JPH06275847A - Semiconductor device having floating gate and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device having floating gate and its manufacture

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JPH06275847A
JPH06275847A JP5065465A JP6546593A JPH06275847A JP H06275847 A JPH06275847 A JP H06275847A JP 5065465 A JP5065465 A JP 5065465A JP 6546593 A JP6546593 A JP 6546593A JP H06275847 A JPH06275847 A JP H06275847A
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JP
Japan
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transistor
semiconductor device
layer
semiconductor substrate
floating gate
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Application number
JP5065465A
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Japanese (ja)
Inventor
Kouichi Maari
浩一 真有
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device and its manufacture, in which a satisfactory contact structure being little in the variation of transistor characteristics can be realized in the semiconductor device with an ordinary transistor existing in an array of transistors having a floating gate. CONSTITUTION:The title semiconductor device has a struture, in which a memory-cell transistor 2 having a floating gate 11 and a selective transistor 4 having no floating gate are connected in series via diffused impurity layer 40 formed on the surface of a semiconductor substrate, and an upper layer side wiring layer 48 is connected with the diffused impurity layer 40 via contact hole 54. An etching groove 52 formed on the surface of the semiconductor substrate placed between the memory-cell transistor 2 and selective transistor 4 is formed in a position near to the selective transistor 4 side and the contact hole 54 is formed so as not to overlap with the etching groove 52.

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、フローティングゲート
を有する半導体装置およびその製造方法に係り、さらに
詳しくは、フローティングゲートを有するトランジスタ
のアレイ中に、通常のトランジスタが存在する半導体装
置において、トランジスタの特性のばらつきが少なく、
良好なコンタクト構造を実現することができる半導体装
置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a floating gate and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having an ordinary transistor in an array of transistors having a floating gate. There is little variation in characteristics,
The present invention relates to a semiconductor device capable of realizing a good contact structure and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】フローティングゲートを有する半導体装
置、特にNOR型フラッシュメモリ半導体装置では、フ
ローティングゲートを有するトランジスタアレイの中
に、通常のトランジスタが選択用トランジスタとして配
置されることがある。たとえば図10に示すように、N
OR型フラッシュメモリ半導体装置では、フローティン
グゲートを有するトランジスタで構成されるメモリセル
用トランジスタ2を複数個毎にアレイ状に接続し、各ア
レイ毎に、フローティングゲートを持たない通常のトラ
ンジスタで構成される選択用トランジスタ4を直列に接
続している。なお、図10中、符号6は主ビット線であ
り、符号8は副ビット線であり、符号10は共通ソース
線である。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device having a floating gate, particularly a NOR flash memory semiconductor device, a normal transistor may be arranged as a selection transistor in a transistor array having a floating gate. For example, as shown in FIG.
In the OR type flash memory semiconductor device, a plurality of memory cell transistors 2 each including a transistor having a floating gate are connected in an array, and each array includes a normal transistor having no floating gate. The selection transistors 4 are connected in series. In FIG. 10, reference numeral 6 is a main bit line, reference numeral 8 is a sub bit line, and reference numeral 10 is a common source line.

【0003】このようなNOR型フラッシュメモリ半導
体装置の概略断面を図11に示し、その平面図を図12
に示す。図11,12に示すように、NOR型フラッシ
ュメモリ半導体装置は、半導体基板1の上に形成され
る。そして、メモリセル用トランジスタ2は、フローテ
ィングゲート11とコントロールゲート12とを有する
ダブルゲート構造となっており、選択用トランジスタ4
は、単一のゲート電極14を有するMOSトランジスタ
構造となっている。
A schematic cross section of such a NOR type flash memory semiconductor device is shown in FIG. 11, and its plan view is shown in FIG.
Shown in. As shown in FIGS. 11 and 12, the NOR flash memory semiconductor device is formed on the semiconductor substrate 1. The memory cell transistor 2 has a double gate structure having the floating gate 11 and the control gate 12, and the selection transistor 4
Has a MOS transistor structure having a single gate electrode 14.

【0004】これらメモリセル用トランジスタ2と選択
用トランジスタ4とを、図10に示す副ビット線8で接
続するため、コントロールゲート12の上部には、層間
絶縁層を介して、図10に示す副ビット線8となる配線
層8aが積層される。また、副ビット線8となる副ビッ
ト線用配線層8aの上には、層間絶縁層を介して、図1
0に示す主ビット線6となる主ビット線用配線層6aが
積層される。
Since the memory cell transistor 2 and the selection transistor 4 are connected by the sub-bit line 8 shown in FIG. 10, the sub-bit shown in FIG. 10 is formed above the control gate 12 via an interlayer insulating layer. A wiring layer 8a to be the bit line 8 is laminated. In addition, on the sub-bit line wiring layer 8a to be the sub-bit line 8, an inter-layer insulating layer is provided, as shown in FIG.
The main bit line wiring layer 6a to be the main bit line 6 shown in FIG.

