JP3159153B2 - Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same - Google Patents
Nonvolatile semiconductor memory device and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は不揮発性半導体記憶装置
の製造方法に関し、特にスタック・ゲート型のメモリ・
セルからなるフラッシュ・メモリ及びそのの製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and more particularly, to a stacked gate type memory device.
The present invention relates to a flash memory including cells and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電気的に書き換えのできる不揮発
性半導体記憶装置(EEPROM)のうち、所用の領域
内の複数のメモリ・セルを電気的に同時に一括して消去
できる機能を有するフラッシュ・メモリには、スタック
ト・ゲート型のメモリ・セルから構成されているものが
ある。2. Description of the Related Art Conventionally, among electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory devices (EEPROMs), a flash memory having a function of electrically and collectively erasing a plurality of memory cells in a required area at the same time. Some are composed of stacked gate type memory cells.
【0003】フラッシュ・メモリの平面模式図である図
28と、図28の×X’線およぴYY’線での断面模式
図である図29とを伴せて参照すると、スタックト・ゲ
ート型のメモリ・セルからなる従来のフラッシュ・メモ
リの一例は、以下のようになっている。Referring to FIG. 28, which is a schematic plan view of a flash memory, and FIG. 29, which is a schematic cross-sectional view taken along the XX 'line and the YY' line of FIG. An example of a conventional flash memory including the following memory cells is as follows.
【0004】(100)の面方位を有し、2×1017c
m3程度の表面不純物濃度を有するP型シリコン基板2
01の表面の素子分離領域には膜厚0.6μm程度のフ
ィールド酸化膜202が設けられ、素子形成領域にはス
タックトゲート型のメモリが設けられている。それぞれ
のメモリセルは、P型シリコン基板の表面に設けられた
膜厚10nm程度の第1ゲート酸化膜206と、第1ゲ
ート酸化膜206を介してP型シリコン基板201の表
面上に設けられた1×1019cm3程度の不純物濃度を
有し、150nm程度の膜厚を有するN型の第1多結晶
シリコン膜207からなる浮遊ゲート電極213と、浮
遊ゲート電極213の表面上に設けられた(膜厚7nm
程度の酸化シリコン膜、膜厚10nm程度の窒化シリコ
ン膜およぴ膜厚3nm程度の酸化シリコン膜が積層され
てなる)絶縁膜209と、絶縁膜209を介して浮遊ゲ
ート電極213上に設けられたワード緑をかねる膜厚1
50nm程度のN+型の第2多結晶シリコン膜211か
らなる制御ゲート電極212と、P型シリコン基板20
1の表面に設けられた第1ソース領域217ab、21
7cdと、P型シリコン基板の表面に設けられた第1ド
レイン領域218から構成されている。It has a (100) plane orientation and has 2 × 10 17 c
P-type silicon substrate 2 having a surface impurity concentration of about m3
A field oxide film 202 having a thickness of about 0.6 μm is provided in an element isolation region on the surface of the device 01, and a stacked gate type memory is provided in an element formation region. Each memory cell is provided on the surface of the P-type silicon substrate 201 via the first gate oxide film 206 having a thickness of about 10 nm provided on the surface of the P-type silicon substrate and the first gate oxide film 206. A floating gate electrode 213 made of an N-type first polycrystalline silicon film 207 having an impurity concentration of about 1 × 10 19 cm 3 and a thickness of about 150 nm, and provided on the surface of the floating gate electrode 213 (film thickness 7 nm
A silicon oxide film having a thickness of about 10 nm, a silicon nitride film having a thickness of about 10 nm, and a silicon oxide film having a thickness of about 3 nm are stacked on the floating gate electrode 213 with the insulating film 209 interposed therebetween. Film thickness 1
A control gate electrode 212 comprising an N + type second polycrystalline silicon film 211 of about 50 nm;
The first source regions 217ab, 21 provided on the surface of
7cd, and a first drain region 218 provided on the surface of the P-type silicon substrate.
【0005】第1ドレイン領域218は、例えば制御ゲ
ート電極212a等と制御ゲート電極212a等とフィ
ールド酸化膜202とに自己整合的なN+型拡散層から
なる。1つの第1ドレイン領域218は、2つのメモリ
セルに共有されている。それぞれの第1ドレイン領域2
18は、メモリセルの表面を置う層間絶縁膜に設けられ
たビットコンタクト孔219a等を介して、層間絶縁膜
215に設けられたビット線216a等に接綾されてい
る。ビット線216a等は、層間絶縁膜215を介し
て、制御ゲート電極212a等に直交している。The first drain region 218 is formed of, for example, an N + type diffusion layer which is self-aligned with the control gate electrode 212a and the like, the control gate electrode 212a and the like, and the field oxide film 202. One first drain region 218 is shared by two memory cells. Each first drain region 2
Reference numeral 18 is connected to a bit line 216a provided in the interlayer insulating film 215 through a bit contact hole 219a provided in the interlayer insulating film on which the surface of the memory cell is placed. The bit lines 216a and the like are orthogonal to the control gate electrodes 212a and the like via the interlayer insulating film 215.
【0006】第1ソース領域217ab等は、P型シリ
コン基板201の表面に設けられたN型拡散層より構成
されている。例えば第1ソース領域217ab等は、制
御ゲート電極212a等と制御ゲート電極212a等と
浮遊ゲート電極213とフィールド酸化膜202とに自
己整合的にP型シリコン基板201の表面に設けられて
おり、制御ゲート電極212a等およぴ制御ゲート電極
212a等に属するメモリセルの内の所要の数のメモリ
セルが共有している。それぞれの第1ソース領域217
ab等は、例えば16ビット毎に層間絶縁膜215に設
けられたコンタクト孔(図示せず)を介して、層間絶縁
膜215上の表面上にビット線216a等に平行に設け
られた配線に接続されている。The first source region 217ab and the like are formed of an N-type diffusion layer provided on the surface of a P-type silicon substrate 201. For example, the first source region 217ab and the like are provided on the surface of the P-type silicon substrate 201 in a self-aligned manner with the control gate electrode 212a and the like, the control gate electrode 212a and the like, the floating gate electrode 213, and the field oxide film 202. A required number of memory cells among the memory cells belonging to the gate electrode 212a and the like and the control gate electrode 212a and the like are shared. Each first source region 217
ab and the like are connected to wiring provided in parallel with the bit lines 216a and the like on the surface of the interlayer insulating film 215 via contact holes (not shown) provided in the interlayer insulating film 215 for every 16 bits, for example. Have been.
【0007】上記、メモリセルの書き込み・消去の概要
は、第1ドレイン領域218への印加電圧、第1ソース
領域217ab等への印加電圧、制御ゲート電極212
a等への印加電圧、P型シリコン基板201への印加電
圧をそれぞれVDD、VSS、∨CG、VSUBとすると、次の
ようになる。例えば、VSS=0V、VSUB=0V、ビッ
ト線216aのみVDD=5.2V(ほかのビット線21
6bは∨DD=0V)及び制御ゲート電極212bのみV
CG=12V(他の制御ゲート電極212a等はVCG=0
V)にすることにより、ビット線216aと制御ゲート
電極212bとに属するメモリセルにのみに書き込みが
行われる。このメモリセルの浮遊ゲート電極213の電
位は第1ゲート酸化膜206と絶縁膜209との静電容
量比により分割された値になり、このメモリセル(オン
状態になり)では、纂1ドレイン領域218と第1ソー
ス領域217abとの間に電流が流れる。このメモリセ
ルの浮遊ゲート電極213の電位が5.2V程度である
ならば、ピンチ・オフ点が第1ドレイン領域218の近
傍になり、この付近での電界強度が高くなることにより
発生するホット・エレクトロン(第1ゲート酸化膜20
6の絶縁ポテンシャル・エネルギーを上回るエネルギー
を有する電子)がこの浮遊ゲート電極213に注入され
る。この浮遊ゲート電極213への電子の最入量の増大
とともにこの浮遊ゲート電極213の電位が負のレベル
まで押し下げられるため、(制御ゲート電極212から
みた)このメモリセルのしきい値電圧は、正の方向にシ
フトして7V程度になる。The outline of the above-mentioned writing / erasing of the memory cell is as follows. The applied voltage to the first drain region 218, the applied voltage to the first source region 217ab and the like, the control gate electrode 212
Assuming that the voltage applied to a and the like and the voltage applied to the P-type silicon substrate 201 are VDD, VSS, ΔCG, and VSUB, respectively, the following is obtained. For example, VSS = 0V, VSUB = 0V, VDD = 5.2V only for the bit line 216a (other bit lines 21
6b is ΔDD = 0V) and V is applied only to the control gate electrode 212b.
CG = 12V (VCG = 0 for other control gate electrodes 212a, etc.)
