われる。
このイオン注入では、例えば、N型不純物としてAs
(砒素)又はP(リン)が用いられる。その後、熱処理
により、第2の電極材16に注入された不純物を第1の
電極材13まで拡散させ、N+型の第1の導電層13
a、13b及び第2の導電層16a、16bが形成され
る。その後、レジスト17が除去される。
Next, as shown in FIG. 6, the second electrode material 1
A resist 17 is formed on the insulating film 6 and the element isolation insulating film 15, and the resist 17 is patterned so as to remain only on the PMOS region. Using the patterned resist 17 as a mask, ion implantation is performed on the second electrode material 16 in the memory cell region and the NMOS region.
In this ion implantation, for example, As is used as an N-type impurity.
(Arsenic) or P (phosphorus) is used. Then, by heat treatment, the impurities injected into the second electrode material 16 are diffused to the first electrode material 13, and the N + -type first conductive layer 13 is formed.
a, 13b and the second conductive layers 16a, 16b are formed. Then, the resist 17 is removed.

【0021】次に、図7に示すように、第2の導電層1
6a、16b及び素子分離絶縁膜15上にレジスト18
が形成され、このレジスト18がメモリセル領域及びN
MOS領域上にのみ残るようにパターニングされる。こ
のパターニングされたレジスト18をマスクとして、P
MOS領域の第2の電極材16に対してイオン注入が行
われる。このイオン注入は、例えば、P型不純物として
B(ボロン)が用いられる。その後、熱処理により、第
2の電極材16に注入された不純物を第1の電極材13
まで拡散させ、P+型の第1の導電層13c及び第2の
導電層16cが形成される。その後、レジスト18が除
去される。
Next, as shown in FIG. 7, the second conductive layer 1
A resist 18 is formed on the 6a and 16b and the element isolation insulating film 15.
Is formed, and the resist 18 serves as a memory cell region and N
It is patterned so as to remain only on the MOS region. Using the patterned resist 18 as a mask, P
Ion implantation is performed on the second electrode material 16 in the MOS region. For this ion implantation, for example, B (boron) is used as a P-type impurity. After that, the impurities injected into the second electrode material 16 are removed by heat treatment from the first electrode material 13.
To the P + -type first conductive layer 13c and the second conductive layer 16c. Then, the resist 18 is removed.

【0022】次に、図8に示すように、第2の導電層1
6a、16b、16c及び素子分離絶縁膜15上に、第
3の絶縁膜19が堆積される。
Next, as shown in FIG. 8, the second conductive layer 1
A third insulating film 19 is deposited on 6a, 16b and 16c and the element isolation insulating film 15.

【0023】次に、図9に示すように、周辺回路領域の
第3の絶縁膜19の一部が除去され、開口部20がそれ
ぞれ形成される。尚、この工程において、周辺回路領域
の第3の絶縁膜19を全て除去することも可能である
が、開口部20を形成して周辺回路領域にも第3の絶縁
膜19を残す方が望ましい。
Next, as shown in FIG. 9, a part of the third insulating film 19 in the peripheral circuit region is removed to form openings 20 respectively. Although it is possible to completely remove the third insulating film 19 in the peripheral circuit region in this step, it is preferable to form the opening 20 and leave the third insulating film 19 in the peripheral circuit region. .

【0024】次に、図10に示すように、第3の絶縁膜
19及び第2の導電層16b、16c上に第3の電極材
21が堆積される。ここで、第3の電極材21は、N型
不純物が注入されたポリシリコンからなる。次に、第3
の電極材21上に例えばWSi(タングステンシリコ
ン)膜からなる金属膜22が形成される。
Next, as shown in FIG. 10, a third electrode material 21 is deposited on the third insulating film 19 and the second conductive layers 16b and 16c. Here, the third electrode material 21 is made of polysilicon in which N-type impurities are implanted. Next, the third
A metal film 22 made of, for example, a WSi (tungsten silicon) film is formed on the electrode material 21 of FIG.

【0025】次に、図1、図2に示すように、金属膜2
2及び第3の電極材21が選択的に除去される。これに
より、メモリトランジスタ23及び周辺トランジスタ2
4、25のゲートパターンが形成される。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the metal film 2
The second and third electrode materials 21 are selectively removed. As a result, the memory transistor 23 and the peripheral transistor 2
4, 25 gate patterns are formed.

