JP2003092388A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2003092388A
JP2003092388A JP2001285255A JP2001285255A JP2003092388A JP 2003092388 A JP2003092388 A JP 2003092388A JP 2001285255 A JP2001285255 A JP 2001285255A JP 2001285255 A JP2001285255 A JP 2001285255A JP 2003092388 A JP2003092388 A JP 2003092388A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device including an MONOS non-volatile memory device. SOLUTION: This method for manufacturing a semiconductor device comprises a process for forming a first insulating layer, a first conductive layer, and a stopper layer on a semiconductor layer 10, a process for forming a mask insulating layer 150 on the first conductive layer in a logic circuit region 2000, a process for forming a conductive layer in the formation region of a word gate layer and a common contact part, and for forming the gate electrode, a process for carrying out the anisotropic etching of the second conductive layer, and for forming sidewall-like control gates 20 and 30 and a conductive layer 232 of a common contact part 200 in a memory region 1000, and a process for patterning the third conductive layer and the first conductive layer, and for forming a word gate 14 and a word line 50.

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、1つのワードゲー
トに対して2つの電荷蓄積領域を有する不揮発性記憶装
置がアレイ状に配置されたメモリ領域と、ロジック回路
領域とを含む半導体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to manufacturing of a semiconductor device including a memory region in which a nonvolatile memory device having two charge storage regions for one word gate is arranged in an array, and a logic circuit region. Regarding the method.

【0002】[0002]

【背景技術および発明が解決しようとする課題】不揮発
性半導体記憶装置のひとつのタイプとして、チャネル領
域とコントロールゲートとの間のゲート絶縁層が酸化シ
リコン層と窒化シリコン層との積層体からなり、前記窒
化シリコン層に電荷がトラップされるMONOS(Metal Ox
ide Nitride Oxide Semiconductor)型もしくはSONO
S(Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon)型と呼
ばれるタイプがある。
BACKGROUND ART As one type of non-volatile semiconductor memory device, a gate insulating layer between a channel region and a control gate is composed of a laminated body of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer, MONOS (Metal Ox) in which charges are trapped in the silicon nitride layer
ide Nitride Oxide Semiconductor) type or SONO
There is a type called S (Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) type.

【0003】MONOS型の不揮発性半導体記憶装置とし
て、図15に示すデバイスが知られている(文献:Y.
Hayashi,et al ,2000 Symposium on VLSI Tech
nologyDigest of Technical Papers p.122−
p.123)。
A device shown in FIG. 15 is known as a MONOS type nonvolatile semiconductor memory device (reference: Y.
Hayashi, et al, 2000 Symposium on VLSI Tech
nologyDigest of Technical Papers p. 122-
p. 123).

【0004】このMONOS型のメモリセル100は、半導
体基板10上に第1ゲート絶縁層12を介してワードゲ
ート14が形成されている。そして、ワードゲート14
の両側には、それぞれサイドウォール状の第1コントロ
ールゲート20と第2コントロールゲート30とが配置
されている。第1コントロールゲート20の底部と半導
体基板10との間には、第2ゲート絶縁層22が存在
し、第1コントロールゲート20の側面とワードゲート
14との間には絶縁層24が存在する。同様に、第2コ
ントロールゲート30の底部と半導体基板10との間に
は、第2ゲート絶縁層22が存在し、第2コントロール
ゲート30の側面とワードゲート14との間には絶縁層
24が存在する。そして、隣り合うメモリセルの、対向
するコントロールゲート20とコントロールゲート30
との間の半導体基板10には、ソース領域またはドレイ
ン領域を構成する不純物層16,18が形成されてい
る。
In this MONOS type memory cell 100, a word gate 14 is formed on a semiconductor substrate 10 via a first gate insulating layer 12. And the word gate 14
A sidewall-shaped first control gate 20 and a sidewall-shaped second control gate 30 are arranged on both sides of, respectively. A second gate insulating layer 22 exists between the bottom of the first control gate 20 and the semiconductor substrate 10, and an insulating layer 24 exists between the side surface of the first control gate 20 and the word gate 14. Similarly, the second gate insulating layer 22 exists between the bottom of the second control gate 30 and the semiconductor substrate 10, and the insulating layer 24 exists between the side surface of the second control gate 30 and the word gate 14. Exists. Then, the control gate 20 and the control gate 30 of the memory cells adjacent to each other face each other.
Impurity layers 16 and 18 which form a source region or a drain region are formed on the semiconductor substrate 10 between and.

【0005】このように、ひとつのメモリセル100
は、ワードゲート14の側面に2つのMONOS型メモリ素
子を有する。また、これらの2つのMONOS型メモリ素子
は独立に制御される。したがって、ひとつのメモリセル
100は、2ビットの情報を記憶することができる。
As described above, one memory cell 100
Has two MONOS type memory elements on the side surface of the word gate 14. Further, these two MONOS type memory elements are controlled independently. Therefore, one memory cell 100 can store 2-bit information.

【0006】本発明の目的は、2つの電荷蓄積領域を有
するMONOS型の不揮発性記憶装置を含む半導体装置の製
造方法であって、MONOS型のメモリセルを含むメモリ領
域と、メモリの周辺回路などを含むロジック回路領域と
を同一基板上に形成する方法を提供することにある。
An object of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device including a MONOS type non-volatile memory device having two charge storage regions, such as a memory region including a MONOS type memory cell and a peripheral circuit of the memory. Another object of the present invention is to provide a method of forming a logic circuit region including a substrate on the same substrate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、不揮発性記憶装置を含むメモリ領域と、該不
揮発性記憶装置の周辺回路を含むロジック回路領域とを
含む半導体装置の製造方法であって、以下の工程をこの
順序で含む。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device including a memory region including a non-volatile memory device and a logic circuit region including peripheral circuits of the non-volatile memory device. The following steps are included in this order.

【0008】半導体層の上方に第1絶縁層を形成する工
程、前記第1絶縁層の上方に第1導電層を形成する工
程、前記ロジック回路領域内の前記第1導電層の上方に
マスク絶縁層を形成する工程、前記第1導電層と前記マ
スク絶縁層との上方にストッパ層を形成する工程、前記
ストッパ層と前記マスク絶縁層と前記第1導電層とを選
択的にエッチングして、前記メモリ領域内にワードゲー
ト層を形成し、かつ、前記ロジック回路領域内に絶縁ゲ
ート電界効果トランジスタのゲート電極を形成する工
程、前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面に
ONO膜を形成する工程、前記ONO膜の上方に第2導
電層を形成する工程、前記第2導電層を異方性エッチン
グすることにより、少なくとも前記メモリ領域内の前記
ワードゲート層の両側面に、前記ONO膜を介してサイ
ドウォール状のコントロールゲートを形成する工程、前
記不揮発性記憶装置のソース領域またはドレイン領域と
なる第1不純物層と、前記絶縁ゲート電界効果トランジ
スタのソース領域またはドレイン領域となる第2不純物
層とを形成する工程、少なくとも前記ゲート電極の両側
面にサイドウォール絶縁層を形成する工程、前記第1不
純物層と前記第2不純物層との表面にシリサイド層を形
成する工程、前記メモリ領域と前記ロジック回路領域と
の全面に第2絶縁層を形成する工程、前記ストッパ層が
露出するまで前記第2絶縁層を研磨する工程、前記スト
ッパ層を除去する工程、前記メモリ領域内の前記ワード
ゲート層をパターニングして、該メモリ領域内に前記不
揮発性記憶装置のワードゲートを形成する工程。
Forming a first insulating layer above the semiconductor layer; forming a first conductive layer above the first insulating layer; mask insulating above the first conductive layer in the logic circuit region. A step of forming a layer, a step of forming a stopper layer above the first conductive layer and the mask insulating layer, a step of selectively etching the stopper layer, the mask insulating layer and the first conductive layer, Forming a word gate layer in the memory region and forming a gate electrode of an insulated gate field effect transistor in the logic circuit region; forming an ONO film on the entire surface of the memory region and the logic circuit region A step of forming a second conductive layer above the ONO film, and anisotropically etching the second conductive layer to form at least both sides of the word gate layer in the memory region. A step of forming a sidewall-shaped control gate through the ONO film, a first impurity layer to be a source region or a drain region of the nonvolatile memory device, and a source region or a drain region of the insulated gate field effect transistor. Forming a second impurity layer to be a gate electrode, forming a sidewall insulating layer on at least both side surfaces of the gate electrode, and forming a silicide layer on the surface of the first impurity layer and the second impurity layer. A step of forming a second insulating layer on the entire surface of the memory area and the logic circuit area, a step of polishing the second insulating layer until the stopper layer is exposed, a step of removing the stopper layer, a memory area Patterning the word gate layer in to form a word gate of the non-volatile memory device in the memory region. Process.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。まず、本発明の実施の形
態にかかる製造方法について説明する前に、まず、この
製造方法によって得られる半導体装置について説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, before describing the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, first, a semiconductor device obtained by this manufacturing method will be described.

