JP2009302308A - Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device Download PDF

Info

Publication number
JP2009302308A
JP2009302308A JP2008155323A JP2008155323A JP2009302308A JP 2009302308 A JP2009302308 A JP 2009302308A JP 2008155323 A JP2008155323 A JP 2008155323A JP 2008155323 A JP2008155323 A JP 2008155323A JP 2009302308 A JP2009302308 A JP 2009302308A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
silicon nitride
gate electrodes
gate electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008155323A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Daisuke Arizono
大介 有薗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008155323A priority Critical patent/JP2009302308A/en
Publication of JP2009302308A publication Critical patent/JP2009302308A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep the protection performance of a gate insulation film using a protective insulation film for enhancing reliability when a self-aligned contact structure is applied. <P>SOLUTION: Laminated films 6-10 are subjected to radical oxidation treatment to form a silicon oxide film 11 on the upper surface of a silicon nitride film 10 and on the respective side surfaces of the laminated films 6-10. After that, anisotropic etching treatment is performed so that the upper end 11a of the silicon oxide film 11 is aligned with the upper surface of a silicide layer 9 to expose the upper surface and the side surfaces of the silicon nitride film 10, and a silicon nitride film 13 is formed so as to cover the upper surface and the side surfaces of the silicon nitride film 10 and the upper end 11a and the side surfaces of the silicon oxide film 11, and then a contact hole DH is formed in a self-aligned manner. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、浮遊ゲート電極および制御ゲート電極をゲート絶縁膜で挟んだ積層ゲート電極構造を備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方法および不揮発性半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a stacked gate electrode structure in which a floating gate electrode and a control gate electrode are sandwiched between gate insulating films, and a nonvolatile semiconductor memory device.

不揮発性半導体記憶装置の技術分野においては、従来より設計ルールの縮小化、素子の微細化が強く推し進められている。不揮発性半導体記憶装置は、一般に、半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介して浮遊ゲート電極および制御ゲート電極を第2のゲート絶縁膜で挟んでさらにその上にキャップ絶縁膜を積層した積層ゲート電極がマトリクス状に配設され、それらの積層ゲート電極の両脇にソース/ドレイン領域が半導体基板の表層に形成されることによって構成されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の技術によれば、二酸化シリコン膜によるゲートバリア膜が積層ゲート電極の側壁に沿って形成されている。また、コンタクトバリア膜が窒化物系絶縁膜によって積層ゲート電極の側壁に直接形成されている形態も開示されている。   In the technical field of nonvolatile semiconductor memory devices, design rules and element miniaturization have been strongly promoted. In general, a nonvolatile semiconductor memory device is a stack in which a floating gate electrode and a control gate electrode are sandwiched between a second gate insulating film and a cap insulating film is further stacked on a semiconductor substrate via a first gate insulating film. The gate electrodes are arranged in a matrix, and the source / drain regions are formed on the surface layer of the semiconductor substrate on both sides of the stacked gate electrodes (see, for example, Patent Document 1). According to the technique described in Patent Document 1, a gate barrier film made of a silicon dioxide film is formed along the side wall of the laminated gate electrode. Also disclosed is a form in which the contact barrier film is formed directly on the sidewall of the laminated gate electrode by a nitride insulating film.

上記特許文献1記載の技術思想に示されるように、半導体基板表層に形成されたソース/ドレイン領域との間で電気的な結合を得るためには、各積層ゲート電極間にBPSGによる電極間絶縁膜を埋込んだ後、コンタクトプラグを当該複数の積層ゲート電極間に形成する。近年の設計ルールの縮小化に伴い、隣り合う複数のメモリセルゲート電極幅およびそのゲート電極間の間隔が格段に狭くなってきており、このコンタクトプラグを形成するためセルフアラインコンタクト(SAC)構造を適用している。   As shown in the technical idea described in Patent Document 1, in order to obtain electrical coupling with the source / drain regions formed in the surface layer of the semiconductor substrate, interelectrode insulation by BPSG is provided between the stacked gate electrodes. After embedding the film, a contact plug is formed between the plurality of stacked gate electrodes. With the recent reduction in design rules, the width of a plurality of adjacent memory cell gate electrodes and the interval between the gate electrodes have been remarkably narrowed. In order to form this contact plug, a self-aligned contact (SAC) structure is used. Applicable.

しかしながら、特許文献1に開示されているように、コンタクトプラグを電極間絶縁膜中に埋込むための前処理となるコンタクトホールを、エッチング処理して形成したときには、側壁絶縁膜も除去処理されてしまい積層ゲート電極の側壁に沿って溝が形成されてしまい、後にコンタクトプラグ材をコンタクトホール内に埋め込むと、当該コンタクトプラグ材とゲート電極とがその側面で接触してしまい電気的な不具合を引き起こしてしまう虞もあり信頼性の点で劣るものとなる。しかも、コンタクトバリア膜が窒化物系絶縁膜によってゲート絶縁膜の側壁に沿って直接形成されていると、当該ゲート絶縁膜の信頼性が劣るため好ましくない。
特開2002−57230号公報(0081段落)
However, as disclosed in Patent Document 1, when the contact hole, which is a pretreatment for embedding the contact plug in the interelectrode insulating film, is formed by etching, the sidewall insulating film is also removed. As a result, a groove is formed along the side wall of the stacked gate electrode, and if the contact plug material is buried in the contact hole later, the contact plug material and the gate electrode come into contact with each other on the side surface, causing an electrical failure. There is also a risk that it will be inferior in terms of reliability. In addition, it is not preferable that the contact barrier film is formed directly by the nitride insulating film along the side wall of the gate insulating film because the reliability of the gate insulating film is inferior.
JP 2002-57230 A (0081 paragraph)

本発明は、自己整合的なコンタクト構造を適用した場合に、保護用絶縁膜によるゲート絶縁膜の保護性能を保持して信頼性を向上できるようにした不揮発性半導体記憶装置の製造方法およびこの製造方法によって製造された不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to a method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device capable of improving the reliability while maintaining the protection performance of the gate insulating film by the protective insulating film when a self-aligned contact structure is applied, and the manufacturing An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device manufactured by the method.

本発明の一態様は、半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介して、複数の浮遊ゲート電極、複数の第2のゲート絶縁膜、複数の制御ゲート電極、複数のキャップ絶縁膜を順に積層した複数の積層ゲート電極を形成する工程と、前記複数の積層ゲート電極をラジカル処理することで前記複数の積層ゲート電極の上面および側面を被覆するようにゲート保護用の第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜を被覆するように前記キャップ絶縁膜と同種材料で第2絶縁膜を形成する工程と、前記浮遊ゲート電極、第2のゲート絶縁膜、制御ゲート電極、キャップ絶縁膜の側方に位置して、前記制御ゲート電極の上端の高さ以下で且つ前記第2のゲート絶縁膜の上面より上方位置まで前記第2絶縁膜の内側に当該第2絶縁膜との間でエッチング時の高選択可能な材料で犠牲層を形成する工程と、前記制御ゲート電極の上端の高さ以下で且つ前記第2のゲート絶縁膜の上方位置まで前記第2絶縁膜をエッチングすることで前記第1絶縁膜の上部を露出させる工程と、前記第1絶縁膜の上端が前記キャップ絶縁膜の上面より下方で且つ前記第2絶縁膜の上端の上方位置になるように前記第1絶縁膜を異方性エッチングすることでキャップ絶縁膜を露出させる工程と、前記キャップ絶縁膜を被覆するように第2絶縁膜と同種材料で第3絶縁膜を形成する工程と、前記第3絶縁膜を被覆するように前記キャップ絶縁膜との間でエッチング時の高選択可能な材料で電極間絶縁膜を形成する工程と、前記キャップ絶縁膜との間で高選択性を備えた条件下で前記電極間絶縁膜をエッチング処理して前記積層ゲート電極を被覆する第3絶縁膜が前記第2絶縁膜の上端を被覆するように前記第2絶縁膜を残留させながら自己整合的にコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホール内にコンタクトプラグを形成する工程とを備えている。   According to one embodiment of the present invention, a plurality of floating gate electrodes, a plurality of second gate insulating films, a plurality of control gate electrodes, and a plurality of cap insulating films are sequentially stacked over a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween. Forming a plurality of stacked gate electrodes, and forming a first insulating film for gate protection so as to cover the upper surfaces and side surfaces of the plurality of stacked gate electrodes by radical treatment of the plurality of stacked gate electrodes. Forming a second insulating film with the same material as the cap insulating film so as to cover the first insulating film, the floating gate electrode, the second gate insulating film, the control gate electrode, and the cap insulating film Between the second insulating film and the inner side of the second insulating film up to a position above the upper surface of the second gate insulating film and not more than the height of the upper end of the control gate electrode. Etching Forming a sacrificial layer with a selectable material; and etching the second insulating film to a position below the height of the upper end of the control gate electrode and above the second gate insulating film. Exposing the upper portion of the film, and anisotropically forming the first insulating film so that the upper end of the first insulating film is below the upper surface of the cap insulating film and above the upper end of the second insulating film. Etching to expose the cap insulating film, forming a third insulating film of the same material as the second insulating film so as to cover the cap insulating film, and covering the third insulating film Forming an interelectrode insulating film with a highly selectable material at the time of etching with the cap insulating film, and the interelectrode insulating film under a condition having high selectivity with the cap insulating film The product is etched Forming a contact hole in a self-aligning manner while leaving the second insulating film so that a third insulating film covering the gate electrode covers the upper end of the second insulating film; and a contact plug in the contact hole Forming a step.

本発明の一態様は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された第1のゲート絶縁膜と、前記第1のゲート絶縁膜上に形成された複数の浮遊ゲート電極と、前記複数の浮遊ゲート電極上にそれぞれ形成された複数の第2のゲート絶縁膜と、前記複数の第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ形成された複数の制御ゲート電極と、前記複数の制御ゲート電極上における一部断面において上側肩部が欠落してそれぞれ形成された複数のキャップ絶縁膜とからなる複数の積層ゲート電極と、前記複数の積層ゲート電極を構成する複数の浮遊ゲート電極および複数の第2のゲート絶縁膜の側壁に沿って形成された側壁絶縁膜であって、上端高さが前記制御ゲート電極の上面付近より下方に位置してシリコン酸化膜によりそれぞれ形成された側壁絶縁膜と、前記複数の積層ゲート電極の側壁絶縁膜間に形成され前記側壁絶縁膜を被覆するように形成されたバリア膜と、前記複数の積層ゲート電極の側壁絶縁膜間に形成されたコンタクトプラグであって、その下側面が前記キャップ絶縁膜の欠落面および前記バリア膜の外面に沿って形成され前記半導体基板上面上に至るまで自己整合的に湾曲形成されたコンタクトプラグとを備えている。   One embodiment of the present invention includes a semiconductor substrate, a first gate insulating film formed over the semiconductor substrate, a plurality of floating gate electrodes formed over the first gate insulating film, and the plurality of floating floating electrodes. A plurality of second gate insulating films respectively formed on the gate electrodes, a plurality of control gate electrodes respectively formed on the plurality of second gate insulating films, and a part on the plurality of control gate electrodes A plurality of stacked gate electrodes each formed of a plurality of cap insulating films formed by removing upper shoulder portions in a cross section; a plurality of floating gate electrodes and a plurality of second gate insulators constituting the plurality of stacked gate electrodes; Sidewall insulating films formed along the sidewalls of the film, each having a top end located below the vicinity of the upper surface of the control gate electrode and formed by a silicon oxide film; A barrier film formed between the sidewall insulating films of the plurality of stacked gate electrodes so as to cover the sidewall insulating film; and a contact plug formed between the sidewall insulating films of the plurality of stacked gate electrodes. And a contact plug whose lower side surface is formed along the missing surface of the cap insulating film and the outer surface of the barrier film and is curved in a self-aligned manner until reaching the upper surface of the semiconductor substrate.

本発明の一態様によれば、自己整合的なコンタクト構造を適用した場合に、保護用絶縁膜によるゲート絶縁膜の保護性能を保持して信頼性を向上できる。   According to one embodiment of the present invention, when a self-aligned contact structure is applied, the protection performance of the gate insulating film by the protective insulating film can be maintained and the reliability can be improved.

