JP2005116582A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2005116582A
JP2005116582A JP2003345191A JP2003345191A JP2005116582A JP 2005116582 A JP2005116582 A JP 2005116582A JP 2003345191 A JP2003345191 A JP 2003345191A JP 2003345191 A JP2003345191 A JP 2003345191A JP 2005116582 A JP2005116582 A JP 2005116582A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
insulating film
semiconductor device
film
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003345191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Maekawa
径一 前川
Shiro Kanbara
史朗 蒲原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Technology Corp filed Critical Renesas Technology Corp
Priority to JP2003345191A priority Critical patent/JP2005116582A/en
Publication of JP2005116582A publication Critical patent/JP2005116582A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can be reduced in prominent leakage current when the gate length of a MONOS transistor is shortened and can also be reduced in incorrect erasion (disturbing), and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: In a nonvolatile memory cell which includes a MONOS transistor Q<SB>1</SB>for memory and a MIS transistor Q<SB>2</SB>for cell selection, a nitrogen introduced region 20 wherein nitrogen is introduced is formed in alignment with the gate electrode 8 of the MONOS transistor Q<SB>1</SB>. In other words, the nitrogen introduced region 20 wherein nitrogen is introduced is formed at least below the end of the gate electrode 8. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、書き換え可能な不揮発性半導体記憶装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to a rewritable nonvolatile semiconductor memory device and a technique effective when applied to the manufacturing technique.

従来、MOS(Metal Oxide Semiconductor)型トランジスタにおいて、ホットキャリアの注入によるゲート絶縁膜の劣化を防止する技術として、ゲート絶縁膜あるいはドレイン領域などに窒素を注入する技術が開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開平10−079506号公報(第4頁〜第5頁、図3〜図6) 特開2000−004019号公報(第12頁〜第13頁、図1)
Conventionally, in a MOS (Metal Oxide Semiconductor) type transistor, as a technique for preventing deterioration of a gate insulating film due to hot carrier injection, a technique for injecting nitrogen into a gate insulating film or a drain region has been disclosed (for example, a patent). Reference 1 and Patent Reference 2).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-079506 (pages 4 to 5, FIGS. 3 to 6) JP 2000-004019 A (pages 12 to 13, FIG. 1)

近年、不揮発性半導体記憶装置としてMONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)型トランジスタを使用したものがある。この不揮発性半導体記憶装置の記憶部は、メモリセルが2次元状に多数配列した構造をしており、2次元状に配列したメモリセルは、ワード線やビット線を介して互いに接続されている。各メモリセルには、例えばメモリ用のMONOS型トランジスタとメモリセルを選択する選択用のMIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタが形成されている。   In recent years, there is a nonvolatile semiconductor memory device using a MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor) type transistor. The storage unit of this nonvolatile semiconductor memory device has a structure in which a large number of memory cells are arranged two-dimensionally, and the two-dimensionally arranged memory cells are connected to each other via word lines and bit lines. . In each memory cell, for example, a MONOS type transistor for memory and a MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor for selection for selecting the memory cell are formed.

このようなメモリセルに対して書き込み動作、消去動作または読み取り動作をする場合、動作対象となるメモリセルの選択用MISトランジスタをオン状態にして、メモリセルを選択する。そして、選択したメモリセル内にあるMONOS型トランジスタのソース領域、ドレイン領域およびゲート電極などに設定電圧を印加することにより、目的とする動作を行なう。   When a write operation, an erase operation, or a read operation is performed on such a memory cell, the memory cell selection MIS transistor is turned on to select the memory cell. Then, a target operation is performed by applying a set voltage to the source region, drain region, and gate electrode of the MONOS transistor in the selected memory cell.

このとき、選択されたメモリセル以外の非選択メモリセルにおいても、ワード線あるいはビット線などを介して所定の電圧が印加される。この場合、所定の電圧印加によって生ずる電位差から、例えば非選択メモリセル内のMONOS型トランジスタのソース領域と半導体基板との間で形成されるpn接合部に大きなリーク電流が発生するという問題点がある。このようなリーク電流はゲート長やサイドウォール長等の横方向スケーリングが進むと増大し、不揮発性半導体記憶装置の性能劣化や信頼性の低下を招く。   At this time, a predetermined voltage is applied to a non-selected memory cell other than the selected memory cell via a word line or a bit line. In this case, there is a problem that a large leak current is generated in a pn junction formed between the source region of the MONOS transistor in the non-selected memory cell and the semiconductor substrate, for example, due to a potential difference caused by application of a predetermined voltage. . Such a leakage current increases as the lateral scaling of the gate length, the sidewall length, and the like proceeds, leading to performance degradation and reliability degradation of the nonvolatile semiconductor memory device.

また、MONOS型トランジスタへ書き込みが行われた状態(電荷蓄積層に電子が蓄積された状態)の非選択メモリセルにおいては、半導体基板表面近くのpn接合部で誘起されたエネルギーの高いホットホールがゲート絶縁膜をトンネルして電荷蓄積層に注入され、ディスターブと呼ばれるデータ保持特性の劣化が生ずるという問題点がある。このようなディスターブはゲート長やサイドウォール長等の横方向スケーリングが進むにつれて起こりやすくなる。   In a non-selected memory cell in a state where writing is performed to the MONOS transistor (a state where electrons are stored in the charge storage layer), hot holes with high energy induced at the pn junction near the surface of the semiconductor substrate are formed. There is a problem in that data retention characteristics called “disturb” are deteriorated by tunneling through the gate insulating film and injected into the charge storage layer. Such disturbance is likely to occur as the lateral scaling of the gate length, sidewall length, etc. proceeds.

本発明の目的は、MONOS型トランジスタのゲート長やサイドウォール長等の横方向スケーリングを進めた場合に顕著に現れるリーク電流を低減できる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can reduce a leakage current that appears remarkably when lateral scaling such as the gate length and sidewall length of a MONOS transistor is advanced.

また、本発明の他の目的は、MONOS型トランジスタのゲート長やサイドウォール長等の横方向スケーリングを進めた場合に顕著に現れるディスターブを低減できる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can reduce the disturbance that appears conspicuously when lateral scaling such as the gate length and sidewall length of the MONOS transistor is advanced.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本発明の半導体装置は、(a)半導体基板上に形成された第1絶縁膜と、(b)前記第1絶縁膜上に形成された電荷蓄積層と、(c)前記電荷蓄積層上に形成された第1導電体層と、(d)前記半導体基板に形成された第1不純物領域と、(e)前記半導体基板に形成された窒素導入領域とを有するものである。   The semiconductor device of the present invention includes: (a) a first insulating film formed on a semiconductor substrate; (b) a charge storage layer formed on the first insulating film; and (c) on the charge storage layer. A first conductor layer formed; (d) a first impurity region formed in the semiconductor substrate; and (e) a nitrogen introduction region formed in the semiconductor substrate.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、(a)前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、(b)前記第1絶縁膜上に電荷蓄積層を形成する工程と、(c)前記電荷蓄積層上に第1導電体層を形成する工程と、(d)前記半導体基板にイオン注入により窒素を導入して窒素導入領域を形成する工程と、(e)前記半導体基板にイオン注入により不純物を導入して第1不純物領域を形成する工程とを有するものである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: (a) a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate; (b) a step of forming a charge storage layer on the first insulating film; c) forming a first conductor layer on the charge storage layer; (d) introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation to form a nitrogen introduction region; and (e) forming the semiconductor substrate on the semiconductor substrate. And forming a first impurity region by introducing impurities by ion implantation.

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.

半導体装置のリーク電流を低減できる。また、ディスターブの発生を抑制できる。   The leakage current of the semiconductor device can be reduced. Moreover, the occurrence of disturbance can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
本実施の形態1は、メモリ用のMONOS型トランジスタ(MIS型トランジスタの一例)とセルを選択するMIS型トランジスタよりなる不揮発性メモリセルを、半導体基板上に複数備える半導体装置およびその製造方法に本発明を適用したものである。
(Embodiment 1)
The first embodiment relates to a semiconductor device including a plurality of non-volatile memory cells each including a MONOS transistor for memory (an example of a MIS transistor) and a MIS transistor for selecting a cell on a semiconductor substrate, and a manufacturing method thereof. The invention is applied.

本実施の形態1における半導体装置について、図面を参照しながら説明する。まず、特定のメモリセルを選択して書き込み動作をする場合、選択しなかったメモリセルにおいても、所定の電圧(ストレス)が印加されることについて説明する。   The semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. First, when a specific memory cell is selected and a write operation is performed, it will be described that a predetermined voltage (stress) is applied to a memory cell that is not selected.

図1は、2次元状に配列されたメモリセルC1-1〜C2-4を示した回路構成図である。図1において、メモリセルC1-1は、メモリ用のMONOS型トランジスタTr1aおよびセル選択用のMIS型トランジスタTr2aより構成されている。同様にして、各メモリセルC1-2〜C2-4は、それぞれメモリ用のMONOS型トランジスタTr1b〜Tr1hとセル選択用のMIS型トランジスタTr2b〜Tr2hより構成されている。 Figure 1 is a circuit diagram showing a memory cell C 1-1 -C 2-4 which are arranged two-dimensionally. In Figure 1, a memory cell C 1-1 is composed of a MIS transistor Tr2a for MONOS type transistors Tr1a and cell selection for memory. Similarly, each of the memory cells C1-2 to C2-4 includes a MONOS transistor Tr1b to Tr1h for memory and a MIS transistor Tr2b to Tr2h for cell selection.

同じ行に配列されたメモリセルC1-1〜C1-4において、各MONOS型トランジスタTr1a〜Tr1dのゲート電極は、一本の信号線(ワード線)WL2で接続されており、MIS型トランジスタTr2a〜Tr2dのゲート電極も一本の信号線(ワード線)WL1で接続されている。同様に、同じ行に配列されたメモリセルC2-1〜C2-4において、MONOS型トランジスタTr1e〜Tr1hのゲート電極も、一本の信号線WL4で接続されており、MIS型トランジスタTr2e〜Tr2hのゲート電極も一本の信号線WL3で接続されている。 In the memory cell C 1-1 -C 1-4 arranged in the same row, the gate electrode of each of the MONOS transistor Tr1a~Tr1d are connected by one signal line (word line) WL2, MIS-type transistor The gate electrodes of Tr2a to Tr2d are also connected by a single signal line (word line) WL1. Similarly, in the memory cells C 2-1 to C 2-4 arranged in the same row, the gate electrodes of the MONOS transistors Tr1e to Tr1h are also connected by one signal line WL4, and the MIS transistors Tr2e to Tr2e are connected. The gate electrode of Tr2h is also connected by one signal line WL3.

次に、同じ列に配列されたメモリセルC1-1とメモリセルC2-1において、それぞれのソース領域は、互いに一本の信号線SL1で接続されており、それぞれのドレイン領域も互いに一本の信号線DL1で接続されている。同様に、同じ列に配列されたメモリセルC1-2とメモリセルC2-2については、信号線SL2によって互いのソース領域が接続されており、信号線DL2によって互いのドレイン領域が接続されている。また、メモリセルC1-3とメモリセルC2-3においては、信号線SL3によって互いのソース領域が接続され、信号線DL3によって互いのドレイン領域が接続されており、メモリセルC1-4とメモリセルC2-4については、信号線SL4によって互いのソース領域が接続され、信号線DL4によって互いのドレイン領域が接続されている。 Then, in the memory cell C 1-1 and the memory cell C 2-1 arranged in the same column, each of the source regions is connected by one signal line SL1 mutually, respective drain region to each other one The signal lines DL1 are connected. Similarly, the memory cells C 1-2 and the memory cell C 2-2 arranged in the same column are connected to the source region of each other by a signal line SL2, the signal line DL2 to each other of the drain region is connected ing. Further, in the memory cell C 1-3 and the memory cell C 2-3, by a signal line SL3 is connected the source region of one another, are connected to each other in the drain region by a signal line DL3, the memory cell C 1-4 And the memory cell C 2-4 have their source regions connected by a signal line SL4 and their drain regions connected by a signal line DL4.

メモリセルC1-1、メモリセルC1-2、メモリセルC2-1およびメモリセルC2-2は、同一のウェル上に形成されており、このウェルには、信号線K1によって電圧が印加されるようになっている。また、メモリセルC1-3、メモリセルC1-4、メモリセルC2-3およびメモリセルC2-4は、同一のウェル上に形成されており、このウェルには、信号線K2によって電圧が印加されるようになっている。 The memory cell C 1-1 , the memory cell C 1-2 , the memory cell C 2-1 and the memory cell C 2-2 are formed on the same well, and a voltage is applied to the well by the signal line K1. It is to be applied. Further, the memory cell C 1-3 , the memory cell C 1-4 , the memory cell C 2-3, and the memory cell C 2-4 are formed on the same well, and the well is connected to the well by the signal line K2. A voltage is applied.

このように構成されたメモリセルC1-1〜C2-4において、メモリセルC1-1を選択して書き込み動作を行なう場合の一例について図1を参照しながら説明する。図1に示すように、メモリセルC1-1を選択するためには、信号線WL1に1.5Vを印加する。また、信号線WL2にも1.5Vを印加し、信号線SL1、DL1およびK1に−10.5Vを印加する。このとき、メモリセルC1-1(選択セル)内のMONOS型トランジスタTr1aのソース領域とゲート電極間には、ゲート電極側を正とすると12.0Vの電位差が発生している。このような高電位差が発生している場合、ソース領域内にある電子が、MONOS型トランジスタTr1aのゲート絶縁膜をトンネルして電荷蓄積層中に注入され、書き込み動作が行なわれる。このとき、信号線WL1に接続されている他のメモリセルC1-2、C1-3、C1-4(書き込みを行なわない非選択セル)のソース領域およびドレイン領域にも信号線SL2〜SL4、信号線DL2〜DL4を介して所定の電圧が印加されているが、ソース領域(あるいはドレイン領域)と信号線WL1との電位差は、書き込みを行なうメモリセルC1-1におけるソース領域(あるいはドレイン領域)と信号線WL1との電位差12Vに比べ、いずれも低くなっている。 In such a memory cell C 1-1 -C 2-4 constructed in, with reference to FIG. 1 will be described an example of the case where by selecting the memory cell C 1-1 performs a write operation. As shown in FIG. 1, in order to select the memory cell C 1-1 applies a 1.5V to signal line WL1. Further, 1.5 V is applied to the signal line WL2, and -10.5 V is applied to the signal lines SL1, DL1, and K1. At this time, a potential difference of 12.0 V is generated between the source region of the MONOS transistor Tr1a in the memory cell C 1-1 (selected cell) and the gate electrode when the gate electrode side is positive. When such a high potential difference occurs, electrons in the source region are injected into the charge storage layer through the gate insulating film of the MONOS transistor Tr1a, and a write operation is performed. At this time, other memory cells C 1-2 which is connected to the signal line WL1, C 1-3, signal lines to the source and drain regions of the C 1-4 (non-selected cells not written) SL2~ SL4, but via a signal line DL2~DL4 predetermined voltage is applied, the potential difference between the source region (or drain region) and the signal line WL1, a source region of the memory cell C 1-1 of writing (or Both are lower than the potential difference 12V between the drain region) and the signal line WL1.

一方、メモリセルC2-3、C2-4では、これらのセルが非選択状態になるように、信号線WL3に0Vが印加されている。さらに、メモリセルC2-3、C2-4内のMONOS型トランジスタTr1g、Tr1hのソース領域には、信号線SL3や信号線SL4により1.5Vが印加され、ウェルには、信号線K2により−10.5Vが印加されている。したがって、ソース領域とウェル間のpn接合には、12.0Vの電位差が発生している。また、このMONOS型トランジスタTr1g、Tr1hのゲート電極には、信号線WL4により−10.5Vの電圧が印加されている。このため、ゲート電極とソース領域との間には、12.0Vの電位差が発生している。このような電位差が発生している場合、ソース領域とウェルとの間でリーク電流が多く発生し、インパクトイオン化により誘起されたホットホールが電子の蓄積された電荷蓄積層へ注入されやすくなり、ディスターブが発生するおそれがある。 On the other hand, in the memory cells C 2-3 and C 2-4 , 0 V is applied to the signal line WL3 so that these cells are not selected. Further, the memory cell C 2-3, MONOS type transistor Tr1g in C 2-4, to the source region of Tr1h, the signal line SL3 and the signal line SL4 1.5V is applied to the well, the signal line K2 -10.5V is applied. Therefore, a potential difference of 12.0 V is generated at the pn junction between the source region and the well. Further, a voltage of −10.5 V is applied to the gate electrodes of the MONOS transistors Tr1g and Tr1h through the signal line WL4. For this reason, a potential difference of 12.0 V is generated between the gate electrode and the source region. When such a potential difference occurs, a large amount of leakage current is generated between the source region and the well, and hot holes induced by impact ionization are easily injected into the charge storage layer where electrons are stored. May occur.

次に、メモリセルC1-1を選択して消去動作を行なう場合の一例について図2を参照しながら説明する。図2に示すように、メモリセルC1-1を選択するため、信号線WL1に1.5Vを印加する。また、信号線WL2に−8.5Vを印加し、信号線SL1、K1に1.5Vを印加する。ここで、信号線DL1はフローティング状態とする。このとき、メモリセルC1-1内のMONOS型トランジスタTr1aのウェル(ソース領域)とゲート電極間には、ウェル(ソース領域)側を正とすると10.0Vの電位差が発生している。このような電位差が発生している状態で、かつMONOS型トランジスタTr1aに書き込みが行われている、すなわち電荷蓄積層内に電子が蓄積されている場合、電荷蓄積層内の電子がゲート絶縁膜をトンネルしてウェル側に抜けるため、消去動作が行なわれる。 Next, an example of performing the erase operation by selecting the memory cell C1-1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, for selecting a memory cell C 1-1, applies a 1.5V to signal line WL1. Further, −8.5V is applied to the signal line WL2, and 1.5V is applied to the signal lines SL1 and K1. Here, the signal line DL1 is in a floating state. At this time, between the MONOS type transistors Tr1a well (source region) and the gate electrode in the memory cell C 1-1, a potential difference of 10.0V is generated when a positive well (source region) side. When such a potential difference is generated and writing is performed in the MONOS transistor Tr1a, that is, when electrons are stored in the charge storage layer, the electrons in the charge storage layer pass through the gate insulating film. Since the tunnel exits to the well side, an erase operation is performed.

この消去動作が行なわれる際にも、非選択メモリセルに所定の電圧(ストレス)が印加されていることがわかるが、書き込み動作時のメモリセルC2-3、C2-4に比べるとストレスは低くなっている。 It can be seen that a predetermined voltage (stress) is applied to the non-selected memory cells also when this erase operation is performed, but the stress is higher than that of the memory cells C 2-3 and C 2-4 during the write operation. Is low.

続いて、メモリセルC1-1を選択して読み取り動作を行なう場合の一例について図3を参照しながら説明する。図3に示すように、メモリセルC1-1を選択するため、信号線WL1に2.0Vの電圧を印加する。また、信号線WL2、SL1およびK1に0Vを印加し、信号線DL1に1.5Vを印加する。ここで、メモリセルC1-1内のMONOS型トランジスタTr1aに書き込みが行われて電荷蓄積層に電子が蓄積されている場合、MONOS型トランジスタTr1aのしきい値電圧は0Vより高くなる。このため、メモリセルC1-1のソース領域とドレイン領域の間に電流は流れない。一方、MONOS型トランジスタTr1aに書き込みが行なわれていない場合(電荷蓄積層に電子が蓄積されていない場合)、ゲート電極に0Vを印加すると電流が流れる。このようにして、読み取り動作が行なわれる。 Next, an example in which the memory cell C1-1 is selected and the reading operation is performed will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, for selecting a memory cell C 1-1, a voltage of 2.0V to the signal line WL1. Further, 0 V is applied to the signal lines WL2, SL1, and K1, and 1.5 V is applied to the signal line DL1. Here, if the electrons into the charge storage layer is performed writing in the MONOS type transistors Tr1a in the memory cell C 1-1 is stored, the threshold voltage of the MONOS transistor Tr1a is higher than 0V. For this reason, no current flows between the source region and the drain region of the memory cell C1-1 . On the other hand, when writing is not performed in the MONOS transistor Tr1a (when electrons are not accumulated in the charge accumulation layer), a current flows when 0 V is applied to the gate electrode. In this way, the reading operation is performed.

読み取り動作が行なわれる際にも、非選択メモリセルに所定の電圧が印加されるが、書き込み動作時のメモリセルC2-3、C2-4に比べるとストレスは低くなっている。 When a read operation is performed, a predetermined voltage is applied to the non-selected memory cells, but the stress is lower than that of the memory cells C 2-3 and C 2-4 during the write operation.

以上述べたように、特定のメモリセルを選択して目的とする動作を行なう場合、選択していない非選択メモリセルにおいて所定の電圧(ストレス)が印加されることがわかる。特に、書き込み動作時には、所定の非選択メモリセルに印加されるストレスが大きく、リーク電流の増加およびディスターブの発生といった問題が生じやすくなることがわかる。   As described above, when a specific memory cell is selected and a target operation is performed, it is understood that a predetermined voltage (stress) is applied to an unselected memory cell that is not selected. In particular, it can be seen that during a write operation, the stress applied to a predetermined non-selected memory cell is large, and problems such as an increase in leakage current and occurrence of disturbance are likely to occur.

次に、ゲート長やサイドウォール長等のゲート長方向のスケーリングを進めた時に、非選択メモリセルのpn接合部におけるリーク電流が増大し、かつ書き込みが行なわれた非選択メモリセルでディスターブが生じ易くなる原因についてシミュレーションを用いて検証を行った。一例として、サイドウォール長をスケーリングした時の検証結果について以下に説明する。   Next, when the scaling in the gate length direction such as the gate length and the sidewall length is advanced, the leakage current at the pn junction of the non-selected memory cell increases, and disturbance occurs in the non-selected memory cell where data has been written. The cause of the problem was verified using simulation. As an example, a verification result when scaling the sidewall length will be described below.