【0026】図11は、従来例と比較した本発明の第1
の実施形態に係る半導体装置のI−V特性のグラフを示
す。このグラフでは、PMOSトランジスタ25におけ
る第1及び第2の導電層13c、16cからなるP+
ゲートと、PMOSトランジスタ25における第3の導
電層21cからなるN+型ゲートとの間のI−V特性を
評価している。その結果、図11に示すように、従来例
と同様に、ほぼ直線となる良好なI−V特性が得られ
た。従って、第1の実施形態のように、PMOSトラン
ジスタ25がP+型ゲートとN+型ゲートとからなる場合
であっても、PN接合が形成されずに、十分にゲートと
しての機能を果たすことができると言える。そして、本
発明によれば、1.8V以下の低電圧化を図ることがで
きる。
FIG. 11 shows the first embodiment of the present invention compared with the conventional example.
9 is a graph showing an IV characteristic of the semiconductor device according to the embodiment. In this graph, the IV voltage between the P + type gate formed of the first and second conductive layers 13c and 16c in the PMOS transistor 25 and the N + type gate formed of the third conductive layer 21c in the PMOS transistor 25 is shown. Evaluating the characteristics. As a result, as shown in FIG. 11, as in the case of the conventional example, a good IV characteristic having a substantially straight line was obtained. Therefore, even when the PMOS transistor 25 is composed of the P + type gate and the N + type gate as in the first embodiment, the PN junction is not formed and the gate function is sufficiently fulfilled. It can be said that Further, according to the present invention, it is possible to reduce the voltage to 1.8 V or less.

【0027】上記第1の実施形態によれば、NMOSト
ランジスタ24のゲートとPMOSトランジスタ25の
ゲートとを同一の導電型の第3の電極材21で形成する
ことができる。つまり、NMOSトランジスタ24のゲ
ートとPMOSトランジスタ25のゲートとで、露光技
術を用いて不純物の打ち分けをする必要がない。従っ
て、Dual Gate FunctionのCMOSトランジスタが容易
に形成できる。
According to the first embodiment, the gate of the NMOS transistor 24 and the gate of the PMOS transistor 25 can be formed by the third electrode material 21 of the same conductivity type. In other words, it is not necessary to separately implant impurities in the gate of the NMOS transistor 24 and the gate of the PMOS transistor 25 by using the exposure technique. Therefore, a dual gate function CMOS transistor can be easily formed.

【0028】さらに、NMOS及びPMOSトランジス
タ24、25の第3の電極材21は、メモリトランジス
タ23の制御ゲートとしてもイオンの打ち分けをせずに
用いることができる。このため、さらにプロセスを容易
にすることができる。
Further, the third electrode material 21 of the NMOS and PMOS transistors 24 and 25 can be used as the control gate of the memory transistor 23 without ion implantation. Therefore, the process can be further facilitated.

【0029】また、NMOSトランジスタ24の第3の
導電層21bとPMOSトランジスタ25の第3の導電
層21cとは、素子分離絶縁膜15上で連続して形成す
ることができる。従って、第3の導電層21bと第3の
導電層21c間を離間する必要がないため、周辺回路領
域の専有面積を縮小することが可能である。
Further, the third conductive layer 21b of the NMOS transistor 24 and the third conductive layer 21c of the PMOS transistor 25 can be continuously formed on the element isolation insulating film 15. Therefore, it is not necessary to separate the third conductive layer 21b and the third conductive layer 21c from each other, so that the area occupied by the peripheral circuit region can be reduced.

【0030】また、周辺トランジスタ24、25では、
第2及び第3の導電層16b、21b、16c、21c
間に、開口部20を有する第3の絶縁膜19を設けてい
る。このため、ゲート電極の端部では第2及び第3の導
電層16b、21b、16c、21c間に第3の絶縁膜
19が介在した3層構造となっている。一方、メモリト
ランジスタ23では、第2及び第3の導電層16a、2
1a間の全面に第3の絶縁膜19が介在した3層構造と
なっている。従って、ゲート加工が行われるゲート電極
の端部に関しては、周辺トランジスタ24、25及びメ
モリトランジスタ23におけるゲートの積層構造が同じ
になっている。このため、メモリトランジスタ23と周
辺トランジスタ24、25とでエッチング条件を変える
ことなく、同時にゲート加工を行うことが可能となる。
In the peripheral transistors 24 and 25,
Second and third conductive layers 16b, 21b, 16c, 21c
A third insulating film 19 having an opening 20 is provided therebetween. Therefore, the end portion of the gate electrode has a three-layer structure in which the third insulating film 19 is interposed between the second and third conductive layers 16b, 21b, 16c and 21c. On the other hand, in the memory transistor 23, the second and third conductive layers 16a, 2
It has a three-layer structure in which the third insulating film 19 is interposed on the entire surface between 1a. Therefore, regarding the end portion of the gate electrode on which the gate processing is performed, the laminated structure of the gates in the peripheral transistors 24 and 25 and the memory transistor 23 is the same. Therefore, the gate processing can be simultaneously performed on the memory transistor 23 and the peripheral transistors 24 and 25 without changing the etching conditions.

【0031】また、第1の電極材13の分離は、図4に
示す素子分離領域の形成と自己整合的に行われるため、
セルサイズの微細化を図ることが可能である。
Further, since the separation of the first electrode material 13 is performed in a self-aligned manner with the formation of the element isolation region shown in FIG.
It is possible to miniaturize the cell size.

