JP3651760B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域の端部の形状およびその制御方法に関するもので、例えば一括消去型の不揮発性半導体メモリであるNOR型フラッシュEEPROM、メモリ混載ロジック集積回路などに使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】
図7(a)乃至図8(c)は、従来の埋め込み素子分離を用いたフラッシュEEPROMの製造工程の一部を示している。
【0003】
まず、図7(a)に示すように、半導体基板101のメモリセルアレイ領域および周辺トランジスタ領域にそれぞれのトランジスタの閾値がそれぞれ所望の値となるように不純物を導入した後、基板上全面にメモリセルトランジスタのトンネル酸化膜となる酸化膜102を形成し、その上に不純物としてリンが導入されたポリシリコン膜103、CVD(化学気相成長)窒化膜およびCVD酸化膜の積層膜104を堆積する。
【0004】
次に、基板上にレジストパターン(図示せず)を形成し、これを用いて前記積層膜104をパターニングした後に前記レジストパターンを除去する。
【0005】
この後、図7(b)に示すように、前記パターニングされた積層膜104をマスクとして、素子分離領域形成予定部分に対応するポリシリコン膜103、ゲート酸化膜102、シリコン基板101を除去することにより、浅いトレンチを形成する。
【0006】
次に、図7(c)に示すように、前記トレンチに埋め込み絶縁体である例えばLP−TEOS(Low Pressure Tetra-Ethl-Oxide-Silicon )膜105を埋め込む。この後、CMP(Chemical Mechanical Polishing )法またはエッチバック法により全面を平坦化し、埋め込み絶縁体を積層膜104の途中まで後退させる。この後、ウエットエッチング処理を行い、積層膜104を完全に除去する。
【0007】
次に、図8(a)に示すように、不純物としてリンが導入されたポリシリコン膜106を基板上全面に堆積し、その上にレジストパターン(図示せず)を形成し、これを用いて前記ポリシリコン膜106をパターニングする。この際、メモリセルアレイ領域のポリシリコン膜106を素子分離領域上で分断するスリット107を形成し、周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜106、103を除去する。この後、前記レジストパターンを剥離する。
【0008】
次に、基板上全面にONO絶縁膜(酸化膜/窒化膜/酸化膜の積層膜)108を形成し、メモリセルアレイ領域をレジスト(図示せず)でカバーしたうえで、周辺トランジスタ領域のONO絶縁膜108およびゲート酸化膜(トンネル酸化膜)102を除去した後、前記メモリセルアレイ領域をカバーしているレジストを除去する。
【0009】
なお、メモリセルアレイ領域にスリット107を形成する時に周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜106、103を残しておき、上記ONO絶縁膜108、およびゲート酸化膜(トンネル酸化膜)102を除去する際に前記ポリシリコン膜106、103を除去してもよい。
【0010】
次に、図8(b)に示すように、周辺回路用トランジスタのゲート酸化膜109を形成する。
【0011】
次に、図8(b)とは直交する方向からみて示す図8(c)のように、不純物が導入されたポリシリコン膜を基板上全面に堆積し、メモリセルアレイ領域では上記ポリシリコン膜、前記ONO絶縁膜108、ポリシリコン膜106および103をパターニングする。これにより、制御ゲート110と浮遊ゲート111 (ポリシリコン膜106および103)が二層になった積層ゲート構造が得られる。また、周辺トランジスタ領域では前記ポリシリコン膜をパターニングすることによりゲート電極112を形成する。
【0012】
引き続いて、図示しないが、基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入し、さらに、層間絶縁膜の堆積、コンタクトの開孔、配線形成、表面保護絶縁膜の堆積を行い、フラッシュEEPROMを完成させる。
【0013】
上記したように埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域を有するフラッシュEEPROMにおいては、メモリセルアレイ領域と周辺トランジスタ領域とは、それぞれの領域のMOSトランジスタの性能を最適化するために、それぞれの領域で膜厚の異なるゲート酸化膜を用いている。
【0014】
ところで、埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域を有する半導体装置の製造に際して異なる膜厚のゲート酸化膜を付け分ける場合(例えば2つの膜厚のゲート酸化膜を付け分ける場合)、一般的には、基板上を全面的に酸化して第1の膜厚のゲート酸化膜を一旦形成し、次に、第2の膜厚のゲート酸化膜を形成したい領域の第1のゲート酸化膜を剥離し、かつ第1のゲート酸化膜を形成する領域は酸化種が供給されないようにした後、第2の膜厚のゲート酸化膜を形成する。
【0015】
異なる膜厚のゲート酸化膜を形成する方法は多種考えられるが、素子分離形成工程との関係で考えた場合、▲1▼ 全てのゲート酸化膜を形成してから素子分離工程を行う手法と、▲2▼ 素子分離工程を行った後で全てのゲート酸化膜を形成する手法と、▲3▼ 図7(a)乃至図8(c)に示したように、ゲート酸化膜の一部は素子分離形成工程の前に形成し、ゲート酸化膜の残りを素子分離形成工程の後に形成する手法に大別される。
【0016】
前記▲1▼の手法は、複数のゲート酸化膜を付け分ける場合に必要な剥離工程において素子分離領域の絶縁膜も同時に剥離工程に晒されることはないが、ゲート酸化膜形成後の熱工程でチャネル領域の不純物プロファイルが緩やかになり、トランジスタの高性能化には適していない。
【0017】
前記▲2▼の手法は、ゲート酸化膜形成後の熱工程を少なくすることができ、トランジスタの高性能化には適しているが、ゲート酸化膜を形成する前の剥離工程で素子分離領域の絶縁膜も同時にエッチングされてしまうので、トランジスタ特性へ悪影響を与える形状が形成されてしまう。
【0018】
図9(a)は、前記▲3▼の手法を用いて形成された半導体装置、例えば前記フラッシュEEPROMにおいて、素子分離絶縁膜105を形成する前にゲート酸化膜102を形成したメモリセルアレイ領域におけるトランジスタの素子分離領域付近(素子領域の端部)の形状の一例を示している。ここで、103は浮遊ゲートの下部のポリシリコン膜である。
【0019】
また、図9(b)は、前記▲3▼の手法を用いて形成されたフラッシュEEPROMにおいて、素子分離絶縁膜105を形成した後でゲート酸化膜109を形成した周辺トランジスタ領域における素子領域の端部の形状の一例を示しており、図8(b)中に点線の○印で囲んだ部分に対応する端部を拡大して示したものに相当する。ここで、112はゲート電極である。
【0020】
図9(b)に示す形状は、図9(a)に示す形状に比べて、周辺トランジスタ領域のゲート酸化膜(トンネル酸化膜)102の剥離工程で素子分離絶縁膜105がエッチングされた部分にゲート電極112が落ち込んだ形状となっているので、この落ち込んだ部分の近傍でトランジスタの動作時に電界集中が起こり、この部分では、素子領域の平坦な部分に比べて低いゲート電圧で反転層が形成され、チャネル電流が流れることになる。
【0021】