【0005】副ビット線用配線層8aは、コンタクトホ
ール16を通して、半導体基板1の表面に形成された各
メモリセル用トランジスタ2のドレイン用不純物拡散層
18に対して接続される。また、主ビット線用配線層6
aは、コンタクトホール20を通して、選択用トランジ
スタ4のソース・ドレイン用不純物拡散層22に対して
接続される。なお、図11,12中、符号24は、図1
0に示す共通ソース線10と成る各メモリセル用トラン
ジスタのソース用不純物拡散層を示す。
Sub-bit line wiring layer 8a is connected to drain impurity diffusion layer 18 of each memory cell transistor 2 formed on the surface of semiconductor substrate 1 through contact hole 16. In addition, the main bit line wiring layer 6
a is connected to the source / drain impurity diffusion layer 22 of the selection transistor 4 through the contact hole 20. In addition, in FIGS. 11 and 12, reference numeral 24 represents FIG.
The source impurity diffusion layer of each memory cell transistor, which is the common source line 10 shown in FIG.

【0006】このようなNOR型フラッシュメモリ半導
体装置を製造する場合には、メモリセル用トランジスタ
2のフローティングゲート11を構成するポリシリコン
層を、選択用トランジスタ4の部分で削除し、コントロ
ールゲート12を構成するポリシリコン層で、選択用ト
ランジスタ4のゲート電極を構成し、さらに、メモリセ
ル用トランジスタ2と選択用トランジスタ4との間で、
コンタクトホール16を形成する必要がある。
In the case of manufacturing such a NOR type flash memory semiconductor device, the polysilicon layer forming the floating gate 11 of the memory cell transistor 2 is deleted at the selection transistor 4 and the control gate 12 is formed. The polysilicon layer that constitutes the gate electrode of the selection transistor 4 is formed, and between the memory cell transistor 2 and the selection transistor 4,
It is necessary to form the contact hole 16.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このため、たとえば図
13に示すように、半導体装置の製造過程において、メ
モリセル用トランジスタ2と選択用トランジスタ4との
間に位置する半導体基板1の表面に、エッチング溝30
が形成されることがある。このエッチング溝30が、図
13に示すように、選択用トランジスタ4に隣接する特
定のメモリセル用トランジスタ2の近くに形成される
と、その部分の不純物拡散層18の拡散抵抗が、エッチ
ング溝が形成されていない拡散層部分に比較して高くな
る。このため、特定のメモリセル用トランジスタ2の特
性のみが、他のメモリセル用トランジスタの特性と相違
することになり、メモリ全体としての特性が大きくバラ
つくことになる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 13, in the process of manufacturing a semiconductor device, on the surface of the semiconductor substrate 1 located between the memory cell transistor 2 and the selecting transistor 4, Etching groove 30
May be formed. As shown in FIG. 13, when the etching groove 30 is formed in the vicinity of the specific memory cell transistor 2 adjacent to the selecting transistor 4, the diffusion resistance of the impurity diffusion layer 18 at that portion is changed to the etching groove. It becomes higher than that of the diffusion layer portion not formed. Therefore, only the characteristics of the specific memory cell transistor 2 are different from the characteristics of the other memory cell transistors, and the characteristics of the memory as a whole greatly vary.

【0008】また、図14に示すように、エッチング溝
30にオーバーラップして、コンタクトホール16を形
成すると、配線層8aと不純物拡散層18とのコンタク
ト特性が安定しないと共に、コンタクトホール16内部
での配線層8aのカバレッジも劣化し、製造歩留まりが
低下するなどの課題を有している。
Further, as shown in FIG. 14, when the contact hole 16 is formed so as to overlap the etching groove 30, the contact characteristics between the wiring layer 8a and the impurity diffusion layer 18 are not stable, and the inside of the contact hole 16 is unstable. However, there is a problem that the coverage of the wiring layer 8a also deteriorates, and the manufacturing yield decreases.

【0009】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、フローティングゲートを有するトランジスタのアレ
イ中に、通常のトランジスタが存在する半導体装置にお
いて、トランジスタの特性のばらつきが少なく、良好な
コンタクト構造を実現することができる半導体装置およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a semiconductor device in which an ordinary transistor exists in an array of transistors having a floating gate, there is little variation in transistor characteristics and a good contact structure is realized. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device that can be manufactured and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、フローティングゲートを持
つ第1トランジスタと、フローティングゲートを有さな
い第2トランジスタとが、半導体基板の表面に形成して
あり、上記第1トランジスタと、第2トランジスタと
が、半導体基板の表面に形成された不純物拡散層を介し
て直列に接続され、この不純物拡散層に対して、上記第
1トランジスタと第2トランジスタとの上層側に形成さ
れる配線層がコンタクトホールを介して接続される構造
の半導体装置において、上記第1トランジスタと第2ト
ランジスタとの間に位置する半導体基板の表面に形成さ
れるエッチング溝が、上記第2トランジスタ側に近い位
置に形成してあり、かつ上記コンタクトホールが、この
エッチング溝に対してオーバラップしないように形成し
てあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in a semiconductor device of the present invention, a first transistor having a floating gate and a second transistor having no floating gate are provided on a surface of a semiconductor substrate. The first transistor and the second transistor are formed in series and are connected in series via an impurity diffusion layer formed on the surface of the semiconductor substrate, and the first transistor and the second transistor are connected to the impurity diffusion layer. In a semiconductor device having a structure in which a wiring layer formed on the upper side of two transistors is connected through a contact hole, etching formed on the surface of a semiconductor substrate located between the first transistor and the second transistor. A groove is formed at a position close to the second transistor side, and the contact hole is formed with respect to the etching groove. Characterized in that is formed so as not to overlap.

