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JPH06338620A - Non-volatile semiconductor memory and manufacture thereof - Google Patents

Non-volatile semiconductor memory and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH06338620A
JPH06338620A JP6051662A JP5166294A JPH06338620A JP H06338620 A JPH06338620 A JP H06338620A JP 6051662 A JP6051662 A JP 6051662A JP 5166294 A JP5166294 A JP 5166294A JP H06338620 A JPH06338620 A JP H06338620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
oxide film
gate insulating
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6051662A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kishi
敏幸 岸
Takashi Toida
孝志 戸井田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co Ltd filed Critical Citizen Watch Co Ltd
Priority to JP6051662A priority Critical patent/JPH06338620A/en
Publication of JPH06338620A publication Critical patent/JPH06338620A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the fluctuation in the threshold voltage of a MOS transistor by a method wherein a gate electrode is provided on a memory gate insulating film and a MOS gate insulating film and then a source region, a drain region and an interlayer insulating film are connected to the gate electrode region by wirings through contact holes. CONSTITUTION:A memory gate insulating film 19 comprising a tunnel oxide film 13, a silicon nitride film 15 and a top oxide film 17 is provided on a semiconductor substrate 11. Next, a MOS gate insulating film 23 comprising a silicon oxide film 21 and the silicon nitride film 15 is provided adjacently to the memory gate insulating film 19. Next, a gate electrode 27 is provided on the memory gate insulating film 19 and the MOS gate insulating film 23. Next, an interlayer insulating film 39 having a source region 31, a drain region 33 and contact holes is arranged in the matching region with the gate electrode 27. Finally, wirings 43 are formed in contact holes and then the source 31 and the drain region 33 are connected to each other thereby enabling the threshold value of a MOS transistor to be suppressed.

Description

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

【0001】[0001]

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

【0002】[0002]

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

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

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

【0005】このメモリトランジスタとMOSトランジ
スタとを有する半導体不揮発性記憶装置として、たとえ
ば特開平4−337672号公報に記載のものがある。
この公報に記載のメモリトランジスタとMOSトランジ
スタとの構造を、図11の断面図を用いて説明する。
As a semiconductor non-volatile memory device having this memory transistor and a MOS transistor, for example, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-337672.
The structure of the memory transistor and the MOS transistor described in this publication will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0006】図11に示すように、MOSゲート絶縁膜
23とメモリゲート絶縁膜19とはお互いに接触するよ
うに、半導体基板11上に設ける。そして、メモリゲー
ト絶縁膜19はトップ酸化膜17と窒化シリコン膜15
とトンネル酸化膜13とからなり、MOSゲート絶縁膜
23は酸化シリコン膜21からなる。
As shown in FIG. 11, the MOS gate insulating film 23 and the memory gate insulating film 19 are provided on the semiconductor substrate 11 so as to be in contact with each other. The memory gate insulating film 19 is formed of the top oxide film 17 and the silicon nitride film 15.
And the tunnel oxide film 13, and the MOS gate insulating film 23 is composed of the silicon oxide film 21.

【0007】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜23との上に、不純物を高濃度に含むゲ
ート電極27を設ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
A gate electrode 27 containing a high concentration of impurities is provided on the S gate insulating film 23.

【0008】さらにこのゲート電極27の整合した領域
の半導体基板11にソース領域31とドレイン領域33
とを設ける。すなわちメモリトランジスタ35とMOS
トランジスタ37とを、お互いに接触するように隣接し
て設けている。
Further, the source region 31 and the drain region 33 are formed on the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 27 is aligned.
And. That is, the memory transistor 35 and the MOS
The transistor 37 and the transistor 37 are provided so as to be in contact with each other.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この図11を用いて説
明した半導体不揮発性記憶装置においては、メモリトラ
ンジスタ35とMOSトランジスタ37とを接触するよ
うに設けているので、半導体不揮発性記憶装置の小型化
を図ることができるという利点を有する。
In the semiconductor non-volatile memory device described with reference to FIG. 11, since the memory transistor 35 and the MOS transistor 37 are provided so as to be in contact with each other, the size of the semiconductor non-volatile memory device can be reduced. It has an advantage that it can be realized.

【0010】しかし図11に示す半導体不揮発性記憶装
置においては、ゲート電極27の不純物がMOSゲート
絶縁膜23を介して、半導体基板11に拡散するという
課題点を有する。
However, the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 11 has a problem that the impurities of the gate electrode 27 diffuse into the semiconductor substrate 11 through the MOS gate insulating film 23.

【0011】ゲート電極27に含まれる不純物が半導体
基板11に導入されると、半導体基板11の不純物濃度
が変化して、MOSトランジスタのしきい値電圧が変動
してしまうという問題点が発生する。
When the impurities contained in the gate electrode 27 are introduced into the semiconductor substrate 11, there arises a problem that the impurity concentration of the semiconductor substrate 11 changes and the threshold voltage of the MOS transistor changes.

【0012】本発明の目的は、上記課題を解決して、M
OSトランジスタのしきい値電圧が変動しない半導体不
揮発性記憶装置の構造と、この構造を得るための製造方
法とを提供することである。
The object of the present invention is to solve the above problems by
It is an object of the present invention to provide a structure of a semiconductor nonvolatile memory device in which the threshold voltage of an OS transistor does not change and a manufacturing method for obtaining this structure.

【0013】[0013]

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

【0014】本発明における半導体不揮発性記憶装置
は、半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒化シリコン
膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶縁膜と、酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜とからなるMOSゲート
絶縁膜と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜と
の上に設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領域
に設けるソース領域ドレイン領域と、コンタクトホール
を有する層間絶縁膜と、コンタクトホールを介してソー
ス領域ドレイン領域と接続する配線とを有することを特
徴とする。
A semiconductor non-volatile memory device according to the present invention comprises a memory gate insulating film made of a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and a MOS gate insulating film made of a silicon oxide film and a silicon nitride film. A film, a gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region and a drain region provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a source via the contact hole. And a wiring connected to the region drain region.