その結果、トランジスタのゲート電圧が低い領域(サブスレショールド電流領域)のリーク電流が増え、消費電流が増加することになる。また、トランジスタのゲート電圧が低い領域においても素子領域の端部の角部に反転層が形成されるので、トランジスタのサブスレショールド電流特性がゲート電圧に対して不連続になるキンク特性が発生し、ゲート電圧が低い領域で動作させるトランジスタ(例えば待機状態の時にサブスレショールド電流が流れる周辺回路トランジスタ)の動作が不安定になり、製品の収率が下がることになる。さらに、前記▲1▼、▲2▼の手法を用いてフラッシュEEPROMを形成した場合についても、ゲート電極112が素子領域および素子分離絶縁膜105上に亙って形成される周辺回路トランジスタ側では、図9(b)に示すゲート電極112の落ち込んだ形状は生じなくとも、素子領域の端部の角部に多かれ少なかれ電界集中が発生する。このため、素子領域の端部の実質的なしきい値電圧が低下するので、やはり上記したようなキンク特性の発生が問題となり、トランジスタを安定に動作させることが小困難になる。
【0022】
一方、メモリセルアレイ領域においては、図9(a)に示すように浮遊ゲートの下部のポリシリコン膜103と自己整合的に埋め込み素子分離領域が形成されており、素子分離絶縁膜105上方の浮遊ゲートと素子領域の端部とが近接していないため、キンク特性が大きな問題となることはない。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の半導体装置の製造方法は、素子分離を行った後にゲート絶縁膜を形成した周辺トランジスタ領域における素子領域の端部の形状に起因してトランジスタのゲート電圧が低い領域のリーク電流が増え、消費電流が増加することになり、サブスレショールド電流特性がゲート電圧に対して不連続になり、ゲート電圧が低い領域で動作させるトランジスタの動作が不安定になり、製品の収率が下がるという問題があった。
【0024】
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたもので、周辺回路トランジスタのゲート電圧が低い領域のリーク電流および消費電流を抑制でき、サブスレショールド電流特性がゲート電圧に対して連続的になり、ゲート電圧が低い領域での動作が安定になり、製品の収率を向上させることが可能になる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】
発明の半導体装置の製造方法は、メモリセルアレイ領域およびその周辺回路トランジスタが形成された周辺トランジスタ領域を有する不揮発性半導体メモリの製造に際して、半導体基板の全面にメモリセルトランジスタ用の第1のゲート絶縁膜を形成し、その上にポリシリコン膜および絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜、ポリシリコン膜、第1のゲート絶縁膜および半導体基板に素子分離領域形成用のトレンチを形成する工程と、前記メモリセルアレイ領域をカバーしたうえで、周辺トランジスタ領域の素子領域の端部上の第1のゲート絶縁膜を除去する工程と、前記トレンチの表面および周辺トランジスタ領域における素子領域の端部とその上のポリシリコン膜との間の部分の表面を酸化する工程と、前記トレンチに埋め込み絶縁体を埋め込み、全面を平坦化する工程と、前記ポリシリコン膜上の絶縁膜を除去する工程と、前記周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜および第1のゲート絶縁膜を除去した後、周辺回路トランジスタ用の第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、前記メモリセルアレイ領域では前記ポリシリコン膜を浮遊ゲートとして備えた積層ゲート構造を形成し、周辺トランジスタ領域では前記第2のゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入する工程とを具備することを特徴とする。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0028】
<第1実施例>
図1(a)乃至図2(d)は、本発明の第1実施例に係るNOR型フラッシュEEPROMの製造工程の一部を示している。このフラッシュEEPROMは、埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域を有し、メモリセルアレイ領域と周辺トランジスタ領域とはMOSトランジスタのゲート酸化膜の膜厚が異なるものである。
【0029】
まず、図1(a)に示すように、半導体基板101のメモリセルアレイ領域および周辺トランジスタ領域にそれぞれのトランジスタの閾値がそれぞれ所望の値となるように不純物を導入した後、基板上全面にメモリセルトランジスタのトンネル酸化膜となるゲート酸化膜102を形成し、その上にポリシリコン膜103、CDV窒化膜およびCVD酸化膜の積層膜104を堆積する。
【0030】
次に、基板上にレジストパターン(図示せず)を形成し、これを用いて前記積層膜104をパターニングした後に前記レジストパターンを除去する。
【0031】
この後、図1(b)に示すように、前記パターニングされた積層膜104をマスクとして、素子分離領域形成予定部分に対応するポリシリコン膜103、ゲート酸化膜102、シリコン基板101を除去することにより、浅いトレンチを形成する。
【0032】
次に、メモリセルアレイ領域をレジスト(図示せず)でカバーした後、周辺トランジスタ領域に対してウェットエッチング処理(または等方性ドライエッチング処理、あるいはこれら両方の処理)を行い、図1(c)に示すように、周辺トランジスタ領域の素子領域上のゲート酸化膜102の一部分(素子領域端部上の部分)を除去し、素子領域の端部へ酸化剤が供給され易い形状にする。
【0033】
この後、前記レジストを除去して例えば温度が900度〜1000度、酸素濃度が10%の雰囲気で、前記トレンチの表面の酸化膜厚が20nm以上となるように酸化して酸化膜113を形成する。この時、周辺トランジスタ領域の素子領域端部とその上のポリシリコン膜103との間の部分は、酸化剤が供給されて酸化が進行するので、図1(d)に示すように、いわゆるバーズビークが入ると共に素子領域の端部が丸みを持つ形状となる。
【0034】
続いて、図2(a)に示すように、前記トレンチに埋め込み絶縁体である例えばLP−TEOS膜105を埋め込む。この後、CMP法またはエッチバック法により全面を平坦化し、埋め込み絶縁体を積層膜104の途中まで後退させ、次いでウェットエッチング処理を行い、積層膜104を除去する。
【0035】
次に、図2(b)に示すように、不純物としてリンが導入されたポリシリコン膜106を基板上全面に堆積し、その上にレジストパターン(図示せず)を形成し、これを用いて前記ポリシリコン膜106をパターニングすることにより、メモリセルアレイ領域のポリシリコン膜106を素子分離領域上で分断するスリット107を形成し、周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜106、103を除去する。この後、前記レジストパターンを剥離する。
【0036】
次に、基板上全面にONO絶縁膜108を形成し、メモリセルアレイ領域をレジスト(図示せず)でカバーしたうえで、周辺トランジスタ領域のONO絶縁膜108およびゲート酸化膜(トンネル酸化膜)102を除去した後、前記メモリセルアレイ領域をカバーしているレジストを除去する。
【0037】