【0011】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板の表面に、ゲート絶縁層を形成し、そのゲー
ト絶縁層の上にフローティングゲートと成る第1導電層
を形成する工程と、上記第2トランジスタが形成される
半導体基板の表面位置で、上記第1導電層を除去する工
程と、上記第1導電層の上に中間絶縁層を形成する工程
と、上記中間絶縁層の上に、第1トランジスタのコント
ロールゲートとなると共に、第2トランジスタのゲート
電極となる第2導電層を形成する工程と、この第2導電
層を、第2トランジスタのゲート電極のパターンにエッ
チング加工する工程と、この第2導電層を、第1トラン
ジスタのコントロールゲートのパターンにエッチング加
工する工程と、上記中間絶縁層および第1導電層を、第
1トランジスタのフローティングゲートのパターンにエ
ッチング加工する工程と、上記第1導電層のエッチング
加工時に、第2トランジスタの近傍に位置する半導体基
板の表面に、エッチング溝を形成する工程と、第1トラ
ンジスタと第2トランジスタとの間に位置する半導体基
板の表面に、ソース・ドレイン領域用不純物拡散層を形
成する工程と、第1トランジスタおよび第2トランジス
タの上に、層間絶縁層を形成する工程と、層間絶縁層
に、上記ソース・ドレイン領域用不純物拡散層の表面を
露出させるコンタクトホールを、上記エッチング溝に対
してオーバーラップしないように形成する工程とを有す
る。
The semiconductor device manufacturing method of the present invention is
A step of forming a gate insulating layer on the surface of the semiconductor substrate and forming a first conductive layer to be a floating gate on the gate insulating layer; and a step of forming the first transistor on the surface of the semiconductor substrate where the second transistor is formed. A step of removing the first conductive layer, a step of forming an intermediate insulating layer on the first conductive layer, a step of forming a control gate of the first transistor on the intermediate insulating layer, and a gate of the second transistor A step of forming a second conductive layer to be an electrode, a step of etching the second conductive layer into a pattern of the gate electrode of the second transistor, and a step of forming the second conductive layer into a pattern of the control gate of the first transistor. Etching step, and etching the intermediate insulating layer and the first conductive layer into a pattern of the floating gate of the first transistor And a step of forming an etching groove on the surface of the semiconductor substrate located in the vicinity of the second transistor during the etching process of the first conductive layer, and a semiconductor substrate located between the first transistor and the second transistor. Forming a source / drain region impurity diffusion layer on the surface of the substrate, forming an interlayer insulating layer on the first transistor and the second transistor, and forming the source / drain region impurity on the interlayer insulating layer. And a step of forming a contact hole exposing the surface of the diffusion layer so as not to overlap the etching groove.

【0012】[0012]

【作用】本発明の半導体装置では、第2トランジスタに
隣接する特定の第1トランジスタの不純物拡散層の抵抗
は、他の第1トランジスタの場合と同等になり、特定の
第1トランジスタの特性のみが他に対してバラつくこと
がなくなり、半導体装置全体としての特性が向上する。
In the semiconductor device of the present invention, the resistance of the impurity diffusion layer of the specific first transistor adjacent to the second transistor is the same as that of the other first transistor, and only the characteristics of the specific first transistor are different. The characteristics of the semiconductor device as a whole are improved since they do not vary from others.

【0013】また、コンタクトホールが、エッチング溝
に対してオーバラップしないため、コンタクトホール内
に形成される配線層のカバレッジも良好となり、コンタ
クト部での抵抗も安定して低くなり、製造歩留まりも向
上する。また、本発明の製造方法によれば、上記のよう
な優れた特性の半導体装置を容易に得ることができる。
Further, since the contact hole does not overlap the etching groove, the coverage of the wiring layer formed in the contact hole is improved, the resistance at the contact portion is stably lowered, and the manufacturing yield is improved. To do. Further, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor device having excellent characteristics as described above can be easily obtained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例に係るフローティン
グゲートを有する半導体装置およびその製造方法につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device having a floating gate and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の一実施例に係るフローティ
ングゲートを有する半導体装置の要部概略断面図、図2
〜9は同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概略
断面図である。図1に示す本実施例に係る半導体装置の
構造は、たとえば図10に示すNOR型フラッシュメモ
リ半導体装置におけるメモリセル用トランジスタ2と選
択用トランジスタ4との間の構造として採用される。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a main portion of a semiconductor device having a floating gate according to an embodiment of the present invention, FIG.
9A to 9C are schematic cross-sectional views of main parts showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment. The structure of the semiconductor device according to the present embodiment shown in FIG. 1 is adopted as the structure between the memory cell transistor 2 and the selection transistor 4 in the NOR flash memory semiconductor device shown in FIG. 10, for example.

