JPH05218442A - Formation of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Formation of semiconductor integrated circuit device

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JPH05218442A
JPH05218442A JP4019309A JP1930992A JPH05218442A JP H05218442 A JPH05218442 A JP H05218442A JP 4019309 A JP4019309 A JP 4019309A JP 1930992 A JP1930992 A JP 1930992A JP H05218442 A JPH05218442 A JP H05218442A
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和佳 志波
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
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Abstract

PURPOSE:To reduce an abnormal oxidation at the step parts of the high-melting point metal film or a high-melting point metal silicide film of a control gate electrode, specially at the end parts in the gate width direction of a charge storage gate electrode, in a semiconductor integrated circuit device provided with an EPROM or an EEPROM using a field-effect transistor, which is formed with the control gate electrode formed using the metal film or the metal silicide film as its main component, as a memory element. CONSTITUTION:In a method of forming a semiconductor integrated circuit device provided with an EPROM or an EEPROM, an oxidation treatment is performed on the upper surface of a control gate electrode 10 of a field-effect transistor, which is a memory element QM, after a process, in which a mask 11 for preventing oxidation (or a mask 12 for impurity transmission use) is deposited on the upper surface of the electrode 10.

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、半導体集積回路装置に
関し、特に、電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極を
有する電界効果トランジスタを記憶素子とする不揮発性
記憶回路を備えた半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device provided with a non-volatile memory circuit having a field effect transistor having a charge storage gate electrode and a control gate electrode as a memory element. It is related to effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶回路装置又は半導体集積回路
装置に搭載される電気的消去型不揮発性記憶回路(EE
PROM:lectrically rasable rogrammable e
ad nly emory)として一括消去方式が採用される傾
向にある。一括消去方式が採用されるEEPROMは、
1〔bit〕の情報を記憶する記憶素子が1個の電界効果
トランジスタで構成され、記憶素子の占有面積が小さい
ので、高集積化(大記憶容量化)に最適である。
2. Description of the Related Art An electrically erasable non-volatile memory circuit (EE) mounted on a semiconductor memory circuit device or a semiconductor integrated circuit device.
PROM: E lectrically E rasable P rogrammable R e
ad O nly M emory) as a collective erasing method tends to is adopted. The EEPROM that uses the batch erase method is
Since the storage element for storing 1 [bit] of information is composed of one field effect transistor and the occupied area of the storage element is small, it is suitable for high integration (large storage capacity).

【0003】前記記憶素子である電界効果トランジスタ
は、電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極を有し、こ
の電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極のゲート長方
向の両側部の夫々にソース領域、ドレイン領域の夫々が
構成される。電荷蓄積ゲート電極は、通常、多結晶珪素
膜で形成される。制御ゲート電極は、ゲート幅方向にお
いて電荷蓄積ゲート電極の上部及び側部に沿って延在
し、ゲート幅方向においてワード線と電気的に接続され
かつ一体に構成される。このため、ゲート電極及びワー
ド線は、情報書込み動作、情報読出し動作の夫々におい
て記憶素子の選択速度を律則するので、ゲート電極材料
として抵抗値の小さい積層膜が採用される。この制御ゲ
ート電極及びワード線を形成する積層膜としては、例え
ば多結晶珪素膜及びその上部に多結晶珪素膜に比べて抵
抗値が小さいWSix膜を形成したもの(ポリサイド膜
と呼ばれる)が使用される。
The field effect transistor, which is the storage element, has a charge storage gate electrode and a control gate electrode, and a source region and a drain region are formed on both sides of the charge storage gate electrode and the control gate electrode in the gate length direction. Each is composed. The charge storage gate electrode is usually formed of a polycrystalline silicon film. The control gate electrode extends along the upper and side portions of the charge storage gate electrode in the gate width direction, is electrically connected to the word line in the gate width direction, and is integrally formed. Therefore, since the gate electrode and the word line regulate the selection speed of the memory element in each of the information writing operation and the information reading operation, a laminated film having a small resistance value is adopted as the gate electrode material. As the laminated film forming the control gate electrode and the word line, for example, a polycrystalline silicon film and a WSix film having a resistance value smaller than that of the polycrystalline silicon film formed thereon (called a polycide film) are used. It

【0004】前記ソース領域、ドレイン領域の夫々はp
型半導体基板の主面若しくはp型ウエル領域の主面に形
成されたn型半導体領域で形成される。ソース領域は、
ドレイン領域に比べて、ゲート電極端からゲート長方向
のチャネル形成領域側への拡散量(電荷蓄積ゲート電極
との重復面積)が大きく形成され、このソース領域と電
荷蓄積ゲート電極との重復領域はトンネル領域として構
成される。
Each of the source region and the drain region is p
The n-type semiconductor region is formed on the main surface of the type semiconductor substrate or the main surface of the p-type well region. The source area is
Compared to the drain region, the diffusion amount from the gate electrode end to the channel formation region side in the gate length direction (the overlapping area with the charge storage gate electrode) is formed larger, and the overlapping area between the source region and the charge storage gate electrode is It is configured as a tunnel area.

【0005】前述の一括消去方式が採用されるEEPR
OMの記憶素子は以下の製造プロセスに基づき形成され
る。
EEPR adopting the above-mentioned batch erase method
The memory element of the OM is formed based on the following manufacturing process.

【0006】まず、p型半導体基板の主面上に電荷蓄積
ゲート電極形成膜、制御ゲート電極形成膜の夫々を順次
積層する。制御ゲート電極形成膜はCVD法で堆積され
た多結晶珪素膜及びスパッタ法又はCVD法で堆積され
たWSix膜の積層膜で形成される。
First, a charge storage gate electrode forming film and a control gate electrode forming film are sequentially laminated on the main surface of a p-type semiconductor substrate. The control gate electrode forming film is formed of a laminated film of a polycrystalline silicon film deposited by the CVD method and a WSix film deposited by the sputtering method or the CVD method.

【0007】次に、制御ゲート電極形成膜のWSix膜
に熱酸化処理を施し、このWSix膜の表面に酸化膜を
形成する。この酸化膜は、ソース領域、ドレイン領域の
夫々を形成するn型不純物特にAsがWSix膜中に導
入されることを抑え、積層膜の上層のWSix膜の剥が
れ等の不良を防止できる。
Next, the WSix film as the control gate electrode forming film is subjected to thermal oxidation treatment to form an oxide film on the surface of the WSix film. This oxide film suppresses the introduction of n-type impurities, particularly As, forming the source region and the drain region into the WSix film, and prevents defects such as peeling of the WSix film above the laminated film.

【0008】次に、前記制御ゲート電極形成膜、電荷蓄
積ゲート電極形成膜の夫々にパターンニングを施し、制
御ゲート電極、電荷蓄積ゲート電極の夫々を形成する。
この制御ゲート電極を形成する工程と同一工程において
ワード線が形成される。
Next, each of the control gate electrode forming film and the charge storage gate electrode forming film is patterned to form a control gate electrode and a charge storage gate electrode.
The word line is formed in the same step as the step of forming the control gate electrode.

【0009】次に、熱酸化処理を施し、p型半導体基板
のソース領域、ドレイン領域の夫々の形成領域の主面上
に不純物透過用酸化膜を形成する。この不純物透過用酸
化膜は、ソース領域、ドレイン領域の夫々を形成するn
型不純物を導入する際に発生するp型半導体基板の主面
の損傷、汚染物質の侵入等を防止できる。
Next, a thermal oxidation process is performed to form an oxide film for impurity transmission on the main surface of each formation region of the source region and the drain region of the p-type semiconductor substrate. This impurity-transmitting oxide film forms the source region and the drain region, respectively.
It is possible to prevent damage to the main surface of the p-type semiconductor substrate, invasion of contaminants, and the like that occur when introducing type impurities.

【0010】次に、前記制御ゲート電極及び電荷蓄積ゲ
ート電極を不純物導入マスクの主体として使用し、p型
半導体基板のソース領域、ドレイン領域の夫々の形成領
域の主面にイオン打込みでn型不純物例えばAsを導入
する。この後、前記制御ゲート電極及び電荷蓄積ゲート
電極、ドレイン領域を被覆するマスクの夫々を不純物導
入マスクの主体として使用し、p型半導体基板のp型ソ
ース領域の形成領域にイオン打込みで拡散係数の大きい
n型不純物例えばPを導入する。このn型不純物は前記
不純物透過用酸化膜を通してp型半導体基板の主面に導
入される。
Next, the control gate electrode and the charge storage gate electrode are used as a main body of an impurity introduction mask, and n-type impurities are ion-implanted into the main surface of each of the formation regions of the source region and the drain region of the p-type semiconductor substrate. For example, As is introduced. Then, each of the control gate electrode, the charge storage gate electrode, and the mask covering the drain region is used as the main body of the impurity introduction mask, and the diffusion coefficient of the diffusion coefficient of the p-type semiconductor region is formed by ion implantation. A large n-type impurity such as P is introduced. This n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type semiconductor substrate through the impurity transmitting oxide film.

【0011】次に、熱拡散処理を施し、前記導入された
n型不純物に引き伸し拡散を施し、ソース領域、ドレイ
ン領域の夫々を形成する。ソース領域は、n型不純物と
して拡散係数が大きいPが導入され、しかも比較的長時
間の熱拡散処理が行われるので、チャネル形成領域側へ
の拡散量が大きくなり、トンネル領域を形成する。
Next, a thermal diffusion process is performed to stretch and diffuse the introduced n-type impurities to form a source region and a drain region, respectively. Since P having a large diffusion coefficient is introduced as an n-type impurity in the source region and the thermal diffusion process is performed for a relatively long time, the amount of diffusion toward the channel formation region side is increased to form a tunnel region.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
一括消去方式を採用するEEPROMは、以下の点につ
いての配慮がなされていない。
However, the EEPROM adopting the batch erase method described above does not consider the following points.