【0032】以上のように、本発明は、不揮発性メモリ
とCPU等のロジックデバイスとの混載メモリに非常に
有効なものである。
As described above, the present invention is very effective for a mixed memory of a non-volatile memory and a logic device such as a CPU.

【0033】[第2の実施形態]第2の実施形態は、P
型の第1の導電層とN型の第2の導電層とからなるPM
OSトランジスタを形成するにあたり、第1の導電層に
不純物の注入されている電極材を用いた例である。尚、
第2の実施形態は、第1の実施形態と最終的な構造は同
じであるため、構造の説明は省略する。
[Second Embodiment] In the second embodiment, P
Made of an N-type first conductive layer and an N-type second conductive layer
This is an example in which an electrode material in which impurities are implanted is used for the first conductive layer when forming the OS transistor. still,
Since the final structure of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the structure is omitted.

【0034】図12乃至図16は、本発明の第2の実施
形態に係る半導体装置の製造工程の断面図を示す。以下
に、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法につい
て説明する。この第2の実施形態に係る半導体装置の製
造方法では、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製
造方法と同様の工程は説明を簡略し、異なる工程のみ説
明する。
12 to 16 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The method for manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment will be described below. In the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment, the description of the same steps as those of the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be simplified, and only different steps will be described.

【0035】まず、図12に示すように、半導体基板1
1上にゲート絶縁膜となる第1の絶縁膜12が形成さ
れ、この第1の絶縁膜12上に第1の電極材31が形成
される。ここで、第1の電極材31は、P又はAsのよ
うなN型不純物が注入されたポリシリコンからなる。次
に、第1の電極材31上に例えばシリコン窒化膜からな
る第2の絶縁膜14が堆積される。
First, as shown in FIG. 12, the semiconductor substrate 1
A first insulating film 12 serving as a gate insulating film is formed on the first insulating film 12, and a first electrode material 31 is formed on the first insulating film 12. Here, the first electrode material 31 is made of polysilicon in which an N-type impurity such as P or As is implanted. Next, the second insulating film 14 made of, for example, a silicon nitride film is deposited on the first electrode material 31.

【0036】次に、図13に示すように、第2の絶縁膜
14、第1の電極材31、第1の絶縁膜12及び半導体
基板11が選択的に除去され、素子分離用溝が形成され
る。この素子分離用溝内に例えば酸化膜からなる素子分
離用絶縁膜15が堆積され、この素子分離用絶縁膜15
が第2の絶縁膜14の表面が露出するまで平坦化され
る。このようにして、素子分離用絶縁膜15からなるS
TI構造の素子分離領域が形成される。その後、第2の
絶縁膜14が剥離される。
Next, as shown in FIG. 13, the second insulating film 14, the first electrode material 31, the first insulating film 12 and the semiconductor substrate 11 are selectively removed to form a device isolation groove. To be done. An element isolation insulating film 15 made of, for example, an oxide film is deposited in the element isolation groove, and the element isolation insulating film 15 is formed.
Is planarized until the surface of the second insulating film 14 is exposed. In this way, S made of the element isolation insulating film 15 is formed.
An element isolation region having a TI structure is formed. Then, the second insulating film 14 is peeled off.

【0037】次に、図14に示すように、第1の電極材
31及び素子分離絶縁膜15上に、不純物が注入されて
いないポリシリコンからなる第2の電極材16が形成さ
れる。次に、素子分離絶縁膜15の表面が露出するま
で、第2の電極材16が除去される。
Next, as shown in FIG. 14, a second electrode material 16 made of polysilicon not doped with impurities is formed on the first electrode material 31 and the element isolation insulating film 15. Next, the second electrode material 16 is removed until the surface of the element isolation insulating film 15 is exposed.

【0038】次に、図15に示すように、第2の電極材
16及び素子分離絶縁膜15上にレジスト17が形成さ
れ、このレジスト17がPMOS領域上にのみ残るよう
にパターニングされる。このパターニングされたレジス
ト17をマスクとして、熱処理が行われる。これによ
り、第1の電極材31中の不純物を第2の電極材16ま
で拡散させ、N+型の第1の導電層31a、31b及び
第2の導電層16a、16bが形成される。その後に、
レジスト17が除去される。
Next, as shown in FIG. 15, a resist 17 is formed on the second electrode material 16 and the element isolation insulating film 15, and is patterned so that the resist 17 remains only on the PMOS region. A heat treatment is performed using the patterned resist 17 as a mask. Thus, the impurities in the first electrode material 31 are diffused to the second electrode material 16, and the N + -type first conductive layers 31a and 31b and the second conductive layers 16a and 16b are formed. After that,
The resist 17 is removed.

