JPH11204762A - Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor nonvolatile storage device and its manufacture

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JPH11204762A
JPH11204762A JP10006104A JP610498A JPH11204762A JP H11204762 A JPH11204762 A JP H11204762A JP 10006104 A JP10006104 A JP 10006104A JP 610498 A JP610498 A JP 610498A JP H11204762 A JPH11204762 A JP H11204762A
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JP
Japan
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transistor
insulating film
conductive layer
gate insulating
forming
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Application number
JP10006104A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ogishi
毅 大岸
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor nonvolatile storage device in which reliability is ensured by simplifying manufacturing processes, and its manufacturing method. SOLUTION: This semiconductor nonvolatile storage device is provided with a memory transistor MT (first transistor) having a first conducting layer 30 turning to a floating gate and second conducting layers 31, 32 turning to a control gate on a substrate 10, a high voltage driving type transistor HT (second transistor) having a second gate electrode 33 in which the first conducting layer 30 and the second conducting layers 31, 32 are laminated, and a low voltage driving type transistors NLT, PTL (third transistors) having third gate electrode 35 in which the first conducting layer 30 and the second conducting layers 31, 32 are laminated.

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
憶装置およびその製造方法に関し、特にトランジスタの
ゲート電極とチャネル形成領域の間に電荷を蓄積するフ
ローティングゲートを有するメモリトランジスタと、前
記メモリトランジスタを駆動するための高電圧駆動型ト
ランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタとを有する
半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a memory transistor having a floating gate for storing electric charge between a gate electrode of a transistor and a channel forming region, and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a semiconductor nonvolatile memory device having a high-voltage driving transistor and a low-voltage driving transistor for driving, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】フロッピーディスクなどの磁気記憶装置
に代わり、電気的に書き換え可能な半導体不揮発性記憶
装置(EEPROM:Electrically Erasable and Prog
rammable ROM)が使われ始めている。EEPROMとし
ては、フローティングゲート型、MNOS型あるいはM
ONOS型、TEXTURED POLY型など、様々
な特徴を有する構造のものが開発されている。
2. Description of the Related Art Instead of a magnetic storage device such as a floppy disk, an electrically rewritable semiconductor nonvolatile storage device (EEPROM: Electrically Erasable and Prog
rammable ROM) has begun to be used. As an EEPROM, a floating gate type, MNOS type or M
Structures having various features such as an ONOS type and a TEXTURED POLY type have been developed.

【0003】EEPROMの1つであるフローティング
ゲート型の半導体不揮発性記憶装置の従来例を図10に
示す。例えば特開平6−163926号公報に開示され
ているように、例えばトランジスタのゲート電極とチャ
ネル形成領域の間に電荷を蓄積するフローティングゲー
ト30を有するメモリトランジスタMTと、前記メモリ
トランジスタを駆動するための例えばVpp程度の高電
圧を印加する高電圧駆動型トランジスタHTと、例えば
Vcc程度の低電圧を印加する低電圧駆動型トランジス
タ(NLT,PLT)とを有している。上記の各トラン
ジスタは、p型半導体基板10に形成されたnウェル1
1あるいはp型ウェル12上に、またはp型半導体基板
10のバルクシリコン上に形成されている。
FIG. 10 shows a conventional example of a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device which is one of EEPROMs. For example, as disclosed in JP-A-6-163926, a memory transistor MT having a floating gate 30 for storing charges between a gate electrode of the transistor and a channel forming region, and a memory transistor MT for driving the memory transistor For example, it has a high-voltage drive transistor HT for applying a high voltage of about Vpp and a low-voltage drive transistor (NLT, PLT) for applying a low voltage of about Vcc, for example. Each of the above transistors is an n-well 1 formed in a p-type semiconductor substrate 10.
It is formed on one or p-type well 12 or on bulk silicon of p-type semiconductor substrate 10.

【0004】上記のメモリトランジスタは、例えば、半
導体基板のチャネル形成領域上に積層されたゲート絶縁
膜22、フローティングゲート30、中間絶縁膜24お
よびコントロールゲート34を有し、フローティングゲ
ート30とコントロールゲート34は中間絶縁膜24に
より絶縁されている。また、ゲートの両側部の半導体基
板中にはチャネル形成領域に接続して形成されたソース
・ドレイン拡散層13を有している。
The above-mentioned memory transistor has, for example, a gate insulating film 22, a floating gate 30, an intermediate insulating film 24 and a control gate 34 laminated on a channel formation region of a semiconductor substrate. Are insulated by the intermediate insulating film 24. The semiconductor substrate on both sides of the gate has source / drain diffusion layers 13 formed to be connected to the channel formation region.

【0005】上記の構造を有するメモリトランジスタに
おいて、フローティングゲートは膜中に電荷を保持する
機能を持ち、ゲート絶縁膜および中間絶縁膜は電荷をフ
ローティングゲート中に閉じ込める役割を持つ。コント
ロールゲート、半導体基板あるいはソース・ドレイン拡
散層などに適当な電圧を印加すると、ファウラー・ノル
ドハイム型トンネル電流が生じ、ゲート絶縁膜を通して
半導体基板からフローティングゲートへ電荷が注入さ
れ、あるいはフローティングゲートから半導体基板へ電
荷が放出される。従って、ゲート絶縁膜はトンネル電流
を通すことができるように、数nm〜10数nm程度の
薄膜にして形成される。
In the memory transistor having the above-described structure, the floating gate has a function of retaining charges in the film, and the gate insulating film and the intermediate insulating film have a role of confining charges in the floating gate. When an appropriate voltage is applied to the control gate, the semiconductor substrate, or the source / drain diffusion layers, a Fowler-Nordheim type tunnel current is generated, and charges are injected from the semiconductor substrate to the floating gate through the gate insulating film, or the semiconductor substrate flows from the floating gate to the semiconductor substrate. Charge is released. Therefore, the gate insulating film is formed as a thin film having a thickness of several nm to several tens nm so that a tunnel current can be passed.

【0006】上記のメモリトランジスタにおいて、フロ
ーティングゲート中に電荷が蓄積されると、この蓄積電
荷による電界が発生するため、トランジスタの閾値電圧
が変化する。この変化によりデータの記憶が可能とな
る。例えば、フローティングゲート中に電子を蓄積する
ことでデータの消去を行い、また、フローティングゲー
ト中に蓄積した電子を放出することでデータを書き込み
することができる。
In the above-described memory transistor, when electric charges are accumulated in the floating gate, an electric field is generated by the accumulated electric charges, so that the threshold voltage of the transistor changes. This change allows data to be stored. For example, data can be erased by accumulating electrons in the floating gate, and data can be written by discharging electrons accumulated in the floating gate.

【0007】一方、高電圧駆動型トランジスタHTおよ
び低電圧駆動型トランジスタ(NLT,PLT)は、例
えば半導体基板10のチャネル形成領域上に積層された
ゲート絶縁膜(21,23)とゲート電極(33,3
5)とを有し、ゲートの両側部の半導体基板中にはチャ
ネル形成領域に接続して形成されたソース・ドレイン拡
散層(13,14)を有している。高電圧駆動型トラン
ジスタのゲート絶縁膜21は、印加する高電圧に耐えら
れるように、例えば数10nm程度の厚膜に設計されて
いる。
On the other hand, the high-voltage drive type transistor HT and the low-voltage drive type transistors (NLT, PLT) include, for example, a gate insulating film (21, 23) laminated on a channel formation region of the semiconductor substrate 10 and a gate electrode (33). , 3
And source / drain diffusion layers (13, 14) formed in the semiconductor substrate on both sides of the gate so as to be connected to the channel formation region. The gate insulating film 21 of the high voltage drive type transistor is designed to have a thickness of, for example, about several tens nm so as to withstand the applied high voltage.

【0008】上記のような半導体不揮発性記憶装置の従
来の製造方法においては、メモリトランジスタ、高電圧
駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタの
ゲート絶縁膜の形成はそれぞれ独立した工程で行ってい
る。また、従来の方法では、第1の導電層を堆積、加工
してメモリトランジスタのフローティングゲートを形成
し、第2の導電層を堆積、加工してメモリトランジスタ
のコントロールゲートと、高電圧駆動型トランジスタお
よび低電圧駆動型トランジスタのゲート電極を形成して
いる。
In the conventional method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device as described above, the formation of the gate insulating films of the memory transistor, the high-voltage driving transistor, and the low-voltage driving transistor is performed in independent steps. Further, in a conventional method, a first conductive layer is deposited and processed to form a floating gate of a memory transistor, and a second conductive layer is deposited and processed to form a control gate of a memory transistor and a high voltage drive type transistor. And a gate electrode of the low-voltage drive transistor.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の半導体不揮発性記憶装置の製造方法においては、
高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジ
スタの形成領域における第1導電層を除去するためのマ
スク形成工程およびエッチング工程、メモリセルトラン
ジスタのゲート電極(フローティングゲートとコントロ
ールゲート)と高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧
駆動型トランジスタのゲート電極をパターン加工するた
めのそれぞれ独立したマスク形成工程およびエッチング
工程、および、高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧
駆動型トランジスタのゲート絶縁膜をそれぞれ作り分け
るためのマスク形成工程、エッチング工程および酸化工
程などが必要であり、マスクを多用し、工程も複雑であ
るので製造コストが高くなるという問題点があった。
However, in the above-mentioned conventional method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device,
Mask formation step and etching step for removing the first conductive layer in the formation region of the high voltage drive type transistor and the low voltage drive type transistor, gate electrode (floating gate and control gate) of memory cell transistor and high voltage drive type transistor And etching steps for patterning gate electrodes of low-voltage and low-voltage transistors, and mask formation for separately forming gate insulating films of high-voltage and low-voltage transistors Since a process, an etching process, an oxidation process, and the like are required, a large number of masks are used, and the process is complicated.