なお、メモリセルアレイ領域にスリット107を形成する時に周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜106、103を残しておき、上記ONO絶縁膜108、およびゲート酸化膜(トンネル酸化膜)102を除去する際に前記ポリシリコン膜106、103を除去してもよい。
【0038】
以下は、従来と同様に、図2(c)に示すように、周辺回路用トランジスタのゲート酸化膜109を形成し、さらに、図2(c)とは直交する方向からみて示す図2(d)のように、不純物が導入されたポリシリコン膜を基板上全面に堆積する。
【0039】
そして、メモリセルアレイ領域では上記ポリシリコン膜、前記ONO絶縁膜108、ポリシリコン膜106および103をパターニングすることにより、制御ゲート110と浮遊ゲート111(ポリシリコン膜106および103)が二層になった積層ゲート構造を形成し、周辺トランジスタ領域では前記ポリシリコン膜をパターニングすることによりゲート電極112を形成する。引き続いて、図示しないが、基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入し、さらに、層間絶縁膜の堆積、コンタクトの開孔、配線形成、表面保護絶縁膜の堆積を行い、フラッシュEEPROMを完成させる。
【0040】
図3(a)は、図2(c)中に点線の○印で示した部分に対応する端部(つまり、素子分離絶縁膜を形成した後でゲート酸化膜を形成した周辺トランジスタ領域における素子領域の端部)の形状の一例を拡大して示している。また、図3(b)は、図3(a)に対応した部分におけるデバイス完成後の形状の一例を拡大して示している。ここで、101は半導体基板、105は素子分離絶縁膜、109はゲート酸化膜、112はゲート電極である。
【0041】
図3(a)、(b)から分かるように、素子領域端部上のゲート酸化膜109はバーズビークが入った形状であるので、バーズビークが存在しない従来例に示した図9(b)と比べて、ゲート付け分け工程中の剥離工程での素子領域端部での膜減りが抑制され、素子領域端部での電界集中が起こり難くなっている。
【0042】
また、図3(a)、(b)に示した周辺トランジスタ領域における素子領域端部でゲート酸化膜109上に形成されるゲート電極112の落ち込みの形状は、従来例に示した図9(b)と比べて落ち込み量が少ない形状となっており、因みに、実測の結果、前記素子領域の平坦部の高さとそれよりも上部にあるゲート電極の最も低い部分の高さの差dが4nm程度であった。
【0043】
<第2実施例>
図4(a)乃至図5(d)は、本発明の第2実施例に係るNOR型フラッシュEEPROMの製造工程の一部を示している。このフラッシュEEPROMは、埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域を有し、メモリセルアレイ領域と周辺トランジスタ領域とはMOSトランジスタのゲート酸化膜の膜厚が異なるものである。
【0044】
第2実施例では、図7(a)乃至図8(a)を参照して前述した従来例と同様の工程を図4(a)乃至図5(a)に示すように行う。この段階で、周辺トランジスタ領域における素子領域の端部の角が剥き出しとなる。
【0045】
次に、メモリセルアレイ領域をレジストでカバーしたまま、図5(b)に示すように、ウェットエッチング処理(あるいは等方性のドライエッチング処理、またはこれら両方の処理)を行うことによって、露出した素子領域端部の角をエッチングして丸みをもつ形状にする。
【0046】
次に、メモリセルアレイ領域をカバーしているレジストを除去した後、図5 (c)に示すように、従来と同様に周辺回路用トランジスタのゲート酸化膜109を形成し、さらに、図5(c)とは直交する方向からみて示す図5(d)のように、不純物が導入されたポリシリコン膜を基板上全面に堆積する。そして、メモリセルアレイ領域では上記ポリシリコン膜、前記ONO絶縁膜108、ポリシリコン膜106および103をパターニングして制御ゲート110と浮遊ゲート111(ポリシリコン膜106および103)が二層になった積層ゲート構造を形成し、周辺トランジスタ領域では前記ポリシリコン膜をパターニングすることによりゲート電極112を形成する。引き続いて、図示しないが、基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入し、さらに、層間絶縁膜の堆積、コンタクトの開孔、配線形成、表面保護絶縁膜の堆積を行い、フラッシュEEPROMを完成させる。
【0047】
図6は、図5(c)中に点線の○印で示した部分に対応する端部(つまり、素子分離絶縁膜を形成した後でゲート酸化膜を形成した周辺トランジスタ領域における素子領域の端部)の形状の一例を拡大して示している。ここで、101は半導体基板、105は素子分離絶縁膜、109はゲート酸化膜である。
【0048】
図6から分かるように、素子領域の端部が丸みを帯びた形状となるので、従来問題となっていた素子領域端部での電界集中が抑制される。
【0049】
以上を要約すると、従来の製造方法においては、周辺トランジスタ領域のゲート酸化膜を形成する前のONO膜、トンネル酸化膜の除去工程において、素子領域端部で角が剥き出しとなってしまう。
【0050】
これにより、周辺回路トランジスタの動作時に素子領域端部の角で電界集中が起こり、周辺回路トランジスタのリーク電流が増え、デバイスの消費電流が増えたり、周辺回路トランジスタのサブスレショールド特性がゲート電圧に対して不連続となることによって周辺回路が誤動作し、製品の収率を落とす原因となっていた。
【0051】
これに対して、本発明の実施例の製造方法では、(1)周辺トランジスタ領域の素子領域端部に対し、ウェットエッチング処理、等方性ドライエッチング処理、酸化処理、あるいはその複合処理を行うことにより、素子領域端部の曲率を大きくする、または、(2)周辺トランジスタ領域の素子分離形成工程中に素子領域端部にバーズビークを入れる。
【0052】
これにより、ゲート電極が素子領域端部で電界集中を起こさないよう素子領域端部でのゲート電極の落ち込みを抑制することができ、周辺回路トランジスタのリーク電流が抑制され、周辺回路トランジスタのサブスレショールド電流特性が改善されるので、製品の消費電力を下げ、収率を上げることが可能となる。
【0053】
なお、剥き出しになった素子領域端部の角を丸める方法としては、酸化を酸素が供給律速の状態で行うと、角の部分が平らな部分に比べ酸化され易いことが一般に知られている。
【0054】
そこで、前記各実施例中の処理の代わりに、周辺回路トランジスタのゲート形成の前に、高温、かつ、酸素の供給を抑えた条件、例えば1000℃、窒素90%、酸素10%の条件で酸化する工程を追加しても、剥き出しの素子領域端部の角を丸めることができるし、周辺回路トランジスタのゲート酸化膜形成工程そのものを供給律速の酸化方法にしても同様の効果が得られる。また、これらの方法を組み合わせることによっても同様の効果が得られることは当然である。
【0055】
なお、本発明の半導体装置は、前記実施例のフラッシュEEPROMに限らず、メモリセルトランジスタが複数個形成され、前記メモリセルトランジスタの素子領域が埋め込み素子分離領域により絶縁分離されたメモリセルアレイ領域と、メモリセルアレイの周辺回路トランジスタが複数個形成され、前記周辺回路トランジスタの素子領域が埋め込み素子分離領域により絶縁分離された周辺トランジスタ領域とを具備し、前記周辺回路トランジスタの素子領域の端部の曲率が前記メモリセルトランジスタの素子領域の端部の曲率に比べて大きく実質的に設定されていることを特徴とするものである。換言すれば、上記したような▲1▼、▲2▼。▲3▼のいずれの手法を用いてメモリセルアレイ領域と周辺トランジスタ領域のゲート酸化膜の付け分けを行う場合でも、周辺トランジスタ領域において埋め込み素子分離領域により絶縁分離された素子領域の端部の角を丸めることは、ゲート電極が素子領域から素子分離領域に跨がって形成された周辺回路トランジスタのキンク特性を抑制するうえで極めて有効である。
