JPH06338619A - Non-volatile semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory and manufacture thereof

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Publication number
JPH06338619A
JPH06338619A JP6043542A JP4354294A JPH06338619A JP H06338619 A JPH06338619 A JP H06338619A JP 6043542 A JP6043542 A JP 6043542A JP 4354294 A JP4354294 A JP 4354294A JP H06338619 A JPH06338619 A JP H06338619A
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JP
Japan
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insulating film
gate insulating
film
oxide film
silicon nitride
Prior art date
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Pending
Application number
JP6043542A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kishi
敏幸 岸
Takashi Toida
孝志 戸井田
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
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Publication of JPH06338619A publication Critical patent/JPH06338619A/en
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Abstract

PURPOSE:To suppress the generation of off-current in the gate voltage-drain current characteristic by a method wherein the high potential between a drain region and a gate electrode when data are read in the write state of a memory transistor is lowered by the MOS transistors in both side regions of a memory transistor. CONSTITUTION:A memory gate insulating film 19 comprising oxide film 13, a silicon nitride film 15 and a top oxide film 17 provided on a semiconductor substrate 11 is arranged. Next, MOS gate insulating films 21 are provided on both sides of the memory gate insulating film 19 further to provide a gate electrode 25 on the memory gate insulating film 19 and the MOS insulating films 21. Next, a source region 35 and a drain region 37 in inverse conductivity type to that of the semiconductor substrate 11 provided in the matching region with the gate electrode 25 are formed. Through these procedures, any defective date during the data writing-in time of a memory transistor shall not be obtained thereby enabling the title high reliable semiconductor non-volatile memory to be manufactured.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体不揮発性記憶装置
の構造とその製造方法とに関し、とくにゲート電極−酸
化シリコン膜からなるトップ酸化膜−窒化シリコン膜−
酸化シリコン膜からなるトンネル酸化膜−半導体基板構
造からなる、いわゆるMONOS構造を有する半導体不
揮発性記憶装置の構造とその製造方法とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a gate electrode-a top oxide film made of a silicon oxide film-a silicon nitride film-
The present invention relates to a structure of a semiconductor nonvolatile memory device having a so-called MONOS structure having a tunnel oxide film-semiconductor substrate structure made of a silicon oxide film and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】MONOS構造を有するメモリトランジ
スタにおいては、窒化シリコン膜とトップ酸化膜との界
面に電荷を蓄積させたときのしきい値電圧と、電荷を蓄
積していないときのしきい値電圧との差を利用して、情
報を記憶させている。
2. Description of the Related Art In a memory transistor having a MONOS structure, a threshold voltage when electric charges are accumulated at an interface between a silicon nitride film and a top oxide film and a threshold voltage when electric charges are not accumulated. Information is stored using the difference between and.

【0003】このMONOS構造のメモリトランジスタ
は、電荷を蓄積していないときは、しきい値電圧が負で
あることから、ゲート電極下のチャネル領域にチャネル
が形成されてしまう。
In this MONOS structure memory transistor, a channel is formed in the channel region under the gate electrode because the threshold voltage is negative when no charge is stored.

【0004】このとき、ソース領域からドレイン領域に
流れるドレイン電流が流れないように、メモリトランジ
スタが選択されたときのみ、ドレイン電流が流れるよう
にするためMOS(金属−酸化膜−半導体)トランジス
タを必要とする。
At this time, a MOS (metal-oxide-semiconductor) transistor is required to allow the drain current to flow only when the memory transistor is selected so that the drain current flowing from the source region to the drain region does not flow. And

【0005】このメモリトランジスタとMOSトランジ
スタとを有する半導体不揮発性記憶装置として、たとえ
ば特開平4−337672号公報に記載のものがある。
この公報に記載のメモリトランジスタとMOSトランジ
スタとの構造を、図17の断面図を用いて説明する。
As a semiconductor non-volatile memory device having this memory transistor and a MOS transistor, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-337672.
The structure of the memory transistor and the MOS transistor described in this publication will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0006】図17に示すように、トップ酸化膜17と
窒化シリコン膜15とトンネル酸化膜13とからなるメ
モリゲート絶縁膜19と、酸化シリコン膜からなるMO
Sゲート絶縁膜21とは、お互いの端面が接触するよう
に、半導体基板11上に設けている。
As shown in FIG. 17, a memory gate insulating film 19 including a top oxide film 17, a silicon nitride film 15, and a tunnel oxide film 13, and an MO including a silicon oxide film.
The S gate insulating film 21 is provided on the semiconductor substrate 11 so that the end faces thereof are in contact with each other.

【0007】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜21との上にゲート電極25を設ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
A gate electrode 25 is provided on the S gate insulating film 21.

【0008】さらにこのゲート電極25の整合した領域
の半導体基板11にソース領域35とドレイン領域37
とを設ける。すなわちメモリトランジスタ31とMOS
トランジスタ33とを隣接して設ける。
Further, the source region 35 and the drain region 37 are formed on the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 25 is aligned.
And. That is, the memory transistor 31 and the MOS
The transistor 33 and the transistor 33 are provided adjacent to each other.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この図17を用いて説
明した上記公報に記載の半導体不揮発性記憶装置におい
ては、メモリトランジスタ31とMOSトランジスタ3
3とを接触するように設けている。このために、半導体
不揮発性記憶装置の小型化を図ることができるという利
点を有する。
In the semiconductor nonvolatile memory device described in the above-mentioned publication described with reference to FIG. 17, the memory transistor 31 and the MOS transistor 3 are included.
3 is provided so as to be in contact with. Therefore, there is an advantage that the semiconductor nonvolatile memory device can be downsized.

【0010】しかしながら図17に示す半導体不揮発性
記憶装置においては、メモリトランジスタ31がドレイ
ン領域37に接している。
However, in the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 17, the memory transistor 31 is in contact with the drain region 37.

【0011】この図17に示すような構成では、メモリ
トランジスタ31が書き込み状態で情報の読み出しを行
うと、ゲート電圧とドレイン電流との関係を示す図18
のグラフの曲線39に示すように、オフ電流が発生す
る。
In the structure as shown in FIG. 17, when the memory transistor 31 reads out information in the written state, the relationship between the gate voltage and the drain current is shown in FIG.
As indicated by the curve 39 in the graph of FIG.

【0012】この図18のグラフに示すようなオフ電流
は、トラップされた電子により、ドレイン領域37とゲ
ート電極25との間の電位が上昇し、このためにバンド
バンド間のトンネル電流が発生し、ゲート電圧−ドレイ
ン電流特性を示す図18のグラフのように、オフ電流が
流れる。
In the off current as shown in the graph of FIG. 18, trapped electrons increase the potential between the drain region 37 and the gate electrode 25, which causes a tunnel current between band bands. As shown in the graph of FIG. 18, which shows gate voltage-drain current characteristics, off-state current flows.

【0013】このために、半導体不揮発性記憶装置の信
頼性が低下するという問題点が発生する。
Therefore, there arises a problem that the reliability of the semiconductor nonvolatile memory device is lowered.

【0014】本発明の目的は、上記課題を解決して、高
い信頼性を有する半導体不揮発性記憶装置の構造と、こ
の構造を得るための製造方法とを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a structure of a semiconductor nonvolatile memory device having high reliability and a manufacturing method for obtaining this structure.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体不揮発性記憶装置の構造とその製造
方法とは、下記記載の手段を採用する。
In order to achieve the above object, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention and the manufacturing method thereof adopt the following means.

【0016】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、半導
体基板に設けるトンネル酸化膜と窒化シリコン膜とトッ
プ酸化膜とからなるメモリゲート絶縁膜と、メモリゲー
ト絶縁膜の両側に設けるMOSゲート絶縁膜と、メモリ
ゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に設けるゲー
ト電極と、ゲート電極の整合した領域に設け半導体基板
と逆導電型のソース領域ドレイン領域と、コンタクトホ
ールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホールを介して
ソース領域ドレイン領域と接続する配線とを備えること
を特徴とする。
A semiconductor non-volatile memory device of the present invention comprises a memory gate insulating film formed on a semiconductor substrate, comprising a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film, and a MOS gate insulating film provided on both sides of the memory gate insulating film. A gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region / drain region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a contact And a wiring connected to the source region and the drain region through the hole.

【0017】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、半導
体基板に設けるMOSゲート絶縁膜と、半導体基板に設
けるトンネル酸化膜と、MOSゲート絶縁膜上に一部が
重なるように設ける窒化シリコン膜とトップ酸化膜と、
トンネル酸化膜と窒化シリコン膜とトップ酸化膜とから
なるメモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に
設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領域に設け
半導体基板と逆導電型のソース領域ドレイン領域と、コ
ンタクトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホー
ルを介してソース領域ドレイン領域と接続する配線とを
備えることを特徴とする。
The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention includes a MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, a tunnel oxide film provided on the semiconductor substrate, and a silicon nitride film provided so as to partially overlap the MOS gate insulating film. An oxide film,
A gate electrode provided on a memory gate insulating film composed of a tunnel oxide film, a silicon nitride film, and a top oxide film, and a MOS gate insulating film, and a source region drain of a conductivity type opposite to that of a semiconductor substrate provided in a region where the gate electrode is aligned A region, an interlayer insulating film having a contact hole, and a wiring connected to the source region and the drain region through the contact hole are provided.