【0010】また、上記の従来の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法によると、メモリトランジスタのフローテ
ィングゲートとなる第1導電層を堆積、パターン加工し
た後に、高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型
トランジスタのゲート絶縁膜の形成およびエッチング工
程などを行うために、高温熱処理、プラズマエッチング
処理などのプロセスが原因となるメモリトランジスタの
特性の劣化が生じ、信頼性に問題を生じる可能性があっ
た。
Further, according to the above-mentioned conventional method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, after a first conductive layer serving as a floating gate of a memory transistor is deposited and patterned, a high-voltage drive transistor and a low-voltage drive transistor are formed. Since the formation of the gate insulating film and the etching process are performed, the characteristics of the memory transistor may be deteriorated due to processes such as high-temperature heat treatment and plasma etching, which may cause a problem in reliability.

【0011】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、従って、本発明は、フローティングゲートを
有するメモリトランジスタと、前記メモリトランジスタ
を駆動するための高電圧駆動型トランジスタおよび低電
圧駆動型トランジスタとを有する半導体不揮発性記憶装
置およびその製造方法であって、製造工程を簡略化して
製造コストを削減させることが可能で、信頼性を確保し
た半導体不揮発性記憶装置およびそ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 accordingly, the present invention provides a memory transistor having a floating gate, a high-voltage drive transistor for driving the memory transistor, and a low-voltage drive transistor. And a method of manufacturing the same, which is capable of simplifying the manufacturing process to reduce the manufacturing cost and ensuring reliability and a method of manufacturing the same. The purpose is to do.

【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は、半導体基板上
に、第1トランジスタと、前記第1トランジスタを駆動
するための第2トランジスタおよび第3トランジスタを
有する半導体不揮発性記憶装置であって、前記第1トラ
ンジスタが、前記半導体基板の第1トランジスタ用の第
1チャネル形成領域の上層に形成された第1ゲート絶縁
膜と、前記第1ゲート絶縁膜の上層に形成され、フロー
ティングゲートとなる第1導電層と、前記第1導電層の
上層に形成された中間絶縁膜と、前記中間絶縁膜の上層
に形成され、コントロールゲートとなる第2導電層と、
前記第1チャネル形成領域に接続する第1ソース・ドレ
イン領域とを有するメモリトランジスタであり、前記第
2トランジスタが、前記半導体基板の第2トランジスタ
用の第2チャネル形成領域の上層に形成され、前記第1
ゲート絶縁膜よりも膜厚の厚い第2ゲート絶縁膜と、前
記第2ゲート絶縁膜の上層に形成され、前記第1導電層
と前記第1導電層に接続して形成された前記第2導電層
とを有する第2ゲート電極と、前記第2チャネル形成領
域に接続する第2ソース・ドレイン領域とを有する高電
圧駆動型トランジスタであり、前記第3トランジスタ
が、前記半導体基板の第3トランジスタ用の第3チャネ
ル形成領域の上層に形成され、前記第2ゲート絶縁膜よ
りも膜厚の薄い第3ゲート絶縁膜と、前記第3ゲート絶
縁膜の上層に形成され、前記第1導電層と前記第1導電
層に接続して形成された前記第2導電層とを有する第3
ゲート電極と、前記第3チャネル形成領域に接続する第
3ソース・ドレイン領域とを有する低電圧駆動型トラン
ジスタである。
To achieve the above object, a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention comprises a first transistor, a second transistor for driving the first transistor, and a second transistor on a semiconductor substrate. A semiconductor nonvolatile memory device having a third transistor, wherein the first transistor is formed on a first gate insulating film formed on a first channel formation region for a first transistor of the semiconductor substrate; A first conductive layer formed on the gate insulating film and serving as a floating gate; an intermediate insulating film formed on the first conductive layer; and a first conductive layer formed on the intermediate insulating film and serving as a control gate. Two conductive layers,
A memory transistor having a first source / drain region connected to the first channel formation region, wherein the second transistor is formed above a second channel formation region for a second transistor on the semiconductor substrate; First
A second gate insulating film having a thickness greater than that of the gate insulating film; and a second conductive film formed on the second gate insulating film and connected to the first conductive layer and the first conductive layer. And a second source / drain region connected to the second channel formation region, wherein the third transistor is a third transistor of the semiconductor substrate. A third gate insulating film formed in a layer above the third channel forming region and having a smaller thickness than the second gate insulating film; a third gate insulating film formed in a layer above the third gate insulating film; A third layer having the second conductive layer formed in connection with the first conductive layer;
A low-voltage drive transistor including a gate electrode and a third source / drain region connected to the third channel formation region.

【0013】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、メモリトランジスタ(第1トランジスタ)におい
て、コントロールゲートと半導体基板中のチャネル形成
領域の間に、フローティングゲートを有する電界効果ト
ランジスタを構成する。コントロールゲート、半導体基
板およびソース・ドレイン領域などに適当な電圧を印加
すると、ファウラー・ノルドハイム型トンネル電流が生
じ、フローティングゲートへ電荷が注入され、あるいは
フローティングゲートから半導体基板へ電荷が放出され
る。このようにフローティングゲート中に電荷が蓄積さ
れると、この蓄積電荷による電界が発生するため、トラ
ンジスタの閾値電圧が変化する。この変化によりデータ
の記憶が可能となる。
In the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, in the memory transistor (first transistor), a field-effect transistor having a floating gate is provided between the control gate and a channel formation region in the semiconductor substrate. When an appropriate voltage is applied to the control gate, the semiconductor substrate, the source / drain regions, etc., a Fowler-Nordheim tunnel current is generated, and charges are injected into the floating gate or discharged from the floating gate to the semiconductor substrate. When charges are accumulated in the floating gate in this manner, an electric field is generated by the accumulated charges, so that the threshold voltage of the transistor changes. This change allows data to be stored.

【0014】上記の半導体不揮発性記憶装置において
は、上記のメモリトランジスタを駆動するための高電圧
駆動型トランジスタ(第2トランジスタ)および低電圧
駆動型トランジスタ(第3トランジスタ)をさらに有す
る。高電圧駆動型トランジスタのゲート絶縁膜(第2ゲ
ート絶縁膜)は、メモリトランジスタのゲート絶縁膜
(第1ゲート絶縁膜)および低電圧駆動型トランジスタ
のゲート絶縁膜(第3ゲート絶縁膜)よりも厚膜に形成
されて、印加される高電圧に耐えられる構造となってい
る。
The above-mentioned nonvolatile semiconductor memory device further includes a high-voltage driving transistor (second transistor) and a low-voltage driving transistor (third transistor) for driving the memory transistor. The gate insulating film (second gate insulating film) of the high-voltage driven transistor is larger than the gate insulating film (first gate insulating film) of the memory transistor and the gate insulating film (third gate insulating film) of the low-voltage driven transistor. It is formed in a thick film and has a structure that can withstand the applied high voltage.

【0015】また、上記の半導体不揮発性記憶装置にお
いては、高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型
トランジスタのゲート電極(第2ゲート電極および第3
ゲート電極)は、それぞれメモリトランジスタにおいて
フローティングゲートとなる第1導電層とコントロール
ゲートとなる第2導電層を接続して形成されている。第
1導電層と第2導電の接続には、コンタクトなどの接続
部を設けたり、第1導電層と第2導電を積層させて接続
することができる。従って、高電圧駆動型トランジスタ
および低電圧駆動型トランジスタの形成領域における第
1導電層を除去するためのマスク形成工程およびエッチ
ング工程、メモリセルトランジスタのゲート電極(フロ
ーティングゲートとコントロールゲート)と高電圧駆動
型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタのゲー
ト電極をパターン加工するためのそれぞれ独立したマス
ク形成工程およびエッチング工程など、従来よりも工程
を簡略化して製造することが可能な構造となっており、
製造コストを削減することができる。また、上記の構造
の半導体不揮発性記憶装置を製造するためには、メモリ
トランジスタのフローティングゲートを形成した後に高
電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジス
タのゲート絶縁膜の形成およびエッチング工程などを行
うための高温熱処理やプラズマエッチング処理を行う必
要がなくなるので、上記の各処理に起因するメモリトラ
ンジスタの特性の劣化は回避することができ、信頼性を
確保することができる。
Further, in the above-mentioned semiconductor nonvolatile memory device, the gate electrodes (the second gate electrode and the third gate electrode) of the high voltage drive type transistor and the low voltage drive type transistor are provided.
The gate electrode is formed by connecting a first conductive layer serving as a floating gate and a second conductive layer serving as a control gate in each memory transistor. For the connection between the first conductive layer and the second conductive layer, a connection portion such as a contact may be provided, or the first conductive layer and the second conductive layer may be stacked and connected. Therefore, a mask forming step and an etching step for removing the first conductive layer in the formation region of the high voltage drive type transistor and the low voltage drive type transistor, the gate electrode (floating gate and control gate) of the memory cell transistor and the high voltage drive It has a structure that can be manufactured by simplifying the process, such as an independent mask forming process and an etching process for patterning the gate electrodes of the type transistor and the low voltage drive type transistor.
Manufacturing costs can be reduced. In order to manufacture a semiconductor nonvolatile memory device having the above structure, a gate insulating film of a high-voltage driving transistor and a low-voltage driving transistor are formed and an etching process is performed after forming a floating gate of a memory transistor. Therefore, it is not necessary to perform a high-temperature heat treatment or a plasma etching process, so that deterioration of the characteristics of the memory transistor due to each of the above processes can be avoided, and reliability can be ensured.

【0016】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記第2ゲート電極においては前記第1
導電層と前記第2導電層が積層して形成されており、前
記第3ゲート電極においては前記第1導電層と前記第2
導電層が積層して形成されている。これにより、高電圧
駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタの
ゲート電極(第2ゲート電極および第3ゲート電極)
は、それぞれ第1導電層および第2導電層を接続するこ
とができる。
In the semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the first gate electrode is provided at the second gate electrode.
A conductive layer and the second conductive layer are formed by lamination, and the third gate electrode includes the first conductive layer and the second conductive layer.
The conductive layers are formed by lamination. Thereby, the gate electrodes (the second gate electrode and the third gate electrode) of the high voltage drive type transistor and the low voltage drive type transistor
Can connect the first conductive layer and the second conductive layer, respectively.

