JP4379082B2 - Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4379082B2 JP4379082B2 JP2003372599A JP2003372599A JP4379082B2 JP 4379082 B2 JP4379082 B2 JP 4379082B2 JP 2003372599 A JP2003372599 A JP 2003372599A JP 2003372599 A JP2003372599 A JP 2003372599A JP 4379082 B2 JP4379082 B2 JP 4379082B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate electrode
- forming
- semiconductor substrate
- nitride film
- insulating film
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Description
本発明は不揮発性半導体記憶装置および不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関し、特に、スプリットゲート型フラッシュメモリセルに適用して好適なものである。 The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device, and is particularly suitable when applied to a split gate type flash memory cell.
従来のスプリットゲート型フラッシュメモリセルでは、ビットコンタクトを形成するために、層間絶縁膜のオーバーエッチングが行われている(ボーダレスコンタクト形成)。このため、マスクずれによって素子分離用の酸化膜がオーバーエッチングされることを防止するため、コントロールゲート電極が形成された半導体基板上の全面をシリコン窒化膜で覆ってから、ビットコンタクトを形成することが行われている。 In a conventional split gate flash memory cell, over-etching of an interlayer insulating film is performed to form a bit contact (borderless contact formation). Therefore, in order to prevent the oxide film for element isolation from being over-etched due to mask displacement, the bit contact is formed after covering the entire surface of the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed with a silicon nitride film. Has been done.
また、例えば、特許文献1には、フローティングゲート電極上にシリコン窒化膜を形成することにより、ゲート絶縁膜を必要以上に厚くすることなく、膜厚制御を正確に行う方法が開示されている。
しかしながら、従来のスプリットゲート型フラッシュメモリセルでは、フローティングゲート電極上にシリコン窒化膜が形成されるため、フローティングゲート電極とシリコン窒化膜との間で電荷のやり取りが行われる。このため、温度や電圧ストレスによってフローティングゲート電極に蓄積された電荷がシリコン窒化膜に抜き取られ、データリテンション不良を引き起こすという問題があった。 However, in the conventional split gate type flash memory cell, since a silicon nitride film is formed on the floating gate electrode, charges are exchanged between the floating gate electrode and the silicon nitride film. For this reason, there has been a problem that charges accumulated in the floating gate electrode due to temperature and voltage stress are extracted to the silicon nitride film and cause data retention failure.
そこで、本発明の目的は、素子分離用酸化膜のオーバーエッチングを防止することを可能としつつ、フローティングゲート電極に電荷を安定して蓄積することが可能な不揮発性半導体記憶装置および不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-volatile semiconductor memory device and a non-volatile semiconductor memory capable of stably storing charges in a floating gate electrode while preventing over-etching of an element isolation oxide film It is to provide a method for manufacturing a device.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、第1ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたフローティングゲート電極と、前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜が除去された第1開口部と、前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記ドレイン層の表面を露出させる第2開口部と、前記第2開口部を介して前記ドレイン層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成された配線層とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, according to a nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, a floating gate electrode formed over a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween, and the floating gate electrode An oxide layer formed on the semiconductor substrate, a control gate electrode formed on the semiconductor substrate via a second gate insulating film, and disposed on the floating gate electrode so as to have an end on the floating gate electrode; A source layer disposed on the floating gate electrode side, a drain layer disposed on the control gate electrode side formed on the semiconductor substrate, and a film formed on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed. a nitride film, the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode is removed A first opening, an interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening, and a second opening formed in the interlayer insulating film and the nitride film and exposing a surface of the drain layer And a wiring layer connected to the drain layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
これにより、素子分離用酸化膜上に窒化膜を残したまま、コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の窒化膜を除去することができる。このため、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜を形成した場合においても、フローティングゲート電極と窒化膜との間での電荷のやり取りを防止することができ、フローティングゲート電極に電荷を安定して蓄積することが可能となる。この結果、ビットコンタクトを形成するために、層間絶縁膜のオーバーエッチングを行った場合においても、素子分離用酸化膜のエッチングを防止することを可能としつつ、データリテンション不良を低減することができる。 Thus, the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode can be removed while leaving the nitride film on the element isolation oxide film. For this reason, even when a nitride film for forming a borderless contact is formed, it is possible to prevent exchange of charges between the floating gate electrode and the nitride film, and to stably accumulate charges in the floating gate electrode. Is possible. As a result, even when the interlayer insulating film is over-etched to form the bit contact, it is possible to prevent the element isolation oxide film from being etched and reduce data retention defects.
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、第1ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたフローティングゲート電極と、前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上および前記ソース層上の前記窒化膜が除去された第1開口部と、前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記ドレイン層の表面を露出させる第2開口部と、前記第2開口部を介して前記ドレイン層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成された配線層とを備えることを特徴とする。 In addition, according to the nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, the floating gate electrode formed over the semiconductor substrate via the first gate insulating film, the oxide layer formed over the floating gate electrode, A control gate electrode formed on the semiconductor substrate with a second gate insulating film interposed therebetween and disposed on the floating gate electrode so as to have an end portion on the floating gate electrode; A source layer disposed on the semiconductor substrate, the drain layer disposed on the control gate electrode side, a nitride film formed on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed, and the control gate The nitride film on the floating gate electrode exposed from the electrode and on the source layer is removed. An opening, an interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening, and a second opening formed in the interlayer insulating film and the nitride film and exposing the surface of the drain layer; And a wiring layer connected to the drain layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
これにより、ソース層を形成するためのイオン注入用の露光マスクを用いることで、素子分離用酸化膜上に窒化膜を残したまま、コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の窒化膜を除去することができる。このため、露光マスクを新たに作製することなく、フローティングゲート電極と窒化膜との間で電荷のやり取りが起こらないようにして、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜を形成することができる。この結果、コストアップを抑制しつつ、素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。 By using an exposure mask for ion implantation for forming the source layer, the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode is removed while leaving the nitride film on the element isolation oxide film. can do. Therefore, it is possible to form a nitride film for forming a borderless contact without generating a new exposure mask and preventing exchange of electric charges between the floating gate electrode and the nitride film. As a result, it is possible to prevent the element isolation oxide film from being etched while suppressing an increase in cost and to reduce data retention defects.