【0010】図1は、半導体装置のメモリ領域のレイア
ウトを示す平面図である。図2は、本実施の形態に係る
半導体装置の一部分を示す平面図である。図3は、図2
のA−A線に沿った断面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a layout of a memory area of a semiconductor device. FIG. 2 is a plan view showing a part of the semiconductor device according to the present embodiment. FIG. 3 shows FIG.
It is sectional drawing along the AA line of FIG.

【0011】図1〜図3に示す半導体装置は、MONOS型
不揮発性記憶装置(以下、「メモリセル」という)10
0が複数の行および列に格子状に配列されてメモリセル
アレイを構成しているメモリ領域1000と、メモリの
周辺回路などを含むロジック回路領域2000とを含
む。
The semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3 is a MONOS type non-volatile memory device (hereinafter referred to as “memory cell”) 10.
It includes a memory area 1000 in which 0s are arranged in a plurality of rows and columns in a grid pattern to form a memory cell array, and a logic circuit area 2000 including a peripheral circuit of the memory.

【0012】(デバイスの構造)まず、図1を参照しな
がら、メモリ領域1000のレイアウトについて説明す
る。
(Device Structure) First, the layout of the memory area 1000 will be described with reference to FIG.

【0013】図1には、メモリ領域1000の一部であ
る第1のブロックB1と、これに隣り合う第2のブロッ
クB2とが示されている。第1のブロックB1と第2の
ブロックB2との間の一部領域には、素子分離領域30
0が形成されている。各ブロックB1,B2において
は、X方向(行方向)に延びる複数のワード線50(W
L)と、Y方向(列方向)に延びる複数のビット線60
(BL)とが設けられている。一本のワード線50は、
X方向に配列された複数のワードゲート14に接続され
ている。ビット線60は不純物層16,18によって構
成されている。
FIG. 1 shows a first block B1 which is a part of the memory area 1000 and a second block B2 which is adjacent to the first block B1. The element isolation region 30 is formed in a partial region between the first block B1 and the second block B2.
0 is formed. In each of the blocks B1 and B2, a plurality of word lines 50 (W
L) and a plurality of bit lines 60 extending in the Y direction (column direction)
(BL) and are provided. One word line 50 is
It is connected to a plurality of word gates 14 arranged in the X direction. The bit line 60 is composed of the impurity layers 16 and 18.

【0014】第1および第2コントロールゲート20,
30を構成する導電層40は、各不純物層16,18を
囲むように形成されている。すなわち、第1,第2コン
トロールゲート20,30は、それぞれY方向に延びて
おり、1組の第1,第2コントロールゲート20,30
の一方の端部は、X方向に延びる導電層によって互いに
接続されている。また、1組の第1,第2コントロール
ゲート20,30の他方の端部はともに1つの共通コン
タクト部200に接続されている。したがって、各第
1,第2コントロールゲート20,30は、メモリセル
のコントロールゲートの機能と、Y方向に配列された各
コントロールゲートを接続する配線としての機能とを有
する。
First and second control gates 20,
The conductive layer 40 that constitutes 30 is formed so as to surround the impurity layers 16 and 18. That is, the first and second control gates 20 and 30 extend in the Y direction, respectively, and a set of the first and second control gates 20 and 30 is provided.
One ends of the two are connected to each other by a conductive layer extending in the X direction. The other ends of the pair of first and second control gates 20 and 30 are both connected to one common contact portion 200. Therefore, each of the first and second control gates 20 and 30 has a function of a control gate of the memory cell and a function of a wiring connecting the control gates arranged in the Y direction.

【0015】単一のメモリセル100は、1つのワード
ゲート14と、このワードゲート14の両側に形成され
た第1,第2コントロールゲート20,30と、これら
のコントロールゲート20,30の外側であって、半導
体基板内に形成された不純物層16,18とを含む。そ
して、不純物層16,18は、それぞれ隣り合うメモリ
セル100によって共有される。
The single memory cell 100 includes one word gate 14, first and second control gates 20 and 30 formed on both sides of the word gate 14, and outside the control gates 20 and 30. And includes the impurity layers 16 and 18 formed in the semiconductor substrate. The impurity layers 16 and 18 are shared by the memory cells 100 adjacent to each other.

【0016】Y方向に互いに隣り合う不純物層16であ
って、ブロックB1に形成された不純物層16とブロッ
クB2に形成された不純物層16とは、半導体基板内に
形成されたコンタクト用不純物層400によって互いに
電気的に接続されている。このコンタクト用不純物層4
00は、不純物層16に対し、コントロールゲートの共
通コンタクト部200とは反対側に形成される。
Impurity layers 16 adjacent to each other in the Y direction, the impurity layer 16 formed in the block B1 and the impurity layer 16 formed in the block B2, are the impurity layers 400 for contact formed in the semiconductor substrate. Are electrically connected to each other by. This contact impurity layer 4
00 is formed on the side of the impurity layer 16 opposite to the common contact portion 200 of the control gate.

【0017】このコンタクト用不純物層400上には、
コンタクト350が形成されている。不純物層16によ
って構成されたビット線60は、このコンタクト350
によって、上層の配線層に電気的に接続される。
On the contact impurity layer 400,
A contact 350 is formed. The bit line 60 formed of the impurity layer 16 has the contact 350.
Are electrically connected to the upper wiring layer.

【0018】同様に、Y方向に互いに隣り合う2つの不
純物層18は、共通コンタクト部200が配置されてい
ない側において、図示しないコンタクト用不純物層によ
って互いに電気的に接続されている。
Similarly, the two impurity layers 18 adjacent to each other in the Y direction are electrically connected to each other by a contact impurity layer (not shown) on the side where the common contact portion 200 is not arranged.

【0019】図1からわかるように、1つのブロックに
おいて、複数の共通コンタクト部200の平面レイアウ
トは、不純物層16と不純物層18とで交互に異なる側
に形成され、千鳥配置となる。同様に、1つのブロック
において、複数のコンタクト用不純物層400の平面レ
イアウトは、不純物層16と不純物層18とで交互に異
なる側に形成され、千鳥配置となる。
As can be seen from FIG. 1, the planar layout of the plurality of common contact portions 200 in one block is such that the impurity layers 16 and the impurity layers 18 are alternately formed on different sides, and a zigzag arrangement is formed. Similarly, in one block, the planar layout of the plurality of contact impurity layers 400 is formed on the side where the impurity layers 16 and the impurity layers 18 are alternately different, and has a staggered arrangement.

