JPH05121700A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH05121700A
JPH05121700A JP3216857A JP21685791A JPH05121700A JP H05121700 A JPH05121700 A JP H05121700A JP 3216857 A JP3216857 A JP 3216857A JP 21685791 A JP21685791 A JP 21685791A JP H05121700 A JPH05121700 A JP H05121700A
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JP
Japan
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gate electrode
film
transistor
forming
silicon film
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Application number
JP3216857A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Kanazawa
賢一 金沢
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05121700A publication Critical patent/JPH05121700A/en
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Abstract

PURPOSE:To sufficiently reduce resistance value and enable high speed operation, in the case that gate electrodes of peripheral transistors and gate electrodes of select transistors in memory cells in a FLASHEEPROM are formed by using the same layer. CONSTITUTION:A side wall type gate electrode 34 of a select transistor in a memory cell part is composed of polycrystalline silicon films 31, 32 between which a WSi film 32 is sandwiched. In other case, said gate electrode 34 is composed of a WSi film obtained by making a polycrystalline silicon film formed in a side wall type and a W film formed on the polycrystalline silicon film reacts with silicon in a substratum. A gate electrodes 35 of a transistor in the peripheral part is simultaneously formed by using the same layer constitution as the side wall type gate electrode 34 of the select transistor.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばFLASHEE
PROMなど電気的に消去可能なMIS(metal
insulator semiconductor)型
不揮発性半導体記憶装置を含む半導体装置及びその製造
方法の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to FLASHEE, for example.
Electrically erasable MIS (metal such as PROM)
The present invention relates to an improvement in a semiconductor device including an insulator semiconductor (non-insulator semiconductor) type non-volatile semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.

【0002】現在、EEPROMとFLASHEEPR
OMは電気的に消去可能なMIS型不揮発性半導体記憶
装置の代表的なものとなっているが、今後の動向として
は、高集積化し易いことや低コストであること等から、
一括消去が可能であるFLASHEEPROMが多用さ
れるものと考えられる。
Currently, EEPROM and FLASHEEPR
The OM has become a representative of electrically erasable MIS type nonvolatile semiconductor memory devices, but in future trends, it is easy to achieve high integration and low cost.
It is considered that FLASHEEPROM, which is capable of batch erasing, is often used.

【0003】然しながら、FLASHEEPROMは、
EEPROMとは異なり、メモリ・セルにセレクト・ト
ランジスタがなく、メモリ・トランジスタのみからなっ
ているので、次のような問題がある。即ち、
However, the FLASHEEPROM is
Unlike the EEPROM, the memory cell does not have a select transistor but is composed of only a memory transistor, and therefore has the following problems. That is,

【0004】 過消去の為、メモリ・トランジスタがノーマリ・オ
ンの状態となり、読み出し時に1メモリ・トランジスタ
を選択することができない。 消去後のしきい値電圧にばらつきがあり、センスし
難くなる。 従って、安定なFLASHEEPROMを実現するに
は、前記の問題を解消しなければならない。
Due to over-erasing, one memory transistor cannot be selected at the time of reading because the memory transistor is in a normally-on state. There is variation in the threshold voltage after erasing, making it difficult to sense. Therefore, in order to realize a stable FLASHEEPROM, the above problems must be solved.

【0005】[0005]

【従来の技術】前記並びにの問題を解消しようとし
てメモリ・トランジスタに於けるゲートの側面に導電体
でサイド・ウォールを形成し、このサイド・ウォールを
セレクト・トランジスタのゲート電極として利用する構
造のFLASHEEPROMが知られている。
2. Description of the Related Art In order to solve the above-mentioned problems, a FLASHEEPROM having a structure in which a side wall is formed of a conductor on a side surface of a gate in a memory transistor and the side wall is used as a gate electrode of a select transistor. It has been known.

【0006】図25は改良されたFLASHEEPRO
Mを説明するための要部平面図、図26は図25に見ら
れる線X−Xに沿って切断された同じく改良されたFL
ASHEEPROMを説明するための要部切断側面図を
それぞれ表している。
FIG. 25 shows an improved FLASHEEPRO.
FIG. 26 is a plan view of a main part for explaining M, and FIG. 26 is the same improved FL cut along the line XX seen in FIG. 25.
3A and 3B respectively show cutaway side views of main parts for explaining the ASHEEPROM.

【0007】各図に於いて、1は基板、2はゲート絶縁
膜、3はフローティング・ゲート電極、4はコントロー
ル・ゲート電極、5はセレクト・トランジスタに於ける
ゲート電極、6はソース領域、7はドレイン領域、8は
ビット線(BL)をそれぞれ示している。尚、コントロ
ール・ゲート電極4はワード線WLであることは云うま
でもない。また、図示例では、セレクト・トランジスタ
に於けるゲート電極はメモリ・トランジスタに於けるゲ
ートの片側のみに形成してある。
In each figure, 1 is a substrate, 2 is a gate insulating film, 3 is a floating gate electrode, 4 is a control gate electrode, 5 is a gate electrode in a select transistor, 6 is a source region, and 7 is a source region. Indicates a drain region, and 8 indicates a bit line (BL). It goes without saying that the control gate electrode 4 is the word line WL. In the illustrated example, the gate electrode of the select transistor is formed only on one side of the gate of the memory transistor.

【0008】図示のFLASHEEPROMは、例え
ば、次のような電圧を印加して動作させる。
The illustrated FLASHEEPROM is operated by applying the following voltages, for example.

【0009】 CG電極 ドレイン SG電極 ソース 書き込み 12.5〔V〕 8〔V〕 5〔V〕 0〔V〕 消去 0 〔V〕 ≒15〔V〕 フロート フロート 読み出し 5 〔V〕 1〔V〕 5〔V〕 0〔V〕 この表に於いて、CG電極はコントロール・ゲート電極
4、ドレインはドレイン領域7、SG電極はセレクト・
トランジスタに於けるゲート電極5、ソースはソース領
域6を表すものとする。
CG electrode drain SG electrode source write 12.5 [V] 8 [V] 5 [V] 0 [V] erase 0 [V] ≈ 15 [V] float float read 5 [V] 1 [V] 5 [V] 0 [V] In this table, the CG electrode is the control gate electrode 4, the drain is the drain region 7, and the SG electrode is select.
The gate electrode 5 and the source in the transistor represent the source region 6.

【0010】このFLASHEEPROMでは、過消去
が行われてメモリ・トランジスタがノーマリ・オンとな
る状態が起こっても、セレクト・トランジスタの存在で
実質的にはノーマリ・オンにはならないし、また、消去
後のしきい値電圧のばらつきにも影響を受けることが少
ない。
In this FLASHEEPROM, even if a state in which the memory transistor is normally turned on due to overerasure is performed, the select transistor does not substantially turn it on normally, and after erasing. It is less affected by the variation in the threshold voltage.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図25並びに図26に
ついて説明したFLASHEEPROMは、前記説明し
た及びの問題をかなりの程度に解消することができ
て有用なのであるが、これを更に高速化するため、各電
極の材料に低抵抗の導電体、例えばタングステン(W)
やモリブデン(Mo)などを用いた場合には不都合が生
ずる。
The FLASHEEPROM described with reference to FIGS. 25 and 26 is useful because it can solve the problems (1) and (2) described above to a large extent, but in order to further speed it up, A low resistance conductor such as tungsten (W) is used for the material of each electrode.
When using molybdenum or molybdenum (Mo), inconvenience occurs.