【0018】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法は、半導体基板上にトンネル酸化膜と窒化シリコン膜
を順次形成し、窒化シリコン膜上に感光性樹脂を形成す
る工程と、感光性樹脂をエッチングマスクに用いて窒化
シリコン膜とトンネル酸化膜とをパターニングする工程
と、酸化処理を行うことにより半導体基板上にMOSゲ
ート絶縁膜と窒化シリコン膜上にトップ酸化膜とを形成
する工程と、ゲート電極材料を全面に形成し、ゲート電
極材料上に感光性樹脂を形成する工程と、感光性樹脂を
エッチングマスクに用いてゲート電極材料をパターニン
グしてゲート電極を形成し、ゲート電極に整合した領域
の半導体基板に不純物を導入してソース領域ドレイン領
域を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成し、層間
絶縁膜にコンタクトホールを形成し、配線を形成する工
程とを有することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention comprises a step of sequentially forming a tunnel oxide film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate and forming a photosensitive resin on the silicon nitride film, and a step of forming a photosensitive resin. Patterning the silicon nitride film and the tunnel oxide film using an etching mask; forming an MOS gate insulating film on the semiconductor substrate and a top oxide film on the silicon nitride film by performing an oxidation process; A step of forming an electrode material on the entire surface and forming a photosensitive resin on the gate electrode material, and forming a gate electrode by patterning the gate electrode material using the photosensitive resin as an etching mask, and an area aligned with the gate electrode The step of forming the source region and the drain region by introducing impurities into the semiconductor substrate, and forming an interlayer insulating film on the entire surface and contacting the interlayer insulating film. To form a hole, characterized in that a step of forming a wiring.

【0019】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法は、半導体基板上にMOSゲート絶縁膜を形成し、M
OSゲート絶縁膜上に感光性樹脂を形成し、感光性樹脂
をエッチングマスクに用いてMOSゲート絶縁膜をパタ
ーニングする工程と、酸化処理を行うことによりMOS
ゲート絶縁膜の開口内の半導体基板にトンネル酸化膜を
形成し、全面に窒化シリコン膜とトップ酸化膜とを形成
し、トップ酸化膜上に感光性樹脂を形成する工程と、感
光性樹脂をエッチングマスクに用いてトップ酸化膜と窒
化シリコン膜とをパターニングする工程と、ゲート電極
材料を全面に形成し、ゲート電極材料上に感光性樹脂を
形成する工程と、感光性樹脂をエッチングマスクに用い
てゲート電極材料をパターニングしてゲート電極を形成
し、ゲート電極に整合した領域の半導体基板に不純物を
導入してソース領域ドレイン領域を形成する工程と、全
面に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜にコンタクトホー
ルを形成し、配線を形成する工程とを有することを特徴
とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a MOS gate insulating film is formed on a semiconductor substrate, and M
A step of forming a photosensitive resin on the OS gate insulating film and patterning the MOS gate insulating film using the photosensitive resin as an etching mask;
A step of forming a tunnel oxide film on the semiconductor substrate in the opening of the gate insulating film, forming a silicon nitride film and a top oxide film on the entire surface, forming a photosensitive resin on the top oxide film, and etching the photosensitive resin. Patterning the top oxide film and the silicon nitride film using a mask, forming a gate electrode material on the entire surface and forming a photosensitive resin on the gate electrode material, and using the photosensitive resin as an etching mask Patterning a gate electrode material to form a gate electrode, introducing impurities into a semiconductor substrate in a region aligned with the gate electrode to form a source region and a drain region, and forming an interlayer insulating film over the entire surface A step of forming a contact hole and forming a wiring.

【0020】[0020]

【作用】本発明の半導体不揮発性記憶装置においては、
ドレイン領域側にもMOSトランジスタを形成する。す
なわちメモリトランジスタの両側の領域に、このメモリ
トランジスタに接触するようにMOSトランジスタを形
成している。
In the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention,
A MOS transistor is also formed on the drain region side. That is, MOS transistors are formed in the regions on both sides of the memory transistor so as to contact the memory transistor.

【0021】このため、メモリトランジスタが書き込み
状態で、情報の読み出しを行うときに発生するドレイン
領域とゲート電極との間の高電位は、ドレイン領域に接
するように設けるMOSトランジスタによって低下させ
ることができる。
Therefore, the high potential between the drain region and the gate electrode, which occurs when the information is read when the memory transistor is in the written state, can be lowered by the MOS transistor provided in contact with the drain region. .

【0022】したがって、図18のグラフに示すような
ゲート電圧−ドレイン電流特性におけるオフ電流の発生
を抑えることができる。
Therefore, it is possible to suppress the generation of the off current in the gate voltage-drain current characteristic as shown in the graph of FIG.

【0023】この結果、メモリトランジスタの情報書き
込み時のデータ不良は発生せず、信頼性の高い半導体不
揮発性記憶装置を得ることができる。
As a result, a data defect at the time of writing information in the memory transistor does not occur, and a highly reliable semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

【0024】[0024]

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお本発明の半導体不揮発性記憶装置の構造と製造
方法とを示す図1から図16においては、素子間の絶縁
分離を行うための素子分離絶縁膜の図示は省略してあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 16 showing the structure and the manufacturing method of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the element isolation insulating film for insulating isolation between elements is not shown.

【0025】まずはじめに、図5の断面図を用いて本発
明の半導体不揮発性記憶装置の構造を説明する。
First, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0026】図5に示すように、本発明の半導体不揮発
性記憶装置は、単結晶シリコンからなる半導体基板11
上に設けるトンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15と
トップ酸化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19を
有する。ここで、トンネル酸化膜13とトップ酸化膜1
7とは酸化シリコン膜からなる。
As shown in FIG. 5, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention comprises a semiconductor substrate 11 made of single crystal silicon.
It has a memory gate insulating film 19 formed of a tunnel oxide film 13, a silicon nitride film 15, and a top oxide film 17 provided thereabove. Here, the tunnel oxide film 13 and the top oxide film 1
7 is made of a silicon oxide film.

【0027】さらにこのメモリゲート絶縁膜19の両側
の半導体基板11に、酸化シリコン膜からなるMOSゲ
ート絶縁膜21を設ける。ここで、MOSゲート絶縁膜
21の端面と、メモリゲート絶縁膜19であるトンネル
酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜17と
の端面とは接触するように構成している。
Further, a MOS gate insulating film 21 made of a silicon oxide film is provided on the semiconductor substrate 11 on both sides of the memory gate insulating film 19. Here, the end face of the MOS gate insulating film 21 and the end faces of the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15, and the top oxide film 17, which are the memory gate insulating film 19, are configured to be in contact with each other.

【0028】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜21との上にゲート電極25を設ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
A gate electrode 25 is provided on the S gate insulating film 21.

【0029】さらにゲート電極25に整合した領域に、
半導体基板11と逆導電型のソース領域35とドレイン
領域37とを設ける。
Further, in a region aligned with the gate electrode 25,
A source region 35 and a drain region 37 of opposite conductivity type to the semiconductor substrate 11 are provided.

【0030】さらに層間絶縁膜41を設け、この層間絶
縁膜41に形成するコンタクトホールを介してソース領
域35とドレイン領域37と接続する配線43を設け
る。
Further, an interlayer insulating film 41 is provided, and a wiring 43 connecting the source region 35 and the drain region 37 via a contact hole formed in the interlayer insulating film 41 is provided.

【0031】すなわち本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、メモリトランジスタ31の両側にMOSトランジス
タ33を有する構造となっている。
That is, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention has a structure having the MOS transistors 33 on both sides of the memory transistor 31.

【0032】このように本発明の半導体不揮発性記憶装
置は、図5に示すように、ソース領域35側と同じよう
にドレイン領域37側にもMOSトランジスタ33を形
成している。
As described above, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, as shown in FIG. 5, the MOS transistor 33 is formed on the drain region 37 side as well as the source region 35 side.

【0033】このため、メモリトランジスタ31が書き
込み状態で、情報の読み出しを行うときに発生するドレ
イン領域37とゲート電極25間の高電位は、ドレイン
領域37側に設けるMOSトランジスタ33によって低
下させることができる。
Therefore, the high potential between the drain region 37 and the gate electrode 25, which is generated when the information is read while the memory transistor 31 is in the written state, can be lowered by the MOS transistor 33 provided on the drain region 37 side. it can.

【0034】したがって、図18に示すようなゲート電
圧−ドレイン電流特性におけるオフ電流の発生を抑える
ことができる。
Therefore, it is possible to suppress the generation of the off current in the gate voltage-drain current characteristic as shown in FIG.

【0035】この結果、メモリトランジスタの情報書き
込み時のデータ不良は発生せず、信頼性の高い半導体不
揮発性記憶装置を得ることが可能となる。
As a result, it is possible to obtain a highly reliable semiconductor non-volatile memory device without causing a data defect when writing information in the memory transistor.