【0039】次に、図16に示すように、第2の導電層
16a、16b及び素子分離絶縁膜15上にレジスト1
8が形成され、このレジスト18がメモリセル領域及び
NMOS領域上にのみ残るようにパターニングされる。
このパターニングされたレジスト18をマスクとして、
PMOS領域の第2の電極材16に対してイオン注入が
行われる。このイオン注入は、例えば、P型不純物とし
てB(ボロン)が用いられる。その後、熱処理により、
第2の電極材16に注入された不純物を第1の電極材3
1まで拡散させ、P+型の第1の導電層31c及び第2
の導電層16cが形成される。その後、レジスト18が
除去される。
Next, as shown in FIG. 16, the resist 1 is formed on the second conductive layers 16a and 16b and the element isolation insulating film 15.
8 is formed, and this resist 18 is patterned so as to remain only on the memory cell region and the NMOS region.
Using the patterned resist 18 as a mask,
Ion implantation is performed on the second electrode material 16 in the PMOS region. For this ion implantation, for example, B (boron) is used as a P-type impurity. After that, by heat treatment,
Impurities injected into the second electrode material 16 are removed from the first electrode material 3
1 to the P + -type first conductive layer 31c and the second
Conductive layer 16c is formed. Then, the resist 18 is removed.

【0040】その後は、第1の実施形態と同様に図8乃
至図10に示す工程を経て、図1、図2に示すような半
導体装置が形成される。
After that, the semiconductor device as shown in FIGS. 1 and 2 is formed through the steps shown in FIGS. 8 to 10 as in the first embodiment.

【0041】上記第2の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様の効果を得ることができる。
According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0042】さらに、メモリセル領域及びNMOS領域
における第1の電極材13に不純物を注入する工程を省
略できる。このため、製造工程数の減少及び製造の容易
化を図ることができる。
Furthermore, the step of implanting impurities into the first electrode material 13 in the memory cell region and the NMOS region can be omitted. Therefore, the number of manufacturing steps can be reduced and the manufacturing can be facilitated.

【0043】尚、第1の電極材31に不純物が注入され
ていないポリシリコンを用い、第2の電極材16に不純
物が注入されたポリシリコンを用いてもよい。この場
合、熱処理を行うことにより、第2の電極材16中の不
純物を第1の電極材31へ拡散させて、第1及び第2の
導電層31a、31b、31c、16a、16b、16
cを形成すればよい。
It should be noted that the first electrode material 31 may be made of polysilicon not doped with impurities, and the second electrode material 16 may be made of polysilicon doped with impurities. In this case, by performing heat treatment, the impurities in the second electrode material 16 are diffused into the first electrode material 31, and the first and second conductive layers 31a, 31b, 31c, 16a, 16b, 16 are formed.
It is sufficient to form c.

【0044】その他、本発明は、上記各実施形態に限定
されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しな
い範囲で、種々に変形することが可能である。さらに、
上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開
示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによ
り種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示さ
れる全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、
発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決で
き、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場
合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽
出され得る。
In addition, the present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be variously modified at the stage of implementation without departing from the spirit of the invention. further,
The embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment,
When the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved and the effect described in the column of the effect of the invention can be obtained, a configuration in which this constituent element is deleted can be extracted as the invention.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロセスを容易にすることが可能な半導体装置及びその製
造方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor device capable of facilitating the process and a manufacturing method thereof.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置を
示す素子分離領域に対して垂直方向の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in a direction perpendicular to an element isolation region.

【図2】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置を
示すゲート電極に対して垂直方向の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in a direction perpendicular to a gate electrode.

【図3】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention.

【図4】図3に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 3;

【図5】図4に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 4;

【図6】図5に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 5;

【図7】図6に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 6;

【図8】図7に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 7;

【図9】図8に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 8;

【図10】図9に続く、本発明の第1の実施形態に係わ
る半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the invention, following FIG. 9;

【図11】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置
のI−V特性を示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing IV characteristics of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置
の製造工程を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention.

【図13】図12に続く、本発明の第2の実施形態に係
わる半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 12;

【図14】図13に続く、本発明の第2の実施形態に係
わる半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 13;

【図15】図14に続く、本発明の第2の実施形態に係
わる半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 14;