By setting V), writing is performed only on the memory cells belonging to the bit line 216a and the control gate electrode 212b. The potential of the floating gate electrode 213 of this memory cell is a value divided by the capacitance ratio between the first gate oxide film 206 and the insulating film 209, and in this memory cell (turned on), A current flows between the first source region 217ab and the first source region 218ab. If the potential of the floating gate electrode 213 of this memory cell is about 5.2 V, the pinch-off point will be near the first drain region 218, and the hot field generated by the increase in the electric field strength near this point will be described. Electrons (first gate oxide film 20)
Electrons having an energy higher than the insulation potential energy of No. 6 are injected into the floating gate electrode 213. Since the potential of the floating gate electrode 213 is pushed down to a negative level as the maximum amount of electrons that enter the floating gate electrode 213 increases, the threshold voltage of the memory cell (as viewed from the control gate electrode 212) becomes positive. To about 7V.
【0008】メモリセルの(書き込みデータの)消去
は、浮遊ゲート電極213に注入された電子を浮遊ゲー
ト電極213から引き抜くことである。フラッシュメモ
リでの消去は、例えば個々のメモリセルアレイ毎に行わ
れる。例えば、第1ソース領域217ab等には、VSS
=8V、(すペての制御ゲート電極212a、212
b、212c等において)VCG=0V、VSUB=0V、
(すべての第1ドレイン領域218において)VDD;開
放とすることによりなされる。[0008] Erasing (writing data) of a memory cell is to extract electrons injected into the floating gate electrode 213 from the floating gate electrode 213. Erasing in the flash memory is performed, for example, for each individual memory cell array. For example, the first source region 217ab or the like has VSS
= 8V, (all control gate electrodes 212a, 212
b, 212c, etc.) VCG = 0V, VSUB = 0V,
VDD (at all first drain regions 218);
【0009】ビット線216aと制御ゲート電極212
bとに属するメモリセルにのみ書き込みが行われていた
場合、ほかのメモリセルに比べてこのメモリセルでは、
第1ゲート酸化膜206にかかる電位差が8Vより高く
なり、この第1ゲート酸化膜206に強い電界が印加さ
れる。この結果、量子トンネル効果に基づいたフアウラ
ー・ノルドハイム(Fowler−Noldheim)
電流(以下FN電流と記す)が流れることにより、この
メモリセルの浮遊ゲート電極213から電子が引き抜か
れることになる。フラッシュメモリでは、一定条件で消
去を行っても、消去されたそれぞれのメモリセルのしき
い値電圧(消去しきい値電圧)が2V程度でばらつく。
また、消去しきい値電圧が0V以下になるメモリセル
が、一つでも存在すれば、そのメモリセルとビット線を
共有するメモリセルには書き込みができなくなる。The bit line 216a and the control gate electrode 212
If writing has been performed only on the memory cell belonging to b, this memory cell has
The potential difference applied to the first gate oxide film 206 becomes higher than 8 V, and a strong electric field is applied to the first gate oxide film 206. As a result, Fowler-Noldheim based on the quantum tunnel effect
When a current (hereinafter, referred to as an FN current) flows, electrons are extracted from the floating gate electrode 213 of the memory cell. In a flash memory, even when erasing is performed under certain conditions, the threshold voltage (erasing threshold voltage) of each erased memory cell varies at about 2V.
If there is at least one memory cell having an erase threshold voltage of 0 V or less, writing cannot be performed on a memory cell sharing a bit line with the memory cell.
【0010】以上説明したメモリセルの動作、すなわち
書き込み、消去、読み出しなどを行うためには、専用の
回路(以篠、周辺回路と呼ぶ)が必要であり、その回路
には、MOSトランジスタなどから横成される。この周
辺回路用のMOSトランジスタの構造の平面模式図であ
る図30と、図30のAA’線およぴBB’線の断面模
式図である図31を併せて参照すると周辺回路用のMO
Sトランジスタの一例は以下のようになっている。In order to perform the operation of the memory cell described above, that is, writing, erasing, reading, and the like, a dedicated circuit (hereinafter referred to as a peripheral circuit) is required. Be transposed. Referring to FIG. 30 which is a schematic plan view of the structure of the MOS transistor for the peripheral circuit, and FIG. 31 which is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ and line BB ′ of FIG.
An example of the S transistor is as follows.
【0011】メモリセル部分を形成したのと同一のP型
シリコン基板201の表面の素子分離領域には膜厚0.
6μm程度のフィールド酸化膜202が設けられ、素子
形成領域にはMOSトランジスタが形成されている。M
OSトランジスタは、P型シリコン基板201の表面に
設けられた膜厚25nm程度の第2ゲート酸化膜210
と、第2ゲート酸化膜210を介してP型シリコン基板
201の表面上には150nm程度の膜厚を有するN型
の第2多結晶シリコン膜211からなるゲート電極21
3と、P型シリコン基板201の表面に設けられた第2
ドレイン領域219と、P型シリコン基板201の表面
に設けられた第2ソース領域220から構成されてな
る。In the element isolation region on the surface of the same P-type silicon substrate 201 as that on which the memory cell portion is formed, a film thickness of 0.
A field oxide film 202 of about 6 μm is provided, and a MOS transistor is formed in an element formation region. M
The OS transistor includes a second gate oxide film 210 having a thickness of about 25 nm provided on the surface of a P-type silicon substrate 201.
And a gate electrode 21 made of an N-type second polycrystalline silicon film 211 having a thickness of about 150 nm on the surface of the P-type silicon substrate 201 via the second gate oxide film 210.
3 and the second provided on the surface of the P-type silicon substrate 201.
It comprises a drain region 219 and a second source region 220 provided on the surface of the P-type silicon substrate 201.
【0012】このようにフラッシュメモリでは、少なく
とも情報を記憶するメモリセルトランジスタと、その情
報を制御する周辺回路部分を構成するMOSトランジス
タの2種類のトランジスタを必要とする。この2種類の
トランジスタのゲート酸化膜厚を、同−の膜厚にする事
は困難である。なぜなら、情報を記憶するメモリセルト
ランジスタの第1ゲート酸化膜206の膜厚は、所望の
時間でかつ所望の電圧で消去を行うため、量子トンネル
効果に基づいたFN電流で消去可能な膜厚、例えば10
nm程度が適当である。これに対して、周辺回路のMO
Sトランジスタの第2ゲート酸化膜210の膜厚は、例
えばMOSトランジスタの第2ドレイン領域220に、
書き込みの際、制御ゲート電極に印加する電圧12Vが
印加される場合があり、この際にも第2ドレイン領域2
20においてブレークダウンが起きない接合耐圧にする
必要があり、前述したメモリセルトランジスタの第1ゲ
ート酸化膜206の膜厚10nm程度では十分な接合耐
圧を得ることができないため、メモリセルトランジスタ
の第1ゲート酸化膜206の膜厚よりも厚くする必要が
あり、例えば25nm程度に設定される。このためフラ
ッシュメモリでは、メモリセルトランジスタの第1ゲー
ト酸化膜206と周辺回路部分のトランジスタの第2ゲ
ート酸化膜210といった膜厚の異なる少なくとも2種
穎のゲート酸化膜を形成する各要がある。As described above, the flash memory requires at least two types of transistors: a memory cell transistor that stores information and a MOS transistor that forms a peripheral circuit portion that controls the information. It is difficult to make the gate oxide film thickness of these two types of transistors the same. This is because the film thickness of the first gate oxide film 206 of the memory cell transistor that stores information has a film thickness that can be erased with an FN current based on the quantum tunnel effect because erasing is performed at a desired time and at a desired voltage. For example, 10
The order of nm is appropriate. In contrast, the MO of the peripheral circuit
The thickness of the second gate oxide film 210 of the S transistor is set, for example, in the second drain region 220 of the MOS transistor.
At the time of writing, a voltage of 12 V applied to the control gate electrode may be applied.
20 requires a junction breakdown voltage that does not cause breakdown, and a sufficient junction breakdown voltage cannot be obtained with a film thickness of about 10 nm of the first gate oxide film 206 of the memory cell transistor described above. The thickness of the gate oxide film 206 needs to be larger than that of the gate oxide film 206, and is set to, for example, about 25 nm. Therefore, in the flash memory, it is necessary to form at least two types of gate oxide films having different thicknesses, such as the first gate oxide film 206 of the memory cell transistor and the second gate oxide film 210 of the transistor in the peripheral circuit portion.