【0036】つぎにこの図5に示す半導体不揮発性記憶
装置を形成するための製造方法を、図1から図5の断面
図を用いて説明する。
Next, a manufacturing method for forming the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 5 will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0037】まず図1に示すように、図示しない素子分
離絶縁膜を形成した導電型がP型の半導体基板11を酸
化処理して、酸化シリコン膜からなるトンネル酸化膜1
3を2nmの膜厚で形成する。
First, as shown in FIG. 1, the tunnel oxide film 1 made of a silicon oxide film is subjected to an oxidation treatment on a semiconductor substrate 11 having a P type conductivity type on which an element isolation insulating film (not shown) is formed.
3 is formed with a film thickness of 2 nm.

【0038】このトンネル酸化膜13の形成は、酸素と
窒素との混合ガス雰囲気中で、温度900℃で、時間3
0分の酸化処理を行うことにより形成する。
This tunnel oxide film 13 is formed in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen at a temperature of 900.degree. C. for 3 hours.
It is formed by performing an oxidation treatment for 0 minutes.

【0039】その後、ジクロルシラン(SiH2 Cl
2 )とアンモニア(NH3 )とを反応ガスとして用いる
化学気相成長法により、膜厚が11nmの窒化シリコン
膜15を形成する。
Then, dichlorosilane (SiH 2 Cl
2 ) and ammonia (NH 3 ) are used as reaction gases to form a silicon nitride film 15 having a film thickness of 11 nm by a chemical vapor deposition method.

【0040】その後、回転塗布法により全面に感光性樹
脂27を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光、現
像処理を行い、メモリトランジスタの形成領域に感光性
樹脂27を形成するように、パターニングする。
After that, a photosensitive resin 27 is formed on the entire surface by a spin coating method, exposed and developed using a predetermined photomask, and patterned so that the photosensitive resin 27 is formed in the memory transistor formation region. To do.

【0041】その後、感光性樹脂27をエッチングマス
クに用いて、窒化シリコン膜15とトンネル酸化膜13
とをパターニングする。
Then, using the photosensitive resin 27 as an etching mask, the silicon nitride film 15 and the tunnel oxide film 13 are formed.
And pattern.

【0042】この窒化シリコン膜15のエッチングは、
反応性イオンエッチング装置を用いて、エッチングガス
として六フッ化イオウ(SF6 )とヘリウム(He)と
三フッ化メタン(CHF3 )との混合ガスを用いて行
う。
The etching of the silicon nitride film 15 is performed by
Using a reactive ion etching apparatus, a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ), helium (He), and trifluoromethane (CHF 3 ) is used as an etching gas.

【0043】さらにトンネル酸化膜13のエッチング
は、フッ酸系のエッチング液を用いるウエットエッチン
グにより行う。
Further, the etching of the tunnel oxide film 13 is performed by wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution.

【0044】その後、窒化シリコン膜15とトンネル酸
化膜13とのパターニングのためのエッチングマスクと
して用いた感光性樹脂27を除去する。
Then, the photosensitive resin 27 used as an etching mask for patterning the silicon nitride film 15 and the tunnel oxide film 13 is removed.

【0045】つぎに図2に示すように、酸化処理を行っ
て窒化シリコン膜15上に酸化シリコン膜からなるトッ
プ酸化膜17を膜厚5nm形成する。このトップ酸化膜
17を窒化シリコン膜15上に形成することにより、窒
化シリコン膜15の膜厚は減少し、当初の膜厚11nm
から8nmになる。
Then, as shown in FIG. 2, an oxidation treatment is performed to form a top oxide film 17 of a silicon oxide film on the silicon nitride film 15 in a thickness of 5 nm. By forming the top oxide film 17 on the silicon nitride film 15, the film thickness of the silicon nitride film 15 is reduced, and the initial film thickness is 11 nm.
To 8 nm.

【0046】このトップ酸化膜17を形成するための酸
化処理と同時に、半導体基板11上にも酸化シリコン膜
からなるMOSゲート絶縁膜21を膜厚30nmで形成
することができる。
Simultaneously with the oxidation treatment for forming the top oxide film 17, the MOS gate insulating film 21 made of a silicon oxide film can be formed on the semiconductor substrate 11 with a film thickness of 30 nm.

【0047】このトップ酸化膜17とMOSゲート絶縁
膜21との形成は、水蒸気酸化雰囲気中で、温度900
℃、時間60分の条件で行う。
The top oxide film 17 and the MOS gate insulating film 21 are formed at a temperature of 900 in a steam oxidizing atmosphere.
It is carried out under conditions of 60 ° C. and 60 minutes.

【0048】この結果、メモリトランジスタ形成領域
に、トンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ
酸化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19を形成
し、さらにMOSトランジスタ形成領域に、MOSゲー
ト絶縁膜21を形成することができる。
As a result, the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17 is formed in the memory transistor forming region, and the MOS gate insulating film 21 is further formed in the MOS transistor forming region. Can be formed.

【0049】ここでMOSゲート絶縁膜21の端面と、
トンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化
膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19の端面とは接
触している。
Here, with the end face of the MOS gate insulating film 21,
The end surface of the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15, and the top oxide film 17 is in contact with each other.

【0050】つぎに図3に示すように、反応ガスとして
モノシラン(SiH4 )を用いる化学気相成長法によ
り、膜厚が400nmの多結晶シリコン膜からなるゲー
ト電極材料23を全面に形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a gate electrode material 23 made of a polycrystalline silicon film having a film thickness of 400 nm is formed on the entire surface by a chemical vapor deposition method using monosilane (SiH 4 ) as a reaction gas.

【0051】その後、全面に感光性樹脂27を回転塗布
法により形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理とを行い、感光性樹脂27をメモリトランジ
スタとMOSトランジスタとの形成領域に形成するよう
にパターニングする。
After that, a photosensitive resin 27 is formed on the entire surface by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed by using a predetermined photomask, and the photosensitive resin 27 is formed in a region where a memory transistor and a MOS transistor are formed. Pattern to form.

【0052】つぎに図4に示すように、感光性樹脂27
をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料23をパ
ターニングしてゲート電極25を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, the photosensitive resin 27
Is used as an etching mask to pattern the gate electrode material 23 to form a gate electrode 25.

【0053】このゲート電極25のエッチングは、反応
性イオンエッチング装置を用いて、エッチングガスとし
て六フッ化イオウ(SF6 )と酸素(O2 )との混合ガ
スを用いて行う。このときMOSゲート絶縁膜21は、
パターニングしてもよいし、パターニングせず残してお
いてもよい。
The etching of the gate electrode 25 is performed using a reactive ion etching apparatus using a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ) and oxygen (O 2 ) as an etching gas. At this time, the MOS gate insulating film 21 is
It may be patterned or may be left unpatterned.

【0054】つぎにゲート電極25のパターニングのた
めのエッチングマスクとして用いた感光性樹脂27を除
去する。
Next, the photosensitive resin 27 used as an etching mask for patterning the gate electrode 25 is removed.

【0055】その後、ゲート電極25の整合した領域の
半導体基板11に、この半導体基板11と逆導電型の不
純物である砒素を導入して、ソース領域35とドレイン
領域37とを形成する。
After that, arsenic, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11, is introduced into the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 25 is aligned to form a source region 35 and a drain region 37.

【0056】このソース領域35とドレイン領域37と
を形成するための砒素のイオン注入量は、3×1015
-2程度の条件で行う。
The ion implantation dose of arsenic for forming the source region 35 and the drain region 37 is 3 × 10 15 c.
Perform under the condition of m -2 .

【0057】つぎに図5に示すように、膜厚が400n
mのリンとボロンとを含む酸化シリコン膜からなる層間
絶縁膜41を、化学気相成長法により全面に形成する。
Next, as shown in FIG.
An interlayer insulating film 41 made of a silicon oxide film containing m and phosphorus is formed on the entire surface by a chemical vapor deposition method.

【0058】その後、層間絶縁膜41上に感光性樹脂
(図示せず)を回転塗布法により形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と現像処理とを行い、コンタク
トホールに対応する開口部を有する感光性樹脂をパター
ニングする。
After that, a photosensitive resin (not shown) is formed on the interlayer insulating film 41 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form an opening corresponding to the contact hole. Patterning the photosensitive resin having.

【0059】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜41をエッチン
グして、コンタクトホールを形成する。
After that, the interlayer insulating film 41 is etched using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form a contact hole.

【0060】このコンタクトホールのエッチングは、反
応性イオンエッチング装置を用い、三フッ化メタン(C
HF3 )と二フッ化メタン(CH22 )との混合ガス
をエッチングガスとして用いて行う。
The contact hole is etched by using a reactive ion etching apparatus using methane trifluoride (C
A mixed gas of HF 3 ) and methane difluoride (CH 2 F 2 ) is used as an etching gas.

【0061】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を、
800nm程度の膜厚で形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper was formed by using a sputtering device.
It is formed with a film thickness of about 800 nm.

【0062】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理と現像処理とを行い、感光性樹脂を配線
43形状にパターニングする。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin into the shape of the wiring 43. To do.

【0063】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて配線材料をパターニングし
て配線43を形成する。
After that, the wiring material is patterned by using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 43.

