JPH0642548B2 - Method of manufacturing semiconductor memory device - Google Patents
Method of manufacturing semiconductor memory deviceInfo
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- JPH0642548B2 JPH0642548B2 JP62141395A JP14139587A JPH0642548B2 JP H0642548 B2 JPH0642548 B2 JP H0642548B2 JP 62141395 A JP62141395 A JP 62141395A JP 14139587 A JP14139587 A JP 14139587A JP H0642548 B2 JPH0642548 B2 JP H0642548B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、電気的に書換えが可能な不揮発性の半導体
記憶装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device.
(従来の技術) 従来、この種の不揮発性半導体記憶装置は、例えば第4
図に示すように構成されている。第4図において(a)
図はパターン平面図、(b)図は(a)図のA−A′線
に沿った断面構成図で、SGはセレクトトランジスタ、
CTはセルトランジスタ(データ記憶用トランジスタ)
を示している。上記セレクトトランジスタSGは、P型
半導体基板11の主表面に形成されるN+型のソース,ド
レイン領域12,13と、これらソース,ドレイン領域12,13
間のチャネル領域14上にゲート絶縁膜15を介して形成さ
れるゲート電極16とから構成される。また、上記セルト
ランジスタCTは、上記半導体基板11の主表面に形成さ
れるN+型のソース,ドレイン領域17,18と、これらソ
ース,ドレイン領域17,18間のチャネル領域19上に第1
のゲート絶縁膜20を介して形成されるフローティングゲ
ート電極21と、このフローティングゲート電極21上に第
2のゲート絶縁膜22を介して形成されるコントロールゲ
ート電極23とから構成されている。上記ゲート絶縁膜20
は、書込み時にファウラーノルトハイムトンネル電流が
流れやすくするための薄膜領域20aを有し、この領域20
aを介してフローティングゲート電極21に電子を注入す
るようになっている。なお、上記セレクトトランジスタ
SGのゲート電極16とセルトランジスタCTのフローテ
ィングゲート電極21は例えば同じ第1層目のポリシリコ
ン層から形成され、コントロールゲート電極23は第2層
目のポリシリコン層から成る。(Prior Art) Conventionally, this type of non-volatile semiconductor memory device is, for example, a fourth semiconductor device.
It is configured as shown in the figure. In Fig. 4 (a)
The figure is a plan view of the pattern, the figure (b) is a sectional view taken along the line AA 'in the figure (a), and SG is a select transistor,
CT is a cell transistor (transistor for data storage)
Is shown. The select transistor SG includes N + type source / drain regions 12 and 13 formed on the main surface of the P-type semiconductor substrate 11 and these source / drain regions 12 and 13.
The gate electrode 16 is formed on the intervening channel region 14 via the gate insulating film 15. Further, the cell transistor CT has a first region on the N + type source / drain regions 17 and 18 formed on the main surface of the semiconductor substrate 11 and a channel region 19 between the source and drain regions 17 and 18.
The floating gate electrode 21 is formed via the gate insulating film 20 and the control gate electrode 23 is formed on the floating gate electrode 21 via the second gate insulating film 22. Above gate insulation film 20
Has a thin film region 20a for facilitating Fowler-Nordheim tunnel current flow during writing.
Electrons are injected into the floating gate electrode 21 via a. The gate electrode 16 of the select transistor SG and the floating gate electrode 21 of the cell transistor CT are formed of, for example, the same first polysilicon layer, and the control gate electrode 23 is formed of the second polysilicon layer.
しかし、上記のようにセレクトトランジスタSGのゲー
ト電極16を第1層目のポリシリコン層で形成するために
は、まず第1層目のポリシリコン層をパターニングして
ゲート電極16とフローティングゲート電極21を形成した
後、第2のゲート絶縁膜22および第2層目のポリシリコ
ン層を順次形成し、第2層目のポリシリコン層をパター
ニングしてコントロールゲート電極23を形成する。この
際、第2層目のポリシリコン層のパターニング時に、第
1層目のポリシリコン層パターン(フローティングゲー
ト電極21)との間にマスクずれが生じ易く、セルトラン
ジスタCTにおけるフローティングゲート電極21とコン
トロールゲート電極23とのカップリング容量が充分大き
く取るためにはマスク合わせの余裕を取らなければなら
ず、フローティングゲート部を自己整合的に決定できな
い。このため、セル面積が増大して微細化に向かない。
これは、第2層目のポリシリコン層でセレクトトランジ
スタSGを形成する場合にも同様なことが言える。However, in order to form the gate electrode 16 of the select transistor SG with the first polysilicon layer as described above, first, the first polysilicon layer is patterned to form the gate electrode 16 and the floating gate electrode 21. Then, the second gate insulating film 22 and the second polysilicon layer are sequentially formed, and the second polysilicon layer is patterned to form the control gate electrode 23. At this time, when patterning the second polysilicon layer, a mask shift easily occurs between the first polysilicon layer pattern (floating gate electrode 21) and the floating gate electrode 21 in the cell transistor CT and the control. In order to secure a sufficiently large coupling capacitance with the gate electrode 23, a margin for mask alignment must be provided, and the floating gate cannot be determined in a self-aligned manner. For this reason, the cell area increases and it is not suitable for miniaturization.
The same applies to the case where the select transistor SG is formed of the second polysilicon layer.