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、第1ゲート絶縁膜を介して半導体基板上に形成されたフローティングゲート電極と、前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、前記コントロールゲート電極および前記フローティングゲート電極の側壁にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサと、前記ドレイン層の表面に形成された第1シリサイド層と、前記フローティングゲート電極上に配置された前記コントロールゲート電極の端部から所定間隔だけ隔てて前記コントロールゲート電極の表面に形成された第2シリサイド層と、前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、端部の配置位置が前記第2シリサイド層の端部に対応するようにして前記窒化膜に形成され、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上に配置された第1開口部と、前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記第1シリサイド層の表面を露出させる第2開口部と、前記第2開口部を介して前記第1シリサイド層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成された配線層とを備えることを特徴とする。
In addition, according to the nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, the floating gate electrode formed over the semiconductor substrate via the first gate insulating film, the oxide layer formed over the floating gate electrode, A control gate electrode formed on the semiconductor substrate with a second gate insulating film interposed therebetween and disposed on the floating gate electrode so as to have an end portion on the floating gate electrode; A source layer disposed on the semiconductor substrate and disposed on a side of the control gate electrode; sidewall spacers provided on sidewalls of the control gate electrode and the floating gate electrode; and the drain A first silicide layer formed on a surface of the layer and the floating layer A second silicide layer formed on the surface of the control gate electrode at a predetermined interval from an end of the control gate electrode disposed on the gate electrode, and a semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed. The nitride film is formed on the floating gate electrode, which is formed on the nitride film so that the arrangement position of the end portion corresponds to the end portion of the second silicide layer and is exposed from the control gate electrode. A first opening, an interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening, a second insulating film formed on the interlayer insulating film and the nitride film, and exposing a surface of the first silicide layer; An opening, and a wiring layer connected to the first silicide layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
これにより、ソース層上にシリサイド層が形成されないようにするための露光マスクを用いることで、素子分離用酸化膜上に窒化膜を残したまま、コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の窒化膜を除去することができる。このため、露光マスクを新たに作製することなく、フローティングゲート電極と窒化膜との間で電荷のやり取りが起こらないようにして、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜を形成することができる。この結果、コストアップを抑制しつつ、素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。 Thus, by using an exposure mask for preventing the silicide layer from being formed on the source layer, the nitride on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode while leaving the nitride film on the element isolation oxide film is left. The film can be removed. Therefore, it is possible to form a nitride film for forming a borderless contact without generating a new exposure mask and preventing exchange of electric charges between the floating gate electrode and the nitride film. As a result, it is possible to prevent the element isolation oxide film from being etched while suppressing an increase in cost and to reduce data retention defects.
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置によれば、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上が覆われるようにして、前記窒化膜と前記コントロールゲート電極との間に設けられた酸化膜をさらに備えることを特徴とする。
これにより、フローティングゲート電極上に酸化膜を形成してから窒化膜を形成することができ、フローティングゲート電極に窒化膜が接触することを防止して、データリテンション不良を低減することができる。
In addition, according to the nonvolatile semiconductor memory device of one aspect of the present invention, the floating gate electrode exposed from the control gate electrode is covered and provided between the nitride film and the control gate electrode. And an oxide film.
Thus, the nitride film can be formed after the oxide film is formed on the floating gate electrode, and the nitride film can be prevented from coming into contact with the floating gate electrode, thereby reducing data retention failure.
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法によれば、第1ゲート絶縁膜を半導体基板上に形成する工程と、上部に酸化層が設けられたフローティングゲート電極を前記第1ゲート絶縁膜上に形成する工程と、第2ゲート絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、前記フローティングゲート電極上に一端が配置され、前記第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に他端が配置されたコントロールゲート電極を形成する工程と、前記フローティングゲート電極側の前記半導体基板にソース層を形成する工程と、前記コントロールゲート電極側の前記半導体基板にドレイン層を形成する工程と、前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に窒化膜を成膜する工程と、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜を除去する工程と、前記窒化膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ドレイン層の表面を露出させる開口部を前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成する工程と、前記開口部を介して前記ドレイン層に接続された配線層を前記層間絶縁膜上に形成する工程とを備えることを特徴とする。 In addition, according to the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, the first gate insulating film is formed on the semiconductor substrate, and the floating gate electrode having an oxide layer formed thereon is provided on the first gate insulating film. A step of forming on one gate insulating film; a step of forming a second gate insulating film on the semiconductor substrate; and one end disposed on the floating gate electrode, and the semiconductor substrate through the second gate insulating film Forming a control gate electrode on which the other end is disposed, forming a source layer on the semiconductor substrate on the floating gate electrode side, and forming a drain layer on the semiconductor substrate on the control gate electrode side A step of forming a nitride film on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed; and an exposure from the control gate electrode Removing the nitride film on the floating gate electrode; forming an interlayer insulating film on the nitride film; and forming an opening in the interlayer insulating film and the nitride film to expose a surface of the drain layer. And a step of forming a wiring layer connected to the drain layer through the opening on the interlayer insulating film.
これにより、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜を選択的にエッチングすることで、フローティングゲート電極と窒化膜との間での電荷のやり取りを防止することができ、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、マスクずれによる素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法によれば、前記窒化膜を除去する工程は、前記ソース層を形成するためのイオン注入用の露光マスクを用いて前記窒化膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして、前記窒化膜をエッチングすることにより、前記窒化膜が除去された開口部を形成する工程とを備えることを特徴とする。
Thereby, by selectively etching the nitride film for borderless contact formation, it is possible to prevent the exchange of charges between the floating gate electrode and the nitride film, while suppressing the complication of the manufacturing process, Etching of the element isolation oxide film due to mask displacement can be prevented and data retention failure can be reduced.
Further, according to the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to one aspect of the present invention, the step of removing the nitride film uses the exposure mask for ion implantation for forming the source layer. Forming a resist pattern thereon; and etching the nitride film using the resist pattern as a mask to form an opening from which the nitride film has been removed.