【0020】次に、図2および図3を参照しながら、半
導体装置の平面構造および断面構造について説明する。
メモリ領域1000と隣り合う位置に、例えばメモリの
周辺回路を構成するロジック回路領域2000が形成さ
れている。メモリ領域1000とロジック回路領域20
00とは、素子分離領域300によって電気的に分離さ
れている。メモリ領域1000には、少なくともメモリ
セル100が形成されている。ロジック回路領域200
0には、少なくともロジック回路を構成する絶縁ゲート
電界効果トランジスタ(以下、「MOSトランジスタ」
という)500が形成されている。
Next, the planar structure and cross-sectional structure of the semiconductor device will be described with reference to FIGS.
At a position adjacent to the memory area 1000, for example, a logic circuit area 2000 forming a peripheral circuit of the memory is formed. Memory area 1000 and logic circuit area 20
00 is electrically isolated from the element isolation region 300. At least the memory cell 100 is formed in the memory region 1000. Logic circuit area 200
0 is an insulated gate field effect transistor (hereinafter, referred to as “MOS transistor”) that constitutes at least a logic circuit.
That is) 500 is formed.

【0021】まず、メモリ領域1000について説明す
る。
First, the memory area 1000 will be described.

【0022】メモリセル100は、半導体基板10の上
方に第1ゲート絶縁層12を介して形成されたワードゲ
ート14と、半導体基板10内に形成された、ソース領
域またはドレイン領域を構成する不純物層16,18
と、ワードゲート14の両側に沿ってそれぞれ形成され
た、サイドウォール状の第1および第2のコントロール
ゲート20,30とを含む。また、不純物層16,18
上には、シリサイド層92が形成されている。
The memory cell 100 includes a word gate 14 formed above the semiconductor substrate 10 via a first gate insulating layer 12 and an impurity layer formed in the semiconductor substrate 10 to form a source region or a drain region. 16, 18
And side wall-shaped first and second control gates 20 and 30 formed along both sides of the word gate 14, respectively. In addition, the impurity layers 16 and 18
A silicide layer 92 is formed on the top.

【0023】第1コントロールゲート20は、半導体基
板10の上方に第2ゲート絶縁層22を介して形成さ
れ、かつ、ワードゲート14の一方の側面に対してサイ
ド絶縁層24を介して形成されている。同様に、第2コ
ントロールゲート30は、半導体基板10の上方に第2
ゲート絶縁層22を介して形成され、かつ、ワードゲー
ト14の他方の側面に対してサイド絶縁層24を介して
形成されている。
The first control gate 20 is formed above the semiconductor substrate 10 via the second gate insulating layer 22 and is formed on one side surface of the word gate 14 via the side insulating layer 24. There is. Similarly, the second control gate 30 is provided above the semiconductor substrate 10 with the second control gate 30.
It is formed via the gate insulating layer 22 and is formed on the other side surface of the word gate 14 via the side insulating layer 24.

【0024】第2ゲート絶縁層22およびサイド絶縁層
24は、ONO膜である。具体的には、第2ゲート絶縁
層22およびサイド絶縁層24は、ボトム酸化シリコン
層(第1酸化シリコン層)、窒化シリコン層、トップ酸
化シリコン層(第2酸化シリコン層)の積層膜である。
The second gate insulating layer 22 and the side insulating layer 24 are ONO films. Specifically, the second gate insulating layer 22 and the side insulating layer 24 are laminated films of a bottom silicon oxide layer (first silicon oxide layer), a silicon nitride layer, and a top silicon oxide layer (second silicon oxide layer). .

【0025】第2ゲート絶縁層22の第1酸化シリコン
層は、チャネル領域と電荷蓄積領域との間に電位障壁
(potential barrier)を形成する。第2ゲート絶縁層
22の窒化シリコン層は、キャリア(たとえば電子)を
トラップする電荷蓄積領域として機能する。第2ゲート
絶縁層22の第2酸化シリコン層は、コントロールゲー
トと電荷蓄積領域との間に電位障壁(potential barri
er)を形成する。
The first silicon oxide layer of the second gate insulating layer 22 forms a potential barrier between the channel region and the charge storage region. The silicon nitride layer of the second gate insulating layer 22 functions as a charge storage region that traps carriers (for example, electrons). The second silicon oxide layer of the second gate insulating layer 22 has a potential barrier between the control gate and the charge storage region.
er) is formed.

【0026】サイド絶縁層24は、ワードゲート14
と、コントロールゲート20,30とをそれぞれ電気的
に分離させる。また、サイド絶縁層24の上端は、ワー
ドゲート14と第1,第2コントロールゲート20,3
0とのショートを防ぐために、コントロールゲート2
0,30の上端に比べ、半導体基板10に対して上方に
位置している。
The side insulating layer 24 is the word gate 14.
And the control gates 20 and 30 are electrically separated from each other. In addition, the upper end of the side insulating layer 24 has the word gate 14 and the first and second control gates 20 and 3.
Control gate 2 to prevent short circuit with 0
It is located higher than the upper ends of 0 and 30 with respect to the semiconductor substrate 10.

【0027】サイド絶縁層24と第2ゲート絶縁層22
とは、同一の成膜工程で形成され、それぞれの層構造は
等しくなる。
Side insulating layer 24 and second gate insulating layer 22
And are formed in the same film forming process, and have the same layer structure.

【0028】そして、隣り合うメモリセル100におい
て、隣り合う第1コントロールゲート20と第2コント
ロールゲート30との間には、埋め込み絶縁層70が形
成される。この埋め込み絶縁層70は、少なくともコン
トロールゲート20,30が露出しないようにこれらを
覆っている。具体的には、埋込み絶縁層70の上面は、
サイド絶縁層24の上端より半導体基板10に対して上
方に位置している。埋込み絶縁層70をこのように形成
することで、第1,第2コントロールゲート20,30
と、ワードゲート14およびワード線50との電気的分
離をより確実に行うことができる。
Then, in the adjacent memory cells 100, a buried insulating layer 70 is formed between the adjacent first control gate 20 and second control gate 30. The embedded insulating layer 70 covers at least the control gates 20 and 30 so that they are not exposed. Specifically, the upper surface of the buried insulating layer 70 is
It is located above the upper end of the side insulating layer 24 with respect to the semiconductor substrate 10. By forming the buried insulating layer 70 in this way, the first and second control gates 20 and 30 are formed.
With this, the electrical isolation between the word gate 14 and the word line 50 can be performed more reliably.

【0029】共通コンタクト部200には、コントロー
ルゲート20,30に所定の電位を供給するための導電
層が形成される。共通コンタクト部200は、第1コン
タクト絶縁層212、第2コンタクト絶縁層210、第
1コンタクト導電層214、第2コンタクト導電層23
2、第3コンタクト絶縁層252および第3コンタクト
導電層260から構成されている。
In the common contact part 200, a conductive layer for supplying a predetermined potential to the control gates 20 and 30 is formed. The common contact part 200 includes a first contact insulating layer 212, a second contact insulating layer 210, a first contact conductive layer 214, and a second contact conductive layer 23.
2, a third contact insulating layer 252 and a third contact conductive layer 260.

【0030】第1コンタクト絶縁層212は、第1ゲー
ト絶縁層12と同一の工程で形成される。
The first contact insulating layer 212 is formed in the same process as the first gate insulating layer 12.

【0031】第2コンタクト絶縁層210は、第2ゲー
ト絶縁層22およびサイド絶縁層24と同一の工程で形
成される。従って、第2コンタクト絶縁層210は、第
1酸化シリコン層,窒化シリコン層および第2酸化シリ
コン層の積層体から構成されている。
The second contact insulating layer 210 is formed in the same process as the second gate insulating layer 22 and the side insulating layer 24. Therefore, the second contact insulating layer 210 is composed of a laminated body of the first silicon oxide layer, the silicon nitride layer, and the second silicon oxide layer.

【0032】第1コンタクト導電層214は、ワードゲ
ート14と同一の工程で形成される。第1コンタクト導
電層214は、第2コンタクト絶縁層210の外側に形
成されている。
The first contact conductive layer 214 is formed in the same process as the word gate 14. The first contact conductive layer 214 is formed outside the second contact insulating layer 210.