【0013】図28のYY’線での断面模式図と図30
のBB’線での断面模式図を併せて示した図32を参照
すると上記従来のフラッシュメモリは、以下のように製
造される。まず、P型シリコン基板201の表面の素子
分離領域にはフィールド酸化膜が形成される(図3
2)。なお図中においては、メモリセルを形成する領域
と、周辺回路のトランジスタを形成する領域を便宜上同
じ図面内に表記している。続いて40nm程度の酸化膜
203が熱酸化法にて形成される(図33)。この後、
周辺回路形成予定壊域には、必要なトランジスタに応じ
て、おのおののトランジスタの拡散層領域にイオン注入
を行い、それぞれのトランジスタのしきい値を制御する
(図示せず)。この後、メモリセル部分以外をフォトレ
ジスト205にて覆う。必要であるならば、この時メモ
リセルのしきい値を制御するため、セル内にポロンを注
入する(図34)。続いて、メモリセル形成予定領域の
酸化膜203のみをウェットエッチ法にて除去し、P型
シリコン基板201表面を露出させる(図35)。続い
て、フォトレジスト205を剥離した後、10nm程度
の第1ゲート酸化膜206を例えば熟酸化法にて形成す
る(図36)。続いて、前述の第1ゲート酸化膜206
の上に膜厚150nm程度の第1多結晶シリコン膜がC
VD法にて形成される(図37)。続いて、前述の第1
多結晶シリコン膜を既知のフォトリソグラフィ法にてパ
ターニングし、第1多結晶シリコン膜パターン208が
形成される(図38)。続いて、前述の第1多結晶シリ
コン膜パターン208及び周辺トランジスタ部分となる
P型シリコン基板201の上に、絶縁膜209が形成さ
れる。この絶縁膜209は例えば7nm程度の酸化シリ
コン膜、膜厚10nm程度の窒化シリコン膜及び膜厚3
nm程度の酸化シリコン膜が順次積層されてなる(図3
9)。続いて、メモリセル部分をフォトレジスト205
で覆い、周辺トランジスタとなる領域に積層された前述
の酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜を
順次エッチングして取り除き、P型シリコン基板201
表面を露出させる(図40)。FIG. 30 is a schematic sectional view taken along the line YY ′ of FIG.
Referring to FIG. 32, which also shows a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′, the conventional flash memory is manufactured as follows. First, a field oxide film is formed in a device isolation region on the surface of the P-type silicon substrate 201 (FIG. 3).
2). Note that in the drawings, a region where a memory cell is formed and a region where a transistor of a peripheral circuit is formed are illustrated in the same drawing for convenience. Subsequently, an oxide film 203 of about 40 nm is formed by a thermal oxidation method (FIG. 33). After this,
In the destruction area where the peripheral circuit is to be formed, ions are implanted into the diffusion layer region of each transistor according to the required transistor, and the threshold value of each transistor is controlled (not shown). Thereafter, the portion other than the memory cell portion is covered with the photoresist 205. If necessary, at this time, in order to control the threshold value of the memory cell, polon is implanted into the cell (FIG. 34). Subsequently, only the oxide film 203 in the memory cell formation planned region is removed by a wet etching method to expose the surface of the P-type silicon substrate 201 (FIG. 35). Subsequently, after removing the photoresist 205, a first gate oxide film 206 of about 10 nm is formed by, for example, a mature oxidation method (FIG. 36). Subsequently, the above-described first gate oxide film 206 is formed.
A first polycrystalline silicon film having a thickness of about 150 nm
It is formed by the VD method (FIG. 37). Then, the first
The polycrystalline silicon film is patterned by a known photolithography method to form a first polycrystalline silicon film pattern 208 (FIG. 38). Subsequently, an insulating film 209 is formed on the above-described first polycrystalline silicon film pattern 208 and the P-type silicon substrate 201 to be a peripheral transistor portion. The insulating film 209 is, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 7 nm, a silicon nitride film having a thickness of about 10 nm, and
A silicon oxide film of about nm is sequentially laminated (FIG.
9). Subsequently, the memory cell portion is
The silicon oxide film, the silicon nitride film, and the silicon oxide film, which are stacked in a region to be a peripheral transistor, are sequentially etched and removed.
The surface is exposed (FIG. 40).
【0014】続いて、周辺トランジスタ用に第2ゲート
酸化膜210を形成する。例えば、熱酸化法を用いて2
5nm程度の酸化膜が形成される(図41)。このとき
メモリセル部分の絶縁膜上209にも酸化膜が形成され
るが、一般に絶縁膜209として、酸化シリコン膜およ
ぴ窒化シリコン膜、酸化シリコン膜の3層構造をとるこ
とが多く、絶縁膜209に窒化シリコン膜が含まれるこ
とにより、第2ゲート酸化膜210を形成する際、窒化
シリコン膜が熱酸化されにくい性質があるため、メモリ
セル部分の第2ゲート酸化膜210の膜厚はほとんど変
化しない。Subsequently, a second gate oxide film 210 is formed for the peripheral transistor. For example, using a thermal oxidation method,
An oxide film of about 5 nm is formed (FIG. 41). At this time, an oxide film is also formed on the insulating film 209 in the memory cell portion. In general, the insulating film 209 often has a three-layer structure of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film. Since the silicon nitride film is included in the film 209 and the silicon nitride film is less likely to be thermally oxidized when the second gate oxide film 210 is formed, the thickness of the second gate oxide film 210 in the memory cell portion is Hardly change.
【0015】続いて、前述のメモリセル部分においては
絶縁膜209上にまた後に周辺トランジスタにおいて
は、第2ゲート酸化膜210上に第2多結晶シリコン膜
211がCVD法にて形成される(図42)。続いて、
後にメモリセルの制御ゲート電極212となる領域と周
辺回路予定領域をフォトレジスト205で覆い、前述の
第2多結晶シリコン膜211、絶縁膜209およぴ多結
晶シリコン膜パターン208を順次パターニングして第
2多結晶シリコン膜よりなる制御ゲート電極212およ
ぴ第1多結晶シリコン膜よりなる浮遊ゲート電極213
が形成される(図43)。Subsequently, a second polycrystalline silicon film 211 is formed on the insulating film 209 in the above-mentioned memory cell portion and on the second gate oxide film 210 in the peripheral transistor later by the CVD method (FIG. 4). 42). continue,
A region to be a control gate electrode 212 of a memory cell and a region for a peripheral circuit later are covered with a photoresist 205, and the above-described second polysilicon film 211, insulating film 209 and polysilicon film pattern 208 are sequentially patterned. The control gate electrode 212 made of the second polysilicon film and the floating gate electrode 213 made of the first polysilicon film
Is formed (FIG. 43).
【0016】続いて、メモリセル形成予定領域と後に周
辺トランジスタのゲート電極となる領域をフォトレジス
ト205で覆いパターニングし、ゲート電極214を形
成する(図44)。Subsequently, a region where a memory cell is to be formed and a region which will be a gate electrode of a peripheral transistor later are covered with a photoresist 205 and patterned to form a gate electrode 214 (FIG. 44).
【0017】その後、メモリセル部分においては、イオ
ン注入およぴ熱処理を施し、第1ドレイン領域218と
第1ソース領域217ab等を形成させる(図示せ
ず)。その後、周辺トランジスタ部分において、イオン
注入およぴ熱処理を施し、第2ドレイン領域220と第
2ソース領域221を形成する(図示ゼず)。その後、
層間絶縁膜215をCVD法にて形成し、必要な部分の
層間絶縁膜215を除去し、ビットコンタクト219a
等を介してアルミ電極であるビット線216に接続され
ている(図45)。Thereafter, in the memory cell portion, ion implantation and heat treatment are performed to form a first drain region 218 and a first source region 217ab (not shown). Thereafter, in the peripheral transistor portion, ion implantation and heat treatment are performed to form a second drain region 220 and a second source region 221 (not shown). afterwards,
An interlayer insulating film 215 is formed by a CVD method, a necessary portion of the interlayer insulating film 215 is removed, and a bit contact 219a is formed.
Are connected to the bit line 216 which is an aluminum electrode through the like (FIG. 45).
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の製
法においては、以下に述べるような問題点があった。少
なくとも2種類のゲート酸化膜を作り分けるため、メモ
リセル形成予定領域にゲート酸化膜を形成する前の行程
において、メモリセル形成予定額域以外をフォトレジス
トで覆い酸化膜をエッチングし、その後フォトレジスト
を剥離する行程において、メモリセル形成予定領域のシ
リコン基板表面が剥離液にさらされる。この後にメモリ
セル形成予定領域にゲート酸化膜を形成すると、P型シ
リコン基板表面がフォトレジストの剥離液の影響を受
け、局所的にゲート酸化膜の品質の劣化が起き、その結
果消去した後のしきい値電圧のばらつきが大きくなると
いった問題があった。However, the conventional manufacturing method has the following problems. In order to form at least two types of gate oxide films, in the step before forming the gate oxide film in the memory cell formation region, the area other than the memory cell formation frame is covered with a photoresist, and the oxide film is etched. In the step of stripping the silicon substrate, the surface of the silicon substrate in the memory cell formation planned area is exposed to a stripping liquid. Thereafter, when a gate oxide film is formed in the memory cell formation planned area, the surface of the P-type silicon substrate is affected by the photoresist stripper, and the quality of the gate oxide film locally deteriorates. There has been a problem that the variation in threshold voltage is large.