上記セルトランジスタCTのフローティングゲート電極
21とコントロールゲート電極23とを自己整合的に形成す
るために、第1層目のポリシリコン層をパターニングし
てセレクトトランジスタSGのゲート電極16のみを予め
形成した後、このゲート電極16にも絶縁膜を介してコン
トロールゲート電極23と同じ層(第2層目)のポリシリ
コン層を形成し、同一のパターンで第2層目と第1層目
のポリシリコン層をエッチングしてセルトランジスタC
Tのコントロールゲート電極23とフローティングゲート
電極21とを形成した後、セレクトトランジスタSGのゲ
ート電極16上の上記第2層目のポリシリコン層をエッチ
ングして除去する方法も知られている。このようにセレ
クトトランジスタSGのゲート電極16上の第2層目のポ
リシリコン層を除去するのは、残存させておくとフロー
ティングゲート状態となるので素子特性に悪影響を及ぼ
す可能性があるためである。しかし、このような製造方
法を用いる場合には、2層目の導電層を形成する際に、
セルトランジスタ部は自己整合的に形成するために第1
層目と第2層目のポリシリコン層が重なった部分にレジ
ストを残し、マスクずれを考慮して第1層目の導電層よ
り内側にレジストを形成しなければならない。また、自
己整合的にセルトランジスタの電極を形成するために、
セレクトトランジスタの予め形成した第1層目の導電層
がマスクずれによりエッチングされないよう保護するた
めに、所定の間隔を取る必要から充分大きなレジストで
覆わなければならず、このため前述した製造方法と同様
に微細化に向かない欠点がある。Floating gate electrode of the cell transistor CT
In order to form the control gate electrode 23 and the control gate electrode 23 in a self-aligned manner, after patterning the first polysilicon layer to pre-form only the gate electrode 16 of the select transistor SG, the gate electrode 16 is also insulated. A polysilicon layer of the same layer (second layer) as the control gate electrode 23 is formed through the film, and the second and first polysilicon layers are etched in the same pattern to form the cell transistor C.
There is also known a method in which the control gate electrode 23 of T and the floating gate electrode 21 are formed, and then the second polysilicon layer on the gate electrode 16 of the select transistor SG is removed by etching. The reason why the second polysilicon layer on the gate electrode 16 of the select transistor SG is removed in this way is that if it is left, it will be in a floating gate state, which may adversely affect the device characteristics. . However, when such a manufacturing method is used, when the second conductive layer is formed,
In order to form the cell transistor portion in a self-aligned manner, the first
The resist must be left in the portion where the second-layer polysilicon layer overlaps, and the resist must be formed inside the first-layer conductive layer in consideration of the mask shift. Moreover, in order to form the electrode of the cell transistor in a self-aligned manner,
In order to protect the pre-formed first conductive layer of the select transistor from being etched by the mask shift, it is necessary to cover the resist layer with a sufficiently large resist because it is necessary to provide a predetermined gap, and therefore, similar to the manufacturing method described above. There is a drawback that is not suitable for miniaturization.
(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来の半導体記憶装置の製造方法で
は、自己整合的にセレクトトランジスタとセルトランジ
スタの電極を形成するとセレクトトランジスタのゲート
電極上の導電層がフローティング状態となる欠点があ
る。また、セル面積の増大を招くことなくセレクトトラ
ンジスタのフローティングの導電層を除去することがで
きない欠点がある。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional semiconductor memory device manufacturing method, when the electrodes of the select transistor and the cell transistor are formed in a self-aligned manner, the conductive layer on the gate electrode of the select transistor floats. There is a drawback of being in a state. In addition, there is a drawback that the floating conductive layer of the select transistor cannot be removed without increasing the cell area.
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、自己整合的にセレクトトラン
ジスタとセルトランジスタとを形成するにもかかわら
ず、セレクトトランジスタのゲート電極上の導電層がフ
ローティング状態となったり、セル面積が増大したりす
ることがない半導体記憶装置の製造方法を提供すること
である。The present invention has been made in view of the above circumstances,
The purpose thereof is that the conductive layer on the gate electrode of the select transistor may be in a floating state or the cell area may increase even though the select transistor and the cell transistor are formed in a self-aligned manner. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a semiconductor memory device which does not exist.
[発明の構成] (問題点を解決するための手段と作用) すなわち、この発明においては、上記の目的を達成する
ために、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、この第
1の絶縁膜上に第1のポリシリコン層(第1の導電層)
を形成する。次に、このポリシリコン層上に第2の絶縁
膜を形成し、上記第2の絶縁膜および第1のポリシリコ
ン層を選択的に除去して第1の開孔を形成した後、全面
に第2のポリシリコン層(第2の導電層)を形成する。
続いて、上記第2のポリシリコン層を選択的に除去して
第2の開孔を形成し、上記第2のポリシリコン層,第2
の絶縁膜および第1のポリシリコン層を同一のパターン
で自己整合的に選択的に除去する。そして、全面に第3
の絶縁膜を形成し上記第1,第2の開孔内における上記
第1,第2のポリシリコン層上にそれぞれコンタクトホ
ールを形成し、上記第3の絶縁膜上に配線層を形成して
上記第1のポリシリコン層と第2のポリシリコン層とを
接続するようにしている。[Configuration of Invention] (Means and Actions for Solving Problems) That is, in the present invention, in order to achieve the above object, a first insulating film is formed on a semiconductor substrate, and the first insulating film is formed. First polysilicon layer (first conductive layer) on the insulating film
To form. Next, a second insulating film is formed on the polysilicon layer, the second insulating film and the first polysilicon layer are selectively removed to form a first opening, and then the whole surface is formed. A second polysilicon layer (second conductive layer) is formed.