以下、本発明の不揮発性半導体記憶装置をNOR型のフラッシュメモリ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に参照する図面の記載において、同一または類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。但し、図面は模式的なものであり、各層の平面寸法比率や、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。   Hereinafter, an embodiment in which the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention is applied to a NOR type flash memory device will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings referred to below, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the plane dimension ratio of each layer, the relationship between the thickness and the plane dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones.

NOR型のフラッシュメモリ装置1は、データの書き込みにドレイン近傍で発生させたホットエレクトロンを用い、消去用に浮遊ゲート電極FGからソース領域2bにFNトンネル電流を用いたETOX型のメモリセルを採用している。   The NOR type flash memory device 1 employs an ETOX type memory cell that uses hot electrons generated near the drain for data writing and uses an FN tunnel current from the floating gate electrode FG to the source region 2b for erasing. ing.

図1は、NOR型のフラッシュメモリ装置を構成するセルアレイの一部の電気的構成の等価回路図を示しており、図2は、図1に示す電気的構成に対応した部分についての平面図を示している。NOR型のフラッシュメモリ装置1は、メモリセル領域Mと周辺回路領域Pとに区画されており、メモリセル領域Mに形成されるメモリセルアレイ(以下セルアレイ)Arを周辺回路領域の周辺回路によって駆動するように構成されている。   FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a part of an electrical configuration of a cell array constituting a NOR type flash memory device, and FIG. 2 is a plan view of a portion corresponding to the electrical configuration shown in FIG. Show. The NOR type flash memory device 1 is divided into a memory cell region M and a peripheral circuit region P, and a memory cell array (hereinafter referred to as cell array) Ar formed in the memory cell region M is driven by a peripheral circuit in the peripheral circuit region. It is configured as follows.

図1に示すように、セルアレイArは、メモリセルトランジスタTm1およびTm2(以下、それぞれトランジスタTm1、Tm2と略す)がXY方向(シリコン基板2の表面内方向)に対してマトリクス状に配列されることによって構成される。なお、トランジスタTm1およびTm2は説明の便宜上別符号を付しているが、ほぼ同一構造で構成されている。ここで、X方向およびY方向は、シリコン基板表面内において互いに直交交差する方向である。   As shown in FIG. 1, in the cell array Ar, memory cell transistors Tm1 and Tm2 (hereinafter abbreviated as transistors Tm1 and Tm2 respectively) are arranged in a matrix with respect to the XY direction (in-surface direction of the silicon substrate 2). Consists of. The transistors Tm1 and Tm2 are given the same reference numerals for the sake of explanation, but have almost the same structure. Here, the X direction and the Y direction are directions orthogonal to each other in the silicon substrate surface.

図1に示すように、Y方向に隣り合う2個(一組)のトランジスタTm1およびTm2はY方向に対して対称配置されており、これらの一組のトランジスタTm1およびTm2はドレイン領域を共用している。当該ドレイン領域は、Y方向に延びるビット線BLに電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, two (a set) of transistors Tm1 and Tm2 adjacent in the Y direction are arranged symmetrically with respect to the Y direction, and the set of transistors Tm1 and Tm2 share a drain region. ing. The drain region is electrically connected to a bit line BL extending in the Y direction.

これらの一組のトランジスタTm1およびTm2はY方向に複数対配列されている。これらY方向に配列された複数対のトランジスタTm1およびTm2のドレイン領域が1本のビット線(データ線)BLに共通接続されている。尚、Y方向に隣り合う2対のトランジスタTm1およびTm2は、ローカルソース線LSL1またはLSL2を挟んで線対称に配設されている。   A pair of these transistors Tm1 and Tm2 are arranged in the Y direction. The drain regions of the plurality of pairs of transistors Tm1 and Tm2 arranged in the Y direction are commonly connected to one bit line (data line) BL. Two pairs of transistors Tm1 and Tm2 adjacent in the Y direction are arranged symmetrically with respect to the local source line LSL1 or LSL2.

これらY方向に配列された複数対のトランジスタTm1およびTm2が、X方向に離間して複数列に配列されている。これにより、トランジスタTm1およびTm2がXY方向に行列状に配列されており、メモリセル領域MのセルアレイArを構成している。   A plurality of pairs of transistors Tm1 and Tm2 arranged in the Y direction are arranged in a plurality of rows with a separation in the X direction. As a result, the transistors Tm1 and Tm2 are arranged in a matrix in the XY direction, and constitute a cell array Ar in the memory cell region M.

これらのX方向に離間して複数列に配列されたトランジスタTm1およびTm2に対応して複数のビット線BLが並設されている。これらの複数のビット線BLは互いにX方向に同一間隔で形成されており、複数のビット線BL間には、複数の所定本数毎にメインソース線MSLが配設されている。このメインソース線MSLはソース電位となる線構造によって構成されている。   A plurality of bit lines BL are juxtaposed in correspondence with the transistors Tm1 and Tm2 arranged in a plurality of columns separated in the X direction. The plurality of bit lines BL are formed at the same interval in the X direction, and a plurality of main source lines MSL are arranged between the plurality of bit lines BL for each of a plurality of predetermined numbers. The main source line MSL has a line structure that becomes a source potential.

X方向に配列されたトランジスタTm1は、そのゲート(制御ゲート電極CG(図3参照)がワード線WL1によって共通接続されている。X方向に配列されたトランジスタTm2は、そのゲート(制御ゲート電極CG(図3参照))がワード線WL2によって共通接続されている。ワード線WL1およびWL2は、互いに平行にX方向に延伸されている。   Transistors Tm1 arranged in the X direction have their gates (control gate electrode CG (see FIG. 3) commonly connected by a word line WL1. Transistors Tm2 arranged in the X direction have their gates (control gate electrode CG). (See FIG. 3) is commonly connected by a word line WL2, which extends in the X direction in parallel with each other.

また、X方向に配列されたトランジスタTm1は、そのソース(ソース領域2b)がX方向に延びるローカルソース線(共通ソース線)LSL2に共通接続されている。複数のローカルソース線LSL1およびLSL2は、互いにY方向に離間して配設されると共にX方向に延設されており、Y方向に延びるメインソース線MSLに共通接続されている。   The transistors Tm1 arranged in the X direction are commonly connected to a local source line (common source line) LSL2 whose source (source region 2b) extends in the X direction. The plurality of local source lines LSL1 and LSL2 are spaced apart from each other in the Y direction, extend in the X direction, and are commonly connected to the main source line MSL extending in the Y direction.

ワード線WL1とビット線BLとの交差領域には、トランジスタTm1のゲート電極MG1が構成されており、ワード線WL2とビット線BLとの交差領域には、トランジスタTm2のゲート電極MG2が構成されている。これらのトランジスタTm1およびTm2のゲート電極MG1およびMG2はXY方向に配列されている。   The gate electrode MG1 of the transistor Tm1 is configured in the intersection region between the word line WL1 and the bit line BL, and the gate electrode MG2 of the transistor Tm2 is configured in the intersection region between the word line WL2 and the bit line BL. Yes. The gate electrodes MG1 and MG2 of these transistors Tm1 and Tm2 are arranged in the XY direction.

図1および図2に示すように、Y方向に隣り合うトランジスタTm1およびTm1は、そのゲート電極MG1−MG1間においてそのY方向中央に配設された1本のローカルソース線LSL1を共用している。また同様に、Y方向に隣り合うトランジスタTm2およびTm2は、そのゲート電極MG2−MG2間においてそのY方向中央に配設された1本のローカルソース線LSL2を共用している。   As shown in FIGS. 1 and 2, transistors Tm1 and Tm1 adjacent in the Y direction share one local source line LSL1 disposed in the center in the Y direction between the gate electrodes MG1-MG1. . Similarly, the transistors Tm2 and Tm2 adjacent in the Y direction share one local source line LSL2 disposed at the center in the Y direction between the gate electrodes MG2 and MG2.

図3は、メモリセル領域における図2のA−A線に沿う縦断面図を模式的に示している。図2および図3に示すように、隣り合うワード線WL1およびWL2間の例えば中央で且つビット線BLの直下に位置してドレインヴィアプラグDVおよびドレインコンタクトDCが積層形成されている。これらのドレインヴィアプラグDVおよびドレインコンタクトDCは、シリコン基板2の直上から縦方向(XY平面に直交したZ方向)に延設して構成されており、トランジスタTm1およびTm2のドレイン領域2a(図3参照)とその縦方向の上方に配設されるビット線BLとを電気的および構造的に接続するために設けられている。   FIG. 3 schematically shows a longitudinal sectional view taken along the line AA of FIG. 2 in the memory cell region. As shown in FIGS. 2 and 3, a drain via plug DV and a drain contact DC are stacked so as to be located, for example, in the center between adjacent word lines WL1 and WL2 and immediately below the bit line BL. These drain via plugs DV and drain contacts DC are configured to extend in the vertical direction (Z direction orthogonal to the XY plane) from directly above the silicon substrate 2, and are formed in the drain regions 2a of the transistors Tm1 and Tm2 (FIG. 3). And a bit line BL disposed above in the vertical direction are provided for electrical and structural connection.

メモリセル領域Mは、下層側から上層側にかけて(1)シリコン基板2の表層LY1、(2)コンタクトプラグ形成層LY2、(3)ヴィアプラグ形成層LY3、(4)配線層LY4に分けられる。尚、(2)コンタクトプラグ形成層LY2と同一層の一部に(2a)積層ゲート電極層LY2aが設けられている。これらの層(1)〜(4)内には、以下に示す電気的導電要素が構成されている。   The memory cell region M is divided into (1) surface layer LY1 of the silicon substrate 2, (2) contact plug formation layer LY2, (3) via plug formation layer LY3, and (4) wiring layer LY4 from the lower layer side to the upper layer side. Note that (2) the stacked gate electrode layer LY2a is provided in a part of the same layer as the (2) contact plug formation layer LY2. In these layers (1) to (4), the following electrically conductive elements are formed.

(1)表層LY1
ドレイン領域2a、ソース領域2b
(2)コンタクトプラグ形成層LY2
ドレインコンタクトDC、ローカルソース線LSL1、ローカルソース線LSL2
(2a)積層ゲート電極層LY2a
メモリセルトランジスタのゲート電極MG1(浮遊ゲート電極FG、ゲート間絶縁膜7、制御ゲート電極CG)、メモリセルトランジスタのゲート電極MG2(浮遊ゲート電極FG、ゲート間絶縁膜7、制御ゲート電極CG)
(3)ヴィアプラグ形成層LY3
ドレインヴィアプラグDV
(4)配線層LY4
ビット線BL、メインソース線MSL(図3には図示せず)
以下、メモリセル領域MにおけるメモリセルトランジスタTm1の断面構造を説明する。尚、図2および図3に示すように、トランジスタTm2は、トランジスタTm1とドレインコンタクトDCを挟んでY方向に対称構造で構成されており、トランジスタTm2はトランジスタTm1の構造とほぼ同一であるため、トランジスタTm1の構造説明を行い、トランジスタTm2の説明を省略する。
(1) Surface layer LY1
Drain region 2a, source region 2b
(2) Contact plug formation layer LY2
Drain contact DC, local source line LSL1, local source line LSL2
(2a) Stacked gate electrode layer LY2a
Memory cell transistor gate electrode MG1 (floating gate electrode FG, intergate insulating film 7, control gate electrode CG), memory cell transistor gate electrode MG2 (floating gate electrode FG, intergate insulating film 7, control gate electrode CG)
(3) Via plug formation layer LY3
Drain via plug DV
(4) Wiring layer LY4
Bit line BL, main source line MSL (not shown in FIG. 3)
Hereinafter, a cross-sectional structure of the memory cell transistor Tm1 in the memory cell region M will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the transistor Tm2 has a symmetrical structure in the Y direction across the transistor Tm1 and the drain contact DC, and the transistor Tm2 is almost the same as the structure of the transistor Tm1. The structure of the transistor Tm1 will be described, and the description of the transistor Tm2 will be omitted.