【0019】そこで本発明においては、メモリセル部分
のゲート酸化膜の信頼性を損なうことなく、また簡略か
つ制御しやすい製法で、膜厚の違う少なくとも2種頻の
酸化膜、すなわちメモリセル部分のゲート酸化膜と周辺
回路部分のゲート酸化膜を形成することのできる不揮発
性半導体記憶装置およびその製造方法を提供する事にあ
る。Therefore, in the present invention, at least two or more types of oxide films having different film thicknesses, that is, the memory cell portion, are manufactured by a simple and easy-to-control manufacturing method without deteriorating the reliability of the gate oxide film in the memory cell portion. An object of the present invention is to provide a nonvolatile semiconductor memory device capable of forming a gate oxide film and a gate oxide film of a peripheral circuit portion, and a method of manufacturing the same.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した目的
を達成するために、P型シリコン基板の表面の素子分離
領域にフィールド酸化膜を形成し、該P型シリコン基板
の表面の素子形成領域に熱酸化により酸化膜を形成した
後に、全面に窒化膜を形成し、この窒化膜をメモリセル
形成予定領域にのみ残して除去し、ついで、熱酸化を行
い周辺回路予定額域の酸化膜の膜厚を増大させた後に、
前記窒化膜上の酸化膜を除去し、かつ、前記窒化膜を除
去し、ウェットエッチ法で全面の酸化膜をエッチングし
メモリセル形成予定領域のみP型シリコン基板表面を露
出させ、ついで、熱酸化を行いメモリセル形成予定領域
にゲート酸化膜を形成した後に、全面に所要の不純物濃
度を有するN型の多結晶シリコン膜を形成し、該多結晶
シリコン膜をパターニングして所定の多結晶シリコン膜
パターンを形成し、全面に絶縁膜を形成した後に、周辺
回路予定領域の絶縁膜を除去してP型シリコン基板表面
を露出させ、熱酸化を行い前記周辺回路予定領域にゲー
ト酸化膜を形成した後に、全面に導電体膜を形成し、前
記メモリセル形成予定領域の、該導電体膜、該絶縁膜、
及び多結晶シリコン膜パターンを順次パターニングして
該導電体膜からなる制御ゲート電極と該多結晶シリコン
膜パターンからなる浮遊ゲート電極を形成し、さらに、
周辺回路予定額域において、該導電体膜をパターニング
して該導電体膜からなるゲート電極を形成してなること
を特徴としている。According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, a field oxide film is formed in a device isolation region on a surface of a P-type silicon substrate, and a device is formed on a surface of the P-type silicon substrate. After forming an oxide film by thermal oxidation in the region, a nitride film is formed on the entire surface, and the nitride film is removed leaving only the memory cell formation planned region, and then thermally oxidized to form a peripheral circuit planned frame region oxide film. After increasing the film thickness of
The oxide film on the nitride film is removed, and the nitride film is removed. The entire oxide film is etched by a wet etching method to expose the P-type silicon substrate surface only in a memory cell formation planned region. To form a gate oxide film in the memory cell formation planned region, then form an N-type polycrystalline silicon film having a required impurity concentration on the entire surface, and pattern the polycrystalline silicon film to form a predetermined polycrystalline silicon film. After forming a pattern and forming an insulating film on the entire surface, the insulating film in the peripheral circuit planned region was removed to expose the P-type silicon substrate surface, and thermal oxidation was performed to form a gate oxide film in the peripheral circuit planned region. Thereafter, a conductor film is formed on the entire surface, and the conductor film, the insulating film,
And sequentially patterning the polycrystalline silicon film pattern to form a control gate electrode composed of the conductor film and a floating gate electrode composed of the polycrystalline silicon film pattern,
The present invention is characterized in that the conductor film is patterned to form a gate electrode made of the conductor film in a peripheral circuit scheduled area.
【0021】[0021]
【作用】メモリセルの第1ゲート酸化膜を形成する前
に、メモリセル形成予定額域に存在する酸化膜をウェッ
トエッチ法にて除去した後に、第1ゲート酸化膜を形成
できるため、ゲート酸化膜の品質の劣化の少なく消去後
のしきい値電圧のばらつきの少ないフラッシュメモリを
得ることができる。Before forming the first gate oxide film of the memory cell, the first gate oxide film can be formed after removing the oxide film existing in the frame area where the memory cell is to be formed by wet etching. It is possible to obtain a flash memory with little deterioration in film quality and little variation in threshold voltage after erasing.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図面を
用いながら説明する。フラッシュメモリの平面模式図で
ある図1と、図1のXX’線及びYY’線での断面模式
図である図2とを併せて説明すると、本発明の一実施形
態のフラッシュメモリは、スタック・ゲート型で、か
つ、ソース消去型のメモリセルは以下のようになってい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1, which is a schematic plan view of a flash memory, and FIG. 2, which is a schematic cross-sectional view taken along line XX ′ and line YY ′ of FIG. 1, will be described. The gate type and source erase type memory cells are as follows.
【0023】(100)の面方位を有し、2×1017c
m-3程度の不純物濃度を有するP型シリコン基板101
の表面の素子分離領域には、膜厚0.6μm程度のフィ
ールド酸化膜102が設けられ、素子形成領域にはスタ
ックゲート型のメモリセルが設けられている。それぞれ
のメモリセルは、P型シリコン基板101の表面に設け
られた膜厚10nm程度の第1ゲート酸化膜106と、
第1ゲート酸化膜106を介してP型シリコン基板10
1の表面上に設けられた1×1019cm-3程度の不純物
濃度を有し、150nm程度の膜厚を有するN型の多結
晶シリコン膜からなる浮遊ゲート電極113と、浮遊ゲ
ート電極113の表面上に設けられた(膜厚7nm程度
の酸化シリコン膜、膜厚10nm程度の窒化シリコン膜
および膜厚3nm程度の酸化シリコン膜が積層されてい
る)絶縁膜109と、絶縁膜109を介して浮遊ゲート
電極113上に設けられたワード線を兼ねる(例えば、
膜厚150nm程度のN+型の多結晶シリコンからな
る)制御ゲート電極112a、112b、112c等
と、P型シリコン基板101の表面に設けられた第1ソ
ース領域117ab、117cd等と、P型シリコン基
板101の表面に設けられた第ドレイン領域118とか
ら構成されている。(100) plane orientation, 2 × 10 17 c
P-type silicon substrate 101 having an impurity concentration of about m-3
A field oxide film 102 having a thickness of about 0.6 μm is provided in an element isolation region on the surface of the semiconductor device, and a stack gate type memory cell is provided in an element formation region. Each memory cell includes a first gate oxide film 106 having a thickness of about 10 nm provided on the surface of a P-type silicon substrate 101,
P-type silicon substrate 10 via first gate oxide film 106
A floating gate electrode 113 made of an N-type polycrystalline silicon film having an impurity concentration of about 1.times.10@19 cm @ -3 and a thickness of about 150 nm provided on the surface of the floating gate electrode 113; (A silicon oxide film having a thickness of about 7 nm, a silicon nitride film having a thickness of about 10 nm, and a silicon oxide film having a thickness of about 3 nm are stacked) and a floating gate with the insulating film 109 interposed therebetween. Also serves as a word line provided on the electrode 113 (for example,
A control gate electrode 112a, 112b, 112c, etc. having a film thickness of about 150 nm; a first source region 117ab, 117cd, etc. provided on the surface of the P-type silicon substrate 101; 101, and a drain region 118 provided on the surface of the substrate 101.