【0064】この配線43のエッチングは、反応性イオ
ンエッチング装置を用い、エッチングガスとして三塩化
ホウ素(BCl3 )と塩素(Cl2 )との混合ガスを使
用して行う。
The etching of the wiring 43 is performed by using a reactive ion etching device and using a mixed gas of boron trichloride (BCl 3 ) and chlorine (Cl 2 ) as an etching gas.

【0065】この結果、メモリトランジスタ31の両側
にMOSトランジスタ33を有する半導体不揮発性記憶
装置を形成することができる。
As a result, a semiconductor nonvolatile memory device having the MOS transistors 33 on both sides of the memory transistor 31 can be formed.

【0066】つぎに図10の断面図を用いて他の実施例
における半導体不揮発性記憶装置の構造を説明する。
Next, the structure of a semiconductor nonvolatile memory device according to another embodiment will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0067】図10に示すように、本発明の半導体不揮
発性記憶装置は、半導体基板11上に酸化シリコン膜か
らなるMOSゲート絶縁膜21を設ける
As shown in FIG. 10, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a MOS gate insulating film 21 made of a silicon oxide film is provided on the semiconductor substrate 11.

【0068】さらにこのMOSゲート絶縁膜21の開口
内に、酸化シリコン膜からなるトンネル酸化膜13を設
ける。
Further, a tunnel oxide film 13 made of a silicon oxide film is provided in the opening of the MOS gate insulating film 21.

【0069】そしてさらに、トンネル酸化膜13上と、
MOSゲート絶縁膜21上にその一部が重なるように窒
化シリコン膜15とトップ酸化膜17とを設ける。ここ
ではMOSゲート絶縁膜21の端面と、窒化シリコン膜
15の端面とを接触するようにしている。
Further, on the tunnel oxide film 13,
A silicon nitride film 15 and a top oxide film 17 are provided on the MOS gate insulating film 21 so as to partially overlap each other. Here, the end face of the MOS gate insulating film 21 is in contact with the end face of the silicon nitride film 15.

【0070】この図10に示すように、トンネル酸化膜
13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜17とからな
るメモリゲート絶縁膜19の両側の領域に、MOSゲー
ト絶縁膜21を設けている。
As shown in FIG. 10, MOS gate insulating films 21 are provided on both sides of the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17.

【0071】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜21との上にゲート電極25を設け、さ
らにゲート電極25に整合した領域に、半導体基板11
と逆導電型のソース領域35とドレイン領域37とを設
ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
The gate electrode 25 is provided on the S gate insulating film 21, and the semiconductor substrate 11 is formed in a region aligned with the gate electrode 25.
A source region 35 and a drain region 37 of opposite conductivity type are provided.

【0072】さらに層間絶縁膜41を設け、この層間絶
縁膜41に形成するコンタクトホールを介してソース領
域35とドレイン領域37と接続する配線43を設け
る。
Further, an interlayer insulating film 41 is provided, and a wiring 43 connecting the source region 35 and the drain region 37 via a contact hole formed in the interlayer insulating film 41 is provided.

【0073】図10を用いて説明した本発明の実施例に
おける半導体不揮発性記憶装置おいては、メモリトラン
ジスタ31の両側にMOSトランジスタ33を有すると
いう構造は、図520用いて説明した実施例と同じであ
る。しかしながら、メモリゲート絶縁膜19とMOSゲ
ート絶縁膜21との位置関係が異なっている。
In the semiconductor nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention described with reference to FIG. 10, the structure having the MOS transistors 33 on both sides of the memory transistor 31 is the same as that of the embodiment described with reference to FIG. 520. Is. However, the positional relationship between the memory gate insulating film 19 and the MOS gate insulating film 21 is different.

【0074】すなわち図10に示すように、MOSゲー
ト絶縁膜21に、その一部が重なるように窒化シリコン
膜15とトップ酸化膜17とを設けている。そしてMO
Sゲート絶縁膜21の端面と、窒化シリコン膜15とト
ンネル酸化膜13との端面とは、接触するように構成し
ている。
That is, as shown in FIG. 10, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17 are provided on the MOS gate insulating film 21 so as to partially overlap each other. And MO
The end face of the S gate insulating film 21 and the end faces of the silicon nitride film 15 and the tunnel oxide film 13 are configured to be in contact with each other.

【0075】この図10に示す本発明の実施例における
半導体不揮発性記憶装置は、ソース領域35と同じよう
に、ドレイン領域37側にもMOSトランジスタ33を
形成している。このために、メモリトランジスタ31が
書き込み状態で、情報の読み出しを行うときに発生する
ドレイン領域37とゲート電極25間の高電位は、ドレ
イン領域37に接するように設けるMOSトランジスタ
33によって低下させることができる。
In the semiconductor nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the MOS transistor 33 is formed on the drain region 37 side as well as the source region 35. Therefore, the high potential between the drain region 37 and the gate electrode 25, which occurs when the information is read while the memory transistor 31 is in the written state, can be lowered by the MOS transistor 33 provided so as to be in contact with the drain region 37. it can.

【0076】したがって、図18に示すようなゲート電
圧−ドレイン電流特性におけるオフ電流の発生を抑える
ことができる。この結果、メモリトランジスタの情報書
き込み時のデータ不良は発生せず、信頼性の高い半導体
不揮発性記憶装置を得ることが可能となる。
Therefore, it is possible to suppress the generation of the off current in the gate voltage-drain current characteristic as shown in FIG. As a result, no data failure occurs when writing information in the memory transistor, and a highly reliable semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

【0077】つぎに図10に示す半導体不揮発性記憶装
置を形成するための製造方法を、図6から図10の断面
図を用いて説明する。
Next, a manufacturing method for forming the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 10 will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0078】まず図6に示すように、図示しない素子分
離絶縁膜を形成した導電型がP型の半導体基板11を酸
化処理して、膜厚が30nm程度の酸化シリコン膜から
なるMOSゲート絶縁膜21を形成する。
First, as shown in FIG. 6, a MOS gate insulating film made of a silicon oxide film with a film thickness of about 30 nm is formed by oxidizing the semiconductor substrate 11 having a P type conductivity type on which an element isolation insulating film (not shown) is formed. 21 is formed.

【0079】このMOSゲート絶縁膜21の形成は、酸
素と窒素との混合ガス雰囲気中で、温度1000℃、時
間60分の酸化条件で行う。
The formation of the MOS gate insulating film 21 is performed in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen under the oxidizing conditions of temperature 1000 ° C. and time 60 minutes.

【0080】その後、回転塗布法により感光性樹脂27
を全面に形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理を行い、メモリトランジスタ形成領域に対応
する開口部を有する感光性樹脂27をパターニングす
る。
Then, the photosensitive resin 27 is applied by spin coating.
Are formed on the entire surface, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin 27 having an opening corresponding to the memory transistor formation region.

【0081】その後、このパターニングした感光性樹脂
27をエッチングマスクに用いて、MOSゲート絶縁膜
21をパターニングする。
Thereafter, using the patterned photosensitive resin 27 as an etching mask, the MOS gate insulating film 21 is patterned.

【0082】このMOSゲート絶縁膜21のエッチング
は、反応性イオンエッチング装置を用いて、そしてエッ
チングガスとして三フッ化メタン(CHF3 )と四フッ
化炭素(CF4 )との混合ガスを用いて行う。
The MOS gate insulating film 21 is etched by using a reactive ion etching apparatus and a mixed gas of methane trifluoride (CHF 3 ) and carbon tetrafluoride (CF 4 ) as an etching gas. To do.

【0083】その後、MOSゲート絶縁膜21のパター
ニングのためのエッチングマスクに用いた感光性樹脂2
7を除去する。
After that, the photosensitive resin 2 used as an etching mask for patterning the MOS gate insulating film 21.
Remove 7.

【0084】つぎに図7に示すように、半導体基板11
を酸化処理して、酸化シリコン膜からなるトンネル酸化
膜13を2nmの膜厚で、MOSゲート絶縁膜21の開
口内の半導体基板11上に形成する。
Next, as shown in FIG. 7, the semiconductor substrate 11
Is oxidized to form a tunnel oxide film 13 of a silicon oxide film with a thickness of 2 nm on the semiconductor substrate 11 in the opening of the MOS gate insulating film 21.

【0085】このトンネル酸化膜13の形成は、酸素と
窒素との混合ガス雰囲気中で、温度900℃で、時間3
0分の酸化処理を行うことにより形成する。
This tunnel oxide film 13 is formed at a temperature of 900 ° C. for 3 hours in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen.
It is formed by performing an oxidation treatment for 0 minutes.

【0086】トンネル酸化膜13を形成するための酸化
処理工程において、酸化剤がMOSゲート絶縁膜21中
を拡散して半導体基板11に到達することによって、半
導体基板11も酸化されるが、MOSゲート絶縁膜21
の膜厚の増加は0.5nm以下とごくわずかである。
In the oxidation treatment step for forming the tunnel oxide film 13, the oxidant diffuses in the MOS gate insulating film 21 and reaches the semiconductor substrate 11, so that the semiconductor substrate 11 is also oxidized. Insulating film 21
The increase in the film thickness is very small, 0.5 nm or less.