【0015】本発明における半導体不揮発性記憶装置の
製造方法は、半導体基板上に酸化シリコン膜を形成し、
酸化シリコン膜上に感光性樹脂を形成し、感光性樹脂を
エッチングマスクに用いて酸化シリコン膜をパターニン
グする工程と、トンネル酸化膜と窒化シリコン膜とトッ
プ酸化膜を形成し、トップ酸化膜上に感光性樹脂を形成
し、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてトップ酸化
膜を除去する工程と、全面にゲート電極材料を形成し、
ゲート電極材料上に感光性樹脂を形成する工程と、感光
性樹脂をエッチングマスクに用いてゲート電極材料をパ
ターニングしてゲート電極を形成し、さらに窒化シリコ
ン膜をパターニングし、その後ゲート電極の整合した領
域の半導体基板に不純物を導入してソース領域とドレイ
ン領域を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成し、
感光性樹脂を用いて層間絶縁膜をパターニングしてコン
タクトホールを形成し、配線を形成する工程とを有する
ことを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention comprises forming a silicon oxide film on a semiconductor substrate,
A step of forming a photosensitive resin on the silicon oxide film, patterning the silicon oxide film using the photosensitive resin as an etching mask, forming a tunnel oxide film, a silicon nitride film, and a top oxide film, and then forming a film on the top oxide film. A step of forming a photosensitive resin, removing the top oxide film using the photosensitive resin as an etching mask, and forming a gate electrode material on the entire surface,
Step of forming a photosensitive resin on the gate electrode material, patterning the gate electrode material using the photosensitive resin as an etching mask to form a gate electrode, further patterning the silicon nitride film, and then aligning the gate electrode Forming a source region and a drain region by introducing impurities into the semiconductor substrate in the region, and forming an interlayer insulating film on the entire surface,
And a step of forming a contact hole by patterning an interlayer insulating film using a photosensitive resin and forming a wiring.

【0016】[0016]

【作用】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、MOSゲ
ート絶縁膜として、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と
の二層構造によって構成している。
In the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the MOS gate insulating film has a two-layer structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

【0017】このため本発明の半導体不揮発性記憶装置
においは、ゲート電極からの不純物の拡散を窒化シリコ
ン膜によって抑制し、不純物の半導体基板への導入を抑
え、MOSトランジスタのしきい値電圧の変動は発生し
ない。
Therefore, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the diffusion of impurities from the gate electrode is suppressed by the silicon nitride film, the introduction of impurities into the semiconductor substrate is suppressed, and the threshold voltage of the MOS transistor is changed. Does not occur.

【0018】[0018]

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。なお本発明の半導体不揮発性記憶装置の構造と製造
方法とを示す図1から図10においては、素子間の絶縁
分離を行う素子分離絶縁膜の図示は省略してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 10 showing the structure and the manufacturing method of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the illustration of the element isolation insulating film for insulating isolation between elements is omitted.

【0019】まずはじめに、図5の断面図を用いて本発
明の半導体不揮発性記憶装置の構造を説明する。
First, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0020】図5に示すように、本発明の半導体不揮発
性記憶装置は、半導体基板11上に設けるトンネル酸化
膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜17とから
なるメモリゲート絶縁膜19を有する。
As shown in FIG. 5, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention has a memory gate insulating film 19 including a tunnel oxide film 13, a silicon nitride film 15, and a top oxide film 17 provided on a semiconductor substrate 11. .

【0021】さらにこのメモリゲート絶縁膜19に隣接
して半導体基板11上に、酸化シリコン膜21と窒化シ
リコン膜15とからなるMOSゲート絶縁膜23を設け
る。すなわち、メモリゲート絶縁膜19とMOSゲート
絶縁膜23とはお互いに接触するように設ける。そし
て、メモリゲート絶縁膜19の窒化シリコン膜15と、
MOSゲート絶縁膜23の窒化シリコン膜15とは、ほ
ぼ同じ膜厚とする。
Further, a MOS gate insulating film 23 composed of a silicon oxide film 21 and a silicon nitride film 15 is provided on the semiconductor substrate 11 adjacent to the memory gate insulating film 19. That is, the memory gate insulating film 19 and the MOS gate insulating film 23 are provided so as to be in contact with each other. And the silicon nitride film 15 of the memory gate insulating film 19,
The silicon nitride film 15 of the MOS gate insulating film 23 has almost the same thickness.

【0022】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜23との上にゲート電極27を設ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
A gate electrode 27 is provided on the S gate insulating film 23.

【0023】さらにゲート電極27に整合した領域に、
半導体基板11と逆導電型のソース領域31とドレイン
領域33とを設ける。
Further, in a region aligned with the gate electrode 27,
A semiconductor substrate 11 is provided with a source region 31 and a drain region 33 of opposite conductivity type.

【0024】さらにコンタクトホール41を有する層間
絶縁膜39を設ける。そしてこのコンタクトホール41
を介して、ソース領域31とドレイン領域33と接続す
る配線43を設ける。
Further, an interlayer insulating film 39 having a contact hole 41 is provided. And this contact hole 41
A wiring 43 connecting the source region 31 and the drain region 33 is provided via the.

【0025】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、MO
Sゲート絶縁膜23として、酸化シリコン膜21と窒化
シリコン膜15との二層構造によって構成している。
The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention is an MO
The S gate insulating film 23 has a two-layer structure of a silicon oxide film 21 and a silicon nitride film 15.