【0033】第2コンタクト導電層232は、第2コン
タクト絶縁層210の内側に形成されている。第2コン
タクト導電層232は、第1,第2コントロールゲート
20,30の形成と同一の工程によって、これらのコン
トロールゲート20,30と連続するように形成され
る。従って、第2コンタクト導電層232と、コントロ
ールゲート20,30とは、同一の材質で形成されてい
る。
The second contact conductive layer 232 is formed inside the second contact insulating layer 210. The second contact conductive layer 232 is formed so as to be continuous with the control gates 20 and 30 by the same process as the formation of the first and second control gates 20 and 30. Therefore, the second contact conductive layer 232 and the control gates 20 and 30 are made of the same material.

【0034】第3コンタクト絶縁層252は、第2コン
タクト導電層232の内側に形成されている。第3コン
タクト絶縁層252は、サイドウォール絶縁層152と
同一の工程によって形成される。
The third contact insulating layer 252 is formed inside the second contact conductive layer 232. The third contact insulating layer 252 is formed by the same process as the sidewall insulating layer 152.

【0035】第3コンタクト導電層260は、ワード線
50と同一の工程で形成され、第1コンタクト導電層2
14と第2コンタクト導電層232とに接続されてい
る。
The third contact conductive layer 260 is formed in the same process as the word line 50, and the first contact conductive layer 2 is formed.
14 and the second contact conductive layer 232.

【0036】ロジック回路領域2000においては、M
OSトランジスタ500が形成されている。MOSトラ
ンジスタ500は、半導体基板10の上方に第3ゲート
絶縁層122を介して形成されたゲート電極142と、
半導体基板10内に形成されたソース領域またはドレイ
ン領域を構成する不純物層162,182と、ゲート電
極142の両側面に沿ってそれぞれ形成されたサイドウ
ォール絶縁層152とを含む。さらに、不純物層16
2,182の上面には、シリサイド層192が形成され
ている。ゲート電極142の上面には、マスク絶縁層1
50が形成されている。
In the logic circuit area 2000, M
The OS transistor 500 is formed. The MOS transistor 500 includes a gate electrode 142 formed above the semiconductor substrate 10 with a third gate insulating layer 122 interposed therebetween.
Impurity layers 162 and 182 forming a source region or a drain region formed in the semiconductor substrate 10 and sidewall insulating layers 152 formed along both side surfaces of the gate electrode 142 are included. Further, the impurity layer 16
A silicide layer 192 is formed on the upper surfaces of the layers 2 and 182. The mask insulating layer 1 is formed on the upper surface of the gate electrode 142.
50 are formed.

【0037】ロジック回路領域2000においては、M
OSトランジスタ500は絶縁層270によって覆われ
ている。この絶縁層270は、埋込み絶縁層70と同一
の工程で形成される。
In the logic circuit area 2000, M
The OS transistor 500 is covered with the insulating layer 270. The insulating layer 270 is formed in the same process as the buried insulating layer 70.

【0038】メモリ領域1000とロジック回路領域2
000との境界領域には、図2および図3に示すよう
に、ワードゲート14およびゲート電極142と同一の
材質からなる境界部140cが形成される。この境界部
140cは、ワードゲート14およびゲート電極142
と同一の成膜工程で形成される。また、境界部140c
の少なくとも一部は、素子分離領域300の上方に形成
される。
Memory area 1000 and logic circuit area 2
2 and 3, a boundary portion 140c made of the same material as that of the word gate 14 and the gate electrode 142 is formed in the boundary region with the gate electrode 000. The boundary portion 140c is formed by the word gate 14 and the gate electrode 142.
It is formed in the same film forming process as that of. Also, the boundary portion 140c
Is formed above the element isolation region 300.

【0039】境界部140cの一方の側面(メモリ領域
1000側)には、コントロールゲート20,30と同
一の材質のサイドウォール状導電層20aが形成されて
いる。このサイドウォール状導電層20aは、Y方向に
延びており、共通コンタクト部200を介して隣り合う
コントロールゲート30と電気的に接続されている。こ
のサイドウォール状導電層20aは、メモリセルのコン
トロールゲートとしては利用されない。しかしながら、
サイドウォール状導電層20aを隣り合うコントロール
ゲート30と電気的に接続させることによって、サイド
ウォール状導電層20aと隣り合うコントロールゲート
30の電気特性を、他のコントロールゲートの電気特性
と等しくすることができる。
A sidewall-shaped conductive layer 20a made of the same material as that of the control gates 20 and 30 is formed on one side surface of the boundary portion 140c (on the side of the memory region 1000). The sidewall-shaped conductive layer 20a extends in the Y direction and is electrically connected to the adjacent control gate 30 via the common contact portion 200. The sidewall-shaped conductive layer 20a is not used as the control gate of the memory cell. However,
By electrically connecting the sidewall-shaped conductive layer 20a to the adjacent control gate 30, it is possible to make the electrical characteristics of the control gate 30 adjacent to the sidewall-shaped conductive layer 20a equal to the electrical characteristics of other control gates. it can.

【0040】また、境界部140cの他の側面(ロジッ
ク回路領域2000側)には、MOSトランジスタ50
0のサイドウォール絶縁層152の形成と同一の工程に
よって形成されたサイドウォール状絶縁層152が形成
されている。
On the other side surface of the boundary portion 140c (on the side of the logic circuit area 2000), the MOS transistor 50 is formed.
The sidewall-shaped insulating layer 152 formed by the same process as the formation of the sidewall insulating layer 152 of 0 is formed.

【0041】メモリセル100およびMOSトランジス
タ500などが形成された半導体基板10上には、層間
絶縁層72が形成されている。そして、層間絶縁層72
には、例えば共通コンタクト部200の第3コンタクト
導電層260に到達するコンタクトホールが形成されて
いる。このコンタクトホール内に、タングステンプラグ
または銅プラグなどの導電層82が充填され、この導電
層82は層間絶縁層72上に形成された配線層80と接
続されている。
An interlayer insulating layer 72 is formed on the semiconductor substrate 10 on which the memory cell 100, the MOS transistor 500, etc. are formed. Then, the interlayer insulating layer 72
A contact hole that reaches the third contact conductive layer 260 of the common contact portion 200 is formed in, for example. A conductive layer 82 such as a tungsten plug or a copper plug is filled in the contact hole, and the conductive layer 82 is connected to the wiring layer 80 formed on the interlayer insulating layer 72.

【0042】(半導体装置の製造方法)次に、図4〜図
14を参照しながら、本実施の形態に係る半導体装置の
製造方法について説明する。各断面図は、図2のA−A
線に沿った部分に対応する。図4〜図14において、図
1〜図3で示す部分と実質的に同一部分には同一符号を
付し、重複する記載は省略する。
(Method of Manufacturing Semiconductor Device) Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Each sectional view is taken along the line AA of FIG.
Corresponds to the part along the line. 4 to 14, parts that are substantially the same as the parts shown in FIGS. 1 to 3 are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

【0043】(1)図4に示すように、まず、半導体基
板10の表面に、トレンチアイソレーション法によって
素子分離領域300を形成する。次いで、イオン注入に
よってコンタクト用不純物層400(図1参照)を半導
体基板10内に形成する。
(1) As shown in FIG. 4, first, the element isolation region 300 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10 by the trench isolation method. Then, a contact impurity layer 400 (see FIG. 1) is formed in the semiconductor substrate 10 by ion implantation.

【0044】次いで、半導体基板10の表面に絶縁層1
20、ドープトポリシリコンからなるゲート層140を
形成する。次いで、ロジック回路領域2000におい
て、マスク絶縁層150を形成する。マスク絶縁層15
0の成膜およびパターニングには、公知の方法を用いる
ことができる。次いで、メモリ領域1000およびロジ
ック回路領域2000において、後のCMP工程におけ
るストッパ層S100を形成する。
Next, the insulating layer 1 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10.
20, a gate layer 140 made of doped polysilicon is formed. Next, in the logic circuit region 2000, the mask insulating layer 150 is formed. Mask insulating layer 15
A known method can be used for forming and patterning 0. Then, in the memory region 1000 and the logic circuit region 2000, a stopper layer S100 in a later CMP process is formed.

