JP2006066750A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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JP2006066750A JP2004249413A JP2004249413A JP2006066750A JP 2006066750 A JP2006066750 A JP 2006066750A JP 2004249413 A JP2004249413 A JP 2004249413A JP 2004249413 A JP2004249413 A JP 2004249413A JP 2006066750 A JP2006066750 A JP 2006066750A
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Keisuke Tsukamoto
恵介 塚本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the disconnection of an assisting gate when manufacturing a flash memory having an assisting-gate electrode in addition to its controlling electrode and its charge accumulating element. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the flash memory includes a process for forming first electrodes at a predetermined space on the surface of a semiconductor substrate, a process for forming a second conductive film as the material film for a second electrode on the regions each of which is sandwiched between the pair of first electrodes, a process for so forming next an insulating film on the second conductive film as to form on this insulating film a third conductive film as the material film for a third electrode, a process for so forming next third electrodes by patterning the third conductive film as to pattern at this time the third conductive film under the condition of leaving its portions having a predetermined film thickness on the first electrodes, a process for removing next the insulating film by using as a mask the third electrodes and the residual third conductive films, and a process for so patterning further the second conductive film by using as a mask the third electrodes, the residual third conductive films and the insulating films as to etch at the same time completely the third conductive films left on the first electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は半導体装置の製造方法に関する。さらに具体的には、不揮発性メモリを有する半導体装置の製造方法として好適な技術に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a technique suitable as a method for manufacturing a semiconductor device having a nonvolatile memory.

現在、半導体装置の微細化、高集積化に伴い、不揮発性メモリの微細化、大容量化が進み、書き込み速度やデバイスの信頼性等を考慮した、様様な不揮発メモリの構造が提案されている。   At present, along with the miniaturization and high integration of semiconductor devices, the miniaturization of non-volatile memories and the increase in capacity have progressed, and various non-volatile memory structures have been proposed in consideration of the writing speed and device reliability. .

例えば、フローティングゲート(Floating Gate)電極(以下、「FG電極」と称することとする)およびコントロールゲート(Control Gate)電極(以下、「CG電極」と称することとする)の他に、アシストゲート(Assist Gate)と称する3つめの電極(以下、「AG電極」と称することとする)を有する不揮発性メモリが考案されている。この不揮発性メモリは、半導体基板の主面上に、酸化膜を介して、平面帯状の複数のAG電極が互いに平行に配置されて構成されている。そして、このAG電極を覆う絶縁膜を介して、隣り合うAG電極間の溝には、凹状のFG電極が設けられている。このFG電極上には、層間膜を介してCG電極が設けられている。   For example, in addition to a floating gate electrode (hereinafter referred to as “FG electrode”) and a control gate electrode (hereinafter referred to as “CG electrode”), an assist gate ( A nonvolatile memory having a third electrode (hereinafter referred to as “AG electrode”) called an “Assist Gate” has been devised. This non-volatile memory is configured by arranging a plurality of planar strip-shaped AG electrodes in parallel with each other via an oxide film on the main surface of a semiconductor substrate. A concave FG electrode is provided in a groove between adjacent AG electrodes via an insulating film covering the AG electrode. On the FG electrode, a CG electrode is provided via an interlayer film.

また、このようにAG電極を有するものとは異なるが、例えば、メモリセルへの書き込み特性のばらつきが小さい半導体装置として、補助電極を形成し、メモリセルへの書き込み時には、これを、ホットエレクトロン注入の補助電極として用いるものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In addition, for example, an auxiliary electrode is formed as a semiconductor device having a small variation in the write characteristics to the memory cell, and this is used for hot electron injection when writing to the memory cell. An auxiliary electrode has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−152977号公報JP 2004-152977 A

しかし、素子が微細化するにつれて、FG電極の寸法も小さくなる。この際、書き込み消去速度を、従来通りに確保するか、あるいは更なる高速化を図るためには、FG電極の高さを高くして、CG電極との接触面積を大きくしつつ、FG電極とのカップリング比を向上させる必要がある。   However, as the element becomes finer, the size of the FG electrode also becomes smaller. At this time, in order to ensure the writing / erasing speed as usual or to further increase the speed, the height of the FG electrode is increased to increase the contact area with the CG electrode, It is necessary to improve the coupling ratio.

ここで、FG電極と、CG電極とは、絶縁膜で分離されている。従って、このような不揮発性メモリを形成する場合、CG電極を形成した後、これをマスクとして、まず、FG電極上の絶縁膜を除去する。そして、その後、CG電極をマスクに、FG電極をパターニングする。   Here, the FG electrode and the CG electrode are separated by an insulating film. Therefore, when forming such a nonvolatile memory, after forming the CG electrode, the insulating film on the FG electrode is first removed using this as a mask. Thereafter, the FG electrode is patterned using the CG electrode as a mask.

一般に、FG電極のエッチングには、ドライエッチ技術を用いる。FG電極と、CG電極とのカップリング比を高くするためには、FG電極を高くする必要がある。すなわち、AG電極と、FG電極との高さの差を十分に大きくとる必要がある。   In general, a dry etching technique is used for etching the FG electrode. In order to increase the coupling ratio between the FG electrode and the CG electrode, it is necessary to increase the FG electrode. That is, the difference in height between the AG electrode and the FG electrode needs to be sufficiently large.

CG電極をエッチングする際、AG電極上には、絶縁膜が設けられ、この絶縁膜が保護膜となる。しかし、FG電極が高くなると、FG電極上とAG電極上におけるCG電極の膜厚の差が大きくなる。このため、CG電極時における、AG電極のエッチングを避けるためには、CG電極界面に設ける絶縁膜を十分に厚くする必要がある。   When etching the CG electrode, an insulating film is provided on the AG electrode, and this insulating film serves as a protective film. However, as the FG electrode becomes higher, the difference in film thickness between the CG electrode and the AG electrode increases. For this reason, in order to avoid the etching of the AG electrode at the time of the CG electrode, it is necessary to make the insulating film provided at the interface of the CG electrode sufficiently thick.

しかし、絶縁膜の膜厚が厚くなると、逆に、絶縁膜のエッチングには長時間を要することとなる。そして、このエッチング時間が長くなると、AG電極上に形成されたキャップ膜が除去される可能性がある。この場合、絶縁膜除去後のFG電極エッチングの際に、AG電極までエッチングされ、断線されてしまう可能性がある。   However, when the insulating film becomes thicker, on the contrary, it takes a long time to etch the insulating film. And when this etching time becomes long, the cap film formed on the AG electrode may be removed. In this case, when etching the FG electrode after removing the insulating film, the AG electrode may be etched and disconnected.

従って、この発明は、3つ目の電極としてAG電極を有する不揮発性メモリを備える半導体装置において、その製造時におけるAG電極の断線を抑えることができるよう改良した半導体装置の製造方法を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which is an improved semiconductor device including a nonvolatile memory having an AG electrode as a third electrode so that the disconnection of the AG electrode during the manufacture can be suppressed. It is.