図4は、サイドウォール長が長いMONOS型トランジスタにおいて、インパクトイオン化が最も多く発生する領域とそのリーク電流の経路(リークパス)をシミュレーションで求めた結果を示したものである。ここで、インパクトイオン化というのは、電子がシリコンからなる半導体基板中の各シリコン結晶格子に衝突することにより、結晶格子から1対の電子および正孔(ホール)が発生する現象のことである。従って、リーク電流の発生箇所でインパクトイオン化が起こりやすい。図4において、横軸は、横方向の寸法を示したものであり、その単位はμmである。また、縦軸は、縦方向の寸法を示したものであり、その単位はμmである。   FIG. 4 shows a result obtained by simulating the region where the impact ionization occurs most and the path (leakage path) of the leakage current in the MONOS transistor having a long sidewall length. Here, impact ionization is a phenomenon in which a pair of electrons and holes are generated from a crystal lattice when electrons collide with each silicon crystal lattice in a semiconductor substrate made of silicon. Therefore, impact ionization is likely to occur at the location where the leak current is generated. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the horizontal dimension, and the unit is μm. The vertical axis indicates the vertical dimension, and its unit is μm.

シミュレーションは、以下に示す構造で行なった。すなわち、図4に示すようにウェル上にゲート絶縁膜、電荷蓄積層、絶縁膜およびゲート電極を下から順に積層し、このゲート絶縁膜、電荷蓄積層、絶縁膜およびゲート電極の側壁にわたってサイドウォールを形成する。そして、このサイドウォール下にソース領域を形成した構造で行なった。なお、図4に示した構造では、ゲート絶縁膜、電荷蓄積層、絶縁膜およびゲート電極は、説明の簡略化のため、そのゲート長方向全体を図示してはおらず、その一部のみを記載している。   The simulation was performed with the structure shown below. That is, as shown in FIG. 4, a gate insulating film, a charge storage layer, an insulating film, and a gate electrode are stacked on the well in order from the bottom, and the side walls extend across the side walls of the gate insulating film, the charge storage layer, the insulating film, and the gate electrode. Form. And it was carried out with the structure which formed the source region under this side wall. In the structure shown in FIG. 4, the gate insulating film, the charge storage layer, the insulating film, and the gate electrode are not shown in their entirety in the gate length direction for simplification of description, and only a part of them is shown. doing.

図4に示すように、サイドウォール長の長いMONOS型トランジスタに対し、インパクトイオン化の発生、すなわち電子と結晶格子の衝突による電子および正孔(ホール)ペアの発生は、ゲート電極とは離れたソース領域下で最も多く、リーク電流も同様にソース領域下のpn接合を介して流れていることがわかる。   As shown in FIG. 4, for a MONOS transistor having a long side wall length, impact ionization, that is, generation of an electron and hole pair due to collision between an electron and a crystal lattice, is separated from the gate electrode. It can be seen that there is the largest amount under the region, and the leak current also flows through the pn junction under the source region.

一方、図5は、図4に示した構造と比較してサイドウォール長が短いMONOS型トランジスタにおいて、インパクトイオン化が最も多く発生する領域とそのリーク電流の経路(リークパス)をシミュレーションで求めた結果を示したものである。   On the other hand, FIG. 5 shows a simulation result of a region in which impact ionization occurs most frequently and a path (leakage path) of the leakage current in the MONOS transistor having a shorter sidewall length than the structure shown in FIG. It is shown.

図5に示すように、サイドウォール長の長いMONOS型トランジスタとは異なり、インパクトイオン化はゲート電極の端部下で最も発生しており、リーク電流はゲート電極端部下の半導体基板表面近くのpn接合部を介して流れていることがわかる。   As shown in FIG. 5, unlike a MONOS transistor having a long sidewall length, impact ionization occurs most under the edge of the gate electrode, and the leak current is a pn junction near the surface of the semiconductor substrate under the edge of the gate electrode. It turns out that it is flowing through.

図6に、図5に示したサイドウォール長の短いMONOS型トランジスタの電界分布を示す。すなわち、MONOS型トランジスタのゲート電極、ソース領域、ウェルなどの間に所定の電位差(ストレス)が生じている場合の電界分布を示す。なお、ここで示す電界の単位は、MV/cmである。   FIG. 6 shows the electric field distribution of the MONOS transistor with a short sidewall length shown in FIG. That is, the electric field distribution is shown when a predetermined potential difference (stress) is generated between the gate electrode, the source region, the well, and the like of the MONOS transistor. Note that the unit of the electric field shown here is MV / cm.

図6を見ると、ゲート電極の端部下で、等電界線が密になっており、周囲に比べて高電界になっていることがわかる。つまり、ゲート電極の端部下で電界集中が起こっていることがわかる。一方、サイドウォール長の長いMONOS型トランジスタにおいても同様に電界集中する位置はゲート電極の端部下である(図示せず)。   Referring to FIG. 6, it can be seen that the equal electric field lines are dense under the edge of the gate electrode, and the electric field is higher than the surrounding area. That is, it can be seen that electric field concentration occurs under the edge of the gate electrode. On the other hand, in the MONOS transistor having a long sidewall length, the position where the electric field concentrates is similarly below the end of the gate electrode (not shown).

このことから、サイドウォール長の短いMONOS型トランジスタでは、リーク電流が電界集中している領域で流れていることがわかる。電界が集中するゲート電極端部下の半導体基板の表面近傍では、シリコンのダングリングボンド等に起因する結晶欠陥がプロセス上、多数存在するため、これらがリーク経路となりやすい。したがって、ソース領域下のpn接合を介してリーク電流が流れているサイドウォール長の長いMONOS型トランジスタに比べ、そのリーク電流量は増加しやすいと考えられる。   From this, it can be seen that in the MONOS transistor having a short sidewall length, the leakage current flows in a region where the electric field is concentrated. In the vicinity of the surface of the semiconductor substrate below the edge of the gate electrode where the electric field is concentrated, there are many crystal defects in the process due to dangling bonds of silicon and the like, and these are likely to be leakage paths. Therefore, it is considered that the amount of leakage current is likely to increase as compared with a MONOS transistor having a long sidewall length in which a leakage current flows through a pn junction under the source region.

また、サイドウォール長の短いMONOS型トランジスタでは、インパクトイオン化も電界集中が生じている領域で多いことがわかる。このため、ゲート電極の端部下では、インパクトイオン化により正孔が発生しやすくなると考えられる。発生した正孔の中には高いエネルギーをもつものがあるが、これはホットホールと呼ばれる。   It can also be seen that impact ionization is often performed in a region where electric field concentration occurs in a MONOS transistor having a short sidewall length. For this reason, it is considered that holes are likely to be generated by impact ionization under the end of the gate electrode. Some of the generated holes have high energy, which is called a hot hole.

ここで本願発明者は、これら図4〜図6に示す検討によって、MONOS型トランジスタへ書き込みが行われた状態(電荷蓄積層に電子が蓄積された状態)にある非選択メモリセルにおいては、半導体基板表面近くのpn接合部で誘起されたエネルギーの高いホットホールがゲート絶縁膜をトンネルして電荷蓄積層に注入され、ディスターブと呼ばれるデータ保持特性の劣化が生じるという問題点があることを初めて見出した。特に、このようなディスターブはゲート長やサイドウォール長等の横方向スケーリングが進むにつれて顕著に現れることを見出した。   Here, the inventor of the present application, based on the examination shown in FIGS. 4 to 6, uses a semiconductor in a non-selected memory cell in a state where electrons are accumulated in the MONOS transistor (a state where electrons are accumulated in the charge accumulation layer). For the first time, it has been found that hot holes with high energy induced at the pn junction near the substrate surface are injected into the charge storage layer through the gate insulating film, resulting in deterioration of data retention characteristics called disturb. It was. In particular, it has been found that such disturbances become more prominent as the lateral scaling of the gate length, sidewall length, etc. proceeds.

すなわち、このようなホットホールは、MONOS型トランジスタのゲート絶縁膜をトンネルして、電荷蓄積層中に注入されることがある。したがって、MONOS型トランジスタに書き込みが行われている状態、すなわち電荷蓄積層中に電子が蓄積されている状態でホットホールが注入されると、電荷蓄積層中に蓄積されていた電子が再結合により消失し、ディスターブが起こることが考えられる。今の場合、ホットホールがゲート電極の端部下の半導体基板表面近くで発生し、かつリーク電流は電荷蓄積層の近傍を通ると考えられる。このため、サイドウォール長の短いMONOS型トランジスタでは、電荷蓄積層へホットホールが注入されやすい、すなわちディスターブが起こりやすいと考えられる。   That is, such hot holes may be injected into the charge storage layer through the gate insulating film of the MONOS transistor. Therefore, when hot holes are injected while writing is performed in the MONOS transistor, that is, when electrons are accumulated in the charge accumulation layer, the electrons accumulated in the charge accumulation layer are recombined. It may disappear and disturb may occur. In this case, it is considered that a hot hole is generated near the surface of the semiconductor substrate below the end of the gate electrode, and the leakage current passes through the vicinity of the charge storage layer. Therefore, in a MONOS transistor having a short sidewall length, hot holes are likely to be injected into the charge storage layer, that is, disturb is likely to occur.

それに対し、サイドウォール長の長いMONOS型トランジスタにおいて、インパクトイオン化は電界集中しているゲート電極の端部下とは離れたソース領域の下で最も発生している。また、リーク電流もソース電流領域下のpn接合部を介して流れている。したがって、インパクトイオン化によりホットホールが発生しても、電子が蓄積されている電荷蓄積層とは距離が離れているため、ホットホールの電荷蓄積層への注入が起きにくい、すなわちディスターブは生じにくいと考えられる。   On the other hand, in a MONOS transistor having a long sidewall length, impact ionization occurs most under a source region far from the end of the gate electrode where the electric field is concentrated. A leak current also flows through the pn junction below the source current region. Therefore, even if hot holes are generated due to impact ionization, the distance from the charge storage layer where electrons are stored is far away, so that injection of hot holes into the charge storage layer is unlikely to occur, that is, disturbance is not likely to occur. Conceivable.

このような検討結果から、サイドウォール長の短いMONOS型トランジスタでは、サイドウォール長の長いMONOS型トランジスタに比べリーク電流の増加およびディスターブ現象が問題となりやすいことがわかる。   From these examination results, it can be seen that in the MONOS transistor with a short sidewall length, the increase in leakage current and the disturb phenomenon are more problematic than the MONOS transistor with a long sidewall length.

次に、半導体チップ上に形成された本実施の形態1におけるMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2〜Q4の断面図を図7に示す。図7において、左側の領域は、EEPROM(書き換え可能な不揮発性メモリ)内のメモリセル形成領域を示しており、右側の領域は、周辺回路形成領域を示している。 Next, FIG. 7 shows a cross-sectional view of the MONOS transistor Q 1 and the MIS transistors Q 2 to Q 4 formed on the semiconductor chip according to the first embodiment. In FIG. 7, the left region indicates a memory cell formation region in an EEPROM (rewritable nonvolatile memory), and the right region indicates a peripheral circuit formation region.

図7に示すように、半導体基板1には、素子を分離するための素子分離領域2が形成されており、メモリセル形成領域の半導体基板1内には、n型の不純物が導入されて形成された領域であるウェルアイソレーション層3が形成されている。このウェルアイソレーション層3上にはp型ウェル4が形成されており、p型ウェル4上にMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2が形成されている。MONOS型トランジスタQ1は、1ビットを記憶する記憶用(メモリ用)のトランジスタであり、MIS型トランジスタQ2は、各メモリセルを選択するための選択用トランジスタである。 As shown in FIG. 7, an element isolation region 2 for isolating elements is formed in the semiconductor substrate 1, and an n-type impurity is introduced into the semiconductor substrate 1 in the memory cell formation region. A well isolation layer 3 which is the formed region is formed. A p-type well 4 is formed on the well isolation layer 3, and a MONOS transistor Q 1 and a MIS transistor Q 2 are formed on the p-type well 4. The MONOS type transistor Q 1 is a memory (memory) transistor that stores 1 bit, and the MIS type transistor Q 2 is a selection transistor for selecting each memory cell.

周辺回路形成領域の半導体基板1内には、ウェルアイソレーション層3が形成されており、nMIS型素子形成領域には、ウェルアイソレーション層3上にp型ウェル10が形成されている。そして、このp型ウェル10上にMIS型トランジスタQ3が形成されている。一方、pMIS型素子形成領域には、ウェルアイソレーション層3上にn型ウェル11が形成されており、このn型ウェル11上にMIS型トランジスタQ4が形成されている。 A well isolation layer 3 is formed in the semiconductor substrate 1 in the peripheral circuit formation region, and a p-type well 10 is formed on the well isolation layer 3 in the nMIS type element formation region. An MIS transistor Q 3 is formed on the p-type well 10. On the other hand, in the pMIS type element formation region, an n type well 11 is formed on the well isolation layer 3, and an MIS type transistor Q 4 is formed on the n type well 11.

次に、図7に示すMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2〜Q4の構成について説明する。 Next, description will be given of a configuration of the MONOS transistor Q 1 and MIS-type transistors Q 2 to Q 4 shown in FIG.

まず、メモリセル形成領域に形成されたMONOS型トランジスタQ1は、以下に示す構成をしている。すなわち、半導体基板1内に形成されたp型ウェル4上にゲート絶縁膜(第1絶縁膜)5が形成されており、このゲート絶縁膜5上に電荷蓄積層6が形成されている。そして、この電荷蓄積層6上に絶縁膜7が形成され、絶縁膜7上に導体膜よりなるゲート電極(第1導電体層)8が形成されている。ゲート電極8は、低抵抗化を図るため、ポリシリコン膜8a上にシリサイド膜として例えばコバルトシリサイド膜36が形成された積層構造をしており、ゲート電極8の両側の側壁には、LDD(Lightly Doped Drain)を形成するため、例えば、絶縁膜よりなるサイドウォール(第3絶縁膜)28が形成されている。なお、ポリシリコン膜8a上に形成されるシリサイド膜は、コバルトシリサイド膜36に限らず、例えばチタンシリサイド膜やニッケルシリサイド膜であってもよい。 First, the MONOS transistor Q 1 formed in the memory cell formation region has the following configuration. That is, a gate insulating film (first insulating film) 5 is formed on a p-type well 4 formed in the semiconductor substrate 1, and a charge storage layer 6 is formed on the gate insulating film 5. An insulating film 7 is formed on the charge storage layer 6, and a gate electrode (first conductor layer) 8 made of a conductor film is formed on the insulating film 7. The gate electrode 8 has a laminated structure in which, for example, a cobalt silicide film 36 is formed as a silicide film on the polysilicon film 8a in order to reduce the resistance. LDD (Lightly In order to form a doped drain), for example, a sidewall (third insulating film) 28 made of an insulating film is formed. The silicide film formed on the polysilicon film 8a is not limited to the cobalt silicide film 36, and may be, for example, a titanium silicide film or a nickel silicide film.

サイドウォール28下の半導体基板1の表面付近から外側に延在するように窒素導入領域20が形成されており、この窒素導入領域20は半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)21、22の表面付近に形成されている。すなわち、窒素導入領域20の窒素濃度の最大ピークは、低濃度n型不純物拡散領域21、22の不純物濃度の最大ピークよりも浅い位置になるように形成されている。そして、低濃度n型不純物拡散領域21、22内であって、サイドウォール28の外側には高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)29、30が形成され、この高濃度n型不純物拡散領域29、30の上部には、低抵抗化を図るためのシリサイド膜として例えばコバルトシリサイド膜36が形成されている。   A nitrogen introduction region 20 is formed so as to extend from the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 under the sidewall 28 to the outside. The nitrogen introduction region 20 is a low concentration n-type impurity diffusion region (first impurity) which is a semiconductor region. Regions) 21 and 22 are formed near the surface. That is, the maximum peak of nitrogen concentration in the nitrogen introduction region 20 is formed to be shallower than the maximum peak of impurity concentration in the low concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22. High concentration n type impurity diffusion regions (second impurity regions) 29 and 30 are formed in the low concentration n type impurity diffusion regions 21 and 22 and outside the sidewalls 28. For example, a cobalt silicide film 36 is formed on the diffusion regions 29 and 30 as a silicide film for reducing the resistance.

ここで、低濃度n型不純物拡散領域21、高濃度n型不純物拡散領域29および高濃度n型不純物拡散領域29上に形成されたコバルトシリサイド膜36によって、MONOS型トランジスタQ1のソース領域が形成され、低濃度n型不純物拡散領域22、高濃度n型不純物拡散領域30および高濃度n型不純物拡散領域30上に形成されたコバルトシリサイド膜36によって、MONOS型トランジスタQ1のドレイン領域が形成されている。 Here, the source region of the MONOS transistor Q 1 is formed by the low-concentration n-type impurity diffusion region 21, the high-concentration n-type impurity diffusion region 29, and the cobalt silicide film 36 formed on the high-concentration n-type impurity diffusion region 29. The drain region of the MONOS transistor Q 1 is formed by the low-concentration n-type impurity diffusion region 22, the high-concentration n-type impurity diffusion region 30, and the cobalt silicide film 36 formed on the high-concentration n-type impurity diffusion region 30. ing.

上記のように構成されたMONOS型トランジスタQ1において、窒素導入領域20を設けたので、リーク電流の低減およびディスターブを抑制することができる。つまり、相対的にゲート長およびサイドウォール長を短くした場合、シミュレーション結果で示したようにリーク電流は、ゲート電極8の端部下における半導体基板1の表面付近を流れる。 In the MONOS transistor Q 1 configured as described above, since the nitrogen introduction region 20 is provided, it is possible to reduce leakage current and suppress disturbance. That is, when the gate length and the sidewall length are relatively shortened, the leakage current flows near the surface of the semiconductor substrate 1 below the end of the gate electrode 8 as shown in the simulation results.

半導体基板1の表面付近には、シリコンのダングリングボンド(未結合手)に起因する結晶欠陥などが多数存在し、これらがリーク電流のリーク経路となる。すなわち、低濃度n型不純物拡散領域21、22のチャネル形成領域側の終端付近(低濃度n型不純物拡散領域21、22におけるプロファイルの終端)にはシリコンの未結合手に起因する結晶欠陥などが多数存在し、これらがリーク電流のリーク経路となる。   In the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1, there are a large number of crystal defects caused by dangling bonds (unbonded hands) of silicon, and these become leakage paths for leakage current. That is, near the termination of the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22 on the channel formation region side (the end of the profile in the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22), there are crystal defects caused by dangling bonds of silicon. There are many, and these become leak paths for leak current.

しかし、本実施の形態1では、サイドウォール28下の半導体基板1の表面付近に窒素を導入することにより、シリコンの未結合手に窒素を結合させて、未結合手を解消している。また、窒素を導入することにより、正規の格子点に原子が存在しない空格子点に窒素を充填することで結晶欠陥を回復している。   However, in the first embodiment, nitrogen is introduced into the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 1 below the sidewall 28 to bond nitrogen to the dangling bonds of silicon, thereby eliminating the dangling bonds. In addition, by introducing nitrogen, crystal defects are recovered by filling nitrogen into vacancies where atoms are not present at regular lattice points.

したがって、本実施の形態1におけるMONOS型トランジスタQ1によれば、リーク電流のリーク経路となりやすい結晶欠陥の数を減少させることができ、リーク電流を低減することができる。 Therefore, according to the MONOS transistor Q 1 in the first embodiment, it is possible to reduce the number of crystal defects that are likely to be a leakage path of the leakage current, and to reduce the leakage current.

さらに、ゲート電極8の端部下におけるリーク電流を低減できるため、ゲート電極8の端部下におけるホットホールの発生を抑制できる。つまり、リーク電流を低減することにより、リーク電流によるインパクトイオン化を抑制でき、ホットホールの発生を抑制できる。このため、ゲート電極8の端部下において発生したホットホールが、ゲート絶縁膜5をトンネルして電荷蓄積層6に注入されることで起こるディスターブを抑制できる。   Furthermore, since leakage current under the end of the gate electrode 8 can be reduced, generation of hot holes under the end of the gate electrode 8 can be suppressed. That is, by reducing the leakage current, impact ionization due to the leakage current can be suppressed, and generation of hot holes can be suppressed. For this reason, it is possible to suppress the disturbance caused by hot holes generated under the end of the gate electrode 8 being tunneled through the gate insulating film 5 and injected into the charge storage layer 6.

以上述べたように、本実施の形態1のMONOS型トランジスタQ1によれば、窒素を半導体基板1内に導入したことにより、メモリセルにおけるリーク電流の低減および誤消去特性の向上を同時に実現することができる。このため、MONOS型トランジスタQ1のサイズ縮小とデバイス特性の向上を同時に達成できる。 As described above, according to the MONOS transistor Q 1 of the first embodiment, by introducing nitrogen into the semiconductor substrate 1, the leakage current in the memory cell is reduced and the erroneous erasing characteristic is improved at the same time. be able to. Accordingly, it can be achieved improvement in the size reduction and the device characteristics of MONOS type transistor Q 1 at the same time.

次に、メモリセル選択用のMIS型トランジスタQ2の構成について説明する。図7において、MIS型トランジスタQ2は、以下に示すような構成をしている。すなわち、p型ウェル4上にゲート絶縁膜(第2絶縁膜)12が形成され、このゲート絶縁膜12上にゲート電極(第2導電体層)16が形成されている。 Next, the configuration of the MIS-type transistor Q 2 for memory cell selection. In FIG. 7, the MIS transistor Q 2 has a configuration as shown below. That is, a gate insulating film (second insulating film) 12 is formed on the p-type well 4, and a gate electrode (second conductor layer) 16 is formed on the gate insulating film 12.

ゲート電極16は、ポリシリコン膜14と低抵抗化を図るためのコバルトシリサイド膜36が積層した構造をしている。   The gate electrode 16 has a structure in which a polysilicon film 14 and a cobalt silicide film 36 for reducing resistance are stacked.