【0045】ストッパ層S100としては、たとえば窒
化シリコン層を用いることができる。マスク絶縁層15
0は、少なくともストッパ層S100を除去する工程、
および後の導電層のエッチング工程において、ロジック
回路領域2000のゲート電極を保護するマスクとして
機能する必要がある。そのため、マスク絶縁層150と
しては、ストッパ層S100として窒化シリコン層を用
いた場合には、窒化シリコン層を除去するために用いる
もの、例えば熱りん酸に対して耐性を有する酸化シリコ
ン層を用いることができる。
As the stopper layer S100, for example, a silicon nitride layer can be used. Mask insulating layer 15
0 is a step of removing at least the stopper layer S100,
In addition, it is necessary to function as a mask for protecting the gate electrode of the logic circuit region 2000 in a later etching step of the conductive layer. Therefore, as the mask insulating layer 150, when a silicon nitride layer is used as the stopper layer S100, a material used for removing the silicon nitride layer, for example, a silicon oxide layer having resistance to hot phosphoric acid is used. You can

【0046】(2)次いで、所定のパターンを有するレ
ジスト層(図示しない)を形成する。次いで、このレジ
スト層をマスクとしてストッパ層S100をパターニン
グする。その後、パターニングされたストッパ層S10
0をマスクとして、ゲート層140をエッチングする。
図5に示すように、メモリ領域1000においては、後
のパターニングによってワードゲートとなるワードゲー
ト層140aが形成され、ロジック回路領域2000に
おいては、MOSトランジスタのゲート電極142が形
成される。
(2) Next, a resist layer (not shown) having a predetermined pattern is formed. Next, the stopper layer S100 is patterned using this resist layer as a mask. Then, the patterned stopper layer S10
The gate layer 140 is etched using 0 as a mask.
As shown in FIG. 5, in the memory region 1000, a word gate layer 140a to be a word gate is formed by later patterning, and in the logic circuit region 2000, the gate electrode 142 of the MOS transistor is formed.

【0047】すなわち、この工程では、メモリ領域10
00においては、絶縁層120,ワードゲート層140
aおよびストッパ層S100の積層体が形成され、ロジ
ック回路領域2000においては、絶縁層120,ゲー
ト電極142,マスク絶縁層150およびストッパ層S
100の積層体が形成される。そして、メモリ領域10
00とロジック回路領域2000との境界をなす素子分
離領域300上には、境界部140cおよびストッパ層
S100の積層体が形成される。
That is, in this step, the memory area 10
00, the insulating layer 120 and the word gate layer 140
a and a stopper layer S100 are formed, and in the logic circuit region 2000, the insulating layer 120, the gate electrode 142, the mask insulating layer 150, and the stopper layer S are formed.
100 stacks are formed. Then, the memory area 10
00 and the logic circuit region 2000 form a boundary between the element isolation region 300 and the boundary portion 140c and the stopper layer S100.

【0048】図6に、パターニング後のメモリ領域10
00の平面図を示す。メモリ領域1000では、ゲート
層140およびストッパ層S100の積層体に開口部1
60,180が形成されている。開口部160,180
は、後のイオン注入によって不純物層16,18が形成
される領域にほぼ対応している。そして、後の工程で、
開口部160,180の側面に沿ってサイド絶縁層とコ
ントロールゲートとが形成される。
FIG. 6 shows the memory region 10 after patterning.
00 shows a plan view of 00. In the memory region 1000, the opening 1 is formed in the stacked body of the gate layer 140 and the stopper layer S100.
60 and 180 are formed. Openings 160, 180
Substantially correspond to the regions where the impurity layers 16 and 18 are formed by the subsequent ion implantation. And in a later step,
A side insulating layer and a control gate are formed along the side surfaces of the openings 160 and 180.

【0049】(3)図7に示すように、半導体基板10
上に、ONO膜220を全面的に形成する。ONO膜2
20は、第1酸化シリコン層、窒化シリコン層および第
2酸化シリコン層を順次堆積させることで形成される。
第1酸化シリコン層は、たとえば熱酸化法、CVD法を
用いて成膜することができる。窒化シリコン層は、たと
えばCVD法によって成膜することができる。第2酸化
シリコン層は、CVD法、たとえば高温酸化法(HT
O)を用いて成膜することができる。これらの各層を成
膜した後アニール処理を行い、各層を緻密化することが
好ましい。
(3) As shown in FIG. 7, the semiconductor substrate 10
An ONO film 220 is formed on the entire surface. ONO film 2
20 is formed by sequentially depositing a first silicon oxide layer, a silicon nitride layer, and a second silicon oxide layer.
The first silicon oxide layer can be formed by using, for example, a thermal oxidation method or a CVD method. The silicon nitride layer can be formed by, for example, the CVD method. The second silicon oxide layer is formed by a CVD method such as a high temperature oxidation method (HT
O) can be used to form a film. It is preferable to densify each layer by performing an annealing treatment after forming each of these layers.

【0050】ONO膜220は、後のパターニングによ
って、図3に示すように、コントロールゲート20,3
0のための第2ゲート絶縁層22およびサイド絶縁層2
4、ならびに第2コンタクト絶縁層210を構成する。
The ONO film 220 is formed on the control gates 20 and 3 by the subsequent patterning as shown in FIG.
Second gate insulating layer 22 and side insulating layer 2 for 0
4 and the second contact insulating layer 210.

【0051】(4)図8に示すように、ドープトポリシ
リコン層230を、ONO膜220上に全面的に形成す
る。次いで、共通コンタクト部が形成される領域に、レ
ジスト層R100を形成する。
(4) As shown in FIG. 8, a doped polysilicon layer 230 is entirely formed on the ONO film 220. Then, a resist layer R100 is formed in the region where the common contact portion is formed.

【0052】(5)図9に示すように、ドープトポリシ
リコン層230(図8参照)を異方性エッチングによっ
て全面的にエッチングすることにより、第1および第2
コントロールゲート20,30を構成する導電層40
(図1参照)および第2コンタクト導電層232を形成
する。また、この工程では、境界部140cのメモリ領
域1000側およびロジック回路領域2000側の側面
に、それぞれサイドウォール状の導電層20a,30c
が形成される。さらに、この工程では、ロジック回路領
域2000においてゲート電極142の両側面にそれぞ
れサイドウォール状の導電層20c、30cが形成され
る。
(5) As shown in FIG. 9, the doped polysilicon layer 230 (see FIG. 8) is wholly etched by anisotropic etching to form the first and second layers.
Conductive layer 40 constituting control gates 20 and 30
(See FIG. 1) and the second contact conductive layer 232 are formed. In this step, the sidewall-shaped conductive layers 20a and 30c are formed on the side surfaces of the boundary portion 140c on the memory region 1000 side and the logic circuit region 2000 side, respectively.
Is formed. Further, in this step, sidewall-shaped conductive layers 20c and 30c are formed on both side surfaces of the gate electrode 142 in the logic circuit region 2000, respectively.

【0053】すなわち、この工程では、メモリ領域10
00の開口部160,180(図6参照)の側面に沿っ
て、サイド絶縁層24を介在させた状態で、第2ゲート
絶縁層22上にサイドウォール状のコントロールゲート
20,30が形成される。このとき、コントロールゲー
ト20,30の上端は、ワードゲート層140aの上面
に対し低くなるように形成される。そして、同一の工程
で、レジスト層R100(図8参照)でマスクされた部
分には、コントロールゲート20,30と連続する、第
2コンタクト導電層232が形成される。次いで、レジ
スト層R100を除去する。
That is, in this step, the memory area 10
Side wall-shaped control gates 20 and 30 are formed on the second gate insulating layer 22 along the side surfaces of the openings 160 and 180 (see FIG. 6) of No. 00 with the side insulating layer 24 interposed. . At this time, the upper ends of the control gates 20 and 30 are formed to be lower than the upper surface of the word gate layer 140a. Then, in the same step, a second contact conductive layer 232 that is continuous with the control gates 20 and 30 is formed in the portion masked with the resist layer R100 (see FIG. 8). Then, the resist layer R100 is removed.