Subsequently, the second polysilicon layer is selectively removed to form a second opening, and the second polysilicon layer and the second polysilicon layer are formed.
The insulating film and the first polysilicon layer are selectively removed in the same pattern in a self-aligned manner. And the third on the whole surface
Forming an insulating film, forming contact holes on the first and second polysilicon layers in the first and second openings, respectively, and forming a wiring layer on the third insulating film. The first polysilicon layer and the second polysilicon layer are connected to each other.
このような製造方法によれば、第1層目のポリシリコン
層と第2層目ポリシリコン層とを同一のパターンでエッ
チングするのでマスクずれを考慮する必要はなく、パタ
ーン面積の増大を招くことなく自己整合的にセルトラン
ジスタのフローティングゲート電極とコントロールゲー
ト電極を形成できる。また、セレクトトランジスタのゲ
ート電極とこのゲート電極上に残存されている第2層目
ポリシリコン層とを接続しているので、ゲート電極上の
ポリシリコン層がフローティング状態となることによる
素子特性への悪影響を防止できる。According to such a manufacturing method, since the first-layer polysilicon layer and the second-layer polysilicon layer are etched in the same pattern, it is not necessary to consider mask misalignment, resulting in an increase in pattern area. Instead, the floating gate electrode and the control gate electrode of the cell transistor can be formed in a self-aligned manner. Further, since the gate electrode of the select transistor and the second-layer polysilicon layer remaining on this gate electrode are connected to each other, the device characteristics due to the polysilicon layer on the gate electrode being in a floating state It is possible to prevent adverse effects.
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第3図(a),(b)は半導体記憶装置のメモリ
セル部(セレクトトランジスタSGおよびセルトランジ
スタCT)のパターン平面図および断面構成図をそれぞ
れ示しており、第3図において前記第4図と同一構成部
分には同じ符号を付している。前記第4図の構成と異な
るのは、図示する如くセレクトトランジスタSGのゲー
ト電極16上にシリコン酸化膜221/シリコン窒化膜222/
シリコン酸化膜223から成る3層構造の絶縁膜を介して
セルトランジスタCTのコントロールゲート電極23と同
じ第2層目のポリシリコン層24が形成されていることで
ある。また、セルトランジスタCTにおけるフローティ
ングゲート電極21とコントロールゲート電極23との間の
絶縁膜として、上記3層構造膜が用いられている。上記
ポリシリコン層24は動作時にフローティング状態となら
ないように、ゲート電極16と電気的に接続する。この接
続部は、例えば同一のワード線に何か所か設けている。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 3 (a) and 3 (b) respectively show a pattern plan view and a sectional configuration view of the memory cell portion (select transistor SG and cell transistor CT) of the semiconductor memory device, and FIG. The same reference numerals are given to the same components. The difference from the configuration of FIG. 4 is that, as shown in the figure, the silicon oxide film 22 1 / silicon nitride film 22 2 / on the gate electrode 16 of the select transistor SG.
It is that the silicon oxide film 22 3 3-layer polycrystalline silicon layer 24 of the insulating film of the same second layer and the control gate electrode 23 of the cell transistor CT via structure consisting of is formed. The three-layer structure film is used as an insulating film between the floating gate electrode 21 and the control gate electrode 23 in the cell transistor CT. The polysilicon layer 24 is electrically connected to the gate electrode 16 so as not to be in a floating state during operation. This connection portion is provided at several places on the same word line, for example.
第1図(a)〜(1)は上記ゲート電極16とポリシリコ
ン層24との接続部の製造工程を順次示すもので、(1)
図のパターン平面図を第2図に示す。上記第3図に示す
メモリセル部と、上記第1図および第2図に示す第1層
目のポリシリコン層(ゲート電極16)と第2層目のポリ
シリコン層24との接続部は次のようにして形成する。FIGS. 1 (a) to 1 (1) sequentially show a manufacturing process of a connecting portion between the gate electrode 16 and the polysilicon layer 24.
The pattern plan view of the figure is shown in FIG. The memory cell portion shown in FIG. 3 and the connection portion between the first polysilicon layer (gate electrode 16) and the second polysilicon layer 24 shown in FIGS. 1 and 2 are as follows. To be formed.
まず、(a)図に示すように半導体基板11上に素子分離
用のフィールド酸化膜25を形成し、このフィールド酸化
膜25で分離された素子領域に不純物のイオン注入を行な
ってN+型の拡散層17を形成する。次に、素子領域の半
導体基板11上に絶縁膜(ゲート絶縁膜15,20)を形成
し、上記拡散層17上の薄膜の形成予定領域(20a)のゲ
ート酸化膜20を選択的に除去した後、再び半導体基板11
の熱酸化を行なって厚さが約100Å程度の薄膜領域20
aを形成する。First, as shown in FIG. 3A, a field oxide film 25 for element isolation is formed on a semiconductor substrate 11, and impurity element ions are implanted into the element region isolated by the field oxide film 25 to form an N + -type The diffusion layer 17 is formed. Next, an insulating film (gate insulating films 15 and 20) is formed on the semiconductor substrate 11 in the element region, and the gate oxide film 20 in the thin film formation region (20a) on the diffusion layer 17 is selectively removed. After that, again the semiconductor substrate 11
The thin film region with a thickness of about 100Å by thermal oxidation of 20
a is formed.