図4は、図2のB−B線に沿う特にゲート電極の構造断面について模式的に示している。図4に示すように、半導体基板としてのp型のシリコン基板2には、X方向に離間して複数の素子分離溝3が形成されている。これらの素子分離溝3は、図2中Y方向に沿って形成されており、シリコン基板2の活性領域(アクティブエリア)SaをX方向に区画している。これらの活性領域Saは、図3に示すように、トランジスタTm1およびTm2のドレイン領域2a、ソース領域2bおよびその間に挟まれたチャネル領域を含む領域であり、ビット線BLの直下方に位置して形成される。   FIG. 4 schematically shows a cross section of the gate electrode, particularly along the line BB in FIG. As shown in FIG. 4, a plurality of element isolation grooves 3 are formed in a p-type silicon substrate 2 as a semiconductor substrate so as to be separated from each other in the X direction. These element isolation trenches 3 are formed along the Y direction in FIG. 2 and divide the active region (active area) Sa of the silicon substrate 2 in the X direction. As shown in FIG. 3, these active regions Sa are regions including the drain region 2a and the source region 2b of the transistors Tm1 and Tm2 and the channel region sandwiched between them, and are located immediately below the bit line BL. It is formed.

図4に示すように、複数の素子分離溝3にはそれぞれ素子分離絶縁膜4が埋込まれており、素子分離領域Sbを構成している。この素子分離絶縁膜4は、シリコン基板2の表面より上方に突出して構成されている。素子分離溝3によって区画されたシリコン基板2の活性領域Sa上にはゲート絶縁膜5が形成されている。このゲート絶縁膜5は、所定膜厚のシリコン酸化膜により形成され、トンネル絶縁膜として機能する。   As shown in FIG. 4, an element isolation insulating film 4 is buried in each of the plurality of element isolation trenches 3 to form an element isolation region Sb. The element isolation insulating film 4 is configured to protrude upward from the surface of the silicon substrate 2. A gate insulating film 5 is formed on the active region Sa of the silicon substrate 2 partitioned by the element isolation trench 3. The gate insulating film 5 is formed of a silicon oxide film having a predetermined thickness and functions as a tunnel insulating film.

ゲート絶縁膜5上には多結晶シリコン層6が形成されている。この多結晶シリコン層6は、リンによる不純物がドープされた非晶質シリコンが多結晶化して構成されたものであり、その上面は素子分離絶縁膜4の上面よりも高く位置するように所定膜厚で構成されている。この多結晶シリコン層6は、X方向断面において素子分離絶縁膜4の側面と面一に自己整合的に形成され、トランジスタTm1の浮遊ゲート電極FGとして構成される。   A polycrystalline silicon layer 6 is formed on the gate insulating film 5. The polycrystalline silicon layer 6 is formed by polycrystallizing amorphous silicon doped with impurities due to phosphorus, and a predetermined film so that the upper surface thereof is positioned higher than the upper surface of the element isolation insulating film 4. Consists of thickness. The polycrystalline silicon layer 6 is formed in a self-aligned manner with the side surface of the element isolation insulating film 4 in the cross section in the X direction, and is configured as the floating gate electrode FG of the transistor Tm1.

ゲート間絶縁膜7が、多結晶シリコン層6の上面および側面上ならびに素子分離絶縁膜4の上面上を沿って形成されている。このゲート間絶縁膜7は、例えばONO膜(シリコン酸化膜−シリコン窒化膜−シリコン酸化膜の3層構造膜)等により構成され、第2のゲート絶縁膜、インターポリ絶縁膜、導電層間絶縁膜として構成される。   Intergate insulating film 7 is formed along the upper surface and side surfaces of polycrystalline silicon layer 6 and the upper surface of element isolation insulating film 4. The inter-gate insulating film 7 is composed of, for example, an ONO film (a three-layer structure film of silicon oxide film-silicon nitride film-silicon oxide film), etc., and includes a second gate insulating film, an interpoly insulating film, and a conductive interlayer insulating film. Configured as

このゲート間絶縁膜7の上には多結晶シリコン層8が形成されている。この多結晶シリコン層8は、リンによる不純物がドープされた非晶質シリコンが熱処理されて多結晶化して構成された層として構成されている。   A polycrystalline silicon layer 8 is formed on the intergate insulating film 7. The polycrystalline silicon layer 8 is configured as a layer formed by polycrystallizing amorphous silicon doped with impurities due to phosphorus.

この多結晶シリコン層8の上にはタングステンなどの金属によるシリサイド膜9が形成され、当該層8および9によって制御ゲート電極CGが構成されている。この制御ゲート電極CGの上にはキャップ絶縁膜としてシリコン窒化膜10が形成されている。図3に示す断面においては、シリコン窒化膜10は、Y方向上側端部となる上側肩部10aが欠落した所謂「凸型形状」に構成されている。   A silicide film 9 made of a metal such as tungsten is formed on the polycrystalline silicon layer 8, and the control gate electrode CG is constituted by the layers 8 and 9. A silicon nitride film 10 is formed as a cap insulating film on the control gate electrode CG. In the cross section shown in FIG. 3, the silicon nitride film 10 has a so-called “convex shape” in which the upper shoulder portion 10 a serving as the upper end in the Y direction is missing.

このようにして、シリコン基板2上にゲート絶縁膜5を介して、浮遊ゲート電極FG、ゲート間絶縁膜7、制御ゲート電極CG、シリコン窒化膜10の積層構造によって積層ゲート電極MG1が構成されている。積層ゲート電極MG1の上にはシリコン窒化膜13、シリコン酸化膜14、ビット線BLが積層されている。   In this way, the laminated gate electrode MG1 is formed on the silicon substrate 2 with the laminated structure of the floating gate electrode FG, the intergate insulating film 7, the control gate electrode CG, and the silicon nitride film 10 via the gate insulating film 5. Yes. A silicon nitride film 13, a silicon oxide film 14, and a bit line BL are stacked on the stacked gate electrode MG1.

また、図3に示すように、積層ゲート電極MG1を構成する浮遊ゲート電極FG、ゲート間絶縁膜7、制御ゲート電極CGの側壁には、シリコン酸化膜11が保護用絶縁膜として構成されている。このシリコン酸化膜11は、積層ゲート電極MG1の側壁保護用に設けられているが、積層ゲート電極MG1の脇のゲート絶縁膜5の上面上にも形成されている。シリコン酸化膜11は、その上端11aがゲート間絶縁膜7の上面より上方で且つシリサイド膜9の上面以下の位置になるように構成されている。   Further, as shown in FIG. 3, a silicon oxide film 11 is formed as a protective insulating film on the side walls of the floating gate electrode FG, the intergate insulating film 7 and the control gate electrode CG constituting the stacked gate electrode MG1. . The silicon oxide film 11 is provided for protecting the sidewall of the stacked gate electrode MG1, but is also formed on the upper surface of the gate insulating film 5 on the side of the stacked gate electrode MG1. The silicon oxide film 11 is configured such that its upper end 11 a is located above the upper surface of the intergate insulating film 7 and below the upper surface of the silicide film 9.

シリコン基板2の表層においてゲート電極MG1のY方向両脇には、一方にドレイン領域2aが形成され、他方にソース領域2bが形成されている。これらのドレイン/ソース領域2aおよび2b上には、ゲート絶縁膜5を介してシリコン窒化膜12が形成されている。シリコン窒化膜12は、ゲート電極MG1の側壁に形成されたシリコン酸化膜11の側面上および上面上に沿って当該シリコン酸化膜11の一部外面を被覆するように形成されると共に、ゲート絶縁膜5の上面上に形成されたシリコン酸化膜11の上面上に沿って形成され、シリコン酸化膜11の下側壁面を被覆するように形成されている。シリコン窒化膜12の上端12aは、シリコン酸化膜11aの上端よりも下方に位置し、ゲート絶縁膜5の上面よりも上方に位置するように形成されている。   In the surface layer of the silicon substrate 2, on both sides of the gate electrode MG1 in the Y direction, a drain region 2a is formed on one side, and a source region 2b is formed on the other side. A silicon nitride film 12 is formed on these drain / source regions 2a and 2b with a gate insulating film 5 interposed therebetween. The silicon nitride film 12 is formed so as to cover a part of the outer surface of the silicon oxide film 11 along the side surface and the upper surface of the silicon oxide film 11 formed on the side wall of the gate electrode MG1. 5 is formed along the upper surface of the silicon oxide film 11 formed on the upper surface of the silicon oxide film 5 so as to cover the lower side wall surface of the silicon oxide film 11. The upper end 12 a of the silicon nitride film 12 is formed so as to be positioned below the upper end of the silicon oxide film 11 a and positioned above the upper surface of the gate insulating film 5.

このシリコン窒化膜12の上面上および側面上には当該シリコン窒化膜12を被覆するようにシリコン窒化膜13が形成されている。このシリコン窒化膜13はシリコン窒化膜12の上面上および外側面上に沿って形成されている。また、このシリコン窒化膜13は、シリコン窒化膜10の凸型中央上面上にも形成されている。   A silicon nitride film 13 is formed on the upper and side surfaces of the silicon nitride film 12 so as to cover the silicon nitride film 12. The silicon nitride film 13 is formed along the upper surface and the outer surface of the silicon nitride film 12. The silicon nitride film 13 is also formed on the convex central upper surface of the silicon nitride film 10.

これらのシリコン窒化膜13は同一工程にて成膜されるため、同一符号を付している。シリコン窒化膜10の凸型中央上面上に形成されたシリコン窒化膜13の上にはシリコン酸化膜14が形成されている。このシリコン酸化膜14は、ゲート電極MG1の上層領域における層間絶縁膜、プラグ間絶縁膜を構成する。   Since these silicon nitride films 13 are formed in the same process, they are given the same reference numerals. A silicon oxide film 14 is formed on the silicon nitride film 13 formed on the convex central upper surface of the silicon nitride film 10. This silicon oxide film 14 constitutes an interlayer insulating film and an inter-plug insulating film in the upper layer region of the gate electrode MG1.

図3に示すドレイン側においては、ゲート電極MG1−MG1間のシリコン窒化膜13の内側にドレインコンタクトDCが構成されている。このドレインコンタクトDCは、シリコン基板2のドレイン領域2a直上に位置して形成されている。このドレインコンタクトDCは、その下側面がシリコン酸化膜12の側面上および上面上に沿って形成されたシリコン窒化膜13の側部に沿って形成されている。このドレインコンタクトDCは、その上部がシリコン酸化膜14の側面、シリコン窒化膜10上のシリコン窒化膜13の側面、シリコン窒化膜10の上側面に沿って形成されている。   On the drain side shown in FIG. 3, a drain contact DC is formed inside the silicon nitride film 13 between the gate electrodes MG1 and MG1. The drain contact DC is formed so as to be located immediately above the drain region 2 a of the silicon substrate 2. The drain contact DC is formed along the side portion of the silicon nitride film 13 whose lower side surface is formed along the side surface and the upper surface of the silicon oxide film 12. The drain contact DC is formed along the side surface of the silicon oxide film 14, the side surface of the silicon nitride film 13 on the silicon nitride film 10, and the upper side surface of the silicon nitride film 10.

図2に示すように、これらのドレインコンタクトDCはX方向に並設されている。これらのドレインコンタクトDCは、図3に示すように、タングステン(W)層16と、当該タングステン層16の下面および側面を被覆するように形成されたチタン(Ti)等によるバリアメタル膜17とにより金属配線層として構成される。   As shown in FIG. 2, these drain contacts DC are juxtaposed in the X direction. As shown in FIG. 3, these drain contacts DC include a tungsten (W) layer 16 and a barrier metal film 17 made of titanium (Ti) or the like formed so as to cover the lower surface and side surfaces of the tungsten layer 16. It is configured as a metal wiring layer.

ソース側においては、ソース領域2bが素子分離絶縁膜4を挟んでX方向に複数並設されている。図3に示すように、これらのソース領域2b上にローカルソース線LSL1が形成されている。このローカルソース線LSL1は、ソース領域2b直上からZ方向に沿ってシリコン酸化膜14の上面高さに至るまで形成され、図2中のX方向に沿って延伸されている。   On the source side, a plurality of source regions 2 b are arranged in parallel in the X direction with the element isolation insulating film 4 interposed therebetween. As shown in FIG. 3, a local source line LSL1 is formed on these source regions 2b. This local source line LSL1 is formed from directly above the source region 2b to the height of the upper surface of the silicon oxide film 14 along the Z direction, and is extended along the X direction in FIG.

このローカルソース線LSL1は、図2に示すように、それぞれX方向に複数設けられたソース領域2b上を連結して渡り、当該複数のソース領域2bに対して構造的および電気的に接続して構成されている。このローカルソース線LSL1は、それぞれ複数の活性領域Saおよび素子分離領域Sbの上を跨いでX方向に沿って形成されている。   As shown in FIG. 2, the local source line LSL1 is connected across a plurality of source regions 2b provided in the X direction and is structurally and electrically connected to the plurality of source regions 2b. It is configured. The local source line LSL1 is formed along the X direction across the plurality of active regions Sa and element isolation regions Sb.