【0054】(6)図9に示すように、不純物、たとえ
ばN型不純物を全面的にイオン注入することにより、半
導体基板10内に、メモリ領域1000のソース領域ま
たはドレイン領域を構成する不純物層16,18と、ロ
ジック回路領域2000のソース領域またはドレイン領
域を構成する不純物層162,182とを形成する。
(6) As shown in FIG. 9, an impurity layer 16 forming a source region or a drain region of the memory region 1000 is formed in the semiconductor substrate 10 by ion-implanting impurities such as N-type impurities over the entire surface. , 18 and the impurity layers 162 and 182 forming the source region or the drain region of the logic circuit region 2000 are formed.

【0055】(7)図10に示すように、メモリ領域1
000をレジスト層R200によってマスクし、ロジッ
ク回路領域2000におけるサイドウォール状の導電層
20c,30c(図9参照)を除去する。レジスト層R
200は、その端部が境界部140c上のストッパ層S
100上に位置するように形成される。
(7) As shown in FIG. 10, the memory area 1
000 is masked by the resist layer R200, and the sidewall-shaped conductive layers 20c and 30c (see FIG. 9) in the logic circuit region 2000 are removed. Resist layer R
200 is the stopper layer S whose end is on the boundary 140c.
It is formed to be located on 100.

【0056】(8)図10に示すように、レジスト層R
200によってメモリ領域1000をマスクした状態
で、N型不純物をドープすることにより、ロジック回路
領域2000においてソース領域およびドレイン領域の
エクステンション層161,181が形成される。その
後、レジスト層R200を除去する。
(8) As shown in FIG. 10, the resist layer R
In the logic circuit region 2000, extension layers 161 and 181 of the source region and the drain region are formed by doping N-type impurities with the memory region 1000 masked by 200. Then, the resist layer R200 is removed.

【0057】(9)図11に示すように、メモリ領域1
000およびロジック回路領域2000において、酸化
シリコンまたは窒化酸化シリコンなどの絶縁層250を
全面的に形成する。
(9) As shown in FIG. 11, the memory area 1
000 and the logic circuit region 2000, an insulating layer 250 such as silicon oxide or silicon nitride oxide is entirely formed.

【0058】次いで、図12に示すように、絶縁層25
0(図11参照)を異方性エッチングによって全面的に
エッチングすることにより、ロジック回路領域2000
において、ゲート電極142の両側面にサイドウォール
絶縁層152が形成される。これと共に、境界部140
cのロジック回路領域2000側の側面にサイドウォー
ル絶縁層152が形成され、コントロールゲート20,
30および導電層20a上に絶縁層152aが形成さ
れ、さらに、第3コンタクト絶縁層252が形成され
る。
Next, as shown in FIG. 12, the insulating layer 25
0 (see FIG. 11) is entirely etched by anisotropic etching, so that the logic circuit region 2000
In, the sidewall insulating layers 152 are formed on both side surfaces of the gate electrode 142. Along with this, the boundary portion 140
The side wall insulating layer 152 is formed on the side surface of the logic circuit region 2000 side of the control gate 20,
The insulating layer 152a is formed on the conductive layer 20a and the conductive layer 20a, and the third contact insulating layer 252 is further formed.

【0059】(10)図12に示すように、不純物層1
6,18,162,182の上面にシリサイド層を形成
する。次いで、シリサイド形成用の金属を全面的に堆積
させる。シリサイド形成用の金属とは、例えば、チタン
やコバルトである。その後、不純物層16,18,16
2,182上に形成された金属をシリサイド化反応させ
ることにより、不純物層16,18の上面にシリサイド
層92を形成させ、不純物層162,182の上面にシ
リサイド層192を形成させる。
(10) As shown in FIG. 12, the impurity layer 1
A silicide layer is formed on the upper surface of 6, 18, 162, 182. Then, a metal for forming a silicide is entirely deposited. The metal for forming the silicide is, for example, titanium or cobalt. After that, the impurity layers 16, 18, 16
The silicide layer 92 is formed on the upper surfaces of the impurity layers 16 and 18 and the silicide layer 192 is formed on the upper surfaces of the impurity layers 162 and 182 by performing a silicidation reaction on the metal formed on the impurity layers 162 and 182.

【0060】従って、このシリサイド工程によって、ロ
ジック回路領域2000のMOSトランジスタ500
は、ソース領域またはドレイン領域の表面が自己整合的
にシリサイド化される。また、同一のシリサイド工程に
よって、メモリ領域1000のメモリセル100は、ソ
ース領域またはドレイン領域の表面が自己整合的にシリ
サイド化される。
Therefore, the MOS transistor 500 in the logic circuit region 2000 is formed by this silicidation process.
The surface of the source region or the drain region is silicided in a self-aligned manner. Further, the surface of the source region or the drain region of the memory cell 100 in the memory region 1000 is silicided in a self-aligned manner by the same silicide process.

【0061】以上の工程でMOSトランジスタ500が
形成される。
The MOS transistor 500 is formed through the above steps.

【0062】(11) 次いで、メモリ領域1000お
よびロジック回路領域2000において、酸化シリコ
ン、窒化酸化シリコンなどの絶縁層270(図13参
照)を全面的に形成する。絶縁層270は、ストッパ層
S100を覆うように形成される。
(11) Next, in the memory region 1000 and the logic circuit region 2000, an insulating layer 270 (see FIG. 13) of silicon oxide, silicon nitride oxide or the like is formed over the entire surface. The insulating layer 270 is formed so as to cover the stopper layer S100.

【0063】次いで、図13に示すように、絶縁層27
0をCMP法を用いて、ストッパ層S100が露出する
まで研磨し、絶縁層270を平坦化する。
Next, as shown in FIG. 13, the insulating layer 27
0 is polished by CMP until the stopper layer S100 is exposed to flatten the insulating layer 270.

【0064】ロジック回路領域2000においては、M
OSトランジスタ500は絶縁層270によって覆われ
る。そして、MOSトランジスタ500のゲート電極1
42上には、マスク絶縁層150およびストッパ層S1
00が積層されている。
In the logic circuit area 2000, M
The OS transistor 500 is covered with the insulating layer 270. Then, the gate electrode 1 of the MOS transistor 500
A mask insulating layer 150 and a stopper layer S1 are formed on the layer 42.
00 are stacked.

【0065】また、コントロールゲート20,30をは
さんで対向するサイド絶縁層24,24間には、埋込み
絶縁層70が形成される。この工程によって、第1,第
2コントロールゲート20,30は埋込み絶縁層70に
よって完全に覆われるとともに、第2コンタクト導電層
232が露出する。
Further, a buried insulating layer 70 is formed between the side insulating layers 24, 24 facing each other across the control gates 20, 30. By this step, the first and second control gates 20 and 30 are completely covered with the buried insulating layer 70, and the second contact conductive layer 232 is exposed.

【0066】(12)図14に示すように、ストッパ層
S100(図13参照)をたとえば熱りん酸で除去す
る。その後、メモリ領域1000およびロジック回路領
域2000においてドープドポリシリコン層などの導電
層を形成する。次いで、レジスト層(図示せず)を形成
する。このレジスト層をマスクとして前記導電層をパタ
ーニングすることにより、ワード線50および第3コン
タクト導電層260を形成する。引き続き、同じレジス
ト層をマスクとして、ゲート層140a(図13参照)
のエッチングが行われる。このエッチングにより、ワー
ド線50が上方に形成されないゲート層140aが除去
される。その結果、アレイ状に配列したワードゲート1
4を形成することができる。ゲート層140aの除去領
域は、後に形成されるP型不純物層(素子分離用不純物
層)15の領域と対応する(図2参照)。
(12) As shown in FIG. 14, the stopper layer S100 (see FIG. 13) is removed by, for example, hot phosphoric acid. Then, a conductive layer such as a doped polysilicon layer is formed in the memory region 1000 and the logic circuit region 2000. Then, a resist layer (not shown) is formed. By patterning the conductive layer using the resist layer as a mask, the word line 50 and the third contact conductive layer 260 are formed. Then, using the same resist layer as a mask, the gate layer 140a (see FIG. 13)
Etching is performed. By this etching, the gate layer 140a on which the word line 50 is not formed is removed. As a result, word gates 1 arranged in an array
4 can be formed. The removed region of the gate layer 140a corresponds to the region of the P-type impurity layer (element isolation impurity layer) 15 to be formed later (see FIG. 2).