【0024】第1ドレイン領域118は、例えば制御ゲ
ート電極112a等と制御ゲート電極112a等とフィ
ールド酸化膜102とに自己整合的なN+型拡散層から
なる。一つの第1ドレイン領域118は、2つのメモリ
セルに共有されている。それぞれの第1ドレイン領域1
18は、メモリセルの表面を覆う層間絶縁膜に設けられ
たビットコンタクト孔119a等を介して、層間絶縁膜
115に設けられたビット線116a等に接続されてい
る。ビット線116a等は、層間絶縁膜115を介して
制御電極112a等に直交している。第1ソース領域1
17ab等は、P型シリコン基板101の表面に設けら
れたN型拡散層より構成されている。例えば、第1ソー
ス領域117ab等は、制御ゲート電極112a等と制
御ゲート電極112a等と浮遊ゲート電極113とフィ
ールド酸化膜102とに自己整合的にP型シリコン基板
の表面に設けられており、制御ゲート電極112a等お
よぴ制御ゲート電極112a等に属するメモリセルの内
の所要の数のメモリセルが共有している。それぞれの第
1ソース領域117ab等は、例えば16ビット毎に層
間絶縁膜115に設けられたコンタクト孔(図示せず)
を介して、層間絶縁膜115上の表面上にビット線11
6a等に平行に設けられた配線に接続されている。The first drain region 118 is composed of, for example, an N + type diffusion layer which is self-aligned with the control gate electrode 112a and the like, the control gate electrode 112a and the like, and the field oxide film 102. One first drain region 118 is shared by two memory cells. Each first drain region 1
Reference numeral 18 is connected to a bit line 116a and the like provided in the interlayer insulating film 115 through a bit contact hole 119a and the like provided in the interlayer insulating film covering the surface of the memory cell. The bit lines 116a and the like are orthogonal to the control electrodes 112a and the like via the interlayer insulating film 115. First source region 1
17ab and the like are constituted by an N-type diffusion layer provided on the surface of the P-type silicon substrate 101. For example, the first source region 117ab and the like are provided on the surface of the P-type silicon substrate in a self-aligned manner with the control gate electrode 112a and the like, the control gate electrode 112a and the like, the floating gate electrode 113 and the field oxide film 102, and A required number of memory cells among the memory cells belonging to the gate electrode 112a and the like and the control gate electrode 112a and the like are shared. Each first source region 117ab or the like is provided with a contact hole (not shown) provided in the interlayer insulating film 115 for every 16 bits, for example.
Through the bit line 11 on the surface of the interlayer insulating film 115.
6a and the like are connected in parallel.
【0025】また周辺回路用のMOSトランジスタの構
造の平面模式図である図3と、図3のAA’線およぴB
B’線の断面模式図である図4を併せて参照すると周辺
回路用のMOSトランジスタの一例は以下のようになっ
ている。FIG. 3 is a schematic plan view of the structure of a MOS transistor for a peripheral circuit, and FIG.
Referring to FIG. 4 which is a schematic cross-sectional view taken along the line B ′, an example of a MOS transistor for a peripheral circuit is as follows.
【0026】メモリセル部分を形成したのと同一のP型
シリコン基板101の表面の素子分離領域には膜厚0.
6μm程度のフィールド酸化膜102が設けられ、素子
形成領域にはMOSトランジスタが形成されている。M
OSトランジスタは、P型シリコン基板101の表面に
設けられた膜厚25nm程度の第2ゲート酸化膜110
と、第2ゲート酸化膜110を介してP型シリコン基板
101の表面上には150nm程度の膜厚を有するN型
の第2多結晶シリコン膜111からなるゲート電極11
3と、P型シリコン基板101の表面に設けられた第2
ドレイン領域119と、P型シリコン基板101の表面
に設けられた第2ソース領域120から構成されてな
る。The element isolation region on the surface of the P-type silicon substrate 101 on which the memory cell portion is formed has a thickness of 0.3 mm.
A field oxide film 102 of about 6 μm is provided, and a MOS transistor is formed in an element formation region. M
The OS transistor includes a second gate oxide film 110 having a thickness of about 25 nm provided on the surface of a P-type silicon substrate 101.
And a gate electrode 11 made of an N-type second polycrystalline silicon film 111 having a thickness of about 150 nm on the surface of the P-type silicon substrate 101 via the second gate oxide film 110.
3 and the second provided on the surface of the P-type silicon substrate 101.
It is composed of a drain region 119 and a second source region 120 provided on the surface of the P-type silicon substrate 101.
【0027】図1と図2と図3と図4と図5、図1のY
Y’線での製造工程の断面模式図と図3におけるBB’
線での製造工程の断面積式図を併せて示した図5ないし
図23を参照すると、本実施形態のフラッシュメモリは
以下のように製造される。FIGS. 1, 2, 3, 4, 5 and Y in FIG.
A schematic cross-sectional view of the manufacturing process along the line Y ′ and BB ′ in FIG.
Referring to FIG. 5 to FIG. 23, which also show cross-sectional area diagrams of the manufacturing process with lines, the flash memory of the present embodiment is manufactured as follows.
【0028】まず、(100)面方位を有し、2×10
17cm-3程度の表面不純物を有するP型シリコン基板1
01の表面の素子宇分離領域には、膜厚0.6μm程度
のフィールド酸化膜102が熱酸化法にて形成される
(図5)。次に、素子形成領域には第1酸化膜103が
熱酸化法にて形成され(図6)、この後、必要ならば周
辺回路部分の素子領域に所望の特性を得るためにイオン
注入などを行う。First, having a (100) plane orientation, 2 × 10
P-type silicon substrate 1 having a surface impurity of about 17 cm-3
A field oxide film 102 having a film thickness of about 0.6 μm is formed in the element isolation region on the surface of No. 01 by a thermal oxidation method (FIG. 5). Next, a first oxide film 103 is formed in the element formation region by a thermal oxidation method (FIG. 6). Thereafter, if necessary, ion implantation or the like is performed on the element region in the peripheral circuit portion to obtain desired characteristics. Do.
【0029】次に、ウェハ全面に窒化膜104を、例え
ば120nm程度、CVD法にて形成する(図7)。次
に、メモリセル形成予定領域を既知のフォトリソグラフ
イー法を用いて、フォトレジスト105にて覆う(図
8)。次に、メモリセル形成予定領城に窒化膜104を
残し、周辺回路部分の空化膜をドライエッチング法で除
去する(図9)。Next, a nitride film 104 is formed on the entire surface of the wafer, for example, to a thickness of about 120 nm by a CVD method (FIG. 7). Next, the memory cell formation planned area is covered with the photoresist 105 by using a known photolithography method (FIG. 8). Next, the nitride film 104 is left in the area where the memory cell is to be formed, and the vacant film in the peripheral circuit portion is removed by dry etching (FIG. 9).
【0030】次に、熱酸化を行いこの結果として周辺回
路予定領域の第1酸化膜103の膜厚は増大し例えば8
0nmとなる。これに対して、メモリセル予定領域の窒
化膜104上には、窒化膜104が酸化されにくい性質
を持つため、ほとんど酸化膜が成長しないがわずかなが
ら存在する(図10、この窒化膜104の上に存在する
酸化膜は図示せず)。次に、窒化膜104上に存在する
酸化膜を取り除くために酸化膜をウェットエッチ法にて
取り除く(図11)。次に、メモリセル形成予定預域に
存在する窒化膜104をウェットエッチ法にて取り除く
(図12)。この時、メモリセル形成予定領域に存在す
る酸化膜の膜厚と周辺回路トランジスタ形成予定領域に
存在する酸化膜の膜厚は大きく異なっている。Next, thermal oxidation is performed, and as a result, the film thickness of the first oxide film 103 in the peripheral circuit scheduled region increases to, for example, 8
0 nm. On the other hand, on the nitride film 104 in the memory cell planned region, the oxide film hardly grows because the nitride film 104 is hardly oxidized. The oxide film existing in the above is not shown). Next, the oxide film is removed by a wet etch method in order to remove the oxide film existing on the nitride film 104 (FIG. 11). Next, the nitride film 104 existing in the storage area where the memory cell is to be formed is removed by wet etching (FIG. 12). At this time, the thickness of the oxide film existing in the region where the memory cell is to be formed is greatly different from the thickness of the oxide film existing in the region where the peripheral circuit transistor is to be formed.
【0031】次に、メモリセル形成予定領域に存在する
酸化膜をりウェットエツチ法にて取り除く(図13)。
メモリセル形成予定領域に存在する酸化膜の膜厚と周辺
回路部分に存在する酸化膜の膜厚の差を利用して、メモ
リセル形成予定額域に存在する酸化膜のみを取り除き、
周辺回路形成予定額域においては酸化膜がまだ存在して
いる。Next, the oxide film existing in the memory cell forming region is removed by a wet etching method (FIG. 13).
By utilizing the difference between the thickness of the oxide film existing in the memory cell formation scheduled area and the thickness of the oxide film existing in the peripheral circuit portion, only the oxide film existing in the memory cell formation scheduled area is removed.
The oxide film still exists in the frame area where the peripheral circuit is to be formed.
【0032】次に、熱酸化法による酸化を行い素子形成
領域に酸化膜を形成する(図14)。この時、メモリセ
ル形成予定領域には第1ゲート酸化膜206が形成さ
れ、周辺回路形成予定領域はさらに酸化される。次に、
ウェハ全面に例えば膜厚150nm程度の第1多結晶シ
リコン膜107がCVD法にて形成される(図15)。
次に、前記第1多結晶シリコン膜107が(ビット線と
平行になるような)縞状にバターニングされる(図1
6)。Next, oxidation is performed by thermal oxidation to form an oxide film in the element formation region (FIG. 14). At this time, the first gate oxide film 206 is formed in the memory cell forming region, and the peripheral circuit forming region is further oxidized. next,
A first polycrystalline silicon film 107 having a thickness of, for example, about 150 nm is formed on the entire surface of the wafer by a CVD method (FIG. 15).
