JPH10178114A - Manufacture of semiconductor non-volatile storage device - Google Patents

Manufacture of semiconductor non-volatile storage device

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JPH10178114A
JPH10178114A JP8339610A JP33961096A JPH10178114A JP H10178114 A JPH10178114 A JP H10178114A JP 8339610 A JP8339610 A JP 8339610A JP 33961096 A JP33961096 A JP 33961096A JP H10178114 A JPH10178114 A JP H10178114A
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floating gate
gate
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insulating film
contact hole
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor non-volatile storage device causing no deterioration of an inter-layer insulating film between a floating gate and a control gate. SOLUTION: A gate insulating film 21 formed on a semiconductor substrate is overlaid with a floating gate 31, an inter-layer insulating film 22 is formed over the floating gate, and a first control gate 32a is formed over the inter-layer insulating film. And a contact hole C exposing the floating gate 31 is opened through the first control gate 32a and the inter-layer insulating film 22 present in a selective transistor region, and a preprocessing for removal of a naturaloxidizing film on the surface of the floating gate 31 exposed from the contact hole C is performed. Further, a second control gate 32b electrically connected to the floating gate 31 through the contact hole C is formed over the first control gate 32a.

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、半導体不揮発性記
憶装置の製造方法に関し、特にメモリトランジスタと選
択トランジスタを有する半導体不揮発性記憶装置の製造
方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having a memory transistor and a select transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】フローティングゲート電極に電荷を蓄積
する半導体不揮発性記憶装置においては、例えばNAN
D型の記憶装置などにおいて、メモリセルアレイにはメ
モリトランジスタと選択トランジスタを有している。メ
モリトランジスタのゲート電極は、フローティングゲー
トと、コントロールゲートの2層構造となっており、2
層の配線は互いに絶縁されて積層されている。コントロ
ールゲートに所定の電圧が印加されると、半導体基板か
らフローティングゲートへトンネル絶縁膜を通って電荷
が注入される。電荷が注入されるとフローティングゲー
トの電位が変化する。このフローティングゲートの電位
の変動により、データを記録あるいは消去することがで
きる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor non-volatile memory device for storing electric charges in a floating gate electrode, for example, NAN
In a D-type storage device or the like, a memory cell array has a memory transistor and a selection transistor. The gate electrode of the memory transistor has a two-layer structure of a floating gate and a control gate.
The wiring of the layers is laminated while being insulated from each other. When a predetermined voltage is applied to the control gate, charges are injected from the semiconductor substrate to the floating gate through the tunnel insulating film. When charge is injected, the potential of the floating gate changes. Data can be recorded or erased by the change in the potential of the floating gate.

【0003】一方の選択トランジスタのゲート電極は、
メモリトランジスタと異なり、絶縁されたフローティン
グゲートを有することはできない。従って、メモリセル
アレイにメモリトランジスタと選択トランジスタを有す
る半導体不揮発性記憶装置においては、その製造方法に
おいて、次の2つの方法のいずれかをとっている。1つ
は、選択トランジスタのゲート電極には、メモリトラン
ジスタのゲート電極のうちフローティングゲートを設け
ず、コントロールゲートに相当する層のみを設けること
により選択ゲートとする方法である。もう1つは、選択
トランジスタのゲート電極にも、メモリトランジスタと
同じく、絶縁されたフローティングゲートとコントロー
ルゲートを形成しておき、後の工程でフローティングゲ
ートとコントロールゲートを電気的に接続する方法であ
る。前者は2種類のゲート電極を形成するので、工程数
が多く複雑になってしまう。後者はメモリトランジスタ
と選択トランジスタのゲート電極を途中まで同時に形成
することができる。
The gate electrode of one select transistor is
Unlike a memory transistor, it cannot have an insulated floating gate. Therefore, in a semiconductor non-volatile memory device having a memory transistor and a select transistor in a memory cell array, one of the following two methods is employed in the manufacturing method. One is a method of forming a select gate by providing only a layer corresponding to a control gate without providing a floating gate among gate electrodes of a memory transistor as a gate electrode of a select transistor. The other is a method in which an insulated floating gate and a control gate are formed also on the gate electrode of the selection transistor as in the case of the memory transistor, and the floating gate and the control gate are electrically connected in a later step. . In the former case, since two types of gate electrodes are formed, the number of steps becomes large and the process becomes complicated. In the latter case, the gate electrodes of the memory transistor and the selection transistor can be simultaneously formed halfway.

【0004】上記のような、絶縁されたフローティング
ゲートとコントロールゲートを形成し、後工程でフロー
ティングゲートとコントロールゲートを電気的に接続す
る場合の製造方法の1例について、図8及び図9を参照
して説明する。図8は上記の方法により製造した半導体
不揮発性記憶装置のメモリセルアレイの平面図であり、
図9は図8中のD−D’における断面図である。まず、
半導体基板10上にLOCOSなどの素子分離絶縁膜2
0を形成し、次に、熱酸化などでゲート絶縁膜21を形
成する。次に、素子分離絶縁膜20で囲まれたトランジ
スタの活性領域を覆うようにして、ゲート絶縁膜21上
にフローティングゲート層FG(31)をポリシリコン
などの導電体をCVDなどにより堆積し、フローティン
グゲートFG(31)のパターンにエッチングする。そ
の上層に層間絶縁膜22を酸化シリコンなどをCVDな
どにより堆積して成膜する。その上層にコントロールゲ
ートCG(32)をポリシリコンなどの導電体をCVD
などにより堆積し、破線で示したパターンP1にコント
ロールゲートCG(32)をエッチングし、さらに、図
9に示すコントロールゲートCGのパターンにエッチン
グする。次に、全面を被覆するように層間絶縁膜23を
酸化シリコンなどをCVDなどにより堆積して形成し、
フローティングゲート31とコントロールゲート32が
露出するようにコンタクトホールCを開孔する。次に、
コンタクトホールC内を導電体でCVDなどにより埋め
込み、接続配線層CL(33)を形成する。これによ
り、フローティングゲート31とコントロールゲート3
2が電気的に接続される。
FIGS. 8 and 9 show an example of a manufacturing method in which an insulated floating gate and a control gate are formed as described above, and the floating gate and the control gate are electrically connected in a later step. I will explain. FIG. 8 is a plan view of a memory cell array of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by the above method,
FIG. 9 is a sectional view taken along line DD ′ in FIG. First,
Element isolation insulating film 2 such as LOCOS on semiconductor substrate 10
Next, a gate insulating film 21 is formed by thermal oxidation or the like. Next, a floating gate layer FG (31) is formed by depositing a conductor such as polysilicon by CVD or the like on the gate insulating film 21 so as to cover the active region of the transistor surrounded by the element isolation insulating film 20. The pattern of the gate FG (31) is etched. An interlayer insulating film 22 is formed thereon by depositing silicon oxide or the like by CVD or the like. A control gate CG (32) is formed on top of the conductive layer such as polysilicon by CVD.
Then, the control gate CG (32) is etched into the pattern P1 shown by the broken line, and further, is etched into the pattern of the control gate CG shown in FIG. Next, an interlayer insulating film 23 is formed by depositing silicon oxide or the like by CVD or the like so as to cover the entire surface,
A contact hole C is opened so that the floating gate 31 and the control gate 32 are exposed. next,
The contact hole C is filled with a conductor by CVD or the like to form a connection wiring layer CL (33). Thereby, the floating gate 31 and the control gate 3
2 are electrically connected.

【0005】上記の方法からメモリセルアレイの集積度
を向上させるために、トレンチ型の素子分離絶縁膜を用
いる方法がある。この方法により製造した半導体不揮発
性記憶装置の平面図を図2に示す。フローティングゲー
トFGはコントロールゲートCGとトランジスタ活性層
TAとの交点に配置されている。トランジスタ活性層T
A間にはトレンチ型の素子分離絶縁膜がある。このよう
な構造の場合、図8及び図9に示した半導体不揮発性記
憶装置のようなシャントによる接続はできず、フローテ
ィングゲートFGとコントロールゲートCGの交差点に
おいて、両ゲートを電気的に接続するためのコンタクト
ホールCがある。
In order to improve the degree of integration of the memory cell array, there is a method using a trench type element isolation insulating film. FIG. 2 shows a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by this method. Floating gate FG is arranged at the intersection of control gate CG and transistor active layer TA. Transistor active layer T
There is a trench type element isolation insulating film between A. In the case of such a structure, connection by a shunt like the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIGS. 8 and 9 cannot be performed, and both gates are electrically connected at the intersection of the floating gate FG and the control gate CG. Contact hole C.

【0006】図10はトレンチ型の素子分離絶縁膜を用
いた半導体不揮発性記憶装置の断面図であり、図2中の
A−A’における断面図に相当する。半導体基板10に
埋め込まれたトレンチ型の素子分離絶縁膜20により区
切られた領域がトランジスタの活性領域となり、その上
層にゲート絶縁膜を介してフローティングゲート31が
ある。その上層を層間絶縁膜22が被覆しており、層間
絶縁膜のフローティングゲートの上部部分が開孔してお
り、層間絶縁膜22の上層にあるコントロールゲート3
2がこの開孔部に埋め込まれる形で下層にあるフローテ
ィングゲート31と接続されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device using a trench-type element isolation insulating film, and corresponds to a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. A region delimited by the trench-type element isolation insulating film 20 embedded in the semiconductor substrate 10 becomes an active region of the transistor, and a floating gate 31 is provided thereover via a gate insulating film. The upper layer is covered with an interlayer insulating film 22, the upper part of the floating gate of the interlayer insulating film is opened, and the control gate 3 in the upper layer of the interlayer insulating film 22 is formed.
2 is connected to the underlying floating gate 31 in a form embedded in the opening.

【0007】上記のトレンチ型の素子分離絶縁膜を用い
た半導体不揮発性記憶装置の製造方法について、図10
により説明する。まず、図10(a)に至るまでの工程
について説明する。半導体基板10上に熱酸化などによ
りゲート絶縁膜21を形成し、その上層に例えばポリシ
リコンなどをCVDにより堆積し、フローティングゲー
ト31とする。フローティングゲート31の上層にレジ
ストをパターニングして反応性イオンエッチング(RI
E)などのエッチングを施し、フローティングゲート様
にパターン加工した後、さらに、ゲート絶縁膜21及び
半導体基板10をエッチングして、トレンチ絶縁膜領域
となる凹部を形成し、レジストを除去して図10(a)
に至る。
FIG. 10 shows a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device using the above-mentioned trench type element isolation insulating film.
This will be described below. First, steps up to a step shown in FIG. A gate insulating film 21 is formed on the semiconductor substrate 10 by thermal oxidation or the like, and, for example, polysilicon or the like is deposited thereon by CVD to form a floating gate 31. A resist is patterned on the upper layer of the floating gate 31 and reactive ion etching (RI
After etching such as E) and patterning like a floating gate, the gate insulating film 21 and the semiconductor substrate 10 are further etched to form a recess serving as a trench insulating film region, and the resist is removed. (A)
Leads to.

【0008】次に、図10(b)に示すように、酸化シ
リコンなどの絶縁体をCVDなどで堆積し、エッチバッ
クして上記の凹部を絶縁体で埋め込み、トレンチ型の素
子分離絶縁膜20を形成する。次に、酸化シリコンなど
をCVDにより全面に堆積し、層間絶縁膜22を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 10B, an insulator such as silicon oxide is deposited by CVD or the like, and is etched back to fill the recess with the insulator. To form Next, silicon oxide or the like is deposited on the entire surface by CVD, and an interlayer insulating film 22 is formed.

【0009】次に、図10(c)に示すように、レジス
トをパターニングしてエッチングすることにより、フロ
ーティングゲート31の上部部分の層間絶縁膜22を除
去、コンタクトホールを開孔する。コンタクトホール開
孔のためのレジストを除去し、フッ酸系ウェット洗浄な
どの前処理を施してコンタクトホール内に露出したフロ
ーティングゲートの表面にある自然酸化膜を除去した
後、ポリシリコンなどの導電体を全面にCVDなどで堆
積し、パターン加工してコントロールゲート32を形成
する。コントロールゲート32はコンタクトホールにお
いてフローティングゲート31に電気的に接続してい
る。
Next, as shown in FIG. 10C, the interlayer insulating film 22 above the floating gate 31 is removed by patterning and etching a resist, and a contact hole is opened. The resist for opening the contact hole is removed, and pre-treatment such as hydrofluoric acid wet cleaning is performed to remove the natural oxide film on the surface of the floating gate exposed in the contact hole. Is deposited on the entire surface by CVD or the like, and is patterned to form the control gate 32. The control gate 32 is electrically connected to the floating gate 31 at a contact hole.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のトレンチ型の素子分離絶縁膜を用いた半導体不揮
発性記憶装置の製造方法においては、フローティングゲ
ート31とコントロールゲート32を接続するためのコ
ンタクトホールを開孔するために、コンタクトホール開
孔のためのレジスト形成の工程と、コンタクトホール開
孔後のレジスト除去工程と、コントロールゲート32を
形成する前に開孔部の自然酸化膜を除去するためのウェ
ット洗浄などの前処理工程が必要であり、これらの工程
は層間絶縁膜22の膜質の劣化を引き起こす。特に自然
酸化膜を除去するためのウェット洗浄などの前処理工程
においては、酸化シリコンを除去する作用によって層間
絶縁膜22の薄膜化を引き起こすという問題がある。
However, in the above-mentioned conventional method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device using a trench-type element isolation insulating film, a contact hole for connecting the floating gate 31 and the control gate 32 is formed. Forming a resist for forming a contact hole, removing the resist after forming the contact hole, and removing a natural oxide film in the opening before forming the control gate 32. A pre-processing step such as wet cleaning is required, and these steps cause deterioration of the film quality of the interlayer insulating film 22. In particular, in a pretreatment step such as wet cleaning for removing a natural oxide film, there is a problem that the action of removing silicon oxide causes the interlayer insulating film 22 to be thinned.

【0011】本発明は、上記の問題を鑑みてなされたも
のであり、装置の集積度を上げたトレンチ型の素子分離
絶縁膜などを有する半導体不揮発性記憶装置の製造方法
において、選択トランジスタのゲート電極とするために
フローティングゲートとコントロールゲートとを接続す
る際に、フローティングゲートとコントロールゲート間
の層間絶縁膜の劣化、特に薄膜化を引き起こすことのな
い半導体不揮発性記憶装置の製造方法を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device having a trench-type element isolation insulating film or the like with an increased degree of integration of the device is provided. Provided is a method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device which does not cause deterioration of an interlayer insulating film between a floating gate and a control gate, particularly thinning when the floating gate and the control gate are connected to form an electrode. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、半
導体基板上に形成されたフローティングゲートとコント
ロールゲートを電気的に接続したゲート電極を持つ選択
トランジスタを有する半導体不揮発性記憶装置の製造方
法であって、半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上
にフローティングゲートを形成する工程と、前記フロー
ティングゲートの上層に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を被覆して上層に第1コントロールゲー
トを形成する工程と、前記選択トランジスタ領域にある
前記第1コントロールゲート及び前記層間絶縁膜を貫通
して前記フローティングゲートを露出させるコンタクト
ホールの開孔工程と、前記コンタクトホール内に露出し
たフローティングゲート表面の自然酸化膜を除去する前
処理工程と、前記コンタクトホールを介してフローティ
ングゲートに電気的に接続する第2コントロールゲート
を前記第1コントロールゲートの上層に形成する工程と
を有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention comprises a gate electrode electrically connected to a floating gate and a control gate formed on a semiconductor substrate. Forming a floating gate on a gate insulating film formed on a semiconductor substrate, and forming an interlayer insulating film on the floating gate. Process and
Forming a first control gate in an upper layer by covering the interlayer insulating film; and opening a contact hole for exposing the floating gate through the first control gate and the interlayer insulating film in the select transistor region. A hole process, a pretreatment process for removing a native oxide film on the surface of the floating gate exposed in the contact hole, and a second control gate electrically connected to the floating gate through the contact hole. Forming an upper layer.

【0013】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、フローティングゲートと第1コント
ロールゲートを接続するためのコンタクトホールを開孔
し、またコンタクトホール内に露出したフローティング
ゲート表面の自然酸化膜を除去する前処理を行う際に、
フローティングゲートを被覆する層間絶縁膜は、第1コ
ントロールゲートにより被覆、保護されている。従っ
て、層間絶縁膜の膜質の劣化を防ぐことができ、自然酸
化膜除去のための洗浄においても層間絶縁膜が浸食され
て薄膜化されるのを防ぐことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a contact hole for connecting the floating gate and the first control gate is opened, and the surface of the floating gate exposed in the contact hole is formed. When performing pretreatment to remove the natural oxide film,
The interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the first control gate. Therefore, deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented, and the interlayer insulating film can be prevented from being eroded and thinned even in cleaning for removing a natural oxide film.

【0014】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記コンタクトホールの開孔工
程の前にコンタクトホール開孔のためのレジスト膜の形
成工程を有し、前記コンタクトホールの開孔工程の後に
前記レジスト膜の除去工程を有する。レジスト膜でマス
クしてコンタクトホールを開孔する際に、フローティン
グゲートを被覆する層間絶縁膜は第1コントロールゲー
トにより被覆、保護されているので、層間絶縁膜の膜質
の劣化を防ぐことができる。
The method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device according to the present invention preferably includes a step of forming a resist film for forming a contact hole before the step of forming a contact hole. The method further includes the step of removing the resist film after the hole opening step. When the contact hole is opened by masking with the resist film, the interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the first control gate, so that deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented.

【0015】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記フローティングゲートの形
成工程のあと、エッチングして前記フローティングゲー
トの両側部の半導体基板に凹部を形成する工程を有し、
前記凹部に絶縁体を埋め込んでトレンチ型の素子分離絶
縁膜を形成する工程を有する。トレンチ型の素子分離絶
縁膜によれば、素子分離絶縁膜とトランジスタの活性領
域とを密接して形成することができ、装置の集積度を上
げることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, after the step of forming the floating gate, the step of forming recesses in the semiconductor substrate on both sides of the floating gate by etching. Have
Forming a trench-type element isolation insulating film by burying an insulator in the concave portion. According to the trench-type element isolation insulating film, the element isolation insulating film and the active region of the transistor can be formed in close contact with each other, and the degree of integration of the device can be increased.

【0016】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体不揮発性記憶装置の製造方法は、半導体基板上
に形成されたフローティングゲートとコントロールゲー
トを電気的に接続したゲート電極を持つ選択トランジス
タを有する半導体不揮発性記憶装置の製造方法であっ
て、半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上にフロー
ティングゲートを形成する工程と、前記フローティング
ゲートの上層に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間
絶縁膜を被覆して上層にコントロールゲートを形成する
工程と、前記選択トランジスタ領域にある前記コントロ
ールゲート及び前記層間絶縁膜を貫通して前記フローテ
ィングゲートを露出させるコンタクトホールの開孔工程
と、前記コンタクトホール内に露出したフローティング
ゲート表面の自然酸化膜を除去する前処理工程と、前記
コンタクトホールを介して前記フローティングゲートと
前記コントロールゲートとを電気的に接続する接続配線
層を形成する工程とを有する。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, comprising: a select transistor having a gate electrode electrically connected to a control gate and a floating gate formed on a semiconductor substrate; A method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device, comprising: forming a floating gate on a gate insulating film formed on a semiconductor substrate; forming an interlayer insulating film on an upper layer of the floating gate; Forming a control gate in an upper layer by covering the interlayer insulating film; opening a contact hole exposing the floating gate through the control gate and the interlayer insulating film in the select transistor region; Natural acid on the surface of the floating gate exposed in the contact hole And a step of forming a pretreatment step of removing the film, the connection wiring layer for electrically connecting the control gate and the floating gate through the contact hole.

【0017】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、フローティングゲートとコントロー
ルゲートを接続するためのコンタクトホールを開孔し、
またコンタクトホール内に露出したフローティングゲー
ト表面の自然酸化膜を除去する前処理を行う際に、フロ
ーティングゲートを被覆する層間絶縁膜は、コントロー
ルゲートにより被覆、保護されている。従って、層間絶
縁膜の膜質の劣化を防ぐことができ、自然酸化膜除去の
ための洗浄においても層間絶縁膜が浸食されて薄膜化さ
れるのを防ぐことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a contact hole for connecting a floating gate and a control gate is opened.
When performing a pretreatment for removing a native oxide film on the surface of the floating gate exposed in the contact hole, the interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the control gate. Therefore, deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented, and the interlayer insulating film can be prevented from being eroded and thinned even in cleaning for removing a natural oxide film.

【0018】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記コンタクトホールの開孔工
程の前にコンタクトホール開孔のためのレジスト膜の形
成工程を有し、前記コンタクトホールの開孔工程の後に
前記レジスト膜の除去工程を有する。レジスト膜でマス
クしてコンタクトホールを開孔する際に、フローティン
グゲートを被覆する層間絶縁膜はコントロールゲートに
より被覆、保護されているので、層間絶縁膜の膜質の劣
化を防ぐことができる。
The method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention preferably includes a step of forming a resist film for forming a contact hole before the step of forming a contact hole. The method further includes the step of removing the resist film after the hole opening step. When opening the contact hole by masking with the resist film, the interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the control gate, so that deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented.

【0019】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、好適には、前記フローティングゲートの形
成工程のあと、エッチングして前記フローティングゲー
トの両側部の半導体基板に凹部を形成する工程を有し、
前記凹部に絶縁体を埋め込んでトレンチ型の素子分離絶
縁膜を形成する工程を有する。トレンチ型の素子分離絶
縁膜によれば、素子分離絶縁膜とトランジスタの活性領
域とを密接して形成することができ、装置の集積度を上
げることができる。
Preferably, in the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, after the step of forming the floating gate, a step of forming recesses in the semiconductor substrate on both sides of the floating gate by etching. Have
Forming a trench-type element isolation insulating film by burying an insulator in the concave portion. According to the trench-type element isolation insulating film, the element isolation insulating film and the active region of the transistor can be formed in close contact with each other, and the degree of integration of the device can be increased.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下の実施例により図面を参照して説明する。第1実施例 図2は本実施例に係る半導体不揮発性記憶装置の製造方
法により製造した半導体不揮発性記憶装置の平面図であ
る。フローティングゲートFGはコントロールゲートC
Gとトランジスタ活性層TAとの交点に配置されてい
る。トランジスタ活性層TA間にはトレンチ型の素子分
離絶縁膜がある。フローティングゲートFGとコントロ
ールゲートCGの交差点において、両ゲートを電気的に
接続するためのコンタクトホールCがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings by the following embodiments. First Embodiment FIG. 2 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment. The floating gate FG is the control gate C
It is arranged at the intersection of G and the transistor active layer TA. There is a trench type element isolation insulating film between the transistor active layers TA. At the intersection of the floating gate FG and the control gate CG, there is a contact hole C for electrically connecting both gates.

【0021】図1(c)は本実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法により製造した半導体不揮発性記憶装
置の断面図であり、図2中のA−A’における断面図に
相当する。半導体基板10に埋め込まれたトレンチ型の
素子分離絶縁膜20により区切られた領域が選択トラン
ジスタの活性領域となり、その上層にゲート絶縁膜を介
してフローティングゲート31がある。その上層を層間
絶縁膜22が被覆しており、層間絶縁膜及びその上層に
形成された第1コントロールゲート32aのフローティ
ングゲートの上部部分にコンタクトホールが開孔してい
る。第2コントロールゲート32bがコンタクトホール
内を埋め込み、第1コントロールゲート32aを被覆し
ている。さらに、第2コントロールゲートの上層に第3
コントロールゲート32cがある。これにより、第1コ
ントロールゲート32a、第2コントロールゲート32
b、第3コントロールゲート32cの積層体としてのコ
ントロールゲート32が形成されている。
FIG. 1C is a cross-sectional view of the semiconductor non-volatile memory device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device according to the present embodiment, and corresponds to a cross-sectional view taken along line AA 'in FIG. A region separated by the trench-type element isolation insulating film 20 embedded in the semiconductor substrate 10 becomes an active region of the select transistor, and a floating gate 31 is provided thereover via a gate insulating film. The upper layer is covered with an interlayer insulating film 22, and a contact hole is formed in an upper portion of the floating gate of the interlayer insulating film and the first control gate 32a formed thereon. The second control gate 32b fills the contact hole and covers the first control gate 32a. Further, a third layer is formed above the second control gate.
There is a control gate 32c. Thereby, the first control gate 32a and the second control gate 32
b, a control gate 32 as a stacked body of the third control gate 32c is formed.

【0022】かかる構造の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法について説明する。まず、図1(a)に至るまで
の工程について説明する。半導体基板10上に熱酸化な
どによりゲート絶縁膜21を形成し、その上層に例えば
ポリシリコンなどをCVDにより堆積し、フローティン
グゲート31とする。フローティングゲート31の上層
にレジストをパターニングして反応性イオンエッチング
(RIE)などのエッチングを施し、フローティングゲ
ート様にパターン加工した後、さらに、ゲート絶縁膜2
1及び半導体基板10をエッチングして、トレンチ絶縁
膜領域となる凹部を形成し、レジストを除去する。次
に、酸化シリコンなどの絶縁体をCVDなどで堆積し、
エッチバックして上記の凹部を絶縁体で埋め込み、トレ
ンチ型の素子分離絶縁膜20を形成する。次に、酸化シ
リコンなどをCVDにより全面に堆積し、層間絶縁膜2
2を形成する。次に、層間絶縁膜22の上層にポリシリ
コンなどの導電体をCVDなどで堆積し、第1コントロ
ールゲート32aを形成する。
A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having such a structure will be described. First, steps up to FIG. 1A will be described. A gate insulating film 21 is formed on the semiconductor substrate 10 by thermal oxidation or the like, and, for example, polysilicon or the like is deposited thereon by CVD to form a floating gate 31. The resist is patterned on the upper layer of the floating gate 31 and subjected to etching such as reactive ion etching (RIE), and patterning is performed like a floating gate.
1 and the semiconductor substrate 10 are etched to form a recess serving as a trench insulating film region, and the resist is removed. Next, an insulator such as silicon oxide is deposited by CVD or the like,
Etch-back is performed to fill the recesses with an insulator to form a trench-type element isolation insulating film 20. Next, silicon oxide or the like is deposited on the entire surface by CVD, and an interlayer insulating film 2 is formed.
Form 2 Next, a conductor such as polysilicon is deposited on the interlayer insulating film 22 by CVD or the like to form a first control gate 32a.

【0023】次に、図1(b)に示すように、レジスト
をパターニングしてRIEなどのエッチングを施し、層
間絶縁膜22と第1コントロールゲート32aを貫通
し、フローティングゲート31の表面を露出させるコン
タクトホールを開孔する。コンタクトホール開孔の後に
レジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 1B, the resist is patterned and subjected to etching such as RIE to penetrate through the interlayer insulating film 22 and the first control gate 32a to expose the surface of the floating gate 31. Open contact holes. After opening the contact hole, the resist is removed.

【0024】次に、図1(c)に示すように、フッ酸系
ウェット洗浄などの前処理を施してコンタクトホール内
のフローティングゲート31表面の自然酸化膜を除去し
た後、ポリシリコンなどの導電体を全面にCVDなどで
堆積し、第2コントロールゲート32bを形成する。さ
らに、第2コントロールゲート32bの上層にタングス
テンシリサイドなどをCVDにより堆積して第3コント
ロールゲート32cを形成する。この後、パターン加工
して第1〜第3コントロールゲートの積層体であるコン
トロールゲート32を形成する。第2コントロールゲー
ト32bはコンタクトホールに埋め込まれており、フロ
ーティングゲート31に電気的に接続している。この後
は、さらに上層の配線や電極のパターン加工などをして
所望の半導体不揮発性記憶装置を製造する。
Next, as shown in FIG. 1C, after performing a pretreatment such as hydrofluoric acid wet cleaning to remove a natural oxide film on the surface of the floating gate 31 in the contact hole, a conductive material such as polysilicon is formed. A body is deposited on the entire surface by CVD or the like to form a second control gate 32b. Further, tungsten silicide or the like is deposited on the second control gate 32b by CVD to form the third control gate 32c. After that, pattern processing is performed to form the control gate 32 which is a stacked body of the first to third control gates. The second control gate 32b is embedded in the contact hole and is electrically connected to the floating gate 31. Thereafter, a desired semiconductor non-volatile memory device is manufactured by patterning the wiring and electrodes of the upper layer.

【0025】上記の本実施例の半導体不揮発性記憶装置
の製造方法によれば、フローティングゲートと第1コン
トロールゲートを接続するためのコンタクトホールを開
孔し、またコンタクトホール内に露出したフローティン
グゲート表面の自然酸化膜を除去する前処理を行う際
に、フローティングゲートを被覆する層間絶縁膜は、第
1コントロールゲートにより被覆、保護されている。従
って、層間絶縁膜の膜質の劣化を防ぐことができ、自然
酸化膜除去のための洗浄においても層間絶縁膜が浸食さ
れて薄膜化されるのを防ぐことができる。また、コント
ロールゲートとフローティングゲートを電気的に接続し
た後にコントロールゲートとフローティングゲートをエ
ッチングすることになるので、メモリセルのフローティ
ングゲートのエッチングの際にもコントロールゲートを
通して接地されていることとなり、エッチング中のチャ
ージアップにより層間絶縁膜22やゲート絶縁膜21が
劣化されるのを防ぐことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, a contact hole for connecting the floating gate and the first control gate is opened, and the surface of the floating gate exposed in the contact hole is opened. In performing the pre-treatment for removing the natural oxide film, the interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the first control gate. Therefore, deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented, and the interlayer insulating film can be prevented from being eroded and thinned even in cleaning for removing a natural oxide film. In addition, since the control gate and the floating gate are etched after the control gate and the floating gate are electrically connected, the memory cell floating gate is grounded through the control gate even when the floating gate is etched. Can prevent the interlayer insulating film 22 and the gate insulating film 21 from being deteriorated due to the charge-up.

【0026】第2実施例 本実施例の半導体不揮発性記憶装置の製造方法により製
造した半導体不揮発性記憶装置の断面図を図3に示す。
第1実施例と異なり、層間絶縁膜22を被覆する第1コ
ントロールゲートが導電性の2層の配線32a、32b
の積層体となっている。第1コントロールゲートを被覆
するように第2コントロールゲート32cが形成されて
おり、第2コントロールゲート32cはコンタクトホー
ルに埋め込まれており、フローティングゲート31に電
気的に接続している。第1コントロールゲートは単層膜
としてもよい。
Second Embodiment FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment.
Unlike the first embodiment, the first control gate that covers the interlayer insulating film 22 is a conductive two-layer wiring 32a, 32b.
It is a laminated body of. A second control gate 32c is formed so as to cover the first control gate. The second control gate 32c is embedded in the contact hole and is electrically connected to the floating gate 31. The first control gate may be a single-layer film.

【0027】かかる構造の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法について説明する。第1実施例の第1コントロー
ルゲート32aを形成する工程までは同様に形成する。
コントロールゲート32aを形成した後、さらにポリシ
リコンなどをCVDなどで堆積してコントロールゲート
32bを形成し、第1コントロールゲートを2層の配線
32a、32bの積層体として形成する。レジストをパ
ターニングしてRIEなどのエッチングを施し、層間絶
縁膜22と第1コントロールゲート32a、32bを貫
通し、フローティングゲート31の表面を露出させるコ
ンタクトホールを開孔する。コンタクトホール開孔の後
にレジストを除去する。フッ酸系ウェット洗浄などの前
処理を施してコンタクトホール内のフローティングゲー
ト31表面の自然酸化膜を除去した後、タングステンシ
リサイドなどの導電体を全面にCVDなどで堆積し、第
2コントロールゲート32cを形成する。以下は第1実
施例と同様である。
A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having such a structure will be described. The steps up to the step of forming the first control gate 32a of the first embodiment are formed in the same manner.
After the control gate 32a is formed, polysilicon or the like is further deposited by CVD or the like to form a control gate 32b, and the first control gate is formed as a laminate of two layers of wirings 32a and 32b. The resist is patterned and etched by RIE or the like, and a contact hole that penetrates through the interlayer insulating film 22 and the first control gates 32a and 32b and exposes the surface of the floating gate 31 is formed. After opening the contact hole, the resist is removed. After performing a pretreatment such as hydrofluoric acid wet cleaning to remove a natural oxide film on the surface of the floating gate 31 in the contact hole, a conductor such as tungsten silicide is deposited on the entire surface by CVD or the like to form the second control gate 32c. Form. The following is the same as in the first embodiment.

【0028】第1実施例と同様、上記の本実施例の半導
体不揮発性記憶装置の製造方法によれば、層間絶縁膜の
膜質の劣化を防ぐことができ、自然酸化膜除去のための
洗浄においても層間絶縁膜が浸食されて薄膜化されるの
を防ぐことができる。
As in the first embodiment, according to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented. Also, it is possible to prevent the interlayer insulating film from being eroded and thinned.

【0029】第3実施例 図4は本実施例に係る半導体不揮発性記憶装置の製造方
法により製造した半導体不揮発性記憶装置の平面図であ
る。フローティングゲートFGはコントロールゲートC
Gとトランジスタ活性層TAとの交点に配置されてい
る。トランジスタ活性層TA間にはトレンチ型の素子分
離絶縁膜がある。フローティングゲートFGとコントロ
ールゲートCGの交差点から図面上上部に向かってコン
トロールゲートの張出部があり、張出部内に両ゲートを
電気的に接続するための2つのコンタクトホールC1、
C2が開孔されており、コンタクトホール内に接続配線
層CLが埋め込まれており、フローティングゲートFG
とコントロールゲートCGとを電気的に接続している。
Third Embodiment FIG. 4 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment. The floating gate FG is the control gate C
It is arranged at the intersection of G and the transistor active layer TA. There is a trench type element isolation insulating film between the transistor active layers TA. There is an overhang of the control gate from the intersection of the floating gate FG and the control gate CG toward the upper part of the drawing, and two contact holes C1 for electrically connecting both gates in the overhang are provided.
C2 is opened, the connection wiring layer CL is embedded in the contact hole, and the floating gate FG is opened.
And the control gate CG are electrically connected.

【0030】図5(d)は本実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法により製造した半導体不揮発性記憶装
置の断面図であり、図4中のB−B’における断面図に
相当する。半導体基板10に埋め込まれたトレンチ型の
素子分離絶縁膜20により区切られた領域が選択トラン
ジスタの活性領域となり、その上層にゲート絶縁膜を介
してフローティングゲート31がある。その上層を層間
絶縁膜22が被覆しており、さらにその上層をコントロ
ールゲート32が被覆している。層間絶縁膜22及びコ
ントロールゲート32を貫通し、フローティングゲート
31の約半分の厚さ程度の深さを持つ第1コンタクトホ
ールC1が開孔されており、さらにコントロールゲート
32の上層にある平坦化膜23には第1コンタクトホー
ルC1を露出させる第2コンタクトホールC2が開孔さ
れている。接続配線層33が第1コンタクトホールC1
及び第2コンタクトホールC2に埋め込まれてフローテ
ィングゲート31及びコントロールゲート32を電気的
に接続している。
FIG. 5D is a cross-sectional view of the semiconductor non-volatile memory device manufactured by the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device according to the present embodiment, and corresponds to a cross-sectional view taken along line BB 'in FIG. A region separated by the trench-type element isolation insulating film 20 embedded in the semiconductor substrate 10 becomes an active region of the select transistor, and a floating gate 31 is provided thereover via a gate insulating film. The upper layer is covered with an interlayer insulating film 22, and the upper layer is further covered with a control gate 32. A first contact hole C1 penetrating the interlayer insulating film 22 and the control gate 32 and having a depth of about half the thickness of the floating gate 31 is opened. 23, a second contact hole C2 exposing the first contact hole C1 is opened. The connection wiring layer 33 has the first contact hole C1.
And the floating gate 31 and the control gate 32 are electrically connected to each other by being buried in the second contact hole C2.

【0031】かかる構造の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法について説明する。まず、図5(a)に至るまで
の工程について説明する。半導体基板10上に熱酸化な
どによりゲート絶縁膜21を形成し、その上層に例えば
ポリシリコンなどをCVDにより堆積し、フローティン
グゲート31とする。フローティングゲート31の上層
にレジストをパターニングして反応性イオンエッチング
(RIE)などのエッチングを施し、フローティングゲ
ート様にパターン加工した後、さらに、ゲート絶縁膜2
1及び半導体基板10をエッチングして、トレンチ絶縁
膜領域となる凹部を形成し、レジストを除去する。次
に、酸化シリコンなどの絶縁体をCVDなどで堆積し、
エッチバックして上記の凹部を絶縁体で埋め込み、トレ
ンチ型の素子分離絶縁膜20を形成する。次に、酸化シ
リコンなどをCVDにより全面に堆積し、層間絶縁膜2
2を形成する。次に、層間絶縁膜22の上層にポリシリ
コンなどの導電体をCVDなどで堆積し、コントロール
ゲート32を形成する。
A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having such a structure will be described. First, steps up to a step shown in FIG. A gate insulating film 21 is formed on the semiconductor substrate 10 by thermal oxidation or the like, and, for example, polysilicon or the like is deposited thereon by CVD to form a floating gate 31. The resist is patterned on the upper layer of the floating gate 31 and subjected to etching such as reactive ion etching (RIE), and patterning is performed like a floating gate.
1 and the semiconductor substrate 10 are etched to form a recess serving as a trench insulating film region, and the resist is removed. Next, an insulator such as silicon oxide is deposited by CVD or the like,
Etch-back is performed to fill the recesses with an insulator to form a trench-type element isolation insulating film 20. Next, silicon oxide or the like is deposited on the entire surface by CVD, and an interlayer insulating film 2 is formed.
Form 2 Next, a conductor such as polysilicon is deposited on the interlayer insulating film 22 by CVD or the like to form the control gate 32.

【0032】次に、図5(b)に示すように、コントロ
ールゲートと第1コンタクトホールのパターンでレジス
トをパターニングしてRIEなどのエッチングを施し、
コントロールゲート32をエッチングするとともに、層
間絶縁膜22とコントロールゲート32を貫通し、フロ
ーティングゲート31の約半分の厚さ程度の深さを持つ
第1コンタクトホールC1を開孔する。このエッチング
工程において、フローティングゲートは、コントロール
ゲートとトランジスタ活性層との交点の部分が残され
る。このエッチング工程においては、広くエッチングさ
れるライン状配線部(図面上、右側のフローティングゲ
ートにおいてはその右側部、左側のフローティングゲー
トにおいてはその左側部)と孔状開孔部(コンタクトホ
ールC1)とではエッチングレートが孔状開孔部の方が
遅いので、エッチング時間を適当に設定することによ
り、ライン状配線部においてはゲート絶縁膜が露出する
までフローティングゲート31が全部エッチングされる
のに対し、孔状開孔部においてはフローティングゲート
31の約半分の厚さ程度の深さまでのエッチングに留め
ることができる。第1コンタクトホールC1の開孔の後
に、レジストを除去する。
Next, as shown in FIG. 5B, the resist is patterned by the pattern of the control gate and the first contact hole, and is subjected to etching such as RIE.
The control gate 32 is etched, and a first contact hole C1 having a depth of about half the thickness of the floating gate 31 is formed through the interlayer insulating film 22 and the control gate 32. In this etching step, the floating gate is left at the intersection of the control gate and the transistor active layer. In this etching step, a line-shaped wiring portion to be widely etched (on the right side, a right side portion of the floating gate in the drawing, a left side portion of the left side floating gate), and a hole-shaped opening portion (contact hole C1). Since the etching rate is lower in the hole-shaped opening portion in the case of, the floating gate 31 is entirely etched until the gate insulating film is exposed in the line-shaped wiring portion by appropriately setting the etching time. At the hole-shaped opening, etching can be limited to a depth of about half the thickness of the floating gate 31. After the opening of the first contact hole C1, the resist is removed.

【0033】次に、図5(c)に示すように、例えば酸
化シリコンをCVDにより堆積し、リフローまたはエッ
チバックして平坦化膜23を形成する。平坦化膜23上
にレジストをパターニングしてRIEなどのエッチング
を施し、第1コンタクトホールC1の一部または全部を
露出させる第2コンタクトホールC2を開孔する。この
とき、フローティングゲート31がエッチングストッパ
となるので、半導体基板10まで開孔されることはな
い。
Next, as shown in FIG. 5C, for example, silicon oxide is deposited by CVD, and reflow or etch back is performed to form a flattening film 23. A resist is patterned on the flattening film 23 and etched by RIE or the like, and a second contact hole C2 exposing a part or all of the first contact hole C1 is opened. At this time, since the floating gate 31 serves as an etching stopper, the hole is not opened to the semiconductor substrate 10.

【0034】次に、図5(d)に示すように、フッ酸系
ウェット洗浄などの前処理を施して第1コンタクトホー
ルC1に露出したフローティングゲート31表面の自然
酸化膜を除去した後、タングステンなどの導電体をCV
Dなどにより堆積し、第1コンタクトホールC1及び第
2コンタクトホールC2に埋め込まれてフローティング
ゲート31及びコントロールゲート32を電気的に接続
する接続配線層33を形成する。この後は、さらに上層
の配線や電極のパターン加工などをして所望の半導体不
揮発性記憶装置を製造する。
Next, as shown in FIG. 5D, a natural oxide film on the surface of the floating gate 31 exposed to the first contact hole C1 is removed by performing a pretreatment such as hydrofluoric acid wet cleaning and the like, and then tungsten is removed. Conductor such as CV
D and the like, and buried in the first contact hole C1 and the second contact hole C2 to form a connection wiring layer 33 for electrically connecting the floating gate 31 and the control gate 32. Thereafter, a desired semiconductor non-volatile memory device is manufactured by patterning the wiring and electrodes of the upper layer.

【0035】上記の本実施例の半導体不揮発性記憶装置
の製造方法によれば、フローティングゲートとコントロ
ールゲートを接続するための第1及び第2コンタクトホ
ールを開孔し、また第1コンタクトホール内に露出した
フローティングゲート表面の自然酸化膜を除去する前処
理を行う際に、フローティングゲートを被覆する層間絶
縁膜は、コントロールゲートにより被覆、保護されてい
る。従って、層間絶縁膜の膜質の劣化を防ぐことがで
き、自然酸化膜除去のための洗浄においても層間絶縁膜
が浸食されて薄膜化されるのを防ぐことができる。
According to the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, the first and second contact holes for connecting the floating gate and the control gate are opened, and the first and second contact holes are formed in the first contact hole. When performing a pretreatment for removing the native oxide film on the exposed floating gate surface, the interlayer insulating film covering the floating gate is covered and protected by the control gate. Therefore, deterioration of the film quality of the interlayer insulating film can be prevented, and the interlayer insulating film can be prevented from being eroded and thinned even in cleaning for removing a natural oxide film.

【0036】第4実施例 本実施例の半導体不揮発性記憶装置の製造方法により製
造した半導体不揮発性記憶装置の平面図を図6に示す。
第3実施例と異なり、2つの第1コンタクトホールC1
が接近して開孔されている。上記の他は、第3実施例と
ほぼ同様である。
Fourth Embodiment FIG. 6 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment.
Different from the third embodiment, two first contact holes C1
Has been opened in close proximity. Other than the above, it is almost the same as the third embodiment.

【0037】次に、本実施例の半導体不揮発性記憶装置
の製造方法について説明する。図7は本実施例の半導体
不揮発性記憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図で
あり、図6中のC−C’における断面図に相当する。図
5(a)に示す第3実施例と同様に、コントロールゲー
ト32を形成した後、レジストを形成してRIEなどの
エッチングを施し、第1コンタクトホールを開孔する。
但し、第3実施例と異なり、2つの第1コンタクトホー
ルC1を接近して開孔する。第1コンタクトホールC1
内にフローティングゲート31の端部がかかっている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment, and corresponds to a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. Similar to the third embodiment shown in FIG. 5A, after the control gate 32 is formed, a resist is formed and etching such as RIE is performed to open a first contact hole.
However, unlike the third embodiment, the two first contact holes C1 are opened close to each other. First contact hole C1
The end of the floating gate 31 is hung inside.

【0038】上記のように第1コントロールゲートC1
を開孔した後は、第3実施例と同様に、平坦化膜の形
成、第2コンタクトホールの開孔、接続配線層の形成な
どを行い、所望の半導体不揮発性記憶装置を形成する。
As described above, the first control gate C1
After forming a hole, a flattening film is formed, a second contact hole is formed, a connection wiring layer is formed, and a desired semiconductor nonvolatile memory device is formed as in the third embodiment.

【0039】本実施例の半導体不揮発性記憶装置の製造
方法によれば、第3実施例の製造方法に比べて、さらに
集積度の向上した半導体装置を製造することが可能であ
る。また、第3実施例と同じく層間絶縁膜の膜質の劣化
を防ぐことができ、自然酸化膜除去のための洗浄におい
ても層間絶縁膜が浸食されて薄膜化されるのを防ぐこと
ができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, it is possible to manufacture a semiconductor device having a higher degree of integration than the manufacturing method of the third embodiment. Further, similarly to the third embodiment, it is possible to prevent the deterioration of the film quality of the interlayer insulating film, and it is possible to prevent the interlayer insulating film from being eroded and thinned even in the cleaning for removing the natural oxide film.

【0040】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、フロ
ーティングゲートはポリシリコン1層としているが、シ
リサイドや、あるいはポリサイドなどの多層構成とする
工程としてよい。また、ソース・ドレイン拡散層は、L
DD構造などを採用してよく、特に制限はない。半導体
記憶装置としては選択トランジスタを有していればNO
R型でも構わない。半導体不揮発性記憶装置としては、
メモリトランジスタにおけるフローティングゲートへの
電荷の注入は、データの書き込み、消去のどちらに相当
する場合でも構わない。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々の変更が可能である。
The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the floating gate is formed of a single layer of polysilicon, a process of forming a multilayer structure such as silicide or polycide may be employed. In addition, the source / drain diffusion layer is L
A DD structure or the like may be adopted, and there is no particular limitation. NO if a semiconductor memory device has a selection transistor
It may be an R type. As a semiconductor nonvolatile memory device,
The injection of charges into the floating gate in the memory transistor may be equivalent to either writing or erasing of data. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造
方法によれば、装置の集積度を上げたトレンチ型の素子
分離絶縁膜などを有する半導体不揮発性記憶装置の製造
方法において、選択トランジスタのゲート電極とするた
めにフローティングゲートとコントロールゲートとを接
続する際に、フローティングゲートとコントロールゲー
ト間の層間絶縁膜の劣化、特に薄膜化を引き起こすこと
のなく半導体不揮発性記憶装置を製造することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device having a trench-type element isolation insulating film or the like with an increased degree of integration of the device, When a floating gate and a control gate are connected to each other to form a gate electrode, a semiconductor non-volatile memory device can be manufactured without causing deterioration of an interlayer insulating film between the floating gate and the control gate, particularly without causing a reduction in thickness. .

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

【図1】図1は本発明の第1実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図であり、
(a)は第1コントロールゲートの形成工程まで、
(b)はコンタクトホールの開孔工程まで、(c)は第
3コントロールゲートの形成工程までを示す。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a first embodiment of the present invention;
(A) shows the process up to the step of forming the first control gate.
(B) shows up to the step of forming a contact hole, and (c) shows up to the step of forming a third control gate.

【図2】図2は本発明の第1実施例及び第2実施例の半
導体不揮発性記憶装置の製造方法により製造した半導体
不揮発性記憶装置の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the first embodiment and the second embodiment of the present invention.

【図3】図3は本発明の第2実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法により製造した半導体不揮発性記憶装
置の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図2は本発明の第3実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法により製造した半導体不揮発性記憶装
置の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】図5は本発明の第3実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図であり、
(a)はコントロールゲートの形成工程まで、(b)は
コントロールゲートのエッチングとコンタクトホールの
開孔工程まで、(c)は平坦化膜の形成後のコンタクト
ホールの再開孔の工程まで、(d)は接続配線層の形成
工程までを示す。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a third embodiment of the present invention;
(A) until the control gate formation step, (b) until the control gate etching and contact hole opening step, (c) until the contact hole reopening step after the formation of the planarization film, (d) ) Shows the steps up to the step of forming the connection wiring layer.

【図6】図6は本発明の第4実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法により製造した半導体不揮発性記憶装
置の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】図7は本発明の第4実施例の半導体不揮発性記
憶装置の製造方法の製造工程を示す断面図であり、コン
タクトホールの開孔工程までを示す。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to a fourth embodiment of the present invention, and shows a process up to a contact hole opening process;

【図8】図8は従来の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法により製造した半導体不揮発性記憶装置の平面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a conventional method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.

【図9】図9は従来の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法により製造した半導体不揮発性記憶装置の断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device manufactured by a conventional method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.

【図10】図10は従来の半導体不揮発性記憶装置の製
造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)はトレン
チ溝の形成工程まで、(b)はフローティングゲートを
被覆する層間絶縁膜の形成工程まで、(c)はコントロ
ールゲートの形成工程までを示す。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, in which FIG. 10A shows up to a trench groove forming process, and FIG. 10B shows an interlayer insulating film covering a floating gate; (C) shows up to the step of forming the control gate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、20…素子分離絶縁膜、21…ゲー
ト絶縁膜、22…層間絶縁膜、23…平坦化膜、31…
フローティングゲート、32a、32b、32c…コン
トロールゲート、33…接続配線層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor substrate, 20 ... Element isolation insulating film, 21 ... Gate insulating film, 22 ... Interlayer insulating film, 23 ... Planarization film, 31 ...
Floating gate, 32a, 32b, 32c: control gate, 33: connection wiring layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成されたフローティング
ゲートとコントロールゲートを電気的に接続したゲート
電極を持つ選択トランジスタを有する半導体不揮発性記
憶装置の製造方法であって、 半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜上にフローティ
ングゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートの上層に層間絶縁膜を形成す
る工程と、 前記層間絶縁膜を被覆して上層に第1コントロールゲー
トを形成する工程と、 前記選択トランジスタ領域にある前記第1コントロール
ゲート及び前記層間絶縁膜を貫通して前記フローティン
グゲートを露出させるコンタクトホールの開孔工程と、 前記コンタクトホール内に露出したフローティングゲー
ト表面の自然酸化膜を除去する前処理工程と、 前記コンタクトホールを介してフローティングゲートに
電気的に接続する第2コントロールゲートを前記第1コ
ントロールゲートの上層に形成する工程とを有する半導
体不揮発性記憶装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having a select transistor having a gate electrode electrically connected to a floating gate and a control gate formed on a semiconductor substrate, comprising: Forming a floating gate on the gate insulating film, forming an interlayer insulating film on the floating gate, forming a first control gate on the upper layer by covering the interlayer insulating film, Forming a contact hole through the first control gate and the interlayer insulating film in the transistor region to expose the floating gate; and removing a native oxide film on the surface of the floating gate exposed in the contact hole. A processing step, and a floater through the contact hole. Method for production of a semiconductor nonvolatile memory device having a step of the second control gate is formed on the upper layer of the first control gate electrically connected to Ngugeto.
【請求項2】前記コンタクトホールの開孔工程の前にコ
ンタクトホール開孔のためのレジスト膜の形成工程を有
し、 前記コンタクトホールの開孔工程の後に前記レジスト膜
の除去工程を有する請求項1記載の半導体不揮発性記憶
装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, further comprising a step of forming a resist film for forming a contact hole before the step of forming the contact hole, and a step of removing the resist film after the step of forming the contact hole. 2. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to item 1.
【請求項3】前記フローティングゲートの形成工程のあ
と、エッチングして前記フローティングゲートの両側部
の半導体基板に凹部を形成する工程を有し、 前記凹部に絶縁体を埋め込んでトレンチ型の素子分離絶
縁膜を形成する工程を有する請求項1記載の半導体不揮
発性記憶装置の製造方法。
3. A step of forming a recess in the semiconductor substrate on both sides of the floating gate after the step of forming the floating gate, wherein an insulator is buried in the recess to form a trench-type element isolation insulator. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of forming a film.
【請求項4】半導体基板上に形成されたフローティング
ゲートとコントロールゲートを電気的に接続したゲート
電極を持つ選択トランジスタを有する半導体不揮発性記
憶装置の製造方法であって、 半導体基板上の形成されたゲート絶縁膜上にフローティ
ングゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートの上層の層間絶縁膜を形成す
る工程と、 前記層間絶縁膜を被覆して上層にコントロールゲートを
形成する工程と、 前記選択トランジスタ領域にある前記コントロールゲー
ト及び前記層間絶縁膜を貫通して前記フローティングゲ
ートを露出させるコンタクトホールの開孔工程と、 前記コンタクトホール内に露出したフローティングゲー
ト表面の自然酸化膜を除去する前処理工程と、 前記コンタクトホールを介して前記フローティングゲー
トと前記コントロールゲートとを電気的に接続する接続
配線層を形成する工程とを有する半導体不揮発性記憶装
置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having a select transistor having a gate electrode electrically connected to a floating gate and a control gate formed on a semiconductor substrate, the method comprising: Forming a floating gate on the gate insulating film, forming an interlayer insulating film on the floating gate, forming a control gate on the upper layer by covering the interlayer insulating film, A contact hole opening step of exposing the floating gate through the control gate and the interlayer insulating film, and a pretreatment step of removing a native oxide film on the surface of the floating gate exposed in the contact hole; The floating hole through the contact hole Method for production of a semiconductor nonvolatile memory device having a step of forming a connection wiring layer for electrically connecting the gate and the control gate.
【請求項5】前記コンタクトホールの開孔工程の前にコ
ンタクトホール開孔のためのレジスト膜の形成工程を有
し、 前記コンタクトホールの開孔工程の後に前記レジスト膜
の除去工程を有する請求項4記載の半導体不揮発性記憶
装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, further comprising a step of forming a resist film for forming a contact hole before the step of forming the contact hole, and a step of removing the resist film after the step of forming the contact hole. 5. The method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to item 4.
【請求項6】前記フローティングゲートの形成工程のあ
と、エッチングして前記フローティングゲートの両側部
の半導体基板に凹部を形成する工程を有し、 前記凹部に絶縁体を埋め込んでトレンチ型の素子分離絶
縁膜を形成する工程を有する請求項4記載の半導体不揮
発性記憶装置の製造方法。
6. A step of forming a recess in a semiconductor substrate on both sides of the floating gate after the step of forming the floating gate, wherein an insulator is buried in the recess to form a trench-type element isolation insulator. 5. The method according to claim 4, further comprising the step of forming a film.
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CN111540741A (en) * 2020-05-13 2020-08-14 复旦大学 Semi-floating gate memory based on floating gate and control gate connecting channel and preparation method thereof

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