ゲート電極16の両側の側壁には、MIS型トランジスタQ2のソース領域およびドレイン領域をLDD構造とするため、サイドウォール28が形成されており、このサイドウォール28下のp型ウェル4内には、半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域22、23が形成されている。 A sidewall 28 is formed on the sidewalls on both sides of the gate electrode 16 so that the source region and the drain region of the MIS transistor Q 2 have an LDD structure. In the p-type well 4 below the sidewall 28, Low-concentration n-type impurity diffusion regions 22 and 23, which are semiconductor regions, are formed.

低濃度n型不純物拡散領域22、23内であって、サイドウォール28の外側には、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域30、31が形成され、この高濃度n型不純物拡散領域30、31の上部には、低抵抗化を図るためのシリサイド膜として、例えばコバルトシリサイド膜36が形成されている。   Inside the low-concentration n-type impurity diffusion regions 22 and 23, outside the sidewalls 28, high-concentration n-type impurity diffusion regions 30 and 31 that are semiconductor regions are formed. For example, a cobalt silicide film 36 is formed as a silicide film for reducing the resistance.

次に、周辺回路形成領域に形成されるMIS型トランジスタQ3の構成について説明する。図7において、MIS型トランジスタQ3は、まずp型ウェル10上にゲート絶縁膜13が形成されており、このゲート絶縁膜13上にゲート電極17が形成されている。 Next, the configuration of the MIS transistor Q 3 formed in the peripheral circuit formation region will be described. In FIG. 7, in the MIS transistor Q 3 , a gate insulating film 13 is first formed on a p-type well 10, and a gate electrode 17 is formed on the gate insulating film 13.

周辺回路として形成されるMIS型トランジスタQ3は、相対的に大きな電流駆動力を必要とするため、ゲート絶縁膜13の膜厚は、MIS型トランジスタQ2のゲート絶縁膜12の膜厚に比べて薄くなっている。 Since the MIS transistor Q 3 formed as a peripheral circuit requires a relatively large current driving capability, the thickness of the gate insulating film 13 is larger than the thickness of the gate insulating film 12 of the MIS transistor Q 2. It is thin.

ゲート電極17は、ポリシリコン膜14とポリシリコン膜14上に形成されたコバルトシリサイド膜36より形成されており、このコバルトシリサイド膜36は、ゲート電極17の低抵抗化のために形成される。   The gate electrode 17 is formed of a polysilicon film 14 and a cobalt silicide film 36 formed on the polysilicon film 14, and the cobalt silicide film 36 is formed for reducing the resistance of the gate electrode 17.

ゲート電極17の両側の側壁には、サイドウォール28が形成されており、このサイドウォール28下には、半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域24、25が形成されている。低濃度n型不純物拡散領域24、25の外側には、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域32、33が形成されており、高濃度n型不純物拡散領域32、33の上部には、コバルトシリサイド膜36が形成されている。   Sidewalls 28 are formed on the side walls on both sides of the gate electrode 17, and lightly doped n-type impurity diffusion regions 24 and 25, which are semiconductor regions, are formed below the sidewalls 28. High-concentration n-type impurity diffusion regions 32 and 33, which are semiconductor regions, are formed outside the low-concentration n-type impurity diffusion regions 24 and 25, and above the high-concentration n-type impurity diffusion regions 32 and 33, A cobalt silicide film 36 is formed.

続いて、周辺回路形成領域に形成されるMIS型トランジスタQ4の構成について説明する。図7において、MIS型トランジスタQ4は、n型ウェル11上にゲート絶縁膜13が形成されており、このゲート絶縁膜13上にゲート電極18が形成されている。 Next, the configuration of the MIS transistor Q 4 formed in the peripheral circuit formation region will be described. In FIG. 7, in the MIS transistor Q 4 , a gate insulating film 13 is formed on the n-type well 11, and a gate electrode 18 is formed on the gate insulating film 13.

ゲート電極18は、ポリシリコン膜14とコバルトシリサイド膜36より形成されており、このゲート電極18の両側の側壁には、サイドウォール28が形成されている。   The gate electrode 18 is formed of a polysilicon film 14 and a cobalt silicide film 36, and side walls 28 are formed on both side walls of the gate electrode 18.

サイドウォール28下のn型ウェル11内には、半導体領域である低濃度p型不純物拡散領域26、27が形成されており、この低濃度p型不純物拡散領域26、27の外側には、半導体領域である高濃度p型不純物拡散領域34、35が形成されている。そして、高濃度p型不純物拡散領域34、35の上部には、コバルトシリサイド膜36が形成されている。   Low-concentration p-type impurity diffusion regions 26 and 27, which are semiconductor regions, are formed in the n-type well 11 below the sidewall 28, and the semiconductor region is located outside the low-concentration p-type impurity diffusion regions 26 and 27. High concentration p-type impurity diffusion regions 34 and 35, which are regions, are formed. A cobalt silicide film 36 is formed on the high concentration p-type impurity diffusion regions 34 and 35.

本実施の形態1におけるMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2〜Q4は上記のように構成されており、以下にその製造方法について、図面を参照しながら説明する。 MONOS transistor Q 1 and MIS-type transistors Q 2 to Q 4 in the first embodiment is configured as described above, a method for manufacturing the same will be described below with reference to the drawings.

まず、図8に示すように、例えば単結晶シリコンにホウ素(B)などのp型不純物を導入した半導体基板1を用意する。次に、半導体基板1の主面上に素子分離領域2を形成する。素子分離領域2は、例えば酸化シリコン膜よりなり、STI(Shallow Trench Isolation)法やLOCOS(Local Oxidization Of Silicon)法などによって形成される。図8では、半導体基板1に溝を形成し、形成した溝に酸化シリコン膜を埋め込むSTI法によって形成された素子分離領域2を示している。   First, as shown in FIG. 8, for example, a semiconductor substrate 1 in which a p-type impurity such as boron (B) is introduced into single crystal silicon is prepared. Next, the element isolation region 2 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The element isolation region 2 is made of, for example, a silicon oxide film, and is formed by an STI (Shallow Trench Isolation) method, a LOCOS (Local Oxidization Of Silicon) method, or the like. FIG. 8 shows the element isolation region 2 formed by the STI method in which a groove is formed in the semiconductor substrate 1 and a silicon oxide film is embedded in the formed groove.

次に、半導体基板1内にウェルアイソレーション層3を形成する。ウェルアイソレーション層3は、例えばイオン注入法により、リンや砒素などのn型不純物を半導体基板1内へ導入することにより形成することができる。   Next, the well isolation layer 3 is formed in the semiconductor substrate 1. The well isolation layer 3 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the semiconductor substrate 1 by, for example, ion implantation.

続いて、メモリセル形成領域(左側の領域)にp型ウェル4を形成する。p型ウェル4は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、メモリセル形成領域に、ホウ素やフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することにより形成することができる。   Subsequently, the p-type well 4 is formed in the memory cell formation region (left region). The p-type well 4 can be formed, for example, by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride into the memory cell formation region using a photolithography technique and an ion implantation method.

次に、半導体基板1の主面の全面にゲート絶縁膜(第1絶縁膜)5を形成する。ゲート絶縁膜5は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。そして、このゲート絶縁膜5上に電荷蓄積層6を形成する。電荷蓄積層6は、例えば窒化シリコン膜よりなり、シランガス(SiH4)とアンモニアガス(NH3)とを化学反応させるCVD(Chemical Vapor Deposition)法を使用して形成することができる。なお、電荷蓄積層6として、窒化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えば、酸窒化シリコン(SiON)膜などの膜中にトラップ準位を含む膜であってもよい。また、窒化シリコン膜の代わりに、数nmの径を有するシリコン球からなる所謂Siナノドットでメモリセルの電荷蓄積層6を形成してもよい。このような酸窒化シリコン膜やSiナノドットを用いた場合であっても、本実施の形態と同様の効果が得ることができる。 Next, a gate insulating film (first insulating film) 5 is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate 1. The gate insulating film 5 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a thermal oxidation method. Then, a charge storage layer 6 is formed on the gate insulating film 5. The charge storage layer 6 is made of, for example, a silicon nitride film, and can be formed using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method in which silane gas (SiH 4 ) and ammonia gas (NH 3 ) are chemically reacted. Although an example in which a silicon nitride film is used as the charge storage layer 6 is shown, the present invention is not limited to this. For example, a film including a trap level in a film such as a silicon oxynitride (SiON) film may be used. . Further, instead of the silicon nitride film, the charge storage layer 6 of the memory cell may be formed by so-called Si nanodots made of silicon spheres having a diameter of several nm. Even when such a silicon oxynitride film or Si nanodot is used, the same effect as in the present embodiment can be obtained.

続いて、電荷蓄積層6上に絶縁膜7を形成する。絶縁膜7は、例えば酸化シリコン膜よりなり、シランガスと酸素ガス(O2)とを化学反応させるCVD法によって形成することができる。 Subsequently, an insulating film 7 is formed on the charge storage layer 6. The insulating film 7 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by a CVD method in which silane gas and oxygen gas (O 2 ) are chemically reacted.

次に、絶縁膜7上にポリシリコン膜を形成する。ポリシリコン膜は、例えばシランガスを窒素ガス(N2)中で熱分解させるCVD法によって形成することができる。ポリシリコン膜の成長時には、リンなどの導電型不純物が添加される。なお、ポリシリコン膜の成長時ではなく、ポリシリコン膜の成膜を終了してから、イオン注入法を使用してポリシリコン膜にリンなどの導電型不純物を注入してもよい。 Next, a polysilicon film is formed on the insulating film 7. The polysilicon film can be formed by, for example, a CVD method in which silane gas is thermally decomposed in nitrogen gas (N 2 ). When the polysilicon film is grown, a conductive impurity such as phosphorus is added. Note that a conductive impurity such as phosphorus may be implanted into the polysilicon film by using an ion implantation method after the formation of the polysilicon film is completed, not during the growth of the polysilicon film.

その後、ポリシリコン膜上にキャップ絶縁膜9を形成する。キャップ絶縁膜9は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用することによって形成することができる。キャップ絶縁膜9は、後述する工程で形成するゲート電極8を保護する機能を有する。   Thereafter, a cap insulating film 9 is formed on the polysilicon film. The cap insulating film 9 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by using, for example, a CVD method. The cap insulating film 9 has a function of protecting the gate electrode 8 formed in a process described later.

続いて、キャップ絶縁膜9上にレジスト膜を塗布した後、このレジスト膜に対して露光・現像することにより、レジスト膜をパターニングする。パターニングは、ゲート電極8を形成する領域にレジスト膜が残るようにする。そして、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、図9に示すようにゲート電極(第1導電体層)8を形成するとともに、ゲート電極8の下にだけゲート絶縁膜5、電荷蓄積層6および絶縁膜7が残るようにする。また、ゲート電極8上にだけキャップ絶縁膜9が残るようにする。   Subsequently, after applying a resist film on the cap insulating film 9, the resist film is patterned by exposing and developing the resist film. The patterning is performed so that the resist film remains in the region where the gate electrode 8 is to be formed. Then, a gate electrode (first conductor layer) 8 is formed by etching using the patterned resist film as a mask, as shown in FIG. 9, and the gate insulating film 5 and the charge storage layer 6 are formed only under the gate electrode 8. The insulating film 7 is left. Further, the cap insulating film 9 is left only on the gate electrode 8.

その後、図9に示すように、ライト酸化を行い、ゲート電極8の側面を酸化して、酸化シリコン膜9aを形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 9, light oxidation is performed to oxidize the side surface of the gate electrode 8 to form a silicon oxide film 9a.

次に、図10に示すように、半導体基板1のメモリセル形成領域に相対的に厚いゲート絶縁膜(第2絶縁膜)12を形成し、半導体基板1の周辺回路形成領域に相対的に薄いゲート絶縁膜13を形成する。ゲート絶縁膜12およびゲート絶縁膜13は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。   Next, as shown in FIG. 10, a relatively thick gate insulating film (second insulating film) 12 is formed in the memory cell forming region of the semiconductor substrate 1 and relatively thin in the peripheral circuit forming region of the semiconductor substrate 1. A gate insulating film 13 is formed. The gate insulating film 12 and the gate insulating film 13 are made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a thermal oxidation method.

具体的に、膜厚の異なる絶縁膜12および絶縁膜13を形成するには、例えばまず半導体基板1の全面に酸化シリコン膜を形成した後、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、周辺回路形成領域に形成されている酸化シリコン膜を除去する。そして、再び半導体基板1の全面に酸化シリコン膜を形成することにより、メモリセル形成領域に相対的に厚い絶縁膜12を形成する一方、周辺回路形成領域に相対的に薄い絶縁膜13を形成することができる。   Specifically, in order to form the insulating film 12 and the insulating film 13 having different thicknesses, for example, a silicon oxide film is first formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and then the peripheral circuit is formed using a photolithography technique and an etching technique. The silicon oxide film formed in the formation region is removed. Then, by forming a silicon oxide film again on the entire surface of the semiconductor substrate 1, a relatively thick insulating film 12 is formed in the memory cell forming region, while a relatively thin insulating film 13 is formed in the peripheral circuit forming region. be able to.

なお、ゲート絶縁膜12およびゲート絶縁膜13として、酸化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えば酸化シリコンより誘電率の高い材料(いわゆるHigh−k膜)を使用してもよい。例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウムなどの膜から形成してもよい。   In addition, although the example which uses a silicon oxide film was shown as the gate insulating film 12 and the gate insulating film 13, it is not restricted to this, For example, using a material (what is called a High-k film) whose dielectric constant is higher than a silicon oxide. Also good. For example, a film made of aluminum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, or the like may be used.

続いて、ゲート絶縁膜12およびゲート絶縁膜13上にポリシリコン膜14を形成する。ポリシリコン膜14は、例えばCVD法によって形成することができる。なお、ポリシリコン膜の成膜終了後、イオン注入法を使用してポリシリコン膜に導電型不純物を注入する。具体的には、メモリセル形成領域および周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域には、リンなどのn型不純物を導入し、周辺回路形成領域のpMIS型トランジスタ形成領域には、ボロンなどのp型不純物を導入する。   Subsequently, a polysilicon film 14 is formed on the gate insulating film 12 and the gate insulating film 13. The polysilicon film 14 can be formed by, for example, a CVD method. Note that after the polysilicon film is formed, a conductive impurity is implanted into the polysilicon film by using an ion implantation method. Specifically, n-type impurities such as phosphorus are introduced into the nMIS type transistor forming regions in the memory cell forming region and the peripheral circuit forming region, and p or the like such as boron is introduced into the pMIS type transistor forming region in the peripheral circuit forming region. Type impurities are introduced.

その後、ポリシリコン膜14上にキャップ絶縁膜15を形成する。キャップ絶縁膜15は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用して形成することができる。   Thereafter, a cap insulating film 15 is formed on the polysilicon film 14. The cap insulating film 15 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a CVD method.

次に、図11に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、メモリセル形成領域にゲート電極(第2導電体層)16を形成するとともに、周辺回路形成領域にゲート電極17およびゲート電極18を形成する。その後、露出しているゲート絶縁膜12およびゲート絶縁膜13を除去して、ゲート電極16の下にだけゲート絶縁膜12が残るようにするとともに、ゲート電極17、18の下にだけゲート絶縁膜13が残るようにする。このとき、ゲート電極8上に形成されていたキャップ絶縁膜9および側面に形成されていた酸化シリコン膜9aも除去される。   Next, as shown in FIG. 11, the gate electrode (second conductor layer) 16 is formed in the memory cell formation region using the photolithography technique and the etching technique, and the gate electrode 17 and the peripheral circuit formation area are formed. A gate electrode 18 is formed. Thereafter, the exposed gate insulating film 12 and gate insulating film 13 are removed so that the gate insulating film 12 remains only under the gate electrode 16, and the gate insulating film only under the gate electrodes 17 and 18. 13 remains. At this time, the cap insulating film 9 formed on the gate electrode 8 and the silicon oxide film 9a formed on the side surface are also removed.

続いて、図12に示すように、ゲート電極8に整合してp型ウェル4内に窒素を導入することにより窒素導入領域20を形成する。窒素導入領域20は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して形成することができる。図示はしないが、フォトリソグラフィ技術によってレジスト膜を、メモリセル選択用のMIS型トランジスタQ2が形成される領域、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタQ3形成領域およびpMIS型トランジスタQ4形成領域を覆うように形成する。この後、イオン注入法によって、半導体基板に窒素を導入することで窒素導入領域20が形成される。具体的に、窒素導入領域20は、例えば20KeVのエネルギーの窒素を1015/cm2のドーズ量で導入することにより形成することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 12, nitrogen introduction region 20 is formed by introducing nitrogen into p-type well 4 in alignment with gate electrode 8. The nitrogen introduction region 20 can be formed using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Although not shown, the resist film by photolithography, the region MIS transistor Q 2 for memory cell selection are formed, the nMIS transistor Q 3 forming region and pMIS transistor Q 4 forming region of the peripheral circuit formation region Form to cover. Thereafter, nitrogen introduction region 20 is formed by introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation. Specifically, the nitrogen introduction region 20 can be formed, for example, by introducing nitrogen having an energy of 20 KeV at a dose of 10 15 / cm 2 .

次に、図13に示すように、メモリセル形成領域のゲート電極8およびゲート電極16に整合して、浅い低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)21、22、23を形成する。低濃度n型不純物拡散領域21、22、23は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成できる。同様にして、周辺回路形成領域にあるゲート電極17に整合して低濃度n型不純物拡散領域24、25を形成する。また、周辺回路形成領域にあるゲート電極18に整合して低濃度p型不純物拡散領域26、27を形成する。低濃度p型不純物拡散領域26、27は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ホウ素などのp型不純物を導入することにより形成することができる。   Next, as shown in FIG. 13, shallow low-concentration n-type impurity diffusion regions (first impurity regions) 21, 22, and 23 are formed in alignment with the gate electrode 8 and the gate electrode 16 in the memory cell formation region. The low-concentration n-type impurity diffusion regions 21, 22, and 23 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Similarly, low-concentration n-type impurity diffusion regions 24 and 25 are formed in alignment with the gate electrode 17 in the peripheral circuit formation region. Further, low-concentration p-type impurity diffusion regions 26 and 27 are formed in alignment with the gate electrode 18 in the peripheral circuit formation region. The low-concentration p-type impurity diffusion regions 26 and 27 can be formed by introducing a p-type impurity such as boron using a photolithography technique and an ion implantation method, for example.

続いて、半導体基板1をアニールすることにより、導入した不純物を活性化させる。このとき、半導体基板1に導入している窒素にも熱処理が加わり、低濃度n型不純物拡散領域21、22のチャネル形成領域側の終端付近に数多く存在しているダングリングボンドに窒素が結合する。また、正規の格子点に原子が存在しない空格子点に窒素が拡散することで結晶欠陥が回復する。したがって、ダングリングボンドに起因する結晶欠陥が窒素によって補償され、リーク電流のリーク経路を低減できる。このため、pn接合を流れるリーク電流を低減することができる。   Subsequently, the introduced impurity is activated by annealing the semiconductor substrate 1. At this time, heat treatment is also applied to the nitrogen introduced into the semiconductor substrate 1, and nitrogen is bonded to dangling bonds that are present in the vicinity of the termination of the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22 on the channel formation region side. . In addition, crystal defects are recovered by diffusing nitrogen into vacancies where atoms are not present at regular lattice points. Therefore, crystal defects caused by dangling bonds are compensated by nitrogen, and the leakage path of leakage current can be reduced. For this reason, the leakage current flowing through the pn junction can be reduced.

さらに、ゲート電極8の端部下を流れるリーク電流を低減できるため、ゲート電極8の端部下でのホットホールの発生を抑制することができ、誤消去を防止できる。   Furthermore, since leakage current flowing under the end of the gate electrode 8 can be reduced, generation of hot holes under the end of the gate electrode 8 can be suppressed, and erroneous erasure can be prevented.

なお、シリコンのダングリングボンドは、半導体基板1の表面付近に数多く存在するため、このダングリングボンドと結合させる窒素は、半導体基板1の表面付近に多く存在するようにする。すなわち、窒素導入領域20において、窒素の濃度が最大(ピーク)となる深さは、低濃度n型不純物拡散領域21、22において、n型不純物の濃度が最大となる深さよりも浅くなるようにする。   Since many dangling bonds of silicon exist near the surface of the semiconductor substrate 1, a large amount of nitrogen combined with the dangling bonds exists near the surface of the semiconductor substrate 1. That is, the depth at which the nitrogen concentration is maximum (peak) in the nitrogen introduction region 20 is shallower than the depth at which the n-type impurity concentration is maximum in the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22. To do.

また、上述した記載では、低濃度n型不純物拡散領域21、22の上部に窒素導入領域20が形成されているように説明したが、別の言い方をすれば低濃度n型不純物拡散領域21、22の上部に窒素が含まれていると言ってもよい。   In the above description, the nitrogen-introduced region 20 is formed above the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 and 22, but in other words, the low-concentration n-type impurity diffusion region 21, It may be said that the upper part of 22 contains nitrogen.

次に、半導体基板1の主面上に例えばCVD法を使用して酸化シリコン膜を形成する。そして、図14に示すように、形成した酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより、ゲート電極8、16〜18の側壁にサイドウォール(第3絶縁膜)28を形成する。   Next, a silicon oxide film is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 by using, for example, a CVD method. Then, as shown in FIG. 14, the formed silicon oxide film is anisotropically etched to form sidewalls (third insulating films) 28 on the side walls of the gate electrodes 8 and 16-18.