Next, the first polycrystalline silicon film 107 is patterned in a stripe shape (so as to be parallel to the bit line) (FIG. 1).
6).
【0033】次に、合計膜厚が20nm程度の絶縁膜1
09が全面に形成される。この絶縁膜109は、次のよ
うに形成される。高温気相成長法による膜厚7nm程度
の酸化シリコン膜(図示せず)と減圧気相成長法(LP
CVD)による窒化シリコン膜(図示せず)が残置去さ
れ、この窒化シリコン膜表面に膜厚3nm程度の酸化シ
リコン膜(図示せず)が形成される(図17)。Next, the insulating film 1 having a total thickness of about 20 nm
09 is formed on the entire surface. This insulating film 109 is formed as follows. A silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 7 nm formed by a high temperature vapor deposition method and a low pressure vapor deposition method (LP)
A silicon nitride film (not shown) by CVD) is left, and a silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 3 nm is formed on the surface of the silicon nitride film (FIG. 17).
【0034】次に、メモリセル形成予定預城をフォトレ
ジスト105にて覆い、周辺回路形成予定領域に存在す
る酸化シリコン膜およぴ窒化シリコン膜およぴ酸化シリ
コン膜を順次取り除き、周辺回路形成予定預域のP型シ
リコン基板101を露出させる(図18)。次に、周辺
回路トランジスタ用の第2ゲート酸化膜110を熱酸化
法で例えぼ25nm形成する(図19)。次に、全面
に、N+型の第2多結晶シリコン膜111が形成される
(図20)。Next, the memory cells to be formed are covered with a photoresist 105, and the silicon oxide film, silicon nitride film, and silicon oxide film existing in the peripheral circuit forming region are sequentially removed to form a peripheral circuit. The P-type silicon substrate 101 in the expected deposit area is exposed (FIG. 18). Next, a second gate oxide film 110 for a peripheral circuit transistor is formed to a thickness of, for example, 25 nm by a thermal oxidation method (FIG. 19). Next, an N + type second polycrystalline silicon film 111 is formed on the entire surface (FIG. 20).
【0035】次にメモリセル形成予定領域において、第
2多結晶シリコン膜111、絶縁膜109およぴ多結晶
シリコン膜パターン108が順次バターニングされ、第
2多結晶シリコン膜111からなる制御ゲート電極11
2a、112b、112c等が第1多結晶シリコン膜パ
ターン108からなる浮遊ゲート電極113とが形成さ
れる(図21)。なお、木実施形態ではN+型の第2多
結晶シリコン膜111を材料として制御ゲート電極11
2が形成されているが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、ポリサイド膜あるいはシリサイド膜から制御
ゲート電極を形成しても差し支えはない。Next, in the memory cell forming region, the second polycrystalline silicon film 111, the insulating film 109 and the polycrystalline silicon film pattern 108 are sequentially patterned to form a control gate electrode made of the second polycrystalline silicon film 111. 11
2a, 112b, 112c and the like are formed with the floating gate electrode 113 made of the first polysilicon film pattern 108 (FIG. 21). In the embodiment, the control gate electrode 11 is formed using the N + type second polysilicon film 111 as a material.
2, the present invention is not limited to this, and the control gate electrode may be formed from a polycide film or a silicide film.
【0036】次に周辺回路形成予定領域において、第2
多結晶シリコン膜111をパターニンクして、第2多結
晶シリコン膜111からなるゲート電極114が形成さ
れる図22)。その後メモリセル形成予定領域におい
て、第1ソース領域117、第1ドレイン領域118を
形成する(図示せず)。また周辺回路予足領域において
も、第2ドレイン領域120およぴ第2ソース領域12
1を形成する(図示せず)。Next, in the area where the peripheral circuit is to be formed, the second
The polycrystalline silicon film 111 is patterned to form a gate electrode 114 made of the second polycrystalline silicon film 111 (FIG. 22). Thereafter, a first source region 117 and a first drain region 118 are formed in a region where a memory cell is to be formed (not shown). Also in the peripheral circuit spare region, the second drain region 120 and the second source region 12
1 (not shown).
【0037】次に、全面に膜厚0.8μm程度のBPS
G膜からなる層間絶薄膜115が形成される(図2
3)。なお、制御ゲート電極112a等がN+型の第2
多結晶シリコン膜により構成されていない場合、BPS
G膜の形成に先がけて高温気相成長法等により所要膜厚
の酸化シリコン膜を形成しておくのが望ましい。第1ド
レイン領域118に逢するビットコンタクト119a、
119b等が層間絶縁膜115に形成される。全面に例
えぼ膜厚0.9μm程度のアルミニウム系の金属膜が形
成され、この金属膜がバターニングされてビット線11
6a、116b等が形成される(図1、図2)。Next, a BPS having a thickness of about 0.8 μm is formed on the entire surface.
An interlayer insulating thin film 115 made of a G film is formed (FIG. 2).
3). It should be noted that the control gate electrode 112a and the like
If not composed of polycrystalline silicon film, BPS
Prior to the formation of the G film, it is desirable to form a silicon oxide film of a required thickness by a high temperature vapor deposition method or the like. A bit contact 119a that meets the first drain region 118,
119b and the like are formed on the interlayer insulating film 115. For example, an aluminum-based metal film having a thickness of about 0.9 μm is formed on the entire surface, and this metal film is patterned to form a bit line 11.
6a and 116b are formed (FIGS. 1 and 2).
【0038】ここで、メモリセルのある第1ゲート酸化
膜106になんらかの品質の劣化が起こった場合、その
品質の劣化を検出する方法として、図24のようなTE
Gパターンを測定する方法がある。このTEGパターン
では、メモリセルを例えば1000個形成し、その各々
の制御ゲート電極を一つにまとめて、また各々のドレイ
ン領域についても一つにまとめ、また各々のソース領域
についても一つにまとめて外部より電圧を印加できるよ
うにしている。それぞれの制御ゲート電極をまとめたも
の、ドレイン領域をまとめたもの、ソース領域をまとめ
たもの端子をそれぞれVCGP、VDDP、VSSPとし、P型
シリコン基板の端子をVSUBPとする。Here, if any quality deterioration occurs in the first gate oxide film 106 where the memory cell is located, the TE quality as shown in FIG.
There is a method of measuring the G pattern. In this TEG pattern, for example, 1000 memory cells are formed, their respective control gate electrodes are combined into one, each drain region is combined into one, and each source region is combined into one. Voltage can be applied from outside. The terminals of the control gate electrode, the drain region, and the source region are denoted by VCCG, VDDP, and VSSP, respectively, and the terminal of the P-type silicon substrate is denoted by VSUBP.
【0039】このTEGパターンを用いて、第1ゲート
酸化膜の品質の劣化を評価するためには、まずこのTE
Gパターンに紫外線を照射し、浮遊ゲート電極を電気的
に中和させる。この後、全メモリセルを消去する。この
時の消去は、ソース領域のみ電圧を印加する方法では、
ソース領域に過剰に電流が流れるため、ソース領域に正
の電圧を印加し、制御ゲート電極に負電圧を印加して行
う。その後、ドレイン領域に1Vを印加し、制御ゲート
の電圧を例えば−5Vから5Vまで、0.1V刻みで変
化させ、この時のドレイン電流を測定する。この時のド
レイン電流の値は、メモリセルを1000個並列に接続
しているために各々のメモリセルのドレイン電流の総和
である(図25)。In order to evaluate the deterioration of the quality of the first gate oxide film using this TEG pattern, first, the TE
The G pattern is irradiated with ultraviolet light to electrically neutralize the floating gate electrode. Thereafter, all the memory cells are erased. At this time, erasing is performed by applying a voltage only to the source region.
Since excessive current flows in the source region, a positive voltage is applied to the source region and a negative voltage is applied to the control gate electrode. Thereafter, 1 V is applied to the drain region, and the voltage of the control gate is changed from -5 V to 5 V in steps of 0.1 V, and the drain current at this time is measured. The value of the drain current at this time is the sum of the drain currents of each memory cell because 1000 memory cells are connected in parallel (FIG. 25).