【0016】本実施例の構造では、図1に示すように、
たとえばシリコン単結晶ウェーハなどで構成される半導
体基板1の表面に、第1トランジスタとしてのフローテ
ィングゲート11を有するメモリセル用トランジスタ2
と、第2トランジスタとしてのフローティングゲートを
有さない通常のトランジスタで構成される選択用トラン
ジスタ4とを有する。メモリセル用トランジスタ2と選
択用トランジスタ4とは、半導体基板1の表面に形成し
てある不純物拡散層40を介して直列に接続される。
In the structure of this embodiment, as shown in FIG.
For example, a memory cell transistor 2 having a floating gate 11 as a first transistor on the surface of a semiconductor substrate 1 composed of a silicon single crystal wafer or the like.
And a selecting transistor 4 which is an ordinary transistor having no floating gate as the second transistor. The memory cell transistor 2 and the selection transistor 4 are connected in series via an impurity diffusion layer 40 formed on the surface of the semiconductor substrate 1.

【0017】メモリセル用トランジスタ2は、フローテ
ィングゲート11とコントロールゲート12とを有し、
これらは、半導体基板1の表面に、ゲート絶縁層42お
よび中間絶縁層44を介して積層してある。このメモリ
セル用トランジスタ2の上には、層間絶縁層46が積層
してあり、その上に配線層48が積層してある。配線層
48は、たとえば図10に示す回路において、副ビット
線8に相当する。
The memory cell transistor 2 has a floating gate 11 and a control gate 12.
These are laminated on the surface of the semiconductor substrate 1 with the gate insulating layer 42 and the intermediate insulating layer 44 interposed therebetween. An interlayer insulating layer 46 is laminated on the memory cell transistor 2, and a wiring layer 48 is laminated thereon. Wiring layer 48 corresponds to sub bit line 8 in the circuit shown in FIG. 10, for example.

【0018】選択用トランジスタ4は、ゲート電極14
を有する。ゲート電極14は、半導体基板1の表面に、
ゲート絶縁層50を介して積層される。ゲート電極の上
には、層間絶縁層46が積層してある。
The selection transistor 4 has a gate electrode 14
Have. The gate electrode 14 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1,
The gate insulating layer 50 is stacked. An interlayer insulating layer 46 is laminated on the gate electrode.

【0019】本実施例では、このような半導体装置の製
造過程において、半導体基板1の表面に形成されるエッ
チング溝52が、メモリセル用トランジスタ2よりも選
択用トランジスタ4側に近い位置に形成される。しか
も、配線層48と不純物拡散層40とを接続するため
に、層間絶縁層46に形成されるコンタクトホール54
が、エッチング溝52に対してオーバーラップしない位
置に形成される。
In the present embodiment, in the process of manufacturing such a semiconductor device, the etching groove 52 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 is formed at a position closer to the selection transistor 4 side than the memory cell transistor 2. It Moreover, the contact hole 54 formed in the interlayer insulating layer 46 for connecting the wiring layer 48 and the impurity diffusion layer 40.
Is formed at a position that does not overlap the etching groove 52.

【0020】その結果、本実施例によれば、選択用トラ
ンジスタ4に隣接する特定のメモリセル用トランジスタ
2の不純物拡散層40の抵抗は、他のメモリセル用トラ
ンジスタの場合と同等になり、特定のメモリセル用トラ
ンジスタの特性のみが他に対してバラつくことがなくな
り、メモリ全体としての特性が向上する。また、コンタ
クトホール54が、エッチング溝52に対してオーバラ
ップしないため、コンタクトホール54内に形成される
配線層48のカバレッジも良好となり、コンタクト部で
の抵抗も安定して低くなり、製造歩留まりも向上する。
As a result, according to the present embodiment, the resistance of the impurity diffusion layer 40 of the specific memory cell transistor 2 adjacent to the selection transistor 4 becomes the same as that of the other memory cell transistors, and Only the characteristics of the memory cell transistor of 2 will not differ from others, and the characteristics of the memory as a whole will be improved. Further, since the contact hole 54 does not overlap the etching groove 52, the coverage of the wiring layer 48 formed in the contact hole 54 is improved, the resistance at the contact portion is stably lowered, and the manufacturing yield is also improved. improves.

【0021】なお、エッチング溝52の溝幅は、特に限
定されないが、たとえば0.1〜0.4μmであり、そ
の溝幅は、100nm以上になる場合がある。
The groove width of the etching groove 52 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 to 0.4 μm, and the groove width may be 100 nm or more.