【0012】即ち、周辺トランジスタに於けるゲート電
極とメモリ・トランジスタに於けるコントロール・ゲー
ト電極とを同一層で形成した場合には、周辺トランジス
タのゲート電極側面にもセレクト・トランジスタのゲー
ト電極と同じ導電体のサイド・ウォールが生成されてし
まう。
That is, when the gate electrode of the peripheral transistor and the control gate electrode of the memory transistor are formed in the same layer, the side surface of the gate electrode of the peripheral transistor is the same as the gate electrode of the select transistor. Conductor sidewalls are created.

【0013】また、前記の問題を回避する為、周辺トラ
ンジスタのゲート電極とメモリ・セルに於けるセレクト
・トランジスタのゲート電極とを同一層を形成すること
も考えられるのであるが、そのようにした場合、セレク
ト・トランジスタに対してWやMoなど低抵抗の導電体
からなるサイド・ウォール状のゲート電極を形成しなけ
ればならず、このようなゲート電極を良好に形成するこ
とは大変に難しい。
In order to avoid the above problem, it is conceivable that the gate electrode of the peripheral transistor and the gate electrode of the select transistor in the memory cell are formed in the same layer. In this case, a side wall-shaped gate electrode made of a low-resistance conductor such as W or Mo must be formed for the select transistor, and it is very difficult to form such a gate electrode satisfactorily.

【0014】図27はセレクト・トランジスタに於ける
ゲート電極の形成について説明する為の工程要所に於け
るFLASHEEPROMの要部切断側面図を表してい
る。図に於いて、(A)は電極材料膜をサイド・ウォー
ル状のゲート電極に加工する前の状態、また、(B)は
電極材料膜をサイド・ウォール状のゲート電極に加工し
た後の状態をそれぞれ表している。
FIG. 27 is a sectional side view of the essential part of the FLASHEEPROM at the process steps for explaining the formation of the gate electrode in the select transistor. In the figure, (A) shows a state before the electrode material film is processed into a side wall-shaped gate electrode, and (B) shows a state after the electrode material film is processed into a side wall-shaped gate electrode. Respectively.

【0015】(A)に見られるように、シリコン半導体
基板11上にSiO2 からなる絶縁膜12、多結晶シリ
コンからなるフローティング・ゲート電極13、SiO
2 からなる絶縁膜14、多結晶シリコンからなるコント
ロール・ゲート電極15、W或いはMoからなるコント
ロール・ゲート電極16を形成した後、SiO2 からな
る絶縁膜17で覆い、その上に多結晶シリコン膜18及
びW或いはMoなどの高融点金属膜19を形成する。
As shown in (A), an insulating film 12 made of SiO 2 , a floating gate electrode 13 made of polycrystalline silicon, and SiO 2 are formed on a silicon semiconductor substrate 11.
After the insulating film 14 made of 2 and the control gate electrode 15 made of polycrystalline silicon and the control gate electrode 16 made of W or Mo are formed, the insulating film 17 made of SiO 2 is covered and the polycrystalline silicon film is formed thereon. 18 and a refractory metal film 19 such as W or Mo is formed.

【0016】(B)に見られるように、エッチング・ガ
スを塩素系ガスとする反応性イオン・エッチング(re
active ion etching:RIE)法を
適用することに依って、高融点金属膜19及び多結晶シ
リコン膜18の異方性エッチングを行ってセレクト・ト
ランジスタのサイド・ウォール状ゲート電極とする。前
記した工程を採った場合、サイド・ウォール状ゲート電
極として残る高融点金属膜19は僅かであり、低抵抗化
を期待することができない。
As shown in (B), reactive ion etching (re
By applying the active ion etching (RIE) method, the refractory metal film 19 and the polycrystalline silicon film 18 are anisotropically etched to form side wall gate electrodes of the select transistor. When the steps described above are adopted, the refractory metal film 19 remaining as the side wall-shaped gate electrode is very small, and it cannot be expected to reduce the resistance.

【0017】本発明は、FLASHEEPROMに於い
て、周辺トランジスタのゲート電極とメモリ・セルに於
けるセレクト・トランジスタのゲート電極とを同一層で
形成する場合、抵抗値を充分に低くして高速化を図るこ
とができるようにする。
In the FLASHEEPROM according to the present invention, when the gate electrode of the peripheral transistor and the gate electrode of the select transistor in the memory cell are formed in the same layer, the resistance value is sufficiently lowered to increase the speed. Be able to plan.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明には、工程順序を
若干異にする二つの基本的流れが存在するので、それ等
について説明する。図1乃至図8は本発明を基本とする
ところを説明する為の工程要所に於ける半導体装置の要
部切断側面図を表している。尚、図示してあるように、
図に向かって左側がメモリ・セル部分、右側が周辺部分
である。
In the present invention, there are two basic flows in which the order of the steps is slightly different, which will be described below. 1 to 8 are sectional side views of essential parts of a semiconductor device in process steps for explaining the principle of the present invention. In addition, as shown in the figure,
The left side of the drawing is the memory cell portion, and the right side is the peripheral portion.

【0019】図1参照 1−(1)半導体基板21上にゲート絶縁膜23、蓄積
電極となる電極材料膜、電極間絶縁膜25、制御電極と
なる例えばシリコン膜を形成する。
1- (1) A gate insulating film 23, an electrode material film to be a storage electrode, an interelectrode insulating film 25, and a control electrode, for example, a silicon film are formed on a semiconductor substrate 21.

【0020】図2参照 2−(1)制御電極の一部となるシリコン膜上に同じく
制御電極の一部となる例えばWSi或いはMoSiなど
の低抵抗金属膜を形成する。
See FIG. 2 2- (1) A low resistance metal film such as WSi or MoSi which also becomes a part of the control electrode is formed on the silicon film which becomes a part of the control electrode.

【0021】図3参照 3−(1)ゲート電極パターンをもつレジスト膜281
を形成する。
See FIG. 3 3- (1) Resist film 28 1 having a gate electrode pattern
To form.

【0022】図4参照 4−(1)レジスト膜281 をマスクにして制御電極と
なる低抵抗金属膜、制御電極となるシリコン膜、電極間
絶縁膜25、蓄積電極となる電極材料膜をそれぞれパタ
ーニングする。これに依って、制御電極27、制御電極
26、蓄積電極24が形成され、また、周辺部分に於い
ては、ゲート絶縁膜23上に何もない状態となる。
See FIG. 4. 4- (1) The resist film 28 1 is used as a mask to form a low-resistance metal film as a control electrode, a silicon film as a control electrode, an interelectrode insulating film 25, and an electrode material film as a storage electrode. Pattern. As a result, the control electrode 27, the control electrode 26, and the storage electrode 24 are formed, and nothing is left on the gate insulating film 23 in the peripheral portion.

【0023】図5参照 5−(1)レジスト膜281 を除去してからゲート部分
も含めた全面を覆う絶縁膜29を形成する。 5−(2)イオン注入を行ってドレイン領域30を形成
する。
5- (1) After removing the resist film 28 1 , an insulating film 29 covering the entire surface including the gate portion is formed. 5- (2) Ion implantation is performed to form the drain region 30.

