JP2008288479A - Evaluation element for non-volatile memory cell, semiconductor chip containing the same, wafer, and method for manufacturing the cell and chip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性メモリセル用の評価素子及びこれを含む半導体チップ、及び、これらの製造方法、並びに、不揮発性メモリセル用の評価素子を含むウェハに関し、特に、スプリットゲート型不揮発性半導体記憶装置を構成する不揮発性メモリセルを評価する評価素子及びこれを含む半導体チップ、及び、これらの製造方法、並びに、不揮発性メモリセル用の評価素子を含むウェハに関する。 The present invention relates to an evaluation element for a nonvolatile memory cell, a semiconductor chip including the same, a manufacturing method thereof, and a wafer including an evaluation element for a nonvolatile memory cell, and more particularly to a split gate nonvolatile semiconductor memory. The present invention relates to an evaluation element for evaluating a nonvolatile memory cell constituting a device, a semiconductor chip including the evaluation element, a manufacturing method thereof, and a wafer including an evaluation element for the nonvolatile memory cell.
電源を切った場合においても記憶内容が消えないという特性を有する不揮発性半導体記憶装置として、スプリットゲート型不揮発性半導体記憶装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。図1は、上記特許文献1(米国特許第6525371B2号明細書)に記載のスプリットゲート型不揮発性半導体記憶装置(以下、スプリットゲート型不揮発性メモリと呼ぶ。)の構成を示す断面図である。特許文献1に記載のスプリットゲート型不揮発性メモリには、複数の記憶素子(以下、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101と呼ぶ。)が構成されている。 A split gate type nonvolatile semiconductor memory device is known as a nonvolatile semiconductor memory device having a characteristic that stored contents do not disappear even when the power is turned off (see, for example, Patent Document 1). FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a split gate nonvolatile semiconductor memory device (hereinafter referred to as a split gate nonvolatile memory) described in Patent Document 1 (US Pat. No. 6,525,371 B2). The split gate nonvolatile memory described in Patent Document 1 includes a plurality of storage elements (hereinafter referred to as split gate nonvolatile memory cells 101).
図1に示されているように、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101は、第1ソース/ドレイン拡散層103と第2ソース/ドレイン拡散層104とを備えている。第1ソース/ドレイン拡散層103と第2ソース/ドレイン拡散層104は、基板102に形成されている。また、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101は、フローティングゲート105とコントロールゲート106とを備えている。フローティングゲート105は、ゲート酸化膜107を介して基板102の上層に構成されている。また、コントロールゲート106は、トンネル酸化膜108を介して基板102の上層に構成されている。さらに、フローティングゲート105とコントロールゲート106との間にはトンネル酸化膜108が構成されている。第1ソース/ドレイン拡散層103の上には、ソースプラグ109が構成されている。フローティングゲート105には、鋭角部が構成されている。また、フローティングゲート105の上には、スペーサー111が構成されている
As shown in FIG. 1, the split gate
特許文献1に記載のスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の動作を、図面を参照して説明を行う。図2は、従来のスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の動作を示す図である。図2の(a)は、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の書き込み動作を示している。図2の(b)は、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の消去動作を示している。図2の(c)は、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の読み出し動作を示している。図2の(a)を参照すると、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101でデータの書き込みを行う場合、第1ソース/ドレイン拡散層103をドレインとして作用させ、第2ソース/ドレイン拡散層104をソースとして作用させている。スプリットゲート型不揮発性メモリセル101は、データ書き込み時に、第2ソース/ドレイン拡散層104に比較して、第1ソース/ドレイン拡散層103を高電位にする。これにより、チャネルのソース側でホットエレクトロン(高エネルギー状態の電子)を得る。このホットエレクトロンがゲート酸化膜107を介してフローティングゲート105に注入されることによって、データの書き込みが行われる。書き込みされた後、フローティングゲートは負に帯電した状態になる。
The operation of the split gate
図2の(b)を参照すると、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101のデータの消去を行う場合、フローティングゲート105からトンネル電流により、トンネル酸化膜108を介してコントロールゲート106に電子を引き抜くことで、データの消去を行っている。つまり、消去のときはコントロールゲート106に電圧を印加してフローティングゲート105の先端の尖った部分(鋭角部)に電界を集中させ、フローティングゲート105から電子を抜き取る仕組みとなっている。消去された後、フローティングゲートは正に帯電した状態になる。
Referring to FIG. 2B, when erasing data in the split gate
図2の(c)を参照すると、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101でデータの読み出しを行なう場合、コントロールゲート106に所定の電圧を印加し、コントロールゲート106と第1ソース/ドレイン拡散層103と第2ソース/ドレイン拡散層104とで構成されるトランジスタを活性化させる。このとき、フローティングゲート105に注入されている電荷に応答して、ソース、ドレイン間に流れる電流値が変化する。これによってデータの読み出しが行われる。
Referring to FIG. 2C, when data is read from the split gate
不揮発性半導体記憶装置に対しては、大容量化の要求が強く、そのためスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の微細化を行うことが必須となっている。また、不揮発性半導体記憶装置に対する低消費電力化の要求も強く、低電圧での書き込み、低電圧での消去、および、低電流での読み出しが求められてきている。これらの要求を満足するためには、電気的特性が多種多様のスペックを満たしていることが求められる。
There is a strong demand for a large capacity for a nonvolatile semiconductor memory device, and therefore, it is essential to miniaturize the split gate
不揮発性半導体記憶装置を構成する複数の記憶素子の各々が、これらのスペックを満たしているか否かを判断するために、TEG(Test Element Group:テスト用トランジスタ)を構成し、そのTEGの電気的特性を測定している。例えば、TEGを用いて一般的なMOSトランジスタの電気的特性を測定する場合、要求するドレイン電流を特定してゲートに印加する電圧を変化させる。そして、所望の電流が流れたときのゲート電圧を測定する。これによって、特定したドレイン電流を流すために必要なゲート電圧を得ていた。 In order to determine whether or not each of the plurality of memory elements constituting the nonvolatile semiconductor memory device satisfies these specifications, a TEG (Test Element Group) is configured, and the electrical of the TEG The characteristics are being measured. For example, when measuring the electrical characteristics of a general MOS transistor using TEG, the drain current required is specified and the voltage applied to the gate is changed. Then, the gate voltage when a desired current flows is measured. As a result, a gate voltage necessary for flowing the specified drain current is obtained.
スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の電気的特性を求める場合も、TEG(以下、不揮発性メモリセル用TEGと呼ぶ)を構成し、同様の工程を実行することが好ましい。しかしながら、不揮発性メモリセル用TEGにおいては、フローティングゲート105が、他の電極から電気的に絶縁されている。そのため、不揮発性メモリセル用TEGを用いてスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の電気的特性を得るときには、フローティングゲート105の電圧を計算によって求める必要があった。従来の不揮発性メモリセル用TEGでは、コントロールゲート106、フローティングゲート105およびトンネル酸化膜108とで構成される容量と、コントロールゲート106に印加される電圧とに基づいて、フローティングゲート105の電圧(以下、擬似フローティングゲート電圧と呼ぶ。)を計算していた。
Even when the electrical characteristics of the split gate
図3は、不揮発性メモリセル用TEGによって求められた記憶素子の電気的特性を例示するグラフである。例えば、10−6アンペアのドレイン電流が流れるとき、擬似フローティングゲート電圧が4ボルトであった場合、第1プロット点P1をプロットする。特定するドレイン電流の値を変え、同様の作業を複数回実行することで、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の電気的特性を示す電流‐電圧特性グラフG1を得ることができる。従来の不揮発性半導体記憶装置では、不揮発性メモリセル用TEGによって測定された電気的特性に基づいて、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101の不純物濃度、ゲート長、ゲート幅、酸化膜厚などを変更することで、設計に即した不揮発性半導体記憶装置を構成していた。
FIG. 3 is a graph illustrating the electrical characteristics of the memory element obtained by the TEG for nonvolatile memory cells. For example, when a drain current of 10 −6 amperes flows and the pseudo floating gate voltage is 4 volts, the first plot point P1 is plotted. By changing the value of the specified drain current and executing the same operation a plurality of times, a current-voltage characteristic graph G1 showing the electrical characteristics of the split gate
従来のスプリットゲート型不揮発性メモリセル101を適用して不揮発性メモリセル用TEGを構成する場合、コントロールゲート106やソースプラグ109から測定用端子を引き出すことが可能である。しかしながら、不揮発性メモリセル用TEGでは、フローティングゲート105に接続する測定用端子を構成することは非常に困難であった。
When the conventional split gate
上述の図1に示されているように、フローティングゲート105に直接に接続するテスト用端子を形成するためには、スペーサー露出幅W1未満の径で、かつ、深さがスペーサー膜厚H1の接続コンタクトを形成することが求められる。しかしながら、スプリットゲート型不揮発性メモリセル101におけるスペーサー露出幅W1は、非常に狭い幅である。したがって、コントロールゲート106やソースプラグ109に接触することなくフローティングゲート105まで届く接続コンタクトを形成するためには、非常に小径のコンタクトホールを高いアライメント精度で形成しなければならず、歩留まりの低下や製造コストの増大を引き起こす場合があった。そのため、不揮発性メモリセル用TEGを用いてスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の電気的特性を得るときには、上述したような計算によって求めた擬似フローティングゲート電圧を用いていた。
As shown in FIG. 1 above, in order to form a test terminal that is directly connected to the
不揮発性半導体記憶装置に対する微細化の要求にともなって、非常に精密なデバイス設計が必要となってきている。そのため、擬似フローティングゲート電圧を用いた測定よりも、さらに高い精度でスプリットゲート型不揮発性メモリセル101の電気的特性を測定する技術が求められてきている。
With the demand for miniaturization of nonvolatile semiconductor memory devices, very precise device design is required. Therefore, a technique for measuring the electrical characteristics of the split gate
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 The means for solving the problem will be described below using the numbers used in [Best Mode for Carrying Out the Invention]. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Best Mode for Carrying Out the Invention]. However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in [Claims].