この発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板表面に、第1導電膜からなる複数の第1電極を、所定の間隔をおいて形成する第1電極形成工程と、前記第1電極に挟まれた前記半導体基板の領域上に、第2電極用の第2導電膜を形成する第2導電膜形成工程と、前記第2導電膜を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜上に、第3電極用の第3導電膜を形成する第3導電膜形成工程と、前記第3導電膜を、前記第1電極と交わる方向に、所定の間隔を空けて配置されるようにパターニングして、第3電極を形成する第3電極形成工程と、前記第3電極をマスクとして、前記第2導電膜の上面及び側面の一部の絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程と、前記第3電極をマスクとして、前記第2導電膜をパターニングし、第2電極を形成する第2電極形成工程と、を備える。そして、前記第3電極形成工程は、前記第1電極上に配置された前記第3導電膜を所定の膜厚分残す条件で行い、前記第2電極形成工程は、前記第3電極形成工程時に前記第1電極上に残した前記第3導電膜を、前記第1電極の保護膜として用い、かつ、前記第2導電膜のパターニングとともに、前記第1電極上に残した前記第3導電膜を完全にエッチングする条件で行うものである。   According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first electrode forming step of forming a plurality of first electrodes made of a first conductive film on a surface of a semiconductor substrate at a predetermined interval, and sandwiched between the first electrodes A second conductive film forming step of forming a second conductive film for the second electrode on the region of the semiconductor substrate; and an insulating film forming step of forming an insulating film on the semiconductor substrate including the second conductive film. And a third conductive film forming step of forming a third conductive film for the third electrode on the insulating film, and the third conductive film at a predetermined interval in the direction intersecting the first electrode. A third electrode forming step of forming a third electrode by patterning so as to be disposed, and an insulating film for removing a part of the insulating film on the upper surface and side surface of the second conductive film using the third electrode as a mask Removing step and patterning the second conductive film with the third electrode as a mask. And comprises a second electrode forming step of forming a second electrode. The third electrode forming step is performed under a condition that the third conductive film disposed on the first electrode is left for a predetermined thickness, and the second electrode forming step is performed during the third electrode forming step. The third conductive film left on the first electrode is used as a protective film for the first electrode, and the third conductive film left on the first electrode is patterned together with the patterning of the second conductive film. This is performed under the condition of complete etching.

あるいは、この発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板表面に、第1導電膜からなる複数の第1電極を、所定の間隔をおいて形成する第1電極形成工程と、前記第1電極に挟まれた前記半導体基板の領域上に第2電極用の第2導電膜を形成する第2導電膜形成工程と、前記第2導電膜を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜上に、第3電極用の第3導電膜を形成する第3導電膜形成工程と、前記第3導電膜を、前記第1電極と交わる方向に、所定の間隔を空けて配置されるようにパターニングして、第3電極を形成する第3電極形成工程と、前記第1電極上の、前記第3電極が形成されない部分に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記第3電極及び前記保護膜をマスクとして、第2導電膜をパターニングし、第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、を備えるものである。
Alternatively, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first electrode forming step of forming a plurality of first electrodes made of a first conductive film on a surface of a semiconductor substrate at a predetermined interval; A second conductive film forming step of forming a second conductive film for a second electrode on the sandwiched region of the semiconductor substrate; and an insulating film formation for forming an insulating film on the semiconductor substrate including the second conductive film A step of forming a third conductive film for forming a third conductive film for the third electrode on the insulating film; and a third gap between the third conductive film and the first electrode. A third electrode forming step of forming a third electrode by patterning so as to be disposed, and a protective film forming step of forming a protective film on a portion of the first electrode where the third electrode is not formed, The second conductive film is patterned using the third electrode and the protective film as a mask. And training, and the second electrode forming step of forming a second electrode,
A protective film removing step for removing the protective film.

この発明においては、第3電極を形成するためのエッチングにおいて、第3導電膜を、すべて除去せず、第1の電極上に所定の膜厚残存させておく。従って、第3電極形成時におけるエッチング時間を短くすることができ、第2電極と第3電極とを絶縁する絶縁膜を薄くすることができる。
また、第2電極を形成するためのエッチングにおいては、第1電極上に残した第3導電膜と、第3電極とをマスクとして、エッチングを行うことができる。従って、第2電極形成時において、第1電極がエッチングされるのを抑えることができ、第1の電極の断線等を防止することができる。
In the present invention, in the etching for forming the third electrode, the third conductive film is not completely removed, and a predetermined film thickness is left on the first electrode. Therefore, the etching time for forming the third electrode can be shortened, and the insulating film that insulates the second electrode from the third electrode can be made thin.
In the etching for forming the second electrode, the etching can be performed using the third conductive film remaining on the first electrode and the third electrode as a mask. Therefore, when the second electrode is formed, the first electrode can be prevented from being etched, and disconnection of the first electrode can be prevented.

また、この発明において、第3導電膜を残さず、これに代えて、第1の電極上に有機膜を形成するものについても、この有機膜を保護膜とすることができる。このようにしても、同様に、第2の電極形成時において、第1の電極がエッチングされるのを抑えることができ、第1の電極の断線等を防止することができる。
In the present invention, the organic film can be used as a protective film in the case where an organic film is formed on the first electrode instead of leaving the third conductive film. Even in this case, similarly, when the second electrode is formed, the first electrode can be prevented from being etched, and disconnection of the first electrode can be prevented.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
また、以下の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及する場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に限定されるものではない。また、実施の形態において説明する構造や、方法におけるステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
In addition, in the following embodiments, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., the reference is made unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. The number is not limited. Further, the structures described in the embodiments, steps in the method, and the like are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

実施の形態1.
実施の形態1においては、AND型フラッシュメモリを有する半導体装置について説明する。
図1及び図2は、この発明の実施の形態1における半導体装置のフラッシュメモリの構造を説明するための模式図であり、図1は、上面、図2は、断面を表す。また、図2(a)、(b)、(c)は、それぞれ、図1におけるX−X´方向、Y1−Y1´、Y2−Y2´方向の断面を表す。なお、これらの図においては、簡略化のため、金属配線等を省いて表している。
Embodiment 1 FIG.
In the first embodiment, a semiconductor device having an AND flash memory will be described.
1 and 2 are schematic views for explaining the structure of the flash memory of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a top view and FIG. 2 shows a cross section. 2A, 2B, and 2C represent cross sections in the XX ′ direction, Y1-Y1 ′, and Y2-Y2 ′ direction in FIG. 1, respectively. In these drawings, for the sake of simplicity, the metal wiring is omitted.

図1に示すように、この発明の実施の形態1におけるフラッシュメモリは、素子分離MOS(あるいは、アシストゲート電極;以下、「AG電極」と称する)2、電荷蓄積素子(あるいは、フローティングゲート電極;以下、「FG電極」と称する)4、さらに、制御用電極(あるいは、コントロールゲート電極;以下、「CG電極」と称する)6を有する。   As shown in FIG. 1, the flash memory according to the first embodiment of the present invention includes an element isolation MOS (or assist gate electrode; hereinafter referred to as “AG electrode”) 2, a charge storage element (or floating gate electrode); Hereinafter, it has a control electrode (or control gate electrode; hereinafter referred to as “CG electrode”) 6.