【0022】次に、上述した実施例に係る半導体装置の
構造を得るための製造方法の一例について説明する。ま
ず、図2に示すように、半導体基板1の表面に、LOC
OS法などで素子分領域を形成した後、メモリセル用ト
ランジスタのゲート絶縁層42を成膜する。ゲート絶縁
層42は、たとえば熱酸化法により成膜される酸化シリ
コン層で形成され、その膜厚は特に限定されないが、た
とえば10nm程度である。次に、このゲート絶縁層4
2となる酸化膜上に、メモリセル用トランジスタのフロ
ーティングゲートとなる第1導電層11aを成膜する。
第1導電層11aは、たとえばCVD法で成膜されるポ
リシリコン膜で構成され、その膜厚は、特に限定されな
いが、たとえば100nm程度である。
Next, an example of a manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor device according to the above-described embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, the LOC is formed on the surface of the semiconductor substrate 1.
After forming the element region by the OS method or the like, the gate insulating layer 42 of the memory cell transistor is formed. The gate insulating layer 42 is formed of, for example, a silicon oxide layer formed by a thermal oxidation method, and the film thickness thereof is not particularly limited, but is about 10 nm, for example. Next, this gate insulating layer 4
A first conductive layer 11a, which will be the floating gate of the memory cell transistor, is formed on the oxide film to be 2.
The first conductive layer 11a is formed of, for example, a polysilicon film formed by a CVD method, and the film thickness thereof is not particularly limited, but is about 100 nm, for example.

【0023】次に、図3に示すように、第1導電層11
aをエッチングし、選択用トランジスタが形成される位
置に対応する部分の第1導電層11aを除去する。その
後、図4に示すように、中間絶縁層44となる絶縁膜を
成膜する。中間絶縁層44となる絶縁膜は、CVD法で
得られる酸化シリコン膜あるいはONO膜(酸化シリコ
ン膜間に窒化シリコン膜が積層された多層膜)などで構
成される。同時に、選択用トランジスタが形成される領
域には、選択用トランジスタ用のゲート絶縁層50が形
成される。このゲート絶縁層50の膜厚は、たとえば3
0nm程度である。
Next, as shown in FIG. 3, the first conductive layer 11 is formed.
a is etched to remove the portion of the first conductive layer 11a corresponding to the position where the selection transistor is formed. Then, as shown in FIG. 4, an insulating film to be the intermediate insulating layer 44 is formed. The insulating film to be the intermediate insulating layer 44 is composed of a silicon oxide film obtained by a CVD method, an ONO film (a multilayer film in which a silicon nitride film is stacked between silicon oxide films), or the like. At the same time, the gate insulating layer 50 for the selecting transistor is formed in the region where the selecting transistor is formed. The film thickness of the gate insulating layer 50 is, for example, 3
It is about 0 nm.

【0024】中間絶縁層44およびゲート絶縁層50の
上には、メモリセル用トランジスタ領域ではコントロー
ルゲートとなり、選択用トランジスタ領域ではゲート電
極となる第2導電層12aを成膜する。第2導電層は、
たとえばCVD法により得られるポリシリコン膜で構成
され、その膜厚は、特に限定されないが、たとえば20
0nm程度である。
A second conductive layer 12a is formed on the intermediate insulating layer 44 and the gate insulating layer 50 as a control gate in the memory cell transistor region and as a gate electrode in the selection transistor region. The second conductive layer is
For example, it is formed of a polysilicon film obtained by the CVD method, and the film thickness thereof is not particularly limited, but is, for example, 20.
It is about 0 nm.

【0025】次に、図5に示すように、第2導電層12
aの表面に、選択用トランジスタ加工用のレジスト膜6
0を成膜し、このレジスト膜60に、開口部62を形成
し、この開口部62を通してRIEなどのエッチングを
用い、第2導電層12aをパターン加工し、選択用トラ
ンジスタのゲート電極14を得る。
Next, as shown in FIG. 5, the second conductive layer 12 is formed.
A resist film 6 for processing a selection transistor is formed on the surface of a.
0 is formed, an opening 62 is formed in the resist film 60, and the second conductive layer 12a is patterned through the opening 62 by etching such as RIE to obtain the gate electrode 14 of the selection transistor. .

【0026】次に、図6に示すように、選択用トランジ
スタ加工用のレジスト膜60を除去し、次に、メモリセ
ル用トランジスタ加工用のレジスト膜64を成膜し、レ
ジスト膜64に開口部66を形成し、この開口部66を
通してRIEなどのエッチングを用い、第2導電層12
aをパターン加工し、メモリセル用トランジスタのコン
トロールゲート12を得る。
Next, as shown in FIG. 6, the resist film 60 for processing the selecting transistor is removed, then a resist film 64 for processing the memory cell transistor is formed, and an opening is formed in the resist film 64. 66, and the second conductive layer 12 is formed through the opening 66 by etching such as RIE.
By patterning a, the control gate 12 of the memory cell transistor is obtained.