上記の課題を解決するために、半導体基板(4)上に形成される第1の絶縁膜(12)と、前記第1の絶縁膜(12)上に形成される第1の導電体膜(9)と、前記第1の導電体膜(9)の両端に、それぞれ対向するように形成される第2及び第3の導電体膜(7)(8)と、前記第2及び第3の導電体膜(7)(8)の側面に対応する位置の前記半導体基板(4)内に形成される第1及び第2の拡散層(5)(6)と、電圧を印加することができるパッドと前記第1の導電体膜(9)とを接続する測定用電極コンタクト(16)とを備えることを特徴とする不揮発性メモリセル用の評価素子(1)を構成する。 In order to solve the above problems, a first insulating film (12) formed on a semiconductor substrate (4) and a first conductor film (1) formed on the first insulating film (12). 9), second and third conductor films (7) and (8) formed to face opposite ends of the first conductor film (9), and the second and third conductor films (9). A voltage can be applied to the first and second diffusion layers (5) and (6) formed in the semiconductor substrate (4) at a position corresponding to the side surfaces of the conductor films (7) and (8). An evaluation element (1) for a nonvolatile memory cell is provided, comprising a measurement electrode contact (16) for connecting a pad and the first conductive film (9).
本発明によると、フローティングゲート電圧を実際の測定によって得ることができる。そのため、擬似フローティングゲート電圧を用いた測定よりも、さらに高い精度でスプリットゲート型不揮発性半導体記憶装置の電気的特性を把握することが可能となる。 According to the present invention, the floating gate voltage can be obtained by actual measurement. Therefore, it is possible to grasp the electrical characteristics of the split gate nonvolatile semiconductor memory device with higher accuracy than the measurement using the pseudo floating gate voltage.
以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明を行う。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図4は、本実施形態のテスト素子(TEG)1の構成を例示する断面図である。本実施形態におけるテスト素子1は、半導体チップのテストに使用される素子である。その半導体チップには、複数の不揮発性メモリセルを備えるメモリ領域を備えているものとする。本実施形態のテスト素子1は、その情報記憶領域の不揮発性メモリセルの電気的特性を測定する場合に有効である。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the test element (TEG) 1 of this embodiment. The test element 1 in the present embodiment is an element used for testing a semiconductor chip. It is assumed that the semiconductor chip includes a memory area including a plurality of nonvolatile memory cells. The test element 1 of the present embodiment is effective when measuring the electrical characteristics of the nonvolatile memory cell in the information storage area.
図4を参照すると、テスト素子1は、第1メモリセル領域2と第2メモリセル領域3とに渡って構成されている。通常の不揮発性メモリセルが形成される場合には、第1メモリセル領域2と第2メモリセル領域3とのそれぞれに、一つずつの不揮発性メモリセルが形成される。テスト素子1は、第1メモリセル領域2に配置される不揮発性メモリセルパターンと、第2メモリセル領域3に配置される不揮発性メモリセルパターンとを一体化した単一の素子として構成されている。テスト素子1は、半導体基板4に形成された第1拡散層5と、半導体基板4の形成された第2拡散層6とを含んで構成されている。第1拡散層5は、第1拡散層用コンタクト15に接続され、上述の第2拡散層6は、第2拡散装用コンタクト17に接続されている。また、テスト素子1は、第1領域コントロールゲート7と、第2領域コントロールゲート8と、測定用ゲート電極9とを含んで構成されている。
Referring to FIG. 4, the test element 1 is configured across the first
第1領域コントロールゲート7と半導体基板4との間には、第1領域トンネル絶縁膜10が構成されている。第1領域コントロールゲート7の上面には第1領域コントロールゲート側シリサイド18が構成され、第1領域コントロールゲート7の側面と測定用ゲート電極9の側面との間には、上述の第1領域トンネル絶縁膜10が構成されている。第2領域コントロールゲート8と半導体基板4との間には、第2領域トンネル絶縁膜11が構成されている。第2領域コントロールゲート8の上面には第2領域コントロールゲート側シリサイド19が構成され、第2領域コントロールゲート8の側面と測定用ゲート電極9の他の側面との間には、上述の第2領域トンネル絶縁膜11が構成されている。
A first region
測定用ゲート電極9と半導体基板4との間には、ゲート絶縁膜12が構成されている。測定用ゲート電極9の上には、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14が形成されている。第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14とは、間隙を有するように構成されている。第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間隙で、測定用ゲート電極9の表面に対応する部分には、測定用電極シリサイド20が構成されている。測定用ゲート電極9は、その測定用電極シリサイド20を介して測定用電極コンタクト16に接続されている。また、図4に示されているように、測定用ゲート電極9は、その側面から他の側面までの距離が第1長さL1であるように構成されている。この第1長さL1は、本実施形態の半導体チップに構成される不揮発性メモリセルのフローティングゲートの下のゲート長(後述する第2長さL2)と同等であることが好ましい。
A
図5は、テスト素子1のレイアウトパターンを示す平面図である。テスト素子1は、第1素子分離21と第2素子分離22とによって、他の素子が構成されている領域から分離されている。第1素子分離21と第2素子分離22は、第1方向に沿って構成されている。本実施形態のテスト素子1において、測定用ゲート電極9は半導体基板4の上に構成されている。また第1領域コントロールゲート7と第2領域コントロールゲート8は、半導体基板4の上に第2方向に沿って構成されている。第1領域コントロールゲート7および第2領域コントロールゲート8は、図示されていない測定用端子に接続されている。また、第1拡散層用コンタクト15と、測定用電極コンタクト16と、第2拡散装用コンタクト17とは、第1方向に平行な線分A−A’に沿って配置されている。第1拡散層用コンタクト15、測定用電極コンタクト16および第2拡散装用コンタクト17は、測定用端子として作用する。なお、上述の図4に例示されている断面図は、線分A−A’の断面を表している。
FIG. 5 is a plan view showing a layout pattern of the test element 1. The test element 1 is separated from a region where other elements are formed by the
図6は、上述の平面図における線分B−B’の断面を例示する断面図である。第1素子分離21と第2素子分離22は、半導体基板4の表面から所定の深さで構成されている。また、第1素子分離21と第2素子分離22の上には、絶縁膜が形成されている。この第1素子分離21と第2素子分離22とによって、テスト素子1は、他の素子が構成されている領域から分離されることとなる。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a cross section taken along line B-B ′ in the above-described plan view. The
図7は、本実施形態の半導体チップのメモリ領域に構成されるスプリットゲート型不揮発性メモリセルの構成を例示する断面図である。図7は、スプリットゲート型不揮発性メモリセルの構成を簡略化した断面を例示している。本実施形態のスプリットゲート型不揮発性メモリセルは、基板に発生したチャネルホットエレクトロンが、フローティングゲート注入されることで、書き込みが行われる。また、フローティングゲートからコントロールゲートに電子を引き抜くことでデータの消去を行っている。さらに、コントロールゲートに読み出し用の電圧を印加することで、メモリセルの状態(ON、OFF)を検出している。なお、本願発明におけるデータの消去動作は、上述の消去方法に限定されるものではない。本実施形態では、上述のテスト素子1の電気的特性(例えば測定用ゲート電極9の下の領域の電流‐電圧特性など)を測定することによって得られた測定結果に基づいて、図7のスプリットゲート型不揮発性メモリセルの電気的特性を確認している。また、その測定結果が設計仕様に対応していないような場合には、設計変更などをおこなうことで適切な半導体チップを構成することが可能となる。 FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a split gate nonvolatile memory cell configured in the memory region of the semiconductor chip of this embodiment. FIG. 7 illustrates a cross-sectional view in which the configuration of the split gate nonvolatile memory cell is simplified. In the split gate nonvolatile memory cell of this embodiment, writing is performed by channel hot electrons generated in the substrate being injected into the floating gate. Data is erased by extracting electrons from the floating gate to the control gate. Furthermore, the state (ON, OFF) of the memory cell is detected by applying a read voltage to the control gate. The data erasing operation in the present invention is not limited to the above erasing method. In the present embodiment, the split of FIG. 7 is performed based on the measurement result obtained by measuring the electrical characteristics of the test element 1 described above (for example, the current-voltage characteristics of the region under the measurement gate electrode 9). The electrical characteristics of the gate type nonvolatile memory cell are confirmed. If the measurement result does not correspond to the design specification, an appropriate semiconductor chip can be configured by changing the design.