次に、上記フィールド酸化膜25上および上記絶縁膜20上
の全面に第1層目のポリシリコン層26をデポジション形
成する。続いて、このポリシリコン層26の熱酸化を行な
って表面にシリコン酸化膜221を形成し、このシリコン
酸化膜221上にSi3N4膜222をデポジション形成する。
引続き、上記Si3N4膜222上にシリコン酸化膜223を形
成することにより酸化膜/窒化膜/酸化膜のONO構造
膜を形成する。このONO構造膜を用いるのは、窒化膜
の誘電率が酸化膜(SiO2膜)より高く、酸化膜のみ
で上記第1層目のポリシリコン層26とこれから形成する
第2層目のポリシリコン層との間の容量を得る場合より
も小さなパターン面積で大きな容量が得られるためであ
る。第1層目のポリシリコン層26と第2層目のポリシリ
コン層との間の絶縁膜は、第1層目のポリシリコン層26
から成るフローティングゲート電極21からの電荷の漏れ
を低くするため、および第1層目のポリシリコン層26と
第2層目のポリシリコン層との間の耐圧を向上させるた
めには、ある程度の膜厚が必要である。従って、Si3
N4膜を用いればSiO2膜のみの時と同じ厚さで大きな
容量が得られる。不揮発性の半導体記憶装置において
は、第2層目ポリシリコン層から成るコントロールゲー
ト電極23に高電位を印加し、このコントロールゲート電
極23とフローティングゲート電極21との容量結合により
フローティングゲート電極21の電位を上昇せしめて電子
を薄い酸化膜部分(薄膜領域20a)からフローティング
ゲート電極21に注入するので、フローティングゲート電
極21とコントロールゲート電極23との間の容量が大きい
方がフローティングゲート電極21の電位の上昇が大きく
なって好ましい。Next, a first polysilicon layer 26 is deposited on the entire surface of the field oxide film 25 and the insulating film 20. Subsequently, this by performing thermal oxidation of the polysilicon layer 26 to form a silicon oxide film 22 1 on the surface, depositing an Si 3 N 4 film 22 2 on the silicon oxide film 22 1.
Subsequently, a silicon oxide film 22 3 is formed on the Si 3 N 4 film 22 2 to form an ONO structure film of oxide film / nitride film / oxide film. This ONO structure film is used because the dielectric constant of the nitride film is higher than that of the oxide film (SiO 2 film), and the first-layer polysilicon layer 26 and the second-layer polysilicon to be formed are composed of only the oxide film. This is because a large capacitance can be obtained with a small pattern area as compared with the case where a capacitance between the layers is obtained. The insulating film between the first polysilicon layer 26 and the second polysilicon layer is the first polysilicon layer 26.
In order to reduce the leakage of charges from the floating gate electrode 21 made of, and to improve the breakdown voltage between the first polysilicon layer 26 and the second polysilicon layer, a certain amount of film Thickness is required. Therefore, Si 3
If the N 4 film is used, a large capacity can be obtained with the same thickness as when only the SiO 2 film is used. In the nonvolatile semiconductor memory device, a high potential is applied to the control gate electrode 23 made of the second polysilicon layer, and the potential of the floating gate electrode 21 is changed by capacitive coupling between the control gate electrode 23 and the floating gate electrode 21. Since electrons are injected into the floating gate electrode 21 from the thin oxide film portion (the thin film region 20a) by increasing the voltage, the larger the capacitance between the floating gate electrode 21 and the control gate electrode 23 is, the larger the potential of the floating gate electrode 21 becomes. This is preferable because the rise is large.
次に、上記第1層目のポリシリコン層26をパターニング
するために、全面にフォトレジスト27を塗布してパター
ニングを行なう((b)図)。次に、上記フォトレジス
トパターン27をマスクとして上記シリコン酸化膜223,
シリコン窒化膜222,シリコン酸化膜221、およびポリシ
リコン層26を除去して開孔26aを形成する((c)
図)。メモリセル部では第3図(a)の破線内が取り除
かれる部分となる。この時、メモリセル部以外の周辺回
路のポリシリコン層26も同時にパターニングする。続い
て、上記エッチングのマスクとして用いフォトレジスト
パターン27を剥離し、ポリシリコン層26の側壁を酸化し
た後、第2層目のポリシリコン層28をデポジション形成
する((d)図)。この時、周辺回路部分にも上記第2
層目のポリシリコン層28が形成されるので、次の工程で
メモリセル部を除く周辺回路部のポリシリコン層28をエ
ッチングして除去する。この際、第1層目のポリシリコ
ン層26と第2層目のポリシリコン層28とのコンタクトを
取るために、(e)図に示すようにフォトレジスト29を
塗布してパターニングを行ない、このフォトレジストパ
ターン29をマスクとして上記第2層目のポリシリコン層
28をエッチングする。これによって、メモリセルアレイ
中に第2層目のポリシリコン層28のない部分(開孔28
a)が形成される((f)図)。Next, in order to pattern the first-layer polysilicon layer 26, a photoresist 27 is applied on the entire surface and patterning is performed ((b) figure). Next, using the photoresist pattern 27 as a mask, the silicon oxide film 22 3 ,
The silicon nitride film 22 2 , the silicon oxide film 22 1 and the polysilicon layer 26 are removed to form an opening 26a ((c)).