続いて、図15に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)29〜33を形成する。高濃度n型不純物拡散領域29〜33は、低濃度n型不純物拡散領域21〜25より高濃度にn型不純物が導入されている。同様にして、半導体領域である高濃度p型不純物拡散領域34、35を形成する。なお、窒素導入領域20において、窒素の濃度が最大となる深さは、高濃度n型不純物拡散領域29、30において、n型不純物の濃度が最大となる深さより浅くなっている。   Subsequently, as shown in FIG. 15, high-concentration n-type impurity diffusion regions (second impurity regions) 29 to 33 which are semiconductor regions are formed using a photolithography technique and an ion implantation method. The high concentration n-type impurity diffusion regions 29 to 33 are doped with n-type impurities at a higher concentration than the low concentration n-type impurity diffusion regions 21 to 25. Similarly, high-concentration p-type impurity diffusion regions 34 and 35 that are semiconductor regions are formed. In the nitrogen introduction region 20, the depth at which the nitrogen concentration is maximum is shallower than the depth at which the n-type impurity concentration is maximum in the high-concentration n-type impurity diffusion regions 29 and 30.

次に、図7に示すように半導体基板1の主面上に高融点金属膜として例えばコバルト膜を形成する。コバルト膜は、例えばスパッタリング法やCVD法を使用して形成することができる。そして、熱処理を施すことによりコバルトシリサイド膜36を形成した後、未反応のコバルト膜を除去する。このコバルトシリサイド膜36は、低抵抗化のために形成される。なお、高融点金属膜として、コバルト膜の代わりにチタン膜またはニッケル膜を用いることにより、チタンシリサイド膜やニッケルシリサイド膜を形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 7, for example, a cobalt film is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 as a refractory metal film. The cobalt film can be formed using, for example, a sputtering method or a CVD method. Then, after the cobalt silicide film 36 is formed by performing heat treatment, the unreacted cobalt film is removed. The cobalt silicide film 36 is formed for reducing the resistance. Note that a titanium silicide film or a nickel silicide film may be formed by using a titanium film or a nickel film instead of the cobalt film as the refractory metal film.

このようにして、本実施の形態1のMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2〜Q4を形成することができる。 In this way, the MONOS transistor Q 1 and the MIS transistors Q 2 to Q 4 of the first embodiment can be formed.

次に、配線工程について説明する。図7に示すように、半導体基板1の主面上に窒化シリコン膜37を形成する。窒化シリコン膜37は、例えばCVD法によって形成することができる。そして、窒化シリコン膜37上に酸化シリコン膜38を形成する。この酸化シリコン膜38も例えばCVD法を使用して形成することができる。その後、酸化シリコン膜38の表面を、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法を使用して平坦化する。   Next, the wiring process will be described. As shown in FIG. 7, a silicon nitride film 37 is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1. The silicon nitride film 37 can be formed by, for example, a CVD method. Then, a silicon oxide film 38 is formed on the silicon nitride film 37. This silicon oxide film 38 can also be formed by using, for example, a CVD method. Thereafter, the surface of the silicon oxide film 38 is planarized by using, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.

続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、酸化シリコン膜38にコンタクトホール39を形成する。そして、コンタクトホール39の底面および内壁を含む酸化シリコン膜38上にチタン/窒化チタン膜40aを形成する。チタン/窒化チタン膜40aは、チタン膜と窒化チタン膜の積層膜から形成され、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。   Subsequently, a contact hole 39 is formed in the silicon oxide film 38 by using a photolithography technique and an etching technique. Then, a titanium / titanium nitride film 40 a is formed on the silicon oxide film 38 including the bottom surface and inner wall of the contact hole 39. The titanium / titanium nitride film 40a is formed of a laminated film of a titanium film and a titanium nitride film, and can be formed by using, for example, a sputtering method.

次に、コンタクトホール39を埋め込むように、半導体基板1の主面上にタングステン膜40bを形成する。タングステン膜40bは、例えばCVD法を使用することにより形成することができる。そして、酸化シリコン膜38上に形成された不要なチタン/窒化チタン膜40aおよびタングステン膜40bを例えばCMP法を使用して除去することにより、プラグ41を形成する。   Next, a tungsten film 40 b is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 so as to fill the contact hole 39. The tungsten film 40b can be formed by using, for example, a CVD method. Then, the unnecessary titanium / titanium nitride film 40a and tungsten film 40b formed on the silicon oxide film 38 are removed by using, for example, a CMP method, thereby forming the plug 41.

次に、酸化シリコン膜38およびプラグ41上にチタン/窒化チタン膜42a、アルミニウム膜42b、チタン/窒化チタン膜42cを順次、形成する。これらの膜は、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、これらの膜のパターニングを行い、配線43を形成する。さらに配線43の上層に配線を形成するが、本明細書での説明は省略する。   Next, a titanium / titanium nitride film 42a, an aluminum film 42b, and a titanium / titanium nitride film 42c are sequentially formed on the silicon oxide film 38 and the plug 41. These films can be formed by using, for example, a sputtering method. Subsequently, these films are patterned by using a photolithography technique and an etching technique, and the wiring 43 is formed. Furthermore, although wiring is formed in the upper layer of the wiring 43, description in this specification is abbreviate | omitted.

以上のようにして、本実施の形態1のMONOS型トランジスタQ1およびMIS型トランジスタQ2を含む不揮発性メモリセルとMIS型トランジスタQ3およびMIS型トランジスタQ4を含む周辺回路とを形成することができる。 As described above, the nonvolatile memory cell including the MONOS transistor Q 1 and the MIS transistor Q 2 and the peripheral circuit including the MIS transistor Q 3 and the MIS transistor Q 4 according to the first embodiment are formed. Can do.

本実施の形態1のMONOS型トランジスタQ1によれば、ゲート長方向におけるゲート電極8の長さとサイドウォール28のサイドウォール長を短くした場合であっても、ゲート電極8の端部下の結晶欠陥を窒素により補償することができるので、リーク電流の低減を図ることができる。また、ゲート電極8の端部下におけるホットホールの発生を低減できるので、ディスターブの抑制も同時に達成することができる。 According to the MONOS transistor Q 1 of the first embodiment, even if the length of the gate electrode 8 and the sidewall length of the sidewall 28 in the gate length direction are shortened, the crystal defects below the end of the gate electrode 8 are reduced. Can be compensated by nitrogen, so that leakage current can be reduced. In addition, since the generation of hot holes under the end of the gate electrode 8 can be reduced, disturbance can be suppressed at the same time.

つまり、本実施の形態1のMONOS型トランジスタQ1を含む不揮発性メモリセルによれば、メモリセルサイズを縮小しながら、リーク電流の低減およびディスターブの抑制というデバイス性能の向上を図ることができる。 That is, according to the nonvolatile memory cell including the MONOS transistor Q1 of the first embodiment, it is possible to improve the device performance by reducing the leakage current and suppressing the disturbance while reducing the memory cell size.

(実施の形態2)
前記実施の形態1では、不揮発性メモリセルに含まれるMONOS型トランジスタQ1にだけ窒素導入領域20を設けた場合について説明したが、本実施の形態2では、不揮発性メモリセル内のセル選択用MIS型トランジスタQ2にも窒素導入領域20を形成する場合について説明する。
(Embodiment 2)
Wherein in the first embodiment has described the case of providing only the nitrogen introduced region 20 in the MONOS type transistor Q 1 included in the non-volatile memory cell, in the second embodiment, a cell selection in the nonvolatile memory cell A case where the nitrogen introduction region 20 is formed also in the MIS transistor Q 2 will be described.

まず、図8から図11までの工程は、前記実施の形態1と同様である。続いて、図16に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ゲート電極8およびゲート電極16に整合した領域に窒素を導入し、窒素導入領域20を形成する。図示はしないが、フォトリソグラフィ技術によってレジスト膜を、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域およびpMIS型トランジスタ形成領域を覆うように形成する。この後、イオン注入法によって、半導体基板に窒素を導入することで窒素導入領域20が形成される。すなわち、前記実施の形態1では、ゲート電極8に整合した領域にだけ窒素を導入したが、本実施の形態2ではゲート電極16に整合した領域にも窒素を導入している。したがって、ゲート電極8の左側の半導体領域(MONOS型トランジスタQ1のソース領域)、ゲート電極8とゲート電極16との間の半導体領域(MONOS型トランジスタQ1のドレイン領域でありMIS型トランジスタQ2のソース領域)およびゲート電極16の右側の半導体領域(MIS型トランジスタQ2のドレイン領域)に窒素導入領域20が形成されている。 First, the steps from FIG. 8 to FIG. 11 are the same as those in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 16, nitrogen is introduced into the region aligned with the gate electrode 8 and the gate electrode 16 by using a photolithography technique and an ion implantation method to form a nitrogen introduction region 20. Although not shown, a resist film is formed by photolithography so as to cover the nMIS transistor formation region and the pMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region. Thereafter, nitrogen introduction region 20 is formed by introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation. That is, in the first embodiment, nitrogen is introduced only into the region aligned with the gate electrode 8, but in this second embodiment, nitrogen is also introduced into the region aligned with the gate electrode 16. Therefore, the semiconductor region on the left side of the gate electrode 8 (source region of the MONOS transistor Q 1 ), the semiconductor region between the gate electrode 8 and the gate electrode 16 (the drain region of the MONOS transistor Q 1 , and the MIS transistor Q 2 nitrogen inlet area 20 to the right side of the semiconductor region of the source region) and a gate electrode 16 (the drain region of the MIS transistor Q 2) of are formed.

そして、前記実施の形態1で述べたようにフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して低濃度n型不純物拡散領域21〜25(図示せず)および低濃度p型不純物拡散領域26、27(図示せず)を形成した後、アニール処理を行なう。このようにして、ゲート電極8の端部下に存在するシリコンのダングリングボンドに窒素を結合させることができるだけでなく、ゲート電極16の端部下に存在するダングリングボンドに窒素を結合させることができる。また、ゲート電極8、16の端部下にある空格子欠陥に窒素を充填させることができる。このため、結晶欠陥を窒素により低減できる。したがって、本実施の形態2によれば、MONOS型トランジスタQ1において、リーク電流の低減および誤消去の防止を達成できるだけでなく、セル選択用のMIS型トランジスタQ2においてもリーク電流の低減を図ることができる。 Then, as described in the first embodiment, the lightly doped n-type impurity diffusion regions 21 to 25 (not shown) and the lightly doped p-type impurity diffusion regions 26 and 27 ( After forming, an annealing process is performed. In this manner, not only can nitrogen be bonded to the silicon dangling bonds existing under the edge of the gate electrode 8, but also nitrogen can be bonded to the dangling bonds existing under the edge of the gate electrode 16. . In addition, vacancies under the ends of the gate electrodes 8 and 16 can be filled with nitrogen. For this reason, crystal defects can be reduced by nitrogen. Therefore, according to the second embodiment, not only the leakage current can be reduced and the erroneous erasure can be prevented in the MONOS transistor Q 1 , but also the leakage current can be reduced in the MIS transistor Q 2 for cell selection. be able to.

(実施の形態3)
前記実施の形態2では、不揮発性メモリセル内のMONOS型トランジスタQ1とセル選択用のMIS型トランジスタQ2にだけ窒素導入領域20を形成する場合について説明したが、本実施の形態3では、さらに周辺回路のnMIS型トランジスタQ3にも窒素導入領域20を形成する場合について説明する。
(Embodiment 3)
In the second embodiment, the case where the nitrogen introduction region 20 is formed only in the MONOS transistor Q 1 and the cell selection MIS transistor Q 2 in the nonvolatile memory cell has been described. In the third embodiment, Further, a case where the nitrogen introduction region 20 is formed also in the nMIS transistor Q 3 of the peripheral circuit will be described.

まず、図8から図11までの工程は、前記実施の形態1と同様である。続いて、図17に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、メモリセル形成領域内および周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域に窒素を導入し、窒素導入領域20を形成する。図示はしないが、フォトリソグラフィ技術によってレジスト膜を、周辺回路形成領域のpMIS型トランジスタ形成領域を覆うように形成する。この後、イオン注入法によって、半導体基板に窒素を導入することで窒素導入領域20が形成される。すなわち、ゲート電極8、ゲート電極16およびゲート電極17のそれぞれに整合して窒素導入領域20を形成する。   First, the steps from FIG. 8 to FIG. 11 are the same as those in the first embodiment. Subsequently, as shown in FIG. 17, nitrogen is introduced into the nMIS type transistor formation region in the memory cell formation region and the peripheral circuit formation region using the photolithography technique and the ion implantation method, thereby forming the nitrogen introduction region 20. To do. Although not shown, a resist film is formed by photolithography so as to cover the pMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region. Thereafter, nitrogen introduction region 20 is formed by introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation. That is, the nitrogen introduction region 20 is formed in alignment with each of the gate electrode 8, the gate electrode 16, and the gate electrode 17.

そして、前記実施の形態2で述べたようにフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して低濃度n型不純物拡散領域21〜25(図示せず)および低濃度p型不純物拡散領域26、27(図示せず)を形成した後、アニール処理を行なう。このようにして、不揮発性メモリセル内だけでなく、周辺回路のnMIS型トランジスタQ3においてもリーク電流の低減を図ることができる。 Then, as described in the second embodiment, the low-concentration n-type impurity diffusion regions 21 to 25 (not shown) and the low-concentration p-type impurity diffusion regions 26 and 27 (using the photolithography technique and the ion implantation method). After forming, an annealing process is performed. In this way, leakage current can be reduced not only in the nonvolatile memory cell but also in the nMIS transistor Q 3 of the peripheral circuit.

ここで、周辺回路において、nMIS型トランジスタQ3の形成領域のだけに窒素導入領域20を形成し、pMIS型トランジスタQ4の形成領域に窒素導入領域20を形成しなかったのは以下に示す理由による。 Here, in the peripheral circuit, the nitrogen introduction region 20 is formed only in the formation region of the nMIS transistor Q 3 and the nitrogen introduction region 20 is not formed in the formation region of the pMIS transistor Q 4. by.

まずnMIS型トランジスタQ3と同様に、pMIS型トランジスタQ4にも窒素導入領域20を設ける場合について考察する。この場合、シリコンのダングリングボンドに窒素を結合させ、ダングリングボンド起因の結晶欠陥を低減できると考えられる。 First, as in the case of the nMIS transistor Q 3 , the case where the nitrogen introduction region 20 is provided also in the pMIS transistor Q 4 will be considered. In this case, it is considered that nitrogen defects are bonded to silicon dangling bonds to reduce crystal defects caused by dangling bonds.

しかし、pMIS型トランジスタQ4においては、ゲート絶縁膜(ゲート酸化膜)13と半導体基板1の界面においてシリコンと窒素の結合が多く存在するとNBTI(Negative Bias Temperature Instability)に起因したゲート絶縁膜13の信頼性低下を招く恐れがある。 However, in the pMIS transistor Q 4 , if there are many bonds of silicon and nitrogen at the interface between the gate insulating film (gate oxide film) 13 and the semiconductor substrate 1, the gate insulating film 13 caused by NBTI (Negative Bias Temperature Instability) There is a risk of lowering reliability.

NBTIとは、常温でもpMIS型のトランジスタのゲート電極に負電圧を印加するだけでVthが高くなる現象で、その後、正の電圧を印加すると戻ることから、ホール(正孔)がゲート絶縁膜中に捕獲されるためと考えられている現象である。特に酸化膜に顕著に見られ、pMIS型のトランジスタのソース、ドレイン間に電流を流さなくても、ゲート電極−半導体基板間に電圧を印加するだけでVthが高くなるという問題がある。特にゲート電極を構成する多結晶シリコン膜がp型の時に顕著に現われる現象である。   NBTI is a phenomenon in which Vth increases only by applying a negative voltage to the gate electrode of a pMIS transistor even at room temperature, and then returns when a positive voltage is applied, so holes (holes) are formed in the gate insulating film. This phenomenon is thought to be captured by the This is particularly noticeable in the oxide film, and there is a problem that Vth is increased only by applying a voltage between the gate electrode and the semiconductor substrate without passing a current between the source and drain of the pMIS transistor. In particular, this phenomenon appears remarkably when the polycrystalline silicon film constituting the gate electrode is p-type.

このようなNBTIによるゲート絶縁膜13の信頼性低下は、ゲート絶縁膜(ゲート酸化膜)13と半導体基板1の界面近傍にホールが集まりやすいように、ゲート電極18に負の電圧をストレスとして印加した時に起こる。これらの発生メカニズムは、以下に説明するメカニズムが有力とされている。図33にそのモデルを示す。ゲート絶縁膜13と半導体基板1の界面ではシリコンのダングリングボンドを補償する水素が多く存在するが、そこへホールが集まるとシリコン原子とホールが結合し、水素が活性化した状態で安定化する。このとき、シリコンによる正の界面トラップが形成される。さらに、活性化した水素はゲート絶縁膜13を形成する酸化シリコン膜中の酸素と衝突し、電気化学反応により酸化シリコン膜中に正の固定電荷を形成する。そして、これらの正の界面トラップおよび固定電荷がゲート絶縁膜13の信頼性低下を招くと考えられている。   Such a decrease in the reliability of the gate insulating film 13 due to NBTI applies a negative voltage as a stress to the gate electrode 18 so that holes are likely to gather near the interface between the gate insulating film (gate oxide film) 13 and the semiconductor substrate 1. It happens when you do. As the generation mechanism, the mechanism described below is considered to be effective. FIG. 33 shows the model. There is a lot of hydrogen that compensates for dangling bonds of silicon at the interface between the gate insulating film 13 and the semiconductor substrate 1, but when holes are collected there, silicon atoms and holes are combined, and the hydrogen is stabilized in an activated state. . At this time, a positive interface trap due to silicon is formed. Further, the activated hydrogen collides with oxygen in the silicon oxide film forming the gate insulating film 13, and forms a positive fixed charge in the silicon oxide film by an electrochemical reaction. These positive interface traps and fixed charges are considered to cause a decrease in the reliability of the gate insulating film 13.

本実施の形態においては、窒素導入領域20を設け、ゲート絶縁膜(ゲート酸化膜)13と半導体基板1の界面におけるシリコンと窒素の結合が多く存在するようにすると、活性化した水素は酸化シリコン膜中の酸素原子に加え窒素原子にも衝突し、ゲート絶縁膜13と半導体基板1の界面近傍においてトラップを形成するようになる。したがって、ゲート絶縁膜(ゲート酸化膜)13と半導体基板1の界面においてシリコン原子と窒素原子の結合が多く存在するとNBTIに起因したゲート絶縁膜13の信頼性低下が加速すると考えられる。これらのことから、ゲート絶縁膜13の信頼性低下を防止するため、pMIS型トランジスタQ4には、窒素導入領域20を形成しないことにしたものである。 In this embodiment, when the nitrogen introduction region 20 is provided so that many bonds of silicon and nitrogen exist at the interface between the gate insulating film (gate oxide film) 13 and the semiconductor substrate 1, the activated hydrogen is converted into silicon oxide. Nitrogen atoms collide with oxygen atoms in the film, and traps are formed in the vicinity of the interface between the gate insulating film 13 and the semiconductor substrate 1. Therefore, it is considered that when a large number of bonds of silicon atoms and nitrogen atoms exist at the interface between the gate insulating film (gate oxide film) 13 and the semiconductor substrate 1, a decrease in reliability of the gate insulating film 13 due to NBTI is accelerated. For these reasons, in order to prevent the reliability of the gate insulating film 13 from decreasing, the nitrogen introduction region 20 is not formed in the pMIS transistor Q 4 .

このようにして、前記実施の形態2のようにゲート電極8、16の端部下に存在するシリコンのダングリングボンドに窒素を結合させることができるだけでなく、ゲート電極17の端部下に存在するダングリングボンドに窒素を結合させることができる。また、ゲート電極8、16、17の端部下にある空格子欠陥に窒素を充填させることができる。このため、結晶欠陥を窒素により低減できる。したがって、本実施の形態3によれば、MONOS型トランジスタQ1において、リーク電流の低減および誤消去の防止を達成できるだけでなく、セル選択用のMIS型トランジスタQ2、更には周辺回路のnMIS型トランジスタQ3においてもリーク電流の低減を図ることができる。 In this manner, not only can nitrogen be bonded to the silicon dangling bonds existing under the ends of the gate electrodes 8 and 16 as in the second embodiment, but also dang existing under the ends of the gate electrode 17. Nitrogen can be bonded to the ring bond. In addition, vacancies under the ends of the gate electrodes 8, 16, and 17 can be filled with nitrogen. For this reason, crystal defects can be reduced by nitrogen. Therefore, according to the third embodiment, in the MONOS type transistor Q 1 , not only the leakage current can be reduced and the erroneous erasure can be prevented, but also the MIS type transistor Q 2 for cell selection, and further the nMIS type of the peripheral circuit. it can be reduced leakage current in the transistor Q 3.

なお、後述する実施の形態5および実施の形態6でも本実施の形態3と同様の理由により、周辺回路のpMIS型トランジスタには、窒素導入領域を形成しない。   In the fifth and sixth embodiments described later, a nitrogen introduction region is not formed in the pMIS transistor of the peripheral circuit for the same reason as in the third embodiment.

(実施の形態4)
前記実施の形態1〜3では、図12(図16または図17)、図13の製造工程で示すように、先に窒素を導入して、窒素導入領域20を形成した後、浅い半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域21〜25を形成するようにしたが、先に低濃度不純物拡散領域21〜25を形成した後、窒素を導入して窒素導入領域20を形成し、アニール処理をしてもよい。すなわち、図13、図12(図16または17)の順の製造工程で形成する。このようにした場合、低濃度n型不純物拡散領域21〜25を形成するためのイオン注入を先に行なうことができるので、イオン注入時の発生する半導体基板へのダメージや低濃度n型不純物拡散領域21〜25表面上のダングリングボンド起因の結晶欠陥などが発生した場合であっても、この後の窒素導入工程により補償することができるので、前述の実施の形態1〜3と同様の効果を得ることができると共に、前述の実施の形態1〜3と比較して、更にリーク電流の低減および誤消去特性の劣化を防止することができる。
(Embodiment 4)
In the first to third embodiments, as shown in the manufacturing process of FIG. 12 (FIG. 16 or FIG. 17) and FIG. 13, nitrogen is first introduced to form the nitrogen introduction region 20, and then the shallow semiconductor region. The low concentration n-type impurity diffusion regions 21 to 25 are formed. After the low concentration impurity diffusion regions 21 to 25 are formed, nitrogen is introduced to form the nitrogen introduction region 20 and annealing is performed. May be. That is, it is formed by the manufacturing process in the order of FIG. 13 and FIG. 12 (FIG. 16 or 17). In such a case, since the ion implantation for forming the low concentration n-type impurity diffusion regions 21 to 25 can be performed first, the damage to the semiconductor substrate that occurs during the ion implantation and the low concentration n-type impurity diffusion are performed. Even if a crystal defect or the like due to dangling bonds on the surfaces of the regions 21 to 25 occurs, it can be compensated for by the subsequent nitrogen introduction step, so the same effects as in the first to third embodiments described above. In addition to the above-described first to third embodiments, the leakage current can be further reduced and the erroneous erasure characteristic can be prevented from being deteriorated.