【0027】次に、図7に示すように、同じレジスト膜
64を用いて、中間絶縁層44のエッチング加工を行な
う。その段階で、選択用トランジスタの不要部分のゲー
ト絶縁層50もエッチングされ、第1導電層11aまた
はレジスト膜64で覆われていない半導体基板1の表面
70が露出する。さらに、引き続いて、第1導電層11
aをエッチング加工し、所定パターンのフローティング
ゲート11を得る。その時に、図7に示す工程で露出さ
れた半導体基板1の表面70も同時にエッチングされ、
エッチング溝52が形成される。エッチング溝52の深
さは、たとえば100nm以上になる場合がある。エッ
チング溝52の溝幅は、図7に示すように、レジスト膜
64の端部と第1導電層11aの端部との距離Lに応じ
て決定され、たとえば0.1〜0.4μm、好ましくは
0.2〜0.3μmである。この距離Lは、0以下にす
ることはできない。なぜなら、第1導電層11aのエッ
チング加工が良好にできなくなるからである。
Next, as shown in FIG. 7, the intermediate insulating layer 44 is etched using the same resist film 64. At that stage, the gate insulating layer 50 of the unnecessary portion of the selection transistor is also etched, and the surface 70 of the semiconductor substrate 1 not covered with the first conductive layer 11a or the resist film 64 is exposed. Further, subsequently, the first conductive layer 11
A is etched to obtain the floating gate 11 having a predetermined pattern. At that time, the surface 70 of the semiconductor substrate 1 exposed in the step shown in FIG. 7 is simultaneously etched,
The etching groove 52 is formed. The depth of the etching groove 52 may be 100 nm or more, for example. As shown in FIG. 7, the groove width of the etching groove 52 is determined according to the distance L between the end of the resist film 64 and the end of the first conductive layer 11a, and is, for example, 0.1 to 0.4 μm, preferably. Is 0.2 to 0.3 μm. This distance L cannot be 0 or less. This is because the first conductive layer 11a cannot be etched well.

【0028】本実施例では、エッチング溝52が形成さ
れる位置を、選択用トランジスタ4の近くになるよう
に、図3に示す第1導電層11aのパターン加工を行な
っている。
In the present embodiment, the patterning of the first conductive layer 11a shown in FIG. 3 is performed so that the position where the etching groove 52 is formed is near the selection transistor 4.

【0029】図8に示すように、第1導電層11aの最
終加工が終了した段階で、半導体基板1の表面に、イオ
ン注入法などを用いて、ソース・ドレイン領域用不純物
拡散層40を形成する。次に、図9に示すように、たと
えば酸化シリコン膜などで構成される層間絶縁層46を
CVD法により成膜し、ソース・ドレイン領域用不純物
拡散層40に対して臨むコンタクトホール54を形成す
る。このコンタクトホール54は、エッチング溝52に
対してオーバーラップしない位置に形成する。
As shown in FIG. 8, when the final processing of the first conductive layer 11a is completed, the source / drain region impurity diffusion layers 40 are formed on the surface of the semiconductor substrate 1 by ion implantation or the like. To do. Next, as shown in FIG. 9, an interlayer insulating layer 46 made of, for example, a silicon oxide film is formed by a CVD method to form a contact hole 54 facing the source / drain region impurity diffusion layer 40. . The contact hole 54 is formed at a position that does not overlap the etching groove 52.

【0030】なお、図8,9では図示を省略している
が、メモリセル用トランジスタ2は、図10に示す回路
図に示すように、複数個毎に直列に接続されることか
ら、前記ソース・ドレイン領域用不純物拡散層40の形
成時に、各メモリセル用トランジスタ2間にも、ソース
・ドレイン領域用不純物拡散層が形成される。そして、
図10に示す回路構成を形成するために、副ビット線8
が形成されるパターンで、各メモリセル用トランジスタ
2間の不純物拡散層に対して臨むコンタクトホールも、
コンタクトホール54の形成時に同時に形成される。
Although not shown in FIGS. 8 and 9, since the plurality of memory cell transistors 2 are connected in series as shown in the circuit diagram of FIG. When the impurity diffusion layer 40 for the drain region is formed, the impurity diffusion layer for the source / drain region is also formed between the memory cell transistors 2. And
In order to form the circuit configuration shown in FIG.
The contact holes facing the impurity diffusion layer between the memory cell transistors 2 in the pattern where
It is formed at the same time when the contact hole 54 is formed.

【0031】コンタクトホール54の形成後には、図1
に示すように、配線層48を成膜する。配線層48は、
たとえばCVD法により成膜されるポリシリコン膜ある
いはアルミニウム金属膜などで構成される。
After forming the contact hole 54, as shown in FIG.
As shown in, the wiring layer 48 is formed. The wiring layer 48 is
For example, it is composed of a polysilicon film or an aluminum metal film formed by the CVD method.