【0013】(1)前記一括消去方式を採用するEEP
ROMにおいて、記憶素子である電界効果トランジスタ
の制御ゲート電極は抵抗値を低減する目的で多結晶珪素
膜の上部にWSix膜を積層した積層膜で形成される。
この積層膜の上層のWSix膜は、その堆積後に、少な
くとも、WSix膜の表面に酸化膜を形成する熱酸化処
理、不純物透過用酸化膜を形成する熱酸化処理等、複数
の酸化処理で酸化される。積層膜は、例えば下記文献に
おいても報告されているように、上層のWSix膜の段
差部での密度が小さく、酸化処理時に発生するWSix
膜のストレスにより、段差部においてWSix膜に異常
酸化が発生する。特に、一括消去方式を採用する不揮発
性記憶回路の記憶素子である電界効果トランジスタは、
電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極の2層ゲート構
造であり、電荷蓄積ゲート電極のゲート幅方向の端部に
この電荷蓄積ゲート電極の膜厚(及びその表面上のゲー
ト絶縁膜の膜厚も含む)に相当する段差部が形成される
ので、この段差部において、ワード線のWSix膜に異
常酸化が発生する。しかも、1本のワード線は複数個の
記憶素子に連結されており、1個の記憶素子毎に少なく
とも2個所の段差部が発生する。このため、ワード線の
WSix膜の断面々積が段差部において著しく減少さ
れ、ワード線の抵抗値が増大するので、一括消去方式を
採用するEEPROMの情報読出し動作速度が遅くな
る。また、前記ワード線のWSix膜が段差部において
断線するので、一括消去方式を採用するEEPROMに
動作不良が生じる。なお、前述の積層膜の段差部での異
常酸化については、例えば、沖電気研究開発、第135
号、Vol.54 No.3、第79頁乃至第84頁、「CV
D WSix-Polycide ゲート電極技術の開発」において
報告されている。
(1) EEP adopting the batch erasing method
In the ROM, the control gate electrode of the field effect transistor, which is a storage element, is formed of a laminated film in which a WSix film is laminated on the polycrystalline silicon film for the purpose of reducing the resistance value.
After the deposition, the upper layer WSix film of this laminated film is oxidized by a plurality of oxidation processes such as at least a thermal oxidation process for forming an oxide film on the surface of the WSix film and a thermal oxidation process for forming an oxide film for impurity permeation. It For example, as reported in the following document, the laminated film has a small density at the step portion of the upper WSix film, and the WSix generated during the oxidation treatment.
The film stress causes abnormal oxidation of the WSix film at the step portion. In particular, the field effect transistor, which is the storage element of the non-volatile storage circuit adopting the batch erase method,
It has a two-layer gate structure of a charge storage gate electrode and a control gate electrode, and includes the film thickness of the charge storage gate electrode (and the film thickness of the gate insulating film on the surface thereof) at the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction. ) Is formed, abnormal oxidation occurs in the WSix film of the word line at this step. Moreover, one word line is connected to a plurality of storage elements, and at least two stepped portions are generated for each storage element. Therefore, the cross-sectional area of the WSix film of the word line is remarkably reduced at the step portion, and the resistance value of the word line is increased, so that the information reading operation speed of the EEPROM adopting the batch erasing method becomes slow. Further, since the WSix film of the word line is broken at the step portion, the EEPROM adopting the batch erasing method has a malfunction. Regarding the abnormal oxidation at the stepped portion of the laminated film described above, see, for example, Oki Electric R & D, No. 135.
No. 3, Vol. 54 No. 3, pp. 79-84, "CV
D WSix-Polycide Gate Electrode Technology Development ".

【0014】(2)前記一括消去方式を採用するEEP
ROMの製造プロセスにおいて、記憶素子である電界効
果トランジスタの制御ゲート電極及びワード線は、多結
晶珪素膜及びWSix膜で形成される積層膜を使用する
ので、前述のように、少なくとも積層膜のWSix膜の
表面に酸化膜を形成する工程が増加する。
(2) EEP adopting the batch erasing method
In the manufacturing process of the ROM, since the control gate electrode and the word line of the field effect transistor which is a memory element use the laminated film formed of the polycrystalline silicon film and the WSix film, as described above, at least the laminated film WSix is formed. The number of steps for forming an oxide film on the surface of the film is increased.

【0015】本発明の目的は、以下のとおりである。The objects of the present invention are as follows.

【0016】(1)電荷蓄積ゲート電極の上部及びゲー
ト幅方向の側壁に沿って高融点金属膜若しくは高融点金
属珪化膜を主体とする制御ゲート電極が形成される電界
効果トランジスタを記憶素子とする紫外線消去型又は電
気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装
置において、前記制御ゲート電極の高融点金属膜若しく
は高融点金属珪化膜の段差部分特に電荷蓄積ゲート電極
のゲート幅方向の端部での異常酸化を低減する技術を提
供する。
(1) A field effect transistor in which a control gate electrode mainly composed of a refractory metal film or a refractory metal silicide film is formed along a sidewall of a charge storage gate electrode and a gate width direction is used as a memory element. In a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable non-volatile memory circuit, a step portion of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode, particularly the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction. Provide a technique for reducing abnormal oxidation in parts.

【0017】(2)前記目的(1)を達成し、紫外線消
去型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体
集積回路装置の動作速度の高速化を図る技術を提供す
る。
(2) To provide a technique for achieving the above object (1) and increasing the operating speed of a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit.

【0018】(3)前記目的(1)を達成し、紫外線消
去型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体
集積回路装置の動作不良を防止する技術を提供する。
(3) A technique for achieving the above object (1) and preventing malfunction of a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit is provided.

【0019】(4)前記目的(1)を達成するととも
に、紫外線消去型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を
備えた半導体集積回路装置の製造プロセスの工程数を削
減する技術を提供する。
(4) To provide a technique for achieving the above object (1) and reducing the number of steps in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit.

【0020】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば下
記のとおりである。
Among the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

【0022】(1)電荷蓄積ゲート電極の上部及びゲー
ト幅方向の側壁に沿って高融点金属膜若しくは高融点金
属珪化膜で形成される又は多結晶珪素膜上に高融点金属
膜若しくは高融点金属珪化膜が積層される制御ゲート電
極が形成され、この電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート
電極のゲート長方向の両側部の夫々にソース領域、ドレ
イン領域の夫々が形成される電界効果トランジスタを記
憶素子とする、紫外線消去型又は電気的消去型不揮発性
記憶回路を備えた半導体集積回路装置の形成方法におい
て、以下の工程(A)乃至工程(D)を備える。(A)
前記不揮発性記憶回路の記憶素子である電界効果トラン
ジスタの電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極を基板
上に形成するとともに、前記制御ゲート電極の高融点金
属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面上に耐酸化用
マスクを堆積する工程、(B)前記工程(A)で形成さ
れたマスクを耐酸化マスクとして使用し、酸化処理を施
し、前記基板上のソース領域、ドレイン領域の夫々の形
成領域に不純物透過用酸化膜を形成する工程、(C)前
記工程(A)で形成されたマスクを使用し、前記基板の
ソース領域、ドレイン領域の夫々の形成領域に、前記工
程(B)で形成された不純物透過用酸化膜を通して所定
導電型不純物をイオン打込みで導入する工程、(D)熱
処理を施し、前記工程(B)で導入された所定導電型不
純物に引き伸し拡散を施し、ソース領域、ドレイン領域
の夫々を形成する工程。
(1) A refractory metal film or refractory metal film formed of a refractory metal film or a refractory metal silicide film along the upper portion of the charge storage gate electrode and the side wall in the gate width direction, or on a polycrystalline silicon film. A field effect transistor in which a control gate electrode in which a silicide film is laminated is formed, and a source region and a drain region are formed on both sides of the charge storage gate electrode and the control gate electrode in the gate length direction is used as a storage element. In the method for forming a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit, the following steps (A) to (D) are provided. (A)
A charge storage gate electrode and a control gate electrode of a field effect transistor, which is a storage element of the nonvolatile memory circuit, are formed on a substrate, and a refractory metal film or a refractory metal silicide film of the control gate electrode is formed on an upper surface thereof. A step of depositing an oxidation-resistant mask, (B) using the mask formed in the step (A) as an oxidation-resistant mask, performing oxidation treatment, and forming a source region and a drain region on the substrate, respectively. A step of forming an oxide film for impurity transmission, (C) using the mask formed in the step (A), and forming in the source region and the drain region of the substrate in the step (B) A step of introducing a predetermined conductivity type impurity by ion implantation through the impurity transmitting oxide film, (D) heat treatment is performed, and the predetermined conductivity type impurity introduced in the step (B) is expanded. Alms to form a respective source region, a drain region.

【0023】(2)前記手段(1)に記載される工程
(A)の耐酸化用マスクを堆積する工程は、前記制御ゲ
ート電極の高融点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上
部表面、側壁及び前記基板上のソース領域、ドレイン領
域の夫々の形成領域に耐酸化用マスクを堆積する工程で
ある。
(2) The step of depositing the oxidation-resistant mask of the step (A) described in the above means (1) includes the upper surface and the side wall of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode. And a step of depositing an oxidation resistant mask on each of the formation regions of the source region and the drain region on the substrate.

【0024】(3)前記手段(1)又は手段(2)に記
載される工程(D)のソース領域、ドレイン領域の夫々
を形成する熱処理は、微量の酸素を含む雰囲気中で行わ
れる。
(3) The heat treatment for forming each of the source region and the drain region in the step (D) described in the above means (1) or means (2) is performed in an atmosphere containing a trace amount of oxygen.

【0025】(4)前記手段(3)に記載される電界効
果トランジスタは一括消去方式を採用する不揮発性記憶
回路の記憶素子として形成され、この記憶素子の電界効
果トランジスタは、工程(D)の前又後に微量の酸素を
含む雰囲気中で熱処理が行われ、ドレイン領域に比べて
ソース領域のチャネル形成領域への拡散量が大きくさ
れ、トンネル領域が形成される。
(4) The field effect transistor described in the above-mentioned means (3) is formed as a memory element of a non-volatile memory circuit adopting the collective erasing method, and the field effect transistor of this memory element is of the step (D). Before or after heat treatment is performed in an atmosphere containing a small amount of oxygen, the diffusion amount of the source region into the channel formation region is made larger than that of the drain region, and a tunnel region is formed.