【0087】その後、ジクロルシラン(SiH2 Cl
2 )とアンモニア(NH3 )とを反応ガスとして用いる
化学気相成長法により、膜厚が11nmの窒化シリコン
膜15を全面に形成する。
Then, dichlorosilane (SiH 2 Cl
2 ) and ammonia (NH 3 ) are used as reaction gases to form a silicon nitride film 15 having a film thickness of 11 nm on the entire surface by chemical vapor deposition.

【0088】その後、酸化処理を行って窒化シリコン膜
15上に酸化シリコン膜からなるトップ酸化膜17を膜
厚5nm形成する。このトップ酸化膜17を窒化シリコ
ン膜15上に形成することにより、窒化シリコン膜15
の膜厚は減少し、当初の膜厚11nmから8nmにな
る。このトップ酸化膜17は、水蒸気酸化雰囲気中で、
温度900℃、時間60分の酸化条件で形成する。
After that, an oxidation process is performed to form a top oxide film 17 made of a silicon oxide film with a thickness of 5 nm on the silicon nitride film 15. By forming the top oxide film 17 on the silicon nitride film 15, the silicon nitride film 15 is formed.
The film thickness of is reduced to 8 nm from the initial film thickness of 11 nm. This top oxide film 17 is formed in a steam oxidizing atmosphere.
It is formed under the oxidizing conditions of a temperature of 900 ° C. and a time of 60 minutes.

【0089】その後、回転塗布法により全面に感光性樹
脂27を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理を行い、メモリトランジスタの形成領域を含
む領域に感光性樹脂27を形成するように、パターニン
グする。
After that, a photosensitive resin 27 is formed on the entire surface by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form the photosensitive resin 27 in a region including a memory transistor formation region. So that the patterning is performed.

【0090】このとき、トップ酸化膜17と窒化シリコ
ン膜15とをパターニングするための感光性樹脂27
は、MOSゲート絶縁膜21にオーバーラップようにパ
ターニングする。
At this time, the photosensitive resin 27 for patterning the top oxide film 17 and the silicon nitride film 15 is formed.
Is patterned so as to overlap the MOS gate insulating film 21.

【0091】このMOSゲート絶縁膜21上に形成する
感光性樹脂27のオーバーラップ量は、アライメント工
程におけるフォトマスク合わせズレ量や、パターニング
工程におけるトップ酸化膜17と窒化シリコン膜15と
のエッチングバラツキ量を考慮して、このオーバーラッ
プ寸法を設定すればよい。
The amount of overlap of the photosensitive resin 27 formed on the MOS gate insulating film 21 depends on the amount of misalignment of the photomask in the alignment process and the amount of etching variation between the top oxide film 17 and the silicon nitride film 15 in the patterning process. In consideration of the above, the overlap dimension may be set.

【0092】つぎに図8に示すように、感光性樹脂27
をエッチングマスクに用いて、トップ酸化膜17と窒化
シリコン膜15とをパターニングする。
Next, as shown in FIG.
Is used as an etching mask to pattern the top oxide film 17 and the silicon nitride film 15.

【0093】酸化シリコン膜からなるトップ酸化膜17
のエッチングは、フッ酸系のエッチング液を用いるウエ
ットエッチングにより行う。
Top oxide film 17 made of silicon oxide film
The etching is performed by wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution.

【0094】そして窒化シリコン膜15のエッチング
は、反応性イオンエッチング装置を用いて、エッチング
ガスとして六フッ化イオウ(SF6 )とヘリウム(H
e)と三フッ化メタン(CHF3 )との混合ガスを用い
て行う。
The etching of the silicon nitride film 15 is performed by using a reactive ion etching apparatus, using sulfur hexafluoride (SF 6 ) and helium (H) as etching gas.
e) and mixed gas of trifluoromethane (CHF 3 ) are used.

【0095】この結果、メモリトランジスタの形成領域
にトンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸
化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19を形成し、
さらにこのメモリゲート絶縁膜19の両側の領域のMO
Sトランジスタの形成領域にMOSゲート絶縁膜21を
形成することができる。
As a result, a memory gate insulating film 19 consisting of the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17 is formed in the memory transistor formation region,
Further, the MO of the regions on both sides of the memory gate insulating film 19 is
The MOS gate insulating film 21 can be formed in the formation region of the S transistor.

【0096】その後、反応ガスとしてモノシラン(Si
4 )を用いる化学気相成長法によって、膜厚が400
nmの多結晶シリコン膜からなるゲート電極材料23を
全面に形成する。
After that, monosilane (Si
The film thickness is 400 by the chemical vapor deposition method using H 4 ).
A gate electrode material 23 made of a polycrystalline silicon film having a thickness of nm is formed on the entire surface.

【0097】その後、全面に感光性樹脂27を回転塗布
法により形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理とを行い、感光性樹脂27をメモリトランジ
スタとMOSトランジスタとの形成領域に形成するよ
う、すなわちゲート電極の形状に、感光性樹脂27をパ
ターニングする。
After that, a photosensitive resin 27 is formed on the entire surface by a spin coating method, an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask, and the photosensitive resin 27 is formed in a region where a memory transistor and a MOS transistor are formed. The photosensitive resin 27 is patterned so as to be formed, that is, in the shape of the gate electrode.

【0098】つぎに図9に示すように、感光性樹脂27
をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料23をパ
ターニングしてゲート電極25を形成する。
Next, as shown in FIG. 9, the photosensitive resin 27
Is used as an etching mask to pattern the gate electrode material 23 to form a gate electrode 25.

【0099】その後さらに、感光性樹脂27をエッチン
グマスクに用いて、ゲート電極25に覆われていない領
域のMOSゲート絶縁膜21を、ゲート電極25に整合
するようにパターニングする。このときMOSゲート絶
縁膜21は、パターニングせず残しておいてもよい。
Thereafter, using the photosensitive resin 27 as an etching mask, the MOS gate insulating film 21 in the region not covered with the gate electrode 25 is patterned so as to be aligned with the gate electrode 25. At this time, the MOS gate insulating film 21 may be left without patterning.

【0100】その後、ゲート電極25の整合した領域の
半導体基板11に、この半導体基板11と逆導電型の不
純物である砒素を導入して、ソース領域35とドレイン
領域37とを形成する。
After that, arsenic, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11, is introduced into the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 25 is aligned to form a source region 35 and a drain region 37.

【0101】つぎに図10に示すように、リンとボロン
とを含む酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜41を、化
学気相成長法により全面に形成する。
Next, as shown in FIG. 10, an interlayer insulating film 41 made of a silicon oxide film containing phosphorus and boron is formed on the entire surface by chemical vapor deposition.

【0102】その後、層間絶縁膜41上に感光性樹脂
(図示せず)を回転塗布法により形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と現像処理を行い、コンタクト
ホールに対応する開口を有する感光性樹脂をパターニン
グする。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the interlayer insulating film 41 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form an opening corresponding to a contact hole. The photosensitive resin is patterned.

【0103】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜41をエッチン
グしてコンタクトホールを形成する。
Thereafter, the patterned insulating resin is used as an etching mask to etch the interlayer insulating film 41 to form a contact hole.

【0104】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を、
800nm程度の膜厚で全面に形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper was formed by using a sputtering device.
It is formed on the entire surface with a film thickness of about 800 nm.

【0105】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理、および現像処理を行い、配線43に対
応するパターンを有する感光性樹脂をパターニングす
る。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive film having a pattern corresponding to the wiring 43. Patterning the resin.

【0106】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて配線材料をエッチングして
配線43を形成する。
After that, the wiring material is etched using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 43.

【0107】この結果、メモリトランジスタ31の両側
にMOSトランジスタ33を有する半導体不揮発性記憶
装置を形成することができる。
As a result, a semiconductor nonvolatile memory device having the MOS transistor 33 on both sides of the memory transistor 31 can be formed.

【0108】つぎに図11から図14の断面図を用いて
本発明の他の実施例における半導体不揮発性記憶装置の
製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0109】図11示すように、図6と図7とを用いて
説明した実施例と同じような処理工程を行い、半導体基
板11上に、30nm程度の膜厚のMOSゲート絶縁膜
21を形成する。すなわち全面にMOSゲート絶縁膜2
1を形成し、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてM
OSゲート絶縁膜21を、メモリトランジスタ形成領域
に対応する開口を形成するようにパターニングする。
As shown in FIG. 11, the MOS gate insulating film 21 having a thickness of about 30 nm is formed on the semiconductor substrate 11 by performing the same processing steps as those of the embodiment described with reference to FIGS. 6 and 7. To do. That is, the MOS gate insulating film 2 is formed on the entire surface.
1 is formed and M is formed by using a photosensitive resin as an etching mask.
The OS gate insulating film 21 is patterned so as to form an opening corresponding to the memory transistor formation region.

【0110】その後、酸化処理を行いトンネル酸化膜1
3を2nmの膜厚で、MOSゲート絶縁膜21の開口内
の半導体基板11に形成する。
Then, an oxidation process is performed to form the tunnel oxide film 1.
3 with a film thickness of 2 nm is formed on the semiconductor substrate 11 in the opening of the MOS gate insulating film 21.