【0026】このため本発明の半導体不揮発性記憶装置
においは、ゲート電極27からの不純物の拡散を窒化シ
リコン膜21によって抑制し、不純物の半導体基板11
への導入を抑えることができる。この結果、MOSトラ
ンジスタのしきい値電圧の変動は発生しない。
Therefore, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the diffusion of impurities from the gate electrode 27 is suppressed by the silicon nitride film 21, and the semiconductor substrate 11 of impurities is suppressed.
Can be suppressed. As a result, the threshold voltage of the MOS transistor does not change.

【0027】つぎにこの図5に示す半導体不揮発性記憶
装置を形成するための製造方法を、図1から図5の断面
図を用いて説明する。
Next, a manufacturing method for forming the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 5 will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0028】まず図1に示すように、導電型がN型の半
導体基板11を酸化処理して、シリコン酸化膜からなる
酸化シリコン膜21を29nmの膜厚で形成する。
First, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 11 having an N conductivity type is subjected to an oxidation treatment to form a silicon oxide film 21 made of a silicon oxide film with a film thickness of 29 nm.

【0029】この酸化シリコン膜21の形成は、酸素と
窒素との混合ガス雰囲気中で、温度1000℃、時間3
0分の条件で行う。
This silicon oxide film 21 is formed at a temperature of 1000 ° C. for 3 hours in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen.
The condition is 0 minutes.

【0030】その後、回転塗布法により酸化シリコン膜
21上の全面に感光性樹脂29を形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と、現像処理を行い、MOSト
ランジスタの形成領域を含む領域に感光性樹脂29を形
成するように、パターニングする。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface of the silicon oxide film 21 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a region including a MOS transistor formation region. Patterning is performed so as to form the photosensitive resin 29.

【0031】つぎに図2に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて酸化シリコン膜21のパタ
ーニングを行う。
Next, as shown in FIG.
Is used as an etching mask to pattern the silicon oxide film 21.

【0032】この酸化シリコン膜21のエッチングは、
フッ酸系のエッチング液を用いるウエットエッチングに
より行う。
This silicon oxide film 21 is etched by
It is performed by wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution.

【0033】その後、エッチングマスクに用いた、酸化
シリコン膜21上の感光性樹脂29を除去する。
After that, the photosensitive resin 29 on the silicon oxide film 21 used as the etching mask is removed.

【0034】その後、酸化処理を行い半導体基板11上
の酸化シリコン膜21を形成していない領域に、膜厚が
2nmのシリコン酸化膜からなるトンネル酸化膜13を
形成する。
After that, an oxidation treatment is performed to form a tunnel oxide film 13 made of a silicon oxide film having a film thickness of 2 nm in the region on the semiconductor substrate 11 where the silicon oxide film 21 is not formed.

【0035】このトンネル酸化膜13の形成は、酸素と
窒素との混合ガス雰囲気中で、温度900℃で、時間3
0分の酸化処理を行うことで形成する。
This tunnel oxide film 13 is formed in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen at a temperature of 900 ° C. for 3 hours.
It is formed by performing an oxidation treatment for 0 minutes.

【0036】この酸化処理により酸化シリコン膜21の
膜厚は増加し、前述の29nmの膜厚が30nmの膜厚
になる。
By this oxidation treatment, the film thickness of the silicon oxide film 21 is increased, and the film thickness of 29 nm described above becomes a film thickness of 30 nm.

【0037】その後、ジクロルシラン(SiH2 Cl
2 )とアンモニア(NH3 )とを反応ガスとして用いる
化学気相成長法により、膜厚が11nmの窒化シリコン
膜15を全面に形成する。
Then, dichlorosilane (SiH 2 Cl
2 ) and ammonia (NH 3 ) are used as reaction gases to form a silicon nitride film 15 having a film thickness of 11 nm on the entire surface by chemical vapor deposition.

【0038】その後、酸化処理を行って窒化シリコン膜
15上にシリコン酸化膜からなるトップ酸化膜17を膜
厚5nm形成する。このトップ酸化膜17を窒化シリコ
ン膜15上に形成することにより、窒化シリコン膜15
の膜厚は減少し、当初の膜厚11nmから8nmの膜厚
になる。
After that, an oxidation process is performed to form a top oxide film 17 made of a silicon oxide film with a thickness of 5 nm on the silicon nitride film 15. By forming the top oxide film 17 on the silicon nitride film 15, the silicon nitride film 15 is formed.
The film thickness of is reduced from the initial film thickness of 11 nm to 8 nm.

【0039】このトップ酸化膜17の形成は、水蒸気酸
化雰囲気中で、温度950℃、時間60分の条件によっ
て行う。
The top oxide film 17 is formed in a steam oxidizing atmosphere at a temperature of 950 ° C. for 60 minutes.

【0040】その後、回転塗布法により全面に感光性樹
脂29を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光、現
像処理を行い、MOSトランジスタの形成領域を含む領
域が開口するように、すなわち酸化シリコン膜21上の
領域が開口するように感光性樹脂29をパターニングす
る。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface by spin coating, and exposure and development processes are performed using a predetermined photomask so that the region including the MOS transistor formation region is opened, that is, silicon oxide. The photosensitive resin 29 is patterned so that the region on the film 21 is opened.

【0041】つぎに図3に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて、感光性樹脂29を形成し
ていない領域のトップ酸化膜17を除去する。
Next, as shown in FIG.
Is used as an etching mask to remove the top oxide film 17 in the region where the photosensitive resin 29 is not formed.

【0042】このトップ酸化膜17のエッチングは、フ
ッ酸系のエッチング液を用いるウエットエッチングによ
り行う。
The etching of the top oxide film 17 is performed by wet etching using a hydrofluoric acid type etching solution.