AG電極2は、上面から見て、帯状の電極であり、それぞれ水平に所定の間隔をあけて平行に配置されている。なお、以下、この明細書において、図1において、AG電極2が配置されている方向を、「X方向」とし、これに対して垂直な方向を「Y方向」と称することとする。   The AG electrodes 2 are band-like electrodes as viewed from above, and are arranged in parallel at predetermined intervals horizontally. Hereinafter, in this specification, in FIG. 1, the direction in which the AG electrode 2 is disposed is referred to as “X direction”, and the direction perpendicular thereto is referred to as “Y direction”.

AG電極2の一端には、引き出し用の電極がそれぞれ形成され、AG電極2には、それぞれ独立して異なる電圧の電力を供給することができる。また、実施の形態1のフラッシュメモリにおいては、互いに隣接するAG電極2において、1方のAG電極2が、X方向左側に引き出し電極を有する場合、他の一方のAG電極2は、右側に引き出し電極を有する構造となっている。AG電極2の細い部分の幅は、例えば、約90nmであり、隣接するAG電極2間の間隔は、例えば、約90nmである。   An extraction electrode is formed at one end of the AG electrode 2, and power of different voltages can be independently supplied to the AG electrode 2. Further, in the flash memory according to the first embodiment, when one AG electrode 2 has an extraction electrode on the left side in the X direction among the AG electrodes 2 adjacent to each other, the other AG electrode 2 is extracted on the right side. It has a structure having electrodes. The width of the thin part of the AG electrode 2 is, for example, about 90 nm, and the interval between the adjacent AG electrodes 2 is, for example, about 90 nm.

また、Y方向に、CG電極6が複数本、所定の間隔を空けて平行に配置されている。図1に示すように、CG電極6は、上面から見て帯状の電極である。CG電極6の一端は、ワード線に接続され、所定の電力が供給されるようになっている。また、互いに隣接するCG電極6において、1の電極がY方向上部においてワード線に接続する場合、他の一方の電極は、Y方向下部において、ワード線に接続する。CG電極6の細い部分の幅は、例えば、約90nmであり、隣接するCG電極6間の間隔は、例えば、約90nmである。   In the Y direction, a plurality of CG electrodes 6 are arranged in parallel at a predetermined interval. As shown in FIG. 1, the CG electrode 6 is a belt-like electrode as viewed from the top. One end of the CG electrode 6 is connected to a word line so that predetermined power is supplied. Further, in the CG electrodes 6 adjacent to each other, when one electrode is connected to the word line in the upper part in the Y direction, the other electrode is connected to the word line in the lower part in the Y direction. The width of the thin portion of the CG electrode 6 is, for example, about 90 nm, and the interval between adjacent CG electrodes 6 is, for example, about 90 nm.

また、互いに隣接するAG電極2に挟まれた隙間、かつ、CG電極6と重なって、CG電極6の下部に、FG電極4が形成されている。FG電極4のX方向の幅は、例えば、約90nmであり、Y方向の幅は、例えば、約60nmである。   Further, the FG electrode 4 is formed below the CG electrode 6 so as to overlap with the CG electrode 6 and between the adjacent AG electrodes 2. The width of the FG electrode 4 in the X direction is about 90 nm, for example, and the width in the Y direction is about 60 nm, for example.

次に、図2(a)〜(c)を用いて、このフラッシュメモリの断面構造について説明する。
まず、基板10上には、絶縁膜12が形成されている。絶縁膜12上には、AG電極2が形成されている。AG電極2は、Poly-Siにより構成される。AG電極2の高さは、例えば、約70nmである。AG電極2上部には、キャップ膜として、SiN膜14が形成されている。SiN膜14の膜厚は、約70nmである。また、AG電極2側面には、SiO膜16が形成されている。
Next, a cross-sectional structure of the flash memory will be described with reference to FIGS.
First, an insulating film 12 is formed on the substrate 10. An AG electrode 2 is formed on the insulating film 12. The AG electrode 2 is made of Poly-Si. The height of the AG electrode 2 is, for example, about 70 nm. An SiN film 14 is formed on the AG electrode 2 as a cap film. The film thickness of the SiN film 14 is about 70 nm. A SiO 2 film 16 is formed on the side surface of the AG electrode 2.

基板10上の、隣接するAG電極2の間、かつ、CG電極6の下部となる位置に、FG電極4が凸状に配置されている。FG電極4は、Poly-Siにより構成されている。FG電極4は、AG電極2に比して、十分に高く形成されている。具体的に、FG電極4の高さは、例えば、約300nmである。また、AG電極2と、FG電極4との間は、SiO膜16により絶縁されている。 The FG electrodes 4 are arranged in a convex shape on the substrate 10 between the adjacent AG electrodes 2 and at a position below the CG electrodes 6. The FG electrode 4 is made of Poly-Si. The FG electrode 4 is formed sufficiently higher than the AG electrode 2. Specifically, the height of the FG electrode 4 is, for example, about 300 nm. Further, the AG electrode 2 and the FG electrode 4 are insulated by the SiO 2 film 16.

また、このようにして形成されたAG電極2のSiN膜14上、及びFG電極4上に、ONO膜18が形成されている。ONO膜18は、AG電極2及びFG電極4側から順に、SiO膜、SiN膜、SiO膜が積層されて形成された膜であり、各膜の膜厚は、順に、例えば、約5nm、約10nm、約5nmである。 Further, an ONO film 18 is formed on the SiN film 14 and the FG electrode 4 of the AG electrode 2 formed in this way. ONO film 18 is composed of, in order from the AG electrode 2 and the FG electrode 4 side, the SiO 2 film, a SiN film, film SiO 2 film is formed by laminating, the thickness of each layer in turn, for example, about 5nm , About 10 nm, about 5 nm.

ONO膜18上に、Y方向に、帯状のCG電極6が形成されている。CG電極6は、Poly-Si膜20と、その上に形成されたWSi膜22との積層により形成されている。Poly-Si膜20の膜厚は、例えば、厚い部分、すなわち、AG電極2上に位置する部分で、約300nmであり、薄い部分、すなわち、FG電極4上に位置する部分で、約150nmである。また、WSi膜22の膜厚は、例えば、約100nmである。ここで、AG電極2の高さは約70nmであり、FG電極4に対して、十分に小さく形成されている。すなわち、CG電極6とFG電極4との、ONO膜18を介した接触面積は、十分に大きくなっており、従って、高速動作に必要なカップリング比を、十分に大きく確保することができている。   On the ONO film 18, a strip-shaped CG electrode 6 is formed in the Y direction. The CG electrode 6 is formed by stacking a Poly-Si film 20 and a WSi film 22 formed thereon. The film thickness of the Poly-Si film 20 is, for example, about 300 nm in the thick part, that is, the part located on the AG electrode 2, and about 150 nm in the thin part, that is, the part located on the FG electrode 4. is there. The film thickness of the WSi film 22 is, for example, about 100 nm. Here, the height of the AG electrode 2 is about 70 nm and is sufficiently smaller than the FG electrode 4. That is, the contact area between the CG electrode 6 and the FG electrode 4 via the ONO film 18 is sufficiently large, and therefore a sufficiently large coupling ratio required for high-speed operation can be ensured. Yes.