【図16】図15に続く、本発明の第2の実施形態に係
わる半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the invention, following FIG. 15;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…半導体基板、 12…第1の絶縁膜、 13、31…第1の電極材、 13a、13b、13c、31a、31b、31c…第
1の導電層、 14…第2の絶縁膜、 15…素子分離絶縁膜、 16…第2の電極材、 16a、16b、16c…第2の導電層、 17、18…レジスト、 19…第3の絶縁膜、 20…開口部、 21…第3の電極材、 22…金属膜、 23…メモリトランジスタ、 24…NMOSトランジスタ、 25…PMOSトランジスタ。
11 ... Semiconductor substrate, 12 ... First insulating film, 13, 31 ... First electrode material, 13a, 13b, 13c, 31a, 31b, 31c ... First conductive layer, 14 ... Second insulating film, 15 ... element isolation insulating film, 16 ... second electrode material, 16a, 16b, 16c ... second conductive layer, 17, 18 ... resist, 19 ... third insulating film, 20 ... opening, 21 ... third Electrode material, 22 ... Metal film, 23 ... Memory transistor, 24 ... NMOS transistor, 25 ... PMOS transistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/43 H01L 27/10 434 29/788 29/78 371 29/792 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD55 DD78 FF13 FF14 GG09 GG10 GG14 GG16 HH14 5F048 AA01 AA09 AB01 AC03 BA01 BB01 BB03 BB06 BB07 BB08 BG14 5F083 EP23 GA09 GA28 JA32 JA35 JA53 NA01 PR03 PR29 PR33 PR36 PR43 PR44 ZA12 5F101 BA07 BB05 BB08 BD24 BD35 BH09 BH16 BH21 BH30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/43 H01L 27/10 434 29/788 29/78 371 29/792 F term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB40 CC05 DD55 DD78 FF13 FF14 GG09 GG10 GG14 GG16 HH14 5F048 AA01 AA09 AB01 AC03 BA01 BB01 BB03 BB06 BB07 BB08 BG14 5F083 EP23 GA09 GA28 JA32 JA35 JA53 NA21 PR35 PR53 PR08 PR31 PR44 PR44 PR44 PR44 PR44 PR44 PR44 PRZA