【0056】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、フラッシュEEPROMに限らず、ゲート絶縁膜の一部を素子分離形成工程の前に形成し、ゲート絶縁膜の残りを素子分離形成工程の後に形成する半導体装置の製造に際して適用可能である。
【0057】
【発明の効果】
上述したように本発明の半導体装置の製造方法によれば、素子領域の端部の形状を丸めることによりトランジスタのゲート電圧が低い領域のリーク電流および消費電流を抑制でき、サブスレショールド電流特性がゲート電圧に対して連続的になり、ゲート電圧が低い領域でのトランジスタの動作が安定になり、製品の収率を向上させることが可能になる。
【0058】
従って、本発明を例えばフラッシュEEPROMおよびその製造方法に適用し、周辺トランジスタ領域における素子領域端部の曲率をメモリセルアレイ領域における素子領域端部の曲率部に比べて大きく設定することによって、周辺回路トランジスタのリーク電流を小さくし、消費電力を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るNOR型フラッシュEEPROMの製造工程の一部を示す断面図。
【図2】図1の工程に続く工程の一部を示す断面図。
【図3】図2(c)中に○で示した部分の形状の一例およびこの部分のデバイス完成後の形状の一例を拡大して示す断面図。
【図4】本発明の第2実施例に係るNOR型フラッシュEEPROMの製造工程の一部を示す断面図。
【図5】図4の工程に続く工程の一部を示す断面図。
【図6】図5(c)中に○で示した部分の形状の一例を拡大して示す断面図。
【図7】従来の埋め込み素子分離を用いたフラッシュEEPROMの製造工程の一部を示す断面図。
【図8】図7の工程に続く工程の一部を示す断面図。
【図9】従来のフラッシュEEPROMにおいて素子分離絶縁膜を形成する前にゲート酸化膜を形成したメモリセルアレイ領域におけるトランジスタの素子分離領域付近(素子領域の端部)の形状の一例および素子分離絶縁膜を形成した後でゲート酸化膜を形成した周辺トランジスタ領域における素子領域の端部の形状の一例を示す断面図。
【符号の説明】
101…半導体基板、
102…トンネル酸化膜、
103、106…リンドープされたポリシリコン、
104…CVD窒化膜とCVD酸化膜の積層膜、
105…埋め込み絶縁膜、
107…スリット、
108…ONO絶縁膜、
109…周辺回路トランジスタのゲート酸化膜、
110…メモリセルトランジスタの制御ゲート、
111…メモリセルトランジスタの浮遊ゲート、
112…周辺回路トランジスタのゲート電極。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing method of a semiconductor equipment, in particular those relating to the shape and control method thereof of the end portion of the insulator separated element regions by shallow trench isolation regions, for example in a non-volatile semiconductor memory of the batch erase type It is used for a NOR type flash EEPROM, a memory-embedded logic integrated circuit, and the like.
[0002]
[Prior art]
FIGS. 7A to 8C show a part of a manufacturing process of a flash EEPROM using the conventional embedded element isolation.
[0003]
First, as shown in FIG. 7A, impurities are introduced into the memory cell array region and the peripheral transistor region of the semiconductor substrate 101 so that the threshold values of the respective transistors have desired values, and then memory cells are formed on the entire surface of the substrate. An oxide film 102 to be a tunnel oxide film of the transistor is formed, and a polysilicon film 103 into which phosphorus is introduced as an impurity, a laminated film 104 of a CVD (chemical vapor deposition) nitride film and a CVD oxide film are deposited thereon.
[0004]
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the substrate, and the laminated film 104 is patterned using the resist pattern, and then the resist pattern is removed.
[0005]
Thereafter, as shown in FIG. 7B, using the patterned laminated film 104 as a mask, the polysilicon film 103, the gate oxide film 102, and the silicon substrate 101 corresponding to the element isolation region formation planned portion are removed. Thus, a shallow trench is formed.
[0006]
Next, as shown in FIG. 7C, for example, an LP-TEOS (Low Pressure Tetra-Ethl-Oxide-Silicon) film 105 as a buried insulator is buried in the trench. Thereafter, the entire surface is flattened by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method or an etch back method, and the embedded insulator is moved back to the middle of the laminated film 104. Thereafter, a wet etching process is performed to completely remove the laminated film 104.