【0017】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記第1ゲート絶縁膜と前記第3ゲート
絶縁膜が同じ膜厚である。これにより、第1ゲート絶縁
膜と第3ゲート絶縁膜を同時に形成することが可能とな
り、製造工程をさらに簡略化して製造することが可能と
なる。
In the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, preferably, the first gate insulating film and the third gate insulating film have the same thickness. This makes it possible to simultaneously form the first gate insulating film and the third gate insulating film, thereby making it possible to further simplify the manufacturing process and manufacture the semiconductor device.

【0018】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、好適には、前記第3トランジスタとして、nチャネ
ル型トランジスタとpチャネル型トランジスタを有す
る。nチャネル型とpチャネル型のMOSトランジスタ
を有する相補的MOS(CMOS:Complementary MOS)集積
回路は、静止時の消費電力が無視できるほど小さくする
ことが可能となる。
The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention preferably has an n-channel transistor and a p-channel transistor as the third transistor. In a complementary MOS (CMOS) integrated circuit having n-channel and p-channel MOS transistors, power consumption in a stationary state can be reduced to a negligible level.

【0019】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、メモリトランジスタである第1トランジスタと、前
記第1トランジスタを駆動するための高電圧駆動型トラ
ンジスタである第2トランジスタおよび低電圧駆動型ト
ランジスタである第3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、前記半導体基板の第
1トランジスタ形成領域に第1チャネル形成領域を形成
し、第2トランジスタ形成領域に第2チャネル形成領域
を形成し、第3トランジスタ形成領域に第3チャネル形
成領域を形成する工程と、前記第1チャネル形成領域の
上層に第1ゲート絶縁膜を形成し、前記第2チャネル形
成領域の上層に前記第1ゲート絶縁膜よりも膜厚の厚い
第2ゲート絶縁膜を形成し、前記第3チャネル形成領域
の上層に前記第2ゲート絶縁膜よりも膜厚の薄い第3ゲ
ート絶縁膜を形成する工程と、前記第1ゲート絶縁膜、
前記第2ゲート絶縁膜および前記第3ゲート絶縁膜の上
層に第1導電層を形成する工程と、前記第1トランジス
タ形成領域における前記第1導電層の上層に中間絶縁膜
を形成する工程と、前記第1トランジスタ形成領域にお
ける前記中間絶縁膜の上層および前記第2トランジスタ
形成領域と前記第3トランジスタ形成領域における前記
第1導電層の上層に第2導電層を形成する工程と、前記
第1トランジスタ形成領域において前記第2導電層、前
記中間絶縁膜および前記第1導電層をフローティングゲ
ートおよびコントロールゲートパターンにパターン加工
し、前記第2トランジスタ形成領域において前記第2導
電層および前記第1導電層を第2ゲート電極パターンに
パターン加工し、前記第3トランジスタ形成領域におい
て前記第2導電層および前記第1導電層を第3ゲート電
極パターンにパターン加工する工程と、前記第1チャネ
ル形成領域に接続する第1ソース・ドレイン領域と、前
記第2チャネル形成領域に接続する第2ソース・ドレイ
ン領域と、前記第3チャネル形成領域に接続する第3ソ
ース・ドレイン領域と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 of manufacturing a semiconductor non-volatile memory device, comprising the steps of: forming a first transistor as a memory transistor on a semiconductor substrate; A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device having a second transistor which is a voltage-driven transistor and a third transistor which is a low-voltage transistor, wherein a first channel formation region is formed in a first transistor formation region of the semiconductor substrate. Forming a second channel forming region in the second transistor forming region, forming a third channel forming region in the third transistor forming region, and forming a first gate insulating film on the first channel forming region. A second gate insulating film having a thickness greater than that of the first gate insulating film formed on the second channel forming region. Formed, and forming the third thin film thickness than the upper layer of the channel formation region a second gate insulating film third gate insulating film, the first gate insulating film,
Forming a first conductive layer above the second gate insulating film and the third gate insulating film, and forming an intermediate insulating film above the first conductive layer in the first transistor formation region; Forming a second conductive layer on the intermediate insulating film in the first transistor formation region and on the second conductive layer in the second transistor formation region and the third transistor formation region; The second conductive layer, the intermediate insulating film, and the first conductive layer are patterned into a floating gate and a control gate pattern in a formation region, and the second conductive layer and the first conductive layer are formed in the second transistor formation region. Patterning into a second gate electrode pattern, and forming the second conductive layer in the third transistor formation region; Patterning the first conductive layer into a third gate electrode pattern, a first source / drain region connected to the first channel formation region, and a second source / drain connected to the second channel formation region Forming a region and a third source / drain region connected to the third channel formation region.

【0020】上記の本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、半導体基板の第1トランジスタ形成領域に
第1チャネル形成領域を形成し、第2トランジスタ形成
領域に第2チャネル形成領域を形成し、第3トランジス
タ形成領域に第3チャネル形成領域を形成する。次に、
第1チャネル形成領域の上層に第1ゲート絶縁膜を形成
し、第2チャネル形成領域の上層に第1ゲート絶縁膜よ
りも膜厚の厚い第2ゲート絶縁膜を形成し、第3チャネ
ル形成領域の上層に第2ゲート絶縁膜よりも膜厚の薄い
第3ゲート絶縁膜を形成する。次に、第1ゲート絶縁
膜、第2ゲート絶縁膜および第3ゲート絶縁膜の上層に
第1導電層を形成する。次に、第1トランジスタ形成領
域における第1導電層の上層に中間絶縁膜を形成する。
次に、第1トランジスタ形成領域における中間絶縁膜の
上層および第2トランジスタ形成領域と第3トランジス
タ形成領域における第1導電層の上層に第2導電層を形
成する。次に、第1トランジスタ形成領域において第2
導電層、中間絶縁膜および第1導電層をフローティング
ゲートおよびコントロールゲートパターンにパターン加
工し、第2トランジスタ形成領域において第2導電層お
よび第1導電層を第2ゲート電極パターンにパターン加
工し、第3トランジスタ形成領域において第2導電層お
よび第1導電層を第3ゲート電極パターンにパターン加
工する。次に、第1チャネル形成領域に接続する第1ソ
ース・ドレイン領域と、第2チャネル形成領域に接続す
る第2ソース・ドレイン領域と、第3チャネル形成領域
に接続する第3ソース・ドレイン領域とを形成する。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, a first channel formation region is formed in a first transistor formation region of a semiconductor substrate, and a second channel formation region is formed in a second transistor formation region. Forming a third channel formation region in the third transistor formation region. next,
Forming a first gate insulating film above the first channel forming region, forming a second gate insulating film thicker than the first gate insulating film above the second channel forming region, and forming a third channel forming region A third gate insulating film thinner than the second gate insulating film is formed as an upper layer. Next, a first conductive layer is formed over the first gate insulating film, the second gate insulating film, and the third gate insulating film. Next, an intermediate insulating film is formed over the first conductive layer in the first transistor formation region.
Next, a second conductive layer is formed on the intermediate insulating film in the first transistor formation region and on the first conductive layer in the second transistor formation region and the third transistor formation region. Next, the second transistor is formed in the first transistor formation region.
Patterning the conductive layer, the intermediate insulating film, and the first conductive layer into a floating gate and a control gate pattern; patterning the second conductive layer and the first conductive layer into a second gate electrode pattern in a second transistor formation region; In the three transistor formation region, the second conductive layer and the first conductive layer are patterned into a third gate electrode pattern. Next, a first source / drain region connected to the first channel formation region, a second source / drain region connected to the second channel formation region, and a third source / drain region connected to the third channel formation region To form

【0021】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
によれば、第1トランジスタ形成領域に、コントロール
ゲート(第2導電層)と半導体基板中のチャネル形成領
域の間に、フローティングゲート(第1導電層)を有す
る第1トランジスタ(メモリトランジスタ)を形成す
る。また、第2トランジスタ形成領域に、第2導電層お
よび第1導電層の積層体を第2ゲート電極とする第2ト
ランジスタ(高電圧駆動型トランジスタ)を形成する。
また、第3トランジスタ形成領域に、第2導電層および
第1導電層の積層体を第3ゲート電極とする第3トラン
ジスタ(低電圧駆動型トランジスタ)を形成する。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, a floating gate (first conductive layer) is provided between the control gate (second conductive layer) and the channel forming region in the semiconductor substrate in the first transistor forming region. A first transistor (memory transistor) having a layer is formed. In the second transistor formation region, a second transistor (high-voltage driven transistor) having a stacked body of the second conductive layer and the first conductive layer as a second gate electrode is formed.
In the third transistor formation region, a third transistor (a low-voltage drive transistor) having a stacked body of the second conductive layer and the first conductive layer as a third gate electrode is formed.

【0022】上記の半導体不揮発性記憶装置の製造方法
によれば、従来方法で必要であった高電圧駆動型トラン
ジスタおよび低電圧駆動型トランジスタの形成領域にお
ける第1導電層を除去するためのマスク形成工程および
エッチング工程、メモリセルトランジスタのゲート電極
(フローティングゲートとコントロールゲート)と高電
圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタ
のゲート電極をパターン加工するためのそれぞれ独立し
たマスク形成工程およびエッチング工程などを省略し、
製造工程を簡略化して製造することが可能であるので、
製造コストを削減することができる。また、メモリトラ
ンジスタのフローティングゲートを形成する前に高電圧
駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタの
ゲート絶縁膜の形成を行い、また、高電圧および低電圧
駆動型トランジスタのゲート電極パターン加工における
プラズマエッチング処理を削減できるので、これらの処
理における高温熱処理によるストレスの発生や不純物の
拡散などによるメモリトランジスタのゲート絶縁膜(ト
ンネル絶縁膜)の劣化を回避することができ、信頼性を
確保した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 nonvolatile memory device described above, a mask for removing the first conductive layer in a region where a high-voltage driving transistor and a low-voltage driving transistor are formed, which is required by a conventional method, is formed. Process and etching process, independent mask formation process and etching process for patterning the gate electrodes (floating gate and control gate) of the memory cell transistor and the gate electrodes of the high voltage driving transistor and the low voltage driving transistor Omitted,
Since it is possible to simplify the manufacturing process and manufacture,
Manufacturing costs can be reduced. In addition, before forming the floating gate of the memory transistor, a gate insulating film of a high-voltage driving transistor and a low-voltage driving transistor is formed, and plasma etching is performed in processing a gate electrode pattern of the high-voltage and low-voltage driving transistors. Since the number of processes can be reduced, it is possible to avoid the deterioration of the gate insulating film (tunnel insulating film) of the memory transistor due to the occurrence of stress due to the high-temperature heat treatment and the diffusion of impurities in these processes, and to ensure the reliability of the semiconductor nonvolatile memory. A storage device can be manufactured.