これにより、露光マスクを新たに作製することなく、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜とフローティングゲート電極との間での電荷のやり取りを防止することができ、コストアップを抑制しつつ、マスクずれによる素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法によれば、第1ゲート絶縁膜を半導体基板上に形成する工程と、上部に酸化層が設けられたフローティングゲート電極を前記第1ゲート絶縁膜上に形成する工程と、第2ゲート絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、前記フローティングゲート電極上に一端が配置され、前記第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に他端が配置されたコントロールゲート電極を形成する工程と、前記フローティングゲート電極側の前記半導体基板にソース層を形成する工程と、前記コントロールゲート電極および前記フローティングゲート電極の側壁にサイドウォールスペーサを形成する工程と、前記コントロールゲート電極側の前記半導体基板にドレイン層を形成する工程と、端部が前記コントロールゲート電極上にかかるようにして前記ソース層を覆う酸化膜を形成する工程と、前記酸化膜が形成された半導体基板上にシリサイド形成用金属膜を形成する工程と、前記シリサイド形成用金属膜をシリコンと反応させることにより、前記ドレイン層および前記コントロールゲート電極上にシリサイド層を形成する工程と、前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に窒化膜を成膜する工程と、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜を除去する工程と、前記窒化膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記ドレイン層上のシリサイド層の表面を露出させる開口部を前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成する工程と、前記開口部を介して前記ドレイン層上のシリサイド層に接続された配線層を前記層間絶縁膜上に形成する工程とを備えることを特徴とする。
As a result, it is possible to prevent the exchange of charges between the nitride film for forming the borderless contact and the floating gate electrode without newly creating an exposure mask, while suppressing the cost increase, and the element due to the mask displacement It is possible to prevent the separation oxide film from being etched and reduce data retention defects.
In addition, according to the method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, the first gate insulating film is formed on the semiconductor substrate, and the floating gate electrode having an oxide layer formed thereon is provided on the first gate insulating film. A step of forming on one gate insulating film; a step of forming a second gate insulating film on the semiconductor substrate; and one end disposed on the floating gate electrode, and the semiconductor substrate through the second gate insulating film Forming a control gate electrode having the other end disposed thereon; forming a source layer on the semiconductor substrate on the floating gate electrode side; and sidewall spacers on side walls of the control gate electrode and the floating gate electrode Forming a drain layer on the semiconductor substrate on the control gate electrode side; and Forming an oxide film covering the source layer so as to cover the control gate electrode, forming a silicide-forming metal film on the semiconductor substrate on which the oxide film is formed, and forming the silicide Reacting a metal film with silicon to form a silicide layer on the drain layer and the control gate electrode; forming a nitride film on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed; Removing the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode; forming an interlayer insulating film on the nitride film; and an opening exposing the surface of the silicide layer on the drain layer. A step of forming the interlayer insulating film and the nitride film, and the silicon on the drain layer through the opening; The wiring layer connected to the de-layer, characterized in that it comprises a step of forming on the interlayer insulating film.
これにより、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜を選択的にエッチングすることで、フローティングゲート電極に窒化膜との間での電荷のやり取りを防止することができ、製造工程の煩雑化を抑制しつつ、マスクずれによる素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。
また、本発明の一態様に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法によれば、前記窒化膜を除去する工程は、前記ソース層を覆う酸化膜を形成するための露光マスクを用いて前記窒化膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして、前記窒化膜をエッチングすることにより、前記窒化膜が除去された開口部を形成する工程とを備えることを特徴とする。
Thereby, by selectively etching the nitride film for forming the borderless contact, it is possible to prevent the exchange of electric charges between the floating gate electrode and the nitride film, while suppressing the complication of the manufacturing process, Etching of the element isolation oxide film due to mask displacement can be prevented and data retention failure can be reduced.
Further, according to the method for manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device of one embodiment of the present invention, the step of removing the nitride film uses the exposure mask for forming an oxide film that covers the source layer. Forming a resist pattern thereon; and etching the nitride film using the resist pattern as a mask to form an opening from which the nitride film has been removed.
これにより、露光マスクを新たに作製することなく、ボーダレスコンタクト形成用の窒化膜とフローティングゲート電極との間での電荷のやり取りを防止することができ、コストアップを抑制しつつ、マスクずれによる素子分離用酸化膜のエッチングを防止することが可能となるとともに、データリテンション不良を低減することができる。 As a result, it is possible to prevent the exchange of charges between the nitride film for forming the borderless contact and the floating gate electrode without newly creating an exposure mask, while suppressing the cost increase, and the element due to the mask displacement It is possible to prevent the separation oxide film from being etched and reduce data retention defects.
以下、本発明の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の概略構成を示す平面図である。
図1において、メモリセルには、フローティングゲート電極4が設けられるとともに、フローティングゲート電極4の両側には、ドレイン層10aおよびソース層10bがそれぞれ設けられている。
A nonvolatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a
そして、フローティングゲート電極4が設けられたメモリセルはマトリックス状に配列され、ドレイン層10aは、列方向に隣接する1対のメモリセルで共用され、ドレイン層10aを共用する1対のメモリセルは、STI(Shallow Trench Isolation)2を介して行方向に分離されている。なお、STI(Shallow Trench Isolation)の代わりに、LOCOS(Local Oxidation of Silicon)を用いるようにしてもよい。
The memory cells provided with the floating
また、フローティングゲート電極4を挟んでドレイン層10aの反対側には、行方向に延伸されたソース層10bが配置され、ソース層10bは、列方向に隣接する2行分のメモリセルで共用されている。
また、フローティングゲート電極4上に端部がかかるようにして、ワードラインWL1〜WL6が行方向に配設されている。また、列方向には、各ワードラインWL1〜WL6と交差するようにして、ビットラインBL1〜BL7が配設され、各ビットラインBL1〜BL7は、ビットコンタクトH1を介してドレイン層10aと接続されている。また、列方向には、ソース配線Vssが配設され、ソース配線Vssは、ソースコンタクトH2を介して各ソース層10bと接続されている。
A
Further, the word lines WL1 to WL6 are arranged in the row direction so that the end portions are on the
図2(a)は、図1のA−A線で切断した断面図、図2(b)は、図1のB−B線で切断した断面図、図2(c)は、図1のC−C線で切断した断面図である。
図2において、半導体基板1には、ドレイン層10aを行方向(B−B方向)に分離するSTI2が埋め込まれている。なお、半導体基板1の材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、GaAs、InP、GaP、GaN、SiCなどを用いることができる。
2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, and FIG. It is sectional drawing cut | disconnected by CC line.