Claims (35)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型のゲート電極を備えた半導体
装置であって、 前記ゲート電極は、半導体基板上に形成された前記第1
導電型の第1の導電層と、この第1の導電層上に形成さ
れた第2導電型の第2の導電層とからなることを特徴と
する半導体装置。
1. A semiconductor device having a gate electrode of a first conductivity type, wherein the gate electrode is formed on a semiconductor substrate.
A semiconductor device comprising a first conductive type conductive layer and a second conductive type second conductive layer formed on the first conductive layer.
【請求項2】 第1導電型の第1のゲート電極と第2導
電型の第2のゲート電極とを備えた半導体装置であっ
て、 前記第1のゲート電極は、半導体基板上に形成された前
記第1導電型の第1の導電層と、この第1の導電層上に
形成された前記第2導電型の第2の導電層とからなり、 前記第2のゲート電極は、前記半導体基板上に形成され
た前記第2導電型の第3の導電層と、この第3の導電層
上に形成された前記第2導電型の第4の導電層とからな
ることを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device comprising a first gate electrode of a first conductivity type and a second gate electrode of a second conductivity type, wherein the first gate electrode is formed on a semiconductor substrate. The first conductive type first conductive layer and the second conductive type second conductive layer formed on the first conductive layer, wherein the second gate electrode is the semiconductor A semiconductor comprising: a second conductive type third conductive layer formed on a substrate; and a second conductive type fourth conductive layer formed on the third conductive layer. apparatus.
【請求項3】 前記第1のゲート電極と前記第2のゲー
ト電極とを備えた周辺回路領域と、前記第2導電型の第
3のゲート電極を備えたメモリセル領域とからなる半導
体装置であって、 前記第3のゲート電極は、前記半導体基板上に形成され
た前記第2導電型の第5の導電層と、この第5の導電層
上に形成された第3の絶縁膜と、この第3の絶縁膜上に
形成された前記第2導電型の第6の導電層とからなるこ
とを特徴とする請求項2記載の半導体装置。
3. A semiconductor device comprising a peripheral circuit region having the first gate electrode and the second gate electrode, and a memory cell region having the third gate electrode of the second conductivity type. The third gate electrode includes a fifth conductive layer of the second conductivity type formed on the semiconductor substrate, a third insulating film formed on the fifth conductive layer, 3. The semiconductor device according to claim 2, comprising the sixth conductive layer of the second conductivity type formed on the third insulating film.
【請求項4】 前記第1及び第2の導電層間に形成さ
れ、前記第1及び第2の導電層を導通させる開口部を有
する絶縁膜をさらに具備することを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。
4. The insulating film, which is formed between the first and second conductive layers and has an opening for connecting the first and second conductive layers to each other.
The semiconductor device described.
【請求項5】 前記第1及び第2の導電層間に形成さ
れ、前記第1及び第2の導電層を導通させる第1の開口
部を有する第1の絶縁膜と、 前記第3及び第4の導電層間に形成され、前記第3及び
第4の導電層を導通させる第2の開口部を有する第2の
絶縁膜とをさらに具備することを特徴とする請求項2又
は3記載の半導体装置。
5. A first insulating film formed between the first and second conductive layers, the first insulating film having a first opening for conducting the first and second conductive layers, and the third and fourth insulating films. 4. The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a second insulating film formed between the conductive layers of the second insulating film and having a second opening portion for connecting the third and fourth conductive layers. .
【請求項6】 前記絶縁膜の前記開口部は、前記第1及
び第2の導電層間の中央に位置することを特徴とする請
求項4記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein the opening of the insulating film is located at the center between the first and second conductive layers.
【請求項7】 前記第1の絶縁膜の前記第1の開口部
は、前記第1及び第2の導電層間の中央に位置し、 前記第2の絶縁膜の前記第2の開口部は、前記第3及び
第4の導電層間の中央に位置することを特徴とする請求
項5記載の半導体装置。
7. The first opening of the first insulating film is located in the center between the first and second conductive layers, and the second opening of the second insulating film is The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor device is located in the center between the third and fourth conductive layers.
【請求項8】 前記絶縁膜の前記開口部は、前記第1及
び第2の導電層間に複数個設けていることを特徴とする
請求項4記載の半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 4, wherein a plurality of the openings of the insulating film are provided between the first and second conductive layers.
【請求項9】 前記第1の絶縁膜の前記第1の開口部
は、前記第1及び第2の導電層間に複数個設け、 前記第2の絶縁膜の前記第2の開口部は、前記第3及び
第4の導電層間に複数個設けていることを特徴とする請
求項5記載の半導体装置。
9. A plurality of the first openings of the first insulating film are provided between the first and second conductive layers, and the second openings of the second insulating film are The semiconductor device according to claim 5, wherein a plurality of layers are provided between the third and fourth conductive layers.
【請求項10】 前記第1及び第2の導電層の不純物濃
度は、各々1×10 18cm-3以上であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
10. The impurity concentration of the first and second conductive layers
Degree is 1 x 10 each 18cm-3It is characterized by the above
The semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項11】 前記第1乃至第4の導電層の不純物濃
度は、各々1×10 18cm-3以上であることを特徴とす
る請求項2記載の半導体装置。
11. The impurity concentration of the first to fourth conductive layers
Degree is 1 x 10 each 18cm-3It is characterized by the above
The semiconductor device according to claim 2, wherein
【請求項12】 前記半導体基板の素子領域を分離する
素子分離絶縁膜からなる素子分離領域が形成されてお
り、 前記第2の導電層と前記第4の導電層は、素子分離絶縁
膜上で連続して形成されていることを特徴とする請求項
2記載の半導体装置。
12. An element isolation region formed of an element isolation insulating film for isolating an element region of the semiconductor substrate is formed, and the second conductive layer and the fourth conductive layer are formed on the element isolation insulating film. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is formed continuously.
【請求項13】 前記第1の導電層は、2層構造である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive layer has a two-layer structure.
【請求項14】 前記第1及び第3の導電層は、各々2
層構造であることを特徴とする請求項2記載の半導体装
置。
14. The first and third conductive layers are each 2
The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device has a layered structure.
【請求項15】 前記第1、第3及び第5の導電層は、
各々2層構造であることを特徴とする請求項3記載の半
導体装置。