Figure). In the memory cell portion, the inside of the broken line in FIG. 3 (a) is a portion to be removed. At this time, the polysilicon layer 26 of the peripheral circuit other than the memory cell portion is also patterned at the same time. Subsequently, the photoresist pattern 27 used as a mask for the etching is removed, the side wall of the polysilicon layer 26 is oxidized, and then the second polysilicon layer 28 is deposited (FIG. 3D). At this time, the above-mentioned second
Since the polysilicon layer 28 of the layer is formed, the polysilicon layer 28 of the peripheral circuit portion except the memory cell portion is etched and removed in the next step. At this time, in order to make contact between the first polysilicon layer 26 and the second polysilicon layer 28, a photoresist 29 is applied and patterned as shown in FIG. The second polysilicon layer is formed by using the photoresist pattern 29 as a mask.
Etch 28. As a result, a portion (opening 28) where the second polysilicon layer 28 is not present in the memory cell array.
a) is formed (Fig. (f)).
次に、セレクトトランジスタSGとセルトランジスタC
Tを形成するために、再び全面にフォトレジスト30を塗
布してパターニングを行ない((g)図)、このフォト
レジストパターン30をマスクとして上記第2層目のポリ
シリコン層28、シリコン酸化膜223、シリコン窒化膜2
22、シリコン酸化膜221、および第1層目のポリシリコ
ン層26を選択的に除去する((h)図)。この際、セル
トランジスタCTのコントロールゲート電極23、フロー
ティングゲート電極21、およびセレクトトランジスタの
第2ゲート電極(第2層目のポリシリコン層)24と第1
ゲート電極16が同一のレジストパターン30によって自己
整合的に形成される。Next, the select transistor SG and the cell transistor C
In order to form T, a photoresist 30 is applied again on the entire surface and patterned (FIG. 3G). Using the photoresist pattern 30 as a mask, the second polysilicon layer 28 and the silicon oxide film 22 are formed. 3 , silicon nitride film 2
2 2 , the silicon oxide film 22 1 and the first polysilicon layer 26 are selectively removed ((h) figure). At this time, the control gate electrode 23 of the cell transistor CT, the floating gate electrode 21, the second gate electrode (second polysilicon layer) 24 of the select transistor and the first
The gate electrode 16 is formed by the same resist pattern 30 in a self-aligned manner.
その後、全面に酸化膜31を形成し((i)図)、この酸
化膜31上にフォトレジスト32を塗布してパターニングし
た後((j)図)、このフォトレジストパターン32をマ
スクとしてコンタクトホール331,332を形成する
((k)図)。After that, an oxide film 31 is formed on the entire surface (Fig. (I)), and a photoresist 32 is applied on the oxide film 31 and patterned (Fig. (J)). Then, using the photoresist pattern 32 as a mask, a contact hole is formed. 33 1 and 33 2 are formed ((k) figure).
その後、全面にアルミニウム層34を蒸着形成し、このア
ルミニウム層34をパターニングして配線を行なう。上記
アルミ配線34によって、セレクトトランジスタSGの第
1層目のポリシリコン層26と第2層目のポリシリコン層
28とが接続され、セレクトトランジスタSGの第1ゲー
ト電極16と第2ゲート電極24とが電気的に接続される。After that, an aluminum layer 34 is formed on the entire surface by vapor deposition, and the aluminum layer 34 is patterned to provide wiring. By the aluminum wiring 34, the first polysilicon layer 26 and the second polysilicon layer of the select transistor SG are formed.
28 is connected, and the first gate electrode 16 and the second gate electrode 24 of the select transistor SG are electrically connected.
そして、上記コントロールゲート電極23および第2ゲー
ト電極24をマスクとして不純物のイオン注入を行なっ
て、自己整合的にN+型拡散層12,13,18を形成する。Then, impurity ions are implanted using the control gate electrode 23 and the second gate electrode 24 as a mask to form the N + -type diffusion layers 12, 13, and 18 in a self-aligned manner.
このような製造方法によれば、自己整合的にセルトラン
ジスタCTのフローティングゲート電極21とコントロー
ルゲート電極23を形成でき、セレクトトランジスタSG
の第1ゲート電極16と第2ゲート電極24とを上記第1図
および第2図に示した接続部で電気的に接続しているの
で第2層目のポリシリコン層(第2ゲート電極24)がフ
ローティング状態となることはなく、このポリシリコン
層24を除去する必要はない。また、セルトランジスタC
Tのフローティングゲート電極21とコントロールゲート
電極23とを自己整合的に形成する際、マスクずれによる
ダメージからセレクトトランジスタSGのゲート電極16
を保護するために、このゲート電極16上に形成する第2
層目のポリシリコン層を充分大きくする必要もない。従
って、パターン面積を縮小でき、微細化が可能である。
さらに、セレクトトランジスタSGのゲート電極を2層
のポリシリコン層(第1ゲート電極16,第2ゲート電極
24)の並列接続で形成しているので、ワード線の配線抵
抗を約1/2に低減でき、アクセス速度の高速化も図れ
る。According to such a manufacturing method, the floating gate electrode 21 and the control gate electrode 23 of the cell transistor CT can be formed in a self-aligning manner, and the select transistor SG can be formed.