(実施の形態5)
半導体チップ上に形成された本実施の形態5における不揮発性メモリセルC1、C2およびMIS型トランジスタQ5、Q6の断面図を図18に示す。図18において、左側の領域は、メモリセル形成領域であり、右側の領域は、周辺回路形成領域を示したものである。
(Embodiment 5)
FIG. 18 shows a cross-sectional view of the nonvolatile memory cells C 1 and C 2 and the MIS transistors Q 5 and Q 6 in the fifth embodiment formed on the semiconductor chip. In FIG. 18, the left region is a memory cell formation region, and the right region is a peripheral circuit formation region.

まず、半導体基板50内には、n型不純物を導入した第1埋め込み層52が形成されており、この第1埋め込み層52内には、n型不純物を導入した第2埋め込み層53が形成されている。これらの第1埋め込み層52および第2埋め込み層53は、半導体基板50と後述するウェルとを電気的に絶縁するために設けられている。   First, a first buried layer 52 into which an n-type impurity is introduced is formed in the semiconductor substrate 50, and a second buried layer 53 into which an n-type impurity is introduced is formed in the first buried layer 52. ing. The first buried layer 52 and the second buried layer 53 are provided to electrically insulate the semiconductor substrate 50 from a well described later.

メモリセル形成領域において、第1埋め込み層52上の半導体基板50内にはp型不純物を導入したp型ウェル54が形成されており、このp型ウェル54上には不揮発性メモリセルC1および不揮発性メモリセルC2が形成されている。 In the memory cell formation region, a p-type well 54 into which p-type impurities are introduced is formed in the semiconductor substrate 50 on the first buried layer 52, and the nonvolatile memory cell C 1 and the p-type well 54 are formed on the p-type well 54. nonvolatile memory cell C 2 is formed.

一方、周辺回路形成領域において、第1埋め込み層52上にはnMIS型トランジスタQ5の形成領域とpMIS型トランジスタQ6の形成領域を分離する素子分離領域51が形成されている。そして、素子分離領域51で分離されたnMIS型トランジスタQ5形成領域には、p型ウェル54が形成され、pMIS型トランジスタQ6形成領域には、n型ウェル55が形成されている。周辺回路形成領域のp型ウェル54上には、MIS型トランジスタQ5が形成されており、n型ウェル55上には、MIS型トランジスタQ6が形成されている。 On the other hand, in the peripheral circuit formation region, an element isolation region 51 that separates the formation region of the nMIS transistor Q 5 and the formation region of the pMIS transistor Q 6 is formed on the first buried layer 52. A p-type well 54 is formed in the nMIS transistor Q 5 formation region isolated by the element isolation region 51, and an n-type well 55 is formed in the pMIS transistor Q 6 formation region. An MIS transistor Q 5 is formed on the p-type well 54 in the peripheral circuit formation region, and an MIS transistor Q 6 is formed on the n-type well 55.

次に、不揮発性メモリセルC1の構成について説明する。不揮発性メモリセルC1は、p型ウェル54上にゲート絶縁膜(第1絶縁膜)56を有しており、このゲート絶縁膜56上に電荷を蓄積する電荷蓄積層57が形成されている。電荷蓄積層57上には、絶縁膜58を介して第1ゲート電極59が形成されており、ゲート絶縁膜56、電荷蓄積層57、絶縁膜58および第1ゲート電極59により不揮発性メモリセルC1のメモリ部(第1MIS)が形成されている。 Next, the configuration of the nonvolatile memory cell C 1 will be described. The nonvolatile memory cell C 1 has a gate insulating film (first insulating film) 56 on the p-type well 54, and a charge storage layer 57 for storing charges is formed on the gate insulating film 56. . A first gate electrode 59 is formed on the charge storage layer 57 via an insulating film 58, and the non-volatile memory cell C is formed by the gate insulating film 56, the charge storage layer 57, the insulating film 58 and the first gate electrode 59. One memory unit (first MIS) is formed.

続いて、第1ゲート電極59上にはキャップ絶縁膜60が形成されており、第1ゲート電極59の両側の側壁にはサイドウォール(第3絶縁膜)64が形成されている。片方のサイドウォール64に接する領域から外側に延在するように、ゲート絶縁膜(第2絶縁膜)65が形成されており、このゲート絶縁膜65上に第2ゲート電極69が形成されている。   Subsequently, a cap insulating film 60 is formed on the first gate electrode 59, and sidewalls (third insulating films) 64 are formed on both side walls of the first gate electrode 59. A gate insulating film (second insulating film) 65 is formed so as to extend outward from a region in contact with one side wall 64, and a second gate electrode 69 is formed on the gate insulating film 65. .

第2ゲート電極69は、第1ゲート電極59上に一部が乗りかかった形状をしており、ポリシリコン膜67とコバルトシリサイド膜89より形成されている。そして、第2ゲート電極69の側壁には、サイドウォール81が形成されている。第2ゲート電極69とゲート絶縁膜65により、不揮発性メモリセルC1を選択するメモリセル選択部(第2MIS)が形成されている。 The second gate electrode 69 has a shape partially overlying the first gate electrode 59, and is formed of a polysilicon film 67 and a cobalt silicide film 89. A sidewall 81 is formed on the sidewall of the second gate electrode 69. The second gate electrode 69 and the gate insulating film 65 form a memory cell selection unit (second MIS) that selects the nonvolatile memory cell C 1 .

次に、第1ゲート電極59の両方の側壁に形成されたサイドウォール64下から外側に延在するように、窒素が導入された窒素導入領域61が形成されている。すなわち、第1ゲート電極59に整合して、p型ウェル54の表面に窒素導入領域61が形成されている。   Next, a nitrogen introduction region 61 into which nitrogen is introduced is formed so as to extend outward from below the sidewalls 64 formed on both sidewalls of the first gate electrode 59. That is, the nitrogen introduction region 61 is formed on the surface of the p-type well 54 in alignment with the first gate electrode 59.

第2ゲート電極69が乗りかかっていない側(第1ゲート電極59側)にあるサイドウォール64下には、窒素導入領域61が形成されているが、この窒素導入領域61は半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域62の表面付近に形成されており、外側に向かって延在している。   A nitrogen introduction region 61 is formed under the sidewall 64 on the side where the second gate electrode 69 is not applied (on the first gate electrode 59 side). This nitrogen introduction region 61 is a low concentration that is a semiconductor region. It is formed near the surface of n-type impurity diffusion region 62 and extends outward.

この低濃度n型不純物拡散領域62内であって、サイドウォール64の外側には、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域82が形成されており、この高濃度n型不純物拡散領域82の上部には、コバルトシリサイド膜89が形成されている。     A high-concentration n-type impurity diffusion region 82, which is a semiconductor region, is formed in the low-concentration n-type impurity diffusion region 62 and outside the sidewall 64. A cobalt silicide film 89 is formed on the upper part.

一方、第2ゲート電極69の側壁に形成されたサイドウォール81のうち、p型ウェル54上に形成されたサイドウォール81下には、窒素導入領域61が形成されているが、この窒素導入領域61の下には半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域76が形成されている。そして、この低濃度n型不純物拡散領域76の外側には、高濃度n型不純物拡散領域83が形成されており、高濃度n型不純物拡散領域83の上部には、低抵抗化を図るためのコバルトシリサイド膜89が形成されている。   On the other hand, of the sidewall 81 formed on the side wall of the second gate electrode 69, a nitrogen introduction region 61 is formed below the sidewall 81 formed on the p-type well 54. A low-concentration n-type impurity diffusion region 76 that is a semiconductor region is formed under 61. A high-concentration n-type impurity diffusion region 83 is formed outside the low-concentration n-type impurity diffusion region 76, and an upper portion of the high-concentration n-type impurity diffusion region 83 is used to reduce resistance. A cobalt silicide film 89 is formed.

ここで、窒素導入領域61において、窒素の濃度が最大となる深さは、低濃度n型不純物拡散領域62、76および高濃度n型不純物拡散領域82、83において、それぞれn型不純物の濃度が最大となる深さより浅くなっている。   Here, in the nitrogen introduction region 61, the depth at which the concentration of nitrogen becomes maximum is such that the concentration of the n-type impurity in the low-concentration n-type impurity diffusion regions 62 and 76 and the high-concentration n-type impurity diffusion regions 82 and 83 is respectively. It is shallower than the maximum depth.

なお、不揮発性メモリセルC2も不揮発性メモリセルC1と同様の構成をとっているため、その説明は省略する。 Since the nonvolatile memory cell C 2 has the same configuration as the nonvolatile memory cell C 1 , the description thereof is omitted.

本実施の形態5における不揮発性メモリセルC1では、上記したように窒素導入領域61が形成されているため、第1ゲート電極59や第2ゲート電極69の端部下に存在するダングリングボンドに窒素を結合させることができる。また、空格子欠陥に窒素を充填することができる。したがって、第1ゲート電極59や第2ゲート電極69の端部下であって、半導体基板50の表面付近に形成されている結晶欠陥を窒素により回復することができる。 In the nonvolatile memory cell C 1 in the fifth embodiment, since the nitrogen introduction region 61 is formed as described above, the dangling bonds existing under the end portions of the first gate electrode 59 and the second gate electrode 69 are not formed. Nitrogen can be bound. Moreover, nitrogen can be filled in the vacancy defects. Therefore, crystal defects formed near the surface of the semiconductor substrate 50 under the ends of the first gate electrode 59 and the second gate electrode 69 can be recovered by nitrogen.

不揮発性メモリセルC1において、第1ゲート電極59のゲート長およびサイドウォール64のサイドウォール長は、短くなっている。このとき、不揮発性メモリセルC1に流れるリーク電流は、第1ゲート電極59の端部下の表面近傍を流れるが、半導体基板50の表面近傍に結晶欠陥があると、その欠陥箇所がリークパスとなりやすい。 In the nonvolatile memory cell C 1 , the gate length of the first gate electrode 59 and the sidewall length of the sidewall 64 are short. At this time, the leakage current flowing in the nonvolatile memory cell C 1 flows in the vicinity of the surface below the end of the first gate electrode 59, but if there is a crystal defect in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 50, the defective portion tends to be a leakage path. .

しかし、本実施の形態5における不揮発性メモリセルC1では、上記したように半導体基板50の表面付近に形成されている結晶欠陥を窒素により回復している。したがって、リーク電流の低減を図ることができるとともにリーク電流に起因したホットホールの発生も抑制でき、ホットホールの電荷蓄積層57への注入による誤消去も抑制できる。また、第2ゲート電極69の端部下においても同様に結晶欠陥を窒素により回復できるため、リーク電流の低減を図ることができる。 However, in the nonvolatile memory cell C 1 in the fifth embodiment, the crystal defects formed near the surface of the semiconductor substrate 50 are recovered by nitrogen as described above. Therefore, the leakage current can be reduced, the generation of hot holes due to the leakage current can be suppressed, and the erroneous erasure due to the injection of hot holes into the charge storage layer 57 can also be suppressed. Further, since the crystal defects can be similarly recovered by nitrogen under the end portion of the second gate electrode 69, the leakage current can be reduced.

つまり、本実施の形態5によれば、メモリセルサイズを縮小しながら、リーク電流の低減および誤消去の低減といったデバイス特性の向上を図ることができる。   In other words, according to the fifth embodiment, it is possible to improve device characteristics such as reduction of leakage current and reduction of erroneous erasure while reducing the memory cell size.

次に、周辺回路形成領域に形成されたMIS型トランジスタQ5、Q6の構成であるが、これは、前記実施の形態1で説明したMIS型トランジスタQ3、Q4の構成とほぼ同様であるため、異なる点について説明する。 Next, the configuration of the MIS transistors Q 5 and Q 6 formed in the peripheral circuit formation region is substantially the same as the configuration of the MIS transistors Q 3 and Q 4 described in the first embodiment. Therefore, different points will be described.

本実施の形態5におけるMIS型トランジスタQ5には、前記実施の形態1で説明したMIS型トランジスタQ3と異なり、サイドウォール81下から外側に延在するように窒素導入領域75が形成されている。したがって、周辺回路のMIS型トランジスタQ5では、ゲート電極71の端部下にある結晶欠陥を窒素により補償することができるため、周辺回路においてもリーク電流の低減を図ることができる。 In the MIS transistor Q 5 in the fifth embodiment, unlike the MIS transistor Q 3 described in the first embodiment, a nitrogen introduction region 75 is formed so as to extend from below the sidewall 81. Yes. Therefore, in the MIS transistor Q 5 in the peripheral circuit, the crystal defect under the end of the gate electrode 71 can be compensated by nitrogen, so that the leakage current can also be reduced in the peripheral circuit.

本実施の形態5における不揮発性メモリセルC1、C2およびMIS型トランジスタQ5、Q6は上記のように構成されており、以下にその製造方法について、図面を参照しながら説明する。 The nonvolatile memory cells C 1 and C 2 and the MIS transistors Q 5 and Q 6 in the fifth embodiment are configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.

まず、図19に示すように、半導体基板50の周辺回路形成領域上に素子分離領域51を形成する。素子分離領域51は、例えば酸化シリコン膜よりなり、STI法やLOCOS法などによって形成される。図19では、半導体基板50に溝を形成し、形成した溝に酸化シリコン膜を埋め込むSTI法によって形成された素子分離領域51を示している。   First, as shown in FIG. 19, an element isolation region 51 is formed on the peripheral circuit formation region of the semiconductor substrate 50. The element isolation region 51 is made of, for example, a silicon oxide film, and is formed by an STI method, a LOCOS method, or the like. FIG. 19 shows an element isolation region 51 formed by the STI method in which a groove is formed in the semiconductor substrate 50 and a silicon oxide film is embedded in the formed groove.

次に、半導体基板50内に第1埋め込み層52および第2埋め込み層53を形成する。第1埋め込み層52および第2埋め込み層53は、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、例えばリンや砒素などのn型不純物を半導体基板50内に導入することにより形成できる。   Next, the first buried layer 52 and the second buried layer 53 are formed in the semiconductor substrate 50. The first buried layer 52 and the second buried layer 53 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the semiconductor substrate 50 using a photolithography technique and an ion implantation method.

続いて、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、メモリセル形成領域と、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域にp型ウェル54を形成する。p型ウェル54は、例えば、ボロンやフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することにより形成できる。同様にして、周辺回路形成領域のpMIS型トランジスタ形成領域に、例えばリンや砒素などのn型不純物を導入することによりn型ウェル55を形成する。   Subsequently, a p-type well 54 is formed in the memory cell formation region and the nMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region by using a photolithography technique and an ion implantation method. The p-type well 54 can be formed by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride. Similarly, an n-type well 55 is formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the pMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region.

次に、半導体基板50の主面の全面にゲート絶縁膜(第1絶縁膜)56を形成する。ゲート絶縁膜56は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。そして、このゲート絶縁膜56上に電荷蓄積層57を形成する。電荷蓄積層57は、例えば窒化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用して形成することができる。なお、電荷蓄積層57として、窒化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えば酸窒化シリコン(SiON)膜などの膜中にトラップ準位を含む膜であってもよい。   Next, a gate insulating film (first insulating film) 56 is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate 50. The gate insulating film 56 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a thermal oxidation method. Then, a charge storage layer 57 is formed on the gate insulating film 56. The charge storage layer 57 is made of, for example, a silicon nitride film, and can be formed by using, for example, a CVD method. Although an example in which a silicon nitride film is used as the charge storage layer 57 is shown, the present invention is not limited to this, and a film including a trap level in a film such as a silicon oxynitride (SiON) film may be used.

続いて、電荷蓄積層57上に絶縁膜58を形成する。絶縁膜58は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法によって形成することができる。そして、絶縁膜58上にポリシリコン膜を形成する。ポリシリコン膜は、例えばCVD法によって形成することができる。その後、ポリシリコン膜上にキャップ絶縁膜60を形成する。キャップ絶縁膜60は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用することによって形成することができる。   Subsequently, an insulating film 58 is formed on the charge storage layer 57. The insulating film 58 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by, for example, a CVD method. Then, a polysilicon film is formed on the insulating film 58. The polysilicon film can be formed by, for example, a CVD method. Thereafter, a cap insulating film 60 is formed on the polysilicon film. The cap insulating film 60 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by using, for example, a CVD method.

次に、キャップ絶縁膜60上にレジスト膜を形成した後、露光・現像することによりレジスト膜をパターニングする。パターニングは、第1ゲート電極59を形成する領域にだけレジスト膜が残るようにする。そして、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、第1ゲート電極59を形成する。   Next, after forming a resist film on the cap insulating film 60, the resist film is patterned by exposure and development. The patterning is performed so that the resist film remains only in the region where the first gate electrode 59 is formed. Then, the first gate electrode 59 is formed by etching using the patterned resist film as a mask.

続いて、図20に示すように、メモリセル形成領域に窒素を導入して、窒素導入領域61を形成する。窒素導入領域61は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して形成することができる。図示はしないが、フォトリソグラフィ技術によってレジスト膜を、周辺回路形成領域を覆うように形成する。この後、イオン注入法によって、半導体基板に窒素を導入することで窒素導入領域61が形成される。すなわち、キャップ絶縁膜60をマスクとして第1ゲート電極59に整合した領域に窒素導入領域61が形成される。具体的に、窒素導入領域61は、例えば20KeVのエネルギーの窒素を1015/cm2のドーズ量で導入することにより形成することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 20, nitrogen is introduced into the memory cell formation region to form a nitrogen introduction region 61. The nitrogen introduction region 61 can be formed using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Although not shown, a resist film is formed by a photolithography technique so as to cover the peripheral circuit formation region. Thereafter, nitrogen introduction region 61 is formed by introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation. That is, the nitrogen introduction region 61 is formed in a region aligned with the first gate electrode 59 using the cap insulating film 60 as a mask. Specifically, the nitrogen introduction region 61 can be formed, for example, by introducing nitrogen having an energy of 20 KeV at a dose of 10 15 / cm 2 .

次に、図21に示すように、メモリセル形成領域に、浅い低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)62、63を形成する。低濃度n型不純物拡散領域62、63は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成できる。   Next, as shown in FIG. 21, shallow low-concentration n-type impurity diffusion regions (first impurity regions) 62 and 63 are formed in the memory cell formation region. The low-concentration n-type impurity diffusion regions 62 and 63 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method.

その後、半導体基板50をアニールすることにより、導入した不純物を活性化させる。このとき、半導体基板50に導入している窒素にも熱処理が加わり、半導体基板50の表面近傍に数多く存在しているダングリングボンドに窒素が結合する。また、空格子欠陥に窒素が拡散することで、結晶欠陥が回復する。このように、結晶欠陥が窒素によって補償されるため、リーク電流を低減することができる。また、第1ゲート電極59の端部下を流れるリーク電流を低減できるため、第1ゲート電極59の端部下でのホットホールの発生を抑制することができ、誤消去を防止できる。   Thereafter, the introduced impurity is activated by annealing the semiconductor substrate 50. At this time, heat treatment is also applied to the nitrogen introduced into the semiconductor substrate 50, and nitrogen is bonded to dangling bonds existing in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 50. In addition, the crystal defects are recovered by diffusing nitrogen into the vacancy defects. Thus, since the crystal defects are compensated by nitrogen, the leakage current can be reduced. Further, since leakage current flowing under the end of the first gate electrode 59 can be reduced, generation of hot holes under the end of the first gate electrode 59 can be suppressed, and erroneous erasure can be prevented.

続いて、半導体基板50上に例えばCVD法を使用して、酸化シリコン膜を形成した後、この酸化シリコン膜を異方性エッチングすることにより、第1ゲート電極59の側壁にサイドウォール(第3絶縁膜)64を形成する。   Subsequently, after a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 50 by using, for example, a CVD method, the silicon oxide film is anisotropically etched to form sidewalls (third) on the sidewalls of the first gate electrode 59. Insulating film) 64 is formed.

次に、図22に示すように、半導体基板50のメモリセル形成領域に相対的に厚いゲート絶縁膜(第2絶縁膜)65を形成し、半導体基板50の周辺回路形成領域に相対的に薄いゲート絶縁膜66を形成する。ゲート絶縁膜65およびゲート絶縁膜66は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。なお、ゲート絶縁膜65およびゲート絶縁膜66として、酸化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えばHigh−k膜であってもよい。   Next, as shown in FIG. 22, a relatively thick gate insulating film (second insulating film) 65 is formed in the memory cell forming region of the semiconductor substrate 50 and relatively thin in the peripheral circuit forming region of the semiconductor substrate 50. A gate insulating film 66 is formed. The gate insulating film 65 and the gate insulating film 66 are made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a thermal oxidation method. In addition, although the example which uses a silicon oxide film was shown as the gate insulating film 65 and the gate insulating film 66, it is not restricted to this, For example, a High-k film | membrane may be sufficient.

続いて、ゲート絶縁膜65およびゲート絶縁膜66上にポリシリコン膜67を形成する。ポリシリコン膜67は、例えばCVD法を使用して形成することができる。そして、ポリシリコン膜67上に、例えばCVD法を使用してキャップ絶縁膜68を形成する。   Subsequently, a polysilicon film 67 is formed on the gate insulating film 65 and the gate insulating film 66. The polysilicon film 67 can be formed using, for example, a CVD method. Then, a cap insulating film 68 is formed on the polysilicon film 67 by using, for example, a CVD method.