15. The first, third and fifth conductive layers include:
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein each has a two-layer structure.
【請求項16】 前記第1の導電型はP型であり、前記
第2の導電型はN型であることを特徴とする請求項1乃
至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
16. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type is P type and the second conductivity type is N type.
【請求項17】 前記第3のゲート電極において、前記
第5の導電層は浮遊ゲートとして機能し、前記第6の導
電層は制御ゲートとして機能することを特徴とする請求
項3記載の半導体装置。
17. The semiconductor device according to claim 3, wherein in the third gate electrode, the fifth conductive layer functions as a floating gate, and the sixth conductive layer functions as a control gate. .
【請求項18】 第1及び第2の導電層からなる第1導
電型のゲート電極を備えた半導体装置の製造方法であっ
て、 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に不純物が導入されていない第1の
電極材を形成する工程と、 前記第1の電極材、第1の絶縁膜及び半導体基板内に素
子分離用絶縁膜からなる素子分離領域を形成する工程
と、 前記第1の電極材に対してイオン注入及び熱処理を行う
ことにより、前記第1導電型の前記第1の導電層を形成
する工程と、 前記第1の導電層及び前記素子分離絶縁膜上に第2導電
型の第2の電極材を形成し、この第2の導電材からなる
前記第2の導電層を形成する工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
18. A method of manufacturing a semiconductor device comprising a first conductive type gate electrode composed of first and second conductive layers, the method comprising: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; A step of forming a first electrode material on which impurities are not introduced on the first insulating film; and element isolation including the first electrode material, the first insulating film, and the element isolation insulating film in the semiconductor substrate. A step of forming a region, a step of forming the first conductive layer of the first conductivity type by performing ion implantation and heat treatment on the first electrode material, and the first conductive layer and A step of forming a second conductive type second electrode material on the element isolation insulating film and forming the second conductive layer made of the second conductive material. Production method.
【請求項19】 第1及び第2の導電層からなる第1導
電型の第1のゲート電極を有する第1の領域と、第3及
び第4の導電層からなる第2導電型の第2のゲート電極
を有する第2の領域とを備えた半導体装置の製造方法で
あって、 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に不純物が導入されていない第1の
電極材を形成する工程と、 前記第1の電極材、第1の絶縁膜及び半導体基板内に素
子分離用絶縁膜からなる素子分離領域を形成する工程
と、 前記第2の領域の前記第1の電極材に対してイオン注入
及び熱処理を行うことにより、前記第2導電型の前記第
3の導電層を形成する工程と、 前記第1の領域の前記第1の電極材に対してイオン注入
及び熱処理を行うことにより、前記第1導電型の前記第
1の導電層を形成する工程と、 前記第1の導電層、前記第3の導電層及び前記素子分離
絶縁膜上に前記第2導電型の第2の電極材を形成し、こ
の第2の導電材からなる前記第2の導電層及び前記第4
の導電層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
19. A first region having a first gate electrode of a first conductivity type composed of first and second conductive layers, and a second region of a second conductivity type composed of third and fourth conductive layers. And a second region having a gate electrode, the method comprising: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; and introducing impurities into the first insulating film. Forming a first electrode material that does not exist, forming an element isolation region formed of an element isolation insulating film in the first electrode material, the first insulating film, and the semiconductor substrate; and the second region The step of forming the third conductive layer of the second conductivity type by performing ion implantation and heat treatment on the first electrode material of the first electrode material in the first region. By performing ion implantation and heat treatment, the first conductivity type of the first conductivity type is obtained. And a step of forming the second conductive type second electrode material on the first conductive layer, the third conductive layer and the element isolation insulating film, and the second conductive material is used. The second conductive layer and the fourth
And a step of forming a conductive layer.
【請求項20】 第1及び第2の導電層からなる第1導
電型の第1のゲート電極を有する第1の領域と第3及び
第4の導電層からなる第2導電型の第2のゲート電極を
有する第2の領域とを備えた周辺回路領域と、第5及び
第6の導電層からなる前記第2導電型の第3のゲート電
極を備えたメモリセル領域とを具備する半導体装置の製
造方法であって、 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に不純物が導入されていない第1の
電極材を形成する工程と、 前記第1の電極材、第1の絶縁膜及び半導体基板内に素
子分離用絶縁膜からなる素子分離領域を形成する工程
と、 前記第2の領域及び前記メモリセル領域の前記第1の電
極材に対してイオン注入及び熱処理を行うことにより、
前記第2導電型の前記第3の導電層及び前記第5の導電
層を形成する工程と、 前記第1の領域の前記第1の電極材に対してイオン注入
及び熱処理を行うことにより、前記第1導電型の前記第
1の導電層を形成する工程と、 前記第5の導電層上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜、前記第1の導電層、前記第3の導電
層及び前記素子分離絶縁膜上に前記第2導電型の第2の
電極材を形成してパターニングすることにより、この第
2の導電材からなる前記第2の導電層、前記第4の導電
層及び前記第6の導電層を形成する工程とを含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
20. A first region having a first gate electrode of a first conductivity type composed of first and second conductive layers and a second region of a second conductivity type composed of third and fourth conductive layers. A semiconductor device comprising: a peripheral circuit region having a second region having a gate electrode; and a memory cell region having the second gate electrode of the second conductivity type composed of fifth and sixth conductive layers. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate; a step of forming a first electrode material on which impurities have not been introduced on the first insulating film; A step of forming an element isolation region made of an element isolation insulating film in the electrode material, the first insulating film and the semiconductor substrate, and the first electrode material in the second region and the memory cell region. By performing ion implantation and heat treatment,