なお、このように構成されたフラッシュメモリにおいて、図1の点線で示す部分がメモリセルの一単位をあらわす。このメモリセルは、FG電極4に蓄積する電子個数を制御することで、1単位で、"00"/"01"/"10"/"11"等の、4つ以上の値を記録する多値記憶動作を行うことができるものである。すなわち、この実施の形態のフラッシュメモリは、AND型のフラッシュメモリである。また、このフラッシュメモリは、特徴としては、AG電極2を採用した構造であり、このAG電極2により、FG電極4間の干渉を防いで分離を行うと共に、少ないチャネル領域で、高速な書き込み、読み込み等の動作を実現できるものである。   In the flash memory configured as described above, a portion indicated by a dotted line in FIG. 1 represents one unit of the memory cell. This memory cell controls the number of electrons stored in the FG electrode 4 to record four or more values such as “00” / “01” / “10” / “11” in one unit. A value storing operation can be performed. That is, the flash memory of this embodiment is an AND type flash memory. In addition, this flash memory is characterized by a structure employing the AG electrode 2, which prevents separation between the FG electrodes 4 by the AG electrode 2 and performs high-speed writing with a small channel area. Operation such as reading can be realized.

以下、この実施の形態のフラッシュメモリの動作について具体的に説明する。
このフラッシュメモリは、非選択のメモリセルをスルーして、ソース側選択し、定電荷注入によるソースサイドホットエレクトロン注入方式による書き込みを行う。
The operation of the flash memory according to this embodiment will be specifically described below.
In this flash memory, a source side is selected through a non-selected memory cell, and writing is performed by a source side hot electron injection method by constant charge injection.

データ書き込み動作では、選択メモリセルが接続されるCG電極6に、所定の電圧(例えば、1.5V程度)をかける。それ以外のCG電極6は、0Vとする。一方、選択したメモリセルのソース形成用のAG電極2には、所定の電圧(例えば、1V程度)を印加する。これにより、電圧を印加したAG電極2に対向する基板10主面に、ソース形成用の反転層が形成される。また、ドレイン形成用のAG電極2には、ソース側より大きな所定の電圧(例えば、7V程度)を印加する。これにより、電圧を印加したAG電極2に対向する基板10主面に、ドレイン形成用の反転層が形成される。また、他のAG電極2は0Vとすることで、この部分の基板10に反転層が形成されないようにする。これにより、選択、非選択のメモリセルの分離を行うことができる。   In the data write operation, a predetermined voltage (for example, about 1.5 V) is applied to the CG electrode 6 to which the selected memory cell is connected. The other CG electrodes 6 are set to 0V. On the other hand, a predetermined voltage (for example, about 1 V) is applied to the AG electrode 2 for forming the source of the selected memory cell. Thereby, an inversion layer for forming a source is formed on the main surface of the substrate 10 facing the AG electrode 2 to which a voltage is applied. In addition, a predetermined voltage (for example, about 7 V) higher than the source side is applied to the AG electrode 2 for forming the drain. Thereby, an inversion layer for forming a drain is formed on the main surface of the substrate 10 facing the AG electrode 2 to which a voltage is applied. The other AG electrode 2 is set to 0 V so that no inversion layer is formed on the substrate 10 in this portion. Thereby, the selected and non-selected memory cells can be separated.

この状態で、選択されたメモリセルの基板10に生じさせた反転層のドレイン側からソース側に向かって、書き込み電流が流れ、このときに、反転層に蓄積した電化を、ある一定のチャネル電流として、絶縁膜を介してFG電極4に効率的に注入する。これにより、選択メモリに高速でデータの書き込みが行われる。一方、非選択のメモリセルには反転層が形成されないため、書き込み電流が流れず、データが書き込まれないようになっている。   In this state, a write current flows from the drain side to the source side of the inversion layer generated in the substrate 10 of the selected memory cell. At this time, the charge accumulated in the inversion layer is converted into a certain channel current. As a result, the FG electrode 4 is efficiently injected through the insulating film. As a result, data is written to the selected memory at a high speed. On the other hand, since an inversion layer is not formed in a non-selected memory cell, no write current flows and data is not written.

読み出しの動作においては、読み出し電流が、書き込み電流と逆の方向に流れる。
具体的に、書き込みの時と同様に、選択メモリセルのソース、ドレイン形成用のAG電極2には、それぞれ、所定の電圧(例えば、5V程度)を印加する。これにより、それぞれ、電圧を印加したAG電極2に対向する基板10主面に、ソース、ドレイン形成用の反転層が形成される。また、他のAG電極2は、0Vとすることで、この部分の基板10には反転層が形成されないようにして、非選択のメモリセルの分離を行う。また、選択メモリセルが接続されたCG電極6には、所定の電圧(例えば、2〜5V程度)を印加する。このとき、FG電極4の蓄積状態で、選択メモリセルの閾値電圧が異なる。したがって、選択メモリセルのソース/ドレイン間に流れる電流の状況でメモリセルのデータを判断することができる。
In the read operation, a read current flows in a direction opposite to the write current.
Specifically, as in the case of writing, a predetermined voltage (for example, about 5 V) is applied to the AG electrode 2 for forming the source and drain of the selected memory cell. Thereby, inversion layers for forming a source and a drain are formed on the main surface of the substrate 10 facing the AG electrode 2 to which a voltage is applied. Further, the other AG electrode 2 is set to 0 V, so that the inversion layer is not formed on the substrate 10 in this portion, and the non-selected memory cells are separated. A predetermined voltage (for example, about 2 to 5 V) is applied to the CG electrode 6 to which the selected memory cell is connected. At this time, the threshold voltage of the selected memory cell differs depending on the accumulation state of the FG electrode 4. Therefore, the data of the memory cell can be determined based on the current flowing between the source / drain of the selected memory cell.

また、データの消去の際には、選択対象のCG電極4を負電圧とすることにより、FG電極から、基板へのトンネル電流を流す。すなわち、選択対象のCG電極6に、所定の負電圧を印加し、一方、基板10に正の電圧を印加する。また、AG電極2は、0Vとして、反転層を形成しないようにする。これにより、FG電極4のメモリセルのデータを一括消去することができる。   When erasing data, a tunnel current from the FG electrode to the substrate is caused to flow by setting the CG electrode 4 to be selected as a negative voltage. That is, a predetermined negative voltage is applied to the CG electrode 6 to be selected, while a positive voltage is applied to the substrate 10. The AG electrode 2 is set to 0 V so that no inversion layer is formed. Thereby, the data in the memory cells of the FG electrode 4 can be erased collectively.