【0024】図6参照 6−(1)例えば多結晶シリコンなどのシリコン膜3
1、例えばWSi或いはMoSiなどからなる低抵抗金
属膜32、例えば多結晶シリコンなどのシリコン膜33
を形成する。
See FIG. 6 6- (1) Silicon film 3 such as polycrystalline silicon
1. Low resistance metal film 32 made of, for example, WSi or MoSi, silicon film 33 made of, for example, polycrystalline silicon
To form.

【0025】図7参照 7−(1)周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極
を形成する為のパターンを有するレジスト膜282 を形
成する。
7- (1) A resist film 28 2 having a pattern for forming a gate electrode of a transistor in the peripheral portion is formed.

【0026】図8参照 8−(1)例えばRIE法を適用することに依り、シリ
コン膜33、低抵抗金属膜32、シリコン膜31の異方
性エッチングを行う。これに依って、セレクト・トラン
ジスタに於けるサイド・ウォール状のゲート電極34並
びに周辺部分のトランジスタに於けるゲート電極35が
形成される。 8−(2)レジスト膜282 を除去する。
See FIG. 8 8- (1) For example, by applying the RIE method, the silicon film 33, the low resistance metal film 32, and the silicon film 31 are anisotropically etched. As a result, the side wall-shaped gate electrode 34 in the select transistor and the gate electrode 35 in the peripheral transistor are formed. 8- (2) The resist film 28 2 is removed.

【0027】図9乃至図11も本発明が基本とするとこ
ろを解説する為の工程要所に於ける半導体装置の要部切
断側面図を表している。尚、この場合に於いても、図に
向かって左側がメモリ・セル部分、右側が周辺部分であ
り、また、さきに図1乃至図5について説明した工程
は、そのまま適用することができるので、ここでは、次
の段階から説明する。
9 to 11 are also side sectional views of essential parts of the semiconductor device in process steps for explaining the basic point of the present invention. Even in this case, the memory cell portion is on the left side and the peripheral portion is on the right side in the figure, and the steps described above with reference to FIGS. 1 to 5 can be applied as they are. Here, the following steps will be described.

【0028】図9参照 9−(1)例えば多結晶シリコンなどのシリコン膜31
を形成する。
See FIG. 9 9- (1) For example, a silicon film 31 such as polycrystalline silicon
To form.

【0029】図10参照 10−(1)周辺部分に於けるゲート電極を形成する為
のレジスト膜(図示せず)を形成する。 10−(2)例えばRIE法を適用することに依り、シ
リコン膜31の異方性エッチングを行う。これに依っ
て、メモリ・セル部分に於いてはシリコン膜31がセレ
クト・トランジスタのゲート電極を構成する為のサイド
・ウォール状にパターニングされ、また、周辺部分に於
いてはシリコン膜31がゲート電極を構成する為の形状
にパターニングされる。 10−(3)レジスト膜(図示せず)を除去する。
10- (1) A resist film (not shown) for forming a gate electrode in the peripheral portion is formed. 10- (2) For example, the silicon film 31 is anisotropically etched by applying the RIE method. Accordingly, in the memory cell portion, the silicon film 31 is patterned into a sidewall shape for forming the gate electrode of the select transistor, and in the peripheral portion, the silicon film 31 is gate electrode. Is patterned into a shape for forming the. 10- (3) The resist film (not shown) is removed.

【0030】図11参照 11−(1)例えばW或いはMoなどの低抵抗金属膜3
2を選択的に形成する。尚、低抵抗金属膜32はシリコ
ン上のみに形成される。この後、適宜の段階に於ける工
程で、低抵抗金属膜32、シリコン膜31の熱処理を行
って金属シリサイドに変換し、未反応の低抵抗金属膜3
2は除去する。
See FIG. 11 11- (1) Low resistance metal film 3 such as W or Mo
2 is selectively formed. The low resistance metal film 32 is formed only on silicon. After that, the low-resistance metal film 32 and the silicon film 31 are heat-treated in appropriate steps to be converted into metal silicide, and the unreacted low-resistance metal film 3 is formed.
2 is removed.

【0031】前記のようにすれば、メモリ・セル部分に
於けるセレクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲ
ート電極、及び、周辺部分に於けるトランジスタのゲー
ト電極の何れもシリサイド化されて高速化に有利とな
る。尚、何れの場合も、メモリ・セル部分に於けるメモ
リ・トランジスタの制御電極をシリサイド構造にするこ
とは必要に応じて行えば良い。
According to the above, both the side wall gate electrode of the select transistor in the memory cell portion and the gate electrode of the transistor in the peripheral portion are silicidized, which is advantageous for speeding up. Becomes In any case, the control electrode of the memory transistor in the memory cell portion may have a silicide structure if necessary.

【0032】このようなことから、本発明に依る半導体
装置及びその製造方法に於いては、 (1)電気的に消去可能なMIS型不揮発性メモリ・セ
ル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲート電極(例
えば制御電極26及び蓄積電極24など)側面に在って
金属シリサイド膜(例えばWSi膜)を間に挟んだシリ
コン膜(例えば多結晶シリコン膜)をサイド・ウォール
状に形成してなるゲート電極(例えばサイド・ウォール
状のゲート電極34)を有するセレクト・トランジスタ
と、周辺部分に在って該セレクト・トランジスタのゲー
ト電極と同一層で形成されたゲート電極(例えばゲート
電極35)を有するトランジスタとを備えてなることを
特徴とするか、或いは、
From the above, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, (1) the gate electrode of the memory transistor in the electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion A gate electrode formed by forming a silicon film (for example, a polycrystalline silicon film) on a side surface (for example, a control electrode 26 and a storage electrode 24) with a metal silicide film (for example, a WSi film) interposed therebetween in a side wall shape. A select transistor having (for example, a sidewall-shaped gate electrode 34), and a transistor having a gate electrode (for example, a gate electrode 35) formed in the same layer as the gate electrode of the select transistor in the peripheral portion, Or comprising, or

【0033】(2)前記(1)に於いて、セレクト・ト
ランジスタに於けるサイド・ウォール状のゲート電極が
サイド・ウォール状に形成したシリコン膜(例えばサイ
ド・ウォール状に形成された多結晶シリコン膜43、即
ち、ゲート電極43SG)並びに該シリコン膜表面に形成
された金属膜(例えばW膜)と下地のシリコンとを反応
させて得られた金属シリサイド膜(例えばWSi膜4
4)からなり且つ周辺部分のトランジスタのゲート電極
が該セレクト・トランジスタのゲート電極と同一層のシ
リコン膜(例えば多結晶シリコン膜43)並びに該シリ
コン膜表面に形成された金属膜(例えはW膜)と下地の
シリコンとを反応させて得られた金属シリサイド膜(例
えばWSi膜44)からなっていることを特徴とする
か、或いは、
(2) In the above (1), a silicon film in which the side wall-shaped gate electrode in the select transistor is formed in a side wall shape (for example, polycrystalline silicon formed in a side wall shape) The film 43, that is, the gate electrode 43 SG ) and the metal film (for example, the W film) formed on the surface of the silicon film, and the metal silicide film (for example, the WSi film 4) obtained by reacting the underlying silicon.
4) and the gate electrode of the transistor in the peripheral portion is in the same layer as the gate electrode of the select transistor (for example, a polycrystalline silicon film 43) and a metal film (for example, a W film) formed on the surface of the silicon film. ) And the underlying silicon are made to react with each other to form a metal silicide film (for example, a WSi film 44), or