【0040】この1000個のメモリセルの各々の第1
ゲート酸化膜の内、ある箇所が品質の劣化を起こすと、
消去の速度が他の正常なメモリセルと比較して速くな
り、消去が進むにつれ正常なメモリセルと品質が劣化し
たメモリセルのドレイン電流特性の差は顕著に現れ、消
去を行った後のドレイン電流の特性はこぶを持つように
なる(図26)。これに対して、1000個のメモリセ
ルの各々の第1ゲート酸化膜が全て品質の劣化がない場
合は、ドレイン電流特性にこぶを持たない。そこで、こ
のドレイン電流特性におけるあるドレイン電流値、例え
ば1×10-8A流れるときのVCGPの値(以下しきい値
電圧と呼ぶ)をウェハ面内でのばらつきを測定すれば、
第1ゲート酸化膜の品質の劣化の程度を評価することが
できる。このしきい値電圧のばらつきが少ないほど、ド
レイン電流特性においてこぶはなく、全てのメモリセル
において消去ばらつきが少ないこととなる。The first of each of the 1000 memory cells
When a certain part of the gate oxide film deteriorates the quality,
The erasing speed is faster than other normal memory cells, and as the erasing progresses, the difference in the drain current characteristics between the normal memory cell and the deteriorated memory cell appears remarkably. The current characteristic has a bump (FIG. 26). On the other hand, when the quality of all the first gate oxide films of each of the 1000 memory cells does not deteriorate, the drain current characteristics have no bumps. Therefore, if a certain drain current value in this drain current characteristic, for example, a value of VCGP when flowing 1 × 10 −8 A (hereinafter referred to as a threshold voltage) is measured in a wafer surface,
The degree of deterioration of the quality of the first gate oxide film can be evaluated. The smaller the variation in the threshold voltage, the less bumps in the drain current characteristics, and the smaller the variation in erase in all the memory cells.
【0041】従来の製法と本発明での製法で上記TEG
パターンを製造し、しきい値電圧のばらつきを評価した
(図27)。消去は制御ゲートに−12Vを印加し、ソ
ース領域には一5Vを印加し、ドレイン領域を開放状
態、P型シリコン基板を0Vに設定し、前述のパルスを
0.1秒間TEGパターンに印加して行った。しきい値
電圧のばらつきは、本発明の製法によれば従来例の製法
と比較してばらつきが少なくなっている。The TEG according to the conventional method and the method according to the present invention are used.
A pattern was manufactured, and variations in threshold voltage were evaluated (FIG. 27). For erasing, apply -12 V to the control gate, apply 15 V to the source region, open the drain region, set the P-type silicon substrate to 0 V, and apply the above pulse to the TEG pattern for 0.1 second. I went. According to the manufacturing method of the present invention, the variation of the threshold voltage is smaller than that of the conventional manufacturing method.
【0042】このように、本実施形態ではメモリセルの
第1ゲート酸化膜を形成する前に、メモリセル形成予定
領域に存在する酸化膜をウェットエッチ法にて除去した
後に、第1ゲート酸化膜を形成できるため消去後のしき
い値電圧のばらつきの少ないフラッシュメモリを得るこ
とができる。また、膜厚の違う少なくとも2種類の酸化
膜、すなわちメモリセル部分のゲート酸化膜と周辺回路
部分のゲート酸化膜の形成も容易である。As described above, in this embodiment, before the first gate oxide film of the memory cell is formed, the oxide film existing in the memory cell forming region is removed by the wet etching method, and then the first gate oxide film is formed. Can be obtained, a flash memory with less variation in threshold voltage after erasing can be obtained. Further, it is easy to form at least two types of oxide films having different thicknesses, that is, a gate oxide film in a memory cell portion and a gate oxide film in a peripheral circuit portion.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、メモ
リセルの第1ゲート酸化膜を形成する前に、メモリセル
形成予定領域に存在する酸化膜をウェットエッチ法にて
除去した後に、第1ゲート酸化膜を形成できる。このた
め、本発明のメモリセルを有するフラッシュメモリは、
消去後のしきい値電圧のばらつきの少ないフラッシュメ
モリを得ることができる。また、膜厚の違う少なくとも
2種類の酸化膜、すなわちメモリセル部分のゲート酸化
膜と周辺回路部分のゲート酸化膜の形成も容易である。As described above, according to the present invention, before the first gate oxide film of the memory cell is formed, the oxide film existing in the memory cell formation region is removed by the wet etching method. One gate oxide film can be formed. Therefore, the flash memory having the memory cell of the present invention
A flash memory with less variation in threshold voltage after erasing can be obtained. Further, it is easy to form at least two types of oxide films having different thicknesses, that is, a gate oxide film in a memory cell portion and a gate oxide film in a peripheral circuit portion.
【図1】本発明の一実施形態を示すの平面模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態のメモリセル部分の断面摸
式図であって、(a)は図1のXX’線、およぴ、
(b)はYY’線での断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a memory cell portion according to an embodiment of the present invention, in which (a) is a line XX ′ of FIG.
(B) is a schematic sectional view taken along line YY '.
【図3】本発明の一実施形態の周辺回路幾分のトランジ
スタの平面模式図である。FIG. 3 is a schematic plan view of a transistor in a peripheral circuit according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態の周辺回路部分のトランジ
スタの断面模式図であり、(a)は図3のAA’線、お
よぴ、(b)はBB’線での断面模式図である。4A and 4B are schematic cross-sectional views of a transistor in a peripheral circuit portion according to one embodiment of the present invention, in which FIG. 4A is a schematic cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3, and FIG. It is.
【図5】本発明の一実施形態の製造工程を示すもので、
図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模式図
を併せて示したものである。FIG. 5 illustrates a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図6】本発明の一実施形態の製造工程を示すもので、
図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模式図
を併せて示したものである。FIG. 6 illustrates a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図7】本発明の一実施形態の製造工程を示すもので、
図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模式図
を併せて示したものである。FIG. 7 illustrates a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図8】本発明の一実施形態の製造工程を示すもので、
図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模式図
を併せて示したものである。FIG. 8 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図9】本発明の一実施形態の製造工程を示すもので、
図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模式図
を併せて示したものである。FIG. 9 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図10】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。10 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図11】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。11 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図12】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。12 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図13】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。13 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図14】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。14 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図15】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。15 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図16】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。16 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図17】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。17 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図18】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。18 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図19】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。19 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図20】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。20 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図21】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。21 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図22】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。FIG. 22 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG.
【図23】本発明の一実施形態の製造工程を示すもの
で、図1におけるYY’線と図3のBB’線との断面模
式図を併せて示したものである。23 shows a manufacturing process of one embodiment of the present invention, and also shows a schematic cross-sectional view taken along line YY ′ in FIG. 1 and line BB ′ in FIG. 3.
【図24】本発明の一実施形態の効果を測定するため、
メモリセルのしきい値電圧のばらつきを簡便に測定する
ためのTEGの等価回路図である。FIG. 24 illustrates the effect of one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a TEG for easily measuring a variation in threshold voltage of a memory cell.
【図25】図24におけるTEGの一測定例である。FIG. 25 is a measurement example of TEG in FIG. 24;
【図26】図24におけるTEGの過剰消去セルを含ん
だ場合と過剰消去セルを含まない場合のTEGの一測定
例である。26 is a measurement example of the TEG in FIG. 24 when the TEG includes an over-erased cell and when the TEG does not include an over-erased cell.
【図27】本発明の一実施形態の効果を示す図であり、
消去後のしきい値電圧のばらつきの比較を示す図であ
る。FIG. 27 is a diagram showing the effect of one embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram showing a comparison of variation in threshold voltage after erasing;
【図28】従来のフラッシュメモリの平面模式図であ
る。FIG. 28 is a schematic plan view of a conventional flash memory.
【図29】従来のフラッシュメモリのメモリセル部分の
断面模式図であり、(a)は図28のXX’線、およ
ぴ、(b)はYY’線での断面模式図である。29A and 29B are schematic cross-sectional views of a memory cell portion of a conventional flash memory, in which FIG. 29A is a schematic cross-sectional view taken along line XX ′ and FIG. 28B is a schematic cross-sectional view taken along line YY ′.
【図30】従来の周辺回路部分のトランジスタの平面模
式図である。FIG. 30 is a schematic plan view of a transistor in a conventional peripheral circuit portion.
【図31】従来の周辺回路部分のトランジスタの断面模
式図であり、(a)は図30のAA’線、およぴ、
(b)はBB’線での断面模式図である。FIG. 31 is a schematic cross-sectional view of a transistor in a conventional peripheral circuit portion, where (a) is a line AA ′ of FIG.
(B) is a schematic sectional view taken along line BB '.
【図32】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 28 is a view showing a manufacturing process of a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図33】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 33 is a view showing a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図34】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 34 is a view showing a process of manufacturing a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図35】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 35 is a view showing a process of manufacturing a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図36】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 36 is a view showing a process of manufacturing a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図37】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 37 is a diagram showing a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図38】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 38 shows a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図39】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 39 is a view showing a process of manufacturing a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図40】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 40 is a view showing a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図41】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 41 is a view showing a manufacturing process of a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図42】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 42 is a view showing a manufacturing process of a conventional flash memory.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図43】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 43 shows a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図44】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 44 is a view showing a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
【図45】従来のフラッシュメモリの製造工程の図28
におけるYY’線と図29におけるBB’線の断面模式
図を併せて示したものである。FIG. 45 shows a conventional flash memory manufacturing process.