なお、実施の形態のフラッシュメモリの動作について、メモリの選択、非選択方法と書き込み、読み込み等を簡単に説明したが、実際の動作時においては、AG電極2、CG電極6以外に、例えば、グローバルビット線や、このグローバルビット線の電圧を独立させる配線等が設けられ、これにより、基板の反転層への電圧供給等を行うことにより、より適切なデータの書き込み、読み込み等を行うことができるようになっている。   The operation of the flash memory of the embodiment has been briefly described with respect to memory selection, non-selection method and writing, reading, etc. In actual operation, in addition to the AG electrode 2 and the CG electrode 6, for example, A global bit line and wiring that makes the voltage of this global bit line independent are provided, so that voltage can be supplied to the inversion layer of the substrate so that more appropriate data can be written and read. It can be done.

図3は、この発明の実施の形態1におけるフラッシュメモリの製造方法を説明するためのフロー図である。また、図4〜図11は、実施の形態1におけるフラッシュメモリの製造過程における状態を説明するための模式図である。また、図4〜図11の各図において、(a)、(b)、(c)は、それぞれ、図1におけるX1−X1´、Y1−Y1´、Y2−Y2´の断面を表す。
以下、図3〜図11を用いて、この発明の実施の形態1におけるフラッシュメモリの製造方法について説明する。
FIG. 3 is a flowchart for illustrating the manufacturing method of the flash memory according to the first embodiment of the present invention. 4 to 11 are schematic diagrams for explaining states in the manufacturing process of the flash memory according to the first embodiment. Moreover, in each figure of FIGS. 4-11, (a), (b), (c) represents the cross section of X1-X1 ', Y1-Y1', Y2-Y2 'in FIG. 1, respectively.
The flash memory manufacturing method according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

まず、図4に示すように、Si基板10上に絶縁膜12を形成し、その上に、AG電極2の材料膜であるAG電極用Poly-Si膜を形成する(ステップS2)。ここでは、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により、例えば、膜厚約70nm程度に形成する。その後、AG電極用Poly-Si膜上に、キャップ膜としてSiN膜14を堆積し(ステップS4)、更に、その上に、SiO膜30を堆積する(ステップS6)。ここで、SiN膜14は、CVD法により、例えば、膜厚約70nmに形成し、SiO膜30は、LPCVD法により、膜厚約200nmに形成する。 First, as shown in FIG. 4, an insulating film 12 is formed on a Si substrate 10, and an AG electrode Poly-Si film, which is a material film of the AG electrode 2, is formed thereon (step S2). Here, for example, the film is formed with a film thickness of about 70 nm by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Thereafter, a SiN film 14 is deposited as a cap film on the poly-Si film for AG electrode (step S4), and a SiO 2 film 30 is further deposited thereon (step S6). Here, the SiN film 14 is formed to a film thickness of, for example, about 70 nm by the CVD method, and the SiO 2 film 30 is formed to a film thickness of about 200 nm by the LPCVD method.

その後、AG電極2に対応するパターンを有するレジストマスクを形成し、SiO膜30、SiN膜14をエッチングする(ステップS8)。更に、SiO膜30、SiN膜14をマスクとして、AG電極用Poly-Si膜をエッチングして、AG電極2の形状に加工する(ステップS10)。次に、熱酸化により、少なくともAG電極2の側面に、SiO膜16を形成する(ステップS12)。ここで、SiO膜16の膜厚は、例えば、約30nmとする。 Thereafter, a resist mask having a pattern corresponding to the AG electrode 2 is formed, and the SiO 2 film 30 and the SiN film 14 are etched (step S8). Further, using the SiO 2 film 30 and the SiN film 14 as a mask, the AG electrode Poly-Si film is etched to be processed into the shape of the AG electrode 2 (step S10). Next, the SiO 2 film 16 is formed at least on the side surface of the AG electrode 2 by thermal oxidation (step S12). Here, the film thickness of the SiO 2 film 16 is about 30 nm, for example.

この状態の基板全面に、図5に示すように、FG電極4の材料膜であるFG電極用Poly-Si膜4aを堆積する(ステップS14)。その後、少なくとも、SiO膜30表面が露出するまで、全面エッチバックを行う(ステップS16)。 As shown in FIG. 5, an FG electrode poly-Si film 4a, which is a material film of the FG electrode 4, is deposited on the entire surface of the substrate in this state (step S14). Thereafter, the entire surface is etched back until at least the surface of the SiO 2 film 30 is exposed (step S16).

次に、図6に示すように、AG電極2上のSiO膜30を除去する(ステップS18)。ここでは、まずドライエッチを行い、その後、フッ酸を用いた処理を行うことにより、SiO膜30のみを選択的に除去することができる。 Next, as shown in FIG. 6, the SiO 2 film 30 on the AG electrode 2 is removed (step S18). Here, only the SiO 2 film 30 can be selectively removed by first performing dry etching and then performing treatment using hydrofluoric acid.

この状態で、基板全面に、図7に示すように、ONO膜18aを形成する(ステップS20)。ここで、ONO膜18は、SiO膜、SiN膜、SiO膜の3層からなる積層膜であり、これらを順に、CVD法により、堆積することにより形成される。また、各膜の膜厚は、例えば、それぞれ、約5nm、約10nm、約5nmとし、全体で、約20nmとなるようにする。 In this state, an ONO film 18a is formed on the entire surface of the substrate as shown in FIG. 7 (step S20). Here, the ONO film 18 is a laminated film composed of three layers of a SiO 2 film, a SiN film, and a SiO 2 film, and is formed by sequentially depositing these by the CVD method. The thickness of each film is, for example, about 5 nm, about 10 nm, and about 5 nm, respectively, so that the total thickness is about 20 nm.

次に、図8に示すように、ONO膜18a上に、CG電極6の材料膜となるCG電極用Poly-Si膜20aを形成し(ステップS22)更に、その上に、WSi膜22aを形成する(ステップS24)。ここでは、CG電極用Poly-Si膜20aを、例えば、膜厚約150nmとなるよう、CVD法により形成し、WSi膜22aを、例えば、膜厚約100nmとなるように、CVD法により形成する。   Next, as shown in FIG. 8, the Poly-Si film 20a for CG electrode which becomes the material film of the CG electrode 6 is formed on the ONO film 18a (Step S22). Further, the WSi film 22a is formed thereon. (Step S24). Here, the Poly-Si film 20a for CG electrode is formed by, for example, a CVD method so as to have a film thickness of about 150 nm, and the WSi film 22a is formed by, for example, a film thickness of about 100 nm. .