図7を参照すると、本実施形態の半導体チップには、二つのトランジスタ(第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)が面対称に構成されている。本実施形態の第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31および第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32は、セルフアライン技術(マスクの位置あわせなしで加工できる技術。すでに基板上に形成されているパターンを用いて、そのパターンをマスクがわりにしてエッチングや不純物拡散等を行う技術。)を用いて製造されている。例えば、第1不揮発性メモリフローティングゲート36を形成する場合、第1不揮発性メモリ側スペーサー39をマスクとして作用させて、その第1不揮発性メモリフローティングゲート36を形成している。
Referring to FIG. 7, in the semiconductor chip of this embodiment, two transistors (a first split gate type
第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32は、それぞれが互いに独立して動作する。第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31は、ソース拡散層33と、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34と、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35と、第1不揮発性メモリフローティングゲート36とを含んで構成されている。ソース拡散層33と、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34とは、半導体基板4に形成されている。半導体基板4は、そのソース拡散層33と第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34との間にチャネル領域を含んで構成されている。なお、以下に述べる実施形態では、半導体基板4がP型半導体基板であることを前提に説明を行う。これは、本発明における半導体基板4が、P型半導体基板に限定されることを意味するものではない。
The first split gate
ソース拡散層33は、不純物を拡散させた拡散領域で構成されている。ソース拡散層33は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31に記憶内容の書き込みする時にはドレインとして作用する。また、ソース拡散層33は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31から記憶内容を読み出す時にはソースとして作用する。第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34も、ソース拡散層33と同様に、不純物を拡散させた拡散領域で構成されている。第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31に記憶内容を書き込む時にはソースとして作用する。また、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31から記憶内容を読み出す時にはドレインとして作用する。
The
第1不揮発性メモリフローティングゲート36は、第1不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜37を介して半導体基板4の上層に構成されている。また、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35は、ゲート絶縁膜として作用する第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38を介して半導体基板4の上層に構成されている。そして、第1不揮発性メモリフローティングゲート36と第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35とは、第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38を介して隣り合うように構成されている。第1不揮発性メモリフローティングゲート36の上層には、第1不揮発性メモリ側スペーサー39が形成されている。また、ソース拡散層33の上層にはソースプラグ41が形成されている。ソースプラグ41と第1不揮発性メモリフローティングゲート36とは、第2サイドウォール57の作用により電気的に絶縁されている。したがって、第1不揮発性メモリフローティングゲート36は、第1不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜37、第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38、第1不揮発性メモリ側スペーサー39および第2サイドウォール57の作用により、他の導体部分から電気的に絶縁されている。第1不揮発性メモリフローティングゲート36は、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35側に鋭角部を含んで構成されている。第1不揮発性メモリフローティングゲート36の鋭角部は、データ消去動作を精度よく、かつ安定的に行える角度で構成されている。
The first nonvolatile
第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34は、その第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34に形成された第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド45を介して第1不揮発性メモリ側コンタクト42に接続されている。第1不揮発性メモリ側コンタクト42は、上層の配線(図示されず)に接続されている。第1不揮発性メモリ側コンタクト42は、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド45を介して第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34に所定の電圧を供給している。また、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35の上面には第1不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド44が形成され、側面には、第1サイドウォール56が形成されている。また、ソースプラグ41の上面にはソースプラグシリサイド43が形成されている。
The first nonvolatile memory side
第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と同様に構成されている。第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32は、ソース拡散層33と、第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46と、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47と、第2不揮発性メモリフローティングゲート48とを含んで構成されている。ソース拡散層33と、第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46とは、半導体基板4に形成されている。半導体基板4は、そのソース拡散層33と第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46との間にチャネル領域を含んで構成されている。ソース拡散層33は、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32に記憶内容の書き込みする時にはドレインとして作用する。また、ソース拡散層33は、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32から記憶内容を読み出す時にはソースとして作用する。第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46も、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34と同様に、不純物を拡散させた拡散領域で構成されている。第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46は、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32に記憶内容を書き込む時にはソースとして作用する。また、第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46は、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32から記憶内容を読み出す時にはドレインとして作用する。
The second split gate
第2不揮発性メモリフローティングゲート48は、第2不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜49を介して半導体基板4の上層に構成されている。また、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47は、ゲート絶縁膜として作用する第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51を介して半導体基板4の上層に構成されている。そして、第2不揮発性メモリフローティングゲート48と第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47とは、第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51を介して隣り合うように構成されている。第2不揮発性メモリフローティングゲート48の上層には、第2不揮発性メモリ側スペーサー52が形成されている。ソースプラグ41と第2不揮発性メモリフローティングゲート48とは、第3サイドウォール58の作用により電気的に絶縁されている。したがって、第2不揮発性メモリフローティングゲート48は、第2不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜49、第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51、第2不揮発性メモリ側スペーサー52および第3サイドウォール58の作用により、他の導体部分から電気的に絶縁されている。第2不揮発性メモリフローティングゲート48は、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47側に鋭角部を含んで構成されている。第2不揮発性メモリフローティングゲート48の鋭角部は、データ消去動作を精度よく、かつ安定的に行える角度で構成されている。
The second nonvolatile
第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46は、その第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46に形成された第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド55を介して第2不揮発性メモリ側コンタクト53に接続されている。第2不揮発性メモリ側コンタクト53は、上層の配線(図示されず)に接続され、第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46に所定の電圧を供給している。また、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47の上面には第2不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド54が形成され、側面には、第4サイドウォール59が形成されている。
The second nonvolatile memory side
図7に示されているように、第1不揮発性メモリフローティングゲート36は、ソース拡散層33と第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34との間のチャネル領域において、有効ゲート長の長さ(ソース拡散層33の端部から第1不揮発性メモリフローティングゲート36の端部までの長さ)が第2長さL2になるように構成されている。同様に、第2不揮発性メモリフローティングゲート48は、ソース拡散層33と第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46との間のチャネル領域において、有効ゲート長が第2長さL2になるように構成されている。本実施形態において、上述のテスト素子1における第1長さL1を、
第1長さL1=第2長さL2
の関係を満たすように構成することが好ましい。テスト素子1の第1長さL1を、第2長さL2と同じ長さにすることで、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)の電気的特性をより精密に測定することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the first nonvolatile
1st length L1 = 2nd length L2
It is preferable to configure so as to satisfy this relationship. By making the first length L1 of the test element 1 the same as the second length L2, the first split gate nonvolatile memory cell 31 (or the second split gate nonvolatile memory cell 32) It becomes possible to measure electrical characteristics more precisely.