【0023】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、前記中間絶縁膜を形成する工程
においては、前記第1トランジスタ形成領域、前記第2
トランジスタ形成領域および前記第3トランジスタ形成
領域において、前記第1導電層の上層に全面に中間絶縁
膜を形成し、前記第1トランジスタ形成領域の中間絶縁
膜を残して前記第2トランジスタ形成領域および前記第
3トランジスタ形成領域において形成された前記中間絶
縁膜を除去する。これにより、第2トランジスタ形成領
域および第3トランジスタ形成領域において第1導電層
と第2導電層を積層して形成することが可能となる。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the step of forming the intermediate insulating film includes the step of forming the first transistor forming region and the second transistor forming region.
In the transistor forming region and the third transistor forming region, an intermediate insulating film is formed over the entire surface of the first conductive layer, and the second transistor forming region and the second transistor forming region are left except for the intermediate insulating film in the first transistor forming region. The intermediate insulating film formed in the third transistor formation region is removed. Thus, the first conductive layer and the second conductive layer can be stacked and formed in the second transistor formation region and the third transistor formation region.

【0024】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、前記第1ゲート絶縁膜および前
記第3ゲート絶縁膜を同時に形成する。これにより、製
造工程をさらに簡略化して製造することが可能となる。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the first gate insulating film and the third gate insulating film are formed simultaneously. This makes it possible to further simplify the manufacturing process and manufacture.

【0025】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、前記第1ゲート絶縁膜、第2ゲ
ート絶縁膜および前記第3ゲート絶縁膜を形成する工程
が、前記第1チャネル形成領域、前記第2チャネル形成
領域および前記第3チャネル形成領域において第2ゲー
ト絶縁膜の一部となる絶縁膜を形成する工程と、前記第
1チャネル形成領域および前記第3チャネル形成領域に
おける前記第2ゲート絶縁膜の一部となる絶縁膜を除去
する工程と、前記第2ゲート絶縁膜の一部となる絶縁膜
を厚膜化して第2ゲート絶縁膜を形成する工程とを含
む。これにより、第2ゲート絶縁膜を第1ゲート絶縁膜
および第3ゲート絶縁膜よりも厚膜にして形成すること
が可能となり、しかも第2ゲート絶縁膜の一部となる絶
縁膜を厚膜化する際に同時に第1ゲート絶縁膜および第
3ゲート絶縁膜を形成することも可能となる。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, the step of forming the first gate insulating film, the second gate insulating film, and the third gate insulating film is performed by the first gate insulating film. Forming an insulating film to be a part of a second gate insulating film in the channel forming region, the second channel forming region, and the third channel forming region; and forming the insulating film in the first channel forming region and the third channel forming region. A step of removing the insulating film that becomes a part of the second gate insulating film; and a step of forming a second gate insulating film by thickening the insulating film that becomes a part of the second gate insulating film. This makes it possible to form the second gate insulating film thicker than the first gate insulating film and the third gate insulating film, and to increase the thickness of the insulating film that becomes a part of the second gate insulating film. At the same time, the first gate insulating film and the third gate insulating film can be formed at the same time.

【0026】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、前記第2ゲート絶縁膜の一部と
なる絶縁膜を厚膜化する工程において、同時に前記第1
ゲート絶縁膜および前記第3ゲート絶縁膜を形成する。
これにより、製造工程をさらに簡略化して製造すること
が可能となる。
In the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention, preferably, in the step of increasing the thickness of an insulating film that becomes a part of the second gate insulating film, the first and second gate insulating films are simultaneously formed.
Forming a gate insulating film and the third gate insulating film;
This makes it possible to further simplify the manufacturing process and manufacture.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体不揮発性
記憶装置およびその製造方法の実施の形態について、図
面を参照して下記に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a semiconductor nonvolatile memory device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0028】本実施形態のフローティングゲート型の半
導体不揮発性記憶装置の断面図を図1に示す。例えばL
OCOS法などにより形成した図示しない素子分離絶縁
膜により分離された半導体基板10の活性領域上に、メ
モリトランジスタ(MT)と、メモリトランジスタ(M
T)を駆動するための高電圧駆動型MOSトランジスタ
(HT)、nチャネル型低電圧駆動型MOSトランジス
タ(NLT)およびpチャネル型低電圧駆動型MOSト
ランジスタ(PLT)がそれぞれ形成されている。
FIG. 1 is a sectional view of a floating gate type semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment. For example, L
A memory transistor (MT) and a memory transistor (M) are formed on an active region of the semiconductor substrate 10 separated by an element isolation insulating film (not shown) formed by the OCOS method or the like.
A high-voltage driving MOS transistor (HT), an n-channel low-voltage driving MOS transistor (NLT), and a p-channel low-voltage driving MOS transistor (PLT) for driving T) are formed, respectively.

【0029】上記のメモリトランジスタMTは、例えば
p型半導体基板10に形成されたn型ウェル11中のp
型ウェル12にチャネル形成領域を有している。チャネ
ル形成領域の上層に例えば10nm程度の膜厚の第1ゲ
ート絶縁膜(トンネル絶縁膜)22が形成されており、
その上層に例えばポリシリコンからなり、フローティン
グゲートとなる第1導電層30が形成されている。その
上層に、例えばONO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積
層体)である中間絶縁膜24が形成されている。その上
層に、例えばポリシリコンからなる下側第2導電層31
とタングステンシリサイドからなる上側第2導電層32
との積層体であるポリサイド構造のコントロールゲート
34が形成されている。これらゲート電極の両側部にサ
イドウォール絶縁膜25が形成され、また、p型ウェル
12中にはn型の導電性不純物を含有するn型ソース・
ドレイン拡散層13が形成されている。以上で、メモリ
トランジスタMTが構成されている。
The above-mentioned memory transistor MT is, for example, a p-type semiconductor in an n-type well 11 formed in a p-type semiconductor substrate 10.
The mold well 12 has a channel formation region. A first gate insulating film (tunnel insulating film) 22 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed above the channel formation region.
A first conductive layer 30 made of, for example, polysilicon and serving as a floating gate is formed thereon. An intermediate insulating film 24 that is, for example, an ONO film (a stacked body of an oxide film, a nitride film, and an oxide film) is formed thereon. On the lower layer, a lower second conductive layer 31 made of, for example, polysilicon
Second conductive layer 32 made of tungsten and tungsten silicide
A control gate 34 having a polycide structure, which is a laminate of the above, is formed. Sidewall insulating films 25 are formed on both sides of these gate electrodes, and an n-type source / drain containing an n-type conductive impurity is formed in p-type well 12.
A drain diffusion layer 13 is formed. As described above, the memory transistor MT is configured.

【0030】上記の高電圧駆動型トランジスタHTは、
例えばVpp程度の高電圧が印加されて使用され、例え
ばp型半導体基板10に直接チャネル形成領域を有して
いる。チャネル形成領域の上層に例えば40nm程度の
膜厚の第2ゲート絶縁膜21が形成されており、その上
層に、例えばポリシリコンからなる第1導電層30、例
えばポリシリコンからなる下側第2導電層31およびタ
ングステンシリサイドからなる上側第2導電層32が積
層して形成され、第1導電層30、下側第2導電層31
および上側第2導電層32から第2ゲート電極33が形
成されている。これらゲート電極の両側部にサイドウォ
ール絶縁膜25が形成され、また、p型半導体基板10
中にはn型の導電性不純物を含有するn型ソース・ドレ
イン拡散層13が形成されている。以上で、高電圧駆動
型トランジスタHTが構成されている。
The above-mentioned high voltage drive type transistor HT is
For example, a high voltage of about Vpp is applied and used. For example, a p-type semiconductor substrate 10 has a channel formation region directly. A second gate insulating film 21 having a thickness of, for example, about 40 nm is formed on an upper layer of the channel forming region, and a first conductive layer 30 of, for example, polysilicon, for example, a lower second conductive layer of, for example, polysilicon is formed thereon. A first conductive layer 30 and a lower second conductive layer 31 are formed by laminating a layer 31 and an upper second conductive layer 32 made of tungsten silicide.
A second gate electrode 33 is formed from the upper second conductive layer 32. Sidewall insulating films 25 are formed on both sides of these gate electrodes.
An n-type source / drain diffusion layer 13 containing an n-type conductive impurity is formed therein. As described above, the high voltage drive type transistor HT is configured.