次に、エッチング時のハードマスク32を形成するため、SiO膜を形成し(ステップS26)、その上にレジストマスク34を形成する(ステップS28)。ここで、レジストマスク34は、CG電極6に対応するパターンを有するものである。レジストマスク34は、SiO膜上に、レジストを塗布し、リソグラフィ技術と現像処理等の所定の工程を経て形成される。その後、レジストマスク34をマスクとして、SiO膜のエッチングを行う。これにより、図9に示すように、WSi膜22a上に、SiO膜からなるハードマスク32が形成される(ステップS30)。 Next, in order to form the hard mask 32 at the time of etching, a SiO 2 film is formed (step S26), and a resist mask 34 is formed thereon (step S28). Here, the resist mask 34 has a pattern corresponding to the CG electrode 6. The resist mask 34 is formed by applying a resist on the SiO 2 film and performing predetermined processes such as lithography and development processing. Thereafter, the SiO 2 film is etched using the resist mask 34 as a mask. As a result, as shown in FIG. 9, a hard mask 32 made of a SiO 2 film is formed on the WSi film 22a (step S30).

次に、このハードマスク32を用いて、WSi膜22aのエッチングを行い(ステップS32)、更に、CG電極用Poly-Si膜20aのエッチングを行う(ステップS34)。ここで、最終的には不要となる部分のCG電極用Poly-Si膜20aのうち、FG電極4上に位置する部分については、完全に除去するようにエッチングを行い、この部分のCG電極用Poly-Si膜20aが完全にエッチングされた時点で、エッチングを終了する。すなわち、ここで、完全にエッチングされるCG電極用Poly-Si膜20aの膜厚は、FG電極用Poly-Si膜4a上部に位置する部分の膜厚である。従って、CG電極用Poly-Si膜20aの膜厚が厚い部分、すなわち、FG電極用Poly-Si膜4aが形成されていない、AG電極2上に位置する部分においては、ハードマスク32が形成されていない部分であっても、完全にエッチングされずに、残存した状態となる。従って、図10(c)に示すように、最終的に、CG電極6を形成しない不要な部分のPoly-Si膜20aのうち、FG電極用Poly-Si膜4aが堆積されていないAG電極2上部の部分は、完全にエッチングされず、残存した状態となっている。残存させる膜厚は、例えば、約100nm程度とする。このように、CG電極用Poly-Si膜20aのエッチング膜厚の厚い部分は、この段階では、途中でエッチングをストップし、完全には除去しない状態とする。従って、この実施の形態のようにONO膜18が薄い場合にも、先にエッチングが終了するFG用Poly-Si膜4a上で、ONO膜18がエッチングされてしまうのを防ぐことができる。   Next, using this hard mask 32, the WSi film 22a is etched (step S32), and the CG electrode poly-Si film 20a is further etched (step S34). Here, of the portion of the CG electrode Poly-Si film 20a that is finally unnecessary, the portion located on the FG electrode 4 is etched so as to be completely removed, and this portion for the CG electrode is used. The etching is finished when the Poly-Si film 20a is completely etched. That is, the film thickness of the CG electrode Poly-Si film 20a that is completely etched is the film thickness of the portion located above the FG electrode Poly-Si film 4a. Therefore, the hard mask 32 is formed in the portion where the CG electrode Poly-Si film 20a is thick, that is, in the portion where the FG electrode Poly-Si film 4a is not formed and located on the AG electrode 2. Even a portion which is not left is not completely etched and remains. Therefore, as shown in FIG. 10C, the AG electrode 2 in which the FG electrode Poly-Si film 4a is not deposited among the unnecessary portion of the Poly-Si film 20a where the CG electrode 6 is not formed is finally formed. The upper part is not completely etched and remains. The remaining film thickness is about 100 nm, for example. In this way, the thick etching portion of the CG electrode Poly-Si film 20a is stopped at this stage and is not completely removed. Therefore, even when the ONO film 18 is thin as in this embodiment, it is possible to prevent the ONO film 18 from being etched on the FG poly-Si film 4a that has been etched first.

次に、図11に示すように、ONO膜18を除去する(ステップS36)。ここでは、実際にFG電極4が形成される部分表面上以外の、FG電極用Poly-Si膜4a上のONO膜18を除去する。すなわち、このエッチングでは、WSi膜22aとAG電極2上に残存するCG電極用Poly-Si膜20aがマスクとして用いられ、CG電極6と重ならないFG電極用Poly-Si膜4a上のONO膜18が除去される。従って、ONO膜18除去において、AG電極2上のSiN膜14がエッチングされるのを抑えることができる。   Next, as shown in FIG. 11, the ONO film 18 is removed (step S36). Here, the ONO film 18 on the FG electrode Poly-Si film 4a other than the part surface where the FG electrode 4 is actually formed is removed. That is, in this etching, the WSi film 22a and the Poly-Si film 20a for CG electrode remaining on the AG electrode 2 are used as a mask, and the ONO film 18 on the FG electrode Poly-Si film 4a that does not overlap with the CG electrode 6 is used. Is removed. Therefore, the etching of the SiN film 14 on the AG electrode 2 can be suppressed when the ONO film 18 is removed.

次に、FG電極用Poly-Si膜4aのエッチングを行う(ステップS38)。ここでは、ONO膜18が除去され、表面が露出する部分のFG電極用Poly-Si膜4aがエッチングされる。これにより、CG電極6と重ならない部分のFG電極用Poly-Si膜4aがエッチングされ、FG電極4の形状にパターニングされる。   Next, the poly-Si film 4a for FG electrode is etched (step S38). Here, the ONO film 18 is removed, and the FG electrode-use Poly-Si film 4a where the surface is exposed is etched. Thereby, the Poly-Si film 4 a for FG electrode that does not overlap with the CG electrode 6 is etched and patterned into the shape of the FG electrode 4.

また、このとき、同時に、AG電極4上に残った、CG電極用Poly-Si膜20aの不要部分も除去される。ここで、CG電極用Poly-Si膜20aのエッチングが、FG電極用Poly-Si膜4aのエッチングよりも先に終了し、AG電極2上のSiN膜14が露出する。しかし、FG電極用Poly-Si膜4aとCG電極用Poly-Si膜20aのエッチング膜厚差が小さくなるように、CG電極用Poly-Si膜20aをSiN膜14上に残存させてある。これにより、エッチングにおいて、SiN膜14がエッチング液に晒される時間は短くすることができる。また、Poly-Siと、SiNとのエッチング選択比は、比較的大きい。従って、SiN膜14のエッチングが進むことによる、AG電極2表面の露出を抑えることができる。従って、FG電極4のエッチング時におけるAG電極2の断線を抑えつつ、FG電極4のエッチングを確実に終えることができる。
以上のようにして、図1に示すようなフラッシュメモリが形成される。
At the same time, unnecessary portions of the CG electrode poly-Si film 20a remaining on the AG electrode 4 are also removed. Here, the etching of the CG electrode Poly-Si film 20a is completed before the etching of the FG electrode Poly-Si film 4a, and the SiN film 14 on the AG electrode 2 is exposed. However, the CG electrode Poly-Si film 20a is left on the SiN film 14 so that the difference in etching film thickness between the FG electrode Poly-Si film 4a and the CG electrode Poly-Si film 20a is reduced. Thereby, in etching, the time during which the SiN film 14 is exposed to the etching solution can be shortened. Moreover, the etching selectivity between Poly-Si and SiN is relatively large. Therefore, exposure of the surface of the AG electrode 2 due to the progress of etching of the SiN film 14 can be suppressed. Therefore, the etching of the FG electrode 4 can be reliably completed while suppressing the disconnection of the AG electrode 2 during the etching of the FG electrode 4.
As described above, the flash memory as shown in FIG. 1 is formed.