【0043】その後、エッチングマスクに用いた、トッ
プ酸化膜17上の感光性樹脂29を除去する。
After that, the photosensitive resin 29 used as the etching mask on the top oxide film 17 is removed.

【0044】この結果、MOSトランジスタの形成領域
に酸化シリコン膜21と窒化シリコン膜15とからなる
MOSゲート絶縁膜23と、メモリトランジスタの形成
領域にトンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトッ
プ酸化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19とを形
成することができる。ここでMOSゲート絶縁膜23を
構成する窒化シリコン膜15と、メモリゲート絶縁膜1
9を構成する窒化シリコン膜15とは、ほぼ同じ膜厚で
形成する。
As a result, the MOS gate insulating film 23 including the silicon oxide film 21 and the silicon nitride film 15 is formed in the MOS transistor formation region, and the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film are formed in the memory transistor formation region. The memory gate insulating film 19 composed of 17 and 17 can be formed. Here, the silicon nitride film 15 forming the MOS gate insulating film 23 and the memory gate insulating film 1
The silicon nitride film 15 forming 9 has substantially the same film thickness.

【0045】その後、反応ガスとしてモノシラン(Si
4 )を用いる化学気相成長法により、膜厚が400n
mの多結晶シリコン膜からなるゲート電極材料25を全
面に形成する。
After that, monosilane (Si
The film thickness is 400n by the chemical vapor deposition method using H 4 ).
A gate electrode material 25 made of a polycrystalline silicon film of m is formed on the entire surface.

【0046】その後、回転塗布法によりゲート電極材料
25上の全面に感光性樹脂29を形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光、現像処理を行い、メモリトランジ
スタとMOSトランジスタの形成領域上に感光性樹脂2
9を形成するように、パターニングする。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface of the gate electrode material 25 by a spin coating method, exposed and developed using a predetermined photomask, and exposed on the formation region of the memory transistor and the MOS transistor. Resin 2
Patterning to form 9.

【0047】つぎに図4に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料25をエ
ッチングしてゲート電極27を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, the photosensitive resin 29
Is used as an etching mask to etch the gate electrode material 25 to form a gate electrode 27.

【0048】このゲート電極27のエッチングは、反応
性イオンエッチング装置を用いて、エッチングガスとし
て六フッ化イオウ(SF6 )と酸素(O2 )との混合ガ
スを用いて行う。
The etching of the gate electrode 27 is performed by using a reactive ion etching apparatus using a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ) and oxygen (O 2 ) as an etching gas.

【0049】さらに感光性樹脂29をエッチングマスク
に用いて窒化シリコン膜15をエッチングする。
Further, the silicon nitride film 15 is etched using the photosensitive resin 29 as an etching mask.

【0050】この窒化シリコン膜15のエッチングは、
反応性イオンエッチング装置を用いて、エッチングガス
として六フッ化イオウ(SF6 )とヘリウム(He)と
三フッ化メタン(CHF3 )との混合ガスを用いて行
う。
This silicon nitride film 15 is etched by
Using a reactive ion etching apparatus, a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ), helium (He), and trifluoromethane (CHF 3 ) is used as an etching gas.

【0051】その後、ゲート電極材料25と窒化シリコ
ン膜15とのエッチングマスクに用いた感光性樹脂29
を除去する。
After that, the photosensitive resin 29 used as an etching mask for the gate electrode material 25 and the silicon nitride film 15
To remove.

【0052】この結果、ゲート電極27の下の領域にト
ンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜
17とからなるメモリゲート絶縁膜19と、酸化シリコ
ン膜21と窒化シリコン膜15とからなるMOSゲート
絶縁膜23とを形成することができる。
As a result, the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17, the silicon oxide film 21 and the silicon nitride film 15 are formed in the region under the gate electrode 27. The MOS gate insulating film 23 can be formed.

【0053】その後、ゲート電極27の整合した領域の
半導体基板11に、この半導体基板11と逆導電型の不
純物であるボロンを導入して、ソース領域31とドレイ
ン領域33とを形成する。このソース領域31とドレイ
ン領域33とを形成するためのボロンのイオン注入量
は、3×1015cm-2程度の条件で行う。
After that, boron, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11, is introduced into the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 27 is aligned to form the source region 31 and the drain region 33. The ion implantation amount of boron for forming the source region 31 and the drain region 33 is performed under the condition of about 3 × 10 15 cm −2 .

【0054】つぎに図5に示すように、リンとボロンと
を含む酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜39を400
nm程度の膜厚で、化学気相成長法により形成する。
Next, as shown in FIG. 5, an interlayer insulating film 39 made of a silicon oxide film containing phosphorus and boron is formed into a layer 400.
It is formed by a chemical vapor deposition method with a film thickness of about nm.

【0055】その後、層間絶縁膜39上に感光性樹脂
(図示せず)を回転塗布法により形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と現像処理とを行い、コンタク
トホールに対応する開口を有する感光性樹脂を形成する
ように、パターニングする。
After that, a photosensitive resin (not shown) is formed on the interlayer insulating film 39 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form an opening corresponding to the contact hole. The patterning is performed so as to form the photosensitive resin that is included.

【0056】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜39をパターニ
ングしてコンタクトホール41を形成する。
Thereafter, the patterned photosensitive resin is used as an etching mask to pattern the interlayer insulating film 39 to form a contact hole 41.

【0057】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を8
00nm程度の膜厚で形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper is formed by using a sputtering apparatus.
It is formed with a film thickness of about 00 nm.

【0058】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理と現像処理とを行い、配線に対応する形
状を有する感光性樹脂をパターニングする。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive resin having a shape corresponding to the wiring. Pattern the resin.