The step of forming the third conductive layer and the fifth conductive layer of the second conductivity type, and the step of performing ion implantation and heat treatment on the first electrode material in the first region, A step of forming the first conductive layer of a first conductivity type, a step of forming a second insulating film on the fifth conductive layer, the second insulating film, the first conductive layer, By forming and patterning the second conductive type second electrode material on the third conductive layer and the element isolation insulating film, the second conductive layer made of the second conductive material, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a fourth conductive layer and the sixth conductive layer.
【請求項21】 前記第1の電極材は第1層と第2層と
からなり、この第1層及び第2層のいずれか一方の層に
予め前記第1導電型の不純物が注入された層を用いるこ
とを特徴とする請求項18記載の半導体装置の製造方
法。
21. The first electrode material comprises a first layer and a second layer, and one of the first layer and the second layer is preliminarily implanted with the impurity of the first conductivity type. 19. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein a layer is used.
【請求項22】 前記第1の電極材は第1層と第2層と
からなり、この第1層及び第2層のいずれか一方の層に
予め前記第1導電型の不純物が注入された層を用い、熱
処理により前記不純物を他方の層にまで拡散させ、前記
第3の導電層を形成することを特徴とする請求項19記
載の半導体装置の製造方法。
22. The first electrode material comprises a first layer and a second layer, and one of the first layer and the second layer is preliminarily implanted with the impurity of the first conductivity type. 20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the third conductive layer is formed by using a layer to diffuse the impurities to the other layer by heat treatment.
【請求項23】 前記第1の電極材は第1層と第2層と
からなり、この第1層及び第2層のいずれか一方の層に
予め前記第1導電型の不純物が注入された層を用い、熱
処理により前記不純物を他方の層にまで拡散させ、前記
第3の導電層及び前記第5の導電層を形成することを特
徴とする請求項20記載の半導体装置の製造方法。
23. The first electrode material comprises a first layer and a second layer, and one of the first layer and the second layer is preliminarily implanted with the impurity of the first conductivity type. 21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein a layer is used to diffuse the impurities to the other layer by heat treatment to form the third conductive layer and the fifth conductive layer.
【請求項24】 前記第1及び第2の導電層間に第2の
絶縁膜を形成し、この第2の絶縁膜に前記第1及び第2
の導電層を導通させる開口部を形成することを特徴とす
る請求項18記載の半導体装置の製造方法。
24. A second insulating film is formed between the first and second conductive layers, and the first and second insulating films are formed on the second insulating film.
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, further comprising forming an opening for electrically connecting the conductive layer.
【請求項25】 前記第1及び第2の導電層間、前記第
3及び第4の導電層間に前記第2の絶縁膜を形成し、こ
の第2の絶縁膜に前記第1及び第2の導電層、前記第3
及び第4の導電層をそれぞれ導通させる開口部を形成す
ることを特徴とする請求項19又は20記載の半導体装
置の製造方法。
25. The second insulating film is formed between the first and second conductive layers and between the third and fourth conductive layers, and the first and second conductive layers are formed on the second insulating film. Layer, the third
21. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, further comprising forming an opening for electrically connecting the fourth conductive layer and the fourth conductive layer.
【請求項26】 前記第2の絶縁膜の前記開口部は、前
記第1及び第2の導電層間の中央に形成することを特徴
とする請求項18記載の半導体装置の製造方法。
26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein the opening of the second insulating film is formed in the center between the first and second conductive layers.
【請求項27】 前記第2の絶縁膜の前記第2の開口部
は、前記第1及び第2の導電層間の中央、前記第3及び
第4の導電層間の中央に各々形成することを特徴とする
請求項19又は20記載の半導体装置の製造方法。
27. The second opening of the second insulating film is formed in the center between the first and second conductive layers and in the center between the third and fourth conductive layers, respectively. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19 or 20.
【請求項28】 前記第2の絶縁膜の前記開口部は、前
記第1及び第2の導電層間に複数個形成することを特徴
とする請求項18記載の半導体装置の製造方法。
28. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 18, wherein a plurality of the openings of the second insulating film are formed between the first and second conductive layers.
【請求項29】 前記第2の絶縁膜の前記第2の開口部
は、前記第1及び第2の導電層間、前記第3及び第4の
導電層間に各々複数個形成することを特徴とする請求項
19又は20記載の半導体装置の製造方法。
29. A plurality of the second openings of the second insulating film are formed in each of the first and second conductive layers and the third and fourth conductive layers. 21. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19 or 20.
【請求項30】 前記第1及び第2の導電層の不純物濃
度は、各々1×10 18cm-3以上であることを特徴とす
る請求項18記載の半導体装置の製造方法。
30. Concentration of impurities in the first and second conductive layers
Degree is 1 x 10 each 18cm-3It is characterized by the above
19. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 18, further comprising:
【請求項31】 前記第1乃至第4の導電層の不純物濃
度は、各々1×10 18cm-3以上であることを特徴とす
る請求項19記載の半導体装置の製造方法。
31. Concentration of impurities in the first to fourth conductive layers
Degree is 1 x 10 each 18cm-3It is characterized by the above
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19.
【請求項32】 前記第1乃至第6の導電層の不純物濃
度は、各々1×10 18cm-3以上であることを特徴とす
る請求項20記載の半導体装置の製造方法。
32. The impurity concentration of the first to sixth conductive layers
Degree is 1 x 10 each 18cm-3It is characterized by the above
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 20, wherein
【請求項33】 前記第2の導電層と前記第4の導電層
は、前記素子分離絶縁膜上で連続して形成されることを
特徴とする請求項19又は20記載の半導体装置の製造
方法。
33. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19, wherein the second conductive layer and the fourth conductive layer are continuously formed on the element isolation insulating film. .
【請求項34】 前記第1の導電型はP型であり、前記
第2の導電型はN型であることを特徴とする請求項18
乃至20のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方
法。
34. The first conductivity type is P-type, and the second conductivity type is N-type.
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 20 to 20.
【請求項35】 前記第3のゲート電極において、前記
第5の導電層は浮遊ゲートとして機能し、前記第6の導
電層は制御ゲートとして機能することを特徴とする請求
項20記載の半導体装置の製造方法。
35. The semiconductor device according to claim 20, wherein in the third gate electrode, the fifth conductive layer functions as a floating gate, and the sixth conductive layer functions as a control gate. Manufacturing method.
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