そして、キャップ絶縁膜68上にレジスト膜を形成した後、露光・現像することにより、レジスト膜をパターニングする。パターニングは、ゲート電極形成領域にレジスト膜が残るようにする。   Then, after forming a resist film on the cap insulating film 68, the resist film is patterned by exposure and development. The patterning is performed so that the resist film remains in the gate electrode formation region.

続いて、図23に示すように、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、第2ゲート電極69、ゲート電極71およびゲート電極73を形成する。すなわち、第1ゲート電極59へ一部が乗りかかった第2ゲート電極69をメモリセル形成領域に形成し、周辺回路形成領域にゲート電極71およびゲート電極73を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 23, the second gate electrode 69, the gate electrode 71, and the gate electrode 73 are formed by etching using the patterned resist film as a mask. In other words, the second gate electrode 69 that is partially on the first gate electrode 59 is formed in the memory cell formation region, and the gate electrode 71 and the gate electrode 73 are formed in the peripheral circuit formation region.

次に、図24に示すように、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域にゲート電極71に整合して窒素導入領域75を形成する。窒素導入領域75は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して窒素をp型ウェル54に導入することによって形成される。図示はしないが、フォトリソグラフィ技術によってレジスト膜を、メモリセル形成領域および周辺回路領域のpMIS型トランジスタ形成領域を覆うように形成する。この後、イオン注入法によって、半導体基板に窒素を導入することで窒素導入領域75が形成される。すなわち、キャップ絶縁膜68をマスクとしてnMIS型トランジスタゲート電極71に整合した領域に窒素導入領域75が形成される。具体的に、窒素導入領域75は、例えば20KeVのエネルギーの窒素を1015/cm2のドーズ量で導入することにより形成することができる。 Next, as shown in FIG. 24, a nitrogen introduction region 75 is formed in alignment with the gate electrode 71 in the nMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region. The nitrogen introduction region 75 is formed by introducing nitrogen into the p-type well 54 using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Although not shown, a resist film is formed by photolithography so as to cover the pMIS type transistor formation region in the memory cell formation region and the peripheral circuit region. Thereafter, nitrogen introduction region 75 is formed by introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation. That is, the nitrogen introduction region 75 is formed in a region aligned with the nMIS transistor gate electrode 71 using the cap insulating film 68 as a mask. Specifically, the nitrogen introduction region 75 can be formed, for example, by introducing nitrogen having an energy of 20 KeV at a dose of 10 15 / cm 2 .

続いて、図25に示すように、低濃度n型不純物拡散領域76、77、78および低濃度p型不純物拡散領域79、80を形成する。低濃度n型不純物拡散領域76〜78は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成でき、低濃度p型不純物拡散領域79、80は、ボロンやフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することによって形成できる。   Subsequently, as shown in FIG. 25, low-concentration n-type impurity diffusion regions 76, 77, 78 and low-concentration p-type impurity diffusion regions 79, 80 are formed. The low-concentration n-type impurity diffusion regions 76 to 78 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. 80 can be formed by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride.

その後、導入した導電型不純物を活性化するため、アニール処理が行なわれる。このとき、先に導入した窒素にも熱処理が加えられる。したがって、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域に導入された窒素がシリコンのダングリングボンドに結合し、
ダングリングボンド起因の結晶欠陥を回復することができる。このため、周辺回路におけるリーク電流を低減することができる。
Thereafter, an annealing process is performed to activate the introduced conductive impurities. At this time, heat treatment is also applied to the previously introduced nitrogen. Therefore, nitrogen introduced into the nMIS transistor forming region in the peripheral circuit forming region is bonded to the dangling bond of silicon,
Crystal defects caused by dangling bonds can be recovered. For this reason, the leakage current in the peripheral circuit can be reduced.

続いて、図18に示すように、半導体基板50上に例えばCVD法を使用して酸化シリコン膜を形成した後、異方性エッチングすることにより、第2ゲート電極69、ゲート電極71およびゲート電極73の側壁にサイドウォール81を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 18, after forming a silicon oxide film on the semiconductor substrate 50 by using, for example, a CVD method, anisotropic etching is performed, whereby the second gate electrode 69, the gate electrode 71, and the gate electrode are formed. A side wall 81 is formed on the side wall 73.

次に、半導体基板50内に高濃度n型不純物拡散領域82〜86および高濃度p型不純物拡散領域87、88を形成する。高濃度n型不純物拡散領域82〜86は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成でき、高濃度p型不純物拡散領域87、88は、ボロンやフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することによって形成できる。その後、導入した導電型不純物を活性化するため、アニール処理を行なう。   Next, high-concentration n-type impurity diffusion regions 82 to 86 and high-concentration p-type impurity diffusion regions 87 and 88 are formed in the semiconductor substrate 50. The high-concentration n-type impurity diffusion regions 82 to 86 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. 88 can be formed by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride. Thereafter, annealing is performed to activate the introduced conductive impurities.

その後、図18に示すように半導体基板50の主面上に高融点金属膜として例えばコバルト膜を形成する。コバルト膜は、例えばスパッタリング法やCVD法を使用して形成することができる。そして、熱処理を施すことによりコバルトシリサイド膜89を形成した後、未反応のコバルト膜を除去する。このコバルトシリサイド膜89は、低抵抗化のために形成される。なお、高融点金属膜として、コバルト膜の代わりにチタン膜またはニッケル膜を用いることにより、チタンシリサイド膜やニッケルシリサイド膜を形成してもよい。   Thereafter, for example, a cobalt film is formed as a refractory metal film on the main surface of the semiconductor substrate 50 as shown in FIG. The cobalt film can be formed using, for example, a sputtering method or a CVD method. Then, after the cobalt silicide film 89 is formed by performing heat treatment, the unreacted cobalt film is removed. The cobalt silicide film 89 is formed for reducing the resistance. Note that a titanium silicide film or a nickel silicide film may be formed by using a titanium film or a nickel film instead of the cobalt film as the refractory metal film.

このようにして、本実施の形態5の不揮発性メモリセルC1、C2およびMIS型トランジスタQ5、Q6を形成することができる。 In this manner, the nonvolatile memory cells C 1 and C 2 and MIS type transistors Q 5 and Q 6 of the fifth embodiment can be formed.

次に、図18に基づいて配線工程について説明する。まず、半導体基板50上に窒化シリコン膜90を形成した後、この窒化シリコン膜90上に酸化シリコン膜91を形成する。窒化シリコン膜90および酸化シリコン膜91は、例えばCVD法を使用して形成することができる。   Next, the wiring process will be described with reference to FIG. First, after a silicon nitride film 90 is formed on the semiconductor substrate 50, a silicon oxide film 91 is formed on the silicon nitride film 90. The silicon nitride film 90 and the silicon oxide film 91 can be formed using, for example, a CVD method.

続いて、例えばCMP法を使用して、酸化シリコン膜91の表面を研磨して平坦化する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、酸化シリコン膜91および窒化シリコン膜90を開口するコンタクトホール92を形成する。   Subsequently, the surface of the silicon oxide film 91 is polished and planarized by using, for example, a CMP method. Then, a contact hole 92 that opens the silicon oxide film 91 and the silicon nitride film 90 is formed by using a photolithography technique and an etching technique.

その後、半導体基板50の主面上にチタン/窒化チタン膜93aを形成する。チタン/窒化チタン膜93aは、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。   Thereafter, a titanium / titanium nitride film 93 a is formed on the main surface of the semiconductor substrate 50. The titanium / titanium nitride film 93a can be formed by using, for example, a sputtering method.

次に、コンタクトホール92を埋め込むように、半導体基板50の主面上にタングステン膜93bを形成する。タングステン膜93bは、例えばCVD法を使用することにより形成することができる。そして、酸化シリコン膜91上に形成された不要なチタン/窒化チタン膜93aおよびタングステン膜93bを例えばCMP法を使用して除去することにより、プラグ94を形成する。   Next, a tungsten film 93 b is formed on the main surface of the semiconductor substrate 50 so as to fill the contact hole 92. The tungsten film 93b can be formed by using, for example, a CVD method. Then, an unnecessary titanium / titanium nitride film 93a and tungsten film 93b formed on the silicon oxide film 91 are removed by using, for example, a CMP method, thereby forming a plug 94.

続いて、酸化シリコン膜91およびプラグ94上にチタン/窒化チタン膜95a、アルミニウム膜95b、チタン/窒化チタン膜95cを順次、形成する。これらの膜は、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、これらの膜のパターニングを行い、配線96を形成する。さらに配線96の上層に配線を形成するが、本明細書での説明は省略する。   Subsequently, a titanium / titanium nitride film 95a, an aluminum film 95b, and a titanium / titanium nitride film 95c are sequentially formed on the silicon oxide film 91 and the plug 94. These films can be formed by using, for example, a sputtering method. Subsequently, these films are patterned by using a photolithography technique and an etching technique to form a wiring 96. Further, a wiring is formed in an upper layer of the wiring 96, but the description in this specification is omitted.

本実施の形態5によれば、ゲート長方向における第1ゲート電極59の長さとサイドウォール64のサイドウォール長を短くすることにより、リーク電流が第1ゲート電極59の端部下であって半導体基板50の表面近傍を流れる場合であっても、第1ゲート電極59の端部下の結晶欠陥を窒素により補償できるので、リーク電流の低減を図ることができる。また、第1ゲート電極59の端部下におけるホットホールの発生を低減できるので、誤消去の低減も同時に達成することができる。   According to the fifth embodiment, by reducing the length of the first gate electrode 59 and the sidewall length of the sidewall 64 in the gate length direction, the leakage current is below the end of the first gate electrode 59 and the semiconductor substrate. Even in the case of flowing in the vicinity of the surface of 50, the crystal defect under the end of the first gate electrode 59 can be compensated by nitrogen, so that the leakage current can be reduced. In addition, since the generation of hot holes under the end portion of the first gate electrode 59 can be reduced, it is possible to achieve the reduction of erroneous erasure at the same time.

つまり、本実施の形態5の不揮発性メモリセルC1によれば、メモリセルサイズを縮小しながら、リーク電流および誤消去の低減というデバイス性能の向上を図ることができる。 That is, according to the nonvolatile memory cell C 1 of the fifth embodiment, it is possible to improve device performance such as reduction of leakage current and erroneous erasure while reducing the memory cell size.

同様に、第2ゲート電極69およびサイドウォール81下にも窒素が導入されているので、サイドウォール81下に形成されている低濃度n型不純物拡散領域76とp型ウェル54との間に生じるリーク電流も低減することができる。   Similarly, since nitrogen is also introduced under the second gate electrode 69 and the sidewall 81, it is generated between the low-concentration n-type impurity diffusion region 76 formed under the sidewall 81 and the p-type well 54. Leakage current can also be reduced.

さらに、本実施の形態5では、周辺回路を構成するトランジスタのうちnMIS型トランジスタQ5にも窒素導入領域75を形成しているので、周辺回路におけるリーク電流も低減することができる。 Further, in the fifth embodiment, since the nitrogen introduction region 75 is also formed in the nMIS transistor Q 5 among the transistors constituting the peripheral circuit, the leakage current in the peripheral circuit can also be reduced.

なお、本実施の形態5では、周辺回路のnMIS型トランジスタQ5にも窒素導入領域75を形成したが、周辺回路のトランジスタには窒素導入領域75を形成しなくてもよい。 In the fifth embodiment, the nitrogen introduction region 75 is also formed in the nMIS transistor Q 5 in the peripheral circuit. However, the nitrogen introduction region 75 may not be formed in the transistor in the peripheral circuit.

また、前述の実施の形態4と同様に、先に低濃度n型不純物拡散領域62、63を形成し、後に窒素導入領域61を形成することもできる。更に、先に低濃度n型不純物拡散領域76、77、78を形成し、後に窒素導入領域75を形成することもできる。このように窒素導入領域61、75を形成した場合も、前述の実施の形態4と同様の効果を得ることができる。   Further, similarly to the above-described fourth embodiment, the low-concentration n-type impurity diffusion regions 62 and 63 can be formed first, and the nitrogen introduction region 61 can be formed later. Further, the low-concentration n-type impurity diffusion regions 76, 77, 78 can be formed first, and the nitrogen introduction region 75 can be formed later. Even when the nitrogen introduction regions 61 and 75 are formed in this way, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.

(実施の形態6)
半導体チップ上に形成された本実施の形態6における不揮発性メモリセルC3、C4およびMIS型トランジスタQ7、Q8の断面図を図26に示す。図26において、左側の領域は、メモリセル形成領域であり、右側の領域は、周辺回路形成領域を示したものである。
(Embodiment 6)
FIG. 26 shows a cross-sectional view of nonvolatile memory cells C 3 and C 4 and MIS type transistors Q 7 and Q 8 in the sixth embodiment formed on a semiconductor chip. In FIG. 26, the left region is a memory cell formation region, and the right region is a peripheral circuit formation region.

まず、メモリセル形成領域において、半導体基板100には、n型不純物を導入した埋め込み層102が形成されており、埋め込み層102上の半導体基板100内にはp型不純物を導入したp型ウェル103が形成されている。このp型ウェル103上には不揮発性メモリセルC3および不揮発性メモリセルC4が形成されている。埋め込み層102は、半導体基板100とp型ウェル103とを電気的に絶縁するために設けられている。 First, in the memory cell formation region, a buried layer 102 into which an n-type impurity is introduced is formed in the semiconductor substrate 100, and a p-type well 103 into which a p-type impurity is introduced into the semiconductor substrate 100 on the buried layer 102. Is formed. A nonvolatile memory cell C 3 and a nonvolatile memory cell C 4 are formed on the p-type well 103. The buried layer 102 is provided to electrically insulate the semiconductor substrate 100 and the p-type well 103.

一方、周辺回路形成領域において、半導体基板100上にはnMIS型トランジスタQ7の形成領域とpMIS型トランジスタQ8の形成領域を分離する素子分離領域101が形成されている。そして、素子分離領域101で分離されたnMIS型トランジスタQ7形成領域には、p型ウェル103が形成され、pMIS型トランジスタQ8形成領域には、n型ウェル104が形成されている。周辺回路形成領域のp型ウェル103上には、MIS型トランジスタQ7が形成されており、n型ウェル104上には、MIS型トランジスタQ8が形成されている。 On the other hand, in the peripheral circuit formation region, an element isolation region 101 that separates the formation region of the nMIS transistor Q 7 and the formation region of the pMIS transistor Q 8 is formed on the semiconductor substrate 100. Then, the nMIS transistor Q 7 forming region isolated by the element isolation region 101, p-type well 103 is formed, the pMIS transistor Q 8 forming region, n-type well 104 is formed. An MIS transistor Q 7 is formed on the p-type well 103 in the peripheral circuit formation region, and an MIS transistor Q 8 is formed on the n-type well 104.

次に、不揮発性メモリセルC3の構成について説明する。不揮発性メモリセルC3は、p型ウェル103上にゲート絶縁膜(第2絶縁膜)105が形成されており、このゲート絶縁膜105上に第2ゲート電極109が形成されている。この第2ゲート電極109は、
ポリシリコン膜107と低抵抗化を図るためのコバルトシリサイド膜135より形成されており、ゲート絶縁膜105と第2ゲート電極109により不揮発性メモリセルC3のセル選択部(第2MIS)が形成される。
Next, the configuration of a nonvolatile memory cell C 3. In the nonvolatile memory cell C 3 , a gate insulating film (second insulating film) 105 is formed on the p-type well 103, and a second gate electrode 109 is formed on the gate insulating film 105. The second gate electrode 109 is
The polysilicon film 107 and the cobalt silicide film 135 for reducing the resistance are formed. The gate insulating film 105 and the second gate electrode 109 form a cell selection portion (second MIS) of the nonvolatile memory cell C 3. The

続いて、第2ゲート電極109の右側の側壁にはサイドウォール135aが形成されており、左側の側壁には、サイドウォール形状をした第1ゲート電極116が形成されている。この第1ゲート電極116は、ポリシリコン膜116aと低抵抗化を図るためのコバルトシリサイド膜135より形成されている。   Subsequently, a sidewall 135a is formed on the right side wall of the second gate electrode 109, and a first gate electrode 116 having a sidewall shape is formed on the left side wall. The first gate electrode 116 is formed of a polysilicon film 116a and a cobalt silicide film 135 for reducing resistance.

サイドウォール形状をした第1ゲート電極116とp型ウェル103との間および第1ゲート電極116と第2ゲート電極109の側壁の間には、3層よりなる絶縁膜が形成されている。すなわち、p型ウェル103および第2ゲート電極109の側壁に接するようにしてゲート絶縁膜(第1絶縁膜)113が形成され、このゲート絶縁膜113上に電荷蓄積層114が形成されている。電荷蓄積層114上には絶縁膜115が形成され、この絶縁膜115上にサイドウォール形状をした第1ゲート電極116が形成されている。   Three insulating layers are formed between the sidewall-shaped first gate electrode 116 and the p-type well 103 and between the first gate electrode 116 and the sidewall of the second gate electrode 109. That is, a gate insulating film (first insulating film) 113 is formed in contact with the side walls of the p-type well 103 and the second gate electrode 109, and a charge storage layer 114 is formed on the gate insulating film 113. An insulating film 115 is formed on the charge storage layer 114, and a first gate electrode 116 having a sidewall shape is formed on the insulating film 115.

このゲート絶縁膜113、電荷蓄積層114、絶縁膜115および第1ゲート電極116により、不揮発性メモリセルC3のメモリ部(第1MIS)が形成されている。そして、第1ゲート電極116の外側には、サイドウォール135aが形成されている。 The gate insulating film 113, the charge storage layer 114, the insulating film 115 and the first gate electrode 116, the memory portion of the nonvolatile memory cell C 3 (first MIS) is formed. A sidewall 135 a is formed outside the first gate electrode 116.

次に、第2ゲート電極109の両端部下から外側に延在するように窒素導入領域110が形成されている。この窒素導入領域110の下側には、半導体領域である低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)111およびn型不純物拡散領域118が形成されており、低濃度n型不純物拡散領域111の外側には、半導体領域であるn型不純物拡散領域117が形成されている。そして、このn型不純物拡散領域117の外側には、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域128が形成されている。一方、n型不純物拡散領域118の外側には、半導体領域である高濃度n型不純物拡散領域129が形成されている。   Next, a nitrogen introduction region 110 is formed so as to extend outward from below both ends of the second gate electrode 109. A low concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region) 111 and an n-type impurity diffusion region 118, which are semiconductor regions, are formed below the nitrogen introduction region 110, and the low concentration n-type impurity diffusion region 111 is formed. An n-type impurity diffusion region 117, which is a semiconductor region, is formed on the outside. A high-concentration n-type impurity diffusion region 128 that is a semiconductor region is formed outside the n-type impurity diffusion region 117. On the other hand, a high-concentration n-type impurity diffusion region 129 that is a semiconductor region is formed outside the n-type impurity diffusion region 118.

ここで、窒素導入領域110において、窒素の濃度が最大となる深さは、低濃度n型不純物拡散領域111、n型不純物拡散領域117、118および高濃度n型不純物拡散領域128、129において、それぞれn型不純物の濃度が最大となる深さより浅くなっている。   Here, in the nitrogen introduction region 110, the depth at which the concentration of nitrogen becomes maximum is low in the low-concentration n-type impurity diffusion region 111, the n-type impurity diffusion regions 117 and 118, and the high-concentration n-type impurity diffusion regions 128 and 129. Each is shallower than the depth at which the concentration of the n-type impurity is maximum.

高濃度n型不純物拡散領域128、129上であって、サイドウォール135aの外側には低抵抗化を図るため、コバルトシリサイド膜135が形成されている。なお、不揮発性メモリセルC4も不揮発性メモリセルC3と同様の構成をとっているため、その説明は省略する。 A cobalt silicide film 135 is formed on the high-concentration n-type impurity diffusion regions 128 and 129 and outside the sidewall 135a in order to reduce the resistance. Since the nonvolatile memory cell C 4 has the same configuration as the nonvolatile memory cell C 3 , the description thereof is omitted.

本実施の形態6における不揮発性メモリセルC3では、上記したように窒素導入領域110が形成されているため、第1ゲート電極116や第2ゲート電極109の端部下に存在するダングリングボンドに窒素を結合させることができる。また、空格子欠陥に窒素を充填することができる。したがって、リークパスになり易い結晶欠陥を窒素により回復することができるため、不揮発性メモリセルC3のリーク電流を低減することができる。また、リーク電流を低減することができるため、リーク電流に起因するホットホールの発生を抑制することができ、ホットホールの電荷蓄積層114への注入による誤消去を防止できる。 In the nonvolatile memory cell C 3 in the sixth embodiment, since the nitrogen introduction region 110 is formed as described above, the dangling bonds existing under the end portions of the first gate electrode 116 and the second gate electrode 109 are not formed. Nitrogen can be bound. Moreover, nitrogen can be filled in the vacancy defects. Therefore, since crystal defects that are likely to be leak paths can be recovered by nitrogen, the leak current of the nonvolatile memory cell C 3 can be reduced. In addition, since leakage current can be reduced, generation of hot holes due to leakage current can be suppressed, and erroneous erasure due to injection of hot holes into the charge storage layer 114 can be prevented.

次に、周辺回路形成領域に形成されたMIS型トランジスタQ7、Q8の構成であるが、これは、前記実施の形態5で説明したMIS型トランジスタQ5、Q6の構成と同様であるため、その説明は省略する。 Next, the configuration of the MIS transistors Q 7 and Q 8 formed in the peripheral circuit formation region is the same as that of the MIS transistors Q 5 and Q 6 described in the fifth embodiment. Therefore, the description is omitted.