図8は、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32のレイアウトパターンを示す平面図である。第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32は、第1素子分離21と第2素子分離22とによって、他の素子が構成されている領域から分離されている。第1素子分離21と第2素子分離22は、第1方向に沿って構成されている。第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31の第1不揮発性メモリフローティングゲート36は、絶縁膜(図示されず)を介して半導体基板4の上に構成されている。同様に、第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32の第2不揮発性メモリフローティングゲート48も絶縁膜(図示されず)を介して半導体基板4の上に構成されている。
FIG. 8 is a plan view showing a layout pattern of the first split gate
第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35、ソースプラグ41および第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47は、第1方向に直角である第2方向に沿って構成されている。第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35と第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47は、図示されていない測定用端子に接続されている。また、第1不揮発性メモリ側コンタクト42と、第2不揮発性メモリ側コンタクト53は、第1方向に平行な線分C−C’に沿って配置されている。なお、上述の図7に例示されている断面図は、線分C−C’の断面を表している。
The first nonvolatile memory
図9は、図8の平面図における線分D−D’の断面を例示する断面図である。第1素子分離21と第2素子分離22は、半導体基板4の表面から所定の深さで構成されている。第1素子分離21と第2素子分離22の上には、ソースプラグ41が形成されている。ソースプラグ41に接続するソース拡散層33は、この第1素子分離21と第2素子分離22とによって、他の素子が構成されている領域から分離されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a line segment D-D ′ in the plan view of FIG. 8. The
図10は、本実施形態のテスト素子1を備えるウェハ基板23の構成を例示する平面図である。ウェハ基板23は、複数の半導体チップに切り分けられる複数の回路パターンを備えている。領域24は、その複数の回路パターンのうちの一つを含む領域である。領域24の回路パターン(半導体チップ)25は、スクライブライン26に沿ってウェハ基板23をダイシングすることによって半導体チップとなる回路パターンである。回路パターン(半導体チップ)25は、不揮発性メモリ領域27を含んで構成されている。不揮発性メモリ領域27は、複数の第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)を備えている。
FIG. 10 is a plan view illustrating the configuration of the
ウェハ基板23には、テスト素子1が構成されている。図10に示されているように、本実施形態において、テスト素子1が配置される位置に制限はない。テスト素子1が、ウェハ基板23をダイシングする前に実行されるテストに用いられ、ダイシング後のテストに使用されることがない場合には、スクライブライン26にテスト素子1を構成することが好ましい。また、ダイシング後の半導体チップの検査にテスト素子1を用いる場合には、テスト素子1を含む回路パターン(半導体チップ)25を構成することが好ましい。また、不揮発性メモリ領域27の近傍にテスト素子1を構成することで、テスト素子1と第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)との製造ばらつきを抑制することが可能となる。
A test element 1 is configured on the
以下に、本実施形態のテスト素子1を製造するための動作について説明を行う。図11は、本実施形態のテスト素子1を製造する第1段階の工程を例示している。図11の(a)は、第1段階の第1工程を示している。図11の(b)は、第1段階の第2工程を示している。図11の(c)は、第1段階の第3工程を示している。第1段階の第1工程において、まず、半導体基板4の上に第1酸化膜61を形成する。そして、その第1酸化膜61の上に第1ポリシリコン膜62を形成する。更に、第1ポリシリコン膜62の上に第1窒化膜63を形成する。第1酸化膜61は、テスト素子1のゲート絶縁膜12となる酸化膜である。また、第1ポリシリコン膜62は、テスト素子1の測定用ゲート電極9となるポリシリコン膜である。
Hereinafter, an operation for manufacturing the test element 1 of the present embodiment will be described. FIG. 11 illustrates a first stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 11A shows the first step of the first stage. FIG. 11B shows the second step of the first stage. FIG. 11C shows the third step in the first stage. In the first step of the first stage, first, a
第1段階の第2工程において、第1窒化膜63の上にフォトレジスト(図示せず)を形成する。そして、第1窒化膜63をドライエッチングでパターニングして、第1窒化膜63に開口部64を形成する。第1段階の第3工程において、開口部64によって露出した第1ポリシリコン膜62をスロープ型にエッチングして、傾斜部65を形成する。この第1段階において、開口部64の開口幅がテスト素子1の第1長さL1と同じになるように開口部64を形成することが好ましい。また、複数のテスト素子1を構成する場合に、開口幅が異なる開口部64を形成してもよい。これによって、測定用ゲート電極9の長さが異なるテスト素子1を構成することが可能となる。測定用ゲート電極9の長さが異なる複数のテスト素子1を構成することで、それらの測定結果から得られるそれぞれの電気的特性の違いに基づいて、より精密なデバイス設計をすることが可能となる。
In the second step of the first stage, a photoresist (not shown) is formed on the
図12は、本実施形態のテスト素子1を製造する第2段階の工程を例示している。図12の(a)は、第2段階の第1工程を示している。図12の(b)は、第2段階の第2工程を示している。図12の(c)は、第2段階の第3工程を示している。第2段階の第1工程において、第1窒化膜63の上と開口部64とを覆うように第2酸化膜66を成膜する。第2段階の第2工程において、その第2酸化膜66をエッチバックして、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14とを形成する。第2段階の第3工程において、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14、第1ポリシリコン膜62の露出部分および第1窒化膜63を覆うように、第3酸化膜67を成膜する。
FIG. 12 illustrates a second stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 12A shows the first step in the second stage. FIG. 12B shows the second step of the second stage. FIG. 12C shows the third step in the second stage. In the first step of the second stage, a
この第2段階において、第2酸化膜66の膜厚は、その第2酸化膜66をエッチバックしたときに、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14とが、第1窒化膜63のサイドウォールとして構成されるような膜厚であることが好ましい。また、第3酸化膜67の膜厚は、第1酸化膜61と同様の膜厚であることが好ましい。
In this second stage, the thickness of the
図13は、本実施形態のテスト素子1を製造する第3段階の工程を例示している。図13の(a)は、第3段階の第1工程を示している。図13の(b)は、第3段階の第2工程を示している。図13の(c)は、第3段階の第3工程を示している。第3段階の第1工程において、第3酸化膜67の上に第2窒化膜68を形成する。第3段階の第2工程において、その第2窒化膜68の上にレジスト(図示せず)を形成する。このレジストは、テスト素子1を形成する領域にのみ形成する。レジストでマスクされていない他の領域では、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32とを形成するために、テスト素子1を形成する工程とは異なる工程(詳細な工程は後述する)が実行される。第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32とを形成する領域において、所定の工程が完了したときに、レジストを剥離する。そして、第3酸化膜67が露出するまで第2窒化膜68をエッチングする。このとき、エッチングされた第2窒化膜68の表面が、第3酸化膜67の表面と同等の高さになるようにする。第3段階の第3工程において、第3酸化膜67をエッチバックして第1窒化膜63の表面を露出する。
FIG. 13 illustrates a third stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 13A shows the first step of the third stage. FIG. 13B shows the second step of the third stage. FIG. 13C shows a third step in the third stage. In the first step of the third stage, a
この第3段階では、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間に形成されている開口部分を、第2窒化膜68によって埋めている。第3段階の第2工程で、レジストでマスクされなかった他の領域では、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32とを形成するための工程(詳細な工程は後述する)が実行される。テスト素子1を形成する領域では、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32とを形成する領域(例えば不揮発性メモリ領域27)で、ソース拡散層33とソースプラグ41とが形成されるまで、図13の(c)に示される状態を維持する。
In the third stage, the opening formed between the
図14は、本実施形態のテスト素子1を製造する第4段階の工程を例示している。図14の(a)は、第4段階の第1工程を示している。図14の(b)は、第4段階の第2工程を示している。図14の(c)は、第4段階の第3工程を示している。第4段階の第1工程において、第2窒化膜68と第1窒化膜63とを除去する。第4段階の第2工程において、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14および第3酸化膜67をマスクとして第1ポリシリコン膜62をエッチングする。第1ポリシリコン膜62をエッチングすることによって、第1酸化膜61の表面が露出する。第4段階の第3工程において、露出した第1酸化膜61と第3酸化膜67とをウェットエッチングによって除去する。
FIG. 14 illustrates a fourth stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 14A shows the first step in the fourth stage. FIG. 14B shows the second step in the fourth stage. FIG. 14C shows the third step in the fourth stage. In the first step of the fourth stage, the
この第4段階では、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間に形成されている開口部分を埋めていた第2窒化膜68を取り除く。そして、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14および第3酸化膜67をマスクとして測定用ゲート電極9とゲート絶縁膜12とを形成している。ここまでの工程によって、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31の第1不揮発性メモリフローティングゲート36と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32の第2不揮発性メモリフローティングゲート48とを一体にした測定用ゲート電極9を形成している。