In FIG. 2, an
そして、STI2が埋め込まれた半導体基板1上には、ゲート絶縁膜3を介してフローティングゲート電極4が形成され、フローティングゲート電極4の上部には、酸化層5が形成されている。また、一端が酸化層5を介してフローティングゲート電極4上に配置されるとともに、他端がゲート絶縁膜6を介して半導体基板1上に配置されたコントロールゲート電極7が形成されている。そして、同一行に配置されたコントロールゲート電極7は、図1の共通のワードラインWL1〜WL6にそれぞれ接続されている。また、コントロールゲート電極7およびフローティングゲート電極4の側壁には、サイドウォールスペーサ8a、8bがそれぞれ形成されている。
A
そして、コントロールゲート電極7側の半導体基板1内には、ドレイン層10aが形成されるとともに、フローティングゲート電極4側の半導体基板1内には、対向配置されたフローティングゲート電極4で共用されるようにして、ソース層10bが形成されている。そして、ドレイン層10a上にはシリサイド層11aが形成されるともに、コントロールゲート電極7上には、酸化層5上のコントロールゲート電極7の端部から所定間隔だけ隔ててシリサイド層11bが形成されている。
A
ここで、ドレイン層10b上には、シリサイド層が形成されないようにするともに、コントロールゲート電極7上には、酸化層5上のコントロールゲート電極7の端部から所定間隔だけ隔ててシリサイド層11bを形成することにより、フローティングゲート電極4上にコントロールゲート電極7の端部が配置された場合においても、コントロールゲート電極7上のシリサイド層11bとフローティングゲート電極4とがショートすることを防止しつつ、コントロールゲート電極11bおよびドレイン層9aの低抵抗化を図ることが可能となる。
Here, a silicide layer is not formed on the
そして、コントロールゲート電極7が形成された半導体基板1上の全面には、シリコン酸化膜12を介してシリコン窒化膜13が形成されている。なお、シリコン窒化膜13の膜厚は、例えば、500Å程度とすることができる。そして、シリコン窒化膜13には、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上のシリコン窒化膜13が除去された開口部13´が形成されている。
A
そして、開口部13´が形成されたシリコン窒化膜13上には、層間絶縁膜14が形成され、層間絶縁膜14上には、ビットラインBLが列方向(A−A方向)に形成されている。また、層間絶縁膜14には、ドレイン層10a上のシリサイド層11aに接続されたプラグ15が埋め込まれ、ビットラインBLは、プラグ15を介してシリサイド層11aに接続されている。
An interlayer insulating
ここで、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上のシリコン窒化膜13を除去することにより、ボーダレスコンタクト形成用のシリコン窒化膜13を形成した場合においても、フローティングゲート電極5とシリコン窒化膜13との間での電荷のやり取りを防止することができ、フローティングゲート電極4に電荷を安定して蓄積することが可能となる。このため、ビットコンタクトH1を形成するために、層間絶縁膜14のオーバーエッチングを行った場合においても、マスクずれによるSTI2のエッチングを防止することを可能としつつ、データリテンション不良を低減することができる。
Here, even when the
また、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上のシリコン窒化膜13を除去するとともに、ソース層10b上のシリコン窒化膜13も除去するようにしてもよい。
これにより、ソース層10bを形成するためのイオン注入用の露光マスクまたはソース層10b上にシリサイド層が形成されないようにするための露光マスクを用いることで、STI2上にシリコン窒化膜13を残したまま、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上の窒化膜を除去することができる。このため、露光マスクを新たに作製することなく、フローティングゲート電極4とシリコン窒化膜13との間で電荷のやり取りが起こらないようにして、ボーダレスコンタクト形成用のシリコン窒化膜13を形成することができ、コストアップを抑制することができる。
Further, the
Thus, the
そして、図2のメモリセルの消去動作を行う場合、図1のソース配線Vssをグランド電位に保持し、全てのメモリセルのソース層10bをグランド電位に保持するとともに、全てのビットラインBL1〜BL7をグランド電位に保持し、全てのメモリセルのドレイン層10aをグランド電位に保持する。さらに、選択されたワードラインWL1〜WL6に11〜13Vの高電圧を印加し、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7に11〜13Vの高電圧を印加するとともに、非選択のワードラインWL1〜WL6をグランド電位に保持し、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7をグランド電位に保持する。
When the erase operation of the memory cell of FIG. 2 is performed, the source wiring Vss of FIG. 1 is held at the ground potential, the source layers 10b of all the memory cells are held at the ground potential, and all the bit lines BL1 to BL7 are held. Is held at the ground potential, and the drain layers 10a of all the memory cells are held at the ground potential. Further, a high voltage of 11 to 13V is applied to the selected word lines WL1 to WL6, and a high voltage of 11 to 13V is applied to the
そして、ドレイン層10aおよびソース層10bがグランド電位に保持された状態で、コントロールゲート電極7に11〜13Vの高電圧が印加されると、コントロールゲート電極7とフローティングゲート電極4との間には高電界がかかり、コントロールゲート電極7とフローティングゲート電極4との間にFN(Fowler Nordheim)トンネル電流が流れる。このため、フローティングゲート電極4の電子がコントロールゲート電極7側に引き抜かれ、選択されたメモリセルに記憶されたデータの消去を行うことができる。
When a high voltage of 11 to 13 V is applied to the
ここで、図2(a)に示すように、フローティングゲート電極4上の酸化層5を楕円状に形成し、フローティングゲート電極4の端部を尖らせることにより、フローティングゲート電極4の端部に電界を集中させることができる。このため、フローティングゲート電極4の電子をコントロールゲート電極7側に効率よく引き抜くことが可能となり、書き換え回数を増加させることを可能として、スプリットゲート型フラッシュメモリの寿命を向上させることが可能となる。
Here, as shown in FIG. 2A, the
なお、スプリットゲート型フラッシュメモリでは、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されている全てのメモリセルに対して一括して消去動作が行われ、全てのワードラインWL1〜WL6を同時に選択することにより、全てのメモリセルの消去動作を一括して行うことができる。
次に、図2のメモリセルの書き込み動作を行う場合、図1のソース配線Vssに10〜11Vの高電圧を印加し、全てのメモリセルのソース層10bに10〜11Vの高電圧を印加する。また、選択されたビットラインBL1〜BL7に1Vの電圧を印加し、選択されたビットラインBL1〜BL7に接続されているメモリセルのドレイン層10aに1Vの電圧を印加するとともに、非選択のビットラインBL1〜BL7に2Vの電圧を印加し、非選択のビットラインBL1〜BL7に接続されているメモリセルのドレイン層10aに2Vの電圧を印加する。さらに、選択されたワードラインWL1〜WL6に1.8Vの低電圧を印加し、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7に1.8Vの低電圧を印加するとともに、非選択のワードラインWL1〜WL6をグランド電位に保持し、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7をグランド電位に保持する。
In the split gate flash memory, all memory cells connected to the selected word lines WL1 to WL6 are collectively erased to select all the word lines WL1 to WL6 simultaneously. Thus, the erase operation of all the memory cells can be performed collectively.