【0067】尚、このエッチング工程では、第1,第2
のコントロールゲート20、30をなす導電層40は、
埋込み絶縁層70で覆われているために、エッチングさ
れずに残る。また、ロジック回路領域2000のMOS
トランジスタ500は、絶縁層270によって完全に覆
われているため、このエッチングによって影響を受ける
ことは無い。
In this etching process, the first and second
The conductive layer 40 forming the control gates 20 and 30 of
Since it is covered with the buried insulating layer 70, it remains without being etched. In addition, the MOS of the logic circuit area 2000
Since the transistor 500 is completely covered by the insulating layer 270, it is not affected by this etching.

【0068】次いで、P型不純物を半導体基板10に全
面的にドープする。これにより、Y方向におけるワード
ゲート14の相互間の領域にP型不純物層(素子分離用
不純物層)15(図2参照)が形成される。このP型不
純物層15によって、不揮発性半導体記憶装置100相
互の素子分離がより確実に行われる。
Next, the semiconductor substrate 10 is entirely doped with P-type impurities. As a result, a P-type impurity layer (element isolation impurity layer) 15 (see FIG. 2) is formed in the region between the word gates 14 in the Y direction. The P-type impurity layer 15 ensures element isolation between the nonvolatile semiconductor memory devices 100.

【0069】(13)次いで、第1層目の層間絶縁層を
形成した後、公知の方法でコンタクトホールを形成し、
コンタクトホール内の導電層および配線層を形成でき
る。例えば、図3に示すように、層間絶縁層72にコン
タクトホールを形成した後、共通コンタクト部200と
接続された導電層82および配線層80を形成する。こ
の工程では、ロジック回路領域2000においても同様
にコンタクト部および配線層を形成することができる。
(13) Next, after forming a first interlayer insulating layer, a contact hole is formed by a known method,
A conductive layer and a wiring layer in the contact hole can be formed. For example, as shown in FIG. 3, after forming a contact hole in the interlayer insulating layer 72, the conductive layer 82 and the wiring layer 80 connected to the common contact portion 200 are formed. In this step, the contact portion and the wiring layer can be formed in the logic circuit region 2000 as well.

【0070】以上の工程により、図1、図2および図3
に示す半導体装置を製造することができる。
Through the above steps, FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
The semiconductor device shown in can be manufactured.

【0071】この製造方法による利点は以下の通りであ
る。
The advantages of this manufacturing method are as follows.

【0072】第1に、前記(2)の工程によって、後に
メモリセル100のワードゲート14となるワードゲー
ト層140aと、MOSトランジスタ500のゲート電
極142とを同一の工程で形成することができる。
First, by the step (2), the word gate layer 140a which will later become the word gate 14 of the memory cell 100 and the gate electrode 142 of the MOS transistor 500 can be formed in the same step.

【0073】第2に、前記(6)の工程によって、メモ
リセル100のソース領域またはドレイン領域16,1
8と、MOSトランジスタ500のソース領域またはド
レイン領域162,182とを同一の工程で形成するこ
とができる。
Second, the source or drain regions 16 and 1 of the memory cell 100 are processed by the process (6).
8 and the source region or drain region 162, 182 of the MOS transistor 500 can be formed in the same step.

【0074】第3に、前記(10)の工程によって、メ
モリセル100のソース領域またはドレイン領域16,
18の上に形成されるシリサイド層92と、MOSトラ
ンジスタ500のソース領域またはドレイン領域16
2,182との上に形成されるシリサイド層192とを
同一の工程で形成することができる。
Third, the source region or drain region 16 of the memory cell 100,
18 and the source or drain region 16 of the MOS transistor 500.
The silicide layer 192 formed on the layers 2, 182 can be formed in the same step.

【0075】以上、本発明の一実施の形態について述べ
たが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨の範囲
内で種々の態様をとりうる。たとえば、上記実施の形態
では、半導体層としてバルク状の半導体基板を用いた
が、SOI基板の半導体層を用いてもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and can take various forms within the scope of the gist of the present invention. For example, although a bulk semiconductor substrate is used as the semiconductor layer in the above embodiment, a semiconductor layer of an SOI substrate may be used.

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

【図1】本発明の実施の形態にかかる半導体装置のメモ
リ領域のレイアウトを模式的に示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a layout of a memory region of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態にかかる半導体装置の要部
を模式的に示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a main part of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A線に沿った部分を模式的に示す断
面図である。
3 is a cross-sectional view schematically showing a portion taken along the line AA of FIG.

【図4】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図5】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の一
工程を示す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3. FIG.

【図6】図5に示す半導体装置の製造方法の一工程を示
す平面図である。
6 is a plan view showing a step of the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図7】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の一
工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図8】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の一
工程を示す断面図である。
8 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3. FIG.

【図9】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の一
工程を示す断面図である。
9 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3. FIG.

【図10】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の
一工程を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3. FIG.

【図11】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の
一工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図12】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の
一工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図13】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の
一工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図14】図1から図3に示す半導体装置の製造方法の
一工程を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 1 to 3.

【図15】公知のMONOS型メモリセルを示す断面図であ
る。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a known MONOS type memory cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体基板 12 第1ゲート絶縁層 14 ワードゲート 16,18 不純物層 20 第1コントロールゲート 22 第2ゲート絶縁層 24 サイド絶縁層 30 第2コントロールゲート 50 ワード線 60 ビット線 70 埋込み絶縁層 72 層間絶縁層 80 配線層 100 不揮発性記憶装置(メモリセル) 120 絶縁層 122 第3ゲート絶縁層 140 ゲート層 140a ワードゲート層 142 ゲート電極 150 マスク絶縁層 160,180 開口部 162,182 不純物層 200 共通コンタクト部 210 第2コンタクト絶縁層 212 第1コンタクト絶縁層 214 第1コンタクト導電層 220 ONO膜 230 ドープドポリシリコン層 232 第2コンタクト導電層 252 第3絶縁層 260 第3コンタクト導電層 270 絶縁層 300 素子分離領域 400 コンタクト用不純物層 500 MOSトランジスタ S100 ストッパ層 R100、R200 レジスト層 1000 メモリ領域 2000 ロジック回路領域 10 Semiconductor substrate 12 First gate insulating layer 14 word gate 16,18 Impurity layer 20 First control gate 22 Second gate insulating layer 24 Side insulation layer 30 Second control gate 50 word lines 60 bit line 70 Embedded insulation layer 72 Interlayer insulation layer 80 wiring layers 100 non-volatile memory device (memory cell) 120 insulating layer 122 third gate insulating layer 140 gate layer 140a word gate layer 142 gate electrode 150 mask insulation layer 160,180 openings 162,182 Impurity layer 200 Common contact part 210 Second contact insulating layer 212 First contact insulating layer 214 first contact conductive layer 220 ONO film 230 doped polysilicon layer 232 Second contact conductive layer 252 Third insulating layer 260 Third contact conductive layer 270 insulating layer 300 element isolation region 400 Contact impurity layer 500 MOS transistor S100 stopper layer R100, R200 resist layer 1000 memory area 2000 Logic circuit area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蝦名 昭彦 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 井上 晋 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 5F083 EP18 EP22 EP28 EP30 EP44 EP49 JA04 JA35 JA39 MA06 MA16 PR40 PR42 PR43 PR45 PR52 PR53 PR54 PR55 ZA05 ZA06 5F101 BA45 BB03 BB04 BB10 BD10 BD22 BD27 BD35 BH14 BH19 BH21    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akihiko Ebina             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation (72) Inventor Shin Inoue             Seiko, 3-3-3 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture             -In Epson Corporation F term (reference) 5F083 EP18 EP22 EP28 EP30 EP44                       EP49 JA04 JA35 JA39 MA06                       MA16 PR40 PR42 PR43 PR45                       PR52 PR53 PR54 PR55 ZA05                       ZA06                 5F101 BA45 BB03 BB04 BB10 BD10                       BD22 BD27 BD35 BH14 BH19                       BH21