本実施の形態6における不揮発性メモリセルC3、C4およびMIS型トランジスタQ7、Q8は、上記のように構成されており、以下にその製造方法について図面を参照しながら説明する。 The nonvolatile memory cells C 3 and C 4 and the MIS transistors Q 7 and Q 8 in the sixth embodiment are configured as described above, and the manufacturing method thereof will be described below with reference to the drawings.

まず、図27に示すように、半導体基板100の周辺回路形成領域上に素子分離領域101を形成する。素子分離領域101は、例えば酸化シリコン膜よりなり、STI法やLOCOS法などによって形成される。図27では、半導体基板100に溝を形成し、形成した溝に酸化シリコン膜を埋め込むSTI法によって形成された素子分離領域101を示している。   First, as shown in FIG. 27, the element isolation region 101 is formed on the peripheral circuit formation region of the semiconductor substrate 100. The element isolation region 101 is made of, for example, a silicon oxide film, and is formed by an STI method, a LOCOS method, or the like. 27 shows an element isolation region 101 formed by the STI method in which a groove is formed in the semiconductor substrate 100 and a silicon oxide film is embedded in the formed groove.

次に、半導体基板100のメモリセル形成領域に埋め込み層102を形成する。埋め込み層102は、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、例えばリンや砒素などのn型不純物を半導体基板100内に導入することにより形成できる。   Next, a buried layer 102 is formed in the memory cell formation region of the semiconductor substrate 100. The buried layer 102 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the semiconductor substrate 100 using a photolithography technique and an ion implantation method.

続いて、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、メモリセル形成領域と、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域にp型ウェル103を形成する。p型ウェル103は、例えば、ボロンやフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することにより形成できる。同様にして、周辺回路形成領域のpMIS型トランジスタ形成領域に、例えばリンや砒素などのn型不純物を導入することによりn型ウェル104を形成する。   Subsequently, a p-type well 103 is formed in the memory cell formation region and the nMIS-type transistor formation region in the peripheral circuit formation region by using a photolithography technique and an ion implantation method. The p-type well 103 can be formed, for example, by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride. Similarly, an n-type well 104 is formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the pMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region.

続いて、半導体基板100のメモリセル形成領域に相対的に厚いゲート絶縁膜(第2絶縁膜)105を形成し、半導体基板100の周辺回路形成領域に相対的に薄いゲート絶縁膜106を形成する。ゲート絶縁膜105およびゲート絶縁膜106は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法を使用して形成することができる。なお、ゲート絶縁膜105およびゲート絶縁膜106として、酸化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えばHigh−k膜であってもよい。   Subsequently, a relatively thick gate insulating film (second insulating film) 105 is formed in the memory cell formation region of the semiconductor substrate 100, and a relatively thin gate insulating film 106 is formed in the peripheral circuit formation region of the semiconductor substrate 100. . The gate insulating film 105 and the gate insulating film 106 are made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed using, for example, a thermal oxidation method. In addition, although the example which uses a silicon oxide film was shown as the gate insulating film 105 and the gate insulating film 106, it is not restricted to this, For example, a High-k film | membrane may be sufficient.

次に、ゲート絶縁膜105およびゲート絶縁膜106上にポリシリコン膜107を形成する。ポリシリコン膜107は、例えばCVD法を使用して形成することができる。そして、ポリシリコン膜107上に、例えばCVD法を使用してキャップ絶縁膜108を形成する。   Next, a polysilicon film 107 is formed over the gate insulating film 105 and the gate insulating film 106. The polysilicon film 107 can be formed using, for example, a CVD method. Then, a cap insulating film 108 is formed on the polysilicon film 107 by using, for example, a CVD method.

そして、キャップ絶縁膜108上にレジスト膜を形成した後、露光・現像することにより、レジスト膜をパターニングする。パターニングは、メモリセル形成領域内のゲート電極形成領域にだけレジスト膜が残るようにする。そして、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより第2ゲート電極109を形成する。   Then, after forming a resist film on the cap insulating film 108, the resist film is patterned by exposure and development. The patterning is performed so that the resist film remains only in the gate electrode formation region in the memory cell formation region. Then, the second gate electrode 109 is formed by etching using the patterned resist film as a mask.

続いて、図28に示すように、メモリセル形成領域に窒素を導入して、窒素導入領域110を形成する。窒素導入領域110は、例えば、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して形成することができる。具体的に、窒素導入領域110は、例えば20KeVのエネルギーの窒素を1015/cm2のドーズ量で導入することにより形成することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 28, nitrogen is introduced into the memory cell formation region to form a nitrogen introduction region 110. The nitrogen introduction region 110 can be formed using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Specifically, the nitrogen introduction region 110 can be formed, for example, by introducing nitrogen having an energy of 20 KeV at a dose of 10 15 / cm 2 .

次に、図29に示すように、メモリセル形成領域に、浅い低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)111、112を形成する。低濃度n型不純物拡散領域111、112は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成できる。   Next, as shown in FIG. 29, shallow low-concentration n-type impurity diffusion regions (first impurity regions) 111 and 112 are formed in the memory cell formation region. The low-concentration n-type impurity diffusion regions 111 and 112 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method.

その後、半導体基板100をアニールすることにより、導入した不純物を活性化させる。このとき、半導体基板100に導入している窒素にも熱処理が加わり、半導体基板100の表面近傍に数多く存在しているダングリングボンドに窒素が結合する。また、空格子欠陥に窒素が拡散することで、結晶欠陥が回復する。   Thereafter, the introduced impurity is activated by annealing the semiconductor substrate 100. At this time, heat treatment is also applied to the nitrogen introduced into the semiconductor substrate 100, and nitrogen bonds to dangling bonds that exist in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate 100. In addition, the crystal defects are recovered by diffusing nitrogen into the vacancy defects.

次に、半導体基板100上にゲート絶縁膜(第1絶縁膜)113を形成する。ゲート絶縁膜113は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えば熱酸化法によって形成することができる。そして、ゲート絶縁膜113上に電荷蓄積層114を形成する。電荷蓄積層114は、例えば窒化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用して形成することができる。なお、電荷蓄積層114として、窒化シリコン膜を使用する例を示したが、これに限らず、例えば酸窒化シリコン(SiON)膜などの膜中にトラップ準位を含む膜であってもよい。   Next, a gate insulating film (first insulating film) 113 is formed on the semiconductor substrate 100. The gate insulating film 113 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by, for example, a thermal oxidation method. Then, the charge storage layer 114 is formed over the gate insulating film 113. The charge storage layer 114 is made of, for example, a silicon nitride film, and can be formed using, for example, a CVD method. Although an example in which a silicon nitride film is used as the charge storage layer 114 is shown, the present invention is not limited to this, and a film including a trap level in a film such as a silicon oxynitride (SiON) film may be used.

続いて、電荷蓄積層114上に絶縁膜115を形成する。絶縁膜115は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法によって形成することができる。そして、絶縁膜115上にポリシリコン膜を形成する。ポリシリコン膜は、例えばCVD法によって形成することができる。その後、形成したポリシリコン膜を異方性エッチングすることにより、第2ゲート電極109の側壁にサイドウォール形状をした第1ゲート電極116を形成する。   Subsequently, an insulating film 115 is formed over the charge storage layer 114. The insulating film 115 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by, for example, a CVD method. Then, a polysilicon film is formed on the insulating film 115. The polysilicon film can be formed by, for example, a CVD method. Thereafter, the formed polysilicon film is anisotropically etched to form the first gate electrode 116 having a sidewall shape on the side wall of the second gate electrode 109.

次に、図30に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、第2ゲート電極109の両側の側壁に形成された第1ゲート電極116のうち、片方の側壁に形成された第1ゲート電極116および露出しているゲート絶縁膜113、電荷蓄積層114、絶縁膜115を除去する。   Next, as shown in FIG. 30, the first gate electrode 116 formed on one side wall of the second gate electrode 109 is formed on one side wall by using a photolithography technique and an etching technique. The first gate electrode 116, the exposed gate insulating film 113, the charge storage layer 114, and the insulating film 115 are removed.

その後、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、n型不純物拡散領域117、118、119を形成する。n型不純物拡散領域117、118、119は、例えばリンや砒素などのn型不純物を半導体基板100に導入することにより形成される。   Thereafter, n-type impurity diffusion regions 117, 118, and 119 are formed by using a photolithography technique and an ion implantation method. The n-type impurity diffusion regions 117, 118, and 119 are formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic into the semiconductor substrate 100.

続いて、図31に示すように、半導体基板100上にキャップ絶縁膜120を形成する。キャップ絶縁膜120は、例えば酸化シリコン膜よりなり、例えばCVD法を使用して形成することができる。そして、キャップ絶縁膜120上にレジスト膜を塗布した後、露光・現像することによりレジスト膜をパターニングする。パターニングは、周辺回路形成領域のゲート電極形成領域にだけレジスト膜が残るようにする。   Subsequently, as shown in FIG. 31, a cap insulating film 120 is formed on the semiconductor substrate 100. The cap insulating film 120 is made of, for example, a silicon oxide film, and can be formed by using, for example, a CVD method. Then, after a resist film is applied on the cap insulating film 120, the resist film is patterned by exposure and development. The patterning is performed so that the resist film remains only in the gate electrode formation region in the peripheral circuit formation region.

次に、パターニングしたレジスト膜をマスクにしたエッチングにより、周辺回路形成領域にゲート電極121、122を形成する。   Next, gate electrodes 121 and 122 are formed in the peripheral circuit formation region by etching using the patterned resist film as a mask.

続いて、図32に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用することにより、周辺回路形成領域のうち、nMIS型トランジスタ形成領域に窒素導入領域123を形成する。この窒素導入領域123は、ゲート電極121に整合して窒素を導入することにより形成される。具体的に、窒素導入領域123は、例えば20KeVのエネルギーの窒素を1015/cm2のドーズ量で導入することにより形成することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 32, a nitrogen introduction region 123 is formed in the nMIS transistor formation region in the peripheral circuit formation region by using a photolithography technique and an ion implantation method. The nitrogen introduction region 123 is formed by introducing nitrogen in alignment with the gate electrode 121. Specifically, the nitrogen introduction region 123 can be formed, for example, by introducing nitrogen having an energy of 20 KeV at a dose of 10 15 / cm 2 .

その後、nMIS型トランジスタ形成領域に低濃度n型不純物拡散領域124、125を形成する。低濃度n型不純物拡散領域124、125は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成できる。同様にして、pMIS型トランジスタ形成領域に低濃度p型不純物拡散領域126、127を形成する。   Thereafter, low-concentration n-type impurity diffusion regions 124 and 125 are formed in the nMIS transistor formation region. The low-concentration n-type impurity diffusion regions 124 and 125 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method. Similarly, low-concentration p-type impurity diffusion regions 126 and 127 are formed in the pMIS transistor formation region.

次に、導入した導電型不純物を活性化するため、アニール処理が行なわれる。このとき、先に導入した窒素にも熱処理が加えられる。したがって、周辺回路形成領域のnMIS型トランジスタ形成領域に導入された窒素がシリコンのダングリングボンドに結合し、ダングリングボンド起因の結晶欠陥を回復することができる。   Next, an annealing process is performed to activate the introduced conductive impurities. At this time, heat treatment is also applied to the previously introduced nitrogen. Therefore, nitrogen introduced into the nMIS transistor forming region in the peripheral circuit forming region is bonded to the dangling bond of silicon and crystal defects caused by the dangling bond can be recovered.

続いて、図26に示すように、半導体基板100上に例えばCVD法を使用して酸化シリコン膜を形成した後、異方性エッチングすることにより、サイドウォール135aを形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 26, a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 100 by using, for example, a CVD method, and then anisotropic etching is performed to form a sidewall 135a.

次に、半導体基板100内に高濃度n型不純物拡散領域128〜132および高濃度p型不純物拡散領域133、134を形成する。高濃度n型不純物拡散領域128〜132は、例えばフォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、リンや砒素などのn型不純物を導入することにより形成でき、高濃度p型不純物拡散領域133、134は、ボロンやフッ化ボロンなどのp型不純物を導入することによって形成できる。その後、導入した導電型不純物を活性化するため、アニール処理を行なう。   Next, high-concentration n-type impurity diffusion regions 128 to 132 and high-concentration p-type impurity diffusion regions 133 and 134 are formed in the semiconductor substrate 100. The high-concentration n-type impurity diffusion regions 128 to 132 can be formed by introducing an n-type impurity such as phosphorus or arsenic using, for example, a photolithography technique and an ion implantation method, and the high-concentration p-type impurity diffusion region 133, 134 can be formed by introducing a p-type impurity such as boron or boron fluoride. Thereafter, annealing is performed to activate the introduced conductive impurities.

その後、図26に示すように半導体基板100の主面上に高融点金属膜として例えばコバルト膜を形成する。コバルト膜は、例えばスパッタリング法やCVD法を使用して形成することができる。そして、熱処理を施すことによりコバルトシリサイド膜135を形成した後、未反応のコバルト膜を除去する。このコバルトシリサイド膜135は、低抵抗化のために形成される。なお、高融点金属膜として、コバルト膜の代わりにチタン膜またはニッケル膜を用いることにより、チタンシリサイド膜やニッケルシリサイド膜を形成してもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 26, for example, a cobalt film is formed as a refractory metal film on the main surface of the semiconductor substrate 100. The cobalt film can be formed using, for example, a sputtering method or a CVD method. Then, after the cobalt silicide film 135 is formed by performing heat treatment, the unreacted cobalt film is removed. The cobalt silicide film 135 is formed for reducing the resistance. Note that a titanium silicide film or a nickel silicide film may be formed by using a titanium film or a nickel film instead of the cobalt film as the refractory metal film.

このようにして、本実施の形態6の不揮発性メモリセルC3、C4およびMIS型トランジスタQ7、Q8を形成することができる。 In this way, the nonvolatile memory cells C 3 and C 4 and MIS type transistors Q 7 and Q 8 of the sixth embodiment can be formed.

次に、図26に基づいて配線工程について説明する。まず、半導体基板100上に窒化シリコン膜136を形成した後、この窒化シリコン膜136上に酸化シリコン膜137を形成する。窒化シリコン膜136および酸化シリコン膜137は、例えばCVD法を使用して形成することができる。   Next, the wiring process will be described with reference to FIG. First, after a silicon nitride film 136 is formed on the semiconductor substrate 100, a silicon oxide film 137 is formed on the silicon nitride film 136. The silicon nitride film 136 and the silicon oxide film 137 can be formed using, for example, a CVD method.

続いて、例えばCMP法を使用して、酸化シリコン膜137の表面を研磨して平坦化する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、窒化シリコン膜136および酸化シリコン膜137を開口するコンタクトホール138を形成する。   Subsequently, the surface of the silicon oxide film 137 is polished and planarized by using, for example, a CMP method. Then, a contact hole 138 opening the silicon nitride film 136 and the silicon oxide film 137 is formed by using a photolithography technique and an etching technique.

その後、半導体基板100の主面上にチタン/窒化チタン膜139aを形成する。チタン/窒化チタン膜139aは、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。   Thereafter, a titanium / titanium nitride film 139 a is formed on the main surface of the semiconductor substrate 100. The titanium / titanium nitride film 139a can be formed by using, for example, a sputtering method.

次に、コンタクトホール138を埋め込むように、半導体基板100の主面上にタングステン膜139bを形成する。タングステン膜139bは、例えばCVD法を使用することにより形成することができる。そして、酸化シリコン膜137上に形成された不要なチタン/窒化チタン膜139aおよびタングステン膜139bを例えばCMP法を使用して除去することにより、プラグ140を形成する。   Next, a tungsten film 139 b is formed on the main surface of the semiconductor substrate 100 so as to fill the contact hole 138. The tungsten film 139b can be formed by using, for example, a CVD method. Then, the unnecessary titanium / titanium nitride film 139a and the tungsten film 139b formed on the silicon oxide film 137 are removed by using, for example, a CMP method, thereby forming the plug 140.

続いて、酸化シリコン膜137およびプラグ140上にチタン/窒化チタン膜141a、アルミニウム膜141b、チタン/窒化チタン膜141cを順次、形成する。これらの膜は、例えばスパッタリング法を使用することにより形成できる。続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、これらの膜のパターニングを行い、配線142を形成する。さらに配線142の上層に配線を形成するが、本明細書での説明は省略する。   Subsequently, a titanium / titanium nitride film 141a, an aluminum film 141b, and a titanium / titanium nitride film 141c are sequentially formed on the silicon oxide film 137 and the plug 140. These films can be formed by using, for example, a sputtering method. Subsequently, these films are patterned by using a photolithography technique and an etching technique, and the wiring 142 is formed. Further, a wiring is formed in an upper layer of the wiring 142, but the description in this specification is omitted.

本実施の形態6によれば、リーク電流が第1ゲート電極116の端部下であって半導体基板100の表面近傍を流れる場合であっても、第1ゲート電極116の端部下の結晶欠陥を窒素により補償できるので、リーク電流の低減を図ることができる。また、第1ゲート電極116の端部下におけるホットホールの発生を低減できるので、誤消去の低減も同時に達成することができる。   According to the sixth embodiment, even when the leakage current flows under the end of the first gate electrode 116 and near the surface of the semiconductor substrate 100, the crystal defects under the end of the first gate electrode 116 are removed from the nitrogen. Therefore, the leakage current can be reduced. In addition, since generation of hot holes under the end portion of the first gate electrode 116 can be reduced, reduction of erroneous erasure can be achieved at the same time.

また、第2ゲート電極109の端部下にも窒素導入領域110を設けたので、第2ゲート電極109の端部周辺にある結晶欠陥を窒素により回復できる。したがって、第2ゲート電極109の端部下におけるリーク電流を低減することができる。   Further, since the nitrogen introduction region 110 is also provided under the end portion of the second gate electrode 109, crystal defects around the end portion of the second gate electrode 109 can be recovered by nitrogen. Therefore, the leakage current under the end of the second gate electrode 109 can be reduced.

さらに、周辺回路のMIS型トランジスタQ7にも窒素導入領域123を設けたので、周辺回路におけるリーク電流も低減することができる。 Further, since the nitrogen introduction region 123 is also provided in the MIS transistor Q 7 in the peripheral circuit, the leakage current in the peripheral circuit can also be reduced.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

また、前述の実施の形態4の思想と同様に、先に低濃度n型不純物拡散領域111、112を形成し、後に窒素導入領域110を形成することもできる。このように窒素導入領域110を形成した場合も、前述の実施の形態4と同様の効果を得ることができる。   Similarly to the idea of the fourth embodiment described above, the low concentration n-type impurity diffusion regions 111 and 112 can be formed first, and the nitrogen introduction region 110 can be formed later. Even when the nitrogen introduction region 110 is formed in this manner, the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.

前記実施の形態では、MONOS型トランジスタについて説明したが、これに限らず、例えばMNOS型トランジスタに本発明を適用してもよい。   Although the MONOS transistor has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to, for example, an MNOS transistor.

本発明は、例えば不揮発性半導体記憶装置であるICカードを製造する製造業に利用されるものである。   The present invention is used, for example, in the manufacturing industry for manufacturing IC cards that are nonvolatile semiconductor memory devices.