Since the first gate electrode 16 and the second gate electrode 24 are electrically connected at the connection portion shown in FIGS. 1 and 2, the second polysilicon layer (second gate electrode 24 ) Does not float and it is not necessary to remove this polysilicon layer 24. Also, the cell transistor C
When the floating gate electrode 21 of T and the control gate electrode 23 are formed in a self-aligned manner, the gate electrode 16 of the select transistor SG is damaged due to damage caused by mask misalignment.
A second layer formed on the gate electrode 16 to protect the
It is not necessary to make the polysilicon layer of the first layer sufficiently large. Therefore, the pattern area can be reduced and miniaturization is possible.
Further, the gate electrode of the select transistor SG is formed of two polysilicon layers (first gate electrode 16 and second gate electrode 16).
Since it is formed by parallel connection of 24), the wiring resistance of the word line can be reduced to about 1/2 and the access speed can be increased.
なお、上記実施例では、第1層目と第2層目のポリシリ
コン層の接続のためのコンタクトホールはそれぞれポリ
シリコン層が1層しかない部分に形成しているが、これ
はなるべく段差の少ない部分で開孔したほうが露光時の
歩留りが良いからである。また、開孔26a(第1図
(c))の形成時に周辺回路のポリシリコン層を同時に
パターニングしたが、これは別々の工程で行なっても良
い。例えば周辺回路の第2層目のポリシリコン層28を除
去した後、周辺回路の第1層目のポリシリコン層をパタ
ーニングしても良い。この場合は、第1層目のポリシリ
コン層をデポジション形成し、パターニングしてから酸
化してSi3N4膜を形成するようにしても良い。更に、
第2層目のポリシリコン層28を選択的に除去して第2の
開孔28aを形成する工程は、全面に第2層目のポリシリ
コン層28を形成した後、上記セレクトトランジスタおよ
びセルトランジスタの第2層目のポリシリコン層28,第
2の絶縁膜22および第1層目のポリシリコン層26を自己
整合的に選択的に除去してから実行しても良い。また、
N+型拡散層12,13,18の形成は、ゲート電極23,24を
マスクとして自己整合的に行なっても良いが、例えばゲ
ート電極23,24をマスクとして自己整合的にN−型不純
物層を形成して再びレジストで覆ってパターニングした
後、N型の不純物をイオン注入してN+型不純物層をゲ
ート電極23,24から離して形成しても良い。このように
すると、ブレークダウン電圧が高くなり、より高い電圧
を印加できるので、電子の注入,放出のプログラムの効
率を上げることができる。In the above-described embodiment, the contact holes for connecting the first and second polysilicon layers are formed in the portions each having only one polysilicon layer. This is because the yield at the time of exposure is better when the holes are formed in a small number of areas. Although the polysilicon layer of the peripheral circuit is patterned at the same time when the opening 26a (FIG. 1 (c)) is formed, this may be performed in separate steps. For example, after removing the second-layer polysilicon layer 28 of the peripheral circuit, the first-layer polysilicon layer of the peripheral circuit may be patterned. In this case, the first polysilicon layer may be deposited, patterned, and then oxidized to form the Si 3 N 4 film. Furthermore,
The step of selectively removing the second-layer polysilicon layer 28 to form the second opening 28a is performed by forming the second-layer polysilicon layer 28 on the entire surface and then selecting the select transistor and the cell transistor. Alternatively, the second polysilicon layer 28, the second insulating film 22, and the first polysilicon layer 26 may be selectively removed in a self-aligned manner. Also,
Formation of N + -type diffusion layer 12, 13, 18 is a gate electrode 23 and 24 may be performed in a self-aligned manner as the mask, for example, a self-aligning manner N gate electrodes 23 and 24 as a mask - -type impurity layer Then, after patterning is performed by covering with a resist again, N type impurities are ion-implanted to form the N + type impurity layer away from the gate electrodes 23 and 24. By doing so, the breakdown voltage becomes high and a higher voltage can be applied, so that the efficiency of electron injection / emission programming can be improved.
また、上記実施例ではセルトランジスタCTのフローテ
ィングゲート電極21とコントロールゲート電極23との間
の絶縁膜としてONO構造膜を用いたが、1層のシリコ
ン酸化膜を用いても良いのは勿論である。Further, although the ONO structure film is used as the insulating film between the floating gate electrode 21 and the control gate electrode 23 of the cell transistor CT in the above embodiment, it goes without saying that one layer of silicon oxide film may be used. .
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、自己整合的にセ
レクトトランジスタとセルトランジスタとを形成するに
もかかわらず、セレクトトランジスタのゲート電極上の
導電層がフローティング状態となったり、セル面積が増
大したりすることがない半導体記憶装置の製造方法が得
られる。As described above, according to the present invention, although the select transistor and the cell transistor are formed in a self-aligned manner, the conductive layer on the gate electrode of the select transistor is in a floating state, A method for manufacturing a semiconductor memory device that does not increase the cell area can be obtained.