シリコン酸化膜14の上面上、ローカルソース線LSL1の上面上には、シリコン酸化膜15が層間絶縁膜として形成されている。このシリコン酸化膜15には、ドレインコンタクトDCの上面上に通ずるヴィアホールが形成されており、ヴィアホールの内面に沿ってバリアメタル膜18が形成され当該バリアメタル膜18の内側に金属層19が形成されることによってドレインヴィアプラグDVが形成されている。ドレインヴィアプラグDVの上にはビット線BLがY方向に沿って構成されている。   A silicon oxide film 15 is formed as an interlayer insulating film on the upper surface of the silicon oxide film 14 and on the upper surface of the local source line LSL1. A via hole is formed in the silicon oxide film 15 so as to communicate with the upper surface of the drain contact DC. A barrier metal film 18 is formed along the inner surface of the via hole, and a metal layer 19 is formed inside the barrier metal film 18. As a result, a drain via plug DV is formed. A bit line BL is formed along the Y direction on the drain via plug DV.

図5は、図2のR領域(ドレインコンタクトDCの形成領域およびその周辺)の斜視図を模式的に示している。この図5においては説明を簡略化するためドレインコンタクトDC周辺のシリコン窒化膜12、13等については図示を省略している。ドレインコンタクトDCの周辺(図2AのX方向脇)にはBPSG(Boron-phospho silicate glass)膜21が電極間絶縁膜として埋込まれている。尚、図5においては、BPSG膜21はその形成領域中に符号を付しており図示を省略している。このBPSG膜21は、TEOSによるシリコン酸化膜などよりも埋込性の良い膜であり、ゲート電極MG1の側方に位置して形成されている。   FIG. 5 schematically shows a perspective view of the R region (region where the drain contact DC is formed and its periphery) in FIG. In FIG. 5, the silicon nitride films 12 and 13 around the drain contact DC are not shown in order to simplify the description. A BPSG (Boron-phosphosilicate glass) film 21 is embedded as an interelectrode insulating film around the drain contact DC (side in the X direction in FIG. 2A). In FIG. 5, the BPSG film 21 is provided with a reference numeral in its formation region and is not shown. The BPSG film 21 is a film with better embedding than a silicon oxide film made of TEOS, and is formed on the side of the gate electrode MG1.

図2に示すように、ドレインコンタクトDCは、Y方向に隣接したゲート電極MG1、MG2上に張り出して上面が楕円形状に構成されている。図5に示すように、ドレインコンタクトDCは、BPSG膜21中の隣り合うゲート電極MG1−MG2間に位置して形成されている。また、図3Aに示すように、ドレインコンタクトDCはその下側面がシリコン窒化膜10の上側肩部10aの欠落部分の外面に沿って形成されると共に、シリコン酸化膜11の上端11aを被覆して形成されたシリコン窒化膜13の上端13aの外面に沿って形成されている。   As shown in FIG. 2, the drain contact DC extends over the gate electrodes MG <b> 1 and MG <b> 2 adjacent in the Y direction and has an elliptical upper surface. As shown in FIG. 5, the drain contact DC is formed between adjacent gate electrodes MG <b> 1-MG <b> 2 in the BPSG film 21. Further, as shown in FIG. 3A, the drain contact DC has a lower side surface formed along the outer surface of the missing portion of the upper shoulder 10a of the silicon nitride film 10, and covers the upper end 11a of the silicon oxide film 11. The silicon nitride film 13 is formed along the outer surface of the upper end 13a.

ドレインコンタクトDCは、その下側面が前記シリコン窒化膜10の上側肩部10aの欠落部分からシリコン基板2の上面上に至るまで湾曲形成されている。また、図2Aおよび図5に示すように、ドレインコンタクトDCは、その下端面が矩形枠状に構成されておりX方向の一部が素子分離絶縁膜4の上部4aの上面の一部に載置するように構成されている。このようにしてドレインコンタクトDCは自己整合的に形成されている。尚、素子分離絶縁膜4の上部4aのY方向に沿う側壁面にはスペーサ状にシリコン窒化膜13が残留するが図示を省略している。このような構造は、ソース線コンタクトLSL1、LSL2の下側面形状についても略同様であるため、その説明を省略する。   The drain contact DC is curved so that its lower side surface extends from the missing portion of the upper shoulder 10 a of the silicon nitride film 10 to the upper surface of the silicon substrate 2. Further, as shown in FIGS. 2A and 5, the drain contact DC has a lower end surface configured in a rectangular frame shape, and a part in the X direction is mounted on a part of the upper surface of the upper part 4 a of the element isolation insulating film 4. It is configured to be placed. In this way, the drain contact DC is formed in a self-aligned manner. Although the silicon nitride film 13 remains in a spacer shape on the side wall surface along the Y direction of the upper portion 4a of the element isolation insulating film 4, the illustration is omitted. Since such a structure is substantially the same for the lower surface shape of the source line contacts LSL1 and LSL2, the description thereof is omitted.

上記の構造と対応付けて周辺回路領域P内に構成されるトランジスタの構造について説明する。
図6は、周辺回路領域内のトランジスタ形成領域の平面図を模式的に示している。この図6に示すように、活性領域(アクティブエリア)Sa上にゲート電極PGが横切って構成されており、活性領域Saの外周に素子分離領域Sbが構成されている。
A structure of a transistor configured in the peripheral circuit region P will be described in association with the above structure.
FIG. 6 schematically shows a plan view of a transistor formation region in the peripheral circuit region. As shown in FIG. 6, a gate electrode PG is formed across the active region (active area) Sa, and an element isolation region Sb is formed on the outer periphery of the active region Sa.

図7は、図6のC−C線に沿う縦断面図を模式的に示している。尚、前述したメモリセル領域Mを構成する構造要素と同種材料、同一工程にて構成された構造要素については、同一符号を付して説明を行う。   FIG. 7 schematically shows a longitudinal sectional view taken along the line CC of FIG. Note that the structural elements that are formed of the same material and in the same process as the structural elements constituting the memory cell region M described above will be described with the same reference numerals.

この図7に示すように、周辺回路領域P内においては、シリコン基板2の上面上にゲート絶縁膜5を介してゲート電極PGが構成されている。このゲート電極PGは、メモリセル領域M内のゲート電極MG1、MG2とほぼ同様の構造となっており、多結晶シリコン層6、ゲート間絶縁膜7、多結晶シリコン層8、シリサイド膜9、シリコン窒化膜10を順次積層した構造をなしている。ゲート電極PGがゲート電極MG1、MG2と異なるところは、ゲート間絶縁膜7のほぼ中央に貫通孔7aが形成されており多結晶シリコン層6、8間が互いに構造的および電気的に接続されている点が主な相違点となっている。   As shown in FIG. 7, in the peripheral circuit region P, a gate electrode PG is formed on the upper surface of the silicon substrate 2 via a gate insulating film 5. The gate electrode PG has substantially the same structure as the gate electrodes MG1 and MG2 in the memory cell region M, and includes a polycrystalline silicon layer 6, an intergate insulating film 7, a polycrystalline silicon layer 8, a silicide film 9, and silicon The nitride film 10 is sequentially stacked. Where the gate electrode PG is different from the gate electrodes MG1 and MG2, a through hole 7a is formed in the approximate center of the intergate insulating film 7, and the polycrystalline silicon layers 6 and 8 are structurally and electrically connected to each other. Is the main difference.

このゲート電極PGの下部構造(多結晶シリコン層6、8、ゲート間絶縁膜7、シリサイド膜9)の側壁に沿ってシリコン酸化膜11が形成されている。このシリコン酸化膜11は、メモリセル領域Mの構造とほぼ同様に、ゲート電極PGの側壁部分からゲート絶縁膜5の直上面上に至るまで連続的に形成されている。   A silicon oxide film 11 is formed along the side wall of the lower structure of the gate electrode PG (polycrystalline silicon layers 6 and 8, intergate insulating film 7 and silicide film 9). The silicon oxide film 11 is formed continuously from the side wall portion of the gate electrode PG to the immediate upper surface of the gate insulating film 5 in substantially the same manner as the structure of the memory cell region M.

シリコン窒化膜22が、ゲート電極PGの側壁に沿うシリコン酸化膜11の下部外側壁面に沿って形成されている。このシリコン窒化膜22は、その上端22aがシリコン酸化膜11の上端11aより下方に位置して構成されている。このシリコン窒化膜22は、ゲート電極PGの側壁に沿う部分からシリコン酸化膜11の上面上に沿った底部に向けて連続してゲート電極PGの脇に位置して構成されている。   A silicon nitride film 22 is formed along the lower outer wall surface of the silicon oxide film 11 along the side wall of the gate electrode PG. The silicon nitride film 22 has an upper end 22 a located below the upper end 11 a of the silicon oxide film 11. The silicon nitride film 22 is configured to be continuously located beside the gate electrode PG from the portion along the side wall of the gate electrode PG to the bottom portion along the upper surface of the silicon oxide film 11.

ゲート電極PGの外側方において、シリコン窒化膜22の直外脇に位置してシリコン窒化膜12が構成されている。このシリコン窒化膜12は、その底部がシリコン酸化膜11の上面上に沿って形成され、シリコン窒化膜22の底部の最外端と接触して構成され、当該接触端から上方に向けてゲート電極PG側(内側)に湾曲して構成されている。   A silicon nitride film 12 is formed on the outer side of the gate electrode PG and directly outside the silicon nitride film 22. The bottom of the silicon nitride film 12 is formed on the top surface of the silicon oxide film 11 and is configured to be in contact with the outermost end of the bottom of the silicon nitride film 22. The gate electrode extends upward from the contact end. It is configured to bend toward the PG side (inner side).

これらの鉛直方向に延びるシリコン窒化膜12、22の内側に囲われた領域内の下部には、シリコン酸化膜23が残留形成されている。このシリコン酸化膜23は、シリコン窒化膜12の内側壁面に沿って形成されている。さらにシリコン酸化膜23は、シリコン窒化膜22の底部上に形成されている。   A silicon oxide film 23 remains in the lower part of the region surrounded by the silicon nitride films 12 and 22 extending in the vertical direction. The silicon oxide film 23 is formed along the inner wall surface of the silicon nitride film 12. Further, the silicon oxide film 23 is formed on the bottom of the silicon nitride film 22.

これらのシリコン酸化膜23は、LDD(Lightly Doped Drain)構造のソース/ドレイン領域2cを構成するためのスペーサ絶縁膜として構成されるもので、プロセス(後述する)上で上部が異方性エッチング処理され、その下部の膜が残留した残留膜である。   These silicon oxide films 23 are formed as spacer insulating films for forming source / drain regions 2c having an LDD (Lightly Doped Drain) structure, and an upper portion is anisotropically etched in the process (described later). The remaining film is the remaining film.

シリコン窒化膜13は、ゲート電極PGのシリコン窒化膜10の上面(上端面)および側面、シリコン酸化膜11の上面(上端11aを含む)および上側面、シリコン窒化膜22の上面および上側面、シリコン窒化膜22の底部上に形成されたシリコン酸化膜23の上面および側面、シリコン窒化膜12の上面および側面並びに底部上を被覆するように形成されている。このシリコン窒化膜13は、シリコン酸化膜23の上部が異方性エッチングされた後の残留膜を被覆するように構成されている。このシリコン窒化膜13の上にはBPSG膜21が構成されている。シリコン窒化膜13はBPSG膜21に含有する不純物イオンなどの通過を抑制するためのバリア膜として機能する。   The silicon nitride film 13 includes the upper surface (upper end surface) and side surface of the silicon nitride film 10 of the gate electrode PG, the upper surface (including the upper end 11a) and upper surface of the silicon oxide film 11, the upper surface and upper side surface of the silicon nitride film 22, silicon The upper and side surfaces of the silicon oxide film 23 formed on the bottom of the nitride film 22 and the upper and side surfaces of the silicon nitride film 12 and the bottom are covered. The silicon nitride film 13 is configured to cover the remaining film after the upper portion of the silicon oxide film 23 is anisotropically etched. A BPSG film 21 is formed on the silicon nitride film 13. The silicon nitride film 13 functions as a barrier film for suppressing the passage of impurity ions contained in the BPSG film 21.