[0007]
Next, as shown in FIG. 8A, a polysilicon film 106 into which phosphorus is introduced as an impurity is deposited on the entire surface of the substrate, and a resist pattern (not shown) is formed thereon, which is used. The polysilicon film 106 is patterned. At this time, a slit 107 for dividing the polysilicon film 106 in the memory cell array region on the element isolation region is formed, and the polysilicon films 106 and 103 in the peripheral transistor region are removed. Thereafter, the resist pattern is peeled off.
[0008]
Next, an ONO insulating film (oxide film / nitride film / oxide film laminated film) 108 is formed on the entire surface of the substrate, the memory cell array region is covered with a resist (not shown), and ONO insulation in the peripheral transistor region is then performed. After removing the film 108 and the gate oxide film (tunnel oxide film) 102, the resist covering the memory cell array region is removed.
[0009]
When the slit 107 is formed in the memory cell array region, the polysilicon films 106 and 103 in the peripheral transistor region are left, and the polysilicon film 106 and 103 are removed when the ONO insulating film 108 and the gate oxide film (tunnel oxide film) 102 are removed. The silicon films 106 and 103 may be removed.
[0010]
Next, as shown in FIG. 8B, the gate oxide film 109 of the peripheral circuit transistor is formed.
[0011]
Next, as shown in FIG. 8C shown in a direction orthogonal to FIG. 8B, a polysilicon film into which impurities are introduced is deposited on the entire surface of the substrate, and in the memory cell array region, the polysilicon film, The ONO insulating film 108 and the polysilicon films 106 and 103 are patterned. Thereby, a laminated gate structure in which the control gate 110 and the floating gate 111 (polysilicon films 106 and 103) are formed in two layers is obtained. In the peripheral transistor region, the gate electrode 112 is formed by patterning the polysilicon film.
[0012]
Subsequently, although not shown in the figure, impurities that serve as the source / drain of the transistor are selectively introduced into the surface layer of the substrate, and further, interlayer insulating film deposition, contact opening, wiring formation, and surface protection insulating film deposition are performed. The flash EEPROM is completed.
[0013]
As described above, in a flash EEPROM having an element region insulated and isolated by an embedded element isolation region, the memory cell array region and the peripheral transistor region are each formed in order to optimize the performance of the MOS transistor in each region. Gate oxide films with different thicknesses are used.
[0014]
By the way, when manufacturing a gate oxide film having different film thicknesses in manufacturing a semiconductor device having an element region insulated by a buried element isolation region (for example, when adding two gate oxide films having different film thicknesses), Oxidizes the entire surface of the substrate to once form a gate oxide film having a first thickness, and then peels off the first gate oxide film in a region where a gate oxide film having a second thickness is to be formed. In addition, in the region where the first gate oxide film is to be formed, the gate oxide film having the second thickness is formed after the oxidation species are not supplied.
[0015]
There are various methods for forming gate oxide films having different film thicknesses. However, when considered in relation to the element isolation formation process, (1) a method of performing the element isolation process after forming all gate oxide films; (2) A method of forming all the gate oxide films after the element isolation process, and (3) As shown in FIGS. 7A to 8C, a part of the gate oxide film is an element. The method is roughly classified into a method of forming before the isolation forming step and forming the remainder of the gate oxide film after the element isolation forming step.
[0016]
In the above method (1), the insulating film in the element isolation region is not exposed to the peeling process at the same time in the peeling process necessary for separately attaching a plurality of gate oxide films, but in the thermal process after the gate oxide film is formed. The impurity profile of the channel region becomes gradual and is not suitable for improving the performance of the transistor.
[0017]
The method (2) can reduce the thermal process after forming the gate oxide film, and is suitable for improving the performance of the transistor. However, the element isolation region is not removed in the peeling process before forming the gate oxide film. Since the insulating film is also etched at the same time, a shape that adversely affects the transistor characteristics is formed.
[0018]
FIG. 9A shows a transistor in the memory cell array region in which the gate oxide film 102 is formed before the element isolation insulating film 105 is formed in the semiconductor device formed by using the method (3), for example, the flash EEPROM. An example of the shape in the vicinity of the element isolation region (end portion of the element region) is shown. Here, reference numeral 103 denotes a polysilicon film below the floating gate.
[0019]
FIG. 9B shows an end of the element region in the peripheral transistor region in which the gate oxide film 109 is formed after the element isolation insulating film 105 is formed in the flash EEPROM formed by using the method (3). FIG. 8B shows an example of the shape of the portion, which corresponds to the enlarged end portion corresponding to the portion surrounded by the dotted circle in FIG. 8B. Here, 112 is a gate electrode.
[0020]
The shape shown in FIG. 9B is compared with the shape shown in FIG. 9A in a portion where the element isolation insulating film 105 is etched in the peeling process of the gate oxide film (tunnel oxide film) 102 in the peripheral transistor region. Since the gate electrode 112 has a depressed shape, an electric field concentration occurs in the vicinity of the depressed portion during the operation of the transistor. In this portion, an inversion layer is formed with a lower gate voltage than the flat portion of the element region. As a result, a channel current flows.
[0021]
As a result, the leakage current increases in the region where the gate voltage of the transistor is low (subthreshold current region), and the current consumption increases. Even in the region where the gate voltage of the transistor is low, an inversion layer is formed at the corner of the edge of the device region, so that the subthreshold current characteristic of the transistor becomes discontinuous with respect to the gate voltage. Then, the operation of a transistor operated in a region where the gate voltage is low (for example, a peripheral circuit transistor in which a subthreshold current flows in a standby state) becomes unstable, and the yield of the product is lowered. Further, also in the case where the flash EEPROM is formed by using the methods (1) and (2), the peripheral circuit transistor side in which the gate electrode 112 is formed over the element region and the element isolation insulating film 105, Even if the depressed shape of the gate electrode 112 shown in FIG. 9B does not occur, more or less electric field concentration occurs at the corners of the end of the element region. For this reason, since the substantial threshold voltage at the end of the element region is lowered, the occurrence of the kink characteristic as described above also becomes a problem, and it becomes difficult to operate the transistor stably.
[0022]
On the other hand, in the memory cell array region, as shown in FIG. 9A, a buried element isolation region is formed in a self-aligned manner with the polysilicon film 103 below the floating gate, and the floating gate above the element isolation insulating film 105 is formed. And the end of the element region are not close to each other, the kink characteristics do not become a big problem.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
Manufacturing method of the conventional semiconductor equipment as described above, isolation and due to the shape of the end portion of the element region in the peripheral transistor region area gate voltage is low the transistor forming the gate insulating film after performing Leakage current increases, current consumption increases, the subthreshold current characteristics become discontinuous with respect to the gate voltage, and the operation of the transistor operating in the region where the gate voltage is low becomes unstable. There was a problem that the rate fell.