【0031】上記の低電圧駆動型トランジスタとして
は、nチャネル型の低電圧駆動型トランジスタNLT
と、pチャネル型の低電圧駆動型トランジスタPLTが
形成されており、例えばVcc程度の低電圧が印加され
て使用される。nチャネル型の低電圧駆動型トランジス
タNLTは、例えばp型半導体基板10に形成されたp
型ウェル12中にチャネル形成領域を有している。チャ
ネル形成領域の上層に例えば10nm程度の膜厚の第3
ゲート絶縁膜23が形成されており、その上層に、例え
ばポリシリコンからなる第1導電層30、例えばポリシ
リコンからなる下側第2導電層31およびタングステン
シリサイドからなる上側第2導電層32が積層して形成
され、第1導電層30、下側第2導電層31および上側
第2導電層32から第3ゲート電極35が形成されてい
る。これらゲート電極の両側部にサイドウォール絶縁膜
25が形成され、また、p型ウェル12中にはn型の導
電性不純物を含有するn型ソース・ドレイン拡散層13
が形成されている。以上で、nチャネル型の低電圧駆動
型トランジスタNLTが構成されている。一方、pチャ
ネル型の低電圧駆動型トランジスタPLTはp型半導体
基板10に形成されたn型ウェル11中にチャネル形成
領域を有しており、p型の導電性不純物を含有するp型
ソース・ドレイン拡散層14を有する他は、nチャネル
型の低電圧駆動型トランジスタNLTとほぼ同じであ
る。
The above-mentioned low-voltage driving transistor is an n-channel low-voltage driving transistor NLT.
In addition, a p-channel type low voltage driving transistor PLT is formed, and a low voltage of, for example, about Vcc is applied and used. The n-channel type low voltage drive type transistor NLT is, for example, a p-type semiconductor substrate 10 formed on a p-type semiconductor substrate 10.
The mold well 12 has a channel forming region. A third layer having a thickness of, for example, about 10 nm is formed on the upper layer of the channel formation region.
A gate insulating film 23 is formed, and a first conductive layer 30 made of, for example, polysilicon, a lower second conductive layer 31 made of, for example, polysilicon, and an upper second conductive layer 32 made of tungsten silicide are stacked thereon. The third gate electrode 35 is formed from the first conductive layer 30, the lower second conductive layer 31, and the upper second conductive layer 32. Sidewall insulating films 25 are formed on both sides of these gate electrodes, and n-type source / drain diffusion layers 13 containing n-type conductive impurities are formed in p-type well 12.
Are formed. As described above, the n-channel low-voltage drive transistor NLT is configured. On the other hand, the p-channel type low voltage drive transistor PLT has a channel formation region in an n-type well 11 formed in a p-type semiconductor substrate 10 and has a p-type source containing p-type conductive impurities. Except for having the drain diffusion layer 14, it is almost the same as the n-channel type low voltage drive transistor NLT.

【0032】上記の半導体不揮発性記憶装置のメモリト
ランジスタにおいて、第1導電層30は膜中に電荷を保
持するフローティングゲートとしての機能を持ち、ゲー
ト絶縁膜22および中間絶縁膜24などは電荷をフロー
ティングゲート中に閉じ込める役割を持つ。コントロー
ルゲート34あるいはn型ソース・ドレイン拡散層13
などに適当な電圧を印加すると、ファウラー・ノルドハ
イム型トンネル電流が生じ、第1ゲート絶縁膜22を通
して半導体基板10からフローティングゲートへ電荷が
注入され、あるいはフローティングゲートから半導体基
板10へ電荷が放出される。例えば、コントロールゲー
ト31に高電位を印加し、n型ソース・ドレイン拡散層
13に接地電位を印加することなどで基板からフローテ
ィングゲートへ電荷が注入される。
In the memory transistor of the semiconductor nonvolatile memory device described above, the first conductive layer 30 has a function as a floating gate for retaining charges in the film, and the gate insulating film 22 and the intermediate insulating film 24 float charges. Has the role of confined in the gate. Control gate 34 or n-type source / drain diffusion layer 13
When an appropriate voltage is applied, a Fowler-Nordheim type tunnel current is generated, and charges are injected from the semiconductor substrate 10 to the floating gate through the first gate insulating film 22 or charges are released from the floating gate to the semiconductor substrate 10. . For example, charge is injected from the substrate to the floating gate by applying a high potential to the control gate 31 and applying a ground potential to the n-type source / drain diffusion layer 13.

【0033】上記のようにフローティングゲート中に電
荷が蓄積されると、この蓄積電荷による電界が発生する
ため、トランジスタの閾値電圧が変化する。この変化に
よりデータの記憶が可能となる。例えば、フローティン
グゲート中に電子を蓄積することでデータの消去を行
い、また、フローティングゲート中に蓄積した電子を放
出することでデータを書き込みすることができる。
When electric charges are accumulated in the floating gate as described above, an electric field is generated by the accumulated electric charges, so that the threshold voltage of the transistor changes. This change allows data to be stored. For example, data can be erased by accumulating electrons in the floating gate, and data can be written by discharging electrons accumulated in the floating gate.

【0034】また、高電圧駆動型MOSトランジスタ
(HT)のゲート絶縁膜(第2ゲート絶縁膜)21は、
メモリトランジスタ(MT)のゲート絶縁膜(第1ゲー
ト絶縁膜)22および低電圧駆動型MOSトランジスタ
のゲート絶縁膜(第3ゲート絶縁膜)23よりも厚膜に
形成されており、印加される高電圧に耐えられるように
設計されている。
The gate insulating film (second gate insulating film) 21 of the high voltage drive type MOS transistor (HT) is
The gate insulating film (first gate insulating film) 22 of the memory transistor (MT) and the gate insulating film (third gate insulating film) 23 of the low voltage drive type MOS transistor are formed to be thicker than the gate insulating film and the applied high voltage. Designed to withstand voltage.

【0035】かかる構造の半導体不揮発性記憶装置は、
高電圧駆動型トランジスタ(HT)および低電圧駆動型
トランジスタ(NLT,PLT)のゲート電極(第2ゲ
ート電極33および第3ゲート電極35)は、それぞれ
メモリトランジスタにおいてフローティングゲートとな
る第1導電層30とコントロールゲートとなる第2導電
層(31,32)を積層して形成されている。従って、
従来よりも工程を簡略化して製造することが可能な構造
となっており、製造コストを削減することができる。ま
た、上記の構造の半導体不揮発性記憶装置を製造するた
めには、メモリトランジスタのフローティングゲート
(第1導電層)30を形成した後に高電圧駆動型トラン
ジスタおよび低電圧駆動型トランジスタのゲート絶縁膜
の形成およびエッチング工程などを行うための高温熱処
理やプラズマエッチング処理を行う必要がなくなるの
で、上記の各処理に起因するメモリトランジスタの特性
の劣化は回避することができ、信頼性を確保することが
できる。
The semiconductor nonvolatile memory device having such a structure is as follows.
The gate electrodes (the second gate electrode 33 and the third gate electrode 35) of the high voltage drive type transistor (HT) and the low voltage drive type transistors (NLT, PLT) are each a first conductive layer 30 which becomes a floating gate in the memory transistor. And a second conductive layer (31, 32) serving as a control gate. Therefore,
The structure can be manufactured by simplifying the process as compared with the related art, and the manufacturing cost can be reduced. Further, in order to manufacture the semiconductor nonvolatile memory device having the above structure, after forming the floating gate (first conductive layer) 30 of the memory transistor, the gate insulating film of the high-voltage driving transistor and the low-voltage driving transistor is formed. Since it is not necessary to perform high-temperature heat treatment or plasma etching treatment for forming and etching steps, deterioration of characteristics of the memory transistor due to each of the above treatments can be avoided and reliability can be secured. .

【0036】上記の本実施形態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2に示すよう
に、例えばp型半導体基板10に例えばLOCOS法な
どにより図示しない素子分離絶縁膜を形成して、基板1
0上にメモリトランジスタ(以下MTと略)形成領域、
高電圧駆動型トランジスタ(以下HTと略)形成領域、
nチャネル型低電圧駆動型トランジスタ(以下NLTと
略)形成領域およびpチャネル型低電圧駆動型トランジ
スタ(以下PLTと略)形成領域を形成する。次に、M
T形成領域およびPLT形成領域を開口したレジスト膜
をパターニング形成し、リンなどのn型の導電性不純物
をイオン注入し、MT形成領域およびPLT形成領域に
n型ウェル11を形成する。次に、MT形成領域および
NLT形成領域を開口したレジスト膜をパターニング形
成し、ホウ素などのp型の導電性不純物をイオン注入
し、MT形成領域のn型ウェル11中およびNLT形成
領域にp型ウェル12を形成する。次に、例えば熱酸化
法により、例えば30nmの膜厚で酸化膜20を形成す
る。
A method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2, an element isolation insulating film (not shown) is formed on, for example, a p-type semiconductor substrate 10 by, for example, a LOCOS method or the like.
0, a memory transistor (hereinafter abbreviated as MT) formation region,
A high voltage drive type transistor (hereinafter abbreviated as HT) formation region,
An n-channel type low voltage drive type transistor (hereinafter abbreviated as NLT) formation region and a p-channel type low voltage drive type transistor (hereinafter abbreviated as PLT) formation region are formed. Next, M
A resist film having an opening in the T formation region and the PLT formation region is patterned and formed, and an n-type conductive impurity such as phosphorus is ion-implanted to form an n-type well 11 in the MT formation region and the PLT formation region. Next, a resist film having an opening in the MT formation region and the NLT formation region is patterned and formed, and a p-type conductive impurity such as boron is ion-implanted, and the p-type impurity is implanted in the n-type well 11 in the MT formation region and in the NLT formation region. A well 12 is formed. Next, an oxide film 20 having a thickness of, for example, 30 nm is formed by, for example, a thermal oxidation method.

【0037】次に、図3に示すように、フォトリソグラ
フィー工程によりHT形成領域を保護するレジスト膜R
1をパターニング形成し、例えばRIE(反応性イオン
エッチング)などのエッチングを施し、MT形成領域、
NLT形成領域およびPLT形成領域の酸化膜20を除
去する。
Next, as shown in FIG. 3, a resist film R for protecting the HT formation region by a photolithography process
1 is patterned and etched by, for example, RIE (reactive ion etching) to form an MT formation region,
The oxide film 20 in the NLT formation region and the PLT formation region is removed.