BPSG膜21およびシリコン窒化膜13の上端面上には、シリコン酸化膜14が構成されている。シリコン酸化膜11、14、ゲート絶縁膜5、BPSG膜21、シリコン窒化膜13、12には、コンタクトホールPHが形成されており、このコンタクトホールPH内にはコンタクトプラグPCが形成されており、シリコン基板2の表層においてゲート電極PG脇に形成された拡散層(ドレイン領域)2cとの間の構造的および電気的接続が図られている。このコンタクトプラグPCは、チタン(Ti)などによるバリアメタル膜24およびタングステン(W)などによる金属層25によって構成されている。   A silicon oxide film 14 is formed on the upper end surfaces of the BPSG film 21 and the silicon nitride film 13. A contact hole PH is formed in the silicon oxide films 11 and 14, the gate insulating film 5, the BPSG film 21, and the silicon nitride films 13 and 12, and a contact plug PC is formed in the contact hole PH. Structural and electrical connection between the diffusion layer (drain region) 2c formed on the surface layer of the silicon substrate 2 beside the gate electrode PG is achieved. The contact plug PC includes a barrier metal film 24 made of titanium (Ti) or the like and a metal layer 25 made of tungsten (W) or the like.

次に、上記構造の製造方法について説明する。
図8はメモリセル領域M内の各ゲート電極MGおよび周辺回路領域のゲート電極PGが分断形成された状態の断面図であり、図8(a)はこの時点における図2のA−A線に沿って示すメモリセル領域内の縦断面図を模式的に示しており、図8(b)はこの時点における図6のC−C線に沿って示す周辺回路領域内の縦断面図を模式的に示している。
Next, the manufacturing method of the said structure is demonstrated.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which each gate electrode MG in the memory cell region M and the gate electrode PG in the peripheral circuit region are divided and formed, and FIG. 8A shows a line AA in FIG. FIG. 8B schematically shows a longitudinal sectional view in the peripheral circuit region shown along the line CC in FIG. 6 at this time. It shows.

図8(a)に示すように、メモリセル領域M内において、シリコン基板2上に形成されたゲート絶縁膜5上に、浮遊ゲート電極FGとなる多結晶シリコン層6、ゲート間絶縁膜7、制御ゲート電極CGとなる多結晶シリコン層8およびシリサイド膜9、シリコン窒化膜10が順次積層され、図2中X方向に分断され、ゲート電極MGが形成される。   As shown in FIG. 8A, in the memory cell region M, on the gate insulating film 5 formed on the silicon substrate 2, the polycrystalline silicon layer 6 that becomes the floating gate electrode FG, the inter-gate insulating film 7, A polycrystalline silicon layer 8, a silicide film 9, and a silicon nitride film 10 to be the control gate electrode CG are sequentially stacked and divided in the X direction in FIG. 2 to form the gate electrode MG.

図8(b)は、周辺回路領域P内のゲート電極PGの構造を示しているが、メモリセル領域M内の構造と同時に、ゲート絶縁膜5上に多結晶シリコン層6、ゲート間絶縁膜7、多結晶シリコン層8、シリサイド膜9、シリコン窒化膜10を順次積層するが、その途中の段階においてゲート間絶縁膜7の中央に貫通孔7aを形成する工程が設けられる。   FIG. 8B shows the structure of the gate electrode PG in the peripheral circuit region P. At the same time as the structure in the memory cell region M, the polycrystalline silicon layer 6 and the inter-gate insulating film are formed on the gate insulating film 5. 7, the polycrystalline silicon layer 8, the silicide film 9, and the silicon nitride film 10 are sequentially laminated, and a step of forming a through hole 7 a in the center of the inter-gate insulating film 7 is provided at an intermediate stage.

(a)を付した図面(図9(a)〜図21(a))および図22は、この後における図2のA−A線に沿って示すメモリセル領域M内の一製造工程における縦断面図を模式的に示しており、(b)を付した図面(図9(b)〜図21(b))は、図6のC−C線に沿って示す周辺回路領域P内の一製造工程における縦断面図を模式的に示している。これらの図9〜図22は、図8(a)〜図8(b)の工程断面に続く工程を表す図である。   Drawing (a)-Drawing 21 (a) which attached (a) and Drawing 22 are longitudinal sections in one manufacturing process in memory cell field M shown along the AA line of Drawing 2 after this. FIG. 9B is a plan view schematically showing the drawings (FIG. 9B to FIG. 21B), and FIG. 9B is a plan view of the peripheral circuit region P shown along the line CC in FIG. The longitudinal cross-sectional view in a manufacturing process is shown typically. 9 to 22 are views showing processes following the process cross section of FIGS. 8A to 8B.

図9(a)および図9(b)に示すように、領域PおよびM内において、ラジカル酸化処理を行い、各ゲート電極MG1、MG2、PGを酸化する。このラジカル酸化処理は、シリサイド膜9の異常酸化を防止するための処理である。このラジカル酸化処理が行われることによってシリコン窒化膜10の上面および側面、シリサイド膜9の側面、多結晶シリコン層6、8の側面、ゲート間絶縁膜7の側面にシリコン酸化膜11が形成され、各ゲート電極MG1、MG2、PGの側壁を保護することができる。   As shown in FIGS. 9A and 9B, radical oxidation is performed in the regions P and M to oxidize the gate electrodes MG1, MG2, and PG. This radical oxidation process is a process for preventing abnormal oxidation of the silicide film 9. By performing this radical oxidation treatment, a silicon oxide film 11 is formed on the upper and side surfaces of the silicon nitride film 10, the side surfaces of the silicide film 9, the side surfaces of the polycrystalline silicon layers 6 and 8, and the side surfaces of the intergate insulating film 7. The side walls of the gate electrodes MG1, MG2, and PG can be protected.

次に、図10(a)および図10(b)に示すように、領域PおよびM内において、CVD法によりシリコン酸化膜11上にシリコン窒化膜22を堆積する。このシリコン窒化膜22は、シリコン酸化膜11の上面および外側面を被覆するように形成される。   Next, as shown in FIGS. 10A and 10B, a silicon nitride film 22 is deposited on the silicon oxide film 11 by the CVD method in the regions P and M. The silicon nitride film 22 is formed so as to cover the upper surface and the outer surface of the silicon oxide film 11.

次に、図11(a)および図11(b)に示すように、領域PおよびM内において、TEOSガスを用いたCVD法によりシリコン酸化膜23をシリコン窒化膜22の上に、かつシリコン窒化膜22よりも厚く堆積する。   Next, as shown in FIGS. 11A and 11B, in the regions P and M, the silicon oxide film 23 is formed on the silicon nitride film 22 and silicon nitrided by the CVD method using TEOS gas. It is deposited thicker than the film 22.

次に、図12(a)および図12(b)に示すように、領域PおよびM内において、シリコン窒化膜22に対して高選択性を有する条件下においてシリコン酸化膜23を異方性エッチング処理してスペーサ加工する。すると、シリコン窒化膜22がエッチング処理のストッパとして機能し、シリコン酸化膜23がゲート電極PGの側壁に沿ってシリコン酸化膜11およびシリコン窒化膜22を介して外側面が湾曲するように形成される。次に、周辺回路領域P側のみレジスト28をマスクとしてパターンニングし、バッファードフッ酸処理を行うことでメモリセル領域M内のシリコン酸化膜23を剥離する。   Next, as shown in FIGS. 12A and 12B, in the regions P and M, the silicon oxide film 23 is anisotropically etched under a condition having high selectivity with respect to the silicon nitride film 22. Process spacers. Then, the silicon nitride film 22 functions as a stopper for the etching process, and the silicon oxide film 23 is formed along the side wall of the gate electrode PG so that the outer surface is curved through the silicon oxide film 11 and the silicon nitride film 22. . Next, patterning is performed using the resist 28 as a mask only on the peripheral circuit region P side, and a buffered hydrofluoric acid treatment is performed to peel off the silicon oxide film 23 in the memory cell region M.

次に、図13(a)および図13(b)に示すように、領域MおよびP内において、ホット燐酸処理することでこの時点で露出しているシリコン窒化膜22をエッチング処理して除去する。すると、周辺回路領域P内においては、シリコン窒化膜22が、スペーサ加工されたシリコン酸化膜23の内側側面および底面に沿ってシリコン酸化膜11との間に挟持された部分を残しながら剥離される。メモリセル領域M内においては、シリコン窒化膜22は全面的に除去される。   Next, as shown in FIGS. 13A and 13B, the silicon nitride film 22 exposed at this point is removed by etching in the regions M and P by hot phosphoric acid treatment. . Then, in the peripheral circuit region P, the silicon nitride film 22 is peeled off while leaving a portion sandwiched between the silicon oxide film 11 along the inner side surface and the bottom surface of the silicon oxide film 23 subjected to spacer processing. . In the memory cell region M, the silicon nitride film 22 is entirely removed.

次に、図14(a)および図14(b)に示すように、領域MおよびP内において、減圧CVD法によりシリコン窒化膜12を堆積する。すると、メモリセル領域M内においては、シリコン窒化膜12は、シリコン酸化膜11の外側面および上面に沿って形成される。また、これと同時に、周辺回路領域P内においては、シリコン窒化膜12は、ゲート絶縁膜5上のシリコン酸化膜11の上面上に沿って底部として構成され、当該底部はシリコン窒化膜22の最外端に接触して構成される。さらに、このシリコン窒化膜12は、シリコン酸化膜23の外湾曲側面に沿って形成されると共に、シリコン酸化膜11の上面に沿って形成される。   Next, as shown in FIGS. 14A and 14B, a silicon nitride film 12 is deposited in the regions M and P by a low pressure CVD method. Then, in the memory cell region M, the silicon nitride film 12 is formed along the outer surface and the upper surface of the silicon oxide film 11. At the same time, in the peripheral circuit region P, the silicon nitride film 12 is configured as a bottom along the upper surface of the silicon oxide film 11 on the gate insulating film 5, and the bottom is the top of the silicon nitride film 22. It is configured in contact with the outer end. Further, the silicon nitride film 12 is formed along the outer curved side surface of the silicon oxide film 23 and is formed along the upper surface of the silicon oxide film 11.

次に、図15(a)および図15(b)に示すように、領域MおよびP内において、シリコン窒化膜12上にBPSG膜29を犠牲層として堆積し、各ゲート電極の上面上に形成されたシリコン窒化膜12をストッパとして平坦化処理する。次に、図16(a)および図16(b)に示すように、領域MおよびP内において、BPSG膜29をエッチバックし当該BPSG膜29の上面の高さがシリコン窒化膜12の上端面12cの高さとシリコン窒化膜12の底部となる内下端部12bの高さとの間で所定割合(例えば1/2)の高さとなるように落とし込み調整する。このとき、隣り合う複数の積層膜6〜10間に位置するシリコン窒化膜12の内下端部12bが除去処理されないようにする。なお、犠牲層としてBPSG膜29を適用しているが、レジストを用いてもよい。   Next, as shown in FIGS. 15A and 15B, in the regions M and P, a BPSG film 29 is deposited as a sacrificial layer on the silicon nitride film 12 and formed on the upper surface of each gate electrode. A planarization process is performed using the silicon nitride film 12 thus formed as a stopper. Next, as shown in FIGS. 16A and 16B, the BPSG film 29 is etched back in the regions M and P, and the height of the upper surface of the BPSG film 29 is the upper end surface of the silicon nitride film 12. Drop adjustment is performed so that a predetermined ratio (for example, 1/2) is obtained between the height of 12c and the height of the inner lower end portion 12b serving as the bottom of the silicon nitride film 12. At this time, the inner and lower end portions 12b of the silicon nitride film 12 positioned between the plurality of adjacent laminated films 6 to 10 are not removed. Although the BPSG film 29 is applied as the sacrificial layer, a resist may be used.