【0059】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて配線材料をパターニング
し、配線43を形成して、半導体不揮発性記憶装置を得
ることができる。
After that, the wiring material is patterned by using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 43, whereby a semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

【0060】この結果、メモリトランジスタ35に隣接
してMOSトランジスタ37を有する半導体不揮発性記
憶装置を形成することができる。
As a result, a semiconductor nonvolatile memory device having the MOS transistor 37 adjacent to the memory transistor 35 can be formed.

【0061】つぎに本発明の他の実施例における半導体
不揮発性記憶装置を説明する。まずはじめに、図10の
断面図を用いて本発明の半導体不揮発性記憶装置の構造
を説明する。
Next, a semiconductor nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention will be described. First, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0062】図10に示すように、本発明の半導体不揮
発性記憶装置は、半導体基板11上に設けるトンネル酸
化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜17とか
らなるメモリゲート絶縁膜19を有する。
As shown in FIG. 10, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention has a memory gate insulating film 19 including a tunnel oxide film 13, a silicon nitride film 15, and a top oxide film 17 provided on a semiconductor substrate 11. .

【0063】さらにこのメモリゲート絶縁膜19の両側
の領域の半導体基板11に、メモリゲート絶縁膜19と
接触するように、酸化シリコン膜21と窒化シリコン膜
15とからなるMOSゲート絶縁膜23を設ける。
Further, a MOS gate insulating film 23 including a silicon oxide film 21 and a silicon nitride film 15 is provided on the semiconductor substrate 11 on both sides of the memory gate insulating film 19 so as to be in contact with the memory gate insulating film 19. .

【0064】そしてこのメモリゲート絶縁膜19とMO
Sゲート絶縁膜23との上にゲート電極27を設ける。
The memory gate insulating film 19 and the MO
A gate electrode 27 is provided on the S gate insulating film 23.

【0065】さらにゲート電極27に整合した領域に、
半導体基板11と逆導電型のソース領域31とドレイン
領域33とを設ける。
Further, in a region aligned with the gate electrode 27,
A semiconductor substrate 11 is provided with a source region 31 and a drain region 33 of opposite conductivity type.

【0066】さらにコンタクトホール41を有する層間
絶縁膜39を設ける。そしてこのコンタクトホール41
を介して、ソース領域31とドレイン領域33と接続す
る配線43を設ける。
Further, an interlayer insulating film 39 having a contact hole 41 is provided. And this contact hole 41
A wiring 43 connecting the source region 31 and the drain region 33 is provided via the.

【0067】この図10に示す半導体不揮発性記憶装置
と、図5に示す半導体不揮発性記憶装置との構成上の相
違点は、図5の構成ではメモリトランジスタ35の片側
の領域にMOSトランジスタ37を設けているが、図1
0の構成ではメモリトランジスタ35の両側の領域に、
このメモリトランジスタ35と接触するようにMOSト
ランジスタ37を設けている点である。
The semiconductor non-volatile memory device shown in FIG. 10 and the semiconductor non-volatile memory device shown in FIG. 5 are different in structure from each other. In the structure of FIG. 5, a MOS transistor 37 is provided in one region of the memory transistor 35. Although provided, FIG.
In the configuration of 0, in the regions on both sides of the memory transistor 35,
The MOS transistor 37 is provided so as to be in contact with the memory transistor 35.

【0068】本発明の半導体不揮発性記憶装置は、MO
Sゲート絶縁膜23として、酸化シリコン膜21と窒化
シリコン膜15との二層構造によって構成している。
The semiconductor nonvolatile memory device of the present invention is an MO
The S gate insulating film 23 has a two-layer structure of a silicon oxide film 21 and a silicon nitride film 15.

【0069】このため本発明の半導体不揮発性記憶装置
においは、ゲート電極27からの不純物の拡散を窒化シ
リコン膜21によって抑制し、不純物の半導体基板11
への導入を抑えることができる。この結果、MOSトラ
ンジスタのしきい値電圧の変動は発生しない。
Therefore, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the diffusion of impurities from the gate electrode 27 is suppressed by the silicon nitride film 21, and the semiconductor substrate 11 of impurities is suppressed.
Can be suppressed. As a result, the threshold voltage of the MOS transistor does not change.

【0070】つぎに、この図10に示す半導体不揮発性
記憶装置を形成するための製造方法を、図6から図10
の断面図を用いて説明する。
Next, a manufacturing method for forming the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIG. 10 will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0071】まず図6に示すように、導電型がN型の半
導体基板11を酸化処理して、シリコン酸化膜からなる
酸化シリコン膜21を29nmの膜厚で形成する。
First, as shown in FIG. 6, the semiconductor substrate 11 having an N-type conductivity is oxidized to form a silicon oxide film 21 made of a silicon oxide film with a film thickness of 29 nm.

【0072】その後、回転塗布法により酸化シリコン膜
21上の全面に感光性樹脂29を形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と、現像処理を行い、メモリト
ランジスタの形成領域が開口するように感光性樹脂29
をパターニングする。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface of the silicon oxide film 21 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask so that the formation region of the memory transistor is opened. Photosensitive resin 29
Pattern.

【0073】つぎに図7に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて酸化シリコン膜21のパタ
ーニングを行い、酸化シリコン膜21にメモリトランジ
スタ形成領域に対応する開口部を形成する。その後、エ
ッチングマスクに用いた、酸化シリコン膜21上の感光
性樹脂29を除去する。
Next, as shown in FIG. 7, the photosensitive resin 29
Is used as an etching mask to pattern the silicon oxide film 21, and an opening corresponding to the memory transistor formation region is formed in the silicon oxide film 21. After that, the photosensitive resin 29 on the silicon oxide film 21 used as the etching mask is removed.