In the fourth step, the
図15は、本実施形態のテスト素子1を製造する第5段階の工程を例示している。図15の(a)は、第5段階の第1工程を示している。図15の(b)は、第5段階の第2工程を示している。図15の(c)は、第5段階の第3工程を示している。第5段階の第1工程において、半導体基板4の表面と、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14および測定用ゲート電極9を覆うように第4酸化膜69を形成する。さらに、その第4酸化膜69の上に第2ポリシリコン膜70を形成する。その第4酸化膜69は、後の工程によって第1領域トンネル絶縁膜10および第2領域トンネル絶縁膜11となる。また、その第2ポリシリコン膜70は、後の工程によって第1領域コントロールゲート7および第2領域コントロールゲート8となる。
FIG. 15 illustrates a fifth stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 15A shows the first step in the fifth stage. FIG. 15B shows the second step of the fifth stage. FIG. 15C shows a third step in the fifth stage. In the first step of the fifth stage, a
第5段階の第2工程において、第2ポリシリコン膜70をエッチングして第1領域コントロールゲート7と第2領域コントロールゲート8とを形成する。またこのとき、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14及び測定用ゲート電極9の上にある第4酸化膜69を露出する。第5段階の第3工程において、露出した第4酸化膜69、第1領域コントロールゲート7、第2領域コントロールゲート8および半導体基板4の上に、第1サイドウォール28と第2サイドウォール29を形成するための膜(酸化膜)を成膜する。そしてその膜をエッチバックして第1サイドウォール28と第2サイドウォール29を形成すると共に、第1領域スペーサー13、第2領域スペーサー14及び測定用ゲート電極9の上にある第4酸化膜69を同時的にエッチングする。これによって、第1領域トンネル絶縁膜10と第2領域トンネル絶縁膜11とを形成する。また、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間の領域において、測定用ゲート電極9の表面を露出する。
なお、第5段階の第3工程において、露出している第4酸化膜69をエッチングして、第1領域トンネル絶縁膜10と第2領域トンネル絶縁膜11とを形成した後、さらに、テスト素子1全体を覆うように酸化膜を形成した後にエッチバックしても良い。これによって、第1領域コントロールゲート7の側面に第1サイドウォール28を形成し、第2領域コントロールゲート8の側面に第2サイドウォール29を形成することができる。
In the second step of the fifth stage, the
In the third step of the fifth stage, the exposed
この第5段階では、第1領域コントロールゲート7と第2領域コントロールゲート8とを形成した後、測定用ゲート電極9の上層に構成された酸化膜を取り除いている。これによって、絶縁体を介することなく測定用ゲート電極9に接続するコンタクトを形成することが可能となる。
In the fifth stage, after the first
図16は、本実施形態のテスト素子1を製造する第6段階の工程を例示している。図16の(a)は、第6段階の第1工程を示している。図16の(b)は、第6段階の第2工程を示している。第6段階の第1工程において、半導体基板4に不純物を注入し、第1拡散層5と第2拡散層6とを形成する。その後、半導体基板4の表面に第1拡散層シリサイド15aと第2拡散層シリサイド17aを形成する。またこのとき、第1領域コントロールゲート7の表面に第1領域コントロールゲート側シリサイド18を形成し、第2領域コントロールゲート8の表面に第2領域コントロールゲート側シリサイド19を形成する。そして、測定用ゲート電極9の表面に測定用電極シリサイド20を形成する。第6段階の第2工程において、第1拡散層シリサイド15aに接続する第1拡散層用コンタクト15と、第2拡散層シリサイド17aに接続する第2拡散装用コンタクト17と、測定用電極シリサイド20に接続する測定用電極コンタクト16とを形成する。
FIG. 16 illustrates a sixth stage process for manufacturing the test element 1 of the present embodiment. FIG. 16A shows the first step of the sixth stage. FIG. 16B shows the second step in the sixth stage. In the first step of the sixth stage, impurities are implanted into the
上述してきた製造工程にしたがってテスト素子1を構成することで、セルフアライン技術を用いたテスト素子1の製造が可能となる。このテスト素子1によって、フローティングゲート電圧を実際の測定によって得ることができる。そのため、計算で求めたフローティングゲート電圧を用いた場合よりも、高い精度で電気的特性の測定をすることができる。 By configuring the test element 1 according to the manufacturing process described above, it is possible to manufacture the test element 1 using the self-alignment technique. With this test element 1, the floating gate voltage can be obtained by actual measurement. Therefore, the electrical characteristics can be measured with higher accuracy than when the floating gate voltage obtained by calculation is used.
本実施形態の第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)は、テスト素子1の製造と同時に行うことが可能である。より具体的には、第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32を形成する領域(以下、メモリセル形成領域と呼ぶ)では、テスト素子1を形成する領域(以下、TEG領域と呼ぶ)の第2段階までと、概ね同じ工程が実行される。したがって、以下では、本願発明の理解を容易にするために、TEG領域での工程と異なる工程を中心に、図面を参照して第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32の製造プロセスについて説明を行う。
The first split gate nonvolatile memory cell 31 (or the second split gate nonvolatile memory cell 32) of this embodiment can be performed simultaneously with the manufacture of the test element 1. More specifically, in a region where the first split gate
図17は、メモリセル形成領域での第3段階の工程を例示している。図17の(a)は、第3段階の第1工程を示している。図17の(b)は、第3段階の第2工程を示している。図17の(c)は、第3段階の第3工程を示している。第3段階の第1工程において、メモリセル形成領域では、第2窒化膜68をエッチングして第3酸化膜67を露出する。このエッチングによって、メモリセル形成領域の第2窒化膜68の膜厚が、後にTEG領域で除去される第2窒化膜68の膜厚よりも薄くなっていることが好ましい。第3段階の第2工程において、第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52の間の第2窒化膜68を除去する。このとき、TEG領域では、第2窒化膜68が第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間を埋めている。第3段階の第3工程において、第3酸化膜67をエッチバックして除去する。メモリセル形成領域では、第3酸化膜67が取り除かれたことによって、第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52との間における第1ポリシリコン膜62の表面が露出する。
FIG. 17 illustrates a third stage process in the memory cell formation region. FIG. 17A shows the first step in the third stage. FIG. 17B shows the second step in the third stage. FIG. 17C shows a third step in the third stage. In the first step of the third stage, the
図18は、メモリセル形成領域での第3段階の工程を例示している。図18の(a)は、第3段階の第4工程を示している。図18の(b)は、第3段階の第5工程を示している。図18の(c)は、第3段階の第6工程を示している。第3段階の第4工程において、第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52とをマスクとして、第1ポリシリコン膜62をエッチングする。そして、そのエッチングによって露出した第1酸化膜61をエッチングによって取り除き、半導体基板4の表面を露出する。第3段階の第5工程において、第1窒化膜63、第1不揮発性メモリ側スペーサー39、半導体基板4および第2不揮発性メモリ側スペーサー52を覆うように薄い酸化膜を形成する。そして、その酸化膜をエッチバックして、第2サイドウォール57と第3サイドウォール58とを形成する。その第2サイドウォール57と第3サイドウォール58に加え、先に形成されている第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52とをマスクとしてイオン注入を行い、ソース拡散層33を構成する。第3段階の第6工程において、第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52との間にソースプラグ41を形成する。そして、そのソースプラグ41の表面に保護酸化膜41aを形成する。
FIG. 18 illustrates a third step in the memory cell formation region. FIG. 18A shows a fourth step in the third stage. FIG. 18B shows a fifth step in the third stage. FIG. 18C shows a sixth step in the third stage. In the fourth step of the third stage, the
図19は、メモリセル形成領域での第4段階の工程を例示している。図19の(a)は、第4段階の第1工程を示している。図19の(b)は、第4段階の第2工程を示している。図19の(c)は、第4段階の第3工程を示している。第4段階の第1工程において、第1窒化膜63を除去する。このとき、TEG領域では、第1窒化膜63とともに第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間の第2窒化膜68も除去される。第4段階の第2工程において、第1不揮発性メモリ側スペーサー39、第2不揮発性メモリ側スペーサー52および保護酸化膜41aをマスクとして、第1ポリシリコン膜62をエッチングする。メモリセル形成領域では、この工程によって、第1不揮発性メモリフローティングゲート36と第2不揮発性メモリフローティングゲート48とが形成される。またTEG領域では、この工程によって測定用ゲート電極9が形成される。したがって、本実施形態においては、第1不揮発性メモリフローティングゲート36と第2不揮発性メモリフローティングゲート48と測定用ゲート電極9とを同時に製造することができる。第4段階の第3工程において、第1酸化膜61と保護酸化膜41aとをウェットエッチングによって除去する。メモリセル形成領域では、この工程によって、第1不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜37と第2不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜49とが形成される。またTEG領域では、この工程によってゲート絶縁膜12が形成される。したがって、本実施形態においては、第1不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜37と、第2不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜49と、ゲート絶縁膜12とを同時に製造することができる。
FIG. 19 illustrates a fourth step in the memory cell formation region. FIG. 19A shows the first step in the fourth stage. FIG. 19B shows the second step in the fourth stage. FIG. 19C shows the third step in the fourth stage. In the first step of the fourth stage, the