2 is applied, a high voltage of 10 to 11 V is applied to the source wiring Vss of FIG. 1, and a high voltage of 10 to 11 V is applied to the
そして、コントロールゲート電極7下のチャネル領域のしきい値Vthが、例えば、0.5Vであるとすると、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのチャネル領域は反転状態となる。このため、選択されたビットラインBL1〜BL7を介してドレイン層10aに1Vが印加されている場合、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルには、ソース層10bからドレイン層10aに向かって電流が流れる。一方、コントロールゲート電極7下のチャネル領域のしきい値Vthが、例えば、0.5Vである場合、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのチャネル領域は空乏状態となり、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルには、ソース層10bからドレイン層10aに向かう電流が流れない。
If the threshold value Vth of the channel region under the
そして、ソース層10bには10〜11Vの高電圧が印加されているため、ソース層10bとフローティングゲート電極4との容量カップリングによりフローティングゲート電極4の電位が持ち上げられ、チャネル領域とフローティングゲート電極4との間に高電界が発生する。このため、ソース層10bからドレイン層10aに向かって電流が流れると、チャネル領域を流れる電子は高電界により加速されてホットエレクトロンとなり、フローティングゲート電極4に電子が注入される。この結果、選択されたワードラインWL1〜WL6およびビットラインBL1〜BL7に接続されているメモリセルには電荷が蓄積され、選択されたメモリセルにデータを書き込むことができる。
Since a high voltage of 10 to 11 V is applied to the
ここで、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上のシリコン窒化膜13が除去されているので、フローティングゲート電極4に電荷を安定して蓄積することが可能となり、温度や電圧ストレスなどがかかった場合においても、フローティングゲート電極4に蓄積されている電荷が消失することを抑制することができる。
次に、図2のメモリセルの読み出し動作を行う場合、図1のソース配線Vssをグランド電位に保持し、全てのメモリセルのソース層10bをグランド電位に保持する。また、選択されたビットラインBL1〜BL7に1Vの低電圧を印加し、選択されたビットラインBL1〜BL7に接続されているメモリセルのドレイン層10aに1Vの低電圧を印加するとともに、非選択のビットラインBL1〜BL7をグランド電位に保持し、非選択のビットラインBL1〜BL7に接続されているメモリセルのドレイン層10aをグランド電位に保持する。さらに、選択されたワードラインWL1〜WL6に3±0.3Vの電圧を印加し、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7に3±0.3Vの電圧を印加するとともに、非選択のワードラインWL1〜WL6をグランド電位に保持し、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7をグランド電位に保持する。
Here, since the
Next, when the read operation of the memory cell of FIG. 2 is performed, the source wiring Vss of FIG. 1 is held at the ground potential, and the source layers 10b of all the memory cells are held at the ground potential. In addition, a low voltage of 1V is applied to the selected bit lines BL1 to BL7, a low voltage of 1V is applied to the
そして、ビットラインBL1〜BL7およびワードラインWL1〜WL6で選択されたメモリセルが消去状態にある場合、選択されたメモリセルのフローティングゲート電極4の電子が引き抜かれている。このため、消去状態にあるメモリセルのフローティングゲート電極4下のチャネル領域はオンしており、選択されたビットラインBL1〜BL7を介してドレイン層10aに1Vが印加されている場合、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルには、ドレイン層10aからソース層10bに向かって電流が流れる。
When the memory cell selected by the bit lines BL1 to BL7 and the word lines WL1 to WL6 is in the erased state, the electrons of the floating
一方、ビットラインBL1〜BL7およびワードラインWL1〜WL6で選択されたメモリセルが書き込み状態にある場合、選択されたメモリセルのフローティングゲート電極4には電子が蓄積されている。このため、書き込み状態にあるメモリセルのフローティングゲート電極4下のチャネル領域はオフしており、選択されたビットラインBL1〜BL7を介してドレイン層10aに1Vが印加されている場合においても、選択されたワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルには、ドレイン層10aからソース層10bに向かって流れる電流が消去状態に比べて小さくなる。このため、選択されたメモリセルに流れる電流の大きさをセンスアンプで検出することにより、選択されたメモリセルの消去状態および書き込み状態を判別することができる。
On the other hand, when the memory cell selected by the bit lines BL1 to BL7 and the word lines WL1 to WL6 is in the write state, electrons are accumulated in the floating
また、非選択のワードラインWL1〜WL6をグランド電位に保持し、非選択のワードラインWL1〜WL6に接続されているメモリセルのコントロールゲート電極7をグランド電位に保持することにより、コントロールゲート電極7下のチャネル領域をオフすることができる。このため、非選択のメモリセルが過剰消去状態にある場合においても、非選択のメモリセルが常に導通状態になることを防止することができ、選択されたメモリセルの読み出し動作を正常に行うことが可能となる。
Further, the non-selected word lines WL1 to WL6 are held at the ground potential, and the
図3〜図5は、本発明の一実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す断面図である。
図3(a)において、熱酸化により、ゲート絶縁膜3を半導体基板1上に形成する。そして、CVDなどの方法により、ゲート絶縁膜3が形成された半導体基板1に多結晶シリコン層4´を積層し、多結晶シリコン層4´上に酸化防止膜21を形成する。なお、酸化防止膜21としては、例えば、シリコン窒化膜などを用いることができる
次に、図3(b)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて酸化防止膜21をパターニングすることにより、酸化防止膜21に開口部21´を形成する。
3 to 5 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 3A, a
次に、図3(c)に示すように、開口部21´が形成された酸化防止膜21をマスクとして多結晶シリコン層4´の熱酸化を行うことにより、多結晶シリコン層4´の上部に酸化層5を選択的に形成する。
次に、図3(d)に示すように、多結晶シリコン層4´上の酸化防止膜21を除去する。そして、多結晶シリコン層4´の上部に選択的に形成された酸化層5をマスクとして多結晶シリコン層4´をエッチングすることにより、酸化層5を上部に有するフローティングゲート電極4を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図4(a)に示すように、熱酸化により、半導体基板1上にゲート絶縁膜6を形成する。そして、CVDなどの方法により、ゲート絶縁膜6が形成された半導体基板1上に多結晶シリコン層を積層する。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて多結晶シリコン層をパターニングすることにより、酸化層5を介してフローティングゲート電極4上に一端が配置され、ゲート絶縁膜6を介して半導体基板1上に他端が配置されたコントロールゲート電極7を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、コントロールゲート電極7側の半導体基板1上を覆うフォトレジスト層R1を形成する。そして、フォトレジスト層R1、フローティングゲート電極4およびコントロールゲート電極7をマスクとしてイオン注入P1を半導体基板1に行うことにより、フローティングゲート電極4側の半導体基板1内にソース層10bを形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, a photoresist layer R1 that covers the
次に、図4(c)に示すように、フォトレジスト層R1を除去する。そして、CVDなどの方法により、ソース層10bが形成された半導体基板1上にシリコン酸化膜を積層する。そして、半導体基板1上に積層されたシリコン酸化膜の異方性エッチングを行うことにより、コントロールゲート電極7およびフローティングゲート電極4の側壁にサイドウォールスペーサ8a、8bをそれぞれ形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, the photoresist layer R1 is removed. Then, a silicon oxide film is laminated on the
次に、図5(a)に示すように、フォトリソグラフィー技術を用いることにより、フローティングゲート電極4側の半導体基板1上を覆うフォトレジスト層R2を形成する。そして、フォトレジスト層R2、フローティングゲート電極4、コントロールゲート電極7およびサイドウォールスペーサ8a、8bをマスクとして半導体基板1にイオン注入P2を行うことにより、コントロールゲート電極7側の半導体基板1内にドレイン層10aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5A, a photoresist layer R2 that covers the
次に、図5(b)に示すように、フォトレジスト層R2を除去する。そして、CVDなどの方法により、ドレイン層10aが形成された半導体基板1上にシリコン酸化膜22を積層する。そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いることにより、端部がコントロールゲート電極7上にかかるようにしてソース層10bが覆われるようにシリコン酸化膜22をパターニングする
次に、図5(c)に示すように、スパッタなどの方法により、シリコン酸化膜22が形成された半導体基板1上の全面にシリサイド形成用金属膜23を積層する。なお、シリサイド形成用金属膜23としては、例えば、Ti膜、Co膜、W膜、Mo膜、Ni膜またはPt膜などを用いることができる。
Next, as shown in FIG. 5B, the photoresist layer R2 is removed. Then, a