【0074】その後、酸化処理を行い、酸化シリコン膜
21の開口部内の半導体基板11上に、膜厚が2nmの
シリコン酸化膜からなるトンネル酸化膜13を形成す
る。
Then, an oxidation process is performed to form a tunnel oxide film 13 made of a silicon oxide film having a thickness of 2 nm on the semiconductor substrate 11 in the opening of the silicon oxide film 21.

【0075】この酸化処理により酸化シリコン膜21の
膜厚は増加し、前述の29nmの膜厚が30nmの膜厚
になる。
By this oxidation treatment, the film thickness of the silicon oxide film 21 is increased, and the film thickness of 29 nm described above becomes the film thickness of 30 nm.

【0076】その後、ジクロルシラン(SiH2 Cl
2 )とアンモニア(NH3 )とを反応ガスとして用いる
化学気相成長法により、膜厚が11nmの窒化シリコン
膜15を全面に形成する。
Then, dichlorosilane (SiH 2 Cl
2 ) and ammonia (NH 3 ) are used as reaction gases to form a silicon nitride film 15 having a film thickness of 11 nm on the entire surface by chemical vapor deposition.

【0077】その後、酸化処理を行って窒化シリコン膜
15上にシリコン酸化膜からなるトップ酸化膜17を膜
厚5nm形成する。このトップ酸化膜17を窒化シリコ
ン膜15上に形成することにより、窒化シリコン膜15
の膜厚は減少し、当初の膜厚11nmから8nmの膜厚
になる。
Then, an oxidation process is performed to form a top oxide film 17 of a silicon oxide film with a thickness of 5 nm on the silicon nitride film 15. By forming the top oxide film 17 on the silicon nitride film 15, the silicon nitride film 15 is formed.
The film thickness of is reduced from the initial film thickness of 11 nm to 8 nm.

【0078】その後、回転塗布法により全面に感光性樹
脂29を形成し、所定のフォトマスクを用いて露光、現
像処理を行い、MOSトランジスタの形成領域を含む領
域が開口するように、すなわち酸化シリコン膜21上の
領域が開口するように感光性樹脂29をパターニングす
る。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface by a spin coating method, and exposure and development processing is performed using a predetermined photomask so that a region including a MOS transistor formation region is opened, that is, silicon oxide. The photosensitive resin 29 is patterned so that the region on the film 21 is opened.

【0079】つぎに図8に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて、感光性樹脂29を形成し
ていない領域のトップ酸化膜17を除去する。その後、
エッチングマスクに用いた、トップ酸化膜17上の感光
性樹脂29を除去する。
Next, as shown in FIG.
Is used as an etching mask to remove the top oxide film 17 in the region where the photosensitive resin 29 is not formed. afterwards,
The photosensitive resin 29 on the top oxide film 17 used as the etching mask is removed.

【0080】この結果、MOSトランジスタの形成領域
に酸化シリコン膜21と窒化シリコン膜15とからなる
MOSゲート絶縁膜23と、メモリトランジスタの形成
領域にトンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトッ
プ酸化膜17とからなるメモリゲート絶縁膜19とを形
成することができる。ここでMOSゲート絶縁膜23を
構成する窒化シリコン膜15と、メモリゲート絶縁膜1
9を構成する窒化シリコン膜15とは、ほぼ同じ膜厚で
形成する。
As a result, the MOS gate insulating film 23 including the silicon oxide film 21 and the silicon nitride film 15 is formed in the MOS transistor formation region, and the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film are formed in the memory transistor formation region. The memory gate insulating film 19 composed of 17 and 17 can be formed. Here, the silicon nitride film 15 forming the MOS gate insulating film 23 and the memory gate insulating film 1
The silicon nitride film 15 forming 9 has substantially the same film thickness.

【0081】その後、反応ガスとしてモノシラン(Si
4 )を用いる化学気相成長法により、膜厚が400n
mの多結晶シリコン膜からなるゲート電極材料25を全
面に形成する。
After that, monosilane (Si
The film thickness is 400n by the chemical vapor deposition method using H 4 ).
A gate electrode material 25 made of a polycrystalline silicon film of m is formed on the entire surface.

【0082】その後、回転塗布法によりゲート電極材料
25上の全面に感光性樹脂29を形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光、現像処理を行い、メモリトランジ
スタとMOSトランジスタの形成領域に感光性樹脂29
を形成するように、パターニングする。
After that, a photosensitive resin 29 is formed on the entire surface of the gate electrode material 25 by a spin coating method, and exposure and development processes are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive region in the memory transistor and MOS transistor formation regions. Resin 29
Are patterned so as to form

【0083】つぎに図9に示すように、感光性樹脂29
をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料25をエ
ッチングしてゲート電極27を形成する。さらに感光性
樹脂29をエッチングマスクに用いて窒化シリコン膜1
5をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 9, the photosensitive resin 29
Is used as an etching mask to etch the gate electrode material 25 to form a gate electrode 27. Further, the silicon nitride film 1 is formed by using the photosensitive resin 29 as an etching mask.
Etch 5.

【0084】その後、ゲート電極材料25と窒化シリコ
ン膜15とのエッチングマスクに用いた感光性樹脂29
を除去する。
Then, the photosensitive resin 29 used as an etching mask for the gate electrode material 25 and the silicon nitride film 15 is used.
To remove.

【0085】この結果、ゲート電極27の下の領域にト
ンネル酸化膜13と窒化シリコン膜15とトップ酸化膜
17とからなるメモリゲート絶縁膜19の両側の領域
に、酸化シリコン膜21と窒化シリコン膜15とからな
るMOSゲート絶縁膜23を形成することができる。
As a result, the silicon oxide film 21 and the silicon nitride film are formed on both sides of the memory gate insulating film 19 including the tunnel oxide film 13, the silicon nitride film 15 and the top oxide film 17 in the region under the gate electrode 27. It is possible to form a MOS gate insulating film 23 composed of

【0086】その後、ゲート電極27の整合した領域の
半導体基板11に、この半導体基板11と逆導電型の不
純物であるボロンを導入して、ソース領域31とドレイ
ン領域33とを形成する。
After that, boron, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11, is introduced into the semiconductor substrate 11 in the region where the gate electrode 27 is aligned to form the source region 31 and the drain region 33.

【0087】つぎに図10に示すように、リンとボロン
とを含む酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜39を40
0nm程度の膜厚で、化学気相成長法により形成する。
Next, as shown in FIG. 10, an interlayer insulating film 39 made of a silicon oxide film containing phosphorus and boron is formed into a layer 40.
It is formed by a chemical vapor deposition method with a film thickness of about 0 nm.

【0088】その後、層間絶縁膜39上に感光性樹脂
(図示せず)を回転塗布法により形成し、所定のフォト
マスクを用いて露光処理と現像処理とを行い、コンタク
トホールに対応する開口を有する感光性樹脂をパターニ
ングする。
After that, a photosensitive resin (not shown) is formed on the interlayer insulating film 39 by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form an opening corresponding to the contact hole. The photosensitive resin which it has is patterned.

【0089】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜39をパターニ
ングしてコンタクトホール41を形成する。
Thereafter, the patterned photosensitive resin is used as an etching mask to pattern the interlayer insulating film 39 to form a contact hole 41.

【0090】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を8
00nm程度の膜厚で形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper is formed by using a sputtering apparatus.
It is formed with a film thickness of about 00 nm.

【0091】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理と現像処理とを行い、配線に対応する形
状を有する感光性樹脂をパターニングする。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive resin having a shape corresponding to the wiring. Pattern the resin.

【0092】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて配線材料をパターニング
し、配線43を形成して、半導体不揮発性記憶装置を得
ることができる。
After that, the wiring material is patterned by using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 43, whereby the semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

【0093】この結果、メモリトランジスタ35の両側
の領域にMOSトランジスタ37を有する半導体不揮発
性記憶装置を形成することができる。
As a result, it is possible to form a semiconductor nonvolatile memory device having the MOS transistors 37 on both sides of the memory transistor 35.

【0094】なお以上の説明においては、ゲート電極2
7に含まれる不純物としてボロンの例で説明したが、リ
ンや砒素を含むゲート電極を有する半導体不揮発性記憶
装置においても本発明の手段を適用することができる。
In the above description, the gate electrode 2
Although boron has been described as an example of impurities contained in No. 7, the means of the present invention can be applied to a semiconductor nonvolatile memory device having a gate electrode containing phosphorus or arsenic.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
半導体不揮発性記憶装置の構造と製造方法とによれば、
ゲート電極からの不純物の拡散を窒化シリコン膜で抑え
ることができる。このため、MOSトランジスタのしき
い値電圧の変動を抑えることが可能となり、高い信頼性
を有する半導体不揮発性記憶装置が得られる。
As is apparent from the above description, according to the structure and the manufacturing method of the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention,
Diffusion of impurities from the gate electrode can be suppressed by the silicon nitride film. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the threshold voltage of the MOS transistor, and a highly reliable semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【図11】従来例における半導体不揮発性記憶装置の構
造を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a structure of a semiconductor nonvolatile memory device in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 トンネル酸化膜 15 窒化シリコン膜 17 トップ酸化膜 19 メモリゲート絶縁膜 21 酸化シリコン膜 23 MOSゲート絶縁膜 27 ゲート電極 13 tunnel oxide film 15 silicon nitride film 17 top oxide film 19 memory gate insulating film 21 silicon oxide film 23 MOS gate insulating film 27 gate electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とからなるM
OSゲート絶縁膜と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲー
ト絶縁膜との上に設けるゲート電極と、ゲート電極の整
合した領域に設けるソース領域ドレイン領域と、コンタ
クトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホールを
介してソース領域ドレイン領域と接続する配線とを有す
ることを特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
1. A memory gate insulating film made of a tunnel oxide film, a silicon nitride film, and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and an M made of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
An OS gate insulating film, a gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region drain region provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a contact hole. A semiconductor non-volatile memory device comprising: a wiring connected to the source region and the drain region through the wiring.
【請求項2】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜とからなるM
OSゲート絶縁膜と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲー
ト絶縁膜との上に設けるゲート電極と、ゲート電極の整
合した領域に設けるソース領域ドレイン領域と、コンタ
クトホールを有する層間絶縁膜と、コンタクトホールを
介してソース領域ドレイン領域と接続する配線とを備
え、メモリゲート絶縁膜の窒化シリコン膜とMOSゲー
ト絶縁膜の窒化シリコン膜とはほぼ同じ膜厚であること
を特徴とする半導体不揮発性記憶装置。
2. A memory gate insulating film comprising a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and an M comprising a silicon oxide film and a silicon nitride film.
An OS gate insulating film, a gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region drain region provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a contact hole. A semiconductor non-volatile memory device comprising: a wiring connected to a source region and a drain region via a wiring, wherein the silicon nitride film of the memory gate insulating film and the silicon nitride film of the MOS gate insulating film have substantially the same thickness.
【請求項3】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、メモリゲート絶縁膜に隣接して設ける酸化シリ
コン膜と窒化シリコン膜とからなるMOSゲート絶縁膜
と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に
設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領域に設け
るソース領域ドレイン領域と、コンタクトホールを有す
る層間絶縁膜と、コンタクトホールを介してソース領域
ドレイン領域と接続する配線とを備え、メモリトランジ
スタに隣接してMOSトランジスタを設けることを特徴
とする半導体不揮発性記憶装置。
3. A memory gate insulating film made of a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and a MOS gate made of a silicon oxide film and a silicon nitride film provided adjacent to the memory gate insulating film. An insulating film, a gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region drain region provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a contact hole A semiconductor nonvolatile memory device, comprising: a wiring connected to a source region and a drain region; and a MOS transistor provided adjacent to the memory transistor.
【請求項4】 半導体基板に設けるトンネル酸化膜と窒
化シリコン膜とトップ酸化膜とからなるメモリゲート絶
縁膜と、メモリゲート絶縁膜の両側に設ける酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜とからなるMOSゲート絶縁膜
と、メモリゲート絶縁膜とMOSゲート絶縁膜との上に
設けるゲート電極と、ゲート電極の整合した領域に設け
るソース領域ドレイン領域と、コンタクトホールを有す
る層間絶縁膜と、コンタクトホールを介してソース領域
ドレイン領域と接続する配線とを備え、メモリトランジ
スタの両側にMOSトランジスタを設けることを特徴と
する半導体不揮発性記憶装置。
4. A memory gate insulating film made of a tunnel oxide film, a silicon nitride film and a top oxide film provided on a semiconductor substrate, and a MOS gate insulating film made of a silicon oxide film and a silicon nitride film provided on both sides of the memory gate insulating film. A film, a gate electrode provided on the memory gate insulating film and the MOS gate insulating film, a source region and a drain region provided in a region where the gate electrodes are aligned, an interlayer insulating film having a contact hole, and a source via the contact hole. A semiconductor nonvolatile memory device, comprising: a wiring connected to a region drain region; and MOS transistors provided on both sides of the memory transistor.
【請求項5】 半導体基板上に酸化シリコン膜を形成
し、酸化シリコン膜上に感光性樹脂を形成し、感光性樹
脂をエッチングマスクに用いて酸化シリコン膜をパター
ニングする工程と、トンネル酸化膜と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜とを形成し、トップ酸化膜上に感光性樹脂
を形成し、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてトッ
プ酸化膜を除去する工程と、全面にゲート電極材料を形
成し、ゲート電極材料上に感光性樹脂を形成する工程
と、感光性樹脂をエッチングマスクに用いてゲート電極
材料をパターニングしてゲート電極を形成し、さらに窒
化シリコン膜をパターニングし、その後ゲート電極の整
合した領域の半導体基板に不純物を導入してソース領域
とドレイン領域を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を
形成し、感光性樹脂を用いて層間絶縁膜をパターニング
してコンタクトホールを形成し、配線を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体不揮発性記憶装置の製
造方法。
5. A step of forming a silicon oxide film on a semiconductor substrate, forming a photosensitive resin on the silicon oxide film, patterning the silicon oxide film using the photosensitive resin as an etching mask, and a tunnel oxide film. A step of forming a silicon nitride film and a top oxide film, forming a photosensitive resin on the top oxide film, removing the top oxide film using the photosensitive resin as an etching mask, and forming a gate electrode material on the entire surface. , A step of forming a photosensitive resin on the gate electrode material, patterning the gate electrode material by using the photosensitive resin as an etching mask to form a gate electrode, further patterning a silicon nitride film, and then aligning the gate electrode. A step of introducing an impurity into the semiconductor substrate in the formed region to form a source region and a drain region, and forming an interlayer insulating film on the entire surface and using a photosensitive resin. And a step of forming a contact hole by patterning the interlayer insulating film and forming a wiring, the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.
【請求項6】 半導体基板上に酸化シリコン膜を形成
し、酸化シリコン膜上に感光性樹脂を形成し、感光性樹
脂をエッチングマスクに用いて酸化シリコン膜をパター
ニングする工程と、トンネル酸化膜と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜とを形成し、トップ酸化膜上に感光性樹脂
を形成し、感光性樹脂をエッチングマスクに用いて酸化
シリコン膜上の領域のトップ酸化膜を除去する工程と、
全面にゲート電極材料を形成し、ゲート電極材料上に感
光性樹脂を形成する工程と、感光性樹脂をエッチングマ
スクに用いてゲート電極材料をパターニングしてゲート
電極を形成し、さらに窒化シリコン膜をパターニング
し、その後ゲート電極の整合した領域の半導体基板にこ
の半導体基板の導電型と逆導電型の不純物を導入してソ
ース領域とドレイン領域とを形成する工程と、全面に層
間絶縁膜を形成し、感光性樹脂を用いて層間絶縁膜をパ
ターニングしてコンタクトホールを形成し、配線を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体不揮発性記
憶装置の製造方法。
6. A step of forming a silicon oxide film on a semiconductor substrate, forming a photosensitive resin on the silicon oxide film, patterning the silicon oxide film using the photosensitive resin as an etching mask, and a tunnel oxide film. A step of forming a silicon nitride film and a top oxide film, forming a photosensitive resin on the top oxide film, and using the photosensitive resin as an etching mask to remove the top oxide film in a region on the silicon oxide film;
A step of forming a gate electrode material on the entire surface and forming a photosensitive resin on the gate electrode material, and patterning the gate electrode material using the photosensitive resin as an etching mask to form a gate electrode, and further forming a silicon nitride film. After patterning, a step of forming a source region and a drain region by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate into the semiconductor substrate in a region where the gate electrodes are aligned, and forming an interlayer insulating film on the entire surface. And a step of forming a contact hole by patterning an interlayer insulating film using a photosensitive resin and forming a wiring, the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7015542B2 (en) 2002-10-29 2006-03-21 Seiko Epson Corporation MONOS memory device
JP2008053270A (en) * 2006-08-22 2008-03-06 Nec Electronics Corp Semiconductor memory device, and its manufacturing method

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