2次元状に配列されたメモリセルを示した回路構成図であって、特定のメモリセルに書き込み動作を行なう際に印加する電圧を記載した図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing memory cells arranged two-dimensionally, and is a diagram describing voltages applied when a write operation is performed on a specific memory cell. 2次元状に配列されたメモリセルを示した回路構成図であって、特定のメモリセルの消去動作を行なう際に印加する電圧を記載した図である。FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing memory cells arranged in a two-dimensional manner, and is a diagram describing voltages applied when performing an erase operation of a specific memory cell. 2次元状に配列されたメモリセルを示した回路構成図であって、特定のメモリセルの読み取り動作を行なう際に印加する電圧を記載した図である。FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing memory cells arranged two-dimensionally, and is a diagram describing voltages applied when a specific memory cell is read. 相対的にサイドウォール長の長いMONOS型トランジスタに生じるリーク電流の経路およびインパクトイオン化現象の最も発生する領域を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a path of leakage current generated in a MONOS transistor having a relatively long sidewall length and a region where impact ionization occurs most. 相対的にサイドウォール長の短いMONOS型トランジスタに生じるリーク電流の経路およびインパクトイオン化現象の最も発生する領域を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a path of a leakage current generated in a MONOS transistor having a relatively short sidewall length and a region where an impact ionization phenomenon occurs most frequently. 相対的にサイドウォール長の短いMONOS型トランジスタに生じる電界分布を示した図である。It is the figure which showed electric field distribution which arises in a MONOS type transistor with a comparatively short side wall length. 本発明の実施の形態1における不揮発性メモリセルおよび周辺回路を示した断面図である。1 is a cross-sectional view showing a nonvolatile memory cell and a peripheral circuit in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. 図8に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 8; 図9に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 10; 図11に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 11; 図12に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 12; 図13に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 13; 図14に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 14; 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態5における不揮発性メモリセルおよび周辺回路を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the non-volatile memory cell and peripheral circuit in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 5 of this invention. 図19に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 19; 図20に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 20; 図21に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 21; 図22に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 22; 図23に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 23; 図24に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 24; 本発明の実施の形態6における不揮発性メモリセルおよび周辺回路を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the non-volatile memory cell and peripheral circuit in Embodiment 6 of this invention. 本発明の実施の形態6における半導体装置の製造工程を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing process of the semiconductor device in Embodiment 6 of this invention. 図27に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 28 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 27; 図28に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 29 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 28; 図29に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 30 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device following that of FIG. 29; 図30に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 31 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device, following FIG. 30; 図31に続く半導体装置の製造工程を示した断面図である。FIG. 32 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device following FIG. 31; NBTIによる劣化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating degradation by NBTI.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 素子分離領域
3 ウェルアイソレーション層
4 p型ウェル
5 ゲート絶縁膜(第1絶縁膜)
6 電荷蓄積層
7 絶縁膜
8 ゲート電極(第1導電体層)
8a ポリシリコン膜
9 キャップ絶縁膜
9a 酸化シリコン膜
10 p型ウェル
11 n型ウェル
12 ゲート絶縁膜(第2絶縁膜)
13 ゲート絶縁膜
14 ポリシリコン膜
15 キャップ絶縁膜
16 ゲート電極(第2導電体層)
17 ゲート電極
18 ゲート電極
20 窒素導入領域
21 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
22 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
23 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
24 低濃度n型不純物拡散領域
25 低濃度n型不純物拡散領域
26 低濃度p型不純物拡散領域
27 低濃度p型不純物拡散領域
28 サイドウォール(第3絶縁膜)
29 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
30 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
31 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
32 高濃度n型不純物拡散領域
33 高濃度n型不純物拡散領域
34 高濃度p型不純物拡散領域
35 高濃度p型不純物拡散領域
36 コバルトシリサイド膜
37 窒化シリコン膜
38 酸化シリコン膜
39 コンタクトホール
40a チタン/窒化チタン膜
40b タングステン膜
41 プラグ
42a チタン/窒化チタン膜
42b アルミニウム膜
42c チタン/窒化チタン膜
43 配線
50 半導体基板
51 素子分離領域
52 第1埋め込み層
53 第2埋め込み層
54 p型ウェル
55 n型ウェル
56 ゲート絶縁膜(第1絶縁膜)
57 電荷蓄積層
58 絶縁膜
59 第1ゲート電極(第1導電体層)
60 キャップ絶縁膜
61 窒素導入領域
62 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
63 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
64 サイドウォール(第3絶縁膜)
65 ゲート絶縁膜(第2絶縁膜)
66 ゲート絶縁膜
67 ポリシリコン膜
68 キャップ絶縁膜
69 第2ゲート電極(第2導電体層)
71 ゲート電極
73 ゲート電極
75 窒素導入領域
76 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
77 低濃度n型不純物拡散領域
78 低濃度n型不純物拡散領域
79 低濃度p型不純物拡散領域
80 低濃度p型不純物拡散領域
81 サイドウォール
82 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
83 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
84 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
85 高濃度n型不純物拡散領域
86 高濃度n型不純物拡散領域
87 高濃度p型不純物拡散領域
88 高濃度p型不純物拡散領域
89 コバルトシリサイド膜
90 窒化シリコン膜
91 酸化シリコン膜
92 コンタクトホール
93a チタン/窒化チタン膜
93b タングステン膜
94 プラグ
95a チタン/窒化チタン膜
95b アルミニウム膜
95c チタン/窒化チタン膜
96 配線
100 半導体基板
101 素子分離領域
102 埋め込み層
103 p型ウェル
104 n型ウェル
105 ゲート絶縁膜(第2絶縁膜)
106 ゲート絶縁膜
107 ポリシリコン膜
108 キャップ絶縁膜
109 第2ゲート電極(第2導電体層)
110 窒素導入領域
111 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
112 低濃度n型不純物拡散領域(第1不純物領域)
113 ゲート絶縁膜(第1絶縁膜)
114 電荷蓄積層
115 絶縁膜
116 第1ゲート電極(第1導電体層)
116a ポリシリコン膜
117 n型不純物拡散領域
118 n型不純物拡散領域
119 n型不純物拡散領域
120 キャップ絶縁膜
121 ゲート電極
122 ゲート電極
123 窒素導入領域
124 低濃度n型不純物拡散領域
125 低濃度n型不純物拡散領域
126 低濃度p型不純物拡散領域
127 低濃度p型不純物拡散領域
128 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
129 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
130 高濃度n型不純物拡散領域(第2不純物領域)
131 高濃度n型不純物拡散領域
132 高濃度n型不純物拡散領域
133 高濃度p型不純物拡散領域
134 高濃度p型不純物拡散領域
135 コバルトシリサイド膜
135a サイドウォール(第3絶縁膜)
136 窒化シリコン膜
137 酸化シリコン膜
138 コンタクトホール
139a チタン/窒化チタン膜
139b タングステン膜
140 プラグ
141a チタン/窒化チタン膜
141b アルミニウム膜
141c チタン/窒化チタン膜
142 配線
1 MONOS型トランジスタ
2 MIS型トランジスタ
3 MIS型トランジスタ
4 MIS型トランジスタ
5 MIS型トランジスタ
6 MIS型トランジスタ
7 MIS型トランジスタ
8 MIS型トランジスタ
1 不揮発性メモリセル
2 不揮発性メモリセル
3 不揮発性メモリセル
4 不揮発性メモリセル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Element isolation region 3 Well isolation layer 4 P-type well 5 Gate insulating film (1st insulating film)
6 Charge storage layer 7 Insulating film 8 Gate electrode (first conductor layer)
8a Polysilicon film 9 Cap insulating film 9a Silicon oxide film 10 P-type well 11 N-type well 12 Gate insulating film (second insulating film)
13 Gate insulating film 14 Polysilicon film 15 Cap insulating film 16 Gate electrode (second conductor layer)
17 Gate electrode 18 Gate electrode 20 Nitrogen introduction region 21 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
22 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
23 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
24 Low-concentration n-type impurity diffusion region 25 Low-concentration n-type impurity diffusion region 26 Low-concentration p-type impurity diffusion region 27 Low-concentration p-type impurity diffusion region 28 Side wall (third insulating film)
29 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
30 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
31 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
32 High-concentration n-type impurity diffusion region 33 High-concentration n-type impurity diffusion region 34 High-concentration p-type impurity diffusion region 35 High-concentration p-type impurity diffusion region 36 Cobalt silicide film 37 Silicon nitride film 38 Silicon oxide film 39 Contact hole 40a Titanium / Titanium nitride film 40b Tungsten film 41 Plug 42a Titanium / titanium nitride film 42b Aluminum film 42c Titanium / titanium nitride film 43 Wiring 50 Semiconductor substrate 51 Element isolation region 52 First buried layer 53 Second buried layer 54 p-type well 55 n-type well 56 Gate insulation film (first insulation film)
57 charge storage layer 58 insulating film 59 first gate electrode (first conductor layer)
60 Cap insulating film 61 Nitrogen introduction region 62 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
63 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
64 sidewall (third insulating film)
65 Gate insulating film (second insulating film)
66 Gate insulating film 67 Polysilicon film 68 Cap insulating film 69 Second gate electrode (second conductor layer)
71 Gate electrode 73 Gate electrode 75 Nitrogen introduction region 76 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
77 Low-concentration n-type impurity diffusion region 78 Low-concentration n-type impurity diffusion region 79 Low-concentration p-type impurity diffusion region 80 Low-concentration p-type impurity diffusion region 81 Side wall 82 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
83 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
84 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
85 High-concentration n-type impurity diffusion region 86 High-concentration n-type impurity diffusion region 87 High-concentration p-type impurity diffusion region 88 High-concentration p-type impurity diffusion region 89 Cobalt silicide film 90 Silicon nitride film 91 Silicon oxide film 92 Contact hole 93a Titanium / Titanium nitride film 93b Tungsten film 94 Plug 95a Titanium / titanium nitride film 95b Aluminum film 95c Titanium / titanium nitride film 96 Wiring 100 Semiconductor substrate 101 Element isolation region 102 Buried layer 103 P type well 104 N type well 105 Gate insulating film (second film) Insulating film)
106 Gate insulating film 107 Polysilicon film 108 Cap insulating film 109 Second gate electrode (second conductor layer)
110 Nitrogen introduction region 111 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
112 Low-concentration n-type impurity diffusion region (first impurity region)
113 Gate insulating film (first insulating film)
114 charge storage layer 115 insulating film 116 first gate electrode (first conductor layer)
116a Polysilicon film 117 n-type impurity diffusion region 118 n-type impurity diffusion region 119 n-type impurity diffusion region 120 cap insulating film 121 gate electrode 122 gate electrode 123 nitrogen introduction region 124 low-concentration n-type impurity diffusion region 125 low-concentration n-type impurity Diffusion region 126 Low-concentration p-type impurity diffusion region 127 Low-concentration p-type impurity diffusion region 128 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
129 High concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
130 High-concentration n-type impurity diffusion region (second impurity region)
131 High-concentration n-type impurity diffusion region 132 High-concentration n-type impurity diffusion region 133 High-concentration p-type impurity diffusion region 134 High-concentration p-type impurity diffusion region 135 Cobalt silicide film 135a Side wall (third insulating film)
136 Silicon nitride film 137 Silicon oxide film 138 Contact hole 139a Titanium / titanium nitride film 139b Tungsten film 140 Plug 141a Titanium / titanium nitride film 141b Aluminum film 141c Titanium / titanium nitride film 142 Wiring Q 1 MONOS type transistor Q 2 MIS type transistor Q 3 MIS transistor Q 4 MIS transistor Q 5 MIS transistor Q 6 MIS transistor Q 7 MIS transistor Q 8 MIS transistor C 1 nonvolatile memory cell C 2 nonvolatile memory cell C 3 nonvolatile memory cell C 4 nonvolatile Memory cell

Claims (21)

(a)半導体基板上に形成された第1絶縁膜と、
(b)前記第1絶縁膜上に形成された電荷蓄積層と、
(c)前記電荷蓄積層上に形成された第1導電体層と、
(d)前記半導体基板に形成された第1不純物領域と、
(e)前記半導体基板に形成された窒素導入領域と、
を有することを特徴とした半導体装置。
(A) a first insulating film formed on a semiconductor substrate;
(B) a charge storage layer formed on the first insulating film;
(C) a first conductor layer formed on the charge storage layer;
(D) a first impurity region formed in the semiconductor substrate;
(E) a nitrogen introduction region formed in the semiconductor substrate;
A semiconductor device comprising:
請求項1に記載の半導体装置において、更に、
(f)前記半導体基板上に形成された第2絶縁膜と、
(g)前記第2絶縁膜上に形成された第2導電体層と、
を有し、
前記第1不純物領域および前記窒素導入領域は、前記第1導電体層と前記第2導電体層との間の前記半導体基板に形成されていることを特徴とした半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising:
(F) a second insulating film formed on the semiconductor substrate;
(G) a second conductor layer formed on the second insulating film;
Have
The semiconductor device, wherein the first impurity region and the nitrogen introduction region are formed in the semiconductor substrate between the first conductor layer and the second conductor layer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記窒素導入領域の最大濃度ピークは、前記第1不純物領域の最大濃度ピークよりも浅い位置に形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the maximum concentration peak of the nitrogen introduction region is formed at a position shallower than the maximum concentration peak of the first impurity region.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1導電体層の側壁に形成された第3絶縁膜と、
前記半導体基板に形成され、前記第1不純物領域の不純物濃度よりも高濃度で形成された第2不純物領域と、
を有し、
前記窒素導入領域は、少なくとも前記第3絶縁膜の下に形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A third insulating film formed on a sidewall of the first conductor layer;
A second impurity region formed on the semiconductor substrate and formed at a higher concentration than the impurity concentration of the first impurity region;
Have
The semiconductor device according to claim 1, wherein the nitrogen introduction region is formed at least under the third insulating film.
請求項4に記載の半導体装置において、
前記窒素導入領域の最大濃度ピークは、前記第1不純物領域および前記第2不純物領域の最大濃度ピークよりも浅い位置に形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 4,
The maximum concentration peak of the nitrogen introduction region is formed at a position shallower than the maximum concentration peaks of the first impurity region and the second impurity region.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層に電子を注入することで、データの書き込み動作を行なうことを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein data is written by injecting electrons into the charge storage layer.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層は窒化シリコン膜で形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein the charge storage layer is formed of a silicon nitride film.
(a)半導体基板上に形成された電荷蓄積層と、
(b)前記電荷蓄積層上に形成された第1導電体層と、
(c)前記半導体基板に形成された第1不純物領域と、
を有し、
前記第1不純物領域には窒素が含まれることを特徴とした半導体装置。
(A) a charge storage layer formed on a semiconductor substrate;
(B) a first conductor layer formed on the charge storage layer;
(C) a first impurity region formed in the semiconductor substrate;
Have
The semiconductor device, wherein the first impurity region contains nitrogen.
第1MISと第2MISを有する不揮発性メモリセルを含む半導体装置であって、
(a)半導体基板上に形成された前記第1MISの第1絶縁膜と、
(b)前記第1絶縁膜上に形成された電荷蓄積層と、
(c)前記電荷蓄積層上に形成された前記第1MISの第1ゲート電極と、
(d)前記半導体基板上に形成された前記第2MISの第2絶縁膜と、
(e)前記第2絶縁膜上に形成された前記第2MISの第2ゲート電極と、
(f)前記半導体基板に形成された第1不純物領域と、
(g)前記半導体基板に、少なくとも前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極にかけて形成された窒素導入領域と、
を有することを特徴とした半導体装置。
A semiconductor device including a nonvolatile memory cell having a first MIS and a second MIS,
(A) a first insulating film of the first MIS formed on a semiconductor substrate;
(B) a charge storage layer formed on the first insulating film;
(C) a first gate electrode of the first MIS formed on the charge storage layer;
(D) a second insulating film of the second MIS formed on the semiconductor substrate;
(E) a second gate electrode of the second MIS formed on the second insulating film;
(F) a first impurity region formed in the semiconductor substrate;
(G) a nitrogen introduction region formed on the semiconductor substrate at least between the first gate electrode and the second gate electrode;
A semiconductor device comprising:
請求項9に記載の半導体装置において、
前記第1ゲート電極の側壁に形成された第3絶縁膜と、
前記半導体基板に形成され、前記第1不純物領域の不純物濃度よりも高濃度で形成された第2不純物領域と、
を有し、
前記第1不純物領域および前記窒素導入領域は、前記第3絶縁膜の下に形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9.
A third insulating film formed on a sidewall of the first gate electrode;
A second impurity region formed on the semiconductor substrate and formed at a higher concentration than the impurity concentration of the first impurity region;
Have
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first impurity region and the nitrogen introduction region are formed under the third insulating film.
請求項9に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層に電子を注入することで、データの書き込み動作を行なうことを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9.
A semiconductor device, wherein data is written by injecting electrons into the charge storage layer.
請求項9に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層は窒化シリコン膜で形成されていることを特徴とした半導体装置。
The semiconductor device according to claim 9.
A semiconductor device, wherein the charge storage layer is formed of a silicon nitride film.
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法;
(a)半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程、
(b)前記第1絶縁膜上に電荷蓄積層を形成する工程、
(c)前記電荷蓄積層上に第1導電体層を形成する工程、
(d)前記半導体基板にイオン注入により窒素を導入して窒素導入領域を形成する工程、
(e)前記半導体基板にイオン注入により不純物を導入して第1不純物領域を形成する工程。
A method of manufacturing a semiconductor device comprising the following steps:
(A) forming a first insulating film on the semiconductor substrate;
(B) forming a charge storage layer on the first insulating film;
(C) forming a first conductor layer on the charge storage layer;
(D) introducing nitrogen into the semiconductor substrate by ion implantation to form a nitrogen introduction region;
(E) A step of forming a first impurity region by introducing impurities into the semiconductor substrate by ion implantation.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記窒素導入領域の最大濃度ピークは、前記第1不純物領域の最大濃度ピークよりも浅い位置になるように形成することを特徴とした半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the maximum concentration peak of the nitrogen introduction region is formed to be shallower than the maximum concentration peak of the first impurity region.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、更に
(f)前記第1導電体層の側壁に第3絶縁膜を形成する工程、
(g)前記第3絶縁膜に整合して、前記半導体基板に不純物を導入することで前記第1不純物領域より高濃度の第2不純物領域を形成する工程、
を有し、
前記窒素導入領域は少なくとも前記第3絶縁膜の下に形成されることを特徴とした半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising: (f) forming a third insulating film on a sidewall of the first conductor layer;
(G) forming a second impurity region having a higher concentration than the first impurity region by introducing an impurity into the semiconductor substrate in alignment with the third insulating film;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the nitrogen introduction region is formed at least under the third insulating film.
請求項15に記載の半導体装置の製造方法において、
前記窒素導入領域の最大濃度ピークは、前記第1不純物領域および前記第2不純物領域の最大濃度ピークよりも浅い位置になるように形成することを特徴とした半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the maximum concentration peak of the nitrogen introduction region is formed to be shallower than the maximum concentration peaks of the first impurity region and the second impurity region.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、更に、
(f)前記半導体基板上に第2絶縁膜を形成する工程、
(g)前記第2絶縁膜上に第2導電体層を形成する工程、
を有し、
前記(d)および(e)工程は、前記(a)、(b)、(c)、(f)および(g)工程後に行われることを特徴とした半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising:
(F) forming a second insulating film on the semiconductor substrate;
(G) forming a second conductor layer on the second insulating film;
Have
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the steps (d) and (e) are performed after the steps (a), (b), (c), (f), and (g).
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、更に、
(f)前記半導体基板上に第2絶縁膜を形成する工程、
(g)前記第2絶縁膜上に第2導電体層を形成する工程、
を有し、
前記(d)および(e)工程は、前記(a)、(b)および(c)工程後であって前記(f)および(g)工程前に行われることを特徴とした半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising:
(F) forming a second insulating film on the semiconductor substrate;
(G) forming a second conductor layer on the second insulating film;
Have
The steps (d) and (e) are performed after the steps (a), (b) and (c) and before the steps (f) and (g). Method.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、更に、
(f)前記半導体基板上に第2絶縁膜を形成する工程、
(g)前記第2絶縁膜上に第2導電体層を形成する工程、
を有し、
前記(d)および(e)工程は、前記(f)および(g)工程後であって前記(a)、(b)および(c)工程前に行われることを特徴とした半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising:
(F) forming a second insulating film on the semiconductor substrate;
(G) forming a second conductor layer on the second insulating film;
Have
The steps (d) and (e) are performed after the steps (f) and (g) and before the steps (a), (b) and (c). Method.
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(d)工程は、前記(e)工程の前に行われることを特徴とした半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the step (d) is performed before the step (e).
請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(e)工程は、前記(d)工程の前に行われることを特徴とした半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the step (e) is performed before the step (d).
JP2003345191A 2003-10-03 2003-10-03 Semiconductor device and its manufacturing method Pending JP2005116582A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003345191A JP2005116582A (en) 2003-10-03 2003-10-03 Semiconductor device and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003345191A JP2005116582A (en) 2003-10-03 2003-10-03 Semiconductor device and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005116582A true JP2005116582A (en) 2005-04-28

Family

ID=34538538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003345191A Pending JP2005116582A (en) 2003-10-03 2003-10-03 Semiconductor device and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005116582A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273816A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Oki Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device
JP2009252875A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Seiko Epson Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7911005B2 (en) 2008-07-18 2011-03-22 Renesas Electronics Corporation Dram having deeper source drain region than that of an logic region
KR101283574B1 (en) 2007-08-09 2013-07-08 삼성전자주식회사 Method of Forming an Insulating Film and Flash Memory Devices Including the Same
JP7038559B2 (en) 2018-02-05 2022-03-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251172A (en) * 1989-03-24 1990-10-08 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPH0629314A (en) * 1992-07-08 1994-02-04 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JPH07183405A (en) * 1993-12-24 1995-07-21 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and formation method
JPH1079506A (en) * 1996-02-07 1998-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JPH1197686A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JP2002124579A (en) * 2000-10-17 2002-04-26 Hitachi Ltd Semiconductor device and its fabricating method
JP2002208645A (en) * 2001-01-09 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp Non-volatile semiconductor storage and manufacturing method therefor
WO2003012878A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Renesas Technology Corp. Semiconductor device
JP2003046002A (en) * 2001-07-26 2003-02-14 Sony Corp Non-volatile semiconductor memory and operation method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02251172A (en) * 1989-03-24 1990-10-08 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPH0629314A (en) * 1992-07-08 1994-02-04 Hitachi Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JPH07183405A (en) * 1993-12-24 1995-07-21 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and formation method
JPH1079506A (en) * 1996-02-07 1998-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
JPH1197686A (en) * 1997-09-22 1999-04-09 Nec Corp Manufacture of semiconductor device
JP2002124579A (en) * 2000-10-17 2002-04-26 Hitachi Ltd Semiconductor device and its fabricating method
JP2002208645A (en) * 2001-01-09 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp Non-volatile semiconductor storage and manufacturing method therefor
JP2003046002A (en) * 2001-07-26 2003-02-14 Sony Corp Non-volatile semiconductor memory and operation method
WO2003012878A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Renesas Technology Corp. Semiconductor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273816A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Oki Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing semiconductor device
JP4675814B2 (en) * 2006-03-31 2011-04-27 Okiセミコンダクタ株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
KR101283574B1 (en) 2007-08-09 2013-07-08 삼성전자주식회사 Method of Forming an Insulating Film and Flash Memory Devices Including the Same
JP2009252875A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 Seiko Epson Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7911005B2 (en) 2008-07-18 2011-03-22 Renesas Electronics Corporation Dram having deeper source drain region than that of an logic region
US8507373B2 (en) 2008-07-18 2013-08-13 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device including transistors of different junction depth, and method of manufacturing the same
JP7038559B2 (en) 2018-02-05 2022-03-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7646041B2 (en) Non-volatile memory devices including vertical channels, methods of operating, and methods of fabricating the same
JP4659527B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP5007017B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US20090050956A1 (en) Semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP2007317874A (en) Non-volatile semiconductor storage device
CN107452747B (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP6385873B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2011146612A (en) Semiconductor memory device
JP2006339599A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4405489B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory
JP2009130136A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP4854955B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7936005B2 (en) Semiconductor memory device including laminated gate having electric charge accumulating layer and control gate and method of manufacturing the same
JP2010108976A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing the same
JP4810330B2 (en) Semiconductor memory device
JP2005116582A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2010040994A (en) Semiconductor memory device, and method of manufacturing the same
JP2005064178A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
US20090242960A1 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2006332143A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006210700A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method
JP2018166133A (en) Semiconductor device and method of operating the same
JP2011096772A (en) Semiconductor device, and method of manufacturing the same
US8735966B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2011009447A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061002

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090422

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100528

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110524

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111018