【0111】その後、ジクロルシランとアンモニアとを
反応ガスとして用いる化学気相成長法により、膜厚が1
1nmの窒化シリコン膜15を全面に形成する。
After that, the film thickness is reduced to 1 by a chemical vapor deposition method using dichlorosilane and ammonia as reaction gases.
A 1 nm silicon nitride film 15 is formed on the entire surface.

【0112】その後、回転塗布法によって、窒化シリコ
ン膜13上の全面に感光性樹脂27を形成し、所定のフ
ォトマスクを用いて露光処理と現像処理とを行い、メモ
リトランジスタの形成領域を含む領域に感光性樹脂27
を形成するように、この感光性樹脂27をパターニング
する。
After that, a photosensitive resin 27 is formed on the entire surface of the silicon nitride film 13 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a region including a memory transistor formation region. Photosensitive resin 27
The photosensitive resin 27 is patterned so as to form

【0113】このとき窒化シリコン膜15をパターニン
グするためのエッチングマスクとして用いる感光性樹脂
27は、MOSゲート絶縁膜21にオーバーラップする
ようにパターニングする。この感光性樹脂27のMOS
ゲート絶縁膜21へのオーバーラップ量は、アライメン
ト工程におけるフォトマスク合わせズレ量や、パターニ
ング工程における窒化シリコン膜15のエッチングバラ
ツキ量を考慮して設定する。
At this time, the photosensitive resin 27 used as an etching mask for patterning the silicon nitride film 15 is patterned so as to overlap the MOS gate insulating film 21. MOS of this photosensitive resin 27
The amount of overlap with the gate insulating film 21 is set in consideration of the amount of photomask misalignment in the alignment process and the amount of etching variation of the silicon nitride film 15 in the patterning process.

【0114】つぎに図12に示すように、感光性樹脂2
7をエッチングマスクに用いて、窒化シリコン膜15を
パターニングする。
Next, as shown in FIG. 12, the photosensitive resin 2
Using 7 as an etching mask, the silicon nitride film 15 is patterned.

【0115】この窒化シリコン膜15のエッチングは、
反応性イオンエッチング装置を用いて、エッチングガス
として六フッ化イオウ(SF6 )とヘリウム(He)と
三フッ化メタン(CHF3 )との混合ガスを用いて行
う。
This silicon nitride film 15 is etched by
Using a reactive ion etching apparatus, a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ), helium (He), and trifluoromethane (CHF 3 ) is used as an etching gas.

【0116】その後、酸化処理を行って窒化シリコン膜
15上に酸化シリコン膜からなるトップ酸化膜17を、
膜厚5nmで形成する。このトップ酸化膜17は、水蒸
気酸化雰囲気中で、温度900℃、時間60分の酸化条
件で形成する。
Then, an oxidation process is performed to form a top oxide film 17 made of a silicon oxide film on the silicon nitride film 15.
It is formed with a film thickness of 5 nm. The top oxide film 17 is formed under the oxidizing conditions of a temperature of 900 ° C. and a time of 60 minutes in a steam oxidizing atmosphere.

【0117】このトップ酸化膜17を窒化シリコン膜1
5上に形成することにより、窒化シリコン膜15の膜厚
は減少し、当初の膜厚11nmから8nmになる。
The top oxide film 17 is replaced with the silicon nitride film 1
The film thickness of the silicon nitride film 15 is reduced by forming it on the film 5, and the film thickness is changed from the initial film thickness of 11 nm to 8 nm.

【0118】この結果、メモリトランジスタの形成領域
にトンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸
化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19を形成し、
さらにこのメモリゲート絶縁膜19の両側の領域のMO
Sトランジスタの形成領域にMOSゲート絶縁膜21を
形成することができる。
As a result, the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15, and the top oxide film 17 is formed in the memory transistor formation region.
Further, the MO of the regions on both sides of the memory gate insulating film 19 is
The MOS gate insulating film 21 can be formed in the formation region of the S transistor.

【0119】トップ酸化膜17を形成するための酸化処
理工程において、酸化剤がMOSゲート絶縁膜21中を
拡散して半導体基板11に到達することによって、半導
体基板11も酸化される。しかしながら、MOSゲート
絶縁膜21の膜厚の増加は、トンネル酸化膜13形成時
の酸化処理の膜厚の増加とあわせても、0.5nm以下
とごくわずかである。
In the oxidation process for forming the top oxide film 17, the oxidant diffuses in the MOS gate insulating film 21 and reaches the semiconductor substrate 11, so that the semiconductor substrate 11 is also oxidized. However, the increase in the film thickness of the MOS gate insulating film 21 is as small as 0.5 nm or less, together with the increase in the film thickness of the oxidation treatment at the time of forming the tunnel oxide film 13.

【0120】その後は、図1から図5を用いて説明した
実施例、あるいは図6から図10を用いて説明した実施
例と同じような処理工程により、全面にゲート電極材料
23を形成し、このゲート電極材料23上に、感光性樹
脂27をゲート電極の形状にパターニングする。
Thereafter, the gate electrode material 23 is formed on the entire surface by the same process steps as those of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 or the embodiment described with reference to FIGS. A photosensitive resin 27 is patterned on the gate electrode material 23 in the shape of a gate electrode.

【0121】つぎに図13に示すように、感光性樹脂2
7をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料23を
エッチングしてゲート電極25を形成する。
Next, as shown in FIG. 13, the photosensitive resin 2
Using 7 as an etching mask, the gate electrode material 23 is etched to form a gate electrode 25.

【0122】その後、ゲート電極25の整合した領域の
半導体基板11に、この半導体基板11と逆導電型の不
純物である砒素を導入して、ソース領域35とドレイン
領域37とを形成する。
After that, arsenic, which is an impurity of the conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11, is introduced into the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 25 is aligned to form the source region 35 and the drain region 37.

【0123】つぎに図14に示すように、層間絶縁膜4
1を全面に形成し、感光性樹脂をエッチングマスクに用
いて層間絶縁膜41をエッチングしてコンタクトホール
を形成する。
Next, as shown in FIG. 14, the interlayer insulating film 4
1 is formed on the entire surface, and the interlayer insulating film 41 is etched using a photosensitive resin as an etching mask to form a contact hole.

【0124】その後、配線材料を形成し、感光性樹脂を
エッチングマスクに用いて配線材料をエッチングして配
線43を形成する。
After that, a wiring material is formed, and the wiring material is etched using the photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 43.

【0125】この結果、メモリトランジスタ35に隣接
し、その両側にMOSトランジスタ37を有する半導体
不揮発性記憶装置を形成することができる。
As a result, a semiconductor nonvolatile memory device having the MOS transistor 37 adjacent to the memory transistor 35 and on both sides thereof can be formed.

【0126】さらに図15を用いて本発明の他の実施例
における半導体不揮発性記憶装置の構成を説明する。
The structure of a semiconductor nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0127】図6から図10を用いて説明した実施例と
図11から図14を用いて説明した実施例と、図15を
用いて説明する実施例の相違点は、MOSゲート絶縁膜
21の端面部と、窒化シリコン膜15とトップ酸化膜1
7との端面部との位置関係である。
The difference between the embodiment described with reference to FIGS. 6 to 10 and the embodiment described with reference to FIGS. 11 to 14 and the embodiment described with reference to FIG. End face, silicon nitride film 15 and top oxide film 1
7 is a positional relationship with 7 and the end surface portion.

【0128】すなわち図15に示すように、MOSゲー
ト絶縁膜21のソース領域35とドレイン領域37との
反対側の端面部、すなわちMOSゲート絶縁膜21の開
口端面部と、窒化シリコン膜15とトップ酸化膜17と
の端面部とは、ほぼ同じ位置になるようにしている。
That is, as shown in FIG. 15, the end surface portion of the MOS gate insulating film 21 on the opposite side of the source region 35 and the drain region 37, that is, the opening end surface portion of the MOS gate insulating film 21, the silicon nitride film 15 and the top surface. The end surface of the oxide film 17 and the end surface of the oxide film 17 are arranged at substantially the same position.

【0129】なおこの図15に示す半導体不揮発性記憶
装置を得るための製造方法は、図6から図10を用いて
説明した製造方法、あるいは図11から図14を用いて
説明した製造方法によって形成することができる。
The manufacturing method for obtaining the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 15 is the manufacturing method described with reference to FIGS. 6 to 10 or the manufacturing method described with reference to FIGS. 11 to 14. can do.

【0130】なお図15においては、MOSゲート絶縁
膜21の端面部と、窒化シリコン膜15の端面部とが接
するように構成しているが、MOSゲート絶縁膜21の
端面部と、窒化シリコン膜15の端面部のトップ酸化膜
17とが接するように構成してもよい。
Although the end face of the MOS gate insulating film 21 and the end face of the silicon nitride film 15 are in contact with each other in FIG. 15, the end face of the MOS gate insulating film 21 and the silicon nitride film are not in contact with each other. It may be configured so as to be in contact with the top oxide film 17 on the end face portion of 15.

【0131】すなわち、MOSゲート絶縁膜21と、窒
化シリコン膜15あるいはトップ酸化膜17との間に間
隙が発生しないように構成すればよい。
That is, it may be configured so that no gap is formed between the MOS gate insulating film 21 and the silicon nitride film 15 or the top oxide film 17.