【0032】本実施例の製造方法によれば、上記のよう
な優れた特性の半導体装置を容易に得ることができる。
According to the manufacturing method of this embodiment, the semiconductor device having excellent characteristics as described above can be easily obtained.

【0033】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、上述した実施例では、本発明の
構造および製法を、NOR型フラッシュメモリ半導体装
置に対して適用した例について説明したが、本発明の構
造および製法は、これに限定されず、その他の半導体装
置に対しても適用することが可能である。ただし、フロ
ーティングゲートを有するトランジスタのアレイ中に、
通常のトランジスタが存在する半導体装置であることが
必要である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiments, an example in which the structure and manufacturing method of the present invention are applied to a NOR flash memory semiconductor device has been described, but the structure and manufacturing method of the present invention are not limited to this, and other semiconductors are used. It can also be applied to a device. However, in an array of transistors with floating gates,
It is necessary that the semiconductor device has an ordinary transistor.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、第2トランジスタに隣接する特定の第1トランジス
タの不純物拡散層の抵抗は、他の第1トランジスタの場
合と同等になり、特定の第1トランジスタの特性のみが
他に対してバラつくことがなくなり、半導体装置全体と
しての特性が向上する。
As described above, according to the present invention, the resistance of the impurity diffusion layer of the specific first transistor adjacent to the second transistor becomes equal to that of the other first transistor, Only the characteristic of the first transistor of No. 1 does not vary from others, and the characteristic of the semiconductor device as a whole is improved.

【0035】また、コンタクトホールが、エッチング溝
に対してオーバラップしないため、コンタクトホール内
に形成される配線層のカバレッジも良好となり、コンタ
クト部での抵抗も安定して低くなり、製造歩留まりも向
上する。また、本発明の製造方法によれば、上記のよう
な優れた特性の半導体装置を容易に得ることができる。
Further, since the contact hole does not overlap the etching groove, the coverage of the wiring layer formed in the contact hole is good, the resistance at the contact portion is stably low, and the manufacturing yield is improved. To do. Further, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor device having excellent characteristics as described above can be easily obtained.

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

【図1】本発明の一実施例に係るフローティングゲート
を有する半導体装置の要部概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device having a floating gate according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図3】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図4】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図5】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図6】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment.

【図7】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図8】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 8 is a main-portion schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment;

【図9】同実施例の半導体装置の製造過程を示す要部概
略断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view of a key portion showing the manufacturing process of the semiconductor device of the embodiment.

【図10】NOR型フラッシュメモリ半導体装置の等価
回路図である。
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram of a NOR flash memory semiconductor device.

【図11】NOR型フラッシュメモリ半導体装置の要部
概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a main part of a NOR flash memory semiconductor device.

【図12】NOR型フラッシュメモリ半導体装置の要部
平面図である。
FIG. 12 is a plan view of an essential part of a NOR flash memory semiconductor device.

【図13】従来例に係るNOR型フラッシュメモリ半導
体装置の要部概略断面図である。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a main part of a NOR flash memory semiconductor device according to a conventional example.

【図14】その他の従来例に係るNOR型フラッシュメ
モリ半導体装置の要部概略断面図である。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a main part of a NOR flash memory semiconductor device according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1… 半導体基板 2… メモリセル用トランジスタ 4… 選択用トランジスタ 11… フローティングゲート 11a… 第1導電層 12… コントロールゲート 12a… 第2導電層 14… ゲート電極 40… ソース・ドレイン領域用不純物拡散層 42… ゲート絶縁層 44… 中間絶縁層 46… 層間絶縁層 48… 配線層 50… ゲート絶縁層 52… エッチング溝 54… コンタクトホール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Memory cell transistor 4 ... Selection transistor 11 ... Floating gate 11a ... First conductive layer 12 ... Control gate 12a ... Second conductive layer 14 ... Gate electrode 40 ... Source / drain region impurity diffusion layer 42 ... Gate insulating layer 44 ... Intermediate insulating layer 46 ... Interlayer insulating layer 48 ... Wiring layer 50 ... Gate insulating layer 52 ... Etching groove 54 ... Contact hole