次に、図6(a)に示すように、熱処理により、シリサイド形成用金属膜23をSiと反応させることで、ドレイン層10aおよびコントロールゲート電極7上にシリサイド層11a、11bをそれぞれ形成する。
これにより、酸化層5上のコントロールゲート電極7の端部から所定間隔だけ隔ててシリサイド層11bを形成することが可能となるとともに、ソース層10b上にシリサイド層を形成することなく、ドレイン層10a上にシリサイド層11を形成することが可能となる。このため、フローティングゲート電極4上にコントロールゲート電極7の端部が配置された場合においても、コントロールゲート電極7上のシリサイド層11bとフローティングゲート電極4とがショートすることを防止しつつ、コントロールゲート電極7およびドレイン層10aの低抵抗化を図ることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 6A, the silicide forming
Thus, the
次に、図6(b)に示すように、例えば、TEOSを用いた低圧CVDなどの方法により、シリサイド層11a、11bが形成された半導体基板1上の全面にシリコン酸化膜12を成膜する。なお、シリコン酸化膜12の膜厚は、例えば、500Å程度とすることができる。
そして、プラズマCVDなどの方法により、シリコン酸化膜12上にシリコン窒化膜13を成膜する。なお、シリコン窒化膜13の膜厚は、例えば、500Å程度とすることができる。
Next, as shown in FIG. 6B, a
Then, a
次に、図6(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてシリコン窒化膜13をパターニングすることにより、コントロールゲート電極7から露出したフローティングゲート電極4上のシリコン窒化膜13が除去された開口部13´を形成する。
ここで、開口部13´を形成するためのレジストパターンをシリコン窒化膜13上に形成する場合、図4(b)のフォトレジスト層R1を形成するための露光マスクを用いることができる。あるいは、図5(b)のシリコン酸化膜22を形成するための露光マスクを用いることができる。なお、図5(b)のシリコン酸化膜22を形成するための露光マスクを用いる場合、ポジ型レジストからネガ型レジストに変更する。
Next, as shown in FIG. 6C, the
Here, when a resist pattern for forming the
そして、図2に示すように、CVDなどの方法により、開口部13´が形成されたシリコン窒化膜13上に層間絶縁膜14を堆積する。そして、シリサイド層11aの表面を露出させる開口部を層間絶縁膜14、シリコン窒化膜13およびシリコン酸化膜12に形成する。
そして、例えば、スパッタなどの方法により、開口部が形成された層間絶縁膜14上にタングステンを堆積し、タングステンのエッチバックを行うことにより、層間絶縁膜14、シリコン窒化膜13およびシリコン酸化膜12に形成された開口部に埋め込まれたプラグ15を形成する。
Then, as shown in FIG. 2, an
Then, for example, by depositing tungsten on the
そして、例えば、スパッタなどの方法により、プラグ15が埋め込まれた層間絶縁膜14上にAlを堆積し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてAlのパターニングを行うことにより、プラグ15に接続されたビットラインBLを層間絶縁膜14上に形成する。
ここで、ボーダレスコンタクト形成用のシリコン窒化膜13を形成することにより、ドレイン層10aの横のSTI2がシリコン窒化膜13で覆われた状態で、ビットコンタクトH1を形成することができる。このため、ビットコンタクトH1の形成時にマスクずれが発生した場合においても、層間絶縁膜14のオーバーエッチングによるSTI2のエッチングを防止することができる。
Then, for example, Al is deposited on the
Here, by forming the
WL1〜WL6 ワードライン、BL1〜BL7、BL ビットラインVss ソース配線、H1 ビットコンタクト、H2 ソースコンタクト、1 半導体基板、2 STI、3、6 ゲート絶縁膜、4 フローティングゲート電極、5 酸化層、7 コントロールゲート電極、8a、8b サイドウォールスペーサ、10a ドレイン層、10b ソース層、11a、11b シリサイド層、12 シリコン酸化膜、13 シリコン窒化膜、14 層間絶縁膜、15 プラグ、4´ 多結晶シリコン層、21 酸化防止膜、13´、21´ 開口部、P1、P2 イオン注入、R1、R2 フォトレジスト
WL1 to WL6 Word line, BL1 to BL7, BL bit line Vss source wiring, H1 bit contact, H2 source contact, 1 semiconductor substrate, 2 STI, 3, 6 gate insulating film, 4 floating gate electrode, 5 oxide layer, 7 control Gate electrode, 8a, 8b Side wall spacer, 10a drain layer, 10b source layer, 11a, 11b silicide layer, 12 silicon oxide film, 13 silicon nitride film, 14 interlayer insulation film, 15 plug, 4 ′ polycrystalline silicon layer, 21 Antioxidation film, 13 ', 21' opening, P1, P2 ion implantation, R1, R2 photoresist
Claims (8)
前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、
第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電
極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、
前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、
前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、
前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、
前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜
が除去された第1開口部と、
前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記ドレイン層の表面を露出させる第2
開口部と、
前記第2開口部を介して前記ドレイン層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成された配
線層とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A floating gate electrode formed on the semiconductor substrate via the first gate insulating film;
An oxide layer formed on the floating gate electrode;
A control gate electrode formed on the semiconductor substrate via a second gate insulating film and disposed so as to have an end on the floating gate electrode;
A source layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the floating gate electrode side;
A drain layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the control gate electrode side;
A nitride film formed on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed;
A first opening from which the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode is removed;
An interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening;
A second layer formed on the interlayer insulating film and the nitride film and exposing a surface of the drain layer;
An opening,
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a wiring layer connected to the drain layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、
第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電
極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、
前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、
前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、
前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、
前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上および前記ソー
ス層上の前記窒化膜が除去された第1開口部と、
前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記ドレイン層の表面を露出させる第2
開口部と、
前記第2開口部を介して前記ドレイン層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成された配
線層とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A floating gate electrode formed on the semiconductor substrate via the first gate insulating film;
An oxide layer formed on the floating gate electrode;
A control gate electrode formed on the semiconductor substrate via a second gate insulating film and disposed so as to have an end on the floating gate electrode;
A source layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the floating gate electrode side;
A drain layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the control gate electrode side;
A nitride film formed on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed;