【0132】そしてさらに図16に示すように、MOS
ゲート絶縁膜21の端面部と窒化シリコン膜15の端面
部とをほぼ同じ位置になるようにし、トップ酸化膜17
の一部がMOSゲート絶縁膜21と重なるように構成し
てもよい。このときはMOSゲート絶縁膜21の端面部
と、窒化シリコン膜15の端面部とは接触し、さらにM
OSゲート絶縁膜21の端面部とトンネル酸化膜13の
端面部とも接触する。
Further, as shown in FIG.
The end surface portion of the gate insulating film 21 and the end surface portion of the silicon nitride film 15 are set to substantially the same position, and the top oxide film 17
May be configured so as to partially overlap with the MOS gate insulating film 21. At this time, the end face portion of the MOS gate insulating film 21 and the end face portion of the silicon nitride film 15 are in contact with each other, and M
The end face portion of the OS gate insulating film 21 and the end face portion of the tunnel oxide film 13 are also in contact with each other.

【0133】この図16に示す構造の製造方法は、開口
を有するMOSゲート絶縁膜21を形成後、トンネル酸
化膜13と窒化シリコン膜15とを形成し、窒化シリコ
ン膜15の端面部とMOSゲート絶縁膜21の端面部と
をほぼ同じ位置になるようにパターニングし、その後、
酸化処理を行うことにより、窒化シリコン膜15の表面
にトップ酸化膜17を形成する。その後の工程は、図6
から図10、あるいは図11から14を用いて説明した
実施例と同じ処理処理を行えばよい。
In the method of manufacturing the structure shown in FIG. 16, the tunnel oxide film 13 and the silicon nitride film 15 are formed after forming the MOS gate insulating film 21 having an opening, and the end face portion of the silicon nitride film 15 and the MOS gate are formed. The end surface of the insulating film 21 is patterned so as to be at substantially the same position, and then,
By performing an oxidation process, the top oxide film 17 is formed on the surface of the silicon nitride film 15. The subsequent process is shown in FIG.
10 to 10 or the same processing as the embodiment described with reference to FIGS. 11 to 14 may be performed.

【0134】[0134]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
半導体不揮発性記憶装置の構造と製造方法とによれば、
ドレイン領域側にもソース領域側と同じようにMOSト
ランジスタを形成している。
As is apparent from the above description, according to the structure and the manufacturing method of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention,
MOS transistors are formed on the drain region side as well as on the source region side.

【0135】このため、メモリトランジスタが書き込み
状態で、情報の読み出しを行うときに発生するドレイン
領域とゲート電極間の高電位は、MOSトランジスタに
よって低下させることができる。したがって、ゲート電
圧−ドレイン電流特性におけるオフ電流の発生を抑える
ことができる。この結果、メモリトランジスタの情報書
き込み時のデータ不良は発生せず、信頼性の高い半導体
不揮発性記憶装置が得られる。
Therefore, the high potential between the drain region and the gate electrode, which is generated when reading information from the memory transistor in the written state, can be lowered by the MOS transistor. Therefore, it is possible to suppress the generation of off-current in the gate voltage-drain current characteristics. As a result, a data failure does not occur when writing information in the memory transistor, and a highly reliable semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図2】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the example of the invention.

【図3】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図4】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図5】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の構造と製造方法とを示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing method of a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図6】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図7】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図8】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図9】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶装
置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図10】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の構造と製造方法とを示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing method of a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図11】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図12】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図13】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の製造方法を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the example of the present invention.

【図14】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の構造と製造方法とを示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing method of a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図15】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の構造と製造方法とを示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing method of a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図16】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶
装置の構造と製造方法とを示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the structure and manufacturing method of a semiconductor nonvolatile memory device according to an example of the present invention.

【図17】従来例における半導体不揮発性記憶装置の構
造を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor nonvolatile memory device in a conventional example.

【図18】従来例における課題点を説明するためのゲー
ト電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the gate voltage and the drain current for explaining the problems in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 トンネル酸化膜 15 窒化シリコン膜 17 トップ酸化膜 19 メモリゲート絶縁膜 21 MOSゲート絶縁膜 25 ゲート電極 35 ソース領域 37 ドレイン領域 13 tunnel oxide film 15 silicon nitride film 17 top oxide film 19 memory gate insulating film 21 MOS gate insulating film 25 gate electrode 35 source region 37 drain region

