JPH10107163A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

Info

Publication number
JPH10107163A
JPH10107163A JP25686296A JP25686296A JPH10107163A JP H10107163 A JPH10107163 A JP H10107163A JP 25686296 A JP25686296 A JP 25686296A JP 25686296 A JP25686296 A JP 25686296A JP H10107163 A JPH10107163 A JP H10107163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
insulating film
along
gate electrode
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25686296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Ikeda
良広 池田
Satohiko Sato
聡彦 佐藤
Yoshiaki Funatsu
圭亮 船津
Akihiko Konno
秋彦 紺野
Tsutomu Okazaki
勉 岡崎
Masataka Kato
正高 加藤
Tetsuo Adachi
哲生 足立
Osamu Tsuchiya
修 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25686296A priority Critical patent/JPH10107163A/en
Publication of JPH10107163A publication Critical patent/JPH10107163A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize lower voltage of a non-volatile memory element mounted on a semiconductor integrated circuit device, and to raise yield of the semiconductor integrated circuit device. SOLUTION: Relating to the semiconductor integrated circuit device comprising a non-volatile memory element Q, a length W1 along the gate width direction of the interface between a charge storage gate electrode FG, and a first gate insulation film 3 is made shorter than a length W2 along the gate width direction of the interface between the charge storage gate electrode FG and the second gate insulation film 12. Relating to its manufacturing method, on a center area of the surface of the gate insulation film 3, a gate material 4 of profile of inverted trapezoid along gate's longitudinal direction is formed, and on the side wall surface of the gate material 4, a side wall spacer is formed. In addition, a thermal oxidation insulation film is formed on an active area of the main surface of a substrate 1. Further, using an anisotropic etching for forming a protective film on the side wall and an insotropic etching with the protective film as mask, the gate material 4 is patterned for prescribing a length along gate's width direction, for forming the charge storage gate electrode FG.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置に関し、特に、半導体基板の主面の活性領域上に第1
ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極(フローテ
ィングゲート電極)が形成され、前記電荷蓄積ゲート電
極上に第2ゲート絶縁膜を介在して制御ゲート電極(コ
ントロールゲート電極)が形成された不揮発性記憶素子
を有する半導体集積回路装置に適用して有効な技術に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit device having a first surface on an active region on a main surface of a semiconductor substrate.
A non-volatile memory in which a charge storage gate electrode (floating gate electrode) is formed with a gate insulating film interposed and a control gate electrode (control gate electrode) is formed on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed The present invention relates to a technology effective when applied to a semiconductor integrated circuit device having a storage element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置として、フラッシュ
メモリと称される半導体集積回路装置が、例えば特開平
6−77437号公報に開示されている。この半導体集
積回路装置は、書き込み動作及び消去動作をトンネル効
果によって行う不揮発性記憶素子を行列状に複数個配置
し、1つのメモリブロックを構成している。メモリブロ
ックは、行列状に複数個配置され、メモリアレイ部を構
成している。
2. Description of the Related Art As a semiconductor integrated circuit device, a semiconductor integrated circuit device called a flash memory is disclosed in, for example, JP-A-6-77437. In this semiconductor integrated circuit device, a plurality of nonvolatile memory elements for performing a writing operation and an erasing operation by a tunnel effect are arranged in a matrix to constitute one memory block. A plurality of memory blocks are arranged in a matrix to form a memory array unit.

【0003】前記不揮発性記憶素子は、半導体基板の主
面の活性領域に構成されている。この不揮発性記憶素子
は、主に、チャネル形成領域として使用される半導体基
板、第1ゲート絶縁膜、電荷蓄積ゲート電極(フローテ
ィングゲート電極)、第2ゲート絶縁膜、制御ゲート電
極(コントロールゲート電極)、ソース領域及びドレイン
領域である一対の半導体領域(不純物領域)で構成されて
いる。
The nonvolatile memory element is formed in an active region on a main surface of a semiconductor substrate. This nonvolatile memory element mainly includes a semiconductor substrate used as a channel forming region, a first gate insulating film, a charge storage gate electrode (floating gate electrode), a second gate insulating film, and a control gate electrode (control gate electrode). , And a pair of semiconductor regions (impurity regions) that are a source region and a drain region.

【0004】前記不揮発性記憶素子は、ゲート長方向に
沿って延在するワード線とゲート幅方向に沿って延在す
るデータ線との交差部に配置されている。ワード線は、
このワード線が延在する方向に沿って配置された複数個
の不揮発性記憶素子の夫々の制御ゲート電極と一体化さ
れ、例えば不純物が導入された多結晶珪素膜で形成され
ている。データ線は、このデータ線が延在する方向に沿
って配置された複数個の不揮発性記憶素子の夫々のドレ
イン領域に選択用トランジスタを介して電気的に接続さ
れ、例えばアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜等の
金属膜で形成されている。このデータ線はワード線より
も上層に形成されている。
The nonvolatile memory element is arranged at an intersection of a word line extending along the gate length direction and a data line extending along the gate width direction. Word lines are
A plurality of nonvolatile memory elements arranged along the direction in which the word lines extend are integrated with respective control gate electrodes, and are formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced. The data line is electrically connected to each drain region of a plurality of nonvolatile memory elements arranged along the direction in which the data line extends through a selection transistor, for example, an aluminum film or an aluminum alloy film. And the like. This data line is formed above the word line.

【0005】前記不揮発性記憶素子のソース領域及びド
レイン領域である一対の半導体領域の夫々は、ゲート幅
方向に沿って配置された他の不揮発性記憶素子のソース
領域及びドレイン領域である一対の半導体領域の夫々と
一体化されるように、ゲート幅方向に沿って連続的に形
成されている。つまり、不揮発性記憶素子のソース領域
である一方の半導体領域はローカルソース線として構成
され、ドレイン領域である他方の半導体領域はローカル
データ線として構成されている。以下、不揮発性記憶素
子を有する半導体集積回路装置の製造プロセスについて
説明する。
A pair of semiconductor regions, which are a source region and a drain region of the nonvolatile memory element, respectively, are a pair of semiconductor regions which are a source region and a drain region of another nonvolatile memory element arranged along the gate width direction. It is formed continuously along the gate width direction so as to be integrated with each of the regions. That is, one semiconductor region that is a source region of the nonvolatile memory element is configured as a local source line, and the other semiconductor region that is a drain region is configured as a local data line. Hereinafter, a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element will be described.

【0006】まず、p型半導体基板の主面の非活性領域
上に、その主面の活性領域のゲート長方向に沿う長さを
規定するフィールド絶縁膜を周知の選択酸化法で形成す
る。このフィールド絶縁膜はゲート幅方向に沿って連続
的に延在する。
First, a field insulating film for defining the length of the active region on the main surface along the gate length direction is formed on the inactive region on the main surface of the p-type semiconductor substrate by a known selective oxidation method. This field insulating film continuously extends along the gate width direction.

【0007】次に、前記p型半導体基板の主面の活性領
域上に第1ゲート絶縁膜を形成し、その後、前記第1ゲ
ート絶縁膜の中央領域上に、不純物が導入された多結晶
珪素膜で形成され、上面が耐酸化性のマスクで被覆さ
れ、かつゲート長方向に沿う長さが規定された第1ゲー
ト材を形成する。この第1ゲート材、耐酸化性のマスク
の夫々は、ゲート幅方向に沿って連続的に延在する。
Next, a first gate insulating film is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate, and then polycrystalline silicon doped with impurities is formed on the central region of the first gate insulating film. A first gate material is formed of a film, the upper surface of which is covered with an oxidation-resistant mask, and whose length along the gate length direction is defined. Each of the first gate material and the oxidation resistant mask continuously extends along the gate width direction.

【0008】次に、前記p型半導体基板の主面の活性領
域に、前記フィールド絶縁膜及び第1ゲート材に対して
自己整合でn型不純物を導入し、ソース領域及びドレイ
ン領域である一対のn型半導体領域を形成する。このソ
ース領域及びドレイン領域である一対のn型半導体領域
の夫々は、ゲート幅方向に沿って配置される他の不揮発
性記憶素子のソース領域及びドレイン領域である一対の
n型半導体領域の夫々と一体化されるように、ゲート幅
方向に沿って連続的に延在する。
Next, an n-type impurity is introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate in a self-aligned manner with respect to the field insulating film and the first gate material, thereby forming a pair of a source region and a drain region. An n-type semiconductor region is formed. Each of the pair of n-type semiconductor regions serving as the source region and the drain region is connected to each of the pair of n-type semiconductor regions serving as the source region and the drain region of another nonvolatile memory element arranged along the gate width direction. It extends continuously along the gate width direction so as to be integrated.

【0009】次に、前記第1ゲート材のゲート長方向の
互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上にサイドウ
ォールスペーサを形成する。サイドウォールスペーサ
は、前記耐酸化性のマスクの表面上を含むp型半導体基
板の主面上の全面に例えば酸化珪素膜をCVD(hemic
al apor eposition)法で堆積した後、この酸化珪素
膜に異方性エッチングを施すことにより形成される。サ
イドウォールスペーサは、前記第1ゲート材と同様に、
ゲート幅方向に沿って連続的に延在する。
Next, a sidewall spacer is formed on each of two opposing side walls in the gate length direction of the first gate material. Sidewall spacers, p-type CVD on the entire surface, for example, a silicon oxide film on the main surface of the semiconductor substrate (C hemic including on the surface of the oxidation-resistant mask
After depositing at al V apor D eposition) process, it is formed by applying anisotropic etching to the silicon oxide film. The side wall spacer is similar to the first gate material,
It extends continuously along the gate width direction.

【0010】次に、前記p型半導体基板の主面の活性領
域に、前記フィールド絶縁膜及びサイドウォールスペー
サに対して自己整合でn型不純物を導入し、ソース領域
及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域を形成す
る。このソース領域及びドレイン領域である一対のn+型
半導体領域の夫々は、ゲート幅方向に沿って配置される
他の不揮発性記憶素子のソース領域及びドレイン領域で
ある一対のn+型半導体領域の夫々と一体化されるよう
に、ゲート幅方向に沿って連続的に延在する。この工程
により、ローカルソース線、ローカルデータ線の夫々が
形成される。
Next, an n-type impurity is introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate in a self-aligned manner with respect to the field insulating film and the side wall spacer, thereby forming a pair of n + A type semiconductor region is formed. Each of the pair of n + -type semiconductor regions serving as the source region and the drain region is connected to each of the pair of n + -type semiconductor regions serving as the source region and the drain region of another nonvolatile memory element arranged along the gate width direction. It extends continuously along the gate width direction so as to be integrated. By this step, a local source line and a local data line are formed.

【0011】次に、熱酸化処理を施し、前記フィールド
絶縁膜とサイドウォールスペーサとの間のp型半導体基
板の主面の活性領域上に一対の熱酸化絶縁膜を形成す
る。この一対の熱酸化絶縁膜の夫々は、前記第1ゲート
材と同様にゲート幅方向に沿って連続的に延在し、一対
のn+型半導体領域の夫々の表面上を被覆する。
Next, a thermal oxidation process is performed to form a pair of thermal oxide insulating films on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate between the field insulating film and the sidewall spacer. Each of the pair of thermal oxide insulating films extends continuously along the gate width direction similarly to the first gate material, and covers the respective surfaces of the pair of n + -type semiconductor regions.

【0012】次に、前記耐酸化性のマスクを除去し、そ
の後、前記第1ゲート材の表面上に、不純物が導入され
た多結晶珪素膜で形成され、かつゲート長方向に沿う長
さが規定された第2ゲート材を形成する。この第2ゲー
ト材は、第1ゲート材と同様に、ゲート幅方向に沿って
連続的に延在する。
Next, the oxidation-resistant mask is removed, and thereafter, a polycrystalline silicon film doped with an impurity is formed on the surface of the first gate material and has a length along the gate length direction. A prescribed second gate material is formed. The second gate material continuously extends along the gate width direction, like the first gate material.

【0013】次に、前記第2ゲート材の表面上に第2ゲ
ート絶縁膜を形成し、その後、前記第2ゲート絶縁膜の
表面上に、不純物が導入された多結晶珪素膜からなる第
3ゲート材を形成する。
Next, a second gate insulating film is formed on the surface of the second gate material, and then a third gate insulating film made of a polycrystalline silicon film doped with impurities is formed on the surface of the second gate insulating film. A gate material is formed.

【0014】次に、前記第3ゲート材、第2ゲート絶縁
膜、第2ゲート材、第1ゲート材の夫々に、ゲート幅方
向に沿う長さを規定するパターンニングを順次行い、前
記第3ゲート材で制御ゲート電極及びワード線を形成す
ると共に、第2ゲート材、第1ゲート材の夫々で電荷蓄
積ゲート電極を形成する。この工程により、不揮発性記
憶素子が形成される。
Next, the third gate material, the second gate insulating film, the second gate material, and the first gate material are each sequentially patterned to define a length along a gate width direction. A control gate electrode and a word line are formed from the gate material, and a charge storage gate electrode is formed from each of the second gate material and the first gate material. By this step, a nonvolatile memory element is formed.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述の半
導体集積回路装置について検討した結果、以下の問題点
を見出した。
The present inventor has studied the above-mentioned semiconductor integrated circuit device, and has found the following problems.

【0016】(1)前記半導体集積回路装置において、
不揮発性記憶素子のカップリング比(容量結合比)は、
半導体基板(チャネル形成領域)と電荷蓄積ゲート電極
との間の第1ゲート絶縁膜に生じる容量をC1、電荷蓄
積ゲート電極と制御ゲート電極との間の第2ゲート絶縁
膜に生じる容量をC2とした場合、〔C2/(C1+C
2)〕で表わされる。一方、制御ゲート電極に電圧Vcg
を印加した場合、電荷蓄積ゲート電極の電圧Vfgは、
〔1/(C1/C2+1)〕×Vcgで表わされる。つま
り、不揮発性記憶素子のカップリング比を大きくするこ
とにより、電荷蓄積ゲート電極の電圧Vfgを高めること
ができるので、制御ゲート電極に印加する電圧Vcgを低
く設定することができ、不揮発性記憶素子の低電圧化を
図ることができる。
(1) In the semiconductor integrated circuit device,
The coupling ratio (capacitive coupling ratio) of the nonvolatile memory element is
The capacitance generated in the first gate insulating film between the semiconductor substrate (channel formation region) and the charge storage gate electrode is C1, and the capacitance generated in the second gate insulating film between the charge storage gate electrode and the control gate electrode is C2. When [C2 / (C1 + C
2)]. On the other hand, the voltage Vcg is applied to the control gate electrode.
Is applied, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode becomes
It is represented by [1 / (C1 / C2 + 1)] × Vcg. That is, by increasing the coupling ratio of the nonvolatile memory element, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode can be increased, so that the voltage Vcg applied to the control gate electrode can be set low. Voltage can be reduced.

【0017】しかしながら、不揮発性記憶素子のカップ
リング比は、高集積化による不揮発性記憶素子の微細化
に伴って小さくなる。このため、電荷蓄積ゲート電極の
電圧Vfgが低くなるので、制御ゲート電極に印加する電
圧を高く設定しなければならず、不揮発性記憶素子の低
電圧化を図ることができない。
However, the coupling ratio of the nonvolatile memory element becomes smaller as the nonvolatile memory element becomes finer due to higher integration. For this reason, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode becomes low, so that the voltage applied to the control gate electrode must be set high, and the voltage of the nonvolatile memory element cannot be reduced.

【0018】(2)前記半導体集積回路装置の製造プロ
セスにおいて、図38(断面図)に示すように、フィール
ド絶縁膜2とサイドウォールスペーサ8との間の半導体
基板1の主面の活性領域上に一対の熱酸化絶縁膜10を
形成する際、第1ゲート材4と半導体基板1との間に、
第1ゲート材4の側壁面側からその中央部に向ってゲー
トバースビーク(熱酸化絶縁膜)10Aが成長し、第1ゲ
ート材4のゲート長方向に沿う断面が台形状に変化し、
第1ゲート材4の側壁面側の一部にサイドウォールスペ
ーサ8が覆い被さる状態となる。このため、第1ゲート
材4に、ゲート幅方向に沿う長さを規定するパターンニ
ングを異方性エッチングで施す際、図39(断面図)に示
すように、第1ゲート材4の一部4Aが残存し、ゲート
幅方向に配置される不揮発性記憶素子間において短絡が
生じ、半導体集積回路装置の歩留まりが著しく低下す
る。なお、図38において、符号5は耐酸化性のマスク
であり、図38及び図39において、符号9はソース領
域及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域であ
る。
(2) In the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device, as shown in FIG. 38 (cross-sectional view), on the active region on the main surface of the semiconductor substrate 1 between the field insulating film 2 and the sidewall spacer 8. When a pair of thermal oxide insulating films 10 is formed on the semiconductor substrate 1 between the first gate material 4 and the semiconductor substrate 1,
A gate bar beak (thermally oxidized insulating film) 10A grows from the side wall surface side of the first gate material 4 toward the center thereof, and the cross section along the gate length direction of the first gate material 4 changes into a trapezoidal shape.
The side wall spacer 8 covers a part of the first gate member 4 on the side wall surface side. For this reason, when patterning is performed on the first gate material 4 by anisotropic etching to define the length along the gate width direction, as shown in FIG. 39 (cross-sectional view), a part of the first gate material 4 is formed. 4A remains, a short circuit occurs between the nonvolatile memory elements arranged in the gate width direction, and the yield of the semiconductor integrated circuit device is significantly reduced. In FIG. 38, reference numeral 5 denotes an oxidation-resistant mask, and in FIGS. 38 and 39, reference numeral 9 denotes a pair of n + -type semiconductor regions that are a source region and a drain region.

【0019】本発明の目的は、半導体集積回路装置に塔
載される不揮発性記憶素子の低電圧化を図ることが可能
な技術を提供することにある。これによってチップ面積
の縮小を可能とする。
An object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the voltage of a nonvolatile memory element mounted on a semiconductor integrated circuit device. Thereby, the chip area can be reduced.

【0020】また、本発明の他の目的は、前記目的を達
成する製造技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a manufacturing technique which achieves the above object.

【0021】また、本発明の他の目的は、半導体集積回
路装置の歩留まりを高めることが可能な技術を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of increasing the yield of a semiconductor integrated circuit device.

【0022】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0023】[0023]

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

【0024】(1)半導体基板の主面の活性領域上に第
1ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成さ
れ、前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介
在して制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置であって、前記電荷蓄積ゲー
ト電極と前記第1ゲート絶縁膜との界面のゲート幅方向
に沿う長さを、前記電荷蓄積ゲート電極と前記第2ゲー
ト絶縁膜との界面のゲート幅方向に沿う長さに比べて短
く構成する。
(1) A charge storage gate electrode is formed on an active region on a main surface of a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween, and is controlled on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed. A semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element having a gate electrode formed thereon, wherein a length of an interface between the charge storage gate electrode and the first gate insulating film along a gate width direction is set to the charge storage gate electrode. And the length of the interface between the gate and the second gate insulating film along the gate width direction.