第1図ないし第3図はそれぞれこの発明の一実施例に係
わる半導体記憶装置の製造方法について説明するための
図、第4図は従来の半導体記憶装置の製造方法について
説明するための図である。 SG…セレクトトランジスタ、CT…セルトランジス
タ、11…半導体基板、15,20…第1の絶縁膜、16,21,
26…第1のポリシリコン層(第1の導電層)、221,2
22,223…第2の絶縁膜、26a…第1の開孔、23,24,2
8…第2のポリシリコン層(第2の導電層)、28a…第
2の開孔、31…第3の絶縁膜、331,332…コンタクトホ
ール、34…配線層。1 to 3 are diagrams for explaining a method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing a conventional semiconductor memory device. . SG ... Select transistor, CT ... Cell transistor, 11 ... Semiconductor substrate, 15, 20 ... First insulating film, 16, 21,
26 ... First polysilicon layer (first conductive layer), 22 1 , 2
2 2 , 22 3 ... Second insulating film, 26a ... First opening, 23, 24, 2
8 ... second polysilicon layer (second conductive layer), 28a ... second hole, 31 ... third insulating film, 33 1, 33 2 ... contact hole 34 ... wiring layer.
Claims (6)
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、全面に第2の導電層を形成する工程と、この
第2の導電層を選択的に除去して開孔を形成する工程
と、上記セレクトトランジスタおよびセルトランジスタ
の上記第2の導電層,第2の絶縁膜および第1の導電層
を自己整合的に選択的に除去する工程と、全面に第3の
絶縁膜を形成し、上記開孔内における上記第1の導電層
上に位置する上記第3の絶縁膜及び上記第2の絶縁膜に
第1のコンタクトホール、上記第2の導電層上に位置す
る上記第3の絶縁膜に第2のコンタクトホールをそれぞ
れ形成する工程と、上記第3の絶縁膜上に配線層を形成
して上記第1の導電層と第2の導電層とを接続する工程
とを具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方
法。1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode; forming a first insulating film on a semiconductor substrate; A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of forming a second insulating film on the first conductive layer, and a step of forming a second conductive layer on the entire surface. , A step of selectively removing the second conductive layer to form an opening, and self-aligning the second conductive layer, the second insulating film, and the first conductive layer of the select transistor and the cell transistor. Selectively and selectively removing the third insulating film and the third insulating film formed on the entire surface of the third insulating film and the second insulating film located on the first conductive layer in the opening. First contact ho A step of forming a second contact hole in the third insulating film located on the second conductive layer, and a wiring layer formed on the third insulating film to form the first conductive film. And a step of connecting the second conductive layer to the second conductive layer.
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、全面に第2の導電層を形成する工程と、上記
セレクトトランジスタおよびセルトランジスタの上記第
2の導電層,第2の絶縁膜および第1の導電層を自己整
合的に選択的に除去する工程と、上記第2の導電層を選
択的に除去して開孔を形成する工程と、全面に第3の絶
縁膜を形成し、上記開孔内における上記第1の導電層上
に位置する上記第3の絶縁膜及び上記第2の絶縁膜に第
1のコンタクトホール、上記第2の導電層上に位置する
上記第3の絶縁膜に第2のコンタクトホールをそれぞれ
形成する工程と、上記第3の絶縁膜上に配線層を形成し
て上記第1の導電層と第2の導電層とを接続する工程と
を具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方
法。2. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode; and a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate. A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of forming a second insulating film on the first conductive layer, and a step of forming a second conductive layer on the entire surface. A step of selectively removing the second conductive layer, the second insulating film, and the first conductive layer of the select transistor and the cell transistor in a self-aligned manner, and selectively removing the second conductive layer. To form an opening, and a third insulating film is formed on the entire surface to form the third insulating film and the second insulating film located on the first conductive layer in the opening. First contact ho A step of forming a second contact hole in the third insulating film located on the second conductive layer, and a wiring layer formed on the third insulating film to form the first conductive film. And a step of connecting the second conductive layer to the second conductive layer.
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層を選択的に除去して第1の
開孔を形成する工程と、上記第1の導電層上に第2の絶
縁膜を形成する工程と、全面に第2の導電層を形成する
工程と、この第2の導電層を選択的に除去して第2の開
孔を形成する工程と、上記セレクトトランジスタおよび
セルトランジスタの上記第2の導電層,第2の絶縁膜お
よび第1の導電層を自己整合的に選択的に除去する工程
と、全面に第3の絶縁膜を形成し上記第1,第2の開孔
内における上記第1の導電層上および第2の導電層上に
それぞれコンタクトホールを形成する工程と、上記第3
の絶縁膜上に配線層を形成して上記第1の導電層と第2
の導電層とを接続する工程とを具備することを特徴とす
る半導体記憶装置の製造方法。3. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode; forming a first insulating film on a semiconductor substrate; A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of selectively removing the first conductive layer to form a first opening, and a step of forming the first conductive layer on the first conductive layer. A step of forming a second insulating film, a step of forming a second conductive layer on the entire surface, a step of selectively removing the second conductive layer to form a second opening, The step of selectively removing the second conductive layer, the second insulating film, and the first conductive layer of the select transistor and the cell transistor in a self-aligned manner, and forming the third insulating film on the entire surface to form the first conductive layer. , The second in the second aperture A step of the conductive layer and the second conductive layer forming the respective contact holes, the third
Forming a wiring layer on the insulating film of the first conductive layer and the second conductive layer.
And a step of connecting the conductive layer with the conductive layer.