次に、図17(a)および図17(b)に示すように、領域MおよびP内において、BPSG膜29との間で高選択性を有する条件にてホット燐酸処理によりシリコン窒化膜12および22をウェットエッチング処理する。メモリセル領域M内において、シリコン窒化膜12の上端12aは、多結晶シリコン層8の上面より上方で且つシリコン窒化膜10の下面より下方に位置するように構成される。このとき、周辺回路領域P内において、シリコン酸化膜11の外側面に沿って形成されたシリコン窒化膜22の上部やシリコン酸化膜23の湾曲上側面上のシリコン窒化膜12の上部も同時に除去されるため、領域P内のシリコン窒化膜12の上端12aやシリコン窒化膜22の上端22aは、多結晶シリコン層8の上面より上方で且つシリコン窒化膜10の下面より下方に位置するように構成され、シリコン酸化膜23の上側面(内側面、外側面)が露出する。   Next, as shown in FIGS. 17A and 17B, in the regions M and P, the silicon nitride film 12 and the silicon nitride film 12 are formed by hot phosphoric acid treatment under a condition having high selectivity with the BPSG film 29. 22 is wet-etched. In the memory cell region M, the upper end 12 a of the silicon nitride film 12 is configured to be located above the upper surface of the polycrystalline silicon layer 8 and below the lower surface of the silicon nitride film 10. At this time, in the peripheral circuit region P, the upper portion of the silicon nitride film 22 formed along the outer surface of the silicon oxide film 11 and the upper portion of the silicon nitride film 12 on the curved upper side surface of the silicon oxide film 23 are also removed at the same time. Therefore, the upper end 12 a of the silicon nitride film 12 and the upper end 22 a of the silicon nitride film 22 in the region P are configured to be located above the upper surface of the polycrystalline silicon layer 8 and below the lower surface of the silicon nitride film 10. The upper surface (inner surface, outer surface) of the silicon oxide film 23 is exposed.

次に、図18(a)および図18(b)に示すように、異方性エッチング処理を行うことでBPSG膜29を除去処理する。このとき、BPSG膜29を除去処理すると同時に、シリコン窒化膜10の上面および側面に沿って形成されているシリコン酸化膜11を除去処理することでシリコン窒化膜10の上面および側面を露出させる。このとき同時に、シリコン酸化膜11をシリサイド膜9の側壁上部に沿って残留させるように加工する。尚、前記工程にて上側面が露出したシリコン酸化膜23もこの工程において同時に異方性エッチング処理され、周辺回路領域P内のシリコン酸化膜23は、その一部がシリコン窒化膜22の下端付近まで除去処理される。   Next, as shown in FIGS. 18A and 18B, the BPSG film 29 is removed by performing an anisotropic etching process. At this time, the removal process of the BPSG film 29 and the removal process of the silicon oxide film 11 formed along the upper surface and the side surface of the silicon nitride film 10 expose the upper surface and the side surface of the silicon nitride film 10. At the same time, the silicon oxide film 11 is processed so as to remain along the upper portion of the sidewall of the silicide film 9. The silicon oxide film 23 whose upper side surface is exposed in the above process is also anisotropically etched in this process. A part of the silicon oxide film 23 in the peripheral circuit region P is near the lower end of the silicon nitride film 22. Is removed.

異方性エッチングによって処理する理由は、シリコン酸化膜11、23を側壁に沿って残留させると共に、シリサイド膜9の上側壁に沿って形成されたシリコン酸化膜11の上側面を湾曲形状に成形するためである。ここで仮にウェットエッチングなどの等方性エッチングを用いるとゲート間絶縁膜7までエッチング処理の影響が達する虞があるため適用できない。   The reason for processing by anisotropic etching is that the silicon oxide films 11 and 23 are left along the side walls, and the upper side surface of the silicon oxide film 11 formed along the upper side walls of the silicide film 9 is formed into a curved shape. Because. Here, if isotropic etching such as wet etching is used, the effect of the etching process may reach up to the inter-gate insulating film 7 and thus cannot be applied.

次に、図19(a)および図19(b)に示すように、減圧CVD法によりシリコン窒化膜13を形成する。周辺回路領域P内においては、シリコン窒化膜13は、シリコン窒化膜10の上面および側面、シリコン酸化膜11の上面(上端11aを含む)および側面、シリコン窒化膜22の上面および外側面(上端22a含む)、シリコン酸化膜23のエッチング残留膜の上面および内側面、シリコン窒化膜12の上面および側面(上端12a含む)並びに底部上を被覆するように形成される。このシリコン窒化膜13は、BPSG膜21に含有する不純物イオンなどの通過を抑制するためのバリア膜として機能する。   Next, as shown in FIGS. 19A and 19B, a silicon nitride film 13 is formed by a low pressure CVD method. In the peripheral circuit region P, the silicon nitride film 13 includes upper and side surfaces of the silicon nitride film 10, upper surface (including the upper end 11a) and side surfaces of the silicon oxide film 11, and upper and outer surfaces (upper end 22a) of the silicon nitride film 22. The upper and inner side surfaces of the etching residual film of the silicon oxide film 23, and the upper and side surfaces (including the upper end 12a) and the bottom of the silicon nitride film 12 are formed. The silicon nitride film 13 functions as a barrier film for suppressing the passage of impurity ions contained in the BPSG film 21.

次に、図20(a)および図20(b)に示すように、シリコン窒化膜13の上にCVD法によりBPSG膜21を堆積し、各ゲート電極の上面上に形成されたシリコン窒化膜13をストッパとしてCMP法によりBPSG膜21を平坦化処理する。   Next, as shown in FIGS. 20A and 20B, a BPSG film 21 is deposited on the silicon nitride film 13 by the CVD method, and the silicon nitride film 13 formed on the upper surface of each gate electrode. The BPSG film 21 is planarized by the CMP method using as a stopper.

次に、図21(a)および図21(b)に示すように、TEOSガスを用いたプラズマCVD法によりシリコン酸化膜14を堆積する。すると、シリコン酸化膜14が、BPSG膜21の上面上に沿って堆積すると共にシリコン窒化膜13の上面上に沿って堆積する。   Next, as shown in FIGS. 21A and 21B, a silicon oxide film 14 is deposited by plasma CVD using TEOS gas. Then, the silicon oxide film 14 is deposited along the upper surface of the BPSG film 21 and is deposited along the upper surface of the silicon nitride film 13.

次に、図22にメモリセル領域の工程を示すように、フォトレジスト(図示せず)を塗布し、当該レジストをドレインコンタクトDCの形成領域Rdにおいてフォトリソグラフィ法によりパターンニングし、パターンニングされたレジストをマスクとして、シリコン窒化膜に対して高選択性を有する条件にてシリコン酸化膜14およびBPSG膜21を異方性エッチング(RIE法)により処理する。   Next, as shown in the process of the memory cell region in FIG. 22, a photoresist (not shown) is applied, and the resist is patterned by photolithography in the formation region Rd of the drain contact DC and patterned. Using the resist as a mask, the silicon oxide film 14 and the BPSG film 21 are processed by anisotropic etching (RIE method) under conditions having high selectivity with respect to the silicon nitride film.

このとき、レジストの開口幅は複数のゲート電極MG1−MG1間、MG1−MG2間の間隔よりも広く設定されているため、シリコン酸化膜14およびBPSG膜21をエッチング加工すると、シリコン酸化膜14およびBPSG膜21が主に加工されるものの、シリコン窒化膜10の上側角部(上側縁部)10aも速度は遅いもののエッチング処理が行われる。   At this time, since the opening width of the resist is set wider than the interval between the plurality of gate electrodes MG1-MG1 and between MG1-MG2, when the silicon oxide film 14 and the BPSG film 21 are etched, the silicon oxide film 14 and Although the BPSG film 21 is mainly processed, the upper corner (upper edge) 10a of the silicon nitride film 10 is etched at a low speed.

各膜5〜10、13、14の膜厚、エッチングの選択性などの各種条件が調整された状態で時間を調整してエッチング処理が行われると、コンタクトホールDHをシリコン基板2の上面に達するように形成したときには、シリコン窒化膜10の上側肩部10a、シリコン窒化膜13の側部が欠落した形状に形成される。   When the etching process is performed by adjusting the time in a state where various conditions such as the film thickness of each of the films 5 to 10, 13, and 14 and the etching selectivity are adjusted, the contact hole DH reaches the upper surface of the silicon substrate 2. When formed in this manner, the upper shoulder portion 10a of the silicon nitride film 10 and the side portion of the silicon nitride film 13 are formed in a missing shape.

この場合、シリコン窒化膜13の下側上端13aがシリコン酸化膜11の上端11aを被覆して残留するように形成されている。つまり、異方性エッチング処理が行われたとしても、ゲート電極MG1の側壁に沿って形成されたシリコン酸化膜11を保護することができる。コンタクトホールDHの下側面は、シリコン窒化膜13がゲート電極MG1、MG2の側壁に沿って縦方向に形成されているため、コンタクトホールDHはシリコン窒化膜13の外面に沿ってシリコン基板2の上面上に至るまで形成され、コンタクトホールDHの径は上層側からシリコン基板2の上面上に至るまで徐々に狭くなり、エッチング処理の影響がシリコン酸化膜11に侵食することはない。   In this case, the lower upper end 13 a of the silicon nitride film 13 is formed so as to cover the upper end 11 a of the silicon oxide film 11 and remain. That is, even if the anisotropic etching process is performed, the silicon oxide film 11 formed along the side wall of the gate electrode MG1 can be protected. Since the silicon nitride film 13 is formed vertically along the side walls of the gate electrodes MG1 and MG2 on the lower side surface of the contact hole DH, the contact hole DH extends along the outer surface of the silicon nitride film 13 and the upper surface of the silicon substrate 2. The contact hole DH is formed so as to extend upward, and the diameter of the contact hole DH gradually decreases from the upper layer side to the upper surface of the silicon substrate 2, and the influence of the etching process does not erode the silicon oxide film 11.

このようにして、シリコン酸化膜11の成膜状態を保持しながらドレインコンタクトDC側において上部が平面的にY方向に楕円形状となるコンタクトホールDHを自己整合的(セルフアライン)に信頼性良く形成することができる。   In this way, the contact hole DH whose upper portion is planarly elliptical in the Y direction on the drain contact DC side while maintaining the film formation state of the silicon oxide film 11 is formed in a self-aligned (self-aligned) manner with high reliability. can do.

尚、図5の斜視図に示すように、ドレインコンタクトDC側においては、コンタクトホールDHの形成領域以外における他のX方向に沿った側壁部分においては、シリコン窒化膜10やシリコン窒化膜13は欠落形成されることはない。   As shown in the perspective view of FIG. 5, on the drain contact DC side, the silicon nitride film 10 and the silicon nitride film 13 are missing in the side wall portion along the other X direction other than the formation region of the contact hole DH. Never formed.

図22に示すように、このようなメモリセル領域M内のドレインコンタクトDC側のホールDHの形成工程を、メモリセル領域M内のローカルソース線コンタクトLSL1、LSL2側でも同様に繰り返すことでソース線コンタクトLSL1、LSL2側にも同様の自己整合的な平面的に直線状(上側がほぼ直方体状で下側面がゲート電極間において湾曲面形状)の溝となるコンタクトホールSHを形成することができる。   As shown in FIG. 22, the process of forming the hole DH on the drain contact DC side in the memory cell region M is repeated in the same manner on the local source line contacts LSL1 and LSL2 side in the memory cell region M, thereby A similar self-aligned planar straight hole (upper side is a substantially rectangular parallelepiped shape and the lower surface is a curved surface shape between the gate electrodes) can also be formed on the contacts LSL1 and LSL2 side.

また、周辺回路領域P内のBPSG膜21等にコンタクトホールPHを形成するが、周辺回路領域P内では自己整合的なコンタクトホールを適用していないため形成方法の説明を省略する。
次に、図3に示すように、スパッタ法によりチタン(Ti)によるバリアメタル膜17をホールDHおよびSH内面に沿って成膜し、CVD法によりタングステン層16を堆積し、シリコン酸化膜14をストッパとしてCMP法によりタングステン層16およびバリアメタル膜17を平坦化処理する。また、これと同時に、チタン(Ti)によるバリアメタル膜24をホールPHの内面に沿って成膜し、CVD法によりタングステン層25を堆積する。すると、メモリセル領域M内においては、ドレインコンタクトDC、ローカルソース線コンタクトLSL1、LSL2をゲート電極MG1およびMG2から離間した状態で形成することができる。また、周辺回路領域P内においては、コンタクトPCを形成することができる。
In addition, although the contact hole PH is formed in the BPSG film 21 and the like in the peripheral circuit region P, since the self-aligned contact hole is not applied in the peripheral circuit region P, description of the forming method is omitted.
Next, as shown in FIG. 3, a barrier metal film 17 of titanium (Ti) is formed along the holes DH and SH by sputtering, a tungsten layer 16 is deposited by CVD, and a silicon oxide film 14 is formed. As a stopper, the tungsten layer 16 and the barrier metal film 17 are planarized by CMP. At the same time, a barrier metal film 24 of titanium (Ti) is formed along the inner surface of the hole PH, and a tungsten layer 25 is deposited by the CVD method. Then, in the memory cell region M, the drain contact DC and the local source line contacts LSL1, LSL2 can be formed in a state of being separated from the gate electrodes MG1 and MG2. In the peripheral circuit region P, a contact PC can be formed.