図20は、メモリセル形成領域での第5段階の工程を例示している。図20の(a)は、第5段階の第1工程を示している。図20の(b)は、第5段階の第2工程を示している。図20の(c)は、第5段階の第3工程を示している。第5段階の第1工程において、半導体基板4の表面と、第1不揮発性メモリ側スペーサー39、第2不揮発性メモリ側スペーサー52およびソースプラグ41を覆うように第4酸化膜69を形成する。さらに、その第4酸化膜69の上に第2ポリシリコン膜70を形成する。その第4酸化膜69は、後の工程によって第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38および第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51となる。また、その第2ポリシリコン膜70は、後の工程によって第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35および第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47となる。
FIG. 20 illustrates the fifth step in the memory cell formation region. FIG. 20A shows the first step in the fifth stage. FIG. 20B shows the second step in the fifth stage. FIG. 20C shows a third step in the fifth stage. In the first step of the fifth stage, a
第5段階の第2工程において、第2ポリシリコン膜70をエッチングして第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35と第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47とを形成する。またこのとき、第1不揮発性メモリ側スペーサー39、第2不揮発性メモリ側スペーサー52及びソースプラグ41の上にある第4酸化膜69を露出する。第5段階の第3工程において、露出した第4酸化膜69、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47および半導体基板4の上に、第1サイドウォール56と第4サイドウォール59を形成するための膜(酸化膜)を成膜する。そしてその膜をエッチバックして第1サイドウォール56と第4サイドウォール59を形成すると共に、第1不揮発性メモリ側スペーサー39、第2不揮発性メモリ側スペーサー52及びソースプラグ41の上にある第4酸化膜69を同時的にエッチングする。これによって、第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38と第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51とを形成する。また、ソースプラグ41の表面を露出する。
なお、第5段階の第3工程において、露出している第4酸化膜69をエッチングして、第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜38と第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜51の形成およびソースプラグ41の表面の露出を先に行っても良い。そして、その後に、メモリセル形成領域全体に酸化膜を成膜してからエッチバックしても良い。これによって、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35の側面に第1サイドウォール56を形成し、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47の側面に第4サイドウォール59を形成することが可能となる。
In the second step of the fifth stage, the
In the third step of the fifth stage, the exposed
図21は、メモリセル形成領域における第6段階の工程を例示している。図21の(a)は、第6段階の第1工程を示している。図21の(b)は、第6段階の第2工程を示している。第6段階の第1工程において、半導体基板4に不純物を注入し、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層34と第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層46とを形成する。その後、半導体基板4の表面に第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド45と第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド55を形成する。またこのとき、第1不揮発性メモリ側コントロールゲート35の表面に第1不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド44を形成し、第2不揮発性メモリ側コントロールゲート47の表面に第2不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド54を形成する。そして、ソースプラグ41の表面にソースプラグシリサイド43を形成する。第6段階の第2工程において、第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド45に接続する第1不揮発性メモリ側コンタクト42と、第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド55に接続する第2不揮発性メモリ側コンタクト53を形成する。
FIG. 21 illustrates the sixth step in the memory cell formation region. FIG. 21A shows the first step of the sixth stage. FIG. 21B shows the second step in the sixth stage. In the first step of the sixth stage, impurities are implanted into the
上述してきた製造工程にしたがって第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31と第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32とを構成することで、セルフアライン技術を用いたスプリットゲート型不揮発性メモリの製造が可能となる。また、上述のテスト素子1の製造プロセスと、このスプリットゲート型不揮発性メモリの製造プロセスとは、一連の製造工程で同時に製造することが可能である。第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)を製造した後テスト素子1の製造を行う場合に比較して、テスト素子1の製造に係る工数の増加を抑制することが可能となる。また、完成した第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル31(または第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル32)を用いてテスト用トランジスタを形成する場合には不可能であった、実測によるフローティングゲート電圧の測定が可能となる。そのため、計算で求めたフローティングゲート電圧を用いた場合よりも、高い精度で電気的特性の測定をすることができる。
なお、上述してきた実施形態において、テスト素子(TEG)1を製造する過程における第3酸化膜67や第2窒化膜68は、必ずしも第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14の上にも形成されている必要はない。第3酸化膜67や第2窒化膜68は、第1領域スペーサー13と第2領域スペーサー14との間の第1ポリシリコン膜62の表面をマスクする作用を有するものであればよい。第3酸化膜67や第2窒化膜68は、第1不揮発性メモリ側スペーサー39と第2不揮発性メモリ側スペーサー52の間の第1ポリシリコン膜62がエッチングされるときに、テスト素子(TEG)1の第1ポリシリコン膜62がエッチングされることを抑制する機能を備えていれば、テスト素子(TEG)1の測定用ゲート電極9を適切に構成することが可能となる。
By configuring the first split gate
In the embodiment described above, the
[第2実施形態]
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための第2実施形態について説明を行う。図22は、第2実施形態のテスト素子1の断面構成を例示する断面図である。第2実施形態のテスト素子1は、セルフアライン技術を使用することなく製造されている。したがって、第2実施形態のテスト素子1は、第1実施形態のテスト素子1と非常に異なる形状である。第2実施形態のテスト素子1は、その製造過程において、第1領域コントロールゲート7と第2領域コントロールゲート8との間に開口部が形成される。図22に示されるように、そのテスト素子1には、その開口部を利用して、測定用ゲート電極9に接続する測定用電極コンタクト16が構成されている。
[Second Embodiment]
Below, with reference to drawings, 2nd Embodiment for implementing this invention is described. FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of the test element 1 of the second embodiment. The test element 1 of the second embodiment is manufactured without using a self-alignment technique. Therefore, the test element 1 of the second embodiment has a very different shape from the test element 1 of the first embodiment. In the test element 1 of the second embodiment, an opening is formed between the first
第2実施形態のテスト素子1は、その製造過程において、第1領域トンネル絶縁膜10および第2領域トンネル絶縁膜11となる酸化膜が形成され、その酸化膜上層に第1領域コントロールゲート7および第2領域コントロールゲート8となるポリシリコン膜が形成される。その後、測定用ゲート電極9を形成するためにパターニングを行い、そのパターンにしたがって、エッチングを行う。このとき、そのエッチングで、測定用ゲート電極9となるポリシリコン膜が露出したときにエッチングを終了する。これによって、第1領域コントロールゲート7と第2領域コントロールゲート8との間に開口部を形成し、その開口部を利用して、測定用ゲート電極9に接続する測定用電極コンタクト16を構成している。上述のように、第2実施形態のテスト素子1は、セルフアライン技術を使用することなく製造されている。そのため、必要に応じてレジストを用いたパターニングが行われる。第2実施形態のテスト素子1では、測定用ゲート電極9を形成するためのパターンにしたがって、測定用電極コンタクト16を形成している。
In the manufacturing process of the test element 1 of the second embodiment, an oxide film to be the first region
なお、上述の複数の実施形態においては、第1長さL1=第2長さL2である場合を例示して、本発明に関する説明を行ってきた。これは、本実施形態のテスト素子1の構成を限定するものではない。例えば、
第1長さL1≠第2長さL2
であるときには、所定の演算式を用いて修正することで、上述の実施形態と同様に高精度の測定を行うことが可能である。また、上述の複数の実施形態は、その構成・動作に矛盾が生じない範囲において組み合わせて実施することも可能である。
In the above-described plurality of embodiments, the case where the first length L1 is equal to the second length L2 has been described as an example. This does not limit the configuration of the test element 1 of the present embodiment. For example,
1st length L1 ≠ 2nd length L2
In such a case, it is possible to perform high-accuracy measurement in the same manner as in the above-described embodiment by correcting using a predetermined arithmetic expression. Further, the above-described plurality of embodiments can be implemented in combination within a range in which there is no contradiction in the configuration and operation.