【0038】次に、図4に示すように、例えば熱酸化法
により、酸化膜20の膜厚を10nm分厚膜化し、40
nmの膜厚を有するHT用のゲート絶縁膜(第2ゲート
絶縁膜)21を形成する。この際、同時にMT形成領
域、NLT形成領域およびPLT形成領域においても1
0nmの膜厚の酸化膜が成長し、MT形成領域において
第1ゲート絶縁膜(トンネル絶縁膜)22を形成し、N
LT形成領域およびPLT形成領域において第3ゲート
絶縁膜23を形成する。第1ゲート絶縁膜22と第3ゲ
ート絶縁膜23とが同じ膜厚に設計されているので、同
時に形成することが可能となっている。第1ゲート絶縁
膜22と第3ゲート絶縁膜23を膜厚を変えて形成する
場合には、上記の工程(レジスト膜の形成工程、レジス
ト膜で保護されていない領域のゲート絶縁膜のエッチン
グ除去工程、全面での熱酸化工程)を繰り返すことによ
りそれぞれ膜厚の異なるゲート絶縁膜を形成することが
できる。
Next, as shown in FIG. 4, the thickness of the oxide film 20 is increased by 10 nm by, for example, a thermal oxidation method.
An HT gate insulating film (second gate insulating film) 21 having a thickness of nm is formed. At this time, the MT formation region, the NLT formation region, and the PLT formation region also
An oxide film having a thickness of 0 nm is grown, and a first gate insulating film (tunnel insulating film) 22 is formed in the MT formation region.
The third gate insulating film 23 is formed in the LT formation region and the PLT formation region. Since the first gate insulating film 22 and the third gate insulating film 23 are designed to have the same thickness, they can be formed simultaneously. In the case where the first gate insulating film 22 and the third gate insulating film 23 are formed with different film thicknesses, the above steps (the step of forming the resist film, the etching removal of the gate insulating film in a region not protected by the resist film) are performed. By repeating the process and the thermal oxidation process on the entire surface, gate insulating films having different thicknesses can be formed.

【0039】次に、図5に示すように、MT形成領域、
HT形成領域、NLT形成領域およびPLT形成領域に
全面に例えばCVD法(Chemical Vapor Deposition) 法
によりポリシリコンを約100nmの膜厚で堆積させ、
後に形成するコントロールゲートの配線方向の分割を行
うパターニングを行って、第1導電層30を形成する。
次に、第1導電層30の上層に例えばCVD法によりO
NO膜(酸化膜−窒化膜−酸化膜の積層体)を堆積さ
せ、中間絶縁膜24を形成する。
Next, as shown in FIG.
Polysilicon is deposited in a thickness of about 100 nm on the entire surface of the HT formation region, the NLT formation region and the PLT formation region by, for example, a CVD method (Chemical Vapor Deposition).
The first conductive layer 30 is formed by performing patterning for dividing a control gate to be formed later in the wiring direction.
Next, O is formed on the first conductive layer 30 by, for example, a CVD method.
An NO film (a stacked body of an oxide film, a nitride film, and an oxide film) is deposited, and an intermediate insulating film 24 is formed.

【0040】次に、図6に示すように、フォトリソグラ
フィー工程によりMT形成領域を保護するレジスト膜R
2をパターニング形成し、例えばRIEなどのエッチン
グを施し、HT形成領域、NLT形成領域およびPLT
形成領域の中間絶縁膜24を除去する。
Next, as shown in FIG. 6, a resist film R for protecting the MT formation region by a photolithography process.
2 is patterned and etched, for example, by RIE, to form an HT formation region, an NLT formation region, and a PLT.
The intermediate insulating film 24 in the formation region is removed.

【0041】次に、図7に示すように、MT形成領域に
おいては中間絶縁膜24の上層に、HT形成領域、NL
T形成領域およびPLT形成領域においては第1導電層
30の上層に、全面に例えばCVD法によりポリシリコ
ンを堆積させ、下側第2導電層31を形成する。次に、
下側第2導電層31の上層に例えばCVD法によりタン
グステンシリサイドを堆積させ、上側第2導電層32を
形成する。HT形成領域、NLT形成領域およびPLT
形成領域においては第1導電層30と第2導電層が積層
され、接続されることとなる。
Next, as shown in FIG. 7, in the MT formation region, the HT formation region, NL
In the T formation region and the PLT formation region, polysilicon is deposited on the entire surface of the first conductive layer 30 by, for example, a CVD method to form a lower second conductive layer 31. next,
Tungsten silicide is deposited on the lower second conductive layer 31 by, for example, a CVD method to form the upper second conductive layer 32. HT forming region, NLT forming region and PLT
In the formation region, the first conductive layer 30 and the second conductive layer are stacked and connected.

【0042】次に、図8に示すように、MTのコントロ
ールゲート配線パターン、HT、NLTおよびPLTの
ゲート電極の配線パターンを有するレジスト膜R3をフ
ォトリソグラフィー工程により形成し、プラズマエッチ
ングなどのエッチングを施して、第1導電層30、中間
絶縁膜24、下側第2導電層31および上側第2導電層
32をパターニング加工する。これにより、MT形成領
域においては、第1導電層30をフローティングゲート
とし、第2導電層(31,32)をコントロールゲート
34とすることができる。また、HT形成領域において
は、第1導電層30および第2導電層(31,32)を
積層させて形成した第2ゲート電極33とすることがで
きる。また、NLT形成領域およびPLT形成領域にお
いて、第1導電層30および第2導電層(31,32)
を積層させて形成した第3ゲート電極35とすることが
できる。
Next, as shown in FIG. 8, a resist film R3 having a control gate wiring pattern of MT and wiring patterns of gate electrodes of HT, NLT and PLT is formed by a photolithography process, and etching such as plasma etching is performed. Then, the first conductive layer 30, the intermediate insulating film 24, the lower second conductive layer 31, and the upper second conductive layer 32 are patterned. Thus, in the MT formation region, the first conductive layer 30 can be used as a floating gate, and the second conductive layers (31, 32) can be used as the control gate. In the HT formation region, a second gate electrode 33 formed by stacking the first conductive layer 30 and the second conductive layers (31, 32) can be used. In the NLT formation region and the PLT formation region, the first conductive layer 30 and the second conductive layer (31, 32)
Can be used as the third gate electrode 35 formed by laminating them.

【0043】次に、MT形成領域においては、コントロ
ールゲート34をマスクとして、例えばリンなどのn型
の導電性不純物をイオン注入し、n型ソース・ドレイン
拡散層13を形成してメモリトランジスタMTを完成さ
せる。HT形成領域においては、第2ゲート電極33を
マスクとして例えばリンなどのn型の導電性不純物をイ
オン注入し、n型ソース・ドレイン拡散層13を形成し
て高電圧駆動型トランジスタHTを完成させる。NLT
形成領域においては、第3ゲート電極33をマスクとし
て例えばリンなどのn型の導電性不純物をイオン注入
し、n型ソース・ドレイン拡散層13を形成してnチャ
ネル型低電圧駆動型トランジスタNLTを完成させる。
PLT形成領域においては、第3ゲート電極33をマス
クとして例えばホウ素などのp型の導電性不純物をイオ
ン注入し、p型ソース・ドレイン拡散層14を形成して
pチャネル型低電圧駆動型トランジスタPLTを完成さ
せる。次に、例えばCVD法により酸化シリコンを堆積
させ、RIEなどにより全面にエッチバックして上記の
ゲート電極の両側部のサイドウォール絶縁膜25を形成
する。上記の各ソース・ドレイン拡散層の形成におい
て、サイドウォール絶縁膜の形成前後にイオン注入して
LDD(Lightly Doped Drain )構造のソース・ドレイ
ン拡散層とすることもできる。以上のようにして、図1
に示す半導体不揮発性記憶装置とすることができる。
Next, in the MT formation region, using the control gate 34 as a mask, an n-type conductive impurity such as phosphorus is ion-implanted to form an n-type source / drain diffusion layer 13 to form the memory transistor MT. Finalize. In the HT formation region, an n-type conductive impurity such as phosphorus is ion-implanted using the second gate electrode 33 as a mask to form an n-type source / drain diffusion layer 13 to complete the high voltage drive transistor HT. . NLT
In the formation region, an n-type conductive impurity such as phosphorus is ion-implanted using the third gate electrode 33 as a mask, and an n-type source / drain diffusion layer 13 is formed to form an n-channel low-voltage drive transistor NLT. Finalize.
In the PLT formation region, p-type conductive impurities such as boron are ion-implanted using the third gate electrode 33 as a mask, and a p-type source / drain diffusion layer 14 is formed to form a p-channel low-voltage drive transistor PLT. To complete. Next, silicon oxide is deposited by, for example, a CVD method, and the entire surface is etched back by RIE or the like to form sidewall insulating films 25 on both sides of the gate electrode. In the formation of each of the source / drain diffusion layers described above, ions may be implanted before and after the formation of the sidewall insulating film to form a source / drain diffusion layer having an LDD (Lightly Doped Drain) structure. As described above, FIG.
Can be obtained.

【0044】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法によれば、従来方法で必要であった高電圧
駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタの
形成領域における第1導電層を除去するためのマスク形
成工程およびエッチング工程、メモリセルトランジスタ
のゲート電極(フローティングゲートとコントロールゲ
ート)と高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型
トランジスタのゲート電極をパターン加工するためのそ
れぞれ独立したマスク形成工程およびエッチング工程な
どを省略し、製造工程を簡略化して製造することが可能
であるので、製造コストを削減することができる。ま
た、メモリトランジスタのフローティングゲートを形成
する前に高電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型
トランジスタのゲート絶縁膜の形成を行い、また、高電
圧および低電圧駆動型トランジスタのゲート電極パター
ン加工におけるプラズマエッチング処理を削減できるの
で、これらの処理における高温熱処理によるストレスの
発生や不純物の拡散などによるメモリトランジスタのゲ
ート絶縁膜(トンネル絶縁膜)の劣化を回避することが
でき、信頼性を確保した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 nonvolatile memory device of the present embodiment, the first conductive layer in the formation region of the high-voltage drive transistor and the low-voltage drive transistor, which is required by the conventional method, is removed. Mask forming step and etching step, and independent mask forming step for patterning the gate electrodes (floating gate and control gate) of the memory cell transistor and the gate electrodes of the high voltage driving transistor and the low voltage driving transistor. Since an etching process and the like can be omitted and the manufacturing process can be simplified, the manufacturing cost can be reduced. In addition, before forming the floating gate of the memory transistor, a gate insulating film of a high-voltage driving transistor and a low-voltage driving transistor is formed, and plasma etching is performed in processing a gate electrode pattern of the high-voltage and low-voltage driving transistors. Since the number of processes can be reduced, it is possible to avoid deterioration of the gate insulating film (tunnel insulating film) of the memory transistor due to generation of stress due to high-temperature heat treatment and diffusion of impurities in these processes, and to ensure reliability of the semiconductor nonvolatile memory. A storage device can be manufactured.

【0045】また、上記の本実施形態の半導体不揮発性
記憶装置の製造方法によれば、メモリトランジスタ、高
電圧駆動型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジス
タの下地段差形状、それぞれのゲート電極をパターニン
グ形成する際の被エッチング膜厚がほぼ等しくなってい
るため、大きな段差によるフォトリソグラフィープロセ
スマージンの低下や、膜厚の相違によるエッチング条件
の相違などをなくし、メモリトランジスタ、高電圧駆動
型トランジスタおよび低電圧駆動型トランジスタのそれ
ぞれのゲート電極を同時にパターニング形成することが
可能となっている。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present embodiment, the steps of the base steps of the memory transistor, the high-voltage drive type transistor and the low-voltage drive type transistor, and the respective gate electrodes are formed by patterning. Since the thickness of the film to be etched at the time is almost equal, a reduction in photolithography process margin due to a large step and a difference in etching conditions due to a difference in film thickness are eliminated, and a memory transistor, a high voltage drive transistor and a low voltage drive are used. It is possible to simultaneously pattern and form each gate electrode of the type transistor.

【0046】上記の本実施形態の半導体不揮発性記憶装
置の製造方法においては、図9に示す装置のように、中
間絶縁膜24を形成する際に、中間絶縁膜と例えば50
nm程度の導電層(第3導電層)36の積層体を形成す
ることができる。この場合、HT形成領域、NLT形成
領域およびPLT形成領域において中間絶縁膜24を除
去する際に、同領域の第3導電層36も除去し、MT形
成領域に残った第3導電層36はコントロールゲート3
4の一部となる。この第3導電層36を形成すると、H
T形成領域、NLT形成領域およびPLT形成領域にお
いて中間絶縁膜24を除去した時点でMT形成領域の中
間絶縁膜24が第3導電層36で覆われているため、こ
れをマスクとして、HT形成領域、NLT形成領域およ
びPLT形成領域において第1導電層30の上面に形成
された自然酸化膜をエッチング除去することが可能とな
り、HT形成領域、NLT形成領域およびPLT形成領
域における第1導電層30と第2導電層(31,32)
の電気的な接続を安定化することができる。
In the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the present embodiment, when the intermediate insulating film 24 is formed, as shown in FIG.
A stacked body of a conductive layer (third conductive layer) 36 of about nm can be formed. In this case, when removing the intermediate insulating film 24 in the HT formation region, the NLT formation region and the PLT formation region, the third conductive layer 36 in the same region is also removed, and the third conductive layer 36 remaining in the MT formation region is controlled. Gate 3
Part 4 When this third conductive layer 36 is formed, H
Since the intermediate insulating film 24 in the MT formation region is covered with the third conductive layer 36 when the intermediate insulating film 24 is removed in the T formation region, the NLT formation region, and the PLT formation region, the HT formation region is used as a mask. , The native oxide film formed on the upper surface of the first conductive layer 30 in the NLT formation region and the PLT formation region can be removed by etching, and the first conductive layer 30 in the HT formation region, the NLT formation region and the PLT formation region can be removed. Second conductive layer (31, 32)
Electrical connection can be stabilized.

【0047】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、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の1層構成としているが、多層構
成とすることができる。ソース・ドレイン拡散層は、L
DD構造などの種々の構造を採用することができる。半
導体記憶装置としてはNAND型やAND型などとする
ことができ、また、DINOR型とすることもできる。
電荷の電荷蓄積層への注入は、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 semiconductor nonvolatile memory device of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the floating gate has a single-layer structure of polysilicon, but may have a multi-layer structure. The source / drain diffusion layer is L
Various structures such as a DD structure can be adopted. The semiconductor memory device can be a NAND type, an AND type, or a DINOR type.
The injection of charges into the charge storage layer may be performed in any case of writing or erasing data. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の半導体不揮発性記憶装置によれ
ば、従来よりも工程を簡略化して製造することが可能な
構造となっており、製造コストを削減することができ、
また、高温熱処理やプラズマエッチング処理に起因する
メモリトランジスタの特性の劣化は回避することがで
き、信頼性を確保することができる。
According to the semiconductor non-volatile memory device of the present invention, the structure can be manufactured by simplifying the process as compared with the conventional one, and the manufacturing cost can be reduced.
In addition, deterioration of characteristics of the memory transistor due to high-temperature heat treatment or plasma etching can be avoided, and reliability can be ensured.

【0049】また、本発明の半導体不揮発性記憶装置の
製造方法によれば、上記の本発明の半導体不揮発性記憶
装置を製造することができ、製造工程を簡略化して製造
することが可能であるので、製造コストを削減すること
ができ、また、高温熱処理やプラズマエッチング処理に
よるメモリトランジスタのゲート絶縁膜(トンネル絶縁
膜)の劣化を回避することができ、信頼性を確保した半
導体不揮発性記憶装置を製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the above-described semiconductor nonvolatile memory device of the present invention can be manufactured, and the manufacturing process can be simplified. Therefore, the manufacturing cost can be reduced, and the deterioration of the gate insulating film (tunnel insulating film) of the memory transistor due to the high-temperature heat treatment or the plasma etching treatment can be avoided. Can be manufactured.

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

【図1】図1は実施形態にかかる半導体不揮発性記憶装
置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor nonvolatile memory device according to an embodiment.

【図2】図2は実施形態にかかる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、酸化膜を
形成する工程までを示す。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device according to the embodiment, up to the step of forming an oxide film.

【図3】図3は図2の続きの工程を示し、高電圧駆動型
トランジスタ形成領域を除く領域の酸化膜を除去する工
程までを示す。
FIG. 3 shows a step that follows the step shown in FIG. 2 up to the step of removing the oxide film in the region excluding the high-voltage drive transistor formation region.

【図4】図4は図3の続きの工程を示し、高電圧駆動型
トランジスタ形成領域の酸化膜を厚膜化し、高電圧駆動
型トランジスタ形成領域を除く領域において酸化膜を形
成する工程までを示す。
FIG. 4 shows a step subsequent to that of FIG. 3, and includes steps up to a step of thickening an oxide film in a high-voltage drive transistor formation region and forming an oxide film in a region excluding the high-voltage drive transistor formation region. Show.

【図5】図5は図4の続きの工程を示し、中間絶縁膜を
形成する工程までを示す。
FIG. 5 shows a step that follows the step shown in FIG. 4 up to the step of forming an intermediate insulating film.

【図6】図6は図5の続きの工程を示し、メモリトラン
ジスタ形成領域を除く領域の中間絶縁膜を除去する工程
までを示す。
FIG. 6 shows a step subsequent to that of FIG. 5, and shows a step until a step of removing an intermediate insulating film in a region excluding a memory transistor formation region.

【図7】図7は図6の続きの工程を示し、第2導電層を
形成する工程までを示す。
FIG. 7 shows a step that follows the step shown in FIG. 6 up to the step of forming a second conductive layer.

【図8】図8は図7の続きの工程を示し、各トランジス
タのゲート電極をパターン加工する工程までを示す。
FIG. 8 shows a step that follows the step shown in FIG. 7 up to the step of patterning the gate electrode of each transistor.

【図9】図9は本実施形態にかかる半導体不揮発性記憶
装置の変形例の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a modified example of the semiconductor nonvolatile memory device according to the embodiment;