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、メモリゲート絶縁膜の両側に設けるMOSゲー
ト絶縁膜と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜
との上に設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領
域に設け半導体基板と逆導電型のソース領域ドレイン領
域と、コンタクトホールを有する層間絶縁膜と、コンタ
クトホールを介してソース領域ドレイン領域と接続する
配線とを備えることを特徴とする半導体不揮発性記憶装
置。
1. A memory gate insulating film comprising a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, a MOS gate insulating film provided on both sides of the memory gate insulating film, a memory gate insulating film and a MOS gate. A gate electrode provided on the insulating film, a source region drain region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate provided in a region matching the gate electrode, an interlayer insulating film having a contact hole, and a source region drain region via the contact hole A semiconductor nonvolatile memory device, comprising: a wiring connected to the semiconductor nonvolatile memory device.
【請求項2】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、メモリゲート絶縁膜の両側にMOSゲート絶縁
膜を設け、MOSゲート絶縁膜の端面とトンネル酸化膜
と窒化シリコン膜とトップ酸化膜の端面とを接するよう
にし、メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上
に設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領域に設
け半導体基板と逆導電型のソース領域ドレイン領域と、
コンタクトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホ
ールを介してソース領域ドレイン領域と接続する配線と
を備えることを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
2. A memory gate insulating film comprising a tunnel oxide film, a silicon nitride film, and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and a MOS gate insulating film provided on both sides of the memory gate insulating film, and an end face of the MOS gate insulating film. A gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film such that the tunnel oxide film, the silicon nitride film, and the end surface of the top oxide film are in contact with each other, and provided in a region where the gate electrode is aligned, and the semiconductor substrate has a reverse conductivity. A source region and a drain region of the mold,
A semiconductor nonvolatile memory device comprising: an interlayer insulating film having a contact hole; and a wiring connected to the source region and the drain region through the contact hole.
【請求項3】 半導体基板に設けるMOSゲート絶縁膜
と、半導体基板に設けるトンネル酸化膜と、MOSゲー
ト絶縁膜上に一部が重なるように設ける窒化シリコン膜
とトップ酸化膜と、トンネル酸化膜と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜とからなるメモリゲート絶縁膜とMOSゲ
ート絶縁膜との上に設けるゲート電極と、ゲート電極の
整合した領域に設け半導体基板と逆導電型のソース領域
ドレイン領域と、コンタクトホールを有する層間絶縁膜
と、コンタクトホールを介してソース領域ドレイン領域
と接続する配線とを備えることを特徴とする半導体不揮
発性記憶装置。
3. A MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, a tunnel oxide film provided on a semiconductor substrate, a silicon nitride film and a top oxide film provided so as to partially overlap with each other on a MOS gate insulating film, and a tunnel oxide film. A gate electrode provided on a memory gate insulating film made of a silicon nitride film and a top oxide film and a MOS gate insulating film, a source region and a drain region of a conductivity type opposite to the semiconductor substrate provided in a region where the gate electrode is aligned, and a contact A semiconductor nonvolatile memory device comprising: an interlayer insulating film having a hole; and a wiring connected to a source region and a drain region through a contact hole.
【請求項4】 半導体基板に設けるMOSゲート絶縁膜
と、半導体基板に設けるトンネル酸化膜と、MOSゲー
ト絶縁膜の端面とほぼ同じ位置に設ける窒化シリコン膜
とトップ酸化膜と、トンネル酸化膜と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜とからなるメモリゲート絶縁膜とMOSゲ
ート絶縁膜との上に設けるゲート電極と、ゲート電極の
整合した領域に設け半導体基板と逆導電型のソース領域
ドレイン領域と、コンタクトホールを有する層間絶縁膜
と、コンタクトホールを介してソース領域ドレイン領域
と接続する配線とを備えることを特徴とする半導体不揮
発性記憶装置。
4. A MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, a tunnel oxide film provided on a semiconductor substrate, a silicon nitride film and a top oxide film provided at substantially the same position as an end face of the MOS gate insulating film, a tunnel oxide film and a nitride film. A gate electrode provided on a memory gate insulating film made of a silicon film and a top oxide film and a MOS gate insulating film, a source region and a drain region of a conductivity type opposite to that of a semiconductor substrate provided in a region where the gate electrode is aligned, and a contact hole A semiconductor non-volatile memory device comprising: an interlayer insulating film having: and a wiring connected to a source region and a drain region through a contact hole.
【請求項5】 半導体基板に設けるMOSゲート絶縁膜
と、MOSゲート絶縁膜の端面と窒化シリコン膜とトッ
プ酸化膜との端面とをほぼ同じ位置に設けてMOSゲー
ト絶縁膜と窒化シリコン膜とを接するようにし、トンネ
ル酸化膜と窒化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメ
モリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に設ける
ゲート電極と、このゲート電極の整合した領域に設け半
導体基板と逆導電型のソース領域ドレイン領域と、コン
タクトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホール
を介してソース領域ドレイン領域と接続する配線とを備
えることを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
5. A MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, and an end face of the MOS gate insulating film and an end face of a silicon nitride film and a top oxide film are provided at substantially the same position to form the MOS gate insulating film and the silicon nitride film. A gate electrode provided on the MOS gate insulating film and the memory gate insulating film made of the tunnel oxide film, the silicon nitride film, and the top oxide film so as to be in contact with each other, and provided in a region in which the gate electrode is aligned and having a conductivity opposite to that of the semiconductor substrate. A semiconductor non-volatile memory device comprising: a source region drain region of a mold, an interlayer insulating film having a contact hole, and a wiring connected to the source region drain region through the contact hole.
【請求項6】 半導体基板に設けるMOSゲート絶縁膜
と、MOSゲート絶縁膜の端面と窒化シリコン膜の端面
とをほぼ同じ位置に設け、トップ酸化膜の一部がMOS
ゲート絶縁膜と重なるようにしてMOSゲート絶縁膜と
窒化シリコン膜とを接するようにし、トンネル酸化膜と
窒化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート
絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に設けるゲート電極
と、このゲート電極の整合した領域に設け半導体基板と
逆導電型のソース領域ドレイン領域と、コンタクトホー
ルを有する層間絶縁膜と、コンタクトホールを介してソ
ース領域ドレイン領域と接続する配線とを備えることを
特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
6. A MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, an end surface of the MOS gate insulating film and an end surface of the silicon nitride film are provided at substantially the same position, and a part of the top oxide film is a MOS.
The MOS gate insulating film and the silicon nitride film are in contact with each other so as to overlap with the gate insulating film, and are provided on the memory gate insulating film including the tunnel oxide film, the silicon nitride film, and the top oxide film, and the MOS gate insulating film. A gate electrode, a source region / drain region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate provided in a region aligned with the gate electrode, an interlayer insulating film having a contact hole, and a wiring connected to the source region / drain region through the contact hole are provided. A semiconductor nonvolatile memory device, comprising:
【請求項7】 半導体基板に設けるMOSゲート絶縁膜
と、このMOSゲート絶縁膜の端面と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜との端面とをほぼ同じ位置に設けてMOS
ゲート絶縁膜とトップ酸化膜とを接するようにし、トン
ネル酸化膜と窒化シリコン膜とトップ酸化膜とからなる
メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に設け
るゲート電極と、ゲート電極の整合した領域に設ける半
導体基板と逆導電型のソース領域ドレイン領域と、コン
タクトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホール
を介してソース領域ドレイン領域と接続する配線とを備
えることを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
7. A MOS gate insulating film provided on a semiconductor substrate, and an end surface of this MOS gate insulating film and an end surface of a silicon nitride film and a top oxide film are provided at substantially the same position to form a MOS.
The gate electrode is aligned with the gate electrode provided on the memory gate insulating film composed of the tunnel oxide film, the silicon nitride film and the top oxide film and the MOS gate insulating film so that the gate insulating film and the top oxide film are in contact with each other. A semiconductor nonvolatile memory comprising a source region drain region having a conductivity type opposite to that of a semiconductor substrate provided in the region, an interlayer insulating film having a contact hole, and a wiring connected to the source region drain region through the contact hole. apparatus.
【請求項8】 半導体基板上にトンネル酸化膜と窒化シ
リコン膜を順次形成し、窒化シリコン膜上に感光性樹脂
を形成する工程と、感光性樹脂をエッチングマスクに用
いて窒化シリコン膜とトンネル酸化膜とをパターニング
する工程と、酸化処理を行うことにより半導体基板上に
MOSゲート絶縁膜と窒化シリコン膜上にトップ酸化膜
とを形成する工程と、ゲート電極材料を全面に形成し、
ゲート電極材料上に感光性樹脂を形成する工程と、感光
性樹脂をエッチングマスクに用いてゲート電極材料をパ
ターニングしてゲート電極を形成し、ゲート電極に整合
した領域の半導体基板に不純物を導入してソース領域ド
レイン領域を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成
し、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、配線を形
成する工程とを有することを特徴とする半導体不揮発性
記憶装置の製造方法。
8. A step of sequentially forming a tunnel oxide film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate and forming a photosensitive resin on the silicon nitride film, and a step of forming the photosensitive resin on the silicon nitride film and the tunnel oxide film using the photosensitive resin as an etching mask. A step of patterning the film, a step of forming a MOS gate insulating film on the semiconductor substrate and a top oxide film on the silicon nitride film by performing an oxidation process, and a gate electrode material is formed on the entire surface,
A step of forming a photosensitive resin on the gate electrode material, patterning the gate electrode material using the photosensitive resin as an etching mask to form a gate electrode, and introducing impurities into the semiconductor substrate in a region aligned with the gate electrode. And a step of forming an interlayer insulating film over the entire surface, forming a contact hole in the interlayer insulating film, and forming a wiring. Method.
【請求項9】 半導体基板上にMOSゲート絶縁膜を形
成し、MOSゲート絶縁膜上に感光性樹脂を形成し、感
光性樹脂をエッチングマスクに用いてMOSゲート絶縁
膜をパターニングする工程と、酸化処理を行うことによ
りMOSゲート絶縁膜の開口内の半導体基板にトンネル
酸化膜を形成し、全面に窒化シリコン膜とトップ酸化膜
とを形成し、トップ酸化膜上に感光性樹脂を形成する工
程と、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてトップ酸
化膜と窒化シリコン膜とをパターニングする工程と、ゲ
ート電極材料を全面に形成し、ゲート電極材料上に感光
性樹脂を形成する工程と、感光性樹脂をエッチングマス
クに用いてゲート電極材料をパターニングしてゲート電
極を形成し、ゲート電極に整合した領域の半導体基板に
不純物を導入してソース領域ドレイン領域を形成する工
程と、全面に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜にコンタ
クトホールを形成し、配線を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
9. A step of forming a MOS gate insulating film on a semiconductor substrate, forming a photosensitive resin on the MOS gate insulating film, patterning the MOS gate insulating film by using the photosensitive resin as an etching mask, and oxidation. A step of forming a tunnel oxide film on the semiconductor substrate in the opening of the MOS gate insulating film by performing processing, forming a silicon nitride film and a top oxide film on the entire surface, and forming a photosensitive resin on the top oxide film; A step of patterning a top oxide film and a silicon nitride film using a photosensitive resin as an etching mask, a step of forming a gate electrode material on the entire surface and forming a photosensitive resin on the gate electrode material, and a photosensitive resin Is used as an etching mask to form the gate electrode by patterning the gate electrode material, and impurities are introduced into the semiconductor substrate in the region aligned with the gate electrode. Manufacturing a semiconductor non-volatile memory device, which includes a step of forming a drain region and a step of forming an interlayer insulating film on the entire surface, forming a contact hole in the interlayer insulating film, and forming a wiring. Method.
【請求項10】 半導体基板上にMOSゲート絶縁膜を
形成し、このMOSゲート絶縁膜上に感光性樹脂を形成
し、感光性樹脂をエッチングマスクに使用してMOSゲ
ート絶縁膜をパターニングする工程と、酸化処理を行う
ことによってMOSゲート絶縁膜の開口内の半導体基板
にトンネル酸化膜を形成し、全面に窒化シリコン膜を形
成し、窒化シリコン膜上に感光性樹脂を形成する工程
と、感光性樹脂をエッチングマスクに用いて窒化シリコ
ン膜をパターニングし、酸化処理を行い窒化シリコン膜
上にトップ酸化膜を形成し、ゲート電極材料を全面に形
成し、ゲート電極材料上に感光性樹脂を形成する工程
と、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてゲート電極
材料をパターニングしてゲート電極を形成し、ゲート電
極に整合した領域の半導体基板に不純物を導入してソー
ス領域ドレイン領域を形成する工程と、全面に層間絶縁
膜を形成し、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
配線を形成する工程とを有することを特徴とする半導体
不揮発性記憶装置の製造方法。
10. A step of forming a MOS gate insulating film on a semiconductor substrate, forming a photosensitive resin on the MOS gate insulating film, and patterning the MOS gate insulating film using the photosensitive resin as an etching mask. A step of forming a tunnel oxide film on the semiconductor substrate in the opening of the MOS gate insulating film by performing an oxidation process, forming a silicon nitride film on the entire surface, and forming a photosensitive resin on the silicon nitride film; The silicon nitride film is patterned using the resin as an etching mask, an oxidation treatment is performed to form a top oxide film on the silicon nitride film, a gate electrode material is formed on the entire surface, and a photosensitive resin is formed on the gate electrode material. Step and pattern the gate electrode material using the photosensitive resin as an etching mask to form the gate electrode, A step of introducing impurities into the body substrate to form a source region and a drain region, an interlayer insulating film is formed on the entire surface, and a contact hole is formed in the interlayer insulating film,
A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, comprising the step of forming wiring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007109955A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Sharp Corp Semiconductor storage device and manufacturing method thereof

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