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フローティングゲートを持つ第1トラン
ジスタと、フローティングゲートを有さない第2トラン
ジスタとが、半導体基板の表面に形成してあり、上記第
1トランジスタと、第2トランジスタとが、半導体基板
の表面に形成された不純物拡散層を介して直列に接続さ
れ、この不純物拡散層に対して、上記第1トランジスタ
と第2トランジスタとの上層側に形成される配線層がコ
ンタクトホールを介して接続される構造の半導体装置に
おいて、 上記第1トランジスタと第2トランジスタとの間に位置
する半導体基板の表面に形成されるエッチング溝が、上
記第2トランジスタ側に近い位置に形成してあり、かつ
上記コンタクトホールが、このエッチング溝に対してオ
ーバラップしないように形成してあることを特徴とする
フローティングゲートを有する半導体装置。
1. A first transistor having a floating gate and a second transistor not having a floating gate are formed on a surface of a semiconductor substrate, and the first transistor and the second transistor are formed on the semiconductor substrate. Are connected in series via an impurity diffusion layer formed on the surface of the wiring layer, and the wiring layer formed on the upper side of the first transistor and the second transistor is connected to the impurity diffusion layer via a contact hole. In the semiconductor device having the above structure, the etching groove formed on the surface of the semiconductor substrate located between the first transistor and the second transistor is formed at a position close to the second transistor side, and The contact hole is formed so as not to overlap this etching groove. A semiconductor device having a Ngugeto.
【請求項2】 上記半導体基板の表面に形成されたエッ
チング溝の深さが、100nm以上であることを特徴と
する請求項1に記載のフローティングゲートを有する半
導体装置。
2. The semiconductor device having a floating gate according to claim 1, wherein the depth of the etching groove formed on the surface of the semiconductor substrate is 100 nm or more.
【請求項3】 フローティングゲートを持つ第1トラン
ジスタと、フローティングゲートを有さない第2トラン
ジスタとが、半導体基板の表面に形成してあり、上記第
1トランジスタと、第2トランジスタとが、半導体基板
の表面に形成された不純物拡散層を介して直列に接続さ
れ、この不純物拡散層に対して、上記第1トランジスタ
と第2トランジスタとの上層側に形成される配線層がコ
ンタクトホールを介して接続される構造の半導体装置を
製造する方法において、 半導体基板の表面に、ゲート絶縁層を形成し、そのゲー
ト絶縁層の上にフローティングゲートと成る第1導電層
を形成する工程と、 上記第2トランジスタが形成される半導体基板の表面位
置で、上記第1導電層を除去する工程と、 上記第1導電層の上に中間絶縁層を形成する工程と、 上記中間絶縁層の上に、第1トランジスタのコントロー
ルゲートとなると共に、第2トランジスタのゲート電極
となる第2導電層を形成する工程と、 この第2導電層を、第2トランジスタのゲート電極のパ
ターンにエッチング加工する工程と、 この第2導電層を、第1トランジスタのコントロールゲ
ートのパターンにエッチング加工する工程と、 上記中間絶縁層および第1導電層を、第1トランジスタ
のフローティングゲートのパターンにエッチング加工す
る工程と、 上記第1導電層のエッチング加工時に、第2トランジス
タの近傍に位置する半導体基板の表面に、エッチング溝
を形成する工程と、 第1トランジスタと第2トランジスタとの間に位置する
半導体基板の表面に、ソース・ドレイン領域用不純物拡
散層を形成する工程と、 第1トランジスタおよび第2トランジスタの上に、層間
絶縁層を形成する工程と、 層間絶縁層に、上記ソース・ドレイン領域用不純物拡散
層の表面を露出させるコンタクトホールを、上記エッチ
ング溝に対してオーバーラップしないように形成する工
程とを有するフローティングゲートを有する半導体装置
の製造方法。
3. A first transistor having a floating gate and a second transistor not having a floating gate are formed on a surface of a semiconductor substrate, and the first transistor and the second transistor are a semiconductor substrate. Are connected in series via an impurity diffusion layer formed on the surface of the wiring layer, and the wiring layer formed on the upper side of the first transistor and the second transistor is connected to the impurity diffusion layer via a contact hole. Forming a gate insulating layer on a surface of a semiconductor substrate, and forming a first conductive layer to be a floating gate on the gate insulating layer, the second transistor A step of removing the first conductive layer at a surface position of the semiconductor substrate on which the intermediate insulating layer is formed, and forming an intermediate insulating layer on the first conductive layer. And a step of forming a second conductive layer on the intermediate insulating layer, the second conductive layer being a control gate of the first transistor and a gate electrode of the second transistor. Etching the gate electrode pattern of the first transistor, etching the second conductive layer into the control gate pattern of the first transistor, and etching the intermediate insulating layer and the first conductive layer into the floating of the first transistor. A step of etching the gate pattern, a step of forming an etching groove on the surface of the semiconductor substrate located in the vicinity of the second transistor during the etching of the first conductive layer, the first transistor and the second transistor Impurity diffusion layers for source / drain regions are formed on the surface of the semiconductor substrate located between A step of forming an interlayer insulating layer on the first transistor and the second transistor, and a contact hole for exposing the surface of the source / drain region impurity diffusion layer in the interlayer insulating layer is formed in the etching groove. A method of manufacturing a semiconductor device having a floating gate, the step of forming the semiconductor device so that it does not overlap.
【請求項4】 上記半導体基板の表面に形成されるエッ
チング溝の深さが、100nm以上であることを特徴と
する請求項3に記載のフローティングゲートを有する半
導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device having a floating gate according to claim 3, wherein the depth of the etching groove formed on the surface of the semiconductor substrate is 100 nm or more.
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