【0034】(3)電気的に消去可能なMIS型不揮発
性メモリ・セル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲ
ート電極(例えば制御電極26並びに蓄積電極24な
ど)を形成する工程と、次いで、該メモリ・トランジス
タのゲート電極を覆う絶縁膜(例えば絶縁膜29)を形
成してから金属シリサイド膜(例えばWSi膜)を間に
挟んだシリコン膜(例えば多結晶シリコン膜)を形成す
る工程と、次いで、周辺部分に在る該金属シリサイド膜
を間に挟んだシリコン膜上にトランジスタのゲート電極
を形成する為のマスク膜を形成する工程と、次いで、該
金属シリサイド膜を間に挟んだシリコン膜の異方性エッ
チングを行って該メモリ・トランジスタのゲート電極側
面にセレクト・トランジスタに於けるサイド・ウォール
状のゲート電極(例えばゲート電極34)を形成すると
共に周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極(例え
ばゲート電極35)を形成する工程とが含まれてなるこ
とを特徴とするか、或いは、
(3) A step of forming a gate electrode (for example, the control electrode 26 and the storage electrode 24) of the memory transistor in the electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion, and then the memory A step of forming an insulating film (for example, the insulating film 29) covering the gate electrode of the transistor and then forming a silicon film (for example, a polycrystalline silicon film) with a metal silicide film (for example, a WSi film) sandwiched between them; A step of forming a mask film for forming a gate electrode of a transistor on a silicon film sandwiching the metal silicide film in the peripheral portion, and then a silicon film sandwiching the metal silicide film Side walls of the select transistor are formed on the side surfaces of the gate electrode of the memory transistor by performing anisotropic etching (example If either characterized by comprising contains a step of forming a gate electrode of at transistor in the peripheral portion (e.g., the gate electrode 35) to form a gate electrode 34), or,

【0035】(4)電気的に消去可能なMIS型不揮発
性メモリ・セル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲ
ート電極(例えば制御電極26並びに蓄積電極24な
ど)を形成する工程と、次いで、該メモリ・トランジス
タのゲート電極を覆う絶縁膜(例えば絶縁膜29)を形
成してからシリコン膜(例えば多結晶シリコン膜43)
を形成する工程と、次いで、周辺部分に在る該シリコン
膜上にトランジスタのゲート電極を形成する為のマスク
膜を形成する工程と、次いで、該シリコン膜の異方性エ
ッチングを行って該メモリ・トランジスタのゲート電極
側面にセレクト・トランジスタに於けるサイド・ウォー
ル状のゲート電極(例えばゲート電極43SG)を形成す
ると共に周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極
(例えばゲート電極43G )を形成する工程と、次い
で、該セレクト・トランジスタに於けるサイド・ウォー
ル状のゲート電極並びに周辺部分に於けるトランジスタ
のゲート電極を覆う金属膜(例えばW膜)を形成する工
程と、次いで、該金属膜と下地のシリコンとを反応させ
て金属シリサイド膜(例えばWSi膜44)に変換する
工程とが含まれてなることを特徴とする。
(4) A step of forming a gate electrode (for example, the control electrode 26 and the storage electrode 24) of the memory transistor in the electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion, and then the memory. A silicon film (for example, a polycrystalline silicon film 43) after forming an insulating film (for example, an insulating film 29) covering the gate electrode of the transistor
A step of forming a mask film for forming a gate electrode of a transistor on the silicon film existing in the peripheral portion, and then performing anisotropic etching of the silicon film to form the memory. Forming a sidewall-shaped gate electrode (for example, the gate electrode 43 SG ) in the select transistor on the side surface of the gate electrode of the transistor and forming a gate electrode (for example, the gate electrode 43 G ) of the transistor in the peripheral portion A step of forming a metal film (for example, a W film) covering the side wall-shaped gate electrode of the select transistor and the gate electrode of the transistor in the peripheral portion, and then forming the metal film And a step of reacting with underlying silicon to convert it into a metal silicide film (for example, a WSi film 44). It is characterized by

【0036】[0036]

【作用】本発明では、メモリ・セル部分に於けるメモリ
・トランジスタのゲート電極側面に形成されるセレクト
・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート電極と周辺
部分に於けるトランジスタのゲート電極とは同一層で形
成するので、周辺部分のトランジスタに於けるゲート電
極側面に導電物質からなるサイド・ウォールが形成され
ることはなく、また、そのセレクト・トランジスタのサ
イド・ウォール状ゲート電極は、シリコン膜中に金属シ
リサイド膜を介在させた構成、或いは、サイド・ウォー
ル状に形成したシリコン膜上に金属膜を被着してシリサ
イド化する構成をとるなどして充分な低抵抗性及び耐圧
を得ることを可能にした。
According to the present invention, the side wall gate electrode of the select transistor formed on the side surface of the gate electrode of the memory transistor in the memory cell portion and the gate electrode of the transistor in the peripheral portion are formed in the same layer. Since it is formed, a side wall made of a conductive material is not formed on the side surface of the gate electrode in the transistor in the peripheral portion, and the side wall-shaped gate electrode of the select transistor is a metal film in the silicon film. It is possible to obtain sufficient low resistance and withstand voltage by adopting a structure in which a silicide film is interposed, or a structure in which a metal film is deposited on a silicon film formed in a sidewall shape to form a silicide. did.

【0037】[0037]

【実施例】図12乃至図20は本発明の第一実施例を解
説する為の工程要所に於ける半導体装置の要部切断側面
図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
尚、図1乃至図11に於いて用いた記号と同記号は同部
分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
12 to 20 are sectional side views of a main part of a semiconductor device at a process step for explaining a first embodiment of the present invention, which will be described below with reference to these drawings. To do.
The same symbols as those used in FIGS. 1 to 11 represent the same parts or have the same meanings.

【0038】図12参照 12−(1)選択的に形成した例えば極薄いSiO2
を下地としたSi3 4 膜を耐酸化性マスクとする選択
的熱酸化(local oxidation of s
ilicon:LOCOS)法を適用することに依っ
て、シリコン半導体基板21上に厚さが例えば5000
〔Å〕程度であるSiO2 からなるフィールド絶縁膜2
2を形成する。
See FIG. 12 12- (1) Selective thermal oxidation of a selectively formed Si 3 N 4 film on which an extremely thin SiO 2 film is used as an oxidation resistant mask.
The thickness of the silicon semiconductor substrate 21 is, for example, 5000 by applying the ilicon: LOCOS method.
Field insulating film 2 made of SiO 2 of about [Å]
Form 2.

【0039】12−(2)耐酸化性マスクなどを除去し
てシリコン半導体基板21に於ける活性領域を表出させ
る。 12−(3)熱酸化法を適用することに依り、厚さが例
えば100〔Å〕〜400〔Å〕であるSiO2 からな
るゲート絶縁膜23を形成する。
12- (2) The oxidation resistant mask or the like is removed to expose the active region in the silicon semiconductor substrate 21. 12- (3) By applying the thermal oxidation method, the gate insulating film 23 made of SiO 2 having a thickness of 100 [Å] to 400 [Å] is formed.

【0040】図13参照 13−(1)化学気相堆積(chemical vap
or deposition:CVD)法を適用するこ
とに依り、厚さが例えば1000〔Å〕の多結晶シリコ
ン膜を形成する。尚、この多結晶シリコン膜は後にパタ
ーニングされて蓄積電極となる。 13−(2)熱酸化法を適用することに依り、厚さが例
えば200〔Å〕のSiO2 からなる電極間絶縁膜25
を形成する。
See FIG. 13 13- (1) Chemical vapor deposition
Or deposition (CVD) method is applied to form a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 1000 [Å]. The polycrystalline silicon film is later patterned to become a storage electrode. 13- (2) By applying the thermal oxidation method, the inter-electrode insulating film 25 made of SiO 2 having a thickness of, for example, 200 [Å] is formed.
To form.

【0041】図14参照 14−(1)CVD法を適用することに依って、厚さが
例えば1000〔Å〕〜2000〔Å〕程度である多結
晶シリコン膜を形成する。尚、この多結晶シリコン膜は
後にパターニングされて制御電極となる。
See FIG. 14 14- (1) By applying the CVD method, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 1000 [Å] to 2000 [Å] is formed. Incidentally, this polycrystalline silicon film is later patterned to become a control electrode.

【0042】図15参照 15−(1)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセスを適用することに依って、ゲート電極パター
ンをもつレジスト膜(図示せず)を形成する。 15−(2)エッチング・ガスを臭素系ガス(多結晶シ
リコン用)とフッ素系ガス(SiO2 用)とするRIE
法を適用することに依り、制御電極となる多結晶シリコ
ン膜、電極間絶縁膜25、蓄積電極となる多結晶シリコ
ン膜のパターニングを行う。これに依って、制御電極2
6及び蓄積電極24が形成され、また、周辺部分に於い
ては、ゲート絶縁膜23を除いて全て除去される。
See FIG. 15. 15- (1) A resist film (not shown) having a gate electrode pattern is formed by applying a resist process in a general lithography technique. 15-(2) RIE to the etching gas and bromine gas (for polycrystalline silicon) and fluorine-based gas (for SiO 2)
By applying the method, the polycrystalline silicon film to be the control electrode, the interelectrode insulating film 25, and the polycrystalline silicon film to be the storage electrode are patterned. Accordingly, the control electrode 2
6 and the storage electrode 24 are formed, and in the peripheral portion, all except the gate insulating film 23 are removed.

【0043】図16参照 16−(1)パターニングのマスクとして使用したレジ
スト膜を除去してから、CVD法を適用することに依
り、ゲート部分も含め全面を覆う厚さ例えば200
〔Å〕のSiO2 からなる絶縁膜29を形成する。 16−(2)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセスを適用することに依ってドレイン領域形成予
定部分に開口を有するレジスト膜(図示せず)を形成す
る。 16−(3)イオン注入法を適用することに依り、ドー
ズ量を1×1015〔cm-2〕、イオン加速電圧60〔ke
V〕としてAsイオンの打ち込みを行ってn−ドレイン
領域30を形成する。
16- (1) By removing the resist film used as the mask for patterning and then applying the CVD method, the thickness covering the entire surface including the gate portion is set to, for example, 200.
An insulating film 29 made of SiO 2 of [Å] is formed. 16- (2) A resist film (not shown) having an opening at a portion where a drain region is to be formed is formed by applying a resist process in a normal lithography technique. 16- (3) By applying the ion implantation method, the dose amount is 1 × 10 15 [cm −2 ], and the ion acceleration voltage is 60 [ke
V], As ions are implanted to form the n-drain region 30.

【0044】図17参照 17−(1)CVD法を適用することに依り、全面に厚
さ例えば500〔Å〕程度の多結晶シリコン膜を形成す
る。尚、この多結晶シリコン膜は異方性エッチングされ
てセレクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート
電極や周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極とな
る。
See FIG. 17 17- (1) By applying the CVD method, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, about 500 [Å] is formed on the entire surface. The polycrystalline silicon film is anisotropically etched to serve as a side wall gate electrode of the select transistor and a gate electrode of the transistor in the peripheral portion.

【0045】17−(2)スパッタリング法を適用する
ことに依り、全面に厚さ例えば1000〔Å〕〜200
0〔Å〕のWSi膜を形成する。尚、このWSi膜は異
方性エッチングされてセレクト・トランジスタのサイド
・ウォール状ゲート電極や周辺部分のトランジスタに於
けるゲート電極となる。尚、このWSi膜は、MoSi
膜やTiSi2 膜、或いは、その他の耐熱性金属シリサ
イド膜に代替することができ、また、必要あれば耐熱性
金属とシリサイドとからサリサイドで生成させても良
い。 17−(3)CVD法を適用することに依り、全面に厚
さ例えば500〔Å〕の多結晶シリコン膜を形成する。
尚、この多結晶シリコン膜は異方性エッチングされてセ
レクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート電極
や周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極となる。
17- (2) By applying the sputtering method, the entire surface has a thickness of, for example, 1000 [Å] to 200.
A 0 [Å] WSi film is formed. The WSi film is anisotropically etched to form side wall gate electrodes of select transistors and gate electrodes of peripheral transistors. The WSi film is MoSi
A film, a TiSi 2 film, or another heat-resistant metal silicide film can be substituted, and salicide may be used to generate a heat-resistant metal and a silicide if necessary. 17- (3) By applying the CVD method, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 500 [Å] is formed on the entire surface.
The polycrystalline silicon film is anisotropically etched to serve as a side wall gate electrode of the select transistor and a gate electrode of the transistor in the peripheral portion.

【0046】図18参照 18−(1)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセスを適用することに依って、周辺部分に於ける
トランジスタのゲート電極を形成するためのレジスト膜
(図示せず)を形成する。 18−(2)エッチング・ガスを塩素系ガスとするRI
E法を適用することに依り、工程17−(1)で形成し
た多結晶シリコン膜、工程17−(2)で形成したWS
i膜、工程17−(3)で形成した多結晶シリコン膜の
異方性エッチングを行って、メモリ・セル部分に於ける
セレクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート電
極34並びに周辺部分に於けるトランジスタのゲート電
極35を形成する。
See FIG. 18 18- (1) A resist film (not shown) for forming a gate electrode of a transistor in a peripheral portion by applying a resist process in a general lithography technique. To form. 18- (2) RI with chlorine gas as etching gas
By applying the method E, the polycrystalline silicon film formed in step 17- (1) and the WS formed in step 17- (2)
The i film and the polycrystalline silicon film formed in step 17- (3) are anisotropically etched to form the side wall gate electrode 34 of the select transistor in the memory cell portion and the transistor in the peripheral portion. The gate electrode 35 is formed.

【0047】図19参照 19−(1)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチング・ガスをフッ素系ガスと
するRIE法を適用することに依って不要な片側のサイ
ド・ウォール状ゲート電極34を除去する。尚、この工
程は必須ではない。
See FIG. 19. 19- (1) Unnecessary one side wall shape due to application of resist process in ordinary lithography technique and RIE method using fluorine gas as etching gas The gate electrode 34 is removed. Note that this step is not essential.

【0048】図20参照 20−(1)CVD法を適用することに依り、厚さ例え
ば200〔Å〕程度のSiO2 からなる絶縁膜36を形
成する。 20−(2)イオン注入法を適用することに依り、ドー
ズ量を1×1015〔cm-2〕、イオン加速電圧60〔ke
V〕としてAsイオンの打ち込みを行ってメモリ・セル
部分に於けるセレクト・トランジスタのn−ソース領域
37及び周辺部分に於けるトランジスタのn−ソース領
域38とn−ドレイン領域39を形成する。
See FIG. 20. 20- (1) By applying the CVD method, an insulating film 36 made of SiO 2 having a thickness of, for example, about 200 [Å] is formed. 20- (2) By applying the ion implantation method, the dose amount is 1 × 10 15 [cm −2 ], and the ion acceleration voltage is 60 [ke].
V] is implanted with As ions to form an n-source region 37 of the select transistor in the memory cell portion and an n-source region 38 and an n-drain region 39 of the transistor in the peripheral portion.

【0049】20−(3)CVD法を適用することに依
り、厚さ例えば8000〔Å〕のPSG(phosph
o−silicate glass)からなる層間絶縁
膜40を形成する。 20−(4)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス及びエッチング・ガスをフッ素系ガスとする
RIE法を適用することに依り、層間絶縁膜40及び絶
縁膜36の選択的エッチングを行ってソース電極コンタ
クト窓を形成する。
20- (3) By applying the CVD method, PSG (phosph) having a thickness of, for example, 8000 [Å]
An interlayer insulating film 40 made of o-silicate glass is formed. 20- (4) Selective etching of the interlayer insulating film 40 and the insulating film 36 is performed by applying the resist process in the ordinary lithography technique and the RIE method using a fluorine-based gas as an etching gas to selectively etch the source. Form an electrode contact window.

【0050】20−(5)温度を900〔℃〕、時間を
10〔分〕とする熱処理でPSGからなる層間縁膜40
のリフローを行う。 20−(6)スパッタリング法を適用することに依り、
厚さ例えば1〔μm〕のAl膜を形成する。
20- (5) Heat treatment at a temperature of 900 [° C.] and a time of 10 [min] causes the interlayer edge film 40 made of PSG.
Reflow. 20- (6) By applying the sputtering method,
An Al film having a thickness of, for example, 1 [μm] is formed.

【0051】20−(7)通常のリソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスを塩
素系ガスとするRIE法を適用することに依り、工程2
0−(6)で形成したAl膜のパターニングを行ってソ
ース電極・配線41とする。 20−(8)CVD法を適用することに依り、厚さ例え
ば1〔μm〕のPSGからなるカバー膜42を形成す
る。
20- (7) Step 2 is carried out by applying the resist process in the ordinary lithography technique and the RIE method using chlorine gas as the etching gas.
The Al film formed by 0- (6) is patterned to form the source electrode / wiring 41. By applying the 20- (8) CVD method, the cover film 42 made of PSG having a thickness of, for example, 1 [μm] is formed.

【0052】第一実施例では、メモリ・セル部分のセレ
クト・トランジスタに於けるサイド・ウォール状ゲート
電極となるべき電極材料膜として多結晶シリコン膜と低
抵抗導電膜と多結晶シリコン膜の三層構造を採っている
ことから、異方性エッチングでサイド・ウォール状にし
ても、低抵抗導電膜はゲート電極の抵抗値を低下させる
のに充分な程度に残すことができる。尚、低抵抗導電膜
の量が多すぎると、耐圧低下の問題が起こるので、低抵
抗導電膜の下に多結晶シリコン膜を介在させることは有
用である。
In the first embodiment, three layers of a polycrystalline silicon film, a low resistance conductive film, and a polycrystalline silicon film are used as the electrode material film to be the side wall gate electrodes in the select transistor in the memory cell portion. Since the structure is adopted, even if the sidewall is formed by anisotropic etching, the low resistance conductive film can be left to an extent sufficient to reduce the resistance value of the gate electrode. If the amount of the low-resistance conductive film is too large, the problem of lowering the breakdown voltage occurs, so it is useful to interpose the polycrystalline silicon film under the low-resistance conductive film.

【0053】図21乃至図24は本発明の第二実施例を
解説する為の工程要所に於ける半導体装置の要部切断側
面図を表し、以下、これ等の図を参照しつつ説明する。
尚、図1乃至図20に於いて用いた記号と同記号は同部
分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、また、第一
実施例で図12乃至図20について説明した工程は、本
実施例に於いても適用することができるので、ここで
は、その次の段階から説明する。
21 to 24 are side sectional views of a main part of a semiconductor device at a process step for explaining a second embodiment of the present invention, which will be described below with reference to these figures. ..
Note that the same symbols as those used in FIGS. 1 to 20 represent the same parts or have the same meanings, and the steps described with reference to FIGS. Since it can be applied to the example as well, the description will be given from the next stage.

【0054】図21参照 21−(1)CVD法を適用することに依って、厚さが
例えば2000〔Å〕〜4000〔Å〕程度の多結晶シ
リコン膜43を形成する。
21- (1) By applying the CVD method, a polycrystalline silicon film 43 having a thickness of, for example, about 2000 [Å] to 4000 [Å] is formed.

【0055】図22参照 22−(1)リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロ
セスを適用することに依り、周辺部分に於けるトランジ
スタのゲート電極を形成するためのレジスト膜(図示せ
ず)を形成する。 22−(2)エッチング・ガスを臭素系ガスとするRI
E法を適用することに依り、多結晶シリコン膜43の異
方性エッチングを行う。これに依って、メモリ・セル部
分に於いては多結晶シリコン膜43がセレクト・トラン
ジスタのゲート電極を構成する為のサイド・ウォール状
に形成され、また、周辺部分に於いては多結晶シリコン
膜43がトランジスタのゲート電極を構成する為の形状
にパターニングされる。ここで多結晶シリコン膜43が
異方性エッチングされることで形成されたセレクト・ト
ランジスタに於けるサイド・ウォール状のゲート電極を
記号43SGで指示し、また、周辺部分に於けるトランジ
スタのゲート電極を記号43G で指示するものとする。
22- (1) A resist film (not shown) for forming a gate electrode of a transistor in a peripheral portion is formed by applying a resist process in the lithography technique. .. 22- (2) RI using bromine gas as etching gas
By applying the E method, the polycrystalline silicon film 43 is anisotropically etched. As a result, in the memory cell portion, the polycrystalline silicon film 43 is formed in a side wall shape for forming the gate electrode of the select transistor, and in the peripheral portion, the polycrystalline silicon film 43 is formed. 43 is patterned into a shape for forming the gate electrode of the transistor. Here, the side wall-shaped gate electrode in the select transistor formed by anisotropically etching the polycrystalline silicon film 43 is designated by the symbol 43 SG , and the gate of the transistor in the peripheral portion is designated. The electrodes shall be designated by the symbol 43 G.

【0056】22−(3)レジスト膜(図示せず)を除
去する。 22−(4)CVD法を適用することに依り、例えばW
膜を選択的に形成する。尚、W膜はシリコン上のみに形
成される。
22- (3) The resist film (not shown) is removed. 22- (4) By applying the CVD method, for example, W
The film is selectively formed. The W film is formed only on silicon.

【0057】22−(5)温度900〔℃〕、時間10
〔分〕の熱処理を行って、W膜と下地の多結晶シリコン
とを反応させてWSiに変換し、未反応のW膜は除去す
る。尚、WSi膜は記号44で指示してある。これに依
って、メモリ・セル部分ではセレクト・トランジスタの
サイド・ウォール状のゲート電極43SGの表面が、ま
た、周辺部分ではトランジスタのゲート電極43G の表
面がそれぞれWSi膜44で覆われる。
22- (5) Temperature 900 [° C.], Time 10
The heat treatment of [minute] is performed to react the W film with the underlying polycrystalline silicon to convert into WSi, and the unreacted W film is removed. The WSi film is designated by the symbol 44. As a result, the surface of the side wall gate electrode 43 SG of the select transistor in the memory cell portion and the surface of the gate electrode 43 G of the transistor in the peripheral portion are covered with the WSi film 44.

【0058】図23参照 23−(1)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチャントをフッ素系ガスとする
化学的ウエット・エッチング法を適用することに依って
不要な片側のサイド・ウォール状ゲート電極43SGを除
去する。尚、この工程は必須ではない。
See FIG. 23. 23- (1) By using a resist process in a normal lithography technique and a chemical wet etching method using a fluorine-based gas as an etchant, unnecessary one side The wall-shaped gate electrode 43 SG is removed. Note that this step is not essential.

【0059】図24参照 24−(1)CVD法を適用することに依り、厚さ例え
ば200〔Å〕程度のSiO2 からなる絶縁膜36を形
成する。 24−(2)イオン注入法を適用することに依り、ドー
ズ量を1×1015〔cm-2〕、イオン加速電圧60〔ke
V〕としてAsイオンの打ち込みを行ってメモリ・セル
部分に於けるセレクト・トランジスタのn−ソース領域
37及び周辺部分に於けるトランジスタのn−ソース領
域38とn−ドレイン領域39を形成する。
See FIG. 24 24- (1) By applying the CVD method, the insulating film 36 made of SiO 2 and having a thickness of, for example, about 200 [Å] is formed. 24- (2) By applying the ion implantation method, the dose amount is 1 × 10 15 [cm −2 ], and the ion acceleration voltage is 60 [ke
V] is implanted with As ions to form an n-source region 37 of the select transistor in the memory cell portion and an n-source region 38 and an n-drain region 39 of the transistor in the peripheral portion.

【0060】24−(3)CVD法を適用することに依
り、厚さ例えば8000〔Å〕のPSG(phosph
o−silicate glass)からなる層間絶縁
膜38を形成する。 24−(4)通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト
・プロセス、及び、エッチング・ガスをフッ素系ガスと
するRIE法を適用することに依り、層間絶縁膜38及
び絶縁膜36の選択的エッチングを行ってソース電極コ
ンタクト窓を形成する。
24- (3) By applying the CVD method, PSG (phosph) having a thickness of, for example, 8000 [Å]
An interlayer insulating film 38 made of o-silicate glass is formed. 24- (4) Selective etching of the interlayer insulating film 38 and the insulating film 36 is performed by applying a resist process in a normal lithography technique and an RIE method using a fluorine-based gas as an etching gas. Forming a source electrode contact window.

【0061】24−(5)温度を900〔℃〕、時間を
10〔分〕とする熱処理でPSGからなる層間絶縁膜3
8のリフローを行う。 24−(6)スパッタリング法を適用することに依り、
厚さ例えば1〔μm〕のAl膜を形成する。
24- (5) Heat treatment at a temperature of 900 [° C.] and a time of 10 [min] causes the interlayer insulating film 3 made of PSG.
8 reflow is performed. 24- (6) By applying the sputtering method,
An Al film having a thickness of, for example, 1 [μm] is formed.

【0062】24−(7)通常のリソグラフィ技術に於
けるレジスト・プロセス、及び、エッチング・ガスを塩
素系ガスとするRIE法を適用することに依り、工程2
0−(6)で形成したAl膜のパターニングを行ってソ
ース電極・配線39とする。 24−(8)CVD法を適用することに依り、厚さ例え
ば1〔μm〕のPSGからなるカバー膜42を形成す
る。
24- (7) Step 2 is carried out by applying the resist process in the ordinary lithography technique and the RIE method using chlorine gas as the etching gas.
The Al film formed by 0- (6) is patterned to form the source electrode / wiring 39. The 24- (8) CVD method is used to form the cover film 42 made of PSG having a thickness of, for example, 1 [μm].

【0063】第二実施例では、メモリ・セル部分のセレ
クト・トランジスタに於けるゲート電極を形成するに際
し、メモリ・トランジスタのゲート電極側面に在る多結
晶シリコン膜がサイド・ウォール状に残るようパターニ
ングした後、その上にWなどの金属膜を形成してシリサ
イド化するようにしているので、その金属膜の厚さを選
択しさえすれば、耐圧が不当に低下しない範囲でゲート
電極の抵抗値を適切に低下させることは容易である。
In the second embodiment, when forming the gate electrode in the select transistor in the memory cell portion, patterning is performed so that the polycrystalline silicon film on the side surface of the gate electrode of the memory transistor remains in the shape of a side wall. After that, a metal film of W or the like is formed on the surface of the gate electrode so as to be silicided. It is easy to properly reduce.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明に依る半導体装置及びその製造方
法に於いては、電気的に消去可能なMIS型不揮発性メ
モリ・セル部分に於けるセレクト・トランジスタのサイ
ド・ウォール状ゲート電極が金属シリサイド膜を間に挟
んだシリコン膜からなっているか、或いは、サイド・ウ
ォール状に形成したシリコン膜並びにそのシリコン膜上
に形成した金属膜と下地のシリコンとを反応させて得ら
れた金属シリサイド膜からなり、そして、周辺部分のト
ランジスタのゲート電極も該セレクト・トランジスタの
サイド・ウォール状ゲート電極と同じ層構成で同時に形
成するようにしている。
In the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the side wall gate electrode of the select transistor in the electrically erasable MIS type non-volatile memory cell portion is metal silicide. A silicon film having a film sandwiched between them, or a silicon film formed in a sidewall shape and a metal silicide film obtained by reacting a metal film formed on the silicon film with the underlying silicon film Then, the gate electrodes of the transistors in the peripheral portion are simultaneously formed in the same layer structure as the side wall gate electrodes of the select transistors.

【0065】この構成に依れば、メモリ・セル部分に於
けるメモリ・トランジスタのゲート電極側面に形成され
るセレクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート
電極並びに周辺部分に於けるトランジスタのゲート電極
は同一層で形成されることから、周辺部分のトランジス
タに於けるゲート電極側面に導電物質からなるサイド・
ウォールが形成されることは皆無であり、また、そのセ
レクト・トランジスタのサイド・ウォール状ゲート電極
は、シリコン膜中に金属シリサイド膜を介在させた構成
をとるか、或いは、サイド・ウォール状に形成したシリ
コン膜上に金属膜を被着してシリサイド化する構成をと
るので、動作速度を向上するのに充分な低抵抗性を得る
こと、及び、充分な耐圧を得ることを容易に両立させる
ことが可能である。
According to this structure, the side wall gate electrode of the select transistor formed on the side surface of the gate electrode of the memory transistor in the memory cell portion and the gate electrode of the transistor in the peripheral portion are the same. Since it is formed of one layer, the side surface of the gate electrode of the transistor in the peripheral portion is made of a conductive material.
The wall is never formed, and the side wall-shaped gate electrode of the select transistor has a structure in which a metal silicide film is interposed in a silicon film or is formed in a side wall shape. Since a metal film is deposited on the formed silicon film to be silicidized, it is possible to easily achieve both low resistance sufficient to improve operation speed and sufficient withstand voltage. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a basic point of the present invention.

【図2】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 2 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図3】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 3 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図4】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 4 is a sectional side view of a main part of a semiconductor device at a process key point for explaining the basic point of the present invention.

【図5】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 5 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図6】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 6 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図7】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 7 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図8】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 8 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図9】本発明が基本とするところを説明する為の工程
要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 9 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図10】本発明が基本とするところを説明する為の工
程要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 10 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basic point of the present invention.

【図11】本発明が基本とするところを説明する為の工
程要所に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 11 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device at a process main part for explaining the basis of the present invention.

【図12】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 12 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 13 is a sectional side view of a main part of a semiconductor device in a process key point for explaining a first embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 14 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 15 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 16 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 17 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process key point for explaining a first embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 18 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 19 is a sectional side view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第一実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 20 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a first embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第二実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 21 is a fragmentary side view of a semiconductor device in a process essential part for explaining a second embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第二実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 22 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a second embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第二実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 23 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process key point for explaining a second embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第二実施例を解説する為の工程要所
に於ける半導体装置の要部切断側面図である。
FIG. 24 is a side sectional view of a main part of a semiconductor device in a process main part for explaining a second embodiment of the present invention.

【図25】改良されたFLASHEEPROMを説明す
るための要部平面図である。
FIG. 25 is a plan view of relevant parts for explaining an improved FLASHEEPROM.

【図26】図25に見られる線X−Xに沿って切断され
たFLASHEEPROMの要部切断側面図である。
FIG. 26 is a cutaway side view of essential parts of the FLASHEEPROM taken along line XX seen in FIG. 25.

【図27】セレクト・トランジスタに於けるゲート電極
の形成について説明する為の工程要所に於けるFLAS
HEEPROMの要部切断側面図である。
FIG. 27 is a FLAS at a process step for explaining formation of a gate electrode in a select transistor.
It is a principal part cutting side view of HEEPROM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 シリサイド半導体基板 22 フィールド絶縁膜 23 ゲート絶縁膜 24 蓄積電極 25 電極間絶縁膜 26 制御電極 27 制御電極 29 絶縁膜 30 n−ドレイン領域 34 サイド・ウォール状のゲート電極 35 ゲート電極 36 絶縁膜 37 n−ソース領域 38 n−ソース領域 39 n−ドレイン領域 40 層間絶縁膜 41 ソース電極・配線 42 カバー膜 43 多結晶シリコン膜 43SG ゲート電極 43G ゲート電極 44 WSi膜21 silicide semiconductor substrate 22 field insulating film 23 gate insulating film 24 storage electrode 25 interelectrode insulating film 26 control electrode 27 control electrode 29 insulating film 30 n-drain region 34 side wall gate electrode 35 gate electrode 36 insulating film 37 n -Source region 38 n-Source region 39 n-Drain region 40 Interlayer insulating film 41 Source electrode / wiring 42 Cover film 43 Polycrystalline silicon film 43 SG Gate electrode 43 G Gate electrode 44 WSi film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気的に消去可能なMIS型不揮発性メモ
リ・セル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲート電
極側面に在って金属シリサイド膜を間に挟んだシリコン
膜をサイド・ウォール状に形成してなるゲート電極を有
するセレクト・トランジスタと、 周辺部分に在って該セレクト・トランジスタのゲート電
極と同一層で形成されたゲート電極を有するトランジス
タとを備えてなることを特徴とする半導体装置。
1. A silicon film is formed in a sidewall shape on a side surface of a gate electrode of a memory transistor in an electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion with a metal silicide film interposed therebetween. And a transistor having a gate electrode formed in the same layer as the gate electrode of the select transistor in the peripheral portion.
【請求項2】セレクト・トランジスタに於けるサイド・
ウォール状のゲート電極がサイド・ウォール状に形成し
たシリコン膜並びに該シリコン膜表面に形成された金属
膜と下地のシリコンとを反応させて得られた金属シリサ
イド膜からなり且つ周辺部分のトランジスタのゲート電
極が該セレクト・トランジスタのゲート電極と同一層の
シリコン膜並びに該シリコン膜表面に形成された金属膜
と下地のシリコンとを反応させて得られた金属シリサイ
ド膜からなっていることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. A side of a select transistor.
The gate electrode of the transistor in the peripheral portion is composed of a silicon film in which the wall-shaped gate electrode is formed in the shape of a side wall and a metal silicide film obtained by reacting the metal film formed on the surface of the silicon film with the underlying silicon. The electrode is composed of a silicon film in the same layer as the gate electrode of the select transistor, and a metal silicide film obtained by reacting the metal film formed on the surface of the silicon film with the underlying silicon film. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】電気的に消去可能なMIS型不揮発性メモ
リ・セル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲート電
極を形成する工程と、 次いで、該メモリ・トランジスタのゲート電極を覆う絶
縁膜を形成してから金属シリサイド膜を間に挟んだシリ
コン膜を形成する工程と、 次いで、周辺部分に在る該金属シリサイド膜を間に挟ん
だシリコン膜上にトランジスタのゲート電極を形成する
為のマスク膜を形成する工程と、 次いで、該金属シリサイド膜を間に挟んだシリコン膜の
異方性エッチングを行って該メモリ・トランジスタのゲ
ート電極側面にセレクト・トランジスタに於けるサイド
・ウォール状のゲート電極を形成すると共に周辺部分に
於けるトランジスタのゲート電極を形成する工程とが含
まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a gate electrode of a memory transistor in an electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion, and then forming an insulating film covering the gate electrode of the memory transistor. And then forming a silicon film sandwiching the metal silicide film between them, and then forming a mask film for forming a gate electrode of the transistor on the silicon film sandwiching the metal silicide film in the peripheral portion. Then, the silicon film sandwiching the metal silicide film is anisotropically etched to form a side wall-shaped gate electrode in the select transistor on the side surface of the gate electrode of the memory transistor. And a step of forming a gate electrode of a transistor in a peripheral portion of the semiconductor device. Method.
【請求項4】電気的に消去可能なMIS型不揮発性メモ
リ・セル部分に於けるメモリ・トランジスタのゲート電
極を形成する工程と、 次いで、該メモリ・トランジスタのゲート電極を覆う絶
縁膜を形成してからシリコン膜を形成する工程と、 次いで、周辺部分に在る該シリコン膜上にトランジスタ
のゲート電極を形成する為のマスク膜を形成する工程
と、 次いで、該シリコン膜の異方性エッチングを行って該メ
モリ・トランジスタのゲート電極側面にセレクト・トラ
ンジスタに於けるサイド・ウォール状のゲート電極を形
成すると共に周辺部分に於けるトランジスタのゲート電
極を形成する工程と、 次いで、該セレクト・トランジスタに於けるサイド・ウ
ォール状のゲート電極並びに周辺部分に於けるトランジ
スタのゲート電極を覆う金属膜を形成する工程と、 次いで、該金属膜と下地のシリコンとを反応させて金属
シリサイド膜に変換する工程とが含まれてなることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a gate electrode of a memory transistor in an electrically erasable MIS type nonvolatile memory cell portion, and then forming an insulating film covering the gate electrode of the memory transistor. A step of forming a silicon film after that, a step of forming a mask film for forming a gate electrode of a transistor on the silicon film in the peripheral portion, and then performing an anisotropic etching of the silicon film. A step of forming a side wall-shaped gate electrode in the select transistor on the side surface of the gate electrode of the memory transistor and forming a gate electrode of the transistor in the peripheral portion, and then forming the gate electrode of the transistor in the peripheral portion. A metal that covers the side wall-shaped gate electrode and the transistor gate electrode in the peripheral portion A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a film; and a step of subsequently reacting the metal film with underlying silicon to convert into a metal silicide film.
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