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不揮発性記憶装置を含むメモリ領域と、
該不揮発性記憶装置の周辺回路を含むロジック回路領域
とを含む半導体装置の製造方法であって、以下の工程を
この順序で含む、半導体装置の製造方法。半導体層の上
方に第1絶縁層を形成する工程、 前記第1絶縁層の上方に第1導電層を形成する工程、 前記ロジック回路領域内の前記第1導電層の上方にマス
ク絶縁層を形成する工程、 前記第1導電層と前記マスク絶縁層との上方にストッパ
層を形成する工程、 前記ストッパ層と前記マスク絶縁層と前記第1導電層と
を選択的にエッチングして、前記メモリ領域内にワード
ゲート層を形成し、かつ、前記ロジック回路領域内に絶
縁ゲート電界効果トランジスタのゲート電極を形成する
工程、 前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面にON
O膜を形成する工程、 前記ONO膜の上方に第2導電層を形成する工程、 前記第2導電層を異方性エッチングすることにより、少
なくとも前記メモリ領域内の前記ワードゲート層の両側
面に、前記ONO膜を介してサイドウォール状のコント
ロールゲートを形成する工程、 前記不揮発性記憶装置のソース領域またはドレイン領域
となる第1不純物層と、前記絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタのソース領域またはドレイン領域となる第2不純
物層とを形成する工程、 少なくとも前記ゲート電極の両側面にサイドウォール絶
縁層を形成する工程、 前記第1不純物層と前記第2不純物層との表面にシリサ
イド層を形成する工程、 前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面に第2
絶縁層を形成する工程、 前記ストッパ層が露出するまで前記第2絶縁層を研磨す
る工程、 前記ストッパ層を除去する工程、 前記メモリ領域内の前記ワードゲート層をパターニング
して、該メモリ領域内に前記不揮発性記憶装置のワード
ゲートを形成する工程。
1. A memory area including a non-volatile memory device,
A method of manufacturing a semiconductor device including a logic circuit region including a peripheral circuit of the nonvolatile memory device, the method including the following steps in this order. Forming a first insulating layer above the semiconductor layer; forming a first conductive layer above the first insulating layer; forming a mask insulating layer above the first conductive layer in the logic circuit region Forming a stopper layer above the first conductive layer and the mask insulating layer; selectively etching the stopper layer, the mask insulating layer, and the first conductive layer to form the memory region. Forming a word gate layer therein and forming a gate electrode of an insulated gate field effect transistor in the logic circuit region; turning on the entire surface of the memory region and the logic circuit region
Forming an O film, forming a second conductive layer above the ONO film, and anisotropically etching the second conductive layer so that at least both side surfaces of the word gate layer in the memory region are formed. Forming a sidewall-shaped control gate via the ONO film, a first impurity layer to be a source region or a drain region of the nonvolatile memory device, and a source region or a drain region of the insulated gate field effect transistor. A step of forming a second impurity layer that is formed of, a step of forming a sidewall insulating layer on at least both side surfaces of the gate electrode, a step of forming a silicide layer on a surface of the first impurity layer and the second impurity layer, A second surface is formed on the entire surface of the memory area and the logic circuit area.
Forming an insulating layer, polishing the second insulating layer until the stopper layer is exposed, removing the stopper layer, patterning the word gate layer in the memory region, and then in the memory region Forming a word gate of the non-volatile memory device.
【請求項2】 不揮発性記憶装置を含むメモリ領域と、
該不揮発性記憶装置の周辺回路を含むロジック回路領域
とを含む半導体装置の製造方法であって、以下の工程を
この順序で含む、半導体装置の製造方法。半導体層の上
方に第1絶縁層を形成する工程、 前記第1絶縁層の上方に第1導電層を形成する工程、 前記ロジック回路領域内の前記第1導電層の上方にマス
ク絶縁層を形成する工程、 前記第1導電層と前記マスク絶縁層との上方にストッパ
層を形成する工程、 前記ストッパ層と前記マスク絶縁層と前記第1導電層と
を選択的にエッチングして、前記メモリ領域内にワード
ゲート層を形成し、かつ、前記ロジック回路領域内に絶
縁ゲート電界効果トランジスタのゲート電極を形成する
工程、 前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面にON
O膜を形成する工程、前記ONO膜の上方に第2導電層
を形成する工程、 前記第2導電層を異方性エッチングすることにより、前
記ワードゲートと前記ゲート電極との両側面に、前記O
NO膜を介して前記第2導電層を残存させる工程、 前記不揮発性記憶装置のソース領域またはドレイン領域
となる第1不純物層と、前記絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタのソース領域またはドレイン領域となる第2不純
物層とを形成する工程、 前記ゲート電極の両側面に残存させられた前記第2導電
層を除去する工程、 前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面に第2
絶縁層を形成する工程、 前記前記第1不純物層と前記第2不純物層との一部は露
出し、かつ、前記メモリ領域内に残存させられた前記第
2導電層は露出しないように、前記第2絶縁層を除去す
る工程、 前記第1不純物層と前記第2不純物層との表面にシリサ
イド層を形成する工程、 前記メモリ領域と前記ロジック回路領域との全面に第3
絶縁層を形成する工程、 前記ストッパ層が露出するまで前記第3絶縁層を研磨す
る工程、 前記ストッパ層を除去する工程、 前記メモリ領域内の前記ワードゲート層をパターニング
して、該メモリ領域内に前記不揮発性記憶装置のワード
ゲートを形成する工程。
2. A memory area including a non-volatile storage device,
A method of manufacturing a semiconductor device including a logic circuit region including a peripheral circuit of the nonvolatile memory device, the method including the following steps in this order. Forming a first insulating layer above the semiconductor layer; forming a first conductive layer above the first insulating layer; forming a mask insulating layer above the first conductive layer in the logic circuit region Forming a stopper layer above the first conductive layer and the mask insulating layer; selectively etching the stopper layer, the mask insulating layer, and the first conductive layer to form the memory region. Forming a word gate layer therein and forming a gate electrode of an insulated gate field effect transistor in the logic circuit region; turning on the entire surface of the memory region and the logic circuit region
Forming an O film, forming a second conductive layer above the ONO film, and anisotropically etching the second conductive layer to form the second conductive layer on both side surfaces of the word gate and the gate electrode. O
Leaving the second conductive layer via an NO film, a first impurity layer to be a source region or a drain region of the nonvolatile memory device, and a second impurity layer to be a source region or a drain region of the insulated gate field effect transistor. A step of forming an impurity layer, a step of removing the second conductive layer left on both side surfaces of the gate electrode, a step of forming a second layer on the entire surface of the memory region and the logic circuit region.
A step of forming an insulating layer, wherein the first impurity layer and the second impurity layer are partially exposed and the second conductive layer left in the memory region is not exposed. Removing the second insulating layer, forming a silicide layer on the surfaces of the first impurity layer and the second impurity layer, and forming a third layer on the entire surface of the memory region and the logic circuit region.
Forming an insulating layer, polishing the third insulating layer until the stopper layer is exposed, removing the stopper layer, patterning the word gate layer in the memory region, and then in the memory region Forming a word gate of the non-volatile memory device.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記ワードゲートを形成した後に、さらに前記第1不純
物層の延在方向に隣り合う前記ワードゲートの相互間に
素子分離用不純物層を形成する工程。
3. The process according to claim 1, wherein after forming the word gate, an element isolation impurity layer is further formed between the word gates adjacent to each other in the extending direction of the first impurity layer.
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