A first opening from which the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode and the source layer is removed;
An interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening;
A second layer formed on the interlayer insulating film and the nitride film and exposing a surface of the drain layer;
An opening,
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a wiring layer connected to the drain layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
前記フローティングゲート電極上に形成された酸化層と、
第2ゲート絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成され、前記フローティングゲート電
極上に端部がかかるように配置されたコントロールゲート電極と、
前記半導体基板に形成され、前記フローティングゲート電極側に配置されたソース層と、
前記半導体基板に形成され、前記コントロールゲート電極側に配置されたドレイン層と、
前記コントロールゲート電極および前記フローティングゲート電極の側壁にそれぞれ設
けられたサイドウォールスペーサと、
前記ドレイン層の表面に形成された第1シリサイド層と、
前記フローティングゲート電極上に配置された前記コントロールゲート電極の端部から
所定間隔だけ隔てて前記コントロールゲート電極の表面に形成された第2シリサイド層と、
前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に成膜された窒化膜と、
端部の配置位置が前記第2シリサイド層の端部に対応するようにして前記窒化膜に形成
され、前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上に配置され
た第1開口部と、
前記第1開口部が設けられた窒化膜上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成され、前記第1シリサイド層の表面を露出させ
る第2開口部と、
前記第2開口部を介して前記第1シリサイド層に接続され、前記層間絶縁膜上に形成さ
れた配線層とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A floating gate electrode formed on the semiconductor substrate via the first gate insulating film;
An oxide layer formed on the floating gate electrode;
A control gate electrode formed on the semiconductor substrate via a second gate insulating film and disposed so as to have an end on the floating gate electrode;
A source layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the floating gate electrode side;
A drain layer formed on the semiconductor substrate and disposed on the control gate electrode side;
Side wall spacers provided on the side walls of the control gate electrode and the floating gate electrode,
A first silicide layer formed on a surface of the drain layer;
A second silicide layer formed on the surface of the control gate electrode at a predetermined interval from an end of the control gate electrode disposed on the floating gate electrode;
A nitride film formed on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed;
A first opening disposed on the floating gate electrode, which is formed in the nitride film such that an end position corresponds to an end of the second silicide layer, and is exposed from the control gate electrode;
An interlayer insulating film formed on the nitride film provided with the first opening;
A second opening formed in the interlayer insulating film and the nitride film and exposing a surface of the first silicide layer;
A nonvolatile semiconductor memory device comprising: a wiring layer connected to the first silicide layer through the second opening and formed on the interlayer insulating film.
にして、前記窒化膜と前記コントロールゲート電極との間に設けられた酸化膜をさらに備
えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の不揮発性半導体記憶装置。 4. The semiconductor device according to claim 1, further comprising an oxide film provided between the nitride film and the control gate electrode so as to cover the floating gate electrode exposed from the control gate electrode. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1.
上部に酸化層が設けられたフローティングゲート電極を前記第1ゲート絶縁膜上に形成
する工程と、
第2ゲート絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、
前記フローティングゲート電極上に一端が配置され、前記第2ゲート絶縁膜を介して前
記半導体基板上に他端が配置されたコントロールゲート電極を形成する工程と、
前記フローティングゲート電極側の前記半導体基板にソース層を形成する工程と、
前記コントロールゲート電極側の前記半導体基板にドレイン層を形成する工程と、
前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に窒化膜を成膜する工程と、
前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜を
除去する工程と、
前記窒化膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ドレイン層の表面を露出させる開口部を前記層間絶縁膜および前記窒化膜に形成す
る工程と、
前記開口部を介して前記ドレイン層に接続された配線層を前記層間絶縁膜上に形成する
工程とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 Forming a first gate insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a floating gate electrode provided with an oxide layer on the first gate insulating film;
Forming a second gate insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a control gate electrode having one end disposed on the floating gate electrode and the other end disposed on the semiconductor substrate via the second gate insulating film;
Forming a source layer on the semiconductor substrate on the floating gate electrode side;
Forming a drain layer on the semiconductor substrate on the control gate electrode side;
Forming a nitride film on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed;
Removing the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode;
Forming an interlayer insulating film on the nitride film;
Forming an opening exposing the surface of the drain layer in the interlayer insulating film and the nitride film;
Forming a wiring layer connected to the drain layer through the opening on the interlayer insulating film. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
前記ソース層を形成するためのイオン注入用の露光マスクを用いて前記窒化膜上にレジ
ストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記窒化膜をエッチングすることにより、前記
窒化膜が除去された開口部を形成する工程とを備えることを特徴とする請求項5記載の不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。 The step of removing the nitride film includes
Forming a resist pattern on the nitride film using an exposure mask for ion implantation for forming the source layer;
6. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 5, further comprising: forming an opening from which the nitride film is removed by etching the nitride film using the resist pattern as a mask. .