【0026】[0026]

【作用】上述した手段(1)によれば、以下の作用効果
が得られる。 (a)不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装置の
形成方法において、前記工程(B)の不純物透過用酸化
膜を形成する際の酸化処理の際に、前記工程(A)で堆
積されたマスクを耐酸化マスクとして使用し、記憶素子
である電界効果トランジスタの制御ゲート電極の高融点
金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面を被覆した
ので、この高融点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上
部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲート電極のゲート幅方向
の端部の段差領域での異常酸化を低減できる。 (b)不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装置の
形成方法において、前記工程(C)のイオン打込みで所
定導電型不純物を導入する際に、前記工程(A)で堆積
されたマスクを不純物導入マスクとして使用し、記憶素
子である電界効果トランジスタの制御ゲート電極の高融
点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面を被覆し
たので、前記所定導電型不純物の高融点金属膜若しくは
高融点金属珪化膜への導入を低減し、この結果、高融点
金属膜若しくは高融点金属珪化膜の表面を酸化し酸化膜
を形成する工程を排除でき、この高融点金属膜若しくは
高融点金属珪化膜の上部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲー
ト電極のゲート幅方向の端部の段差領域での異常酸化を
低減できる。 (c)前記作用効果(a)、作用効果(b)の夫々が得
られるので、記憶素子である電界効果トランジスタの制
御ゲート電極(又はワード線)は電荷蓄積ゲート電極の
ゲート幅方向の端部での断面々積の減少を抑えることが
でき(ワード線の抵抗値を小さくでき)、又断線不良を
低減できる。
According to the above-mentioned means (1), the following operational effects can be obtained. (A) In the method for forming a semiconductor integrated circuit device having a non-volatile memory circuit, the oxide is deposited in the step (A) during the oxidation treatment for forming the impurity-permeable oxide film in the step (B). Since the mask is used as an oxidation-resistant mask and the upper surface of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode of the field effect transistor which is a memory element is covered, this refractory metal film or refractory metal silicide film is used. Of the upper surface of the charge storage gate electrode, particularly abnormal oxidation in the stepped region at the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction can be reduced. (B) In a method for forming a semiconductor integrated circuit device having a non-volatile memory circuit, when introducing a predetermined conductivity type impurity by the ion implantation in the step (C), the mask deposited in the step (A) is used as an impurity. Since it is used as an introduction mask and covers the upper surface of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode of the field effect transistor as a memory element, the refractory metal film or refractory metal of the predetermined conductivity type impurity is used. The introduction into the silicide film is reduced, and as a result, the step of oxidizing the surface of the refractory metal film or the refractory metal silicide film to form an oxide film can be eliminated, and the upper part of the refractory metal film or the refractory metal silicide film can be eliminated. It is possible to reduce surface oxidation, particularly abnormal oxidation in the step region at the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction. (C) Since the operational effect (a) and the operational effect (b) are obtained, the control gate electrode (or word line) of the field effect transistor, which is a memory element, is the end portion of the charge storage gate electrode in the gate width direction. It is possible to suppress the reduction of the cross-sectional area in (2) (the resistance value of the word line can be reduced), and the disconnection defect can be reduced.

【0027】上述した手段(2)によれば、前記作用効
果(1)の他に、以下の作用効果が得られる。 (a)不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装置の
形成方法において、前記耐酸化用マスクを堆積する工程
と同一工程で、基板上のソース領域、ドレイン領域の夫
々の形成領域に不純物透過用酸化膜に相当するマスクを
形成できるので、この不純物透過用酸化膜を形成する工
程(請求項1の工程(C))に相当する分、製造工程数
を低減できる。 (b)不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装置の
形成方法において、前記制御ゲート電極の高融点金属膜
若しくは高融点金属珪化膜の上部表面及び側面を耐酸化
用マスクで被覆したので、この高融点金属膜若しくは高
融点金属珪化膜の上部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲート
電極のゲート幅方向の端部の段差領域での異常酸化をよ
り低減できる。 上述した手段(3)によれば、前記工程(D)の熱処理
の雰囲気中に微量の酸素を含むことで、所定導電型不純
物の拡散係数を大きくできるとともに、この所定導電型
不純物の拡散係数を大きくしても、予じめ工程(A)で
耐酸化用マスクを形成してあるので、制御ゲート電極の
高融点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面の酸
化、特に電荷蓄積ゲート電極のゲート幅方向の端部の段
差領域での異常酸化が抑えられる。
According to the above-mentioned means (2), the following action and effect can be obtained in addition to the action and effect (1). (A) In a method of forming a semiconductor integrated circuit device having a non-volatile memory circuit, in the same step as the step of depositing the oxidation resistant mask, impurities for transmitting impurities are formed in each of a source region and a drain region on a substrate. Since the mask corresponding to the oxide film can be formed, the number of manufacturing steps can be reduced by the amount corresponding to the step of forming the impurity transmitting oxide film (step (C) of claim 1). (B) In the method for forming a semiconductor integrated circuit device having a non-volatile memory circuit, the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode is coated with an oxidation resistant mask on the upper surface and side surfaces thereof. It is possible to further reduce the oxidation of the upper surface of the refractory metal film or the refractory metal silicide film, particularly abnormal oxidation in the step region at the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction. According to the above-mentioned means (3), the diffusion coefficient of the predetermined conductivity type impurity can be increased and the diffusion coefficient of the predetermined conductivity type impurity can be increased by including a trace amount of oxygen in the atmosphere of the heat treatment of the step (D). Even if the size is increased, since the oxidation resistant mask is formed in the preliminary step (A), oxidation of the upper surface of the refractory metal film or the refractory metal silicide film of the control gate electrode, especially the charge storage gate electrode Abnormal oxidation is suppressed in the step region at the end in the gate width direction.

【0028】上述した手段(4)によれば、前記一括消
去型不揮発性記憶回路の記憶素子である電界効果トラン
ジスタのソース領域は、トンネル領域を形成する分、長
時間の熱処理が行われるが、この長時間の熱処理が行わ
れても、予じめ工程(A)で耐酸化用マスクを形成して
あるので、制御ゲート電極の高融点金属膜若しくは高融
点金属珪化膜の上部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲート電
極のゲート幅方向の端部の段差領域での異常酸化が抑え
られる。
According to the above-mentioned means (4), the source region of the field effect transistor, which is a storage element of the batch erasing type nonvolatile memory circuit, is subjected to heat treatment for a long time by the amount of forming the tunnel region. Even if this long-time heat treatment is performed, since the oxidation resistant mask is formed in the preliminary step (A), oxidation of the upper surface of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode, In particular, abnormal oxidation is suppressed in the step region at the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction.

【0029】以下、本発明の構成について、一括消去方
式を採用するEEPROMを備えた半導体集積回路装置
に本発明を適用した一実施例とともに説明する。
The structure of the present invention will be described below with reference to an embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM adopting the batch erase method.

【0030】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0031】[0031]

【実施例】本発明の一実施例である半導体集積回路装置
に搭載された一括消去方式を採用するEEPROMの構
成を図1に示す。図1中、(A)は左側にEEPROM
の記憶素子をゲート長方向で切断した断面、中央に周辺
回路の高耐圧素子の断面、右側に周辺回路の低耐圧素子
の断面の夫々を示す。(B)は前記記憶素子をゲート幅
方向で切断した断面を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of an EEPROM adopting a batch erasing method mounted on a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (A) is an EEPROM on the left side.
Shows a cross section of the memory element cut in the gate length direction, a cross section of the high breakdown voltage element of the peripheral circuit in the center, and a cross section of the low breakdown voltage element of the peripheral circuit on the right side. (B) shows a cross section of the memory element taken in the gate width direction.

【0032】図1(A)、図1(B)の夫々に示すよう
に、一括消去方式を採用するEEPROMを搭載する半
導体集積回路装置はp- 型半導体基板1を主体に構成さ
れる。このp- 型半導体基板1は、nチャネル導電型電
界効果トランジスタを形成する領域にp型ウエル領域
2、pチャネル導電型電界効果トランジスタを形成する
領域にn型ウエル領域(図示しない)の夫々が構成され
る。
As shown in FIGS. 1A and 1B, a semiconductor integrated circuit device equipped with an EEPROM adopting a batch erasing method is mainly composed of a p--type semiconductor substrate 1. In the p- type semiconductor substrate 1, a p type well region 2 is formed in a region where an n channel conductivity type field effect transistor is formed, and an n type well region (not shown) is formed in a region where a p channel conductivity type field effect transistor is formed. Composed.

【0033】記憶素子QM は、図1(A)の左側及び図
1(B)に示すように、素子分離領域で周囲を規定され
た領域内においてp型ウエル領域2の主面に構成され、
nチャネル導電型電界効果トランジスタで構成される。
素子分離領域はp型ウエル領域2の主面上に形成された
フィールド絶縁膜(酸化珪素膜)3及びp型チャネルス
トッパ領域4を主体として構成される。
As shown in the left side of FIG. 1A and FIG. 1B, the memory element Q M is formed on the main surface of the p-type well region 2 in the region defined by the element isolation region. ,
It is composed of an n-channel conductivity type field effect transistor.
The element isolation region is mainly composed of a field insulating film (silicon oxide film) 3 and a p-type channel stopper region 4 formed on the main surface of the p-type well region 2.

【0034】記憶素子QM つまり電界効果トランジスタ
は、チャネル形成領域(p型ウエル領域2)、ゲート絶
縁膜(トンネル酸化膜)6、ゲート絶縁膜8、電荷蓄積
ゲート電極7、制御ゲート電極10、ソース領域である
n+ 型半導体領域14、ドレイン領域であるn+ 型半導
体領域13及びトンネル領域を主体に構成される。
The memory element Q M, that is, the field effect transistor, includes a channel forming region (p-type well region 2), a gate insulating film (tunnel oxide film) 6, a gate insulating film 8, a charge storage gate electrode 7, a control gate electrode 10, The n + type semiconductor region 14 which is the source region, the n + type semiconductor region 13 which is the drain region, and the tunnel region are mainly constituted.

【0035】前記電荷蓄積ゲート電極7はゲート絶縁膜
6の上部に形成され、電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅
方向の一端、他端の夫々は図1(B)に示すようにフィ
ールド絶縁膜3の上部にかけて延在する。電荷蓄積ゲー
ト電極7は、一括消去方式のEEPROMの製造プロセ
スにおいて、第1層目ゲート材形成工程で形成され、例
えば多結晶珪素膜で形成される。
The charge storage gate electrode 7 is formed on the gate insulating film 6, and one end and the other end of the charge storage gate electrode 7 in the gate width direction are respectively formed of the field insulating film 3 as shown in FIG. Extends to the top of the. The charge storage gate electrode 7 is formed in the first layer gate material forming step in the manufacturing process of the collective erasing type EEPROM, and is formed of, for example, a polycrystalline silicon film.

【0036】制御ゲート電極10はゲート絶縁膜8を介
在して電荷蓄積ゲート電極7の上部に形成される。制御
ゲート電極10のゲート幅方向の一端、他端の夫々は、
図1(B)に示すように、ワード線10WLと電気的に
接続されかつ一体に構成される。ワード線10WLは、
電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方向の一端、他端の夫
々の側面に沿って、つまり電荷蓄積ゲート電極7を有す
る電界効果トランジスタの2層ゲート電極構造に特有な
電荷蓄積ゲート電極7の端部の段差に沿って延在する。
制御ゲート電極10、ワード線10WLの夫々は、製造
プロセスにおいて、第2層目ゲート材形成工程で形成さ
れ、例えば多結晶珪素膜10A及びその上部にWSix
膜10Bを積層した積層膜(polycide膜)で形成され
る。この積層膜は、他に多結晶珪素膜の上部にMoSi
x膜、TaSix膜、TiSix膜等の高融点金属珪化
膜を積層した積層膜、又は多結晶珪素膜の上部にW膜、
Mo膜、Ta膜、Ti膜等の高融点金属膜を積層した積
層膜に変えてもよい。さらに、積層膜は前記高融点金属
珪化膜又は高融点金属膜の単層膜に変えてもよい。
The control gate electrode 10 is formed on the charge storage gate electrode 7 with the gate insulating film 8 interposed therebetween. Each of the one end and the other end of the control gate electrode 10 in the gate width direction is
As shown in FIG. 1B, the word line 10WL is electrically connected and integrally formed. The word line 10WL is
The end portions of the charge storage gate electrode 7, which are peculiar to the two-layer gate electrode structure of the field effect transistor having the charge storage gate electrode 7, are formed along the respective side surfaces of the charge storage gate electrode 7 in the gate width direction. It extends along the steps of.
Each of the control gate electrode 10 and the word line 10WL is formed in the second layer gate material forming step in the manufacturing process. For example, the polycrystalline silicon film 10A and WSix on top thereof are formed.
It is formed of a laminated film (polycide film) in which the films 10B are laminated. In addition to this, the laminated film has MoSi on top of the polycrystalline silicon film.
x film, TaSix film, TiSix film, or other laminated film in which a refractory metal silicide film is laminated, or a W film on a polycrystalline silicon film,
It may be replaced with a laminated film in which refractory metal films such as Mo film, Ta film, and Ti film are laminated. Further, the laminated film may be replaced with a single layer film of the refractory metal silicide film or the refractory metal film.

【0037】前記制御ゲート電極10、電荷蓄積ゲート
電極7の夫々は、後述する耐酸化用マスク(11)とと
もに、同一のエッチングマスクを使用した異方性エッチ
ングでパターンニングされ、所謂重ね切りされる。
Each of the control gate electrode 10 and the charge storage gate electrode 7 is patterned by anisotropic etching using the same etching mask together with an oxidation resistant mask (11) which will be described later, so-called overlapping cutting. ..

【0038】前記ソース領域であるn+ 型半導体領域1
4、ドレイン領域であるn+ 型半導体領域13の夫々
は、電荷蓄積ゲート電極7及び制御ゲート電極10のゲ
ート長方向の両側部の夫々において、p型ウエル領域2
の主面部に形成され、電荷蓄積ゲート電極7及び制御ゲ
ート電極10に対して自己整合で形成される。ソース領
域であるn+ 型半導体領域14は、ドレイン領域である
n+ 型半導体領域8に比べて、チャネル形成領域側への
拡散量(接合深さ)が大きく形成される。n+ 型半導体
領域14のチャネル形成領域側、電荷蓄積ゲート電極7
の夫々の重復する部分はトンネル領域を構成する。
N + type semiconductor region 1 which is the source region
4. The n + type semiconductor region 13 serving as the drain region is formed on the p type well region 2 on both sides of the charge storage gate electrode 7 and the control gate electrode 10 in the gate length direction.
Is formed on the main surface portion of, and is self-aligned with the charge storage gate electrode 7 and the control gate electrode 10. The n + type semiconductor region 14 which is the source region is formed to have a larger diffusion amount (junction depth) toward the channel formation region side than the n + type semiconductor region 8 which is the drain region. The charge storage gate electrode 7 on the channel formation region side of the n + type semiconductor region 14
The duplicated portions of each form a tunnel region.

【0039】この記憶素子QM である電界効果トランジ
スタのドレイン領域であるn+ 型半導体領域13は層間
絶縁膜18に形成された接続孔19を通してデータ線
(DL)20に接続される。データ線20は、製造プロ
セスにおける第1層目配線材形成工程において形成さ
れ、例えばアルミニウム膜、アルミニウム合金膜のいず
れかを主体として形成される。アルミニウム合金膜はマ
イグレーション耐性を向上するCu、アロイスパイク耐
性を向上するSiの少なくともいずれかが添加されたア
ルミニウム膜である。データ線20の上層には最終保護
膜21が形成される。
The n + type semiconductor region 13 which is the drain region of the field effect transistor which is the memory element Q M is connected to the data line (DL) 20 through the connection hole 19 formed in the interlayer insulating film 18. The data line 20 is formed in the first layer wiring material forming step in the manufacturing process, and is formed mainly of, for example, either an aluminum film or an aluminum alloy film. The aluminum alloy film is an aluminum film to which at least one of Cu that improves migration resistance and Si that improves alloy spike resistance is added. A final protective film 21 is formed on the data line 20.

【0040】前記記憶素子QM である電界効果トランジ
スタの制御ゲート電極10、ワード線10WLの夫々の
WSix膜10Bの上部表面上には少なくとも耐酸化用
として使用できるマスク11が形成される。このマスク
11は、前述のように、WSix膜10Bの上部表面、
特に電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方向の端部の段差
領域の表面を被覆し、この領域での異常酸化を低減でき
る。また、マスク11は、WSix膜10B中に比較的
原子量が大きい元素例えばソース領域又はドレイン領域
を形成するn型不純物(例えばAs)がイオン打込みで
導入されることに起因するWSix膜10Bの剥がれを
防止できる。マスク11は、WSix膜10Bに酸化処
理を施すことがない、例えばCVD法で堆積した酸化珪
素膜で形成され、50〜200〔nm〕程度の膜厚で形
成される。また、マスク11は、スパッタ法で堆積した
酸化珪素膜、CVD法で堆積した窒化珪素膜、スパッタ
法で堆積した窒化珪素膜のいずれで形成してもよい。
A mask 11 that can be used for at least oxidation resistance is formed on the upper surfaces of the control gate electrode 10 of the field effect transistor that is the memory element Q M and the WSix film 10B of each of the word lines 10WL. This mask 11 is formed on the upper surface of the WSix film 10B as described above.
In particular, the surface of the step region at the end of the charge storage gate electrode 7 in the gate width direction can be covered, and abnormal oxidation in this region can be reduced. Further, the mask 11 removes the WSix film 10B due to the ion implantation of an element having a relatively large atomic weight in the WSix film 10B, for example, an n-type impurity (for example, As) forming a source region or a drain region. It can be prevented. The mask 11 is formed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method without subjecting the WSix film 10B to oxidation treatment, and is formed to have a film thickness of about 50 to 200 [nm]. Further, the mask 11 may be formed of any of a silicon oxide film deposited by a sputtering method, a silicon nitride film deposited by a CVD method, and a silicon nitride film deposited by a sputtering method.

【0041】さらに、前記記憶素子QM である電界効果
トランジスタの制御ゲート電極10、ワード線10WL
の夫々のWSix膜10Bの上部表面上にマスク11を
介在した領域、ソース領域上、ドレイン領域上の夫々に
不純物透過用マスク12が形成される。この不純物透過
用マスク12は、ソース領域、ドレイン領域の夫々を形
成するn型不純物をイオン打込みで導入する際に発生す
るp型ウエル領域2の主面の損傷を低減し、又p型ウエ
ル領域2中への汚染物質の侵入を防止できる。さらに、
この不純物透過用マスク12は、制御ゲート電極10の
WSix膜10Bの側面(及び上部表面)を被覆し、耐
酸化用マスクとしても使用される。不純物透過用マスク
12は、例えばCVD法で堆積した酸化珪素膜で形成さ
れ、10〜50〔nm〕程度の膜厚で形成される。ま
た、不純物透過用マスク12は、前記マスク11と同様
に、スパッタ法で堆積した酸化珪素膜、CVD法で堆積
した窒化珪素膜、スパッタ法で堆積した窒化珪素膜のい
ずれで形成してもよい。
Further, the control gate electrode 10 and the word line 10WL of the field effect transistor which is the memory element Q M.
Impurity transmitting masks 12 are formed on the upper surface of each WSix film 10B in the region where the mask 11 is interposed, the source region, and the drain region. The impurity transmitting mask 12 reduces damage to the main surface of the p-type well region 2 that occurs when n-type impurities forming the source region and the drain region are introduced by ion implantation, and the p-type well region is also formed. It is possible to prevent the entry of pollutants into the inside. further,
The impurity transmission mask 12 covers the side surface (and upper surface) of the WSix film 10B of the control gate electrode 10 and is also used as an oxidation resistant mask. The impurity transmission mask 12 is formed of, for example, a silicon oxide film deposited by a CVD method and has a film thickness of about 10 to 50 [nm]. Further, the impurity transmission mask 12 may be formed of any one of a silicon oxide film deposited by a sputtering method, a silicon nitride film deposited by a CVD method, and a silicon nitride film deposited by a sputtering method, like the mask 11. ..

【0042】一括消去方式を採用するEEPROMの周
辺回路の高耐圧素子QH は、素子分離領域で周囲を規定
された領域においてp型ウエル領域2の主面に構成さ
れ、nチャネル導電型電界効果トランジスタで構成され
る。この高耐圧素子QH である電界効果トランジスタ
は、チャネル形成領域(p型ウエル領域2)、ゲート絶
縁膜5、ゲート電極7、ソース領域及びドレイン領域を
主体に構成される。ゲート電極7は、これに限定されな
いが、記憶素子QM である電界効果トランジスタの電荷
蓄積ゲート電極7と同一製造工程で形成される。ソース
領域、ドレイン領域の夫々は低い不純物濃度のn型半導
体領域15及び高い不純物濃度のn+ 型半導体領域17
で構成される。つまり、高耐圧素子QH である電界効果
トランジスタはLDD(ightly oped rain)構造
で構成される。前記ゲート電極7のゲート長方向の側壁
にはサイドウォールスペーサ16が形成される。
The high breakdown voltage element Q H of the peripheral circuit of the EEPROM adopting the batch erasing method is formed on the main surface of the p type well region 2 in the region defined by the element isolation region, and has the n-channel conductivity type field effect. Composed of transistors. The field effect transistor, which is the high breakdown voltage element Q H , is mainly composed of a channel formation region (p-type well region 2), a gate insulating film 5, a gate electrode 7, a source region and a drain region. Although not limited to this, the gate electrode 7 is formed in the same manufacturing process as the charge storage gate electrode 7 of the field effect transistor which is the memory element Q M. Each of the source region and the drain region has a low impurity concentration n-type semiconductor region 15 and a high impurity concentration n + -type semiconductor region 17, respectively.
Composed of. In other words, the field effect transistor is a high-voltage element Q H is composed of LDD (L ightly D oped D rain ) structure. A side wall spacer 16 is formed on the side wall of the gate electrode 7 in the gate length direction.

【0043】周辺回路の低耐圧素子QL は、素子分離領
域で周囲を規定された領域においてp型ウエル領域2の
主面に構成され、nチャネル導電型電界効果トランジス
タで構成される。この低耐圧素子QL である電界効果ト
ランジスタは、チャネル形成領域(p型ウエル領域
2)、ゲート絶縁膜9、ゲート電極10、ソース領域及
びドレイン領域を主体に構成される。ゲート電極10
は、これに限定されないが、記憶素子QM である電界効
果トランジスタの制御ゲート電極10と同一製造工程で
形成される。ソース領域、ドレイン領域の夫々は低い不
純物濃度のn型半導体領域15及び高い不純物濃度のn
+ 型半導体領域17で構成される。つまり、低耐圧素子
L である電界効果トランジスタはLDD構造で構成さ
れる。
The low voltage element Q L of the peripheral circuit is configured on the main surface of the p-type well region 2 in the region defined around the element isolation region, formed of an n-channel conductivity type field effect transistor. The field effect transistor is a low breakdown voltage element Q L, a channel formation region (p-type well region 2), the gate insulating film 9, a gate electrode 10, composed mainly of a source region and a drain region. Gate electrode 10
Is formed in the same manufacturing process as the control gate electrode 10 of the field effect transistor which is the memory element Q M , although not limited thereto. Each of the source region and the drain region has a low impurity concentration n-type semiconductor region 15 and a high impurity concentration n.
It is composed of a + type semiconductor region 17. In other words, the field effect transistor is a low breakdown voltage element Q L is composed of the LDD structure.

【0044】次に、前述の一括消去方式を採用するEE
PROMを備えた半導体集積回路装置の形成方法につい
て、図2乃至図11(製造プロセスの各工程毎に示す要
部断面図)を使用し、簡単に説明する。
Next, the EE adopting the above-mentioned batch erase method.
A method of forming a semiconductor integrated circuit device having a PROM will be briefly described with reference to FIGS. 2 to 11 (sectional views of relevant parts showing each step of the manufacturing process).

【0045】まず、p- 型半導体基板1の主面にp型ウ
エル領域2、n型ウエル領域の夫々を形成する。この
後、p型ウエル領域2の非活性領域の主面にフィールド
絶縁膜3及びp型チャネルストッパ領域4を形成すると
ともに、図示しないが、n型ウエル領域の非活性領域の
主面にフィールド絶縁膜3を形成する。以下、n型ウエ
ル領域においての電界効果トランジスタの形成方法は省
略する。
First, the p-type well region 2 and the n-type well region are formed on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. After that, the field insulating film 3 and the p-type channel stopper region 4 are formed on the main surface of the inactive region of the p-type well region 2, and the field insulating film is formed on the main surface of the inactive region of the n-type well region (not shown). The film 3 is formed. Hereinafter, the method of forming the field effect transistor in the n-type well region will be omitted.

【0046】次に、図2に示すように、p型ウエル領域
2の活性領域の主面上にゲート絶縁膜5を形成する。ゲ
ート絶縁膜5は、高耐圧特性を確保するために、例えば
熱酸化法で形成された酸化珪素膜を使用し、この酸化珪
素膜は20〜50〔nm〕程度の膜厚で形成される。
Next, as shown in FIG. 2, the gate insulating film 5 is formed on the main surface of the active region of the p-type well region 2. As the gate insulating film 5, a silicon oxide film formed by, for example, a thermal oxidation method is used in order to secure high withstand voltage characteristics, and this silicon oxide film is formed with a film thickness of about 20 to 50 [nm].

【0047】次に、記憶素子QM の形成領域において、
ゲート絶縁膜5を除去し、図3に示すように、ゲート絶
縁膜5が除去された領域に新たにゲート絶縁膜6を形成
する。ゲート絶縁膜6は、トンネル酸化膜として使用さ
れるので、例えば約800〔℃〕で酸化される酸化珪素
膜を使用し、例えば8〜12〔nm〕程度の膜厚で形成
される。
Next, in the formation region of the memory element Q M ,
The gate insulating film 5 is removed, and as shown in FIG. 3, a gate insulating film 6 is newly formed in the region where the gate insulating film 5 is removed. Since the gate insulating film 6 is used as a tunnel oxide film, for example, a silicon oxide film that is oxidized at about 800 [° C.] is used and is formed to have a film thickness of about 8 to 12 nm.

【0048】次に、図4に示すように、記憶素子QM
形成領域においてゲート絶縁膜6の上部に電荷蓄積ゲー
ト電極7A、高耐圧素子QH の形成領域においてゲート
絶縁膜5の上部にゲート電極7の夫々を形成する。記憶
素子QM の形成領域に形成された電荷蓄積ゲート電極7
Aは、この工程において、ゲート幅寸法が確定され、ゲ
ート長寸法は未確定の状態にある。電荷蓄積ゲート電極
7A、ゲート電極7の夫々は、前述のように、CVD法
で堆積された多結晶珪素膜で形成され、例えば100〜
200〔nm〕程度の膜厚で形成される。
Next, as shown in FIG. 4, the charge storage gate electrode 7A is formed on the gate insulating film 6 in the formation region of the memory element Q M , and the gate insulating film 5 is formed on the formation region of the high breakdown voltage element Q H. Each of the gate electrodes 7 is formed. Charge storage gate electrode 7 formed in the formation region of the storage element Q M
In the step A, the gate width dimension is fixed and the gate length dimension is not fixed in this step. As described above, each of the charge storage gate electrode 7A and the gate electrode 7 is formed of a polycrystalline silicon film deposited by the CVD method, for example, 100 to
It is formed with a film thickness of about 200 [nm].

【0049】次に、図5に示すように、記憶素子QM
形成領域の電荷蓄積ゲート電極7Aの上部表面上を含む
基板全面にゲート絶縁膜8を形成する。この構造に限定
されないが、ゲート絶縁膜8は、電荷蓄積ゲート電極7
Aの表面を酸化した酸化珪素膜8A、CVD法若しくは
スパッタ法で堆積された窒化珪素膜8B、この窒化珪素
膜8Bを酸化した酸化珪素膜8Cの夫々を順次積層した
積層膜で形成される。このゲート絶縁膜8は、酸化珪素
膜に換算した場合、15〜40〔nm〕程度の膜厚で形
成される。
Next, as shown in FIG. 5, a gate insulating film 8 is formed on the entire surface of the substrate including the upper surface of the charge storage gate electrode 7A in the formation region of the memory element Q M. Although not limited to this structure, the gate insulating film 8 is not limited to the charge storage gate electrode 7
It is formed of a laminated film in which a silicon oxide film 8A obtained by oxidizing the surface of A, a silicon nitride film 8B deposited by a CVD method or a sputtering method, and a silicon oxide film 8C obtained by oxidizing the silicon nitride film 8B are sequentially laminated. The gate insulating film 8 is formed to have a film thickness of about 15 to 40 [nm] when converted to a silicon oxide film.

【0050】次に、前記ゲート絶縁膜8のうち、記憶素
子QM の形成領域のゲート絶縁膜8は残し、それ以外の
ゲート絶縁膜8を除去する。この後、図6に示すよう
に、低耐圧素子QL の形成領域において、p型ウエル領
域2の活性領域の主面上にゲート絶縁膜9を形成する。
このゲート絶縁膜9は、熱酸化法で酸化した酸化珪素膜
で形成され、10〜30〔nm〕程度の膜厚で形成され
る。
Next, of the gate insulating film 8, the gate insulating film 8 in the formation region of the memory element Q M is left and the other gate insulating films 8 are removed. Thereafter, as shown in FIG. 6, in the formation region of the low voltage element Q L, a gate insulating film 9 on the main surface of the active region of the p-type well region 2.
The gate insulating film 9 is formed of a silicon oxide film oxidized by a thermal oxidation method and has a film thickness of about 10 to 30 [nm].

【0051】次に、記憶素子QM の形成領域のゲート絶
縁膜8の表面上、低耐圧素子QL の形成領域のゲート絶
縁膜9の表面上の夫々を含む基板全面上に多結晶珪素膜
10A、WSix膜10B、マスク11の夫々を順次積
層する。多結晶珪素膜は、例えばCVD法で堆積され、
100〜200〔nm〕程度の膜厚で形成される。WS
ix膜10Bは、例えばCVD法又はスパッタ法で堆積
され、100〜200〔nm〕程度の膜厚で形成され
る。マスク11は前述の条件下で形成される。このマス
ク11を形成することにより、WSix膜10Bの表面
に酸化処理で酸化膜を形成する工程が廃止できる。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the substrate including the surface of the gate insulating film 8 in the formation region of the memory element Q M and the surface of the gate insulating film 9 in the formation region of the low breakdown voltage element Q L. 10A, the WSix film 10B, and the mask 11 are sequentially laminated. The polycrystalline silicon film is deposited by, for example, the CVD method,
It is formed with a film thickness of about 100 to 200 [nm]. WS
The ix film 10B is deposited by, for example, a CVD method or a sputtering method, and is formed to have a film thickness of about 100 to 200 [nm]. The mask 11 is formed under the above-mentioned conditions. By forming this mask 11, the step of forming an oxide film on the surface of the WSix film 10B by an oxidation treatment can be omitted.

【0052】次に、図7に示すように、記憶素子QM
形成領域において、マスク11、WSix膜10B、多
結晶珪素膜10A、ゲート絶縁膜8、電荷蓄積ゲート電
極7Aの夫々に順次パターンニングを施し、電荷蓄積ゲ
ート電極7、制御ゲート電極10、ワード線10WL、
マスク11の夫々を形成する。前記パターンニングはR
IE等の異方性エッチングを使用した重ね切りで行われ
る。パターンニングは、記憶素子QM の形成領域におい
て行われ、低耐圧素子QL 、高耐圧素子QH の夫々の形
成領域においては行われない。
Next, as shown in FIG. 7, the mask 11, the WSix film 10B, the polycrystalline silicon film 10A, the gate insulating film 8 and the charge storage gate electrode 7A are sequentially patterned in the formation region of the memory element Q M. The charge storage gate electrode 7, the control gate electrode 10, the word line 10WL,
Each of the masks 11 is formed. The patterning is R
It is performed by overlapping cutting using anisotropic etching such as IE. Patterning is performed in a region of the memory element Q M, the low voltage element Q L, in the formation region of each of the high-voltage element Q H is not performed.

【0053】また、前記パターンニングが行われると、
記憶素子QM の形成領域においてはゲート絶縁膜(トン
ネル酸化膜)6がオーバエッチングされ、約半分程度の
膜厚になる。この膜厚が減少されたゲート絶縁膜6は不
純物透過用酸化膜としての機能を確保できない。
When the patterning is performed,
In the formation region of the memory element Q M , the gate insulating film (tunnel oxide film) 6 is over-etched to have a film thickness of about half. The gate insulating film 6 having the reduced thickness cannot secure the function as an oxide film for transmitting impurities.

【0054】次に、図8に示すように、記憶素子QM
形成領域の制御ゲート電極10のWSix膜10Bの側
面、ソース領域の形成領域の表面、ドレイン領域の形成
領域の表面の夫々を含む、基板全面上に不純物透過用マ
スク12を形成する。この不純物透過用マスク12は前
述の条件下において形成される。この不純物透過用マス
ク12を形成することにより、酸化処理で不純物透過用
マスクを形成する工程が廃止できる。
Next, as shown in FIG. 8, the side surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10 in the formation region of the memory element Q M , the surface of the formation region of the source region, and the surface of the formation region of the drain region are respectively removed. An impurity transmitting mask 12 is formed over the entire surface of the substrate including the mask. The impurity transmitting mask 12 is formed under the above-mentioned conditions. By forming the impurity transmitting mask 12, the step of forming the impurity transmitting mask by the oxidation treatment can be omitted.

【0055】次に、図9に示すように、記憶素子QM
形成領域において、マスク11、制御ゲート電極10及
び電荷蓄積ゲート電極7を不純物導入マスクの主体とし
て使用し、p型ウエル領域2の主面部にn型不純物を導
入し、ソース領域、ドレイン領域の夫々として使用され
るn+ 型半導体領域13を形成する。前記n型不純物と
しては例えばAsを使用し、イオン打込みで不純物透過
用マスク12を通して導入される。n型不純物の導入は
フォトレジスト膜で形成される不純物導入マスクを使用
しない所謂マスクレスで行われる。
Next, as shown in FIG. 9, in the formation region of the memory element Q M , the mask 11, the control gate electrode 10 and the charge storage gate electrode 7 are used as the main body of the impurity introduction mask, and the p-type well region 2 is formed. An n-type impurity is introduced into the main surface of the n-type semiconductor region 13 to form n + -type semiconductor regions 13 used as the source region and the drain region, respectively. As the n-type impurity, for example, As is used and is introduced by ion implantation through the impurity transmitting mask 12. The introduction of n-type impurities is performed without using an impurity introduction mask formed of a photoresist film, that is, so-called maskless.

【0056】次に、低耐圧素子QL の形成領域におい
て、WSix膜10B、多結晶珪素膜10Aの夫々にパ
ターンニングを施し、ゲート電極10を形成する。
Next, in the forming region of the low voltage element Q L, WSix film 10B, subjected to patterning in each of the polycrystalline silicon film 10A, thereby forming the gate electrode 10.

【0057】次に、図10に示すように、記憶素子QM
である電界効果トランジスタのソース領域の形成領域に
おいて、n型不純物14nを導入し、ソース領域である
n+型半導体領域14を形成する。n型不純物14n
は、前述のAsに比べて拡散速度が速いPを使用し、イ
オン打込みで不純物透過用マスク12を通して導入され
る。n型不純物14nの導入に際しては、マスク11、
ゲート電極10、一点鎖線で示すフォトレジスト膜等が
不純物導入マスクとして使用される。
Next, as shown in FIG. 10, the memory element Q M
In the region where the source region of the field effect transistor is formed, the n-type impurity 14n is introduced to form the n + -type semiconductor region 14 which is the source region. n-type impurity 14n
Is introduced through the impurity transmission mask 12 by ion implantation using P, which has a higher diffusion rate than As described above. When introducing the n-type impurity 14n, the mask 11,
The gate electrode 10, the photoresist film shown by the alternate long and short dash line, etc. are used as an impurity introduction mask.

【0058】前記n型不純物14nは導入後に引き伸し
拡散で拡散され、n型不純物14n自体の拡散速度が速
くしかも比較的長時間の熱処理が行われるので、ソース
領域であるn+ 型半導体領域14はチャネル形成領域側
への拡散量が大きくなる。このn+ 型半導体領域14と
電荷蓄積ゲート電極7との重復領域はトンネル領域とし
て使用される。また、前記熱処理は微量の酸素を含む窒
素ガス若しくはアルゴンガス雰囲気中で行ってもよい。
この場合、雰囲気中に含まれる微量な酸素はn型不純物
の拡散速度を促進できる。
Since the n-type impurity 14n is diffused by stretching after being introduced, and the diffusion rate of the n-type impurity 14n itself is high and heat treatment is performed for a relatively long time, the n + -type semiconductor region which is the source region. 14 has a large diffusion amount toward the channel formation region side. The overlapping region between the n + type semiconductor region 14 and the charge storage gate electrode 7 is used as a tunnel region. Further, the heat treatment may be performed in a nitrogen gas or argon gas atmosphere containing a trace amount of oxygen.
In this case, a slight amount of oxygen contained in the atmosphere can accelerate the diffusion rate of the n-type impurities.

【0059】このソース領域であるn+ 型半導体領域1
4を形成する工程が終了すると、記憶素子QM である電
界効果トランジスタがほぼ完成する。
The n + type semiconductor region 1 which is the source region
When the step of forming 4 is completed, the field effect transistor which is the memory element Q M is almost completed.

【0060】次に、低耐圧素子QL 、高耐圧素子QH
夫々の形成領域において、低い不純物濃度のn型半導体
領域15、サイドウォールスペーサ16、高い不純物濃
度のn+ 型半導体領域17の夫々を形成する。このn+
型半導体領域17を形成する工程が終了すると、低耐圧
素子QL 、高耐圧素子QH の夫々の電界効果トランジス
タがほぼ完成する。
Next, in the formation regions of the low breakdown voltage element Q L and the high breakdown voltage element Q H , the low impurity concentration n-type semiconductor region 15, the side wall spacer 16, and the high impurity concentration n + type semiconductor region 17 are formed. Form each one. This n +
When forming a type semiconductor region 17 is completed, the low voltage element Q L, field effect transistors of each of the high-voltage element Q H is almost completed.

【0061】次に、層間絶縁膜18、接続孔19、配線
20、最終保護膜21の夫々を順次形成することによ
り、一括消去方式を採用するEEPROMを備えた半導
体集積回路装置が完成する。
Next, the interlayer insulating film 18, the connection hole 19, the wiring 20, and the final protective film 21 are sequentially formed to complete the semiconductor integrated circuit device having the EEPROM adopting the batch erasing method.

【0062】このように構成される一括消去方式を採用
するEEPROMを備えた半導体集積回路装置は、以下
の作用効果が得られる。
The semiconductor integrated circuit device having the EEPROM adopting the batch erasing method configured as described above has the following effects.

【0063】(1)電荷蓄積ゲート電極7の上部及びゲ
ート幅方向の側壁に沿って制御ゲート電極10が形成さ
れ、この電荷蓄積ゲート電極7及び制御ゲート電極10
のゲート長方向の両側部の夫々にソース領域(n+ 型半
導体領域14)、ドレイン領域(n+ 型半導体領域1
3)の夫々が形成される電界効果トランジスタを記憶素
子QM とする、一括消去方式を採用するEEPROMを
備えた半導体集積回路装置の形成方法において、以下の
工程(A)乃至工程(D)を備える。(A)前記EEP
ROMの記憶素子QM である電界効果トランジスタの電
荷蓄積ゲート電極7及び制御ゲート電極10を基板上に
形成するとともに、前記制御ゲート電極10のWSix
膜10Bの上部表面上に耐酸化用マスク11(又は不純
物透過用マスク12)を堆積する工程、(B)前記工程
(A)で形成されたマスク11を耐酸化マスクとして使
用し、酸化処理を施し、前記p型ウエル領域2上のソー
ス領域、ドレイン領域の夫々の形成領域に不純物透過用
酸化膜を形成する工程、(C)前記工程(A)で形成さ
れたマスク11を使用し、前記p型ウエル領域2のソー
ス領域、ドレイン領域の夫々の形成領域に、前記工程
(B)で形成された不純物透過用酸化膜を通して所定導
電型不純物をイオン打込みで導入する工程、(D)熱処
理を施し、前記工程(B)で導入された所定導電型不純
物に引き伸し拡散を施し、ソース領域、ドレイン領域の
夫々を形成する工程。この構成により、以下の作用効果
が得られる。(a)EEPROMを備えた半導体集積回
路装置の形成方法において、前記工程(B)の不純物透
過用酸化膜を形成する際の酸化処理の際に、前記工程
(A)で堆積されたマスク11を耐酸化マスクとして使
用し、記憶素子QM である電界効果トランジスタの制御
ゲート電極10のWSix膜10Bの上部表面を被覆し
たので、このWSix膜10Bの上部表面の酸化、特に
電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方向の端部の段差領域
での異常酸化を低減できる。(b)EEPROMを備え
た半導体集積回路装置の形成方法において、前記工程
(C)のイオン打込みで所定導電型不純物を導入する際
に、前記工程(A)で堆積されたマスク11を不純物導
入マスクとして使用し、記憶素子QM である電界効果ト
ランジスタの制御ゲート電極10のWSix膜10Bの
上部表面を被覆したので、前記所定導電型不純物のWS
ix膜10Bへの導入を低減し、この結果、WSix膜
10Bの表面を酸化し酸化膜を形成する工程を排除で
き、このWSix膜10Bの上部表面の酸化、特に電荷
蓄積ゲート電極7のゲート幅方向の端部の段差領域での
異常酸化を低減できる。(c)前記作用効果(a)、作
用効果(b)の夫々が得られるので、記憶素子QM であ
る電界効果トランジスタの制御ゲート電極10(又はワ
ード線10WL)は電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方
向の端部での断面々積の減少を抑えることができ(ワー
ド線10WLの抵抗値を小さくでき)、又断線不良を低
減できる。
(1) The control gate electrode 10 is formed along the upper portion of the charge storage gate electrode 7 and the side wall in the gate width direction. The charge storage gate electrode 7 and the control gate electrode 10 are formed.
Of the source region (n + type semiconductor region 14) and drain region (n + type semiconductor region 1) on both sides in the gate length direction of
3) In the method of forming a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM adopting the collective erasing method, in which the field effect transistor in which each is formed is a storage element Q M , the following steps (A) to (D) are performed. Prepare (A) The EEP
The charge storage gate electrode 7 and the control gate electrode 10 of the field effect transistor, which is the storage element Q M of the ROM, are formed on the substrate, and WSix of the control gate electrode 10 is formed.
A step of depositing an oxidation resistant mask 11 (or an impurity transmission mask 12) on the upper surface of the film 10B, (B) using the mask 11 formed in the step (A) as an oxidation resistant mask, and performing an oxidation treatment. And (C) using the mask 11 formed in the step (A) to form an impurity-transmitting oxide film in each of the formation regions of the source region and the drain region on the p-type well region 2. a step of introducing a predetermined conductivity type impurity into the source region and the drain region of the p-type well region 2 by ion implantation through the impurity transmitting oxide film formed in the step (B); and (D) heat treatment. And a predetermined conductivity type impurity introduced in the step (B) is stretched and diffused to form a source region and a drain region. With this configuration, the following operational effects can be obtained. (A) In the method of forming a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM, the mask 11 deposited in the step (A) is removed during the oxidation treatment for forming the impurity-permeable oxide film in the step (B). Since the upper surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10 of the field effect transistor which is the memory element Q M is covered by using it as an oxidation resistant mask, the upper surface of the WSix film 10B is oxidized, particularly the charge storage gate electrode 7 is oxidized. It is possible to reduce abnormal oxidation in the step region at the end in the gate width direction. (B) In a method of forming a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM, when introducing a predetermined conductivity type impurity by the ion implantation in the step (C), the mask 11 deposited in the step (A) is used as an impurity introduction mask. Since the upper surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10 of the field effect transistor, which is the storage element Q M , is covered, the WS of the predetermined conductivity type impurity is used.
The introduction into the ix film 10B can be reduced, and as a result, the step of oxidizing the surface of the WSix film 10B to form an oxide film can be eliminated, and the oxidation of the upper surface of the WSix film 10B, especially the gate width of the charge storage gate electrode 7 can be eliminated. It is possible to reduce abnormal oxidation in the step region at the end in the direction. (C) Since the operational effect (a) and the operational effect (b) are obtained, the control gate electrode 10 (or word line 10WL) of the field effect transistor, which is the memory element Q M , is the gate of the charge storage gate electrode 7. It is possible to suppress the reduction of the cross-sectional area at the end portion in the width direction (the resistance value of the word line 10WL can be reduced), and the disconnection defect can be reduced.

【0064】(2)前記手段(1)に記載される工程
(A)の耐酸化用マスク11を堆積する工程は、前記制
御ゲート電極10のWSix膜10Bの上部表面、側壁
及びソース領域、ドレイン領域の夫々の形成領域に不純
物透過用マスク12を堆積する工程である。この構成に
より、以下の作用効果が得られる。(a)EEPROM
を備えた半導体集積回路装置の形成方法において、前記
不純物透過用マスク12を堆積する工程と同一工程で、
p型ウエル領域2のソース領域、ドレイン領域の夫々の
形成領域に不純物透過用酸化膜に相当するマスクを形成
できるので、この不純物透過用酸化膜を形成する工程
(手段(1)の工程(C))に相当する分、製造工程数
を低減できる。(b)EEPROMを備えた半導体集積
回路装置の形成方法において、前記制御ゲート電極10
のWSix膜10Bの上部表面及び側面を不純物透過用
マスク12で被覆したので、このWSix膜10Bの上
部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方
向の端部の段差領域での異常酸化をより低減できる。
(c)前記不純物透過用マスク12は、堆積法で形成さ
れ、ソース領域、ドレイン領域の夫々の表面上に形成さ
れる膜厚にほぼ等しい薄い膜厚で電荷蓄積ゲート電極
7、制御ゲート電極10の夫々の側壁に形成されるの
で、記憶素子QM である電界効果トランジスタのオフセ
ット構造化を防止できる。
(2) The step of depositing the oxidation-resistant mask 11 of the step (A) described in the above means (1) is performed by the upper surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10, the side wall and the source region, and the drain. This is a step of depositing the impurity transmission mask 12 in each formation region of the regions. With this configuration, the following operational effects can be obtained. (A) EEPROM
In the method for forming a semiconductor integrated circuit device including:
Since a mask corresponding to the impurity-transmitting oxide film can be formed in each of the source region and drain region forming regions of the p-type well region 2, the step of forming the impurity-transmitting oxide film (the step (C of the means (1) (C)). )), The number of manufacturing steps can be reduced. (B) In the method of forming a semiconductor integrated circuit device having an EEPROM, the control gate electrode 10
Since the upper surface and the side surface of the WSix film 10B are covered with the impurity transmitting mask 12, the upper surface of the WSix film 10B is oxidized, particularly, the abnormal oxidation in the step region of the end of the charge storage gate electrode 7 in the gate width direction. Can be further reduced.
(C) The impurity transmission mask 12 is formed by a deposition method, and has a thin film thickness that is substantially equal to the film thickness formed on the surface of each of the source region and the drain region, and the charge storage gate electrode 7 and the control gate electrode 10. because it is formed on the side wall of each of, it can prevent the offset structure of the field effect transistor is a storage element Q M.

【0065】(3)前記手段(1)又は手段(2)に記
載される工程(D)のソース領域、ドレイン領域の夫々
を形成する熱処理は、微量の酸素を含む雰囲気中で行わ
れる。この構成により、前記工程(D)の熱処理の雰囲
気中に微量の酸素を含むことで、所定導電型不純物の拡
散係数を大きくできるとともに、この所定導電型不純物
の拡散係数を大きくしても、予じめ工程(A)で耐酸化
用マスク11(又は不純物透過用マスク12)を形成し
てあるので、制御ゲート電極10のWSix膜10Bの
上部表面の酸化、特に電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅
方向の端部の段差領域での異常酸化が抑えられる。
(3) The heat treatment for forming each of the source region and the drain region in the step (D) described in the above means (1) or means (2) is performed in an atmosphere containing a trace amount of oxygen. With this configuration, by containing a trace amount of oxygen in the atmosphere of the heat treatment of the step (D), the diffusion coefficient of the predetermined conductivity type impurity can be increased, and even if the diffusion coefficient of the predetermined conductivity type impurity is increased, Since the oxidation resistant mask 11 (or the impurity transmission mask 12) is formed in the step (A), the oxidation of the upper surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10, especially the gate width of the charge storage gate electrode 7 is performed. The abnormal oxidation in the step region at the end in the direction is suppressed.

【0066】(4)前記手段(3)に記載される電界効
果トランジスタは一括消去方式を採用するEEPROM
の記憶素子QM として形成され、この記憶素子QM の電
界効果トランジスタは、工程(D)の前又後に微量の酸
素を含む雰囲気中で熱処理が行われ、ドレイン領域(1
3)に比べてソース領域(14)のチャネル形成領域へ
の拡散量が大きくされ、トンネル領域が形成される。こ
の構成により、前記一括消去方式を採用するEEPRO
Mの記憶素子QM である電界効果トランジスタのソース
領域は、トンネル領域を形成する分、長時間の熱処理が
行われるが、この長時間の熱処理が行われても、予じめ
工程(A)で耐酸化用マスク11を形成してあるので、
制御ゲート電極10のWSix膜10Bの上部表面の酸
化、特に電荷蓄積ゲート電極7のゲート幅方向の端部の
段差領域での異常酸化を抑えることができる。
(4) The field effect transistor described in the above-mentioned means (3) is an EEPROM adopting a collective erasing method.
Of the storage element Q M , the field effect transistor of the storage element Q M is subjected to heat treatment in an atmosphere containing a slight amount of oxygen before or after the step (D), and the drain region (1
As compared with 3), the diffusion amount of the source region (14) into the channel formation region is increased, and a tunnel region is formed. With this configuration, the EEPRO adopting the batch erasing method
The source region of the field effect transistor, which is the memory element Q M of M , is subjected to the heat treatment for a long time due to the formation of the tunnel region, but even if the heat treatment for a long time is performed, the prediction step (A) is performed. Since the oxidation resistant mask 11 is formed by
Oxidation of the upper surface of the WSix film 10B of the control gate electrode 10, especially abnormal oxidation in the stepped region at the end of the charge storage gate electrode 7 in the gate width direction can be suppressed.

【0067】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
As described above, the invention made by the present inventor is
Although the specific description has been given based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0068】例えば、本発明は、一括消去方式を採用す
るEEPROM以外のEEPROMに適用できる。
For example, the present invention can be applied to EEPROMs other than the EEPROM adopting the batch erase method.

【0069】また、本発明は、紫外線消去型不揮発性記
憶回路(EPROM:rasable rogrammable ead
nly emory)を備えた半導体記憶回路装置若しくは
半導体集積回路装置に適用できる。
The present invention also provides an ultraviolet erasable nonvolatile memory.
Memory circuit (EPROM:ErasableProgrammableRead
OnlyMa semiconductor memory circuit device having an emory) or
It can be applied to semiconductor integrated circuit devices.

【0070】[0070]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in this application will be briefly described as follows.

【0071】(1)電荷蓄積ゲート電極の上部及びゲー
ト幅方向の側壁に沿って高融点金属膜若しくは高融点金
属珪化膜を主体とする制御ゲート電極が形成される電界
効果トランジスタを記憶素子とする紫外線消去型又は電
気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体集積回路装
置において、前記制御ゲート電極の高融点金属膜若しく
は高融点金属珪化膜の段差部分特に電荷蓄積ゲート電極
のゲート幅方向の端部での異常酸化を低減できる。
(1) A field effect transistor in which a control gate electrode mainly composed of a refractory metal film or a refractory metal silicide film is formed along the upper portion of the charge storage gate electrode and the side wall in the gate width direction is used as a memory element. In a semiconductor integrated circuit device having an ultraviolet erasable or electrically erasable non-volatile memory circuit, a step portion of the refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode, particularly the end of the charge storage gate electrode in the gate width direction. The abnormal oxidation in the part can be reduced.

【0072】(2)前記効果(1)の他に、紫外線消去
型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体集
積回路装置の動作速度の高速化を図れる。
(2) In addition to the effect (1), the operation speed of the semiconductor integrated circuit device provided with the ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit can be increased.

【0073】(3)前記効果(1)の他に、紫外線消去
型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体集
積回路装置の動作不良を防止できる。
(3) In addition to the effect (1), it is possible to prevent malfunction of the semiconductor integrated circuit device having the ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit.

【0074】(4)前記効果(1)の他に、紫外線消去
型又は電気的消去型不揮発性記憶回路を備えた半導体集
積回路装置の製造プロセスの工程数を削減できる。
(4) In addition to the effect (1), it is possible to reduce the number of steps in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device having the ultraviolet erasable or electrically erasable nonvolatile memory circuit.

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

【図1】 (A)は本発明の一実施例である半導体集積
回路装置に搭載された一括消去方式を採用する不揮発性
記憶回路の要部断面図、(B)は前記不揮発性記憶回路
の記憶素子の別の領域の断面図。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a main part of a nonvolatile memory circuit adopting a batch erasing method mounted in a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B shows the nonvolatile memory circuit. FIG. 13 is a cross-sectional view of another region of a memory element.

【図2】 前記半導体集積回路装置の製造プロセスの第
1工程での要部断面図。
FIG. 2 is a sectional view of an essential part in a first step of a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図3】 第2工程での要部断面図。FIG. 3 is a sectional view of an essential part in a second step.

【図4】 第3工程での要部断面図。FIG. 4 is a sectional view of an essential part in a third step.

【図5】 第4工程での要部断面図。FIG. 5 is a sectional view of a main part in a fourth step.

【図6】 第5工程での要部断面図。FIG. 6 is a sectional view of a main part in a fifth step.

【図7】 第6工程での要部断面図。FIG. 7 is a sectional view of an essential part in a sixth step.

【図8】 第7工程での要部断面図。FIG. 8 is a sectional view of an essential part in a seventh step.

【図9】 第8工程での要部断面図。FIG. 9 is a sectional view of an essential part in an eighth step.

【図10】 第9工程での要部断面図。FIG. 10 is a sectional view of an essential part in a ninth step.

【図11】 第10工程での要部断面図。FIG. 11 is a sectional view of a key part in a tenth step.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…ウエル領域、5,6,8,9…ゲ
ート絶縁膜、7…ゲート電極、10…ゲート電極、10
A…多結晶珪素膜、10B…WSix膜、10WL…ワ
ード線、13,14,15,17…半導体領域、11,
12…マスク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Well region, 5, 6, 8, 9 ... Gate insulating film, 7 ... Gate electrode, 10 ... Gate electrode, 10
A ... Polycrystalline silicon film, 10B ... WSix film, 10WL ... Word line, 13, 14, 15, 17 ... Semiconductor region, 11,
12 ... Mask.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電荷蓄積ゲート電極の上部及びゲート幅
方向の側壁に沿って高融点金属膜若しくは高融点金属珪
化膜で形成される又は多結晶珪素膜上に高融点金属膜若
しくは高融点金属珪化膜が積層される制御ゲート電極が
形成され、この電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極
のゲート長方向の両側部の夫々にソース領域、ドレイン
領域の夫々が形成される電界効果トランジスタを記憶素
子とする、紫外線消去型又は電気的消去型不揮発性記憶
回路を備えた半導体集積回路装置の形成方法において、
以下の工程(A)乃至工程(D)を備える。 (A)前記不揮発性記憶回路の記憶素子である電界効果
トランジスタの電荷蓄積ゲート電極及び制御ゲート電極
を基板上に形成するとともに、前記制御ゲート電極の高
融点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面上に耐
酸化用マスクを堆積する工程、 (B)前記工程(A)で形成されたマスクを耐酸化マス
クとして使用し、酸化処理を施し、前記基板上のソース
領域、ドレイン領域の夫々の形成領域に不純物透過用酸
化膜を形成する工程、 (C)前記工程(A)で形成されたマスクを使用し、前
記基板のソース領域、ドレイン領域の夫々の形成領域
に、前記工程(B)で形成された不純物透過用酸化膜を
通して所定導電型不純物をイオン打込みで導入する工
程、 (D)熱処理を施し、前記工程(B)で導入された所定
導電型不純物に引き伸し拡散を施し、ソース領域、ドレ
イン領域の夫々を形成する工程。
1. A refractory metal film or refractory metal silicidation film formed on a polycrystalline silicon film or a refractory metal film or refractory metal silicidation film along a sidewall of a charge storage gate electrode and a gate width direction. A field effect transistor in which a control gate electrode in which films are stacked is formed, and a source region and a drain region are formed on both sides of the charge storage gate electrode and the control gate electrode in the gate length direction is used as a storage element. In a method for forming a semiconductor integrated circuit device including an ultraviolet erasable or electrically erasable non-volatile memory circuit,
The following steps (A) to (D) are provided. (A) A charge storage gate electrode and a control gate electrode of a field effect transistor which is a memory element of the nonvolatile memory circuit are formed on a substrate, and a refractory metal film or refractory metal silicide film of the control gate electrode is formed on the substrate. A step of depositing an oxidation resistant mask on the surface, (B) using the mask formed in the step (A) as an oxidation resistant mask, performing an oxidation treatment, and performing a oxidation treatment on each of the source region and the drain region on the substrate. Forming an oxide film for impurity transmission in the formation region, (C) using the mask formed in the process (A), and forming the source region and the drain region of the substrate in each formation region, the step (B) The step of introducing a predetermined conductivity type impurity by ion implantation through the impurity transmitting oxide film formed in step (D), heat treatment is performed, and the predetermined conductivity type impurity introduced in the step (B) is attracted. Subjected to enlargement diffusion, forming a respective source region, a drain region.
【請求項2】 前記請求項1に記載される工程(A)の
耐酸化用マスクを堆積する工程は、前記制御ゲート電極
の高融点金属膜若しくは高融点金属珪化膜の上部表面、
側壁及び前記基板上のソース領域、ドレイン領域の夫々
の形成領域に耐酸化用マスクを堆積する工程である。
2. The step of depositing an oxidation resistant mask of step (A) according to claim 1, wherein the refractory metal film or the refractory metal silicide film of the control gate electrode has an upper surface,
This is a step of depositing an oxidation resistant mask on the sidewalls and on the formation regions of the source region and the drain region on the substrate.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載される
工程(D)のソース領域、ドレイン領域の夫々を形成す
る熱処理は、微量の酸素を含む雰囲気中で行われる。
3. The heat treatment for forming each of the source region and the drain region in the step (D) according to claim 1 or 2 is performed in an atmosphere containing a trace amount of oxygen.
【請求項4】 前記請求項3に記載される電界効果トラ
ンジスタは一括消去方式を採用する不揮発性記憶回路の
記憶素子として形成され、この記憶素子の電界効果トラ
ンジスタは、工程(D)の前又後に微量の酸素を含む雰
囲気中で熱処理が行われ、ドレイン領域に比べてソース
領域のチャネル形成領域への拡散量が大きくされ、トン
ネル領域が形成される。
4. The field effect transistor according to claim 3 is formed as a memory element of a non-volatile memory circuit adopting a batch erasing method, and the field effect transistor of the memory element is formed before or after the step (D). After that, heat treatment is performed in an atmosphere containing a small amount of oxygen to increase the amount of diffusion of the source region into the channel formation region as compared with the drain region, so that a tunnel region is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5976934A (en) * 1996-11-22 1999-11-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device with select gate bird's beaks

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