1…テスト素子(TEG)
2…第1メモリセル領域
3…第2メモリセル領域
4…半導体基板
5…第1拡散層
6…第2拡散層
7…第1領域コントロールゲート
8…第2領域コントロールゲート
9…測定用ゲート電極
10…第1領域トンネル絶縁膜
11…第2領域トンネル絶縁膜
12…ゲート絶縁膜
13…第1領域スペーサー
14…第2領域スペーサー
15…第1拡散層用コンタクト
15a…第1拡散層シリサイド
16…測定用電極コンタクト
17…第2拡散装用コンタクト
17a…第2拡散層シリサイド
18…第1領域コントロールゲート側シリサイド
19…第2領域コントロールゲート側シリサイド
20…測定用電極シリサイド
21…第1素子分離
22…第2素子分離
23…ウェハ基板
24…領域
25…回路パターン(半導体チップ)
26…スクライブライン
27…不揮発性メモリ領域
28…第1サイドウォール
29…第2サイドウォール
31…第1スプリットゲート型不揮発性メモリセル
32…第2スプリットゲート型不揮発性メモリセル
33…ソース拡散層
34…第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層
35…第1不揮発性メモリ側コントロールゲート
36…第1不揮発性メモリフローティングゲート
37…第1不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜
38…第1不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜
39…第1不揮発性メモリ側スペーサー
41…ソースプラグ
41a…保護酸化膜
42…第1不揮発性メモリ側コンタクト
43…ソースプラグシリサイド
44…第1不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド
45…第1不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド
46…第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層
47…第2不揮発性メモリ側コントロールゲート
48…第2不揮発性メモリフローティングゲート
49…第2不揮発性メモリ側ゲート絶縁膜
51…第2不揮発性メモリ側トンネル絶縁膜
52…第2不揮発性メモリ側スペーサー
53…第2不揮発性メモリ側コンタクト
54…第2不揮発性メモリ側コントロールゲートシリサイド
55…第2不揮発性メモリ側ドレイン拡散層シリサイド
56…第1サイドウォール
57…第2サイドウォール
58…第3サイドウォール
59…第4サイドウォール
61…第1酸化膜
62…第1ポリシリコン膜
63…第1窒化膜
64…開口部
65…傾斜部
66…第2酸化膜
67…第3酸化膜
68…第2窒化膜
69…第4酸化膜
70…第2ポリシリコン膜
L1…第1長さ
L2…第2長さ
101…スプリットゲート型不揮発性メモリセル
102…基板
103…第1ソース/ドレイン拡散層
104…第2ソース/ドレイン拡散層
105…フローティングゲート
106…コントロールゲート
107…ゲート酸化膜
108…トンネル酸化膜
109…ソースプラグ
111…スペーサー
W1…スペーサー露出幅
H1…スペーサー膜厚
1 ... Test element (TEG)
2 ... 1st
26 ...
Claims (20)
前記第1の絶縁膜上に形成される第1の導電体膜と、
前記第1の導電体膜の両端に、それぞれ対向するように形成される第2及び第3の導電体膜と、
前記第2及び第3の導電体膜の側面に対応する位置の前記半導体基板内に形成される第1及び第2の拡散層と、
電圧を印加することができるパッドと前記第1の導電体膜とを接続する測定用電極コンタクトと
を備えることを特徴とする
不揮発性メモリセル用の評価素子。 A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A first conductor film formed on the first insulating film;
Second and third conductor films formed on opposite ends of the first conductor film, respectively,
First and second diffusion layers formed in the semiconductor substrate at positions corresponding to side surfaces of the second and third conductor films;
An evaluation element for a nonvolatile memory cell, comprising: a measurement electrode contact that connects a pad to which a voltage can be applied and the first conductive film.
前記第1の導電体膜の上に構成される第1のスペーサー絶縁膜と、
前記第1の導電体膜の上に構成される第2のスペーサー絶縁膜と
を具備し、
前記測定用電極コンタクトは、
前記第1のスペーサー絶縁膜と前記第2のスペーサー絶縁膜との間に構成される
不揮発性メモリセル用の評価素子。 The evaluation element for a nonvolatile memory cell according to claim 1, further comprising:
A first spacer insulating film configured on the first conductor film;
A second spacer insulating film configured on the first conductive film,
The measurement electrode contact is
An evaluation element for a non-volatile memory cell configured between the first spacer insulating film and the second spacer insulating film.
前記第2の導電体膜は、
第1のトンネル絶縁膜を介して、前記第1の導電体膜及び前記第1のスペーサー絶縁膜の側面に形成され、
前記第3の導電体膜は、
第2のトンネル絶縁膜を介して、前記第1の導電体膜及び前記第2のスペーサー絶縁膜の側面に形成される
不揮発性メモリセル用の評価素子。 The evaluation element for a nonvolatile memory cell according to claim 2,
The second conductive film is
Formed on the side surfaces of the first conductor film and the first spacer insulating film via the first tunnel insulating film;
The third conductor film is
An evaluation element for a non-volatile memory cell formed on a side surface of the first conductor film and the second spacer insulating film via a second tunnel insulating film.
前記第1の導電体膜は、
測定用ゲート電極として作用し、
前記第1の導電体膜のゲート長は、
評価対象となる不揮発性メモリセルのフローティングゲートの有効ゲート長と同等である
不揮発性メモリセル用の評価素子。 The evaluation element for a nonvolatile memory cell according to any one of claims 1 to 3,
The first conductor film is
Acts as a measurement gate electrode,
The gate length of the first conductive film is
An evaluation element for a nonvolatile memory cell, which is equivalent to the effective gate length of the floating gate of the nonvolatile memory cell to be evaluated.
前記評価素子は、
前記フローティングゲート用の導電体膜を分離しないで形成される測定用ゲート電極を有し、
前記測定用ゲート電極は、
電圧を印加することができるパッドに接続される
ことを特徴とする
半導体チップ。 A pair of non-volatile memory cells having a common source or drain as a first diffusion layer formed in a semiconductor substrate at a position corresponding to the separated region; An evaluation element for a non-volatile memory cell formed corresponding to the non-volatile memory cell of
The evaluation element is
Having a measurement gate electrode formed without separating the conductive film for the floating gate;
The measurement gate electrode is
A semiconductor chip connected to a pad to which a voltage can be applied.
前記評価素子は、
前記測定用ゲート電極の両端に、それぞれ対向するように形成される第1及び第2の導電体膜と、
前記第1及び第2の導電体膜の側面に対応する位置の前記半導体基板内に形成される第1及び第2の拡散層と、
前記パッドと前記測定用ゲート電極とを接続する測定用電極コンタクトと
を備えることを特徴とする
半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 5,
The evaluation element is
First and second conductor films formed on opposite ends of the measurement gate electrode, respectively,
First and second diffusion layers formed in the semiconductor substrate at positions corresponding to side surfaces of the first and second conductor films;
A semiconductor chip comprising: a measuring electrode contact connecting the pad and the measuring gate electrode.
前記測定用ゲート電極のゲート長は、
前記不揮発性メモリセルのフローティングゲートの有効ゲート長と同等である
半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 5 or 6,
The gate length of the measurement gate electrode is
A semiconductor chip that is equivalent to an effective gate length of a floating gate of the nonvolatile memory cell.
前記評価素子は、
半導体基板上に形成される第1の導電体膜と、
前記第1の導電体膜の両端に、それぞれ対抗するように形成される第2及び第3の導電体膜と、
前記第2及び第3の導電体膜の側面に対応する位置の前記半導体基板内に形成される第1及び第2の拡散層と、
電圧を印加することができるパッドと前記第1導電体膜とを接続する測定用電極コンタクトとを備えることを特徴とする
半導体チップ。 A semiconductor chip comprising: a pair of nonvolatile memory cells having a first diffusion layer as a common source or drain; and an evaluation element for the nonvolatile memory cell formed corresponding to the pair of nonvolatile memory cells There,
The evaluation element is
A first conductor film formed on a semiconductor substrate;
Second and third conductor films formed at opposite ends of the first conductor film, respectively,
First and second diffusion layers formed in the semiconductor substrate at positions corresponding to side surfaces of the second and third conductor films;
A semiconductor chip comprising a measurement electrode contact connecting a pad to which a voltage can be applied and the first conductor film.
前記評価素子は、さらに、
前記第1の導電体膜の上に構成される第1のスペーサー絶縁膜と、
前記第1の導電体膜の上に構成される第2のスペーサー絶縁膜と
を具備し、
前記測定用電極コンタクトは、
前記第1のスペーサー絶縁膜と前記第2のスペーサー絶縁膜との間に構成される
半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 8, wherein
The evaluation element further includes:
A first spacer insulating film configured on the first conductor film;
A second spacer insulating film configured on the first conductor film,
The measurement electrode contact is
A semiconductor chip configured between the first spacer insulating film and the second spacer insulating film.
前記第2の導電体膜は、
第1のトンネル絶縁膜を介して、前記第1の導電体膜及び前記第1のスペーサー絶縁膜の側面に形成され、
前記第3の導電体膜は、
第2のトンネル絶縁膜を介して、前記第1の導電体膜及び前記第2のスペーサー絶縁膜の側面に形成される
半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 9,
The second conductive film is
Formed on the side surfaces of the first conductor film and the first spacer insulating film via the first tunnel insulating film;
The third conductor film is
A semiconductor chip formed on a side surface of the first conductor film and the second spacer insulating film via a second tunnel insulating film.
前記第1の導電体膜は、
測定用ゲート電極として作用し、
前記第1の導電体膜のゲート長は、
前記不揮発性メモリセルのフローティングゲートの有効ゲート長と同等である
半導体チップ。 The semiconductor chip according to any one of claims 8 to 10,
The first conductor film is
Acts as a measurement gate electrode,
The gate length of the first conductive film is
A semiconductor chip that is equivalent to an effective gate length of a floating gate of the nonvolatile memory cell.