以上説明したように、実施の形態1においては、FG電極用Poly-Si膜4aエッチングの際に、AG電極2上には、CG電極用Poly-Si膜20aがある程度の膜厚で残存した状態となっている。従って、FG電極用Poly-Si膜4aのエッチングにおいて、AG電極2上のSiN膜14は、残存するCG電極用Poly-Si膜20aにより、ある程度の時間保護された状態となる。これにより、このエッチングの際に、SiN膜14が、長時間エッチングに晒されるのを抑えることができ、SiN膜14が完全にエッチングされることにより、AG電極2までエッチングされるのを抑えることができる。従って、AG電極2に対するFG電極4の高さが十分に高く、CG電極6とFG電極4との接触面積を大きくとったフラッシュメモリを製造する場合にも、AG電極2の断線を抑えることができ、デバイス特性の良好なフラッシュメモリを製造することができる。   As described above, in the first embodiment, when the FG electrode poly-Si film 4a is etched, the CG electrode poly-Si film 20a remains on the AG electrode 2 with a certain thickness. It has become. Therefore, in the etching of the FG electrode Poly-Si film 4a, the SiN film 14 on the AG electrode 2 is protected for a certain period of time by the remaining CG electrode Poly-Si film 20a. Thereby, it is possible to suppress the SiN film 14 from being exposed to the etching for a long time during this etching, and to suppress the etching to the AG electrode 2 by completely etching the SiN film 14. Can do. Therefore, even when manufacturing a flash memory in which the height of the FG electrode 4 with respect to the AG electrode 2 is sufficiently high and the contact area between the CG electrode 6 and the FG electrode 4 is large, disconnection of the AG electrode 2 can be suppressed. And a flash memory with good device characteristics can be manufactured.

なお、実施の形態においては、CG電極用Poly-Si膜20aを残存させて、これを、FG電極形成のためのエッチング時のAG電極2(あるいは、SiN膜14)の保護膜とする場合について説明した。しかし、この発明においてはこれに限るものではなく、CG電極用Poly-Si膜20aは完全にエッチングし、その後、エッチング用のマスクとして、FG電極4間に形成されるAG電極2上の溝(すなわち、実施の形態1では、CG用Poly-Si膜20aが残存する部分)に、有機膜を堆積して、これを保護膜として、AG電極2の断線を防ぐものであってもよい。このような有機膜としては、例えば、レジスト等が考えられる。   In the embodiment, the CG electrode Poly-Si film 20a is left as a protective film for the AG electrode 2 (or SiN film 14) during etching for forming the FG electrode. explained. However, the present invention is not limited to this. The poly-Si film 20a for the CG electrode is completely etched, and then a groove (on the AG electrode 2 formed between the FG electrodes 4 as an etching mask ( That is, in the first embodiment, an organic film may be deposited on a portion where the CG Poly-Si film 20a remains, and this may be used as a protective film to prevent disconnection of the AG electrode 2. An example of such an organic film is a resist.

また、FG電極4とCG電極6との絶縁膜として、ONO膜18を用いる場合について説明した。ONO膜18は、比較的薄い膜で確実にFG電極4とCG電極6との絶縁する膜として有効な膜である。しかし、この発明において、絶縁膜はこれに限るものではなく、同様の機能を有するものであれば他の絶縁膜を用いたものであっても良い。   Further, the case where the ONO film 18 is used as the insulating film between the FG electrode 4 and the CG electrode 6 has been described. The ONO film 18 is a relatively thin film and is an effective film that reliably insulates the FG electrode 4 and the CG electrode 6. However, in the present invention, the insulating film is not limited to this, and other insulating films may be used as long as they have similar functions.

なお、以上において、この発明はフラッシュメモリを有する半導体装置として説明したが、例えば、以下のように、この発明の半導体装置の製造方法により製造された半導体装置自体の発明として捉えることもできる。
すなわち、この半導体装置は、それぞれ、2以上の第1、第2、第3電極を有する。第1電極は、半導体基板表面に形成され、第3電極は、第1電極とほぼ垂直に交わる方向に形成される。第2電極は、第1電極のうち、互い隣接する第1電極の間に挟まれ、かつ、複数の第3電極が上部に重なる位置に形成される。また、第2、第3電極は、絶縁膜により絶縁されている。そして、この発明の半導体装置の製造方法により製造されるため、第2、第3電極を絶縁する絶縁膜は比較的薄く、また、このように絶縁膜が薄い場合にも、第1の電極においては、エッチングによる断線が抑えられた状態となっている。
In the above description, the present invention has been described as a semiconductor device having a flash memory. However, for example, the present invention can also be understood as an invention of a semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method of the present invention as follows.
That is, this semiconductor device has two or more first, second, and third electrodes, respectively. The first electrode is formed on the surface of the semiconductor substrate, and the third electrode is formed in a direction substantially perpendicular to the first electrode. The second electrode is sandwiched between the first electrodes adjacent to each other among the first electrodes, and is formed at a position where the plurality of third electrodes overlap with each other. The second and third electrodes are insulated by an insulating film. Since the semiconductor device is manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the insulating film that insulates the second and third electrodes is relatively thin. Even when the insulating film is thin, Is in a state in which disconnection due to etching is suppressed.

また、この実施の形態において、例えば、AG電極2、FG電極4、CG電極6は、それぞれ、この発明の「第1電極」、「第2電極」、「第3電極」に該当する。また、例えば、この実施の形態におけるAG電極用Poly-Si膜は、この発明の「第1導電膜」に該当し、FG電極用Poly-Si膜4aは、この発明の「第2導電膜」に該当し、CG電極用Poly-Si膜20a及びWSi膜22aは、この発明の「第3導電膜」に該当する。また、ONO膜18は、例えば、この発明の「絶縁膜」に該当し、SiN膜14は、例えば、この発明の「キャップ膜」に該当する。   In this embodiment, for example, the AG electrode 2, the FG electrode 4, and the CG electrode 6 correspond to the “first electrode”, “second electrode”, and “third electrode” of the present invention, respectively. Further, for example, the poly-Si film for AG electrode in this embodiment corresponds to the “first conductive film” of the present invention, and the poly-Si film 4a for FG electrode corresponds to the “second conductive film” of the present invention. The CG electrode poly-Si film 20a and the WSi film 22a correspond to the "third conductive film" of the present invention. The ONO film 18 corresponds to, for example, the “insulating film” of the present invention, and the SiN film 14 corresponds to, for example, the “cap film” of the present invention.