[0024]
The present invention has been made to solve the above problems, and can suppress leakage current and current consumption in a region where the gate voltage of the peripheral circuit transistor is low, and the subthreshold current characteristic becomes continuous with respect to the gate voltage. , operation of the gate voltage is low region becomes stable, and an object thereof is to provide a semiconductor equipment manufacturing method which makes it possible to improve the yield of products.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having a memory cell array region and a peripheral transistor region in which a peripheral circuit transistor is formed, the first gate insulation for the memory cell transistor is formed on the entire surface of the semiconductor substrate. Forming a film and forming a polysilicon film and an insulating film thereon; forming a trench for forming an isolation region in the insulating film, the polysilicon film, the first gate insulating film, and the semiconductor substrate; Covering the memory cell array region, removing the first gate insulating film on the end portion of the element region in the peripheral transistor region, the surface of the trench and the end portion of the element region in the peripheral transistor region, and Oxidizing the surface of the portion between the polysilicon film and the insulator embedded in the trench A step of filling and planarizing the entire surface; a step of removing the insulating film on the polysilicon film; and removing the polysilicon film and the first gate insulating film in the peripheral transistor region; Forming a gate insulating film on the second gate insulating film in the peripheral transistor region; and forming a gate electrode on the second gate insulating film in the peripheral transistor region. And a step of selectively introducing an impurity to be a source / drain of a transistor into the surface layer portion of the substrate .
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
<First embodiment>
FIGS. 1A to 2D show a part of the manufacturing process of the NOR type flash EEPROM according to the first embodiment of the present invention. This flash EEPROM has an element region isolated by a buried element isolation region, and the memory cell array region and the peripheral transistor region have different gate oxide film thicknesses.
[0029]
First, as shown in FIG. 1A, impurities are introduced into the memory cell array region and the peripheral transistor region of the semiconductor substrate 101 so that the threshold values of the respective transistors have desired values, and then memory cells are formed on the entire surface of the substrate. A gate oxide film 102 which becomes a tunnel oxide film of the transistor is formed, and a laminated film 104 of a polysilicon film 103, a CDV nitride film and a CVD oxide film is deposited thereon.
[0030]
Next, a resist pattern (not shown) is formed on the substrate, and the laminated film 104 is patterned using the resist pattern, and then the resist pattern is removed.
[0031]
Thereafter, as shown in FIG. 1B, using the patterned laminated film 104 as a mask, the polysilicon film 103, the gate oxide film 102, and the silicon substrate 101 corresponding to the element isolation region formation planned portion are removed. Thus, a shallow trench is formed.
[0032]
Next, after the memory cell array region is covered with a resist (not shown), a wet etching process (or an isotropic dry etching process or both processes) is performed on the peripheral transistor region, and FIG. As shown in FIG. 5, a part of the gate oxide film 102 on the element region in the peripheral transistor region (a part on the end portion of the element region) is removed to make it easy to supply the oxidant to the end portion of the element region.
[0033]
Thereafter, the resist is removed, and an oxide film 113 is formed by oxidation in an atmosphere having a temperature of 900 ° C. to 1000 ° C. and an oxygen concentration of 10% so that the oxide film thickness on the surface of the trench becomes 20 nm or more. To do. At this time, the portion between the element region end of the peripheral transistor region and the polysilicon film 103 thereabove is supplied with an oxidant, so that oxidation proceeds, so as shown in FIG. And the end of the element region has a rounded shape.
[0034]
Subsequently, as shown in FIG. 2A, for example, an LP-TEOS film 105 which is a buried insulator is buried in the trench. Thereafter, the entire surface is flattened by a CMP method or an etch back method, the embedded insulator is retracted to the middle of the laminated film 104, and then a wet etching process is performed to remove the laminated film 104.
[0035]
Next, as shown in FIG. 2B, a polysilicon film 106 into which phosphorus is introduced as an impurity is deposited on the entire surface of the substrate, and a resist pattern (not shown) is formed thereon, which is used. By patterning the polysilicon film 106, slits 107 for dividing the polysilicon film 106 in the memory cell array region on the element isolation region are formed, and the polysilicon films 106 and 103 in the peripheral transistor region are removed. Thereafter, the resist pattern is peeled off.
[0036]
Next, an ONO insulating film 108 is formed on the entire surface of the substrate, the memory cell array region is covered with a resist (not shown), and then the ONO insulating film 108 and the gate oxide film (tunnel oxide film) 102 in the peripheral transistor region are formed. After the removal, the resist covering the memory cell array region is removed.
[0037]
When the slit 107 is formed in the memory cell array region, the polysilicon films 106 and 103 in the peripheral transistor region are left, and the polysilicon film 106 and 103 are removed when the ONO insulating film 108 and the gate oxide film (tunnel oxide film) 102 are removed. The silicon films 106 and 103 may be removed.
[0038]
2D, the gate oxide film 109 of the peripheral circuit transistor is formed as shown in FIG. 2C. Further, FIG. 2D is viewed from the direction orthogonal to FIG. 2C. ), A polysilicon film doped with impurities is deposited on the entire surface of the substrate.
[0039]
In the memory cell array region, the control gate 110 and the floating gate 111 (polysilicon films 106 and 103) are formed in two layers by patterning the polysilicon film, the ONO insulating film 108, and the polysilicon films 106 and 103. A stacked gate structure is formed, and the gate electrode 112 is formed by patterning the polysilicon film in the peripheral transistor region. Subsequently, although not shown in the figure, impurities that serve as the source / drain of the transistor are selectively introduced into the surface layer of the substrate, and further, interlayer insulating film deposition, contact opening, wiring formation, and surface protection insulating film deposition are performed. The flash EEPROM is completed.
[0040]
FIG. 3A shows an end portion corresponding to a portion indicated by a dotted circle in FIG. 2C (that is, an element in a peripheral transistor region in which a gate oxide film is formed after forming an element isolation insulating film). An example of the shape of the end portion of the region is shown enlarged . Further, FIG. 3 (b) shows an enlarged example of a shape after completed device in the portion corresponding to FIG. 3 (a). Here, 101 is a semiconductor substrate, 105 is an element isolation insulating film, 109 is a gate oxide film, and 112 is a gate electrode.