【0025】(2)半導体基板の主面の活性領域上に第
1ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成さ
れ、前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介
在して制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置の製造方法であって、(a)
前記第1ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート長方向に沿う
長さが規定されたゲート材を形成し、その後、前記ゲー
ト材の表面上に第2ゲート絶縁膜を形成し、その後、前
記第2ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート幅方向に沿う長
さが規定された制御ゲート電極を形成する工程と、
(b)炭素とフッ素を含むエッチングガスを用いた異方
性エッチング法を使用し、前記第2ゲート絶縁膜に、ゲ
ート幅方向に沿う長さを規定するパターンニングを施す
と共に、前記第2ゲート絶縁膜から露出されたゲート材
にオーバーエッチングを施す工程と、(c)等方性エッ
チング法を使用し、前記ゲート材に、ゲート幅方向に沿
う長さを規定するパターンニングを施して、前記ゲート
材からなる電荷蓄積ゲート電極を形成する工程を備え
る。
(2) A charge storage gate electrode is formed on the active region on the main surface of the semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween, and is controlled on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element having a gate electrode formed thereon, comprising: (a)
Forming a gate material having a defined length along a gate length direction on the surface of the first gate insulating film; forming a second gate insulating film on the surface of the gate material; (2) forming a control gate electrode having a defined length along the gate width direction on the surface of the gate insulating film;
(B) patterning the second gate insulating film to define a length along a gate width direction by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine; Performing a step of over-etching the gate material exposed from the insulating film; and (c) patterning the gate material using an isotropic etching method to define a length along a gate width direction. Forming a charge storage gate electrode made of a gate material;

【0026】(3)半導体基板の主面の活性領域上に第
1ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成さ
れ、前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介
在して制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を
有し、この不揮発性記憶素子をゲート幅方向に沿って複
数個配置した半導体集積回路装置の製造方法であって、
(a)前記第1ゲート絶縁膜の表面の中央領域上に、ゲ
ート長方向に沿う長さが規定され、ゲート長方向に沿う
断面が逆台形状で形成され、かつゲート幅方向に沿って
連続的に延在するゲート材を形成する工程と、(b)前
記ゲート材のゲート長方向の互いに対向する2つの側壁
面の夫々の表面上に、ゲート幅方向に沿って連続的に延
在するサイドウォールスペーサを形成する工程と、
(c)熱酸化処理を施し、前記半導体基板の主面の活性
領域に、ゲート幅方向に沿って連続的に延在する熱酸化
絶縁膜を形成する工程と、(d)前記ゲート材にゲート
幅方向に沿う長さを規定するパターンニングを施し、前
記ゲート材からなる電荷蓄積ゲート電極を形成する工程
を備える。
(3) A charge storage gate electrode is formed on the active region on the main surface of the semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween, and is controlled on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a nonvolatile memory element having a gate electrode formed thereon; and a plurality of nonvolatile memory elements arranged along a gate width direction.
(A) A length along a gate length direction is defined on a central region of a surface of the first gate insulating film, a cross section along the gate length direction is formed in an inverted trapezoidal shape, and is continuous along a gate width direction. (B) continuously extending along the gate width direction on each of two opposing side walls in the gate length direction of the gate material. Forming a side wall spacer;
(C) performing a thermal oxidation process to form a thermal oxide insulating film extending continuously along the gate width direction in an active region on the main surface of the semiconductor substrate; and (d) forming a gate on the gate material. Forming a charge storage gate electrode made of the gate material by performing patterning for defining a length along the width direction.

【0027】上述した手段(1)によれば、電荷蓄積ゲ
ート電極と制御ゲート電極との間の第2ゲート絶縁膜に
生じる容量C2と、電荷蓄積ゲート電極と半導体基板
(チャネル形成領域)との間の第1ゲート絶縁膜に生じ
る容量C1とで表わされる不揮発性記憶素子のカップリ
ング比〔C2/(C1+C2)〕を大きくすることができ
るので、電荷蓄積ゲート電極の電圧Vfgを高めることが
できる。この結果、制御ゲート電極に印加する電圧Vcg
を低く設定することができるので、不揮発性記憶素子の
低電圧化を図ることができる。
According to the above means (1), the capacitance C2 generated in the second gate insulating film between the charge storage gate electrode and the control gate electrode, and the capacitance C2 between the charge storage gate electrode and the semiconductor substrate (channel formation region) Since the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element expressed by the capacitance C1 generated in the first gate insulating film between the two can be increased, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode can be increased. . As a result, the voltage Vcg applied to the control gate electrode
Can be set low, so that the voltage of the nonvolatile memory element can be reduced.

【0028】また、不揮発性記憶素子の低電圧化を図る
ことができるので、高電圧回路を設ける必要がなくな
り、これに相当する分、半導体集積回路装置の集積度を
高めることができる。
Further, since the voltage of the nonvolatile memory element can be reduced, it is not necessary to provide a high voltage circuit, and the integration degree of the semiconductor integrated circuit device can be increased correspondingly.

【0029】上述した手段(2)によれば、炭素とフッ
素を含むエッチングガスを用いた異方性エッチング法を
使用し、第2ゲート絶縁膜に、ゲート幅方向に沿う長さ
を規定するパターンニングを施すと共に、第2ゲート絶
縁膜から露出されたゲート材にオーバーエッチングを施
す際、炭素を主成分とする堆積成分が制御ゲート電極の
側壁面、第2ゲート絶縁膜の側壁面及びオーバーエッチ
ングされたゲート材の側壁面に付着し、これらの側壁面
上に保護膜が形成されるので、等方性エッチング法を使
用し、ゲート材に、ゲート幅方向に沿う長さを規定する
パターンニングを施して、ゲート材からなる電荷蓄積ゲ
ート電極を形成する際、制御ゲート電極の側壁面、第2
ゲート絶縁膜の側壁面及びオーバーエッチングされたゲ
ート材の側壁面はサイドエッチングされない。従って、
電荷蓄積ゲート電極と第1ゲート絶縁膜との界面のゲー
ト幅方向に沿う長さを電荷蓄積ゲート電極と第2ゲート
絶縁膜との界面のゲート幅方向に沿う長さに比べて短く
することができる。
According to the above-mentioned means (2), a pattern for defining the length along the gate width direction is formed on the second gate insulating film by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine. When performing the etching and over-etching the gate material exposed from the second gate insulating film, the deposition component containing carbon as a main component is formed on the side wall surface of the control gate electrode, the side wall surface of the second gate insulating film, and the over-etching. Since the protective film adheres to the side wall surfaces of the formed gate material and a protective film is formed on these side wall surfaces, patterning is performed by using an isotropic etching method to define a length of the gate material along the gate width direction. To form a charge storage gate electrode made of a gate material, the side wall surface of the control gate electrode,
The side wall surface of the gate insulating film and the side wall surface of the over-etched gate material are not side-etched. Therefore,
The length of the interface between the charge storage gate electrode and the first gate insulating film along the gate width direction may be shorter than the length of the interface between the charge storage gate electrode and the second gate insulating film along the gate width direction. it can.

【0030】上述した手段(3)によれば、熱酸化処理
を施し、半導体基板の主面の活性領域上に、ゲート幅方
向に沿って連続的に延在する熱酸化絶縁膜を形成する
際、ゲート材と半導体基板との間に、ゲート材の側壁面
側からその中央部に向ってゲートバースビーク(熱酸化
絶縁膜)が成長し、このゲートバーズビークの成長によ
ってゲート材のゲート長方向に沿う断面が逆台形状から
矩形状に変化し、ゲート材の側壁面側の一部にサイドウ
ォールスペーサが覆い被さる状態を抑制できるので、ゲ
ート材にゲート幅方向に沿う長さを規定するパターンニ
ングを施し、ゲート材からなる電荷蓄積ゲート電極を形
成する際、ゲート幅方向における電荷蓄積ゲート電極間
において、ゲート材の一部が残存することはない。この
結果、ゲート幅方向に配置される不揮発性記憶素子間で
の短絡を防止できるので、半導体集積回路装置の歩留ま
りを高めることができる。
According to the above means (3), the thermal oxidation treatment is performed to form a thermal oxide insulating film extending continuously along the gate width direction on the active region on the main surface of the semiconductor substrate. Between the gate material and the semiconductor substrate, a gate bar beak (thermally oxidized insulating film) grows from the side wall surface side of the gate material toward the central portion thereof, and the growth of the gate bird's beak causes the gate material to grow in the gate length direction. The cross-section along the gate changes from an inverted trapezoidal shape to a rectangular shape, and it is possible to suppress the state where the side wall spacers cover a part of the side wall surface side of the gate material, so that the gate material defines a length along the gate width direction. When forming a charge storage gate electrode made of a gate material by performing fining, a part of the gate material does not remain between the charge storage gate electrodes in the gate width direction. As a result, a short circuit between the nonvolatile memory elements arranged in the gate width direction can be prevented, so that the yield of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0032】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0033】(実施形態1)本実施形態は、フラッシュ
メモリ(半導体集積回路装置)に本発明を適用した第1実
施形態である。
(Embodiment 1) This embodiment is a first embodiment in which the present invention is applied to a flash memory (semiconductor integrated circuit device).

【0034】図1は、フラッシュメモリの要部等価回路
図であり、図2は前記フラッシュメモリの要部平面図で
あり、図3は図2に示すA−A線の位置で切った断面図
であり、図4はB−B線の位置で切った断面図である。
なお、図2において、図を見易くするため、後述する熱
酸化絶縁膜10、層間絶縁膜15、データ線DL等は図
示を省略している。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a main part of the flash memory, FIG. 2 is a plan view of the main part of the flash memory, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA shown in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB.
Note that, in FIG. 2, a thermal oxide insulating film 10, an interlayer insulating film 15, a data line DL, and the like, which will be described later, are omitted for easy viewing.

【0035】本実施形態のフラッシュメモリは、図1に
示すように、書き込み動作及び消去動作をトンネル効果
によって行う不揮発性記憶素子Qを行列状に配置し、1
つのメモリブロックMBを構成している。メモリブロッ
クMBは、行列状に複数個配置され、メモリアレイ部を
構成している。
As shown in FIG. 1, the flash memory according to the present embodiment has nonvolatile memory elements Q for performing a write operation and an erase operation by a tunnel effect, which are arranged in a matrix.
One memory block MB. A plurality of memory blocks MB are arranged in a matrix to form a memory array unit.

【0036】前記不揮発性記憶素子Qは、ゲート長方向
に沿って延在するワード線WLとゲート幅方向に沿って
延在するデータ線DLとの交差部に配置されている。ワ
ード線WLは、このワード線WLが延在する方向に沿っ
て配置された複数個の不揮発性記憶素子Qの夫々の制御
ゲート電極と一体化され、電気的に接続されている。
The nonvolatile memory element Q is arranged at the intersection of a word line WL extending along the gate length direction and a data line DL extending along the gate width direction. The word line WL is integrated with and electrically connected to each control gate electrode of the plurality of nonvolatile memory elements Q arranged along the direction in which the word line WL extends.

【0037】前記データ線DLが延在する方向に沿って
配置された複数個の不揮発性記憶素子Qの夫々のドレイ
ン領域は、ローカルデータ線LDLを介して選択用トラ
ンジスタST1の一方の半導体領域に電気的に接続され
ている。この選択用トランジスタST1の他方の半導体
領域はデータ線DLに電気的に接続されている。また、
データ線DLが延在する方向に沿って配置された複数個
の不揮発性記憶素子Qの夫々のソース領域は、ローカル
ソース線LSLを介して選択用トランジスタST2の一
方の半導体領域に電気的に接続されている。この選択用
トランジスタST2の他方の半導体領域はソース線SL
に電気的に接続されている。このように構成されるフラ
ッシュメモリは、不揮発性記憶素子Qの消去動作をワー
ド線毎又はメモリブロックMB毎若しくはメモリアレイ
部全体で行うことができる。
Each drain region of the plurality of nonvolatile memory elements Q arranged along the direction in which the data line DL extends is connected to one semiconductor region of the selection transistor ST1 via the local data line LDL. It is electrically connected. The other semiconductor region of the selection transistor ST1 is electrically connected to the data line DL. Also,
Each source region of the plurality of nonvolatile storage elements Q arranged along the direction in which the data line DL extends is electrically connected to one semiconductor region of the selection transistor ST2 via the local source line LSL. Have been. The other semiconductor region of the selection transistor ST2 is connected to the source line SL
Is electrically connected to In the flash memory configured as described above, the erasing operation of the nonvolatile memory element Q can be performed for each word line, each memory block MB, or the entire memory array unit.

【0038】次に、前記不揮発性記憶素子Qの具体的な
構造について、図2、図3及び図4を用いて説明する。
Next, a specific structure of the nonvolatile memory element Q will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 4. FIG.

【0039】前記不揮発性記憶素子Qは、図3に示すよ
うに、単結晶珪素からなるp型半導体基板1の主面の活
性領域に構成されている。この不揮発性記憶素子Qは、
主に、チャネル形成領域として使用されるp型半導体基
板1、ゲート絶縁膜3、電荷蓄積ゲート電極(フローテ
ィングゲート電極)FG、ゲート絶縁膜12、制御ゲー
ト電極(コントロールゲート電極)CG、ソース領域及び
ドレイン領域で構成されている。ソース領域は、n型半
導体領域6及びn+型半導体領域9で構成されている。ド
レイン領域は、n型半導体領域7及びn+型半導体領域9
で構成されている。つまり、不揮発性記憶素子Qは、n
チャネル導電型の電界効果トランジスタで構成されてい
る。
As shown in FIG. 3, the nonvolatile memory element Q is formed in an active region on the main surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon. This nonvolatile memory element Q
A p-type semiconductor substrate 1, a gate insulating film 3, a charge storage gate electrode (floating gate electrode) FG, a gate insulating film 12, a control gate electrode (control gate electrode) CG, a source region, It is composed of a drain region. The source region includes an n-type semiconductor region 6 and an n + -type semiconductor region 9. The drain region includes an n-type semiconductor region 7 and an n + -type semiconductor region 9
It is composed of That is, the nonvolatile memory element Q has n
It is composed of a field effect transistor of channel conductivity type.

【0040】前記ゲート絶縁膜3は、例えば8[nm]
程度の膜厚に設定された酸化珪素膜で形成されている。
前記ゲート絶縁膜12は、例えば、第1酸化珪素膜、窒
化珪素膜、第2酸化珪素膜の夫々を順次積層した積層膜
で形成されている。第1酸化珪素膜は例えば5[nm]
程度の膜厚に設定され、窒化珪素膜は例えば10[n
m]程度の膜厚に設定され、第2酸化珪素膜は例えば4
[nm]程度の膜厚に設定されている。
The gate insulating film 3 has a thickness of, for example, 8 nm.
It is formed of a silicon oxide film having a thickness set to about the same.
The gate insulating film 12 is formed of, for example, a laminated film in which a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film are sequentially laminated. The first silicon oxide film is, for example, 5 [nm].
The thickness of the silicon nitride film is, for example, 10 [n].
m], and the second silicon oxide film is, for example, 4
The thickness is set to about [nm].

【0041】前記電荷蓄積ゲート電極FGは、ゲート材
4及びこのゲート材4の表面上に積層されたゲート材1
1で構成されている。ゲート材4は、例えば100[n
m]程度の膜厚に設定され多結晶珪素膜で形成されてい
る。ゲート材11は、例えば50[nm]程度の膜厚に
設定された多結晶珪素膜で形成されている。これらの多
結晶珪素膜には、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減
する不純物が導入されている。
The charge storage gate electrode FG comprises a gate material 4 and a gate material 1 laminated on the surface of the gate material 4.
1. The gate material 4 is, for example, 100 [n]
m] and is formed of a polycrystalline silicon film. The gate material 11 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film having a thickness of about 50 [nm]. These polycrystalline silicon films are doped with impurities that reduce the resistance value during or after the deposition.

【0042】前記ゲート材4のゲート長方向に沿う長さ
は、電荷蓄積ゲート電極FGのゲート長を規定してい
る。このゲート材4のゲート長方向に沿う長さは、例え
ば0.4[μm]程度に設定されている。
The length of the gate material 4 along the gate length direction defines the gate length of the charge storage gate electrode FG. The length of the gate material 4 along the gate length direction is set to, for example, about 0.4 [μm].

【0043】前記ゲート材4のゲート長方向において、
互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上にはサイド
ウォールスペーサ8が形成されている。このサイドウォ
ールスペーサ8は例えば酸化珪素膜で形成されている。
In the gate length direction of the gate material 4,
Side wall spacers 8 are formed on the respective surfaces of the two side walls facing each other. This sidewall spacer 8 is formed of, for example, a silicon oxide film.

【0044】前記制御ゲート電極CGはゲート材(13)
で形成されている。ゲート材(13)は、例えば200
[nm]程度の膜厚に設定された多結晶珪素膜で形成さ
れている。この多結晶珪素膜には、その堆積中又は堆積
後に抵抗値を低減する不純物が導入されている。
The control gate electrode CG is made of a gate material (13).
It is formed with. The gate material (13) is, for example, 200
It is formed of a polycrystalline silicon film having a thickness of about [nm]. The polycrystalline silicon film is doped with an impurity for reducing the resistance value during or after the deposition.

【0045】前記制御ゲート電極CGは、ゲート長方向
に沿って延在するワード線WLと一体化され、このワー
ド線WLが延在する方向に沿って配置された他の不揮発
性記憶素子Qの制御ゲート電極CGと電気的に接続され
ている。
The control gate electrode CG is integrated with a word line WL extending along the gate length direction, and is connected to another nonvolatile memory element Q arranged along the direction in which the word line WL extends. It is electrically connected to the control gate electrode CG.

【0046】前記ソース領域であるn型半導体領域6
は、フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対して自己整
合で導入されたn型不純物で形成されている。また、ド
レイン領域であるn型半導体領域7は、フィールド絶縁
膜2及びゲート材4に対して自己整合で導入されたn型
不純物で形成されている。このドレイン領域であるn型
半導体領域7は、ソース領域であるn型半導体領域6に
比べて若干高目の不純物濃度に設定されている。
The n-type semiconductor region 6 as the source region
Is formed of an n-type impurity introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4. The n-type semiconductor region 7 serving as a drain region is formed of n-type impurities introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4. The n-type semiconductor region 7 serving as the drain region has a slightly higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 6 serving as the source region.

【0047】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
ドレイン領域であるn+型半導体領域9の夫々は、フィー
ルド絶縁膜2及びサイドウォールスペーサ8に対して自
己整合で導入されたn型不純物で形成されている。この
ソース領域であるn+型半導体領域9、ドレイン領域であ
るn+型半導体領域9の夫々は、ドレイン領域であるn型
半導体領域7に比べて高い不純物濃度に設定されてい
る。つまり、不揮発性記憶素子Qは、ドレイン領域のチ
ャネル形成領域側の一部の領域がその他の領域の不純物
濃度に比べて低い不純物濃度に設定されたLDD(igh
tly oped rain)構造で構成されている。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
Each of the n + -type semiconductor regions 9 serving as a drain region is formed of an n-type impurity introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the sidewall spacer 8. Each of the n + -type semiconductor region 9 as the source region and the n + -type semiconductor region 9 as the drain region has a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 7 as the drain region. That is, in the non-volatile memory element Q, the LDD ( L igh) in which a part of the drain region on the channel formation region side is set to an impurity concentration lower than the impurity concentration of the other region.
It is composed of tly D oped D rain) structure.

【0048】前記フィールド絶縁膜2は、p型半導体基
板1の主面の非活性領域上に形成され、p型半導体基板
1の主面の活性領域のゲート長方向に沿う長さを規定し
ている。つまり、p型半導体基板1の主面の活性領域の
ゲート長方向に沿う長さは、p型半導体基板1の主面の
非活性領域上に形成された一対のフィールド絶縁膜2で
規定されている。一対のフィールド絶縁膜2の夫々は、
周知の選択酸化法で形成された酸化珪素膜で形成され、
例えば400[nm]程度の膜厚に設定されている。こ
の一対のフィールド絶縁膜2の夫々は、図2に示すよう
に、ゲート幅方向に沿って連続的に延在し、ワード線W
Lが延在する方向に配置された不揮発性記憶素子Q間を
電気的に分離している。
The field insulating film 2 is formed on the inactive region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 and defines the length of the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 along the gate length direction. I have. That is, the length along the gate length direction of the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 is defined by the pair of field insulating films 2 formed on the non-active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. I have. Each of the pair of field insulating films 2
A silicon oxide film formed by a known selective oxidation method,
For example, the thickness is set to about 400 [nm]. Each of the pair of field insulating films 2 extends continuously along the gate width direction as shown in FIG.
The nonvolatile memory elements Q arranged in the direction in which L extends extend are electrically separated.

【0049】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
ドレイン領域であるn+型半導体領域9の夫々は、図2に
示すように、ゲート幅方向に沿って配置された不揮発性
記憶素子Qのソース領域であるn+型半導体領域9、ドレ
イン領域であるn+型半導体領域9の夫々と一体化される
ように、ゲート幅方向に沿って連続的に延在している。
また、ソース領域であるn型半導体領域6、ドレイン領
域であるn型半導体領域7の夫々は、図2に示していな
いが、n+型半導体領域9と同様に、ゲート幅方向に沿っ
て配置された不揮発性記憶素子Qのソース領域であるn
型半導体領域6、ドレイン領域であるn型半導体領域7
の夫々と一体化されるように、ゲート幅方向に沿って連
続的に延在している。つまり、不揮発性記憶素子Qのソ
ース領域、ドレイン領域の夫々は、ゲート幅方向に沿っ
て配置された他の不揮発性記憶素子Qのソース領域、ド
レイン領域の夫々に電気的に接続されている。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
As shown in FIG. 2, each of the n + -type semiconductor regions 9 serving as a drain region is an n + -type semiconductor region 9 serving as a source region of a nonvolatile memory element Q arranged along the gate width direction and an n + -type serving as a drain region. It extends continuously along the gate width direction so as to be integrated with each of the mold semiconductor regions 9.
Although not shown in FIG. 2, each of the n-type semiconductor region 6 serving as a source region and the n-type semiconductor region 7 serving as a drain region is arranged along the gate width direction similarly to the n + -type semiconductor region 9. N, which is the source region of the nonvolatile memory element Q
Semiconductor region 6, n-type semiconductor region 7 serving as a drain region
And extends continuously along the gate width direction so as to be integrated with each of them. That is, each of the source region and the drain region of the nonvolatile memory element Q is electrically connected to each of the source and drain regions of another nonvolatile memory element Q arranged along the gate width direction.

【0050】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
n型半導体領域6の夫々は、ローカルソース線(LSL)
として構成されている。また、前記ドレイン領域である
n+型半導体領域9、n型半導体領域7の夫々は、ローカ
ルデータ線(LDL)として構成されている。つまり、本
実施形態のフラッシュメモリは、p型半導体基板1内に
ローカルソース線(LSL)、ローカルデータ線(LDL)
の夫々を埋め込んだ構造で構成されていると共に、AN
D型の回路構成で構成されている。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
Each of the n-type semiconductor regions 6 has a local source line (LSL)
Is configured as Also, the drain region is provided.
Each of the n + -type semiconductor region 9 and the n-type semiconductor region 7 is configured as a local data line (LDL). That is, the flash memory according to the present embodiment includes a local source line (LSL) and a local data line (LDL) in the p-type semiconductor substrate 1.
Are embedded in a structure embedding each of
It has a D-type circuit configuration.

【0051】前記不揮発性記憶素子Qへのデータの書き
込みは、例えば、制御ゲート電極CGとドレイン領域
(n型半導体領域7,n+型半導体領域9)との間に所定の
電圧を印加して、電荷蓄積ゲート電極FG(ゲート材
4,ゲート材11)に蓄えられた電子を、電荷蓄積ゲー
ト電極FGからドレイン領域(7,9)への、ゲート絶縁
膜3を通してのエレクトロントンネリング(electron tu
nneling)で行なう。また、不揮発性記憶素子Qのデータ
の消去は、例えば、制御ゲート電極CGに所定の電圧を
印加して、チャネル形成領域をn型に反転させて、反転
したチャネル形成領域中の電子を電荷蓄積ゲート電極F
Gにゲート絶縁膜3を通したエレクトロントンネリング
で行なう。
The data writing to the nonvolatile memory element Q is performed, for example, by controlling the control gate electrode CG and the drain region.
(n-type semiconductor region 7, n + -type semiconductor region 9), a predetermined voltage is applied to charge storage gate electrode FG (gate material 4, gate material 11), and electrons are stored in charge storage gate electrode FG. Electron tunneling through the gate insulating film 3 from the FG to the drain regions (7, 9)
nneling). The data in the nonvolatile memory element Q is erased, for example, by applying a predetermined voltage to the control gate electrode CG, inverting the channel formation region to n-type, and accumulating electrons in the inverted channel formation region. Gate electrode F
G is performed by electron tunneling through the gate insulating film 3.

【0052】図3に示すように、前記ソース領域である
n+型半導体領域9の表面は熱酸化絶縁膜10で覆われ、
前記ドレイン領域であるn+型半導体領域9の表面は熱酸
化絶縁膜10で覆われている。この一対の熱酸化絶縁膜
10の夫々は、フィールド絶縁膜2とゲート材4との間
のp型半導体基板1の主面の活性領域に形成されてい
る。一対の熱酸化絶縁膜10の夫々は、ゲート幅方向に
沿って連続的に延在している。一対の熱酸化絶縁膜10
の夫々は、熱酸化処理によって形成された酸化珪素膜で
形成され、例えば30[nm]程度の膜厚に設定されて
いる。
As shown in FIG. 3, this is the source region.
The surface of the n + type semiconductor region 9 is covered with a thermal oxide insulating film 10,
The surface of the n + -type semiconductor region 9 serving as the drain region is covered with a thermal oxide insulating film 10. Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 is formed in an active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 between the field insulating film 2 and the gate material 4. Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 continuously extends along the gate width direction. A pair of thermal oxide insulating films 10
Are formed of a silicon oxide film formed by a thermal oxidation process, and have a thickness of, for example, about 30 [nm].

【0053】図4に示すように、前記ゲート材4のゲー
ト幅方向に沿う長さは、電荷蓄積ゲート電極FGのゲー
ト幅を規定している。このゲート材4のゲート幅方向に
沿う長さは例えば0.4[μm]程度に設定されてい
る。
As shown in FIG. 4, the length of the gate material 4 along the gate width direction defines the gate width of the charge storage gate electrode FG. The length of the gate material 4 along the gate width direction is set to, for example, about 0.4 [μm].

【0054】前記ゲート材4のゲート幅方向に沿う長さ
は、ゲート材11のゲート幅方向に沿う長さに比べて短
く構成されている。つまり、電荷蓄積ゲート電極FGと
ゲート絶縁膜3との界面のゲート幅方向に沿う長さW1
は、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜12との界
面のゲート幅方向に沿う長さW2に比べて短く構成され
ている。
The length of the gate member 4 along the gate width direction is shorter than the length of the gate member 11 along the gate width direction. That is, the length W1 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3
Is shorter than the length W2 of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12 along the gate width direction.

【0055】このように、電荷蓄積ゲート電極FGとゲ
ート絶縁膜3との界面のゲート幅方向に沿う長さW1
を、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜12との界
面のゲート幅方向に沿う長さW2に比べて短く構成する
ことにより、電荷蓄積ゲート電極FGとp型半導体基板
1との間に介在されるゲート絶縁膜3の占有面積を制御
ゲート電極CGと電荷蓄積ゲート電極FGとの間に介在
されるゲート絶縁膜12の占有面積に比べて小さくする
ことができ、電荷蓄積ゲート電極CGとp型半導体基板
1との間のゲート絶縁膜3に生じる容量C1を電荷蓄積
ゲート電極FGと制御ゲート電極CGとの間のゲート絶
縁膜12に生じる容量C2に比べて小さくすることがで
きるので、容量C2と容量C1とで表わされる不揮発性
記憶素子Qのカップリング比〔C2/(C1+C2)〕を
大きくすることができる。
As described above, the length W1 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 is obtained.
Is shorter than the length W2 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12, so that the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate 1 are interposed. The area occupied by the gate insulating film 3 can be made smaller than the area occupied by the gate insulating film 12 interposed between the control gate electrode CG and the charge storage gate electrode FG. Since the capacitance C1 generated in the gate insulating film 3 between the semiconductor substrate 1 and the capacitor C2 generated in the gate insulating film 12 between the charge storage gate electrode FG and the control gate electrode CG can be reduced, the capacitance C2 can be reduced. It is possible to increase the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element Q, which is expressed by the capacitance C1.

【0056】図3に示すように、前記ゲート材11のゲ
ート長方向に沿う長さは、ゲート材4のゲート長方向に
沿う長さに比べて長く構成されている。つまり、電荷蓄
積ゲート電極FGとゲート絶縁膜12との界面のゲート
長方向に沿う長さは、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート
絶縁膜3との界面のゲート長方向に沿う長さに比べて長
く構成されている。
As shown in FIG. 3, the length of the gate material 11 along the gate length direction is longer than the length of the gate material 4 along the gate length direction. That is, the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12 along the gate length direction is longer than the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 along the gate length direction. It is configured.

【0057】このように、電荷蓄積ゲート電極FGとゲ
ート絶縁膜12との界面のゲート長方向に沿う長さを、
電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜3との界面のゲ
ート長方向に沿う長さに比べて長く構成することによ
り、制御ゲート電極CGと電荷蓄積ゲート電極FGとの
間に介在されるゲート絶縁膜12の占有面積を電荷蓄積
ゲート電極FGとp型半導体基板1との間に介在される
ゲート絶縁膜3の占有面積に比べて大きくすることがで
き、電荷蓄積ゲート電極FGと制御ゲート電極CGとの
間のゲート絶縁膜12に生じる容量C2を電荷蓄積ゲー
ト電極CGとp型半導体基板1との間のゲート絶縁膜3
に生じる容量C1に比べて大きくすることができるの
で、容量C2と容量C1とで表わされる不揮発性記憶素
子Qのカップリング比〔C2/(C1+C2)〕を更に大
きくすることができる。
As described above, the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12 along the gate length direction is
The gate insulating film interposed between the control gate electrode CG and the charge storage gate electrode FG is configured to be longer than the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 along the gate length direction. 12 can be made larger than the area occupied by the gate insulating film 3 interposed between the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate 1, and the charge storage gate electrode FG and the control gate electrode CG Between the charge storage gate electrode CG and the p-type semiconductor substrate 1 between the charge storage gate electrode CG and the p-type semiconductor substrate 1.
Therefore, the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element Q represented by the capacitance C2 and the capacitance C1 can be further increased.

【0058】前記制御ゲート電極CGの表面上には絶縁
膜14が形成されている。この絶縁膜14は例えば酸化
珪素膜で形成されている。
An insulating film 14 is formed on the surface of the control gate electrode CG. This insulating film 14 is formed of, for example, a silicon oxide film.

【0059】前記絶縁膜14の表面上を含むp型半導体
基板1の主面上の全面には、層間絶縁膜15が形成され
ている。この層間絶縁膜15の表面上には、ゲート幅方
向に沿って延在するデータ線DLが形成されている。層
間絶縁膜15は例えば酸化珪素膜で形成され、データ線
DLは例えばアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜等
の金属膜で形成されている。
An interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the insulating film 14. On the surface of the interlayer insulating film 15, a data line DL extending along the gate width direction is formed. The interlayer insulating film 15 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the data line DL is formed of, for example, a metal film such as an aluminum film or an aluminum alloy film.

【0060】次に、前記不揮発性記憶素子を有するフラ
ッシュメモリの製造方法について、図5乃至図16(製
造方法を説明するための断面図)を用いて説明する。な
お、図5乃至図10は、図2に示すA−A線の位置での
断面図であり、図11乃至図16は、図2に示すB−B
線の位置での断面図である。
Next, a method of manufacturing a flash memory having the nonvolatile memory element will be described with reference to FIGS. 5 to 16 (cross-sectional views for explaining the manufacturing method). 5 to 10 are cross-sectional views taken along the line AA shown in FIG. 2. FIGS. 11 to 16 are sectional views taken along the line BB shown in FIG.
It is sectional drawing in the position of a line.

【0061】まず、単結晶珪素からなるp型半導体基板
1を準備する。
First, a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared.

【0062】次に、前記p型半導体基板1の主面の非活
性領域上に、その主面の活性領域のゲート長方向に沿う
長さを規定するフィールド絶縁膜2を形成する。このフ
ィールド絶縁膜2は、例えば周知の選択酸化法で形成さ
れた熱酸化珪素膜で形成され、ゲート幅方向に沿って連
続的に延在する。
Next, on the non-active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, a field insulating film 2 for defining the length of the active region on the main surface along the gate length direction is formed. The field insulating film 2 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film formed by a known selective oxidation method, and continuously extends along the gate width direction.

【0063】次に、前記フィールド絶縁膜2でゲート長
方向に沿う長さが規定されたp型半導体基板1の主面の
活性領域上にゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶
縁膜3は熱酸化珪素膜で形成される。
Next, a gate insulating film 3 is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 whose length along the gate length direction is defined by the field insulating film 2. This gate insulating film 3 is formed of a thermal silicon oxide film.

【0064】次に、前記ゲート絶縁膜3の表面上を含む
p型半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法で多
結晶珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜には、その堆
積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入され
る。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the gate insulating film 3 by, for example, the CVD method. During or after the deposition, an impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film.

【0065】次に、前記ゲート絶縁膜3上の多結晶珪素
膜の一部の表面上に、ゲート幅方向に沿って延在する耐
酸化性のマスク5を形成する。この耐酸化性のマスク5
は例えば窒化珪素膜で形成される。
Next, an oxidation resistant mask 5 extending along the gate width direction is formed on a part of the surface of the polycrystalline silicon film on the gate insulating film 3. This oxidation resistant mask 5
Is formed of, for example, a silicon nitride film.

【0066】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、前記ゲート絶縁膜3の一部の表面上に、ゲート
長方向に沿う長さが規定されたゲート材4を形成する。
Next, the polycrystalline silicon film is patterned to form a gate material 4 having a prescribed length along the gate length direction on a part of the surface of the gate insulating film 3.

【0067】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対し
て自己整合でn型不純物を選択的に導入し、ソース領域
であるn型半導体領域6を形成する。このn型半導体領
域6はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。
Next, an n-type impurity is selectively introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4, thereby forming an n-type source region. A type semiconductor region 6 is formed. This n-type semiconductor region 6 extends continuously along the gate width direction.

【0068】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対し
て自己整合でn型不純物を選択的に導入し、ドレイン領
域であるn型半導体領域7を形成する。このn型半導体
領域7はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。ここ
までの製造工程を図5(A−A線での断面図)に示す。
Next, an n-type impurity is selectively introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4, thereby forming an n-type drain region. A type semiconductor region 7 is formed. This n-type semiconductor region 7 extends continuously along the gate width direction. The manufacturing process up to this point is shown in FIG.

【0069】次に、前記耐酸化性のマスク5の表面上を
含むp型半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法
で酸化珪素膜を形成し、その後、前記酸化珪素膜に異方
性エッチングを施して、前記ゲート材4のゲート長方向
の互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上にサイド
ウォールスペーサ8を形成する。サイドウォールスペー
サ8はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。この工
程において、耐酸化性のマスク5もエッチングされ、そ
の膜厚は薄くなる。
Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the oxidation-resistant mask 5 by, for example, a CVD method. By performing the etching, sidewall spacers 8 are formed on each of two opposing side walls of the gate material 4 in the gate length direction. The sidewall spacers 8 extend continuously along the gate width direction. In this step, the oxidation-resistant mask 5 is also etched, and its film thickness is reduced.

【0070】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びサイドウォールス
ペーサ8に対して自己整合でn型不純物を導入し、ソー
ス領域及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域9
を形成する。この一対のn+型半導体領域9の夫々はゲー
ト幅方向に沿って連続的に延在する。ここまでの製造工
程を図6(A−A線での断面図)に示す。
Next, an n-type impurity is introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the side wall spacer 8, thereby forming a source region and a drain region. A pair of n + type semiconductor regions 9
To form Each of the pair of n + -type semiconductor regions 9 continuously extends along the gate width direction. The manufacturing process up to this point is shown in FIG.

【0071】次に、熱酸化処理を施し、前記フィールド
絶縁膜2とサイドウォールスペーサ8との間のp型半導
体基板1の主面の活性領域上に一対の熱酸化絶縁膜10
を形成する。この一対の熱酸化絶縁膜10の夫々はゲー
ト幅方向に沿って連続的に延在する。この工程におい
て、一対のn+型半導体領域9の夫々の表面は一対の熱酸
化絶縁膜10の夫々で被覆される。ここまでの製造工程
を図7(A−A線での断面図)に示す。
Next, a thermal oxidation process is performed to form a pair of thermal oxide insulating films 10 on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 between the field insulating film 2 and the sidewall spacers 8.
To form Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 continuously extends along the gate width direction. In this step, each surface of the pair of n + -type semiconductor regions 9 is covered with each of the pair of thermal oxide insulating films 10. The manufacturing steps up to this point are shown in FIG.

【0072】次に、前記耐酸化性のマスク5を除去す
る。
Next, the oxidation resistant mask 5 is removed.

【0073】次に、前記ゲート材4の表面上を含むp型
半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法で多結晶
珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜には、その堆積中
又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入される。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the gate material 4 by, for example, the CVD method. During or after the deposition, an impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film.

【0074】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、ゲート長方向に沿う長さが規定されたゲート材
11を形成する。このゲート材11はゲート幅方向に沿
って連続的に延在する。ここまでの製造工程を図8(A
−A線での断面図)に示す。
Next, patterning is performed on the polycrystalline silicon film to form a gate material 11 having a defined length along the gate length direction. The gate material 11 extends continuously along the gate width direction. FIG. 8 (A)
(A cross-sectional view taken along line -A).

【0075】次に、前記ゲート材11の表面上を含むp
型半導体基板1の主面上の全面にゲート絶縁膜12を形
成する。このゲート絶縁膜12は、例えば、第1酸化珪
素膜、窒化珪素膜、第2酸化珪素膜の夫々を順次積層し
た積層膜で形成される。このゲート絶縁膜12は、他に
酸化珪素膜の単層、或は酸化珪素膜と窒化珪素膜との積
層膜で形成してもよい。
Next, p including the surface of the gate material 11
A gate insulating film 12 is formed on the entire main surface of the mold semiconductor substrate 1. The gate insulating film 12 is formed of, for example, a stacked film in which a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film are sequentially stacked. The gate insulating film 12 may be formed of a single layer of a silicon oxide film or a stacked film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

【0076】次に、前記第2ゲート絶縁膜13の表面上
の全面にゲート材13を形成する。ゲート材13は例え
ばCVD法で堆積された多結晶珪素膜で形成される。多
結晶珪素膜には、その堆積中又はその堆積後に抵抗値を
低減する不純物が導入される。ここまでの製造工程を図
9(A−A線での断面図)に示す。
Next, a gate material 13 is formed on the entire surface of the second gate insulating film 13. The gate material 13 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film deposited by a CVD method. During or after the deposition of the polycrystalline silicon film, an impurity for reducing the resistance value is introduced. The manufacturing steps up to this point are shown in FIG.

【0077】次に、前記ゲート材13の表面上の全面に
絶縁膜14を形成する。この絶縁膜14は例えばCVD
法で堆積された酸化珪素膜で形成される。ここまでの製
造工程を図10(A−A線での断面図)及び図11(B−
B線での断面図)に示す。
Next, an insulating film 14 is formed on the entire surface of the gate material 13. This insulating film 14 is formed, for example, by CVD.
It is formed of a silicon oxide film deposited by a method. FIGS. 10 (cross-sectional view taken along line AA) and FIG. 11 (B-
(A cross-sectional view taken along line B).

【0078】次に、前記絶縁膜14にゲート幅方向に沿
う長さを規定するパターンニングを施し、前記ゲート材
13の表面のワード線形成領域に絶縁膜14を形成す
る。絶縁膜14はゲート長方向に沿って連続的に延在す
る。ここまでの製造工程を図12(B−B線での断面図)
に示す。
Next, patterning is performed on the insulating film 14 to define the length along the gate width direction, and the insulating film 14 is formed in the word line forming region on the surface of the gate material 13. The insulating film 14 extends continuously along the gate length direction. FIG. 12 (a cross-sectional view taken along line BB) showing the manufacturing process up to this point.
Shown in

【0079】次に、前記絶縁膜14をエッチングマスク
として使用し、前記ゲート材13にゲート幅方向に沿う
長さを規定するパターンニングを施し、前記ゲート絶縁
膜12の表面上にゲート幅方向に沿う長さが規定された
制御ゲート電極CG及びワード線(WL)を形成する。こ
のパターンニングは異方性エッチング法で行なわれる。
ここまでの製造工程を図13(B−B線での断面図)に示
す。
Next, using the insulating film 14 as an etching mask, the gate material 13 is patterned to define the length along the gate width direction, and the gate material 13 is formed on the surface of the gate insulating film 12 in the gate width direction. A control gate electrode CG and a word line (WL) having a defined length are formed. This patterning is performed by an anisotropic etching method.
The manufacturing steps up to this point are shown in FIG.

【0080】次に、炭素(C)とフッ素(F)を含むエッチ
ングガスを用いた異方性エッチング法を使用し、図14
(B−B線での断面図)に示すように、前記ゲート絶縁
膜12に、ゲート幅方向に沿う長さを規定するパターン
ニングを施すと共に、前記ゲート絶縁膜12から露出さ
れたゲート材11にオーバーエッチングを施す。エッチ
ングガスとしては、全体のガスの内、その中に占める炭
素とフッ素との存在割合が〔フッ素÷炭素≦4〕となる
条件のものを使用する。この工程において、炭素を主成
分とする堆積成分が制御ゲート電極CGの側壁面、ゲー
ト絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチングされたゲ
ート材11の側壁面に付着し、これらの側壁面上に保護
膜12aが形成される。
Next, using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon (C) and fluorine (F), FIG.
As shown in (cross-sectional view taken along the line BB), the gate insulating film 12 is patterned to define a length along a gate width direction, and the gate material 11 exposed from the gate insulating film 12 is formed. Is over-etched. As the etching gas, a gas having a condition in which the proportion of carbon and fluorine in the gas is [fluorine / carbon ≦ 4] is used. In this step, the deposited component containing carbon as a main component adheres to the side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12, and the side wall surface of the overetched gate material 11, and protects these side wall surfaces. The film 12a is formed.

【0081】次に、図15(B−B線での断面図)に示す
ように、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜3との
界面のゲート幅方向に沿う長さW1を、電荷蓄積ゲート
電極FGとゲート絶縁膜12との界面のゲート幅方向に
沿う長さW2に比べて短くするエッチングを施す。この
エッチングは、例えば、以下の2つの方法(1),(2)が
ある。
Next, as shown in FIG. 15 (a cross-sectional view taken along the line BB), the length W1 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 is defined as the charge storage gate. Etching is performed so as to be shorter than the length W2 along the gate width direction at the interface between the electrode FG and the gate insulating film 12. This etching includes, for example, the following two methods (1) and (2).

【0082】方法(1) 等方性エッチング法を使用し、図15(B−B線での断
面図)に示すように、前記ゲート材11、ゲート材4の
夫々に、ゲート長方向に沿う長さを規定するパターンニ
ングを施して、前記ゲート材11、ゲート材4の夫々か
らなる電荷蓄積ゲート電極FGを形成する。この工程に
おいて、制御ゲート電極CGの側壁面上、ゲート絶縁膜
12の側壁面上及びオーバーエッチングされたゲート材
11の側壁面上には炭素を主成分とする保護膜12aが
形成されているので、制御ゲート電極CGの側壁面、ゲ
ート絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチングされた
ゲート材11の側壁面はサイドエッチングされない。即
ち、保護膜12aが等方性エッチングにおけるマスクと
して作用するので、保護膜12aが側壁に形成されてい
ない部分のゲート材11、ゲート材4が主面方向にエッ
チングされるごとにサイドエッチングされる。
Method (1) Using the isotropic etching method, as shown in FIG. 15 (a cross-sectional view taken along the line BB), the gate material 11 and the gate material 4 are respectively arranged along the gate length direction. By patterning the length, a charge storage gate electrode FG made of the gate material 11 and the gate material 4 is formed. In this step, the protective film 12a containing carbon as a main component is formed on the side wall surface of the control gate electrode CG, on the side wall surface of the gate insulating film 12, and on the side wall surface of the overetched gate material 11. The side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12, and the side wall surface of the overetched gate material 11 are not side-etched. That is, since the protective film 12a functions as a mask in the isotropic etching, the gate material 11 and the gate material 4 in the portion where the protective film 12a is not formed on the side wall are side-etched every time the gate material 11 and the gate material 4 are etched in the main surface direction. .

【0083】方法(2) まず、塩素ガスを含むエッチングガスを用いた異方性エ
ッチングで、図16に示すように、ゲート材11、ゲー
ト材4の夫々をゲート幅方向の長さがW2になるように
まっすぐに加工する。次に、等方性エッチング法を用い
て、保護膜12aが側壁に形成されていない部分のゲー
ト材11、ゲート材4の夫々をサイドエッチングして、
図15に示すようなゲート幅方向に長さW1を有する電
荷蓄積ゲート電極FGを形成する。方法(2)は、ゲート
材11、ゲート材4をまっすぐに加工する工程と、ゲー
ト材11、ゲート材4の夫々をサイドエッチングする工
程とが別工程であるので、それぞれの工程を最適化する
ことができ、方法(1)よりも制御性よく加工することが
できる。
Method (2) First, by anisotropic etching using an etching gas containing chlorine gas, as shown in FIG. 16, each of the gate material 11 and the gate material 4 is reduced to a length W2 in the gate width direction. Process straight so that it becomes. Next, by using an isotropic etching method, each of the gate material 11 and the gate material 4 in a portion where the protective film 12a is not formed on the side wall is side-etched,
A charge storage gate electrode FG having a length W1 in the gate width direction as shown in FIG. 15 is formed. In the method (2), the step of straightly processing the gate material 11 and the gate material 4 and the step of side-etching each of the gate material 11 and the gate material 4 are separate steps, and therefore, the respective steps are optimized. It is possible to process with better control than the method (1).

【0084】これにより、電荷蓄積ゲート電極CGとゲ
ート絶縁膜3との界面のゲート幅方向に沿う長さW1
を、電荷蓄積ゲート電極CGとゲート絶縁膜12との界
面のゲート幅方向に沿う長さW2に比べて短くすること
ができる。また、前記方法(1)、方法(2)における等方
性エッチングにより、図38、図39に示すようなサイ
ドウォールスペーサ8が覆い被さった状態となった第1
ゲート材4が除去されるので、ゲート幅方向に隣接する
不揮発性記憶素子Q間での短絡が防止される。
Thus, the length W1 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode CG and the gate insulating film 3 is obtained.
Can be made shorter than the length W2 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode CG and the gate insulating film 12. In addition, by the isotropic etching in the methods (1) and (2), the first state in which the sidewall spacers 8 are covered as shown in FIGS.
Since the gate material 4 is removed, a short circuit between the nonvolatile memory elements Q adjacent in the gate width direction is prevented.

【0085】次に、前記制御ゲート電極CGの表面上及
びワード線WLの表面上を含むp型半導体基板1の主面
上の全面に層間絶縁膜15を形成し、その後、前記層間
絶縁膜15の表面上にゲート長方向に沿って延在するデ
ータ線DLを形成する。層間絶縁膜15は例えば酸化珪
素膜で形成され、データ線DLは例えばアルミニウム膜
又はアルミニウム合金膜等の金属膜で形成される。
Next, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the control gate electrode CG and the surface of the word line WL. A data line DL extending along the gate length direction is formed on the surface of the semiconductor device. The interlayer insulating film 15 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the data line DL is formed of, for example, a metal film such as an aluminum film or an aluminum alloy film.

【0086】次に、データ線DLの上層に層間絶縁膜、
配線、最終保護膜等を形成することにより、本実施形態
のフラッシュメモリがほぼ完成する。
Next, an interlayer insulating film is formed above the data line DL,
By forming the wiring, the final protective film, and the like, the flash memory of this embodiment is almost completed.

【0087】このように、本実施形態によれば、以下の
作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0088】(1)p型半導体基板1の主面の活性領域
上にゲート絶縁膜3を介在して電荷蓄積ゲート電極FG
が形成され、前記電荷蓄積ゲート電極FG上にゲート絶
縁膜12を介在して制御ゲート電極CGが形成された不
揮発性記憶素子Qを有するフラッシュメモリ(半導体集
積回路装置)であって、前記電荷蓄積ゲート電極FGと
前記ゲート絶縁膜3との界面のゲート幅方向に沿う長さ
W1を、前記電荷蓄積ゲート電極FGと前記ゲート絶縁
膜12との界面のゲート幅方向に沿う長さW2に比べて
短く構成する。
(1) The charge storage gate electrode FG is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 with the gate insulating film 3 interposed therebetween.
A flash memory (semiconductor integrated circuit device) having a non-volatile memory element Q in which a control gate electrode CG is formed on the charge storage gate electrode FG with a gate insulating film 12 interposed therebetween. The length W1 along the gate width direction at the interface between the gate electrode FG and the gate insulating film 3 is compared with the length W2 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12. Make it short.

【0089】この構成により、電荷蓄積ゲート電極FG
と制御ゲート電極CGとの間のゲート絶縁膜12に生じ
る容量C2と、電荷蓄積ゲート電極FGとp型半導体基
板(チャネル形成領域)1との間のゲート絶縁膜3に生
じる容量C1とで表わされる不揮発性記憶素子Qのカッ
プリング比〔C2/(C1+C2)〕を大きくすることが
できるので、電荷蓄積ゲート電極FGの電圧Vfgを高め
ることができる。この結果、制御ゲート電極CGに印加
する電圧Vcgを低く設定することができるので、不揮発
性記憶素子Qの低電圧化を図ることができる。
With this configuration, the charge storage gate electrode FG
A capacitance C2 generated in the gate insulating film 12 between the gate electrode and the control gate electrode CG, and a capacitance C1 generated in the gate insulating film 3 between the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate (channel formation region) 1. Since the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element Q can be increased, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode FG can be increased. As a result, the voltage Vcg applied to the control gate electrode CG can be set low, so that the voltage of the nonvolatile memory element Q can be reduced.

【0090】また、不揮発性記憶素子Qの低電圧化を図
ることができるので、高電圧回路を設ける必要がなくな
り、これに相当する分、フラッシュメモリの集積度を高
めることができる。
Further, since the voltage of the nonvolatile memory element Q can be reduced, it is not necessary to provide a high voltage circuit, and the integration degree of the flash memory can be increased correspondingly.

【0091】また、不揮発性記憶素子Qの実効チャネル
長を短くすることなく、不揮発性記憶素子Qの低電圧化
を図ることができる。
Further, the voltage of the nonvolatile memory element Q can be reduced without reducing the effective channel length of the nonvolatile memory element Q.

【0092】(2)前記電荷蓄積ゲート電極FGを、ゲ
ート材4及びこのゲート材4の表面上に積層されたゲー
ト材11で構成し、前記ゲート材11と前記ゲート絶縁
膜12との界面のゲート長方向に沿う長さを、前記ゲー
ト材4と前記ゲート絶縁膜3との界面のゲート長方向に
沿う長さに比べて長く構成する。
(2) The charge storage gate electrode FG is composed of the gate material 4 and the gate material 11 laminated on the surface of the gate material 4, and the interface between the gate material 11 and the gate insulating film 12 is formed. The length along the gate length direction is configured to be longer than the length along the gate length direction at the interface between the gate material 4 and the gate insulating film 3.

【0093】この構成により、電荷蓄積ゲート電極FG
と制御ゲート電極CGとの間のゲート絶縁膜12に生じ
る容量C2と、電荷蓄積ゲート電極FGとp型半導体基
板(チャネル形成領域)1との間のゲート絶縁膜3に生
じる容量C1とで表わされる不揮発性記憶素子Qのカッ
プリング比〔C2/(C1+C2)〕を更に大きくするこ
とができるので、不揮発性記憶素子Qの低電圧化を更に
図ることができる。
With this configuration, the charge storage gate electrode FG
A capacitance C2 generated in the gate insulating film 12 between the gate electrode and the control gate electrode CG, and a capacitance C1 generated in the gate insulating film 3 between the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate (channel formation region) 1. Since the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element Q can be further increased, the voltage of the nonvolatile memory element Q can be further reduced.

【0094】(3)p型半導体基板1の主面の活性領域
上にゲート絶縁膜3を介在して電荷蓄積ゲート電極FG
が形成され、前記電荷蓄積ゲート電極FG上にゲート絶
縁膜12を介在して制御ゲート電極CGが形成された不
揮発性記憶素子Qを有するフラッシュメモリ(半導体集
積回路装置)の製造方法であって、前記ゲート絶縁膜3
の表面上に、ゲート長方向に沿う長さが規定されたゲー
ト材4及びゲート材11を形成し、その後、前記ゲート
材11の表面上にゲート絶縁膜12を形成し、その後、
前記ゲート絶縁膜12の表面上に、ゲート幅方向に沿う
長さが規定された制御ゲート電極CGを形成する工程
と、炭素とフッ素を含むエッチングガスを用いた異方性
エッチング法を使用し、前記ゲート絶縁膜12に、ゲー
ト幅方向に沿う幅を規定するパターンニングを施すと共
に、前記ゲート絶縁膜12から露出されたゲート材11
にオーバーエッチングを施す工程と、等方性エッチング
法を使用し、前記ゲート材11、ゲート材4の夫々に、
ゲート幅方向に沿う長さを規定するパターンニングを施
して、前記ゲート材11、ゲート材4の夫々からなる電
荷蓄積ゲート電極FGを形成する工程を備える。
(3) The charge storage gate electrode FG is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 with the gate insulating film 3 interposed therebetween.
And a method of manufacturing a flash memory (semiconductor integrated circuit device) having a nonvolatile memory element Q in which a control gate electrode CG is formed on the charge storage gate electrode FG with a gate insulating film 12 interposed therebetween, The gate insulating film 3
A gate material 4 and a gate material 11 whose lengths along the gate length direction are defined on the surface of the gate material 11, and then a gate insulating film 12 is formed on the surface of the gate material 11,
Using a step of forming a control gate electrode CG having a defined length along the gate width direction on the surface of the gate insulating film 12 and an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine, The gate insulating film 12 is patterned to define a width along a gate width direction, and the gate material 11 exposed from the gate insulating film 12 is formed.
A step of performing over-etching on the gate material 11 and the gate material 4 by using an isotropic etching method.
Forming a charge storage gate electrode FG made of the gate material 11 and the gate material 4 by patterning to define a length along the gate width direction.

【0095】この構成により、炭素とフッ素を含むエッ
チングガスを用いた異方性エッチング法を使用し、ゲー
ト絶縁膜12に、ゲート幅方向に沿う長さを規定するパ
ターンニングを施すと共に、ゲート絶縁膜12から露出
されたゲート材11にオーバーエッチングを施す際、炭
素を主成分とする堆積成分が制御ゲート電極CGの側壁
面、ゲート絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチング
されたゲート材11の側壁面に付着し、これらの側壁面
上に保護膜12aが形成されるので、等方性エッチング
法を使用し、ゲート材11、ゲート材4の夫々に、ゲー
ト幅方向に沿う長さを規定するパターンニングを施し
て、ゲート材11、ゲート材4の夫々からなる電荷蓄積
ゲート電極FGを形成する際、制御ゲート電極CGの側
壁面、ゲート絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチン
グされたゲート材11の側壁面はサイドエッチングされ
ない。従って、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜
3との界面のゲート幅方向に沿う長さを電荷蓄積ゲート
電極FGとゲート絶縁膜12との界面のゲート幅方向に
沿う長さに比べて短くすることができる。
According to this structure, the gate insulating film 12 is patterned by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine to define a length along a gate width direction. When the gate material 11 exposed from the film 12 is over-etched, a deposition component containing carbon as a main component is formed on the side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12 and the side of the over-etched gate material 11. Since the protective film 12a is adhered to the wall surface and the protective film 12a is formed on these side wall surfaces, the length along the gate width direction is defined for each of the gate material 11 and the gate material 4 by using an isotropic etching method. When patterning is performed to form the charge storage gate electrode FG made of each of the gate material 11 and the gate material 4, the side wall surface of the control gate electrode CG, the gate insulating film The side wall surface of the second side wall surface and over the etched gate material 11 is not side-etched. Accordingly, the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 along the gate width direction is shorter than the length of the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12 along the gate width direction. be able to.

【0096】なお、本実施形態は、ゲート材4、ゲート
材11の夫々で電荷蓄積ゲート電極FGを構成した場合
について説明したが、電荷蓄積ゲート電極FGはゲート
材4のみで構成してもよい。この場合、製造工程におい
て、ゲート絶縁膜12にゲート幅方向に沿う長さを規定
するパターンニングを施すと共に、ゲート絶縁膜12か
ら露出されたゲート材4にオーバーエッチングを施す。
In this embodiment, the case where the charge storage gate electrode FG is constituted by each of the gate material 4 and the gate material 11 has been described. However, the charge storage gate electrode FG may be constituted only by the gate material 4. . In this case, in the manufacturing process, patterning is performed on the gate insulating film 12 to define the length along the gate width direction, and the gate material 4 exposed from the gate insulating film 12 is over-etched.

【0097】(実施形態2)本実施形態は、フラッシュ
メモリ(半導体集積回路装置)に本発明を適用した第2実
施形態である。
(Embodiment 2) This embodiment is a second embodiment in which the present invention is applied to a flash memory (semiconductor integrated circuit device).

【0098】図17は、フラッシュメモリのゲート長方
向に沿う要部断面図(図19に示すA1−A1線の位置
で切った断面図)であり、図18は前記フラッシュメモ
リのゲート幅方向に沿う要部断面図(図19に示すB1
−B1線の位置で切った断面図)である。
FIG. 17 is a sectional view of a main part of the flash memory along the gate length direction (a sectional view taken along the line A1-A1 shown in FIG. 19). FIG. 18 is a sectional view of the flash memory in the gate width direction. FIG. 19 is a cross-sectional view of a main part
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line B1).

【0099】本実施形態のフラッシュメモリは、図17
に示すように、例えば単結晶珪素からなるp型半導体基
板1を主体に構成されている。このp型半導体基板1の
主面の活性領域には、書き込み動作及び消去動作をトン
ネル効果によって行う不揮発性記憶素子Qfが構成され
ている。不揮発性記憶素子Qfは、主に、チャネル形成
領域として使用するp型半導体領域1、ゲート絶縁膜
3、電荷蓄積ゲート電極(フローティングゲート電極)F
G、ゲート絶縁膜12、制御ゲート電極(コントロール
ゲート電極)CG、ソース領域及びドレイン領域である
一対のn+型半導体領域20で構成されている。
The flash memory according to the present embodiment has the structure shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a p-type semiconductor substrate 1 made of, for example, single crystal silicon is mainly used. In the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, a nonvolatile memory element Qf that performs a write operation and an erase operation by a tunnel effect is formed. The nonvolatile memory element Qf mainly includes a p-type semiconductor region 1 used as a channel forming region, a gate insulating film 3, a charge storage gate electrode (floating gate electrode) F
G, a gate insulating film 12, a control gate electrode (control gate electrode) CG, and a pair of n + -type semiconductor regions 20, which are a source region and a drain region.

【0100】前記不揮発性記憶素子Qfは、図17及び
図18に示すように、ゲート長方向に沿って延在するデ
ータ線DLとゲート幅方向に沿って延在するワード線W
Lとの交差部に配置されている。この不揮発性記憶素子
Qは、データ線DLが延在する方向に沿って複数個配置
され、ワード線WLが延在する方向に沿って複数個配置
されている。なお、不揮発性記憶素子Qfのデータの書
き込み及び消去の方法は、前述の実施形態1と同様であ
る。
As shown in FIGS. 17 and 18, the nonvolatile memory element Qf includes a data line DL extending along the gate length direction and a word line W extending along the gate width direction.
It is arranged at the intersection with L. A plurality of the nonvolatile memory elements Q are arranged along the direction in which the data lines DL extend, and a plurality of the nonvolatile memory elements Q are arranged along the direction in which the word lines WL extend. Note that the method of writing and erasing data in the nonvolatile memory element Qf is the same as in the first embodiment.

【0101】前記不揮発性記憶素子Qfの一方のn+型半
導体領域20は、データ線DLが延在する方向に配置さ
れた他の不揮発性記憶素子Qfの他方のn+型半導体領域
20と兼用されている。また、不揮発性記憶素子Qfの
制御ゲート電極CGは、ワード線WLが延在する方向に
沿って配置された他の不揮発性記憶素子Qfの制御ゲー
ト電極FGと一体化され、ワード線WLとして構成され
ている。
One n + type semiconductor region 20 of the nonvolatile storage element Qf is also used as the other n + type semiconductor region 20 of another nonvolatile storage element Qf arranged in the direction in which the data line DL extends. I have. Further, the control gate electrode CG of the nonvolatile memory element Qf is integrated with the control gate electrode FG of another nonvolatile memory element Qf arranged along the direction in which the word line WL extends, and is configured as a word line WL. Have been.

【0102】前記p型半導体基板1の主面の非活性領域
上には、その主面の活性領域のゲート幅方向の長さを規
定するフィールド絶縁膜2が形成されている。このフィ
ールド絶縁膜2は、ゲート長方向に沿って連続的に延在
し、ワード線WLが延在する方向に配置された不揮発性
記憶素子Qf間を電気的に分離している。
On the inactive region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, a field insulating film 2 for defining the length of the active region on the main surface in the gate width direction is formed. The field insulating film 2 extends continuously along the gate length direction, and electrically isolates the nonvolatile memory elements Qf arranged in the direction in which the word lines WL extend.

【0103】前記制御ゲート電極CGの表面上を含むp
型半導体基板1の主面上の全面には層間絶縁膜15が形
成されている。この層間絶縁膜15の表面上には、ゲー
ト長方向に沿って延在するデータ線DLが形成されてい
る。
P including the surface of the control gate electrode CG
An interlayer insulating film 15 is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate 1. On the surface of this interlayer insulating film 15, a data line DL extending along the gate length direction is formed.

【0104】図17に示すように、前記電荷蓄積ゲート
電極FGとゲート絶縁膜3との界面のゲート長方向に沿
う長さL1は、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜
12との界面のゲート長方向に沿う長さL2に比べて短
く構成されている。
As shown in FIG. 17, the length L1 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 is different from the gate length at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12. It is configured to be shorter than the length L2 along the long direction.

【0105】このように、電荷蓄積ゲート電極FGとゲ
ート絶縁膜3との界面のゲート長方向に沿う長さL1
を、電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜12との界
面のゲート幅方向に沿う長さL2に比べて短く構成する
ことにより、電荷蓄積ゲート電極FGとp型半導体基板
1との間に介在されるゲート絶縁膜3の占有面積を制御
ゲート電極CGと電荷蓄積ゲート電極FGとの間に介在
されるゲート絶縁膜12の占有面積に比べて小さくする
ことができ、電荷蓄積ゲート電極CGとp型半導体基板
1との間のゲート絶縁膜3に生じる容量C1を電荷蓄積
ゲート電極FGと制御ゲート電極CGとの間のゲート絶
縁膜12に生じる容量C2に比べて小さくすることがで
きるので、容量C2と容量C1とで表わされる不揮発性
記憶素子Qfのカップリング比〔C2/(C1+C2)〕
を大きくすることができる。
As described above, the length L1 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3 is obtained.
Is shorter than the length L2 along the gate width direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12, so that the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate 1 are interposed. The area occupied by the gate insulating film 3 can be made smaller than the area occupied by the gate insulating film 12 interposed between the control gate electrode CG and the charge storage gate electrode FG. Since the capacitance C1 generated in the gate insulating film 3 between the semiconductor substrate 1 and the capacitor C2 generated in the gate insulating film 12 between the charge storage gate electrode FG and the control gate electrode CG can be reduced, the capacitance C2 can be reduced. Coupling ratio of the nonvolatile memory element Qf [C2 / (C1 + C2)]
Can be increased.

【0106】次に、前記フラッシュメモリの製造方法に
ついて、図20乃至図23(製造方法を説明するための
断面図)を用いて説明する。なお、図20乃至図23
は、ゲート長方向に沿う断面図である。
Next, a method for manufacturing the flash memory will be described with reference to FIGS. 20 to 23 (cross-sectional views for explaining the manufacturing method). 20 to 23.
FIG. 3 is a sectional view along a gate length direction.

【0107】まず、単結晶珪素からなるp型半導体基板
1を準備する。
First, a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared.

【0108】次に、前記p型半導体基板1の主面の非活
性領域上に、その主面の活性領域のゲート長方向に沿う
長さを規定するフィールド絶縁膜2を形成する。このフ
ィールド絶縁膜2は、例えば周知の選択酸化法で形成さ
れた熱酸化珪素膜で形成され、ゲート幅方向に沿って連
続的に延在する。
Next, on the non-active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, a field insulating film 2 for defining the length of the active region on the main surface along the gate length direction is formed. The field insulating film 2 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film formed by a known selective oxidation method, and continuously extends along the gate width direction.

【0109】次に、前記フィールド絶縁膜2でゲート長
方向に沿う長さが規定されたp型半導体基板1の主面の
活性領域上にゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶
縁膜3は熱酸化珪素膜で形成される。
Next, a gate insulating film 3 is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 whose length along the gate length direction is defined by the field insulating film 2. This gate insulating film 3 is formed of a thermal silicon oxide film.

【0110】次に、前記ゲート絶縁膜3の表面の中央領
域上に、ゲート幅方向に沿う長さが規定されたゲート材
4を形成する。このゲート材4は例えば不純物が導入さ
れた多結晶珪素膜で形成される。
Next, a gate material 4 having a defined length along the gate width direction is formed on the central region of the surface of the gate insulating film 3. The gate material 4 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced.

【0111】次に、前記ゲート材4の表面上を含むp型
半導体基板1の主面上の全面にゲート絶縁膜11を形成
し、その後、前記ゲート絶縁膜12の表面上に、ゲート
幅方向に沿う長さが規定され、ゲート長方向に沿って延
在するゲート材13を形成する。ゲート絶縁膜12は、
例えば第1酸化珪素膜、窒化珪素膜、第2酸化珪素膜の
夫々を順次積層した積層膜で形成される。ゲート材13
は例えば不純物が導入された多結晶珪素膜で形成され
る。
Next, a gate insulating film 11 is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the gate material 4, and then on the surface of the gate insulating film 12 in the gate width direction. Is defined, and a gate material 13 extending along the gate length direction is formed. The gate insulating film 12
For example, it is formed of a laminated film in which a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film are sequentially laminated. Gate material 13
Is formed of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced.

【0112】次に、前記ゲート材13の表面の所定の領
域上に、ゲート幅方向に沿って連続的に延在するマスク
21を形成する。マスク21は例えば酸化珪素膜で形成
される。ここまでの製造工程を図20に示す。
Next, a mask 21 extending continuously along the gate width direction is formed on a predetermined region on the surface of the gate material 13. The mask 21 is formed of, for example, a silicon oxide film. FIG. 20 shows the manufacturing process up to this point.

【0113】次に、前記マスク21をエッチングマスク
として使用し、前記ゲート材13にゲート長方向に沿う
長さを規定するパターンニングを施し、前記ゲート絶縁
膜12の表面上にゲート長方向に沿う長さが規定された
制御ゲート電極CG及びワード線(WL)を形成する。こ
のパターンニングは異方性エッチング法で行なわれる。
ここまでの製造工程を図21に示す。
Next, using the mask 21 as an etching mask, the gate material 13 is patterned to define a length along the gate length direction, and is patterned on the surface of the gate insulating film 12 along the gate length direction. A control gate electrode CG and a word line (WL) having a defined length are formed. This patterning is performed by an anisotropic etching method.
FIG. 21 shows the manufacturing process up to this point.

【0114】次に、炭素(C)とフッ素(F)を含むエッチ
ングガス用いた異方性エッチング法を使用し、図22に
示すように、ゲート絶縁膜12に、ゲート長方向に沿う
長さを規定するパターンニングを施すと共に、前記ゲー
ト絶縁膜12から露出されたゲート材4にオーバーエッ
チングを施す。エッチングガスとしては、全体のガスの
内、その中に占める炭素とフッ素との存在割合が〔フッ
素÷炭素≦4〕となる条件のものを使用する。この工程
において、炭素を主成分とする堆積成分が制御ゲート電
極CGの側壁面、ゲート絶縁膜12の側壁面及びオーバ
ーエッチングされたゲート材4の側壁面に付着し、これ
らの側壁面上に保護膜12aが形成される。
Next, using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon (C) and fluorine (F), as shown in FIG. Is performed, and the gate material 4 exposed from the gate insulating film 12 is over-etched. As the etching gas, a gas having a condition in which the proportion of carbon and fluorine in the gas is [fluorine / carbon ≦ 4] is used. In this step, the deposited component containing carbon as a main component adheres to the side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12, and the side wall surface of the overetched gate material 4, and protects these side wall surfaces. The film 12a is formed.

【0115】次に、前述の実施形態1の方法(1)、方法
(2)と同様にして、図23に示すように、前記ゲート材
4に、ゲート長方向に沿う長さを規定するパターンニン
グを施して、前記ゲート材4からなる電荷蓄積ゲート電
極FGを形成する。この工程において、制御ゲート電極
CGの側壁面上、ゲート絶縁膜12の側壁面上及びオー
バーエッチングされたゲート材4の側壁面上には炭素を
主成分とする保護膜12aが形成されているので、等方
性エッチングにおいて、制御ゲート電極CGの側壁面、
ゲート絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチングされ
たゲート材4の側壁面はサイドエッチングされず、保護
膜12aで側壁を保護されていない部分のゲート材1
1、ゲート材4の側壁がサイドエッチングされる。従っ
て、電荷蓄積ゲート電極CGとゲート絶縁膜3との界面
のゲート長方向に沿う長さL1を、電荷蓄積ゲート電極
CGとゲート絶縁膜12との界面のゲート長方向に沿う
長さL2に比べて短くすることができる。
Next, the method (1) of the first embodiment, the method
In the same manner as (2), as shown in FIG. 23, the gate material 4 is subjected to patterning for defining a length along the gate length direction to form a charge storage gate electrode FG made of the gate material 4 I do. In this step, the protective film 12a containing carbon as a main component is formed on the side wall surface of the control gate electrode CG, on the side wall surface of the gate insulating film 12, and on the side wall surface of the overetched gate material 4. In the isotropic etching, the side wall surface of the control gate electrode CG,
The side wall surface of the gate insulating film 12 and the side wall surface of the over-etched gate material 4 are not side-etched, and the portion of the gate material 1 where the side wall is not protected by the protective film 12a.
1. Side walls of the gate material 4 are side-etched. Therefore, the length L1 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode CG and the gate insulating film 3 is compared with the length L2 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode CG and the gate insulating film 12. Can be shortened.

【0116】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に前記電荷蓄積ゲート電極FGに対して自己整合で
n型不純物を導入し、ソース領域及びドレイン領域であ
る一対のn+型半導体領域20を形成し、その後、前記制
御ゲート電極CGの表面上及びワード線WLの表面上を
含むp型半導体基板1の主面上の全面に層間絶縁膜15
を形成し、その後、前記層間絶縁膜15の表面上にゲー
ト長方向に沿って延在するデータ線DLを形成する。層
間絶縁膜15は例えば酸化珪素膜で形成され、データ線
DLは例えばアルミニウム膜又はアルミニウム合金膜等
の金属膜で形成される。
Next, an n-type impurity is introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 by self-alignment with the charge storage gate electrode FG, and a pair of n + -type semiconductors serving as a source region and a drain region are formed. A region 20 is formed, and then an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the control gate electrode CG and the surface of the word line WL.
Thereafter, a data line DL extending along the gate length direction is formed on the surface of the interlayer insulating film 15. The interlayer insulating film 15 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the data line DL is formed of, for example, a metal film such as an aluminum film or an aluminum alloy film.

【0117】次に、データ線DLの上層に層間絶縁膜、
配線、最終保護膜等を形成することにより、本実施形態
のフラッシュメモリがほぼ完成する。
Next, an interlayer insulating film is formed above the data line DL,
By forming the wiring, the final protective film, and the like, the flash memory of this embodiment is almost completed.

【0118】このように、本実施形態によれば、以下の
作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following functions and effects can be obtained.

【0119】(1)p型半導体基板1の主面の活性領域
上にゲート絶縁膜3を介在して電荷蓄積ゲート電極FG
が形成され、前記電荷蓄積ゲート電極FG上にゲート絶
縁膜12を介在して制御ゲート電極CGが形成された不
揮発性記憶素子Qを有するフラッシュメモリ(半導体集
積回路装置)であって、前記電荷蓄積ゲート電極FGと
前記ゲート絶縁膜3との界面のゲート長方向に沿う長さ
L1を、前記電荷蓄積ゲート電極FGと前記ゲート絶縁
膜12との界面のゲート長方向に沿う長さL2に比べて
短く構成する。
(1) The charge storage gate electrode FG is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 with the gate insulating film 3 interposed therebetween.
A flash memory (semiconductor integrated circuit device) having a non-volatile memory element Q in which a control gate electrode CG is formed on the charge storage gate electrode FG with a gate insulating film 12 interposed therebetween. The length L1 along the gate length direction at the interface between the gate electrode FG and the gate insulating film 3 is compared with the length L2 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12. Make it short.

【0120】この構成により、電荷蓄積ゲート電極FG
と制御ゲート電極CGとの間のゲート絶縁膜12に生じ
る容量C2と、電荷蓄積ゲート電極FGとp型半導体基
板(チャネル形成領域)1との間のゲート絶縁膜3に生
じる容量C1とで表わされる不揮発性記憶素子Qのカッ
プリング比〔C2/(C1+C2)〕を大きくすること
ができるので、電荷蓄積ゲート電極FGの電圧Vfgを高
めることができる。この結果、制御ゲート電極CGに印
加する電圧Vcgを低く設定することができるので、不揮
発性記憶素子Qの低電圧化を図ることができる。
With this configuration, the charge storage gate electrode FG
A capacitance C2 generated in the gate insulating film 12 between the gate electrode and the control gate electrode CG, and a capacitance C1 generated in the gate insulating film 3 between the charge storage gate electrode FG and the p-type semiconductor substrate (channel forming region) 1. Since the coupling ratio [C2 / (C1 + C2)] of the nonvolatile memory element Q can be increased, the voltage Vfg of the charge storage gate electrode FG can be increased. As a result, the voltage Vcg applied to the control gate electrode CG can be set low, so that the voltage of the nonvolatile memory element Q can be reduced.

【0121】また、不揮発性記憶素子Qの低電圧化を図
ることができるので、高電圧回路を設ける必要がなくな
り、これに相当する分、フラッシュメモリの集積度を高
めることができる。
Further, since the voltage of the nonvolatile memory element Q can be reduced, it is not necessary to provide a high voltage circuit, and the integration degree of the flash memory can be increased correspondingly.

【0122】(2)p型半導体基板1の主面の活性領域
上にゲート絶縁膜3を介在して電荷蓄積ゲート電極FG
が形成され、前記電荷蓄積ゲート電極FG上にゲート絶
縁膜12を介在して制御ゲート電極CGが形成された不
揮発性記憶素子Qを有するフラッシュメモリ(半導体集
積回路装置)の製造方法であって、前記ゲート絶縁膜3
の表面上に、ゲート幅方向に沿う長さが規定されたゲー
ト材4を形成し、その後、前記ゲート材4の表面上にゲ
ート絶縁膜12を形成し、その後、前記ゲート絶縁膜1
2の表面上に、ゲート長方向に沿う長さが規定された制
御ゲート電極CGを形成する工程と、炭素とフッ素を含
むエッチングガスを用いた異方性エッチング法を使用
し、前記ゲート絶縁膜12に、ゲート長方向に沿う長さ
を規定するパターンニングを施すと共に、前記ゲート絶
縁膜12から露出されたゲート材4にオーバーエッチン
グを施す工程と、等方性エッチング法を使用し、前記ゲ
ート材4に、ゲート幅方向に沿う長さを規定するパター
ンニングを施して、前記ゲート材4からなる電荷蓄積ゲ
ート電極FGを形成する工程を備える。
(2) The charge storage gate electrode FG is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 with the gate insulating film 3 interposed therebetween.
And a method of manufacturing a flash memory (semiconductor integrated circuit device) having a nonvolatile memory element Q in which a control gate electrode CG is formed on the charge storage gate electrode FG with a gate insulating film 12 interposed therebetween, The gate insulating film 3
A gate material 4 having a defined length along the gate width direction is formed on the surface of the gate material 4, and then a gate insulating film 12 is formed on the surface of the gate material 4.
Forming a control gate electrode CG having a defined length along the gate length direction on the surface of the gate insulating film 2 by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine. 12, performing patterning for defining a length along the gate length direction, and performing over-etching on the gate material 4 exposed from the gate insulating film 12, and using the isotropic etching method to form the gate. Forming a charge storage gate electrode FG made of the gate material 4 by patterning the material 4 to define a length along the gate width direction.

【0123】この構成により、炭素とフッ素を含むエッ
チングガスを用いた異方性エッチング法を使用し、ゲー
ト絶縁膜12に、ゲート長方向に沿う長さを規定するパ
ターンニングを施すと共に、ゲート絶縁膜12から露出
されたゲート材4にオーバーエッチングを施す際、炭素
を主成分とする堆積成分が制御ゲート電極CGの側壁
面、ゲート絶縁膜12の側壁面及びオーバーエッチング
されたゲート材4の側壁面に付着し、これらの側壁面上
に保護膜12aが形成されるので、等方性エッチング法
を使用し、ゲート材4に、ゲート長方向に沿う長さを規
定するパターンニングを施して、ゲート材4の夫々から
なる電荷蓄積ゲート電極FGを形成する際、制御ゲート
電極CGの側壁面、ゲート絶縁膜12の側壁面及びオー
バーエッチングされたゲート材11の側壁面はサイドエ
ッチングされない。従って、電荷蓄積ゲート電極FGと
ゲート絶縁膜3との界面のゲート長方向に沿う長さL1
を電荷蓄積ゲート電極FGとゲート絶縁膜12との界面
のゲート長方向に沿う長さL2に比べて短くすることが
できる。
According to this structure, the gate insulating film 12 is patterned by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine to define the length along the gate length direction. When the gate material 4 exposed from the film 12 is over-etched, the deposited component mainly composed of carbon contains the side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12 and the side of the over-etched gate material 4. Since the protective film 12a adheres to the wall surface and is formed on these side wall surfaces, the gate material 4 is patterned by using an isotropic etching method so as to define a length along a gate length direction. When forming the charge storage gate electrode FG made of each of the gate materials 4, the side wall surface of the control gate electrode CG, the side wall surface of the gate insulating film 12, and The sidewall surface of the gate member 11 is not side-etched. Therefore, the length L1 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 3
Can be made shorter than the length L2 along the gate length direction at the interface between the charge storage gate electrode FG and the gate insulating film 12.

【0124】(実施形態3)本実施形態は、フラッシュ
メモリ(半導体集積回路装置)に本発明を適用した第3実
施形態である。
(Embodiment 3) This embodiment is a third embodiment in which the present invention is applied to a flash memory (semiconductor integrated circuit device).

【0125】図24は、フラッシュメモリの要部平面図
であり、図25は、図24に示すC−C線の位置で切っ
た断面図であり、図26は、図24に示すD−D線の位
置で切った断面図であり、図27は、図24に示すE−
E線の位置で切った断面図であり、図1は前記フラッシ
ュメモリの要部等価回路図である。なお、図24におい
て、図を見易くするため、後述する熱酸化絶縁膜10、
層間絶縁膜15、データ線DL等は図示を省略してい
る。
FIG. 24 is a plan view of a main part of the flash memory, FIG. 25 is a sectional view taken along the line CC shown in FIG. 24, and FIG. 26 is a sectional view taken along the line DD shown in FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view taken along a line, and FIG.
FIG. 1 is a sectional view taken along a line E, and FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a main part of the flash memory. Note that in FIG. 24, a thermal oxide insulating film 10 (described later)
The illustration of the interlayer insulating film 15, the data lines DL, and the like is omitted.

【0126】本実施形態のフラッシュメモリは、図1に
示すように、書き込み動作及び消去動作をトンネル効果
によって行う不揮発性記憶素子Qを行列状に配置し、1
つのメモリブロックMBを構成している。メモリブロッ
クMBは、行列状に複数個配置され、メモリアレイ部を
構成している。
In the flash memory of this embodiment, as shown in FIG. 1, nonvolatile memory elements Q for performing a writing operation and an erasing operation by a tunnel effect are arranged in a matrix.
One memory block MB. A plurality of memory blocks MB are arranged in a matrix to form a memory array unit.

【0127】前記不揮発性記憶素子Qは、ゲート長方向
に沿って延在するワード線WLとゲート幅方向に沿って
延在するデータ線DLとの交差部に配置されている。ワ
ード線WLは、このワード線WLが延在する方向に沿っ
て配置された複数個の不揮発性記憶素子Qの夫々の制御
ゲート電極と一体化され、電気的に接続されている。
The nonvolatile memory element Q is arranged at the intersection of a word line WL extending along the gate length direction and a data line DL extending along the gate width direction. The word line WL is integrated with and electrically connected to each control gate electrode of the plurality of nonvolatile memory elements Q arranged along the direction in which the word line WL extends.

【0128】前記データ線DLが延在する方向に沿って
配置された複数個の不揮発性記憶素子Qの夫々のドレイ
ン領域は、ローカルデータ線LDLを介して選択用トラ
ンジスタST1の一方の半導体領域に電気的に接続され
ている。この選択用トランジスタST1の他方の半導体
領域はデータ線DLに電気的に接続されている。また、
データ線DLが延在する方向に沿って配置された複数個
の不揮発性記憶素子Qの夫々のソース領域は、ローカル
ソース線LSLを介して選択用トランジスタST2の一
方の半導体領域に電気的に接続されている。この選択用
トランジスタST2の他方の半導体領域はソース線SL
に電気的に接続されている。このように構成されるフラ
ッシュメモリは、不揮発性記憶素子Qの消去動作をワー
ド線毎又はメモリブロックMB毎若しくはメモリアレイ
部全体で行うことができる。
Each drain region of the plurality of nonvolatile memory elements Q arranged along the direction in which the data line DL extends is connected to one semiconductor region of the selection transistor ST1 via the local data line LDL. It is electrically connected. The other semiconductor region of the selection transistor ST1 is electrically connected to the data line DL. Also,
Each source region of the plurality of nonvolatile storage elements Q arranged along the direction in which the data line DL extends is electrically connected to one semiconductor region of the selection transistor ST2 via the local source line LSL. Have been. The other semiconductor region of the selection transistor ST2 is connected to the source line SL
Is electrically connected to In the flash memory configured as described above, the erasing operation of the nonvolatile memory element Q can be performed for each word line, each memory block MB, or the entire memory array unit.

【0129】次に、前記不揮発性記憶素子Qの具体的な
構造について、図24、図25、図26及び図27を用
いて説明する。
Next, a specific structure of the nonvolatile memory element Q will be described with reference to FIGS. 24, 25, 26, and 27. FIG.

【0130】前記不揮発性記憶素子Qは、図25に示す
ように、単結晶珪素からなるp型半導体基板1の主面の
活性領域に構成されている。この不揮発性記憶素子Q
は、主に、チャネル形成領域として使用されるp-型半導
体基板1、ゲート絶縁膜3、電荷蓄積ゲート電極(フロ
ーティングゲート電極)FG、ゲート絶縁膜12、制御
ゲート電極(コントロールゲート電極)CG、ソース領域
及びドレイン領域で構成されている。ソース領域は、n
型半導体領域(n型不純物領域)6及びn+型半導体領域(n
+型不純物領域)9で構成されている。ドレイン領域は、
n型半導体領域(n型不純物領域)7及びn+型半導体領
域(n+型不純物領域)9で構成されている。つまり、不揮
発性記憶素子Qは、nチャネル導電型の電界効果トラン
ジスタで構成されている。
As shown in FIG. 25, the nonvolatile memory element Q is formed in an active region on the main surface of a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon. This nonvolatile memory element Q
Are mainly a p- type semiconductor substrate 1 used as a channel formation region, a gate insulating film 3, a charge storage gate electrode (floating gate electrode) FG, a gate insulating film 12, a control gate electrode (control gate electrode) CG, It is composed of a source region and a drain region. The source region is n
Semiconductor region (n-type impurity region) 6 and n + type semiconductor region (n
+ Type impurity region) 9. The drain region is
An n-type semiconductor region (n-type impurity region) 7 and an n + -type semiconductor region (n + -type impurity region) 9 are provided. That is, the nonvolatile memory element Q is formed of an n-channel conductivity type field effect transistor.

【0131】前記ゲート絶縁膜3は、例えば8[nm]
程度の膜厚に設定された酸化珪素膜で形成されている。
前記ゲート絶縁膜12は、例えば、第1酸化珪素膜、窒
化珪素膜、第2酸化珪素膜の夫々を順次積層した積層膜
で形成されている。第1酸化珪素膜は例えば5[nm]
程度の膜厚に設定され、窒化珪素膜は例えば10[n
m]程度の膜厚に設定され、第2酸化珪素膜は例えば4
[nm]程度の膜厚に設定されている。
The gate insulating film 3 has a thickness of, for example, 8 nm.
It is formed of a silicon oxide film having a thickness set to about the same.
The gate insulating film 12 is formed of, for example, a laminated film in which a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film are sequentially laminated. The first silicon oxide film is, for example, 5 [nm].
The thickness of the silicon nitride film is, for example, 10 [n].
m], and the second silicon oxide film is, for example, 4
The thickness is set to about [nm].

【0132】前記電荷蓄積ゲート電極FGは、ゲート材
4及びこのゲート材4の表面上に積層されたゲート材1
1で構成されている。ゲート材4、ゲート材11の夫々
は例えば多結晶珪素膜で形成されている。これらの多結
晶珪素膜には、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減す
る不純物が導入されている。
The charge storage gate electrode FG comprises a gate material 4 and a gate material 1 laminated on the surface of the gate material 4.
1. Each of the gate material 4 and the gate material 11 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. These polycrystalline silicon films are doped with impurities that reduce the resistance value during or after the deposition.

【0133】前記ゲート材4のゲート長方向に沿う長さ
は、電荷蓄積ゲート電極FGのゲート長を規定してい
る。このゲート材4のゲート長方向に沿う長さは、例え
ば0.4[μm]程度に設定されている。
The length of the gate material 4 along the gate length direction defines the gate length of the charge storage gate electrode FG. The length of the gate material 4 along the gate length direction is set to, for example, about 0.4 [μm].

【0134】前記ゲート材4のゲート長方向において、
互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上にはサイド
ウォールスペーサ8が形成されている。このサイドウォ
ールスペーサ8は例えば酸化珪素膜で形成されている。
In the gate length direction of the gate material 4,
Side wall spacers 8 are formed on the respective surfaces of the two side walls facing each other. This sidewall spacer 8 is formed of, for example, a silicon oxide film.

【0135】前記制御ゲート電極CGはゲート材(13)
で形成されている。ゲート材(13)は例えば多結晶珪素
膜で形成されている。この多結晶珪素膜には、その堆積
中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入されてい
る。
The control gate electrode CG is made of a gate material (13).
It is formed with. The gate material (13) is formed of, for example, a polycrystalline silicon film. The polycrystalline silicon film is doped with an impurity for reducing the resistance value during or after the deposition.

【0136】前記制御ゲート電極CGは、ゲート長方向
に沿って延在するワード線WLと一体化され、このワー
ド線WLが延在する方向に沿って配置された他の不揮発
性記憶素子Qの制御ゲート電極CGと電気的に接続され
ている。
The control gate electrode CG is integrated with a word line WL extending along the gate length direction, and is connected to another nonvolatile memory element Q arranged along the direction in which the word line WL extends. It is electrically connected to the control gate electrode CG.

【0137】前記ソース領域であるn型半導体領域6
は、フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対して自己整
合で導入されたn型不純物で形成されている。また、ド
レイン領域であるn型半導体領域7は、フィールド絶縁
膜2及びゲート材4に対して自己整合で導入されたn型
不純物で形成されている。このドレイン領域であるn型
半導体領域7は、ソース領域であるn型半導体領域6に
比べて若干高目の不純物濃度に設定されている。
The n-type semiconductor region 6 as the source region
Is formed of an n-type impurity introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4. The n-type semiconductor region 7 serving as a drain region is formed of n-type impurities introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4. The n-type semiconductor region 7 serving as the drain region has a slightly higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 6 serving as the source region.

【0138】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
ドレイン領域であるn+型半導体領域9の夫々は、フィー
ルド絶縁膜2及びサイドウォールスペーサ8に対して自
己整合で導入されたn型不純物で形成されている。この
ソース領域であるn+型半導体領域9、ドレイン領域であ
るn+型半導体領域9の夫々は、ドレイン領域であるn型
半導体領域7に比べて高い不純物濃度に設定されてい
る。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
Each of the n + -type semiconductor regions 9 serving as a drain region is formed of an n-type impurity introduced in a self-alignment manner with respect to the field insulating film 2 and the sidewall spacer 8. Each of the n + -type semiconductor region 9 as the source region and the n + -type semiconductor region 9 as the drain region has a higher impurity concentration than the n-type semiconductor region 7 as the drain region.

【0139】前記フィールド絶縁膜2は、p型半導体基
板1の主面の非活性領域上に形成され、p型半導体基板
1の主面の活性領域のゲート長方向に沿う長さを規定し
ている。つまり、p型半導体基板1の主面の活性領域の
ゲート長方向に沿う長さは、p型半導体基板1の主面の
非活性領域上に形成された一対のフィールド絶縁膜2で
規定されている。一対のフィールド絶縁膜2の夫々は、
周知の選択酸化法で形成された酸化珪素膜で形成されて
いる。一対のフィールド絶縁膜2の夫々は、図22に示
すように、ゲート幅方向に沿って連続的に延在し、ワー
ド線WLが延在する方向に配置された不揮発性記憶素子
Q間を電気的に分離している。
The field insulating film 2 is formed on the inactive region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 and defines the length of the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 along the gate length direction. I have. That is, the length along the gate length direction of the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 is defined by the pair of field insulating films 2 formed on the non-active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. I have. Each of the pair of field insulating films 2
It is formed of a silicon oxide film formed by a known selective oxidation method. As shown in FIG. 22, each of the pair of field insulating films 2 extends continuously along the gate width direction, and electrically connects between the nonvolatile memory elements Q arranged in the direction in which the word lines WL extend. Separated.

【0140】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
ドレイン領域であるn+型半導体領域9の夫々は、図24
に示すように、ゲート幅方向に沿って配置された不揮発
性記憶素子Qのソース領域であるn+型半導体領域9、ド
レイン領域であるn+型半導体領域9の夫々と一体化され
るように、ゲート幅方向に沿って連続的に延在してい
る。また、ソース領域であるn型半導体領域6、ドレイ
ン領域であるn型半導体領域7の夫々は、図24に示し
ていないが、n+型半導体領域9と同様に、ゲート幅方向
に沿って配置された不揮発性記憶素子Qのソース領域で
あるn型半導体領域6、ドレイン領域であるn型半導体
領域7の夫々と一体化されるように、ゲート幅方向に沿
って連続的に延在している。つまり、不揮発性記憶素子
Qのソース領域、ドレイン領域の夫々は、ゲート幅方向
に沿って配置された他の不揮発性記憶素子Qのソース領
域、ドレイン領域の夫々に電気的に接続されている。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
Each of the n + -type semiconductor regions 9 serving as the drain region is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the gate is integrated with the n + -type semiconductor region 9 as the source region and the n + -type semiconductor region 9 as the drain region of the nonvolatile memory element Q arranged along the gate width direction. It extends continuously along the width direction. Although not shown in FIG. 24, each of the n-type semiconductor region 6 serving as a source region and the n-type semiconductor region 7 serving as a drain region is arranged along the gate width direction similarly to the n + -type semiconductor region 9. And extends continuously along the gate width direction so as to be integrated with the n-type semiconductor region 6 as the source region and the n-type semiconductor region 7 as the drain region of the nonvolatile memory element Q. . That is, each of the source region and the drain region of the nonvolatile memory element Q is electrically connected to each of the source and drain regions of another nonvolatile memory element Q arranged along the gate width direction.

【0141】前記ソース領域であるn+型半導体領域9、
n型半導体領域6の夫々は、ローカルソース線(LSL)
として構成されている。また、前記ドレイン領域である
n+型半導体領域9、n型半導体領域7の夫々は、ローカ
ルデータ線(LDL)として構成されている。つまり、本
実施形態のフラッシュメモリは、p型半導体基板1内に
ローカルソース線(LSL)、ローカルデータ線(LDL)
の夫々を埋め込んだ構造で構成されていると共に、AN
D型の回路構成で構成されている。
The n + type semiconductor region 9, which is the source region,
Each of the n-type semiconductor regions 6 has a local source line (LSL)
Is configured as Also, the drain region is provided.
Each of the n + -type semiconductor region 9 and the n-type semiconductor region 7 is configured as a local data line (LDL). That is, the flash memory according to the present embodiment includes a local source line (LSL) and a local data line (LDL) in the p-type semiconductor substrate 1.
Are embedded in a structure embedding each of
It has a D-type circuit configuration.

【0142】図25に示すように、前記ソース領域であ
るn+型半導体領域9の表面は熱酸化絶縁膜10で覆わ
れ、前記ドレイン領域であるn+型半導体領域9の表面は
熱酸化絶縁膜10で覆われている。この一対の熱酸化絶
縁膜10の夫々は、フィールド絶縁膜2とゲート材4と
の間のp型半導体基板1の主面の活性領域に形成されて
いる。一対の熱酸化絶縁膜10の夫々は、ゲート幅方向
に沿って連続的に延在している。一対の熱酸化絶縁膜1
0の夫々は、熱酸化処理によって形成された酸化珪素膜
で形成されている。
As shown in FIG. 25, the surface of the n + -type semiconductor region 9 as the source region is covered with a thermal oxide insulating film 10, and the surface of the n + -type semiconductor region 9 as the drain region is covered with the thermal oxide insulating film 10. Covered with. Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 is formed in an active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 between the field insulating film 2 and the gate material 4. Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 continuously extends along the gate width direction. A pair of thermal oxide insulating films 1
Each of 0 is formed of a silicon oxide film formed by a thermal oxidation process.

【0143】図26に示すように、前記ゲート材4のゲ
ート幅方向に沿う長さは、電荷蓄積ゲート電極FGのゲ
ート幅を規定している。このゲート材4のゲート幅方向
に沿う長さは例えば0.4[μm]程度に設定されてい
る。
As shown in FIG. 26, the length of the gate material 4 along the gate width direction defines the gate width of the charge storage gate electrode FG. The length of the gate material 4 along the gate width direction is set to, for example, about 0.4 [μm].

【0144】なお、図27に示すように、ゲート幅方向
における不揮発性記憶素子Q間において、ゲート材4、
ゲート材11、ゲート材(13)の夫々は延在していな
い。
As shown in FIG. 27, between the nonvolatile memory elements Q in the gate width direction, the gate material 4,
Each of the gate material 11 and the gate material (13) does not extend.

【0145】次に、前記不揮発性記憶素子を有するフラ
ッシュメモリの製造方法について、図28乃至図37
(製造方法を説明するための断面図)を用いて説明する。
なお、図28乃至図32は、図24に示すC−C線の位
置での断面図であり、図33乃至図35は、図24に示
すD−D線の位置での断面図であり、図36及び図37
は、図24に示すE−E線の位置での断面図である。
Next, a method of manufacturing a flash memory having the nonvolatile memory element will be described with reference to FIGS.
(A cross-sectional view for explaining the manufacturing method) will be described.
Note that FIGS. 28 to 32 are cross-sectional views taken along the line CC shown in FIG. 24, and FIGS. 33 to 35 are cross-sectional views taken along the line DD shown in FIG. 36 and 37
FIG. 25 is a sectional view taken along line EE shown in FIG. 24.

【0146】まず、単結晶珪素からなるp型半導体基板
1を準備する。
First, a p-type semiconductor substrate 1 made of single crystal silicon is prepared.

【0147】次に、前記p型半導体基板1の主面の非活
性領域上に、その主面の活性領域のゲート長方向に沿う
長さを規定するフィールド絶縁膜2を形成する。このフ
ィールド絶縁膜2は、例えば周知の選択酸化法で形成さ
れた熱酸化珪素膜で形成され、ゲート幅方向に沿って連
続的に延在する。
Next, on the non-active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1, a field insulating film 2 for defining the length of the active region on the main surface along the gate length direction is formed. The field insulating film 2 is formed of, for example, a thermal silicon oxide film formed by a known selective oxidation method, and continuously extends along the gate width direction.

【0148】次に、前記フィールド絶縁膜2でゲート長
方向に沿う長さが規定されたp型半導体基板1の主面の
活性領域上にゲート絶縁膜3を形成する。このゲート絶
縁膜3は熱酸化珪素膜で形成される。
Next, a gate insulating film 3 is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 whose length along the gate length direction is defined by the field insulating film 2. This gate insulating film 3 is formed of a thermal silicon oxide film.

【0149】次に、前記ゲート絶縁膜3の表面上を含む
p型半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法で多
結晶珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜には、その堆
積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入され
る。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the gate insulating film 3 by, for example, the CVD method. During or after the deposition, an impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film.

【0150】次に、前記ゲート絶縁膜3上の多結晶珪素
膜の一部の表面上に、ゲート幅方向に沿って延在する耐
酸化性のマスク5を形成する。この耐酸化性のマスク5
は例えば窒化珪素膜で形成される。
Next, an oxidation resistant mask 5 extending along the gate width direction is formed on a part of the surface of the polycrystalline silicon film on the gate insulating film 3. This oxidation resistant mask 5
Is formed of, for example, a silicon nitride film.

【0151】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、前記ゲート絶縁膜3の一部の表面上に、ゲート
長方向に沿う長さが規定され、ゲート長方向に沿う断面
が逆台形状で形成され、かつゲート幅方向に沿って連続
的に延在するゲート材4を形成する。ここのでの製造工
程を図28(C−C線での断面図)に示す。
Next, the polycrystalline silicon film is patterned to define a length along a gate length direction on a part of the surface of the gate insulating film 3 and a cross section along the gate length direction is inverted. A gate material 4 formed in a shape and continuously extending in the gate width direction is formed. The manufacturing process here is shown in FIG. 28 (a cross-sectional view taken along line CC).

【0152】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対し
て自己整合でn型不純物を選択的に導入し、ソース領域
であるn型半導体領域6を形成する。このn型半導体領
域6はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。
Next, an n-type impurity is selectively introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4, thereby forming an n-type source region. A type semiconductor region 6 is formed. This n-type semiconductor region 6 extends continuously along the gate width direction.

【0153】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びゲート材4に対し
て自己整合でn型不純物を選択的に導入し、ドレイン領
域であるn型半導体領域7を形成する。このn型半導体
領域7はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。
Next, an n-type impurity is selectively introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the gate material 4, thereby forming an n-type drain region. A type semiconductor region 7 is formed. This n-type semiconductor region 7 extends continuously along the gate width direction.

【0154】次に、前記耐酸化性のマスク5の表面上を
含むp型半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法
で酸化珪素膜を形成し、その後、前記酸化珪素膜に異方
性エッチングを施して、前記ゲート材8のゲート長方向
の互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上にサイド
ウォールスペーサ8を形成する。サイドウォールスペー
サ8はゲート幅方向に沿って連続的に延在する。この工
程において、耐酸化性のマスク5もエッチングされ、そ
の膜厚は薄くなる。ここまでの製造工程を図29(C−
C線での断面図)に示す。
Next, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the oxidation-resistant mask 5 by, for example, the CVD method. A sidewall spacer 8 is formed on each of two opposing side walls in the gate length direction of the gate material 8 by performing a reactive etching. The sidewall spacers 8 extend continuously along the gate width direction. In this step, the oxidation-resistant mask 5 is also etched, and its film thickness is reduced. The manufacturing process up to this point is shown in FIG.
(A cross-sectional view taken along line C).

【0155】次に、前記p型半導体基板1の主面の活性
領域に、前記フィールド絶縁膜2及びサイドウォールス
ペーサ8に対して自己整合でn型不純物を導入し、ソー
ス領域及びドレイン領域である一対のn+型半導体領域9
を形成する。この一対のn+型半導体領域9の夫々はゲー
ト幅方向に沿って連続的に延在する。ここまでの製造工
程を図30(C−C線での断面図)に示す。
Next, an n-type impurity is introduced into the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner with respect to the field insulating film 2 and the side wall spacer 8, thereby forming a source region and a drain region. A pair of n + type semiconductor regions 9
To form Each of the pair of n + -type semiconductor regions 9 continuously extends along the gate width direction. The manufacturing process up to this point is shown in FIG. 30 (cross-sectional view taken along line CC).

【0156】次に、熱酸化処理を施し、図31(C−C
線での断面図)に示すように、前記フィールド絶縁膜2
とサイドウォールスペーサ8との間のp型半導体基板1
の主面の活性領域上に一対の熱酸化絶縁膜10を形成す
る。この一対の熱酸化絶縁膜10の夫々はゲート幅方向
に沿って連続的に延在する。この工程において、一対の
n+型半導体領域9の夫々の表面は一対の熱酸化絶縁膜1
0の夫々で被覆される。また、この工程において、ゲー
ト材4とp型半導体基板1との間に、ゲート材4からそ
の中央部に向ってゲートバーズビーク(熱酸化絶縁膜)1
0Aが成長し、このゲートバーズビーク10Aの成長に
より、ゲート材4のゲート長方向に沿う断面が逆台形状
から矩形状に変化し、ゲート材4の側壁面側の一部にサ
イドウォールスペーサ8が覆い被さる状態を抑制するこ
とができる。ここまでの製造工程を図31(C−C線で
の断面図)に示す。
Next, a thermal oxidation treatment is performed, and FIG.
As shown in FIG.
P-type semiconductor substrate 1 between gate and sidewall spacer 8
A pair of thermal oxide insulating films 10 is formed on the active region on the main surface of FIG. Each of the pair of thermal oxide insulating films 10 continuously extends along the gate width direction. In this step, a pair of
Each surface of the n + type semiconductor region 9 has a pair of thermal oxide insulating films 1
0 each. In this step, between the gate material 4 and the p-type semiconductor substrate 1, a gate bird's beak (thermal oxide insulating film) 1 is formed from the gate material 4 toward the center thereof.
0A grows, and the growth of the gate bird's beak 10A causes the cross section of the gate material 4 along the gate length direction to change from an inverted trapezoidal shape to a rectangular shape. Can be prevented from being covered. The manufacturing process up to this point is shown in FIG. 31 (cross-sectional view taken along line CC).

【0157】次に、前記耐酸化性のマスク5を除去す
る。
Next, the oxidation resistant mask 5 is removed.

【0158】次に、前記ゲート材4の表面上を含むp型
半導体基板1の主面上の全面に例えばCVD法で多結晶
珪素膜を形成する。この多結晶珪素膜には、その堆積中
又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が導入される。
Next, a polycrystalline silicon film is formed on the entire main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the gate material 4 by, for example, the CVD method. During or after the deposition, an impurity that reduces the resistance value is introduced into the polycrystalline silicon film.

【0159】次に、前記多結晶珪素膜にパターンニング
を施し、ゲート長方向に沿う長さが規定されたゲート材
11を形成する。このゲート材11はゲート幅方向に沿
って連続的に延在する。
Next, the polycrystalline silicon film is patterned to form a gate material 11 whose length along the gate length direction is defined. The gate material 11 extends continuously along the gate width direction.

【0160】次に、前記ゲート材11の表面上を含むp
型半導体基板1の主面上の全面にゲート絶縁膜12を形
成する。このゲート絶縁膜12は、例えば、第1酸化珪
素膜、窒化珪素膜、第2酸化珪素膜の夫々を順次積層し
た積層膜で形成される。第1酸化珪素膜、窒化珪素膜、
第2酸化珪素膜の夫々は例えばCVD法で形成される。
Next, p including the surface of the gate material 11
A gate insulating film 12 is formed on the entire main surface of the mold semiconductor substrate 1. The gate insulating film 12 is formed of, for example, a stacked film in which a first silicon oxide film, a silicon nitride film, and a second silicon oxide film are sequentially stacked. A first silicon oxide film, a silicon nitride film,
Each of the second silicon oxide films is formed by, for example, a CVD method.

【0161】次に、前記ゲート絶縁膜13の表面上の全
面にゲート材13を形成する。ゲート材13は、例えば
CVD法で堆積された多結晶珪素膜で形成される。多結
晶珪素膜には、その堆積中又はその堆積後に抵抗値を低
減する不純物が導入される。
Next, a gate material 13 is formed on the entire surface of the gate insulating film 13. Gate material 13 is formed of, for example, a polycrystalline silicon film deposited by a CVD method. During or after the deposition of the polycrystalline silicon film, an impurity for reducing the resistance value is introduced.

【0162】次に、前記ゲート材13の表面上の全面に
絶縁膜14を形成する。この絶縁膜14は例えばCVD
法で堆積された酸化珪素膜で形成される。ここまでの製
造工程を図32(C−C線での断面図)及び図33(D−
D線での断面図)に示す。
Next, an insulating film 14 is formed on the entire surface of the gate material 13. This insulating film 14 is formed, for example, by CVD.
It is formed of a silicon oxide film deposited by a method. FIGS. 32 (cross-sectional view taken along the line CC) and FIG. 33 (D-
(A sectional view taken along line D).

【0163】次に、前記絶縁膜14にパターンニングを
施し、前記ゲート材13の表面のワード線形成領域に、
ゲート幅方向に沿う長さが規定された絶縁膜14を形成
する。絶縁膜14は、ゲート長方向に沿って連続的に延
在する。
Next, patterning is performed on the insulating film 14 so that a word line forming region on the surface of the gate material 13 is
An insulating film 14 having a defined length along the gate width direction is formed. The insulating film 14 extends continuously along the gate length direction.

【0164】次に、前記絶縁膜14をエッチングマスク
として使用し、前記ゲート材13、ゲート絶縁膜12の
夫々にゲート幅方向に沿う長さを規定するパターンニン
グを順次施し、ゲート幅方向に沿う長さが規定された制
御ゲート電極CG及びワード線WLを形成すると共に、
ゲート幅方向に沿う長さが規定されたゲート絶縁膜12
を形成する。このパターンニングは、異方性エッチング
法で行なわれる。ここまでの製造工程を図34(D−D
線での断面図)及び図36(E−E線での断面図)に示
す。
Next, using the insulating film 14 as an etching mask, the gate material 13 and the gate insulating film 12 are sequentially patterned to define the length along the gate width direction, and the gate material 13 and the gate insulating film 12 are sequentially patterned along the gate width direction. A control gate electrode CG and a word line WL having a defined length are formed, and
Gate insulating film 12 having a defined length along the gate width direction
To form This patterning is performed by an anisotropic etching method. FIG. 34 (D-D)
FIG. 36 (a cross-sectional view taken along line EE).

【0165】次に、前記ゲート材11、ゲート材4の夫
々に、ゲート幅方向に沿う長さを規定するパターンニン
グを順次行い、前記ゲート材11、ゲート材4の夫々か
らなる電荷蓄積ゲート電極FGを形成する。ここまでの
工程を図35(D−D線での断面図)及び図37(E−
E線での断面図)に示す。この工程において、ゲート材
4のゲート幅方向に沿う断面は矩形状で形成されてお
り、ゲート材4の側壁面側の一部にサイドウォールスペ
ーサ8が覆い被さる状態になっていないので、図37に
示すように、ゲート幅方向における不揮発性記憶素子Q
間において、ゲート材4の一部が残存することはない。
このパターンニングは、例えば異方性エッチングで行な
われる。
Next, patterning for defining the length along the gate width direction is sequentially performed on each of the gate material 11 and the gate material 4 to form a charge storage gate electrode made of the gate material 11 and the gate material 4. FG is formed. The steps so far are shown in FIG. 35 (cross-sectional view taken along line DD) and FIG.
(A sectional view taken along line E). In this step, the cross section of the gate material 4 along the gate width direction is formed in a rectangular shape, and a portion of the gate material 4 on the side of the side wall surface is not covered with the side wall spacer 8. As shown in FIG. 7, the nonvolatile memory element Q in the gate width direction
A part of the gate material 4 does not remain between them.
This patterning is performed by, for example, anisotropic etching.

【0166】次に、前記制御ゲート電極CGの表面上及
びワード線WLの表面上を含むp型半導体基板1の主面
上の全面に層間絶縁膜15を形成し、その後、前記層間
絶縁膜15の表面上にゲート長方向に沿って延在するデ
ータ線DLを形成する。層間絶縁膜15は例えば酸化珪
素膜で形成され、データ線DLは例えばアルミニウム膜
又はアルミニウム合金膜等の金属膜で形成される。
Next, an interlayer insulating film 15 is formed on the entire surface of the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 including the surface of the control gate electrode CG and the surface of the word line WL. A data line DL extending along the gate length direction is formed on the surface of the semiconductor device. The interlayer insulating film 15 is formed of, for example, a silicon oxide film, and the data line DL is formed of, for example, a metal film such as an aluminum film or an aluminum alloy film.

【0167】次に、データ線DLの上層に層間絶縁膜、
配線、最終保護膜等を形成することにより、本実施形態
のフラッシュメモリがほぼ完成する。
Next, an interlayer insulating film is formed above the data line DL,
By forming the wiring, the final protective film, and the like, the flash memory of this embodiment is almost completed.

【0168】このように、本実施形態によれば、以下の
作用効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.

【0169】p型半導体基板1の主面の活性領域上にゲ
ート絶縁膜3を介在して電荷蓄積ゲート電極FGが形成
され、前記電荷蓄積ゲート電極FG上にゲート絶縁膜1
2を介在して制御ゲート電極CGが形成された不揮発性
記憶素子Qを有し、この不揮発性記憶素子Qをゲート幅
方向に沿って複数個配置したフラッシュメモリ(半導体
集積回路装置)の製造方法であって、前記ゲート絶縁膜
3の表面の中央領域上に、ゲート長方向に沿う長さが規
定され、ゲート長方向に沿う断面が逆台形状で形成さ
れ、かつゲート幅方向に沿って連続的に延在するゲート
材4を形成する工程と、前記ゲート材4のゲート長方向
の互いに対向する2つの側壁面の夫々の表面上に、ゲー
ト幅方向に沿って連続的に延在するサイドウォールスペ
ーサ8を形成する工程と、熱酸化処理を施し、前記p型
半導体基板1の主面の活性領域上に、ゲート幅方向に沿
って連続的に延在する熱酸化絶縁膜10を形成する工程
と、前記ゲート材4にゲート幅方向に沿う長さを規定す
るパターンニングを施し、前記ゲート材4からなる電荷
蓄積ゲート電極FGを形成する工程を備える。
The charge storage gate electrode FG is formed on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 with the gate insulating film 3 interposed therebetween, and the gate insulating film 1 is formed on the charge storage gate electrode FG.
2. A method of manufacturing a flash memory (semiconductor integrated circuit device) having a nonvolatile memory element Q on which a control gate electrode CG is formed with a plurality of nonvolatile memory elements 2 interposed therebetween, and arranging a plurality of nonvolatile memory elements Q along the gate width direction A length along the gate length direction is defined on a central region of the surface of the gate insulating film 3, a cross section along the gate length direction is formed in an inverted trapezoidal shape, and is continuous along the gate width direction. Forming a gate material 4 that extends in a row, and a side extending continuously along the gate width direction on each of two opposing side walls in the gate length direction of the gate material 4. A step of forming a wall spacer 8 and a thermal oxidation process are performed to form a thermal oxide insulating film 10 continuously extending along the gate width direction on the active region on the main surface of the p-type semiconductor substrate 1. Step and the gate material 4 Subjected to patterning to define the length along the gate width direction, comprising forming a charge storage gate electrode FG made of the gate material 4.

【0170】この構成により、熱酸化処理を施し、p型
半導体基板1の主面の活性領域上に、ゲート幅方向に沿
って連続的に延在する熱酸化絶縁膜10を形成する際、
ゲート材4とp型半導体基板1との間に、ゲート材4の
側壁面側からその中央部に向ってゲートバースビーク
(熱酸化絶縁膜)10Aが成長し、このゲートバーズビー
ク10Aの成長によって、ゲート材4のゲート長方向に
沿う断面が矩形状に変化し、ゲート材の側壁面側の一部
にサイドウォールスペーサが覆い被さる状態を抑制して
いるで、ゲート材4にゲート幅方向に沿う長さを規定す
るパターンニングを施し、ゲート材4からなる電荷蓄積
ゲート電極FGを形成する際、ゲート幅方向における電
荷蓄積ゲート電極FG間において、ゲート材4の一部が
残存することはない。この結果、ゲート幅方向に配置さ
れる不揮発性記憶素子Q間での短絡を防止できるので、
半導体集積回路装置の歩留まりを高めることができる。
According to this configuration, when thermal oxidation is performed to form thermal oxide insulating film 10 extending continuously along the gate width direction on the active region on the main surface of p-type semiconductor substrate 1,
Between the gate member 4 and the p-type semiconductor substrate 1, a gate bar beak is formed from the side wall surface side of the gate member 4 toward the center thereof.
(Thermally oxidized insulating film) 10A grows, and the growth of the gate bird's beak 10A changes the cross section of the gate material 4 along the gate length direction into a rectangular shape. Suppresses the state in which the gate material 4 is covered, when the gate material 4 is patterned to define the length along the gate width direction, and the charge storage gate electrode FG made of the gate material 4 is formed, the charge in the gate width direction is reduced. Part of the gate material 4 does not remain between the storage gate electrodes FG. As a result, a short circuit between the nonvolatile memory elements Q arranged in the gate width direction can be prevented.
The yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0171】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
As described above, the invention made by the present inventors is described below.
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention.

【0172】例えば、実施形態3における電荷蓄積ゲー
ト電極FGのパターンニングは、実施形態1における方
法(1)、方法(2)を用いても良い。
For example, the patterning of the charge storage gate electrode FG in the third embodiment may use the method (1) or the method (2) in the first embodiment.

【0173】例えば、本発明は、不揮発性記憶素子を有
するメモリアレイ部を備えたワンチップ・マイクロコン
ピュータ(半導体集積回路装置)に適用できる。
For example, the present invention can be applied to a one-chip microcomputer (semiconductor integrated circuit device) provided with a memory array unit having a nonvolatile storage element.

【0174】[0174]

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

【0175】不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路
装置であって、前記不揮発性記憶素子の低電圧化を図る
ことができる。
In a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element, the voltage of the nonvolatile memory element can be reduced.

【0176】また、前記半導体集積回路装置の集積度を
高めることができる。
Further, the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device can be increased.

【0177】また、前記半導体集積回路装置の歩留まり
を高めることができる。
Further, the yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

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

【図1】本発明の実施形態1であるフラッシュメモリ
(半導体集積回路装置)の要部等価回路図である。
FIG. 1 is a flash memory according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a main part of (semiconductor integrated circuit device).

【図2】前記フラッシュメモリの要部平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of the flash memory.

【図3】図2に示すA−A線の位置で切った断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view taken along a line AA shown in FIG. 2;

【図4】図2に示すB−B線の位置で切った断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view taken along the line BB shown in FIG. 2;

【図5】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing the flash memory.

【図6】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図7】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図8】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図9】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図10】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図11】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図12】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図13】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図14】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図15】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図16】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図17】本発明の実施形態2であるフラッシュメモリ
(半導体集積回路装置)の要部断面図である。
FIG. 17 is a flash memory according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a (semiconductor integrated circuit device).

【図18】前記フラッシュメモリの要部断面図である。FIG. 18 is a sectional view of a main part of the flash memory.

【図19】前記フラッシュメモリの要部平面図である。FIG. 19 is a plan view of a main part of the flash memory.

【図20】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図21】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図22】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図23】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 23 is a sectional view for illustrating the method for manufacturing the flash memory.

【図24】本発明の実施形態3であるフラッシュメモリ
(半導体集積回路装置)の要部平面図である。
FIG. 24 is a flash memory according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a plan view of a main part of (semiconductor integrated circuit device).

【図25】図24に示すC−C線の位置で切った断面図
である。
25 is a sectional view taken along the line CC shown in FIG. 24.

【図26】図24に示すD−D線の位置で切った断面図
である。
26 is a sectional view taken along the line DD shown in FIG. 24.

【図27】図24に示すE−E線の位置で切った断面図
である。
FIG. 27 is a cross-sectional view taken along a line EE shown in FIG.

【図28】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図29】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図30】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図31】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図32】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図33】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図34】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図35】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the flash memory.

【図36】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図37】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view for describing the method for manufacturing the flash memory.

【図38】従来のフラッシュメモリの製造方法を説明す
るための断面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view for explaining the conventional flash memory manufacturing method.

【図39】従来のフラッシュメモリの製造方法を説明す
るための断面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view for explaining a conventional flash memory manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p型半導体基板、2…熱酸化絶縁膜、3…第1ゲー
ト絶縁膜、4…ゲート材、5…耐酸化性のマスク、6…
n型半導体領域、7…n型半導体領域、8…サイドウォ
ールスペーサ、9…n+型半導体領域、10…熱酸化絶縁
膜、11…ゲート材、12…第2ゲート絶縁膜、13…
ゲート材、14…絶縁膜、15…層間絶縁膜、WL…ワ
ード線、DL…データ線、FG…電荷蓄積ゲート電極
(フローティングゲート電極)、CG…制御ゲート電極
(コントロールゲート電極)、Q…不揮発性記憶素子。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p-type semiconductor substrate, 2 ... thermal oxidation insulating film, 3 ... 1st gate insulating film, 4 ... gate material, 5 ... oxidation resistant mask, 6 ...
n-type semiconductor region, 7 ... n-type semiconductor region, 8 ... sidewall spacer, 9 ... n + -type semiconductor region, 10 ... thermal oxide insulating film, 11 ... gate material, 12 ... second gate insulating film, 13 ...
Gate material, 14: insulating film, 15: interlayer insulating film, WL: word line, DL: data line, FG: charge storage gate electrode (floating gate electrode), CG: control gate electrode
(Control gate electrode), Q: nonvolatile storage element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺野 秋彦 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 岡崎 勉 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 加藤 正高 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 足立 哲生 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 土屋 修 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Akihiko Konno 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Hitachi, Ltd.Device Development Center (72) Inventor Tsutomu Okazaki 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Hitachi, Ltd.Device Development Center, Ltd. (72) Inventor Masataka Kato 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tetsuo Adachi 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo (72) Inventor Osamu Tsuchiya 2326 Imai, Ome-shi, Tokyo Inside the Device Development Center, Hitachi, Ltd.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面の活性領域上に第1ゲ
ート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成され、
前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介在し
て制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を有す
る半導体集積回路装置であって、前記電荷蓄積ゲート電
極と前記第1ゲート絶縁膜との界面のゲート幅方向に沿
う長さが、前記電荷蓄積ゲート電極と前記第2ゲート絶
縁膜との界面のゲート幅方向に沿う長さに比べて短く構
成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
1. A charge storage gate electrode is formed on an active region on a main surface of a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween.
A semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element in which a control gate electrode is formed on a charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed therebetween, wherein the charge storage gate electrode, the first gate insulating film, Wherein the length of the interface along the gate width direction is shorter than the length of the interface between the charge storage gate electrode and the second gate insulating film along the gate width direction. Circuit device.
【請求項2】 前記電荷蓄積ゲート電極は、第1ゲート
材及びこの第1ゲート材の表面上に積層された第2ゲー
ト材で構成され、前記第1ゲート材と前記第1ゲート絶
縁膜との界面のゲート幅方向に沿う長さは、前記第2ゲ
ート材と前記第2ゲート絶縁膜との界面のゲート幅方向
に沿う長さに比べて短く構成されていることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体集積回路装置。
2. The charge storage gate electrode comprises a first gate material and a second gate material laminated on a surface of the first gate material, wherein the first gate material, the first gate insulating film, The length of the interface along the gate width direction along the gate width direction is shorter than the length of the interface between the second gate material and the second gate insulating film along the gate width direction. 2. The semiconductor integrated circuit device according to 1.
【請求項3】 前記第2ゲート材と前記第2ゲート絶縁
膜との界面のゲート長方向の長さは、前記第1ゲート材
と前記第1ゲート絶縁膜との界面のゲート長方向の長さ
に比べて長く構成されていることを特徴とする請求項2
に記載の半導体集積回路装置。
3. The length of the interface between the second gate material and the second gate insulating film in the gate length direction is the length of the interface between the first gate material and the first gate insulating film in the gate length direction. 3. The structure according to claim 2, wherein the length is longer than the length.
3. The semiconductor integrated circuit device according to 1.
【請求項4】 前記制御ゲート電極は、ゲート長方向に
沿って延在するワード線と一体化されていることを特徴
とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載
の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the control gate electrode is integrated with a word line extending along a gate length direction. Integrated circuit device.
【請求項5】 半導体基板の主面の活性領域上に第1ゲ
ート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成され、
前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介在し
て制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を有す
る半導体集積回路装置であって、前記電荷蓄積ゲート電
極と前記第1ゲート絶縁膜との界面のゲート長方向に沿
う長さが、前記電荷蓄積ゲート電極と前記第2ゲート絶
縁膜との界面のゲート長方向に沿う長さに比べて短く構
成されていることを特徴とする半導体集積回路装置。
5. A charge storage gate electrode is formed on an active region on a main surface of a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween.
A semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element in which a control gate electrode is formed on a charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed therebetween, wherein the charge storage gate electrode, the first gate insulating film, Wherein the length of the interface along the gate length direction is shorter than the length of the interface between the charge storage gate electrode and the second gate insulating film along the gate length direction. Circuit device.
【請求項6】 前記制御ゲート電極はゲート幅方向に沿
って延在するワード線と一体化されていることを特徴と
する請求項5に記載の半導体集積回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein said control gate electrode is integrated with a word line extending along a gate width direction.
【請求項7】 半導体基板の主面の活性領域上に第1ゲ
ート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成され、
前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介在し
て制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を有す
る半導体集積回路装置の製造方法であって、下記の工程
を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 (a)前記第1ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート長方向
に沿う長さが規定されたゲート材を形成し、その後、前
記ゲート材の表面上に第2ゲート絶縁膜を形成し、その
後、前記第2ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート幅方向に
沿う長さが規定された制御ゲート電極を形成する工程、
(b)炭素とフッ素を含むエッチングガスを用いた異方
性エッチング法を使用し、前記第2ゲート絶縁膜に、ゲ
ート幅方向に沿う長さを規定するパターンニングを施す
と共に、前記第2ゲート絶縁膜から露出されたゲート材
にオーバーエッチングを施す工程、(c)等方性エッチ
ング法を使用し、前記ゲート材に、ゲート幅方向に沿う
長さを規定するパターンニングを施して、前記ゲート材
からなる電荷蓄積ゲート電極を形成する工程。
7. A charge storage gate electrode is formed on an active region on a main surface of a semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element in which a control gate electrode is formed on a charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed therebetween, comprising the following steps: Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device. (A) forming a gate material having a defined length along a gate length direction on the surface of the first gate insulating film, and then forming a second gate insulating film on the surface of the gate material; Forming a control gate electrode having a defined length along a gate width direction on a surface of the second gate insulating film;
(B) patterning the second gate insulating film to define a length along a gate width direction by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine; Over-etching the gate material exposed from the insulating film; and (c) patterning the gate material by using an isotropic etching method to define a length along a gate width direction. Forming a charge storage gate electrode made of a material.
【請求項8】 前記第2ゲート絶縁膜は酸化珪素膜、窒
化珪素膜、酸化珪素膜の夫々を順次積層した積層膜で形
成され、前記ゲート材は多結晶珪素膜又は非晶質珪素膜
で形成されていることを特徴とする請求項7に記載の半
導体集積回路装置の製造方法。
8. The second gate insulating film is formed of a laminated film in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially laminated, and the gate material is a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit device is formed.
【請求項9】 前記制御ゲート電極は、ゲート長方向に
沿って延在するワード線と一体化されていることを特徴
とする請求項7又は請求項8に記載の半導体集積回路装
置の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein said control gate electrode is integrated with a word line extending along a gate length direction. .
【請求項10】 半導体基板の主面の活性領域上に第1
ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成さ
れ、前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介
在して制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置の製造方法であって、下記の
工程を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置の製
造方法。 (a)前記第1ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート幅方向
に沿う長さが規定されたゲート材を形成し、その後、前
記ゲート材の表面上に第2ゲート絶縁膜を形成し、その
後、前記第2ゲート絶縁膜の表面上に、ゲート長方向に
沿う長さが規定された制御ゲート電極を形成する工程、
(b)炭素とフッ素を含むエッチングガスを用いた異方
性エッチング法を使用し、前記第2ゲート絶縁膜に、ゲ
ート長方向に沿う長さを規定するパターンニングを施す
と共に、前記第2ゲート絶縁膜から露出されたゲート材
にオーバーエッチングを施す工程、(c)等方性エッチ
ング法を使用し、前記ゲート材に、ゲート長方向に沿う
長さを規定するパターンニングを施して、前記ゲート材
からなる電荷蓄積ゲート電極を形成する工程。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein a first surface is formed on an active region on a main surface of the semiconductor substrate.
Manufacturing of a semiconductor integrated circuit device having a nonvolatile memory element in which a charge storage gate electrode is formed with a gate insulating film interposed and a control gate electrode is formed on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: (A) forming a gate material having a defined length along a gate width direction on the surface of the first gate insulating film, and then forming a second gate insulating film on the surface of the gate material; Forming a control gate electrode having a defined length along a gate length direction on a surface of the second gate insulating film;
(B) patterning the second gate insulating film to define a length along a gate length direction by using an anisotropic etching method using an etching gas containing carbon and fluorine; Over-etching the gate material exposed from the insulating film; (c) patterning the gate material by using an isotropic etching method to define a length along a gate length direction; Forming a charge storage gate electrode made of a material.
【請求項11】 前記第2ゲート絶縁膜は酸化珪素膜、
窒化珪素膜、酸化珪素膜の夫々を順次積層した積層膜で
形成され、前記ゲート材は多結晶珪素膜又は非晶質珪素
膜で形成されていることを特徴とする請求項10に記載
の半導体集積回路装置の製造方法。
11. The second gate insulating film is a silicon oxide film,
11. The semiconductor according to claim 10, wherein the gate material is formed of a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film, and is formed of a laminated film in which a silicon nitride film and a silicon oxide film are sequentially stacked. A method for manufacturing an integrated circuit device.
【請求項12】 前記制御ゲート電極は、ゲート幅方向
に沿って延在するワード線と一体化されていることを特
徴とする請求項10又は請求項11に記載の半導体集積
回路装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein said control gate electrode is integrated with a word line extending along a gate width direction. .
【請求項13】 前記工程(b)におけるオーバーエッ
チングは、前記ゲート材をオーバーエッチングすると共
に、前記ゲート材の側壁に保護膜を形成し、前記工程
(c)における等方性エッチングは、前記保護膜をマス
クとして作用させて行うことを特徴とする請求項7乃至
請求項12のうちいずれか1項に記載の半導体集積回路
装置の製造方法。
13. The over-etching in the step (b) includes over-etching the gate material and forming a protective film on a side wall of the gate material. 13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 7, wherein the method is performed by using the film as a mask.
【請求項14】 前記工程(b)と工程(c)との間
に、塩素系のエッチングガスを用いた異方性エッチング
法を使用し、前記ゲート材をパターンニングする工程を
備えたことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
14. The method according to claim 1, further comprising the step of patterning the gate material between the steps (b) and (c) by using an anisotropic etching method using a chlorine-based etching gas. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項15】 半導体基板の主面の活性領域上に第1
ゲート絶縁膜を介在して電荷蓄積ゲート電極が形成さ
れ、前記電荷蓄積ゲート電極上に第2ゲート絶縁膜を介
在して制御ゲート電極が形成された不揮発性記憶素子を
有し、この不揮発性記憶素子をゲート幅方向に沿って複
数個配置した半導体集積回路装置の製造方法であって、
下記の工程を備えたことを特徴とする半導体集積回路装
置の製造方法。 (a)前記第1ゲート絶縁膜の表面の中央領域上に、ゲ
ート長方向に沿う長さが規定され、ゲート長方向に沿う
断面が逆台形状で形成され、かつゲート幅方向に沿って
連続的に延在するゲート材を形成する工程、(b)前記
ゲート材のゲート長方向の互いに対向する2つの側壁面
の夫々の表面上に、ゲート幅方向に沿って連続的に延在
するサイドウォールスペーサを形成する工程、(c)熱
酸化処理を施し、前記半導体基板の主面の活性領域に、
ゲート幅方向に沿って連続的に延在する熱酸化絶縁膜を
形成する工程、(d)前記ゲート材にゲート幅方向に沿
う長さを規定するパターンニングを施し、前記ゲート材
からなる電荷蓄積ゲート電極を形成する工程。
15. A semiconductor device comprising: a first substrate having an active region on a main surface thereof;
A nonvolatile storage element having a charge storage gate electrode formed with a gate insulating film interposed therebetween and a control gate electrode formed on the charge storage gate electrode with a second gate insulating film interposed therebetween; A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of elements are arranged along a gate width direction,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the following steps. (A) A length along a gate length direction is defined on a central region of a surface of the first gate insulating film, a cross section along the gate length direction is formed in an inverted trapezoidal shape, and is continuous along a gate width direction. Forming a gate material that extends in a continuous manner, and (b) a side continuously extending along the gate width direction on each of two opposing side wall surfaces in the gate length direction of the gate material. Forming a wall spacer, and (c) performing a thermal oxidation process on the active region on the main surface of the semiconductor substrate.
Forming a thermal oxide insulating film extending continuously along the gate width direction; and (d) patterning the gate material to define a length along the gate width direction, and accumulating the charge made of the gate material. Forming a gate electrode;
【請求項16】 前記ゲート幅方向に沿う長さを規定す
るパターンニングは異方性エッチング法で行なわれるこ
とを特徴とする請求項15に記載の半導体集積回路装置
の製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein the patterning for defining the length along the gate width direction is performed by an anisotropic etching method.
JP25686296A 1996-09-27 1996-09-27 Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method Pending JPH10107163A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25686296A JPH10107163A (en) 1996-09-27 1996-09-27 Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25686296A JPH10107163A (en) 1996-09-27 1996-09-27 Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10107163A true JPH10107163A (en) 1998-04-24

Family

ID=17298456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25686296A Pending JPH10107163A (en) 1996-09-27 1996-09-27 Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10107163A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6228712B1 (en) 1998-11-10 2001-05-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
WO2002069383A3 (en) * 2001-02-22 2003-02-06 Applied Materials Inc Method of forming a notched silicon-containing gate structure
KR100491457B1 (en) * 2001-11-27 2005-05-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Non-volatile semiconductor memory device
KR100503852B1 (en) * 2001-01-30 2005-07-27 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Method for delineation of eDRAM support device notched gate
JP2006310600A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Toshiba Corp Semiconductor apparatus and its manufacturing method
JP2007027268A (en) * 2005-07-13 2007-02-01 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its fabrication process
JP2008153501A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
CN109075204A (en) * 2016-10-12 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 Thin film transistor (TFT), the array substrate with the thin film transistor (TFT), display panel and display device and its manufacturing method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6228712B1 (en) 1998-11-10 2001-05-08 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US6452226B2 (en) 1998-11-10 2002-09-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Non-volatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
KR100503852B1 (en) * 2001-01-30 2005-07-27 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Method for delineation of eDRAM support device notched gate
WO2002069383A3 (en) * 2001-02-22 2003-02-06 Applied Materials Inc Method of forming a notched silicon-containing gate structure
KR100491457B1 (en) * 2001-11-27 2005-05-25 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Non-volatile semiconductor memory device
JP2006310600A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Toshiba Corp Semiconductor apparatus and its manufacturing method
JP4649265B2 (en) * 2005-04-28 2011-03-09 株式会社東芝 Method for manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
JP2007027268A (en) * 2005-07-13 2007-02-01 Renesas Technology Corp Semiconductor device and its fabrication process
JP2008153501A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
CN109075204A (en) * 2016-10-12 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 Thin film transistor (TFT), the array substrate with the thin film transistor (TFT), display panel and display device and its manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5350937A (en) Non-volatile memory device having a floating gate
JP2692639B2 (en) Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device
US20050127456A1 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
JP2658910B2 (en) Flash memory device and method of manufacturing the same
JPH05218358A (en) Semiconductor non-volatile storage device and manufacture of the same
JP3389112B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JPH08241932A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacture
JPH11111872A (en) Eeprom cell structure and its manufacture
JPH0831959A (en) Non-volatile semiconductor storage and its manufacture
JP2000150676A (en) Non-volatile semiconductor memory and its manufacture
JPH10107163A (en) Semiconductor integrated circuit device and its manufacturing method
JPH0897304A (en) Non-volatile semiconductor memory and its manufacture
JPH10289990A (en) Manufacture of semiconductor device
US7084453B2 (en) Method of forming different oxide thickness for high voltage transistor and memory cell tunnel dielectric
JP2000031305A (en) And type nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture
EP1304744A2 (en) Non-volatile semiconductor memory device
JPH08181231A (en) Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof
JP2848211B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US6211017B1 (en) Method of fabricating floating gate EEPROM
KR20000011189A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same
JP2687894B2 (en) Method for manufacturing semiconductor memory device
JP2989205B2 (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
JP2003258130A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3137091B2 (en) Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device
JP2581416B2 (en) Method for manufacturing semiconductor memory device