29 is a schematic cross-sectional view taken along the line YY ′ in FIG. 29 and the line BB ′ in FIG.
101、201 P型シリコン基板 102、202 フィールド酸化膜 103、203 第1酸化膜 104 窒化膜 105、205 フォトレジスト 106、206 第1ゲート酸化膜 107、207 第1多結晶シリコン膜 108、208 第1多結晶シリコン膜パターン 109、209 絶縁膜 110、210 第2ゲート酸化膜 111、211 第2多結晶シリコン膜 112a、112b、112c、112、212a、2
12b、212c、212 制御ゲート電極 113、213 浮遊ゲート電極 114、214 ゲート電極 115、215 層間絶縁層 116a、116b、116、216a、216b、2
16 ビット線 117ab、117cd、217ab、217cd 第
1ソース領域 118、218 第1ドレイン領域 119a、119b、219a、219b ビットコン
タクト 120、220 第2ドレイン領域 121、221 第2ソース領域101, 201 P-type silicon substrate 102, 202 Field oxide film 103, 203 First oxide film 104 Nitride film 105, 205 Photoresist 106, 206 First gate oxide film 107, 207 First polycrystalline silicon film 108, 208 First Polycrystalline silicon film pattern 109, 209 Insulating film 110, 210 Second gate oxide film 111, 211 Second polycrystalline silicon film 112a, 112b, 112c, 112, 212a, 2
12b, 212c, 212 Control gate electrode 113, 213 Floating gate electrode 114, 214 Gate electrode 115, 215 Interlayer insulating layer 116a, 116b, 116, 216a, 216b, 2
16 bit line 117ab, 117cd, 217ab, 217cd First source region 118, 218 First drain region 119a, 119b, 219a, 219b Bit contact 120, 220 Second drain region 121, 221 Second source region
───────────────────────────────────────────────────── 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 (8)
フィールド酸化膜を形成し、該P型シリコン基板の表面
の素子形成領域に熱酸化により酸化膜を形成した後に、
全面に窒化膜を形成し、この窒化膜をメモリセル形成予
定領域にのみ残して除去し、ついで、熱酸化を行い周辺
回路予定額域の酸化膜の膜厚を増大させた後に、前記窒
化膜上の酸化膜を除去し、かつ、前記窒化膜を除去し、
ウェットエッチ法で全面の酸化膜をエッチングしメモリ
セル形成予定領域のみP型シリコン基板表面を露出さ
せ、ついで、熱酸化を行いメモリセル形成予定領域にゲ
ート酸化膜を形成した後に、全面に所要の不純物濃度を
有するN型の多結晶シリコン膜を形成し、該多結晶シリ
コン膜をパターニングして所定の多結晶シリコン膜パタ
ーンを形成し、全面に絶縁膜を形成した後に、周辺回路
予定領域の絶縁膜を除去してP型シリコン基板表面を露
出させ、熱酸化を行い前記周辺回路予定領域にゲート酸
化膜を形成した後に、全面に導電体膜を形成し、前記メ
モリセル形成予定領域の、該導電体膜、該絶縁膜、及び
多結晶シリコン膜パターンを順次パターニングして該導
電体膜からなる制御ゲート電極と該多結晶シリコン膜パ
ターンからなる浮遊ゲート電極を形成し、さらに、周辺
回路予定額域において、該導電体膜をパターニングして
該導電体膜からなるゲート電極を形成してなることを特
徴とする不揮発性半導体記憶装置。A field oxide film is formed in a device isolation region on a surface of a P-type silicon substrate, and an oxide film is formed by thermal oxidation in a device formation region on a surface of the P-type silicon substrate.
After forming a nitride film on the entire surface and removing the nitride film only in the region where the memory cell is to be formed, and then performing thermal oxidation to increase the thickness of the oxide film in the peripheral circuit planned area, the nitride film is removed. Removing the upper oxide film, and removing the nitride film;
The entire surface of the oxide film is etched by the wet etching method to expose the surface of the P-type silicon substrate only in the memory cell formation planned area. Then, thermal oxidation is performed to form a gate oxide film in the memory cell formation planned area. An N-type polycrystalline silicon film having an impurity concentration is formed, the polycrystalline silicon film is patterned to form a predetermined polycrystalline silicon film pattern, and an insulating film is formed on the entire surface. After removing the film to expose the surface of the P-type silicon substrate and performing thermal oxidation to form a gate oxide film in the peripheral circuit planned region, a conductor film is formed on the entire surface, and the memory cell forming region is The conductor film, the insulating film, and the polysilicon film pattern are sequentially patterned to form a control gate electrode made of the conductor film and a floating film made of the polysilicon film pattern. Over gate electrode is formed, and further, in the peripheral circuit will amount range, the non-volatile semiconductor memory device characterized by comprising forming a gate electrode made of a conductive film by patterning the conductive film.
いて前記制御ゲート電極を形成したことを特徴とする請
求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。2. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said control gate electrode is formed using a polycrystalline silicon film as said conductor film.
前記制御ゲート電極を形成したことを特徴とする請求項
1に記載の不揮発性半導体記憶装置。3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said control gate electrode is formed using a polycide film as said conductor film.
前記制御ゲート電極を形成したことを特徴とする請求項
1に記載の不揮発性半導体記憶装置。4. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein said control gate electrode is formed using a silicide film as said conductor film.
フィールド酸化膜を形成する行程と、該P型シリコン基
板の表面の素子形成領域に熱酸化により酸化膜を形成す
る行程と、全面に窒化膜を形成する行程と、前記窒化膜
をメモリセル形成予定領域にのみ残して除去する行程
と、熱酸化を行い周辺回路予定額域の酸化膜の膜厚を増
大させる行程と、前記窒化膜上の酸化膜を除去する行程
と、前記窒化膜を除去する行程と、ウェットエッチ法で
全面の酸化膜をエッチングしメモリセル形成予定領域の
みP型シリコン基板表面を露出させる行程と、熱酸化を
行いメモリセル形成予定領域にゲート酸化膜を形成する
行程と、全面に所要の不純物濃度を有するN型の多結晶
シリコン膜を形成する行程と、該多結晶シリコン膜をパ
ターニングして所定の多結晶シリコン膜パターンを形成
する行程と、全面に絶縁膜を形成する行程と、周辺回路
予定領域の絶縁膜を除去してP型シリコン基板表面を露
出させる行程と、熱酸化を行い周辺回路予定領域にゲー
ト酸化膜を形成する行程と、全面に導電体膜を形成する
行程と、メモリセル形成予定領域において、該導電体
膜、該絶縁膜、及び多結晶シリコン膜パターンを順次パ
ターニングして該導電体膜からなる制御ゲート電極と該
多結晶シリコン膜パターンからなる浮遊ゲート電極を形
成する行程と、周辺回路予定額域において、該導電体膜
をパターニングして該導電体膜からなるゲート電極を形
成する行程を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置の製造方法。5. A step of forming a field oxide film in an element isolation region on a surface of a P-type silicon substrate, a step of forming an oxide film by thermal oxidation in an element formation region of a surface of the P-type silicon substrate, and Forming a nitride film, removing the nitride film only in a region where a memory cell is to be formed, removing the nitride film, performing a thermal oxidation process to increase the thickness of an oxide film in a peripheral circuit planned region, and forming the nitride film. Removing the upper oxide film, removing the nitride film, etching the entire oxide film by wet etching to expose the P-type silicon substrate surface only in the memory cell formation planned region, and performing thermal oxidation. A step of forming a gate oxide film in the memory cell formation planned area, a step of forming an N-type polycrystalline silicon film having a required impurity concentration on the entire surface, and a step of patterning the polycrystalline silicon film to a predetermined level. A step of forming a polycrystalline silicon film pattern, a step of forming an insulating film over the entire surface, a step of removing an insulating film in a peripheral circuit scheduled area and exposing a P-type silicon substrate surface, and a step of performing peripheral oxidation by performing thermal oxidation. Forming a gate oxide film in the region, forming a conductor film over the entire surface, and sequentially patterning the conductor film, the insulating film, and the polycrystalline silicon film pattern in the memory cell formation region. Forming a control gate electrode made of a conductive film and a floating gate electrode made of the polycrystalline silicon film pattern, and, in a peripheral circuit scheduled area, patterning the conductive film to form a gate electrode made of the conductive film. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising a step of forming.
いて前記制御ゲート電極を形成することを特徴とする請
求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。6. The method according to claim 1, wherein said control gate electrode is formed using a polycrystalline silicon film as said conductor film.
前記制御ゲート電極を形成することを特徴とする請求項
1に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。7. The method according to claim 1, wherein the control gate electrode is formed using a polycide film as the conductor film.
前記制御ゲート電極を形成することを特徴とする請求項
1に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。8. The method according to claim 1, wherein the control gate electrode is formed using a silicide film as the conductor film.
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