[0041]
As can be seen from FIGS. 3A and 3B, the gate oxide film 109 on the edge of the element region has a shape including a bird's beak, and therefore, compared with FIG. 9B shown in the conventional example in which no bird's beak exists. Thus, film reduction at the end of the element region in the peeling step during the gate attaching step is suppressed, and electric field concentration at the end of the element region is less likely to occur.
[0042]
Further, the shape of the depression of the gate electrode 112 formed on the gate oxide film 109 at the end of the element region in the peripheral transistor region shown in FIGS. 3A and 3B is shown in FIG. 9B shown in the conventional example. The difference d between the height of the flat part of the element region and the height of the lowest part of the gate electrode above it is about 4 nm as a result of actual measurement. Met.
[0043]
<Second embodiment>
FIGS. 4A to 5D show a part of the manufacturing process of the NOR type flash EEPROM according to the second embodiment of the present invention. This flash EEPROM has an element region isolated by a buried element isolation region, and the memory cell array region and the peripheral transistor region have different gate oxide film thicknesses.
[0044]
In the second embodiment, steps similar to those of the conventional example described above with reference to FIGS. 7A to 8A are performed as shown in FIGS. 4A to 5A. At this stage, the corners of the end of the element region in the peripheral transistor region are exposed.
[0045]
Next, with the memory cell array region covered with a resist, as shown in FIG. 5B, wet etching processing (or isotropic dry etching processing, or both processing) is performed, thereby exposing exposed elements. The corner of the region end is etched to form a rounded shape.
[0046]
Next, after removing the resist covering the memory cell array region, as shown in FIG. 5C, a gate oxide film 109 of a peripheral circuit transistor is formed as in the prior art, and further, FIG. As shown in FIG. 5D, viewed from a direction orthogonal to (), a polysilicon film doped with impurities is deposited on the entire surface of the substrate. In the memory cell array region, the polysilicon film, the ONO insulating film 108, the polysilicon films 106 and 103 are patterned, and the control gate 110 and the floating gate 111 (polysilicon films 106 and 103) are formed into two layers. A gate electrode 112 is formed by patterning the polysilicon film in the peripheral transistor region. Subsequently, although not shown in the figure, impurities that serve as the source / drain of the transistor are selectively introduced into the surface layer of the substrate, and further, interlayer insulating film deposition, contact opening, wiring formation, and surface protection insulating film deposition are performed. The flash EEPROM is completed.
[0047]
FIG. 6 shows an end portion corresponding to a portion indicated by a dotted circle in FIG. 5C (that is, an end of the element region in the peripheral transistor region in which the gate oxide film is formed after forming the element isolation insulating film). An example of the shape of the part) is enlarged. Here, 101 is a semiconductor substrate, 105 is an element isolation insulating film, and 109 is a gate oxide film.
[0048]
As can be seen from FIG. 6, since the end of the element region has a rounded shape, electric field concentration at the end of the element region, which has been a problem in the past, is suppressed.
[0049]
In summary, in the conventional manufacturing method, corners are exposed at the end of the element region in the step of removing the ONO film and the tunnel oxide film before forming the gate oxide film in the peripheral transistor region.
[0050]
As a result, electric field concentration occurs at the edge of the element region during the operation of the peripheral circuit transistor, the leakage current of the peripheral circuit transistor increases, the current consumption of the device increases, and the subthreshold characteristic of the peripheral circuit transistor becomes the gate voltage. On the other hand, the discontinuity caused the peripheral circuit to malfunction, resulting in a decrease in product yield.
[0051]
On the other hand, in the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, (1) wet etching treatment, isotropic dry etching treatment, oxidation treatment, or a composite treatment thereof is performed on the edge of the device region in the peripheral transistor region. Thus, the curvature of the end portion of the element region is increased, or (2) a bird's beak is placed at the end portion of the element region during the element isolation forming step of the peripheral transistor region.
[0052]
As a result, the gate electrode can be prevented from dropping at the end of the element region so that the gate electrode does not concentrate at the end of the element region, the leakage current of the peripheral circuit transistor is suppressed, and the subthreshold of the peripheral circuit transistor is suppressed. Since the current characteristics are improved, the power consumption of the product can be reduced and the yield can be increased.
[0053]
As a method for rounding off the corners of the exposed element region, it is generally known that when oxidation is performed in a state where oxygen is supplied at a rate, the corners are more easily oxidized than flat portions.
[0054]
Therefore, instead of the processing in each of the above embodiments, before forming the gate of the peripheral circuit transistor, oxidation is performed under conditions of high temperature and low oxygen supply, for example, 1000 ° C., 90% nitrogen, 10% oxygen. Even if this step is added, the corners of the exposed end of the element region can be rounded, and the same effect can be obtained even if the gate oxide film forming step itself of the peripheral circuit transistor is used as the supply-limited oxidation method. Of course, the same effect can be obtained by combining these methods.
[0055]
The semiconductor device of the present invention is not limited to the flash EEPROM of the above embodiment, and a memory cell array region in which a plurality of memory cell transistors are formed, and an element region of the memory cell transistor is insulated and isolated by a buried element isolation region; A plurality of peripheral circuit transistors of the memory cell array, and a peripheral transistor region in which an element region of the peripheral circuit transistor is insulated and isolated by a buried element isolation region, and a curvature of an end portion of the element region of the peripheral circuit transistor is The curvature is set substantially larger than the curvature of the end of the element region of the memory cell transistor. In other words, (1) and (2) as described above. Even when the gate oxide film of the memory cell array region and the peripheral transistor region is separately used by using any of the methods (3), the corners of the end portions of the element regions isolated by the buried element isolation region in the peripheral transistor region are Rounding is extremely effective in suppressing the kink characteristics of the peripheral circuit transistor in which the gate electrode is formed extending from the element region to the element isolation region.
[0056]
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is not limited to a flash EEPROM, and a semiconductor in which a part of the gate insulating film is formed before the element isolation forming step and the remainder of the gate insulating film is formed after the element isolation forming step. It can be applied when manufacturing the device.
[0057]
【The invention's effect】
According to manufacturing method of semiconductor equipment of the present invention as described above, it can suppress the leakage current and the current consumption of the region the gate voltage is low the transistor by rounding the shape of the end portion of the element region, subthreshold current The characteristics become continuous with respect to the gate voltage, the operation of the transistor in a region where the gate voltage is low becomes stable, and the yield of the product can be improved.