次に、図3に示すように、CVD法によりシリコン酸化膜15を堆積し、当該シリコン酸化膜15上にレジスト(図示せず)をパターンニングし、当該パターンニングされたレジストをマスクとして、ドレインコンタクトDC直上に達するヴィアホールを形成し、当該ホール内にスパッタ法によりバリアメタル膜18を形成し、当該バリアメタル膜18の内側にタングステン等によって金属層19を堆積し、シリコン酸化膜15をストッパーとして平坦化処理しドレイン側のヴィアプラグDVとして形成する。次に、ヴィアプラグDVの上層にビット線BL構造等を形成することでフラッシュメモリ装置1のメモリセル領域Mの構造を形成することができるが、この後の工程については本実施形態の特徴とは直接関係しないため、その説明を省略する。   Next, as shown in FIG. 3, a silicon oxide film 15 is deposited by a CVD method, a resist (not shown) is patterned on the silicon oxide film 15, and the drain is drained using the patterned resist as a mask. A via hole reaching just above the contact DC is formed, a barrier metal film 18 is formed in the hole by sputtering, a metal layer 19 is deposited inside the barrier metal film 18 with tungsten or the like, and the silicon oxide film 15 is stoppered. As a result, the drain side via plug DV is formed. Next, the structure of the memory cell region M of the flash memory device 1 can be formed by forming the bit line BL structure or the like in the upper layer of the via plug DV. The subsequent steps are the same as the features of this embodiment. Since is not directly related, its description is omitted.

本実施形態によれば、ゲート電極MG1、MG2をラジカル酸化処理することでシリコン窒化膜10の上面および側面、制御ゲート電極CGの側面、ゲート間絶縁膜7の側面、浮遊ゲート電極FGの側面に沿ってシリコン酸化膜11を形成し、その後数工程を経て、異方性エッチング処理することでシリコン酸化膜11の上端11aをシリサイド層9の上面位置に調整してシリコン窒化膜10の上面および側面を露出させ、ゲート電極MG1、MG2の上面および側面、シリコン酸化膜11の上端11aおよび側面を被覆するようにシリコン窒化膜13を形成し、シリコン窒化膜13の内側にBPSG膜21を形成し、シリコン窒化膜に対して高選択性を有する条件下でBPSG膜21をエッチング処理している。   According to this embodiment, the gate electrodes MG1 and MG2 are subjected to radical oxidation treatment so that the upper and side surfaces of the silicon nitride film 10, the side surfaces of the control gate electrode CG, the side surfaces of the inter-gate insulating film 7, and the side surfaces of the floating gate electrode FG. A silicon oxide film 11 is formed along the upper surface and side surfaces of the silicon nitride film 10 by adjusting the upper end 11a of the silicon oxide film 11 to the upper surface position of the silicide layer 9 by anisotropic etching after several steps. , And a silicon nitride film 13 is formed so as to cover the upper and side surfaces of the gate electrodes MG1 and MG2 and the upper end 11a and side surfaces of the silicon oxide film 11, and a BPSG film 21 is formed inside the silicon nitride film 13, The BPSG film 21 is etched under conditions having high selectivity with respect to the silicon nitride film.

この場合、シリコン酸化膜11、BPSG膜21がそれぞれシリコン窒化膜10、13との間でエッチング処理時の高選択可能な材料で形成され、シリコン窒化膜13の下側上端13aがコンタクトホールDHの形成後においてシリコン酸化膜11の上端11aを被覆するように各層の膜厚やエッチング処理条件が予め調整される。すると、コンタクトホールDHを形成するときには、シリコン窒化膜10とシリコン窒化膜13との間に酸化膜系材料が介在していないため、コンタクトホールDH形成時のエッチング処理の影響が当該酸化膜系絶縁膜を通じて制御ゲート電極CG側に侵食しないような構成とすることができ、自己整合的にコンタクトホールDHを形成できるようになる。   In this case, the silicon oxide film 11 and the BPSG film 21 are formed of a highly selectable material during the etching process with the silicon nitride films 10 and 13, respectively, and the lower upper end 13a of the silicon nitride film 13 is formed in the contact hole DH. After the formation, the thickness of each layer and the etching process conditions are adjusted in advance so as to cover the upper end 11a of the silicon oxide film 11. Then, when the contact hole DH is formed, since no oxide film material is interposed between the silicon nitride film 10 and the silicon nitride film 13, the influence of the etching process at the time of forming the contact hole DH is affected by the oxide film insulation. It can be configured not to erode to the control gate electrode CG side through the film, and the contact hole DH can be formed in a self-aligning manner.

したがって、ゲート電極MG1、MG2の特にゲート間絶縁膜7の側面をシリコン酸化膜11によって保護しながら自己整合的にコンタクトホールDHを形成することができ、その後コンタクトホールDH内にドレインコンタクトDCの材料を埋込んだとしても当該コンタクトDCの材料がゲート電極MG1およびMG2に接触することを防止でき、これにより信頼性を向上できる。しかも、リソグラフィ工程における位置あわせずれのマージンを確保することができ、微細化することができる。   Therefore, it is possible to form the contact hole DH in a self-aligning manner while protecting the side surfaces of the gate electrodes MG1 and MG2, particularly the side surfaces of the inter-gate insulating film 7 with the silicon oxide film 11, and then the material of the drain contact DC in the contact hole DH. Even if embedded, the contact DC material can be prevented from contacting the gate electrodes MG1 and MG2, thereby improving the reliability. Moreover, a margin for misalignment in the lithography process can be ensured, and miniaturization can be achieved.

また、シリコン酸化膜11を形成した後、当該シリコン酸化膜11を被覆するようにシリコン窒化膜12を形成し、複数のゲート電極MG1−MG1間のシリコン窒化膜12の内側にBPSG膜29を形成し、シリコン窒化膜12の上端12a、シリコン酸化膜11の上端11aを落とし込み、シリコン酸化膜11を被覆するようにシリコン窒化膜13を形成し、コンタクトホールDHを形成するときにはシリコン酸化膜11の上端11aを被覆するようにシリコン窒化膜13を残留させながら当該コンタクトホールDHを形成しているため、ゲート間絶縁膜7やゲート絶縁膜5がエッチング処理に曝されることがなくなり、信頼性を向上できる。   Further, after forming the silicon oxide film 11, a silicon nitride film 12 is formed so as to cover the silicon oxide film 11, and a BPSG film 29 is formed inside the silicon nitride film 12 between the plurality of gate electrodes MG1-MG1. Then, the upper end 12a of the silicon nitride film 12 and the upper end 11a of the silicon oxide film 11 are dropped to form the silicon nitride film 13 so as to cover the silicon oxide film 11, and when the contact hole DH is formed, the upper end of the silicon oxide film 11 is formed. Since the contact hole DH is formed while the silicon nitride film 13 remains so as to cover 11a, the inter-gate insulating film 7 and the gate insulating film 5 are not exposed to the etching process, and the reliability is improved. it can.

シリコン酸化膜11は、その上端11aがシリコン窒化膜10とシリサイド膜9との間の界面付近(制御ゲート電極CGの上面付近)に位置するように調整されているため、制御ゲート電極CG、ゲート間絶縁膜7、浮遊ゲート電極FGの側壁を保護することができ、信頼性を向上できる。   Since the upper end 11a of the silicon oxide film 11 is adjusted to be positioned near the interface between the silicon nitride film 10 and the silicide film 9 (near the upper surface of the control gate electrode CG), the control gate electrode CG, the gate The side walls of the inter-layer insulating film 7 and the floating gate electrode FG can be protected, and the reliability can be improved.

シリコン酸化膜11が、複数の浮遊ゲート電極FGおよびゲート間絶縁膜7の側壁に沿ってその上端11aが制御ゲート電極CGの上面付近に位置して形成されると共に、ドレインコンタクトDCがBPSG膜21中に形成され、その下側面がシリコン窒化膜10の上側肩部10aの欠落面、および、シリコン酸化膜11の上端11aを被覆するシリコン窒化膜13の外面に沿って自己整合的に湾曲形成されているため、シリコン酸化膜11の信頼性を保持することができゲート電極MG1およびMG2の側壁保護を適切に行うことができる。   The silicon oxide film 11 is formed along the side walls of the plurality of floating gate electrodes FG and the intergate insulating film 7 such that the upper end 11a is located near the upper surface of the control gate electrode CG, and the drain contact DC is formed in the BPSG film 21. The lower side surface is formed in a self-aligned manner along the missing surface of the upper shoulder portion 10a of the silicon nitride film 10 and the outer surface of the silicon nitride film 13 covering the upper end 11a of the silicon oxide film 11. Therefore, the reliability of the silicon oxide film 11 can be maintained, and the side walls of the gate electrodes MG1 and MG2 can be appropriately protected.

シリコン酸化膜11をエッチング処理するときに、異方性エッチングを用いてエッチング量を制御しているため、ウェットエッチングなどの等方性エッチングを用いた場合に比較してプロセスマージンを向上できる。   Since the etching amount is controlled using anisotropic etching when the silicon oxide film 11 is etched, the process margin can be improved as compared with the case where isotropic etching such as wet etching is used.

尚、シリコン酸化膜11の上端11aは、ゲート間絶縁膜7の上面より上方でかつ制御ゲート電極CGの上面付近よりも下方に位置するように形成されていれば何れの位置に調整されていても良い。   The upper end 11a of the silicon oxide film 11 is adjusted to any position as long as it is formed so as to be located above the upper surface of the inter-gate insulating film 7 and below the upper surface of the control gate electrode CG. Also good.

(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
前述実施形態では、表層にウェルを適宜形成したP型のシリコン基板2を適用し、当該シリコン基板2上の構造を主に説明したが、N型のシリコン基板2の表層にPウェルを形成した領域の構造に適用しても良いし、本発明では他材料の半導体基板を適用しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
In the above-described embodiment, the P-type silicon substrate 2 in which the well is appropriately formed on the surface layer is applied, and the structure on the silicon substrate 2 is mainly described. However, the P-well is formed on the surface layer of the N-type silicon substrate 2. The present invention may be applied to the structure of the region, and in the present invention, a semiconductor substrate of another material may be applied.

コンタクトホールDHを上端が平面的に楕円形状となるように形成した実施形態を示したが、これに代えて上端が平面的に真円形状のコンタクトホールを形成する場合にも適用できる。
ゲート間絶縁膜7として、ONO膜を適用したが、例えばアルミナ等の高誘電体膜を適用しても良い。
多結晶シリコン層6(浮遊ゲート電極FG)がX方向に隣接する素子分離絶縁膜4上に張り出したT型形状のものにも適用可能である。
Although the embodiment has been described in which the contact hole DH is formed such that the upper end thereof is planarly elliptical, the present invention can be applied to a case where a contact hole whose upper end is planarly shaped is formed instead.
Although an ONO film is applied as the inter-gate insulating film 7, a high dielectric film such as alumina may be applied.
The present invention can also be applied to a T-shaped structure in which the polycrystalline silicon layer 6 (floating gate electrode FG) projects on the element isolation insulating film 4 adjacent in the X direction.

制御ゲート電極CGの上層低抵抗化金属層としてタングステンによるシリサイド膜9を適用したが、本発明では必要に応じて他の金属によるシリサイド層を形成して適用しても良いし、制御ゲート電極CGにポリゲートを適用しても良い。
NOR型のフラッシュメモリ装置に適用したが、本発明ではNAND型のフラッシュメモリ装置に適用してもよいし、EEPROMなどの他の不揮発性半導体記憶装置に適用しても良い。
上記実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されたとしても発明が解決しようとする課題の欄で述べられた目的を達成することができ、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成要件を発明として適用可能である。
The silicide film 9 made of tungsten is applied as the lower resistance metal layer on the control gate electrode CG. However, in the present invention, a silicide layer made of another metal may be formed and applied if necessary, or the control gate electrode CG may be used. A poly gate may be applied.
Although the present invention is applied to a NOR type flash memory device, the present invention may be applied to a NAND type flash memory device or another nonvolatile semiconductor memory device such as an EEPROM.
Even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the object described in the column of the problem to be solved by the invention can be achieved, and is described in the column of the effect of the invention. If the effect is obtained, the configuration requirement from which this configuration requirement is deleted can be applied as an invention.