前記不揮発性メモリセルの前記フローティングゲートは、前記第1の導電体膜を分離することによって構成され、
前記不揮発性メモリセルは、
該分離した領域に対応する位置の半導体基板内に、共通のソース又はドレインとして作用する拡散層を具備する
半導体チップ。 The semiconductor chip according to claim 11,
The floating gate of the nonvolatile memory cell is configured by separating the first conductive film,
The nonvolatile memory cell is
A semiconductor chip comprising a diffusion layer acting as a common source or drain in a semiconductor substrate at a position corresponding to the separated region.
前記ウェハは、
一対の不揮発性メモリセルと評価素子とを備え、
前記評価素子は、
半導体基板上に形成される第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜上に形成される第1の導電体膜と、
前記第1の導電体膜の両端に、それぞれ対向するように形成される第2及び第3の導電体膜と、
前記第2及び第3の導電体膜の側面に対応する位置の前記半導体基板内に形成される第1及び第2の拡散層と、
電圧を印加することができるパッドと前記第1導電体膜とを接続する測定用電極コンタクトと
を備えることを特徴とする
ウェハ。 A wafer including a plurality of semiconductor chips divided by a scribe line,
The wafer is
A pair of nonvolatile memory cells and an evaluation element;
The evaluation element is
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A first conductor film formed on the first insulating film;
Second and third conductor films formed on opposite ends of the first conductor film, respectively,
First and second diffusion layers formed in the semiconductor substrate at positions corresponding to side surfaces of the second and third conductor films;
A wafer comprising: a measuring electrode contact connecting a pad to which a voltage can be applied and the first conductor film.
前記評価素子は、
スクライブ工程でスクライブラインが形成される領域に配置される
ウェハ。 The wafer according to claim 13,
The evaluation element is
A wafer placed in a region where scribe lines are formed in the scribe process.
前記第1の導電体膜上に形成される第2の絶縁膜をマスクにして前記第1の導電体膜を選択的に除去し測定用ゲート電極を形成する工程と、
前記測定用ゲート電極の両端に、それぞれ対向するように第2及び第3の導電体膜を形成する工程と、
前記測定用ゲート電極に対して、電圧を印加できるパッドに接続するためのコンタクトを形成する工程と
を含むことを特徴とする
不揮発性メモリ用の評価素子の製造方法。 Forming a first conductor film on a semiconductor substrate via a first insulating film;
Forming a measurement gate electrode by selectively removing the first conductor film using a second insulating film formed on the first conductor film as a mask;
Forming second and third conductor films on both ends of the measurement gate electrode so as to face each other;
Forming a contact for connecting to a pad to which a voltage can be applied to the measurement gate electrode. A method for producing an evaluation element for a nonvolatile memory.
前記第2の絶縁膜は、
開口部を有するスペーサー絶縁膜と、前記スペーサー絶縁膜と前記開口部の上に形成される酸化膜を含み、
前記測定用ゲート電極を形成する工程は、
前記酸化膜をマスクにして前記第1の導電体膜をエッチングする工程と、
前記第1の導電体膜をエッチングした後、前記酸化膜を除去する工程と
を含み、
前記第2及び第3の導電体膜を形成する工程は、
トンネル絶縁膜を形成する工程と、
前記トンネル絶縁膜の上に形成されるポリシリコン膜をエッチバックする工程と
を含み、
前記コンタクトを形成する工程は、
前記開口部の上に形成される前記トンネル絶縁膜を除去して前記第1の導電体膜表面を露出する工程と、
前記第1の導電体膜表面に接続するコンタクトを形成する工程と
を含む
不揮発性メモリ用の評価素子の製造方法。 In the manufacturing method of the evaluation element for nonvolatile memory according to claim 15,
The second insulating film is
A spacer insulating film having an opening, and an oxide film formed on the spacer insulating film and the opening,
The step of forming the measurement gate electrode includes:
Etching the first conductor film using the oxide film as a mask;
Removing the oxide film after etching the first conductor film,
The step of forming the second and third conductor films includes
Forming a tunnel insulating film;
Etching back a polysilicon film formed on the tunnel insulating film,
The step of forming the contact includes
Removing the tunnel insulating film formed on the opening to expose the surface of the first conductor film;
Forming a contact connected to the surface of the first conductor film. A method of manufacturing an evaluation element for a nonvolatile memory.
(a)半導体基板上に、第1の絶縁膜を介してフローティングゲート用の第1の導電体膜を形成する工程と、
(b)前記第1の領域内に形成される前記第1の導電体膜上に、開口を有する第2の絶縁膜を形成すると共に、前記第2の領域内に形成される前記第1の導電体膜上に、第3の絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記第2の領域内の前記第1の導電体膜の上に前記第3の絶縁膜が構成されているときに、前記第1の領域内の前記第2の絶縁膜をマスクにして前記第1の領域内に形成される前記第1の導電体膜を分離する工程と、
(d)前記第1の領域内の前記分離した領域に対応する位置に、上部を第4の絶縁膜で覆われたプラグを形成する工程と、
(e)前記第4の絶縁膜をマスクにして前記第1の領域の前記第1の導電体膜を選択的に除去してフローティングゲートを形成すると共に、前記第3の絶縁膜をマスクにして前記第2の領域の前記第1の導電体膜を選択的に除去して測定用ゲート電極を形成する工程と、
(f)前記測定用ゲート電極に対して、電圧を印加できるパッドに接続するためのコンタクトを形成する工程と
を含むことを特徴とする
半導体チップの製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor chip having a nonvolatile memory cell formed in a first region and an evaluation element formed in a second region,
(A) forming a first conductive film for a floating gate on a semiconductor substrate via a first insulating film;
(B) forming a second insulating film having an opening on the first conductive film formed in the first region, and forming the first insulating film in the second region; Forming a third insulating film on the conductor film;
(C) When the third insulating film is formed on the first conductor film in the second region, the second insulating film in the first region is used as a mask. Separating the first conductor film formed in the first region;
(D) forming a plug whose upper portion is covered with a fourth insulating film at a position corresponding to the separated region in the first region;
(E) A floating gate is formed by selectively removing the first conductor film in the first region using the fourth insulating film as a mask, and using the third insulating film as a mask. Selectively removing the first conductor film in the second region to form a measurement gate electrode;
(F) forming a contact for connecting to the measurement gate electrode to a pad to which a voltage can be applied, and a method for manufacturing a semiconductor chip.
前記第3の絶縁膜は、
開口を有する第5の絶縁膜と、
前記第5の絶縁膜の前記開口に形成される第6の絶縁膜と
を含む
半導体チップの製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor chip according to claim 17,
The third insulating film is
A fifth insulating film having an opening;
A method for manufacturing a semiconductor chip, comprising: a sixth insulating film formed in the opening of the fifth insulating film.
前記(b)の工程は、
前記第2の絶縁膜と前記第5の絶縁膜との上の前記第6の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の領域の前記第6の絶縁膜の上にレジスト層を形成した後、前記第1の領域の前記第6の絶縁膜を除去する工程と、
前記レジスト層を剥離した後、前記第1の領域の前記第6の絶縁膜を全て取り除くと共に、前記第2の領域内の前記第5の絶縁膜の前記開口に前記第6の絶縁膜を残す工程と
を含み、
前記(c)の工程は、
前記第2の領域内の前記第5の絶縁膜の前記開口に前記第6の絶縁膜が残されているときに、前記第1の領域内の前記第1の導電体膜を分離する工程と
を含む
半導体チップの製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor chip according to claim 18,
The step (b)
Forming the sixth insulating film on the second insulating film and the fifth insulating film;
Forming a resist layer on the sixth insulating film in the second region and then removing the sixth insulating film in the first region;
After peeling off the resist layer, all the sixth insulating film in the first region is removed, and the sixth insulating film is left in the opening of the fifth insulating film in the second region. Process,
The step (c)
Separating the first conductor film in the first region when the sixth insulating film is left in the opening of the fifth insulating film in the second region; A method for manufacturing a semiconductor chip.
前記(e)の工程は、
前記第4の絶縁膜をマスクにして前記第1の領域の前記第1の導電体膜を露出すると共に、前記第3の絶縁膜をマスクにして前記第2の領域内の前記第1の導電体膜を露出する工程
を含む
半導体チップの製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor chip according to claim 19,
The step (e)
The first conductive film in the first region is exposed using the fourth insulating film as a mask, and the first conductive film in the second region is exposed using the third insulating film as a mask. The manufacturing method of a semiconductor chip including the process of exposing a body film.
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