[0058]
Accordingly, the present invention is applied to, for example, a flash EEPROM and a method for manufacturing the same, and the curvature of the end of the element region in the peripheral transistor region is set larger than the curvature of the end of the element region in the memory cell array region. Leakage current can be reduced and power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a manufacturing process of a NOR type flash EEPROM according to a first embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view showing a part of the process that follows the process of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the shape of a portion indicated by a circle in FIG. 2C and an example of the shape of the portion after the device is completed.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of a NOR type flash EEPROM according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the process that follows the process of FIG. 4;
6 is an enlarged cross-sectional view showing an example of the shape of a portion indicated by a circle in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part of a manufacturing process of a flash EEPROM using conventional buried element isolation.
8 is a cross-sectional view showing a part of the process that follows the process of FIG. 7. FIG.
FIG. 9 shows an example of the shape of an element isolation region in the vicinity of an element isolation region (an end portion of an element region) and an element isolation insulating film in a memory cell array region in which a gate oxide film is formed before forming an element isolation insulating film in a conventional flash EEPROM; Sectional drawing which shows an example of the shape of the edge part of the element region in the peripheral transistor area | region which formed the gate oxide film after forming this.
[Explanation of symbols]
101 ... Semiconductor substrate,
102: Tunnel oxide film,
103, 106 ... phosphorous doped polysilicon,
104: a laminated film of a CVD nitride film and a CVD oxide film,
105: buried insulating film,
107 ... Slit,
108 ... ONO insulating film,
109 ... Gate oxide film of peripheral circuit transistor,
110 ... Control gate of memory cell transistor,
111: Floating gate of memory cell transistor,
112: Peripheral circuit transistor gate electrode.

Claims (2)

メモリセルアレイ領域およびその周辺回路トランジスタが形成された周辺トランジスタ領域を有する不揮発性半導体メモリの製造に際して、
半導体基板の全面にメモリセルトランジスタ用の第1のゲート絶縁膜を形成し、その上にポリシリコン膜および絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜、ポリシリコン膜、第1のゲート絶縁膜および半導体基板に素子分離領域形成用のトレンチを形成する工程と、
前記メモリセルアレイ領域をカバーしたうえで、周辺トランジスタ領域の素子領域の端部上の第1のゲート絶縁膜を除去する工程と、
前記トレンチの表面および周辺トランジスタ領域における素子領域の端部とその上のポリシリコン膜との間の部分の表面を酸化する工程と、
前記トレンチに埋め込み絶縁体を埋め込み、全面を平坦化する工程と、
前記ポリシリコン膜上の絶縁膜を除去する工程と、
前記周辺トランジスタ領域のポリシリコン膜および第1のゲート絶縁膜を除去した後、周辺回路トランジスタ用の第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記メモリセルアレイ領域では前記ポリシリコン膜を浮遊ゲートとして備えた積層ゲート構造を形成し、周辺トランジスタ領域では前記第2のゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having a memory cell array region and a peripheral transistor region in which peripheral circuit transistors are formed,
Forming a first gate insulating film for a memory cell transistor on the entire surface of the semiconductor substrate, and forming a polysilicon film and an insulating film thereon;
Forming a trench for forming an element isolation region in the insulating film, the polysilicon film, the first gate insulating film, and the semiconductor substrate;
Removing the first gate insulating film on the edge of the element region of the peripheral transistor region after covering the memory cell array region;
Oxidizing the surface of the trench and the surface of the portion between the edge of the element region in the peripheral transistor region and the polysilicon film thereon;
Filling the trench with a buried insulator and planarizing the entire surface;
Removing the insulating film on the polysilicon film;
Forming a second gate insulating film for a peripheral circuit transistor after removing the polysilicon film and the first gate insulating film in the peripheral transistor region;
Forming a stacked gate structure including the polysilicon film as a floating gate in the memory cell array region, and forming a gate electrode on the second gate insulating film in the peripheral transistor region;
And a step of selectively introducing an impurity to be a source / drain of the transistor into a surface layer portion of the substrate.
メモリセルアレイ領域およびその周辺回路トランジスタが形成された周辺トランジスタ領域を有する不揮発性半導体メモリの製造に際して、
半導体基板の全面にメモリセルトランジスタ用の第1のゲート絶縁膜を形成し、その上にポリシリコン膜を形成する工程と、
前記ポリシリコン膜、第1のゲート絶縁膜および半導体基板に素子分離領域形成用のトレンチを形成する工程と、
前記トレンチに埋め込み絶縁体を埋め込み、全面を平坦化する工程と、
基板全面にメモリセルトランジスタの浮遊ゲート・制御ゲート間絶縁用のゲート間絶縁膜を形成する工程と、
前記周辺トランジスタ領域のゲート間絶縁膜、ポリシリコン膜および第1のゲート絶縁膜を除去して素子領域を露出させる工程と、
前記周辺トランジスタ領域で露出した素子領域の端部の角をエッチングして丸みをもつ形状にする工程と、
前記周辺トランジスタ領域で、前記周辺回路トランジスタ用の第2のゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記メモリセルアレイ領域では前記ポリシリコン膜を浮遊ゲートとして備えた積層ゲート構造を形成し、周辺トランジスタ領域では前記第2のゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、
基板表層部にトランジスタのソース/ドレインとなる不純物を選択的に導入する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In manufacturing a nonvolatile semiconductor memory having a memory cell array region and a peripheral transistor region in which peripheral circuit transistors are formed,
Forming a first gate insulating film for a memory cell transistor on the entire surface of the semiconductor substrate and forming a polysilicon film thereon;
Forming a trench for forming an isolation region in the polysilicon film, the first gate insulating film and the semiconductor substrate;
Filling the trench with a buried insulator and planarizing the entire surface;
Forming an inter-gate insulating film for insulating between the floating gate and the control gate of the memory cell transistor on the entire surface of the substrate;
Removing the inter-gate insulating film, the polysilicon film and the first gate insulating film in the peripheral transistor region to expose the element region;
Etching the corners of the edge of the device region exposed in the peripheral transistor region to form a round shape;
Forming a second gate insulating film for the peripheral circuit transistor in the peripheral transistor region;
Forming a stacked gate structure including the polysilicon film as a floating gate in the memory cell array region, and forming a gate electrode on the second gate insulating film in the peripheral transistor region;
And a step of selectively introducing an impurity to be a source / drain of the transistor into a surface layer portion of the substrate.
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KR100426487B1 (en) * 2001-12-28 2004-04-14 주식회사 하이닉스반도체 Method of forming a floating gate in flash memory device
JP2004095886A (en) * 2002-08-30 2004-03-25 Fujitsu Ltd Semiconductor device and its manufacturing method
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