本発明の一実施形態についてセルアレイの電気的構成の等価回路図1 is an equivalent circuit diagram of an electrical configuration of a cell array according to an embodiment of the present invention. メモリセル領域の構造を模式的に示す平面図A plan view schematically showing the structure of the memory cell region 図2のA−A線に沿って模式的に示す縦断面図FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically shown along line AA in FIG. 図2のB−B線に沿って模式的に示す縦断面図FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically shown along line BB in FIG. 図2のR領域について模式的に示す斜視図The perspective view which shows typically about R area | region of FIG. 周辺回路領域の構造を模式的に示す平面図A plan view schematically showing the structure of the peripheral circuit area 図6のC−C線に沿って模式的に示す縦断面図FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view schematically shown along the line CC in FIG. 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その1)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view schematically showing one manufacturing stage (part 1) 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その2)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (part 2) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その3)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (part 3) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その4)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (part 4) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その5)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (part 5) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その6)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view schematically showing one manufacturing stage (No. 6) 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その7)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (No. 7) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その8)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (No. 8) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その9)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (No. 9) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その10)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view schematically showing one manufacturing stage (No. 10) 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その11)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (11) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その12)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (No. 12) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その13)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (13) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3、図7相当図(その14)FIG. 3 and FIG. 7 equivalent view (14) schematically showing one manufacturing stage 一製造段階について模式的に示す図3相当図(その15)FIG. 3 equivalent view schematically showing one manufacturing stage (No. 15)

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はフラッシュメモリ装置(不揮発性半導体記憶装置)、5はゲート絶縁膜(第1のゲート絶縁膜)、6は多結晶シリコン層(浮遊ゲート電極)、7はゲート間絶縁膜(第2のゲート絶縁膜)、10はシリコン窒化膜(キャップ絶縁膜)、11はシリコン酸化膜(第1絶縁膜)、12はシリコン窒化膜(バリア膜)、13はシリコン窒化膜(バリア膜)、21はBPSG膜(電極間絶縁膜)、22はシリコン窒化膜(第2絶縁膜)、29はBPSG膜(犠牲層)、DHはドレインコンタクトホール(コンタクトホール)、SHはソースコンタクトホール(コンタクトホール)、DCはドレインコンタクト(コンタクトプラグ)、LSL1、LSL2はソース線コンタクト(コンタクトプラグ)、FGは浮遊ゲート電極、CGは制御ゲート電極、MG1、MG2、PGはゲート電極(積層ゲート電極)を示す。   In the drawings, 1 is a flash memory device (nonvolatile semiconductor memory device), 5 is a gate insulating film (first gate insulating film), 6 is a polycrystalline silicon layer (floating gate electrode), and 7 is an inter-gate insulating film (first gate insulating film). 2 is a silicon nitride film (cap insulating film), 11 is a silicon oxide film (first insulating film), 12 is a silicon nitride film (barrier film), 13 is a silicon nitride film (barrier film), 21 is a BPSG film (interelectrode insulating film), 22 is a silicon nitride film (second insulating film), 29 is a BPSG film (sacrificial layer), DH is a drain contact hole (contact hole), and SH is a source contact hole (contact hole). ), DC is a drain contact (contact plug), LSL1 and LSL2 are source line contacts (contact plug), FG is a floating gate electrode, and CG is a control gate. Gate electrode, MG1, MG2, PG denotes a gate electrode (stacked gate electrode).

Claims (5)

半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介して、複数の浮遊ゲート電極、複数の第2のゲート絶縁膜、複数の制御ゲート電極、複数のキャップ絶縁膜を順に積層した複数の積層ゲート電極を形成する工程と、
前記複数の積層ゲート電極をラジカル処理することで前記複数の積層ゲート電極の上面および側面を被覆するようにゲート保護用の第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜を被覆するように前記キャップ絶縁膜と同種材料で第2絶縁膜を形成する工程と、
前記浮遊ゲート電極、第2のゲート絶縁膜、制御ゲート電極、キャップ絶縁膜の側方に位置して、前記制御ゲート電極の上端の高さ以下で且つ前記第2のゲート絶縁膜の上面より上方位置まで前記第2絶縁膜の内側に当該第2絶縁膜との間でエッチング時の高選択可能な材料で犠牲層を形成する工程と、
前記制御ゲート電極の上端の高さ以下で且つ前記第2のゲート絶縁膜の上方位置まで前記第2絶縁膜をエッチングすることで前記第1絶縁膜の上部を露出させる工程と、
前記第1絶縁膜の上端が前記キャップ絶縁膜の上面より下方で且つ前記第2絶縁膜の上端の上方位置になるように前記第1絶縁膜を異方性エッチングすることでキャップ絶縁膜を露出させる工程と、
前記キャップ絶縁膜を被覆するように第2絶縁膜と同種材料で第3絶縁膜を形成する工程と、
前記第3絶縁膜を被覆するように前記キャップ絶縁膜との間でエッチング時の高選択可能な材料で電極間絶縁膜を形成する工程と、
前記キャップ絶縁膜との間で高選択性を備えた条件下で前記電極間絶縁膜をエッチング処理して前記積層ゲート電極を被覆する第3絶縁膜が前記第2絶縁膜の上端を被覆するように前記第2絶縁膜を残留させながら自己整合的にコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内にコンタクトプラグを形成する工程とを備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
A plurality of stacked gate electrodes in which a plurality of floating gate electrodes, a plurality of second gate insulating films, a plurality of control gate electrodes, and a plurality of cap insulating films are sequentially stacked on a semiconductor substrate via a first gate insulating film. Forming, and
Forming a first insulating film for gate protection so as to cover the upper surface and side surfaces of the plurality of stacked gate electrodes by radical treatment of the plurality of stacked gate electrodes;
Forming a second insulating film of the same material as the cap insulating film so as to cover the first insulating film;
Located on the side of the floating gate electrode, the second gate insulating film, the control gate electrode, and the cap insulating film, and below the height of the upper end of the control gate electrode and above the upper surface of the second gate insulating film Forming a sacrificial layer with a highly selectable material during etching between the second insulating film and the inner side of the second insulating film to a position;
Exposing the upper portion of the first insulating film by etching the second insulating film to a position below the height of the upper end of the control gate electrode and above the second gate insulating film;
The cap insulating film is exposed by anisotropically etching the first insulating film so that the upper end of the first insulating film is below the upper surface of the cap insulating film and above the upper end of the second insulating film. A process of
Forming a third insulating film of the same material as the second insulating film so as to cover the cap insulating film;
Forming an interelectrode insulating film with a highly selectable material during etching so as to cover the third insulating film with the cap insulating film;
A third insulating film that covers the stacked gate electrode by etching the inter-electrode insulating film under a condition having high selectivity with the cap insulating film covers an upper end of the second insulating film. Forming a contact hole in a self-aligning manner while leaving the second insulating film on
Forming a contact plug in the contact hole. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device.
前記犠牲層は、前記第1絶縁膜と同種材料で構成され、
前記第1絶縁膜を異方性エッチングする工程では、前記犠牲層を同時にエッチング処理することを特徴とする請求項1記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
The sacrificial layer is made of the same material as the first insulating film,
2. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein in the step of anisotropically etching the first insulating film, the sacrificial layer is etched simultaneously.
前記第2絶縁膜をエッチングする工程では、前記周辺回路領域の第3絶縁膜を同時にエッチング処理し、
前記第5絶縁膜を形成する工程では、前記第3絶縁膜がエッチング除去された領域内に同時に第5絶縁膜を埋め込むことを特徴とする請求項1または2記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
In the step of etching the second insulating film, the third insulating film in the peripheral circuit region is simultaneously etched,
3. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein, in the step of forming the fifth insulating film, the fifth insulating film is simultaneously buried in a region where the third insulating film is removed by etching. Method.
前記犠牲層は、不純物含有膜により構成され、
前記第4絶縁膜は、前記不純物含有膜に含有される不純物の通過抑制用のバリア膜として機能することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
The sacrificial layer is composed of an impurity-containing film,
4. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the fourth insulating film functions as a barrier film for suppressing passage of impurities contained in the impurity-containing film. 5. .
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1のゲート絶縁膜と、前記第1のゲート絶縁膜上に形成された複数の浮遊ゲート電極と、前記複数の浮遊ゲート電極上にそれぞれ形成された複数の第2のゲート絶縁膜と、前記複数の第2のゲート絶縁膜上にそれぞれ形成された複数の制御ゲート電極と、前記複数の制御ゲート電極上における一部断面において上側肩部が欠落してそれぞれ形成された複数のキャップ絶縁膜とからなる複数の積層ゲート電極と、
前記複数の積層ゲート電極を構成する複数の浮遊ゲート電極および複数の第2のゲート絶縁膜の側壁に沿って形成された側壁絶縁膜であって、上端高さが前記制御ゲート電極の上面付近より下方に位置してシリコン酸化膜によりそれぞれ形成された側壁絶縁膜と、
前記複数の積層ゲート電極の側壁絶縁膜間に形成され前記側壁絶縁膜を被覆するように形成されたバリア膜と、
前記複数の積層ゲート電極の側壁絶縁膜間に形成されたコンタクトプラグであって、その下側面が前記キャップ絶縁膜の欠落面および前記バリア膜の外面に沿って形成され前記半導体基板上面上に至るまで自己整合的に湾曲形成されたコンタクトプラグとを備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。
A semiconductor substrate;
A first gate insulating film formed on the semiconductor substrate; a plurality of floating gate electrodes formed on the first gate insulating film; and a plurality of first gate electrodes formed on the plurality of floating gate electrodes, respectively. 2 gate insulating films, a plurality of control gate electrodes formed on the plurality of second gate insulating films, respectively, and upper shoulder portions are missing in a partial cross section on the plurality of control gate electrodes. A plurality of laminated gate electrodes composed of a plurality of cap insulating films formed;
A sidewall insulating film formed along the sidewalls of the plurality of floating gate electrodes and the plurality of second gate insulating films constituting the plurality of stacked gate electrodes, the upper end height of which is higher than the vicinity of the upper surface of the control gate electrode Side wall insulating films formed by silicon oxide films located below,
A barrier film formed between the sidewall insulating films of the plurality of stacked gate electrodes and formed to cover the sidewall insulating film;
A contact plug formed between sidewall insulating films of the plurality of stacked gate electrodes, the lower side surface of which is formed along the missing surface of the cap insulating film and the outer surface of the barrier film and reaches the upper surface of the semiconductor substrate. A non-volatile semiconductor memory device comprising a contact plug that is curved in a self-aligning manner.
JP2008155323A 2008-06-13 2008-06-13 Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device Pending JP2009302308A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008155323A JP2009302308A (en) 2008-06-13 2008-06-13 Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008155323A JP2009302308A (en) 2008-06-13 2008-06-13 Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009302308A true JP2009302308A (en) 2009-12-24

Family

ID=41548905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008155323A Pending JP2009302308A (en) 2008-06-13 2008-06-13 Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009302308A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009164485A (en) Nonvolatile semiconductor storage device
JP5076000B2 (en) Semiconductor memory device and manufacturing method of semiconductor memory device
JP2006128702A (en) Method for manufacturing flash memory device, and flash memory device manufactured by method
JP2009010011A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP2009026802A (en) Manufacturing method of semiconductor device, and semiconductor device
JP4789754B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP4271111B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
JP4822792B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2006278967A (en) Semiconductor device and manufacturing method
JP5268979B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device.
JP2010087159A (en) Nonvolatile semiconductor storage and method of manufacturing the same
JP2010040538A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2009289813A (en) Production method of non-volatile semiconductor memory device
KR20070049731A (en) Flash memory and manufacturing method thereof
US9012969B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method for manufacturing the same
JP2010021496A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2014187132A (en) Semiconductor device
JP2008177223A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008098503A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JP4649265B2 (en) Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
US20150069485A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2008192891A (en) Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2009302308A (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device, and nonvolatile semiconductor memory device
JP2010034291A (en) Method of manufacturing non-volatile semiconductor memory device
JP2013026331A (en) Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device