また、例えば、この実施の形態において、ステップS2〜S10を実行することにより、この発明の「第1電極形成工程」が実行され、ステップS14〜S18を実行することにより、「第2導電膜形成工程」が実行され、ステップS20を実行することにより、「絶縁膜形成工程」が実行され、ステップS22〜S24を実行することにより「第3導電膜形成工程」が実行され、ステップS32〜S34を実行することにより、「第3電極形成工程」が実行され、ステップS36を実行することにより、「絶縁膜除去工程」が実行され、ステップS38を実行することにより「第2電極形成工程が実行される。   Further, for example, in this embodiment, by executing steps S2 to S10, the “first electrode forming step” of the present invention is executed, and by executing steps S14 to S18, “second conductive film formation” is performed. Step S20 is executed, and step S20 is executed to execute “insulating film forming step”. Steps S22 to S24 are executed to execute “third conductive film forming step”, and steps S32 to S34 are executed. By executing, the “third electrode forming step” is executed, by executing step S36, the “insulating film removing step” is executed, and by executing step S38, the “second electrode forming step is executed. The

この発明の実施の形態1における半導体装置のフラッシュメモリの構造を説明するための上面模式図である。It is a top schematic diagram for demonstrating the structure of the flash memory of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置のフラッシュメモリの構造を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the structure of the flash memory of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置のフラッシュメモリの製造方法を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing method of the flash memory of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における半導体装置の製造過程における状態を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the state in the manufacture process of the semiconductor device in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2 AG電極、 4 FG電極、 4a FG電極用Poly-Si膜、 6 CG電極、 10 基板、 12 絶縁膜、 14 SiN膜、 16、16a SiO膜、 18 ONO膜、 20 Poly-Si膜、 20a CG電極用Poly-Si膜、 22、22a WSi膜、 30 SiO膜、 32 ハードマスク、 34 レジストマスク。 2 AG electrode, 4 FG electrode, 4a Poly-Si film for FG electrode, 6 CG electrode, 10 substrate, 12 insulating film, 14 SiN film, 16, 16a SiO 2 film, 18 ONO film, 20 Poly-Si film, 20a Poly-Si film for CG electrode, 22, 22a WSi film, 30 SiO 2 film, 32 hard mask, 34 resist mask.

Claims (4)

半導体基板表面に、第1導電膜からなる複数の第1電極を、所定の間隔をおいて形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極に挟まれた前記半導体基板の領域上に、第2電極用の第2導電膜を形成する第2導電膜形成工程と、
前記第2導電膜を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上に、第3電極用の第3導電膜を形成する第3導電膜形成工程と、
前記第3導電膜を、前記第1電極と交わる方向に、所定の間隔を空けて配置されるようにパターニングして、第3電極を形成する第3電極形成工程と、
前記第3電極をマスクとして、前記第2導電膜の上面及び側面の一部の絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程と、
前記第3電極をマスクとして、前記第2導電膜をパターニングし、第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を備え、
前記第3電極形成工程は、前記第1電極上に配置された前記第3導電膜を所定の膜厚分残す条件で行い、
前記第2電極形成工程は、前記第3電極形成工程時に前記第1電極上に残した前記第3導電膜を、前記第1電極の保護膜として用い、かつ、前記第2導電膜のパターニングとともに、前記第1電極上に残した前記第3導電膜を完全にエッチングする条件で行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first electrode forming step of forming a plurality of first electrodes made of a first conductive film on a semiconductor substrate surface at a predetermined interval;
A second conductive film forming step of forming a second conductive film for the second electrode on the region of the semiconductor substrate sandwiched between the first electrodes;
An insulating film forming step of forming an insulating film on the semiconductor substrate including the second conductive film;
Forming a third conductive film on the insulating film to form a third conductive film for a third electrode;
A third electrode forming step of patterning the third conductive film so as to be arranged at a predetermined interval in a direction crossing the first electrode, thereby forming a third electrode;
Using the third electrode as a mask, an insulating film removing step of removing a part of the insulating film on the upper surface and side surfaces of the second conductive film;
Using the third electrode as a mask, patterning the second conductive film to form a second electrode; and
With
The third electrode forming step is performed under a condition that leaves the third conductive film disposed on the first electrode by a predetermined thickness.
In the second electrode forming step, the third conductive film left on the first electrode in the third electrode forming step is used as a protective film for the first electrode, and together with the patterning of the second conductive film A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the third conductive film left on the first electrode is completely etched.
半導体基板表面に、第1導電膜からなる複数の第1電極を、所定の間隔をおいて形成する第1電極形成工程と、
前記第1電極に挟まれた前記半導体基板の領域上に第2電極用の第2導電膜を形成する第2導電膜形成工程と、
前記第2導電膜を含む前記半導体基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上に、第3電極用の第3導電膜を形成する第3導電膜形成工程と、
前記第3導電膜を、前記第1電極と交わる方向に、所定の間隔を空けて配置されるようにパターニングして、第3電極を形成する第3電極形成工程と、
前記第1電極上の、前記第3電極が形成されない部分に、保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記第3電極及び前記保護膜をマスクとして、第2導電膜をパターニングし、第2電極を形成する第2電極形成工程と、
前記保護膜を除去する保護膜除去工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first electrode forming step of forming a plurality of first electrodes made of a first conductive film on a semiconductor substrate surface at a predetermined interval;
A second conductive film forming step of forming a second conductive film for the second electrode on a region of the semiconductor substrate sandwiched between the first electrodes;
An insulating film forming step of forming an insulating film on the semiconductor substrate including the second conductive film;
Forming a third conductive film on the insulating film to form a third conductive film for a third electrode;
A third electrode forming step of patterning the third conductive film so as to be arranged at a predetermined interval in a direction crossing the first electrode, thereby forming a third electrode;
A protective film forming step of forming a protective film on a portion of the first electrode where the third electrode is not formed;
A second electrode forming step of forming a second electrode by patterning a second conductive film using the third electrode and the protective film as a mask;
A protective film removing step for removing the protective film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記絶縁膜形成工程は、
第1のシリコン酸化膜を形成する第1シリコン酸化膜形成工程と、
前記第1のシリコン酸化膜上に、シリコン窒化膜を形成するシリコン窒化膜形成工程と、
前記シリコン窒化膜上に、第2のシリコン酸化膜を形成する第2シリコン酸化膜形成工程と、
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
The insulating film forming step includes
A first silicon oxide film forming step of forming a first silicon oxide film;
A silicon nitride film forming step of forming a silicon nitride film on the first silicon oxide film;
A second silicon oxide film forming step of forming a second silicon oxide film on the silicon nitride film;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
前記第1電極は、その表面に、キャップ膜として、SiN膜が形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an SiN film is formed on the surface of the first electrode as a cap film. 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010177652A (en) * 2009-02-02 2010-08-12 Toshiba Corp Method for manufacturing semiconductor device

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