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層を選択的に除去して第1の
開孔を形成する工程と、上記第1の導電層上に第2の絶
縁膜を形成する工程と、全面に第2の導電層を形成する
工程と、上記セレクトトランジスタおよびセルトランジ
スタの上記第2の導電層,第2の絶縁膜および第1の導
電層を自己整合的に選択的に除去する工程と、上記第2
の導電層を選択的に除去して第2の開孔を形成する工程
と、全面に第3の絶縁膜を形成し上記第1,第2の開孔
内における上記第1の導電層上および第2の導電層上に
それぞれコンタクトホールを形成する工程と、上記第3
の絶縁膜上に配線層を形成して上記第1の導電層と第2
の導電層とを接続する工程とを具備することを特徴とす
る半導体記憶装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode; forming a first insulating film on a semiconductor substrate; A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of selectively removing the first conductive layer to form a first opening, and a step of forming the first conductive layer on the first conductive layer. Forming a second insulating film on the entire surface, forming a second conductive layer on the entire surface, the second conductive layer, the second insulating film and the first conductive layer of the select transistor and the cell transistor. And selectively removing the self-alignment
Selectively removing the conductive layer to form a second opening, and forming a third insulating film on the entire surface to form a second insulating film on the first conductive layer in the first and second openings. A step of forming contact holes on the second conductive layer, and
Forming a wiring layer on the insulating film of the first conductive layer and the second conductive layer.
And a step of connecting the conductive layer with the conductive layer.
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、この第2の絶縁膜および上記第1の導電層を
選択的に除去して第1の開孔を形成する工程と、全面に
第2の導電層を形成する工程と、上記セレクトトランジ
スタおよびセルトランジスタの上記第2の導電層,第2
の絶縁膜および第1の導電層を自己整合的に選択的に除
去する工程と、上記第2の導電層を選択的に除去して第
2の開孔を形成する工程と、全面に第3の絶縁膜を形成
し上記第1,第2の開孔内における上記第1の導電層上
および第2の導電層上にそれぞれコンタクトホールを形
成する工程と、上記第3の絶縁膜上に配線層を形成して
上記第1の導電層と第2の導電層とを接続する工程とを
具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。5. A method of manufacturing a semiconductor memory device comprising a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode, and a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of forming a second insulating film on the first conductive layer, the second insulating film and the first conductive film. A step of selectively removing the layer to form a first opening; a step of forming a second conductive layer on the entire surface; and a step of forming the second conductive layer of the select transistor and the cell transistor,
Selectively removing the insulating film and the first conductive layer in a self-alignment manner, a step of selectively removing the second conductive layer to form a second opening, and a third surface over the entire surface. And forming contact holes on the first conductive layer and the second conductive layer in the first and second openings, and wiring on the third insulating film. And a step of forming a layer to connect the first conductive layer and the second conductive layer to each other.
とから成るメモリセルを備え、上記セルトランジスタは
フローティングゲート電極を有する半導体記憶装置の製
造方法において、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に第1の導電層を形成す
る工程と、この第1の導電層上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、この第2の絶縁膜および上記第1の導電層を
選択的に除去して第1の開孔を形成する工程と、全面に
第2の導電層を形成する工程と、この第2の導電層を選
択的に除去して第2の開孔を形成する工程と、上記セレ
クトトランジスタおよびセルトランジスタの上記第2の
導電層,第2の絶縁膜および第1の導電層を自己整合的
に選択的に除去する工程と、全面に第3の絶縁膜を形成
し上記第1,第2の開孔内における上記第1の導電層上
および第2の導電層上にそれぞれコンタクトホールを形
成する工程と、上記第3の絶縁膜上に配線層を形成して
上記第1の導電層と第2の導電層とを接続する工程とを
具備することを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。6. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising: a memory cell including a select transistor and a cell transistor, wherein the cell transistor has a floating gate electrode; and a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, A step of forming a first conductive layer on the first insulating film, a step of forming a second insulating film on the first conductive layer, the second insulating film and the first conductive film. A step of selectively removing the layer to form a first opening, a step of forming a second conductive layer on the entire surface, and a step of selectively removing the second conductive layer to form a second opening And a step of selectively removing the second conductive layer, the second insulating film, and the first conductive layer of the select transistor and the cell transistor in a self-aligned manner, and a third insulating layer over the entire surface. The film is formed and the first and second Forming a contact hole on each of the first conductive layer and the second conductive layer in the opening; and forming a wiring layer on the third insulating film to form the first conductive layer and the first conductive layer. And a step of connecting to the second conductive layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62141395A JPH0642548B2 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method of manufacturing semiconductor memory device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62141395A JPH0642548B2 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method of manufacturing semiconductor memory device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63306670A JPS63306670A (en) | 1988-12-14 |
JPH0642548B2 true JPH0642548B2 (en) | 1994-06-01 |
Family
ID=15290996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62141395A Expired - Lifetime JPH0642548B2 (en) | 1987-06-08 | 1987-06-08 | Method of manufacturing semiconductor memory device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0642548B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR940009644B1 (en) * | 1991-11-19 | 1994-10-15 | 삼성전자 주식회사 | Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
JP2000068484A (en) | 1998-08-19 | 2000-03-03 | Nec Corp | Nonvolatile semiconductor memory device and, manufacture thereof, and microcomputer incorporating nonvolatile semiconductor memory device and manufacture thereof |
-
1987
- 1987-06-08 JP JP62141395A patent/JPH0642548B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63306670A (en) | 1988-12-14 |
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