上部に酸化層が設けられたフローティングゲート電極を前記第1ゲート絶縁膜上に形成
する工程と、
第2ゲート絶縁膜を前記半導体基板上に形成する工程と、
前記フローティングゲート電極上に一端が配置され、前記第2ゲート絶縁膜を介して前
記半導体基板上に他端が配置されたコントロールゲート電極を形成する工程と、
前記フローティングゲート電極側の前記半導体基板にソース層を形成する工程と、
前記コントロールゲート電極および前記フローティングゲート電極の側壁にサイドウォ
ールスペーサを形成する工程と、
前記コントロールゲート電極側の前記半導体基板にドレイン層を形成する工程と、
端部が前記コントロールゲート電極上にかかるようにして前記ソース層を覆う酸化膜を
形成する工程と、
前記酸化膜が形成された半導体基板上にシリサイド形成用金属膜を形成する工程と、
前記シリサイド形成用金属膜をシリコンと反応させることにより、前記ドレイン層および
前記コントロールゲート電極上にシリサイド層を形成する工程と、
前記コントロールゲート電極が形成された半導体基板上に窒化膜を成膜する工程と、
前記コントロールゲート電極から露出したフローティングゲート電極上の前記窒化膜を
除去する工程と、
前記窒化膜上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記ドレイン層上のシリサイド層の表面を露出させる開口部を前記層間絶縁膜および前
記窒化膜に形成する工程と、
前記開口部を介して前記ドレイン層上のシリサイド層に接続された配線層を前記層間絶
縁膜上に形成する工程とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 Forming a first gate insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a floating gate electrode provided with an oxide layer on the first gate insulating film;
Forming a second gate insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a control gate electrode having one end disposed on the floating gate electrode and the other end disposed on the semiconductor substrate via the second gate insulating film;
Forming a source layer on the semiconductor substrate on the floating gate electrode side;
Forming sidewall spacers on sidewalls of the control gate electrode and the floating gate electrode;
Forming a drain layer on the semiconductor substrate on the control gate electrode side;
Forming an oxide film covering the source layer such that an end thereof is on the control gate electrode;
Forming a silicide-forming metal film on the semiconductor substrate on which the oxide film is formed;
Forming a silicide layer on the drain layer and the control gate electrode by reacting the silicide-forming metal film with silicon; and
Forming a nitride film on the semiconductor substrate on which the control gate electrode is formed;
Removing the nitride film on the floating gate electrode exposed from the control gate electrode;
Forming an interlayer insulating film on the nitride film;
Forming an opening in the interlayer insulating film and the nitride film to expose the surface of the silicide layer on the drain layer;
Forming a wiring layer connected to the silicide layer on the drain layer through the opening on the interlayer insulating film. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising:
前記ソース層を覆う酸化膜を形成するための露光マスクを用いて前記窒化膜上にレジス
トパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして、前記窒化膜をエッチングすることにより、前記
窒化膜が除去された開口部を形成する工程とを備えることを特徴とする請求項7記載の不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。
The step of removing the nitride film includes
Forming a resist pattern on the nitride film using an exposure mask for forming an oxide film covering the source layer;
8. The method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to claim 7, further comprising: forming an opening from which the nitride film is removed by etching the nitride film using the resist pattern as a mask. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003372599A JP4379082B2 (en) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003372599A JP4379082B2 (en) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005136320A JP2005136320A (en) | 2005-05-26 |
JP4379082B2 true JP4379082B2 (en) | 2009-12-09 |
Family
ID=34648937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003372599A Expired - Fee Related JP4379082B2 (en) | 2003-10-31 | 2003-10-31 | Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4379082B2 (en) |
-
2003
- 2003-10-31 JP JP2003372599A patent/JP4379082B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005136320A (en) | 2005-05-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100533308B1 (en) | Semiconductor device with source line and fabrication method thereof | |
JP4837299B2 (en) | Method of manufacturing split gate nonvolatile semiconductor memory device | |
JP4818061B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory | |
US20100044773A1 (en) | Semiconductor memory device | |
JP2005223340A (en) | Self aligned split gate-type nonvolatile semiconductor memory element, and manufacturing method of the same | |
JP5192636B2 (en) | Method of manufacturing split gate flash memory device | |
JP2010123890A (en) | Nonvolatile semiconductor memory | |
JP2006216957A (en) | Semiconductor device having transistor with vertical gate electrode and method of fabricating the same | |
JP2009283763A (en) | Semiconductor device | |
US6768162B1 (en) | Split gate flash memory cell and manufacturing method thereof | |
KR101274202B1 (en) | NAND flash memory device having contact for controlling well potential | |
JP4773073B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2001085544A (en) | Split gate memory cell | |
JP5039368B2 (en) | Semiconductor memory device, manufacturing method thereof and driving method thereof | |
JP2007335787A (en) | Nonvolatile semiconductor memory device, and method of manufacturing the same | |
US7126184B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and a method of the same | |
JP2009088061A (en) | Nonvolatile semiconductor storage device and fabrication method therefor | |
US7541243B2 (en) | Methods of forming integrated circuit devices having gate electrodes formed on non-uniformly thick gate insulating layers | |
JP2001085543A (en) | Split gate memory cell | |
JP2007201244A (en) | Semiconductor device | |
JP2008187051A (en) | Semiconductor memory device | |
JP4379082B2 (en) | Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device | |
JP2007180150A (en) | Non-volatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof | |
JPH11307655A (en) | Manufacture of nonvolatile semiconductor device | |
JP5301123B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061013 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070403 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090605 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090728 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090825 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090907 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121002 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131002 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |