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JP3138538B2 - Semiconductor nonvolatile memory element and method of manufacturing the same - Google Patents
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JP3138538B2 - Semiconductor nonvolatile memory element and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor nonvolatile memory element and method of manufacturing the same

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JP3138538B2
JP3138538B2 JP04171782A JP17178292A JP3138538B2 JP 3138538 B2 JP3138538 B2 JP 3138538B2 JP 04171782 A JP04171782 A JP 04171782A JP 17178292 A JP17178292 A JP 17178292A JP 3138538 B2 JP3138538 B2 JP 3138538B2
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film
region
forming
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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素
子とその製造方法に関し、とくにバーズビーク領域に形
成される寄生テーパーゲートトランジスタに起因するリ
ーク電流の低減、メモリ特性の安定化、高信頼性に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a method for reducing leakage current, stabilizing memory characteristics, and improving reliability due to a parasitic tapered gate transistor formed in a bird's beak region. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例における不揮発性記憶素子の構造
を、図6の断面図を用いて説明する。図6は、メモリト
ランジスタのチャネル幅方向の断面図を示したものであ
る。不揮発性記憶素子の製造工程において、メモリ素子
領域形成のために次に記す素子分離工程を行う。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional nonvolatile memory element will be described with reference to the sectional view of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the memory transistor in the channel width direction. In the manufacturing process of the nonvolatile memory element, an element isolation step described below is performed to form a memory element region.

【0003】第1の導電型を有する半導体基板7に選択
酸化法を用いてメモリ素子領域10と、このメモリ素子
領域10の周囲のフィールド領域に厚いフィールド酸化
膜6とを形成する。このメモリ素子領域10形成時に、
フィールド領域の厚いフィールド酸化膜6とメモリ素子
領域10との間に、バーズビーク15と呼ばれる傾斜し
た形状をもった二酸化シリコン膜が形成される。
A memory element region 10 and a thick field oxide film 6 in a field region surrounding the memory element region 10 are formed on a semiconductor substrate 7 having a first conductivity type by using a selective oxidation method. When this memory element region 10 is formed,
Between the field oxide film 6 having a thick field region and the memory element region 10, a silicon dioxide film having an inclined shape called a bird's beak 15 is formed.

【0004】その後、メモリ素子領域10表面にメモリ
酸化膜2となる二酸化シリコン膜を形成し、このメモリ
酸化膜2上に、ナイトライド膜3とトップ酸化膜4とを
形成し、さらにメモリゲート電極5となる多結晶シリコ
ン膜を形成する。この多結晶シリコン膜を、ホトエッチ
ング技術を用いエッチングしメモリゲート電極5を形成
する。
Thereafter, a silicon dioxide film serving as a memory oxide film 2 is formed on the surface of the memory element region 10, a nitride film 3 and a top oxide film 4 are formed on the memory oxide film 2, and a memory gate electrode is formed. 5 is formed. This polycrystalline silicon film is etched using a photoetching technique to form a memory gate electrode 5.

【0005】その後、図6には図示しないが、メモリゲ
ート電極をマスクとして第2の導電型のソース領域およ
びドレイン領域を形成し、不揮発性記憶素子を形成す
る。
Thereafter, although not shown in FIG. 6, a source region and a drain region of the second conductivity type are formed using the memory gate electrode as a mask to form a nonvolatile memory element.

【0006】この図6を用いて説明した従来の製造方法
により得られる不揮発性記憶素子構造においては、メモ
リゲート電極に充分高い正電圧を印加すると、シリコン
結晶の伝導帯の電子がトンネル現象によって、メモリ酸
化膜の薄い二酸化シリコン膜中を通って、メモリ酸化膜
とナイトライド膜界面、ナイトライド膜中、ナイトライ
ド膜とトップ酸化膜界面の準位に捕獲される。その結
果、ナイトライド膜中には、負の電荷が蓄積され、しき
い値電圧が変化する。このメモリトランジスタのしきい
値電圧変化によりメモリ特性を得ている。
In the nonvolatile memory element structure obtained by the conventional manufacturing method described with reference to FIG. 6, when a sufficiently high positive voltage is applied to the memory gate electrode, electrons in the conduction band of the silicon crystal are caused by a tunnel phenomenon. It passes through the thin silicon dioxide film of the memory oxide film and is trapped at the interface between the memory oxide film and the nitride film, in the nitride film, and at the interface between the nitride film and the top oxide film. As a result, negative charges are accumulated in the nitride film, and the threshold voltage changes. The memory characteristics are obtained by the change in the threshold voltage of the memory transistor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来方法によ
り製造した不揮発性記憶素子のメモリトランジスタにお
いては、次に記す問題点を持っている。選択酸化時に生
ずるバーズビーク部に寄生テーパーゲートトランジスタ
が形成される。
The memory transistor of the nonvolatile memory element manufactured by the above-mentioned conventional method has the following problems. A parasitic tapered gate transistor is formed in a bird's beak generated at the time of selective oxidation.

【0008】前記したように、従来方法により製造した
メモリトランジスタのメモリゲート電極に充分高い正電
圧を印加して、ナイトライド膜中に負の電荷を蓄積させ
る。この場合、メモリトランジスタのしきい値は高くな
り、エンハンス動作となる。
As described above, a sufficiently high positive voltage is applied to the memory gate electrode of the memory transistor manufactured by the conventional method, and negative charges are accumulated in the nitride film. In this case, the threshold value of the memory transistor is increased, and an enhancement operation is performed.

【0009】この状態で、メモリゲート電極に電圧を徐
々に印加すると、メモリトランジスタの素子領域では、
しきい値電圧が高くなっているので電流は流れない。し
かしながら、バーズビークに形成される寄生テーパーゲ
ートトランジスタは、低いゲート印加電圧で電流が流れ
リーク電流となる。
In this state, when a voltage is gradually applied to the memory gate electrode, in the element region of the memory transistor,
No current flows because the threshold voltage is high. However, in a parasitic taper gate transistor formed in a bird's beak, a current flows at a low gate applied voltage and becomes a leak current.

【0010】図5はその一例を示すグラフである。図5
のグラフは、横軸はゲート電圧を示し、縦軸はドレイン
電流を対数で示す。
FIG. 5 is a graph showing one example. FIG.
In the graph, the horizontal axis shows the gate voltage, and the vertical axis shows the drain current in logarithm.

【0011】図5に示すように、メモリトランジスタの
ゲート電圧(Vg)とドレイン電流(Id)の関係にお
いて、低いゲート電圧でドレイン電流が流れている。こ
のため、メモリ特性において、書き込み消去幅が狭くな
る問題点が発生する。
As shown in FIG. 5, in the relationship between the gate voltage (Vg) and the drain current (Id) of the memory transistor, the drain current flows at a low gate voltage. For this reason, in the memory characteristics, there arises a problem that the write / erase width becomes narrow.

【0012】本発明の目的は、上記課題を解決するため
に、寄生テーパーゲートトランジスタによる、リーク電
流を減少させて、メモリ特性における書き込み消去幅が
狭くなることを防ぐことができる不揮発性記憶素子と、
その製造方法を提供することである。
[0012] An object of the present invention is to provide a nonvolatile memory element capable of preventing a write / erase width in a memory characteristic from being reduced by reducing a leakage current due to a parasitic tapered gate transistor. ,
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.

【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
本発明においては、下記記載の半導体不揮発性記憶素子
構造と、その製造方法とを採用する。
In order to achieve the above object, the present invention employs a semiconductor nonvolatile memory element structure described below and a method of manufacturing the same.

【0014】本発明の半導体不揮発性記憶素子の構造
は、メモリトランジスタのチャネル幅方向におけるメモ
リ絶縁膜は、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ酸
化膜とからなるメモリ素子領域と、メモリ酸化膜より膜
厚が厚い犠牲酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜と
からなる高しきい値領域とによって構成する。
According to the structure of the semiconductor nonvolatile memory element of the present invention, the memory insulating film in the channel width direction of the memory transistor includes a memory element region including a memory oxide film, a nitride film, and a top oxide film, and a memory oxide film. It is composed of a high-threshold region including a thick sacrificial oxide film, a nitride film, and a top oxide film.

【0015】本発明の半導体不揮発性記憶素子の構造
は、メモリトランジスタのチャネル幅方向において、メ
モリ絶縁膜を構成するメモリ酸化膜の膜厚が、フィール
ド酸化膜と接する領域より薄い膜厚とする。
In the structure of the semiconductor nonvolatile memory element according to the present invention, the thickness of the memory oxide film forming the memory insulating film is smaller in the channel width direction of the memory transistor than the region in contact with the field oxide film.

【0016】本発明の半導体不揮発性記憶素子の製造方
法は、第1の導電型の半導体基板の素子領域の周囲のフ
ィールド領域にフィールド酸化膜を形成し、素子領域に
犠牲酸化膜を形成し、ホトエッチング技術によりフィー
ルド酸化膜と接しないメモリ素子領域の犠牲酸化膜を除
去する工程と、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ
酸化膜とを順次形成する工程と、ホトエッチング技術に
よりメモリ素子領域にメモリ酸化膜とナイトライド膜と
トップ酸化膜を形成する工程と、全面にゲート電極材料
を形成する工程と、ホトエッチング技術によりメモリゲ
ート電極を形成する工程と、メモリゲート電極との整合
した領域の素子領域に高濃度不純物層を形成する工程
と、二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用絶縁膜を
形成する工程と、ホトエッチング技術により多層配線用
絶縁膜にコンタクト窓を形成する工程と、配線金属を形
成する工程とを有する。
According to a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a field oxide film is formed in a field region around a device region of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a sacrificial oxide film is formed in a device region. A step of removing a sacrificial oxide film in a memory element region not in contact with a field oxide film by a photoetching technique; a step of sequentially forming a memory oxide film, a nitride film and a top oxide film; Forming a memory oxide film, a nitride film, and a top oxide film, forming a gate electrode material over the entire surface, forming a memory gate electrode by a photo-etching technique, and forming a region aligned with the memory gate electrode. A step of forming a high-concentration impurity layer in the element region, a step of forming an insulating film for multilayer wiring mainly composed of a silicon dioxide film, And a step of forming a contact window in the insulating film for multilayer wiring by etching, and forming a wiring metal.

【0017】[0017]

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。まず、図1の断面図を用いて本発明における半導体
不揮発性記憶素子の構造を説明する 図1は、メモリト
ランジスタのチャネル幅方向の断面図を示したものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the structure of a semiconductor nonvolatile memory element according to the present invention will be described with reference to the cross-sectional view of FIG. 1. FIG. 1 is a cross-sectional view of a memory transistor in a channel width direction.

【0018】図1に示すように、メモリトランジスタの
メモリ電極5下に設けるメモリ絶縁膜は、メモリ酸化膜
2とナイトライド膜3とトップ酸化膜4とで構成するメ
モリ素子領域10と、メモリ酸化膜2より膜厚が厚い酸
化膜である犠牲酸化膜1とナイトライド膜3とトップ酸
化膜4とで構成する高しきい値領域11とからなる構造
とする。
As shown in FIG. 1, a memory insulating film provided below a memory electrode 5 of a memory transistor includes a memory element region 10 composed of a memory oxide film 2, a nitride film 3, and a top oxide film 4, and a memory oxide film. The structure includes a high threshold region 11 composed of a sacrificial oxide film 1 which is an oxide film thicker than the film 2, a nitride film 3 and a top oxide film 4.

【0019】次に、この図1を用いて説明した本発明の
半導体不揮発性記憶素子の構造を形成するための製造方
法を説明する。図2および図3は、本発明の不揮発性記
憶素子の構造を製造するための製造方法を工程順に示す
メモリトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
Next, a description will be given of a manufacturing method for forming the structure of the semiconductor nonvolatile memory element of the present invention described with reference to FIG. 2 and 3 are cross-sectional views in the channel width direction of a memory transistor showing a manufacturing method for manufacturing a structure of a nonvolatile memory element according to the present invention in the order of steps.

【0020】まず、図2に示すように、導電型がP型の
半導体基板7のメモリ素子領域10と高しきい値領域1
1とに、窒化シリコン膜などの耐酸化膜をマスクにして
酸化する、いわゆる選択酸化処理によりフィールド酸化
膜6を700nmの厚さで形成する。その後、耐酸化膜
を除去する。
First, as shown in FIG. 2, a memory element region 10 and a high threshold region 1 of a P-type semiconductor substrate 7 are formed.
1, a field oxide film 6 having a thickness of 700 nm is formed by a so-called selective oxidation process of oxidizing using an oxidation resistant film such as a silicon nitride film as a mask. After that, the oxidation resistant film is removed.

【0021】次に、酸素と窒素との混合気体中で酸化処
理を行い、厚さ50nm程度の二酸化シリコンからなる
犠牲酸化膜1を全面に形成する。
Next, an oxidizing process is performed in a mixed gas of oxygen and nitrogen to form a sacrificial oxide film 1 made of silicon dioxide having a thickness of about 50 nm on the entire surface.

【0022】次に、全面に感光材料であるレジスト13
を回転塗布法により形成し、所定のホトマスクを用いて
露光、および現像処理を行いメモリ素子領域10のレジ
スト13に開口を形成する。
Next, a resist 13 which is a photosensitive material is formed on the entire surface.
Is formed by a spin coating method, and is exposed and developed using a predetermined photomask to form an opening in the resist 13 in the memory element region 10.

【0023】その後、このレジスト13をマスクとして
犠牲酸化膜1をフッ酸緩衝液を用いエッチングして、メ
モリ素子領域10の犠牲酸化膜1を除去する。その後、
エッチングのマスクとして用いたレジスト13を除去す
る。
Thereafter, using the resist 13 as a mask, the sacrificial oxide film 1 in the memory element region 10 is removed by etching the sacrificial oxide film 1 using a hydrofluoric acid buffer. afterwards,
The resist 13 used as an etching mask is removed.

【0024】次に図3に示すように、酸素と窒素との混
合気体中で酸化処理を行い、2nm程度の厚さを有する
二酸化シリコン膜からなるメモリ酸化膜2を、犠牲酸化
膜1の開口内のメモリ素子領域10に形成する。
Next, as shown in FIG. 3, an oxidation process is performed in a mixed gas of oxygen and nitrogen, and a memory oxide film 2 made of a silicon dioxide film having a thickness of about 2 nm is formed in the opening of the sacrificial oxide film 1. Is formed in the memory element region 10 in the inside.

【0025】次に、このメモリ酸化膜2上を含む全面に
化学気相成長法(以下CVD法と記す)によって、窒化
シリコン膜からなるナイトライド膜3を9nm程度の厚
さで形成する。
Next, a nitride film 3 made of a silicon nitride film is formed on the entire surface including the memory oxide film 2 by a chemical vapor deposition method (hereinafter, referred to as a CVD method) to a thickness of about 9 nm.

【0026】さらに酸化雰囲気中で酸化処理を行い、ナ
イトライド膜3を酸化して、このナイトライド膜3上に
二酸化シリコン膜からなるトップ酸化膜4を形成する。
Further, an oxidation treatment is performed in an oxidizing atmosphere to oxidize the nitride film 3 to form a top oxide film 4 made of a silicon dioxide film on the nitride film 3.

【0027】このメモリ酸化膜2とナイトライド膜3と
トップ酸化膜4とで、メモリトランジスタのメモリ絶縁
膜を構成する。
The memory oxide film 2, the nitride film 3, and the top oxide film 4 constitute a memory insulating film of a memory transistor.

【0028】その後、メモリゲート電極5となる多結晶
シリコン膜をCVD法により全面に形成する。
Thereafter, a polycrystalline silicon film to be the memory gate electrode 5 is formed on the entire surface by the CVD method.

【0029】次に、全面にレジスト13を形成し、所定
のホトマスクを用いて露光、および現像処理を行い、メ
モリゲート電極5を形成するメモリ素子領域10、およ
び高しきい値領域11上にレジスト13を形成する。
Next, a resist 13 is formed on the entire surface, exposed and developed using a predetermined photomask, and a resist 13 is formed on the memory element region 10 for forming the memory gate electrode 5 and the high threshold region 11. 13 is formed.

【0030】その後、このレジスト13をエッチングの
マスクとして、メモリゲート電極5となる多結晶シリコ
ン膜を六弗化硫黄と酸素との混合気体をエッチングガス
として用いる、ドライエッチングによりエッチングす
る。
Thereafter, using the resist 13 as an etching mask, the polycrystalline silicon film to be the memory gate electrode 5 is etched by dry etching using a mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen as an etching gas.

【0031】次に、トップ酸化膜4をフッ酸緩衝液によ
りエッチングし、さらにナイトライド膜3を六弗化硫黄
と酸素との混合気体をエッチングガスとして用いるドラ
イエッチングによりエッチングする。
Next, the top oxide film 4 is etched with a hydrofluoric acid buffer solution, and the nitride film 3 is further etched by dry etching using a mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen as an etching gas.

【0032】これにより、メモリ素子領域10に、メモ
リ酸化膜2とナイトライド膜3とトップ酸化膜4とから
なるメモリ絶縁膜を形成する。さらに、高しきい値領域
11には、犠牲酸化膜1とナイトライド膜3とトップ酸
化膜4とからなるメモリ絶縁膜を形成する。
Thus, a memory insulating film including the memory oxide film 2, the nitride film 3, and the top oxide film 4 is formed in the memory element region 10. Further, in the high threshold region 11, a memory insulating film including the sacrificial oxide film 1, the nitride film 3, and the top oxide film 4 is formed.

【0033】つぎに、図3には図示しないが、多結晶シ
リコン膜からなるメモリゲート電極5をイオン注入の不
純物阻止膜として用いて、半導体基板7と逆導電型を有
するN型の不純物であるリンを、加速エネルギー50k
eV、イオン注入量4.0×1015atoms/cm2
程度のイオン注入条件で、イオン注入することによっ
て、第2の導電型の高濃度不純物層であるソース領域お
よびドレイン領域を形成する。
Next, although not shown in FIG. 3, an N-type impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 7 is obtained by using the memory gate electrode 5 made of a polycrystalline silicon film as an impurity blocking film for ion implantation. Phosphorus, acceleration energy 50k
eV, ion implantation amount 4.0 × 10 15 atoms / cm 2
The source region and the drain region, which are high-concentration impurity layers of the second conductivity type, are formed by performing ion implantation under the ion implantation conditions of the order.

【0034】この後は、図示しないが、一般的な方法に
より二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用絶縁膜を
形成し、ホトエッチング技術を用いて多層配線用絶縁膜
にコンタクト窓を形成し、配線金属としてアルミニウム
を形成することによって不揮発性記憶素子を得る。
Thereafter, although not shown, a multi-layer wiring insulating film mainly composed of a silicon dioxide film is formed by a general method, and a contact window is formed in the multi-layer wiring insulating film using a photo-etching technique. A nonvolatile memory element is obtained by forming aluminum as a wiring metal.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上の説明で明かなように、本発明の半
導体不揮発性記憶素子では、寄生テーパーゲートトラン
ジスタが形成されるバーズビーク領域は、犠牲酸化膜と
ナイトライド膜とトップ酸化膜とからなる高しきい値領
域となっており、メモリ素子領域のしきい値電圧より充
分高くなっている。
As apparent from the above description, in the semiconductor nonvolatile memory element of the present invention, the bird's beak region in which the parasitic tapered gate transistor is formed is composed of the sacrificial oxide film, the nitride film, and the top oxide film. This is a high threshold region, which is sufficiently higher than the threshold voltage of the memory element region.

【0036】このためメモリゲート電極に高電圧を印加
し、メモリトランジスタの書き込み消去を行っても、メ
モリトランジスタのしきい値電圧は、メモリ素子領域に
よって決まり、寄生テーパーゲートトランジスタによる
従来のリーク電流は抑えることができる。
Therefore, even when a high voltage is applied to the memory gate electrode and writing and erasing of the memory transistor are performed, the threshold voltage of the memory transistor is determined by the memory element region, and the conventional leak current caused by the parasitic taper gate transistor is small. Can be suppressed.

【0037】その一例を、メモリトランジスタのゲート
電圧とドレイン電流特性を示す図4のグラフに示す。図
4に示すように、不揮発性記憶素子のゲート電圧とドレ
イン電流の関係において、従来例の図5に示す、低いゲ
ート電圧でドレイン電流が流れるリーク電流を抑えるこ
とができる。
One example is shown in the graph of FIG. 4 showing the gate voltage and drain current characteristics of the memory transistor. As shown in FIG. 4, in the relationship between the gate voltage and the drain current of the nonvolatile memory element, it is possible to suppress the leak current in which the drain current flows at a low gate voltage as shown in FIG.

【0038】このように、リーク電流を抑えることによ
り、メモリ特性において、メモリゲート電極に正電位を
印加した場合、よりエンハンス動作となり書き込み幅が
増加する。このため、メモリゲート電極に正電位を印加
する時間が従来と比べ短縮される。このように本構造お
よびその製造方法により、メモリ特性の向上が可能とな
る。
As described above, by suppressing the leak current, in the memory characteristics, when a positive potential is applied to the memory gate electrode, an enhancement operation is performed, and the write width increases. Therefore, the time for applying the positive potential to the memory gate electrode is reduced as compared with the conventional case. As described above, according to the present structure and the manufacturing method thereof, the memory characteristics can be improved.

【0039】この結果、信頼性の高い不揮発性記憶素子
を形成することが可能となり、安定した特性を有する不
揮発性記憶素子が得られる。
As a result, a highly reliable nonvolatile memory element can be formed, and a nonvolatile memory element having stable characteristics can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶素
子の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor nonvolatile memory element according to an embodiment 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素
子の製造方法を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory element according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例における半導体不揮発性記憶素
子の製造方法を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory element according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明により作成したメモリトランジスタのゲ
ート電圧とドレイン電流との特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing characteristics of a gate voltage and a drain current of a memory transistor manufactured according to the present invention.

【図5】従来方法により作成したメモリトランジスタの
ゲート電圧とドレイン電流との特性を示すグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph showing characteristics of a gate voltage and a drain current of a memory transistor prepared by a conventional method.

【図6】従来例における半導体不揮発性記憶素子の構造
を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor nonvolatile memory element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 犠牲酸化膜 2 メモリ酸化膜 3 ナイトライド膜 4 トップ酸化膜 5 メモリゲート電極 6 フィールド酸化膜 7 半導体基板 10 メモリ素子領域 11 高しきい値領域 15 バーズビーク Reference Signs List 1 sacrificial oxide film 2 memory oxide film 3 nitride film 4 top oxide film 5 memory gate electrode 6 field oxide film 7 semiconductor substrate 10 memory element region 11 high threshold region 15 bird's beak

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8247 H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体不揮発性記憶素子を構成するメモ
リトランジスタのチャネル幅方向におけるメモリ絶縁膜
は、 メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜とからな
るメモリ素子領域と、 メモリ酸化膜より膜厚が厚い犠牲酸化膜とナイトライド
膜とトップ酸化膜とからなる高しきい値領域とによって
構成することを特徴とする半導体不揮発性記憶素子。
A memory insulating film in a channel width direction of a memory transistor constituting a semiconductor nonvolatile memory element has a memory element region including a memory oxide film, a nitride film, and a top oxide film, and has a thickness greater than that of the memory oxide film. And a high threshold region including a thick sacrificial oxide film, a nitride film, and a top oxide film.
【請求項2】 メモリトランジスタのチャネル幅方向に
おけるメモリ絶縁膜を構成するメモリ酸化膜の膜厚は、 フィールド酸化膜と接する領域より薄いことを特徴とす
る請求項1に記載の半導体不揮発性記憶素子。
2. The non-volatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein the thickness of the memory oxide film forming the memory insulating film in the channel width direction of the memory transistor is smaller than a region in contact with the field oxide film. .
【請求項3】 第1導電型の半導体基板のメモリ素子領
域と高しきい値領域との周囲のフィールド領域にフィー
ルド酸化膜を形成し、メモリ素子領域と高しきい値領域
とに犠牲酸化膜を形成し、ホトエッチング技術によりフ
ィールド酸化膜と離間したメモリ素子領域の犠牲酸化膜
を除去する工程と、メモリ酸化膜とナイトライド膜とトップ酸化膜とを順次
形成する工程と、 全面にメモリゲート電極材料を形成する工程と、 ホトエッチング技術によりメモリゲート電極材料をエッ
チングしてメモリゲート電極を形成し、トップ酸化膜と
ナイトライド膜とを順次エッチングする工程と、 メモリゲート電極との整合した領域の素子領域に高濃度
不純物層を形成する工程と、 二酸化シリコン膜を主体とする多層配線用絶縁膜を形成
する工程と、 ホトエッチング技術により多層配線用絶縁膜にコンタク
ト窓を形成する工程と、 配線金属を形成する工程とを有することを特徴とする半
導体不揮発性記憶素子の製造方法。
3. A field oxide film is formed in a field region around a memory element region and a high threshold region of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a sacrificial oxide film is formed in the memory element region and the high threshold region. And removing the sacrificial oxide film in the memory element region separated from the field oxide film by photo-etching technology , and sequentially forming the memory oxide film, the nitride film, and the top oxide film.
Forming, forming a memory gate electrode material over the entire surface, and etching the memory gate electrode material by photoetching technology.
To form a memory gate electrode,
A step of sequentially etching the nitride film, a step of forming a high-concentration impurity layer in an element region in a region aligned with the memory gate electrode, and a step of forming an insulating film for multilayer wiring mainly composed of a silicon dioxide film. A method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory element, comprising: a step of forming a contact window in an insulating film for multilayer wiring by a photoetching technique; and a step of forming a wiring metal.
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