【図10】図10は従来例にかかる半導体不揮発性記憶
装置の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor nonvolatile memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…p型半導体基板、11…n型ウェル、12…p型
ウェル、13…n型ソース・ドレイン拡散層、14…p
型ソース・ドレイン拡散層、20…酸化膜、21…第2
ゲート絶縁膜、22…第1ゲート絶縁膜、23…第3ゲ
ート絶縁膜、24…中間絶縁膜、25…サイドウォール
絶縁膜、30…第1導電層、31…下側第2導電層、3
2…上側第2導電層、33…第2ゲート電極、34…コ
ントロールゲート、35…第3ゲート電極、36…第3
導電層、R1〜R3…レジスト膜、MT…メモリトラン
ジスタ、HT…高電圧駆動型トランジスタ、NLT…n
チャネル型低電圧駆動型トランジスタ、PLT…pチャ
ネル型低電圧駆動型トランジスタ。
10 ... p-type semiconductor substrate, 11 ... n-type well, 12 ... p-type well, 13 ... n-type source / drain diffusion layer, 14 ... p
Type source / drain diffusion layers, 20 ... oxide film, 21 ... second
Gate insulating film, 22 first gate insulating film, 23 third gate insulating film, 24 intermediate insulating film, 25 sidewall insulating film, 30 first conductive layer, 31 lower second conductive layer, 3
2: Upper second conductive layer, 33: second gate electrode, 34: control gate, 35: third gate electrode, 36: third
Conductive layers, R1 to R3: resist film, MT: memory transistor, HT: high-voltage drive transistor, NLT: n
Channel type low voltage drive type transistor, PLT ... p channel type low voltage drive type transistor.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に、第1トランジスタと、前
記第1トランジスタを駆動するための第2トランジスタ
および第3トランジスタを有する半導体不揮発性記憶装
置であって、 前記第1トランジスタが、前記半導体基板の第1トラン
ジスタ用の第1チャネル形成領域の上層に形成された第
1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜の上層に形成
され、フローティングゲートとなる第1導電層と、前記
第1導電層の上層に形成された中間絶縁膜と、前記中間
絶縁膜の上層に形成され、コントロールゲートとなる第
2導電層と、前記第1チャネル形成領域に接続する第1
ソース・ドレイン領域とを有するメモリトランジスタで
あり、 前記第2トランジスタが、前記半導体基板の第2トラン
ジスタ用の第2チャネル形成領域の上層に形成され、前
記第1ゲート絶縁膜よりも膜厚の厚い第2ゲート絶縁膜
と、前記第2ゲート絶縁膜の上層に形成され、前記第1
導電層と前記第1導電層に接続して形成された前記第2
導電層とを有する第2ゲート電極と、前記第2チャネル
形成領域に接続する第2ソース・ドレイン領域とを有す
る高電圧駆動型トランジスタであり、 前記第3トランジスタが、前記半導体基板の第3トラン
ジスタ用の第3チャネル形成領域の上層に形成され、前
記第2ゲート絶縁膜よりも膜厚の薄い第3ゲート絶縁膜
と、前記第3ゲート絶縁膜の上層に形成され、前記第1
導電層と前記第1導電層に接続して形成された前記第2
導電層とを有する第3ゲート電極と、前記第3チャネル
形成領域に接続する第3ソース・ドレイン領域とを有す
る低電圧駆動型トランジスタである半導体不揮発性記憶
装置。
1. A non-volatile semiconductor memory device comprising a first transistor, a second transistor for driving the first transistor, and a third transistor on a semiconductor substrate, wherein the first transistor is a semiconductor memory. A first gate insulating film formed on a first channel formation region for a first transistor of the substrate, a first conductive layer formed on the first gate insulating film and serving as a floating gate, An intermediate insulating film formed on the conductive layer, a second conductive layer formed on the intermediate insulating film and serving as a control gate, and a first conductive layer connected to the first channel formation region.
A memory transistor having a source / drain region, wherein the second transistor is formed in an upper layer of a second channel formation region for a second transistor on the semiconductor substrate, and is thicker than the first gate insulating film. A second gate insulating film formed on the second gate insulating film;
A second conductive layer connected to the first conductive layer;
A high-voltage driving transistor having a second gate electrode having a conductive layer and a second source / drain region connected to the second channel formation region, wherein the third transistor is a third transistor of the semiconductor substrate. A third gate insulating film, which is formed in a layer above the third channel forming region for use and is thinner than the second gate insulating film, and which is formed in an upper layer of the third gate insulating film,
A second conductive layer connected to the first conductive layer;
A semiconductor non-volatile memory device which is a low-voltage drive transistor having a third gate electrode having a conductive layer and a third source / drain region connected to the third channel formation region.
【請求項2】前記第2ゲート電極においては前記第1導
電層と前記第2導電層が積層して形成されており、 前記第3ゲート電極においては前記第1導電層と前記第
2導電層が積層して形成されている請求項1記載の半導
体不揮発性記憶装置。
2. The second gate electrode is formed by laminating the first conductive layer and the second conductive layer, and the third gate electrode is formed by laminating the first conductive layer and the second conductive layer. 2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said semiconductor nonvolatile memory device is formed by laminating.
【請求項3】前記第1ゲート絶縁膜と前記第3ゲート絶
縁膜が同じ膜厚である請求項1記載の半導体不揮発性記
憶装置。
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said first gate insulating film and said third gate insulating film have the same thickness.
【請求項4】前記第3トランジスタとして、nチャネル
型トランジスタとpチャネル型トランジスタを有する請
求項1記載の半導体不揮発性記憶装置。
4. The semiconductor nonvolatile memory device according to claim 1, wherein said third transistor includes an n-channel transistor and a p-channel transistor.
【請求項5】半導体基板上に、メモリトランジスタであ
る第1トランジスタと、前記第1トランジスタを駆動す
るための高電圧駆動型トランジスタである第2トランジ
スタおよび低電圧駆動型トランジスタである第3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、 前記半導体基板の第1トランジスタ形成領域に第1チャ
ネル形成領域を形成し、第2トランジスタ形成領域に第
2チャネル形成領域を形成し、第3トランジスタ形成領
域に第3チャネル形成領域を形成する工程と、 前記第1チャネル形成領域の上層に第1ゲート絶縁膜を
形成し、前記第2チャネル形成領域の上層に前記第1ゲ
ート絶縁膜よりも膜厚の厚い第2ゲート絶縁膜を形成
し、前記第3チャネル形成領域の上層に前記第2ゲート
絶縁膜よりも膜厚の薄い第3ゲート絶縁膜を形成する工
程と、 前記第1ゲート絶縁膜、前記第2ゲート絶縁膜および前
記第3ゲート絶縁膜の上層に第1導電層を形成する工程
と、 前記第1トランジスタ形成領域における前記第1導電層
の上層に中間絶縁膜を形成する工程と、 前記第1トランジスタ形成領域における前記中間絶縁膜
の上層および前記第2トランジスタ形成領域と前記第3
トランジスタ形成領域における前記第1導電層の上層に
第2導電層を形成する工程と、 前記第1トランジスタ形成領域において前記第2導電
層、前記中間絶縁膜および前記第1導電層をフローティ
ングゲートおよびコントロールゲートパターンにパター
ン加工し、前記第2トランジスタ形成領域において前記
第2導電層および前記第1導電層を第2ゲート電極パタ
ーンにパターン加工し、前記第3トランジスタ形成領域
において前記第2導電層および前記第1導電層を第3ゲ
ート電極パターンにパターン加工する工程と、 前記第1チャネル形成領域に接続する第1ソース・ドレ
イン領域と、前記第2チャネル形成領域に接続する第2
ソース・ドレイン領域と、前記第3チャネル形成領域に
接続する第3ソース・ドレイン領域とを形成する工程と
を有する半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
5. A semiconductor device comprising a first transistor as a memory transistor, a second transistor as a high-voltage driving transistor for driving the first transistor, and a third transistor as a low-voltage driving transistor for driving the first transistor. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device, comprising: forming a first channel formation region in a first transistor formation region of a semiconductor substrate; forming a second channel formation region in a second transistor formation region; Forming a third channel formation region in the formation region; forming a first gate insulating film on the first channel formation region; forming a third gate formation film on the second channel formation region; A second gate insulating film having a large thickness is formed, and a second gate insulating film having a thickness greater than that of the second gate insulating film is formed on the third channel formation region. Forming a third gate insulating film; forming a first conductive layer on the first gate insulating film, the second gate insulating film, and the third gate insulating film; and forming the first transistor Forming an intermediate insulating film on the first conductive layer in the region; forming an intermediate layer on the intermediate insulating film in the first transistor forming region; the second transistor forming region;
Forming a second conductive layer on the first conductive layer in the transistor formation region; and controlling the second conductive layer, the intermediate insulating film and the first conductive layer in the first transistor formation region by a floating gate and a control. Pattern processing into a gate pattern, patterning the second conductive layer and the first conductive layer into a second gate electrode pattern in the second transistor formation region, and processing the second conductive layer and the Patterning a first conductive layer into a third gate electrode pattern; a first source / drain region connected to the first channel formation region; and a second source connected to the second channel formation region.
A method for manufacturing a semiconductor non-volatile memory device, comprising: forming a source / drain region and a third source / drain region connected to the third channel formation region.
【請求項6】前記中間絶縁膜を形成する工程において
は、前記第1トランジスタ形成領域、前記第2トランジ
スタ形成領域および前記第3トランジスタ形成領域にお
いて、前記第1導電層の上層に全面に中間絶縁膜を形成
し、前記第1トランジスタ形成領域の中間絶縁膜を残し
て前記第2トランジスタ形成領域および前記第3トラン
ジスタ形成領域において形成された前記中間絶縁膜を除
去する請求項5記載の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法。
6. The step of forming the intermediate insulating film, wherein in the first transistor forming region, the second transistor forming region, and the third transistor forming region, an intermediate insulating film is formed over the entire surface of the first conductive layer. 6. The non-volatile semiconductor device according to claim 5, wherein a film is formed, and the intermediate insulating film formed in the second transistor forming region and the third transistor forming region is removed while leaving the intermediate insulating film in the first transistor forming region. A method for manufacturing a storage device.
【請求項7】前記第1ゲート絶縁膜および前記第3ゲー
ト絶縁膜を同時に形成する請求項5記載の半導体不揮発
性記憶装置の製造方法。
7. The method according to claim 5, wherein said first gate insulating film and said third gate insulating film are simultaneously formed.
【請求項8】前記第1ゲート絶縁膜、第2ゲート絶縁膜
および前記第3ゲート絶縁膜を形成する工程が、前記第
1チャネル形成領域、前記第2チャネル形成領域および
前記第3チャネル形成領域において第2ゲート絶縁膜の
一部となる絶縁膜を形成する工程と、前記第1チャネル
形成領域および前記第3チャネル形成領域における前記
第2ゲート絶縁膜の一部となる絶縁膜を除去する工程
と、前記第2ゲート絶縁膜の一部となる絶縁膜を厚膜化
して第2ゲート絶縁膜を形成する工程とを含む請求項5
記載の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
8. The step of forming the first gate insulating film, the second gate insulating film, and the third gate insulating film includes the steps of: forming the first channel forming region, the second channel forming region, and the third channel forming region. Forming an insulating film that becomes a part of the second gate insulating film, and removing the insulating film that becomes a part of the second gate insulating film in the first channel forming region and the third channel forming region. 6. A step of forming a second gate insulating film by thickening an insulating film that becomes a part of the second gate insulating film.
The manufacturing method of the semiconductor nonvolatile memory device described in the above.
【請求項9】前記第2ゲート絶縁膜の一部となる絶縁膜
を厚膜化する工程において、同時に前記第1ゲート絶縁
膜および前記第3ゲート絶縁膜を形成する請求項8記載
の半導体不揮発性記憶装置の製造方法。
9. The non-volatile semiconductor device according to claim 8, wherein said first gate insulating film and said third gate insulating film are formed simultaneously in the step of increasing the thickness of the insulating film which becomes a part of said second gate insulating film. A method for manufacturing a storage device.
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